FI117772B - Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi - Google Patents
Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI117772B FI117772B FI20000639A FI20000639A FI117772B FI 117772 B FI117772 B FI 117772B FI 20000639 A FI20000639 A FI 20000639A FI 20000639 A FI20000639 A FI 20000639A FI 117772 B FI117772 B FI 117772B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- voltage
- regulator
- input
- mode
- loss
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0045—Converters combining the concepts of switch-mode regulation and linear regulation, e.g. linear pre-regulator to switching converter, linear and switching converter in parallel, same converter or same transistor operating either in linear or switching mode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
- H02M1/007—Plural converter units in cascade
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
117772
Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja laitetta häviötyyppisen jännitesääti-5 men yli olevan jännitteen pienentämiseksi.
Tekniikan tausta
Elektronisissa laitteissa ja erityisesti, muttei välttämättä langattomissa matkaviestimissä on lukuisia eri käyttöjännitteitä, joita kytketään päälle ja pois aina tarvittavien toimintojen mukaan. Matkaviestimissä ja yleensä kannettavissa elektronisissa 10 laitteissa on pitkään kestävä ja pienikokoinen ladattava jännitelähde ollut edullinen ominaisuus. Piirisuunnittelutekniikan jatkuvasti kehittyessä on tullut mahdolliseksi valmistaa laitteita, joiden käyttöjännite on matalampi kuin aikaisemmin. Kehitys on mahdollistanut myös sen, että ladattavien teholähteiden kuten esimerkiksi matkapuhelimien akkujen kokoa ja painoa on voitu pienentää kuitenkaan oleelli-15 sesti lyhentämättä laitteen toiminta-aikaa.
Matkaviestimessä esiintyy sekä suuri- että pienivirtaisia toimintatiloja, joissa suuri-virtaisissa toimintatiloissa erityisesti lähetinosa kuluttaa huomattavimman osan jännitelähteen kapasiteetista. Perinteisesti matkaviestimen tehonsyöttö on hoidettu • ♦ « lähes yksinomaan häviötyyppisillä jännitesäätimillä eli lineaariregulaattoreilla, • 9 • \ 20 poikkeuksena vain jotkin RF-osalle tarkoitetut varauspumpputyyppiset regulaattori;* rit. Häviötyyppisissä jännitesäätimissä virran suuruutta säädetään säätöpiirillä, jo- • · *;"* ka tuottaa vaaditun jännitehäviön otto- ja antopiirin välille (dV=Vin-Vout). Säätöpiiri • · *···* toimii jännitettä alentavana vastuksena R, joka on sarjassa kuorman kanssa. Koko • · · kuormavirta kulkee sen lävitse, jolloin syntyy tehohäviö, joka on verrannollinen 25 kuormavirran neliöön (Ploss = R*l2). Jatkossa häviötyyppistä jännitesäädintä on havainnollistettu käyttämällä esimerkkinä lineaariregulaattoria. Jännitesäätimenä lineaariregulaattoriratkaisu on sinänsä yksinkertainen ja helppo toteuttaa toimien 1 hienosti pienivirtaisessa toimintatilassa kuten matkaviestimen ollessa joutokäyntiti- \\\ lassa (idle-mode), mutta aiheuttaa isoilla virroilla lineaariregulaattorin ja koko lait- • · *·;** 30 teen lämpenemistä ja hukkaa jännitelähteen kapasiteettia esimerkiksi puhelun ai- :***: kana.
« · · « • · 2 117772
Kuviossa 1 on esitetty lineaariregulaattori, jonka portti 11 on kytketty jännitelähteeseen, portti 12 on kytketty maahan. Porttien 11 ja 12 välillä on sisääntulojännite Vin ja porttien 12 ja 13 välillä on lineaariregulaattorin ulostulojännite Vout. Lineaa-riregulaattorin yli on jäätävä aina vähintään jännite-ero dV, jotta saataisiin haluttu 5 ulostulojännite Vout. Ulostulojännitteen Vout arvo ei riipu siitä, kuinka paljon Vin on minimiarvoa (Vout + dV) suurempi. Liian pieni jännite-ero dV, näkyy pudotuksena myös ulostulojännitteessä Vout, mikä ei välttämättä ole haluttua. Seuraavassa esimerkissä esitetään lineaariregulaattorin hukkatehon kasvua virran kasvaessa. Olkoon seuraavanlaiset tilanteet ja arvot, joissa Vin = 3,6 V, Vout = 1,8 V, kuorma-10 virta joutokäyntitilassa la = 5 mA ja puhelutilassa Ib = 100 mA.
Lineaariregulaattorin kuluttama teho lepotilassa on Pa = 9 mW ja jos siirrytään mainittuun puheluillaan, lineaariregulaattorin tehonkulutus on nyt Pb = 180 mW. Edellä esitetyt arvot ovat vain suuntaa antavia ja kuvaavat vain sitä, että joutokäyntitilassa virrankulutus on yleensä korkeintaan luokkaa muutamia milliampee-15 reita kun taas puhelutilassa virrankulutus on useita satoja milliampeereita.
