WO2016037770A1 - Vorrichtung und verfahren zum erzeugen eines signals mit einem einstellbaren tastverhältnis - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erzeugen eines signals mit einem einstellbaren tastverhältnis Download PDF

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WO2016037770A1
WO2016037770A1 PCT/EP2015/068008 EP2015068008W WO2016037770A1 WO 2016037770 A1 WO2016037770 A1 WO 2016037770A1 EP 2015068008 W EP2015068008 W EP 2015068008W WO 2016037770 A1 WO2016037770 A1 WO 2016037770A1
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WO
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value
duty cycle
maximum count
counter
predetermined
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Application number
PCT/EP2015/068008
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Daub
Rene Schenk
Marcus Rosenberger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Priority to US15/509,362 priority patent/US10158347B2/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/017—Adjustment of width or dutycycle of pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00—Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/38—Starting, stopping or resetting the counter
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for generating a signal with an adjustable duty cycle, as well as a pulse width modulation device and a voltage converter.
  • Pulse Width Modulation is a very common technique. It is used in many applications, for example in the field of control of power electronics or for current or voltage conversion. In addition, there are many other uses.
  • a PWM signal is normally a rectangular signal with a constant period. During this period, the signal can assume a first state within a first period of time and assume a second state in the remaining period of the period.
  • the ratio of the time periods in which the signal occupies the first and the second state is referred to as the duty cycle.
  • a counter can be used, which periodically counts from zero to a predetermined maximum value with a predetermined clock frequency. If the maximum value is reached, the counter is reset and starts again at zero.
  • the clock frequency in combination with the maximum value of the counter determines the period of the PWM signal to be generated.
  • European Patent Application EP 1 653 618 A2 discloses a PWM generator with increased resolution of the duty cycle. This is a proposed additional generator, which is clocked with a period corresponding to a small fraction of the maximum PWM period.
  • the present invention provides a device for generating signals with an adjustable duty cycle.
  • the apparatus includes a counter configured to count at a predetermined clock rate from a predetermined start value to a maximum count value; an output device configured to output a first signal value when the value of the counter is less than or equal to a switching value and to output a second signal value when the value of the counter is greater than the switching value.
  • the device further comprises a control device, which is designed to be a preliminary one
  • the present invention provides a method of generating a signal with an adjustable duty cycle.
  • a method comprises the steps of receiving a setpoint for a duty cycle to be set, determining a preliminary one
  • Switching value for the received setpoint of the duty ratio to be set based on a predetermined base value for the maximum count value; calculating a tentative duty cycle resulting from the preliminary switching value and the predetermined base value for the maximum count value; of the determination of a deviation of the calculated provisional Duty cycle of the received setpoint for the set
  • the present invention provides a
  • Pulse width modulation device with a device according to the invention for generating signals with an adjustable duty cycle.
  • the present invention provides a voltage converter with an inventive
  • the present invention is based on the finding that in the
  • Duty cycle of the PWM signals by clock rate and maximum count of the counter is limited. Therefore, the present invention is based on the idea to vary the period of the set duty cycle by adjusting the maximum count value in the generation of a PWM signal.
  • the clock frequency of the counter can be kept constant.
  • the period of the output signal also changes at a constant clock rate.
  • this maximum count value for the counter As a function of this maximum count value for the counter, different settable duty cycles thus result for each count value.
  • a switchover value can be determined from this manner for the desired duty cycle, in which the PWM signal changes from one signal state to the other, the very well matches the actual desired duty cycle. Therefore, the PWM signal can be set very precisely even with a relatively slow clocked counter, without the need for further elaborate
  • control device comprises a memory.
  • This memory is configured to provide parameters for increasing or decreasing the base value for the maximum count and / or for adjusting the shift value.
  • the parameters provided in the memory may be provided in the form of a look-up table (LUT).
  • the parameters provided may be, for example, numerical values for the maximum count or the
  • Shift value which can each be used for a duty cycle to be set.
  • the parameters provided may also be correction values which may be used to set a default basic setting for the maximum count value and / or the switchover value as a function of the one to be set
  • Duty cycle adapt By using parameters that have already been stored in advance in a memory, the adaptation of the parameters to the duty cycle to be set can be carried out particularly quickly and without complicated operation
  • control device comprises a computing device which is designed to calculate a value for increasing or decreasing the base value for the maximum count value and / or for adjusting the switchover value. If sufficient resources are available for calculating the maximum count value or the switchover value, the adaptation of these values can be determined by a suitable calculation method. This allows a particularly flexible adaptation of the values to be set.
  • the method for generating a signal further comprises a step of resetting the counter to
  • the step of determining the maximum count sets the count within a predetermined one
  • the maximum count determining step determines a value for increasing or decreasing the base value using a predetermined formula.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for generating signals according to an embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of the course of the counts and an output signal over time, as it is based on an embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a voltage converter according to an embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a flow chart on which a method for generating signals according to an embodiment is based.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a device 1 for generating signals with an adjustable duty cycle.
  • the device 1 comprises a control device 11, a counter 12 and an output device 13.
  • a desired value 10 can be set at the control device 11, a desired value 10 can be set
  • the setpoint value 10 can be provided both as an analog signal and as a digital signal at the control device 11.
  • the control device 11 with a
  • Communication bus are coupled, via which the setpoint value 10 is transmitted as a digital default to the control device 11.
  • the control device 11 Based on the predetermined duty cycle setpoint value 10 which the control device 11 has received, the control device 11 then determines a suitable maximum count value n_max and a switchover value u.
  • the maximum count n_max can be determined in particular such that, with an integer count up to the maximum count n_max, there is a step width which, when the switch value u is reached, results in a duty cycle which is as accurate as possible with the one to be set
  • the counter 12 is configured to periodically count in integers from a predetermined start value to the maximum count n_max determined by the controller 11. As a rule, the default starting value will be zero.
