WO2006097329A1 - Anordnung mit einem spannungskonverter zur spannungsversorgung einer elektrischen last und verfahren - Google Patents

Anordnung mit einem spannungskonverter zur spannungsversorgung einer elektrischen last und verfahren Download PDF

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WO2006097329A1
WO2006097329A1 PCT/EP2006/002493 EP2006002493W WO2006097329A1 WO 2006097329 A1 WO2006097329 A1 WO 2006097329A1 EP 2006002493 W EP2006002493 W EP 2006002493W WO 2006097329 A1 WO2006097329 A1 WO 2006097329A1
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WO
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voltage
multiplication factor
current sink
current
electrical load
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Application number
PCT/EP2006/002493
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias BÜHLER
Thomas Jessenig
Radek Gancarz
Original Assignee
Austriamicrosystems Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement with voltage converter for supplying power to an electrical load and a method for automatically adjusting the arrangement with voltage converter for supplying power to an electrical load.
  • the arrangement can be used in the supply of light emitting diodes, in English light emitting diodes, abbreviated LEDs by means of a voltage converter such as a charge pump.
  • DC / DC con. verter Usually serve voltage converter, in English as a direct current / direct current converter, abbreviated DC / DC con. verter, to convert a low to a higher voltage. Often, the ratio of output to input voltage can be adjusted by selecting a multiplication factor. There are generally a few discrete values available. Voltage converters are used, for example, in generating flashes with an LED and in the backlight in a liquid crystal display.
  • Object of the present invention is to provide an arrangement for connection to one or more loads with little effort, which adjusts a voltage converter so that the power consumption is minimized. According to the invention, the object is achieved by an arrangement having
  • a voltage converter to which an input voltage can be supplied at an input, which is connected at an output to a first terminal of a series circuit, comprising means for connecting an electrical load and a current sink, and whose output voltage is a function of the input voltage and of a current one Multiplication factor, wherein the series circuit is connected at a second terminal with a reference potential connection,
  • a prediction unit which can be supplied with a signal derived from the input voltage at a first sampling input and which is used to determine a predicted current sink voltage as a function of a new one
  • a comparator coupled to the predicted current sink voltage supply unit connected at one output to a control input of the multiplier setting voltage converter and arranged to compare the predicted current sink voltage with a predetermined threshold value and to output the new multiplication factor> when the predicted current sink voltage exceeds the predetermined threshold.
  • the output voltage generated by the voltage converter drops above the electrical load and the current sink, the electrical load is connected either to the voltage converter or to the reference potential terminal.
  • the load voltage To determine the voltage across the electrical load, called the load voltage, in both cases, a connection to the node of the series circuit, which is located between the electrical load and the current sink, is provided.
  • a second connection to the output voltage of the voltage converter In the first case, a second connection to the output voltage of the voltage converter , in the second case to the reference potential terminal is provided.
  • a voltage across the current sink can be determined by subtracting the load voltage from the output voltage.
  • the predicted current sink voltage is a current sink voltage which, for the new multiplication factor, drops from an amount of the selectable values of the multiplication factor over the current sink.
  • a current current sink voltage is correspondingly a voltage which currently, ie at the current multiplication factor, drops above the current sink.
  • the current sink keeps the current through the electrical load, which is called the load current, constant. If the output voltage of the voltage converter increases, the current current sink voltage correspondingly increases. This prevents the voltage across the load and the current through the load from increasing.
  • the electrical power currently consumed by the current sink is the current current sink voltage multiplied by the load current. For this reason, the smallest possible current sink voltage is advantageous.
  • the correction voltage U CORR_NEU results from the load current I out and an internal resistance of the voltage converter
  • the internal resistance R CP is in turn a function of the multiplication factor m.
  • the predicted internal resistance is.
  • R CP_NEU so sine function of the new multiplication factor m NEW .
  • the prediction unit determines the predicted current sink voltage for the new multiplication factor, taking into account the new multiplication factor
  • the comparator gives the new multiplication factor to the voltage converter if the predicted current sink voltage is greater than the predetermined threshold value.
  • the prediction unit calculates the predicted current sink voltage according to a formula derived below. Due to the mesh equation for the output voltage of the voltage converter:
  • U OUT_AKT is the current output voltage
  • U IN is the input voltage of the voltage converter
  • m AKT is the current multiplication factor
  • U CORR_AKT is the current correction voltage to account for the load-dependent drop in output voltage
  • U LAST is the load voltage
  • U SINK_AKT is the current current sink voltage at the current one Multiplication factor m AKT .
  • U OUT_NEU is the new output voltage of the voltage converter
  • m NEW is the new multiplication factor
  • U CORR_NEU is the correction voltage at the new multiplication factor
  • U SINK NEW is the predicted current sink voltage
  • the prediction unit outputs the current sink voltage U SINK_NEU calculated with equation 4 to the comparator. If U SINK_NEU is greater than the predetermined threshold value U MIN , then m NEW is the new multiplication factor at which the load can be supplied with sufficient energy. The comparator passes the new multiplication factor m NEW to the voltage converter which is operated with it.
  • the prediction unit and the comparator are designed with the equation 4, since this calculation can be realized with particularly simple analog circuits.
  • the prediction unit is to be supplied with a signal derived from the input voltage for this calculation.
  • the correction voltage can be determined by metrological characterization as a function of the load current and the internal resistance or the multiplication factor.
  • the correction voltage as a function of the load current and the internal resistance or the multiplication factor can be determined by simulating the circuit of the voltage converter, since the complexity of the simulation can be kept smaller.
  • the simulation can be carried out during the development of the voltage converter. It can thus be done before commissioning the arrangement.
  • the result of the simulation can be stored in a memory, preferably a table memory.
  • the load current in turn can be determined with an additional, precisely known resistor in the load circuit and a detection of the voltage dropping across this resistor, so that the correction voltage can be calculated.
  • the correction voltage can advantageously be calculated without measuring the load current.
  • the sampling of the input voltage is direct.
  • the new current sink voltage can advantageously be calculated from a load voltage permanently set in the semiconductor component or a load voltage predetermined from the outside.
  • At least one further Series circuit comprising means for connecting a further electrical load and a further current sink, is present.
  • the further series connection is connected in parallel to the first series connection at a first terminal to the output of the voltage converter and at a second terminal to the reference potential terminal.
  • the additional electrical load is connected to the voltage converter or to the reference potential terminal.
  • the other electrical load as the electrical load is connected, since so the effort for the design of a realization decreases.
  • the correction voltage depends on the load current occurring at the output of the voltage converter, in the case of several loads to be operated in parallel, the sum of the load currents through the electrical load and the at least one additional electrical load for calculating the correction voltage must be taken into account.
  • the voltage converter has a finite set of selectable values of the multiplication factor. If, for several new multiplication factors, the predicted current sink voltage is greater than the predetermined threshold value, then the electrical load is sufficiently supplied with energy for all multiplication factors, but a voltage of different magnitude at the current sink is lost. This reduces the efficiency of utilizing the energy. Therefore, the arrangement is advantageously designed in such a way that the smallest of the multiplication factors is set, in which the predicted current sink voltage is greater than the predetermined threshold value assigned to the electrical load for all electrical loads.
  • the comparator is designed to select a larger multiplication factor from the set of selectable values than the current multiplication factor, if and as long as the current current sink voltage is less than a predetermined threshold value assigned to the electrical load for at least one electrical load.
  • the apparatus is arranged to select a higher multiplication factor until the current sink voltage at each electrical load is greater than a predetermined threshold associated with the electrical load. This only applies as long as the input voltage has not fallen so low that even with the largest multiplication factor from the set of selectable values, the output voltage is too low.
  • the comparator is designed to detect a defective series connection, the series circuit comprising an electrical load connected to the means for connecting an electrical load and the current sink.
  • a defect may result from a power interruption in the load or in the terminals of the electrical load or in the current sink itself.
  • a recognition of the series connection as defective occurs when the current current sink voltage at the largest multiplication factor of the set of selectable values is less than a predetermined threshold associated with the electrical load.
  • the comparator includes means for storing the information, which series circuit as. is detected defective.
  • the comparator may also be configured to pass this information to another device, such as a microcontroller, processor core, or display.
  • the arrangement may also be such that the comparator is designed to omit defective series circuits when determining the multiplication factor or in further processes for detecting a defect.
  • the multiplication factor is not set to the highest value, although the current current sink voltage falls below the predetermined threshold value as a result of an interruption as a defect.
  • the arrangement is preferably designed such that the current sinks can be switched off and the comparator has control outputs which are connected to the current sinks for switching off the current sink of the series circuit which has been identified as being defective.
