JP2015501626A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、一般的に交流電流、パルス電力または高周波信号を入力側から出力側に伝送するために容量性の方法および構造を使用する入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法に関する。詳細には本発明は電気的および電子的に出力接続から入力を絶縁し、しかし静電荷が出力端子に移動することを許容し、それにより電力と信号の伝送が行われる、交流またはパルスのデカップルされた構造に関するものである。
本発明はまた一般的に、信号の絶縁と、入力側に接続された回路または送信機から出力側に接続された回路または受信器に伝送されるべき単一方向信号の伝送と、を許容するデジタル絶縁装置または容量性バリアに関する。
‘Developing Reliable Isolation Circuits:When to use a digital isolator vs. an optocoupler’−Silicon Laboratories Inc.,Austin,TX.
‘Digital Isolation in Hybrid and Electric Vehicles’Frank Forster著、ウェブサイトautomotive−eetimes.com,2010年10月6日
本発明に基づく装置は少なくとも2つの回路、1つは装置の一次または入力側にあり、1つは装置の2次または出力側にある、を互いに絶縁させる手段を提供する。装置の1次側に接続される電源回路は入力電極に静電荷を供給する。入力電極上の静電荷は出力電極に移動し、したがって入力側から伝送された電力と電圧により単一方向性の電力および電圧を装置の出力側に生成する。
本発明は当業者に公知のフォワードパワーコンバータの手法、機器技術および発明に対し、多くの利点を提供する。これらの本発明の利点は限定されないが:(1)2つの回路間のデカップルされた電力および電圧の伝送手段を提供する。(2)共通する1つの回路に電力供給する2つの交流電源間の電気的デカップリングの手段を提供する。(3)デカップルされた回路内の瞬間的短絡および過渡電流を低減する手段を提供する。(4)入力側回路から出力側回路への制御された電力量のデカップルされた伝送のための手段を提供する。(5)過負荷状態において入力側から出力側へ伝送される電力量を低減する手段を提供する(6)入力側に存在するとして参照された電圧と等価の電圧値を入力側から出力側に送る手段を提供する。
本発明で実行される入/出力電力および信号伝送絶縁技術は、その構成要素のユニークな使用手段を有し、即ち、それぞれの隣接する入力電極のペアの間に少なくとも1つの絶縁層を有する複数の入力電極と、および、共通の1つの構造体内の隣接する入力電極と出力電極のそれぞれのペアの間に少なくとも1つの絶縁層を有する複数の出力電極とを有し、それによりそれぞれのペアの入力電極は、互いに隣接しそして外側の出力電極のペアの中に配置される。
本発明に基づく入/出力電力および信号伝送絶縁装置はさらに、電極材料としての金属フィルムと隣接する電極のペアの間の絶縁材料を有する。入力側は、入力側回路内に含まれる、交流電源からの電圧を入力電極に対し供給するための手段を有し、そして出力電極は、装置の出力側に接続された回路に入力側回路の入力基準電圧を供給するための手段を有する。
入/出力電力および信号伝送絶縁装置は交流、パルス電力または高周波信号を入力側から出力側に送るために容量性の方法を使用し、そして出力側の交流、パルス電力または高周波信号は特定の設計特性オプションにより制御され制限される。
本発明のより完全な理解のため、本発明は図を参照して以下で詳細に記述される:
本発明に基づく入/出力電力および信号伝送絶縁装置の概要図である。
図1に示される入/出力電力および信号伝送絶縁装置の等価回路の図である。
本発明に基づく複数の入/出力電力および信号伝送絶縁装置を含む統合システムの概要図である。
本発明に基づく複数の入/出力電力および信号伝送絶縁装置を単一の装置として含むシステムの概要図である。
図4に示される複数の入/出力電力および信号伝送絶縁装置を含むシステムの等価回路の概要図である。
本発明の1実施形態の電力伝送のグラフである。
本発明の1実施形態の、入/出力電圧の比較のグラフであり、短絡イベントが示されている。
電力伝送および電圧の監視と制御の概念図である。
本発明に基づく並列接続された2つのモジュールを有する電力伝送および電圧の監視と制御の概念図である。
既存技術のオプトカプラーの概要図である。
既存技術のISOPro RF絶縁装置の概略図である。
本発明に基づく入/出力電力および信号伝送絶縁装置の概要図である。
以下の発明の詳細な説明においてその一部を構成する添付図面を参照するが、そこでは本発明が最善に実施される特定の実施形態が本発明の原理の図解によって示されている。図においては実施形態の種々の観点を通じて実質的に類似の要素は類似の参照番号が付与されている。これらの実施形態は当業者が本発明を実施できるために十分に詳細に記載されている。本発明の範囲および原理から離れることなく、本開示の原理の他の実施形態が使用可能であり、また種々の構造および材料の変更がここに開示された実施形態に対し実行可能である。
図1と2を参照して入/出力電力および信号伝送絶縁装置101の1実施形態においては、入力または1次側(V1−絶縁装置101の左側)から出力または2次側(V2−絶縁装置101の右側)へのAC−AC電力伝送、例えば110−125VAC 102が、1次側に存在するのと同一のまたは実質的に同一の電圧レンジを維持しながら遂行される。
図1は絶縁装置101の内部構成の側面図である。そこには薄いフィルムの容量的構造が示されている。構造体は2つの入力電極103,104と2つの出力電極105,106からなり、それぞれの隣接する電極ペア103,104、105,106は1つ以上の絶縁フィルム107により分離されている。図に示すように、絶縁フィルムの1つの層が入力電極103,104の間に存在し、他の1つの絶縁フィルム107の層が入力電極103と出力電極105の間に存在し、またさらに1つの絶縁フィルム107の層が入力電極104と出力電極106の間に存在する。入力および出力電極103,105はデカップルされ、入力および出力電極104,106はデカップルされている。
入力電極103,104はリードコネクタによりそれぞれ端末A1,A2に接続され、出力電極105,106はリードコネクタによりそれぞれ端末B1,B2に接続されている。入力電極103,104用のリードコネクタはデカップルされており、一方出力電極105,106用のリードコネクタもデカップルされている。装置101への外部アクセスは、端末A1,A2に接続される入力回路、全体として108で表示される、と端末B1,B2に接続される出力回路、全体として109で表示される、から可能となる。