  • the counter 12 in this case comprises a clock generator 14. This clock generator 14 provides a periodic signal for the counter 12 ready. Based on this periodic signal from the counter 14, the counter 12 continuously increments its count n in integers until it reaches the maximum count n_max given by the controller 11. Subsequently, the counter 12 is reset to the starting value and starts to count up again. In principle, it is alternatively also possible to count down from the maximum count value n_max to the start value and then to reset the counter 12 to the maximum count value n_max.
  • the frequency of the signal from the clock generator 14 is constant, that is, the frequency of the signal from the clock generator 14 is in particular independent of the duty cycle to be set.
  • the switching value determined by the control device 11 and the current value of the counter 12 are provided to the output device 13.
  • This output device 13 comprises a comparison device (17), which compares the current value n of the counter with the switching value u determined by the control device 11. As long as the value n of the counter 12 is less than or equal to the switching value u, the output device 11 outputs a first signal value.
  • this first signal value may be a logical "1" (logical high)
  • the output device 13 outputs a second signal value, for example a logical one "0" (logical low).
  • a logical high can be output as long as the value n of the counter 12 is smaller than the predetermined switching value u and a logic high when the value n of the counter 12 has exceeded the switching value u.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the course of count values n of the counter 12 and an output signal by the output device 13.
  • the value n of the counter 12 is shown over the time t.
  • the value of the counter 12 is thereby increased from a start value, here 0, to a maximum count value n_max. If the maximum count n_max has been reached, the counter 12 is reset to the starting value and begins to count up again.
  • a first signal value in this case "1” is output by the output device 13 the switching value u and the maximum count n_max on the other hand, an alternative signal value, here "0", is output.
  • Duty cycle of 0.55 a deviation of 50% of a step size.
  • the variation of the maximum count value n_max is accompanied by a variation of the period duration of the output pulse width modulated signal. Accordingly, the accuracy of the PWM signal generated by the
  • Device 1 is generated from Figure 1, can be increased by varying the period. After the control device 11 has received a setpoint value 10 for a duty cycle to be set, the control device 11 then first determines a provisional switchover value. This preliminary
  • Switchover value corresponds to the switchover value which would result if the counter were operated with a predetermined base value for the maximum count value.
  • a predetermined base value for the maximum count value may for example be permanently stored in the control device 11.
  • the controller 11 may calculate a tentative duty cycle that would result from the generation of PWM signals having the previously determined tentative switching value and the fixed maximum count value. From the preliminary duty ratio thus calculated, a deviation between the provisional duty ratio and the desired target value 10 for the duty ratio to be set can then be determined.
  • the provisional switchover value the deviation between preliminary duty cycle and setpoint value 10, as well as the base value for the maximum count value, the maximum count value n_max and optionally also the switchover value u can be adjusted to the accuracy of the output PWM signal to increase.
  • control device 11 may comprise, for example, a memory 16 in which suitable correction values for increasing or decreasing the base value for the maximum count value and / or the preliminary value
  • Switching value are stored.
  • these parameters may be stored in a table that includes one column for each possible tentative switching value and each includes one row for a plurality of possible differences between the preliminary duty cycle and the setpoint value for the duty cycle. In the appropriate cells of the table can then
  • KP correction value for the maximum count value
  • KD correction value for the switching value
  • the duty cycle to be set is greater or less than 0.5 (50%). In the event that the duty cycle is exactly 0.5, both alternatives can be used.
  • KP - [R / D].
  • the duty cycle can be set in 0.1 increments. Therefore, the provisional switching value 4 and the provisional duty ratio are 0.4.
  • the relative deviation between the preliminary duty cycle and duty cycle set point is 50% (0.5) of a 0.1 step.
  • the rounded quotient of the deviation R between the provisional duty ratio and the setpoint divided by 1 minus the provisional period D is added to both the preliminary switching value and the base value for the maximum count value.
  • the provisional switch value will initially be a value of 6.
  • the difference between the provisional duty cycle and the desired setpoint will be 0.8 (80%).
  • the maximum count value n_max can preferably be determined within a predetermined value range. From this predetermined range of values for the maximum count n_max results in accordance with the clock rate of the clock generator 14 in the counter 12, a corresponding range for the period of the output by the output device thirteenth
  • the period of the output signal can thus also be limited to a predetermined range.
  • Voltage transformer 2 as input voltage U! a first DC voltage is provided, which is converted by means of a DC / DC converter in a DC voltage U2 of another voltage level.
  • a PWM signal is provided in the voltage converter 2, which is generated by a device 1 for generating signals with adjustable duty cycles.
  • the signal may be generated by a pulse width modulation device having a device 1 for generating signals with adjustable duty cycles.
  • the voltage U2 provided at the output terminal 22 can be adjusted or adjusted in dependence on the set pulse duty factor of the PWM signal.
  • the device 1 for generating a signal with adjustable duty cycle can also be used for any other applications be in which a pulse width modulated signal with adjustable
  • Duty cycle is required.
  • the use of such a PWM signal is possible in all applications in which the period of the PWM signal can be varied within acceptable tolerances.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a flow chart, as it is based on a method for generating signals with adjustable duty cycles.
  • step S1 a setpoint value 10 for a duty cycle to be set is first received. Subsequently, in step S2, a provisional
  • step S3 a provisional duty is calculated, which results from the preliminary switching value and the predetermined base value for the maximum count.
  • step S4 a deviation of the calculated provisional duty ratio from the received target value for the to be set
  • n_max is obtained by incrementing or decrementing the predetermined base value for the maximum count. If necessary, the provisional switchover value can also be adapted. If no adaptation of the provisional switchover value is required, the provisional switchover value is accepted as the (final) switchover value u.