  • the control outputs of the comparator are connected to the current sinks by means of control lines. These control lines can also be advantageously used to switch on and off electrical loads according to the tasks. For example, light-emitting diodes, the. to give a short flash, in addition to it switched on briefly by means of the control line.
  • the comparator includes means for storing the information to which series connection to turn on. The comparator may also be designed to receive this information from another device.
  • the control line can be led to an arrangement of a plurality of electrical loads together, in particular when the loads of this arrangement together fulfill a task.
  • each current sink is connected to its own control line to a separate control output of the comparator, so that in case of a defective series connection only one of the electrical loads is switched off.
  • the multiplication factor can be determined according to a time-definable grid. It is preferable for the comparator to be designed in such a way that the determination of the multiplication factor is triggered by changes in the voltages of the arrangement or when a series circuit is switched off or switched on.
  • the comparator is advantageously designed to detect a drop in the input voltage and to trigger a prediction as to whether a greater than the current multiplication factor is to be set. This can also be determined when the electrical load is switched on by switching on the associated current sinks, since the entire load current and thus the correction voltage increase as a result of the switching on. In both cases, the output voltage drops.
  • the decrease of the output voltage can serve as a trigger for a prediction, whether a greater than the current multiplication factor is to be selected.
  • the comparator is advantageously designed to detect an increase in the input voltage and to trigger the prediction as to whether a smaller than the current multiplication factor is to be set. Even with a shutdown of a this electrical load can be detected. In both cases, the output voltage increases. Therefore, the increase of the output voltage can advantageously also serve as a trigger for a prediction as to whether a smaller than the current multiplication factor is to be selected. This serves energy efficiency.
  • the voltage converter is a charge pump.
  • Charge pumps can be designed and implemented in such a way that they have several selectable multiplication factors and thus can deliver different output voltages in an energy-efficient manner.
  • the input voltage for the voltage converter can be delivered, for example, from a battery, solar cell, generator, piezo element or charged capacitor.
  • Electrical values of the current sinks may be fixed in the array. According to a further development, these values can be set by control lines or components to be connected externally to the arrangement, such as setting resistors or capacitors, or digitally by wiring inputs. As a means for setting the values, memory can also be used in a further development.
  • further memories may be provided for other information suitable for the calculations, such as a memory for the new and the current multiplication factor, for the input and output voltage and the past values of the input and output voltages , for the load currents, for the sum over all load currents, for the load voltages, for the threshold values, for the current current sink voltages and the predicted calculated current sink voltages.
  • the values necessary for the determination of the correction voltage from the sum over all load currents and from the multiplication factor can be stored in a memory.
  • the memory may include a table memory.
  • the predetermined threshold values, the given load currents, the predetermined load voltages and those for the determination of the correction voltage from the sum to All load currents and values required from the multiplication factor can also serve as memory for nonvolatile memories. Otherwise, these memories can be occupied by the information from a higher-level unit via a line or a bus when the device is switched on.
  • Such memories can be realized in the comparator, which transfers the values of the prediction unit as soon as the prediction unit requires them.
  • the arrangement can be realized by the comparator and the prediction unit as two semiconductor devices, or the comparator and the prediction unit together as a semiconductor device, or the comparator and the prediction unit and the current sinks together as a semiconductor device the comparator and the prediction unit and the voltage converter together as a semiconductor device, or that the comparator and the prediction unit, the current sinks and the voltage converter together as a semiconductor terbauteil are designed in integrated circuit technology.
  • the object is achieved according to the invention by a method for setting an arrangement with a voltage converter for supplying voltage to an electrical load, with the following steps:
  • the predicted current sink voltage is a voltage that drops above the current sink at the new multiplier.
  • a current current sink voltage is a voltage the current, that is the current multiplication factor, falls above the current sink.
  • the method can be further developed in that the arrangement recognizes a series circuit as defective if the current current sink voltage at the largest multiplication factor remains from the set of selectable values of the multiplication factor below the predefinable threshold associated with the electrical load.
  • the arrangement can advantageously take place in a Change the examination mode, in which the sequential individual series circuits are examined.
  • the search for a defect can be made such that the multiplication factor is increased from the lowest value to the largest value from the set of selectable multiplication factors. As a result, the load on the series circuit is advantageously not increased abruptly.
  • the proposed principle has as advantages: very high efficiency in the use of energy,
  • the required circuit can be realized with analog circuits; there is therefore no need to use a microcontroller or a processor core,
  • Figure 1 shows a block diagram of an embodiment of the arrangement with voltage converter for supplying power to an electrical load.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a second exemplary embodiment of the arrangement with voltage converter, namely for supplying a plurality of electrical loads.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a third exemplary embodiment of the arrangement with voltage converter for
  • FIG. 4 shows an exemplary signal profile for examining series circuits for defects.
  • FIG. 5 shows an exemplary dependency of an efficiency of the arrangement with voltage converter on an input voltage.
  • FIG. 1 shows a voltage converter 1 which can be connected to an input voltage U IN at a first input and which is connected to a series circuit at an output.
  • the voltage U OUT at the output of the voltage converter 1 has a function of the voltage at the first input U IN and of a multiplication factor m.
  • the series circuit comprises means for connecting an electrical load 2 and a current sink 3.
  • the electric load 2 connected to the output of the voltage converter 1 and the current sink 3 by the reference Potent 'ialan gleich. 4
  • FIG. 1 further shows a prediction unit 5 and a comparator 6, which are both connected at a first sampling input to a first connection node 12 of the current sink 3.
  • the prediction unit 5 samples the input voltage U IN and the output voltage U OUT of the voltage converter 1 and is connected to the reference potential terminal 4.
  • the prediction unit 5 determines a precalculated voltage of the current sink 2.
  • the prediction unit 5 and the comparator 6 are linked to one another via a plurality of lines.
  • the comparator 6 is connected to the reference potential terminal 4, the output of the voltage converter 1 and through a control line to the current sink 3. This connection is used to turn on and off the current sink 3 in the event of a defect in the series circuit.
  • the comparator 6 compares the predicted current sink voltage with a predefinable threshold value and thus determines the new multiplication factor. It is designed to set the multiplication factor of the voltage converter 1 and therefore connected to the voltage converter 1. This ensures that the voltage U SINK dropping across the current sink 3 is greater than a threshold value.
  • the comparator 6 is also connected to the first input of the voltage converter 1.
  • the comparator 6 may have a memory for the information about the recognized as defective series circuit and the off-series circuit 7, for the selectable values of the multiplication factor 8, for the predetermined threshold 9, for the predetermined load current and load voltage 10 and memories for the new and the current multiplication factor, the input and the output voltage as well as the past input and output voltages, the current, the pre-calculated and the past current sink voltages and those for the determination of the correction voltage values required from the load current and the multiplication factor 11.
  • a bus connection 13 makes it possible to pass on information to a higher-order unit and to obtain information therefrom.
  • connection of the prediction unit 5 with the output of the Spahnungskonverters 1, the connections of the comparator 6 with the input and the output of the voltage converter 1 and with the first terminal node 12 of the current sink 3 can be omitted in alternative embodiments.
  • connection of the comparator 6 can be omitted by a control line with the current sink 3 and the bus terminal 13 in alternative embodiments.
  • Figure 2 shows a block diagram of a second embodiment of the arrangement with voltage converter 1, namely to supply a plurality of loads 2, 2 ', 2' '.
  • the voltage converter 1 is connected at one output to two or more series circuits.
  • the series circuits comprise means for connecting electrical loads 2, 2 ', 2 "and current sinks 3, 3', 3".
  • the current sinks 3, 3 ', 3 are connected to the reference potential terminal 4 and the electrical loads 2, 2', 2" are connected to the output of the voltage converter 1.
  • FIG. 2 also shows a prediction unit 5 and a comparator 6, both of which are connected to the respective first node (12, 12 ', 12'') of the current sinks 3, 3', 3 '' with sampling inputs.
  • the comparator 6 is connected by a plurality of control lines to other outputs with the current sinks 3, 3 ', 3' '. This connection is used to turn on and off the current sinks 3, 3 ', 3' 'approximately in the event of a defect in the series circuit.
  • the comparator 6 may have a memory for the information about the recognized as defective series circuits and the switched-off series circuits 7, for the selectable values of the multiplication factor 8, for the predetermined thresholds 9, for the predetermined load currents and the load voltages 10 and memory for the new and the current multiplication factor, input and output voltages, and past input and output voltages, current, predicted, and past current sink voltages 11.
