專利名稱：用于控制脈寬調(diào)制的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于控制脈寬調(diào)制的裝置。
背景技術(shù)：
公知的是用于激勵(Ansteuerung) —個以上可以通過脈寬調(diào)制被調(diào)光(dimmbar) 的負載的控制裝置。如果負載處在供電線路上，則可以根據(jù)對所述負載的所要求的耗用功率，最大電 流流經(jīng)供電線路，所述最大電流對應(yīng)于每個負載的所有最大電流的相加。由此出現(xiàn)高的電流梯度，所述高的電流梯度引起電磁干擾電勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是提供一種開頭所述類型的控制裝置，所述控制裝置使得能 夠?qū)崿F(xiàn)改進的脈寬調(diào)制。該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。在從屬權(quán)利要求中說明本發(fā)明的有利的和適宜的改進方案。本發(fā)明以一種用于控制具有預(yù)先給定的周期時長的脈寬調(diào)制的裝置為出發(fā)點，該 用于控制具有預(yù)先給定的周期時長的脈寬調(diào)制的裝置包括多個控制通道，用于獨立地、在 時間上并行地控制多個電子載荷的耗用功率；以及控制單元，用于控制所述控制通道的脈 寬調(diào)制。所述電子載荷優(yōu)選地位于相同的供電線路上。此外，所述控制通道有利地被相同 地時鐘控制，尤其是以相同的周期時長被時鐘控制。本發(fā)明的核心在于，所述控制單元被設(shè)計來將所述控制通道的針對接通信號的相 應(yīng)輸出時長在時間上放置為使得在周期時長之內(nèi)，在時間上并行工作的控制通道的針對 接通信號的輸出時長在時間上無縫地連續(xù)相接。由此，對于所述控制信號以同步方式同樣地到期(可以說在控制通道上來看)的 周期時長被用不同控制通道的“電流接通塊”無縫地填充。通過該措施，避免了切換邊沿， 因為通過將輸出時長無縫地放在一起，形成保持相同的電流。每個切換邊沿都造成電磁干 擾輻射，所述電磁干擾輻射可以通過該措施被明顯減小。在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選的擴展方案中，所述控制單元被構(gòu)造來將所述控制通道 的針對接通信號的相應(yīng)輸出時長在時間上確定為使得在周期時長之內(nèi)有盡可能少的控制 通道同時輸出接通信號。通過這種方式，首先限制供電線路上的最大電流。電流梯度的減 小也隨著峰值電流的減小而出現(xiàn)，由此限制由于電磁輻射造成的干擾電勢。如果周期的所 有輸出時長始終無縫地放在一起并且同時優(yōu)化最大地工作的控制通道的數(shù)目，則可以最大 出現(xiàn)與負載的峰值電流相對應(yīng)的電流跳變。由此，在大量的要驅(qū)動的負載的情況下，實現(xiàn)對 電流梯度的極大的減小，這顯著改善電磁干擾電勢。如果出現(xiàn)較小的最大負載變化，則能采用放慢一點并且因而經(jīng)常成本較低的構(gòu) 件。因為所述構(gòu)件必須在假定的相同時間內(nèi)僅僅實施小的負載跳變。
接著有利的是，所述控制單元被設(shè)計來根據(jù)要預(yù)期的總輸出時長關(guān)于脈寬調(diào)制的 可用的周期時長來確定在輸出時長內(nèi)同時輸出接通信號的控制通道的數(shù)目。此外，在這點上有利的是，所述控制單元進一步被構(gòu)造來通過如下方式確定同時 輸出接通信號的控制通道的數(shù)目確定所有控制通道的總輸出時長并且計算周期時長多 頻繁地作為整數(shù)值被包含在所述總輸出時長中，其中所述值構(gòu)成同時被驅(qū)動的控制通道的 數(shù)目。通過該措施，可以說計算出為了能夠在所要求的輸出時長內(nèi)給各個負載供給接通 信號，必須多頻繁地用各個通道的串起來的輸出時長來填充周期時長。