专利名称：用于控制脉宽调制的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于控制脉宽调制的装置。
背景技术：
公知的是用于激励(Ansteuerung) —个以上可以通过脉宽调制被调光(dimmbar) 的负载的控制装置。如果负载处在供电线路上，则可以根据对所述负载的所要求的耗用功率，最大电 流流经供电线路，所述最大电流对应于每个负载的所有最大电流的相加。由此出现高的电流梯度，所述高的电流梯度引起电磁干扰电势。
发明内容
本发明所基于的任务是提供一种开头所述类型的控制装置，所述控制装置使得能 够实现改进的脉宽调制。该任务通过权利要求1的特征来解决。在从属权利要求中说明本发明的有利的和适宜的改进方案。本发明以一种用于控制具有预先给定的周期时长的脉宽调制的装置为出发点，该 用于控制具有预先给定的周期时长的脉宽调制的装置包括多个控制通道，用于独立地、在 时间上并行地控制多个电子载荷的耗用功率；以及控制单元，用于控制所述控制通道的脉 宽调制。所述电子载荷优选地位于相同的供电线路上。此外，所述控制通道有利地被相同 地时钟控制，尤其是以相同的周期时长被时钟控制。本发明的核心在于，所述控制单元被设计来将所述控制通道的针对接通信号的相 应输出时长在时间上放置为使得在周期时长之内，在时间上并行工作的控制通道的针对 接通信号的输出时长在时间上无缝地连续相接。由此，对于所述控制信号以同步方式同样地到期(可以说在控制通道上来看)的 周期时长被用不同控制通道的“电流接通块”无缝地填充。通过该措施，避免了切换边沿， 因为通过将输出时长无缝地放在一起，形成保持相同的电流。每个切换边沿都造成电磁干 扰辐射，所述电磁干扰辐射可以通过该措施被明显减小。在本发明的另一特别优选的扩展方案中，所述控制单元被构造来将所述控制通道 的针对接通信号的相应输出时长在时间上确定为使得在周期时长之内有尽可能少的控制 通道同时输出接通信号。通过这种方式，首先限制供电线路上的最大电流。电流梯度的减 小也随着峰值电流的减小而出现，由此限制由于电磁辐射造成的干扰电势。如果周期的所 有输出时长始终无缝地放在一起并且同时优化最大地工作的控制通道的数目，则可以最大 出现与负载的峰值电流相对应的电流跳变。由此，在大量的要驱动的负载的情况下，实现对 电流梯度的极大的减小，这显著改善电磁干扰电势。如果出现较小的最大负载变化，则能采用放慢一点并且因而经常成本较低的构 件。因为所述构件必须在假定的相同时间内仅仅实施小的负载跳变。
接着有利的是，所述控制单元被设计来根据要预期的总输出时长关于脉宽调制的 可用的周期时长来确定在输出时长内同时输出接通信号的控制通道的数目。此外，在这点上有利的是，所述控制单元进一步被构造来通过如下方式确定同时 输出接通信号的控制通道的数目确定所有控制通道的总输出时长并且计算周期时长多 频繁地作为整数值被包含在所述总输出时长中，其中所述值构成同时被驱动的控制通道的 数目。通过该措施，可以说计算出为了能够在所要求的输出时长内给各个负载供给接通 信号，必须多频繁地用各个通道的串起来的输出时长来填充周期时长。如果设置例如5个 负载，所述5个负载为了足够供给功率而分别需要可用的周期时长的三分之一作为接通时 间，则得出如下的情形在该时间的三分之二上，两个控制通道分别同时输出接通信道，并 且在三分之一时，仅仅一个控制通道是活动的。由此，峰值电流最大为两个负载电流，并且周期的变化最大仅为一个负载电流。因 此，干扰电平被降低并且对构件进行最大电流和最大梯度的加载被限制。本发明的另一重要方面在于用于减小彼此相继的周期中的缝隙数目的控制单元 被构造来在至少一个控制通道在周期开始时具有输出时长被预先设置为比脉宽调制周期 时长更短的接通信号的脉宽调制周期时长上，在随后的周期中将所述控制信道的输出时长 放置为使得所述输出时长正好在所述周期时长结束时结束并且在接下来到来的周期中再 次在周期开始时启动。由此可以削减每个周期开始时的电流变化，因为通过该措施，在周期 之内的变化过程相同的情况下在两个周期之间的交接点处总是有相同的值彼此相遇。如果多个输出时长偶然地相加来使得脉宽调制的周期时长被一倍或者多倍地完 全填充，则形成完全无缝的通电，其中利用对干扰电平的相对应积极的影响来完全避免电 流梯度。接着，为了获得尽可能少的电流跳变而建议在周期开始时的输出时长启动的更 替或使得输出时长恰好落到周期的结束处在周期上变化地(alterierend)继续进行。