  • the new multiplication factor is set such that the voltages U SINK , U ' SINK , U'' SINK dropping across the current sinks 3, 3', 3 "are greater than one of the respective loads 2, 2 'for each series connection. , 2 '' assigned predetermined threshold is.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a third exemplary embodiment of the arrangement with voltage converter 1 for supplying an electrical load 2 in a modification of FIG. 1, the electrical load 2 being connected to the reference potential terminal 4 in contrast to FIG.
  • a connection of the prediction unit 5 and the comparator 6 is used. the output of the voltage converter 1 to be able to determine the voltage U SINK on the current sink 3.
  • FIG. 4 shows a signal pattern for examining series circuits for defects, the series circuit comprising an electrical load connected to the means for connecting an electrical load and a current sink.
  • a logic level 1 in signal 1 in FIG. 4 represents the case where the next larger multiplication factor is to be selected. At a logic level 0, the multiplication factor remains constant.
  • the signal 2 shows the output voltage U OUT of the voltage converter 1, which increases as long as the signal 1 is at 1.
  • an ever higher multiplication factor is selected in operation from the set of selectable multiplication factors (signal 1 is at 1) and thus increases the output voltage U OUT (signal 2) up to the maximum possible value. Since signal 1 is still at 1, this triggers an investigation of the series circuits for a defect.
  • the signal 3 is 1 when the current sink 3 is turned on and 0 when the current sink 3 is off. In operation, the current sink 3 is turned on. In the first phase of the sequential investigation, the current sink 3 is also switched on, alone.
  • the signal 1 is 0, that is, the voltage U SINK at the current sink 3 is greater than a threshold value. This means that the series connection, to which the current sink 3 belongs, has no defect, such as a broken line.
  • the signal 3 is at 0, that is, the current sink 3 switches off this series circuit. After the examination, this signal is set back to 1 for the operation of the electrical load 2, since no defect was found in the associated series connection.
  • the signal 1 goes to 1, that is, even at the highest multiplication factor, the voltage U ' SINK at the current sink 3''smaller than that of the current sink. 3 '' associated threshold. In the series circuit with the electrical load 2 '' and the current sink 3 '' thus a defect is detected.
  • FIG. 5 shows by way of example a dependence of an efficiency Ef of the arrangement with the voltage converter 1 according to the proposed principle on the input voltage U IN on the basis of the solid lines.
  • the comparator 6 sets the next larger multiplication factor m.
  • the prediction unit 5 determines the predicted current sink voltage U SINK_NEU .
  • the comparator 6 compares the predicted

Abstract

Es ist eine Anordnung mit einem Spannungskonverter (1) zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last (2) mit einer Stromsenke (3) , einer Vorausberechnungseinheit (5) und einem Vergleicher (6) sowie ein' dazugehöriges Verfahren angegeben. Der Spannungskonverter (1) ist an eine Spannungs quelle anschließbar und treibt eine Serienschaltung, die ein Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2) und die Stromsenke (3) umfasst. Die Spannung am Ausgang des Spannungskonverters (1) hat eine Abhängigkeit von einem Multiplikationsfaktor. Die Vorausberechnungseinheit (5)' ermittelt eine vorausberechnete Stromsenkenspannung, also die über der Stromsenke abfallende Spannung, bei einem neuen Multiplikationsfaktor. Der Vergleicher gibt den neuen Multiplikationsfaktor an den Spannungsko®verter weiter, falls die vorausberechnete Stromsenkenspannung größer als ein vorgebbarer Schwellwert ist. Die beschriebene Anordnung ist besonders gut zur Spannungsversorgung von Leuchtdioden geeignet.

Description

Beschreibung
Anordnung mit einem Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last und Verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last und ein Verfahren zum selbsttätigen Einstellen der Anordnung mit Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last.
Die Anordnung kann bei der Versorgung von Leuchtdioden, englisch Light Emitting Diodes, abgekürzt LEDs mittels eines Spannungskonverters wie einer Ladungspumpe eingesetzt werden.
Üblicherweise dienen Spannungskonverter, im englischen als direct current/direct current Converter, abgekürzt DC/DC con-. verter bezeichnet, dazu, eine niedrige in eine höhere Spannung umzuwandeln. Oft lässt sich das Verhältnis Ausgangs- zu EingangsSpannung durch Wahl eines Multiplikationsfaktors einstellen. Dazu stehen im Allgemeinen einige diskrete Werte bereit. Spannungskonverter finden beispielsweise Anwendung bei dem Erzeugen von Blitzen mit einer LED und in der Hintergrundbeleuchtung bei einer Flüssigkristallanzeige.
Geräte, in denen Spannungskonverter eingesetzt werden, sind oft tragbar und werden von einer Batterie betrieben. Sie haben damit am Eingang keine konstante Spannung für die zu versorgende Einrichtung wie etwa einer LED. Die Funktion der LED soll aber unabhängig von einer abnehmenden EingangsSpannung gewährleistet sein. Aus diesem Grunde werden Spannungskonver- ter häufig mit einer Beschaltung zum Einstellen des Multiplikationsfaktors des Spannungskonverters betrieben. Das Einstellen des Multiplikationsfaktors übernimmt beispielsweise ein externer MikroController mit einem Analog-/ Digitalwandler. Verschiedene elektrische Größen wie die Ein- gangs- und die AusgangsSpannung des Spannungskonverters sowie die Ströme von einer LED beziehungsweise von parallel geschalteten LEDs werden dazu in digitale Signale umgewandelt. Der Nachteil der Mikrocontroller-Schaltung liegt im hohen Aufwand. Während der Mikrocontrpller andere Aufgaben durch- führt, kann er nicht den Spannungskonverter regeln.
In dem Datenblatt "48OmA White LED lx/1.5x/2x Charge Pump for Backlighting and Camera Flash", Baustein MAX1576, .Nr. 19- 3326; Rev 0; 6/04, Maxim Integrated Products, USA ist ein Baustein beschrieben, der einen .Spannungskonverter enthält und zum Anschluss von bis zu acht LEDs dient. Der Strom der LEDs wird einzeln über acht Eingänge dieses Bausteins abgeleitet, die zu KonstantStromregulatoren, im Schaltplan als FET-Stromquellen gezeichnet, führen. Der Baustein MAX1576 be~ rücksichtigt bei dem Einstellen des Multiplikationsfaktors die Spannungen am Eingang und Ausgang des Spannungskonverters und eine Spannung ULED). Wenn einer der acht zum Anschluss der LEDs dienenden Eingänge aus Versehen oder aufgrund eines Defektes an Masse gelegt wird, stellt der Baustein MAX1576 die Ausgangspannung auf etwa 5 V ein. Damit steigt der Energieverbrauch .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem Aufwand eine Anordnung zum Anschluss an eine oder mehrere Lasten zu schaffen, die einen Spannungskonverter so einstellt, dass der Leistungsverbrauch möglichst gering gehalten wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung gelöst aufweisend
- einen Spannungskonverter, dem an einem Eingang eine Eingangsspannung zuführbar ist, der an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last und eine Stromsenke, verbunden ist, und dessen Ausgangspannung eine Abhängigkeit von der EingangsSpannung und von einem aktuellen Multiplikationsfaktor aufweist, wobei die Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialan- schluss verbunden ist,
- eine Vorausberechnungseinheit , der an einem ersten Abtasteingang ein von der EingangsSpannung abgeleitetes Signal zuführbar ist und die zur Bestimmung einer vorausberechne- ten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen
Multiplikationsfaktor aus einer Menge der auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung, . einer Korrekturspannung des Spannungskonverters und von dem von der EingangsSpannung abgeleiteten Signal eingerichtet ist, -und
- einen-Vergleicher, der mit der Vorausberechnungseinheit zur Zuführung der vorausberechneten Stromsenkenspannung gekoppelt ist, der an einem Ausgang mit einem Steuereingang des Spannungskonverters zur Einstellung des Multiplikationsfaktors verbunden ist und der eingerichtet ist zum- Vergleich der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert und zum Abgeben des neuen Multiplikati- onsfaktors> wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung- den vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Die vom Spannungskonverter erzeugte Ausgangsspannung fällt über der elektrischen Last und der Stromsenke ab, wobei die elektrische Last entweder mit dem Spannungskonverter oder mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist. Zur Bestimmung der Spannung über der elektrischen Last, LastSpannung genannt, ist in beiden Fällen ein Anschluss an den Knoten der Serienschaltung, der zwischen der elektrischen Last und der Stromsenke liegt, vorgesehen. Im ersten Fall ist ein zweiter Anschluss an die AusgangsSpannung des Spannungskonverters,, im zweiten Fall an den Bezugspotentialanschluss vorgesehen.
