用于产生多个直流电压的开关调节器的制作方法

该说明书涉及用于产生多个直流电压的开关调节器，该开关调节器具有第一和第二输入电压端子，在所述输入电压端子之间连接有初级回路，所述初级回路由至少一个由初级线圈和第一可控的开关装置组成的串联装置构成，该开关调节器具有至少一个第一对和第二对输出电压端子，所述输出电压端子具有第一或第二用于高的输出电压电位的端子和第一或第二用于低的输出电压电位的端子。

背景技术：

此外，该开关调节器具有至少一个第一和第二次级回路，所述次级回路以分别与初级线圈磁耦合的第一或第二次级线圈来构成，其中次级线圈的各第一端子通过第一或第二二极管与该第一或该第二用于高的输出电压电位的端子连接并且次级线圈的各第二端子与该第一或该第二用于低的输出电压电位的端子连接。

由次级线圈和二极管构成的串联电路与第一或第二输出电容器并联。第二输入电压端子和用于低的输出电压电位的第二端子中的至少一个形成基准电位。设有具有输入和输出端子的调节电路，其将输出端子与可控的开关装置的控制端子连接。

从DE 102 59 353A1已知这样的电路装置。

在借助于开关调节器产生多个输出电压时，出现以下问题，或者所有输出电压都必须以相应的花费单独调节，或者输出电压中的仅仅一个被调节并且其他的跟着变，然而这可能导致不被调节的一个或多个输出电压较早下降，并且由于太晚投入的调节器而在其额定范围以下运行，并因此对所连接的负载不合规定地供电。

DE 102 59353A1提出，各个次级回路借助于调节器以时分复用运行进行调节。然而，这还与不小的控制花费相联系。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是，说明一种开关调节器，该开关调节器能够以小的花费在预先给定的条件下实现稳定的输出电压。

以按照本发明的方式，这种类型的开关调节器具有带有第一和第二端子的辅助次级回路，在所述第一和第二端子之间连接有由在流动方向上极化的第三二极管与由第三输出电容器和辅助负载电阻组成的并联电路构成的串联电路。该辅助次级回路的第一端子与一个与初级线圈磁耦合的辅助次级线圈的第一端子连接，而辅助次级回路的第二端子与辅助次级线圈的第二端子和基准电位连接。第三二极管与由第三输出电容器和辅助负载电阻组成的并联电路的连接点与调节电路的输入端子连接，其中由第三输出电容器和辅助负载电阻组成的并联电路的时间常数小于由输出电容器和要连接的负载电阻的平均值得出的至少第一和第二次级回路的平均时间常数。

在此，选择辅助负载电阻和第三输出电容器的数值，使得辅助次级回路近似无功率运行。通过小的时间常数，辅助次级回路的输出电容器比主次级回路的输出电容器更快地放电，使得一般在主次级回路的输出端上的电压降低到以下数值之下之前又使用该调节，该数值不再能够以前述方式实现所连接的负载的按规则的运行。

通过辅助次级回路近似无功率地运行，不产生提高的能耗，并且该辅助次级回路可以以小的和廉价的组件以简单和成本适宜的方式实现。

在按照本发明的开关调节器的第一实施方案中，辅助次级线圈是第三次级线圈，使得该辅助次级回路是真正的次级回路。

但在本发明的另一种构造中，也使用至少两个其他的主次级线圈之一作为辅助次级线圈，使得通过该方式可以节省一个次级线圈。

在本发明另一种构造中，辅助次级回路的第一端子与具有用作辅助次级线圈的主次级线圈的次级回路的二极管和输出电容器的连接点连接。

由此，只有当该次级回路的输出电容器也降低到确定的数值以下并因此辅助次级回路的输出电容不再能够通过第三二极管再次充电时，才使用调节。

在按照本发明的开关调节器的一种有利的构造中，用于低输出电压电位的端子中的至少一个可以具有相对于基准电位负的电位，由此这些开关调节器也可以用于除了正电位以外还需要负电位的应用，尤其必须参考负电位。

附图说明

随后根据实施例借助于附图进一步解释本发明。在此：

图1示出按照本发明的开关调节器的第一实施方案；

图2示出按照本发明的开关调节器的第二实施方案；以及

图3示出按照本发明的开关调节器的第三实施方案。

具体实施方式

图1-3分别示出初级回路Pk作为共同的电路组成部分，在该初级回路中在两个输入电压端子1，2之间连接有串联电路，该串联电路由初级线圈Lp和在所示示例中被构造为MOSFET的开关元件T组成。由初级线圈Lp和开关元件T组成的串联电路与用于稳定输入电压Vin的输入电容器Cin并联。用于输入电压Vin的第二端子2上的电位是基准电位GND。

