JP2005512493A - 高周波数電源用デジタル制御器 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、α(・)、β(・)、およびγ(・)は、デジタル誤差信号152の線形または非線形関数のいずれかであってもよい。しかし、種々の制御アルゴリズムを実装することができる。1つの追加の例は、
(2)d(n+1)=d(n)+ae(n)+be(n−1)+ce(n−2)
で記述される。ここで、a、b、およびcは定数であり、基本PID(比例、積分、および微分)制御アルゴリズムに対応する。制御器150の設計において、(たとえば、所望の閉ループ帯域幅および適切な位相余裕を達成するために)a、b、およびcが選択されると、積a・e、b・e、およびc・eが、誤差「e」の考えられるすべての値についてあらかじめ計算されるのが好ましく、また、外部メモリ160からルックアップテーブル302、304、および306内にプログラムされるのが好ましい。外部メモリ160を用いる代替法として、ルックアップテーブル302、304、および306が、設計時にチップ上で事前にプログラムされ、かつ実配線されるか、または、実行時に、適当なインタフェースを介して他のシステム部品からプログラムされる場合がある。したがって、外部メモリ160は、ルックアップテーブル302、304、および306にデータを供給するための有益な1つの手法であるが、上述した代替手法が利用できる。
Claims (51)
- 電圧制御器(150)であって、
変換器出力電圧(104)を基準電圧(106)と比較し、前記比較電圧間の差を示すデジタル誤差信号(152)を生成するように動作する比較器(700)と、
ルックアップテーブルを含んでおり、前記生成されたデジタル誤差信号に基づいてデジタル制御信号(154)を確定するための補償器(300)と、
前記確定されたデジタル制御信号に応答して電源制御信号(156)を供給するように動作する変調器(400)とを備える電圧制御器。 - 受動電子部品を含まない請求項1に記載の制御器。
- 前記比較器は完全にデジタル論理ゲートを用いて実施される請求項1に記載の制御器。
- 制御器内のすべてのエネルギー蓄積部品はデジタル論理ゲートである請求項1に記載の制御器。
- 前記比較器は遅延線アナログ/デジタル変換器(ADC)(700)である請求項1に記載の制御器。
- 前記遅延線ADCは遅延セルアレイ(740)を備える請求項5に記載の制御器。
- 前記遅延線ADCは、前記比較された電圧間の前記差を示す温度計符号出力(772)を供給するように動作する請求項5に記載の制御器。
- 前記遅延線ADCを通る試験信号伝播の程度は前記温度計符号を確立する請求項7に記載の制御器。
- 前記遅延線ADCは、前記温度計符号を前記デジタル誤差信号に変換するように動作する符号化器(730)を備える請求項7に記載の制御器。
- 前記補償器は、複数のルックアップテーブル(302)、(304)、(306)を備え、ルックアップテーブルはそれぞれエントリを含む請求項1に記載の制御器。
- 前記エントリのそれぞれは、選択された係数と、前記生成されたデジタル誤差信号に対応するデジタル誤差の大きさの積である請求項10に記載の制御器。
- 前記エントリのうちの1つのエントリは、第1係数と現在のデジタル誤差の大きさの積である請求項10に記載の制御器。
- 前記エントリのうちの1つのエントリは、第2係数と以前のデジタル誤差の大きさの積である請求項10に記載の制御器。
- 前記ルックアップテ−ブルは、PID(比例、積分、および微分)制御アルゴリズムを実施するのに有効な情報を含む請求項1に記載の制御器。
- 前記補償器は、デジタル誤差の大きさと前記デジタル誤差の大きさの係数の複数の積を合計するように動作する請求項1に記載の制御器。
- 前記変調器はデジタルパルス幅変調器である請求項1に記載の制御器。
- 前記変調器は、前記電源制御信号についてパルスオン期間の第1成分を確定するように動作するカウンタ(406)を備える請求項1に記載の制御器。
- 前記変調器は、前記電源制御信号についてパルスオン期間の第2成分を確定するように動作する遅延線(402)を備える請求項1に記載の制御器。
- 前記変調器は、
前記電源制御信号についてパルスオン期間の第1成分を確定するように動作するカウンタと、
前記電源制御信号についてパルスオン期間の第2成分を確定するように動作する遅延線を備える請求項1に記載の制御器。 - アナログ/デジタル変換器(ADC)(700)であって、
遅延セルのアレイ(740)と、
電力を前記セルそれぞれに供給する入力電圧(108)と、
前記遅延セルアレイに結合した信号タップアレイ(780)とを備えるアナログ/デジタル変換器(ADC)。 - 前記遅延セルはデジタル論理ゲートである請求項20に記載のADC。
- 受動アナログ部品を含まない請求項20に記載のADC。
- 前記遅延セルアレイを通る試験信号の伝播速度は、前記入力電圧の大きさにほぼ比例する請求項20に記載のADC。
- 前記信号タップアレイは、前記遅延セルそれぞれに結合した信号タップ(728)を備える請求項23に記載のADC。
- 前記信号タップのステータスは、前記遅延セルアレイを通る前記信号の伝播速度を示す請求項24に記載のADC。
- 温度計符号(772)を前記信号タップアレイからデジタル誤差信号に変換する符号化器をさらに備える請求項20に記載のADC。
- コンデンサを含まないか、または誘導子を含まない請求項20に記載のADC。
- コンデンサを含まないか、誘導子を含まないか、または抵抗を含まない請求項20に記載のADC。
