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Es ist bekannt, in Fahrzeugen Komponenten einzusetzen, deren Nennspannung größer ist als die übliche Betriebsspannung von 12 oder 13 Volt. Dadurch lassen sich bei gleichem Strombelag der Leiter höhere Leistungen erzielen. Einige Komponenten, wie beispielsweise elektrische Maschinen, insbesondere Starter oder Startergeneratoren haben daher eine Nennspannung von 48 Volt oder eine andere Nennspannung, die deutlich über den 12 oder 13 Volt des üblichen Kraftfahrzeugbordnetzes liegt. Um die Komponenten mit der höheren Nennspannung zu versorgen, werden Gleichspannungswandler verwendet, insbesondere DC/DC-Wandler, welche als Hochschnittstelle arbeiten. Es sind jedoch auch andere Konstellationen denkbar, in denen die Spannung von Einspannungsniveau auf ein anderes gewandelt werden muss, etwa von einem höheren Spannungsniveau wie beispielsweise 48 Volt, auf ein Spannungsniveau von 12, 13 oder 24 Volt.
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Die hier beschriebene Vorgehensweise hat insbesondere zum Zweck, auf einfache Weise in einem Fahrzeugbordnetz eine Spannung zu wandeln, insbesondere bei einfacher Anpassung an die erforderliche Nennleistung.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der davon abhängigen Ansprüche sowie aus der vorliegenden Beschreibung und der 1.
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Es wird vorgeschlagen, zwei Gleichspannungswandler in einem Fahrzeugbordnetz zu betreiben, wobei die beiden Gleichspannungswandler in einem Parallelbetrieb zusammengeschaltet werden, und im Einzelbetrieb nicht zusammengeschaltet werden. Im Parallelbetrieb wird ein Spannungssignal einer ersten Steuereinheit an eine zweite Steuereinheit weitergegeben, wobei die erste Steuereinheit einen ersten Gleichspannungswandler ansteuert und die zweite Steuereinheit einen zweiten Gleichspannungswandler ansteuert. Im Einzelbetrieb werden die beiden Gleichspannungswandler von jeweils einer der Steuereinheiten angesteuert, ohne dass das Spannungssignal weitergegeben werden wird. Im Einzelbetrieb werden die beiden Gleichspannungswandler somit einzeln (und individuell) angesteuert. Dadurch ist es möglich, im Bedarfsfall die beiden Gleichspannungswandler parallel zu betreiben und somit die Leistungen im Wesentlichen zu verdoppeln, während im Einzelbetrieb mehrere Komponenten betrieben werden können. Dies erlaubt eine Skalierung eines Gleichspannungswandlermoduls, wobei gemäß der Nennleistung eine entsprechende Anzahl an Gleichspannungswandler verwendet wird, die alle oder in Untergruppen steuerbar parallel geschaltet werden können oder auch einzeln angesteuert werden können. Etwa wenn das Fahrzeug gestartet wird, so wird vorzugsweise der Parallelbetrieb ausgeführt, so dass die beiden Gleichspannungswandler von Steuereinheiten angesteuert werden, indem ein Spannungssignal von einer Steuereinheit an die andere weitergegeben wird. Es sind mehrere Komponenten getrennt anzusteuern, und zwar ein elektrischer Klimakompressor und eine elektrische Maschine, darin kann jeder Spannungswandler von einer eigenen Steuereinheit angesteuert werden, insbesondere ohne dass Spannungssignale zwischen den Steuereinheiten weitergegeben werden (und so die Steuereinheiten miteinander zum Parallelbetrieb koordiniert werden).
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Das hier beschriebene Verfahren zum Betrieb zweier Gleichspannungswandler in einem Fahrzeugbordnetz sieht daher vor, dass zunächst ein Betriebsmodus-Steuersignal erfasst wird. Das Betriebsmodus-Steuersignal gibt an, ob die Gleichspannungswandler im Parallelbetrieb betrieben werden, oder im Einzelbetrieb betrieben werden. Falls das Betriebsmodus-Steuersignal einen Einzelbetrieb wiedergibt, wird eine erste Wandler-Ausgangsspannung an eine erste Steuereinheit rückgeführt. Die erste Steuereinheit steuert den ersten Gleichspannungswandler an. Die Wandler-Ausgangsspannung stammt vom ersten Gleichspannungswandler. Hierbei kann die Spannung selbst zurückgeführt werden, oder ein daraus abgeleitetes Signal, etwa ein gedämpftes und/oder gefiltertes Ausgangssignal des ersten Gleichspannungswandlers.
