DE19733382A1 - Circuit generating PWM energising signals for clocked power end stage - Google Patents
Circuit generating PWM energising signals for clocked power end stageInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Erzeugen von geregelten pulsweiten modulierten Ansteuerungssignalen für eine getaktete Leistungsendstufe.The invention relates to a circuit for generating regulated pulse widths modulated control signals for a clocked power amplifier.
Derartige getaktete Leistungsendstufen werden z. B. zur Ansteuerung von Elektromotoren verwendet. Es sind getaktete Leistungsendstufen bekannt, die einen Mikrocomputer mit Highspeed-PWM-Ausgang verwenden. Die PWM-An steuersignale können auch mittels hochgenauer und aufwendiger elektronischer Schaltungen erzeugt werden. In jedem Fall ist ein erheblicher Aufwand zum Erzeugen der Ansteuersignale erforderlich und es sind beachtliche Anforde rungen an die Spannungspegel und die Flankensteilheit der Ansteuersignale gestellt. Außerdem gehen Toleranzen der Betriebsparameter und der Schaltungs elemente sowie Umwelteinflüsse in das erzeugte PWM-Ansteuersignal ein. Such clocked power amplifiers are, for. B. to control Electric motors used. There are clocked power output stages known use a microcomputer with high-speed PWM output. The PWM-An Control signals can also be created using highly accurate and complex electronic Circuits are generated. In any case, a considerable effort is required Generating the control signals is required and there are considerable requirements the voltage level and the slope of the control signals posed. There are also tolerances in the operating parameters and the circuit elements as well as environmental influences in the generated PWM control signal.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die mit minimalem Aufwand auskommt, ohne zusätzlichen Aufwand vom getakteten Betrieb in den Dauereinschalt- und Dauerausschaltbetrieb gehen kann und kleinere Anforderungen an die Betriebsparameter, Umwelteinflüsse und dgl. stellt.It is an object of the invention to a circuit of the type mentioned create with minimal effort, without additional effort go from clocked operation to permanent switch-on and permanent switch-off operation can and smaller demands on the operating parameters, environmental influences and The like.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Ansteuersignal für die Leistungsendstufe am Ausgang eines Komparators oder schnellen Opera tionsverstärkers abgegriffen ist, dessen einem Eingang das Ausgangssignal eines Spannungsgenerators zugeführt ist, welches sich periodisch zwischen einem unteren und einem oberen Spannungswert verändert, daß dem anderen Eingang des Komparators oder Operationsverstärkers eine Regelspannung zugeführt ist, deren Größe von einem vorgegebenen externen Sollwert und einem Istwert der Schaltung abhängt und daß bei einer Regelspannung im Variationsbereich der Ausgangsspannung des Spannungsgenerators die Schaltung PWM-Taktbetrieb und beim Über- oder Unterschreiten des Variationsbereiches im Dauereinschalt- oder Dauerausschaltbetrieb betrieben ist.This object is achieved according to the invention in that the control signal for the power stage at the output of a comparator or fast Opera tion amplifier is tapped, one input of which is the output signal of a Voltage generator is supplied, which periodically between a lower and an upper voltage value that changes the other input a control voltage is supplied to the comparator or operational amplifier, their size from a predetermined external setpoint and an actual value of Circuit depends and that at a control voltage in the range of variation Output voltage of the voltage generator, the circuit PWM clock mode and when exceeding or falling below the variation range in the continuous switch-on or Continuous switch-off mode is operated.