  • a second signal value is output in step S8. If the value of the counter 12 reaches the maximum count n_max, the counter 12 is reset to the predetermined starting value in step S9.
  • the counter 12 starts counting up again at this starting value.
  • the counter may count backwards from the maximum count n_max to the start value. In this case, when the starting value is reached, the counter is reset to the maximum count value.
  • the counter may also count up alternately from the start value to the maximum count n_max and count backwards to the start value when the maximum count n_max is reached. When the starting value is reached, the counter then starts to count up again.
  • the values for incrementing or decrementing the base value for the maximum count and, if applicable, the temporary shift value may be
  • the values can also be recalculated as described above.
  • the present invention relates to adjusting a duty cycle of a pulse width modulated signal.
  • the present invention relates to adjusting a duty cycle of a pulse width modulated signal.
  • Period of the pulse width modulated signal can be varied.
  • the duty cycle of the pulse width modulated signal are very accurately adapted to the desired duty cycle.

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals mit einem einstallbaren Tastverhältnis, insbesondere eines pulsbreitenmodulierten Signals. Hierzu kann die Periodendauer des pulsbreitenmodulierten Signals variiert werden. Somit kann unter Verwendung eines einfachen Zählers mit einer fest vorgegebenen Taktfrequenz ohne großen Schaltungsaufwand das Tastverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals sehr genau an das gewünschte Tastverhältnis angepasst werden.

Description

Beschreibung Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Signals mit einem einstellbaren Tastverhältnis
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals mit einem einstellbaren Tastverhältnis, sowie eine Pulsbreitenmodulationsvorrichtung und einen Spannungswandler.
Pulsbreitenmodulation (PWM, Englisch: pulse width modulation) ist eine sehr verbreitete Technik. Sie wird in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt, beispielsweise im Bereich der Steuerung von Leistungselektroniken oder zur Strom- bzw. Spannungswandlung. Darüber hinaus existieren noch zahlreiche weitere Einsatzgebiete.
Ein PWM-Signal ist normalerweise ein rechteckförmiges Signal mit einer konstanten Periodendauer. Während dieser Periodendauer kann das Signal innerhalb einer ersten Zeitspanne einen ersten Zustand einnehmen und in der verbleibenden Zeitspanne der Periodendauer einen zweiten Zustand einnehmen. Das Verhältnis der Zeitspannen, in denen das Signal den ersten bzw. den zweiten Zustand einnimmt, wird dabei als Tastverhältnis (Englisch: duty cycle) bezeichnet.
Für die digitale Erzeugung von PWM-Signalen kann hierzu beispielsweise ein Zähler eingesetzt werden, der mit einer vorgegebenen Taktfrequenz periodisch von Null bis zu einem vorbestimmten Maximalwert zählt. Ist der Maximalwert erreicht, so wird der Zähler zurückgesetzt und beginnt wieder bei Null. Damit bestimmt die Taktfrequenz in Kombination mit dem Maximalwert des Zählers die Periodendauer des zu generierenden PWM-Signals. Die Auflösung des
Tastverhältnisses, das auf diese Weise eingestellt werden kann, wird dabei durch die Taktfrequenz des Zählers bestimmt.
Die Europäische Patentanmeldung EP 1 653 618 A2 offenbart einen PWM- Generator mit erhöhter Auflösung des Tastverhältnisses. Hierzu wird ein zusätzlicher Generator vorgeschlagen, der mit einer Periodendauer getaktet wird, die einem kleinen Bruchteil der maximalen PWM-Periodendauer entspricht.
Es besteht daher ein Bedarf, nach einer einfachen und effizienten Erzeugung von Signalen mit einem präzis einstellbaren Tastverhältnis.
Offenbarung der Erfindung
Hierzu schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen mit einem einstellbaren Tastverhältnis. Die Vorrichtung umfasst einen Zähler, der dazu ausgelegt ist, mit einer vorbestimmten Taktrate von einem vorgegebenen Startwert bis zu einem maximalen Zählwert zu zählen; eine Ausgabevorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen ersten Signalwert auszugeben, wenn der Wert des Zählers kleiner oder gleich einem Umschaltwert ist und einen zweiten Signalwert auszugeben, wenn der Wert des Zählers größer als der Umschaltwert ist. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen vorläufigen
Umschaltwert für einen Sollwert eines einzustellenden Tastverhältnis basierend auf einem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert zu bestimmen, ein vorläufiges Tastverhältnis zu berechnen, das sich aus dem vorläufigen Umschaltwert und dem Basiswert für den maximalen Zählwert ergibt, eine Abweichung des berechneten vorläufigen Tastverhältnis von dem Sollwert für das einzustellende Tastverhältnis zu ermitteln, und den vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert unter Verwendung der ermittelten Abweichung zu erhöhen oder zu erniedrigen, um den maximalen Zählwert zu erhalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals mit einem einstellbaren Tastverhältnis. Das
Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens eines Sollwerts für ein einzustellendes Tastverhältnis, des Bestimmens einen vorläufigen
Umschaltwerts für den empfangenen Sollwert des einzustellenden Tastverhältnis basierend auf einem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert; des Berechnens eines vorläufiges Tastverhältnis, das sich aus dem vorläufigen Umschaltwert und dem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert ergibt; des Ermitteins einer Abweichung des berechneten vorläufigen Tastverhältnis von dem empfangenen Sollwert für das einzustellende
Tastverhältnis; des Bestimmens eines maximalen Zählwerts durch Erhöhen oder Erniedrigen des vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert unter Verwendung der ermittelten Abweichung, des Startens eines Zählers mit einem vorgegebenen Startwert und des Hochzählens des Zählers mit einer
vorbestimmten Taktrate; des Ausgebens eines ersten Signalwerts, wenn der Wert des Zählers kleiner oder gleich dem Umschaltwert ist; und des Ausgebens eines zweiten Signalwerts, wenn der Wert des Zählers größer als der
Umschaltwert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine
Pulsbreitenmodulationsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen mit einem einstellbaren Tastverhältnis.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen Spannungswandler mit einer erfindungsgemäßen
Pulsbreitenmodulationsvorrichtung.
