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DE102010009039B4 - Verfahren und Steuerschaltungen zum Steuern von Gleichstromstellerschaltungen zum Erzeugen einer geregelten Ausgangsspannung bei verringertem durchschnittlichem Induktorstrom - Google Patents

Verfahren und Steuerschaltungen zum Steuern von Gleichstromstellerschaltungen zum Erzeugen einer geregelten Ausgangsspannung bei verringertem durchschnittlichem Induktorstrom Download PDF

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DE102010009039B4
DE102010009039B4 DE102010009039.5A DE102010009039A DE102010009039B4 DE 102010009039 B4 DE102010009039 B4 DE 102010009039B4 DE 102010009039 A DE102010009039 A DE 102010009039A DE 102010009039 B4 DE102010009039 B4 DE 102010009039B4
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conduction control
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electrically conductive
conduction
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Yen-Hsun Hsu
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M3/1582—Buck-boost converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (610), um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) eine geregelte Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung (610) ein induktives Element (L), ein erstes Leitungssteuerungselement (SW_1), das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) und einen ersten Anschluss des induktiven Elements (L) geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement (SW_2), das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements (L) und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement (SW_3), das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement (SW_4), das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung;Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T), wobei die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist;Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T); undSteuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese nicht elektrisch leitend sind,entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) basiert; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) umfasst:Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung (610); und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) gemäß der Ausgangslast, wobei die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) verlängert wird, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Steuerschaltungen zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (Buck-Boost Converter Circuit), um eine geregelte bzw. eingestellte Ausgangsspannung bei einem verringerten durchschnittlichen Induktorstrom gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 2, 3 und 4 zu erzeugen. Solche Verfahren und Schaltungen sind aus der Druckschrift WO 2009/000901 A1 bekannt.
  • Die Druckschrift DE 100 54 339 A1 beschreibt einen Schaltregler, der Eingangsanschlüsse, Ausgangsanschlüsse, eine mit einem ersten der Eingangsanschlüsse verbundene Diode, ein induktives Element, einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter, eine erste Ansteuerungsschaltung für den ersten Schalter und eine zweite Ansteuerungsschaltung für den zweiten Schalter umfasst. Die erste und die zweite Ansteuerungsschaltung können in Abhängigkeit von einer zwischen den Ausgangsanschlüssen anliegenden Ausgangsspannung und von einem aktuellen Wert eines Induktorstromes des induktiven Elementes angesteuert werden. Der erste Schalter ist zwischen die erste Diode und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet. Der zweite Schalter ist zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und Masse geschaltet.
  • Die Druckschrift AT 505 734 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung eines Hoch-Tiefsetzstellers. Dabei wird ein erstes Schaltelement über ein erstes pulsweitenmoduliertes Schaltsignal und ein zweites Schaltelement über ein zweites pulsweitenmoduliertes Schaltsignal angesteuert, um eine geregelte Ausgangsspannung zu erhalten. Ferner erfolgt die Ansteuerung auf eine Weise, dass das zweite Schaltelement bereits zu takten beginnt, wenn das erste Schaltelement noch taktet und das zweite pulsweitenmodulierte Schaltsignal noch ein Tastverhältnis gleich null aufweist.
  • Ein herkömmliches Regelmodul wird verwendet, um eine geregelte Ausgangsspannung gemäß einer Eingangsspannung bereitzustellen. Zum Beispiel umfasst eine herkömmliche Gleichstromstellerschaltung einen Induktor, eine Vielzahl von Kondensatoren und eine Vielzahl von Schaltern, wobei eine herkömmliche Reglersteuerung abwechselnd zwei Schalter zusammen einschaltet und die beiden anderen Schalter zusammen einschaltet. Das heißt, zwei der implementierten Schalter werden eingeschaltet, während die verbleibenden implementierten Schalter ausgeschaltet sind. Auf diese Weise hätten die geregelte Ausgangsspannung V_OUT und die Eingangsspannung V_IN die folgende Übertragungsfunktion: V_OUT/V_IN = D/(1-D), wobei D die Einschalt-Betriebszeit der Schalter darstellt.
  • Wenn man die herkömmlichen Gleichstromstellerschaltungen betrachtet, sollte der durchschnittliche Induktorstrom stark genug sein, um den gewünschten Ausgangsstrom zu einer Ausgangslast zuzuführen, da der zwischen den Induktor und einem Ausgangsanschluss der herkömmlichen Gleichstromstellerschaltung geschaltete Schalter nur gemäß der Einschalt-Betriebszeit (1-D) eingeschaltet wird. Deshalb ist der Spitzen-Induktorstrom sehr hoch, was unerwünscht ist, da die Schalter, der Gleichstromwiderstand (DCR) des Induktors und/oder andere parasitäre Widerstände in dem Stromweg viel Leistung verbrauchen würden. Insbesondere führt ein starker durchschnittlicher Induktorstrom zu einem großen Umwandlungswirkungsverlust. Somit besteht die Notwendigkeit für einen innovativen Aufbau der Reglersteuerung, damit eine Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bei einem verringerten durchschnittlichen Induktorstrom erzeugen kann.
  • Vor diesem Hintergrund zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, Verfahren und Steuerschaltungen zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung bereitzustellen, um eine geregelte bzw. eingestellte Ausgangsspannung bei einem verringerten durchschnittlichen Induktorstrom zu erzeugen, um somit den Umwandlungswirkungsgrad deutlich zu verbessern.
  • Dies wird durch die Verfahren und Steuerschaltungen gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4 erreicht.
  • Wie deutlicher aus der nachfolgenden genauen Beschreibung ersichtlich werden wird, wird ein beanspruchtes Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, bereitgestellt, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst. Das beanspruchte Verfahren umfasst: Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung; Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung, wobei die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert. Dabei umfasst der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung ein Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung. Ferner umfasst der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung ein Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslast. Dabei wird die zweite Betriebsarteinstellung verlängert, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  • Ein weiteres beanspruchtes Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wird ebenfalls bereitgestellt, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst. Das beanspruchte Verfahren umfasst: Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung; Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung abgeleitet wird; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert.