Bei dieser Schaltungsauslegung kann die Leistungsendstufe beim Überschreiten des oberen Spannungswertes bzw. beim Unterschreiten des unteren Spannungs wertes des Ausgangssignals des Spannungsgenerators ohne zusätzlichen Schal tungsaufwand dauerhaft ein- bzw. ausgeschaltet oder aus- bzw. eingeschaltet werden. Dies hängt alleine von der Anschaltung der Ausgangsspannung des Spannungsgenerators und der Regelspannung an die Eingänge des Komparators ab. Durch die vorgeschaltete Regelspannung sind die Anforderungen an die Spannungspegel, die Flankensteilheit usw. der Ausgangssignale des Spannungs generators minimal. Alle möglichen Toleranzen werden ausgeregelt, so daß die Leistungsendstufe eindeutig angesteuert und stets vollständig durchgeschaltet wird, sobald ein Ansteuersignal ansteht.With this circuit design, the output stage can be exceeded of the upper voltage value or if the voltage drops below the lower voltage value of the output signal of the voltage generator without additional scarf effort permanently switched on or off or switched off or on become. This depends solely on the connection of the output voltage of the Voltage generator and the control voltage to the inputs of the comparator from. Due to the upstream control voltage, the requirements for the Voltage level, the slope, etc. of the voltage output signals generator minimal. All possible tolerances are corrected so that the Power stage clearly controlled and always fully switched as soon as a control signal is present.
Der Spannungsgenerator erzeugt nach einer bevorzugten Ausgestaltung ein sägezahnförmiges Ausgangssignal.According to a preferred embodiment, the voltage generator generates a sawtooth-shaped output signal.
Die Ansteuerung des Komparators oder Operationsverstärkers kann nach weite ren Ausgestaltungen so vorgenommen werden, daß bei einem Ausgangssignal des Spannungsgenerators größer als die Regelspannung das Ansteuersignal die Leistungsendstufe voll durchschaltet oder daß bei einem Ausgangssignal des Spannungsgenerators kleiner als die Regelspannung das Ansteuersignal die Leistungsendstufe voll durchschaltet. Dies wird allein durch die Belegung der Eingänge des Komparators oder Operationsverstärkers erreicht.The control of the comparator or operational amplifier can continue Ren configurations are made so that with an output signal of the voltage generator greater than the control voltage the control signal Power output stage fully switched through or that with an output signal of Voltage generator smaller than the control voltage the control signal Power stage fully switched through. This is only due to the assignment of the Inputs of the comparator or operational amplifier reached.
Für die Regelung ist vorgesehen, daß der Sollwert und der Istwert einer Regler schaltung zugeführt sind, deren abgegebene Regelspannung im Spannungswert von der Größe der Abweichung des Istwertes vom Sollwert abhängt. Der Regel bereich wird dabei an den Variationsbereich des Ausgangssignals des Span nungsgenerators angepaßt und ist größer als der Variationsbereich des Aus gangssignals des Spannungsgenerators, damit der Übergang in den Dauerein schalt- und Dauerausschaltbetrieb gewährleistet ist. For the control it is provided that the setpoint and the actual value of a controller circuit are supplied, the control voltage given in the voltage value depends on the size of the deviation of the actual value from the target value. The rule The range is related to the variation range of the output signal of the chip voltage generator adapted and is larger than the range of variation of the off output signal of the voltage generator, so that the transition into the continuous switching and permanent switch-off operation is guaranteed.
Die Reglerschaltung kann als U-Regler, J-Regler oder P-Regler ausgebildet sein, dem die Ausgangsspannung, der Ausgangsstrom oder beides der Leistungsend stufe zugeführt wird.The controller circuit can be designed as a U controller, J controller or P controller. which the output voltage, the output current or both the power end stage is fed.
Eine gesteuerte einfachere Ansteuerung der Leistungsendstufe läßt sich damit erreichen, daß der Regler-Schaltung als Istwert ein Teil der Versorgungs spannung der Schaltung zugeführt ist.A controlled, simple control of the power output stage can be done with it achieve that the controller circuit as an actual value part of the supply voltage of the circuit is supplied.
Ein Spannungsgenerator mit minimalem Aufwand läßt sich dadurch schaffen, daß der Spannungsgenerator einen weiteren Komparator der schnellen Opera tionsverstärker aufweist, daß der eine Eingang des Komparators mit dem Mittelanschluß eines ersten Spannungsteilers verbunden ist, daß ein Kon densator mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen einen zweiten Span nungsteiler bildet, daß dem anderen Eingang des Komparators oder Opera tionsverstärkers der Spannungsabfall am Kondensator zugeführt ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen des zweiten Spannungs teilers mit dem Ausgang des weiteren Komparators und über einen Koppel widerstand mit dem einen Eingang des weiteren Komparators verbunden ist und daß am Kondensator der Spannungsabfall als Ausgangsspannung abgreifbar ist.A voltage generator with minimal effort can be created that the voltage generator is another comparator of the fast opera tion amplifier that the one input of the comparator with the Middle connection of a first voltage divider is connected that a Kon capacitor with two resistors connected in series a second span that divides the other input of the comparator or Opera tion amplifier the voltage drop across the capacitor is supplied that the Connection point between the two resistors of the second voltage divider with the output of the further comparator and via a coupling resistance is connected to one input of the further comparator and that the voltage drop at the capacitor can be tapped as an output voltage.