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Im Einzelbetrieb wird ferner auch eine zweite Wandler-Ausgangsspannung an eine zweite Steuereinheit rückgeführt. Die zweite Wandlerspannung entspricht der Ausgangsspannung eines zweiten Gleichspannungswandlers oder wird von dieser abgeleitet. Die zweite Steuereinheit steuert den zweiten Gleichspannungswandler an. Auch hier kann das Rückführen ein Dämpfen und/oder Filtern der Ausgangsspannung des betreffenden Gleichspannungswandlers beinhalten. Das Dämpfen kann mittels eines Spannungsteilers ausgeführt werden. Das Filtern kann insbesondere mittels eines analogen Filters ausgeführt werden, etwa mittels eines RC-Filters oder ähnlichem. Der Filter kann Teil des Dämpfungsglieds sein, etwa Teil eines Spannungsteilers.
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Falls das Betriebsmodus-Steuersignal einen Parallelbetrieb wiedergibt, wird ein Spannungssignal der ersten Steuereinheit an die zweite Steuereinheit weitergegeben. Die erste Steuereinheit steuert den ersten Gleichspannungswandler an. Die zweite Steuereinheit steuert den zweiten Gleichspannungswandler an. Indem das Spannungssignal weitergegeben wird, wird die Steuerung der zweiten Steuereinheit an die Steuerung durch die erste Steuereinheit angepasst. Auch das Weitergeben kann ein Dämpfen und/oder Filtern umfassen. Das Weitergeben des Spannungssignals kann insbesondere auch eine Verstärkung oder eine Pegelwandlung beinhalten. Durch das Weitergeben wird die Ansteuerung der Steuereinheiten parallel (d.h. gemeinschaftlich) ausgeführt.
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Die Ansteuerung der Steuereinheiten wird mittels eines Signals, insbesondere mittels eines Spannungssignals ausgeführt. Die Steuereinheiten können insbesondere mit einem Steuersignal angesteuert werden, wobei sich die Steuerinformation in einer Pulsweitenmodulation in einer Amplitudenmodulation oder in einer Frequenzmodulation des Signals wiederspiegelt. Die Steuerungsgröße ist somit auf dem Ansteuersignal amplitudenmoduliert, frequenzmoduliert oder pulsweitmoduliert aufgebracht. Das Ansteuern des ersten Gleichspannungswandlers durch die erste Steuereinheit kann ausgeführt werden durch Ansteuern mittels eines Pulsweiten-Modulationssignals, mittels eines amplitudenvariablen Modulationssignals oder mittels eines frequenzvariablen Modulationssignals. Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Steuereinheit und/oder die zweite Steuereinheit durch ein Pulsweiten-Modulationssignal, durch ein amplitudenvariables Modulationssignal oder durch ein frequenzvariables Modulationssignal angesteuert wird. Hierbei wird insbesondere eine Sollgröße in Form eines Ansteuersignals vorgegeben, welches pulsweitmoduliert sein kann, amplitudenmoduliert oder frequenzmoduliert sein kann. Dieses Signal dient als Ansteuergröße für die erste Steuereinheit und/oder die zweite Steuereinheit. Jede der beiden Steuereinheiten kann von einem eigenen Ansteuersignal (amplituden-, frequenz- oder pulsweitmoduliert) angesteuert werden, wobei dies insbesondere für den Einzelbetrieb gilt. Im Parallelbetrieb kann vorgesehen sein, dass nur ein Ansteuersignal vorgegeben wird, um sowohl die erste Steuereinheit (als auch durch Weiterleitung) die zweite Steuereinheit anzusteuern.