Vorteile der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der
Erzeugung von PWM-Signalen mittels eines Zählers, die Auflösung des
Tastverhältnisses der PWM-Signale durch Taktrate und maximalen Zählwert des Zählers begrenzt ist. Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Idee zugrunde, durch Anpassen des maximalen Zählwerts bei der Erzeugung eines PWM- Signals die Periodendauer des einzustellenden Tastverhältnisses zu variieren. Die Taktfrequenz des Zählers kann dabei konstant beibehalten werden.
Durch die Variation des maximalen Werts, bis zu dem Zähler jeweils zählt, ändert sich bei konstanter Taktrate somit auch der Periodendauer des ausgegebenen Signals. In Abhängigkeit dieses maximalen Zählwertes für den Zähler ergeben sich somit für jeden Zählwert unterschiedliche einstellbare Tastverhältnisse. Durch die Auswahl eines geeigneten maximalen Zählwertes kann aus diese Weise für das gewünschte Tastverhältnis ein Umschaltwert bestimmt werden, bei dem das PWM-Signal von einem Signalzustand zu dem anderen wechselt, der sehr gut mit dem tatsächlich gewünschten Tastverhältnis übereinstimmt. Daher kann das PWM-Signal auch bei einem relativ langsam getakteten Zähler sehr präzise eingestellt werden, ohne dass hierzu weitere aufwändige
Schaltungsmaßnahmen zur Anpassung des Tastverhältnisses erforderlich sind.
Gemäß einer Ausführungsform passt die Steuervorrichtung den Umschaltwert unter Verwendung des vorläufigen Umschaltwerts und der ermittelten
Abweichung des berechneten vorläufigen Tastverhältnis von dem Sollwert für das einzustellende Tastverhältnis an.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung einen Speicher. Dieser Speicher ist dazu ausgelegt, Parameter für das Erhöhen oder Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwert und/oder für das Anpassen des Umschaltwerts bereitzustellen. Beispielsweise können die in dem Speicher bereitgestellten Parameter in Form einer Tabelle (Lookup-Table, LUT) bereitgestellt werden. Bei den bereitgestellten Parametern kann es sich beispielsweise um Zahlenwerte für den maximalen Zählwert bzw. den
Umschaltwert handeln, die jeweils für ein einzustellendes Tastverhältnis verwendet werden können. Alternativ kann es sich bei den bereitgestellten Parametern auch um Korrekturwerte handeln, die dazu verwendet werden können, eine vorgegebene Grundeinstellung für den maximalen Zählwert und/oder den Umschaltwert in Abhängigkeit des einzustellenden
Tastverhältnisses anzupassen. Durch die Verwendung von bereits vorab in einem Speicher abgelegten Parametern kann die Anpassung der Parameter an das einzustellende Tastverhältnis besonders rasch und ohne aufwändige
Rechenschritte erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung eine Rechenvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Wert für das Erhöhen oder Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwert und/oder das Anpassen des Umschaltwerts zu berechnen. Stehen ausreichend Ressourcen für das Berechnen des maximalen Zählwerts bzw. des Umschaltwerts zur Verfügung, so kann die Anpassung dieser Werte durch ein geeignetes Rechenverfahren ermittelt werden. Dies ermöglicht ein besonders flexibles Anpassen der einzustellenden Werte. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Erzeugen eines Signals ferner einen Schritt zum Zurücksetzen des Zählers auf den
vorgegebenen Startwert, wenn der Wert des Zählers den Maximalwert überschritten hat. Auf diese Weise kann ein periodisches PWM-Signal ausgegeben werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform legt der Schritt zum Bestimmen des maximalen Zählwerts den Zählwert innerhalb eines vorbestimmten
Wertebereichs fest.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform bestimmt der der Schritt zum Bestimmen des maximalen Zählwerts einen Wert zum Erhöhen oder Erniedrigen des Basiswerts unter Verwendung einer vorbestimmten Formel.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Dabei zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen gemäß einer Ausführungsform;
Figur 2: eine schematische Darstellung des Verlaufs von der Zählwerte und einen ausgegebenen Signal über die Zeit, wie es einer Ausführungsform zugrunde liegt;
Figur 3: eine schematische Darstellung eines Spannungswandlers gemäß einer Ausführungsform; und Figur 4: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zur Erzeugung von Signalen gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Signalen mit einem einstellbaren Tastverhältnis. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuervorrichtung 11, einen Zähler 12 und eine Ausgabevorrichtung 13. An der Steuervorrichtung 11 kann dabei ein Sollwert 10 ein einzustellendes
Tastverhältnis bereitgestellt werden. Der Sollwert 10 kann dabei sowohl als analoges, als auch als digitales Signal an der Steuervorrichtung 11 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 11 mit einem
Kommunikationsbus gekoppelt werden, über den der Sollwert 10 als digitale Vorgabe an die Steuervorrichtung 11 übertragen wird.
Basierend auf dem vorgegebenen Sollwert 10 für das Tastverhältnis, das die Steuervorrichtung 11 empfangen hat, bestimmt die Steuervorrichtung 11 daraufhin einen geeigneten maximalen Zählwert n_max sowie ein Umschaltwert u. Der maximale Zählwert n_max kann dabei insbesondere so bestimmt werden, dass sich bei einem ganzzahligen Hochzählen bis zu dem maximalen Zählwert n_max eine Schrittweite ergibt, die bei dem Erreichen des Umschaltwerts u ein Tastverhältnis ergibt, das möglichst genau mit dem einzustellenden
Tastverhältnis übereinstimmt. Die Bestimmung des maximalen Zählwerts n_max und des Umschaltwerts u unter Verwendung des empfangenen Tastsignals werden weiter unten noch näher erläutert.