上記の図1の記載および断面図は、当業者が例えば容器や適合する電気的接続と絶縁 を提供して、絶縁装置101を製作するのを可能にする。容量性絶縁装置101は、製作された場合、その外見や寸法がコンデンサーメーカーのカタログに搭載されまた当業者によりそのように認識される現存するコンデンサーのデザインに類似している。絶縁装置101の独自性は2つのデカップルされた入力リードと2つのデカップルされた出力リードの存在であり、それらの絶縁装置101上の配置は、顧客および製造設計基準により規定される。
図1に示す絶縁装置101の構成要素の構築に使用可能な材料の選択は多様であり、当業者には容易に入手可能である。事例としての、限定されない好適な絶縁装置101の実施形態では、位置C1で5ufの等価容量値を、そしてそれぞれC3とC4の位置でデカップルされた容量値227ufを提供する、電極および絶縁材料を使用する(図2参照)。位置C1、C3とC4で示された上記の値において到達された等価容量によって、結果としての本発明の特徴はクロス容量効果であり、それはCC13とCC14の位置での等価クロス容量値をもたらす。CC13とCC14の位置で表示されるこれらのクロス容量値は、それらのC3とC4の位置との関係から求められ、それらの値は以下の式で表現される:
1/CC13=1/C1+1/C3 従って
CC13=(C1XC3)/(C1+C3)そして
1/CC14=1/C1+1/C4 従って
CC14=(C1XC4)/(C1+C4)
等価出力容量値は次式で表現される:
1/C2=1/C1+1/C3+1/C4 従って
C2=(C1XC3XC4)/((C3XC4)+(C1XC4)+(C3XC1))
従って、
CC13=CC14=4.89uf、そしてC2=4.78uf
CC13=(C1XC3)/(C1+C3)そして
1/CC14=1/C1+1/C4 従って
CC14=(C1XC4)/(C1+C4)
等価出力容量値は次式で表現される:
1/C2=1/C1+1/C3+1/C4 従って
C2=(C1XC3XC4)/((C3XC4)+(C1XC4)+(C3XC1))
従って、
CC13=CC14=4.89uf、そしてC2=4.78uf
この好適な実施形態構成が達成するように設計された最大電力伝送は約550VAであり、次式で表現される:
最大電力伝送における最大電流I1が
であり、そして入力電圧120VACが電流に対して角度的に90°進んでいることを考慮すると、等価回路は以下の計算を可能にする:
(図中ではVoutはVoutputを意味し、VinはVinputを意味する。)
この好適な実施形態では、図7に示すように電圧出力は入力電圧701に対して約−25°の時間遅れがある。図7では縦軸はボルト単位での電圧を示し、一方横軸は秒単位での時間を示す。入力電圧は破線で示され、120VACであり、電力消費量は780VA−ACである。出力電圧は実線で示され、80VACであり、電力消費量は520VA−ACに等しい。
この実施形態では、15オームの可変抵抗器の抵抗負荷が提供されてよい。従って合計インピーダンスは:
出力側に循環する2次電流I2は約93.85ボルトにおいて約5.86アンペアであり、電力伝送を約550VAに制限する。
図6は上記の好適な実施形態の設計条件における電力伝送曲線(実線)を示し、縦軸はボルト単位での電圧における電力伝送(VA)を表し、一方横軸はアンペア単位での出力電流を表わす。この好適な実施形態設計の電力伝送能力は過負荷状態、実線の805で示された部分、では急速に減少する。従って約550VAを超える電力要求では好適な実施形態は低い電力伝送を提供し、それにより過負荷状態での電力伝送を制限する。結果的に2次側の電圧は急激に降下する;過負荷電力伝送領域803における点線部分806参照。過負荷状態の間、1次側は入/出力電力および信号伝送絶縁装置に対し同一の入力電力を維持する。
この好適な実施形態設計はさらに入力電源110−125VAC 102および、可変抵抗性負荷110からなる出力回路109を有する。出力回路109に接続される可変抵抗110は出力側の負荷状態の動的な変化を示している。
図6に示すように、2次側または出力側端子B1,B2に接続された出力回路109における徐々に増加する負荷条件では、2次側の電圧は電力消費の増加と共に一貫して降下し、破線の部分801、従って電力伝送送達が0VA−550VAの範囲であり、それは実線の部分802で示される。約550VAを超える負荷の増加を検知する本発明の好適な実施形態では、本発明の入/出力電力伝送絶縁装置モジュールは過負荷電力伝送領域803内における過負荷条件に入り、それにより循環電流値は負荷の増加分に追従せず、そして負荷要求により要求される電力をもはや伝送しない。
したがって過負荷条件のもとでは、線804で示されるように本発明は電力伝送を制限する。過負荷電力伝送領域803内の過負荷条件では、入力端末A1,A2に接続される1次回路は、装置設計が出力端末B1,B2、およびそれに接続される出力回路109に伝送されることを許容する循環電流値より任意に高い循環電流における徐々に増加する電力要求を経験しない。
図7に示されるように、短絡条件902では、入出力端末間の0オームのレンジの安定的切断がある。短絡条件902での電流は入力側に存在する電圧を短絡状態での等価インピーダンスで除した値に等しい。しかしデカップルされた等価容量値が入力回路を出力回路から絶縁するため、等価短絡電流は入力電圧を等価出力インピーダンスで除したものに等しい。2次側の出力端末に接続される回路内で短絡または過渡条件903が起こると、電圧は約0.2ボルトに近づくレンジまで降下し、そして電流は約11アンペアを獲得し、それにより出力端末および2次側の回路に伝送される過渡電流を制限する。入力端末に伝送される1次側電流は約120ボルトにおいて11アンペアであり、したがって1次側回路に対する過渡電流の影響を制限する。
この好適な実施形態において記載された本発明は、過負荷状態および短絡状態がトランスや電子部品や電源が電力を供給する電子回路に通常損害をあたえる恐れのある、電源に対する電力制限および保護装置として使用可能である。
しかし本発明はこのような損害を防止する。
しかし本発明はこのような損害を防止する。
本発明の特徴を使用する他の事例は、送電、工業、商業および住宅の負荷にたいしてサービスするシステム向けの電力制限的伝送装置および過電流防止装置の用途を含み、従って電流過渡状態を減少させ、従ってフューズやブレーカーなど回路内の保護的要素の寸法選択を減少させる。
本発明のもう1つの代替的な実施形態は、図3に示されるように、多重の電力伝送絶縁装置101からなる構成であり、それぞれ容器に入れられまたは個別の入/出力電力伝送絶縁装置モジュール1,2,...,Nと見做される。モジュール111は並列に接続され、それにより以下で記載されるような制御スキームに従って固定した幅で増加または減少可能な電力可用性を提供する。