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Die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit können somit mittels eines Pulsweiten-Modulationssignals, mittels eines amplitudenvariablen Modulationssignals oder mittels eines frequenzvariablen Modulationssignals angesteuert werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann der erste Gleichspannungswandler durch die erste Steuereinheit und der zweite Gleichspannungswandler durch die zweite Steuereinheit angesteuert werden, in dem mittels eines Pulsweiten-Modulationssignals, mittels eines amplitudenvariablen Modulationssignals oder mittels eines frequenzvariablen Modulationssignals angesteuert wird.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Steuersignal mittels einer Vorgabeschaltung erzeugt wird. Das Steuersignal kann auch als Ansteuersignal bezeichnet werden und dient zur Ansteuerung des ersten Gleichspannungswandlers bzw. des Gleichspannungswandlers und insbesondere zur Ansteuerung der ersten Steuereinheit und ggf. der zweiten Steuereinheit. Falls das Betriebsmodus-Steuersignal ein Parallelbetrieb wiedergibt, wird der erste Gleichspannungswandler mit dem ersten Steuersignal angesteuert und das Steuersignal wird an den zweiten Gleichspannungswandler zu dessen Ansteuerung weitergeleitet. Somit wird im Parallelbetrieb durch eine Vorgabeschaltung ein Steuersignal erzeugt, mittels dem der erste und der zweite Gleichspannungswandler bzw. die erste und die zweite Steuereinheit angesteuert werden.
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Falls das Betriebsmodus-Steuersignal einen Einzelbetrieb wiedergibt, können zwei Vorgabeschaltungen vorgesehen sein, wobei eine Vorgabeschaltung den ersten Gleichspannungswandler bzw. die erste Steuereinheit ansteuert, und die zweite Vorgabeschaltung den zweiten Gleichspannungswandler bzw. die zweite Steuereinheit ansteuert. Es wird somit von einer ersten Vorgabeschaltung ein erstes Ansteuersignal erzeugt, das den ersten Gleichspannungswandler bzw. die erste Steuereinheit ansteuert, und es wird von einer zweiten Vorgabeschaltung ein zweites Steuersignal erzeugt, dass (getrennt hiervon) den zweiten Gleichspannungswandler bzw. die zweite Steuereinheit ansteuert.
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Mit der Formulierung „Ansteuerung eines Gleichspannungswandlers mittels einer Vorgabeschaltung“ wird insbesondere eine indirekte Ansteuerung bezeichnet, wobei hierbei die Vorgabeschaltung zunächst eine Steuereinheit ansteuert, welche wiederum den betreffenden Spannungswandler oder die betreffenden Spannungswandler ansteuert. Die Vorgabeschaltung steuert somit die Gleichspannungswandler indirekt an, insbesondere über die erste bzw. zweite Steuereinheit.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass der erste Gleichspannungswandler mit dem zweiten Gleichspannungswandler synchronisiert ist. Insbesondere werden diese Wandler synchronisiert, indem ein Taktgenerator der ersten Steuereinheit (welcher den ersten Gleichspannungswandler ansteuert) mit dem Taktgenerator der zweiten Steuereinheit (welche den zweiten Gleichspannungswandler ansteuert) synchronisiert ist oder miteinander synchronisierte Taktsignale für die Steuereinheiten verwendet werden. Die zweite Steuereinheit kann hierbei von einem Taktsignal ausgehen, dass um einen festen Phasenversatz zeitlich gegenüber einem Taktsignal verschoben ist, dass der ersten Steuereinheit zugeführt wird. Die Phasenverschiebung kann 360°/n betragen, wobei n = 2, 3, 4, 6 oder mehr ist. Bei n = 2 sind die Taktsignale gegenläufig, bei n = 3 sind die Taktsignale um 120° zueinander versetzt, entsprechend dem Versatz von einzelnen Phasen eines dreiphasigen Elektromotors.
