DE102008036113A1

DE102008036113A1 - Stromregler und Verfahren zur Stromregelung

Info

Publication number: DE102008036113A1
Application number: DE102008036113A
Authority: DE
Inventors: Heimo Hartlieb
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2028-08-02
Also published as: US20090085544A1; DE102008036113B4; US7733073B2

Abstract

Beschrieben wird ein Stromregler und ein Verfahren zur Regelung eines Stromes durch eine Last. Das Verfahren sieht vor: Anlegen einer pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung an die Last, wobei die pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung ein von einem Regelsignal abhängiges Tastverhältnis aufweist; Messen eines die Last durchfließenden Stromes zur Bereitstellung eines Strommesssignals; Erzeugen eines von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Strommesssignal abhängigen Fehlersignals; Bereitstellen eines HF-Signals; Erzeugen des Regelsignals derart, dass abhängig davon, welchen Wert das Fehlersignal besitzt, ein von dem Fehlersignal und dem HF-Signal abhängiges erstes Regelsignal oder ein von dem HF-Signal unabhängiges zweites Regelsignal als Regelsignal erzeugt wird.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft einen Stromregler zur Regelung eines Stromes durch eine Last, insbesondere eine induktive Last, und ein Verfahren zur Regelung eines Stromes durch eine Last.
Zur Regelung eines Stromes durch eine induktive Last ist es bekannt, eine pulsweitenmodulierte Spannung an die Last anzulegen und das Tastverhältnis (Duty Cycle) der Spannung abhängig von einem Fehlersignal einzustellen, das eine Abweichung des die Last durchfließenden Stromes von einem Sollwert repräsentiert.
Induktive Lasten, deren Stromfluss geregelt werden soll, sind beispielsweise Magnetventile in hydraulischen Systemen, wie z. B. automatische Schaltgetriebe, in Kraftfahrzeugen. Zwischen einzelnen Schaltvorgängen sollen die Magnetventile in einem solchen System von einem möglichst konstanten Strom durchflossen werden, wobei sich der Sollwert für diesen Strom bei einem Schaltvorgang ändert. Um ein Festsetzen mechanischer Komponenten bei einem solchen System zu verhindern, beispielsweise dann, wenn über längere Zeit kein Schaltvorgang erfolgt, ist es bekannt, dem Sollwert ein hochfrequentes periodisches Signal zu überlagern. Der die Last durchfließende Strom schwankt im eingeschwungenen Zustand dann periodisch um einen durch den Sollwert vorgegebenen Stromwert. Die Ventilstellung weicht dann periodisch von einer durch den Stromsollwert vorgegebenen Position ab und verhindert so ein Festsetzen des Ventils, wobei die Frequenz des hochfrequenten Signals allerdings höher ist als die sogenannte Cut-Off-Frequenz des Fluid-Systems innerhalb des gesamten hydraulischen Systems, so dass die Schwankungen der Ventilstellung keine Auswirkungen auf die Stellung der durch die Hydraulik gesteuerten Teile besitzt.
Es besteht ein Bedürfnis nach einem Stromregler und einem Verfahren zur Stromregelung, bei dem gewährleistet ist, dass sich der Strom nach einer Änderung des Sollwerts rasch auf den geänderten Sollwert einregelt.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Stromregler zur Regelung eines Stromes durch eine Last, der aufweist: Anschlussklemmen zum Anschließen der Last; eine Schaltanordnung, die dazu ausgebildet ist, abhängig von einem pulsweitenmodulierten Signal eine pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung an die Anschlussklemmen anzulegen; einen Pulsweitenmodulator, dem ein Regelsignal zugeführt ist und der das pulsweitenmodulierte Signal abhängig von dem Regelsignal erzeugt; eine Strommessanordnung, die dazu ausgebildet ist, ein von einem Strom durch die Last abhängiges Strommesssignal bereitzustellen; und eine Regelschaltung, die einen Sollwertsignaleingang zum Zuführen eines Sollwertsignals, einen HF-Signaleingang zum Zuführen eines HF-Signals und einen Strommesssignaleingang zum Zuführen des Strommesssignals aufweist. Die Regelschaltung ist dazu ausgebildet, ein von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Strommesssignal abhängiges Fehlersignal zu erzeugen und abhängig von dem Fehlersignal das Regelsignal zu erzeugen, und ist dazu ausgebildet, abhängig von dem Fehlersignal einen ersten und einen zweiten Betriebszustand anzunehmen, wobei das Regelsignal nur in dem ersten Betriebszustand von dem HF-Signal abhängig ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Stromes durch eine Last, das aufweist: Anlegen einer pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung an die Last, wobei die pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung ein von einem Regelsignal abhängiges Tastverhältnis aufweist; Messen eines die Last durchfließenden Stromes zur Bereitstellung eines Strommesssignals; Erzeugen eines von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Strommesssignal abhängigen Fehlersignals; Bereitstellen eines HF-Signals; Erzeugen des Regelsignals derart, dass abhängig davon, welchen Wert das Fehlersignal besitzt, ein von dem Fehlersignal und dem HF-Signal abhängiges erstes Regelsignal oder ein von dem HF-Signal unabhängige zweites Regelsignal als Regelsignal erzeugt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen zur Erläuterung des Grundprinzips der Erfindung. In den Figuren sind daher nur die zum Verständnis des Grundprinzips notwendigen Schaltungskomponenten dargestellt. In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Schaltungskomponenten und Signale mit gleicher Bedeutung.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Stromreglers, der Anschlussklemmen zum Anschließen einer Last, eine Strommessanordnung, eine Regelschaltung und einen Pulsweitenmodulator aufweist.
2 zeigt ein Zustandsdiagramm zur Erläuterung zweier unterschiedlicher Betriebszustände der Regelschaltung.
3 veranschaulicht die Funktionsweise des Stromreglers anhand zeitlicher Signalverläufe.
4 zeigt ein Realisierungsbeispiel der Regelschaltung, die eine Betriebszustandsschaltung und einen Regler aufweist.
5 zeigt ein Realisierungsbeispiel Betriebszustandsschaltung.
6 zeigt ein Beispiel einer Takterzeugungsschaltung zur Erzeugung eines Taktsignals für den Regler.
7 zeigt ein Realisierungsbeispiel der Strommessanordnung.
8 zeigt ein Realisierungsbeispiel des Pulsweitenmodulators.
