Stromregler und Verfahren zur Stromregelung

DE 10 2008 036 113 A1 2009.04.09
geführt ist.
[0042] Zur Bereitstellung des zweiten Eingangssignals des Addieres 53 ist bei der dargestellten Regelschaltung
ein Multiplexer 57 vorhanden, dessen einem Eingang das Dither-Signal Sd zugeführt ist und dessen anderem
Eingang ein Gleichsignal mit einem Signalpegel Null zugeführt ist. Als Auswahlsignal ist diesem Multiplexer
57 das Betriebszustandssignal Sz zugeführt. Dieser Multiplexer 57 ist dazu ausgebildet, bei einem
Low-Pegel, also im ersten Betriebszustand Z1 das Dither-Signal Sd an den Addierer 53 auszugeben. Das
Dither-Signal entspricht gemäß Gleichung (5a) dann der Summe aus dem Regelausgangssignal Sc' und dem
Dither-Signal Sd. Im zweiten Betriebszustand Z2, in dem dargestellten Beispiel also dann, wenn das Betriebszustandssignal
Sz einen High-Pegel annimmt, ist das dem Addierer 53 von dem Multiplexer 57 zugeführte Signal
Null. Das Regelsignal Sc entspricht gemäß Gleichung (5b) dann dem Reglerausgangssignal Sc'.
[0043] Die Regelschaltung 50 weist außerdem zwei Mittelwertbildungseinheiten auf, denen jeweils das
Strommesssignal Si zugeführt ist. Eine erste Mittelwertbildungseinheit 54 bildet hierbei den Mittelwert des
Strommesssignals Si während einer ersten Mittelwertdauer, die beispielsweise einer Periodendauer Td des
Dither-Signals Sd entspricht. Am Ausgang dieser ersten Mittelwertbildungseinheit 54 steht ein erstes Mittelwertsignal
Sm1 zur Verfügung. Die zweite Mittelwertbildungseinheit 55 bildet den Mittelwert des Strommesssignals
Si während einer zweiten Mittelwertdauer, die beispielsweise der Periodendauer Tpwm des pulsweitenmoduliertem
Signals Spwm entspricht. Am Ausgang dieser zweiten Mittelwertbildungseinheit 55 steht ein zweites
Mittelwertsignal Sm2 zur Verfügung. Die beiden Mittelwertbildungseinheiten können so realisiert sein, dass
sie die Mittelwerte kontinuierlich bzw. mit jeder Periode des pulsweitenmodulierten Signals Spwm erzeugen.
Dies entspricht einer Mittelwertbildung mit einem gleitenden Zeitfenster. Darüber hinaus können die beiden
Mittelwertbildungseinheiten 54, 55 auch so erzeugt werden, dass sie einen Mittelwert nur jeweils einmal während
einer der Mittelwertbildungsdauern berechnen, so dass der am Ausgang zur Verfügung stehende Mittelwert
Sm1, Sm2 für diese jeweilige Mittelwertbildungsdauer konstant bleibt.
[0044] Die beiden Mittelwerte Sm1, Sm2 sind Eingängen eines zweiten Multiplexers 56 zugeführt, dem ebenfalls
das Betriebszustandssignal Sz als Auswahlsignal zugeführt ist und an dessen Ausgang das Mittelwertsignal
Sm zur Verfügung steht, das durch den Subtrahierer 52 zur Ermittlung des Fehlersignals Serr verwendet
wird. Der zweite Multiplexer 56 ist so ausgebildet, dass er während eines ersten Betriebszustandes, also bei
einem Low-Pegel des Betriebszustandssignals Sz das über eine längere Mittelwertdauer ermittelte erste Mittelwertsignal
Sm1 an den Subtrahierer 52 ausgibt, und dass er im zweiten Betriebszustand, also bei einem
High-Pegel des Betriebszustandssignals Sz, das über eine kürzere Mittelwertbildungsdauer ermittelte zweite
Mittelwertsignal Sm2 an den Subtrahierer 52 zur Erzeugung des Fehlersignals Serr ausgibt.
[0045] In nicht näher dargestellter Weise könnte dem Subtrahierer 52 das Strommesssignal auch unmittelbar
zugeführt werden und die anhand der Mittelwertbildungseinheiten 54, 55 durchgeführte Mittelwertbildung und
die anschließende Auswahl eines Mittelwertes mittels des Multiplexers 56 könnte auf das Ausgangssignal des
Subtrahierers angewendet werden. Auf die Erzeugung des Fehlersignals Serr hätte dies keinen Einfluss. Das
Fehlersignal steht in diesem Fall am Ausgang des Multiplexers zur Verfügung.
[0046] Der Regler 51 ist beispielsweise so realisiert, dass er das Regelausgangssignal Sc' nach Maßgabe
eines Taktsignals CLK ermittelt, wobei die Taktfrequenz dieses Taktsignals für den ersten und zweiten Betriebszustand
unterschiedlich, und im ersten Betriebszustand niedriger als im zweiten Betriebszustand ist. Die Taktfrequenz
CLK entspricht im ersten Betriebszustand beispielsweise der Frequenz des Dither-Signals Sd bzw.
dem Kehrwert der Periodendauer Td dieses Dither-Signals Sd, und im zweiten Betriebszustand der Frequenz
des pulsweitenmodulierten Signals Spwm bzw. dem Kehrwert der Periodendauer Tpwm dieses pulsweitenmodulierten
Signals Spwm. Ein zeitlicher Verlauf des Taktsignals ist in Fig. 3 ebenfalls dargestellt. Bei einer gleitenden
Mittelwertbildung, bei der mit jeder Periode des pulsweitenmodulierten Signals ein Mittelwert über die
Dauer einer Periode Td des hochfrequenten Signals ermittelt wird, kann die Taktfrequenz, also die Frequenz,
mit der das Reglerausgangssignal Sc' ermittelt wird, im ersten Betriebszustand ebenfalls der Frequenz des
pulsweitemodulierten Signals Spwm entsprechen.
[0047] Die Erzeugung dieses dem Regler 51 zugeführten Taktsignals CLK erfolgt beispielsweise durch eine
Taktsignalerzeugungsschaltung 80, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Taktsignalerzeugungsschaltung 80
weist beispielsweise eine erste Periodendauer-ermittlungseinheit 82 auf, der das Dither-Signal Sd zugeführt
ist, und die eine Periodendauer des periodischen Dither-Signals Sd ermittelt und ein erstes Taktsignal CLKd
erzeugt, dessen Frequenz der Frequenz des Dither-Signals entspricht. Dieses erste Taktsignal CLKd ist zusammen
mit einem Taktsignal CLKpwm, welches den Takt des pulsweitenmodulierten Signals Spwm vorgibt,
einem Multiplexer 81 zugeführt, der nach Maßgabe des Betriebszustandssignals Sz eines dieser beiden Takt-
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