  • Dabei umfasst der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung ein Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung. Ferner umfasst der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung ein Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslast. Dabei wird die zweite Betriebsarteinstellung verlängert, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  • Eine beanspruchte Steuerschaltung zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wird bereitgestellt, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst. Die beanspruchte Steuerschaltung umfasst: einen ersten Steuerblock, der eine erste Betriebsarteinstellung bestimmt; einen zweiten Steuerblock, der eine zweite Betriebsarteinstellung bestimmt, die unabhängig von der ersten Betriebsarteinstellung, die vom ersten Steuerblock bestimmt wird, ist; und eine Logikschaltung, die mit dem ersten Steuerblock und dem zweiten Steuerblock verbunden ist, um die erste Betriebsarteinstellung und die zweite Betriebsarteinstellung zu empfangen, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, und entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert, das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind. Dabei bestimmt der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung durch ein Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung. Ferner bestimmt der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung durch ein Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslast. Dabei wird die zweite Betriebsarteinstellung verlängert, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  • Eine weitere beanspruchte Steuerschaltung zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wird bereitgestellt, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst. Die beanspruchte Steuerschaltung umfasst: einen ersten Steuerblock, der eine erste Betriebsarteinstellung bestimmt; einen zweiten Steuerblock, der eine zweite Betriebsarteinstellung ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung abgeleitet wird, bestimmt; und eine Logikschaltung, die mit dem ersten Steuerblock und dem zweiten Steuerblock verbunden ist, um die erste Betriebsarteinstellung und die zweite Betriebsarteinstellung zu empfangen, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, und entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert, das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind. Dabei bestimmt der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung durch ein Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung. Ferner bestimmt der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung durch ein Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslast. Dabei wird die zweite Betriebsarteinstellung verlängert, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  • Noch ein für das Verständnis der Erfindung dienliches weiteres Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wird bereitgestellt, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst. Das beanspruchte Verfahren umfasst: Bestimmen einer ersten Betriebsarteinstellung gemäß eines Stroms, der durch das erste Leitungssteuerungselement oder das induktive Element fließt; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung; Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert.
  • Nachfolgend wird die Erfindung weiter anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen
    • 1 eine schematische Darstellung ist, die eine herkömmliche Gleichstromstellerschaltung zeigt;
    • 2 ein Wellenformdiagramm ist, das den Induktorstrom und den Schalterstrom der 1 darstellt;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Gleichstromstellers (Buck-Boost Converter) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
    • 4 eine schematische Darstellung ist, die die Ablaufreihenfolge der ersten Betriebsarteinstellung, der zweiten Betriebsarteinstellung und der dritten Betriebsarteinstellung innerhalb eines Zeitraums/einer Periode zeigt;
    • 5 ein Wellenformdiagramm ist, das den Induktorstrom und den Schalterstrom der 3 darstellt;
    • 6 eine schematische Darstellung ist, die eine erste beispielhafte Implementierung des in 3 gezeigten Gleichstromstellers zeigt;
    • 7 eine schematische Darstellung ist, die eine zweite beispielhafte Implementierung des in 3 gezeigten Gleichstromstellers zeigt; und
    • 8 eine schematische Darstellung ist, die die Ablaufreihenfolge der zweiten Betriebsarteinstellung und der dritten Betriebsarteinstellung innerhalb eines Zeitraums/einer Periode zeigt.
  • Bestimmte Begriffe werden in der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen durchgängig verwendet, um bestimmte Komponenten zu bezeichnen. Wie Fachleute auf dem Gebiet anerkennen werden, können Hersteller eine Komponente mit verschiedenen Bezeichnungen benennen. Dieses Dokument beabsichtigt nicht, zwischen Komponenten zu unterscheiden, die sich im Namen aber nicht in der Funktion unterscheiden. In der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Begriffe „beinhalten“ und „umfassen“ in einer offenen Weise verwendet, und sollten dahingehend interpretiert werden, dass sie „einschließlich, aber nicht beschränkt auf ...“ bedeuten. Auch soll der Begriff „koppeln“ entweder eine indirekte oder direkte elektrische Verbindung bedeuten. Dementsprechend kann, wenn eine Vorrichtung mit einer anderen Vorrichtung gekoppelt ist, diese Verbindung über eine direkte elektrische Verbindung oder über eine indirekte elektrische Verbindung über andere Vorrichtungen und Verbindungen bestehen.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die eine herkömmliche Gleichstromstellerschaltung 100 zeigt. Die Gleichstromstellerschaltung 100 dient zum Erzeugen einer geregelten Ausgangsspannung V_OUT gemäß einer Eingangsspannung V_IN und umfasst einen Eingangskondensator 102, einen Induktor 104, einen Ausgangskondensator 106 und eine Vielzahl von Schaltern SW_A, SW_B, SW_C und SW_D, wobei die Spannungsdifferenz zwischen einem Anschluss des Eingangskondensators 102 und dem Masseanschluss GND die Eingangsspannung V_IN ist und die Spannungsdifferenz zwischen einem Anschluss des Ausgangskondensators 106 und dem Masseanschluss GND die geregelte Ausgangsspannung V_OUT ist. Die herkömmliche Regulatorsteuerung schaltet abwechselnd die Schalter SW_A und SW_C zusammen ein und die Schalter SW_B und SW_D zusammen ein. Das heißt, die Schalter SW_A und SW_C sind eingeschaltet, wenn die Schalter SW_B und SW_D ausgeschaltet sind, und die Schalter SW_A und SW_C sind ausgeschaltet, wenn die Schalter SW_B und SW_D eingeschaltet sind. Auf diese Weise hätten die geregelte Ausgangsspannung V_OUT und die Eingangsspannung V_IN die folgende Übertragungsfunktion: V_OUT/V_IN = D/(1-D), wobei D die Einschalt-Betriebszeit der Schalter SW_A und SW_C darstellt.
