SE509679C2 - Förfarande för att styra en likspänning från en DC-DC- omvandlare och en DC-DC-omvandlare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 509 679 2 nackdelar hos denna lösning är att den erfordrar en A/D- omvandlare och det extra processarbetet på mikrostyrenhe- ten.

Det japanska patentsammandraget JP 63-228.809 beskriver en anordning för att åstadkomma en konstant utspännings- nivå från en DC-till-DC-omvandlare. Utspänningen från DC- till-DC-omvandlaren matas tillbaka via en spänningsdelare och matas till ett inverterande ingångsuttag hos en ope- rationsförstärkare. En inspänning matas till ett icke in- verterande ingàngsuttag hos operationsförstärkaren. Ope- rationsförstärkaren styr matarspänningen till DC-till-DC- så att DC-till-DC- omvandlaren hålls konstant i förhållande till den inspän- omvandlaren utspänningsnivàn från ning som matas till det icke inverterande ingàngsuttaget hos operationsförstärkaren. Patentsammandraget tillhanda- håller inga detaljer om hur justeringen av utspänningen till de olika nivåerna genomförs.

Faktabladet för MAX662, DC-omvandlare från Maxim, en styrd laddningspump DC-till- beskriver att i MAX662 ackumu- leras kretsenergin i en uppsättning med laddningspumpkon- densatorer och överförs sedan till en utgångskondensator, UPP MAX662-kretsen innefattar en oscillator som åstadkommer som bygger en utspänning över denna kondensator. pulser som styr energiöverföringen från laddningspumpkon- densatorerna till utkondensatorn. Styrningen av utspän- ningen från MAX622-kretsen åstadkoms av ett pulsöverhopp- ningsförfarande soul övervakar utspänningsnivån och slår på laddningspumpen, dvs. aktiverar oscillatorn, när ut- spänningen börjar falla och slår från laddningspumpen, dvs. inaktiverar oscillatorn, när den korrekta utspän- ningen har uppnåtts. MAX662-kretsen åstadkommer en fix +12 V utspänning, dvs. utspänningsnivån kan inte juste- raS.

En frekvens-til1-spänningsomvandlare kan betraktas som genomförande samma typ av DC-till-DC-omvandling, eftersom 10 15 20 25 30 509 679 3 frekvens-till-spänningsomvandlaren matas av en likspän- ning och vid dess utgångsuttag ástadkoms en andra likspänning vars värde beror på frekvensen hos en signal som matas till ett ingàngsuttag. Emellertid är frekvens- till skillnad från en DC-till- inte avsedd att åstadkomma matarström till till-spänningsomvandlaren, DC-omvandlare, andra kretsar, men är endast avsedd för att producera en spänning som kan avkännas av andra kretsar och användas såsom ett, mått på frekvensen hos den signal sonx matas till spänningsomvandlaren också åstadkomma en utspänningsnivå dess ingångsuttag. Vidare kan frekvens-till- över matarspänningsnivàn.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Skall åstadkomma en DC-till-DC-omvandlare vars utspänning inte Det problem som uppfinningen berör är hur man varierar med den uppkopplade lasten och vars utspännings- nivå kan justeras på ett enkelt och flexibelt sätt.

Problemet löses huvudsakligen av ett förfarande och an- ordning, där ett inre omvandlingsmedel hos DC-till-DC- omvandlaren matas av en första likspänning. Denna första likspänning bestäms genom en jämförelse av en återkopplad del av utspänningen från nämnda omvandlingsmedel och en härrör från ett referensspänning. Referensspänningen pulstàg.

I synnerhet löses problemet på följande sätt. DC-till-DC- innefattar nämnda omvandlingsmedel och ett Ett likspänningen tas emot av nämnda omvandlingsmedel, omvandlaren regleringsmedel. första pulstàg och den första som alstrar en andra likspänning som är utspänningen från DC- till-DC-omvandlaren. Den andra likspänningen är beroende på både den första likspänningen och det första pulstå- Utspänningen från DC-till-DC-omvandlaren, dvs. tillbaka till nämnda Nämnda regleringsmedel jämför en del av den get. andra likspänningen, matas regle- ringsmedel. den. 10 15 20 25 509 679 4 àterkopplade andra likspänningen med referensspänningen och alstrar den första likspänningen så att nämnda del av den andra likspänningen tvingas mot referensspänningsni- vån. Nämnda regleringsmedel tar emot ett andra pulståg från vilket referensspänningen alstras.