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Die erste Wandler-Ausgangsspannung kann über einen ersten (insbesondere resistiven) Spannungsteiler an die erste Steuereinheit rückgeführt werden. Der Spannungsteiler dämpft hierbei die Wandler-Ausgangsspannung. Es kann ein zweiter Spannungsteiler vorgesehen sein, über den die Wandler-Ausgangsspannung an die erste Steuereinheit rückgeführt wird. Insbesondere kann der zweite Spannungsteiler einen Tiefpass aufweisen. Alternativ kann die Wandler-Ausgangsspannung über ein oder mehrere Dämpfungsglieder zurückgeführt werden (insbesondere Spannungsfelder), und kann ferner über einen Filter zurückgeführt werden, insbesondere über einen Tiefpass. Das Rückführen der Wandler-Ausgangsspannung kann das Dämpfen mittels mindestens einem Dämpfungsglied und das Filtern mittels mindestens einem Filter (etwa einem Tiefpass) durchgeführt werden. Der Tiefpass ist beispielsweise ein analoger Tiefpass, insbesondere mit mindestens einem RC-Glied. Ein Steuersignal kann als Sollwert von einer ersten Vorgabeschaltung in einen Spannungsteiler (über den rückgeführt wird) eingespeist werden, insbesondere in den zweiten Spannungsteiler.
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Die zweite Wandler-Ausgangsspannung kann über mindestens ein Dämpfungsglied und mindestens einen Filter, beispielsweise über einen Tiefpass rückgeführt werden an die zweite Steuereinheit. Hierbei kann die zweite Wandler-Ausgangsspannung über einen dritten Spannungsteiler und einen vierten Spannungsteiler rückgeführt werden, wobei der vierte Spannungsteiler einen Tiefpass aufweist. Es kann ein Modulationssignal als Sollwert von einer zweiten Vorgabeschaltung in ein Dämpfungsglied eingespeist werden, über das rückgeführt wird, insbesondere in den zweiten Spannungsteiler.
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Die Vorgabeschaltungen geben hierbei das Ansteuersignal für die Steuereinheiten, und somit auch (indirekt) für die Spannungswandler ab.
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Wie erwähnt können die Gleichspannungswandler bzw. die Steuereinheiten mittels eines Pulsweiten-Modulationssignals angesteuert werden. Falls das Betriebsmodus-Steuersignal einen Einzelbetrieb wiedergibt, wird die erste Wandler-Ausgangsspannung über einen Hochpass abgegeben, insbesondere über einen Hochpass, der auf den zweiten Spannungsteiler folgt. Die erste Wandler-Ausgangsspannung wird hierbei an einem Fehlereingang der ersten Steuereinheit abgegeben. Die zweite Wandler-Ausgangsspannung kann über einen Hochpass abgegeben werden, insbesondere einen Hochpass, der auf den vierten Spannungsteiler folgt. Die zweite Wandler-Ausgangsspannung kann an einen Fehlereingang der zweiten Steuereinheit abgegeben werden. Die vorangehend genannte Rückführung an einen Tiefpass kann insbesondere dann durchgeführt werden, wenn die Ansteuerung der Steuereinheit mittels eines Pulsweiten-Modulationssignals ausgeführt wird.
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Falls das Betriebsmodus-Steuersignal einen Parallelbetrieb wiedergibt, können der erste und der zweite Spannungswandler eine gemeinsame Gleichspannung über verbundene Ausgänge der beiden Spannungswandler abgeben. Beim Einzelbetrieb geben die beiden Spannungswandler voneinander getrennte Ausgangssignale ab. Es kann daher vorgesehen sein, dass beim Parallelbetrieb die Ausgänge miteinander verbunden sind, und ansonsten voneinander getrennt sind.
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Falls das Betriebsmodus-Steuersignal einen Einzelbetrieb wiedergibt, kann der erste Spannungswandler einen ersten Bordnetzzweig und der zweite Spannungswandler einen zweiten, vom ersten Bordnetzzweig verschiedenen Bordnetzzweig versorgen. Insbesondere können die beiden Spannungswandler unterschiedliche Komponenten versorgen. Die Steuereinheiten bzw. die beiden Spannungswandler erhalten daher getrennte Ansteuersignale, insbesondere von verschiedenen Vorgabeschaltungen.
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Weiterhin wird eine Spannungswandlerschaltung beschrieben, die einen ersten Gleichspannungswandler und eine erste Steuereinheit aufweist, wobei diese Steuereinheit den Gleichspannungswandler ansteuert. Ferner weist die Spannungswandlerschaltung einen zweiten Gleichspannungswandler und eine zweite Steuereinheit auf, wobei die zweite Steuereinheit den zweiten Gleichspannungswandler ansteuert.
