JP2004328996A

JP2004328996A - 電流分担バスをそなえる多相多モジュール電力システム

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Publication number: JP2004328996A
Application number: JP2004132367A
Authority: JP
Inventors: Vladimir Alexander Muratov; ウラディーミル、アレクサンダー、ムラトフ; Stefan Wlodzimierz Wiktor; ウィクトルステファン、ブウォジミエルツ
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2004-11-18
Also published as: US6850045B2; EP1473820A3; EP1473820A2; US20040217741A1

Abstract

【課題】多相電力システムで小信号応答等を悪化させずにチャネルに負荷電流を分散させ、数個の多相電力モジュールで構成される場合は、モジュール間でも負荷分担を行う。
【解決手段】負荷を駆動するパルス幅変調器（３０５）は、複数の抵抗素子と結合されたノード（２２１）でチャネル信号を加算することにより平均信号を供給する回路（２７０）と、負荷と基準電位との間の誤差を供給する回路と、チャネル信号、平均信号、誤差を加算して各電力スイッチに駆動信号を供給する回路（２５０）とを含む。誤差信号と平均信号は駆動信号の負荷時間率に対して補足し合い、チャネル信号は誤差信号および平均信号と逆の影響を及ぼす。また、それぞれのノード（２２１）を接続し、すべての相間で電流分担を行うことにより、複数のパルス幅変調器（３０５）を一つのシステムとして組み合わせ得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に集積回路に関するものであり、更に詳しくは電流モード制御形多相電力システムに関するものである。

コンピュータおよび通信システム用の低電圧直流／直流変換器の分野には、負荷電流がより高くなる強い傾向がある。負荷電流増大の要求には、交互配置された同期多相変換器で対処することが最も多い。同期多相変換器の信頼性のためには、すべての相が負荷を均等に分担することが非常に重要である。相電流が等しくない結果、負荷の要求に通常対応する電流を上回る電流が、対応する入力レールから引き出される。電流の増大によって、能動部品および受動部品の電力消費が大幅に増加するので、システム全体の効率と信頼性が事実上低下する。また、コンピュータシステムや通信システムにとって非常に重要となることが多いのは、いくつかの類似または同一の変換器を並列に使用することによりシステムの能力を測ることができることであり、これにより負荷電流分担に対する設計の必要条件が更にモジュール間レベルに拡張される。

従来の電流モード制御を用いる直流／直流変換器は本来、相間に、そしてモジュール毎に負荷電流をある程度拡散する。しかし、広範囲の入力電圧にわたって動作する従来の電流モードシステムは、達成可能な等電流性を制限する傾向がある低調波を避けるために、電流帰還を制限してきた。また、従来の解は、いくつかのモジュールの間で電流を積極的に分担する手段を提供しない。

それに対して、従来の電圧モード制御を用いる直流／直流変換器は、相電流に関連した信号を処理して、各相の負荷時間率を変更する補正信号を得るための特殊な回路を必要とする。従来の電圧モードシステムでは、変換器の制御ループのクロスオーバ周波数より高い周波数での位相を上昇させるために、高帯域幅をそなえた高性能誤差増幅器が通常必要とされ、これは通常コストが高くなる設計課題となる。これらの設計課題は多モジュールシステムでは悪化する。更に、電圧モード変換器は本来、入力電圧ステップに対する応答が貧弱であるので、適用可能性が制限される。

したがって、小信号応答と入力電圧ステップ応答を危うくすることなくシステムチャネルに負荷電流を分散させるための、革新的な制御方式を用いる多相電力システムが求められている。更に、数個の多相電力モジュールで構成される電力システムに対しては、単一のモジュール内の相間だけでなく、モジュール間でも負荷分担を行うことが都合がよい。