9 veranschaulicht die Funktionsweise des in 8 dargestellten Pulsweitenmodulators anhand zeitlicher Signalverläufe.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Stromreglers zur Regelung eines Stromes I durch eine Last L. Diese Last L ist beispielsweise eine induktive Last, wie z. B. ein Magnetventil. Der Stromregler weist Anschlussklemmen 11, 12 zum Anschließen der Last L und eine Schaltanordnung 20 zum Anlegen einer pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung an die Anschlussklemmen 11, 12 abhängig von einem pulsweitenmodulierten Signals Spwm auf. Die Schaltanordnung 20 weist in dem dargestellten Beispiel Anschlussklemmen für ein positives Versorgungspotential V+ und ein negatives Versorgungspotential bzw. Bezugspotential GND sowie einen durch das pulsweitenmodulierte Signal Spwm angesteuerten Schalter 21 auf. Die Klemme für das positive Versorgungspotential V+ ist in dem dargestellten Beispiel an die erste Anschlussklemme 11 angeschlossen, der Schalter 21 ist als Low-Side-Schalter realisiert und damit zwischen die zweite Anschlussklemme 12 und die Klemme für das Bezugspotential GND geschaltet. Bei geschlossenem, bzw. leitend angesteuerten Schalter 21, liegt annähernd die gesamte zwischen der Klemme für das positive Versorgungspotential V+ und der Klemme für Bezugspotential GND anliegende Versorgungsspannung über der Last L an. Bei geöffnetem, bzw. sperrend angesteuertem, Schalter 21 ist die Spannung über der Last L hingegen wenigstens annähernd Null. Aus einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung des Schalters 21 resultiert damit eine pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung zwischen den Anschlussklemmen 11, 12, und damit über der Last L. Ein Tastverhältnis bzw. ein Duty-Cycle des pulsweitenmodulierten Signals Spwm entspricht dabei unmittelbar dem Duty-Cycle der Versorgungsspannung.
Bei einer induktiven Last L wird bei leitend angesteuertem Schalter 21 Energie in der Last L gespeichert. Um ein Abkommutieren der Last bei anschließend sperrend angesteuertem Schalter 21 zu ermöglichen, ist beispielsweise ein Freilaufelement 22, wie z. B. eine Diode, parallel zu der Last L geschaltet. Das Freilaufelement ist hierbei so gepolt, dass es bei sperrend angesteuertem Schalter 21 einen Freilaufstrom der induktiven Last übernehmen kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in 1 dargestellte Schaltanordnung 20 zum Anlegen einer pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung an die Anschlussklemmen 11, 12 lediglich als Beispiels zu verstehen ist. Anstelle den Schalter 21 als Low-Side-Schalter zu realisieren könnte dieser Schalter in entsprechender Weise auch als High-Side-Schalter realisiert werden, also zwischen der Klemme für das positive Versorgungspotential V+ und der ersten Anschlussklemme 11 angeordnet sein. Darüber hinaus sind beliebige weitere Freilaufelemente oder Schaltungen einsetzbar, die ein Abkommutieren der induktiven Last L bei geöffnetem Schalter ermöglichen. Ein Beispiel für eine solche weitere Schaltung zur Abkommutierung der induktiven Last L ist eine sogenannte "aktive Zenerschaltung". Eine solche aktive Zenerschaltung steuert den Schalter 21 leitend an, um ein Abkommutieren der induktiven Last L zu ermöglichen, sobald bei zunächst sperrend angesteuertem Schalter 21 ein Spannungsabfall über der Laststrecke des Schalters einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Solche aktiven Zenerschaltungen sind grundsätzlich bekannt, so dass auf weitere Ausführungen hierzu verzichtet werden kann.
Aufgabe des dargestellten Stromreglers ist es, den Strom I durch die Last L so zu regeln, dass zumindest ein Mittelwert dieses Stromes I über eine Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals Spwm einem durch ein Sollwertsignal Sp repräsentierten Sollwert entspricht. Zur Regelung dieses Stromes I weist der Stromregler eine Regelschaltung 50 auf, der das Sollwertsignal Sp und ein von einer Strommessanordnung 30 bereitgestelltes Strommesssignal Si zugeführt ist. Die Strommessanordnung 30 ist in dem Beispiel in Reihe zu dem Schalter 21 geschaltet und stellt ein zu dem Strom I proportionales Strommesssignal Si zur Verfügung. Als Strommessanordnung 30 eignet sich eine beliebige Strommessanordnung, die ein Messsignal liefert, das proportional ist zu einem die Last L bzw. den Schalter 21 durchfließenden Strom I.
Die Regelschaltung 50 erzeugt ein Regelsignal Sc, das einem Pulsweitenmodulator 40 zugeführt ist, der abhängig von diesem Regelsignal Sc das pulsweitenmodulierte Signal Spwm erzeugt. Das Regelsignal Sc enthält eine Information über eine momentan und/oder in der Vergangenheit vorhandene Abweichung zwischen dem Strom I und dem Sollwertsignal Sp und bestimmt über den Pulsweitenmodulator 40 den Duty-Cycle des pulsweitenmodulierten Signals Spwm. Das pulsweitenmodulierte Signal ist beispielsweise ein festgetaktetes Signal mit einer fest vorgegebenen Periodendauer, und einer Einschaltdauer und einer Ausschaltdauer pro Ansteuerperiode. Während der Einschaltdauer nimmt das pulsweitenmodulierte Signal Spwm einen Einschaltpegel an, durch den der Schalter 21 leitend angesteuert wird, und während der Ausschaltdauer nimmt das pulsweitenmodulierte Signal Spwm einen Ausschaltpegel an, durch den der Schalter 21 sperrend angesteuert wird. Zur Regelung der Stromaufnahme kann hierbei das Verhältnis von Einschaltdauer zu gesamter Periodendauer, also der Duty-Cycle, variieren.
Die Erzeugung des Regelsignals Sc durch die Regelschaltung 50 erfolgt dabei derart, dass die Einschaltdauern des Schalters 21 verlängert werden, wenn das Regelsignal Sc auf einen gegenüber dem Sollwert zu kleinen Strom hinweist, und dass die Einschaltdauern verkürzt werden, wenn das Regelsignal Sc auf einen gegenüber dem Sollwert zu großen Strom I hinweist. Die Taktfrequenz, mit der das pulsweitenmodulierte Signal Spwm erzeugt wird, ist hierbei so gewählt, dass die Last L permanent von einem Strom durchflossen wird, dass die Last während der Ausschaltdauern des Schalters 21 also nie vollständig entmagnetisiert wird. Die Last L wird dann im Dauerstrombetrieb (Continuous Current Mode) betrieben.