I enlighet med en utföringsform av uppfinningen är det andra pulstàget, som tas emot av nämnda regleringsmedel, väsentligen detsamma som det första pulståget, som tas emot av nämnda omvandlingsmedel.

Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förfa- rande och en anordning som gör att utspänningen från DC- till-DC-omvandlaren kan hållas vid en konstant nivå obe- roende av den uppkopplade lasten.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande och anordning som på ett enkelt och flexibelt sätt gör att utspänningsnivàn hos DC-till-DC-omvandlaren kan justeras.

En fördel som uppfinningen åstadkommer är att utspänning- en från DC-till-DC-omvandlaren kan hållas vid en konstant nivå, även om lasten varierar.

En annan fördel är att utspänningsnivàn från DC-till-DC- omvandlaren kan justeras pà ett enkelt och flexibelt Sätt.

Uppfinningen beskrivs nu mer detaljerat med hänvisning till de exemplifierade utföringsformerna därav och även med hänvisning till de bifogade figurerna.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Fig. 1 visar ett blockschema av en anordning i enlighet med uppfinningen. 10 15 20 25 509 679 5 Fig. 2 visar ett mer detaljerat blockschema av en anord- ninget i enlighet med fig. 1.

Fig. 3 visar ett blockschema av en enkel frekvens-ti11- spänningsomvandlare. kondensatorbaserad Fig. 4 visar ett blockschema av en laddningspump.

Fig. 5 visar ett blockschema av en spolbaserad laddnings- pump.

Fig. 6A visar ett tidsdiagram av ett pulstàg med en låg frekvens.

Fig. 6B visar ett tidsdiagram av ett pulstàg med en högre frekvens.

Fig. 7 visar ett funktionsschema av en stigande funktion. 8A-8B visar ett flödesschema av de förfarandesteg Fig. som utförs av DC-till-DC-omvandlaren i fig. 1.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Fig. 1 visar hur en DC-till-DC-omvandlare 100 i enlighet med en utföringsform av uppfinningen används för att mata ström till en last 120, Lasten 120 kan bàde vara varierande, exempelvis en flytande kristall- skärm. dvs. en ström I, som utvinns från DC-till-DC-omvandlaren 100 kan varie- av DC-till-DC-omvandlaren 100 ra, och erfordrar matning med olika spänningar V2 vid olika tidpunkter.

DC-till-DC-omvandlaren 100 har ett första ingàngsuttag 111, ett andra ingàngsuttag 112 och ett utgångsuttag 113.

DC-till-DC-omvandlaren 100 innefattar omvandlingsmedel 101 och regleringsmedel 102. 10 15 20 25 30 35 509 679 6 Nämnda omvandlingsmedel 101 har ett första ingàngsuttag 103, ett andra ingàngsuttag 104 och ett utgångsuttag 105.

Det andra ingàngsuttaget 104 hos nämnda omvandlingsmedel 101 är förbundet till det andra ingångsuttaget hos DC- till-DC-omvandlaren 100 och utgàngsuttaget 105 hos nämnda omvandlingsmedel 101 är förbundet till utgångsuttaget 113 DC-till-DC-omvandlaren 100. 101 tar emot en första likspänning V1 pà det första in- 103. första pulstàg PT1 på det andra ingångsuttaget 104 via hos Nämnda omvandlingsmedel gàngsuttaget Nämnda omvandlingsmedel tar emot ett det andra ingàngsuttaget hos DC-till-DC-omvandlaren 100.

Det första pulstàget PT1 har en pulsfrekvens Fl. Nämnda omvandlingsmedel avger spänningen V2, nedan kallad andra V2, på 105. likspänning V2 avges till lasten 120 via utgångsuttaget 113 _hos DC-till-DC-omvandlaren 100. ningen V2 beror både på den första likspänningen V1 och likspänning utgàngsuttaget Denna andra Den andra likspän- frekvensen Fl hos det första pulstàget PTl. Nämnda om- vandlingsmedel kan exempelvis realiseras som en kondensa- torbaserad laddningspump eller en spolbaserad laddnings- pump. Se fig. 4 respektive fig. 5.