本発明は、対応するインダクタを電源と負荷に選択的に結合するための電力スイッチを相毎にそなえ、各相のチャネル電流を検知するためのセンサをも含み、対応するチャネル電流を各々が表す複数の信号を供給する多相電力システムにおいて電流分担を行うための装置およびシステムとして技術的な利点を達成する。前記センサと結合され、前記チャネル信号を受信し、多相電力システムの相数に対応する複数の抵抗素子と結合されたノードでチャネル信号を加算することにより平均信号を供給する回路が含まれ、平均信号が前記複数の抵抗素子の中の一つの抵抗素子で検出することができ、前記複数の抵抗素子は実質的に同じ抵抗率をそなえる。

更に、回路が負荷および基準電位と結合され、負荷と基準電位との間の誤差を表す信号を供給する。更に回路がセンサ、第１の回路、および第２の回路と結合され、チャネル信号、平均信号、および誤差信号を受信し、前記電力スイッチの各々に駆動信号を供給し、誤差信号と平均信号は駆動信号の負荷時間率に対して補足し合う影響を及ぼし、チャネル信号は誤差信号および平均信号とは逆の影響を及ぼす。

特に好適な実施例により、本出願の多数の革新的な教示を説明する。しかし、実施例は本出願の多数の有利な用途と革新的な教示のほんの二三の例を示しているに過ぎないことは理解されるべきである。一般に、本出願の明細書で行われる記述は必ずしも、本発明の種々の請求項のいずれの範囲をも限定するものではない。更に、いくつかの記述はいくつかの発明的特徴には当てはまるが他の発明的特徴には当てはまらないかも知れない。図面を通じて、同一の参照番号または参照記号が同一の機能をそなえる同一または同等の素子を表すために使用される。本発明の主題事項を不必要に不明瞭にする公知の機能および構成の詳細な説明は省略して、わかりやすくする。

従来の多相電力システムは、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御器、電力ＭＯＳＦＥＴ、およびＬＣ出力フィルタを含む。ＭＯＳＦＥＴは出力インダクタ（Ｌ１，Ｌ２，．．Ｌｎ）に電流を向ける。高電圧側スイッチは選択的にインダクタを正電源（Ｖｉｎ）に結合し、低電圧側スイッチは選択的にインダクタをアース基準に結合する。ＰＷＭ制御器は信号を介して高電圧側スイッチおよび低電圧側スイッチの活性化および不活性化を指示する。

図１に多相電力システムが示されており、多相電力システムはパルス幅変調（ＰＷＭ）制御器、電力ＭＯＳＦＥＴ、ＬＣ出力フィルタ、および本発明の実施例による出力帰還ループを含む。電力変換は並列に動作する複数の電力チャネルによって行われる。（Ｑとして示される）ＭＯＳＦＥＴは出力インダクタ（Ｌ）の電流を制御する。高電圧側スイッチは選択的にインダクタを電源に結合し、低電圧側スイッチは選択的にインダクタを地気に結合する。ＰＷＭ制御器はＭＯＳＦＥＴの制御端子への信号を介して高電圧側スイッチおよび低電圧側スイッチを制御する。

ＰＷＭ制御器の重要な機能は、複数のチャネル間の等しい分担を保証することである。電流分担機能は、図示された抵抗のようなセンサ回路を介してチャネル電流を検知すること、チャネル電流を平均システム電流と比較すること、およびその結果に従って制御信号を調整することを含む。対応するチャネル抵抗（Ｒｃｓ１，Ｒｃｓ２，．．Ｒｃｓｎ）両端間の電圧降下から、チャネル電流を表す電流信号（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳｎ，．．ＣＳＣＮ）が求められる。これらの電流を表す信号は、図２ａおよび２ｂに示され、以下に説明されるようなＰＷＭ制御回路で更に処理される。