Bei dem dargestellten Stromregler ist vorgesehen, den Strom I so zu regeln, dass der Strom im eingeschwungenen Zustand des Stromreglers mit einer vorgegebenen Amplitude und einer vorgegebenen Frequenz um den Sollwert schwankt. Solche periodischen Schwankungen des Stromes werden beispielsweise bei induktiven Lasten, die Teil eines mechanischen oder hydraulischen Systems sind, genutzt, um ein Festsetzen oder Verklemmen mechanischer Komponenten des Systems zu verhindern. Bei einer induktiven Last, die als Magnetventil ausgebildet ist und die beispielsweise Teil eines hydraulischen Systems ist, führen die Schwankungen des Stromes zu Schwankungen der Ventilstellung, die ein Verklemmen verhindern. Die Frequenz der Stromschwankungen sollte dabei so hoch sein, dass die Schwankungen der Ventilstellung keinen Einfluss auf das Verhalten des hydraulischen Systems selbst haben. Die Frequenz der Stromschwankungen ist also höher als die Grenzfrequenz (Cut-Off-Frequenz) des Gesamtsystems.
Die Amplitude und die Frequenz, mit welcher der Strom I bei eingeschwungenem Stromregler um den Sollwert Sp schwanken soll, wird durch ein hochfrequentes Signal Sd bestimmt, das ebenfalls der Regelschaltung 50 zugeführt ist. Dieses hochfrequente Signal Sd wird nachfolgend als HF-Signal oder "Dither"-Signal bezeichnet. Ein eingeschwungener Zustand des Stromreglers liegt dann vor, wenn sich der Strom I nach einer Änderung des Sollwertes an den neuen Sollwert angepasst hat, wenn eine Abweichung zwischen dem Strom I und dem Sollwert also beispielsweise kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Zur Erzeugung des Regelsignals Sc erzeugt die Regelschaltung 50 ein Fehlersignal, das nachfolgend mit Serr bezeichnet ist und das abhängig ist von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal Sp und dem Strommesssignal Si, und das somit eine Abweichung des die Last durchfließenden Stromes I von dem Sollwert repräsentiert. Die Regelschaltung 50 nimmt bezugnehmend auf 2 abhängig von diesem Fehlersignal Serr einen ersten Betriebszustand Z1 oder einen zweiten Betriebszustand Z2 an. Der erste Betriebszustand Z1, der nachfolgend auch als eingeschwungener Zustand bezeichnet wird, liegt dann vor, wenn ein Betrag des Fehlersignals Serr kleiner ist als ein vorgegebener Referenzwert. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Strom I innerhalb einer zulässigen Regelabweichung um den Sollwert liegt. Der zweite Betriebszustand Z2, der nachfolgend auch als Übergangszustand bezeichnet wird, liegt dann vor, wenn der Betrag des Fehlersignals Serr größer oder gleich dem Referenzwert Sref ist. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Strom I um mehr als die maximale erlaubte Regelabweichung von dem Sollwert abweicht. Der Übergangszustand Z2 liegt beispielsweise nach einer Änderung des Sollwertes bzw. des Sollwertsignals Sp vor, oder beispielsweise auch dann, wenn sich die Eigenschaften der Last L abrupt ändern. Um nach solchen Änderungen ein möglichst rasches Einschwingen zu erreichen, d. h. den Strom I möglichst rasch auf den geänderten Sollwert einzuregeln, ist die Regelschaltung 50 dazu ausgebildet, während des Übergangszustandes Z2 das Regelsignal Sc nur abhängig von dem Fehlersignal Serr, jedoch nicht abhängig von dem Dither-Signal zu erzeugen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die hochfrequenten Amplitudenschwankungen des Dither-Signals den Einschwingvorgang stören bzw. verlangsamen würden. Im eingeschwungenen Zustand Z1 wird das Regelsignal Sc hingegen abhängig von dem Regelsignal Serr und abhängig von dem Dither-Signal erzeugt, um dadurch ein Schwanken des Stromes um den Sollwert mit der durch das Dither-Signal vorgegebenen Amplitude und Frequenz zu erreichen. Im eingeschwungenen Zustand Z1 gilt also: Sc = f(Serr, Sd) (1a),während im Übergangszustand Z2 gilt: Sc = f(Serr) (1b).
f(.) bezeichnet hierbei allgemein eine Funktion des Fehlersignals Serr und des Dither-Signals bzw. nur des Fehlersignals Serr.
Wie bereits zuvor erläutert wurde, schwankt der Strom I bedingt durch das getaktete Anlegen der Versorgungsspannung an die Last L mit einer Frequenz, die die der Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals entspricht und die höher ist als die Frequenz des Dither-Signals Sd. Um zu vermeiden, dass sich diese innerhalb einer Periodedauer des pulsweitenmodulierten Signals auftretenden Schwankungen des Stromes negativ auf das Regelverhalten auswirken, erzeugt die Regelschaltung 50 das Fehlersignal Serr nicht unmittelbar abhängig von dem Strommesssignal Si sondern abhängig von einem Mittelwert dieses Strommesssignals Si während einer vorgegebenen Mittelwertdauer. Diese Mittelwertdauer beträgt beispielsweise mindestens der Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals Spwm. Für das Fehlersignal Serr gilt somit
bei einer zeitkontinuierlichen Mittelwertebildung, bei der das Strommesssignal Si über der Zeit aufintegriert wird, wobei Tm die Integrationsdauer, bzw. Mittelwertdauer bezeichnet. Die Regelschaltung kann sowohl als analoge als auch als digitale Regelschaltung ausgebildet sein. Bei einer digitalen Regelschaltung werden statt einer Integralbildung zur Ermittlung des Mittelwertes Abtastwerte des Strommesssignals Si aufaddiert. Für den Mittelwert Sm gilt
bei einer zeitdiskreten Mittelwertbildung, bei der Abtastsignale Si(k) des Mittelwertsignals verarbeitet werden, wobei Nm die Anzahl der für den jeweiligen Mittelwert berücksichtigten Abtastwerte bezeichnet.