Eine Spannung über der Stromsenke, Stromsenkenspannung genannt, kann bestimmt werden, indem von der Ausgangsspannung die LastSpannung abgezogen wird. Die vorausberechnete Stromsenkenspannung ist eine Stromsenkenspannung, die bei dem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge der auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors über der Stromsenke abfällt. Eine aktuelle Stromsenkenspannung ist entsprechend eine Spannung, die aktuell, das heißt bei dem aktuellen Multiplikationsfaktor, über der Stromsenke abfällt.
Die Stromsenke hält den Strom durch die elektrische Last, der als Laststrom bezeichnet wird, konstant. Steigt die Ausgangsspannung des Spannungskonverters, so steigt entsprechend die aktuelle Stromsenkenspannung. Damit wird verhindert, dass die Spannung über der Last und der Strom durch die Last erhöht werden. Die elektrische Leistung, welche die Stromsenke aktuell verbraucht, ist die aktuelle Stromsenkenspannung multipliziert mit dem Laststrom. Aus diesem Grunde ist eine möglichst kleine Stromsenkenspannung vorteilhaft.
Die Korrekturspannung UCORR_NEU ergibt sich aus dem Laststrom Iout und einem Innenwiderstand des Spannungskonverters
RCP NEU:
Figure imgf000007_0001
Der Innenwiderstand RCP ist wiederum eine Funktion des Multiplikationsfaktors m. Im Falle der Vorausberechnung ist der vorausberechnete Innenwiderstand. RCP_NEU also sine Funktion des neuen Multiplikationsfaktors mNEU.
Die Vorausberechnungseinheit bestimmt für den neuen Multiplikationsfaktor die vorausberechnete Stromsenkenspannung und berücksichtigt dabei den neuen Multiplikationsfaktor, die
Lastspannung, die Korrekturspannung und die EingangsSpannung oder ein von der EingangsSpannung abgeleitetes Signal. Der Vergleicher gibt den neuen Multiplikationsfaktor an den Spannungskonverter, falls die vorausberechnete Stromsenkenspan- nung größer als der vorgegebene Schwellwert ist.
In einer Weiterbildung berechnet die Vorausberechnungseinheit die vorausberechnete Stromsenkenspannung nach einer nachfolgend hergeleiteten Formel. Aufgrund der Maschengleichung für die AusgangsSpannung des Spannungskonverters gilt:
Figure imgf000007_0002
wobei UOUT_AKT die aktuelle Ausgangs-, UIN die Eingangsspan- nung des. Spannungskonverters, mAKT der aktuelle Multiplikationsfaktor, UCORR_AKT die aktuelle Korrekturspannung zur Berücksichtigung des lastabhängigen Abfalls der Ausgangsspannung, ULAST die Lastspannung und USINK_AKT die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem aktuellen Multiplikationsfaktor mAKT sind. Bei einem idealen Spannungskonverter würde UCORR =
0 V gelten. Dies ist ohne Laststrom möglich. Mit zunehmendem Laststrom steigt jedoch die Korrekturspannung nicht vernachlässigbar an. Da der Strom durch die elektrische Last von der Stromsenke in erster Näherung konstant gehalten ist, ist die Lastspannung in erster Näherung konstant. Kurzzeitig ändert sich auch die EingangsSpannung nicht. Für mNEU gilt somit:
Figure imgf000008_0001
wobei UOUT_NEU die neue AusgangsSpannung des Spannungskonver- ters, mNEU der neue Multiplikationsfaktor, UCORR_NEU die Korrekturspannung bei dem neuen Multiplikationsfaktor und U- SINK NEU die vorausberechnete Stromsenkenspannung ist.
Es ergibt sich für die vorausberechnete Stromsenkenspannung USINK_NEU:
Figure imgf000008_0002
Die Vorausberechnungseinheit gibt die mit Gleichung 4 voraus- berechnete Stromsenkenspannung USINK_NEU an den Vergleicher. Ist USINK_NEU größer als der vorgegebene Schwellwert UMIN, dann ist mNEU der neue Multiplikations.faktor, bei dem die Last mit einer ausreichenden Energie versorgt werden kann. Der Vergleicher gibt den neuen Multiplikationsfaktor mNEU an den Spannungskonverter weiter, der damit betrieben wird.
Mit Vorteil sind die Vorausberechnungseinheit und der Vergleicher mit der Gleichung 4 ausgelegt, da sich diese Berechnung mit besonders einfachen Analogschaltungen realisie- ren lässt.
Der Vorausberechnungseinheit ist ein von der Eingangsspannung abgeleitetes Signal für diese Berechnung zuzuführen. Die Korrekturspannung kann durch messtechnische Charakterisierung als Funktion des Laststromes und des Innenwiderstandes beziehungsweise des Multiplikationsfaktors ermittelt wer- den. Mit Vorteil lässt sich die Korrekturspannung als Funktion des Laststromes und des Innenwiderstandes beziehungsweise des Multiplikationsfaktors durch Simulation der Schaltung des Spannungskonverters bestimmen, da der Aufwand bei der Simulation kleiner gehalten werden kann. Die Simulation ist bei der Entwicklung des Spannungskonverters durchführbar. Sie kann somit vor Inbetriebnahme der Anordnung erfolgen. Das Ergebnis der Simulation kann in einem Speicher, vorzugsweise einem Tabellenspeicher abgelegt sein.
Der Laststrom wiederum ist mit einem zusätzlichen, genau bekannten Widerstand im Lastkreis und einer Erfassung der an diesem Widerstand abfallenden Spannung bestimmbar, so dass die Korrekturspannung berechenbar ist. Bei einem fest im Halbleiterbauelement eingestellten oder einem von außen als Wert vorgegebenen Laststrom kann ohne Messung des LastStromes mit Vorteil die Korrekturspannung berechnet werden.
Vorteilhaft, weil mit geringerem Aufwand verbunden, keine zusätzliche Energie verbrauchend und mit höherer Genauigkeit zu realisieren, ist das Abtasten der EingangsSpannung direkt.
In einer Weiterbildung kann ohne Messung der Lastspannung mit Vorteil die neue Stromsenkenspannung aus einer fest im Halbleiterbauelement eingestellten oder einer von außen als Wert vorgegebenen Lastspannung berechnet werden.
Bei einer Weiterbildung für mehrere parallel zu betreibenden Lasten ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest eine weitere Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer weiteren elektrischen Last und eine weitere Stromsenke, vorhanden ist. Die weitere Serienschaltung ist parallel zur ersten Serienschaltung an einem ersten Anschluss mit dem Ausgang des Spannungskonverters und an einem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden.
Wie im Fall einer einzelnen Last ist die weitere elektrische Last mit dem Spannungskonverter oder mit dem Bezugspotential- anschluss verbunden. Mit Vorteil ist die weitere elektrische Last wie die elektrische Last verschaltet, da so der Aufwand für den Entwurf einer Realisierung sinkt.
Da die Korrekturspannung von dem am Ausgang des Spannungskon- verters auftretenden Laststrom abhängt, ist im Fall mehrerer parallel zu betreibender Lasten die Summe der Lastströme durch die elektrische Last und die zumindest eine weitere e- lektrische Last zur Berechnung der Korrekturspannung zu be- rücksichtigen.
Der Spannungskonverter besitzt eine endliche Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors. Wenn für mehrere neue Multiplikationsfaktoren die vorausberechnete Stromsenkenspannung größer als der vorgegebene Schwellwert ist, so ist zwar bei allen Multiplikationsfaktoren die elektrische Last ausreichend mit Energie versorgt, es fällt jedoch eine unterschiedlich große Spannung an der Stromsenke ab. Dies mindert die Effizienz der Ausnutzung der Energie. Deshalb wird mit Vorteil die Anordnung so ausgelegt, dass der kleins- te der Multiplikatioήsfaktoren eingestellt wird, bei dem die vorausberechnete Stromsenkenspannung bei allen elektrischen Lasten jeweils größer als der der elektrischen Last zugeordnete vorgegebene Schwellwert ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Vergleicher zur Wahl eines größeren Multiplikationsfaktors aus der Menge von auswählbaren Werten als den aktuellen Multiplikationsfaktor ausgelegt, wenn und solange die aktuelle Stromsenkenspannung bei mindestens einer elektrischen Last kleiner als ein der elektrischen Last zugeordneter vorgegebene Schwellwert ist. Die Vorrichtung ist eingerichtet, so lange einen höheren Multiplikationsfaktor auszuwählen, bis die aktuelle Stromsenken- Spannung bei jeder elektrischen Last größer als ein der e- lektrischen Last zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist. Dies gilt nur so lange, wie die Eingangsspannung nicht so weit abgesunken ist, dass auch bei dem größten Multiplikationsfaktors aus der Menge von auswählbaren Werten die Ausgang- Spannung zu niedrig ist.
