用于變換器的控制裝置、變換器和控制方法
【專(zhuān)利摘要】用于變換器(14)的控制裝置(18)準(zhǔn)備用于：從測(cè)量設(shè)備(34)接收變換器(14)的輸出線(xiàn)路(35)的測(cè)量信號(hào)(SM)并且評(píng)估測(cè)量信號(hào)(SM)，以便產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)(SS)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)具有開(kāi)關(guān)頻率(fSW)，其中控制裝置(18)包括掃描器(36)以用于借助于掃描(120)所接收的測(cè)量信號(hào)(SM)來(lái)產(chǎn)生(120)掃描信號(hào)(S掃描)。掃描器(36)準(zhǔn)備用于：以?huà)呙桀l率(f掃描)執(zhí)行掃描(120)，所述掃描頻率低于開(kāi)關(guān)頻率(fSW)的三倍。變換器(14)包括根據(jù)本發(fā)明的控制裝置(18)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于變換器的控制裝置、變換器和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于變換器的控制裝置，其中控制裝置準(zhǔn)備用于從測(cè)量設(shè)備接收變換器的輸出線(xiàn)路的測(cè)量信號(hào)并且評(píng)估測(cè)量信號(hào)，以便產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)具有開(kāi)關(guān)頻率，其中控制裝置包括掃描器以用于借助于掃描所接收的測(cè)量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生掃描信號(hào)。當(dāng)變換器為多相換流器時(shí)，輸出線(xiàn)路典型地是相線(xiàn)路，所述相線(xiàn)路的輸出電流是總的負(fù)載電流的一部分，所述負(fù)載電流借助于將多個(gè)相線(xiàn)路的電流相加得出。開(kāi)關(guān)頻率典型地是變換器的開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)循環(huán)的基本頻率(優(yōu)選最低的基本頻率)。
[0002]本發(fā)明還涉及一種變換器。
[0003]此外，本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行變換器的控制方法，其中控制方法包括下述步驟:在考慮輸出線(xiàn)路的電狀態(tài)的情況下產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)；借助于以?huà)呙桀l率掃描所接收的測(cè)量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生掃描信號(hào)；評(píng)估掃描信號(hào)；和產(chǎn)生具有開(kāi)關(guān)頻率的開(kāi)關(guān)信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0004]DE 10 2009 027 307 Al描述一種多相DC/DC變換器。為每個(gè)相設(shè)有自身的電流傳
感器，所述電流傳感器將電流值提供給變換器控制單元。電流控制單元在考慮參考電流和所接收的電流值的情況下產(chǎn)生用于開(kāi)關(guān)相的選通驅(qū)動(dòng)信號(hào)。一個(gè)替選的設(shè)置方案提出:僅設(shè)有一個(gè)電流傳感器，所述電流傳感器測(cè)量總的負(fù)載電流進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)載電流的電流信息信號(hào)，所述負(fù)載電流從多個(gè)相的相加的負(fù)載電流中得出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種用于變換器的控制裝置，所述控制裝置與已知的控制裝置相比更低成本地制造。此外，一個(gè)目的是，提供一種變換器和一種控制方法，所述變換器的運(yùn)行能夠借助可低成本制造的控制裝置來(lái)執(zhí)行。
[0006]所述目的借助獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明思想的有利的改進(jìn)形式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)下述方式改進(jìn)已知的控制裝置:掃描器準(zhǔn)備用于以?huà)呙桀l率執(zhí)行掃描，所述掃描頻率低于開(kāi)關(guān)頻率的三倍。由此，對(duì)于后面的信號(hào)評(píng)估，由多個(gè)(直接或間接依次的)周期的測(cè)量值組成一個(gè)示例的周期。通過(guò)二次掃描，與在已知的控制裝置中相比，在掃描之后評(píng)估的信號(hào)的帶寬和上邊界頻率較小。由于二次掃描和較小的帶寬，對(duì)評(píng)估所掃描的信號(hào)的速度要求較小，并且控制裝置能夠更低成本地制造。掃描頻率能夠是平均掃描頻率。那么，所述平均掃描頻率能夠定義成為了確定從測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量值的提取時(shí)間點(diǎn)而打開(kāi)掃描器的門(mén)電路的、依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間間隔的平均值的倒數(shù)。