Bei einem Beispiel ist vorgesehen, die Mittelwertdauer Tm für den ersten und zweiten Betriebszustand der Regelschaltung 50 unterschiedlich zu wählen, und zwar im ersten Betriebszustand Z1 so, dass diese Mittelwertdauer einer Periodendauer Td des Dither-Signals oder einem ganzzahligen vielfachen dieser Periodendauer Td entspricht, und im zweiten Betriebszustand so, dass die Mittelwertdauer einer Periodendauer Tpwm des pulsweitenmodulierten Signals Spwm bzw. einem ganzzahligen vielfachen dieser Periodendauer entspricht. Es gilt also:
im ersten Betriebszustand Z1 und
im zweiten Betriebszustand. Bei einer digitalen Regelschaltung gilt entsprechend:
wobei Nd die Anzahl der Abtastwerte des Strommesssignals Si während einer Periodendauer des Dither-Signals und Npwm die Anzahl der Abtastwerte des Strommesssignals Si während einer Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals Spwm entspricht. Die Abtastfrequenz, mit der das Strommesssignal Si abgetastet wird, kann beispielsweise der Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Frequenz entsprechen.
Die im Vergleich zum zweiten Betriebszustand Z2 längere Mittelwertdauer im ersten Betriebszustand Z1 sorgt im ersten Betriebszustand für eine stabilere Regelung und eliminiert außerdem einen Einfluss des hochfrequenten Dither-Signals auf das Regelverhalten. Im Übergangszustand wird durch die kürzere Mittelwertdauer hingegen ein rascheres Einschwingen auf den geänderten Sollwert erreicht.
Zur Ermittlung des Regelsignals Sc aus dem Fehlersignal Serr und dem Dither-Signal wird das Dither-Signal Sd im ersten Betriebszustand Z1 beispielsweise zu einem von dem Fehlersignal Srr abhängigen Regelsignal hinzuaddiert, es gilt also: Sc = Sc' + Sd = fPI(Serr) + Sd (5a),während im zweiten Betriebszustand Z2 das Regelsignal Sc lediglich von dem Fehlersignal Serr abhängig ist, so dass gilt: Sc = Sc' = fPI(Serr) (5b).
Sc' bezeichnet hierbei ein nur von dem Fehlersignal Serr abhängiges Regelsignal und f_PI bezeichnet eine Reglerfunktion zur Erzeugung des von dem Fehlersignal Serr abhängigen Regelsignals Sc'. Diese Funktion besitzt beispielsweise einen Proportional- und einen Integralanteil, so dass bei einem zeitkontinuierlichen Regler gilt: Sc' = fPI(Serr) = a·Serr + b·∫Serrdt (6a)
Bei einem digital Regler gilt entsprechend: Sc' = fPI(Serr) = a·Serr + b·ΣSerr(k) (6b)
Die Funktionsweise der zuvor erläuterten Regelschaltung 50 wird nachfolgend anhand von 3 erläutert, in der zeitliche Signalverläufe des pulsweitenmodulierten Signals Spwm, des Stromes I durch die Last, des Fehlersignals Serr, des Dither-Signals Sd, des Sollwertsignals Sp sowie des Betriebszustandes Z der Regelschaltung 50 dargestellt sind. Dargestellt ist außerdem ein Taktsignal CLKpwm, das die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals Spwm vorgibt. Zu Zwecken der Erläuterung sei angenommen, dass obere Signalpegel bzw. High-Pegel des in 3 dargestellten pulsweitenmodulierten Signals Spwm Einschaltpegel dieses pulsweitenmodulierten Signals Spwm repräsentieren, während untere Signalpegel bzw. Low-Pegel Ausschaltpegel repräsentieren.
3 zeigt ein Szenario, bei dem das Sollwertsignal Sp bis zu einem ersten Zeitpunkt t1 einen ersten Signalpegel aufweist, zu diesem ersten Zeitpunkt t1 sprungartig einen zweiten – in dem Beispiel höheren – Signalpegel annimmt und im Weiteren auf diesem Signalpegel verbleibt. Die Regelschaltung 50 befindet sich bis zu diesem ersten Zeitpunkt t1 im eingeschwungenen Betriebszustand Z1; das zur Erzeugung des pulsweitenmodulierten Signals Spwm verwendete Regelsignal Sc (nicht dargestellt in 3) ist hierbei von dem Dither-Signal Sd abhängig, so dass der Strom I der Amplitude des Dither-Signals Sd folgend um einen Mittenwert schwankt. Der Mittenwert, um welchen der Strom I mit der Frequenz des Dither-Signals Sd schwankt, entspricht hierbei dem ersten Signalpegel des Sollwertsignals Sp.
In 3 dargestellte Schwankungen des Stromes I mit einer Frequenz, die höher ist als die Frequenz des Dither-Signals Sd, resultieren aus dem pulsweitmodulierten Anlegen der Versorgungsspannung an die induktive Last L. Während Einschaltdauern des pulsweitenmodulierten Signals Spwm, also während solcher Zeitdauern, während derer das pulsweitenmodulierte Signal einen Einschaltpegel annimmt, steigt der Strom durch die induktive Last L an, und sinkt für den Rest der Ansteuerperiode, also während einer Zeitdauer, während der das pulsweitenmodulierte Signal Spwm einen Ausschaltpegel annimmt, ab. Eine Frequenz, mit der der Strom I bedingt durch das Anlegen der pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung schwankt, entspricht hierbei der Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals Spwm.
Der Betrag des Fehlersignals Serr ist während des eingeschwungenen Zustandes Z1 kleiner als der Referenzwert Sref. Bei dem in 3 dargestellten Zeitverlauf des Fehlersignals Serr erfolgt während des eingeschwungenen Zustandes eine Ermittlung des Fehlersignals Serr abhängig vom Mittelwert des Stromes I bzw. des Strommesssignals Si über eine Mittelwertdauer, die der Periodendauer Td des Dither-Signals Sd entspricht. Bei dem in 3 dargestellten Zeitverlauf wird das Fehlersignal Serr außerdem nur einmal während einer Periode des Dither-Signals Sd ermittelt. Der Wert des Fehlersignals Serr während einer Periode Td des Dither-Signals Sd wird dabei abhängig von dem Mittelwert des Stromes I bzw. des Strommesssignals Si während der vorangegangenen Periode Td des Dither-Signals Sd ermittelt. In nicht näher dargestellter Weise besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, das Fehlersignal Serr beispielsweise mit jeder Periode des pulsweitenmodulierten Signals Spwm neu zu berechnen, für die Ermittlung des Fehlersignals aber dennoch über die Dauer einer Periode Td des Dither-Signals Sd zu mitteln.