Die Berechnung einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Verbindung mit der Ermittlung des kleinsten Multiplikationsfaktors, bei dem die Stromsenkenspannung größer als der Schwellwert ist, führt zum identischen Wert des Multiplikationsfaktors wie die zuletzt beschriebene Vorgehensweise. Vorteil ist, dass die Anordnung für die letztere Vorgehensweise einen noch geringeren schaltungstechnischen Aufwand benötigt.
Bevorzugt ist eine Anordnung, in der der Vergleicher zum Er- kennen einer defekten Serienschaltung ausgelegt ist, wobei die Serienschaltung eine an das Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last angeschlossene elektrische Last und die Stromsenke umfasst. Ein derartiger Defekt kann von einer Stromunterbrechung in der Last oder in den Anschlüssen der elektrischen Last oder in der Stromsenke selbst herrühren. Ein Erkennen der Serienschaltung als defekt erfolgt, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikations- faktor aus der Menge von auswählbaren Werten kleiner als ein der elektrischen Last zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist .
Bevorzugt enthält der Vergleicher ein Mittel zum Speichern der Information, welche Serienschaltung als. defekt erkannt ist. Der Vergleicher kann auch zur Weitergabe dieser Information an einen anderen Baustein wie etwa an einen Mikrocont- roller, Prozessorkern oder Anzeige ausgelegt sein.
Die Anordnung kann auch so beschaffen sein, dass der Vergleicher zum Weglassen von als defekt erkannten Serienschaltungen bei der Ermittlung des Multiplikationsfaktors oder bei weiteren Abläufen zum Erkennen eines Defektes ausgelegt ist. Mit Vorteil wird so der Multiplikationsfaktor nicht auf den höchsten Wert eingestellt, obwohl die aktuelle Stromsenken- spannung den vorgegebenen Schwellwert aufgrund einer Unter- brechung als Defekt unterschreitet.
Die Anordnung ist bevorzugt so ausgelegt, dass die Stromsenken abschaltbar sind und der Vergleicher Steuerausgänge, die mit den Stromsenken verbunden sind, zum Abschalten der Strom- senke der als defekt erkannten Serienschaltung aufweist. Die Steuerausgänge des Vergleichers sind dazu mittels Steuerlei- tungen mit den Stromsenken verbunden. Diese Steuerleitungen können mit Vorteil auch dazu eingesetzt werden, elektrische Lasten entsprechend den Aufgaben an- und abzuschalten. Etwa werden Leuchtdioden, die. einen -kurzen Blitz abgeben sollen, dazu mittels der Steuerleitung kurz angeschaltet. Bevorzugt ist, dass der Vergleicher ein Mittel zum Speichern der Information, welche Serienschaltung anzuschalten sind, enthält. Der Vergleicher kann auch zum Empfang dieser Information von einem anderen Baustein ausgelegt sein. Die Steuerleitung kann zu einer Anordnung von mehreren elektrischen Lasten gemeinsam geführt werden, insbesondere dann, wenn die Lasten dieser Anordnung zusammen eine Aufgabe erfül- len. Mit Vorteil ist jedoch jede Stromsenke mit einer eigenen Steuerleitung an einem eigenen Steuerausgang des Vergleichers angeschlossen, damit bei einer defekten Serienschaltung nur eine der elektrischen Lasten abgeschalten wird.
Mit den oben erwähnten Mitteln und dazugehörenden Verfahren kann der Multiplikationsfaktors nach einem zeitlich vorgebbaren Raster bestimmt werden. Bevorzugt ist, dass der Verglei- cher so ausgelegt ist, dass die Bestimmung des Multiplikati- onsfaktors durch Änderungen in den Spannungen der Anordnung oder bei einem Ab- oder Dazuschalten von Serienschaltungen ausgelöst wird.
Der Vergleicher ist mit Vorteil dazu ausgelegt, ein Absinken der EingangsSpannung zu erkennen und eine Vorausberechnung auszulösen, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist. Auch bei einem Dazuschalten einer elektrischen Last- mittels Anschalten der dazugehörigen Stromsenken kann dieses ermittelt werden, weil durch das Dazuschalten der gesamte Laststrom und damit die Korrekturspan- nung zunimmt. In beiden Fällen sinkt die AusgangsSpannung.
Daher kann mit Vorteil auch das Absinken der AusgangsSpannung als Auslöser für eine Vorausberechnung dienen, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor auszuwählen ist.
Der Vergleicher ist mit Vorteil dazu ausgelegt, ein Ansteigen der EingangsSpannung zu erkennen und die Vorausberechnung auszulösen, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist. Auch bei einem Abschalten einer elektrischen Last kann dieses ermittelt werden. In beiden Fällen steigt die AusgangsSpannung. Daher kann mit Vorteil auch der Anstieg der AusgangsSpannung als Auslöser für eine Vorausberechnung dienen, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor auszuwählen ist. Dies dient der Energieeffizienz .
Eine bevorzugte Weiterentwicklung ist, dass der Spannungskonverter eine Ladungspumpe ist . Ladungspumpen können so entwor- fen und realisiert werden, dass sie mehrere auswählbare Multiplikationsfaktoren aufweisen und damit energieeffizient verschiedene AusgangsSpannungen abgeben können. Die Eingangsspannung für den Spannungskonverter kann beispielsweise von einer Batterie, Solarzelle, Generator, Piezoelement oder auf- geladenen Kondensator abgegeben werden.
Elektrische Werte der Stromsenken, wie beispielsweise der vorgegebene Laststrom und der vorgegebene Schwellwert, können fest in der Anordnung eingestellt sein. Gemäß einer Weiter- bildung sind diese Werte durch Steuerleitungen oder extern an die Anordnung anzuschließende Bauteile wie Einstellwiderstände oder -kondensatoren oder digital durch eine Beschaltung von Eingängen einstellbar. Als Mittel zur Einstellung der Werte können in einer Weiterbildung auch Speicher dienen.
Ebenso können in einer Weiterbildung auch weitere Speicher für andere für die Berechnungen geeignete Informationen vorgesehen-:werden, wie ein Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikationsfaktor, für die Eingangs- und die Aus- gangsspannung sowie die vergangenen Werte der Eingangs- und der AusgangsSpannung, für die Lastströme, für die Summe über alle Lastströme, für die LastSpannungen, für die Schwellwerte, für die aktuellen Stromsenkenspannungen und die vorausbe- rechneten Stromsenkenspannungen. Die für die Bestimmung der KorrekturSpannung aus der Summe über alle Lastströme und aus dem Multiplikationsfaktor nötigen Werte können in einem Speicher abgelegt sein. Der Speicher kann einen Tabellenspeicher umfassen.
Für Werte, die sich im Betrieb nicht ändern, sondern für eine Anwendung konstant sind, wie die Menge von aύswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, die vorgegebenen Schwell- werte, die vorgegebenen Lastströme, die vorgegebenen Lastspannungen und die für die Bestimmung der Korrekturspannung aus der Summe über alle Lastströme und aus dem Multiplikationsfaktor nötigen Werte, können als Speicher auch nichtflüchtige Speicher dienen. Ansonsten können diese Speicher über eine Leitung oder einen Bus beim Anschalten des Gerätes von einer übergeordneten Einheit mit den Informationen belegt werden .
Derartige Speicher können im Vergleicher realisiert werden, der die Werte der Vorausberechnungseinheit übergibt, sobald die Vorausberechnungseinheit diese benötigt.
Die Anordnung kann dadurch realisiert werden, dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit als zwei HaIb- leiterbauteile, oder dass der Vergleicher und die Vorausbe- rechnungseinheit zusammen als ein Halbleiterbauteil, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit und die Stromsenken zusammen als ein Halbleiterbauteil, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit und der Span- nungskonverter zusammen als ein Halbleiterbauteil, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit, die Stromsenken und der Spannungskonverter zusammen als ein Halblei- terbauteil in integrierter Schaltungstechnik ausgebildet sind.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Einstellen einer Anordnung mit einem Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last gelöst, mit den folgenden Schritten:
- Verbinden des Spannungskonverters an einem ersten Eingang mit einer EingangsSpannung und an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen der elektrischen Last und eine Stromsenke, wobei der Spannungskonverter eine Aύsgangsspannung abgibt, die von der Eingangspannung und von einem aktuellen Multiplikationsfaktor abhängt,- - Verbinden der Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialanschluss,
- Bestimmen einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfak- tors, von einem von der EingangsSpannung abgeleitetem Signal, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung und von einer Korrekturspannung des Spannungskonverters und
- Vergleichen der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgebbaren Schwellwert und Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors an einen Steuereingang des Spannungskonverters, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgebbaren Schwellwert überschreitet.
