[发明专利]用于运行负载的电路装置

说明书

本发明涉及一种用于运行负载的电路装置，其具有用于输入输入电压的输入端、用于输出输出电压的输出端、开关调节器、以及开关晶体管、电感和电流控制阀，其中，电流控制阀被主动地驱控，并且开关调节器在强制连续运行模式中工作，其中，电路装置具有反馈回路，反馈回路的回路放大被取决于频谱地选择。

技术领域

本发明涉及一种用于运行负载的电路装置，其具有与量化振动相比更稳定的部分数字式(teildigital)的调节回路。

背景技术

本发明涉及独立权利要求所述类型的、用于运行负载的电路装置。

图1示出了具有同样已知的主构件的、已知的降压变换器。开关SO与续流二极管DF串联。续流二极管DF的阴极的连接点和开关TO的连接点与扼流圈L连接。扼流圈L的另一个连接端与滤波电容器C_filter连接。滤波电容器C_filter的另一端和二极管DF的阳极接地。

开关SO的另一个连接端与降压变换器的输入端连接。降压变换器的输出端与滤波电容器C_filter并联。

这样的降压变换器是普遍的并且在工作上令人满意。然而在低的输出电压(UA)的情况下不再能实现具有零电压变换的运行。由此使得开关SO非常烫并且必须相应地增大尺寸。

图2示出了已知的降压变换器的相关的信号。电流IL是通过电感L的电流。能看到的是，变换器在此在也被称为“transition mode(临界模式)”的临界导通的运行模式下工作。在接通开关时，电流(ISO)由于扼流圈的充磁而急剧上升，直到其在确定的最大电流时被切断为止。之后再次使变换扼流圈退磁，这在小的输出的电压或者小的输出电流的情况下基本上比充磁持续更长时间。在此，电流流过续流二极管DF。能够看到的是，只要通过续流二极管的电流衰减到0A的值，晶体管就再次接通。因此，变换器在临界导通的运行模式下工作。在输入电压(UE)超过200V的情况下，该运行模式具有好的效率、好的功率密度和成本的、有利的折衷。然而，在较小的输出电压或输出电流的情况下，不再能够实现无损的开关，如根据图2的UM的时间曲线所示的那样。半桥中点处的电压UM的自然的极性颠倒过程仅达到输入电压的一部分。能达到的值为输出电压的两倍，或在考虑二极管的实际的反向恢复负载的情况下还要在多一些。

剩余的电压偏差必须通过金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)的带有损失的硬开关实现。这能够在半桥中点处的电压UM的首先平坦的上升看出。相对地，电压UG示出了晶体管SO的栅源电压。在UM达到其自然的极性颠倒过程的最大值的时间点接通SO。

硬开关过程的另一个缺点在于，在高于10MHz的频率的情况下有差的电磁兼容性，并且由于上述缺点仅能够受限地实现小型化。

如果该变换器随后如现今常用的那样被数字式地驱控，那么就出现另外的问题：在数字式驱控时借助于微控制器执行数字调节系统。

这种数字调节系统具有多个问题。主要问题是不仅在模数转换(A/D转换)时有量化误差，还有由于微控制器中的运行时间出现的时间上的量化误差，该运行时间取决于微控制器的时钟频率和自身其他的特殊性。

由于量化步骤，输出信号不能收到每个值。典型地，即使调节回路在奈奎斯特判据的意义上是稳定的，整个调节回路在实际的目标值附近波动(量化波动)。

由量化波动能够形成电流波动，电流波动也能被视为发光二极管(LED)的光中的不期望的斑点。

通过量化步骤能够仅形成个别的时间点，在这些时间点能够接通变换器的晶体管。如果观察多个循环的开关时间，则开关时间不是稳定的，而是在所期望但无法达到的目标值附近跳跃。在多个异步的量化机械系统中能够带来量化步骤的时间上的归类。在不适合的边沿条件的情况下，该归类能够导致人眼可见的、频谱和幅度的振动。