[发明专利]用于调节直流电压变换器的测量电路

说明书

本发明涉及一种用于调节直流电压变换器（100）的测量电路，具有开关器件（120），与该开关器件并联的二极管（124），测量和调节单元（130），所述测量和调节单元被设计用于当达到预定义事件时操作开关器件（120），在操作开关器件（120）之后确定和分析该开关器件（120）处的电压作为特征参量，当所述特征参量位于允许的值范围之外时改变预定义事件的参数，其中所述允许的值范围通过并联的二极管（124）的正向电压来确定。

技术领域

本发明涉及一种用于调节直流电压变换器的测量电路、一种对应的直流电压变换器以及一种用于调节直流电压变换器的方法。

背景技术

直流电压变换器如今应用在大量领域中，例如应用在移动电话、通信系统、计算机或者笔记本电脑中。直流电压变换器在此获得直流电压作为输入电压并且将该直流电压变换成更高的或者更低的直流电压作为输出电压。直流电压变换器确保了，设备的内部运行电压可以与电池的充电状态无关地保持恒定或者可以产生相对于电池电压更高的内部运行电压。例如在照相器材中可以从比较低的电池电压中产生具有高得多的电压的闪光。

直流电压变换器可以按照极为不同的实施方式构造，但是这些实施方式都根据相同的原理来工作。借助于开关元件、例如晶体管从输入电压中提取能量份额。开关元件的接通时间和断开时间之间的比例在此确定了平均的能量流。在升压变换器中、也即在达到与输入电压相比更高的输出电压的直流电压变换器中，大多将电感连接到输入电压。利用每个接通和断开过程将能量从该电感泵入到输出电容中。

在共振变换器、即升压变换器的一种特殊实施方式中，使用共振回路，以便在电流或电压过零点时接通或断开开关元件。典型地共振回路由一个电感和一个电容组成的串联或并联电路构成。但是所述共振回路也可以具有多个电感和电容。

通过接通开关元件，共振回路被连接到输入电压并且被激励。通过断开开关元件，电感放电到电容中。如果开关元件在正确时刻被重新接通，则共振回路被重新激励并且振荡被维持。借助于传输器、例如变压器，共振回路的能量可以传输到输出电容中。该能量传输相应地通过共振回路的周期性激励来进行，其中该回路被激励得越频繁，可以传输的功率越多。

通过在共振回路的电流或电压过零点时的最优开关时刻进行接通或断开，可以显著降低开关损耗、无线电干扰以及各个器件的电磁负荷。但是如果接通或断开不是在电流或电压过零点期间进行，而是还在共振回路的振荡阶段结束之前进行，则从该共振回路中提取能量、而不是向该共振回路输送能量，这导致开关损耗、输出功率降低以及各个器件的电磁负荷提高。对于共振变换器或对于一般的直流电压变换器，在最优开关时刻来执行接通过程以及断开过程尤其是有重要意义的。

断开过程可以在达到电流强度的上阈值时执行。接通过程可以无延迟地或者在达到电流强度或电压的下阈值之后的固定时间间隔结束之后执行。在此，根据最优开关时刻选择电压或电流强度的阈值。在此得出如下问题：开关元件的实际开关时刻由于例如在开关元件的操控和测量值检测时的不可避免的器件容差和延迟时间而是未知的。也就是不能确保：最优开关时刻和实际开关时刻一致，或者换句话说接通和断开过程在最优开关时刻发生。

因此值得期望的是，提供一种这样的可能性，使得直流电压变换器中的接通和断开过程可以在最优开关时刻发生。

发明内容

根据本发明提出具有独立权利要求的特征的用于调节直流电压变换器的测量电路、用这种测量电路构造的直流电压变换器以及用于调节直流电压变换器的方法。有利的构型是从属权利要求以及下面的描述的主题。

本发明的优点

用于调节直流电压变换器的本发明测量电路具有开关器件、与该开关器件并联的二极管、以及测量和调节单元。所述开关器件被设计用于将直流电压变换器的电感连接到输入电压。测量和调节单元负责使开关器件的实际开关时刻与最优开关时刻重合。当测量和调节单元探测到达到预定义事件时，该测量和调节单元操作开关器件。然后，测量和调节单元监视开关器件处的电压作为特征参量。