Die vorausberechnete Stromsenkenspannung ist eine Spannung, die über der Stromsenke bei dem neuen Multiplikator abfällt. Hingegen ist eine aktuelle Stromsenkenspannung eine Spannung, die aktuell, das heißt beim aktuellen Multiplikationsfaktor, über der Stromsenke abfällt.
Das Verfahren kann wie oben beschrieben dadurch weitergebil- det werden, dass die Anordnung eine Serienschaltung als defekt erkennt, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors unter dem der elektrischen Last zugeordneten vorgebbaren Schwellwert bleibt.
Wenn mehrere Serienschaltungen von dem Spannungskonverter versorgt werden, ist die AusgangsSpannung aufgrund des Laststroms gegenüber dem Wert mit nur einer versorgten Serienschaltung verringert. Um den Einfluss dieser Abnahme auszu- schließen, wird daher bei Anordnungen mit mehr als einer Serienschaltung mit Vorteil ein Defekt so ermittelt, dass jede Serienschaltung einzeln auf einen Defekt untersucht wird, indem die gerade nicht untersuchten Serienschaltungen mittels Steuerleitungen abgeschaltet werden.
Bei mehreren Serienschaltungen kann mit Vorteil eine Suche nach einem Defekt immer dann ausgelöst werden, wenn während der Betriebs der Anordnung der größte aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors als Multiplά- kationsfaktor eingestellt wird und die aktuelle Stromsenkenspannung nicht bei allen Lasten den vorgebbaren Schwellwert erreicht. Damit wird vermieden, dass eine Serienschaltung nur aufgrund einer gesunkenen Ausgangspannung als defekt erkannt wird.
Aufgrund dieser auslösenden Bedingung oder nach einem zeitlich vorgebbaren Raster kann die Anordnung mit Vorteil in ei- nen Untersuchungsmodus wechseln, bei dem sequenziell die einzelnen Serienschaltungen untersucht werden.
Die Suche nach einem Defekt kann so erfolgen, dass der MuIti- plikationsfaktor vom niedrigsten Wert bis zum größten Wert aus der Menge der auswählbaren Multiplikationsfaktoren gesteigert wird. Dadurch wird mit Vorteil die Belastung der Serienschaltung nicht abrupt erhöht.
Bezüglich des Verfahrens und weiteren Weiterbildungen des
Verfahrens wird auf die vorangegangene Beschreibung der Funktionsweise und auf die Ansprüche verwiesen.
Zusammenfassend hat das vorgeschlagene Prinzip als Vorteile: - eine sehr hohe Effizienz bei dem Energieeinsatz,
- eine einfache Benutzbarkeit; es besteht keine Notwendigkeit für eine zusätzliche externe Kontrolle des Spannungskonverters,
- die benötigte Schaltung ist mit analogen Schaltkreisen rea- lisierbar; es besteht daher keine Notwendigkeit, einen Mik- rocontroller oder einen Prozessorkern einzusetzen,
- die Eigenschaften der Last müssen bei dem Entwurf -und der Herstellung der Anordnung nicht bekannt sein,
- als defekt erkannte Serienschaltungen haben keinen Einfluss auf die Einstellung des Multiplikationsfaktors.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der , vorgeschlagenen Anordnung und des vorgeschlagenen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert: Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungs- beispiels der Anordnung mit Spannungskonverter, nämlich zur Versorgung mehrerer elektrischer Lasten.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungs- beispiels der Anordnung mit Spannungskonverter zur
Versorgung einer elektrischen Last, wobei die elektrische Last im Unterschied zu Figur 1 mit dem Bezugs- potentialanschluss verbunden ist.
Figur 4 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf zur Untersuchung von Serienschaltungen auf Defekte.
Figur 5 zeigt eine beispielhafte Abhängigkeit einer Effizienz der Anordnung mit Spannungskonverter von einer Ein- gangsSpannung. .
Figur 1 zeigt einen Spannungskonverter 1, der an einem ersten Eingang an eine Eingangsspannung UIN anschließbar ist und der an einem Ausgang mit einer Serienschaltung- verbunden ist. Die Spannung UOUT am Ausgang des Spannungskonverters 1 hat eine Abhängigkeit von der Spannung am ersten Eingang UIN und von einem Multiplikationsfaktor m. Die Serienschaltung umfasst Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last 2 und eine Stromsenke 3. In Figur 1 ist die elektrische Last 2 mit dem Ausgang des Spannungskonverters 1 und die Stromsenke 3 mit dem Bezugspotent'ialanschluss 4 verbunden. Figur 1 zeigt weiterhin eine Vorausberechnungseinheit 5 und einen Vergleicher 6, die beide an einem ersten Abtasteingang mit einem ersten Anschlussknoten 12 der Stromsenke 3 verbunden sind. Die Vorausberechnungseinheit 5 tastet die Eingang- Spannung UIN und die Ausgangspannung UOUT des Spannungskonverters 1 ab und ist mit dem Bezugspotentialanschluss 4 verbunden. Die Vorausberechnungseinheit 5 ermittelt eine vorausberechnete Spännung der Stromsenke 2. Über mehrere Leitungen sind die Vorausberechnungseinheit 5 und der Vergleicher 6 miteinander verknüpft.
Der Vergleicher 6 ist mit dem Bezugspotentialanschluss 4, dem Ausgang des Spannungskonverters 1 und durch eine Steuerleitung mit der Stromsenke 3 verbunden. Diese Verbindung dient dem An- und Ausschalten der Stromsenke 3 im Falle eines Defektes in der Serienschaltung. Der Vergleicher 6 vergleicht die vorausberechnete Stromsenkenspannung mit einem vorgebbaren Schwellwert und ermittelt so den neuen Multiplikationsfaktor. Er ist zur Einstellung des Multiplikationsfaktors des Spannungskonverters 1 ausgelegt und daher mit dem Spannungskonverter 1 verbunden. Dadurch wird erreicht, dass die über der Stromsenke 3 abfallende Spannung USINK größer als ein Schwellwert ist.
Zum Erkennen einer fallenden oder steigenden EingangsSpannung UIN oder einer fallenden oder steigenden AusgangsSpannung U- OUT ist der Vergleicher 6 auch mit dem ersten Eingang des Spannungskonverters 1 verbunden.
Der Vergleicher 6 kann einen Speicher besitzen für die Information über die als defekt erkannte Serienschaltung sowie die ausgeschaltete Serienschaltung 7, für die auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors 8, für den vorgebbaren Schwellwert 9, für den vorgebbaren Laststrom und die Lastspannung 10 und Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikationsfaktor, die Eingangs- und die AusgangsSpannung sowie die vergangenen Eingangs- und AusgangsSpannungen, die aktuellen, die vorausberechneten und die vergangenen Stromsenkenspannungen und die für die Bestimmung der Korrekturspannung aus dem Laststrom und aus dem Multiplikationsfaktor nötigen Werte 11. Ein Busanschluss 13 bietet die Möglichkeit, Informationen an eine übergeordnete Einheit weiterzugeben und Informationen von dieser zu erhalten.
Die Verbindung der Vorausberechnungseinheit 5 mit dem Ausgang des Spahnungskonverters 1, die Verbindungen des Vergleichers 6 mit dem Eingang und dem Ausgang des Spannungskonverters 1 sowie mit dem ersten Anschlussknoten 12 der Stromsenke 3 kann in alternativen Ausgestaltungen entfallen. Ebenso kann die Verbindung des Vergleichers 6 durch eine Steuerleitung mit der Stromsenke 3 sowie der Busanschluss 13 in alternativen Ausgestaltungen entfallen.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter 1, nämlich zur Versorgung mehrerer Lasten 2, 2' , 2'' .
Der Spannungskonverter 1 ist an einem Ausgang mit zwei oder mehr Serienschaltungen verbunden. Die Serienschaltungen umfassen Mittel zum Anschließen von elektrischen Lasten 2, 2', 2'' und Stromsenken 3, 3', 3'' . In Analogie zu Figur 1 sind in Figur 2 die Stromsenken 3, 3', 3'' mit dem Bezugspotenti- alanschluss 4 und die elektrische Lasten 2, 2', 2'' mit dem Ausgang des Spannungskonverters 1 verbunden. Figur 2 zeigt ebenfalls eine Vorausberechnungseinheit 5 und einen Vergleicher 6, die beide mit Abtasteingängen mit dem jeweilig ersten Knoten (12, 12' , 12'' ) der Stromsenken 3, 3', 3'' verbunden sind.
