用于控制过程变量的控制器和方法以及包括功率供应和控制器的功率供应电路技术

一种用于控制过程变量（202）的控制器（100；200）包括被配置成接收反馈信号的输入接口（102），所述反馈信号指示要被控制的过程变量（202）和针对过程变量的设定点（104）之间的误差。至少第一积分器（108）被配置成使用依赖于反馈信号的积分器输入信号而导出累积误差信号；并且具有预定谐振频率的至少一个谐振器被配置成使用依赖于反馈信号的谐振器输入信号提供谐振器输出信号。输出接口（130）被配置成提供用于影响过程变量（202）的操作信号，所述操作信号是使用累积误差信号和谐振器输出信号导出的。

【技术实现步骤摘要】
用于控制过程变量的控制器和方法以及包括功率供应和控制器的功率供应电路
本文所述的实例涉及用于控制过程变量（processvariable）的控制器以及用于控制过程变量的方法。
技术介绍
需要用于控制过程变量的控制器的应用是多种多样的。例如，闭环控制器可用于控制为功率放大器供电的功率供应的输出电压。由功率放大器拉出的电流与动态改变并因此具有宽带频谱的其当前的输入/输出功率有关。继而，交流电流对功率供应的输出电压进行调制，因为它的输出阻抗不是不确定地低。为了避免输出电压不合期望的下降，例如闭环控制器的控制器可用于动态地控制由功率供应提供的输出电压。为了避免将附加噪声引入到由例如移动通信射频（RF）放大器的功率放大器提供的输出信号中，功率供应在需要低噪声的频带中应当具有低阻抗，或者由功率供应引入的噪声分量应当在这些频带中被消除。附图说明下面将仅通过实例并参照附图描述装置和/或方法的一些示例，其中：图1示出用于控制过程变量的控制器的示例；图2示出图1的控制器的噪声特性的图示；图3示出传统控制器及其相关联的噪声特性；图4示出包括由控制器控制的功率供应的功率供应电路的示例；图5示出传统功率供应的示例；图6示出另外的传统功率供应；图7示出功率供应电路的另外的示例；图8示出功率供应电路的另外的示例；图9示出功率供应电路的另外的示例；图10示出用于控制过程变量的方法的示例的示意图；图11示出用于提供系统的数学描述的模型的控制器和功率供应的示例的示意图；图12详细示出图11的功率供应的滤波器电路；图13图示时间离散域中的图11的配置；图14示出时间离散域中的功率供应电路的示例；图15示出时间离散域中的另外的示例；以及图16示出功率供应电路的示例的噪声特性的仿真结果；以及图17示出移动电信设备的示例。具体实施方式现在将参考附图更充分地描述各种示例性示例，在所述附图中图示了一些示例性示例。在图中，为了清楚，可夸大线、层和/或区域的厚度。因此，虽然示例性示例能够有各种修改和可替换形式，但其示例以示例的方式在图中示出，并且将在本文中被详细描述。然而，应当理解的是：并非旨在将示例性示例限制到公开的特定形式，而是相反，示例性示例将涵盖落入本公开范围之内的所有修改、等同物和替代物。相同的附图标记在图的整个说明中指代相同或类似的元件。应该理解的是，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可能存在中间元件。作为对比，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在中间元件。应该以类似的方式解释用于描述元件之间关系的其它词语（例如“在…之间”与“直接在…之间”，“相邻”与“直接相邻”等）。本文所用的术语仅用于描述特定示例的目的，并不旨在限制示例性示例。正如本文所使用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文以其它方式明确指示。应该进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“由…组成”、“由…构成”、“包括”和/或“包含”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。除非以其它方式定义，否则本文所使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有和示例所属的领域中普通技术人员通常理解的相同的含义。应进一步理解的是，术语（例如在通常使用的字典中定义的那些术语）应该被解释为具有和相关技术的上下文中的它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义解释，除非本文中如此清楚地定义。在下文中论述用于控制由另外的设备生成或输出的过程变量或量（quantity）的控制器的一些示例。这些应用是不同的。例如，诸如蜂窝电话之类的移动设备中的包络跟踪射频（RF）功率放大器可能需要跟踪功率放大器（PA）的瞬时输出功率的功率供应。那些RF功率放大器可能是移动设备中最功率消耗的部件。为了降低功耗，可使用包络跟踪，这依赖于用于具有高效率的功率放大器的可调功率供应。例如，85％以上的功率供应效率以及至少两倍的发射带宽和离载波频率或传输频带的预定义频谱距离处的低本底噪声（noisefloor）可能是合期望的。此外，当它们将用于移动设备中时，用于向功率放大器提供操作电压或功率的功率供应应当是成本效益的且尺寸小。为了节省功率，可提供指定最小可接受的但足够量的输出功率的包络信号。包络信号例如可以由移动电信网络的基站提供或由移动设备本身的某个内部逻辑提供。因此，移动设备中功率放大器的功率供应通常由控制器控制，以便确保功率放大器的当前输出以高精确度跟随期望的包络。然而，由功率供应或控制器本身生成的噪声直接从功率供应耦合到射频放大器，使得功率供应本身在由将被满足的特定规范所给出的某些预定义频带处也应是低噪声的，使得发射器作为整体满足期望的谱依从性（compliance）。仅作为示例，在长期演进（LTE）移动网络中，在相对于接收器频带所在的载波频率例如从30MHz至400MHz的频谱距离处噪声电平应当非常低。这是对提供具有低噪声特性的用于控制过程变量的解决方案的期望。通过将具有预定谐振频率的谐振器包含为控制器内的元件，例如在其控制环路内，用于控制过程变量的控制器的示例可实现受控过程变量的特定的预定频率处的低噪声电平。图1示出用于控制过程变量的控制器100的示例。出于更好地理解控制器的目的，图1通过噪声源204代替将由控制器控制的设备，以便能够注意于控制器的噪声特性及其噪声抑制能力。生成的噪声叠加到通过控制器100控制的过程变量202。过程变量202的特定示例将是用于射频放大器或用于任何其它功率消耗设备的供应电压。控制器100包括被适配成接收反馈信号的输入接口102，该反馈信号指示要被控制的过程变量和针对过程变量的设定点（setpoint）之间的误差。在这个特定的实现方式中，反馈信号由生成的过程变量本身的副本提供，例如通过反馈功率供应的输出电压。设定点例如可被存储为控制器内的固定设定点量104，正如图1中指示。然而，另外的示例还可包括用于设定点的可选的输入接口106，使得设定点可由另外的外部实体或设备控制或给出。控制器100内的第一积分器108用来使用依赖于反馈信号的积分器输入信号110而导出累积误差信号。在图1的特定示例中，通过加法器112生成误差信号，从由第一缩放器（scaler）114生成的第一缩放的反馈信号减去设定点104，以便导出依赖于过程变量202和针对过程变量202的设定点104之间误差的信号，所述第一缩放器114可操作以按第一缩放参数（a1）缩放反馈信号。然而，根据另外的示例，可以其它方式生成误差信号，例如在控制器100的外部，使得误差信号还可能被直接提供给用于接收反馈信号102的输入接口。生成误差信号的任意的另外的方式还可用于实现相同或相似的结果。控制器100还包括具有预定谐振频率的至少一个谐振器120，至少一个谐振器120被适配成使用依赖于反馈信号的谐振器输入信号而提供谐振器输出信号。在图1的示例中，谐振器120包括第二积分器122和反馈环路，所述第二积分器122具有耦合到第三积分器124的输入的输出，所述反馈环路耦合在第三积分器124的输出和第二积分器122的输入之间，所述反馈环路至少包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制过程变量（202）的控制器（100；200），包括：输入接口（102），其被配置成接收反馈信号，所述反馈信号指示要被控制的过程变量（202）和针对过程变量的设定点（104）之间的误差；至少第一积分器（108），其被配置成使用依赖于反馈信号的积分器输入信号而导出累积误差信号；具有预定谐振频率的至少一个谐振器（120），所述至少一个谐振器（120）被配置成使用依赖于反馈信号的谐振器输入信号而提供谐振器输出信号；以及输出接口（130），其被配置成提供用于影响过程变量（202）的操作信号，所述操作信号是使用累积误差信号和谐振器输出信号导出的。