図3は高容量従って電力可用性を高めるために共通の組立体または容器301の中に並列に接続された多重の電力伝送絶縁装置モジュール111の構成を示す。図3に示されるモジュール111は図1に示す電力伝送絶縁装置101の構成、または図4に示され以下に記述される、1つの装置に組み立てられた複数の電力伝送絶縁装置101を使用して構築可能である。図3はまた本発明の構成を示し、そこでは個々のモジュール111は、外部的に接続された別個のモジュールまたは単一のユニットに統合された複数の絶縁装置101を使用して相互に接続される。したがって1つのモジュール111が図1の単一の絶縁装置101を有し、一方他の1つのモジュール111が図4に示すような単一の装置として構築された複数の絶縁装置101を有することが想起される。
1,2、・・・nの各電力伝送絶縁装置モジュール111の電力はP1,P2,...Pnであり、合計電力PtotalはP1+P2+...+Pnに等しい。各モジュール111の出力電圧は同一である、即ちV1=V2=…=Vn。同様に各モジュール111の出力電流は同一である、即ちI1=I2=…=In。
図1に示される実施形態の代替的実施形態が図4に示され、その等価回路が図5に示される。この実施形態では複数の電力伝送絶縁装置101が、類似電極とそれらの末端接続が層化フォーマットの中で互いにすぐ隣りにある場合に使用可能なように、共用電極を使用して層化されている。結果として得られる電力伝送絶縁装置組立体は参照番号413で示される。この組立構成は最終製品の寸法および材料使用を減少させ従ってコストを減少させる。
より詳細には、図4では組立体413が複数の層化された電力伝送絶縁装置モジュール401を含み、そして各モジュール401は2つの入力電極402,403と2つの出力電極404,405を有し、隣接する電極のペアは1つ以上の絶縁フィルム層406により絶縁されている。類似電極の配置は、層化フォーマットにおいて複数のモジュールが互いにすぐ隣に配置される場合に使用可能であるが、それぞれの隣接する層化モジュール401に対する共用電極として使用可能である。入力端末A1は従って入力電極407に接続され、入力電極407は3つの電極402に接続されている。同様に入力端末A2は入力電極408に接続され、入力電極408は3つの電極403に接続されている。出力端末B1は出力電極409に接続され、出力電極409は2つの出力電極404,405に接続され、出力端末B2は出力電極410に接続され、出力電極410は2つの出力電極404,405に接続されている。
入力端末A1,A2と出力端末B1,B2はそれぞれ外部入力回路411と外部出力回路412からの組立体413へのアクセスを提供する(概略的に示されている)。この配置では、入力端末A1,A2は出力端末B1,B2からデカップルされている。この組立構成は最終製品寸法および材料を減少させ従って製造コストを減少させる。図4に示される装置の等価回路は図5に示される。図5に示される等価回路の理解は上記の図4の説明から自明である。
図8と図9で例示的に示される本発明の代替的実施形態では、1つ以上の電力伝送絶縁装置モジュールが、入力端末A1,A2と出力端末B1,B2間の電圧を検知することにより、および/または出力負荷側の電流使用量を検知しモニターすることにより、モニターされ制御される。この検知データは、本発明の装置のオペレーショナルな側面を制御するための命令を含みかつ使用する、制御回路に伝送される。
この実施形態では、複数のモジュール111とそれらの回路が、例えば組立体413として、または単一の装置101として、組合わされた集積回路装置を形成し、それは自動化され制御された可変な電力および信号伝送手段を提供し、一方で上記のようにユニークな機能性を追加的に提供する。
詳細には図8は絶縁装置モジュール111の能力と機能性を動的に拡張するために複数の絶縁装置モジュール111が制御回路を伴う実施形態を示す。要素901は複数の絶縁装置モジュール111を示し、図8の説明のため以降絶縁装置組立体と呼ばれる。絶縁装置組立体901の第2入力端末A2と第2出力端末B2との間の電圧(Vref;Voltagereferenceの省略形)と絶縁装置組立体901の第1出力端末B1の電流を自動的に検知し、そしてそのデータを事前設定の許容電圧範囲と比較し、そしてデータを事前設定の許容電流範囲と比較し、そして事前設定された様式で検知された許容範囲外の電圧および電流データに応答する、ための手段を組み込むことにより、コントローラは絶縁装置組立体901の使用を最適化することにより応答する。絶縁装置組立体901の使用の最適化の1つの方法は、1つ以上の絶縁装置モジュール111を回路に取り込むまたは回路から取り外すことである。
図8に示すように、絶縁装置組立体901は、可変負荷条件または動的負荷条件のもとで第2入力端末A2と第2出力端末B2との間の電圧Vrefを電圧コンパレータ902の手段により検知することにより、モニターされかつ制御される。第2入力端末A2と第2出力端末B2との間の電圧Vrefは、電力および信号伝送の間の電圧降下パーセンテージを示す。このデータは入力側の電力伝送および電圧コントローラ904に送られる。電力伝送および電圧コントローラ904が最大規定電圧降下値を超える電圧値を検知すると、電力伝送および電圧コントローラ904は絶縁装置組立体901の中の少なくとも1つの追加の電力伝送絶縁装置モジュール111を取込み、その結果端末A2とB2との間の電圧降下を減少させる能力を有すると共に電力および信号伝送可用性を増加させる。
最大規定電圧降下値は、たとえば、絶縁装置組立体901の最大電力伝送値により決定される。絶縁装置組立体901の最大電力伝送値に到達すると、最大電圧降下値に到達する。最大電圧降下値は図6の破線の曲線特性に従う。しかし最大許容電圧降下値はコントローラまたは電圧調整器により設定可能であり、したがって最大電圧降下値は、アラーム、切断および/またはコントローラのシークエンスに含まれうる他の特徴、のような制御機能を、最大電力伝送値に到達する前または後にトリガーするように設定可能である。絶縁装置組立体901の最大電力伝送値および最大電圧降下値はまた、限定されないが、電力伝送絶縁装置を構成する絶縁体のタイプ、層、および組立特性などの他の要因に依存する。これら変数は好適には特定のユーザアプリケーションを含む設計や製造特性を改良するときに考慮に入れられる。これらアプリケーションによる相違は、50−60Hzでの商業使用では許容可能な電圧降下は約5%以下であり、電子アプリケーション特に信号伝送絶縁では許容電圧降下は約5%−約50%の間のあたりであるとして、示される。
減少する負荷要求があると、電流センサ903が端末B1の減少する電流を検知し、それはコントローラ904にも検知される。コントローラ904は絶縁装置組立体901の中の電力伝送絶縁装置モジュール111の少なくとも1つを取り外すことにより応答する。
