[发明专利]用于运行开关技术装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关转换器、一种控制器以及一种用于运行开关转换器的方法。

背景技术

开关转换器具有的技术功能是将电压从第一电压水平转换成至少一个第二电压水平。这可从低电压(例如13.5V)转换成高电压(例如33V)。此外还有将高电压(例如33V)转换成低电压(例如6V)的开关转换器。电压转换器具有至少一个基本上固定的工作时钟脉冲，例如2MHz。

由于电压转换器的技术功能将产生寄生电磁干扰。该干扰部分地与工作时钟脉冲有直接关联。以2MHz的工作时钟脉冲运行的开关转换器产生具有2MHz间隔的谐波失真。各个干扰源的振幅和干扰最大的频率取决于开关转换器的结构。

干扰经常导致需要附加措施以使得例如使用开关转换器的控制器符合有关(电磁)辐射的法律要求或客户要求。

各项措施之一是工作时钟脉冲的受控变化。该变化通常被称为抖动。时钟脉冲的变化通常被调节为开关转换器控制器尚可合理处理的最大的频率变化。其背后的想法是，最大的频率变化引起最大限度的辐射降低。

该技术的缺点是，在此仅发生辐射的局部优化(一个频率范围)且并未考虑所有内容，例如其他频率范围或在这种开关转换器附近的无线电接收。

由根据现有技术的开关转换器引起的干扰通常不是由直接解调产生，而是通过与超短波(UKW)发送器的互调效应由间接解调产生。还存在的效应是，开关转换器的辐射具有“合适的”频率并且与超短波发送器的叠加频谱结合而通过直接解调(不期望地)可被听到。

发明内容

在此背景下提出了具有权利要求1所述特征的开关转换器、具有权利要求8所述特征的控制器以及具有权利要求9所述特征的用于运行开关转换器的方法，其电磁辐射得以优化并且在其中考虑了对超短波无线电接收的影响。

这种开关转换器尤其具有用于提供输入电压的输入接口、用于提供至少一个输出电压的输出接口、用于将所提供的输入电压转换成至少一个输出电压的其中一个的电压转换装置、用于提供工作时钟脉冲的时钟发生器。

通过将时钟发生器设计为使得其提供经调制的基本时钟脉冲作为工作时钟脉冲，由此实现的是，优化了开关转换器的电磁辐射并且考虑了开关转换器对在这种无线电转换器附近发生的超短波无线电接收的影响。

在本文中基本时钟脉冲可理解为由合适的时钟单元、例如振荡器提供的时钟脉冲。通常这种时钟单元具有一定的容差。

在本文中工作时钟脉冲可理解为其他部件的时钟发生器提供的时钟脉冲。基于该时钟脉冲运行开关转换器的其他部件。

在本文中频率调制可理解为将时钟发生器的基本时钟脉冲作为载波频率借助于调制频率在预定的频率偏移范围内改变。

频率调制通过其参数来描述。这些参数为：

载波频率(f_T)，其为被调制的信号。

调制频率(f_S)，其为被调制到载波频率f_T的信号。

频率偏移(Δf_T)，在此表示由调制引起的载波频率f_T的变化。

变化或扫频(f_{S_sweep})表示用以使调制频率变化的频率。

在本文中电磁辐射理解为开关转换器的电磁放射。该放射可导致在相邻电子系统或电气系统中的干扰。特别是可在超短波无线电接收中通过电磁放射产生可听到的、可感知的假象，其特别是在较弱的无线电接收时损害收听体验(杂音、噪声等)。

为了测量电磁辐射存在不同的测量技术：平均值检测器(AVG，信号的平均值评估)、峰值检测器(PK，信号的峰值评估)、准峰值检测器(QPK，信号的时间加权峰值评估)。其他评估因素为触发宽度/测量带宽(RBW)，这代表“频率选择性测量窗口”。典型的数值为9kHz，120kHz，1MHz。另一评估因素为每个频率点的测量时长。

由根据现有技术的开关转换器引起的干扰通常不是由直接解调产生，而是通过例如与常规超短波发送器的互调效应由间接解调产生。

根据本发明，直接的、即干扰性的或可听到的解调在具有和没有超短波发送器的情况下都不会有，因为所使用的调制频率f_S不是超短波传输的频率。在通过互调效应的间接解调中，通过所使用的频率f_S和调制周期时长以如下方式影响解调信号，使得在噪音水平非常强时产生(大气)噪声的听觉印象。在噪音水平较弱时该干扰不会被识别。

根据本发明的开关转换器的其他有利的设计方案由从属权利要求以及以下对实施方式的说明中得到。