Der Zähler 12 ist dazu ausgelegt, periodisch in ganzen Zahlen von einem vorgegebenen Startwert bis zu dem durch die Steuervorrichtung 11 bestimmten maximalen Zählwert n_max zu zählen. In der Regel wird der vorgegebene Startwert dabei Null sein. Der Zähler 12 umfasst dabei einen Taktgenerator 14. Dieser Taktgenerator 14 stellt ein periodisches Signal für den Zähler 12 bereit. Basierend auf diesem periodischen Signal des Zählers 14 erhöht der Zähler 12 kontinuierlich seinen Zählwert n in ganzen Zahlen, bis er zu dem durch die Steuervorrichtung 11 vorgegebenen maximalen Zählwert n_max gelangt. Anschließend wird der Zähler 12 auf den Startwert zurückgesetzt und beginnt erneut hochzuzählen. Grundsätzlich ist es alternativ auch möglich, von dem maximalen Zählwert n_max bis zu dem Startwert herunterzuzählen und daraufhin den Zähler 12 auf den maximalen Zählwert n_max zurückzusetzen.
Vorzugsweise ist die Frequenz des Signals von dem Taktgenerator 14 konstant, das heißt die Frequenz des Signals von dem Taktgenerator 14 ist insbesondere unabhängig von dem einzustellenden Tastverhältnis.
Der von der Steuervorrichtung 11 bestimmte Umschaltwert, sowie der aktuelle Wert des Zählers 12 werden an der Ausgabevorrichtung 13 bereitgestellt. Diese Ausgabevorrichtung 13 umfasst eine Vergleichsvorrichtung (17), die den aktuellen Wert n des Zählers mit dem durch die Steuervorrichtung 11 bestimmten Umschaltwert u vergleicht. Solange der Wert n des Zählers 12 kleiner oder gleich dem Umschaltwert u ist, gibt die Ausgabevorrichtung 11 einen ersten Signalwert aus. Beispielsweise kann es sich bei diesem ersten Signalwert um eine logische „1" (logisch high) handeln. Überschreitet der Wert n des Zählers 12 dagegen den durch die Steuervorrichtung 11 vorgegebenen Umschaltwert u, so gibt die Ausgabevorrichtung 13 einen zweiten Signalwert aus, beispielsweise eine logische„0" (logisch low). Alternativ kann selbstverständlich auch ein logisches high ausgegeben werden, solange der Wert n des Zählers 12 kleiner ist als der vorgegebene Umschaltwert u und ein logisches high, wenn der Wert n des Zählers 12 den Umschaltwert u überschritten hat.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs von Zählwerten n des Zählers 12 und einem ausgegebenem Signal durch die Ausgabevorrichtung 13.
In dem oberen Diagramm ist der Wert n des Zählers 12 über die Zeit t dargestellt. Der Wert des Zählers 12 wird dabei von einem Startwert, hier 0, bis zu einem maximalen Zählwert n_max erhöht. Ist der maximale Zählwert n_max erreicht, so wird der Zähler 12 auf den Startwert zurückgesetzt und beginnt erneut hochzuzählen.
Darunter ist der durch die Ausgabevorrichtung 13 ausgegebene Signalwert dargestellt. Zwischen dem Startwert und dem Umschaltwert u wird durch die Ausgabevorrichtung 13 ein erster Signalwert, hier„1", ausgegeben. Zwischen dem Umschaltwert u und dem maximalen Zählwert n_max dagegen wird ein alternativer Signalwert, hier„0", ausgegeben.
Wird für den maximalen Zählwert n_max stets der gleiche, vorbestimmte Basiswert verwendet, so ergibt sich bei einer konstanten, ebenfalls fest vorbestimmten Taktrate für den Zähler 12 eine feste Schrittweite für die
Auflösung, mit der das Tastverhältnis eingestellt werden kann. Diese feste Schrittweite führt je nach gewünschtem Tastverhältnis zu Abweichungen zwischen den tatsächlich resultierenden Tastverhältnis und den gewünschten Tastverhältnis.
Zählt der Zähler 12 zum Beispiel in zehn Schritten, so kann das Tastverhältnis mit einer Auflösung in 0,1-Schritten eingestellt werden. Beträgt das gewünschte Tastverhältnis jedoch beispielsweise 0,55, so ergibt sich zwischen dem erzielbaren tatsächlichen Tastverhältnis von 0,5 und dem gewünschten
Tastverhältnis von 0,55 eine Abweichung von 50% einer Schrittweite.
Durch Variation der Anzahl der Schritte, d.h. durch Anpassen des maximalen Zählwerts n_max, kann diese Abweichung minimiert werden. Wird zum Beispiel der Basiswert für den maximale Zählwert um eins erhöht, so zählt der Zähler 12 dann in elf Schritten. Wird darüber hinaus noch der Umschaltwert u ebenfalls um eins erhöht, so ergibt sich als tatsächliches Tastverhältnis 6 :11 = 0,545%.
Dieses neue Tastverhältnis liegt deutlich näher an dem gewünschten
Tastverhältnis.