短絡または過渡条件の間、電流センサ903、電圧コンパレータ902および電力伝送および電圧制御装置またはコントローラ904は、損害を受けることから絶縁される。何故ならば絶縁装置組立体901が短絡および過渡状態を限定するからである。それにより電圧制御装置またはコントローラ904が、負荷側回路および制御回路に損害を与えるイベント無しに、電力および信号伝送の中断で応答することが可能となる。
図9は絶縁装置組立体901A,901Bの能力と機能性を動的に拡張するために、制御回路が複数の電力伝送絶縁装置組立体901A,901Bと組合わされる実施形態を示す。多重の絶縁装置組立体901A,901Bの入力端末A2と出力端末B1,B2との間の電圧(Vref)を自動的に検知し、そして同一の絶縁装置組立体の対向する出力端末間の電流を検知し、そしてそのデータを事前設定許容電圧範囲と比較し、そしてデータを事前設定許容電流範囲と比較し、そして許容範囲外の電圧および電流データに対し事前に準備されたように応答する、ための手段を組み込むことにより、コントローラは絶縁装置組立体901の中の1つ以上の絶縁装置モジュール111の使用を取り込むまたは取り外すことで応答する。
図8に示される実施形態と同様に図9で示される実施形態では、絶縁装置組立体901A,901Bは、可変負荷条件または動的負荷条件のもとで、電圧コンパレータ902の手段により、1つの絶縁装置組立体901Aの入力端末A2と出力端末B2ともう1つの絶縁装置組立体901Bの出力端末B1の間の電圧Vrefを検知することにより、モニターされかつ制御される。A2とB1,B2との間の電圧Vrefは電力および信号伝送の間の電圧降下パーセンテージを示す。このデータは電力伝送および電圧コントローラ904A,904Bに送られる。
電力伝送および電圧コントローラ904Aが最大規定電圧降下値を超える電圧値を検知すると、電力伝送および電圧コントローラ904Aは絶縁装置組立体901Aの中の少なくとも1つの追加の電力伝送絶縁装置モジュールを取り込み、その結果端末A2とB1,B2との間の電圧降下を減少させる能力を有すると共に電力および信号伝送可用性を増加させる。
電力伝送および電圧コントローラ904Bが最大規定電圧降下値を超える電圧値を検知すると、電力伝送および電圧コントローラ904Bは絶縁装置組立体901Bの中の少なくとも1つの追加の電力伝送絶縁装置モジュールを取り込み、その結果端末A2とB1,B2との間の電圧降下を減少させる能力を有すると共に電力および信号伝送可用性を増加させる。
減少した負荷要求があると、電流センサ903が端末B1とB2の減少する電流を検知し、またコントローラ904Aもそれを検知する。コントローラ904Aは少なくとも1つの絶縁装置組立体901Bの電力伝送絶縁装置モジュールを取り外すことで応答する。
短絡または過渡条件の間、電流センサ903、電圧コンパレータ902および電力伝送および電圧制御装置またはコントローラ904A,904Bは、損害を受けることから絶縁される。なぜならば、絶縁装置組立体901A,901Bが短絡および過渡状態を限定するからである。それにより電力伝送および電圧コントローラ904A,904Bは、負荷側回路および制御回路に対する損害を与えるイベント無しに、電力および信号伝送の中断で応答することが可能となる。
本発明のもう1つの代替的実施形態では、複数の電力伝送絶縁装置モジュールが層となって配置され、そして1つの選択スイッチ装置に接続され、それにより入力電力と出力電力の特定の設計レンジがリアルタイム作業環境においてユーザにより選択可能である。
装置の出力側における電圧降下の増加量は好適には最大電力伝送点に達するまでは電力送達の増加量に比例し、ここで電圧降下は装置に印加される入力電圧の約10%−25%である。
制御回路の追加された利点により、本発明の代替的実施形態にあるように、そして図8に示されるように、装置の入力側と出力側の間の電圧差は制御回路により検知可能であり、それにより制御回路は、図9に示すように、並列に接続された他の使用可能なモジュールを取り込み、出力側においてある設計限界まで電圧降下を補償し、そして電圧降下を一定の事前設定レンジ以下に保ちながら出力側での電力消費の変化に従う、ことが可能である。
出力側と入力側との間に接続される制御回路、例えば電力伝送および電圧制御装置904もまた、絶縁装置組立体の出力側における過負荷条件、電圧過渡または短絡条件において、一時的または恒久的に電力伝送を中断することができる。
この制御回路、例えば電力伝送および電圧制御装置904は電圧降下に等価な直流電圧を百分率で検知し、そして通常オペレーションのための事前設定許容電圧降下レンジおよび、電圧降下に対する事前設定点または過負荷条件に対する閾値、と信号を比較するように構成されてもよい。電力伝送が連続して発生するため、制御回路は出力側の電圧を連続して制御する。
本発明による装置は、高周波用途では、あるいはデジタル絶縁装置として、または容量的バリアとして、少なくとも2つの回路を互いに絶縁し、送信回路から受信回路への、またはより一般的には入力側から出力側への、単一方向の信号伝送を可能にするための必要なまたは少なくとも好適な手段を提供する。これは入力容量と出力容量の間の等価微分容量に基づいて達成される。入力容量の等価微分容量は少なくとも出力容量の値の2倍である。
本発明に基づく装置は、高周波用途ではデジタル絶縁装置として、または容量的バリアとして使用可能であり、そこでは信号は容量的バリアを通って単一方向に伝送される。本発明の従来技術と比べた優位性の1つは、容量的バリア構造、例えば電極が絶縁フィルムで絶縁されている構造(図1,4参照)が、制御された電力および信号伝送のみならず単一方向の電力および信号伝送を提供し、したがって絶縁送受信器―受信器回路の現在の技術で必要とされる多くの構成要素を不要にしている点である。
本発明の1つ以上の特徴は以下の用途で使用可能である:
例えば:(a)ハイブリッドまたは電気自動車、(b)代替オプトカプラー、(c)CMOSドライバ(d)プラズマディスプレイ・ドライバ、(e)Modbus, Profibus, DeviceNet(登録商標)データバス,SDS(登録商標)などの工業用フィールドバス(f)コンピュータ周辺機器インタフェース、(g)サーボ制御インタフェース、および(h)データ取得回路、におけるデジタル絶縁装置の用途。
例えば:(a)太陽光発電プラント、(b)マルチソース電力制御装置、(c)RF低電力充電器を使用するセルラーおよび他の機器、における容量的電力伝送回路の用途。
例えば:(a)ハイブリッドまたは電気自動車、(b)代替オプトカプラー、(c)CMOSドライバ(d)プラズマディスプレイ・ドライバ、(e)Modbus, Profibus, DeviceNet(登録商標)データバス,SDS(登録商標)などの工業用フィールドバス(f)コンピュータ周辺機器インタフェース、(g)サーボ制御インタフェース、および(h)データ取得回路、におけるデジタル絶縁装置の用途。
例えば:(a)太陽光発電プラント、(b)マルチソース電力制御装置、(c)RF低電力充電器を使用するセルラーおよび他の機器、における容量的電力伝送回路の用途。