  • 2 ist ein Wellenformdiagramm, das den Induktorstrom Iind des Induktors 104 und den Strom ID des Schalters SW_D zeigt. Da der Schalter SW_D nur gemäß der Einschalt-Betriebszeit (1-D) eingeschaltet wird, sollte der durchschnittliche Induktorstrom stark genug sein, um den gewünschten Ausgangsstrom zu einer Ausgangslast (nicht gezeigt) zuzuführen. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Spitzen-Induktorstrom sehr hoch, was nicht erwünscht ist, da die Schalter, der Gleichstromwiderstand (DCR) des Induktors und/oder andere parasitäre Widerstände in dem Strompfad viel Leistung verbrauchen würden. Insbesondere das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Induktorstrom IAVG,L des Induktors 104 und der durchschnittliche Strom IAVG,SW-D des Schalters SW_D können unter Verwendung der folgenden Gleichung dargestellt werden: IAVG,SW-D = IAVG,L * (1-D). In einem Fall, in dem V_OUT/V_IN = 3,3 V/3,3 V und der erforderliche Ausgangsstrom 300mA sind, ist die Einschalt-Betriebszeit ca. 50% und der durchschnittliche Induktorstrom IAVG,L ist ungefähr 600mA, was zweimal so stark ist, wie der durchschnittliche Ausgangsstrom von 300mA. Jedoch führt der starke durchschnittliche Induktorstrom zu einem großen Umwandlungswirkungsgradverlust.
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines Gleichstromstellers 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der beispielhafte Gleichstromsteller (Buck-Boost Converter) 300 funktioniert gemäß einem beispielhaften Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung und umfasst eine Gleichstromstellerschaltung 320 und eine Steuerschaltung 330, wobei die Steuerschaltung 330 ausgelegt ist, das beispielhafte Steuerungsverfahren durchzuführen, um somit die Gleichstromstellerschaltung 320 zu steuern, um eine geregelte Ausgangsspannung V_OUT an einem Ausgangsknoten N_OUT gemäß einer Eingangsspannung V_IN, die an einem Eingangsknoten N_IN empfangen wird, bereitzustellen. Die Gleichstromstellerschaltung 320 umfasst eine Eingangskondensator 302, einen Ausgangskondensator 304, ein induktives Element (z. B. ein Induktor) 306, ein erstes Leitungssteuerungselement 308, ein zweites Leitungssteuerungselement 310, ein drittes Leitungssteuerungselement 312 und ein viertes Leitungssteuerungselement 314, ist aber nicht hierauf beschränkt. Die Spannungsdifferenz zwischen einem Anschluss des Eingangskondensators 302 und dem Masseanschluss GND ist gleich dem Betrag der Eingangsspannung V_IN, und die Spannungsdifferenz zwischen einem Anschluss des Ausgangskondensators 304 und dem Masseanschluss GND ist gleich dem Betrag der geregelten Ausgangsspannung V_OUT. Das erste Leitungssteuerungselement 308 ist zwischen den Eingangsknoten N_IN der Gleichstromstellerschaltung 320 und einen ersten Anschluss N1 des induktiven Elements 306 geschaltet. Das zweite Leitungssteuerungselement 310 ist zwischen den ersten Anschluss N1 des induktiven Elements 306 und einen Referenzspannungs-Knoten (z. B. Masseanschluss GND) geschaltet. Das dritte Leitungssteuerungselement 312 ist zwischen einen zweiten Anschluss N2 des induktiven Elements 306 und den Referenzspannungs-Knoten (z. B. Masseanschluss GND) geschaltet. Das vierte Leitungssteuerungselement 314 ist zwischen den zweiten Anschluss N2 des induktiven Elements 306 und den Ausgangsknoten N_OUT der Gleichstromstellerschaltung 320 geschaltet.
  • In einer beispielhaften Ausgestaltung der Gleichstromstellerschaltung 320 können alle Leitungssteuerungselemente, einschließlich 308, 310, 312 und 314, unter Verwendung von Schaltern, wie z. B. Metalloxid-Halbleiter (MOS) - Transistoren, implementiert werden. In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Gleichstromstellerschaltung 320 können das erste Leitungssteuerungselement 308 und das dritte Leitungssteuerungselement 312 unter Verwendung von Schaltern (z. B. MOS-Transistoren) implementiert sein, und das zweite Leitungssteuerungselement 310 und das vierte Leitungssteuerungselement 314 können unter Verwendung von Dioden implementiert sein. Beispielsweise, aber nicht einschränkend, ist das zweite Leitungssteuerungselement 310 durch eine Diode mit einer Anode, die mit dem Masseanschluss GND verbunden ist, und einer Kathode, die mit dem ersten Anschluss N1 verbunden ist, implementiert, und das vierte Leitungssteuerungselement 314 ist durch eine Diode mit einer Anode, die mit dem zweiten Anschluss N2 verbunden ist, und einer Kathode, die mit dem Ausgangsknoten N_OUT verbunden ist, implementiert. Das gleiche Ziel des Erzeugens der regulierten Ausgangsspannung V_OUT kann durch eine solche Hardwarekonfiguration erreicht werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Steuerschaltung 330 einen ersten Steuerblock 332, einen zweiten Steuerblock 334 und eine Logikschaltung 336, ist aber nicht hierauf beschränkt. Der erste Steuerblock 332 dient dazu, eine erste Betriebsarteinstellung zu bestimmen (z. B. D1*T, wobei D1 ein Bewertungsparameter und T eine Länge eines Zeitraums ist), und der zweite Steuerblock 334 dient dazu, eine zweite Betriebsarteinstellung (z. B. D2*T, wobei D2 ein Bewertungsparameter und T eine Länge eines Zeitraums ist) zu bestimmen. Die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T kann unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung D1*T geschehen. Genauer gesagt bestimmt der erste Steuerblock 332 die erste Betriebsarteinstellung D1*T gemäß eines