[0008]掃描器能夠準(zhǔn)備用于在一定的開(kāi)關(guān)頻率的情況下以平均掃描頻率執(zhí)行掃描，其中平均掃描頻率除以開(kāi)關(guān)頻率的商和開(kāi)關(guān)頻率除以平均掃描頻率的商都不是整數(shù)。當(dāng)滿(mǎn)足上述條件時(shí)實(shí)現(xiàn):借助于掃描周期性的信號(hào)變化的多個(gè)周期來(lái)檢測(cè)多個(gè)插值點(diǎn)，進(jìn)而能夠?qū)⒏哳l的信號(hào)以相應(yīng)于開(kāi)關(guān)頻率與開(kāi)關(guān)頻率和掃描頻率之間的差之間的關(guān)系的時(shí)間比例映射成低頻信號(hào)。當(dāng)掃描頻率高于掃描頻率時(shí)，差進(jìn)而時(shí)間比例是負(fù)的。這表示:然后以時(shí)間上鏡像的方式進(jìn)行高頻信號(hào)的映射。時(shí)間上的鏡像在評(píng)估低頻信號(hào)時(shí)能夠借助于交換插值而再次倒轉(zhuǎn)。
[0009]開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器能夠準(zhǔn)備用于:產(chǎn)生具有開(kāi)關(guān)頻率的開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)頻率至少為掃描頻率的η倍大，其中η等于5/6、21/20、11/10、6/5、2、4、8、16、32、64或者其他的二次冪。通過(guò)選擇因數(shù)η來(lái)確定:能夠如何快速和準(zhǔn)確地復(fù)制原始信號(hào)。因數(shù)也能夠確定:控制裝置必須是如何有效的。為了理解要指出的是:比開(kāi)關(guān)頻率高兩倍以上的掃描頻率通常絕不滿(mǎn)足奈奎斯特準(zhǔn)則。因此，負(fù)載信號(hào)通常不僅包含開(kāi)關(guān)過(guò)程的基本頻率，而且包含明顯更高的頻率分量，所述頻率分量的信息內(nèi)容應(yīng)當(dāng)保持至后面的評(píng)估。這例如能夠?qū)崿F(xiàn)在待評(píng)估的信號(hào)中識(shí)別和評(píng)估邊沿和死區(qū)時(shí)間的相對(duì)長(zhǎng)度。
[0010]掃描器能夠準(zhǔn)備用于:借助依次的觸發(fā)信號(hào)來(lái)執(zhí)行掃描，其中依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間間距的分布密度函數(shù)包括唯一的或多個(gè)狄拉克S函數(shù)和/或連續(xù)的分布密度函數(shù)。借助于以時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)器信號(hào)(門(mén)信號(hào))之間的不同的時(shí)間間距進(jìn)行掃描，能夠改進(jìn)控制裝置的噪聲譜。
[0011]控制裝置能夠準(zhǔn)備用于:從掃描信號(hào)中確定至少一個(gè)第一類(lèi)統(tǒng)計(jì)值。通過(guò)將測(cè)量數(shù)據(jù)減少成少量的有意義的合計(jì)值，能夠清楚地并且低成本地實(shí)現(xiàn)隨后的評(píng)估步驟和產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0012]至少一個(gè)第一類(lèi)統(tǒng)計(jì)值能夠包括最大值、最小值、有效值、算術(shù)平均值和/或中值。
[0013]控制裝置能夠包括至少一個(gè)第一比較器，以便將第一額定值與第一實(shí)際值進(jìn)行比較，所述第一實(shí)際值能夠從掃描信號(hào)中確定，并且以便從比較的結(jié)果中確定第一調(diào)整變量。例如第一額定值和第一實(shí)際值能夠是輸出電流、輸出電壓或一個(gè)或多個(gè)所述變量的譜特征。
[0014]控制裝置能夠包括至少一個(gè)第二比較器，以便將第二額定值與第二實(shí)際值進(jìn)行比較，所述第二實(shí)際值能夠從掃描信號(hào)中確定，并且以便從比較的結(jié)果中確定第二調(diào)整變量。第二額定值和第二實(shí)際值也例如能夠是輸出電流、輸出電壓或一個(gè)或多個(gè)所述變量的譜特征。
[0015]對(duì)掃描信號(hào)的評(píng)估能夠關(guān)于輸出線(xiàn)路上的輸出電流、輸出電壓或一個(gè)或多個(gè)所述變量的譜特征來(lái)進(jìn)行。