要約すれば、本発明は進歩したデジタル絶縁装置および容量的絶縁バリアであると考えてもよい。このような装置の他の形態は現在使用され既存技術で周知であり、多くの用途に使用され、その一部は上述されている。
以下は本発明がどこでどのように商業的に使用可能かを示す特定の事例である。
フォワードパワーコンバータとして使用される事例は、Jacques氏他による特許文献1に記載され、それは共振不連続フォワードコンバータ(RDFC)を制御するための方法および装置について記載している。その装置は変圧器、変圧器の1次側巻き線に電力を与える循環的スイッチDC、変圧器の2次回路に接続されるDCへの変換器、および1次巻き線電流に基づいて閾値でスイッチ応答を制御する制御回路を有する。その方法と回路は、好適な実施形態がAC−DC電力変換に対し構成され、変圧器を過負荷条件から保護し、そして制御された出力電圧を有すると言われている。このフォワードコンバータの主たる欠点は、本質的に良質な電力および電流の制限方法を有せず、短絡条件において高い電流値をもたらし、その結果過渡電流に曝されるコントローラおよび他の付随する構成要素に損害を与えることである。
フォワードパワーコンバータとして使用される事例は、Jacques氏他による特許文献1に記載され、それは共振不連続フォワードコンバータ(RDFC)を制御するための方法および装置について記載している。その装置は変圧器、変圧器の1次側巻き線に電力を与える循環的スイッチDC、変圧器の2次回路に接続されるDCへの変換器、および1次巻き線電流に基づいて閾値でスイッチ応答を制御する制御回路を有する。その方法と回路は、好適な実施形態がAC−DC電力変換に対し構成され、変圧器を過負荷条件から保護し、そして制御された出力電圧を有すると言われている。このフォワードコンバータの主たる欠点は、本質的に良質な電力および電流の制限方法を有せず、短絡条件において高い電流値をもたらし、その結果過渡電流に曝されるコントローラおよび他の付随する構成要素に損害を与えることである。
それと対照的に本発明では等価クロス容量およびデカップル等価容量が伝送可能な最大電力量を決定出来るため、フォワード電力に対するコントローラが必要ない。負荷増加に伴う電圧―電流曲線は実質的に平らであり、電圧変化は本発明の特定の設計に対する最大負荷に到達するまで約2.5%のレンジ以内である。過負荷条件が存在する場合、電圧は本発明に従って提供される制限電流に到達するまで、電流の増加と共に降下する。短絡(短絡回路)および過渡条件では、本発明に基づく装置は本質的に過渡電流を制限し、したがって装置の1次側は短絡(短絡回路)および過渡条件により影響されない。しかし同時に装置は電力および電流の制限に対し優れた応答を示す。
さらにEckroad氏による特許文献2を参照し、それは1つのローカルAC伝送ネットワークを周辺のACシステムから絶縁させる電力伝送システムのための方法および装置について記載している。ローカルAC負荷センターは複数のローカルAC負荷を有し、1つの配電フィーダーが複数のローカルAC負荷、および少なくとも1つの遠方発電所、またはAC電力をローカルAC負荷センターに供給する他の電源、にサービスを提供している。AC電力をDC電力に変換することにより遠方発電所から受け取ったAC電力をローカルAC負荷センターから絶縁させるため、完全なまたは部分的な1つのDC送電リングがローカルAC負荷センターと遠方発電所の間に挿入される。DC電力は負荷要求に基づいてAC電力に再変換される。配電フィーダーはAC電力を供給し、一方全てのローカルAC負荷は遠方発電所から絶縁されている。
このシステムはAC−DC−AC電力伝送ネットワークを持つことにより絶縁手段を提供するが、このシステムの実施には、異相間サブ伝送を生成するためのDCリングを構築しインストールすることが必要である。これら全ては非常に高価のようである。さらに、DCリングおよびパワーコンバータAC−DC−ACセンターは、現存のAC送電および配電システムと同様に、短絡およびシステムエラーを起こす。したがってDCサブ配電システムは特許文献2で開示された技術で希求された絶縁原理を失い易い。
引用発明2の他の欠点は、DCからACに変換するためには少なくとも1つの変換基地センターが構築され、オペレーションされる必要が有り、そのことがそのシステムのオペレーションコストを大幅に増大させるという事実である。
これと対照的に、既存のサブ基地、送電および配電基地、および送電線と変圧器の間および2次変圧器側に挿入されたサブ配電基地およびセンター、に導入された本発明に基づく装置では、本発明に基づいて提供される優れた絶縁特性が送電、配電および負荷センターの両側を絶縁するだけでなく、短絡急増電流を制限し、それにより過負荷および短絡保護が低い限界に計算可能となる。このことは送電、配電および負荷センターの設計、構築および操業において全体的コストを削減する。本発明のもう1つの重要な特徴は、それが送電、配電および負荷センターにおいて使用された場合、ネットワークの力率が大幅に改善されることである。
最後にSilicon Laboratories(米国、テキサス州オースチン)による非特許文献1を参照する。図10Aに概要が示されるオプトカプラーが長年信号絶縁装置の主流であったが、図10Bに示すISOpro RF絶縁装置の出現は設計者に、オプトカプラーの不安定性または限定された寿命期待値メカニズムを持たない、小さな集約された、高速でそして低電力使用の、選択肢を提供した。ISOpro絶縁装置の現行技術はクラス最上級のRF絶縁装置であり、設計者があたかもCMOSロジックゲートを使用するように簡単に、単一パッケージ内の最先端の絶縁装置技術にアクセスすることを可能にする。
本発明とISOpro絶縁装置に共通する利点は:
−高い集積度:小寸法および多重チャネルバージョン上でチャネル当りコストが安い。
−高性能:速度が速く、タイミングが正確で、大幅に低い電力使用。
−長寿命:オプトカプラーにあるような消耗メカニズムがない。
−高信頼性:動作パラメータがVDD(ドレイン電圧)、温度および装置使用経過年数に亘って安定している。
−高CMTI(コモンモード過渡イミュニティ):完全差動絶縁信号経路および25kV/μS超のCMTIに対する高い受信器選択性。
−低EMI(電磁波妨害):FCC クラスB パート15適合。
−高い電場イミュニティ(雑音余裕値):>20V/m、独立したラボで測定。
−業界最先端のESD(静電放電)耐性:全装置に対して4kV HBM(人体モード)。
−低い外部材料費:ISOproではたった2つの安価なVDDバイパスコンデンサを必要とするが、本発明では全く不要。
−使用が容易:シングルチップ、完全な絶縁解決策。
−高い集積度:小寸法および多重チャネルバージョン上でチャネル当りコストが安い。
−高性能:速度が速く、タイミングが正確で、大幅に低い電力使用。
−長寿命:オプトカプラーにあるような消耗メカニズムがない。