Energian kulutuksen minimoimiseksi ja sitä kautta laitteen toiminta-ajan pidentämiseksi on kehitetty useita erilaisia ratkaisuja. Esimerkkinä mainittakoon lähetys-tehon säätäminen lähetyksen aikana, jolla aikaansaadaan parannusta toimimaatkaan. Tämä ratkaisu ei kuitenkaan poista sitä ongelmaa, joka on havaittavissa 20 akkujännitteen reguloinnin yhteydessä lineaariregulaattorin ja laitteen lämpenemi- :T: senä ja hukkatehona.
• · · * * * * ; Keksinnön yhteenveto * · · • * * ·*„*: Nyt on keksitty menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännit- teen pienentämiseksi.
Ml • · *"* 25 Keksinnössä käytetään, häviötyyppisen jännitesäätimen kuormituksen tasosta riippuen, parempaa mahdollista regulointitapaa yhdistämällä hakkuri- ja häviötyyp- • * · i pisen jännitesäätimen parhaat puolet. Kun kuormavirta on pieni, voidaan käyttää pelkästään lineaariregulaattoria, koska lämpö- ja kapasiteettihäviöt jäävät pieniksi vaikka lineaariregulaattorin yli oleva jännite onkin suuri. Kun kuormavirta on suuri, .···. 30 esimerkiksi puhelun aikana, käytetään hakkurityyppistä jännitesäädintä esiregu- loimaan jännite sellaiselle tasolle, että sen perässä olevan lineaariregulaattorin *···’ lämpöhäviöt jäävät pieniksi. Lineaariregulaattorin ulostulojännite on kuitenkin aina saman suuruinen riippumatta siitä, kumpaako regulointitapaa käytetään. Hakkuri-tyyppinen jännitesäädin toimii tehonmuuntimena, eli se ei yhtä suuressa määrin 35 hukkaa akun kapasiteettia lämpöhäviöihin. Tämä pätee etenkin suurilla kuormavir- 3 117772 roilla, jolloin hakkurityyppisen jännitesäätimen hyötysuhde on parhaimmillaan. Pienillä virroilla sen sijaan hakku rityyppisen jännitesäätimen kytkentähäviöistä johtuva oma virrankulutus heikentää hyötysuhdetta eikä sen käyttö ole enää perusteltua.
5 Keksinnön mukaiselle regulaattorikytkennälle, menetelmälle häviötyyppisen jännitesäätimen käyttämiseksi ja elektroniselle laitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty vastaavien itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.
Keksinnöllä aikaansaadaan yksinkertainen tapa pienentää häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevaa jännitettä käytettäessä suuria kuormavirtoja. Kyseisen jänni-10 tesäätimen lämpeneminen ja hukkateho saadaan aikaisempaa pienemmäksi. Menetelmää käyttämällä päästään jännitelähteen kapasiteetin tehokkaaseen hyödyntämiseen, jonka seurauksena saadaan samalla kapasiteetilla pidempi toiminta-aika kuin aikaisemmin. Keksintö mahdollistaa myös sen, että eri tilanteissa käytetään aina parasta regulointitapaa, sillä tilasta toiseen siirtyminen ei aiheuta katkos-15 ta lineaariregulaattorin sisääntulojännitteessä. Näin siirtyminen esimerkiksi matkaviestimen joutokäyntitilasta puheluillaan ja päinvastoin voidaan suorittaa sujuvasti.
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: :T: Kuviossa 1 on esitetty jänniteregulaattorin toiminta, I» · • · « * l 20 kuviossa 2 on esitetty lohkokaaviona keksinnön mukainen laite langattoman mat- kaviestimen sähkönsyöttöön, • · • » ··· kuviossa 3 on esitetty vuokaavio eri toimintavaiheiden etenemisestä, • · · • ·· • · ***** kuviossa 4 on esitetty keksinnön eräs edullinen toteutusmuoto, ja : j*: kuviossa 5 on esitetty matkaviestin, joka käsittää ainakin yhden lineaariregulaatto- 25 rin ja mainitun lineaariregulaattorin sisäänmenojännitteen pienennysvälineen.
·«· * ·
Kuviossa 1 esitettiin edellä tunnetun lineaariregulaattorin toimintaa. Seuraavassa keksintöä selostetaan viittaamalla lähinnä kuvioihin 2-5.
• · · *··
Kuviossa 2 on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukainen laite, joka kasit-tää lineaariregulaattorin 201, kytkimet 202, 203 ja 204, jotka kytkimet on edullisesti 30 toteutettu transistoreina, hakkuriteholähteen ohjauslaitteen 205 (switched-mode power supply control unit SMPS Control) mainittujen kytkiminen (202-204) ohjaa- 4 117772 miseksi, kelan 206 ja kondensaattorin 207 hakkuriteholähteen jännitteen suodattamiseksi, jännitelähteen ulostulon 208, reguloidun jännitteen ulostulon 209 ja maapotentiaalin 210.