[0016]控制裝置能夠準(zhǔn)備用于:為輸出電流的下降沿控制最小的輸出電流。輸出電流典型地是一個(gè)相的輸出線(xiàn)路上的電流。
[0017]控制裝置能夠準(zhǔn)備用于:為輸出電流的上升沿控制輸出電流的峰值電流、有效電流、平均電流或其他的特性。在此，輸出電流典型地也是一個(gè)相的輸出線(xiàn)路上的電流。
[0018]控制裝置能夠準(zhǔn)備用于:接收至少兩個(gè)相特定的輸出線(xiàn)路的測(cè)量信號(hào)，掃描所接收的測(cè)量信號(hào)，產(chǎn)生掃描信號(hào)，并且產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。由此，控制裝置能夠同時(shí)用于兩個(gè)或更多個(gè)相。此外，在控制裝置之內(nèi)相之間的交叉相位配合是可能的，例如用于配合地執(zhí)行啟動(dòng)循環(huán)、用于在故障情況下配合地?cái)嚅_(kāi)或者用于在正常運(yùn)行中分配負(fù)載或電流、
[0019]通過(guò)下述方式改進(jìn)已知的變換器:所述變換器包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的控制裝置。由此，上述優(yōu)點(diǎn)能夠用于變換器。
[0020]變換器能夠包括用于將負(fù)載電流分配到多個(gè)相上的負(fù)載電流分配器。由此，能夠(在考慮安全裕度的情況下)充分利用各個(gè)相的開(kāi)關(guān)路徑的最大能力并且避免各個(gè)相的開(kāi)關(guān)路徑的耗費(fèi)的過(guò)大尺寸。
[0021]已知的用于運(yùn)行變換器的控制方法通過(guò)下述方式來(lái)改進(jìn):三倍的開(kāi)關(guān)頻率大于掃描頻率。從中得出的優(yōu)點(diǎn)在開(kāi)始已經(jīng)闡述。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明，所述實(shí)施例在示意圖中示出。附圖示出:
[0023]圖1示出具有電能量源、變換器的一個(gè)實(shí)施方式和電負(fù)載的電路的示意方框電路圖；
[0024]圖2示出具有掃描后的電流測(cè)量信號(hào)的變化、變換器的輸出電流的變化和變換器控制裝置的開(kāi)關(guān)信號(hào)的一個(gè)示例的示意時(shí)間流程圖，
[0025]圖3示出具有掃描器的依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間間距的示意示出的分布密度函數(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的示例；
[0026]圖4示出負(fù)載電流分配器的一個(gè)實(shí)施方式的示意方框電路圖；和 [0027]圖5示出用于運(yùn)行變換器的控制方法的一個(gè)實(shí)施方式的示意流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在附圖中為相應(yīng)的部件總是應(yīng)用相同的附圖標(biāo)記。因此，只要從本文中沒(méi)有另作說(shuō)明，與附圖標(biāo)記相關(guān)的闡述以附圖交叉的方式適用。
[0029]圖1示出電路裝置10，所述電路裝置具有作為電能量源的電壓源12、變換器14和電負(fù)載16。變換器能夠?yàn)閱蜗嘧儞Q器或多項(xiàng)變換器、是電位隔離的或不是電位隔離的、是單向的或是雙向的。電能量源12能夠是直流電壓源、交流電壓源、直流電流源或交流電流源。電負(fù)載16除有效電阻分量之外還能夠包括電抗分量。變換器14針對(duì)第一相包括第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)Sn、電感L和變換器控制裝置18。這兩個(gè)開(kāi)關(guān)Sp S11是單極的。第一開(kāi)關(guān)S1典型地是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如是MOSFET或者IGBT (具有絕緣的柵極電極的雙極型晶體管)。第二開(kāi)關(guān)S11典型地是相同類(lèi)型的半導(dǎo)體或空載二極管。第一開(kāi)關(guān)S1的第一端子21與電壓源12連接；并且第一開(kāi)關(guān)S1的第二端子22與電感L連接。在附圖中表明:變換器14針對(duì)一個(gè)或多個(gè)其他的相能夠在變換器輸入端14a和變換器輸出端14b之間包括多個(gè)相同構(gòu)建的電路SK1……SKn。因此，這些電路的運(yùn)行典型地在間歇運(yùn)行中以開(kāi)關(guān)循環(huán)D、F、B進(jìn)行，并且在非間歇運(yùn)行中以開(kāi)關(guān)循環(huán)D、F進(jìn)行(見(jiàn)圖2a)，這些開(kāi)關(guān)循環(huán)彼此間具有不同的時(shí)間偏移。只要沒(méi)有另作說(shuō)明，下面的描述闡明用于第一相的變換器控制裝置18。所描述的設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用于其他相。
