连续量的时间离散控制制造技术

本发明专利技术涉及连续量（Ｉ↓［１］）的时间离散控制。为了实现时间离散控制的高分辨率并且为了避免出现由于低频效应产生的不稳定控制，向时间离散控制中包含的至少一个信号引入人为的、变化的扰动。相应的控制电路设有适合于进行连续量（Ｉ↓［１］）的时间离散控制的部件（１０－１４），此外还设有适合于向控制电路中的至少一个信号引入人为的、变化的扰动的至少一个部件（２０，２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改善连续量的时间离散控制的方法。本专利技术同样涉及包括适合于进行连续量的时间离散控制的部件的控制电路、以及包括这样的控制电路的器件和仪器。
技术介绍
许多电子器件或者系统需要控制连续量，例如提供给特定部件的电流。今天，这样的连续量经常是借助于时间离散控制电路进行控制的。时间离散控制电路的例子是具有信号处理器或可编程逻辑部件的数字控制器。时间离散控制电路的优点是它们是成本有效的。它们允许实现极其复杂的控制过程，这样的过程是利用常规的模拟电路不可能可靠地实现的。当然，时间离散控制电路还是有缺点的，它们不能在任何任意的时间点对于被控的连续量的数值相对于参考信号值的偏差做出反应。相反，它们只能在预先确定的阶段做出反应，这个阶段称之为采样阶段。采样阶段通常分开预先确定的最小时间单位的倍数，即，在其中实现时间离散控制电路的系统的时钟周期。与在连续的时间刻度进行操作的常规的控制电路不同，被控量的数值相对于参考信号数值的偏差只在下一个采样阶段导致时间离散控制电路的响应。同时，控制误差进一步积累。在某些控制系统中，这可能导致循环重复的控制误差，这又导致控制质量的显著下降。这对于在原点具有极点的传输函数的那些控制系统来说尤其真的。误差越大，时钟周期相对于被控系统的动态状况越长。下面参照图1比较详细地说明所述的问题。图1是用于超高压(UHP)灯的电源模块的示意电路图，超高压灯连接到模块的输出端。电源模块包括两个串联连接在直流电压源VDC和地GND之间的两个开关元件S1、S2。在两个开关元件S1、S2之间的连接还经过线圈L1和电容Cfilt连接到地GND。线圈L1和电容器Cfilt形成一定截止频率的低通滤波器。超高压灯作为负载R并联连接到电容器Cfilt，提供电压VL。在负载R上的电压VL是正的，小于电源电压VDC。这是通过交替地接通和断开第一开关元件S1和第二开关元件S2实现的。电容器Cfilt的滤波效果要足够地大以保证负载R只看见一个很小的交流电流。这就是说，该滤波器的截止频率要明显低于电路的操作频率。为了根据需要控制开关元件S1、S2，要提供一个控制电路。控制电路包括电流检测器10、比较器11、延迟元件12、第一反相驱动器13、和第二驱动器14。电流检测器10检测通过线圈L1的电流I1，向比较器11的第一输入端提供最终的测量值。参考值Iref输入到比较器11的第二输入端。比较器11比较在它的输入端接收的数值，并且输出对应的控制信号给延迟元件12。延迟元件12一方面向第一反相驱动器并且另一方面向第二驱动器14传递具有预定延迟的控制信号。第一反相驱动器13以放大延迟的控制信号控制第一开关元件S1，第二驱动器14以放大并且反相的延迟控制信号控制第二开关元件S2。只要第一开关S1闭合，电源电压VDC超过电容器Cfilt两端的电压，并且因此超过负载R两端的电压VL，则通过线圈L1的电流I1将要增加。当比较器11检测到代表通过线圈L1的电流I1的测量值超过参考值Iref时，则在由延迟元件12引起的预定延迟ΔT之后，第一开关元件S1断开，第二开关元件S2接通。这种切换出现的电流IS1，off由以下方程给出IS1,off=Iref+VDC-VLL1ΔT]]>作为切换的结果，通过线圈L1的电流I1将再一次地减小，一直到比较器11检测到参考值Iref超过了代表再一次通过线圈L1的电流I1的测量值时为止。在由延迟元件12引起的预定延迟ΔT过后，第二开关元件S2再一次切断，并且第一开关元件S1再一次接通。