JP2014514892A - 電力供給制御システム及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.合計及び比較信号
2. 負荷電流検出
3.ステップダウン
4.整流器容量決定
従来技術の整流器は図23に示され、その制御変化は図24Bに示される。特に、Pタイプ又はNタイプとなるFETは、100ΩオーダーのR4といった外部抵抗と接続され、それによって、実質的な電流の流れとそれに対応する電力が損失する。詳細には、図9の変化は、一番上に入力を、中間に有効出力を示す。しかしながら、一番下の変化に示すように、オペレーションを通じて実質的な電力損失が存在する。
2.ツェナーは、最大ゲート電圧よりもやや小さくすべきであり、ツェナーに導通する他のものはエネルギーを大量に消費する。このことは、不幸にも、ゲート容量がFETをオンするのに必要な量以上のエネルギーを持つことを示す。
3.抵抗は、入力電圧がツェナーを超えた場合に、電流を限定するために十分に大きいことが必要である。しかしながら、オン/オフ時間を十分に小さく維持し、FETがショートスルーすることを避けるために、十分に小さい。
4.MOSFETは、ゲート容量を持ち、例として用いられる抵抗とともに、オン及びオフの遅延の問題を引き起こす。
5.ゲート容量及び抵抗がRCフィルタを形成し、これにより、ACが入力に印加された際に、エネルギーを消費し、周波数と増幅率とを悪化させる。
1.ツェナーが、整流器FETがオンし、低エネルギーの伝送を維持することを保証するために十分に大きいものとすることができる。
2、MOSFETのブリッジが充電している間、MOSFETのインピーダンスを低くし、それによって、急速な充電を可能にする。しかし、ツェナー電圧に達した際には、インピーダンスは非常に高く、AC信号がどのように入力に与えられたとしてもリークが起きないことを保証する。
3.ツェナーバイアス抵抗がブリッジMOSFETゲート容量を充電しなくなった場合、小さなエネルギーを使用しつつ、その値を大きくすることができる。
4.ゲート信号が低く引っ張られた際に、D1(T1のボディダイオード)はブリッジゲート容量を放電する。
制御電圧の制限によるLEDの電力制御を行うために、図28及び図29に示されるステップダウンフライバック部品は、図2に示される容量C2にかかる出力に接続することを必要することがある。このようなシステムは、他の電力制御領域では必要とされない。
1.高価である。
2.特に高サイドFETドライブを必要とする場合(バック構造)、閉ループシステムは複雑であり、効果がない。
3.電圧供給に対して負のインピーダンス特性を印加する。
4.複雑かつ安定を求めることは、一般に、最大速度を制限し、実施のための大きな受動部品を要求する。
1.開ループであり(フィードバックがない)、安価で、且つ、実施が容易である。
2.実施が容易なロウサイドスイッチングのみを必要とする。
3.常に正のインピーダンスを印加する。ブーストといった制限ステージとの組み合わせが容易である。
4.シンプルであることは、発振源のドライブ能力により上限速度を制限することができることを意味し、上限速度を非常に早くすることができる。
1.開ループは、適合が不可能な、入力電圧の固定された変換に制御を限定することを意味する。
1.周波数ジッター、これは、電磁干渉(EMI)に遭遇した場合、助けとなることができる。
2. 50/50(例示)以外のデューティサイクル比は、低いVPが要求されている場合に特に有利である。15/85オン/オフ比にデューティを設定することは、用いる発振源に基づき、複雑さやフィードバックをさらに追加することなしに、ステップダウン電圧を3V(1つのLEDダイ)と低くすることができる。
Claims (26)
- 電力供給制御システムであって、サイクル毎のスイッチングモード電力供給を含み、非対称制御スキームは論理スイッチング手段を使用し、ここにおいて、前記制御は、電源を制御して、負荷の調整と共に要求された負荷にマッチングさせる、電力供給制御システム。
- 請求項1に記載のサイクル毎のスイッチングモード電力供給のための電力供給制御システムであって、非対称な制御スキームは論理スイッチング手段のための疑似電子論理ゲートを使用し、さらに、知覚のような融合人工知能神経制御ネットワークを含んでおり、これによって、電子シミュレーションを決定し、且つ、フィードバックシステムを介して瞬間信号及び平均信号がミックスする、電力供給制御システム。
- サイクル毎の前記論理スイッチング手段は非対称な制御スキームであって、前記非対称な制御スキームは、人工知能神経ノードに基づく、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- 前記人工知能神経ノードは、制御するために知覚タイプモデルを用いる、請求項3に記載の電力供給制御システム。
- 前記論理スイッチ手段は、多重入力させ、疑似電子NANDゲート及びNORゲート又はそれらを組み合わせるモデルを持つ、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- 前記電源は、電気的変換器に疑似負荷を与えるブーストを行う、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- リアルタイムに変化する入力波形を正確に制御し、且つ、適合させるために、前記モデルはフィードバックする、請求項5に記載の電力供給制御システム。
- 論理スイッチングゲートを利用するハードウェアアプローチの知覚タイプモデルを用いる、請求項4に記載の電力供給制御システム。
