JP2010508577A - 電力を結合する電源システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源に関し、特に、2つ以上の電源からの電力出力を結合する電源システムに関する。
多くの電子デバイスは、電力を供給するためのより一層洗練された電源を必要とする傾向がある。例えば、多くのエレクトロニクスは、電源によって供給される電力における、高い周波数、高い総合効率、より少ない構成要素、および/または低いリプルを必要とし得る。
本発明の実施形態は、第一の周波数範囲内で動作し、第一の出力を生成するように構成された低速型電源と、第二の周波数範囲内で動作し、第二の出力を生成するように構成された高速型電源とを備える電源システムであって、該第二の周波数範囲の下端は、該第一の周波数範囲の下端よりも少なくとも高く、周波数ブロック型電力結合器回路は、該第一の出力と該第二の出力との間で選択的周波数分離を提供すると同時に、該第一の出力の第一の電力を該第二の出力の第二の電力と結合して、負荷を駆動するための結合された第三の出力を生成し、フィードバック回路は、全体的なフィードバックループを介して、該結合された第三の出力を受信するように連結される、電源システムを含んでいる。該フィードバック回路は、該第三の出力を所定の制御信号と比較し、該第三の出力と該所定の制御信号との差異に基づいて、該低速型電源を制御するための第一の電源制御信号と、該高速型電源を制御するための第二の電源制御信号とを生成する。該低速型電源は、スイッチモード型電源(SMPS)であり得、そして該高速型電源は、プッシュプル型レギュレータであり得る。
図(FIG.)および以下の説明は、例示のみとして、本発明の好適な実施形態に関する。以下の議論から、本明細書中に開示される構造および方法の代替の実施形態が、特許請求の範囲に記載される本発明の原理から逸脱することなく利用され得る実現可能な代替案として容易に認識されることは注目されるべきである。
Claims (21)
- 電源システムであって、
第一の周波数範囲内で動作し、第一の出力を生成するように構成された低速型電源と、
第二の周波数範囲内で動作し、第二の出力を生成するように構成された高速型電源であって、該第二の周波数範囲の下端は、該第一の周波数範囲の下端よりも少なくとも高い、高速型電源と、
該第一の出力の第一の電力を該第二の出力の第二の電力と結合することにより、負荷を駆動するための結合された第三の出力を生成すると同時に、該第一の出力と該第二の出力との間に選択的周波数分離を提供する、周波数ブロック型電力結合器回路と、
該結合された第三の出力を、フィードバックループを介して受信するように連結されたフィードバック回路であって、該フィードバック回路は、該第三の出力を所定の制御信号と比較し、該第三の出力と該所定の制御信号との差異に基づいて、該低速型電源を制御するための第一の電源制御信号と、該高速型電源を制御するための第二の電源制御信号とを生成する、フィードバック回路と
を備える、電源システム。 - 前記低速型電源は、スイッチモード型電源(SMPS)である、請求項1に記載の電源システム。
- 前記高速型電源は、プッシュプル型レギュレータである、請求項1に記載の電源システム。
- 前記フィードバック回路は、前記第三の出力を所定の制御信号と比較し、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを生成する誤差増幅器を含む、請求項1に記載の電源システム。
- 前記フィードバック回路は、前記低速型電源と直列に連結されたローパスフィルタを含み、前記第一の電源制御信号は、該ローパスフィルタを介して伝わる、請求項1に記載の電源システム。
- 前記フィードバック回路は、前記高速型電源と直列に連結されたハイパスフィルタを含み、前記第二の電源制御信号は、該ハイパスフィルタを介して伝わる、請求項1に記載の電源システム。
- 前記周波数ブロック型電力結合器回路は、前記低速型電源の第一の出力と直列に連結されたインダクタを含む、請求項1に記載の電源システム。
- 前記周波数ブロック型電力結合器回路は、前記高速型電源の第二の出力と直列に連結されたコンデンサを含む、請求項7に記載の電源システム。
- 前記低速型電源および前記高速型電源のうちの少なくとも1つの出力インピーダンスは、前記電源システムの負荷において見られる最小の等価インピーダンスの10%よりも大きく設定される、請求項1に記載の電源システム。