図２ａには、本発明の実施例による多相電力システムを動作させるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発生するための制御回路２５０が示されている。制御回路２５０は、チャネル制御信号ＣＲＬ１，ＶＣＲＬ２，．．．，ＶＣＲＬｎをチャネルランプ電圧ｒａｍｐ１，ｒａｍｐ２，．．．，ｒａｍｐｎと比較する比較器２０３によりＰＷＭ信号を発生する。チャネル制御信号は誤差増幅器２０１からの電圧誤差信号ＶＥＲＲ、および信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳｎから作成された電流帰還信号から作成される。ＶＥＲＲはシステム出力電圧（ＦＢ）と基準電圧ＶＲＥＦとの間の誤差を表す。図１からわかるように、出力電圧はＶＲＥＦ＊（Ｒｆｂ１＋Ｒｆｂ２）／Ｒｆｂ２である。各チャネルで、ＰＷＭスイッチング信号の作成のために使用される電流帰還信号は二つの成分で構成される。その中の一方の（Ｋ＋Ｘ）＊ｉは相電流を表し、他方のＫ＊ｉａｖは平均電流ｉａｖ＝（ｉ１＋ｉ２＋．．．＋ｉｎ）／ｎを表し、ここでＫおよびＸは正の非零値であり、ｎは電力システム内のチャネル数である。ＶＥＲＲと上記の電流成分との代数和は、各チャネルのＰＷＭスイッチング信号を事実上、制御する。好適実施例では、誤差信号ＶＥＲＲと第二の電流帰還成分Ｋ＊ｉａｖは、補足し合う動作を行うようにイネーブルされるが、（Ｋ＋Ｘ）＊ｉ帰還成分の動作はＶＥＲＲとＫ＊ｉａｖの動作と相反する。

一般に、誤差増幅器の出力電圧が増大するにつれて(すなわち、ＶＥＲＲが増大するにつれて)、ＰＷＭ信号(ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，ＰＷＭ３，．．．ＰＷＭｎ)の負荷時間率（ｄｕｔｙｆａｃｔｏｒ）が増大する。Ｋ＊ｉａｖ電流成分が増大すると、抵抗Ｒｃｆｂ両端間の電圧降下により、ＰＷＭ比較器２０３の入力の制御電圧と負荷時間率も増大する。これに反して、（Ｋ＋Ｘ）＊ｉ電流成分が増大すると、比較器２０３の入力の制御電圧が低下し、ＰＷＭ信号(ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，ＰＷＭ３，．．．ＰＷＭｎ)の負荷時間率が小さくなる。

周波数領域で出力ＬＣフィルタ（すなわち、図１に示されるインダクタとキャパシタ）の双極応答が大幅に抑圧されるように、電流帰還成分（Ｋ＋Ｘ）＊ｉとＫ＊ｉａｖは相互に、そして誤差信号ＶＥＲＲとの間でスケーリングされる。本発明の実施例によれば、これはＸ係数を使用して（Ｋ＋Ｘ）＊ｉ電流成分がＫ＊ｉａｖ電流成分に対して優勢となるようにすることにより可能となる。たとえば、仮に、相電流「ｉ」は平均電流「ｉａｖ」に等しい。Ｘ＞０の場合には、（Ｋ＋Ｘ）＊ｉ成分は常にＫ＊ｉａｖより大きくなる。このような条件のもとでは、システム全体は、電流モード制御で、双極応答が抑圧されたシステムのように動作する。Ｘ＝０またはＸ＜０の場合には、システムは代表的な純粋の電圧モードの動作を行う。実際の回路では、電流成分Ｋ＊ｉａｖおよび（Ｋ＋Ｘ）＊ｉを発生する回路の利得は公知の手法を使用して作成され、上記の効果が得られる。