Kytkimen 203 ulostuloportti on kytketty maapotentiaaliin 210, ohjausportti on kyt-5 ketty ohjauslaitteen 205 ulostuloon 214 ja sisäänmenoportti on kytketty kytkimen 202 ulostuloporttiin. Kytkimen 202 ulostuloportti on edelleen kytketty kytkimen 204 ulostuloportin kanssa rinnan, ohjausportti on kytketty ohjauslaitteen 205 ulostuloon 215 ja sisäänmenoportti on kytketty kytkimen 204 sisäänmenoportin kanssa rinnan. Kytkimen 204 ulostuloportti on edelleen kytketty kelan 206 ensimmäiseen 10 päähän, ohjausportti on kytketty ohjauslaitteen 205 ulostuloon 216 ja sisäänmenoportti on edelleen kytketty jännitelähteen ulostuloon 208. Kelan 206 toinen pää on kytketty rinnakkain kondensaattorin 207 ensimmäisen pään kanssa ja on edelleen lineaariregulaattorin 201 sisäänmenon 211 kautta kytketty takaisinkyt-kennällä 212 ohjauslaitteen 205 sisäänmenoon 213. Kondensaattorin toinen pää 15 on kytketty maapotentiaaliin 210. Lineaariregulaattorin 201 ensimmäinen ulostulo on kytketty lähtöön 209 ja toinen ulostulo on kytketty maapotentiaaliin 210. Ohja- λ| uslaite 205 käsittää edelleen sisäänmenot laitteiston käynnistämiseksi ja sammuttamiseksi 219 (ON/OFF), hakkurin käynnistys- 217 (ENABLE) ja kellosignaaleille 218 (CLK). - , 20 Kuviossa 3 on esitetty vuokaaviolla yhtä keksinnön mukaisen menetelmän edullis- * · · ;·... ta toimintamuotoa, jossa menetelmässä laitteistoon ensin kytketään virta päälle, • · ’ minkä jälkeen siirrytään lineaarimoodiin.
• · · «·« Järjestelmän käynnistäminen tapahtuu kytkemällä virta päälle, jolloin ohjauslaite 205 vastaanottaa signaalin porttiin 219 (vaihe 301), jolloin se sulkee kytkimen 204.
25 Nyt virta kulkee kytkimen 204 ja kelan 206 läpi ladaten kondensaattorin 207 jänni- »*« telähteeseen Vbat. Tämän jälkeen suljetaan myös kytkin 202, minkä jälkeen kyt- : .·. kin 204 avataan ja siirrytään lineaaritilaan (vaihe 302). Kytkimen 204 resistanssi « · · "t/ on suurempi kuin kytkimien 202 ja 203 ja se on tarkoitettu kondensaattorin 207 hi- T dastettuun alkulataukseen, sillä kuormavirta kulkee kytkimen 204 lävitse. Lineaari- • · 30 tila voidaan toteuttaa myös siten, että käytetään sen aikana pelkästään kytkintä : j 204, jolloin kytkin 202 suljetaan ja 204 avataan vasta hakkuritilan käynnistysvai- .···, heessa 304. Ulostulojännite saadaan nyt lähdöstä 209 (Vout). Lineaaritilaa voi- • ♦ φ"\ daan käyttää aina kun virrankulutus on vähäistä (muutamien milliampeerien luok kaa), esimerkiksi matkaviestimen ollessa joutokäyntitilassa. Lineaarivaiheen aika-35 na kuormavirran suuruutta voidaan tarkkailla jatkuvasti lähdön 209 kohdalla tai 5 117772 vaihtoehtoisesti voidaan tarkkailla sitä, milloin jokin kuormavirtaa kasvattava toimenpide, esimerkiksi puhelu, käynnistyy (vaihe 303).
Mikäli kuormavirta lähdössä 209 kasvaa yli tietyn rajan, käynnistetään hakkurin ohjauslaite 205 (vaihe 304) ja siirrytään hakkuri vaiheeseen (vaihe 305). Tyypillinen 5 tilanne on esimerkiksi sellainen, jossa joutokäyntitilassa oleva matkaviestin havaitsee puhelun olevan tulossa. Puhelun aikana laitteen virrankulutus on tyypillisesti luokkaa satoja milliampeereja. Kytkimien 202 ja 203 ohjaus tapahtuu ohjelmallisesti käynnistys (ENABLE)- ja kellosignaalin (CLK) avulla. , i Käynnistyessään hakkurin ohjauslaite 205 avaa kytkimen 202 ja 204 ellei se ole jo 10 auki. Kytkimet 202 ja 203 pysyvät auki kunnes kuormavirta on purkanut osan kondensaattorin 207 varauksesta ja lineaariregulaattorin sisäänmenojännite 211 (Vs) - .> on pudonnut lähelle (dV) ulostulojännitteen 209 tasoa (Vout).
Ohjauslaitteen 205 sisäänmenoon 213 on kytketty hakkurin ulostulojänniteen takaisinkytkentä 212 jännitteen 211 (Vs) tason seuraamiseksi. Ohjauslaite 205 ha-15 vaitsee kytkimen 202 avauduttua jännitteen 211 (Vs) alenemisen ja alkaa toimia. Ohjauslaite 205 muodostaa kytkimien 202 ja 203 avulla neliöaaltojännitepulssin, jossa ensimmäisen puolijakson ajaksi kytkin 202 sulkeutuu kytkimen 203 ollessa avattuna ja toisen puolijakson ajaksi avaa kytkimen 202 samalla sulkien kytkimen } ... 203, jotta virrankulku ei pysähtyisi. Virta I kulkee siis ensimmäisen puolijakson ai- • Il [l* 20 kana kytkimen 202 kautta ja toisen puolijakson aikana kytkimen 203 kautta. Ohja- : V uslaite 205 tarkkailee jännitteen Vs suuruutta jatkuvasti hakkurivaiheen aikana.