Stroms, der durch das erste Leitungssteuerungselement 308 oder das induktive Element 306 fließt und/oder gemäß einer eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung V_OUT abgeleitet wird. Der zweite Steuerblock 334 kann die zweite Betriebsarteinstellung D2*T ohne Bezugnahme auf zumindest die Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung V_OUT abgeleitet wird, bestimmen. Die Logikschaltung 336 ist mit dem ersten Steuerblock 332 und dem zweiten Steuerblock 334 verbunden und dient zum Empfangen der ersten Betriebsarteinstellung D1*T und der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T und dann zum Erzeugen von Steuersignalen SC_1, SC_2, SC_3 und SC_4 an die entsprechenden Leitungssteuerungselemente, einschließlich 308, 310, 312 und 314, gemäß zumindest der ersten Betriebsarteinstellung D1*T und der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T. Beispielsweise, aber nicht einschränkend, steuert die Logikschaltung 336 bei einem bestimmten Szenario die Gleichstromstellerschaltung 320 nacheinander in eine erste Phase Phase_1, eine zweite Phase Phase_2 und eine dritte Phase Phase_3 einzutreten. In der ersten Phase Phase_1 der Gleichstromstellerschaltung 320 steuert die Logikschaltung 336, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung D1*T, das erste Leitungssteuerungselement 308 und das dritte Leitungssteuerungselement 312, so dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement 310 und das vierte Leitungssteuerungselement 314, so dass diese nicht elektrisch leitend sind. In der zweiten Phase Phase_2 der Gleichstromstellerschaltung 320 steuert die Logikschaltung 336, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T, das erste Leitungssteuerungselement 308 und das vierte Leitungssteuerungselement 314, so dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement 310 und das dritte Leitungssteuerungselement 312, so dass diese nicht elektrisch leitend sind. In der dritten Phase Phase_3 der Gleichstromstellerschaltung 320 steuert die Logikschaltung 336 das zweite Leitungssteuerungselement 310 und das vierte Leitungssteuerungselement 314, so das diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement 308 und das dritte Leitungssteuerungselement 312, so dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, wie (1-D1-D2)*T, was auf der ersten Betriebsarteinstellung D1*T und der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T basiert. Die Ablaufreihenfolge der ersten Betriebsarteinstellung D1*T, der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T und der dritten Betriebsarteinstellung (1-D1-D2)*T innerhalb einer Periode T ist in 4 gezeigt.
  • Im Vergleich zur herkömmlichen Ausgestaltung der in 1 gezeigten Gleichstromstellerschaltung 100 wird zumindest eine zusätzlich Phase (d. h. die zweite Phase Phase_2) zwischen der ersten Phase Phase_1 und der dritten Phase Phase_3 eingefügt, wie in 4 zu sehen ist. Deshalb wäre das vierte Leitungssteuerungselement 314 während der zweiten Phase Phase_2 und auch während der dritten Phase Phase_3 elektrisch leitend. Auf diese Weise ermöglicht die beispielhafte Steuerschaltung 330, dass das vierte Leitungssteuerungselement 314 einen längeren Stromleitungszeitraum aufweist, was zu einem verbesserten Umwandlungswirkungsgrad führt. 5 ist ein Wellenformdiagramm, das den Induktorstrom Iind' des induktiven Elements 306 und den Strom ID' des vieren Leitungssteuerungselements 314 darstellt. Da das vierte Leitungssteuerungselement 314 sowohl in der zweiten Phase Phase_2 als auch in der dritten Phase Phase_3 elektrisch leitend ist, kann der durchschnittliche Induktorstrom mit einem niedrigeren Stromwert den erwünschten Ausgangsstrom zu einer Ausgangslast liefern. Insbesondere weisen die geregelte Ausgangsspannung V_OUT und die Eingangsspannung V_IN die folgende Übertragungsfunktion auf: V_OUT/V_IN = (D1+D2)/(1-D1); und das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Induktorstrom IAVG,L' des induktiven Elements 306 und der durchschnittliche Strom IAVG,SW-D' des vierten Leitungssteuerungselements 314 kann unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung ausgedrückt werden: IAVG,SW-D' = IAVG,L'*(1-D1). In einem Fall, in dem V_OUT/V_IN = 3,3V/3,2V ist und der erforderliche Ausgangsstrom 300mA beträgt, ist die Einschalt-Betriebsart D1 ungefähr 25 % und der durchschnittliche Induktorstrom IAVG,L' ist ungefähr 400mA, was viel geringer ist als die 600mA beim herkömmlichen Gleichstromsteller. Unter Verwendung des vorgeschlagenen Steuerungsansatzes wird der durchschnittliche Induktorstrom stark verringert und der Umwandlungswirkungsgrad kann dementsprechend aufgrund des geringen Stromverlustes verbessert werden.
  • Es sei angemerkt, dass das in 5 gezeigte Stromprofil nur der Erläuterung dient. Tatsächlich kann sich das Stromprofil gemäß verschiedenen Betriebszuständen beim Hochstell-/Tiefstell-Modus verändern. Mit anderen Worten, die Einschalt-Betriebsart D1 und die eingefügte programmierbare Einschalt-Betriebsart D2 entscheiden über das endgültige Stromprofil des Induktorstroms und des Schalterstroms. Einfacher gesagt: Solange die oben genannte, zusätzliche zweite Phase zwischen der ersten Phase und der dritten Phase eingefügt wird (hier ist anzumerken, dass die herkömmliche Gleichstromstellerschaltung nur diese zwei Phasen aufweist), kann der durchschnittliche Induktorstrom wirksam verringert werden.