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Die Spannungswandlerschaltung umfasst einen Umschalter. Dieser ist eingerichtet, in einem Einzelbetriebsschaltzustand (der dem Einzelbetrieb des Betriebsmodus-Steuersignal entspricht) einen Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers getrennt vom zweiten Gleichspannungswandler mit der ersten Steuereinheit zu verbinden, und für einen Ausgang des zweiten Gleichspannungswandler getrennt von dem ersten Gleichspannungswandler mit der zweiten Steuereinheit zu verbinden. In diesem Schaltzustand verbindet der Umschalter somit den Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers mit der ersten Steuereinheit und den Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers mit der zweiten Steuereinheit.
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Der Umschalter weist ferner einen Parallelbetrieb-Schaltzustand auf. Dieser entspricht dem Parallelbetrieb des Betriebsmodus-Steuersignals. In dem Parallelbetrieb-Schaltzustand wird die zweite Steuereinheit der ersten Steuereinheit nachgeschaltet. Somit folgt im Parallelbetrieb-Schaltzustand die zweite Steuereinheit hinsichtlich der Ansteuerung auf die erste Steuereinheit. Im Parallelbetrieb-Schaltzustand wird ein Ansteuersignal der ersten Steuereinheit an die zweite Steuereinheit weitergegeben, insbesondere über den Umschalter.
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Spannungswandlerschalter kann mit einer ersten Vorgabeschaltung ausgestattet sein, die mit der ersten Steuereinheit verbunden ist, insbesondere über ein mindestens ein Dämpfungsglied und mindestens ein Dämpfungsglied und mindestens einen Filter. Vorzugsweise ist die erste Vorgabeschaltung über einen ersten Spannungsteiler und einen darauffolgenden, zweiten Spannungsteiler mit der ersten Steuereinheit verbunden. Hierbei weist der zweite Steuerspannungsteiler einen Tiefpass auf. Es kann eine zweite Vorgabeschaltung vorgesehen sein, die über mindestens ein Dämpfungsglied und mindestens einen Filter mit der zweiten Steuereinheit (über den Umschalter) verbunden ist. Hierbei ist die zweite Vorgabeschaltung insbesondere über einen dritten Spannungsteiler und einen, darauffolgenden, vierten Spannungsteiler mit der zweiten Steuereinheit verbunden. Der vierte Spannungsteiler kann einen Tiefpass aufweisen. Der zweite und der vierte Spannungsteiler können ferner Einspeisungspunkte aufweisen, die mit den jeweiligen Ausgängen der Gleichspannungswandler verbunden sind.
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Die Spannungswandlerschaltung kann einen Leistungstrennschalter aufweisen. Dieser ist eingerichtet, die Ausgänge des ersten und des zweiten Gleichspannungswandlers gesteuert zu verbinden. Der Leistungstrennschalter verbindet somit (gesteuert) den Ausgang des ersten Spannungswandlers mit dem Ausgang des zweiten Spannungswandlers. Die Spannungswandlerschaltung kann mit einer übergeordneten Steuerung versehen sein. Diese ist eingerichtet, den Trennschalter in geschlossenem Zustand vorzusehen, wenn sich der Umschalter in dem Parallelbetrieb-Schaltzustand befindet bzw. wenn das Betriebsmodus-Steuersignal den Parallelbetrieb wiedergibt. Die übergeordnete Steuerung ist ferner vorgesehen, den Trennschalter ansonsten in offenen Zustand vorzusehen, und insbesondere dann in offenen Zustand vorzusehen, wenn sich der Umschalter in dem Einzelbetrieb-Schaltzustand befindet bzw. ein Einzelbetrieb-Signal vorliegt.
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Die 1 dient zur Erläuterung des hier beschriebenen Verfahrens und zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der hier beschriebenen Spannungswandlerschaltung.