Die getaktete Ansteuerung der Leistungsendstufe im geregelten PWM-Betrieb erfolgt im Variationsbereich des Ausgangssignals des Spannungsgenerators, wenn sich die Regelspannung in diesem Bereich verändert.The clocked control of the power output stage in regulated PWM operation takes place in the variation range of the output signal of the voltage generator, if the control voltage changes in this range.
Für den Dauereinschalt- und Dauerausschaltbetrieb kann jedoch vorgesehen sein, daß bei einer Regelspannung kleiner als der untere Spannungswert des Ausgangssignals des Spannungsgenerators die Ansteuerung der Leistungsend stufe unterbleibt, und daß bei einer Regelspannung größer als der obere Spannungswert des Ausgangssignals des Spannungsgenerators die Leistungs endstufe dauernd voll durchgeschaltet ist, oder daß bei einer Regelspannung größer als der obere Spannungswert des Ausgangssignals des Spannungs generators die Ansteuerung der Leistungsendstufe unterbleibt, und daß bei einer Regelspannung kleiner als der untere Spannungswert des Ausgangssignals des Spannungsgenerators die Leistungsendstufe dauernd voll durchgeschaltet ist.However, can be provided for the permanent switch-on and switch-off mode be that with a control voltage less than the lower voltage value of the Output signal of the voltage generator to control the power end stage does not occur, and that with a control voltage greater than the upper one Voltage value of the output signal of the voltage generator the power output stage is continuously fully switched, or that with a control voltage greater than the upper voltage value of the output signal of the voltage generator does not control the power output stage, and that at a Control voltage less than the lower voltage value of the output signal of the Voltage generator the power output stage is continuously fully switched.
Bei Verbesserung der Ansteuerbedingungen für die Leistungsendstufe, insbe sondere, wenn diese aus mehreren parallelgeschalteten Halbleiterelementen besteht, kann zudem vorgesehen sein, daß das Ansteuerungssignal der Lei stungsendstufe über eine Treiberschaltung zugeführt ist.When improving the control conditions for the power stage, esp especially if it consists of several semiconductor elements connected in parallel exists, it can also be provided that the control signal of the Lei Stungsendstufe is supplied via a driver circuit.
Ein definierter Einschalt- und Ausschaltzustand der Schaltung wird nach der Erfindung dadurch sichergestellt, daß der Masseanschluß des ersten Spannungs teilers mittels eines Schaltgliedes abschaltbar ist.A defined on and off state of the circuit is after the Invention ensured that the ground connection of the first voltage divider can be switched off by means of a switching element.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing example explained in more detail.
Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles wird eine Leistungs endstufe LEST über einen Komparator U2B oder einen sehr schnellen Opera tionsverstärker angesteuert. Die Ansteuerspannung ust wird am Ausgang OUT des Komparators U2B abgegriffen. Am Ausgang OUT3 der Leistungsendstufe LEST wird ein Istwert IST abgenommen, der einer Regelschaltung RS zugeführt ist. Dieser Istwert IST kann durch die Ausgangsspannung der Leistungsendstufe LEST gebildet sein. Es kann jedoch auch der Ausgangsstrom oder die Ausgangs spannung und der Ausgangsstrom der Leistungsendstufe LEST zur Bildung des Istwertes IST herangezogen werden. Dies richtet sich nach der Ausbildung der Regelschaltung RS als U-Regler, J-Regler oder P-Regler. Am Ausgang OUT4 der Regelschaltung RS tritt eine Regelspannung ur auf, deren Größe von der Größe der Abweichung des Istwertes IST von einem vorgegebenen externen Sollwert SOLL abhängt.In the embodiment shown in the drawing, a power LEST power amplifier via a comparator U2B or a very fast Opera tion amplifier controlled. The control voltage ust is at the output OUT of the comparator U2B tapped. At output OUT3 of the power output stage LEST, an actual value IST is taken, which is fed to a control circuit RS is. This actual value IS can be determined by the output voltage of the power output stage LEST be educated. However, it can also be the output current or the output voltage and the output current of the power output stage LEST to form the Actual value IS can be used. This depends on the training of the Control circuit RS as U controller, J controller or P controller. At output OUT4 the Control circuit RS occurs a control voltage ur, the size of which depends on the size the deviation of the actual value ACTUAL from a predetermined external setpoint SHOULD depend.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Regelspannung ur dem Eingang - des Komparators U2B oder schnellen Operationsverstärkers zugeführt. Ein Span nungsgenerator SPG liefert an seinem Ausgang OUT1 ein Ausgangssignal usp, das sich periodisch zwischen einem unteren und oberen Spannungswert ver ändert.In the embodiment shown, the control voltage is the input - the Comparator U2B or fast operational amplifier supplied. A chip voltage generator SPG supplies an output signal usp at its output OUT1, that periodically ver between a lower and upper voltage value changes.
Dieses Ausgangssignal usp wird dem Eingang + des Komparators U2B zuge führt und kann von der Regelspannung ur auch unter- und überschritten werden. Liegt die Regelspannung ur im Variationsbereich des Ausgangssignals usp, dann tritt am Ausgang OUT2 des Komparators ein Ansteuersignal ust in den Zeitab schnitten auf, in denen das Ausgangssignal usp die Regelspannung ur über steigt. Es erfolgt eine PWM-Ansteuerung der Leistungsendstufe LEST, wobei die Impulswerte umso kleiner wird, je mehr sich die Regelspannung ur dem oberen Spannungswert des Ausgangssignals usp nähert. Übersteigt die Regelspannung ur den oberen Spannungswert des Ausgangssignals usp des Spannungsgenera tors SPG, dann geht die Schaltung in den Dauerausschaltbetrieb über. Unter schreitet die Regelspannung ur den unteren Spannungswert des Spannungs generators SPG, dann geht die Schaltung in den Dauereinschaltbetrieb über. Dazu ist kein zusätzlicher Aufwand erforderlich. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß der Bereich der Regelspannung ur den Variationsbereich des Ausgangssig nals usp des Spannungsgenerators SPG überdeckt und über- und unterschreitet. This output signal usp is fed to the input + of the comparator U2B leads and can be exceeded and undershot by the control voltage. If the control voltage ur is in the range of variation of the output signal usp, then a control signal ust occurs at the output OUT2 of the comparator cut open in which the output signal usp the control voltage ur over increases. There is a PWM control of the power output stage LEST, the Pulse values become smaller the more the control voltage is above the upper one Voltage value of the output signal usp is approaching. Exceeds the control voltage ur the upper voltage value of the output signal usp of the voltage generator tors SPG, then the circuit goes into permanent switch-off mode. Under the control voltage rises below the lower voltage value of the voltage generator SPG, then the circuit goes into continuous operation. No additional effort is required for this. You just have to make sure that the range of the control voltage ur the range of variation of the output sig nsp usp of the voltage generator SPG covered and exceeded and fallen below.