  • Es sei auf 3 in Verbindung mit 6 Bezug genommen. 6 ist eine schematische Darstellung, die eine erste beispielhafte Implementierung des in 3 gezeigten Gleichstromstellers 300 zeigt. In dieser beispielhaften Implementierung umfasst der Gleichstromsteller 600 eine Gleichstromstellerschaltung 610 mit einem Induktor L, einem Eingangskondensator C1, einem Ausgangskondensator C2 und einer Vielzahl von Schaltern SW_1, SW_2, SW_3 und SW_4, die unter Verwendung von MOS-Transistoren, die jeweils über Steuersignale SC_1, SC_2, SC_3 und SC_4 gesteuert werden, implementiert sind. Da ein Fachmann auf dem Gebiet die beispielhafte Ausgestaltung der in 6 gezeigten Gleichstromstellerschaltung einfach verstehen wird, nachdem er die obigen Absätze im Hinblick auf die Gleichstromstellerschaltung 320 der 3 gelesen hat, wird eine weitere Beschreibung der Kürze wegen hier weggelassen.
  • Der erste Steuerblock 620 nutzt eine Regelung für einen stromprogrammierten Modus (CPM), die den Strom, der durch den Schalter SW_1 oder den Induktor L fließt, überwacht, um die erste Betriebsarteinstellung D1*T zu programmieren. In dieser beispielhaften Implementierung wird der Schalter-/Induktorstrom durch die Strommesseinheit (z. B. einen Stromwandler, einen Messwiderstand, oder ein anderes Bauteil mit Strommessfähigkeiten) 621 erfasst. Somit erzeugt die Strommesseinheit 621 eine Messspannung VCS proportional zu dem tatsächlichen Strom, der durch den Schalter SW_1 bzw. den Induktor L fließt. Das Steuersignal eines Strommoduswandlers, der die Erzeugung der geregelten Ausgangsspannung unter Verwendung des Induktorstroms bzw. Schalterstroms steuert, ist anfällig gegen Störungen. Wenn der Gleichstromsteller mit einer Auslastung von 50% oder weniger arbeitet, beeinträchtigt die Störung die gesamte Wandlerfunktion nicht. Bei einer Auslastung größer als 50% jedoch wird die Auswirkung der Störung deutlich, was zu einer Schwingung des Steuersignals führen kann. Um eine solche störungsbedingte Schwingung zu vermeiden, wird ein kompensierendes Sägezahnrampensignal Vramp mit einer bestimmten Neigung von einem Oszillator 622 erzeugt und dann mit der Messspannung VCS, die von der Strommesseinheit 621 erzeugt wurde, durch einen Addierer 623 kombiniert, um die Schleife zu stabilisieren, wodurch ein Wellenformsignal Vcomp erzeugt wird. Die Widerstände R1 und R2 bilden einen Spannungsteiler, um eine Rückführungsspannung VFB entsprechend der geregelten Ausgangsspannung V_OUT zu erzeugen. Der Komparator 624 vergleicht die Rückführungsspannung VFB mit einer Referenzspannung VREF, um eine Steuerspannung VC zu erzeugen. Als Nächstes wird die Steuerspannung Vc, die durch eine Kompensationseinheit (z. B. einen Proportional-und-Integral (PI)-Kompensator) 625 kompensiert wurde, durch einen Komparator 626 mit dem Wellenformsignal Vcomp verglichen. Letztendlich wird die erste Betriebsarteinstellung D1*T entsprechend eines Vergleichsergebnisses des Komparators 626 bestimmt. Kurz zusammengefasst: Die CPM-Regelung stimmt die erste Betriebsarteinstellung D1*T entsprechend des Betrags der geregelten Ausgangsspannung und des Betrags des Induktor-/Schalterstroms ab. Im Vergleich zu einer Spannungsmodusregelung, die nur den Betrag der geregelten Ausgangsspannung überwacht, weist die CPM-Regelung große Vorteile auf, einschließlich einer einfachen Kompensation mit großer Phasenreserve, einfachere Dynamik, da der Induktorpol zu einer höheren Frequenz bewegt wurde, schnelleres Einschwingverhalten und Verhinderung eines Überstromfehlers durch den notwendigen Strommessvorgang.
  • In dieser beispielhaften Implementierung wird der zweite Steuerblock 334 in 3 durch eine einstellbare monostabile Schaltung 630 realisiert, die die zweite Betriebsarteinstellung D2*T durch Verarbeiten eines Referenztaktsignals CLK_Ref mit einem festgelegten Referenzschaltintervall bestimmt. Das heißt, durch geeignete Einstellung des festgelegten Referenzschaltintervalls des Referenztaktsignals CLK_Ref wird die zweite Betriebsarteinstellung D2*T so programmiert, dass sie einen gewünschten Wert aufweist, der die Anforderungen der Anwendung erfüllt, da die zweite Betriebsarteinstellung D2*T proportional zum festgelegten Referenzschaltintervall des Referenztaktsignals CLK_Ref ist.
  • Auf der Grundlage der ersten Betriebsarteinstellung D1*T und der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T erzeugt die Logikschaltung 640 die Steuersignale SC_1, SC_2, SC_3 und SC_4 zum Steuern der Gleichstromstellerschaltung 610, damit diese nacheinander in die verschiedenen Phasen (z. B. Phase_1, Phase_2, Phase_3) eintritt. Letztendlich kann die gewünschte Ausgangsspannung V_OUT von der Gleichstromstellerschaltung 610 bei Durchleitung eines verringerten durchschnittlichen Induktorstroms erzeugt werden.