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In der 1 ist eine erste Vorgabeschaltung C1 und eine zweite Vorgabeschaltung C2 dargestellt. Diese kann als Mikroprozessor implementiert sein. Eine Ausgangsspannung A1 eines ersten Spannungswandlers DC1 wird über eine erste Spannungsteilerschaltung ST1 und über eine zweite Spannungsteilerschaltung ST2 rückgeführt. Die erste Spannungsteilerschaltung kann hierbei obsolet sein. Das der Masse zugewandte Spannungsteilerelement weist neben einem Widerstand eine Reihenkapazität auf, die als Filter dienen kann. Die Ansteuerung über die erste Vorgabeschaltung C1, bei der ein Vorgabesignal PS1 eingegeben wird, sieht vor, dass zunächst (über einen Widerstand) in einen Verbindungspunkt zwischen einer der Reihenkapazität und dem hierzu seriellen Widerstand eingespeist wird. Hierbei bildet das Ende des genannten Widerstands, das der Kapazität abgewandt ist, einen weiteren Verbindungspunkt, über welchen ein weiteres Spannungsteilerelement des Spannungsteilers ST2 angeschlossen ist. Über das weitere Widerstandselement des Spannungsteilers ST2 wird der Spannungsteiler ST1 angeschlossen. Somit wird das Spannungssignal A1, d. h. das Ausgangssignal des ersten Spannungswandlers DC1 über den ersten, rein resistiven Spannungsteiler übertragen an einen Spannungsteiler ST2. Der zweite Spannungsteiler weist ein oberes Widerstandsglied auf, sowie ein unteres Widerstandsglied, das jedoch über einen Kondensator mit Masse verbunden ist, so dass das untere Teilerelement des Spannungsteilers ST2 als Filter dient. In Verbindungspunkt zwischen Widerstandselement und Kondensator wird (über ein weiteres Widerstandselement) ein Vorgabesignal PS1 eingespeist, insbesondere von der Vorgabeschaltung C1. Hierbei ist, in diesem Beispiel, das eingespeiste Signal PS1 ein pulsweitenmoduliertes Signal.
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Auch das Ausgangssignal A2 des zweiten Spannungswandlers DC2 wird zurückgeführt an einen dritten Spannungsteiler ST3 und einen vierten Spannungsteiler ST4. Der Spannungsteiler ST4 ist in dem Spannungsteiler ST3 nachgeschaltet. Die Ausgangsspannung A2 bildet die Eingangsspannung für den dritten Spannungsteiler, wie auch die erste Ausgangsspannung A2 die Eingangsspannung für den ersten Spannungsteiler ST1 bildet. Die von dem dritten Spannungsteiler geteilte Spannung wird an den vierten Spannungsteiler ST4 weitergegeben. Dieser weist neben den Widerstandselementen zur Spannungsteilung auch einen Reihenkondensator auf, der sich zwischen Masse und einem Widerstandselement des Spannungsteilers ST4 befindet. Auch hier wird der Verbindungspunkt zwischen Kapazität und Widerstandselement des vierten Spannungsteilers (wie beim zweiten Spannungsteiler) über einen Reihenwiderstand mit einem Signal einer zweiten Ansteuerschaltung C2 beaufschlagt. Das eingegebene Signal PS2 wird somit zunächst von der Filtereigenschaft bzw. dem Filter des vierten Spannungsschalters ST4 gefiltert und dann weitergegeben.
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Der erste und der zweite Spannungsteiler können als Kombinationsschaltung verstanden werden, bei der die Ausgangsspannung A1 (gedämpft und) mit dem Ansteuersignal der ersten Ansteuerschaltung kombiniert wird. In gleicher Weise kann der dritte und der vierte Spannungsteiler als Kombinationsschaltung angesehen werden, in der die zweite Ausgangsspannung (gedämpft und) dem Ansteuersignal PS2 der zweiten Vorgabeschaltung C2 kombiniert wird. Die Kombinationsschaltungen weisen jeweils einen Tiefpass auf, der das so kommunizierte Signal tiefpassfiltert.
