控制器电路制造技术

本申请涉及控制器电路。用于向电负载提供供电电流的PWM信号发生器以第一频率产生PWM信号，所述PWM信号具有占空比。操作所述发生器包括：接收指示所述供电电流的目标平均值的设定点信号；感测指示所述供电电流的电流实际值的感测信号；经由如PID控制器的控制器执行以供电电流的目标值为目标的对供电电流的闭环控制，所述控制器根据感测信号相对于设定点信号的偏移来控制由PWM信号发生器产生的PWM信号的占空比。由此促进经由明智地选择与PWM信号的频率相关地更新控制器参数的频率来实现令人满意的操作。

【技术实现步骤摘要】
控制器电路
本申请涉及诸如PID(比例-积分-微分)控制器的控制器电路。一个或多个实施例可以应用于控制对其应用了脉宽调制(简称PWM)的信号的发生器。
技术介绍
PWM调制信号(PWM信号)的发生器广泛用于各个领域或技术中，例如，用于控制流经电负载的电流。诸如制动和传动的汽车应用是PWM信号发生器的此类可能应用领域的示例。例如，PWM信号发生器可用于驱动感应负载，例如螺线管，从而在通过负载驱动的电流中产生纹波。可以使用闭环控制电路来促进获得对应于期望设定点的平均负载电流。比例-积分-微分(简称PID)控制器可以作为这种控制电路的示例。传统的布置可以允许电流纹波在测量之后且在从设定点减去之前被平均化。这样的平均化会导致闭环控制中的延迟，这会对例如瞬态响应期间的性能产生不利影响。
技术实现思路
尽管在本领域开展了广泛的活动，但仍需要克服这种局限的改进方案。一个或多个实施例的目的是有助于提供这种改进方案。根据一个或多个实施例，该目的可以通过具有所附权利要求中提出的特征的方案来实现。一个或多个实施例可以涉及相应的电路。一个或多个实施例可以涉及相应的器件。包括感应负载的器件，例如借助于PWM信号发生器驱动的螺线管，可以是这种器件的示例。根据本公开的实施例，提供一种控制器电路，其特征在于，包括：PWM信号发生器，被配置为向电负载提供供电电流，所述PWM信号发生器产生具有第一频率的PWM信号，所述PWM信号具有占空比；控制器，被配置为接收偏移信号，所述偏移信号指示感测信号相对于设定点信号的偏移，所述感测信号指示所述供电电流的电流值，所述设定点信号指示所述供电电流的目标值；以及所述控制器，被配置为通过根据所述偏移信号控制由所述PWM信号发生器产生的所述PWM信号的所述占空比，来执行以所述供电电流的所述目标值为目标的对所述供电电流的闭环控制。在一个实施例中，该控制器电路还包括：电负载，所述电负载被耦合到所述PWM信号发生器以接收所述供电电流。权利要求是本文关于实施例提供的技术教导的组成部分。一个或多个实施例可以提供闭环控制器电路(例如，PID控制器电路)，该闭环控制器电路可以通过控制PWM信号的占空比(即，“开启”时间与“开启”时间和“关闭”时间之和的比率)来促进以平均目标设定点驱动电负载。一个或多个实施例可以基于这样的认识，即通过避免平均化来允许PWM纹波传播通过控制回路，可以促进改善的、更快的瞬态响应且具有更高的稳定性和准确性，而没有纹波传播对控制回路操作的明显不利影响。一个或多个实施例可以促进经由明智地选择与PWM信号的频率相关地更新控制器参数的频率来实现令人满意的操作。附图说明现在将仅通过示例的方式参照附图描述一个或多个实施例，其中：图1是PWM信号发生器的反馈回路控制布置的框图；图2是图1布置的具有可能变化的示例性实施方式的电路图；图3是根据本公开的PWM信号发生器的反馈回路控制布置的框图；图4是图3的布置的可能实施方式的具有可能变化的示例实施方式的电路图；以及图5A、图5B和图6是实施例的可能操作的示例性时序图。具体实施方式在随后的描述中，示出了一个或多个具体细节，旨在提供对本申请实施例的示例的深入理解。可以在没有一个或多个特定细节的情况下，或者在利用其他方法、组件、材料等的情况下获得实施例。在其他情况下，没有详细示出或描述已知的结构、材料或操作，使得实施例的某些方面将不会被模糊。在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于该实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的一个或多个位置中出现的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的构型、结构或特性。