φ
Ohjauslaite 205 muuttaa tarvittaessa kytkimien 202 ja 203 ohjauksen pulssisuh- ϊ,.,ϊ detta jännitteen Vs pitämiseksi tietyssä arvossa.
• · · • « II·' Ilman hakkuria lineaariregulaattorin lämpöhäviöt kasvaisivat huomattavasti, kun • · *** 25 kuormavirta I kasvaa. Vaikka kuormavirta I on nyt suuri, ei lämpöhäviötä synny ko- . . vinkaan paljon, koska jännitehäviö on pieni. Edellä mainitun jännitehäviön (dV) • · · :*|4: suuruuteen vaikuttaa hakkurin ulostulojänniteen 211 (Vs) lisäksi sen sekä lineaari- ? regulaattorin jännitetoleranssit.
• · • · · M* Kuormavirran suuruutta tai kuormavirtaa kasvattavien toimenpiteiden tilaa tarkkail- · £ **;·* 30 laan jatkuvasti (vaihe 306) hakkurimoodin aikana. Mikäli kuormavirta lähdössä 209 ‘ laskee alle tietyn rajan tai kuormavirtaa kasvattanut toimenpide päättyy, ei kannata ·:··· enää käyttää hakkuria vaan pelkästään lineaariregulaattoria, joten siirrytään vai heeseen 302. Tällainen tilanne syntyy esimerkiksi silloin, kun puhelu loppuu ja siirrytään joutokäyntitilaan. Hakkuri pysäytetään siten, että kytkin 202 jää kiinni ja kyt- | 6 117772 kin 203 auki. Nyt akkujännite (Vbat) pääsee jälleen lataamaan kondensaattorin 207 ja lineaariregulaattorin sisäänmenojännite 211 (Vs) nousee akkujännitteen (Vbat) tasolle. Teho- ja lämpöhäviöt pysyvät kuitenkin pieninä, koska nyt virta I on pieni.
5 Tarkastellaan seuraavan esimerkin avulla kuvioon 2 viitaten regulointikytkennän toimintaa. Esitetyt jännitetasot ovat esimerkinomaisia, muitakin arvoja voidaan käyttää edellyttäen, että hakkurin ulostulojännite (Vs) on pienempi kuin sen sisäänmeno (Vbat) ja että lineaariregulaattorin ulostulo (Vout) on pienempi kuin hakkuriosan ulostulo (Vs).
10 Olkoon akkujännite Vbat 3,6 V, koko systeemin ulostulo Vout 1,8 V ja varsinaisen hakkuriosan ulostulojännite 211 (Vs) 2,3 V hakkurin ollessa toiminnassa. Käytetään lisäksi kuormavirran arvoina aikaisemmin esitettyjä arvoja joutokäyntitilassa la = 5 mA ja puhelutilassa Ib = 100 mA. Järjestelmän käynnistyessä joutokäyntiti-laan kytkin 204 suljetaan, jolloin virta kulkee kelan 206 läpi ja lataa kondensaatto-15 rin 207 akkujännitteeseen (Vbat) 3,6 V. Nyt järjestelmä käyttää ainoastaan lineaa-riregulaattoria, jonka kuluttama teho joutokäyntitilassa on, kuten aikaisemmin todettiin, Pa = 9 mW. Puhelun saapuessa siirrytään hakkuritilaan, jolloin kytkin 202 avataan ja kytkin 204 avataan, mikäli tätä ei oltu tehty jo aikaisemmin. Nyt kytkin 202 suljetaan, jolloin kuormavirta purkaa kondensaattorin varausta ja ohjausyksi-20 kön 205 takaisinkytkentä 212 tulossa 213 tarkkailee putoavaa jännitettä. Kun jän-j·,., nite 211 (Vs) laskee lähelle 2,3 V:a, kytkin 202 sulkeutuu ja kytkimien (202, 203) | muodostama pulssijännite on nyt jännitelähteen ulostulon 208 tasolla (ensimmäi- nen puolijakso). Seuraavaksi ohjauslaite 205 avaa kytkimen 202 samalla sulkien Ί kytkimen 203, jolloin mainittu pulssijännite on maapotentiaalin 210 tasolla (toinen 25 puolijakso). Virta kulkee siis ensimmäisen puolijakson aikana kytkimen 202 kautta • · · ja toisen puolijakson aikana kytkimen 203 kautta. Puhelutilassa jännite lineaariregulaattorin yli on 0,5 V, joten tehonkulutus on nyt Pb a 50 mW. Aikaisemmin todet- '! tiin vastaavalla kuormaamalla puhelutilassa tehonkulutuksen olleen pelkästään li-neaariregulaattoria käytettäessä Pb = 180 mW.
4«· • · :.v 30 Kuviossa 4 on esitetty keksinnön eräs edullinen toteutusmuoto, jossa kuvion 2 mukainen transistorikytkin 203 on korvattu diodilla 403. Virta kulkee nyt ensimmäi-,···. sen puolijakson aikana kytkimen 202 kautta ja toisen puolijakson aikana diodin 403 kautta. Myös toinen kytkimistä 204 (tai 202) voidaan jättää kokonaan pois kytkennästä ja käyttää pelkästään kytkimen 202 (tai 204) ja diodin 403 yhdistelmää 35 tai kytkimien 202 (tai 204) ja 203 yhdistelmää.