Wie dieses Beispiel zeigt, kann durch Variation, insbesondere Erhöhen oder Erniedrigen, des maximalen Zählwärtes n_max das tatsächlich erzielbare Tastverhältnis besser an das gewünschte Tastverhältnis angepasst werden, als dies bei einem Zähler 12 der Fall wäre, der stets einen gleichen, fest
vorbestimmten maximalen Zählwert verwendet. Dabei geht aufgrund der gleichbleibenden Taktrate des Zählers 12 die Variation des maximalen Zählwerts n_max auch mit einer Variation der Periodendauer des ausgegebenen pulsbreitenmodulierten Signals einher. Entsprechend kann die Genauigkeit des PWM-Signals, das durch die
Vorrichtung 1 aus Figur 1 generiert wird, durch Variation der Periodendauer gesteigert werden. Nachdem die Steuervorrichtung 11 einen Sollwert 10 für ein einzustellendes Tastverhältnis empfangen hat, bestimmt die Steuervorrichtung 11 daraufhin zunächst einen vorläufigen Umschaltwert. Dieser vorläufige
Umschaltwert entspricht dem Umschaltwert, der sich ergeben würde, wenn der Zähler mit einem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert betrieben würde. Ein solcher vorbestimmter Basiswert für den maximalen Zählwert kann zum Beispiel fest in der Steuervorrichtung 11 abgespeichert sein. Daraufhin kann die Steuervorrichtung 11 ein vorläufiges Tastverhältnis berechnen, welches sich bei der Erzeugung von PWM-Signalen mit dem zuvor bestimmten vorläufigen Umschaltwert und dem fest vorgegebenen Basiswert für den maximalen Zählwert ergeben würde. Aus dem so berechneten vorläufigen Tastverhältnis kann anschließend eine Abweichung zwischen den vorläufigen Tastverhältnis und dem gewünschten Sollwert 10 für das einzustellende Tastverhältnis ermittelt werden.
Basierend auf diesen ermittelten Parametern, insbesondere dem vorläufigen Umschaltwert, der Abweichung zwischen vorläufigem Tastverhältnis und Sollwert 10, sowie dem Basiswert für den maximalen Zählwert, kann der maximale Zählwert n_max und gegebenenfalls auch der Umschaltwert u angepasst werden, um die Genauigkeit der auszugebenden PWM-Signals zu steigern.
Hierzu kann die Steuervorrichtung 11 beispielsweise einen Speicher 16 umfassen, in dem geeignete Korrekturwerte für das Erhöhen bzw. Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwert und/oder des vorläufigen
Umschaltwerts abgespeichert sind. Beispielsweise können diese Parameter in einer Tabelle abgelegt werden, die für jeden möglichen vorläufigen Umschaltwert eine Spalte umfasst und für eine Vielzahl von möglichen Abweichungen zwischen vorläufigem Tastverhältnis und Sollwert für das Tastverhältnis jeweils eine Zeile umfasst. In den entsprechenden Zellen der Tabelle können dann die
Parameter für das Anpassen des maximalen Zählwerts und/oder des vorläufigen Umschaltwerts abgelegt sein.
Alternativ ist auch eine individuelle Berechnung der Korrekturwerte für das Erhöhen bzw. Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwert und/oder des vorläufigen Umschaltwerts möglich. Nachfolgend ist hierzu eine mögliche Berechnungsgrundlage für das Anpassen des maximalen Zählwerts bzw. des Umschaltwerts beschrieben.
Dabei gelten folgende Formelzeichen:
D : vorläufiges Tastverhältnis zwischen 0 und 1 (entsprechend 0%..100%); R : relative Abweichung zwischen vorläufigem Tastverhältnisses und
Sollwert in Bezug auf die Schrittweite
(Wertebereich zwischen 0...1, entsprechend. 0%...100%);
KP : Korrekturwert für den maximalen Zählwert;
KD : Korrekturwert für den Umschaltwert; und
[x] : Runden des Werts x auf eine ganze Zahl.
Es wird zunächst unterschieden, ob das einzustellende Tastverhältnis größer oder kleiner als 0,5 (50%) ist. Für den Fall, dass das Tastverhältnis genau 0,5 ist, können beide Alternativen verwendet werden.
Ist das Tastverhältnis kleiner als (oder gleich) 0,5, so kann die folgende
Rechenvorschrift angewendet werden:
Der Korrekturwert KD für den Umschaltwert u ist stets 0 (KD = 0), d.h. der Umschaltwert u entspricht stets dem vorläufigen Umschaltwert.
Der Korrekturwert KP für den maximalen Zählwert ergibt sich zu:
KP = - [R /D].
Von dem Basiswert für den maximalen Zählwert wird somit der gerundete Quotient aus Abweichung R zwischen vorläufigem Tastverhältnis und Sollwert für das Tastverhältnis und vorläufigem Tastverhältnis D abgezogen.
Soll zum Beispiel ein Tastverhältnis von 0,45 (45%) bei einem Basiswert für den maximalen Zählwert von 10 eingestellt werden, so ergibt sich die folgende Berechnung: Mit einem Basiswert von 10 kann das Tastverhältnis in 0,1-Schritten eingestellt werden. Daher ergibt sich als vorläufiger Umschaltwert 4 und als vorläufiges Tastverhältnis 0,4. Die relative Abweichung zwischen vorläufigen Tastverhältnis und Sollwert für das Tastverhältnis ist 50% (0,5) eines Schrittes von 0,1.
Der Korrekturwert für den maximalen Zählwert wird daher zu
KP = - [0,5 / 0,4] = - [1,25] = -1.
Der Basiswert von 10 wird folglich um 1 erniedrigt, so dass sich ein maximaler Zählwert n_max von 9 ergibt. Da der Umschaltwert von 4 unverändert bleibt, ergibt sich somit ein Tastverhältnis nach der Korrektur von 4 : 9 = 0,44 (44%), welches dem Sollwert wesentlich näher kommt.