次に図２ｂには、本発明の実施例による、平均電流ｉａｖを発生するための回路２７０が示されている。更に、本発明の実施例によれば、電力システムの柔軟性を向上するために、電流分担バス（ＣＳＢ：ｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｅｄｂｕｓ）２２１が設けられる。ＣＳＢ２２１は、チャネル電流（ｉ１，ｉ２，ｉ３，．．．ｉｎ）を表すすべての電流を単一のノードで加算する。ＣＳＢノードは、組み合わされて電力システム内の相数またはチャネル数を表すような比インピーダンスをそなえた複数の抵抗等の手段により終端される。たとえば、４相システムでは、ＣＳＢ２２１は同じ値の４個の抵抗（Ｒｃｈ１，Ｒｃｈ２，Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４）によって終端される。この場合、各抵抗を通る電流「ｉ」は平均電流「ｉａｖ」に等しい。もう一つの実施例では、複数の抵抗（Ｒｃｈ１，Ｒｃｈ２，Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４）を組み合わせて単一の抵抗素子とすることができる。

制御器２２３を含めることもでき、これは密なチャネルの個数が変化した場合に補正を行う。たとえば、一つのチャネルを密にしない結果としてチャネルの個数が変化した場合、制御器２２３は２個のスイッチ２２５の一方を開放する。２個のスイッチが示されているが、１個または３個以上も考えられる。密および非密の、チャネル数についての情報がＰＷＭから情報結合を介して制御器２２３に与えられる。その結果、ＣＳＢノードは３個の抵抗だけで終端される。各抵抗を通る電流「ｉ」はこのときもまだ、平均電流「ｉａｖ」を表している。

ＣＳＢノードに入る電流の和はこれらの抵抗率またはインピーダンスに反比例して、これらの抵抗により分割される。好適実施例では、すべての抵抗は同じ値であるので、１個の抵抗の電流は事実上、平均チャネル電流「ｉａｖ」を表す。この電流を更に使用して、図２ａの制御回路に対する各チャネルの電流帰還のＫ＊ｉａｖ成分が求められる。加算ＣＳＢノードは多相制御器のすべてのチャネルがアクセス可能とされ、もう一つの実施例では下記のような多モジュールシステムのすべてのモジュールがアクセス可能とされる。

次に図３に、本発明の実施例による多モジュールシステム３００が示される。各制御器３０５は図２ａおよび２ｂの回路を実現する。各モジュール３１０は多数のチャネルをそなえる独立した電力システムである。モジュール出力端子３１５を接続することにより、このようなユニットのいくつかを並列に接続することができる。実際のシステムでは、異なるモジュールのＶＥＲＲノードも一緒に接続されるべきであり、またモジュール間の望ましくない干渉を防止するために、１個のモジュール以外のすべてのモジュールの誤差増幅器２０１をディセーブルすべきである。

すべてのモジュールのＣＳＢノード２２１を接続することにより、モジュール間の負荷電流の均等な広がりが可能となる。たとえば、すべてのモジュールが同一個数のチャネルをそなえている構成では、各モジュールの各相は同じ電流Ｉｏ／（Ｎ＋Ｍ）を分担する。ここで、Ｉｏはシステム負荷Ｒｏに対応する負荷電流であり、Ｎは各モジュール内のチャネル数であり、Ｍはシステム内のモジュール数である。

同一のモジュールの場合だけでなく、チャネル数の異なるモジュールの場合にも、均等な電流分担が可能となる。実際、たとえば、３相モジュールと並列に２相モジュールが接続され、すべてのモジュールがＲｃｈ（図２）の同じ値をそなえ、各モジュールですべての利得（ＫおよびＸ）が同一に維持される場合には、相電流はＩｏ／（２＋３）である。

従来のアプローチでは知られていない本電流分担方式のもう一つの利点は、各モジュールの電流能力に比例する電流分担も可能となることである。たとえば、３相モジュールで与えられたＲｃｈ抵抗の値の２倍である２相システムで電流分担バスを終端するＲｃｈ抵抗を設けることによって、各チャネルが２０Ａだけを分担することができる３相モジュールと各チャネルが１０Ａだけを分担することができる２相モジュールで構成される、８０Ａの負荷電流を与える電力システムが本発明の実施例により可能とされる。両方のモジュールに対してＣＳＢノードの電圧が共通であるので、３相モジュールの「ｉａｖ」電流が２相モジュールの「ｉａｖ」電流の２倍であるときに平衡状態が達成される。これにより、３相モジュールのチャネル電流が２相モジュールのチャネル電流の２倍となるように指示されるので、モジュールにはそれらの負荷能力に比例して負荷が加わる。