  • Es sei auf 3 in Verbindung mit 7 Bezug genommen. 7 ist eine schematische Darstellung, die eine zweite beispielhafte Implementierung des Gleichstromstellers 300 der 3 darstellt. In dieser beispielhaften Ausgestaltung umfasst der Gleichstromsteller 700 die Gleichstromstellerschaltung 610, den ersten Steuerblock 620, einen zweiten Steuerblock 710 und die Logikschaltung 640. Der Hauptunterschied zwischen dem beispielhaften Gleichstromsteller in 6 und dem beispielhaften Gleichstromsteller 700 in 7 ist die Implementierung des zweiten Steuerblocks. Wie in 7 gezeigt, umfasst der zweite Steuerblock 710 eine Messschaltung 712 und eine Bestimmungsschaltung 714. Die Messschaltung 710 dient zum Messen der Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung 612, um eine Ausgangslastinformation LI zu erhalten. In dieser beispielhaften Implementierung erhält die Messschaltung 712 die Ausgangslastinformation LI der Gleichstromstellerschaltung 610 durch Messen von Ladungen, die durch den Schalter SW_4 fließen, der, wie in 3 gezeigt, das vierte Leitungssteuerungselement 314 realisiert. In einer weiteren Implementierung erhält die Messschaltung 712 die Ausgangslastinformation LI der Gleichstromstellerschaltung 610 durch Erfassen der Frequenz des Oszillators 622. Die Bestimmungsschaltung 714 ist mit der Messschaltung 712 verbunden und dient zum Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T entsprechend der Ausgangslastinformation LI. Es sei angemerkt, dass bei dieser beispielhaften Implementierung die eingefügte programmierbare Einschalt-Betriebsart verlängert wird, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt, und umgekehrt. Außerdem hängt die Aktualisierungsfrequenz der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T von der Ausgestaltung ab und ist somit einstellbar.
  • Es sei angemerkt, dass die Bestimmung der zweiten Betriebsarteinstellung D2*T gemäß dem Schaltintervall eines Referenztaktes oder der Ausgangslastinformation der Gleichstromstellerschaltung nur zum Zwecke der Erläuterung beschrieben ist und keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung bedeutet. Insbesondere kann jede Einrichtung, die in der Lage ist, die zweite Betriebsarteinstellung D2*T, deren Erzeugung unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung D1*T ist (d. h. die Betriebsart der Phase_2 ist unabhängig vom Steuersignal für die Steuerung der Betriebsart der Phase_1), oder ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung V_OUT abgeleitet wird, zu bestimmen, vom zweiten Steuerblock verwendet werden. Diese alternativen Ausgestaltungen folgen alle der Idee der vorliegenden Erfindung.
  • Wenn man einen besonderen Fall betrachtet, bei dem der Ausgangsstrom niedriger als erforderlich ist, tritt die Gleichstromstellerschaltung 320, 610 in einen Stromsparmodus ein, indem die erste Phase Phase_1 übersprungen wird (d. h. im Stromsparmodus wird das vierte Leitungssteuerungselement 314 (Schalter SW_4) elektrisch leitend gehalten und das dritte Leitungssteuerungselement 312 (Schalter SW_3) wird nicht elektrisch leitend gehalten). Die vorgenannte zweite Betriebsarteinstellung D2*T für die zweite Phase Phase_2 wird somit vom ersten Steuerblock 332, 620 gesteuert, anstatt durch das Schaltintervall eines Referenztaktes oder der Ausgangslastinformation der Gleichstromstellerschaltung. Mit anderen Worten gilt D2*T = D1*T, wenn die Phase_1 im Stromsparmodus verschwindet. Die Ablaufreihenfolge der zweiten Betriebsarteinstellung D1*T und der dritten Betriebsarteinstellung (1-D1)*T innerhalb einer Periode T ist in 8 gezeigt. Es sei angemerkt, dass, wenn die Phase_1 nicht vorhanden ist, die Gleichstromstellerschaltung 320, 610 wie ein Tiefsetzsteller arbeitet.
  • Der beispielhafte Gleichstromsteller, der das vorgeschlagene Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung nutzt, bietet eine einfache Möglichkeit, den durchschnittlichen Induktorstrom zu verringern, verbessert den Stromwirkungsgrad deutlich und erfordert einen kleineren Eingangskondensator aufgrund des niedrigeren Stroms, der durch das erste Leitungssteuerungselement (z. B. ein unter Verwendung eines MOS-Transistors implementierter Schalter) 308 fließt. Zusätzlich kann er problemlos in die Zielanwendungen implementiert werden. Beispielsweise kann der beispielhafte Gleichstromsteller mit dem vorgeschlagenen Steuerungsaufbau der vorliegenden Erfindung in jedem tragbaren Gerät angewandt werden, das einen breiten Eingangsspannungsbereich unterstützt, um eine geregelte Ausgangsspannung über, unter oder gleich der Eingangsspannung mit einem hohen Umwandlungswirkungsgrad bereitzustellen.
  • Der Vollständigkeit halber werden verschiedene Aspekte der Erfindung in den nachfolgenden Klauseln dargelegt:
    1. (1) Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
      • Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements,
      • dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung;
      • Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung, wobei die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist;
      • Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und
      • Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert.
    2. (2) Verfahren nach Klausel (1), wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung umfasst:
      • Empfangen eines Referenz-Taktsignals mit einem Referenz-Schaltintervall; und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß dem Referenz-Schaltintervall.
    3. (3) Verfahren nach Klausel (2), wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß dem Referenz-Schaltintervall umfasst:
      • Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung durch Verwendung einer monostabilen Schaltung, um das Referenz-Taktsignal mit dem Referenz-Schaltintervall zu verarbeiten.
    4. (4) Verfahren nach Klausel (1), wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung umfasst:
      • Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung, um eine Ausgangslastinformation zu erhalten; und
      • Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslastinformation.
    5. (5) Verfahren nach Klausel (4), wobei der Schritt des Messens der Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung umfasst:
      • Messen von Ladungen, die durch das vierte Leitungssteuerungselement fließen, um die Ausgangslastinformation zu erhalten.