Nämnda regleringsmedel 102 har ett första ingàngsuttag 106, till-DC-omvandlaren 100, för att ta emot en matarspänning 107. Likströmskällan 107 är Nämnda regleringsmedel 102 108, förbundet till gàngsuttaget 105 hos nämnda omvandlingsmedel 101, för VS från en likströmskälla har ut- att om- ett vanligtvis ett batteri. vidare ett andra ingàngsuttag avkänna den andra likspänningen V2 avgiven av nämnda Nämnda 109 Hos denna specifika utföringsform är det andra 101 och det tredje ingàngsuttaget 109 hos nämnda regleringsmedel regleringsmedel 102 har att ta ett vandlingsmedel 101. tredje ingàngsuttag för emot andra pulståg. nämnda ingàngsuttaget 104 hos omvandlingsmedel 102 hopkopplade och följaktligen är det andra pulstàget identiskt med det första pulstàget PTl. Nämnda regle- ringsmedel 102 har också ett utgàngsuttag 110 förbundet förbundet till det första ingàngsuttaget 111 hos DC-__ 10 15 20 25 30 509 679 7 till det första ingàngsuttaget 103 hos nämnda omvand- lingsmedel 101. Nämnda regleringsmedel 102 jämför en del av den avkända andra likspänningen V2 med en referens- (VREF, 110 den första likspänningen V1 som matas till nämnda om- spänning se fig. 2) och alstrar på utgàngsuttaget vandlingsmedel 101.

I fig.

DC-till-DC-omvandlaren 100 och i strukturen hos nämnda regleringsmedel 102. 2 visar mer detaljerat den interna strukturen hos synnerhet den interna Nämnda regleringsmedel 102 innefattar en differentialför- stärkare 201, en frekvens-till-spänningsomvandlare 202 och två motstånd 203, 204, som är seriekopplade och har värdena R1 respektive R2.

Differentialförstärkaren 201 har ett utgångsuttag 205, ett 206 ett inverterande ingàngsuttag 207. Utgàngsuttaget hos diffe- inverterande ingàngsuttag och icke- rentialförstärkaren 201 är förbundet till utgångsuttaget 110 hos nämnda regleringsmedel 102.

Frekvens-till-spänningsomvandlaren 202 har ett ingàngsut- tag 208 och ett utgàngsuttag 209. Omvandlarens ingàngsut- tag 208 är förbundet till ingångsuttaget 109 hos nämnda regleringsmedel 102 och omvandlarens utgångsuttag 209 är förbundet till det icke-inverterande ingàngsuttaget 207 hos differentialförstärkaren 201.

De tvà motstånden 203, 108 hos jord GND. En punkt mellan de tvà motstànden är förbunden 204 är kopplade mellan det andra ingångsuttaget nämnda regleringsmedel 102 och till den inverterande ingången 206 hos differentialför- stärkaren 201.

Frekvens-till-spänningsomvandlaren 202 alstrar referens- spänningen VREF. Hos denna utföringsform är den alstrade referensspänningen VREF proportionell mot frekvensen Fl 10 15 20 25 509 679 8 hos det första pulstàget PT1 och detta förhållande kan beskrivas som VREF=K*Fl (1).

De två motstånden 203, 204 fungerar som en spänningsdela- re och åstadkommer, vid punkten mellan de två motstånden 203, 204, Förhål- landet mellan delen VDIV och den andra likspänningen V2 en del av den andra likspänningen V2. kan uttryckas som VDIV=V2*R2/(Rl+R2) (2).

Den andra likspänningen V2 avgiven av nämnda omvandlings- medel 101 stiger då den första likspänningen V1 stiger, dvs. den andra likspänningen V2 uttryckt som en funktion av den första likspänningen V1 har en positiv derivata.

Differentialförstärkaren 201 har en tillräckligt hög för- stärkning så att den àterkopplade slingan tvingar spän- ningsnivån VDIV vid det inverterande ingångsuttaget 206 mot spänningsnivån VREF som matas till det icke- inverterande ingångsuttaget 107, dvs. den àterkopplade slingan försöker hålla spänningsskillnaden VREF-VDIV=O (3).

Genom att jämföra ekvationerna (1), (2) och (3) och föl- jande ungefärliga förhållande mellan den andra likspän- ningen V2 och frekvensen F1 hos det första pulståget PT1 hos: V2=K*(Rl+R2)/R2*Fl (4).