Wird die Anschaltung des Ausgangssignals usp und der Regelspannung ur am Komparator U2B vertauscht, dann wird die Betriebsweise der Schaltung wie folgt geändert, wobei wieder vorausgesetzt wird, daß die Regelspannung ur den Variationsbereich des Ausgangssignals usp überdeckt sowie über- und unter schreiten kann. Liegt die Regelspannung ur im Variationsbereich des Aus gangssignals, dann tritt am Ausgang OUT2 des Komparators U2B ein Ansteuer signal ust in den Zeitabschnitten auf, in denen das Ausgangssignal usp die Regelspannung ur unterschreitet. Es erfolgt eine PWM-Ansteuerung der Lei stungsendstufe LEST, wobei die Impulsweite umso kleiner wird je mehr sich die Regelspannung ur dem unteren Spannungswert des Ausgangssignals usp des Spannungsgenerators SPG nähert. Unterschreitet die Regelspannung ur den unteren Spannungsweg des Ausgangssignales usp, dann geht die Schaltung in den Dauerausschaltbetrieb über, da am Ausgang OUT2 des Komparators U2B kein Ansteuersignal ust mehr auftritt. Überschreitet die Regelspannung ur den oberen Spannungswert des Ausgangssignals usp des Spannungsgenerators SPG, dann geht die Schaltung in den Dauereinschaltbetrieb über, da am Aus gang OUT2 des Komparators U2B dauernd ein Ansteuersignal ust ansteht.If the connection of the output signal usp and the control voltage ur am Comparator U2B interchanged, then the operation of the circuit is like follows changed, again assuming that the control voltage ur Variation range of the output signal usp covers as well as over and under can walk. Is the control voltage ur in the range of variation of the off signal, then a control occurs at the output OUT2 of the comparator U2B signal ust in the periods in which the output signal usp the Control voltage falls below ur. The Lei is PWM controlled power stage LEST, the pulse width the smaller the more the Control voltage ur the lower voltage value of the output signal usp Voltage generator SPG is approaching. If the control voltage falls below the lower voltage path of the output signal usp, then the circuit goes in the permanent switch-off mode because at the output OUT2 of the comparator U2B no control signal occurs. If the control voltage exceeds ur upper voltage value of the output signal usp of the voltage generator SPG, then the circuit switches to continuous switch-on operation, since it is off OUT2 of the comparator U2B a control signal ust is constantly present.
Im Regelfall ist die Regelschaltung RS so ausgelegt, daß sie am Ausgang OUT4 eine Regelspannung ur abgibt, wenn der anliegende Istwert IST kleiner ist als der vorgegebene Sollwert SOLL. Die Größe der Regelspannung ur hängt ab von der Größe der Abweichung des Istwertes IST vom Sollwert SOLL. Die Auslegung kann jedoch auch so gewählt werden, daß die Regelspannung ur dann auftritt, wenn der Istwert IST größer ist als der Sollwert SOLL. Die Betriebsweise der Schaltung kann also auch durch Vertauschen der Anschaltungen vom Istwert IST und Sollwert SOLL an der Regelschaltung RS verändert werden. As a rule, the control circuit RS is designed so that it at the output OUT4 outputs a control voltage ur if the actual value ACTUAL is less than that specified setpoint TARGET. The size of the control voltage depends on the Size of the deviation of the actual value ACTUAL from the target value TARGET. The interpretation can also be chosen so that the control voltage occurs only if the actual value ACTUAL is greater than the target value TARGET. The mode of operation of the Switching can also be done by swapping the connections from the actual value ACTUAL and setpoint SHOULD be changed on the control circuit RS.
Der Spannungsgenerator SPG ist vorzugsweise als Sägezahngenerator ausge bildet. Da mit dem Einbeziehen der Regelschaltung RS alle Toleranzen der Betriebsparameter, der Schaltungselemente und auch die Umwelteinflüsse aus geregelt werden, kann ein Spannungsgenerator SPG eingesetzt werden, an dessen Ausgangssignal usp im Bezug auf Spannungspegel und Flankensteilheit keine strengen Anforderungen gestellt werden müssen. Der Spannungsgenerator SPG läßt sich daher mit minimalem Aufwand realisieren.The voltage generator SPG is preferably designed as a sawtooth generator forms. Since with the inclusion of the control circuit RS all tolerances of the Operating parameters, the circuit elements and also the environmental influences can be regulated, a voltage generator SPG can be used whose output signal usp in relation to voltage level and slope there are no strict requirements. The voltage generator SPG can therefore be implemented with minimal effort.
Der verwendete Spannungsgenerator SPG besitzt einen weiteren Komparator U1A oder sehr schnellen Operationsverstärker.The voltage generator SPG used has another comparator U1A or very fast operational amplifier.