这里使用的参考仅是为了方便而提供的，因此没有限定保护的程度或实施例的范围。在图1和图2中，附图标记10总体上表示电路布置，该电路布置实现在诸如感应负载的负载L的PWM驱动器布置中的闭环控制策略。螺线管(例如，用于车辆的制动或传动系统中，在图中整体上不可见)可以作为这种负载L的示例，其可以表示为电感器Ls和电阻器Rs的串联连接。另外，将理解，对包括螺线管的负载L的引用和/或在汽车领域的可能应用的引用仅出于示例的目的，而不构成(即使是间接地)对实施例的限制意义。在本文例示的布置中，负载L经由接收供电电压VS的功率驱动器电路D驱动。如图1所示，负载L可以耦合在供电电压VS和功率驱动器电路D的输出之间，并且可以被电流Is通过。如图2所示，负载L可以耦合在电压为VLOAD的功率驱动器电路D的输出与接地GND之间，并且可以被电流ILOAD通过。在图1和图2所示的布置中，驱动器级D依次经由脉宽调制信号PWM驱动，脉宽调制信号PWM由与控制器电路14相关联的PWM信号发生器12产生。如图2所示，控制器14可以包括比例-积分-微分(PID)控制器，该控制器又以本领域技术人员已知的方式包括：具有相关联(比例)增益KP的比例分支141，积分分支142，具有相关联的(积分)增益K3并且包括积分器电路块142A，以及微分分支143，具有相关联的(微分)增益KD并包括微分电路块143A。来自分支141、142和143的输出在求和节点144处被求和，并且作为控制信号PID被施加到PWM信号发生器12的一个输入。再次以本领域技术人员已知的方式，PWM信号发生器12可以基本上包括比较器电路，该比较器电路的另一输入通过产生周期为TPWM的三角形(锯齿)信号的斜坡发生器16被供给有斜坡信号Ramp。斜坡信号的周期定义了由发生器12产生的具有频率fPWM(fPWM＝1/TPWM)的PWM信号的周期。附图标记18指示求和节点，该求和节点在第一输入(具有第一符号，例如为正)处接收设定点信号SP，该设定点信号SP指示通过负载L的电流的期望(平均)值。附图标记20表示感测布置，其可以包括耦合到驱动器D的输出的电流感测放大器(CSA)20a。感测布置20因此可以对通过负载L的电流值敏感，即，IS(图1)或ILOAD(图2)。如图1中示例的，感测布置20可以包括电流感测放大器20a，其以本领域技术人员已知的任何方式感测通过负载L的电流(在图1的情况下例如IS)并从中生成IS的按比例缩小的版本IX(例如IX＝IS/2560)，其被供给到模数转换器(ADC)20b。在图2所示的方案中，可以采用基本相似的布置来生成IX作为ILOAD的按比例缩小版本。在图1和图2中例示的布置中，可以将可能在20b被转换为数字格式的感测电流IX(但是是生成的)供给到平均电路22以生成相应的平均信号。例如，如图2所示，平均电路可以包括以频率fCK操作的(数字)积分器22a，积分器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制器电路，其特征在于，包括：/nPWM信号发生器，被配置为向电负载提供供电电流，所述PWM信号发生器产生具有第一频率的PWM信号，所述PWM信号具有占空比；以及/n控制器，被配置为接收偏移信号，所述偏移信号指示感测信号相对于设定点信号的偏移，所述感测信号指示所述供电电流的电流值，所述设定点信号指示所述供电电流的目标值；并且/n所述控制器被配置为通过根据所述偏移信号控制由所述PWM信号发生器产生的所述PWM信号的所述占空比，来执行以所述供电电流的所述目标值为目标的对所述供电电流的闭环控制。/n

【技术特征摘要】
20181031 IT 1020180000099911.一种控制器电路，其特征在于，包括：
PWM信号发生器，被配置为向电负载提供供电电流，所述PWM信号发生器产生具有第一频率的PWM信号，所述PWM信号具有占空比；以及
控制器，被配置为接收偏移信号，所述偏移信号指示感测信号相对于设定点信号的偏移，所述感测信号指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·波勒托，D·阿拉尼亚，N·埃里科，M·奇尼奥利，G·B·德阿戈斯蒂尼，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利;IT