7 117772
Kuviossa 5 on esitetty matkaviestin 50 käsittäen jännitelähteen 199, ainakin yhden lineaariregulaattorin 201 ja mainitun lineaariregulaattorin sisäänmenojännitteen Vs pienennysvälineen 200 lineaariregulaattorin ulostulojännitteen Vout antamiseksi.
Keksinnön mukainen regulaattorikytkentä ei rajoitu käytettäväksi pelkästään mat-5 kaviestimessä, vaan sitä voidaan käyttää minkälaisessa elektronisessa laitteessa tahansa, jonka tehonkulutusta ja lämpenemistä voidaan keksinnön mukaisella laitteella ja menetelmällä pienentää. Häviötyyppisten jännitesaätimien käyttö ei myöskään rajoitu pelkästään yhteen, vaan useita häviötyyppisiä jännitesäätimiä kuten lineaariregulaattoreita voidaan kytkeä rinnan hakkuriteholähteen perään. 10 Regulaattorikytkentä voidaan toteuttaa integroituna piirinä kelaa 206 ja kondensaattoria 207 lukuunottamatta. Kello- ja ohjaussignaalit 217-219 sekä takaisinkytkentä 213 voi olla tuotettu samassa integroidussa piirissä, tai ne voivat tulla mainitun piirin ulkopuolelta. Kytkimen 203 tilalla käytettävä diodi voidaan myös toteuttaa integroituna piiriin. Kytkimet 202-204 (tai 202 ja 203) voivat olla erilliset ja ohjaus-15 yksikkö 205 voi olla erillisenä omana piirinään. Myös lineaariregulaattori 201 voi olla integroitu ohjausyksikköön 205 tai olla erillinen komponentti.
Tässä on esitetty keksinnön toteutusta ja suoritusmuotoja esimerkkien avulla. Alan ammattimiehelle on ilmeistä, ettei keksintö rajoitu edellä esitettyjen suoritusmuotojen yksityiskohtiin ja että keksintö voidaan toteuttaa muussakin muodossa poik- ..... 20 keamatta keksinnön tunnusmerkeistä. Esitettyjä suoritusmuotoja tulisi pitää valai- • · · .1 . sevina, muttei rajoittavina. Siten keksinnön toteutus- ja käyttömahdollisuuksia ra- : ;1 joittavatkin ainoastaan oheistetut patenttivaatimukset. Täten vaatimusten määrit- 4 ♦ · **!;’ telemät erilaiset keksinnön toteutusvaihtoehdot, myös ekvivalenttiset toteutukset kuuluvat keksinnön piiriin.
• · · • · • · *·· 25 « · • · · • · f · · • · · M» · ··· · • « · « · * · · • 1 · • · • · • · 4·· • 4 • » ··· »Ml • 1
Claims (13)
1. Regulaattorikytkentä, joka käsittää * häviötyyppisen jännitesäätimen (201), jolla on tulo (211) tulojännitteen (Vs) ottamiseksi ja lähtö (209) mainitun regulaattorikytkennän lähtöjännitteen (Vout) anta-5 miseksi, - virtapiirin (204, 206, 207), jolla on sisäänotto (208) syöttöjännitteen (Vbat) vas- ·; taanottamiseksi mainitun regulaattorikytkennän ulkopuolelta ja lähtö, joka on kytketty mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) tuloon (211) mainitun tulojännitteen (Vs) antamiseksi, 10 tunnettu siitä, että regulaattorikytkentä käsittää: - välineet regulaattorikytkennän toimintatilan valitsemiseksi ensimmäisen toimintatilan ja toisen toimintatilan väliltä, jossa toinen toimintatila on käytössä oleellisesti suuremmilla mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen lähdön (209) kautta kulkevan regulaattorikytkennän kuormavirran arvoilla kuin ensimmäinen toimintatila, 15. säätövälineet (202, 203, 204, 205, 403) mainitun virtapiirin toiminnan säätämi seksi antamaan mainittu tulojännite (Vs) ensimmäisellä jännitearvolla mainitussa ensimmäisessä toimintatilassa, ja • · · • · * • :**]: - säätövälineet (202, 203, 205, 403) mainitun virtapiirin toiminnan säätämiseksi : ;*: mainitun tulojännitten (Vs) antamiseksi toisella jännitearvolla mainitussa toisessa • · · .**·. 20 toimintatilassa, joka toinen jännitearvo on mainittua ensimmäistä jännitearvoa pie- .···. nempi. *· • · ·
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen regulaattorikytkentä, tunnettu siitä, että mainittu häviötyyppisen jännitesäädin (201) on järjestetty antamaan samansuurui- :,·*· nen jännite lähtöön (209) mainittuna lähtöjännitteenä (Vout) mainituissa ensim- 25 mäisessä ja toisessa toimintatilassa. ··* \v
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen regulaattorikytkentä, tunnettu siitä, että ··· mainitut säätövälineet käsittävät: ··· • ♦ *···[ - takaisinkytkennän (212) mainitun tulojännitteen (Vs) jännitetason seuraamiseksi, • ••M • « - ohjauslaitteen (205) ja kytkimen (202-204), jolloin mainittu ohjauslaite käsittää 30 lähdön (214-215) kytkimen (202-204) ohjaamiseksi, tulon (217-219) ohjaussignaa- . . 9 117772 Iin vastaanottamiseksi ja tulon (213) takaisinkytketyn jännitteen (Vs) vastaanottamiseksi mainitun takaisinkytkennän (212) kautta ja jolloin kytkin (202-203) on järjestetty muodostamaan syöttöjännitteestä (Vbat) pulssimuotoista jännitettä, joka on järjestetty suodattumaan mainitun virtapiirin kelan (206) ja kondensaattorin 5 (207) muodostamassa kytkennässä mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) tulojännitteeksi (Vs).