An der Versorgungsspannung UBatt ist ein erster Spannungsteiler aus den in Reihe geschalteten Widerständen R1 und R2 angeschaltet. Der Mittelanschluß des ersten Spannungsteilers ist mit dem einen Eingang + des weiteren Kom parators U1A verbunden. Ein zweiter Spannungsteiler besteht aus der Reihen schaltung von zwei Widerständen R4 und R5 sowie eines Kondensators C1. Der Spannungsabfall an dem Kondensator C1 ist dem anderen Eingang - des wei teren Komparators U1A zugeführt und wird als Ausgangsspannung usp zu dem Eingang + des Komparators U2B weitergeleitet. Der Anschluß zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen R4 und R5 führt über einen Koppelwiderstand R3 zum Mittelanschluß des ersten Spannungsteilers und ist mit dem Ausgang des weiteren Komparators U1A verbunden. Mit diesem Schaltungsaufbau wird der Kondensator C1 in einen Lade- und einen Entladestromkreis einbezogen, wobei die Ladezeitkonstante mit Rges.C1 und die Entladezeitkonstante mit R5.C1 gegeben sind. Der Quelleninnenwiderstand Rges ist dabei eine Funktion von R1, R2, R3, R4, und R5. Am Ausgang OUT1 des Spannungsgenerators SPG entsteht daher ein sägezahnförmiges Ausgangssignal usp, dessen Flanken durch die Lade- und Entladezeitkonstante bestimmt werden. Der Schaltungsaufwand für den Spannungsgenerator SPG ist auf ein Minimum reduziert, wie ein Ver gleich mit einem Sägezahngenerator nach der DE 31 05 253 A1 zeigt. Dieser bekannte Sägezahngenerator erfordert zwei RC-Glieder. Die Widerstände R1 bis R5 des Spannungsgenerators SPG können zu einem Widerstandsnetzwerk zu sammengefaßt werden, so daß der Aufwand an Schaltungselementen noch wei ter reduziert ist.At the supply voltage UBatt is a first voltage divider from the in Series switched resistors R1 and R2 switched on. The center connection of the first voltage divider is connected to one input + the other com parators U1A connected. A second voltage divider consists of the rows circuit of two resistors R4 and R5 and a capacitor C1. Of the Voltage drop across capacitor C1 is the other input - the white teren comparator U1A and is supplied as the output voltage usp to Input + of the comparator U2B forwarded. The connection between the in Series of connected resistors R4 and R5 leads via a coupling resistor R3 to the center connection of the first voltage divider and is connected to the output the further comparator U1A connected. With this circuit design the capacitor C1 is included in a charging and a discharging circuit, where the charge time constant with Rges.C1 and the discharge time constant with R5.C1 are given. The source internal resistance Rges is a function of R1, R2, R3, R4, and R5. At the output OUT1 of the voltage generator SPG therefore a sawtooth-shaped output signal usp arises, the edges of which the charge and discharge time constant can be determined. The circuit effort for the voltage generator SPG is reduced to a minimum, like a ver shows with a sawtooth generator according to DE 31 05 253 A1. This Known sawtooth generator requires two RC elements. The resistors R1 to R5 of the voltage generator SPG can connect to a resistor network be summarized, so that the expenditure on circuit elements still knows ter is reduced.