    6. (6) Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
      • Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements,
      • dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung;
      • Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung abgeleitet wird;
      • Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und
      • Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert.
    7. (7) Verfahren nach Klausel (6), wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung umfasst:
      • Empfangen eines Referenz-Taktsignals mit einem Referenz-Schaltintervall; und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß dem Referenz-Schaltintervall.
    8. (8) Verfahren nach Klausel (6), wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß dem Referenz-Schaltintervall umfasst:
      • Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung durch Verwendung einer monostabilen Schaltung, um das Referenz-Taktsignal mit dem Referenz-Schaltintervall zu verarbeiten.
    9. (9) Verfahren nach Klausel (6), wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung umfasst:
      • Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung, um eine Ausgangslastinformation zu erhalten; und
      • Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslastinformation.
    10. (10) Verfahren nach Klausel (9), wobei der Schritt des Messens der Ausgangslast des Gleichstromstellers umfasst:
      • Messen von Ladungen, die durch das vierte Leitungssteuerungselement fließen, um die Ausgangslastinformation zu erhalten.
    11. (11) Steuerschaltung zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei die Steuerschaltung umfasst:
      • einen ersten Steuerblock, der eine erste Betriebsarteinstellung bestimmt;
      • einen zweiten Steuerblock, der eine zweite Betriebsarteinstellung bestimmt, wobei die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist; und
      • eine Logikschaltung, die mit dem ersten Steuerblock und dem zweiten Steuerblock verbunden ist, um die erste Betriebsarteinstellung und die zweite Betriebsarteinstellung zu empfangen, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement gesteuert werden, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement gesteuert werden, dass diese nicht elektrisch leitend sind, und entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert, das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind.
    12. (12) Steuerschaltung nach Klausel (11), wobei der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung bestimmt durch:
      • Empfangen eines Referenz-Taktsignals mit einem Referenz-Schaltintervall; und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß dem Referenz-Schaltintervall.
    13. (13) Steuerschaltung nach Klausel (12), wobei der zweite Steuerblock eine monostabile Schaltung umfasst, um die zweiten Betriebsarteinstellung durch Verarbeiten des Referenz-Taktsignals mit dem Referenz-Schaltintervall zu bestimmen.
    14. (14) Steuerschaltung nach Klausel (11), wobei der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung bestimmt durch:
      • Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung, um eine Ausgangslastinformation zu erhalten; und
      • Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslastinformation.
    15. (15) Steuerschaltung nach Klausel (14), wobei der zweite Steuerblock umfasst:
      • eine Messschaltung zum Erhalten der Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung durch Messen von Ladungen, die durch das vierte Leitungssteuerungselement fließen; und
      • eine Bestimmungsschaltung, die mit der Messschaltung verbunden ist, um die zweite Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslastinformation zu bestimmen.
    16. (16) Steuerschaltung zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei die Steuerschaltung umfasst:
      • einen ersten Steuerblock, der eine erste Betriebsarteinstellung bestimmt;
      • einen zweiten Steuerblock, der eine zweite Betriebsarteinstellung ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung abgeleitet wird, bestimmt; und
      • eine Logikschaltung, die mit dem ersten Steuerblock und dem zweiten Steuerblock verbunden ist, um die erste Betriebsarteinstellung und die zweite Betriebsarteinstellung zu empfangen, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, und entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert, das zweite Leitungssteuerungselement und das vierte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement und das dritte Leitungssteuerungselement zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind.
    17. (17) Steuerschaltung nach Klausel (16), wobei der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung bestimmt durch:
      • Empfangen eines Referenz-Taktsignals mit einem Referenz-Schaltintervall; und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß dem Referenz-Schaltintervall.
    18. (18) Steuerschaltung nach Klausel (16), wobei der zweite Steuerblock eine monostabile Schaltung umfasst, um die zweiten Betriebsarteinstellung durch Verarbeiten des Referenz-Taktsignals mit dem Referenz-Schaltintervall zu bestimmen.
    19. (19) Steuerschaltung nach Klausel (16), wobei der zweite Steuerblock die zweite Betriebsarteinstellung bestimmt durch:
      • Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung, um eine Ausgangslastinformation zu erhalten; und
      • Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslastinformation.
    20. (20) Steuerschaltung nach Klausel (19), wobei der zweite Steuerblock umfasst:
      • eine Messschaltung zum Erhalten der Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung durch Messen von Ladungen, die durch das vierte Leitungssteuerungselement fließen; und
      • eine Bestimmungsschaltung, die mit der Messschaltung verbunden ist, um die zweite Betriebsarteinstellung gemäß der Ausgangslastinformation zu bestimmen.
    21. (21) Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung, um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung ein induktives Element, ein erstes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung und einen ersten Anschluss des induktiven Elements geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement, das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement, das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement, das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
      • Bestimmen einer ersten Betriebsarteinstellung gemäß eines Stroms, der durch das erste Leitungssteuerungselement oder das induktive Element fließt;
      • Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung;
      • Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung;
      • Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und
      • Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements und des vierten Leitungssteuerungselements, dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements und des dritten Leitungssteuerungselements, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung basiert.
  • Alle Kombinationen und Unterkombinationen der oben beschriebenen Merkmale gehören ebenfalls zu der Erfindung.