Varje variation hos lasten 120 i fig. 1 kompenseras av den àterkopplade slingan för att tillfredsställa ekvatio- nen (4). 10 15 20 25 30 509 679 9 3 visas ett enkelt sätt att realisera frekvens- Ett motstånd 301 med värdena R respektive C, I fig. till-spänningsomvandlaren 202 i fig. 2. och en kondensator 302, se- riekopplas mellan ingàngsuttaget 208 hos frekvens-till- spänningsomvandlaren 202 och jord GND. Utgàngsuttaget 209 till 302. hos frekvens-till-spänningsomvandlaren 202 kopplas en punkt mellan motståndet 301 och kondensatorn Kretsen i fig. 3 fungerar som en integrator.

Det första pulståget PTl visas i tidsdiagrammen i fig. 6A och fig. 6B. 6A har varje puls en pulsbredd Tl och ett pulsav- I dessa tidsdiagranl betecknas tiden T. I fig. stånd T2. I fig. 6B har varje puls samma pulsbredd Tl som i fig. 6A, men pulsavståndet T3 är kortare än i fig. 6A.

Pulstàget har en frekvens Fl. För pulståget PTl kan nyt- tokvoten DCl definieras som förhållandet mellan pulsbred- den Tl och pulsavstàndet T2, DCl=T1/T2.

DCl har ett lägre värde i fig. 6A än i fig. 6B. t.ex. Nyttokvoten Om det första pulstàgets PTl egenskaper är sådana att 6A och fig. 6B, ändras med en variation hos frekvensen Fl och frekvensen pulsbredden, som visas i fig. inte för- Fl är mycket smalare än 1/(2nRC) gäller förhållandet i (1) tanten K ligger nära ett. enlighet med ekvation för kretsen i fig. 3 och kons- Nämnda omvandlingsmedel 101 i_ fig. J. kan realiseras på olika sätt.

I fig. 4 visar en utföringsform av nämnda omvandlingsme- del innefattande en kondensatorbaserad laddningspump 400.

Den kondensatorbaserade laddningspumpen 400 innefattar en första diod 401 och en andra diod 402, en katod och en anod. Anoden 405 i den första dioden 401 är förbunden till det första ingångsuttaget 403 hos nämn- da omvandlingsmedel, katoden 406 hos den andra dioden 401 är förbunden till anoden 407 hos den andra dioden 402, katoden 408 hos den andra dioden är förbunden till en pol som var och en har 10 15 20 25 30 35 509 679 10 hos en första kondensator 403, under det att den andra polen hos den första kondensatorn 403 är förbunden till jord GND. det andra ingångsuttaget 104 hos nämnda omvandlingsmedel 402. taget 105 hos nämnda omvandlingsmedel är förbundet till En andra kondensator 404 är förbunden nællan och en punkt mellan de två dioderna 401, Utgàngsut- en punkt mellan den andra dioden 402 och den första kon- densatorn 403.

När en puls i pulståget PT1 anländer vid det andra in- gångsuttaget 104 stiger spänningen i punkten mellan dio- derna 401 och 402 fràn den första spänningen V1 (minus en diods förström i framriktningen) med amplituden för PT1.

Om spänningen (minus en diods förström i framriktningen) överskrider den andra spänningen V2 över den första kon- densatorn 403, så laddas den första kondensatorn 403 av en ström som flyter från den andra kondensatorn 404 till den första kondensatorn 403. När pulsens bakkant når det andra ingångsuttaget 104 sjunker spänningen vid punkten mellan dioderna 401 och 402. (minus en diods förström i fram- Om spänningen faller under den första spänningen V1 riktningen), så flyter en ström fràn den källa som till- dvs. nämnda regle- Detta förfarande upprepas för varje puls i pulståget PT1, vil- handahàller den första spänningen V1, ringsmedel 102 i fig. 2, till kondensatorn 404. ket resulterar i att den andra spänningen V2 över den första kondensatorn 403 ligger nära summan av den första spänningen V1 och amplituden pà pulståget PT1, förutsatt att en försumbar last är förbunden till utgàngsuttaget 105. Den andra spänningen V2 hålls konstant vid varieran- de last av nämnda àterkopplingsanordning, som beskrivs tillsammans med fig. 2.

I fig. 5 visas en andra utföringsform av nämnda omvand- lingsmedel innefattande en spolbaserad laddningspump 500.

