JP2002525009A - エネルギ供給装置及びこのエネルギ供給装置を有する回路装置 - Google Patents
エネルギ供給装置及びこのエネルギ供給装置を有する回路装置Info
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Abstract
Description
関する。
。この必要は、データ処理技術においてますますデータ処理回路を動作してもよ
いか否かを検査することが必要であることから由来する。動作は許可されるか否
かというこれに伴う識別乃至は認証及び検査に相応して、ますますこのような手
段を回避することが試みられる。許可なしにデータ処理装置におけるオペレーシ
ョン乃至はデータに到達する可能性は、許された動作の間にデータ処理装置のエ
ネルギ消費の変化を検出する可能性である。この場合、これらの変化から所定の
過程乃至はデータへのそれ自体は許されていないアクセスが行われてしまう。
程乃至はデータが推定できない、エネルギ供給装置乃至はこのエネルギ供給装置
を有する回路装置を提供することである。
決される。充電されたエネルギ中間格納器をエネルギ供給入力側から減結合し、
エネルギ主格納器に充放電することによって、このエネルギ供給入力側において
観察されるエネルギ消費は、エネルギ供給出力側で観察される乃至はデータ処理
装置に起因するエネルギ消費の瞬間値とは無関係である。
装置におけるエネルギ消費の瞬間値の抑制に使用される。次に本発明を図面を参
照しつつ詳しく説明する。
、スイッチSが第1のスイッチング状態Z1をとる場合にはこの電圧Uがこのス
イッチSに供給される。さらにこのスイッチング状態においてこの電圧はコンデ
ンサCZに供給される。この場合、このコンデンサCZは入力側Eに印加された
電圧Uの値にまで充電される。このスイッチSが第2の状態Z2をとると、この
コンデンサCZはもはや入力側Eに接続されておらず、コンデンサCに接続され
、このコンデンサCがコンデンサCZによって充電される。出力側Aにはコンデ
ンサcに印加された電圧UVが印加され、この電圧UVは同様にこのノードAに
接続されたデータ処理装置1に対する供給電圧として使用される。このデータ処
理装置1の動作によってエネルギは消費され、この結果、コンデンサCは放電さ
れる。従って、スイッチSが再び状態Z1にスイッチングして、コンデンサCZ
が新たに充電され、さらにこのスイッチSが状態Z2にスイッチングした後でコ
ンデンサCが充電される。
を繰り返し新たに充電するために使用されるスイッチング周波数がこのクロック
レートTの2倍よりも小さい場合、コンデンサCZを充電する充電電流から、デ
ータ処理装置1を動作するためのコンデンサCからの電流を推定することはでき
ない。
推論は困難となる。しかし、相応の増幅によって実際の電流曲線は再び明らかに
なりうる。
波数の2倍の周波数より小さいスイッチング周波数(サンプリング周波数)によ
って意識的にサンプリング定理に違反し、これによって元の電流曲線の再構成を
実質的に困難にすることを可能にする。スイッチング周波数はこのクロック周波
数に対して小さければ小さいほど、ますます所望の歪化が強くなる。
は同様の部材は同一の参照符号で示している。この改良実施形態では、N個を意
味する多数のコンデンサCZ1〜CZNが設けられており、これらの多数のコン
デンサCZ1〜CZNはそれぞれスイッチS1〜SNを介して電圧入力側から電
圧Uで充電される。ここでこれらのコンデンサを同時に入力電圧Uで充電し、そ
の後で次々とパラレルにコンデンサCへとスイッチングされるように構成される
。これによって、比較的多くの情報が入力側Eに伝送されることなしに、コンデ
ンサCにおける電圧リプルが低減される。さらに別の方法は、連続的にコンデン
サCZ1〜CZNを複雑な順番で入力側Eに及びコンデンサCに接続することで
ある。これらの2つのケースにおいて入力電圧から取り出される充電電流の平均
化乃至は平滑化が行われる。さらに、これら2つのケースにおいて、データ処理
装置1に対してここに記述された装置は電圧調整器として動作される。この場合
、クロックレートTは電流消費に依存して、すなわち供給電圧UVに依存して調
整される。
施形態では、スイッチSが第3の状態Z3を有する。さらにコンデンサC及びデ
ータ処理装置1に対してパラレルにパラレル電圧調整器2が設けられている。図
3に図示されているように、図1に図示された装置に対する動作における差異は
、コンデンサCZに格納された電荷のコンデンサCへの充放電の後でスイッチS
が状態Z3をとることである。この位置ではこのコンデンサは放電回路3に対し
てパラレルに接続される。この放電回路3はコンデンサCZを所定の値にまで放
電する。次いでスイッチSは再び状態Z1にスイッチングし、この結果、コンデ
ンサCZは入力側Eに接続され、このコンデンサCZは入力電圧Uによって改め
て充電される。こうして、コンデンサCZは新しい充電の前に所定の値を有し、
この結果、このコンデンサCZは常に入力電圧Uからの同じ充電電流によって充
電される。第1の本発明の実施例の全ての3つの実施形態は半導体チップにおけ
る集積回路として形成されるのに適している。この場合、例えば2ボルトの供給
電圧を必要とし2mWの平均損失電力によって動作されるデータ処理装置におい
て1MHzのスイッチング周波数で3ボルトの入力電圧、コンデンサCZに対し
て1nFの容量が必要となる。この場合1mAの電流が伝送される。スイッチS
はこのような場合には電子的な通常のスイッチによって構成される。この回路装