[0030]開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24 (調(diào)制器)產(chǎn)生第一開(kāi)關(guān)信號(hào)SS1以操作第一開(kāi)關(guān)S”第一開(kāi)關(guān)信號(hào)SS1經(jīng)由第一控制連接SV1傳輸給第一開(kāi)關(guān)S,。在所示出的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24也產(chǎn)生第二開(kāi)關(guān)信號(hào)SS11以操作第二開(kāi)關(guān)Sn。第二開(kāi)關(guān)信號(hào)SS11經(jīng)由第二控制連接S11傳輸給第二開(kāi)關(guān)sn。變換器14能夠交替地采用下述三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)D、F、B:接通狀態(tài)D、空載狀態(tài)F和備用狀態(tài)B。[0031]在備用狀態(tài)B中，開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24控制這兩個(gè)開(kāi)關(guān)SpS11,使得中斷輸出電流込的電流流動(dòng)。在接通狀態(tài)D下，開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24控制開(kāi)關(guān)Sp S11,使得輸出電流L能夠流過(guò)第一開(kāi)關(guān)S1,而所述輸出電流對(duì)于第二開(kāi)關(guān)S11而言是中斷的。在空載狀態(tài)F中，開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24控制開(kāi)關(guān)SpS11,使得輸出電流L能過(guò)流過(guò)第二開(kāi)關(guān)S11,而所述輸出電流對(duì)于第一開(kāi)關(guān)S1而言是中斷的。在部分負(fù)荷運(yùn)行期間，這三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)D、F、B以下述順序周期性地交替:接通狀態(tài)D、空載狀態(tài)F、備用狀態(tài)B。在電能量源12和電負(fù)載16之間的能量傳遞的功率小的情況下，接通階段D、即接通狀態(tài)D占開(kāi)關(guān)周期的時(shí)間份額小。隨著變換器輸入端14a和變換器輸出端14b之間的能量傳遞的功率增大，接通狀態(tài)D占開(kāi)關(guān)周期的時(shí)間份額增大。對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言，對(duì)于變換器的在此可應(yīng)用的開(kāi)關(guān)方案而言已知多種設(shè)計(jì)方案可能性；這些開(kāi)關(guān)方案在下面不闡述，因?yàn)榕c此相關(guān)的細(xì)節(jié)在此對(duì)本發(fā)明是不重要的。
[0032]變換器控制裝置18是調(diào)節(jié)電路的一部分，所述調(diào)節(jié)電路具有至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)回路，所述第一調(diào)節(jié)回路包括下述部件:調(diào)節(jié)路段RS ;第一比較器28a以用于執(zhí)行第一參考變量FGa和第一調(diào)節(jié)變量RGa之間的比較；第一調(diào)節(jié)器30a和調(diào)整單元24、S1, Sno在附圖中示出的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)路段RS通過(guò)能量源、輸入端濾波器(未繪出)、開(kāi)關(guān)、電感L、輸出端濾波器(未繪出)和負(fù)載形成。調(diào)整單元24、SpSn由開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24連同兩個(gè)開(kāi)關(guān)SpS11 —起形成?？蛰d狀態(tài)F占開(kāi)關(guān)循環(huán)D、F、B的總周期的時(shí)間份額用作為第一調(diào)整變量SGa0由變換器14輸出給電負(fù)載16的輸出電流込的最小值min(IJ用作為第一調(diào)節(jié)變量RGa0借助于用于檢測(cè)變換器14的一個(gè)相的輸出線(xiàn)路35上的輸出電流Iu的強(qiáng)度的相特定的電流傳感器34、掃描器36和后面的電流信號(hào)評(píng)估裝置37來(lái)獲得第一調(diào)節(jié)變量RGa。掃描器36和信號(hào)評(píng)估裝置37是變換器控制裝置18的部件。第一比較器283借助于將第一參考變量FGa與第一調(diào)節(jié)變量RGa進(jìn)行第一比較來(lái)確定第一調(diào)節(jié)偏差ea。第一調(diào)節(jié)器30a (例如PID調(diào)節(jié)器)從第一調(diào)節(jié)偏差ea的時(shí)間變化中確定第一調(diào)整變量SGa。