Der Darstellung in 3 liegt eine Regelschaltung zugrunde, die das Fehlersignal Serr jeweils zu Beginn einer Ansteuerperiode des pulsweitenmodulierten Signals Spwm auswertet. Aus der sprunghaften Änderung des Sollwertsignals Sp zum Zeitpunkt t1 resultiert unmittelbar eine sprunghafte Änderung des Fehlersignals Serr, die zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t2, zu dem eine neue Ansteuerperiode des pulsweitenmodulierten Signals beginnt, erkannt wird. Die Regelschaltung wechselt zu diesem Zeitpunkt in den zweiten Betriebszustand Z2 mit dem Ergebnis, dass das Dither-Signal Sd für die Erzeugung des Regelsignals Sc ausgeblendet wird und mit dem Ergebnis, dass das Fehlersignal Serr mit jeder Ansteuerungsperiode des pulsweitenmodulierten Signals Spwm neu ermittelt wird und zwar abhängig vom Mittelwert des Stromes bzw. des Strommesssignals Si über eine Periodendauer Tpwm des pulsweitenmodulierten Signals Spwm.
4 zeigt ein mögliches schaltungstechnisches Realisierungsbeispiel einer Regelschaltung 50 mit der zuvor erläuterten Funktionalität. Diese Regelschaltung 50 weist einen Subtrahierer 52 auf, den das Sollwertsignal Sp und ein von dem Strommesssignal Si abhängiges Strommittelwertsignal Sm zugeführt sind. Am Ausgang dieses Subtrahierers steht das Fehlersignal Serr zur Verfügung, das eine Abweichung des Strommesssignals Si bzw. des Mittelwerts dieses Strommesssignals Si, von dem Sollwertsignal Sp repräsentiert. Dieses Fehlersignal Serr ist einer Betriebzustandsschaltung 58 zugeführt, die abhängig von dem Fehlersignal Serr eine Betriebzustandssignal Sz erzeugt, das zwei mögliche Signalpegel annehmen kann, von denen ein erster Signalpegel den ersten Betriebszustand Z1 und ein zweiter Signalpegel den zweiten Betriebszustand Z2 der Regelschaltung 50 repräsentiert.
Ein Beispiel einer solchen Betriebszustandsschaltung 58 ist in 5 dargestellt. Diese Betriebszustandsschaltung 58 weist eine Betragsbildungseinheit 581 auf, der das Fehlersignal Serr zugeführt ist, und die an ihrem Ausgang ein Betragssignal zur Verfügung stellt, das dem Betrag des Fehlersignals Serr entspricht. Das Betragssignal zu einem ersten Eingang eines Vergleichers 582, beispielsweise ein Komparator, zugeführt, dessen anderem Eingang das durch eine Referenzsignal erzeugungsschaltung 583 erzeugte Referenzsignal Sref zugeführt ist. Am Ausgang dieser Vergleicheranordnung 582 steht das Betriebszustandssignal Sz zur Verfügung, das in dem dargestellten Beispiel einen High-Pegel annimmt, wenn der Betrag des Fehlersignals Serr größer als das Referenzsignal Sref ist, und das sonst einen Low-Pegel annimmt. Ein High-Pegel des Betriebszustandssignals Sz repräsentiert in diesem Fall den zweiten Betriebszustand, während ein Low-Pegel dieses Betriebszustandssignals Sz den ersten Betriebszustand repräsentiert.
Das Fehlersignal Serr ist bezugnehmend auf 4 einem Regler 51 zugeführt, der ein von diesem Fehlersignal Serr abhängiges Reglersausgangssignal Sc' erzeugt. Der Regler 51 besitzt beispielsweise ein proportionales Regelverhalten (P-Verhalten) oder ein Proportional-Integral-Verhalten (PI-Verhalten). Im zuletzt genannten Fall erzeugt der Regler 51 das Reglerausgangssignal Sc' gemäß einer der Gleichungen (6a) oder (6b).
Das Regelausgangssignal Sc' ist einem Eingang eines dem Regler 51 nachgeschalteten Addieres 53 zugeführt. Dem zweiten Eingang dieses Addieres 53 ist abhängig vom Betriebszustand das Dither-Signal Sd zugeführt. Am Ausgang dieses Addieres 53 steht das entsprechend der Gleichungen (5a) oder (5b) erzeugte Regelsignal Sc zur Verfügung, das dem der Regelschaltung 50 nachgeschalteten Pulsweitenmodulator 40 zugeführt ist.
Zur Bereitstellung des zweiten Eingangssignals des Addieres 53 ist bei der dargestellten Regelschaltung ein Multiplexer 57 vorhanden, dessen einem Eingang das Dither-Signal Sd zugeführt ist und dessen anderem Eingang ein Gleichsignal mit einem Signalpegel Null zugeführt ist. Als Auswahlsignal ist diesem Multiplexer 57 das Betriebszustandssignal Sz zugeführt. Dieser Multiplexer 57 ist dazu ausgebildet, bei einem Low-Pegel, also im ersten Betriebszustand Z1 das Dither-Signal Sd an den Addierer 53 auszugeben. Das Dither-Signal entspricht gemäß Gleichung (5a) dann der Summe aus dem Regelausgangssignal Sc' und dem Dither-Signal Sd. Im zweiten Betriebszustand Z2, in dem dargestellten Beispiel also dann, wenn das Betriebszustandssignal Sz einen High-Pegel annimmt, ist das dem Addierer 53 von dem Multiplexer 57 zugeführte Signal Null. Das Regelsignal Sc entspricht gemäß Gleichung (5b) dann dem Reglerausgangssignal Sc'.
