Drosselwandler nutzen den Effekt, daß bei Anlegen einer Gleichspannung an eine Drossel der sie durchfließende Strom in erster Näherung mit der Zeit linear ansteigt. Wird die Spannung an der Drossel getaktet, so ergibt sich eine be- stimmte Ausgangsspannung. Die Variation des Tastverhältnisses ermöglicht eine Variation der Ausgangsspannung bei vorgegebe- ner Eingangsspannung.

Bekannt sind Aufwärtsregler, bei denen die Ausgangsspannung größer als die Eingangsspannung sein kann, und Abwärtsregler, bei denen die Ausgangsspannung kleiner als die Eingangsspan- nung sein kann.

Solche Aufwärts-und Abwärtsregler sind aus Stengl/Tihanyi "Leistungs-MOS-FET-Praxis", Pflaum Verlag München, 1992, S.

176-177, bekannt. Sowohl für einen Aufwarts-, als auch für einen Abwärtsregler ist jeweils eine eigene Drossel erforder- lich.

Aus US 5,552,694 ist ein Drosselwandler mit einer Drossel be- kannt, der entweder als Aufwärts-oder als Abwärtswandler be- trieben werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für einen Drosselwandler anzugeben, der mittels ei- ner einzigen Drossel sowohl als Aufwärts-als auch als Ab- wartsregler betrieben werden kann und aus einer einzigen Spannungsquelle zwei Spannungen erzeugt, von denen die eine

größer und die andere kleiner als die Eingangsspannung sein kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Drosselwandler ist sichergestellt, daß, solange die Versorgungsspannung zur Verfügung steht, so- wohl die für die kleinere Spannung als auch die für die grö- ßere Spannung benötigte Energie direkt der Versorgungsspan- nungsquelle entnommen wird. Nach einem evtl. Wegfall der Ver- sorgungsspannungsquelle (Autarkiezeitfall) wird die Ansteue- rung der elektronischen Schaltelemente so umgestellt, daß fur eine gewisse Zeit beide Spannungen erhalten bleiben, wobei die Energie für die kleinere der beiden Spannungen einem der größeren Spannung zugeordneten Energiespeicher entnommen wer- den kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Verfahrens-und Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Fi- gur dargestellt. Diese zeigt das Schaltbild eines erfindungs- gemäßen Drosselwandlers, beispielsweise für eine Airbag-Steu- erschaltung eines Kraftfahrzeugs, welcher mit einer Versor- gungsspannung Ubat = 12V betrieben wird, wobei die beiden Spannungen Ul bzw. U2, beispielsweise Ul = 30V, U2 = 5V, an einem ersten bzw. zweiten Kondensator Cl bzw. C2 abgreifbar sind und im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs, wenn die Verbindung von der Fahrzeugbatterie zur Airbag-Steuerschal- tung gelöst wird, für eine bestimmte Zeit (einige ms), bis zur Airbag-Auslösung, erhalten bleiben sollen.

Der Drosselwandler weist eine Drossel 1 auf, die in der Dia- gonale-zwischen zwei Knoten mit den Bezugszeichen 3 und 4- einer H-Brücken-Topologie 2 angeordnet ist, welche mit einer Versorgungsspannung Ubat betrieben wird. Ein erstes elektro-

nisches Schaltelement M1 ist zwischen einem ersten Knoten 4 und dem Pluspol der Versorgungsspannung Ubat angeordnet. Ein zweites Schaltelement M2 ist in Reihe mit einem zweiten Kon- densator C2 zwischen dem ersten Knoten 4 und dem Minuspol GND der Versorgungsspannung Ubat angeordnet. Ein drittes Schalte- lement M3 ist zwischen dem zweiten Knoten 3 und dem Minuspol GND angeordnet. Ein viertes Schaltelement M4 in Reihenschal- tung mit einem ersten Kondensator Cl ist parallel zum dritten Schaltelement M3 zwischen dem zweiten Knoten 3 und dem Minus- pol GND angeordnet. Schließlich ist ein weiteres Schaltele- ment M5 zwischen dem zweiten Knoten 3 und dem Verbindungs- punkt zwischen dem zweiten elektronischen Schaltelement M2 und dem zweiten Kondensator C2 angeordnet. Die Schaltelemente M1 bis M5 werden von Ausgangssignalen einer Steuerelektronik V1 bis V5 gesteuert.

Die elektronischen Schaltelemente Ml bis M5 sind in diesem Ausführungsbeispiel N-Kanal-Feldeffekt-Transistoren vom An- reicherungstyp, welche jeweils eine nicht näher bezeichnete Inversdiode aufweisen, die in Richtung vom Bulk-zum Drain- Anschluß stromleitend sind. Die elektronischen Schaltelemente M1 bis M5 können aber auch beispielsweise Bipolartransistoren sein, mit externen Dioden, wo erforderlich.

Die Source-Anschlüsse des zweiten (M2) und des weiteren Schaltelements M5 sind miteinander verbunden, und deren Bulk- Anschlüsse sind mit dem Minuspol GND verbunden, um Revers- Ströme vom Source-zum Drain-Anschluß zu vermeiden, die auf- treten können, wenn die Sourcespannung größer als die Drain- spannung ist.