- 電圧制御器(150)であって、
デジタル誤差信号(152)を供給するように動作する電圧比較器(700)と、
前記供給された誤差信号に基づいてデジタル制御信号を確定するように動作する補償器(300)と、
前記確定されたデジタル制御信号に応答して電源制御信号を供給するように動作する変調器(400)とを備え、前記比較器、前記補償器、および前記変調器は、完全にデジタル論理ゲートを用いて実施される電圧制御器。 - 前記デジタル論理ゲートのすべては標準ライブラリセルに対応する請求項29に記載の電圧制御器。
- 前記デジタル論理ゲートのすべては、HDL(hardware description language)に適合している請求項29に記載の電圧制御器。
- 受動電子部品を含まない請求項29に記載の電圧制御器。
- アナログエネルギー蓄積部品を含まない請求項29に記載の電圧制御器。
- コンデンサを含まないか、誘導子を含まないか、または抵抗を含まない請求項29に記載の電圧制御器。
- 電圧を制御する方法であって、
変換器出力電圧を基準電圧と比較するステップ(700)と、
前記比較の結果を示すデジタル誤差信号を生成するステップと、
前記生成された誤差信号を示す電源制御信号(156)を供給するステップとを含み、前記比較するステップ、前記生成するステップ、および前記供給するステップは、完全にデジタル論理ゲートを用いて実行される方法。 - 前記比較するステップは、前記変換器出力電圧を用いて複数の遅延セルのアレイ(740)に電源供給するステップを含む請求項35に記載の方法。
- 前記比較するステップは、遅延セルのアレイを通る試験信号伝播の程度を測定するステップを含み、前記遅延セルは前記変換器出力電圧によって電源供給される請求項35に記載の方法。
- 前記供給するステップは、制御アルゴリズムに従って前記生成された誤差信号からデジタル制御信号を確定するステップを含む請求項35に記載の方法。
- 前記確定するステップは、前記生成された誤差信号の値に基づいてルックアップテーブルエントリを選択するステップを含む請求項38に記載の方法。
- 前記供給するステップは、制御アルゴリズムに従って前記生成された誤差信号からデューティ比を確定するステップを含む請求項35に記載の方法。
- 電圧を制御する方法(150)であって、
調整器出力電圧(104)を受け取るステップと、
遅延線アナログ/デジタル変換器(ADC)(700)を使用して、前記受け取った出力電圧をデジタル誤差信号(152)に変換するステップと、
前記デジタル誤差信号に基づいて前記調整器出力電圧を調整するステップとを含む方法。 - 前記変換するステップは、
前記受け取った変換器出力電圧(104)を用いて遅延セルアレイ(740)に電源供給するステップと、
前記電源供給された遅延セルアレイを通る試験信号の伝播速度を測定するステップと、
前記測定された試験信号を示す前記デジタル誤差信号を生成するステップとを含む請求項41に記載の方法。 - 前記変換するステップは前記遅延線ADCを較正するステップをさらに含む請求項42に記載の方法。
- 前記較正するステップは、
前記遅延線ADCを使用して、基準電圧を基準変換誤差値に変換するステップと、
前記基準変換誤差値を前記デジタル誤差信号に加算するステップ(1114)であって、それによって、補正されたデジタル誤差信号(1152)を供給する、加算するステップとを含む請求項43に記載の方法。 - 前記較正するステップは、
基準電圧(106)を用いて、前記遅延セルアレイに電源供給するステップと、
前記基準電圧で電源供給された遅延セルアレイを通る試験信号の伝播速度を測定するステップと、
前記測定された試験信号伝播速度を示す基準変換誤差値(1108)を生成するステップと、
前記基準変換誤差値を前記生成されたデジタル誤差信号に加算するステップ(1114)とを含む請求項43に記載の方法。 - 前記調整するステップは、制御アルゴリズムに従って、前記生成されたデジタル誤差信号に基づいてデジタル制御信号を確定するステップを含む請求項41に記載の方法。
- 電圧制御器(150)であって、
変換器出力電圧源(104)と、
前記出力電圧に応答して、前記出力電圧と以前に格納された基準電圧の差を示すデジタル誤差信号(152)を生成するようにする遅延線アナログ/デジタル変換器(ADC)(700)と、
前記デジタル誤差信号に応答して、デジタル制御信号を生成するようにするデジタル電子計算器(300)と、
前記生成されたデジタル制御信号に応答して、電源制御信号に対するパルスオン期間を生成するようにするパルス幅変調器(400)とを備える電圧制御器。 - 前記遅延線ADCは、能動基準電圧源と前記以前に格納された基準電圧の間の比較に応答して、基準変換誤差値を生成するようにする請求項47に記載の電圧制御器。
- 前記遅延線ADCは、前記基準変換誤差値を格納するレジスタ(1106)を備える請求項48に記載の電圧制御器。
- 前記遅延線ADCは、前記デジタル誤差信号および前記基準変換誤差値に応答して、前記デジタル誤差信号および前記基準変換誤差値の合計値を生成するようにする電圧比較回路(1114)を備える請求項49に記載の電圧制御器。
- 前記パルス幅変調器は、
前記デジタル制御信号の第1選択ビットに応答して、前記パルスオン期間の第1成分を生成するようにするカウンタ(406)と、
前記デジタル制御信号の第2選択ビットに応答して、前記パルスオン期間の第2成分を生成するようにする遅延線(402)とを備える請求項47に記載の電圧制御器。
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