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen regulaattorikytkentä, tunnettu siitä, että sitä käytetään matkaviestimissä ja että mainittu ensimmäinen toimintatila on matkaviestimen joutokäyntitila ja mainittu toinen toimintatila on matkaviestimen 10 puhelutila.
5. Menetelmä häviötyyppisen jännitesäätimen (201) käyttämiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan mainitulle häviötyyppiselle jännitesäätimelle tulojännite (Vs) ja saadaan mainitulta häviötyyppiseltä jännitesäätimeltä lähtöjännite (Vout), tunnettu siitä, että menetelmässä 15. valitaan toimintatila ensimmäisen toimintatilan ja toisen toimintatilan väliltä, jolloin toinen toimintatila valitaan oleellisesti suuremmilla mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen lähdön (209) kautta kulkevan kuormavirran arvoilla kuin ensimmäinen toimintatila, - mainitun valinnan tuloksen ollessa ensimmäinen toimintatila muodostetaan mai-20 nitulle tulojännitteelle (Vs) ensimmäinen jännitearvo, ja • * • · · - mainitun valinnan tuloksen ollessa toinen toimintatila muodostetaan mainitulle tu- • · lojännitteelle (Vs) toinen jännitearvo, joka toinen jännitearvo on mainittua ensim- :...! mäistä jännitearvoa pienempi. • ·· • · • « • · «
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainituissa ; ... 25 ensimmäisessä toimintatilassa ja toisessa toimintatilassa annetaan samansuurui- • · * [I!/ nen jännite mainittuna häviötyyppisen jännitesäätimen (201) lähtöjännitteenä (vout).
• · ' • · · • · · .···, 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun · [[[ mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) lähdön (209) kautta kulkevan *...: 30 kuormavirta kasvaa yli ennalta määrätyn raja-arvon (303), siirrytään ensimmäises- tä toimintatilasta (302) toiseen toimintatilaan (305). . 117772
8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) lähdön (209) kautta kulkevan kuormavirta laskee alle ennalta määrätyn raja-arvon (306), siirrytään toisesta toimintatilasta (305) ensimmäiseen toimintatilaan (302).
9. Jonkin patenttivaatimuksista 5-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa ensimmäisessä toimintatilassa kytketään syöttöjännite (Vbat) mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) tulojännitteeksi (Vs) edustamaan mainittua ensimmäistä jännitearvoa.
10. Jonkin patenttivaatimuksista 5-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 mainitussa toisessa toimintatilassa muodostetaan syöttöjännitteestä (Vbat) pulssi- jännite, suodatetaan mainittu pulssijännite ja käytetään saatua suodatettua pulssi-jännitettä mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) tulojännitteenä (Vs) edustamaan mainittua toista jännitearvoa.
11. Elektroninen laite (50), joka käsittää 15. ainakin yhden häviötyyppisen jännitesäätimen (201), jolla on tulo (211) tulojännit- teen (Vs) ottamiseksi ja lähtö (209) kyseisen häviötyyppisen jännitesäätimen lähtö-jännitteen (Vout) antamiseksi, - virtapiirin (204, 206, 207), jolla on sisäänotto (208) syöttöjännitteen (Vbat) vas- • » · taanottamiseksi mainitun regulaattorikytkennän ulkopuolelta ja lähtö, joka on kyt-| 20 ketty mainitun häviötyyppisen jännitesäätimen (201) tuloon (211) mainitun tulojän- nitteen (Vs) antamiseksi, ··* tunnettu siitä, että elektroninen laite käsittää; ··» »*· ***·' - välineet toimintatilan valitsemiseksi ensimmäisen toimintatilan ja toisen toimintati lan väliltä, jolloin toinen toimintatila on käytössä oleellisesti suuremmilla mainitun ·*·· : 25 häviötyyppisen jännitesäätimen lähdön (209) kautta kulkevan regulaattorikytken- nän kuormavirran arvoilla kuin ensimmäinen toimintatila, • · • · · säätövälineet (202, 203, 204, 205, 403) mainitun virtapiirin toiminnan säätämi- • · *···* seksi mainitun tulojännitteen (Vs) antamiseksi ensimmäisellä jännitearvolla maini- tussa ensimmäisessä toimintatilassa, ja • · · 30. säätövälineet (202, 203, 205, 403) mainitun virtapiirin toiminnan säätämiseksi mainitun tulojännitteen (Vs) antamiseksi toisella jännitearvolla mainitussa toisessa 117772 toimintatilassa, joka toinen jännitearvo on mainittua ensimmäistä jännitearvoa pienempi.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että mainittu elektroninen laite on matkaviestin.