如果設(shè)置例如5個 負載，所述5個負載為了足夠供給功率而分別需要可用的周期時長的三分之一作為接通時 間，則得出如下的情形在該時間的三分之二上，兩個控制通道分別同時輸出接通信道，并 且在三分之一時，僅僅一個控制通道是活動的。由此，峰值電流最大為兩個負載電流，并且周期的變化最大僅為一個負載電流。因 此，干擾電平被降低并且對構(gòu)件進行最大電流和最大梯度的加載被限制。本發(fā)明的另一重要方面在于用于減小彼此相繼的周期中的縫隙數(shù)目的控制單元 被構(gòu)造來在至少一個控制通道在周期開始時具有輸出時長被預(yù)先設(shè)置為比脈寬調(diào)制周期 時長更短的接通信號的脈寬調(diào)制周期時長上，在隨后的周期中將所述控制信道的輸出時長 放置為使得所述輸出時長正好在所述周期時長結(jié)束時結(jié)束并且在接下來到來的周期中再 次在周期開始時啟動。由此可以削減每個周期開始時的電流變化，因為通過該措施，在周期 之內(nèi)的變化過程相同的情況下在兩個周期之間的交接點處總是有相同的值彼此相遇。如果多個輸出時長偶然地相加來使得脈寬調(diào)制的周期時長被一倍或者多倍地完 全填充，則形成完全無縫的通電，其中利用對干擾電平的相對應(yīng)積極的影響來完全避免電 流梯度。接著，為了獲得盡可能少的電流跳變而建議在周期開始時的輸出時長啟動的更 替或使得輸出時長恰好落到周期的結(jié)束處在周期上變化地(alterierend)繼續(xù)進行。也可設(shè)想，這些行為方式不是在每個周期之后交替地進行，而是在預(yù)先給定數(shù)目 的周期之后交替地進行。這已經(jīng)減少了出現(xiàn)的跳變的頻率并且由此減小干擾電平。在本發(fā)明的此外優(yōu)選的擴展方案中，所述控制單元被構(gòu)造來在通過在周期中計 數(shù)到預(yù)先給定的結(jié)束值的計數(shù)器控制脈寬調(diào)制的情況下，在周期啟動時接通控制信道并且 在預(yù)先給定的小于所述結(jié)束值但是大于起始值的中間值處斷開所述控制通道，交替地在周 期中從起始值啟動所述計數(shù)器并且在下一周期中從結(jié)束值啟動所述計數(shù)器，其中所述計數(shù) 器接著倒計數(shù)到起始值。通過所述措施，例如第二周期分別在時間信號變化曲線方面被翻轉(zhuǎn)，由此周期的 相同的起始值和/或周期的相同的結(jié)束值彼此相遇。由此，電流跳變的數(shù)目被減小并且與 之相聯(lián)系的干擾電平被減小。


在說明其它優(yōu)點和細節(jié)的情況下，在附上的附圖中進一步闡述本發(fā)明的多個實施 例。圖Ia單個地和以被合計的總電流示出了 4個單負載的接通信號在3個計數(shù)器周 期上的時間變化曲線，4
圖Ib如圖Ia那樣示出了根據(jù)脈寬調(diào)制的接通信號的時間變化曲線，但是根據(jù)本 發(fā)明在時間上被分成相應(yīng)的周期，圖加和2b與每隔一個周期在時間上被逆轉(zhuǎn)的變化曲線(圖2b)相對照地示出了 圖Ib中相對應(yīng)的變化曲線Oa)。
具體實施例方式在圖Ia中示出了計數(shù)器在3個周期時長為T的周期上的時間變化曲線，其中計數(shù) 器值線性地從零值分別上升到最大計數(shù)器值2_。緊接著，計數(shù)器再次從0開始。相對應(yīng) 地，在圖Ia中描繪了鋸齒形變化曲線。各個周期時長T是相等的。在所描繪的周期時長期 間，分別有4個負載單獨地以相對應(yīng)的占空比來激勵。在圖表變化曲線中的最上面的位置 處，與脈寬調(diào)制的占空比相關(guān)的相應(yīng)負載電流^‘‘^各個被示為塊。在直接位于其下 的圖表中用符號表示由此得出的在載荷的共同線路上出現(xiàn)的總電流Ii+I2+I3+I4。電流“和 I4對應(yīng)于脈寬調(diào)制的為30%的占空比，電流I2對應(yīng)于脈寬調(diào)制的為80%的占空比，并且電 流I3對應(yīng)于脈寬調(diào)制的為50%的占空比。脈寬調(diào)制裝置的相對應(yīng)的4個控制通道在周期開始時同時輸出負載的接通信號， 所述接通信號直到達到所要求的占空比為止一直持續(xù)。