【技术特征摘要】
2013.08.30 DE 102013109441.41.一种用于控制过程变量（202）的控制器（100；200），包括：输入接口（102），其被配置成接收反馈信号，所述反馈信号指示要被控制的过程变量（202）和针对过程变量的设定点（104）之间的误差；第一积分器（108），其被配置成使用依赖于反馈信号的积分器输入信号而导出累积误差信号；具有预定谐振频率的至少一个谐振器（120），所述至少一个谐振器（120）被配置成使用依赖于反馈信号的谐振器输入信号而提供谐振器输出信号；以及输出接口（130），其被配置成提供用于影响过程变量（202）的操作信号，所述操作信号是使用累积误差信号和谐振器输出信号导出的。2.根据权利要求1的控制器（100；200），其中所述操作信号是使用谐振器输出信号的信号分量和累积误差信号的信号分量之和导出的。3.根据权利要求1或2的控制器（100；200），还包括第一缩放器（114），其被配置成按第一缩放参数缩放反馈信号以提供第一缩放的反馈信号作为对积分器输入信号的贡献。4.根据权利要求1或2的控制器（100；200），其中所述谐振器（120）包括：第二积分器（122），其具有耦合到第三积分器（124）的输入的输出，以及耦合在第三积分器（124）的输出和第二积分器（122）的输入之间的反馈环路，所述反馈环路包括第一反馈缩放器（125），其被配置成按第一反馈参数缩放第三积分器（124）的输出的信号。5.根据权利要求4的控制器（100；200），还包括：第二缩放器（126），其被配置成按第二缩放参数缩放反馈信号以提供第二缩放的反馈信号作为对第二积分器（122）的第二积分器输入信号的贡献。6.根据权利要求4的控制器（100；200），还包括第三缩放器（127），其被配置成按第三缩放参数缩放反馈信号以提供第三缩放的反馈信号作为对第三积分器（124）的第三积分器输入信号的贡献。7.根据权利要求1或2的控制器（100；200），还包括设定点输入接口（106），其被配置成接收指示针对过程变量的设定点的设定点信号。8.根据权利要求1或2的控制器（100；200），还包括具有预定的第二谐振频率的第二谐振器（176），所述第二谐振器被配置成使用依赖于反馈信号的第二谐振器输入信号而提供第二谐振器输出信号。9.根据权利要求8的控制器（100；200），其中所述第二谐振器（176）包括具有耦合到第五积分器（174）的输入的输出的第四积分器（172），以及耦合在第五积分器（174）的输出和第四积分器（172）的输入之间的反馈环路，所述反馈环路包括第二反馈缩放器，其被配置成按第二预定反馈参数缩放第五积分器（174）的输出的信号。10.一种功率供应电路（600），包括：可调功率供应（400），具有被配置成提供当前供应电压的功率输出接口（406）以及被配置成接收控制信号的控制输入接口，其中当前供应电压依赖于控制信号；以及根据权利要求1或2的控制器（100；200），所述控制器（100；200）使其输出接口耦合到用于提...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳文，
申请(专利权)人：英特尔移动通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE