[发明专利]用于操作DC-DC转换器的方法、控制装置以及DC-DC转换器

说明书

本发明涉及一种用于操作DC‑DC电压转换器(10)的方法，DC‑DC电压转换器在输出端(13)处借助于调节器单元(19)将输出变量(U_输出)调整为规定的设定值(21)，取决于输出变量的实际值(22)，调节器单元设定脉宽调制的占空比，调节器单元具有至少一个操作参数。操作参数是可变的，通过控制装置(25)改变为新参数值(26)，通过未经改变的设定值和新参数值进行验证，以便判定调节器单元是否为调整输出变量而设定了比设定对应的新参数值之前更低的占空比，在这种情况下，新参数值被保留，在相反的情况下，新参数值被改变回去。作为操作参数，脉宽调制的周期和/或切换边缘的边缘陡度借助于对应的新参数值而被改变。

本发明涉及一种用于操作DC-DC电压转换器以使该DC-DC转换器自主地配置自身从而确保尽可能最高效的操作的方法。本发明还包括一种用于该DC-DC电压转换器的控制装置以实施根据本发明的方法。最后，本发明还包括一种DC-DC电压转换器，该DC-DC电压转换器包括根据本发明的控制装置。

DC-DC电压转换器或DC-DC转换器在不同的操作点处总是应当具有最佳的功率效率，也就是说在不同的载荷情况或交替载荷的情况下，也就是说假设在输入端和输出端处具有不同的边界条件，其总是应当找到最佳工作点。

在US 2009/0179619 A1中，建立了输入电压、输入电流、输出电流以及占空比之间的效率的对应关系以便找到最佳工作点。

根据US 2005/0219883 A1可知，可以借助于微控制根据检测到的变量来配置DC-DC电压转换器以便设定DC-DC电压转换器的高效操作。本发明基于以下目的：针对每种情况下的不同边界条件以实现最佳能效的方式操作DC-DC电压转换器。

该目的借助于独立权利要求的主题来实现。通过从属权利要求、以下说明和附图描述了本发明的有利改进。

本发明的一方面描述了一种操作DC-DC电压转换器或DC-DC转换器的方法。此处，借助于脉宽调制对DC-DC电压转换器进行操作，也就是说，在输出端处，借助于调节器单元将输出变量，例如输出电压调整为规定的设定值。输出变量因此构成调节变量。在这种情况下，取决于输出变量的实际值，调节器单元基于调节规范设定DC-DC电压转换器的切换晶体管的经脉宽调制切换信号的占空比。在包括整流二极管的DC-DC电压转换器的情况下，可以提供单个切换晶体管。整流二极管也可以由第二晶体管代替，其结果是产生所述同步转换器。因此，调节器单元调整占空比以调整调节变量。然而，占空比并不是脉宽调制的唯一操作参数或唯一特征值。例如，周期或PWM(脉宽调制)频率是另外的操作参数。调节器单元具有至少一个用于提供脉宽调制的这种操作参数，然而，所述操作参数不用于进行调整，而是独立于输出变量的实际值被指定。换句话说，所述操作参数不用于调整输出变量。

现在，为了以实现最佳效率的自动方式配置DC-DC电压转换器的操作，在根据本发明的所提及方面的方法中还提供了以下内容。该至少一个操作参数被设计成是可变的。换句话说，该操作参数不是基于电路技术而规定的，而是可以通过控制装置进行设定或改变。为此，该至少一个操作参数通过控制装置，具体地在试验的基础上或初始地在临时的基础上被改变为对应的新参数值。然后，调节器单元对此做出反应，其方式为使得调节器单元进一步尝试调整输出变量的设定值，并为此根据调节规范调整占空比。由于边界条件，即该至少一个操作参数，如例如PWM频率已经改变，所以此处可以产生新的占空比值。控制装置通过未经改变的设定值和对应的新参数值验证调节器单元是否为调整输出变量而设定了比设定对应的新参数值之前更低的占空比(D)。在这种情况下，也就是说，当调节器单元降低占空比时，对应的新参数被保留。在相反的情况下，也就是说，当调节器单元增大占空比时，对应的新参数值被改变回去。也就是说，在设定新参数值之前存在或设定的对应参数值被再次设定。