Die Regelschaltung 50 weist außerdem zwei Mittelwertbildungseinheiten auf, denen jeweils das Strommesssignal Si zugeführt ist. Eine erste Mittelwertbildungseinheit 54 bildet hierbei den Mittelwert des Strommesssignals Si während einer ersten Mittelwertdauer, die beispielsweise einer Periodendauer Td des Dither-Signals Sd entspricht. Am Ausgang dieser ersten Mittelwertbildungseinheit 54 steht ein erstes Mittelwertsignal Sm1 zur Verfügung. Die zweite Mittelwertbildungseinheit 55 bildet den Mittelwert des Strommesssignals Si während einer zweiten Mittelwertdauer, die beispielsweise der Periodendauer Tpwm des pulsweitenmoduliertem Signals Spwm entspricht. Am Ausgang dieser zweiten Mittelwertbildungseinheit 55 steht ein zweites Mittelwertsignal Sm2 zur Verfügung. Die beiden Mittelwertbildungseinheiten können so realisiert sein, dass sie die Mittelwerte kontinuierlich bzw. mit jeder Periode des pulsweitenmodulierten Signals Spwm erzeugen. Dies entspricht einer Mittelwertbildung mit einem gleitenden Zeitfenster. Darüber hinaus können die beiden Mittelwertbildungseinheiten 54, 55 auch so erzeugt werden, dass sie einen Mittelwert nur jeweils einmal während einer der Mittelwertbildungsdauern berechnen, so dass der am Ausgang zur Verfügung stehende Mittelwert Sm1, Sm2 für diese jeweilige Mittelwertbildungsdauer konstant bleibt.
Die beiden Mittelwerte Sm1, Sm2 sind Eingängen eines zweiten Multiplexers 56 zugeführt, dem ebenfalls das Betriebszustandssignal Sz als Auswahlsignal zugeführt ist und an dessen Ausgang das Mittelwertsignal Sm zur Verfügung steht, das durch den Subtrahierer 52 zur Ermittlung des Fehlersignals Serr verwendet wird. Der zweite Multiplexer 56 ist so ausgebildet, dass er während eines ersten Betriebszustandes, also bei einem Low-Pegel des Betriebszustandssignals Sz das über eine längere Mittelwertdauer ermittelte erste Mittelwertsignal Sm1 an den Subtrahierer 52 ausgibt, und dass er im zweiten Betriebszustand, also bei einem High-Pegel des Betriebszustandssignals Sz, das über eine kürzere Mittelwertbildungsdauer ermittelte zweite Mittelwertsignal Sm2 an den Subtrahierer 52 zur Erzeugung des Fehlersignals Serr ausgibt.
In nicht näher dargestellter Weise könnte dem Subtrahierer 52 das Strommesssignal auch unmittelbar zugeführt werden und die anhand der Mittelwertbildungseinheiten 54, 55 durchgeführte Mittelwertbildung und die anschließende Auswahl eines Mittelwertes mittels des Multiplexers 56 könnte auf das Ausgangssignal des Subtrahierers angewendet werden. Auf die Erzeugung des Fehlersignals Serr hätte dies keinen Einfluss. Das Fehlersignal steht in diesem Fall am Ausgang des Multiplexers zur Verfügung.
Der Regler 51 ist beispielsweise so realisiert, dass er das Regelausgangssignal Sc' nach Maßgabe eines Taktsignals CLK ermittelt, wobei die Taktfrequenz dieses Taktsignals für den ersten und zweiten Betriebszustand unterschiedlich, und im ersten Betriebszustand niedriger als im zweiten Betriebszustand ist. Die Taktfrequenz CLK entspricht im ersten Betriebszustand beispielsweise der Frequenz des Dither-Signals Sd bzw. dem Kehrwert der Periodendauer Td dieses Dither-Signals Sd, und im zweiten Betriebszustand der Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals Spwm bzw. dem Kehrwert der Periodendauer Tpwm dieses pulsweitenmodulierten Signals Spwm. Ein zeitlicher Verlauf des Taktsignals ist in 3 ebenfalls dargestellt. Bei einer gleitenden Mittelwertbildung, bei der mit jeder Periode des pulsweitenmodulierten Signals ein Mittelwert über die Dauer einer Periode Td des hochfrequenten Signals ermittelt wird, kann die Taktfrequenz, also die Frequenz, mit der das Reglerausgangssignal Sc' ermittelt wird, im ersten Betriebszustand ebenfalls der Frequenz des pulsweitemodulierten Signals Spwm entsprechen.
Die Erzeugung dieses dem Regler 51 zugeführten Taktsignals CLK erfolgt beispielsweise durch eine Taktsignalerzeugungsschaltung 80, wie sie in 6 dargestellt ist. Diese Taktsignalerzeugungsschaltung 80 weist beispielsweise eine erste Periodendauer-ermittlungseinheit 82 auf, der das Dither-Signal Sd zugeführt ist, und die eine Periodendauer des periodischen Dither-Signals Sd ermittelt und ein erstes Taktsignal CLKd erzeugt, dessen Frequenz der Frequenz des Dither-Signals entspricht. Dieses erste Taktsignal CLKd ist zusammen mit einem Taktsignal CLKpwm, welches den Takt des pulsweitenmodulierten Signals Spwm vorgibt, einem Multiplexer 81 zugeführt, der nach Maßgabe des Betriebszustandssignals Sz eines dieser beiden Taktsignale als Taktsignal CLK an den Regler 51 ausgibt. Im ersten Betriebszustand wird hierbei das erste Taktsignal CLKd, das durch die Periodendauerermittlungseinheit 82 zur Verfügung gestellt wird, als Taktsignal CLK ausgegeben. Im zweiten Betriebszustand wird ein zweites Taktsignal CLKpwm, das die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals Spwm bestimmt, als Taktsignal CLK ausgegeben. Dieses zweite Taktsignal CLKpwm wird beispielsweise durch einen Taktsignalgenerator 83 erzeugt und kann in nicht näher dargestellter Weise auch dem Pulsweitenmodulator 40 zugeführt sein.
Bezugnehmend auf 4 ist das erste Taktsignal CLKd beispielsweise der ersten Mittelwertermittlungseinheit 54 zur Ermittlung der Länge einer Periodendauer des Dither-Signals Sd zugeführt, während das zweite Taktsignal CLKpwm der zweiten Mittelwertbildungseinheit 55 zur Ermittlung einer Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals zugeführt ist.
Die Strommessanordnung 30 weist bezugnehmend auf 7 beispielsweise einen in Reihe zu dem Schalter 21 geschalteten Shunt-Widerstand 31 und einen Operationsverstärker 32 auf, der eine über dem Shunt-Widerstand 31 anliegende Spannung V31 abgreift und der ein zu dieser Spannung V31 proportionales Strommesssignal Si zur Verfügung stellt. Selbstverständlich sind beliebige weitere Strommessanordnungen zur Ermittlung des Strommesssignals Si einsetzbar.