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että mai nittu häviötyyppinen jännitesäädin (201) on lineaariregulaattori.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20000639A FI117772B (fi) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi |
| AU2001246573A AU2001246573A1 (en) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Method and device for decreasing the voltage over a dissipation-type voltage regulator |
| EP01919485A EP1287604B1 (en) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Method and device for decreasing the voltage over a dissipation-type voltage regulator |
| AT01919485T ATE360913T1 (de) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Verfahren und vorrichtung zur verminderung der spannung an einem spannungsregler des verlusttyps |
| PCT/FI2001/000237 WO2001069767A2 (en) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Method and device for decreasing the voltage over a dissipation-type voltage regulator |
| DE60128081T DE60128081T2 (de) | 2000-03-17 | 2001-03-09 | Verfahren und vorrichtung zur verminderung der spannung an einem spannungsregler des verlusttyps |
| US09/811,058 US6441591B2 (en) | 2000-03-17 | 2001-03-16 | Linear regulator with conditional switched mode preregulation |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20000639A FI117772B (fi) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi |
| FI20000639 | 2000-03-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20000639A0 FI20000639A0 (fi) | 2000-03-17 |
| FI20000639A FI20000639A (fi) | 2001-09-18 |
| FI117772B true FI117772B (fi) | 2007-02-15 |
Family
ID=8557974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20000639A FI117772B (fi) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6441591B2 (fi) |
| EP (1) | EP1287604B1 (fi) |
| AT (1) | ATE360913T1 (fi) |
| AU (1) | AU2001246573A1 (fi) |
| DE (1) | DE60128081T2 (fi) |
| FI (1) | FI117772B (fi) |
| WO (1) | WO2001069767A2 (fi) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3872331B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2007-01-24 | 富士通株式会社 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ及び電源回路 |
| DE10149282A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Verfahren zur Erzeugung einer Versorgungsspannung in einem Kraftfahrzeug |
| EP1361664B1 (en) * | 2002-05-10 | 2008-08-06 | Texas Instruments Incorporated | LDO regulator with sleep mode |
| DE10255433A1 (de) * | 2002-11-28 | 2004-06-09 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungsschaltung in einem Stromsparbetrieb |
| EP1671197B1 (en) * | 2003-09-16 | 2013-08-28 | Nokia Corporation | Hybrid switched mode/linear power amplifier power supply for use in polar transmitter |
| US7161335B2 (en) * | 2004-02-20 | 2007-01-09 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Adaptive bus voltage positioning for two-stage voltage regulators |
| DE102004038597B4 (de) * | 2004-08-06 | 2007-10-25 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | DC/DC-Converter mit einer Converterstufe und einem Linearregler |
| JP2007097326A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法 |
| ITMO20050247A1 (it) | 2005-09-29 | 2007-03-30 | Studio Tecnico 6M Srl | Valvola per la frenatura idraulica di macchine operatrici o simili |
| US7495420B2 (en) * | 2006-01-05 | 2009-02-24 | Micrel, Inc. | LDO with slaved switching regulator using feedback for maintaining the LDO transistor at a predetermined conduction level |
| FI20065457A0 (fi) * | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Nokia Corp | Tehovahvistimen kytkentätoimisen tehonsyötön kontrollointi |
| US7738928B2 (en) * | 2006-09-21 | 2010-06-15 | Research In Motion Limited | Integrated switch-mode power supply and linear regulator |
| US7723969B1 (en) | 2007-08-15 | 2010-05-25 | National Semiconductor Corporation | System and method for providing a low drop out circuit for a wide range of input voltages |
| US7904740B2 (en) * | 2007-09-28 | 2011-03-08 | Nokia Corporation | Power supply efficiency optimization |
| WO2009058138A1 (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-07 | Agere Systems Inc. | Temperature-based switched-mode power supply |
| US8072196B1 (en) | 2008-01-15 | 2011-12-06 | National Semiconductor Corporation | System and method for providing a dynamically configured low drop out regulator with zero quiescent current and fast transient response |
| JP4479797B2 (ja) * | 2008-01-23 | 2010-06-09 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
| US8810214B2 (en) * | 2010-09-30 | 2014-08-19 | Nxp B.V. | Multi-mode power supply circuit with a normal operational mode and a pass-through operational mode and a method for operating the multi-mode power supply circuit |
| US8933685B2 (en) * | 2011-03-22 | 2015-01-13 | Rf Micro Devices, Inc. | Protection system and method for DC-DC converters exposed to a strong magnetic field |
| US8953041B1 (en) * | 2011-11-22 | 2015-02-10 | Richard Johnson Bartlett, Sr. | Wireless video for model railroad engines providing an engineer's view |
| US9164565B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-10-20 | Intel Corporation | Apparatus and method to manage energy usage of a processor |
| US9119162B2 (en) * | 2013-02-19 | 2015-08-25 | Qualcomm Incorporated | Parallel arrangement of asynchronous buck converters for advanced power capability |