Der Vergleicher 6 ist durch mehrere Steuerleitungen an weiteren Ausgängen mit den Stromsenken 3, 3', 3'' verbunden. Diese Verbindung dient dem An- und Ausschalten der Stromsenken 3 , 3', 3'' etwa im Falle eines Defektes in der Serienschaltung.
Der Vergleicher 6 kann einen Speicher besitzen für die Information über die als defekt erkannten Serienschaltungen sowie die ausgeschalteten SerienSchaltungen 7, für die auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors 8, für die vorgebbaren Schwellwerte 9, für die vorgebbaren Lastströme und die Lastspannungen 10 und Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikationsfaktor, die Eingangs- und die AusgangsSpannung sowie die vergangenen Eingangs- und AusgangsSpannungen, die aktuellen, die vorausberechneten und die vergangenen Strom- Senkenspannungen 11.
Für die weiteren Verbindungen und die Funktionsweise in Figur 2 gilt das für Figur 1 ausgeführte. Der neue Multiplikations- faktor wird so eingestellt, dass die über den Stromsenken 3, 3', 3'' abfallenden Spannungen USINK, U'SINK, U''SINK bei je- der Serienschaltung größer als ein der jeweiligen Last 2, 2', 2'' zugeordneter vorgebbarer Schwellwert ist.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungs- beispiels der Anordnung mit Spannungskonverter 1 zur Versorgung einer elektrischen Last 2 in Abwandlung von Figur 1, wobei die elektrische Last 2 im Unterschied zu Figur 1 mit dem Bezugspotentialanschluss 4 verbunden ist . In Figur 3 dient eine Verbindung der Vorausberechnungseinheit 5 und des Vergleichers 6 mit. dem Ausgang des Spannungskonverters 1 dazu, die Spannung USINK über der Stromsenke 3 bestim- men zu können. Für die weiteren Verbindungen und die Funktionsweise in Figur 3 gilt das für Figur 1 ausgeführte.
Figur 4 zeigt einen Signalverlauf zur Untersuchung von Serienschaltungen auf Defekte, wobei die Serienschaltung eine an das Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last angeschlossene elektrische Last und eine Stromsenke umfasst.
Ein logischer Pegel 1 in Signal 1 in Figur 4 repräsentiert den Fall, dass der nächstgrößere Multiplikatipnsfaktor auszu- wählen ist. Bei einem logischen Pegel 0 bleibt der Multiplikationsfaktor auf konstantem Wert.
Das Signal 2 zeigt die AusgangsSpannung UOUT des Spannungskonverters 1, die ansteigt, solange das Signal 1 auf 1 ist. Im dargestellten Beispiel wird im Betrieb ein immer höherer Multiplikationsfaktor aus der Menge der auswählbaren Multiplikationsfaktoren ausgewählt (Signal 1 ist auf 1) und steigt damit die AusgangsSpannung UOUT (Signal 2) bis zum maximal möglichen Wert. Da Signal 1 immer noch auf 1 ist, löst dies eine Untersuchung der Serienschaltungen auf einen Defekt aus.
Das Signal 3 beträgt 1, wenn die Stromsenke 3 eingeschaltet ist, und 0, wenn die Stromsenke 3 ausgeschaltet ist. Im Betrieb ist die Stromsenke 3 eingeschaltet. In der ersten Phase der sequentiellen Untersuchung ist die Stromsenke 3 ebenfalls, und zwar alleine, eingeschaltet. Das Signal 1 ist 0, das heißt, die Spannung USINK an der Stromsenke 3 ist größer als ein Schwellwert. Das bedeutet, dass die Serienschaltung, zu der die Stromsenke 3 gehört, keinen Defekt, wie beispielsweise eine unterbrochene Leitung, aufweist.
Während der Untersuchung der weiteren Serienschaltungen ist das Signal 3 auf 0, das heißt, die Stromsenke 3 schaltet diese Serienschaltung ab. Nach der Untersuchung wird dieses Signal für den Betrieb der elektrischen Last 2 wieder auf 1 gesetzt, da bei der dazugehörigen Serienschaltung kein Defekt festgestellt wurde.
Das Signal 3' und das Signal 3'' sind im Betrieb 1, das heißt, die Stromsenken 3' beziehungsweise 3'' sind eingeschaltet. In der ersten Phase der sequentiellen Untersuchung sind die Stromsenken 3' und 3'' ausgeschaltet. Sie werden im folgenden sequentiell eingeschaltet. Stromsenke 3' und die dazugehörende Serienschaltung verhalten sich während der Untersuchung so wie Stromsenke 3 und die dazugehörende Serienschaltung.
Bei der Untersuchung der Serienschaltung mit der elektrischen Last 2'' und der Stromsenke 3'' geht das Signal 1 auf 1, das heißt, dass auch beim höchsten Multiplikationsfaktor die Spannung U'SINK an der Stromsenke 3'' kleiner als der der Stromsenke 3'' zugeordnete Schwellwert ist. In der Serien- Schaltung mit der elektrischen Last 2'' und der Stromsenke 3'' ist somit ein Defekt erkannt.
Daher wird die Stromsenke 3'' beim Betrieb ausgeschaltet, während die beiden anderen Stromsenken 3 und 3 ' in Betrieb sind. Die AusgangsSpannung UOUT (Signal 2) kann nun gesenkt werden und der Energieverbrauch sinkt. Figur 5 zeigt beispielhaft eine Abhängigkeit einer Effizienz Ef der Anordnung mit dem Spannungskonverter 1 nach dem vorgeschlagenen Prinzip von der Eingangsspannung UIN anhand der durchgezogenen Linien.
Sinkt die EingangsSpannung UIN in dem in Figur 5 gezeigten Beispiel von 4,4 V auf 3,9 V, so sinkt ebenfalls die Ausgangsspannung UOUT und damit die Stromsenkenspannung USINK sowie steigt die Effizienz Ef des Energieverbrauchs. Sinkt die Stromsenkenspannung USINK auf den Schwellwert, so stellt der Vergleicher 6 den nächstgrößeren Multiplikationsfaktor m ein. In diesem Beispiel wird der Spannungskonverter 1 von einem Multiplikationsfaktor m=l auf den Multiplikationsfaktor m=l,5 umgestellt. Das Verhältnis der EingangsSpannung UIN zu der AusgangsSpannung UOUT ändert sich somit von 1:1 auf
1:1,5, so dass eine ausreichende AusgangsSpannung UOUT be- reitgestellt wird. Sinkt die EingangsSpannung von 3,9 V weiter auf Werte unter 3,2 V, so stellt der Vergleicher 6 den nächstgrößeren Multiplikationsfaktor m=2 ein, so dass das Verhältnis der EingangsSpannung UIN zu der Ausgangsspannung UOUT auf 1:2 umgestellt wird.
Bei steigender EingangsSpannung UIN ermittelt die Vorausberechnungseinheit 5 die vorausberechnete Stromsenkenspannung USINK_NEU. Der Vergleicher 6 vergleicht die vorausberechnete
Stromsenkenspannung USINK_NEU mit dem Schwellwert. Ist die vorausberechnete Stromsenkenspannung USINK_NEU größer als der Schwellwert, so wird der Multiplikationsfaktor m auf den nächstkleineren einstellbaren Wert reduziert. Bei einem An- stieg der EingangsSpannung UIN von beispielsweise 3,1 V auf 3,25 V, wird der Spannungskonverter von m=2 auf m=l,5 umgeschaltet, wodurch die Effizienz Ef der Anordnung von etwa 50% auf 70% steigt. Eine gestrichelte Linie zeigt zum Vergleich eine mögliche .Abhängigkeit der Effizienz einer herkömmlichen Anordnung, die nicht nach dem vorgeschlagenen Prinzip realisiert ist, von der Eingangspannung UIN. Ein Unterschied ist in diesem Beispiel insbesondere bei steigender EingangsSpannung UIN und damit beim Herunterschalten des Multiplikationsfaktors m gezeigt. In einer derartigen Anordnung würde beispielsweise ein Umschalten von iα=2 auf m=l,5 erst bei einem Anstieg der Ein- gangsspannung UIN auf 3,6 V erfolgen, so dass die Effizienz der Anordnung zwischenzeitlich auf etwa 45% gefallen wäre.