Der weitere Komparator U1A oder Operationsverstärker dient in diesem Schal tungsaufbau als Schalter, der den Kondensator C1 periodisch abwechselnd in einen Lade- bzw. Entladestromkreis einbezieht. Sind die Widerstände R1, R2 und R3 gleich groß und kann der wesentlich niederohmigere Widerstand R4 ver nachlässigt werden, dann wird je nach Schaltstellung des Komparators U1A der Widerstand R3 dem Widerstand R2 oder R1 parallelgeschaltet. Dies führt dazu, daß am Eingang + des Komparators U1A entweder die Spannung + 2/3 UBatt oder + 1/3 UBatt anliegt. Diese beiden Spannungswerte bestimmen die Schalt punkte des Komparators U1A, die Lade- und Entladespannung des Kondensators C1 und damit den unteren und oberen Spannungswert der Ausgangsspannung usp des Spannungsgenerators SPG. Die Anstiegsflanke der Ausgangsspannung usp wird durch die Zeitkonstante des Ladestromkreises mit Rges.C1 und die Abfallflanke durch die Zeitkonstante des Entladestromkreises mit R5.C1 be stimmt. Dabei ist Rges der Quelleninnenwiderstand eine Funktion f(R1, R2, R3, R4, R5). Werden die Anschaltungen an den Eingängen + und - des weiteren Komparators U1A vertauscht, dann werden auch Lade- und Entladestromkreis und damit Anstiegs- und Abfallflanken der sägezahnförmigen Ausgangsspannung usp vertauscht. The further comparator U1A or operational amplifier is used in this scarf tion construction as a switch that periodically alternately switches the capacitor C1 in includes a charge or discharge circuit. Are the resistors R1, R2 and R3 of the same size and can the much lower resistance R4 ver are neglected, then depending on the switching position of the comparator U1A Resistor R3 connected in parallel with resistor R2 or R1. This leads to, that at the input + of the comparator U1A either the voltage + 2/3 UBatt or + 1/3 UBatt is present. These two voltage values determine the switching points of the comparator U1A, the charge and discharge voltage of the capacitor C1 and thus the lower and upper voltage value of the output voltage usp of the voltage generator SPG. The rising edge of the output voltage usp is determined by the time constant of the charging circuit with Rges.C1 and the Falling edge due to the time constant of the discharge circuit with R5.C1 Right. Rges is the source internal resistance a function f (R1, R2, R3, R4, R5). The connections at the inputs + and - further Comparator U1A interchanged, then charging and discharging circuit and thus rising and falling edges of the sawtooth-shaped output voltage swapped usp.
Ein definierter Einschalt- und Ausschaltzustand der Schaltung läßt sich dadurch sicherstellen, daß der Masseanschluß des ersten Spannungsteilers mittels eines Schaltgliedes abschaltbar ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Komparator U1A nicht mehr angesteuert wird und keine Ausgangsspannung mehr abgibt, wenn am Spannungsteiler aus den Widerständen R1 und R2 kein Massepotential anliegt.This enables a defined switch-on and switch-off state of the circuit Ensure that the ground connection of the first voltage divider is made using a Switching element can be switched off. In this way it is achieved that the comparator U1A is no longer controlled and no longer outputs output voltage, if at the voltage divider from the resistors R1 and R2 no ground potential is present.
Claims (16)
daß das Ansteuerungssignal (USt) für die Leistungsendstufe (LEST) am Ausgang (OUT2) eines Komparators (U2B) oder schnellem Operationsver stärkers abgegriffen ist, dessen einem Eingang (+ oder -) das Ausgangs signal (USP) eines Spannungsgenerators (SPG) zugeführt ist, welches sich periodial zwischen einem unteren und einem oberen Spannungswert ver ändert,
daß dem anderen Eingang (+ oder -) des Komparators (U2B) oder Opera tionsverstärkers eine Regelspannung (uv) zugeführt ist, deren Größe von einem vorgegebenen externen Sollwert (SOLL) und einem Istwert (IST) der Schaltung abhängt, und
daß bei einer Regelspannung (ur) im Variationsbereich der Ausgangs spannung (USP) des Spannungsgenerators (SPG) die Schaltung im PWM- Taktbetrieb und beim Über- oder Unterschreiten des Variationsbereiches im Dauereinschalt- oder Dauerausschaltbetrieb betrieben ist. 1. Circuit for generating regulated pulse-width modulated (PWM) control signals for a clocked power output stage, characterized in that
that the control signal (VAT) for the power output stage (LEST) at the output (OUT2) of a comparator (U2B) or fast Operationsver amplifier is tapped, whose one input (+ or -) the output signal (USP) of a voltage generator (SPG) is supplied , which changes periodically between a lower and an upper voltage value,
that the other input (+ or -) of the comparator (U2B) or operational amplifier a control voltage (uv) is supplied, the size of which depends on a predetermined external setpoint (TARGET) and an actual value (ACTUAL) of the circuit, and
that with a control voltage (ur) in the range of variation of the output voltage (USP) of the voltage generator (SPG) the circuit is operated in PWM clock mode and when the variation range is exceeded or fallen below in continuous on or off operation.