Den spolbaserade laddningspumpen 500 innefattar en induk- en diod 503 och en kon- tansspole 501, en transistor 502, densator 504. Transistorn har en kollektor 505, en emit- 10 15 20 25 30 35 ll 506 och en bas 507. Dioden har en anod 508 och en ka- 509. Induktansspolen 501 är förbunden vid en pol till ter tod det och nämnda omvandlingsmedel till kollektorn 505 hos transistorn 502 är för- första ingångsuttaget 103 hos förbunden vid den andra polen transistorn 502. Emittern 506 hos bunden till jord GND. Basen 507 förbunden till det andra ingàngsuttaget 104 hos nämnda hos transistorn 502 är omvandlingsmedel. Anoden hos dioden 503 är förbunden till kollektorn 505 hos transistorn 502, katoden 509 hos dio- den 503 är förbunden till en pol hos kondensatorn 504 och den andra polen hos kondensatorn 504 är förbunden till jord GND. Utgàngsuttaget 105 hos nämnda omvandlingsmedel är förbundet till en punkt mellan dioden 503 och konden- satorn 504. När en positiv puls i pulstàget PTl anländer till det andra ingångsuttaget 104 öppnas transistorn 502 och tillhandahåller en lågresistansförbindning mellan in- duktansspolen 501 och jord GND. tansspolen 501 är förbunden till det första ingàngsutta- get 103, från en källa, Då en ände av induk- där den första (positiva) spänningen V1 tas emot dvs. nämnda regleringsmedel 102 i fig. 2, flyter en ström genom induktansspolen 501 till jord GND. det 104 stängs transistorn 502 och bryter den ström som flyter När pulsens bakkant när andra ingångsuttaget genom transistorn 502. Induktansspolen 501 reagerar genom att inducera en positiv spänning vid sin pol förbunden till dioden 503. Om denna spänning överskrider den andra spänningen V2 över kondensatorn (minus en diods förström i framriktningen), sà laddas kondensatorn 504 av en ström fràn induktansspolen 501. Denna procedur upprepas för varje puls i pulstàget PTl, vilket resulterar i att den andra spänningen V2 över kondensatorn 504 blir högre än den första spänningen V1. Den andra spänningen V2 beror pà induktansvärdet, frekvensen Fl hos pulstàget PTl och nyttokvoten DC1 hos pulstàget PTl, sàväl som den last som är förbunden till kondensatorn 504.

I exemplet i fig. 1 alstras det första pulstàget PTl av en mikrostyrenhet 121 med inbyggt stöd för att alstra ett 10 15 20 25 30 509 679 12 Pulsbredden och pulsavstàndet, 6A, liga värden i ett specifikt register hos mikrostyrenheten 121. tåg med pulser. exempelvis T1 respektive T2 i fig. sätts genom att skriva lämp- 8A och fig. rande i enlighet med uppfinningen som utförs av DC-till- 1 och fig. 2.

Flödesscheman i fig. 8B beskriver ett förfa- DC-omvandlaren 100, som illustreras i fig. 8A illustrerar de förfarandesteg som utförs av nämn- 101. I 801 det pulstàget PT1 emot fràn mikrostyrenheten 121. Den första fig. da omvandlingsmedel steg tas första likspänningen V1 tas emot i steg 802 fràn nämnda regle- ringsmedel 102. I steg 803 alstras den andra likspänning- en V2, 801-803 utförs upprepande i nämnda omvandlingsmedel 101. såsom beskrivits tidigare. Dessa förfarandesteg Pig. 8B visar de förfarandesteg som utförs i nämnda reg- I steg 804 tas matarspänningen VS emot 107. I 805 likspänningen V2 emot från nämnda omvandlingsmedel 101. I leringsmedel 102. från likströmskällan steg tas den andra steg 806 tas det andra pulstáget, som i denna utförings- identiskt med det första pulstáget, emot från steg 807 ningen VREF av frekvens-till-spänningsomvandlaren 202. I form är mikrostyrenheten 121. I alstras referensspän- steg 808 jämförs delen VDIV hos den andra likspänningen V2 med referensspänningen VREF, som alstras i steg 807, och i steg 809 används resultatet från denna jämförelse vid alstring av den första likspänningen V1. Dessa förfa- randesteg 804-809 utförs upprepande i nämnda reglerings- medel 101.

Uppfinningen kan varieras pà många olika sätt.