本発明の実施例を詳細に説明してきたが、これは発明の範囲を限定するものではなく、本発明は様々な実施例で実現できるものである。

以上の説明に関して更に以下の項を開示する。（１）対応するインダクタを電源と負荷に選択的に結合するための電力スイッチを相毎にそなえ、各相のチャネル電流を検知するためのセンサをも含み、対応するチャネル電流を各々が表す複数の信号を供給する多相電力システムにおいて負荷を駆動するためのパルス幅変調器であって、
前記センサと結合され、前記チャネル信号を受信し、受信した前記チャネル信号に応答して前記多相電力システムの相数に対応する複数の抵抗素子と結合されたノードで前記チャネル信号を加算することにより平均信号を供給する第１の回路であって、前記平均信号が前記複数の抵抗素子の中の一つの抵抗素子で検出することができ、前記複数の抵抗素子は実質的に同じ抵抗率をそなえる、第１の回路と、
前記負荷および基準電位と結合された第２の回路であって、前記負荷および前記基準電位に応答して前記負荷と前記基準電位との間の誤差を表す信号を供給する第２の回路と、
前記センサ、前記第１の回路、および前記第２の回路と結合され、前記チャネル信号、前記平均信号、および前記誤差信号を受信し、前記チャネル信号、前記平均信号、および前記誤差信号に応答して前記電力スイッチの各々に駆動信号を供給する第３の回路であって、前記誤差信号と前記平均信号は前記駆動信号の負荷時間率に対して補足し合う影響を及ぼし、前記チャネル信号は前記誤差信号および前記平均信号とは逆の影響を及ぼすような第３の回路と
を具備するパルス幅変調器。

（２）第１項記載のシステムであって、前記誤差信号と前記平均信号のうち一方の信号が増大すると前記駆動信号の負荷時間率が増大する傾向があるのに対して、前記チャネル信号が増大すると負荷時間率が減少する傾向がある、システム。（３）第１項記載のシステムであって、前記第１の回路は前記抵抗素子の中の少なくとも一つの抵抗素子と結合された相を含み、実質的に零の負荷電流が対応するチャネルの表示に応答して前記ノードから前記一つの抵抗素子を除去する、システム。
（４）第１項記載のシステムであって、前記複数の抵抗素子が組み合わせて一つの構成要素とされる、システム。

（５）負荷を駆動するための多相電力システムであって、複数の相をそなえ、対応するインダクタを電源と負荷の間に選択的に結合するための電力スイッチを相毎にそなえたパルス幅変調システムを具備する多相電力システムであって、前記パルス幅変調システムは更に、各相に結合され、その相のチャネル電流を検知し、対応するチャネル電流を各々が表す複数の信号を供給するセンサと、
前記センサと結合され、前記チャネル電流信号を受信し、受信した前記チャネル電流信号に応答して前記パルス幅変調システムの相数に対応する複数の抵抗素子と結合されたノードで前記チャネル電流信号を加算することにより平均信号を供給する第１の回路であって、前記平均信号が前記複数の抵抗素子の中の一つの抵抗素子で検出することができ、前記複数の抵抗素子は実質的に同じ抵抗率をそなえる、第１の回路と、
前記負荷および基準電位と結合された第２の回路であって、前記負荷および前記基準電位に応答して前記負荷と前記基準電位との間の差を表す誤差信号を供給する第２の回路と、
前記センサ、前記第１の回路、および前記第２の回路と結合され、前記チャネル電流信号、前記平均信号、および前記誤差信号を受信し、前記チャネル信号、前記平均信号、および前記誤差信号に応答して前記電力スイッチの各々に駆動信号を供給する第３の回路であって、前記誤差信号と前記平均信号は前記駆動信号の負荷時間率に対して補足し合う影響を及ぼし、前記チャネル信号は前記誤差信号および前記平均信号とは逆の影響を及ぼすような第３の回路と
を具備する多相電力システム。