daß der Spannungsgenerator (SPG) einen weiteren Komparator (U1A) oder schnellen Operationsverstärker aufweist,
daß der eine Eingang (+ oder -) des Komparators (U1A) mit dem Mittel anschluß eines ersten Spannungsteilers (R1, R2) verbunden ist,
daß ein Kondensator (U) mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen (R4, R5) eine zweiten Spannungsteiler (R4, R5, C1) bildet,
daß dem anderen Eingang (- oder +) des Komparators (U1A) oder Oper ationsverstärkers der Spannungsabfall am Kondensator (U) zugeführt ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen (R4, R5) des zweiten Spannungsteilers (R4, R5, C1) mit dem Ausgang (OUT1) des weiteren Komparators (U1A) und über einen Koppelwiderstand (R3) mit dem Eingang (+) des weiteren Komparators verbunden ist, und
daß am Kondensator (C1) der Spannungsabfall (U1A) als Ausgangsspan nung (USP) abgreifbar ist.10. Circuit according to one of claims 1 to 9, characterized in
that the voltage generator (SPG) has a further comparator (U1A) or fast operational amplifier,
that one input (+ or -) of the comparator (U1A) is connected to the middle connection of a first voltage divider (R1, R2),
that a capacitor (U) with two resistors (R4, R5) connected in series forms a second voltage divider (R4, R5, C1),
that the other input (- or +) of the comparator (U1A) or operational amplifier the voltage drop across the capacitor (U) is supplied, that the connection point between the two resistors (R4, R5) of the second voltage divider (R4, R5, C1) the output (OUT1) of the further comparator (U1A) and via a coupling resistor (R3) to the input (+) of the further comparator, and
that on the capacitor (C1) the voltage drop (U1A) can be tapped as an output voltage (USP).
daß bei einer Regelspannung (ur) kleiner als der untere Spannungswert des Ausgangssignals (USP) des Spannungsgenerators (SPG) die Ansteue rung der Leistungsendstufe (LEST) unterbleibt, und
daß bei einer Regelspannung (ur) größer als der obere Spannungswert des Ausgangssignals (USP) des Spannungsgenerators (SPG) die Leistungsend stufe (LEST) dauernd voll durchgeschaltet ist.11. Circuit according to claim 3, characterized in
that at a control voltage (ur) less than the lower voltage value of the output signal (USP) of the voltage generator (SPG) the control of the power output stage (LEST) is omitted, and
that at a control voltage (ur) greater than the upper voltage value of the output signal (USP) of the voltage generator (SPG), the power output stage (LEST) is continuously fully switched.
daß bei einer Regelspannung (ur) größer als der obere Spannungswert des Ausgangssignals (USP) des Spannungsgenerators (SPG) die Ansteuerung der Leistungsendstufe (LEST) unterbleibt, und
daß bei einer Regelspannung (ur) kleiner als der untere Spannungswert des Ausgangssignals (USP) des Spannungsgenerators (SPG) die Lei stungsendstufe (LEST) dauernd voll durchgeschaltet ist. 12. Circuit according to claim 4, characterized in
that at a control voltage (ur) greater than the upper voltage value of the output signal (USP) of the voltage generator (SPG) the activation of the power output stage (LEST) is omitted, and
that at a control voltage (ur) less than the lower voltage value of the output signal (USP) of the voltage generator (SPG), the power output stage (LEST) is continuously fully switched.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997133382 DE19733382A1 (en) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | Circuit generating PWM energising signals for clocked power end stage |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997133382 DE19733382A1 (en) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | Circuit generating PWM energising signals for clocked power end stage |
Publications (1)
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|---|---|
| DE19733382A1 true DE19733382A1 (en) | 1999-02-04 |
Family
ID=7837745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1997133382 Ceased DE19733382A1 (en) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | Circuit generating PWM energising signals for clocked power end stage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19733382A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004049569A1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Pwm generator |
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- 1997-08-01 DE DE1997133382 patent/DE19733382A1/en not_active Ceased
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