−高信頼性:動作パラメータがVDD(ドレイン電圧)、温度および装置使用経過年数に亘って安定している。
−高CMTI(コモンモード過渡イミュニティ):完全差動絶縁信号経路および25kV/μS超のCMTIに対する高い受信器選択性。
−低EMI(電磁波妨害):FCC クラスB パート15適合。
−高い電場イミュニティ(雑音余裕値):>20V/m、独立したラボで測定。
−業界最先端のESD(静電放電)耐性:全装置に対して4kV HBM(人体モード)。
−低い外部材料費:ISOproではたった2つの安価なVDDバイパスコンデンサを必要とするが、本発明では全く不要。
−使用が容易:シングルチップ、完全な絶縁解決策。
それにも拘わらず、本発明はさらにISOproより優れた改良点を提供する。
本発明のISOpro技術より優れた点:
−ISOproはコンデンサバリアを通過する単一方向電力伝送を達成するため送受信器―受信器回路を必要とするが;本発明は送信機−受信器回路およびVDDバイパスコンデンサの必要なく単一方向電力伝送を達成する。
−より低い外部材料コスト。
−制御された電力伝送。
本発明のISOpro技術より優れた点:
−ISOproはコンデンサバリアを通過する単一方向電力伝送を達成するため送受信器―受信器回路を必要とするが;本発明は送信機−受信器回路およびVDDバイパスコンデンサの必要なく単一方向電力伝送を達成する。
−より低い外部材料コスト。
−制御された電力伝送。
半導体産業の歴史はプロセス世代と共に常に増加するデバイスの性能とコスト効率の歴史である。モノリシックデバイスは常にハイブリッドの競合物にとってかわり、RF絶縁対ハイブリッド化オプトカプラーの関係も同様である。
図10Cに示すように、本発明に基づく装置はRF電源およびデジタル絶縁装置に追加されそして統合される電力制限および保護装置として使用可能である。RF回路32とRF−DC変換ユニット34の間に挿入される装置30は、電源の変圧器および電子部品を破損しかねない過負荷条件および短絡条件から電源を保護すると共に、電源が電力を伝送する先の電子回路を損害から保護する。
MAXIM社に製造されるMAX256などの、RF絶縁装置および信号絶縁装置を備える電源についての他の有効な事例が存在する。MAX256は絶縁された電源回路用の統合された1次側コントローラおよびHブリッジドライバである。そのMAXIM装置はオンボードの振動子、保護回路、および内部FETドライバを有し、約3Wまでの電力を変圧器の1次巻き線に供給する。MAX256はEMI性能改善のため、内部プログラマブル振動子を使用してオペレーションされ、または外部クロックにより駆動されてもよい。使用されるクロック源に関係なく内部フリップフロップステージは、変圧器内のDC電流の流れを防止するため固定した50%デューティサイクルを保証する。ここに記載された任意の実施形態による電力と信号伝送および電力と信号絶縁装置は、MAX256の変圧器および抵抗器の絶縁回路、詳細にはMAX256の出力側に存在するそれらに代わって配置可能である。その位置に本発明を配置することにより、統合された1次側コントローラとH−ブリッジドライバおよび絶縁された電源は短絡状態、過渡、DC電流に対して保護され、そしてさらに統合された1次側コントローラとH−ブリッジドライバが伝送可能な3ワットの電力を供給するための単一方向電力伝送を可能にする。
本発明は、上記の任意の実施形態においても、大きな利点を提供する。例えば、幾つかの実施形態は、AC、パルス電力または高周波信号を入力側から出力側に伝送するために容量的手段を使用し、そして出力側に伝送されたAC、パルス電力または高周波信号が種々の特定の設計特性選択肢により制御され制限される、入/出力電力および信号伝送絶縁装置を提供する。
さらに、本発明の幾つかの実施形態は、容量的装置の入力側が電気的に出力側から絶縁されている、また出力側が電気的に入力側から絶縁されている入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法を提供する。
本発明の1つ以上の実施形態は、出力側から発生する過渡、短絡および過負荷条件が、入力側に影響しないよう絶縁され、規模が制限され、そしてまた、入力側に起こる類似のイベント条件が出力側に影響しないよう同一の絶縁特性を提供し、そしてその出力側と連続する装置および回路に壊滅的影響を与えない、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法を提供する。
さらに別の本発明の1つ以上の実施形態の利点は、容量的装置の入力側からのAC、パルス電力または高周波信号が、出力側に向かって単一方向であり、そして入力等価静電容量値が出力等価静電容量値の少なくとも3倍であり、それにより出力側から入力側に伝送されるエネルギーに対する電位障壁を形成する、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
またさらに別の本発明の1つ以上の実施形態の利点は、容量的装置の出力側におけるAC、パルス電圧または高周波電圧信号が容量的装置の入力電圧または高周波信号基準に比例している、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
またさらなる本発明の1つ以上の実施形態の利点は、出力側におけるAC、パルス電圧または高周波電圧信号が出力側におけるAC、パルス電流または高周波電流信号に関して二相マイナス90°である、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
もうひとつの本発明の1つ以上の実施形態の利点は、AC、パルスまたは高周波信号が入力側から伝播され、入力電極がAC、パルス電圧または高周波信号を、絶縁体を通って電極の出力側に向かって反対方向に伝播させる、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
更なる本発明の1つ以上の実施形態の利点は、当業者により等価の機能を実行するのに現在使用されるものに比べてよりコンパクトで構造が簡単な性能特性の装置を提供し、多重の機能を果たす単一の装置を提供し、ユニット化された埋め込み製品及びモジュールに構築されうるデバイス設計の選択肢を提供し、そして選択されたコンデンサーから構築され、容量的組合せを複製する容量的回路に統合されるうる装置設計の選択肢を提供することである。
もうひとつの本発明の1つ以上の実施形態の利点は、入力側と出力側の間に存在する電圧を検知することにより、負荷に接続される場合に出力側に存在する電流を検知することにより、または調整可能な設定点および動作レンジを有する、電力伝送制御、電圧制御、およびそれらをモニターする手段を可能にする、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
