[发明专利]用于电消耗器的功率控制或电压控制的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于功率终放级对电消耗器进行功率控制或电压控制的方法，其中，所述功率控制或电压控制经由一具有可调节的占空比的脉冲宽度调制（PWM）来进行，并且由一接通区域、一断开区域和两个边沿区域形成所述脉冲宽度调制的一个周期。

本发明还涉及一种用于借助于功率终放级对电消耗器进行功率控制或电压控制的装置，其中，所述功率控制经由一具有可调节的占空比的脉冲宽度调制（PWM）来进行，并且通过一接通区域、一断开区域和两个边沿区域来形成所述脉冲宽度调制的一个周期。

背景技术

为了调节功率、有效电压或有效电流，已知的是，经由脉冲宽度调制（PWM）来操控电消耗器。在此情况下，例如将电消耗器的恒定的供给电压以一预设的占空比（TV）进行接通和断开。经由所述接通时间与断开时间的比可以调节向所述消耗器输送的电功率、有效电压和有效电流。

所述开关过程可以经由一相应地操控的功率终放级来进行。在此情况下所述占空比可以受调节地或受控地进行预设。

所述占空比的调节在受控的系统的情况下在假设所采用的电子构件且因此向所述消耗器输送的电压的时间变化的理想行为的前提下进行。例如通过限定的边沿陡度或通过延迟时间引起的与理想行为的偏差直接对向消耗器输送的功率或者说对有效电流和有效电压产生影响。所述偏差的原因在此情况下可能在于某些情况下所采用的电子构件的通过构件公差所不同的响应行为。所述边沿陡度还可能通过关于电磁兼容性（EMV）方面的要求被限定。

与理想行为的偏差在脉冲宽度调制的小的占空比的情况下特别强烈地起作用。小的占空比可以例如通过如下方式得出，所述电消耗器以不同的供给电压来运行。DE102010001004A1描述了一种用于操控车载供电系统内的促动器的方法，所述车载供电系统具有不同的运行电压或者说时间上的车载供电电压变化。在此规定，所述一个或多个促动器以不同的脉冲宽度调制的操控信号进行操控，其中，所述操控信号的脉冲宽度和周期持续时间可相互独立地调节并且根据实际施加的车载供电电压进行匹配。

废气探测器、例如拉姆达探测器如今在现代的内燃机中用于监控和调节废气组分，其常常具有用于调节废气探测器的预设的运行温度的电加热器。所述加热功率通过一脉冲宽度调制来调节，其例如被设计到12V的供给电压上。所述废气探测器在24V的系统中的一种可能的应用导致特别小的占空比。与所述脉冲宽度调制的理想行为的偏差将在受调节的运行中从一确定的电池温度（Zelltemperatur）开始通过一温度调节器来平衡。在受控的运行中，例如在所述废气探测器的测量值不可用于运行所述调节期间，所描述的与理想行为的偏差会导致强烈的温度偏差，以及由于错误运行而导致的相应的故障的高风险。

为了仍然能够实现受控的运行，可以采用快速的、被规定公差的功率终放级用于所述操控。然而这导致了不允许的高的EMV辐射。

另一种可能性在于代替所述脉冲宽度调制使用DC/DC转换器。这导致了高的费用。其它的缺点在于大的位置需求以及在所述方法的情况下出现的高的热损失。

同样地，在测量和调节适当的电流平均值时，在同时高的硬件耗费的情况下产生了高的费用和高的位置需求。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种方法，其即使在小的占空比的情况下也能够实现电消耗器的经由脉冲宽度调制的准确的和成本低廉的功率控制。

本发明的任务还在于，提出一种相应的装置。

本发明的涉及所述方法的任务通过如下方式解决，即求得所述电消耗器上的电压曲线，从所述电压曲线中计算出所述电消耗器上的实际的有效电压，将所述实际的有效电压与一预设的有效额定电压进行比较并且以如下方式改变所述脉冲宽度调制的占空比，使得所述实际的有效电压与所述预设的有效额定电压相应。

在此，如此地高分辨率地检测所述电压曲线，使得其也描述了在脉冲的边沿区域中的实际的时间上的电压曲线。

通过所述电消耗器、特别是欧姆消耗器上的实际的时间上的电压曲线，在所述电消耗器的已知的负载电阻的情况下确定向所述消耗器实际输送的电功率，并且通过由此计算出的实际电压有效值进行描述。通过所述实际的有效电压与为了实现所希望的功率所预设的有效额定电压的比较，可以识别到一功率偏差，如其通过所述脉冲宽度调制的不理想的行为引起的，并且通过所述脉冲宽度调制的占空比的相应的匹配来进行平衡。