Zum Betreiben des Drosselwandlers als Aufwärtswandler zum Er- zeugen einer vorgegebenen, am ersten Kondensator Cl abgreif- baren, ersten Ausgangsspannung U1 werden zuerst das erste und das dritte Schaltelement Ml und M3 leitend gesteuert. Dadurch

fließt ein Strom vom Pluspol Ubat über M1, die Drossel 1 und M3 zum Minuspol GND. Dadurch wird die Drossel 1 mit Energie aufgeladen. Zum Übertragen der Drosselenergie auf den ersten Kondensator Cl wird anschließend das dritte Schaltelement M3 nichtleitend gesteuert, wodurch die Drosselenergie in den Kondensator Cl über die Inversdiode des Schaltelements M4 übertragen wird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die erste Ausgangsspannung U1 einen vorgegebenen Wert er- reicht, der in der Steuerelektronik Vl bis V5 gespeichert und, in dem Fachmann bekannter Weise, überwacht wird.

Zusätzlich kann während der Übertragung der Energie von der Drossel 1 auf den Kondensator Cl das vierte Schaltelement M4 leitend gesteuert werden, was den Widerstand des Schaltele- ments verringert.

Ist die Drosselenergie auf den ersten Kondensator Cl übertra- gen, wird der Vorgang solange wiederholt, bis die erste Aus- gangsspannung U1 den vorgegebenen Wert erreicht. Dann wird das bis dahin leitende erste Schaltelement Ml nichtleitend ge- steuert.

Eine in der Drossel (1) verbleibende Restladung nach Errei- chen der vorgegebenen, ersten Ausgangsspannung Ul kann bei noch leitendem ersten Schaltelement M1 aber das weitere Schaltelement M5 in den zweiten Kondensator (C2) geladen wer- den.

Zum Betreiben des Drosselwandlers als Abwärtswandler zum Er- zeugen einer vorgegebenen, am zweiten Kondensator C2 abgreif- baren, zweiten Ausgangsspannung U2 werden das erste und das weitere Schaltelement, Ml und M5, leitend gesteuert. Dadurch wird die Drossel 1 mit Energie und gleichzeitig der Kondensa- tor C2 aufgeladen. Anschließend wird das erste Schaltelement M1 nichtleitend gesteuert. Der Strom fließt dann von der

Drossel 1 über das Schaltelement 5 und den zweiten Kondensa- tor C2, der dadurch weiter geladen wird, zum Minuspol GND.

Alternativ dazu können auch zuerst das erste und das dritte Schaltelement, M1 und M3, leitend gesteuert werden und an- schließend, wenn die Drossel 1 genügend Energie aufgenommen hat, das dritte Schaltelement M3 nichtleitend und das weitere Schaltelement M5 leitend gesteuert werden. Mit dieser Methode kann auch die zweite Ausgangsspannung U2 gober als die Ver- sorgungsspannung Ubat gemacht werden. Dies kann insbesondere bei kleiner werdender Versorgungsspannung Ubat von Vorteil sein. Außerdem ist dieser Regelvorgang etwas stabiler als der zuvor beschriebene.

Sollen trotz Ausfall der Versorgungsspannung Ubat die beiden Ausgangsspannungen U1 und U2 noch einige Zeit aufrechterhal- ten werden (Autarkiezeitfall), so wird der erste Kondensator Cl als Energiequelle benutzt. In diesem Fall werden das zwei- te und vierte Schaltelement M2 und M4 leitend gesteuert. Da- bei wird die Drossel 1 mit Energie und gleichzeitig der Kon- densator C2 geladen. Wenn dann das Schaltelement M4 nichtlei- tend gesteuert wird, fließt der Rest der Drosselenergie auf den Kondensator C2 und lädt diesen auf die Spannung U2. tuber die Inversdiode des Schaltelements M3 erfolgt die Rückleitung zur Drossel 1. Anschließend wird auch das zweite Schaltele- ment M2 wieder nichtleitend gesteuert.

Eine Ladung des zweiten Kondensators C2 aus der Versorgungs- spannung Ubat als auch aus dem Kondensator Cl wäre auch di- rekt über Ml-M2 bzw. über M4-M5 ohne den Umweg über die Drossel 1 denkbar, diese Vorgehensweise führt aber zu hoher Verlustleistung in den Schaltelementen und zu instabilerem Regelverhalten.

Im praktischen Betrieb können die beiden Verfahren zum Be- treiben des Drosselwandlers als Aufwärts-und als Abwärts- wandler-mit Ausnahme des Autarkiezeitfalles-kontinuier- lich alternierend oder in jeder beliebigen Reihenfolge ange- wandt werden, wodurch die beiden Ausgangsspannungen U1 und U2 miteinander erzeugt und aufrechterhalten werden.

Die Verfahrensschritte zur Steuerung der Schaltelemente M1 bis M5 sind in einem in der Steuerelektronik (Vl... VS) abge- legten Programm gespeichert und werden gemäß diesem Programm abgearbeitet.