さらなる本発明の1つ以上の実施形態の利点は、電力伝送制御、電圧制御、およびそれらをモニターする手段を可能にし、そして入/出力電力および信号伝送絶縁装置の出力側において電力伝送制限値および電圧降下制限値を検知することにより、過負荷条件を検知する、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
またさらに1つの本発明の1つ以上の実施形態の利点は、モニターされた電圧およびモニターされた電流が、負荷に対する電力伝送を制御しそして出力電圧を事前設定の範囲に維持する制御回路への信号入力を提供する、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
さらなる本発明の1つ以上の実施形態の利点は、複数の装置が並列に接続され、電力伝送制御、電圧制御、およびそれぞれの装置の監視が制御手段としてそれら装置を順次取り込む、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。例えば、複数のモジュールの使用は、監視手段としての電圧の増加を検知することにより負荷の電力需要の増加の後に連続して起こる。即ち、それぞれの電力の増加値に対して、恐らく検知された電圧に基づいた増加値の予測と、それに伴う1つの追加の電力伝送および絶縁装置モジュールの必要性によって、多くの使用可能な電力伝送および絶縁装置モジュールから選択された1つの追加電力伝送および絶縁装置モジュールが接続され、またはその機能性が装置に組み込まれる。例えば出力電流の減少を検知し、そして従前に装置にその機能性が組み込まれた電力伝送および絶縁装置モジュールを順次取り外すことにより、負荷における電力の減少または低下の後に、追加的にまたは代替的に、複数のモジュールの使用が連続して起こる。即ち、検知された電流に基づく、電力の減少の予測とそれに伴う1つの電力伝送および絶縁装置モジュールの取り外しの必要性によって、それぞれの電力の減少値に対して1つの電力伝送および絶縁装置モジュールの機能性が装置から切り離される。
また別の本発明の1つ以上の実施形態の利点は、複数の装置と電力伝送制御、電圧制御、及びモニタリングの選択肢が、組み立てられた個々のモジュールとしてだけではなく、1つのユニット化された埋め込み装置として構築される、入/出力電力および信号伝送絶縁装置および方法が提供されることである。
本発明の分野に関する追加の背景情報は非特許文献2および非特許文献1に記載され、それらは共にここに参照され採り入れられる。
この開示を見た当業者には本発明の有効な変化形が想起されるであろう。本発明は上記の実施形態に限定されず、請求項の精神と範囲内の、当業者にとって自明な変化形や修正を含むことを理解すべきである。
Claims (20)
- 交流電源と負荷の間に挟まれた交流回路のための容量性装置であって:
少なくとも第1と第2の入力端末と少なくとも第1と第2の出力端末とを有する1組の端末と、
ここにおいて前記第1と第2の入力端末は前記交流電源に接続し、前記第1と第2の出力端末は前記負荷に接続し、それにより前記交流電源からの電力が前記容量性装置を経由して前記負荷に提供され、;そして
少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールと;
を有し、
前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールのそれぞれは:
2つのデカップルされた入力電極からなる第1の組の2つの電極組立体であって、 前記入力電極の第1の電極が前記第1の入力端末に接続し、そして前記入力電極の第2の電極が前記第2の入力端末に接続する第1の組の2つの電極組立体と;そして
2つのデカップルされた出力電極からなる第2の組の2つの電極組立体であって、前記出力電極の第1の電極が前記第1の出力端末に接続し、そして前記出力電極の第2の電極が前記第2の出力端末に接続する第2の組の2つの電極組立体と;
を有し;
前記第1と第2の入力電極は共に前記第1と第2の出力電極の間に配置され、
前記第1と第2の入力電極のそれぞれと前記第1と第2の出力電極のそれぞれとの間に容量が形成可能なように、前記第1と第2の入力電極は、互いに離れて配置され、そして前記第1と第2の出力電極のうちの隣接する1つの出力電極と離れて配置される、
ことを特徴とする容量性装置。 - それぞれの隣接する入力および出力電極のペアの間の少なくとも1つの層の絶縁材料と、前記第1と第2の入力端末を前記交流電源に接続する入力回路と、および前記第1と第2の出力端末を前記負荷に接続する出力回路と、をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールは、並列配線構成において配置された複数の電力伝送および絶縁装置モジュールからなる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記第1と第2の入力電極は前記第1と第2の出力電極からデカップルされている、ことを特徴とする請求項1−3のいずれかに記載の装置。
- 前記第1と第2の入力電極および前記第1と第2の出力電極は高周波デジタル絶縁装置である、ことを特徴とする請求項1−4のいずれかに記載の装置。
- 前記第1と第2の入力電極および前記第1と第2の出力電極は無線周波数信号に対する容量性バリアである、ことを特徴とする請求項1−5のいずれかに記載の装置。
- 前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールはさらに:
2つのデカップルされた入力電極からなる第3の組の2つの電極組立体であって、 前記第3の組の第1の入力電極は前記第1の入力端末に接続し、そして前記第3の組の第2の入力電極は前記第2の入力端末に接続する、第3の組の2つの電極組立体と;
前記第3の組の前記第1と第2の入力電極は、前記第1の組の前記第1および第2の入力電極から前記第2の組の前記第2の出力電極の反対側に位置し;そして
2つのデカップルされた出力電極からなる第4の組の2つの電極組立体であって、 前記第4の組の第1の出力電極は前記第1の出力端末に接続し、そして前記第4の組の第2の出力電極は前記第2の出力端末に接続する第4の組の2つの電極組立体と;
を有し、
前記第3の組の前記第1と第2の入力電極は、共に前記第4の組の前記第1の出力電極と前記第2の出力電極の間に位置し、
前記第3の組の前記第1と第2の入力電極のそれぞれと前記第4の組の前記第1の出力電極と前記第2の出力電極のそれぞれとの間に容量が形成可能なように、前記第3の組の前記第1と第2の入力電極は、互いに離れて配置され、かつ前記第4の組の前記第1の出力電極と前記第2の出力電極のうちの隣接する1つの出力電極と離れて配置され;
前記第2の組の前記第2の出力電極は前記第4の組の前記第1の出力電極と同一である、
ことを特徴とする請求項1−6のいずれかに記載の装置。 - 前記第2の入力端末と前記第2の出力端末との間に接続される電圧モニターと;