- 前記論理スイッチング手段はAND又はNANDゲートを使用するモデルを持ち、前記AND又はNANDゲートは、多重入力の総和の電圧を持つ比較器を備え、それによって、条件信号はアナログAND又はNANDゲートのように振る舞うことができ、ここにおいて、基準が超えた際に前記総和が前記比較器を動作させるように、各入力が独立して変換される、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- AND又はNANDゲートは、並列な多重入力を持ち、それぞれは、比較器に与えられる各抵抗により条件付けされている、請求項9に記載の電力供給制御システム。
- 前記論理スイッチング手段は、多重入力NOR//ORゲートを使用するモデルを有し、前記多重入力NOR//ORゲートは、アナログOR又はNORゲートのように振る舞うことができる分離された条件信号を持つ比較器を備え、さらに、基準が超えた際に各入力が前記比較器を動作させるように、前記各入力は、独立して、且つ、比例的に、変換される、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- 前記多重入力OR又はNORゲートは、並列な多重入力を持ち、それぞれは、比較器に与えられる各ダイオードにより条件付けされている、請求項11に記載の電力供給制御システム。
- 各サイクルを制御する前記非対称なシステムは、リアルタイムでモニターされ且つ調整された瞬間ピーク電流を持ち、ここにおいて、特に、瞬間信号及び平均信号をミックスし、前記入力電流は、出力の制御が維持されている間、低リップル電流を用いて制御される、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- 前記多重入力NOR又はORゲートの前記多重入力は、ブーストした電流及び電圧と、負荷とから、フィードバックを受けることができる、請求項11に記載の電力供給制御システム。
- 包括及び総和を組み合わせた知覚アルゴリズムを含み、前記知覚アルゴリズムは、前記多重入力NORゲートと並列な入力としてのNANDゲートを含み、ここにおいて、前記論理多重入力ゲートは、電磁干渉、効率、部品サイズ等に影響を与えることができるインダクターリップルを小さくするために、電流及び電圧のフィードバック及びブーストがなされる、請求項1に記載の電力供給制御システム。
- 多重入力と、バイアスによるオフセット電圧とを持つ比較器を備え、前記多重入力は、正の入力と足し合わされ、且つ、比較器の負の端子のさらなる入力と比較されるものであり、それによって、基準が超えた際に、前記バイアス以下の入力よりも低い総和が前記比較器を動作させる、請求項15に記載の電力供給制御システム。
- バイアスフィードバックとの比較を用いて比較器の平均出力を差し引くフィードバックループの追加を含み、ここにおいて、所望のレベル以下の負荷信号に負のバイアスを印加することにより、目標となるパラメータの収束を大幅に促進し、それにより、オフセットの削減により高いピーク電流を順次探し出し、それにより、所望の電力に達するまで電力を供給し、その時点で、平衡状態に達するまで電力を降下させる、請求項16に記載の電力供給制御システム。
- 供給フロントエンドのための整流器と、電力変換を制御するための中間的な制御スキームと、電力変換を最終的に条件付けるステップダウン又はステップアップと、を含む、請求項1から17のいずれか1つに記載の電力供給制御システム。
- 前記制御スキームとステップダウンとは互いに補完する、請求項18に記載の電力供給制御システム。
- 前記整流器と前記制御スキームとは互いに補完する、請求項18に記載の電力供給制御システム。
- FETゲートがしきい値内にあることを保証するための入力電力の有効整流器を含み、ここにおいて、線形レギュレータと組み合わされるFET制御器を有し、ここにおいて、前記線形レギュレータは大きな抵抗及び大きなツェナー電圧と一体化可能であり、これにより、制御スイッチングにおける電流を最小にして、電力損失を最小化する、請求項20に記載の電力供給制御システム。
- P型及びN型にドーピングされたMOSFETからなる複数の対により形成された整流器を含み、ここにおいて、P型にドーピングされたMOSFETのゲートは、N型にドーピングされたMOSFETのドレインに接続され、もしくは、これとは逆に接続される、請求項20に記載の電力供給制御システム。
- FETを駆動させることができるタイプの発振源を備える電力変換を最終的に条件づけるためのステップダウンを含み、
FETがバイアスされた際には電流はLEDにおいて上昇し、
FETがオフされた際には、インダクターが、LED中のリップル電流を小さく維持するためにACバイアスとして働くことができる出力容量に放電し、これによって、極端に電流リップルを小さくすることができ、
ここにおいて、このシンプルな動作に起因して、LEDと直列な追加インピーダンスは、LED出力容量の間の電圧差で変化する、請求項20に記載の電力供給制御システム。 - フライバックを備える電力変換を最終的に条件づけるステップアップを含み、ここにおいて、FETがバイアスされた際にはインダクターが充電を開始し、FETがオフされた際にはインダクターはフィードバック容量とLEDとに対して放電を開始し、さらにここにおいて、フィードバック容量はLEDにDC電流を供給する単なるACバイパスに含まれ、さらにここにおいて、周波数とデューティサイクルとが固定されている限りにおいて、インダクターはほぼ線形で、且つ正のインピーダンスを持つ、請求項20に記載の電力供給制御システム。
- 図を参照して本明細書で実質的に記述される電力供給制御システム。
- 図23及び24Bを除く図19から31を参照して本明細書で実質的に記述される電力供給制御システム。
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