Nämnda omvandlingsmedel 101 kan realiseras på många andra 4 och fig. 5. olika utföringsformer av nämnda omvandlingsmedel 101 är sätt än som beskrivs i fig. Hos alla dessa nämnda omvandlingsmedel 101 anordnat så att den alstrade 10 15 20 25 30 13 andra likspänningen V2 beror på både den första likspän- ningen Vl och åtminstone en egenskap hos det första pulstàget PT1 och att den andra likspänningen V2 är en entonig funktion av den första likspänningen V1.

I fig. funktionen minskar aldrig eller ökar aldrig, 7 visas ett exempel av en entonig funktion MFl, då den Hos detta specifika exempel är dvs. oberoende variabeln ökar.

V2 en stigande funktion av V1. Närmare bestämt är V2 en linjär funktion av V1 med en positiv derivata.

Hos den kondensatorbaserade laddningspumpen 400 i fig. 4 beror den alstrade andra likspänningen V2 på både fre- kvensen och amplituden på det första pulståget PT1. Hos den spolbaserade laddningspumpen 500 i fig. 5 beror den alstrade andra likspänningen på både frekvensen och nyt- tokvoten hos det första pulstàget PTl. Hos båda ladd- ningspumparna 400, 500, stiger den alstrade andra likspänningen V2, när den betraktas som en funktion av den första likspänningen V1, då den mottagna första likspänningen V1 stiger. För båda laddningspumparna 400, 500 uttrycks den andra likspänningen V2 som en funktion av den första likspänningen V1 ungefär som en linjär funktion med en positiv derivata. Följaktligen kan funk- tionen MF1 i fig. 7 fungera som en illustration av hur den andra likspänningen V2 beror pà den första likspän- ningen V1 för både den kondensatorbaserade laddningspum- pen 400 och den spolbaserade laddningspumpen 500.

Nämnda regleringsmedel 102 kan också realiseras på många olika sätt. För vissa av dessa utföringsformer motsvarar den interna strukturen hos nämnda regleringsmedel 102 den i fig. 2, under det att andra utföringsformer inte nöd- vändigtvis behöver ha en intern struktur son: motsvarar den i fig. 2.

Differentialförstärkaren 201 .i fig. 2 kan realiseras pà olika sätt. Differentialförstärkaren 201 måste kunna mata 509 679 14 tillräckligt med ström till nämnda omvandlingsmedel 101.

Om förstärkaren 202 realiseras soul en integrerad krets kan det vara nödvändigt att addera ett diskret transisto- rutgàngssteg för att hantera värmeavledning. Strömavled- ningen i differentialförstärkaren 201 hålls till ett mi- nimum genom att välja en lämplig arbetspunkt för diffe- rentialförstärkaren 201. Detta åstadkoms genom att välja en lämplig referensspänningsnivå VREF och välja de två motstànden 203 och 204 så att en överensstämmande spän- ningsdelning av V2 uppnås. I stället för en differential förstärkare, som styr den första likspänningen som avges av nämnda regleringsmedel, kan en jämförare användas för samma ändamål.

Frekvens-till-spänningsomvandlaren 202 i fig. 2 kan rea- liseras på andra sätt förutom det som visas i fig. 3. I stället för att alstra referensspänningen med en fre- kvens-till-spänningsomvandlare kan någon annan typ av re- ferensspänningsalstrande medel användas. Hos alla olika utföringsformer av nämnda referensspänningsalstrande me- del beror den alstrade referensspänningen på åtminstone en egenskap, exempelvis frekvens eller nyttokvot, hos det andra pulstàget som tas emot av nämnda regleringsmedel. Även om fig. 6A och fig. 6B endast beskriver rektangulära pulser är uppfinningen inte begränsad till att användas tillsammans med pulstàg med rektangulära pulser. Emeller- tid är ett pulstàg med rektangulära pulser mycket lätt att alstra och om nämnda omvandlingsmedel realiseras i enlighet med fig. 5 föredras mycket skarpa pulskanter ef- tersom detta gör att transistorn, som fungerar som en strömbrytare, arbetar effektivt. Det är inte heller ett nödvändigt krav att det första pulstàget, som tas emot av nämnda omvandlingsmedel, och det andra pulstàget, som tas emot av nämnda regleringsmedel, är identiska. Emellertid är det enklare att tillhandahålla endast ett pulståg.