[0033]該實(shí)施例示出第二調(diào)節(jié)回路，所述第二調(diào)節(jié)回路部分地包括與第一調(diào)節(jié)回路相同的部件24'3^36'37'USpSu。下述部件屬于第二調(diào)節(jié)回路:調(diào)節(jié)路段RS、第二比較器28b以用于第二參考變量FGb和第二調(diào)節(jié)變量RGb之間的比較、第二調(diào)節(jié)器30b和調(diào)整單元24、SpSnt5在此，電感L也形成調(diào)節(jié)路段RS。如在第一調(diào)節(jié)回路中那樣，調(diào)整單元24、SpSn由開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器24連同兩個(gè)開(kāi)關(guān)SpS11—起形成。在第二調(diào)節(jié)回路中，接通狀態(tài)D占開(kāi)關(guān)循環(huán)D、F、B的總周期的時(shí)間份額用作為第二調(diào)整變量SGb。通過(guò)變換器14進(jìn)行的能量傳遞的第二特征值用作為第二調(diào)節(jié)變量RGb。這例如能夠是輸出電流k的最大值、平均值或有效值，所述輸出電流由變換器14輸出給電負(fù)載16。在該實(shí)施例中，借助于與第一調(diào)節(jié)變量RGa相同的電流傳感器34、相同的掃描器36和相同的信號(hào)評(píng)估裝置37來(lái)獲得第二調(diào)整變量RGb。借助于選擇電路33能夠從多個(gè)選擇可能性(例如平均值的類(lèi)型)中選擇第二調(diào)節(jié)變量RGb。第二比較器28b借助于將第二參考變量FGb與第二調(diào)節(jié)變量RGb進(jìn)行第二比較來(lái)確定第二調(diào)節(jié)偏差eb。第二調(diào)節(jié)器30b (例如也是PID調(diào)節(jié)器)從第二調(diào)節(jié)偏差eb的時(shí)間變化中確定第二調(diào)整變量SGb。僅峰值電流直接由上升沿控制。全部其他的所計(jì)算的值(例如有效值、平均值)是總信號(hào)相關(guān)的，但是也能夠借助上升沿來(lái)調(diào)整。
[0034]圖2a示出在接通狀態(tài)D期間、在空載狀態(tài)F期間和在備用狀態(tài)B期間用于接通eSl和斷開(kāi)asn變換器14的第一開(kāi)關(guān)S1的第一開(kāi)關(guān)信號(hào)SS1的時(shí)間變化的示例。在圖2a至2d中以虛線(xiàn)繪出運(yùn)行狀態(tài)D、F、B的時(shí)間段的邊界。圖2b示出用于接通esn和斷開(kāi)asn變換器14的第二開(kāi)關(guān)S11的第二開(kāi)關(guān)信號(hào)SS11的相關(guān)的時(shí)間變化的示例。圖2c示出變換器14的一個(gè)相的輸出電流Iu的相關(guān)的時(shí)間變化的示例。在接通狀態(tài)D中，經(jīng)過(guò)輸出線(xiàn)路35的電流L的強(qiáng)度增大。因此，在接通狀態(tài)D期間，在輸出電流L的時(shí)間變化中構(gòu)成上升沿38。在空載狀態(tài)F中，經(jīng)過(guò)輸出線(xiàn)路35的電流k的強(qiáng)度下降。因此，在接通狀態(tài)F期間在輸出電流k的時(shí)間變化中構(gòu)成下降沿39。圖2d示出在借助于掃描器36掃描120之后掃描信號(hào)Sa的相關(guān)的時(shí)間變化的一個(gè)不例。圖2c和2d的點(diǎn)劃線(xiàn)不出借助于掃描器36對(duì)輸出電流L的掃描方案的一個(gè)示例。在圖2c、2d中示出的示例中，在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期期間幾乎進(jìn)行一次對(duì)輸出電流k的掃描120，其中與在直接在前面的開(kāi)關(guān)周期(相對(duì)于其開(kāi)始)中相比稍晚地進(jìn)行在分別直接跟隨的開(kāi)關(guān)周期(相對(duì)于其開(kāi)始)之內(nèi)的掃描120。掃描循環(huán)與開(kāi)關(guān)信號(hào)SSpSS11的開(kāi)關(guān)周期不同步。由于掃描循環(huán)和開(kāi)關(guān)信號(hào)SSpSS11之間的偏移(Schlupfes)，通過(guò)掃描120將一個(gè)相的輸出電流Iu的強(qiáng)度的時(shí)間變化映射成具有類(lèi)似變化、但是更大的時(shí)間比例、即更小的頻率匕的掃描信號(hào)SA。在(附圖中沒(méi)有明確示出的)替選方案中，第二調(diào)整變量SGb能夠是預(yù)設(shè)的參考變量(代替由第二調(diào)節(jié)器30b來(lái)提供)。