Ein Realisierungsbeispiel für den Pulsweitenmodulator 40 ist in 7 dargestellt. Dieser Pulsweitenmodulator weist ein Flip-Flop 41 mit einem Setzeingang S und einem Rücksetzeingang R sowie mit einem Ausgang, an dem das pulsweitenmodulierte Signal Spwm zur Verfügung steht, auf. Der Pulsweitenmodulator 40 weist außerdem einen Sägezahngenerator 42 auf, der nach Maßgabe des zweiten Taktsignals CLKpwm ein Sägezahnsignal S42 erzeugt. Das Flip-Flop 41 wird beispielsweise mit jeder fallenden Flanke des Sägezahnsignals gesetzt und jeweils zurückgesetzt, wenn der Signalpegel des Sägezahnsignals den Signalpegel des Regelsignals Sc erreicht. Hierzu werden das Sägezahnsignal S42 und das Regelsignal Sc mittels eines Komparators 43 verglichen. Ein Ausgangssignal dieses Komparators ist dem Rücksetzeingang R des Flip-Flops 41 zugeführt.
Die Funktionsweise des in 7 beispielhaft dargestellten Pulsweitenmodulators 40 wird anhand der in 9 dargestellten zeitlichen Verläufe des Sägezahnsignals S42, des Regelsignals Sc und des daraus resultierenden pulsweitenmodulierten Signals Spwm deutlich. Eine Periode des pulsweitenmodulierten Signals Spwm beginnt jeweils mit einer fallenden Flanke des Sägezahnsignals, wobei das pulsweitenmodulierte Signal Spwm mit dieser fallenden Flanke einen Einschaltpegel – in dem Beispiel einen High-Pegel, annimmt. Die Einschaltdauer endet, wenn das Sägezahnsignal S42 bis auf den Pegel des Regelsignals Sc angestiegen ist. Der Regler (51 in 4) ist hierbei so gewählt, dass eine Amplitude des Regelsignals Sc zunimmt, wenn das Fehlersignal Serr auf einem Vergleich zum Sollwert zu kleinem Strom I hinweist. Mit zunehmender Amplitude des Regelsignals Sc steigt die Einschaltdau er, und damit die Stromaufnahme an, um den Strom dadurch auf den Sollwert einzuregeln.
Optional kann der Stromregler bezugnehmend auf 4 eine Messanordnung 60 zur Ermittlung der Amplitude bzw. des Signalhubs des Strommesssignals Si im eingeschwungenen Zustand aufweisen. Diese Messanordnung 60, der zur Ermittlung des Betriebszustandes das Betriebszustandssignal Sz zugeführt ist, erzeugt ein Amplitudensignal S_AD, das von diesem Signalhub des Strommesssignals Si abhängig ist. Das Amplitudensignal S_AD ist beispielsweise einer Signalerzeugungseinheit 70 zugeführt, die das Dither-Signal bereitstellt. Das Amplitudensignal S_AD ermöglicht hierbei eine Anpassung der Amplitude des Dither-Signals.
Das Dither-Signal Sd, das im eingeschwungenen Zustand nach dem Ausgang des Reglers 51 zu dem Reglerausgangssignal Sc addiert wird 53 entspricht a priori keinem tatsächlichen Stromwert. Die Amplitude der Stromschwankungen, die das Dither-Signal bewirkt, sind einerseits von der Regelstrecke und andererseits von dem Arbeitspunkt bzw. dem jeweiligen Sollwert abhängig. Die Signalerzeugungseinheit 70 benutzt hierbei das Amplitudensignal S_AD, um die Amplitude des Dither-Signals Sd so einzustellen, dass die durch das Dither-Signal hervorgerufene Amplitude des Signalhubs des Laststromes I einem gewünschten Sollwert entspricht. Dieser Sollwert ist der Signalerzeugungseinheit 70 beispielsweise in Form eines Amplituden-Sollwertsignals Sp_AD zugeführt. Die Signalerzeugungseinheit ist zusammenfassend dazu ausgebildet, die Amplitude der durch das Dither-Signal hervorgerufenen Schwankungen der Stromamplitude auf einen vorgegebenen Wert einzuregeln. Die Signalerzeugungsschaltung weist hierzu beispielsweise einen Regler (nicht dargestellt auf), dem das Amplitudensignal S_AD als Ist-Signal und das Sollwertsignal Sp_AD zugeführt sind und der die Amplitude des Dither-Signals einstellt. Dieser Regler besitzt beispielsweise ein P-Verhalten, ein I-Verhalten oder ein PI-Verhalten und erzeugt die Amplitude abhängig von einer Differenz zwischen dem Amplitudensignal S und dem Amplituden-Sollwertsignal Sp_AD.
Die Signalerzeugungsschaltung 70 ist in 4 als eigener Schaltungsblock dargestellt. Diese Signalerzeugungsschaltung 70 kann in nicht näher dargestellter Weise jedoch auch Teil eines Mikrocontrollers sein, beispielsweise eines Mikrocontrollers der auch das Sollwertsignal Sp für den Strommittelwert des Laststromes erzeugt. Der Regelalgorithmus zur Regelung der Amplitude des Dither-Signals Sd kann in diesem Fall in Software implementiert sein. Selbstverständlich kann die Signalerzeugungsschaltung 70, einschließlich des Reglers jedoch auch vollständig in Hardware implementiert sein.

Claims

Stromregler zur Regelung eines Stromes durch eine Last, der aufweist: Anschlussklemmen zum Anschließen der Last, eine Schaltanordnung, die dazu ausgebildet ist, abhängig von einem pulsweitenmodulierten Signal eine pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung an die Anschlussklemmen anzulegen, einen Pulsweitenmodulator, dem ein Regelsignal zugeführt ist und der das pulsweitenmodulierte Signal abhängig von dem Regelsignal erzeugt, eine Strommessanordnung, die dazu ausgebildet ist, ein von einem Strom durch die Last abhängiges Strommesssignal bereitzustellen, eine Regelschaltung, die einen Sollwertsignaleingang zum Zuführen eines Sollwertsignals, einen HF-Signaleingang zum Zuführen eines HF-Signals und einen Strommesssignaleingang zum Zuführen des Strommesssignals aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Strommesssignal abhängiges Fehlersignal zu erzeugen und abhängig von dem Fehlersignal das Regelsignal zu erzeugen und die dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Fehlersignal einen ersten oder einen zweiten Betriebszustand anzunehmen, wobei das Regelsignal nur in dem ersten Betriebszustand von dem HF-Signal abhängig ist.