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Über diese Kombinationsschaltung (ST1, 2 sowie ST 3, 4) werden die Ausgangssignale A1 und A2 des ersten und des zweiten Spannungswandlers DC1 und DC2 an erste und zweite Steuereinheiten CT1 und CT2 weitergegeben. Die Steuereinheiten CT1 steuert den ersten Spannungswandler DC1 an. Die zweite Steuereinheit CT2 steuert den zweiten Spannungswandler DC2 an. Eine erste Filterschaltung F1 (ein Hochpass) ist zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem Fehlereingang der ersten Steuereinheit CT1 vorgesehen. Eine zweite Filterschaltung F2 ist zwischen dem zweiten Ausgangssignal (des zweiten Spannungswandlers CT2) und der zweiten Steuereinheit CT2 vorgesehen. Die erste und die zweite Filterschaltungen sind jeweils der betreffenden Kombinationsschaltung ST1, 2 sowie ST3, 4 nachgeschaltet. Das erste Ausgangssignal A1 wird über den ersten Spannungsteiler ST1 und den zweiten Spannungsteiler ST2 an den Rückkopplungseingang FB der ersten Steuereinheit CT1 rückgeführt. Das erste Ausgangssignal (des ersten Spannungswandlers DC1 wird über den ersten Spannungsteiler ST1 und den zweiten Spannungsteiler ST2 sowie über einen Hochpass an einen Fehlereingang COMP der ersten Steuereinheit CT1 rückgeführt.
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Der Filterschaltung F2 ist ein Umschalter SW nachgeschaltet. Der Umschalter SW ist zwischen der zweiten Filterschaltung F2 und dem der zweiten Steuereinheit CT2 angeschlossen. Darüber hinaus wird über den Umschalter SW1 das zweite Ausgangssignal A2 mit dem ersten Ausgangssignal A1 steuerbar verbunden. In einer ersten Schaltstellung SNO, die dem Parallelbetrieb entspricht, wird der Rückkopplungseingang FB der zweiten Steuereinheit CT2 mit Masse verbunden. Der Fehlereingang COMP der zweiten Steuereinheit CT2 wird mit dem Fehlereingang der ersten Steuereinheit CT1 verbunden, die ebenfalls mit COMP bezeichnet wird. Die Verbindung ist über einen Impedanzwandler I vorgesehen. Dieser weist insbesondere einen Verstärkungsfaktor von 1 auf (bezogen auf die Spannung). Der Impedanzwandler hat vorzugsweise einen hohen Eingangwiderstand (bspw. > 100 kOhm oder > 1 MOhm), um die Ansteuerung der ersten Steuereinheit C1 nicht wesentlich zu beeinflussen. In einem anderen Schaltzustand des Umschalters SW, nämlich im Einzelbetrieb-Schaltzustand, verbindet der Umschalter den Fehlereingang COMP der zweiten Steuereinheit CT2 (über die Filterschaltung F2) mit dem zweiten Ausgangssignal (d. h. dem Ausgangssignal des zweiten Wandlers) in indirekter Weise über die Kombinationsschaltung S3, S4. Der Rückkopplungsanschluss FB der zweiten Steuereinheit CT2 ist in diesem Schaltzustand direkt mit der Kombinationsschaltung ST3, ST4 verbunden, und erhält somit ein (gedämpftes und gefiltertes) Signal, das dem zweiten Ausgangssignal entspricht (d. h. dem Ausgangssignal des zweiten Spannungswandlers).
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Die Spannungswandler DC1 und DC2 weisen jeweils ein Schaltelement sowie eine Spule auf. Die Spule ist in Reihenschaltung mit einer Eingangs-Versorgungsspannung verbunden, wobei die Eingangs-Versorgungsspannung für den ersten Spannungswandler DC1 Uin1 ist, und die Eingangsspannung für den zweiten Spannungswandler DC2 Uin2 ist. Eine Verbindung zwischen den Ausgängen der Spannungswandler DC1, DC2 ist über die Verbindung EV dargestellt, die nur dann besteht, wenn die Schaltung im Parallelbetrieb betrieben wird. Beide Wandler DC1 und DC2 weisen ein Schaltelement auf, das von einem Ansteuerausgang TWMout der Steuereinheiten CT1 und CT2 angesteuert wird. In der 1 sind die Spannungswandler DC1, DC2 jeweils Aufwärtswandler bzw. Boost-Wandler.