[0035]在另一個(gè)優(yōu)選的替選方案中，第二調(diào)整變量SGb能夠由電壓調(diào)節(jié)器40或負(fù)載電流分配器42來(lái)提供。
[0036]圖3示出具有掃描器36的依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間間距的分布密度函數(shù)H(Tdist)的一個(gè)實(shí)施方式的示例。在此，平均掃描頻率fA定義成為了確定從測(cè)量信號(hào)SM中的測(cè)量值的提取時(shí)間點(diǎn)而打開(kāi)掃描器36的門(mén)電路的、依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)TS的時(shí)間間隔Tdist的平均值的倒數(shù)。
[0037]圖4示出負(fù)載電流分配電路43的一個(gè)實(shí)施方式的示意方框電路圖，所述負(fù)載電流分配電路針對(duì)每個(gè)相產(chǎn)生這種第二調(diào)整變量SGb。在此，變換器14的輸出電壓U在比較器28bl中與額定電壓Ust^比較并且借助于電壓調(diào)節(jié)器40i產(chǎn)生用于第一相的第二調(diào)整變量SGbl。
[0038]針對(duì)第二相，首先將第一相的輸出電流Iu與第二相的輸出電流L2進(jìn)行比較。又將電流差I(lǐng)u-1u與預(yù)設(shè)為參考變量的電流差Λ Il2進(jìn)行比較。比較器28b2從中確定調(diào)節(jié)偏差eb2 = 在考慮所述調(diào)節(jié)偏差的情況下，第二電流調(diào)節(jié)器412確定第二相的第二調(diào)整變量SGb2的第一數(shù)值。通過(guò)將第一數(shù)值與第一相的第二調(diào)整變量SGbl合成442 (優(yōu)選相加)形成第二調(diào)整變量SGb2。
[0039]相應(yīng)地，針對(duì)另外的相(i在3和n e N之間)，首先將第一相的輸出電流Iu與另一個(gè)相i的輸出電流Iu進(jìn)行比較，并且借助于另一個(gè)相i的另一個(gè)電流調(diào)節(jié)器Mi從電流差L-1u (相應(yīng)于調(diào)節(jié)偏差ebi)中產(chǎn)生另一個(gè)相i的第二調(diào)整變量SGbi的第一數(shù)值。借助于將第一數(shù)值與第一相的第二調(diào)整變量SGbl合成41 (優(yōu)選借助于相加)形成另一個(gè)相i的第二調(diào)整變量SGbi。
[0040]圖5示出用于運(yùn)行變換器14的控制方法100的一個(gè)實(shí)施方式的示意流程圖。控制方法100包括下述步驟110、120、130、140:在考慮輸出線(xiàn)路35的電狀態(tài)Iu的情況下借助于傳感器34產(chǎn)生110測(cè)量信號(hào)SM ;借助于用掃描器36以?huà)呙桀l率fA掃描所接收的測(cè)量信號(hào)SM來(lái)產(chǎn)生120掃描信號(hào)Sa ;評(píng)估130掃描信號(hào)Sa和產(chǎn)生140具有開(kāi)關(guān)頻率fsw的開(kāi)關(guān)信號(hào)SS1，其中開(kāi)關(guān)頻率fsw大于掃描頻率fA。用于變換器14的控制裝置18準(zhǔn)備用于，評(píng)估所接收的測(cè)量信號(hào)SM并且為上升沿38產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)SM，所述測(cè)量信號(hào)與為下降沿39產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)SM無(wú)關(guān)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用于不同類(lèi)型的變換器，尤其也能夠應(yīng)用于直流電壓變換器、逆變器和/或變頻器。所描述的電路原理也能夠以相反的極性應(yīng)用。替選地或附加地，在實(shí)施例中以電壓的形式示出的模擬的和/或數(shù)字的電信號(hào)也能夠作為(所饋入的)電流示出。借助于放大器或變換器能夠?qū)υ谡f(shuō)明書(shū)中提及的電壓或電流在從其相應(yīng)的源到其相應(yīng)的匯集點(diǎn)的路徑上進(jìn)行縮放。以電壓或電流的形式示出的模擬的或數(shù)字的信號(hào)能夠根據(jù)已知的或根據(jù)如今還未知的方法線(xiàn)性地或非線(xiàn)性地編碼?？蓱?yīng)用的編碼方法的示例是脈沖寬度調(diào)制和脈沖編碼調(diào)制。模擬的和/或數(shù)字的信號(hào)能夠電學(xué)地、光學(xué)地或通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳遞。模擬的和/或數(shù)字的信號(hào)能夠以空間多路復(fù)用(即借助于不同的線(xiàn)路)、以時(shí)間多路復(fù)用或以編碼多路復(fù)用來(lái)傳遞。模擬的和/或數(shù)字的信號(hào)的傳遞能夠經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)總線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。