（６）第５項記載のシステムであって、もう一つのパルス幅変調システムが更に含まれ、前記それぞれのノードが電気的に結合される、システム。

（７）複数の電力変換チャネルで構成される多相電力システムであって、各電力変換チャネルは入力電圧および制御信号を受信して、前記入力電圧および前記制御信号によって決まるスイッチング信号を発生することにより出力電圧および出力電流を作成し、前記チャネル出力電圧および出力電流は一緒に結合されて、共通出力レールが作成されて負荷に接続される、多相電力システムであって、
前記電力システムおよび各電力変換チャネルを動作させるための信号を作成する制御回路であって、少なくとも基準電圧、出力電圧、およびシステムを通って流れる複数のチャネル電流を受信する制御回路を、
具備する多相電力システムであって、
前記制御回路は、
システム出力電圧と基準電圧との間の差を表す誤差信号を発生する手段と、
電力システムチャネル電流を表す複数の第１の電流信号を発生する手段と、
システム内のすべてのチャネル電流の平均を事実上表す複数の第２の電流信号を発生する手段と、
チャネルの負荷時間率に対して、誤差信号動作と第２の電流帰還成分動作とは互いに補足し合うが、第１の電流帰還成分動作は誤差信号および第２の電流成分の動作とは対立するように、前記誤差信号、前記第１の電流信号、および前記第２の電流信号を個別に組み合わせて、前記複数の電力システムチャネルの各チャネルに対する単一の制御信号とする手段と、
前記誤差信号、前記第１の電流信号、および前記第２の電流信号の寄与を調整して前記制御信号とする手段と、
各電力システムチャネルに対して個別に前記制御信号に基づいてスイッチング信号を発生する手段と
を具備する、多相電力システム。

（８）第７項記載の多相電力システムであって、前記誤差信号、前記第１の電流信号、および前記第２の電流信号の前記制御信号に対する寄与によって、出力ＬＣフィルタの双極応答（ｄｏｕｂｌｅ−ｐｏｌｅｒｅｓｐｏｎｓｅ）を大幅に抑圧することができる、多相電力システム。（９）第８項記載の多相電力システムであって、

と表されるように、第１の電流成分は第２の電流成分に比べて支配的である、多相電力システム。

（１０）第７項記載の多相電力システムであって、システム内のすべてのチャネル電流の平均を事実上表す複数の第２の電流信号を発生する手段が更に、
すべての第１の電流信号を加算して単一のノードに供給する電流分担バスと、
電流分担バスを終端する、チャネル毎に一つ設けられる、複数の抵抗と、
前記抵抗の中の少なくとも一つの抵抗に分流される電流から複数の第２の電流信号を発生する手段と
を具備する、多相電力システム。
（１１）第１０項記載の多相電力システムであって、多モジュール多相電力システムの他の構成要素に電気的にアクセスし得る電流分担端子に接続された電流分担バスをそなえる、多相電力システム。

（１２）第１０項記載の多相電力システムであって、個々の相は等しい負荷能力をそなえ、電流分担バスに接続されたすべての抵抗が同じ値である、多相電力システム。（１３）第１０項記載の多相電力システムであって、個々の相は異なる負荷能力をそなえ、電流分担バスに接続された抵抗の値が個々のチャネルの電流能力に逆比例する、多相電力システム。（１４）第７項記載の多モジュール電力システムであって、すべて一緒に接続された電流分担バス端子をそなえる他の多相電力システムが更に含まれる、多モジュール電力システム。