两个次级线圈Ls1，Ls2在次级侧与初级回路Pk的初级线圈Lp磁耦合，所述两个次级线圈是第一次级回路Sk1和第二次级回路Sk2的组成部分。在次级线圈Ls1，Ls2中感应的电压分别通过二极管D1或D2施加在输出电容器C1或C2上，由此对其充电。在输出电容器C1，C2处，输出电压V1，V2处于相应的输出电压端子3，4或5，6上。

用于第一次级回路Sk1的低的输出电压电位的第二端子4同样与基准电位GND连接，而在所示的实施例中，用于第二次级回路Sk2的低的输出电压电位的第二端子6与负电位Voffset连接。

在图1-3中所示的具有两个输出回路Sk1，Sk2的开关调节器中，例如在如经常在汽车应用中可用的+6至+36伏的可变的输入电压的情况下，可以提供两个恒定的输出电压+15和-35伏，其中具有数值-35伏的第二输出电压相对于-50伏的负电位Voffset同样提供电位差并且因此提供15伏的输出电压。

所述输出电压用来控制功率开关，例如用来控制较新一代的压电末级，其中所述功率开关应该切换-50至+200伏的电压。所述压电末级用来控制压电喷射阀。

因此，按照上面所示的应用示例，功率晶体管的输入端用作次级回路Sk1，Sk2的负载，所述功率晶体管以脉冲方式运行，以便可以对压电执行器的电容充电。在此，次级回路Sk1，Sk2的负载非常不同，使得这两个次级回路Sk1，Sk2的输出电压V1，V2经受不同的波动。

为了对以下负责，即输出电压V1，V2即使在极端的负载条件下也不落入到确定的预先给定的数值以下，以按照本发明的方式设置辅助次级回路Skh，其第一端子7通过第三二极管D3和由输出电容器C3和辅助负载电阻RL组成的并联电路与第二端子8连接。在此，第二端子8与基准电位GND连接，而第一端子7通过辅助次级线圈Lh或Ls1与初级回路Pk的初级线圈Lp磁耦合。

第三二极管D3与由第三输出电容器C3和辅助负载电阻RL组成的并联电路的连接点与调节电路R的输入端连接，该调节电路的输出端控制初级回路Pk开关元件T的控制输入端。

在此，该调节用已知的方式通过以下方式进行，即第三输出电容器C3上的电压与包含在该调节电路R中的基准电压比较，并当第三输出电容器C3上的电压下降到基准电压以下时，接通开关元件T。

在此，辅助次级回路Skh近似无功率地构造，也就是说，以按照本发明的方式，从初级回路Pk输送到辅助次级回路Skh中的功率显著低于主次级回路Sk1，Sk2中所需要的功率。

在此，由第三输出电容器C3和辅助负载电阻RL组成的并联回路的时间常数小于次级回路Sk1，Sk2的平均时间常数，使得第三输出电容器C3上的电压的调节再次早于次级回路Sk1，Sk2中被使用。第三输出电容器C3上的电压由于其数值和辅助负载电阻RL的数值的确定而更快降低，因为第三输出电容器C3通过辅助负载电阻RL放电快于这在次级回路Sk1，Sk2中的情况。

通过该方式可以通过辅助次级回路Skh简单且廉价的组件C3，RL实现调节，该调节负责：次级回路Sk1，Sk2的输出电压V1，V2保持在预先给定的电压范围内。

在图1中示出辅助次级线圈Lh的第一实现方案，该辅助次级线圈被构造为真正的次级线圈，使得辅助次级回路Skh形成第三次级回路。

然而按照图2，辅助次级回路Skh的第一端子还可以与第一次级线圈Ls1的第一端子连接，由此可以节省附加的次级线圈Lh。

辅助次级回路Skh的第一端子的连接的另一种可能性在图3中示出，其中辅助次级回路Skh的第一端子与第一次级回路Sk1的第一二极管D1与第一输出电容器C1的连接点连接。

在该方案中，在第一次级回路Sk1上的足够的输出电压V1的情况下，辅助次级回路Skh的第三输出电容器C3可以通过第三二极管D3再充电，直到第一输出电压V1下降到调节电路R中的基准电压值以下，通过接通初级回路Pk的开关元件T再次使用调节。