[0042]附圖標(biāo)記列表:
[0043]10電路裝置
[0044]12電能量源
[0045]14變換器
[0046]14a變換器輸入端
[0047]14b變換器輸出端
[0048]16電負(fù)載
[0049]18變換器控制裝置
[0050]21第一開(kāi)關(guān)S1的第一端子
[0051]22第一開(kāi)關(guān)S11的第二端子
[0052]24開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器
[0053]28比較器
[0054]30調(diào)節(jié)器
[0055]33選擇電路
[0056]34測(cè)量設(shè)備；電流傳感器
[0057]35輸出線(xiàn)路
[0058]36掃描器
[0059]37信號(hào)評(píng)估裝置
[0060]38上升沿
[0061]39下降沿
[0062]40電壓調(diào)節(jié)器
[0063]41電流調(diào)節(jié)器
[0064]42負(fù)載電流分配器
[0065]43負(fù)載電流分配電路
[0066]44 合成
[0067]100控制方法
[0068]110接收測(cè)量信號(hào)[0069]120借助于掃描所接收的測(cè)量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生掃描信號(hào)
[0070]130評(píng)估掃描信號(hào)
[0071]140產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)
[0072]e 調(diào)節(jié)偏差
[0073]B備用狀態(tài)
[0074]D接通狀態(tài)
[0075]F空載狀態(tài)
[0076]FG參考變量
[0077]fA掃描頻率
[0078]fsw開(kāi)關(guān)頻率
[0079]H(Tdist)時(shí)間間隔Tdist的分布密度函數(shù)
[0080]Il輸出電流
[0081]L 電感
[0082]P 相
[0083]PID比例積分微分
[0084]RG調(diào)節(jié)變量
[0085]RS調(diào)節(jié)路段
[0086]S1 開(kāi)關(guān)
[0087]S11 開(kāi)關(guān)
[0088]SG調(diào)整變量
[0089]SK 電路
[0090]SM測(cè)量信號(hào)
[0091]Sa掃描信號(hào)
[0092]Tdist依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間間隔
[0093]TS觸發(fā)信號(hào)
[0094]Usqll額定電壓
【權(quán)利要求】
1.一種用于變換器(14)的控制裝置(18)，其中所述控制裝置(18)準(zhǔn)備用于:從測(cè)量設(shè)備(34)接收所述變換器(14)的輸出線(xiàn)路(35)的測(cè)量信號(hào)(SM)并且評(píng)估所述測(cè)量信號(hào)(SM)，以便產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)(SS)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)具有開(kāi)關(guān)頻率(fsw)，其中所述控制裝置(18)包括掃描器(36)以用于借助于對(duì)接收到的測(cè)量信號(hào)(SM)的掃描(120)來(lái)產(chǎn)生(120)掃描信號(hào)(Sa)，其特征在于，所述掃描器(36)準(zhǔn)備用于:以?huà)呙桀l率(fA)執(zhí)行所述掃描(120)，所述掃描頻率低于所述開(kāi)關(guān)頻率(fsw)的三倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述掃描器(36)準(zhǔn)備用于:在一定的開(kāi)關(guān)頻率(fsw)的情況下以平均掃描頻率(fA)執(zhí)行所述掃描(120)，其中所述平均掃描頻率(fA)除以所述開(kāi)關(guān)頻率(fsw)的商和所述開(kāi)關(guān)頻率(fsw)除以所述平均掃描頻率(fA)的商都不是整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置(18)，其特征在于，開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器(24)準(zhǔn)備用于:產(chǎn)生具有開(kāi)關(guān)頻率(fsw)的所述開(kāi)關(guān)信號(hào)(SS)，所述開(kāi)關(guān)頻率至少為所述掃描頻率(fA)的 η 