  • Zusammengefasst offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (320, 610). Die Gleichstromstellerschaltung (320, 610) umfasst ein induktives Element (306), ein erstes Leitungssteuerungselement (308), ein zweites Leitungssteuerungselement (310), ein drittes Leitungssteuerungselement (312), und ein viertes Leitungssteuerungselement (314). Das Verfahren umfasst: Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (308) und des dritten Leitungssteuerungselements (312), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (310) und des vierten Leitungssteuerungselements (314), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung; Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung, deren Erzeugung unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (308) und des vierten Leitungssteuerungselements (314), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (310) und des dritten Leitungssteuerungselements (312), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung; und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (310) und des vierten Leitungssteuerungselements (314), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (308) und des dritten Leitungssteuerungselements (312), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (610), um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) eine geregelte Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung (610) ein induktives Element (L), ein erstes Leitungssteuerungselement (SW_1), das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) und einen ersten Anschluss des induktiven Elements (L) geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement (SW_2), das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements (L) und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement (SW_3), das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement (SW_4), das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung; Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T), wobei die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T); und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) basiert; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) umfasst: Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung (610); und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) gemäß der Ausgangslast, wobei die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) verlängert wird, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  2. Verfahren zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (610), um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) eine geregelte Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung (610) ein induktives Element (L), ein erstes Leitungssteuerungselement (SW_1), das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) und einen ersten Anschluss des induktiven Elements (L) geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement (SW_2), das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements (L) und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement (SW_3), das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement (SW_4), das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer ersten Betriebsarteinstellung; Bestimmen einer zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der geregelten Ausgangsspannung (V_OUT) abgeleitet wird; Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T); und Steuern des zweiten Leitungssteuerungselements (SW_2) und des vierten Leitungssteuerungselements (SW_4), dass diese elektrisch leitend sind, und Steuern des ersten Leitungssteuerungselements (SW_1) und des dritten Leitungssteuerungselements (SW_3), dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) basiert; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) umfasst: Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung (610); und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) gemäß der Ausgangslast, wobei die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) verlängert wird, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  3. Steuerschaltung zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (610), um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) eine geregelte Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung (610) ein induktives Element (L), ein erstes Leitungssteuerungselement (SW_1), das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) und einen ersten Anschluss des induktiven Elements (L) geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement (SW_2), das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements (L) und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement (SW_3), das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement (SW_4), das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei die Steuerschaltung umfasst: einen ersten Steuerblock (620), der eine erste Betriebsarteinstellung bestimmt; einen zweiten Steuerblock (710), der eine zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) bestimmt, wobei die Erzeugung der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) unabhängig von der Erzeugung der ersten Betriebsarteinstellung ist; und eine Logikschaltung (640), die mit dem ersten Steuerblock (620) und dem zweiten Steuerblock (710) verbunden ist, um die erste Betriebsarteinstellung und die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) zu empfangen, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement (SW_1) und das dritte Leitungssteuerungselement (SW_3) zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement (SW_2) und das vierte Leitungssteuerungselement (SW_4) zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) das erste Leitungssteuerungselement (SW_1) und das vierte Leitungssteuerungselement (SW_4) zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement (SW_2) und das dritte Leitungssteuerungselement (SW_3) zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, und entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) basiert, das zweite Leitungssteuerungselement (SW_2) und das vierte Leitungssteuerungselement (SW_4) zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement (SW_1) und das dritte Leitungssteuerungselement (SW_3) zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steuerblock (710) die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) bestimmt durch: Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung (610); und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) gemäß der Ausgangslast, wobei die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) verlängert wird, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
  4. Steuerschaltung zum Steuern einer Gleichstromstellerschaltung (610), um an einem Ausgangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) eine geregelte Ausgangsspannung (V_OUT) bereitzustellen, wobei die Gleichstromstellerschaltung (610) ein induktives Element (L), ein erstes Leitungssteuerungselement (SW_1), das zwischen einen Eingangsknoten der Gleichstromstellerschaltung (610) und einen ersten Anschluss des induktiven Elements (L) geschaltet ist, ein zweites Leitungssteuerungselement (SW_2), das zwischen den ersten Anschluss des induktiven Elements (L) und einen Referenzspannungsknoten geschaltet ist, ein drittes Leitungssteuerungselement (SW_3), das zwischen einen zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Referenzspannungsknoten geschaltet ist, und ein viertes Leitungssteuerungselement (SW_4), das zwischen den zweiten Anschluss des induktiven Elements (L) und den Ausgangsknoten geschaltet ist, umfasst, wobei die Steuerschaltung umfasst: einen ersten Steuerblock (620), der eine erste Betriebsarteinstellung bestimmt; einen zweiten Steuerblock (710), der eine zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) ohne Bezugnahme auf zumindest eine Rückführungsspannung, die von der regulierten Ausgangsspannung (V_OUT) abgeleitet wird, bestimmt; und eine Logikschaltung (640), die mit dem ersten Steuerblock (620) und dem zweiten Steuerblock (710) verbunden ist, um die erste Betriebsarteinstellung und die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) zu empfangen, entsprechend der ersten Betriebsarteinstellung das erste Leitungssteuerungselement (SW_1) und das dritte Leitungssteuerungselement (SW_3) zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement (SW_2) und das vierte Leitungssteuerungselement SW_4) zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, entsprechend der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) das erste Leitungssteuerungselement (SW_1) und das vierte Leitungssteuerungselement (SW_4) zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das zweite Leitungssteuerungselement (SW_2) und das dritte Leitungssteuerungselement (SW_3) zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind, und entsprechend einer dritten Betriebsarteinstellung, die auf der ersten Betriebsarteinstellung und der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) basiert, das zweite Leitungssteuerungselement (SW_2) und das vierte Leitungssteuerungselement (SW_4) zu steuern, dass diese elektrisch leitend sind, und das erste Leitungssteuerungselement (SW_1) und das dritte Leitungssteuerungselement (SW_3) zu steuern, dass diese nicht elektrisch leitend sind; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steuerblock (710) die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) bestimmt durch: Messen einer Ausgangslast der Gleichstromstellerschaltung (610); und Bestimmen der zweiten Betriebsarteinstellung (D2*T) gemäß der Ausgangslast, wobei die zweite Betriebsarteinstellung (D2*T) verlängert wird, wenn die durchschnittliche Ausgangslast ansteigt.
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