Ist das Tastverhältnis größer als (oder gleich) 0,5, so werden sowohl vorläufiger Umschaltwert, als auch der maximale Zählwert angepasst. Dabei werden zum vorläufigen Umschaltwert und zu dem Basiswert für den maximalen Zählwert die gleichen Korrekturwerte hinzuaddiert:
KD = KP = [ R / [(l-D)]
Es wird also sowohl zum vorläufigen Umschaltwert, als auch zum Basiswert für den maximalen Zählwert der gerundete Quotient aus der Abweichung R zwischen vorläufigem Tastverhältnisses und Sollwert geteilt durch 1 minus der vorläufigen Periodendauer D hinzuaddiert.
Soll zum Beispiel bei einem Basiswert von 10 für den maximalen Zählwert ein Tastverhältnis von 0,68 (68%) eingestellt werden, so ergibt sich zunächst für den vorläufigen Umschaltwert ein Wert von 6. Die Abweichung zwischen dem vorläufigen Tastverhältnis und dem gewünschten Sollwert beträgt dabei 0,8 (80%). Somit berechnen sich die Korrekturwerte
KD = KP = [0,8 / (1-0,6)] = [0,8 / 0,4] = 2. Der maximale Zählwert n_max ergibt sich somit zu 10+2 = 12, und der
Umschaltwert u ergibt sich zu 6+2 = 8. Daraus ergibt sich ein tatsächliches Tastverhältnis von 8 : 12 « 0,67 (67%).
Zur Bestimmung des maximalen Zählwerts n_max durch die Steuervorrichtung 11 kann der maximale Zählwert n_max vorzugsweise innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs bestimmt werden. Aus diesem vorbestimmten Wertebereich für den maximalen Zählwert n_max ergibt sich entsprechend der Taktrate des Taktgenerators 14 in dem Zähler 12 auch ein entsprechender Bereich für die Periodendauer des durch die Ausgabevorrichtung 13
ausgegebenen Signals. Kleine maximale Zählwerte führen dabei zu einer kurzen Periodendauer, während große maximale Zählwerte zu einer längeren
Periodendauer führen. Durch die Begrenzung des maximalen Zählwerts n_max auf einen vorbestimmten Wertebereich kann somit auch die Periodendauer des ausgegebenen Signals auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt werden.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Spannungswandlers 2 zur Konvertierung einer durch eine Spannungsquelle 21 bereitgestellten Spannung Ul in eine weitere Spannung U2. Beispielsweise kann an dem
Spannungswandler 2 als Eingangsspannung U! eine erste Gleichspannung bereitgestellt werden, die mittels eines DC/DC-Wandlers in eine Gleichspannung U2 einer anderen Spannungshöhe konvertiert wird. Zur Ansteuerung des Spannungswandlers 2 wird in dem Spannungswandler 2 ein PWM-Signal bereitgestellt, das von einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Signalen mit einstellbaren Tastverhältnissen generiert wird. Beispielsweise kann das Signal von einer Pulsbreitenmodulationsvorrichtung mit einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Signalen mit einstellbaren Tastverhältnissen erzeugt werden. Die an dem Ausgangsanschluss 22 bereitgestellte Spannung U2 kann dabei in Abhängigkeit von dem eingestellten Tastverhältnis des PWM-Signals angepasst bzw. eingestellt werden.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Signals mit einstellbarem Tastverhältnis auch für beliebige weitere Anwendungen eingesetzt werden, bei der ein pulsbreitenmoduliertes Signal mit einstellbarem
Tastverhältnis erforderlich ist. Der Einsatz eines derartigen PWM-Signals ist dabei in allen Anwendungen möglich, bei der die Periodendauer des PWM- Signals innerhalb akzeptabler Toleranzen variiert werden kann. Insbesondere kann ein derartig erzeugtes PWM-Signal für leistungselektronische
Anwendungen, wie zum Beispiel elektrische Antriebssysteme,
Spannungswandler oder ähnliches, eingesetzt werden.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zur Erzeugung von Signalen mit einstellbaren Tastverhältnissen zugrunde liegt. In Schritt Sl wird zunächst ein Sollwert 10 für ein einzustellendes Tastverhältnis empfangen. Daraufhin wird in Schritt S2 ein vorläufiger
Umschaltwert für den empfangenen Sollwert 10 des einzustellenden
Tastverhältnisses basierend auf einem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert bestimmt. In Schritt S3 wird ein vorläufiges Tastverhältnis berechnet, das sich aus dem vorläufigen Umschaltwert und dem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert ergibt.
Anschließend kann in Schritt S4 einer Abweichung des berechneten vorläufigen Tastverhältnisses von dem empfangenen Sollwert für das einzustellende
Tastverhältnis berechnet werden. Unter Verwendung der ermittelten Abweichung kann dann in Schritt S5 ein maximaler Zählwert n_max bestimmt werden. Dieser maximale Zählwert n_max ergibt sich durch Erhöhen oder Erniedrigen des vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert. Falls erforderlich, kann ferner auch der vorläufige Umschaltwert angepasst werden. Ist keine Anpassung des vorläufigen Umschaltwerts erforderlich, so wird der vorläufige Umschaltwert als (finaler) Umschaltwert u übernommen.
Zur Erzeugung des Ausgabesignals wird daraufhin in Schritt S6 ein Zähler 12 mit einem vorgegebenen Startwert initiiert und das Hochzählen des Zählers 12 mit einer vorbestimmten Taktrate gestartet. Solange der Wert n des Zählers 12 kleiner oder gleich dem Umschaltwert u ist, wird in Schritt S7 ein erster
Signalwert ausgegeben. Überschreitet der Wert n des Zählers 12 den
Umschaltwert u, so wird in Schritt S8 ein zweiter Signalwert ausgegeben. Erreicht der Wert des Zählers 12 den maximalen Zählwert n_max, so wird in Schritt S9 der Zähler 12 auf den vorgegebenen Startwert zurückgesetzt.