- 前記周波数ブロック型電力結合器回路は、第一のノードおよび第二のノードを有する一次巻線と、第三のノードおよび第四のノードを有する二次巻線とを含む変圧器を含み、該第一のノードは、前記第一の出力を受信するように連結され、該第二のノードは、前記負荷に連結され、該第三のノードは、接地に連結され、そして該第四のノードは、前記第二の出力を受信するように連結される、請求項1に記載の電源システム。
- 前記周波数ブロック型電力結合器回路は、一方の端が前記高速型電源と前記変圧器の第四のノードに連結され、他方の端が前記負荷に連結されたコンデンサをさらに含み、該コンデンサは、該変圧器の一次側の漏れインダクタンスの効果を低減する、請求項10に記載の電源システム。
- 前記周波数ブロック型電力結合器回路は、前記コンデンサと前記負荷との間に直列に連結された抵抗器をさらに含む、請求項11に記載の電源システム。
- 電力を生成する方法であって、該方法は、
第一の周波数範囲内で動作するように構成された低速型電源を用いて、第一の出力を生成するステップと、
第二の周波数範囲内で動作するように構成された高速型電源を用いて、第二の出力を生成するステップであって、該第二の周波数範囲の下端は、該第一の周波数範囲の下端よりも少なくとも高い、ステップと、
該第一の出力の第一の電力を該第二の出力の第二の電力と結合して、結合された第三の出力を生成すると同時に、該第一の出力と該第二の出力との間に選択的周波数分離を提供するステップと、
該結合された第三の出力を、フィードバックループを介して提供し、該第三の出力を所定の制御信号と比較し、該第三の出力と該所定の制御信号との差異に基づいて、該低速型電源を制御するための第一の電源制御信号と、該高速型電源を制御するための第二の電源制御信号とを生成するステップと
を包含する、方法。 - 前記第一の電源制御信号を、前記低速型電源と直列に連結されたローパスフィルタを介して伝えるステップをさらに包含する、請求項13に記載の方法。
- 前記第二の電源制御信号を、前記高速型電源と直列に連結されたハイパスフィルタを介してさらに伝える、請求項13に記載の方法。
- 前記第一の出力を、前記低速型電源と直列に連結されたインダクタを介して伝えるステップをさらに包含する、請求項13に記載の方法。
- 前記第二の出力を、前記高速型電源と直列に連結されたコンデンサを介して伝えるステップをさらに包含する、請求項16に記載の方法。
- 前記低速型電源および前記高速型電源のうちの少なくとも1つの出力インピーダンスを、電源システムの負荷において見られる最小の等価インピーダンスの10%よりも大きく設定するステップをさらに包含する、請求項13に記載の方法。
- 前記第一の出力および前記第二の出力は、第一のノードおよび第二のノードを有する一次巻線と、第三のノードおよび第四のノードを有する二次巻線とを含む変圧器を用いて結合され、該第一のノードは、該第一の出力を受信するように連結され、該第二のノードは、前記負荷に連結され、該第三のノードは、接地に連結され、そして該第四のノードは、該第二の出力を受信するように連結される、請求項13に記載の方法。
- 前記第二の出力は、一方の端が前記高速型電源と前記変圧器の第四のノードに連結され、他方の端が前記負荷に連結されたコンデンサを介して伝わり、該コンデンサは、該変圧器の一次側の漏れインダクタンスの効果を低減する、請求項19に記載の方法。
- 無線周波数(RF)電力増幅器に電源を提供するための電源システムであって、該電源システムは、
第一の周波数範囲内で動作し、第一の出力を生成するように構成された低速型電源と、
第二の周波数範囲内で動作し、第二の出力を生成するように構成された高速型電源であって、該第二の周波数範囲の下端は、該第一の周波数範囲の下端よりも少なくとも高い、高速型電源と、
該第一の出力の第一の電力を該第二の出力の第二の電力と結合することにより、該RF電力増幅器の該電源を提供するための結合された第三の出力を生成すると同時に、該第一の出力と該第二の出力との間に選択的周波数分離を提供する、周波数ブロック型電力結合器回路であって、該RF電力増幅器は、RF入力信号を受信し、増幅することにより、該第三の出力の制御下でRF出力信号を生成する、周波数ブロック型電力結合器回路と、
該RF出力信号を、フィードバックループを介して受信するように連結されたフィードバック回路であって、該フィードバック回路は、該RF出力信号の振幅を所定の制御信号と比較し、該RF出力信号と該所定の制御信号との差異に基づいて、該低速型電源を制御するための第一の電源制御信号と、該高速型電源を制御するための第二の電源制御信号とを生成する、フィードバック回路と
を備える、電源システム。
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