[发明专利]用于变换器的控制装置、变换器和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于变换器的控制装置，其中控制装置准备用于从测量设备接收变换器的输出线路的测量信号并且评估测量信号，以便产生开关信号，所述开关信号具有开关频率，其中控制装置包括扫描器以用于借助于扫描所接收的测量信号来产生扫描信号。当变换器为多相换流器时，输出线路典型地是相线路，所述相线路的输出电流是总的负载电流的一部分，所述负载电流借助于将多个相线路的电流相加得出。开关频率典型地是变换器的开关的开关循环的基本频率(优选最低的基本频率)。

本发明还涉及一种变换器。

此外，本发明涉及一种用于运行变换器的控制方法，其中控制方法包括下述步骤：在考虑输出线路的电状态的情况下产生测量信号；借助于以扫描频率扫描所接收的测量信号来产生扫描信号；评估扫描信号；和产生具有开关频率的开关信号。

背景技术

DE 10 2009 027 307 A1描述一种多相DC/DC变换器。为每个相设有自身的电流传感器，所述电流传感器将电流值提供给变换器控制单元。电流控制单元在考虑参考电流和所接收的电流值的情况下产生用于开关相的选通驱动信号。一个替选的设置方案提出：仅设有一个电流传感器，所述电流传感器测量总的负载电流进而产生负载电流的电流信息信号，所述负载电流从多个相的相加的负载电流中得出。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于变换器的控制装置，所述控制装置与已知的控制装置相比更低成本地制造。此外，一个目的是，提供一种变换器和一种控制方法，所述变换器的运行能够借助可低成本制造的控制装置来执行。

所述目的借助独立权利要求来实现。本发明思想的有利的改进形式是从属权利要求的主题。

根据本发明，通过下述方式改进已知的控制装置：扫描器准备用于以扫描频率执行扫描，所述扫描频率低于开关频率的三倍。由此，对于后面的信号评估，由多个(直接或间接依次的)周期的测量值组成一个示例的周期。通过二次扫描，与在已知的控制装置中相比，在扫描之后评估的信号的带宽和上边界频率较小。由于二次扫描和较小的带宽，对评估所扫描的信号的速度要求较小，并且控制装置能够更低成本地制造。扫描频率能够是平均扫描频率。那么，所述平均扫描频率能够定义成为了确定从测量信号中的测量值的提取时间点而打开扫描器的门电路的、依次的时间上直接相邻的触发信号的时间间隔的平均值的倒数。

扫描器能够准备用于在一定的开关频率的情况下以平均扫描频率执行扫描，其中平均扫描频率除以开关频率的商和开关频率除以平均扫描频率的商都不是整数。当满足上述条件时实现：借助于扫描周期性的信号变化的多个周期来检测多个插值点，进而能够将高频的信号以相应于开关频率与开关频率和扫描频率之间的差之间的关系的时间比例映射成低频信号。当扫描频率高于扫描频率时，差进而时间比例是负的。这表示：然后以时间上镜像的方式进行高频信号的映射。时间上的镜像在评估低频信号时能够借助于交换插值而再次倒转。

开关信号发生器能够准备用于：产生具有开关频率的开关信号，所述开关频率至少为扫描频率的n倍大，其中n等于5/6、21/20、11/10、6/5、2、4、8、16、32、64或者其他的二次幂。通过选择因数n来确定：能够如何快速和准确地复制原始信号。因数也能够确定：控制装置必须是如何有效的。为了理解要指出的是：比开关频率高两倍以上的扫描频率通常绝不满足奈奎斯特准则。因此，负载信号通常不仅包含开关过程的基本频率，而且包含明显更高的频率分量，所述频率分量的信息内容应当保持至后面的评估。这例如能够实现在待评估的信号中识别和评估边沿和死区时间的相对长度。

扫描器能够准备用于：借助依次的触发信号来执行扫描，其中依次的时间上直接相邻的触发信号的时间间距的分布密度函数包括唯一的或多个狄拉克δ函数和/或连续的分布密度函数。借助于以时间上直接相邻的触发器信号(门信号)之间的不同的时间间距进行扫描，能够改进控制装置的噪声谱。

控制装置能够准备用于：从扫描信号中确定至少一个第一类统计值。通过将测量数据减少成少量的有意义的合计值，能够清楚地并且低成本地实现随后的评估步骤和产生开关信号。

至少一个第一类统计值能够包括最大值、最小值、有效值、算术平均值和/或中值。

控制装置能够包括至少一个第一比较器，以便将第一额定值与第一实际值进行比较，所述第一实际值能够从扫描信号中确定，并且以便从比较的结果中确定第一调整变量。例如第一额定值和第一实际值能够是输出电流、输出电压或一个或多个所述变量的谱特征。