置は強誘電体に使用されるテクノロジで製造される集積回路に対して有利である
。このような場合には、従来の通常の誘電率よりも高い誘電率Eが使用可能であ
り、この結果、このような場合には所定の容量に対して比較的小さい面積が必要
となる。
CZがインダクタンスによって置換される。スイッチSによって、状態Z1から
状態Z2への切り換えによって次のことが惹起される。状態Z1では電流I(T
)がインダクタンスLに流れ、この結果、磁界が形成される。この磁界はこのコ
イルに格納される磁気的エネルギに相応する。スイッチSが状態Z1から状態Z
2にスイッチングすると、このコイルはコンデンサCに接続され、このコンデン
サCはインダクタンスLに格納された磁気的エネルギから充電電流によって電圧
UV(T)にまで充電される。状態Z1から状態Z2へのスイッチングの際に過
電圧の発生を防ぐために、インダクタンスLにパラレルにいわゆるフリーホイー
リングダイオードDが設けられなければならない。万一インダクタンスLを半導
体チップ上に一緒に集積することができない場合には、このインダクタンスLを
少なくとも半導体チップの表面上に直接に配置することができる。図2及び図3
による改良実施形態は相応にこの第2の実施例にも転用できる。
。この必要は、データ処理技術においてますますデータ処理回路を動作してもよ
いか否かを検査することが必要であることから由来する。動作は許可されるか否
かというこれに伴う識別乃至は認証及び検査に相応して、ますますこのような手
段を回避することが試みられる。許可なしにデータ処理装置におけるオペレーシ
ョン乃至はデータに到達する可能性は、許された動作の間にデータ処理装置のエ
ネルギ消費の変化を検出する可能性である。この場合、これらの変化から所定の
過程乃至はデータへのそれ自体は許されていないアクセスが行われてしまう。 英文抄録JP61161967からエネルギ中間格納器(CZ;LZ)、エネ
ルギ主格納器(C)及びスイッチング装置(S)を有するエネルギ供給装置が公
知であり、このエネルギ供給装置において、スイッチング装置(S)は少なくと
も2つのスイッチング状態を有し、第1のスイッチング状態においてエネルギ中
間格納器(CZ;L)はオンされてエネルギ供給入力側(E)に接続され、エネ
ルギ中間格納器(CZ;L)は第2のスイッチング状態においてエネルギ主格納
器(C)に接続され、このエネルギ主格納器(C)はエネルギ供給出力側(A)
に接続される。同じ事はEP0818875A2にも妥当する。EP08188
75A2から類似の装置が公知であり、2つのスイッチング装置によってエネル
ギ中間格納器の切り換えが行われ、これらの2つのスイッチング装置は交互にエ
ネルギ中間格納器の入力側乃至は出力側を制御する。US5278489からさ
らにエネルギ供給装置におけるスイッチング装置を制御するための装置が記述さ
れている。
決される。充電されたエネルギ中間格納器をエネルギ供給入力側から減結合し、
エネルギ主格納器に充放電することによって、このエネルギ供給入力側において
観察されるエネルギ消費は、エネルギ供給出力側で観察される乃至はデータ処理
装置に起因するエネルギ消費の瞬間値とは無関係である。なぜなら、エネルギ中
間格納器はエネルギ主格納器への充放電の後でエネルギ放電装置に接続されるか
らである。
Claims (7)
- 【請求項1】 エネルギ中間格納器(Cz;Lz)、エネルギ主格納器(C
)及びスイッチング装置(S)を有するエネルギ供給装置において、 前記スイッチング装置(S)は少なくとも2つのスイッチング状態を有し、第
1のスイッチング状態において前記エネルギ中間格納器(CZ;L)はオンされ
てエネルギ供給入力側(E)に接続され、前記エネルギ中間格納器(CZ;L)
は第2のスイッチング状態において前記エネルギ主格納器(C)に接続され、該
エネルギ主格納器(C)はエネルギ供給出力側(A)に接続される、エネルギ中
間格納器(Cz;Lz)、エネルギ主格納器(C)及びスイッチング装置(S)
を有するエネルギ供給装置。 - 【請求項2】 スイッチング装置(S)は第2のスイッチング状態の後で第
3のスイッチング状態をとり、該第3のスイッチング状態においてエネルギ放電
装置がエネルギ中間格納器(CZ;L)に接続される、請求項1記載のエネルギ
供給装置。 - 【請求項3】 複数のエネルギ中間格納器(CZ1, CZ2,...,CZN-1
,CZN)はそれぞれ割り当てられたスイッチング装置を介してパラレルに互い
にエネルギ供給入力側(E)又はエネルギ主格納器(C)に接続可能である、請
求項1又は請求項2記載のエネルギ供給装置。 - 【請求項4】 複数のエネルギ中間格納器(CZ1, CZ2,...,CZN-1
,CZN)は予め設定された異なる時点にエネルギ供給入力側に接続される、請
求項3記載のエネルギ供給装置。 - 【請求項5】 複数のエネルギ中間格納器(CZ1, CZ2,...,CZN-1
,CZN)は同時にエネルギ主格納器(C)に接続される、請求項4記載のエネ
ルギ供給装置。 - 【請求項6】 請求項1〜5のうちの1項記載のエネルギ供給装置及びエネ
ルギ供給出力側に接続されたデータ処理装置(1)を有する回路装置において、 該回路装置は半導体チップ上に集積されて形成される、回路装置。 - 【請求項7】 スイッチング装置(S)はデータ処理装置の最大動作周波数
よりも小さい/と同じ周波数で動作される、請求項6記載の回路装置。
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