这种切换出现的电流IS2，off由以下方程给出IS2,off=Iref-VLL1ΔT]]>所述的切换连续地重复，使电源模块以一个特征频率进行操作。这个频率f由下式给出 f=1ΔTVLVDC(1-VLVDC)]]>可以按照时间离散方式建立这样一种电源模块的控制部分，例如通过借助于按照固定的时钟频率操作的计数器实现延迟元件12这样做。然而，这就意味着，在最不利的情况下，实际的延迟刚好是长于期望的延迟ΔT的一个时钟周期tC。如果在采样阶段之后立即发生比较器事件，将会发生上述这种情况。按照最大值的真正电流，这将导致误差ΔIS1，off，ΔIS2，offΔIS1,off=VDC-VLL1tc]]>ΔIS2,off=ΔIS1,off+-VLL1tc=VDC-2VLL1tc]]>当电流按照线性的时间刻度变化时，可由下式确定输出电流的平均误差ΔIΔI‾=12(ΔIS1,off+ΔIS2,off)]]>=2VDC-3VL2L1tc]]>这个误差影响随后的操作循环，并且引起随时间重复的图形。这种图形的特征频率取决于电源电压VDC和在电源模块输出端提供的电压VL之间的关系。这个特征频率是如此地低，以致于电容器Cfilt的滤波器性质无法保持这个特征频率离开负载R。结果，显著地增加了提供给负载R的直流的残留纹波。甚至于有可能激发滤波器的谐振频率，导致甚至于更大的增加电流纹波。减轻上述问题的方案可以是增加控制电路的时钟频率，从而与常规的连续模式控制电路相比不会产生任何明显的误差。但最终这将导致不切实际的高采样速率，这又带来了高电流消耗、高成本、以及高电磁辐射形式的新问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是改善连续量的时间离散控制的质量。提出了一种改善连续量的时间离散控制的方法，这个方法包括向在时间离散控制中包含的至少一个信号引入一个人为的、变化的扰动。此外，提出一种控制电路，所述控制电路包括适合于进行连续量的时间离散控制的部件，此外，至少一个部件适合于向控制电路中的至少一个信号引入人为的变化的扰动。最后，提出了一种包括这样一种控制电路的器件和一种包括这样一种控制电路的仪器。本专利技术基于如下的构思如果有意地扰动在时间离散控制中包含的至少一个信号，则可以移动重复图形的特征频率，例如超过所用滤波器的截止频率。本专利技术的优点是，本专利技术在不增加时钟频率的条件下可以改善时间离散控制的质量，即，可以实现较高分辨率的控制并且可以避免由于以低的频率重复的误差图形产生的不稳定的控制。实施本专利技术所需的附加成本或者是微小的，或者根本没有。可以将人为的、变化的扰动引入到时间离散控制中包含的各种不同的信号上，因此可以引入到控制电路的各个不同的位置。例如，扰动可以引入到代表要进行控制的连续量的测量值的信号上，相应地，可以将扰动施加到所建议的控制电路的测量值的输入端。而且，例如可将扰动引入到代表用于检测连续量的值与期望值之间的偏差的参考值的信号上。相应地，可将扰动引入到所建议的控制电路的参考信号的输入端上。而且，例如可将扰动引入到用于调节连续量到期望值的信号上。相应地，可将扰动施加到控制电路的控制信号的输出端上。进一步还可以按照各种不同的方式引入人为的、变化的扰动。例如，可以通过向时间离散控制中包含的至少一个信号附加变化的扰动信号来引入扰动。这样一种扰动信号例如可以通过噪声发生器产生，或者通过伪噪声发生器产生。此外，例如可以通过用可变的时间延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善连续量（Ｉ↓［１］）的时间离散控制的方法，所述方法包括：向在所述时间离散控制中包含的至少一个信号引入一个人为的、变化的扰动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P吕尔肯斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]