倍大，其中 η 等于 5/6、21/20、11/10、6/5、2、4、8、16、32、64 或者其他的二次冪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述掃描器(36)準(zhǔn)備用于:借助依次的觸發(fā)信號(hào)(TS)執(zhí)行所述掃描(120)，其中依次的時(shí)間上直接相鄰的觸發(fā)信號(hào)(TS)的時(shí)間間距(Tdist)的分布密度函數(shù)(H(Tdist))包括唯一的或多個(gè)狄拉克δ函數(shù)和/或連續(xù)的分布密度函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置(18)準(zhǔn)備用于:從所述掃描信號(hào)(Sa)中確定至少一個(gè)第一類(lèi)統(tǒng)計(jì)值(RGa)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述至少一個(gè)第一類(lèi)統(tǒng)計(jì)值(RGa)包括最大值、最小值、有效值、算術(shù)平均值和/或中值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置(18)包括至少一個(gè)第一比較器(28a)，以便將第一額定值(FGa)與第一實(shí)際值(RGa)進(jìn)行比較，所述第一實(shí)際值能夠從所述掃描信號(hào)(Sa)中確定，并且從比較的結(jié)果(ea)中確定第一調(diào)整變量(SGa)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置(18)包括至少一個(gè)第二比較器(28b)，以便將第二額定值(FGb)與第二實(shí)際值(RGb)進(jìn)行比較，所述第二實(shí)際值能夠從所述掃描信號(hào)(Sa)中確定，并且從比較的結(jié)果(eb)中確定第二調(diào)整變量(SGb)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置準(zhǔn)備用于:關(guān)于所述輸出線(xiàn)路(35)上的輸出電流(IJ、輸出電壓(U)和/或一個(gè)或多個(gè)所述變量的譜特征對(duì)所述掃描信號(hào)(Sa)執(zhí)行評(píng)估(120)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置(18)準(zhǔn)備用于:為輸出電流(IJ的下降沿(39)控制最小的輸出電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置(18)準(zhǔn)備用于:為所述輸出電流(IJ的上升沿(38)控制所述輸出電流(IJ的峰值電流、有效電流、平均電流或其他的特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)，其特征在于，所述控制裝置(18)準(zhǔn)備用于:接收至少兩個(gè)相特定的輸出線(xiàn)路(35)的測(cè)量信號(hào)(SM)，掃描接收到的所述測(cè)量信號(hào)(SM)，產(chǎn)生所述掃描信號(hào)(Sa)，并且產(chǎn)生(140)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)(SS)。
13.一種變換器(14)，其特征在于，所述變換器(14)包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的控制裝置(18)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的變換器(14)，其特征在于，所述變換器(14)包括用于將負(fù)載電流(IJ分配到多個(gè)相上的負(fù)載電流分配器(42)。
15.一種用于運(yùn)行變換器(14)的控制方法(100)，其中所述控制方法(100)包括下述步驟(110，120，130，140): -在考慮輸出線(xiàn)路(35)的電狀態(tài)(Iu)的情況下產(chǎn)生(110)測(cè)量信號(hào)(SM)； -借助于以?huà)呙桀l率(fA)對(duì)接收到的所述測(cè)量信號(hào)(SM)的掃描來(lái)產(chǎn)生(120)掃描信號(hào)(Sa)； -評(píng)估(130)所述掃描信號(hào)(Sa);和 -產(chǎn)生(140)具有開(kāi)關(guān)頻率(fsw)的開(kāi)關(guān)信號(hào)(SS)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)頻率(fsw)的三 倍大于所述掃描頻率(fA)。
【文檔編號(hào)】H02M3/157GK104025440SQ201280063979
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】斯特凡·萊姆格魯貝爾, 揚(yáng)科·霍瓦特 申請(qǐng)人:麥格納動(dòng)力系有限兩合公司