Claims (17)

10 15 20 25 509 679 15 PATENTKRÄV

1. DC-till-DC-omvandlare (100) innefattande: omvandlingsmedel (101), med ett första ingàngsuttag (103) för att ta emot en första likspänning (V1) och ett ut- gàngsuttag (105) där nämnda omvandlingsmedel avger en andra likspänning (V2): regleringsmedel (102) med (106) från en likspänningskälla för att ta emot en ma- (107), ett första tarspänning ingångsuttag (VS) (108) get (105) hos nämnda omvandlingsmedel (101), ett andra ingàngsuttag förbundet till utgångsutta- (110) uttaget (103) hos nämnda omvandlingsmedel (101), ett utgàngsuttag förbundet till det första ingångs- (102) som bestäms i nämnda regleringsmedel (VDIV) med en referensspänning (V1) hos den andra likspänningen likspän- (102) andra nämnda regleringsmedel avger den första (V1), jämförelse av (V2) genom den första likspänningen (VDIV) rensspänningsnivàn (VREF), ningen hos den (VREF), alstras så att (V2) genom en en del likspänningen vari- delen tvingas mot refe- k ä n n e t e c k n a d av att (101) för att ta emot ett första pulstàg (101) är anordnat så att den alstrade (V2) både åtminstone en egenskap (PT1) är en monoton funktion (V1): har ett andra ingångsuttag (PT1), nämnda omvandlingsmedel (104) da omvandlingsmedel där nämn- den första (F1, DC1) och att den andra likspän- (MF1) andra likspänningen beror på (V1) hos det första pulstàget (V2) likspänningen likspänningen och ningen av den första 10 15 20 25 30 509 679 16 (102) for att ta emot ett andra pulståg (102) son1 är anordnat för att alstra refe- nämnda regleringsmedel (109) regleringsmedel (202) (VREF) hos det andra pulstàget har ett tredje ingångsuttag (PTl) referensspänningsalst- och nämnda innefattar rande medel beroende på åtminstone en egenskap (PT1). rensspänningen (Fl, DC1)

2. DC-till-DC-omvandlare (100) 1, k ä n - n e t e c k n a d av att DC-till-DC-omvandlaren 8100) anordnad så att det andra pulstàget är väsentligen iden- (PTl). enligt krav är tiskt med det första pulstàget

3. DC-till-DC-omvandlare k ä n n e t e c k n a d (101) första (100) att är anordnat så att åtminstone en egenskap hos det (PT1), på beror, är frekvensen enligt krav 1 eller 2, av nämnda omvandlingsmedel vilken den alstrade andra (Fl). pulstàget likspänningen (V2) (100) att

4. DC-till-DC-omvandlare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av nämnda omvandlingsmedel (101) är anordnat så att åtminstone en egenskap hos det första pulstàget (PTl), på vilken den alstrade andra likspänningen (V2) beror, är nyttokvoten (DCl). (100) aV

5. DC-till-DC-omvandlare 4, enligt något av kraven l- k ä n n e t e c k n a d att nämnda referensspän- ningsalstrande medel (202) är anordnat så att nämnda åt- minstone en egenskap hos det andra pulstàget (PTl), på vilken den alstrade referensspänningen (VREF) beror, är frekvensen. (100) aV

6. DC-till-DC-omvandlare 4, ningsalstrande medel enligt något av kraven l- att är anordnat så att nämnda åt- (PTl), på beror, är k ä n n e t e c k n a d nämnda referensspän- (202) minstone en egenskap hos det andra pulstàget vilken nämnda alstrade referensspänning (VREF) nyttokvoten (DCl). 10 15 20 25 30 509 679 17 (100) 6, k ä n n e t e c k n a d av (100) har ett absolutvärde större än absolutvärdet (VS). enligt något av kraven 1- att DC-till-DC- är anordnad så att nämnda andra likspän-

7. DC-till-DC-omvandlare nämnda omvandlare (V2) för matarspänningen ning

8. DC-till-DC-omvandlare (100) enligt något av kraven 1- 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda omvandlingsmedel (101) (400). innefattar en kondensatorbaserad laddningspump

9. DC-till-DC-omvandlare (100) 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda omvandlingsmedel enligt något av kraven 1- (101) innefattar en spolbaserad laddningspump (500).