Stromregler nach Anspruch 1, bei dem die Regelschaltung den zweiten Betriebszustand annimmt, wenn ein Betrag des Fehlersignals einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Stromregler nach Anspruch 1, bei dem die Regelschaltung einen Regler aufweist, dem das Fehlersignal zugeführt ist und der ein von dem Fehlersignal abhängiges Reglerausgangssignal bereitstellt, und bei dem das Regelsignal im ersten Betriebszustand einer Summe des HF-Signals und des Reglerausgangssignals und im zweiten Betriebszustand dem Reglerausgangssignal entspricht.
Stromregler nach Anspruch 3, bei dem der Regler ein PI-Regler ist.
Stromregler nach Anspruch 1, bei dem die Regelschaltung dazu ausgebildet ist, das Fehlersignal abhängig von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und einem Mittelwert des Strommesssignals zu erzeugen, und dazu ausgebildet ist, diesen Mittelwert im ersten Betriebszustand über eine erste Mittelwertdauer und im zweiten Betriebszustand über eine zweite Mittelwertdauer zu erzeugen, wobei die erste Mittelwertdauer länger als die zweite Mittelwertdauer ist.
Stromregler nach Anspruch 5, bei dem die Regelschaltung dazu ausgebildet ist, eine Periodendauer des HF-Signals zu ermitteln und die erste Mittelwertdauer so einzustellen, dass sie dieser Periodendauer oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Periodendauer entspricht.
Stromregler nach Anspruch 5, bei dem die Regelschaltung dazu ausgebildet ist, die zweite Mittelwertdauer so einzustellen, dass sie einer Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Periodendauer entspricht.
Stromregler nach Anspruch 3, bei der die Regelschaltung aufweist: eine Betriebszustandsschaltung der das Fehlersignal zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, ein Betriebzustandssignal zu erzeugen, das abhängig von dem Fehlersignal einen ersten oder einen zweiten Signalpegel annimmt.
Stromregler nach Anspruch 8, bei dem die Regelschaltung aufweist: eine erste Mittelwertbildungseinheit, der das Strommesssignal zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, ein erstes Mittelwertsignal zu erzeugen, das abhängig ist von einem Mittelwert des Strommesssignals über eine erste Mittelwertdauer, eine zweite Mittelwertbildungseinheit, der das Strommesssignal zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, ein zweites Mittelwertsignal zu erzeugen, das abhängig ist von einem Mittelwert des Strommesssignals über eine zweite Mittelwertdauer, eine erste Auswahlschaltung, der das erste und das zweite Mittelwertsignal sowie das Betriebszustandssignal zugeführt sind und die abhängig von dem Betriebszustandssignal das erste oder das zweite Mittelwertsignal als Ausgangssignal bereitstellt, einen Subtrahierer mit einem ersten Eingang, dem das Sollwertsignal zugeführt ist, einem zweiten Eingang, dem das Ausgangssignal der Auswahlschaltung zugeführt ist, und mit einem Ausgang an dem das Regelsignal zur Verfügung steht.
Stromregler nach Anspruch 8, bei der die Regelschaltung weiterhin aufweist: einen Addierer mit einem ersten Eingang, dem das Reglerausgangssignal zugeführt ist, und mit einem zweiten Eingang, dem abhängig von dem Betriebszustandssignal das HF-Signal zuge führt ist, und mit einem Ausgang, an dem das Regelsignal zur Verfügung steht.
Stromregler nach Anspruch 3, bei dem ein Regelverhalten des Reglers von dem Betriebszustand abhängig ist.
Stromregler nach Anspruch 1, der weiterhin aufweist: eine Messanordnung zur Ermittlung eines Signalhubs des Laststromes während des ersten Betriebszustandes und zur Bereitstellung eines von dem Signalhub abhängigen Amplitudensignals, eine Signalerzeugungsschaltung, die das HF-Signal erzeugt, der das Amplitudensignal zugeführt ist und die eine Amplitude des HF-Signals abhängig von dem Amplitudensignal einstellt.
Stromregler nach Anspruch 12, bei der die Signalerzeugungsschaltung dazu ausgebildet ist, die Amplitude des HF-Signals abhängig von dem Amplitudensignal und einem Amplituden-Sollwertsignal einzustellen.
Verfahren zur Regelung eines Stromes durch eine Last, das aufweist: Anlegen einer pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung an die Last, wobei die pulsweitenmodulierte Versorgungsspannung ein von einem Regelsignal abhängiges Tastverhältnis aufweist, Messen eines die Last durchfließenden Stromes zur Bereitstellung eines Strommesssignals, Erzeugen eines von einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Strommesssignal abhängigen Fehlersignals, Bereitstellen eines HF-Signals, Erzeugen des Regelsignals derart, dass abhängig davon, welchen Wert das Fehlersignal besitzt, ein von dem Fehlersignal und dem HF-Signal abhängiges erstes Regelsignal oder ein von dem HF-Signal unabhängige zweites Regelsignal als Regelsignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das zweite Regelsignal erzeugt wird, wenn ein Betrag des Fehlersignals kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ein nur von dem Fehlersignal abhängiges drittes Regelsignal erzeugt wird und bei dem das erste Regelsignal einer Summe des dritten Regelsignals und des HF-Signals entspricht und bei dem das zweite Regelsignal dem dritten Regelsignal entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem Fehlersignal abhängig ist von einer Differenz zwischen einem Sollwertsignal und einem Mittelwert des Strommesssignals, bei dem der Mittelwert für die Erzeugung des ersten Regelsignals über eine erste Mittelwertdauer und zur Erzeugung des zweiten Regelsignals über eine zweite Mittelwertdauer zu erzeugen, die kürzer ist als die erste Mittelwertdauer ist.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem eine Periodendauer des HF-Signals zu ermittelt wird und bei dem die erste Mittelwertdauer dieser Periodendauer oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Periodendauer entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die zweite Mittelwertdauer einer Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Periodendauer entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin aufweist: Ermitteln eines Signalhubs des Laststromes während des ersten Betriebszustandes, Einstellen einer Amplitude des HF-Signals abhängig von dem ermittelten Signalhub des Laststromes.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Amplitude des HF-Signals abhängig von dem Signalhub des Laststromes und abhängig von einem Sollwertsignal eingestellt wird.