Bezugszeichenliste
1 Spannungskonverter
2 elektrische Last 2' weitere elektrische Last 2'' weitere elektrische Last
3 Stromsenke
3' weitere Stromsenke
3'' weitere Stromsenke 4 Bezugspotenzialanschluss
5 Vorausberechnungseinheit
6 Vergleicher
7 Speicher für die Information, welche Serienschaltung als defekt erkannt und welche ausgeschaltet ist. 8 Speicher für die auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors
9 Speicher für die vorgebbaren Schwellwerte
10 Speicher für die vorgebbaren Lastströme
11 Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikati- onsfaktor, die Eingangs- und die Ausgangsspannung sowie die vergangenen Eingangs- und Ausgangsspannungen, die aktuellen, die vorausberechneten und die vergangenen Stromsenkenspannungen
12 Anschlussknoten zwischen elektrischer Last und Strom- senke in einer SerienSchaltung
12' weiterer Anschlussknoten
12' weiterer Anschlussknoten
13 Busanschluss Ef Effizienz m Multiplikationsfaktor
UIN Eingangspannung des Spannungskonverters
UOUT Ausgangspannung des Spannungskonverters
USINK StromsenkenSpannung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung mit einem Spannungskonverter (1) zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last (2), aufweisend - den Spannungskonverter (1) , dem an einem Eingang eine Eingangsspannung zuführbar ist, der an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2) und eine Stromsenke (3), verbunden ist, und dessen Ausgangspannung eine Abhängigkeit von der Eingangsspannung und von einem aktuellen Multiplikationsfaktor aufweist, wobei die Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugs- potentialanschluss (4) verbunden ist, eine Vorausberechnungseinheit (5) , der an einem ersten Ab- tasteingang ein von der Eingangsspannung abgeleitetes Signal zuführbar ist und die zur Bestimmung einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung, einer KorrekturSpannung des Spannungskonverters und von dem von der Eingangsspannung abgeleiteten Signal eingerichtet ist, und einen Vergleicher (6) , der mit der Vorausberechnungsein- heit (5) zur Zuführung der vorausberechneten Stromsenkenspannung gekoppelt ist, der an einem Ausgang mit einem Steuereingang des Spannungskonverters (1) zur Einstellung des neuen Multiplikationsfaktors verbunden ist und der eingerichtet ist zum Vergleich der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert und zum Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgegebenen Schwellwert überschreitet. .
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorausberechnungseinheit. (5) eingerichtet ist zur Bestim- mung der vorausberechneten Stromsenkenspannung nach der Vorschrift
Figure imgf000029_0001
wobei mNEU der neue Multiplikationsfaktor, UIN die Eingangsspannung, USINK_NEU die vorausberechnete. Stromsenkenspannung ULAST die Lastspannung und UCORR_NEU die Korrekturspannung bei dem neuen Multiplikationsfaktor mNEU ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer weiteren elektrischen Last (2' ) und eine weitere Stromsenke (3')/ vorhanden ist, wobei die zu- mindest eine weitere Serienschaltung an einem ersten An- schluss .mit dem Ausgang des Spannungskonverters (1) und an einem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss (4) verbunden ist, und bei der die Vorausberechnungseinheit (5) zur Bestimmung. einer weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung in
Abhängigkeit von dem aktuellen Multiplikationsfaktor, von einer weiteren Lastspannung, von der KorrekturSpannung und von der EingangsSpannung eingerichtet ist, und bei der der Vergleicher (β) eingerichtet ist zum Vergleich der weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem weiteren vorgegebenen Schwellwert und zum Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgegebenen Schwellwert und die weitere vorausberechnete Stromsenkenspannung den weiteren vorgegebenen Schwellwert überschreiten.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) zum Einstellen des Multiplikationsfaktors auf den kleinsten aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors eingerichtet ist,, bei dem die vorausberechnete Stromsenkenspannung bei keiner elektrischen Last (2, 2') kleiner oder gleich als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) zur Auswahl eines größeren Multiplikationsfaktors des Spannungskonverters (1) ausgelegt ist, wenn und solange eine aktuelle Stromsenkenspannung bei mindestens einer elektrischen Last (2, 2') kleiner als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgegebener Schwell- wert ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Erkennen einer defekten Serienschaltung aufweist, wobei die Serienschaltung eine an das Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last (2, 2') angeschlossene elektrische Last (2/ 2') und die Stromsenke (3, 3 ' ) umfasst, derart, dass dann, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors kleiner als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgegebener Schwell- wert ist, eine Erkennung der Serienschaltung als defekt erfolgt.
7. Anordnung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Speichern der Information, welche Serienschaltung als defekt erkannt ist, enthält.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) Steuerausgänge aufweist, die mit den abschaltbar ausgeführten Stromsenken (3, 3') verbunden sind, zum Abschalten der . Stromsenke (3, 3') der als defekt erkannten Serienschaltung.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Erkennen einer fallender EingangsSpannung oder einer fallenden AusgangsSpannung oder einem Dazuschalten von mindestens einer Serienschaltung aufweist und ein Mittel zum Auslösen einer Vorausberechnung aufweist, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Erkennen einer steigender EingangsSpannung oder einer steigenden AusgangsSpannung oder einem Abschalten von mindestens einer Serienschaltung aufweist und ein Mittel zum Auslösen einer Vorausberechnung aufweist, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungskonverter (1) eine Ladungspumpe ist.
12. Verfahren zum Einstellen einer Anordnung mit einem Span- nungskonverter (1) zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last (2) , aufweisend folgende Schritte:
- Verbinden des Spannungskonverters (1) an einem ersten Eingang mit einer EingangsSpannung und an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend
Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2) und eine Stromsenke (3) , wobei der Spannungskonverter (1) eine AusgangsSpannung abgibt, die von der EingangsSpannung und von einem aktuellem Multiplikationsfaktor abhängt,
- Verbinden der Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialanschluss (4) ,
Bestimmen einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus ei- ner Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, von einem von der EingangsSpannung abgeleitetem Signal, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden LastSpannung und von einer KorrekturSpannung und - Vergleichen der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgebbaren Schwellwert und Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors an einen Steuereingang des Spannungskonverters (1) , wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgebbaren Schwellwert überschreitet.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die vorausberechnete Stromsenkenspannung nach der Vorschrift
Figure imgf000033_0001
bestimmt wird, wobei mNEU der neue Multiplikationsfaktor, UIN die Eingangsspannung, ULAST die Lastspannung und UCORR_NEU die Korrekturspannung bei dem neuen Multiplikationsfaktor mNEU ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Verbinden zumindest einer weiteren Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer weiteren elektrischen Last (2') und eine weitere Stromsenke (3'), an einem ers- ten Anschluss mit dem Ausgang des Spannungskonverters (1) und an einem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotentialan- schluss (4) ,
Bestimmen einer weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von dem neuen Multiplikationsfak- tor, von einer weiteren Lastspannung, von der Korrekturspannung und von dem von der EingangsSpannung abgeleiteten Signal und
Vergleichen der weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem weiteren vorgebbaren Schwellwert, wel- eher der weiteren elektrischen Last (2') zugeordnet ist, und Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgebbaren Schwellwert und die weitere vorausberechnete Stromsenken- Spannung den weiteren vorgebbaren Schwellwert überschreiten.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als neuer Multiplikationsfaktor der kleinste Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktoren ausgewählt wird, bei dem die vorausberechnete Stromsenkenspannung bei keiner elektrischen Last (2, 2') kleiner oder gleich als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter, vorgebbarer Schwellwert ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als neuer Multiplikationsfaktor ein größerer als der aktuell eingestellte Multiplikationsfaktor des Spannungskonverters (1) ausgewählt wird, wenn und solange eine aktuelle Stromsenkenspannung bei mindestens einer Last (2, 2') kleiner als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgebbarer Schwellwert ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Serienschaltung, aufweisend die an das Mittel zum An- schließen der elektrischen Last (2, 2') angeschlossene elektrische Last (2, 2') und die Stromsenke (3, 3'), als defekt erkannt wird, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors unter dem der elektrischen Last (2, 2') zugeordneten vorgebbaren Schwellwert bleibt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Information, welche Serienschaltung als defekt erkannt ist, gespeichert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich solche Serienschaltungen, die in den vorange- gangenen Schritten nicht als defekt erkannt wurden, bei der Einstellung des Multiplikationsfaktors und bei der Defekterkennung berücksichtigt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromsenke (3, 3') einer als defekt erkannten Serienschaltung abgeschaltet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei fallender EingangsSpannung oder bei einem Dazuschalten von Serienschaltungen oder bei einer fallenden Ausgangsspan- nung vorausberechnet wird, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei steigender EingangsSpannung oder bei einem Abschalten von Serienschaltungen oder bei einer steigenden- AusgangsSpannung vorausberechnet wird, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
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