10. DC-till-DC-omvandlare (100) enligt något av kraven 1- 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda regleringsmedel (102) innefattar: en differentialförstärkare (201) med ett utgàngsuttag (205), ett inverterande ingàngsuttag (206) och ett icke- inverterande ingàngsuttag (207), där utgàngsuttaget (205) (201) är förbundet till ut- gàngsuttaget (110) hos nämnda regleringsmedel (102): hos differentialförstärkaren (202), såsom nämnda ett där en frekvens-till-spänningsomvandlare referensspänningsalstrande medel, med ingàngsuttag (208) ett (209), (208) frekvens-til1-spänningsomvandlaren förbundet till det tredje ingångsuttaget (209) (102) frekvens-ti1l- (202) på (209), förbundet till det icke-inverterande ingàngsuttaget (207) (201), referensspän- ingångsuttaget (202) är hos nämnda och utgàngsuttag hos regleringsmedel och spänningsomvandlaren dess utgángsuttag hos differentialförstärkaren (VREF); avger ningen (203, 204), motstànden är förbundna mellan det andra ingångsuttaget två motstånd där (203, seriekopplade 204) 509 679 18 (108) hos nämnda regleringsmedel (102) och en förutbe- stämd potential (GND), där en punkt mellan de två mot- stànden är förbunden till det inverterande ingàngsuttaget (206) hos differentialförstärkaren (201) och motstànden (203, 204) följaktligen bestämmer delen (VDIV) av den andra likspänningen (V2).

11. Förfarande för att styra en andra likspänning (V2) som avges av en DC-till-DC-omvandlare (100), där DC-till- DC-omvandlaren (100) innefattar omvandlingsmedel (101) och regleringsmedel (102), där förfarandet innefattar stegen att: a) ta emot (801) hos nämnda omvandlingsmedel (101) ett första pulstàg (PT1): b) ta emot (802) hos nämnda omvandlingsmedel (101) en första likspänning (Vl); c) alstra (803) den andra likspänningen (V2) i nämnda om- vandlingsmedel (101) så att den andra likspänningen (V2) beror pà både den första likspänningen (V1) och åtminsto- ne en egenskap (F1, DCl) hos det första pulstàget (PT1) och den andra likspänningen (V2) är en monoton funktion (MF1) av den första likspänningen (Vl); d) ta emot (804) hos nämnda regleringsmedel (102) en ma- tarspänning (VS) från en likspänningskälla (107): e) ta emot (805) hos nämnda regleringsmedel (102) den andra likspänningen (V2); f) ta emot (806) hos nämnda regleringsmedel (102) ett andra pulstàg (PT1): g) alstra (807) hos nämnda regleringsmedel (102) en refe- rensspänning (VREF) så att referensspänningen (VRBF) be- ror på åtminstone en egenskap (Fl, DCl) hos det andra pulstàget (PTl); 10 15 20 25 30 509 679 19 h) jämföra (808) hos nämnda regleringsmedel (102) en del (VDIV) hos den andra spänningen (V2) med referensspän- ningen (VREF); i) alstra (809) den första likspänningen (V1) i nämnda regleringsmedel (102) baserat på jämförelsen i steg h) så att delen (VDIV) (V2) mot referensspänningsnivàn (VREF). hos den andra likspänningen tvingas

12. Förfarande enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a t av (PTl) (PTl). att det andra pulstàget är väsentligen identiskt med det första pulstàget krav ll 12, t e c k n a t av att nämnda åtminstone en egenskap hos det (PT1), pà likspänningen (V2) beror, är frekvensen (Fl). eller k ä n n e -

13. Förfarande enligt första pulstàget vilken den alstrade andra krav ll 12, t e c k n a t av att nämnda åtminstone en egenskap hos det (PTl), på är nyttokvoten

14. Förfarande enligt eller k ä n n e - alstrade andra (DC1). första pulstàget vilken den likspänningen (V2) beror,

15. Förfarande enligt något av kraven ll-14, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda åtminstone en egenskap hos det andra pulstàget (PT1), spänningen (VREF) beror, är frekvensen (Fl). på vilken den alstrade referens-

16. Förfarande enligt något av kraven ll-14, k ärin e - t e c k n a t av att nämnda åtminstone en egenskap hos det (PT1), beror, på vilken den alstrade referens- (DCl). andra pulstàget spänningen (VREF) är nyttokvoten

17. Förfarande enligt något av kraven ll-16, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda andra likspänning (V2) alstras i steg c) så att den får ett absolutvärde större än abso- lutvärdet för matarspänningen (VS).