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Die Steuereinheiten CT1, CT2 umfassen ferner einen Oszillatoreingang, wobei ein Signal RCS1 dem Oszillatoreingang der ersten Steuereinheit zugeführt wird, und ein Signal RCS2 dem Oszillatoreingang der zweiten Steuereinheit CT2 zugeführt wird. Die beiden Signale RCS1 und RCS2 sind zueinander um 180° phasenverschoben. Beide stammen insbesondere von dem gleichen Taktgenerator, wobei etwa durch einen Mikrocontroller der Phasenversatz von 180° zwischen den beiden Signalen vorgesehen werden kann. Die Phasenversatzlage von 180° ist beispielhaft, und kann auch 120°, 90° oder allgemein 360°/n betragen. Die Oszillatoreingänge RC dienen zur Synchronisierung der Pulsmodulationsfrequenz der Steuereinheiten CT1, CT2 mit den Vorgabeschaltungen C1, C2.
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Die Vorgabeschaltungen C1, C2 können von zwei Mikroprozessoren oder von einem Mikroprozessor realisiert werden. Dessen bzw. deren Taktsignal gibt die Signale RCS1 und RCS2 wieder, die den jeweiligen Oszillatoreingängen der Steuereinheiten CT1 und CT2 zugeführt werden.
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Die 1 dient zur Darstellung einer Ausführungsform, bei der die Steuerung pulsweit moduliert ist. Es ist ohne weiteres ersichtlich, wie eine Kombinationsschaltung bzw. welche Eigenschaften die Filter F1, F2 aufweisen, wenn eine andere Art von Ansteuerung vorgesehen ist.
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Die Steuereinheiten CT1 und CT2 sind jeweils Pulsweisen-Controller (PWM-Controller), wobei diese im Einzelbetrieb getrennt voneinander arbeiten und durch den Parallelbetrieb zu einer synchronisierten Ansteuerung gezwungen werden. Dies lässt sich auf einfache Weise realisieren mittels des Umschalters SW, mittels dem die Ansteuerung zu einer gemeinsamen Ansteuerung kombiniert wird.
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Der Umschalter SW umfasst zwei einzelne Umschalterelemente, deren Schalterstellung synchronisiert ist. In der dargestellten Schaltstellung befindet sich der Umschalter SW im Parallelbetriebsmodus. Falls die Schalterelemente mit dem Punkt NC verbunden sind, ergibt sich ein Einzelbetriebsmodus. Die Schalterstellung NO der beiden Schalterelemente ist die Schaltstellung, die eingenommen wird, wenn der Umschalter SW im Parallelbetriebsmodus ist. Ein Betriebsmodussignal BM (dargestellt durch den gestrichelten Doppelpfeil) wird verwendet, um die beiden Schaltelemente bzw. den Umschalter SW einzustellen. Das Signal BM entspricht dem Betriebsmodus-Steuersignal. Das Betriebsmodus-Steuersignal kann von einer übergeordneten Steuerung (nicht dargestellt) vorgegeben werden.
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Im Parallbetriebsmodus, d. h. wenn der Umschalter SW die Schaltstellung NO hat, wird das Spannungssignal W weitergegeben von der ersten Steuereinheit an die zweite Steuereinheit. Insbesondere wird das Spannungssignal W weitergegeben von einem Fehlereingang der ersten Steuereinheit CT1 an den Fehlereingang der zweiten Steuereinheit CT2. Als Spannungssignal der ersten Steuereinheit, das weitergegeben wird, wird somit eine Spannung bezeichnet, die eine Eingangsspannung der ersten Steuereinheit darstellt. Insbesondere wird dieses Spannungssignal der ersten Steuereinheit, welche als Eingangsspannung dient, an die zweite Steuereinheit als Eingangsspannung weitergegeben. Mit anderen Worten werden die Eingänge, insbesondere die Fehlereingänge der Steuereinheiten parallel miteinander verbunden. Die Fehlereingänge können auch als Vergleichseingänge bezeichnet werden, insbesondere da sich der Fehler aus dem Vergleich zwischen Ist- und Soll-Größe ergibt.