然后，相對應(yīng)的控制通道斷開該接 通信號。由此在該周期的前30%得到4倍的負載電流，因為所有負載都仍然要求電流。在 30%之后，兩個負載被斷開，由此總電流降低到一半，在接下來的50%之后，第三負載被斷 開，第四負載直至該周期的80%都保持接通。由此得到階梯狀的變化曲線，該階梯狀的變化 曲線在該周期之內(nèi)具有最大為4X1 (即分別在周期開始時)的高電壓跳變以及持續(xù)的其它 電壓跳變。以此為出發(fā)點的進行干擾的電磁輻射是顯著的。通過根據(jù)本發(fā)明的由圖Ib用符號表示的行為方式實現(xiàn)供電線路上的電流的明顯 更均勻的變化過程。電流Ip 12、13、I4的與脈寬調(diào)制裝置的接通信號的輸出時長相對應(yīng)的接通時長不 是同時在周期開始時啟動，而是在周期上被分布為使得在例如電流I1的接通時長在時刻 2結(jié)束時，電流I2通過經(jīng)由脈寬調(diào)制裝置的相對應(yīng)控制而被無縫地接入。但是，電流I2的接 通時長從時刻2起以為80%的占空比不再完全適應(yīng)為T的周期時長，因此超出的10%在下 個周期的開始時還被執(zhí)行。然后，電流I3在電流I2被斷開的時刻1結(jié)束時被無縫地接入， 并且最后在電流I3在時刻3結(jié)束時，電流I4直至?xí)r刻4都被接入。也可設(shè)想，在無縫地串 起來的情況下，不是在接下來的周期的開始時、而是在相同周期的開始時以可以說是“預(yù)見 性”的方式來執(zhí)行超出周期的接通時長。那樣的話，如在圖Ib中的單個信號的變化曲線下方所示的那樣，另外得出變化曲 線Σ 1(1..4)。由此，在共同的供電線路上，在I1 = I2 = I3=I4W情況下，最大電流為21。此 外，由于始終用電流的接通時長無縫地“填充”周期，而出現(xiàn)最大為I的電流跳變。在圖加中相對應(yīng)地如圖Ib中那樣描繪了總電流Σ I(1..4)的單個電流Ii、I2、I3、I4 以及從0運行到Zmax的計數(shù)器的變化曲線。附加地，象征性地繪出電流變化的周期時長TD。 由此，得出電流變化的頻率，其中fD = 1/TD。在圖加和2b中，將對應(yīng)于圖Ib的圖示與其 中總信號Σ 1(1..4)的電流變化的頻率再一次被減半的圖示(圖2b)相對比。根據(jù)本發(fā)明，這 通過如下方式進行每隔一個周期，計數(shù)器不是從起始值(例如0)開始并且向上運行到結(jié)束值(例如N)，而是該計數(shù)器從結(jié)束值(N)開始并且向下計數(shù)到最小值(例如0)。由此， 如由單個電流Ip 12、13、I4的接通時長的相加得到的接通時長的時間變化曲線在時間上被 逆轉(zhuǎn)，也就是說，時間條可以說對于這些周期被反轉(zhuǎn)。由此，第一周期的結(jié)束值與第二周期 的結(jié)束值相遇，而第二周期的起始值與第三周期的起始值彼此相遇。由于信號變化曲線在 這些沒有逆轉(zhuǎn)的周期中是相同的，因此分別有相等的值彼此相遇，由此在所述周期的過渡 位置處分別不再出現(xiàn)信號變化曲線中的跳變。存在于周期之內(nèi)的信號跳變僅僅每隔一個周 期才出現(xiàn)，由此干擾頻率被減半。在圖2b中以如下方式用符號表示計數(shù)器的在激勵時每隔一個周期在時間上被逆 轉(zhuǎn)的變化曲線現(xiàn)在替代于鋸齒變化曲線而出現(xiàn)三角變化曲線。例如多個光源、例如發(fā)光二極管可被用作多個負載。在這種情況下，所述多個光源 的激勵時間優(yōu)選地分別被選擇為使得得出所述光源的期望的亮度。所述控制裝置例如可以 被實現(xiàn)為半導(dǎo)體構(gòu)件，例如被實現(xiàn)為集成開關(guān)電路或者ASIC。
權(quán)利要求