| US9491345B2 (en) | 2014-03-28 | 2016-11-08 | Intel Corporation | Adjustment of flash device based on temperature |
| JP6352733B2 (ja) * | 2014-08-28 | 2018-07-04 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 電源回路及びその制御方法 |
| WO2017020286A1 (zh) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 杨东佐 | 一种锁紧螺母、止转结构、紧固连接组件及结构、安装及拆卸方法、轨道结构、曲轴连杆机构、骨连接装置及骨连接方法、连接轴装置、车轮骨架、自行车珠堵及珠堵装置及车轮架 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2706740B2 (ja) | 1990-05-16 | 1998-01-28 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | ボルテージレギュレータ |
| WO1993002407A1 (en) | 1991-07-17 | 1993-02-04 | Halcro Nominees Pty Ltd | Improved power supply regulator |
| US5309082A (en) | 1992-07-10 | 1994-05-03 | Hewlett-Packard Company | Hybrid linear-switching power supply |
| EP0699986A3 (en) | 1994-08-31 | 1996-09-04 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuit and method for voltage regulation |
| US5592072A (en) * | 1995-01-24 | 1997-01-07 | Dell Usa, L.P. | High performance dual section voltage regulator |
| FI101109B (fi) * | 1995-04-12 | 1998-04-15 | Nokia Mobile Phones Ltd | Menetelmä elektronisen laitteen tehonkulutuksen pienentämiseksi |
| US5773966A (en) | 1995-11-06 | 1998-06-30 | General Electric Company | Dual-mode, high-efficiency dc-dc converter useful for portable battery-operated equipment |
| GB2310570A (en) | 1996-02-21 | 1997-08-27 | Motorola Israel Ltd | Subscriber unit with power supply operable in linear and switched modes; portable radio data packet modem |
| FR2768527B1 (fr) | 1997-09-18 | 2000-07-13 | Sgs Thomson Microelectronics | Regulateur de tension |
| GB2334600A (en) | 1998-02-24 | 1999-08-25 | Lucas Ind Plc | Pre-regulated power supplies for ECUs |
| US6031362A (en) | 1999-05-13 | 2000-02-29 | Bradley; Larry D. | Method and apparatus for feedback control of switch mode power supply output to linear regulators |
| US6169391B1 (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-02 | Supertex, Inc. | Device for converting high voltage alternating current to low voltage direct current |
| US6300748B1 (en) * | 2000-07-13 | 2001-10-09 | Tyco Electronics Corporation | Transformerless power supply circuit with a switchable capacitive element |
-
2000
- 2000-03-17 FI FI20000639A patent/FI117772B/fi not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-03-09 EP EP01919485A patent/EP1287604B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-09 AT AT01919485T patent/ATE360913T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-03-09 DE DE60128081T patent/DE60128081T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-09 AU AU2001246573A patent/AU2001246573A1/en not_active Abandoned
- 2001-03-09 WO PCT/FI2001/000237 patent/WO2001069767A2/en active IP Right Grant
- 2001-03-16 US US09/811,058 patent/US6441591B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2001246573A1 (en) | 2001-09-24 |
| EP1287604B1 (en) | 2007-04-25 |
| WO2001069767A2 (en) | 2001-09-20 |
| US6441591B2 (en) | 2002-08-27 |
| US20010022513A1 (en) | 2001-09-20 |
| FI20000639A (fi) | 2001-09-18 |
| EP1287604A2 (en) | 2003-03-05 |
| DE60128081D1 (de) | 2007-06-06 |
| WO2001069767A3 (en) | 2002-01-17 |
| DE60128081T2 (de) | 2007-08-23 |
| FI20000639A0 (fi) | 2000-03-17 |
| ATE360913T1 (de) | 2007-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI117772B (fi) | Menetelmä ja laite häviötyyppisen jännitesäätimen yli olevan jännitteen pienentämiseksi | |
| KR100373195B1 (ko) | 전원공급장치및전원공급장치를구비한송신기 | |
| EP1190480B1 (en) | Dynamically-switched power converter | |
| US7288854B2 (en) | Power linear and switching regulators commonly controlled for plural loads | |
| US5723970A (en) | Battery charging circuitry having supply current regulation | |
| CN102403894B (zh) | 电源 | |
| CN100552593C (zh) | 电压调节器及其方法 | |
| US7208928B2 (en) | Oscillatorless DC-DC power converter | |
| CN110011539B (zh) | 用于在功率变换器中实施无调节休眠模式的方法和装置 | |
| KR101299289B1 (ko) | 전력 컨버터에서 출력 리셋을 갖는 비조절형 동면 모드를 구현하기 위한 방법 및 장치 | |
| US6798177B1 (en) | Boost-buck cascade converter for pulsating loads | |
| US6020719A (en) | Secondary battery unit using electric double layer condenser | |
| US20120001610A1 (en) | Buck-boost regulator with dead band | |
| EP1813011B1 (en) | A power converter | |
| US20050088856A1 (en) | Power supply apparatus capable of supplying a stable converted voltage | |
| US20020008499A1 (en) | Charge pump regulator with load current control | |
| WO2001059539A1 (en) | Low power mode and feedback arrangement for a switching power converter | |
| KR20020087100A (ko) | 울트라 커패시터 기반의 다이내믹하게 조절되는 전하 펌프전력 컨버터 | |
| JP3591496B2 (ja) | 電源装置 | |
| US20080007234A1 (en) | Voltage regulator | |
| US20060082351A1 (en) | Low power operation of back-up power supply | |
| US20080258687A1 (en) | High Efficiency PWM Switching Mode with High Accuracy Linear Mode Li-Ion Battery Charger | |
| US20080003462A1 (en) | Digital logic control DC-to-DC converter with controlled input voltage and controlled power output | |
| KR100907372B1 (ko) | 전자 기기 | |
| JPWO2002099947A1 (ja) | 電源装置及び電源装置の給電方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 117772 Country of ref document: FI |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: NOKIA TECHNOLOGIES OY |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: PROVENANCE ASSET GROUP LLC |
|
| MM | Patent lapsed |