（１５）第１４項記載の多モジュール電力システムであって、個々のモジュールは等しい負荷容量をそなえ、電流分担バス端子のインピーダンスが同一である、多モジュール電力システム。（１６）第１４項記載の多モジュール電力システムであって、個々のモジュールは異なる負荷能力をそなえ、電流分担バス端子のインピーダンスは個々のモジュールの電流能力に逆比例する、多モジュール電力システム。
（１７）第１４項記載の多モジュール電力システムであって、異なる負荷能力をそなえる個々のモジュールは、前記モジュールの適正な負荷を達成するように個々のモジュールの電流分担バス端子のインピーダンスを調整する手段をそなえる、多モジュール電力システム。

（１８）複数の電力変換チャネルで構成される多相電力システムであって、各電力変換チャネルは入力電圧および制御信号を受信して、前記入力電圧および前記制御信号によって決まるスイッチング信号を発生することにより出力電圧および出力電流を作成し、前記チャネル出力電圧および出力電流は一緒に結合されて、共通出力レールが作成されて負荷に接続される、多相電力システムであって、
前記電力システムおよび各電力変換チャネルを動作させるために必要な信号を作成する制御回路であって、少なくとも基準電圧、出力電圧、およびシステムを通って流れる複数のチャネル電流を受信する制御回路を、
具備する多相電力システムであって、
前記制御回路は、
電力システムチャネル電流を表す複数の第１の電流信号を発生する手段と、
システム内の単一のチャネル電流とすべてのチャネル電流の平均との差を事実上表す複数の第２の電流信号を発生する手段と、
チャネルの負荷時間率に対して、第１の電流帰還成分動作と第２の電流信号動作成分とは互いに補足し合い、誤差信号動作と対立するように、前記誤差信号、前記第１の電流信号、および前記第２の電流信号を個別に組み合わせて、前記複数の電力システムチャネルの各チャネルに対する単一の制御信号とする手段と、
前記誤差信号、前記第１の電流信号、および前記第２の電流信号の寄与を調整して前記制御信号とする手段と、
各電力システムチャネルに対して個別に前記制御信号に基づいてスイッチング信号を発生する手段と
を具備する、多相電力システム。

（１９）第１８項記載の多相電力システムであって、前記誤差信号、前記第１の電流信号、および前記第２の電流信号の前記制御信号に対する寄与によって、出力ＬＣフィルタの双極応答を大幅に抑圧することができる、多相電力システム。（２０）第１９項記載の多相電力システムであって、

で表されるように、第１の電流成分は結果の相制御信号に対する寄与が零でない、多相電力システム。

（２１）第１８項記載の多相電力システムであって、システム内のすべてのチャネル電流の平均を事実上表す電流信号を発生する手段が更に、
すべての第１の電流信号を加算して単一のノードに供給する電流分担バスと、
電流分担バスを終端する、チャネル毎に一つ設けられる、複数の抵抗と、
システム出力電圧と基準電圧との間の差を表す誤差信号を発生する手段と、
前記抵抗の中の少なくとも一つの抵抗に分流される電流からシステム内のすべてのチャネル電流の平均を表す複数の信号を発生する手段と
を具備する、多相電力システム。

（２２）第２１項記載の多相電力システムであって、前記複数の抵抗素子が前記複数の抵抗素子が組み合わせて一つの構成要素とされる、多相電力システム。
（２３）第２１項記載の多相電力システムであって、多モジュール多相電力システムの他の構成要素に電気的にアクセスし得る電流分担端子に接続された電流分担バスをそなえる、多相電力システム。（２４）第２１項記載の多相電力システムであって、個々の相は等しい負荷容量をそなえ、電流分担バスに接続されたすべての抵抗が同じ値である、多相電力システム。
（２５）第２１項記載の多相電力システムであって、個々の相は異なる負荷能力をそなえ、電流分担バスに接続された抵抗の値が個々のチャネルの電流能力に逆比例する、多相電力システム。