也可设想，这些行为方式不是在每个周期之后交替地进行，而是在预先给定数目 的周期之后交替地进行。这已经减少了出现的跳变的频率并且由此减小干扰电平。在本发明的此外优选的扩展方案中，所述控制单元被构造来在通过在周期中计 数到预先给定的结束值的计数器控制脉宽调制的情况下，在周期启动时接通控制信道并且 在预先给定的小于所述结束值但是大于起始值的中间值处断开所述控制通道，交替地在周 期中从起始值启动所述计数器并且在下一周期中从结束值启动所述计数器，其中所述计数 器接着倒计数到起始值。通过所述措施，例如第二周期分别在时间信号变化曲线方面被翻转，由此周期的 相同的起始值和/或周期的相同的结束值彼此相遇。由此，电流跳变的数目被减小并且与 之相联系的干扰电平被减小。
在说明其它优点和细节的情况下，在附上的附图中进一步阐述本发明的多个实施 例。图Ia单个地和以被合计的总电流示出了 4个单负载的接通信号在3个计数器周 期上的时间变化曲线，4
图Ib如图Ia那样示出了根据脉宽调制的接通信号的时间变化曲线，但是根据本 发明在时间上被分成相应的周期，图加和2b与每隔一个周期在时间上被逆转的变化曲线(图2b)相对照地示出了 图Ib中相对应的变化曲线Oa)。
具体实施例方式在图Ia中示出了计数器在3个周期时长为T的周期上的时间变化曲线，其中计数 器值线性地从零值分别上升到最大计数器值2_。紧接着，计数器再次从0开始。相对应 地，在图Ia中描绘了锯齿形变化曲线。各个周期时长T是相等的。在所描绘的周期时长期 间，分别有4个负载单独地以相对应的占空比来激励。在图表变化曲线中的最上面的位置 处，与脉宽调制的占空比相关的相应负载电流^‘‘^各个被示为块。在直接位于其下 的图表中用符号表示由此得出的在载荷的共同线路上出现的总电流Ii+I2+I3+I4。电流“和 I4对应于脉宽调制的为30%的占空比，电流I2对应于脉宽调制的为80%的占空比，并且电 流I3对应于脉宽调制的为50%的占空比。脉宽调制装置的相对应的4个控制通道在周期开始时同时输出负载的接通信号， 所述接通信号直到达到所要求的占空比为止一直持续。然后，相对应的控制通道断开该接 通信号。由此在该周期的前30%得到4倍的负载电流，因为所有负载都仍然要求电流。在 30%之后，两个负载被断开，由此总电流降低到一半，在接下来的50%之后，第三负载被断 开，第四负载直至该周期的80%都保持接通。由此得到阶梯状的变化曲线，该阶梯状的变化 曲线在该周期之内具有最大为4X1 (即分别在周期开始时)的高电压跳变以及持续的其它 电压跳变。以此为出发点的进行干扰的电磁辐射是显著的。通过根据本发明的由图Ib用符号表示的行为方式实现供电线路上的电流的明显 更均勻的变化过程。电流Ip 12、13、I4的与脉宽调制装置的接通信号的输出时长相对应的接通时长不 是同时在周期开始时启动，而是在周期上被分布为使得在例如电流I1的接通时长在时刻 2结束时，电流I2通过经由脉宽调制装置的相对应控制而被无缝地接入。但是，电流I2的接 通时长从时刻2起以为80%的占空比不再完全适应为T的周期时长，因此超出的10%在下 个周期的开始时还被执行。然后，电流I3在电流I2被断开的时刻1结束时被无缝地接入， 并且最后在电流I3在时刻3结束时，电流I4直至时刻4都被接入。也可设想，在无缝地串 起来的情况下，不是在接下来的周期的开始时、而是在相同周期的开始时以可以说是“预见 性”的方式来执行超出周期的接通时长。那样的话，如在图Ib中的单个信号的变化曲线下方所示的那样，另外得出变化曲 线Σ 1(1..4)。由此，在共同的供电线路上，在I1 = I2 = I3=I4W情况下，最大电流为21。此 外，由于始终用电流的接通时长无缝地“填充”周期，而出现最大为I的电流跳变。在图加中相对应地如图Ib中那样描绘了总电流Σ I(1..4)的单个电流Ii、I2、I3、I4 以及从0运行到Zmax的计数器的变化曲线。附加地，象征性地绘出电流变化的周期时长TD。 由此，得出电流变化的频率，其中fD = 1/TD。在图加和2b中，将对应于图Ib的图示与其 中总信号Σ 1(1..4)的电流变化的频率再一次被减半的图示(图2b)相对比。根据本发明，这 通过如下方式进行每隔一个周期，计数器不是从起始值(例如0)开始并且向上运行到结束值(例如N)，而是该计数器从结束值(N)开始并且向下计数到最小值(例如0)。由此， 如由单个电流Ip 12、13、I4的接通时长的相加得到的接通时长的时间变化曲线在时间上被 逆转，也就是说，时间条可以说对于这些周期被反转。