[发明专利]开关调节器

说明书

技术领域

本发明涉及开关调节器，其包括检测单元、从中能获取输出电流的输出能量存储器以及配置为对输出能量存储器充电的激励器。

背景技术

一般已知的是这样的开关调节器，其中，开关调节器用于例如从可变的输入电压产生恒定的输出电压。如果输出电压高于输入电压，则是所说的升压转换器。如果要求输出电压小于输入电压，则使用降压转换器。在开关调节器中，通常将激励器设计为晶体管，并且将输出能量存储器设计为线圈和/或电容。

通常在已知的开关调节器中使用分流器，以确定输出电流水平。所述分流器是非常小的电阻器，其中，在分流器处测量电压降，并且通过在分流器处的电压降和分流器的电阻的商来计算输出电流。

特别是，在开关调节器具有高输出电流的情况下，通常设计将在分流器处的电压降转换为输出电流的评估电路，使得评估电路优选地检测开关调节器的高输出电流。因此，如果也将检测较小的输出电流或者接近于零的输出电流，则这样的评估电路的动态范围被限制或者必须使用高的技术努力而被扩展。

发明内容

本发明的基础目标是提供一种开关调节器，用所述开关调节器，尽可能容易地使对开关调节器的输出电流，以及在这方面特别是小输出电流的确定成为可能。

这个目标通过具有权利要求1的特征，特别是检测单元以激励器的开关程序为基础确定输出电流的开关调节器来满足。

目标在这方面的基础理念是开关调节器的输出电流越大，输出能量存储器借助激励器充电得越频繁且越长。因此，输出电流可以以简单的方式通过检测和评估激励器的开关程序来确定。因此具有评估电路的分流器不是绝对必要的，因为仅必须监测激励器的状态。因此可以免除借助分流器的模拟电流测量，以有利于优选地数字检测开关程序。

根据本发明的输出电流的测量可以有利地用在任何所需类型的开关调节器中，即例如在升压转换器中和在降压转换器中。

例如，监测激励器的开关程序的检测单元可以集成在控制开关调节器的控制单元中。可替换地，也可以单独地形成检测单元。

例如，开关程序可以由接通或断开限定，进而也可以由连续的接通或断开限定。

本发明的有利的实施例在说明书、附图以及从属权利要求中进行了描述。

根据第一有利的实施例，检测单元以特定的时间间隔确定激励器的开关程序的数量。当使用开关调节器，其中激励器对于每个开关程序总是对输出能量存储器充电相同的时间时，确定开关程序的数量是特别有利的。可以因此根据知晓的开关程序的数量来确定输出能量存储器充电的持续时间。转而可以根据充电的持续时间来确定输出电流。

根据进一步的有利的实施例，检测单元以特定的时间间隔(负载循环)确定激励器的开关周期。因此检测单元确定输出能量存储器由激励器充电期间的时间部分。例如，检测单元可以确定时间间隔的对应于输出能量存储器的充电时间部分的百分比。在使用以恒定的开关频率进行操作的开关调节器时特别地测量开关周期或者开关信号的脉冲宽度。相反地，利用以可变的开关频率工作的开关调节器，确定开关程序的数量，因为用这样的开关调节器，开关频率随着较小的输出电流而下降。

可替换地，时间周期也可以被确定，其中，输出能量存储器没有被充电，并且激励器因此没有传导任何电流。

根据进一步的有利的实施例，检测单元是微处理器。例如，微处理器可以检测在输入端处的开关程序，并通过开关程序在微处理器中有利地触发中断。通过利用中断使特别简单快速地检测开关程序是可能的。

根据进一步有利的实施例，检测单元电连接到激励器的开关输入端。如果，例如，将晶体管用作激励器，检测单元分接晶体管的门信号以识别开关程序。可替换地，也可能的是，检测在激励器的输出端处(即例如在形成为场效应晶体管(FET)的激励器的源极端子或漏极端子处)的电压。也可以检测流过激励器的电流以识别开关程序。

根据进一步有利的实施例，检测单元借助电平转换器连接到激励器的开关输入端。在这方面，激励器和检测单元之间的不同信号电平可以由电平转换器来平衡。进而可能的是，例如通过插入场效应晶体管来抑制对激励器的开关关系，并且特别是激励器的开关速度的强大影响。

可替换地，也可以依赖开关调节器的设计以及它的操作频率而插入双极晶体管。

根据进一步有利的实施例，开关调节器包括分流器和评估电路，输出电流可以由所述评估电路根据在分流器处的电压降来确定。