1.一種用于控制具有預(yù)先給定的周期時長(T)的脈寬調(diào)制的裝置，其具有多個控制 通道，用于獨立地、在時間上并行地控制多個電載荷的耗用功率；以及控制單元，用于控制 所述控制通道的脈寬調(diào)制，其特征在于，所述控制單元被設(shè)計來將所述控制通道的針對接 通信號的相應(yīng)輸出時長在時間上放置為使得在周期時長(T)之內(nèi)，在時間上并行工作的 控制通道的針對接通信號的輸出時長在時間上無縫地連續(xù)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制單元被設(shè)計來將所述控制通道 的針對接通信號的相應(yīng)輸出時長在時間上放置為使得在周期時長(T)之內(nèi)有盡可能少的 控制通道同時輸出接通信號。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述控制單元被設(shè)計來根據(jù)要預(yù) 期的總輸出時長關(guān)于脈寬調(diào)制的可用的周期時長(T)而確定在輸出時長內(nèi)同時輸出接通 信號的控制通道的數(shù)目。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述控制單元被設(shè)計來通過如下 方式確定同時輸出接通信號的控制通道的數(shù)目確定所有通道的總輸出時長并且計算周期 時長(T)多頻繁地作為整數(shù)值被包含在所述總輸出時長中，其中所述值構(gòu)成同時被驅(qū)動的 控制通道的數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的裝置，其特征在于，用于減小接連到來的周期中 的縫隙數(shù)的控制單元被構(gòu)造來在至少一個控制通道在周期開始時具有輸出時長被預(yù)先設(shè) 置為比周期時長更短的接通信號的脈寬調(diào)制周期上，在隨后的周期中將所述控制信道的輸 出時長放置為使得所述輸出時長正好在周期結(jié)束時結(jié)束并且在接下來到來的周期中再次 在周期開始時啟動。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，在周期開始時的輸出時長啟動與 恰好在周期結(jié)束時的輸出時長結(jié)束之間的更替在周期上交替地繼續(xù)進行。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述控制單元被構(gòu)造來在通過 在周期中計數(shù)到預(yù)先給定的結(jié)束值(N)的計數(shù)器控制脈寬調(diào)制的情況下，在周期啟動時接 通控制信道，并且在預(yù)先給定的小于結(jié)束值(N)的中間值處斷開所述控制通道，交替地在 周期中從起始值啟動所述計數(shù)器并且在下一周期中從結(jié)束值啟動所述計數(shù)器，其中所述計 數(shù)器倒計數(shù)到起始值。
8.一種用于控制具有預(yù)先給定的周期時長(T)的脈寬調(diào)制的裝置，其具有多個控制通 道，所述多個控制通道用于獨立地、在時間上并行地控制多個電載荷的耗用功率，其中控制 單元控制所述控制通道的脈寬調(diào)制，其特征在于，所述控制單元將所述控制通道的針對接 通信號的相應(yīng)輸出時長在時間上放置為使得在周期時長(T)之內(nèi)，在時間上并行工作的 控制通道的針對接通信號的輸出時長在時間上無縫地連續(xù)相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制脈寬調(diào)制的裝置。建議有一種用于控制具有預(yù)先給定的周期時長(T)的脈寬調(diào)制的裝置，其具有用于獨立地控制多個電載荷的耗用功率的多個控制通道和用于控制所述控制通道的脈寬調(diào)制的控制單元。根據(jù)本發(fā)明，所述控制單元被設(shè)計來將所述控制通道的針對接通信號的相應(yīng)輸出時長在時間上放置為使得在周期時長(T)之內(nèi)，控制通道的針對接通信號的輸出時長在時間上無縫地連續(xù)相接。
文檔編號H03K7/08GK102045046SQ20101050891
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者S·溫克 申請人:羅伯特.博世有限公司