由此，第一周期的结束值与第二周期 的结束值相遇，而第二周期的起始值与第三周期的起始值彼此相遇。由于信号变化曲线在 这些没有逆转的周期中是相同的，因此分别有相等的值彼此相遇，由此在所述周期的过渡 位置处分别不再出现信号变化曲线中的跳变。存在于周期之内的信号跳变仅仅每隔一个周 期才出现，由此干扰频率被减半。在图2b中以如下方式用符号表示计数器的在激励时每隔一个周期在时间上被逆 转的变化曲线现在替代于锯齿变化曲线而出现三角变化曲线。例如多个光源、例如发光二极管可被用作多个负载。在这种情况下，所述多个光源 的激励时间优选地分别被选择为使得得出所述光源的期望的亮度。所述控制装置例如可以 被实现为半导体构件，例如被实现为集成开关电路或者ASIC。
权利要求
1.一种用于控制具有预先给定的周期时长(T)的脉宽调制的装置，其具有多个控制 通道，用于独立地、在时间上并行地控制多个电载荷的耗用功率；以及控制单元，用于控制 所述控制通道的脉宽调制，其特征在于，所述控制单元被设计来将所述控制通道的针对接 通信号的相应输出时长在时间上放置为使得在周期时长(T)之内，在时间上并行工作的 控制通道的针对接通信号的输出时长在时间上无缝地连续相接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元被设计来将所述控制通道 的针对接通信号的相应输出时长在时间上放置为使得在周期时长(T)之内有尽可能少的 控制通道同时输出接通信号。
3.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述控制单元被设计来根据要预 期的总输出时长关于脉宽调制的可用的周期时长(T)而确定在输出时长内同时输出接通 信号的控制通道的数目。
4.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述控制单元被设计来通过如下 方式确定同时输出接通信号的控制通道的数目确定所有通道的总输出时长并且计算周期 时长(T)多频繁地作为整数值被包含在所述总输出时长中，其中所述值构成同时被驱动的 控制通道的数目。
5.根据权利要求1的前序部分所述的装置，其特征在于，用于减小接连到来的周期中 的缝隙数的控制单元被构造来在至少一个控制通道在周期开始时具有输出时长被预先设 置为比周期时长更短的接通信号的脉宽调制周期上，在随后的周期中将所述控制信道的输 出时长放置为使得所述输出时长正好在周期结束时结束并且在接下来到来的周期中再次 在周期开始时启动。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，在周期开始时的输出时长启动与 恰好在周期结束时的输出时长结束之间的更替在周期上交替地继续进行。
7.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述控制单元被构造来在通过 在周期中计数到预先给定的结束值(N)的计数器控制脉宽调制的情况下，在周期启动时接 通控制信道，并且在预先给定的小于结束值(N)的中间值处断开所述控制通道，交替地在 周期中从起始值启动所述计数器并且在下一周期中从结束值启动所述计数器，其中所述计 数器倒计数到起始值。
8.一种用于控制具有预先给定的周期时长(T)的脉宽调制的装置，其具有多个控制通 道，所述多个控制通道用于独立地、在时间上并行地控制多个电载荷的耗用功率，其中控制 单元控制所述控制通道的脉宽调制，其特征在于，所述控制单元将所述控制通道的针对接 通信号的相应输出时长在时间上放置为使得在周期时长(T)之内，在时间上并行工作的 控制通道的针对接通信号的输出时长在时间上无缝地连续相接。
全文摘要
本发明涉及用于控制脉宽调制的装置。建议有一种用于控制具有预先给定的周期时长(T)的脉宽调制的装置，其具有用于独立地控制多个电载荷的耗用功率的多个控制通道和用于控制所述控制通道的脉宽调制的控制单元。根据本发明，所述控制单元被设计来将所述控制通道的针对接通信号的相应输出时长在时间上放置为使得在周期时长(T)之内，控制通道的针对接通信号的输出时长在时间上无缝地连续相接。
文档编号H03K7/08GK102045046SQ20101050891
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月13日
发明者S·温克 申请人:罗伯特.博世有限公司