[发明专利]借助脉宽调制控制装置的方法和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助方波信号的脉宽调制控制一个可转换到“导通”和“断开”状态的装置的方法。此外，本发明还涉及一种借助方波信号的脉宽调制控制一个可转换到“导通”和“断开”状态的装置的控制系统。

背景技术

脉宽调制是一种用于调节一种仅能表示导通和断开状态的执行机构的功率的已知方法。根据这种方法，在周期性的方波信号的一个周期以内这样预先给定导通状态的持续时间与周期时间的比，即所谓的“占空比”，使得在时间上的平均形成期望的功率。然而在慢速的执行机构中，该方法在占空比为零和100％的方向上达到极限，人们不想将周期时间设置为无限高的值。出于这种原因，已知为占空比设定极限值，例如20％和80％，在极限值范围以外仅存在导通和断开状态。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，创造一种借助脉宽调制控制一个可转换到导通和断开状态的装置的方法，该脉宽调制也可以实现在下边界区域和上边界区域控制执行机构的功率。本发明所要解决的另一技术问题是，创造一种控制系统，使得可以在该边界区域内控制执行机构的功率。

该技术问题通过一种借助方波信号的脉宽调制控制一个可转换到“接通”和“断开”状态的执行机构的方法以及一种实施该方法的控制系统来解决，按本发明的第一方面，在步骤a)中为额定占空比的一个区域确定方波信号的标准周期持续时间(Norm-Periodendauer)。在本方法的步骤b)中，如果额定占空比低于第一下限值和/或超过第一上限值，那么方波信号的周期持续时间相对标准周期持续时间增加。

额定占空比由对执行元件的功率要求(Leistungsanforderung)得到并且占空比表示了执行机构应该具有的占空比。

提高周期时间使得在0或100％附近的边界范围中额定占空比也可以转变成执行机构的相应功率。

通过周期时间与标准周期时间匹配，优选由第一下限值和第一上限值确定额定占空比的区域。这保证了将标准周期时间用于平均占空比，并且仅对于边界区域内的占空比延长周期时间。

另外，在按期望改变额定占空比时优选可以中断当前运行的周期。这使得可以很快地对执行元件期望的功率变化进行反应。

附加地或可选地，在改变额定占空比时可以延长或缩短当前的周期。优选在需要较高功率时缩短当前的周期，在需要较低功率时延长当前的周期。如果额定占空比的变化在一个中断界限以下，优选进行周期的缩短或延长，并且在达到或超过中断界限时中断当前的周期。

按本发明的方法，可以实现借助脉宽调制在额定占空比的较大的频带宽度上控制尤其是低频的执行机构。此外，可变化的周期时间预设值可以降低执行机构的切换频度。

这样设置按本发明的控制系统，使得该控制系统实施按本发明的方法。该控制系统尤其包括这样设置的计算单元，使得该计算单元根据额定占空比确定周期时间和导通状态持续时间，并且将其传达到控制系统的信号产生单元上用于生成切换执行机构的方波信号。这样设置该计算单元，使得如果额定占空比低于第一下限值和/或额定占空比超过第一上限值，计算单元相对标准周期时间增加方波信号的周期时间。

附图说明

以下根据由多个图表示的各实施形式描述本发明。在附图中：

图1是按本发明的控制系统的一种实施形式的简图；

图2是表示在标准周期时间为10秒时对于不同占空比的方波信号的图形；

图3是表示在周期时间相对标准周期时间增加时对于不同占空比的方波信号的图形；

图4是两个图形，其中，上方的图形表示一个与时间有关的所需额定占空比随时间的变化，并且下方的图形表示由控制系统生成的、用于所需额定占空比的方波信号；

图5表示在预先给定期望的功率时方波信号的脉宽调制的图形；

图6表示在预先给定期望的额定占空比时方波信号的脉宽调制的图形，包括通过额定占空比的变化超过中断界限的情况。

具体实施方式

图1以简图的形式示出按本发明的用于借助方波信号的脉宽调制控制一个可转换到导通和断开状态的执行机构的控制系统1的第一种实施形式。

控制系统1包括计算单元2、信号产生单元3、控制单元4和比较单元5。

计算单元2这样设置，使得它根据额定占空比11确定周期时间和导通状态持续时间，并且将其传达到用于生成切换执行机构(未示出)的方波信号的信号产生单元3上。对执行机构的功率要求与额定占空比11匹配。