Anschließend beginnt der Zähler 12 bei diesem Startwert erneut hochzuzählen. Alternativ kann der Zähler auch von dem maximalen Zählwert n_max bis zu dem Startwert rückwärts zählen. In diesem Fall wird bei Erreichen des Startwerts der Zähler auf den maximalen Zählwert zurückgesetzt, n noch einer alternativen Ausführungsform kann der Zähler auch abwechselnd von dem Startwert bis zu dem maximalen Zählwert n_max hochzählen und beim Erreichen des maximalen Zählwerts n_max rückwärts bis zu dem Startwert zurückzählen. Beim Erreichen des Startwerts beginnt der Zähler dann anschließend wieder hochzuzählen.
Um die minimale bzw. maximale Periodendauer des so erzeugten Signals zu begrenzen, kann der maximale Zählwert n_max auf Werte innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs begrenzt werden.
Die Werte für das Erhöhen bzw. das Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwert und ggf. den vorläufigen Umschaltwert können
insbesondere basierend auf bereits zuvor bestimmten Werten erfolgen. Alternativ können die Werte auch wie zuvor beschrieben jeweils neu berechnet werden.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung das Einstellen eines Tastverhältnisses eines pulsbreitenmodulierten Signals. Hierzu kann die
Periodendauer des pulsbreitenmodulierten Signals variiert werden. Somit kann unter Verwendung eines einfachen Zählers mit einer fest vorgegebenen
Taktfrequenz ohne großen Schaltungsaufwand das Tastverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals sehr genau an das gewünschte Tastverhältnis angepasst werden.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Erzeugen eines Signals mit einem einstellbaren
Tastverhältnis, mit: einem Zähler (12), der dazu ausgelegt ist, mit einer vorbestimmten Taktrate von einem vorgegebenen Startwert bis zu einem maximalen Zählwert (n_max) zu zählen; einer Ausgabevorrichtung (13), die dazu ausgelegt ist, einen ersten Signalwert auszugeben, wenn der Wert (n) des Zählers (12) kleiner oder gleich einem Umschaltwert (u) ist und einen zweiten Signalwert auszugeben, wenn der Wert (n) des Zählers (12) größer als der
Umschaltwert (u) ist; und einer Steuervorrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, einen vorläufigen Umschaltwert für einen Sollwert (10) eines
einzustellenden Tastverhältnisses basierend auf einem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert zu bestimmen, ein vorläufiges Tastverhältnis zu berechnen, das sich aus dem vorläufigen Umschaltwert und dem Basiswert für den maximalen Zählwert ergibt, eine Abweichung des berechneten vorläufigen Tastverhältnis von dem Sollwert (10) für das einzustellende Tastverhältnis zu ermitteln, und den vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert unter
Verwendung der ermittelten Abweichung zu erhöhen oder zu erniedrigen, um den maximalen Zählwert (n_max) zu erhalten.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (11) den Umschaltwert (u) unter Verwendung des vorläufigen Umschaltwerts und der ermittelten Abweichung des berechneten vorläufigen Tastverhältnisses von dem Sollwert (10) für das einzustellende Tastverhältnis anpasst. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (12) ferner einen Speicher (15) umfasst, der dazu ausgelegt ist, Parameter für das Erhöhen oder Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwerts und/oder das Anpassen des Umschaltwerts (u) bereitzustellen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Steuervorrichtung (11) eine Rechenvorrichtung (16) umfasst, die dazu ausgelegt ist, einen Wert für das Erhöhen oder Erniedrigen des Basiswerts für den maximalen Zählwert und/oder das Anpassen des Umschaltwerts (u) zu berechnen.
Pulsbreitenmodulationsvorrichtung mit einer Vorrichtung (1) zum Erzeugen von Signalen nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Spannungswandler (2) mit einer Vorrichtung (1) zum Erzeugen von Signalen nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Verfahren zum Erzeugen eines Signals mit einem einstallbaren
Tastverhältnis, mit den Schritten:
Empfangen (Sl) eines Sollwerts für ein einzustellendes Tastverhältnis;
Bestimmen (S2) einen vorläufigen Umschaltwerts für den empfangenen Sollwert des einzustellenden Tastverhältnisses basierend auf einem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert;
Berechnen
(S3) eines vorläufigen Tastverhältnisses, das sich aus dem vorläufigen Umschaltwert und dem vorbestimmten Basiswert für den maximalen Zählwert ergibt;
Ermitteln
(S4) einer Abweichung des berechneten vorläufigen
Tastverhältnisses von dem empfangenen Sollwert für das einzustellende Tastverhältnis; Bestimmen
(S5) eines maximalen Zählwerts (n_max) durch Erhöhen oder Erniedrigen des vorbestimmten Basiswerts für den maximalen Zählwert unter Verwendung der ermittelten Abweichung
Starten
(S6) eines Zählers (12) mit einem vorgegebenen Startwert und Hochzählen des Zählers (12) mit einer vorbestimmten Taktrate;
Ausgeben
(S7) eines ersten Signalwerts, wenn der Wert (n) des Zählers (12) kleiner oder gleich dem Umschaltwert (u) ist; und
Ausgeben (S8) eines zweiten Signalwerts, wenn der Wert (n) des Zählers (12) größer als der Umschaltwert (u) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, mit einem Schritt (S9) zum Zurücksetzen des Zählers (12) auf den vorgegebenen Startwert, wenn der Wert des Zählers (12) den maximalen Zählwert überschreitet.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schritt (S5) zum Bestimmen des maximalen Zählwertes (n_max) den maximalen Zählwert (n_max) innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs festlegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Schritt (S5) zum Bestimmen des maximalen Zählwerts (n_max) einen Wert zum Erhöhen oder Erniedrigen des vorbestimmten Basiswert unter Verwendung einer vorbestimmten Formel anpasst.
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