（２６）第１８項記載の多モジュール電力システムであって、すべて一緒に接続された電流分担バス端子をそなえる他の多相電力システムが更に含まれる、多モジュール電力システム。（２７）第２６項記載の多モジュール電力システムであって、個々のモジュールは等しい負荷容量をそなえ、電流分担バス端子のインピーダンスが同一である、多モジュール電力システム。
（２８）第２６項記載の多モジュール電力システムであって、個々のモジュールは異なる負荷能力をそなえ、電流分担バス端子のインピーダンスは個々のモジュールの電流能力に逆比例する、多モジュール電力システム。（２９）第２６項記載の多モジュール電力システムであって、異なる負荷能力をそなえる個々のモジュールは、前記モジュールの適正な負荷を達成するように個々のモジュールの電流分担バス端子のインピーダンスを調整する手段をそなえる、多モジュール電力システム。

（３０）多相電力システムで負荷を駆動するパルス幅変調器（３０５）は、チャネル信号に応答して複数の抵抗素子と結合されたノード（２２１）でチャネル信号を加算することにより平均信号を供給する回路（２７０）と、前記負荷と前記基準電位との間の誤差を供給するもう一つの回路と、チャネル信号、平均信号、誤差を加算して各電力スイッチにそれぞれの駆動信号を供給する回路（２５０）とを含む。誤差信号と平均信号は駆動信号の負荷時間率に対して補足し合うような影響を及ぼし、チャネル信号は誤差信号および平均信号と逆の影響を及ぼす。また、すべての相間で電流分担を行うそれぞれのノード（２２１）を接続することにより、複数のパルス幅変調器（３０５）を一つのシステム（３００）として組み合わせることができる。

多相電力システムを示す図である。本発明の実施例による多相電力システムを示す図である。本発明の実施例による多相電力システムを示す図である。本発明の実施例による多相電力多モジュール電力システムを示す図である。

符号の説明

２０１誤差増幅器２２１電流分担バス（ＣＳＢ）
２５０制御回路
２７０平均電流発生回路
３００多モジュールシステム
３０５制御器
３１０モジュール
Ｃｓ１．．．Ｃｓｃｎチャネル電流信号
Ｌ１．．．Ｌｎ出力インダクタ
Ｒ１．．．Ｒｃｈｎ抵抗
Ｖｉｎ正電源
ＶＲＥＦ基準電圧

Claims

対応するインダクタを電源と負荷に選択的に結合するための電力スイッチを相毎にそなえ、各相のチャネル電流を検知するためのセンサをも含み、対応するチャネル電流を各々が表す複数の信号を供給する多相電力システムにおいて負荷を駆動するためのパルス幅変調器であって、
前記センサと結合され、前記チャネル信号を受信し、受信した前記チャネル信号に応答して前記多相電力システムの相数に対応する複数の抵抗素子と結合されたノードで前記チャネル信号を加算することにより平均信号を供給する第１の回路であって、前記平均信号が前記複数の抵抗素子の中の一つの抵抗素子で検出することができ、前記複数の抵抗素子は実質的に同じ抵抗率をそなえる、第１の回路と、
前記負荷および基準電位と結合された第２の回路であって、前記負荷および前記基準電位に応答して前記負荷と前記基準電位との間の誤差を表す信号を供給する第２の回路と、
前記センサ、前記第１の回路、および前記第２の回路と結合され、前記チャネル信号、前記平均信号、および前記誤差信号を受信し、前記チャネル信号、前記平均信号、および前記誤差信号に応答して前記電力スイッチの各々に駆動信号を供給する第３の回路であって、前記誤差信号と前記平均信号は前記駆動信号の負荷時間率に対して補足し合う影響を及ぼし、前記チャネル信号は前記誤差信号および前記平均信号とは逆の影響を及ぼすような第３の回路と
を具備するパルス幅変調器。