前記第1の出力端末と負荷とに直列に接続される電流モニターと;
前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールと直列に、前記第1の入力端末と前記第2の入力端末に接続される電力伝送および電圧コントローラと;
をさらに有することを特徴とする、請求項1−7のいずれかに記載の装置。 - 前記電圧モニターが前記第2の出力端末の電圧と前記第2の入力端末の電圧とを比較する電圧コンパレータ−であり、前記電力伝送および電圧コントローラが前記第2の出力端末の電圧と前記第2の入力端末の電圧との比較に基づいて前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールを制御できるようにするため、前記電圧コンパレータ−が前記電力伝送および電圧コントローラに接続されている、ことを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記電流モニターは前記第1の出力端末における電流を感知する電流センサであって、前記電力伝送および電圧コントローラが前記第1の出力端末において感知された電流に基づいて前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールを制御できるようにするため、前記電流センサが前記電力伝送および電圧コントローラに接続されている、ことを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 第1と第2のデカップルされた出力電極と、前記第1と第2のデカップルされた出力電極の間に配置された第1と第2のデカップルされた入力電極と、そしてそれぞれの電極の間に前記それぞれの電極に並列に配置された絶縁フィルムとを有する少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールを含む容量性装置を使用して、交流電源から負荷へ交流回路を経由してフォワードに電力を伝送する方法であって;
前記第1と第2の入力電極を前記交流電源に第1と第2の入力端末を経由して接続するステップと;
前記第1と第2の出力電極を前記負荷に第1と第2の出力端末を経由して接続するステップと;そして
前記第1と第2の入力電極のそれぞれと前記第1と第2の出力電極のそれぞれの間の容量により、前記第1と第2の出力電極の間に電位を誘導するステップと;
を有し、
それにより、前記第1と第2の出力端末に接続される出力回路に起こった障害に起因する状態により前記第1と第2の入力端末に接続される入力回路が危険にさらされることから絶縁される、
ことを特徴とする方法。 - 前記第1と第2の入力電極は電気的にAC−ACかつ高周波信号入力電極であり、
前記方法はさらに前記電気的にAC−ACかつ高周波信号入力電極を前記第1と第2の出力電極からデカップリングし絶縁するステップを有する、
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記第1と第2の入力電極から前記第1と第2の出力電極への電力伝送が、前記第1の入力電極と前記第1の出力電極の間に存在するデカップルされた等価容量値と前記第2の入力電極と前記第2の出力電極の間に存在する容量値に直接比例するように、前記第1と第2の入力電極と、前記第1と第2の出力電極と、そして絶縁フィルムと、を選択するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第1と第2の入力電極から前記第1と第2の出力電極への電力伝送が、前記第1の入力電極と前記第2の出力電極の間、および前記第2の入力電極と前記第1の出力電極の間の容量関係から生成される等価クロス容量に比例するように、前記第1と第2の入力電極と、前記第1と第2の出力電極と、そして絶縁フィルムと、を選択するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 入力容量の等価微分容量値が出力容量の値の少なくとも2倍であるように、前記第1と第2の入力電極と、前記第1と第2の出力電極と、そして絶縁フィルムと、を選択するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 入力容量と出力容量との間の等価微分容量が前記容量装置の入力側から前記容量装置の出力側への単一方向の電力伝送を提供するように、前記第1と第2の入力電極と、前記第1と第2の出力電極と、そして絶縁フィルムと、を選択するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記容量装置の入力側と前記容量装置の出力側との間の電圧を検知するステップと、
負荷が接続される場合の前記出力側の電流を検知するステップと、そして
調整可能な設定点および動作レンジを提供し、または出力電圧を事前設定のレンジ内に維持するため、前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールを検知された電圧と検知された電流に基づいて制御するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項11−16のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つの電力伝送および絶縁装置モジュールは複数の電力伝送および絶縁装置モジュールからなり、
前記方法は、電力伝送能力を増大させるため、前記複数の電力伝送および絶縁装置モジュールを並列接続構成で構成するステップをさらに有する、
ことを特徴とする請求項11−17のいずれかに記載の方法。 - 前記容量装置の入力側と前記容量装置の出力側との間の電圧を検知するステップと、
負荷が接続される場合の前記出力側の電流を検知するステップと、そして
調整可能な設定点および動作レンジを提供し、または出力電圧を事前設定のレンジ内に維持するため、前記電力伝送および絶縁装置モジュールを検知された電圧と検知された電流に基づいて制御するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記容量装置の入力側と前記容量装置の出力側との間の電圧を検知するステップと;
負荷が接続される場合の前記出力側の電流を検知するステップと;そして
前記電力伝送および絶縁装置モジュールを制御して、前記容量装置を介して電力提供される負荷内の電力の増加に追従するため、検知された前記電圧に基づいて前記電力伝送および絶縁装置モジュールの機能性を順次かつ個々に取り込み、そして負荷内の電力の減少に追従するため、検知された前記電流に基づいて前記電力伝送および絶縁装置モジュールの機能性を順次かつ個々に取り外すステップと;
をさらに有することを特徴とする請求項18に記載の方法。
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