JP2015505386A - 電力供給のための定入力電流フィルタ並びに関連するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

システムは、キャパシタ（１１８）と、電源（１１０）から一定の入力電流を引き込み、出力電流を生成するよう構成される電流源（１１６）とを有する。電流源は、定電流源として動作するようバイアスをかけられるｎ型電界効果トランジスタ（２０２）を有する。負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、電流源は、出力電流をキャパシタへ供給してキャパシタを充電するよう構成される。また、負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、電流源は、出力電流を負荷へ供給するよう構成され、キャパシタは、追加的電流を負荷へ供給するよう構成される。負荷は、無線ラジオのような、時間変化する出力電力特性を有する電子機器に相当してよい。

Description

本開示は、概して、電力供給を対象とする。より具体的に、本開示は、電力供給のための定入力電流フィルタ並びに関連するシステム及び方法を対象とする。

多くの電子機器は、それらの動作及び使用に関して様々な規則又は制限に従う。例えば、軍事的なプラットフォームにおいて動作するよう設計される新しい設備はしばしば、その設備が軍用電力供給から引き込むことがあり得るリップル電流を制御するための長年にわたる仕様に従う必要がある。特定の例として、アメリカ国防総省によって発行されたＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１は、軍用飛行機及び潜水艦において３０Ｈｚから１０ｋＨｚの範囲で動作する電力リードに関するＣＥ１０１要求を定義する。

今日開発下にある無線ラジオは、従前のラジオよりも複雑な無線周波数（ＲＦ）波形をサポートするよう意図される。より旧式のラジオでは、適切なＲＦエンベロープはしばしば、周波数変調（ＦＭ）により達成された。これは、連続的なＲＦ出力を供給し、ラジオの入力電流を連続的であって事実上リップルがないものとする。振幅変調（ＡＭ）はしばしば、適切なリップル値を達成するために何らかのフィルタリングを必要とした。フィルタリングは、変調が１００Ｈｚを下回る周波数成分を含まない限り比較的簡単であり、故に、信号の低バンド幅を制限することで問題が修正された。しかし、より新しい変調技術（例えば、Ｈａｖｅ Ｑｕｉｃｋ、Ｓｙｎｃｇａｒｓ、ＷＮＷ、ＬＩＮＫ１６、及びＭＵＯＳ）によれば、ＲＦエンベロープ波形は、通常は変化に富むが反復的である。従来の電力変換回路を用いると、ラジオの入力電流はそのＲＦ電力出力と同じ形を有し、故に、ラジオの入力電力リードはＣＥ１０１要求を満たさない。

リップル電流を制限するための従来の解決法は、電力供給と無線ラジオとの間にＬＣフィルタを導入することである。しかし、低周波数で、ＬＣフィルタにおけるインダクタは、通常は極めて大きい必要がある。ルール・オブ・サム（経験則）によれば、フィルタは、それがフィルタリングするトランスミッタの少なくとも２倍の大きさ及び２倍の重さである必要があり、これは無線ラジオのサイズ及び重さにマイナスの影響を与える。

本開示は、電力供給のための定入力電流フィルタ並びに関連するシステム及び方法を提供する。

第１の実施形態において、システムは、キャパシタ（１１８）と、電源（１１０）から一定の入力電流を引き込み、出力電流を生成するよう構成される電流源と（１１６）を有する。前記電流源は、定電流源として動作するようバイアスをかけられるｎ型電界効果トランジスタ（２０２）を有する。負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記キャパシタへ供給して該キャパシタを充電するよう構成される。また、前記負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記負荷へ供給するよう構成され、前記キャパシタは、追加的電流を前記負荷へ供給するよう構成される。

第２の実施形態において、方法は、電流源（１１６）により電源（１１０）から一定の入力電流を引き込むステップ（６０２）を有する。当該方法は、定電流源と動作するようバイアスをかけられる前記電流源におけるｎ型電界効果トランジスタ（２０２）により出力電流を生成するステップを更に有する。当該方法は、負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、前記出力電流によりキャパシタを充電するステップ（６０６）を更に有する。加えて、当該方法は、前記負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、前記出力電流を前記負荷へ供給し（６１２）、且つ、前記キャパシタを放電して（６１０）追加的電流を前記負荷へ供給するステップを有する。

第３の実施形態において、装置は、電源（１１０）から一定の入力電流を引き込み、出力電流を生成するよう構成される電流源（１１６）を有する。前記電流源は、定電流源として動作するようバイアスをかけられるｎ型電界効果トランジスタ（２０２）を有する。負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流をキャパシタへ供給して該キャパシタを充電するよう構成される。また、前記負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記負荷へ供給するよう構成され、前記キャパシタは、追加的電流を前記負荷へ供給するよう構成される。

他の技術的特徴は、以下の図面、明細書及び特許請求の範囲から当業者に容易に認識されるであろう。

本開示に従う電力供給のための定入力電流フィルタを有するシステムを例示する。 本開示に従う図１の定入力電流フィルタにおける電流源を例示する。 本開示に従う図１のシステムの動作特性を例示する。 本開示に従う図１のシステムの動作特性を例示する。 本開示に従う図１のシステムの動作特性を例示する。 本開示に従う図１のシステムの動作特性を例示する。 本開示に従う電力供給のためのフィルタにより一定の入力電流を供給する方法を例示する。

本開示及びその特徴のより完全な理解のために、ここで、添付の図面に関連して検討される以下の説明が参照される。

以下で記載される図１乃至６、及び本明細書において本発明の原理を記載するために使用される様々な実施形態は、単なる例示であり、決して本発明の適用範囲を制限するよう解釈されるべきではない。当業者であれば、本発明の原理が如何なるタイプの適切に配置された装置又はシステムにおいても実施され得ることを理解するであろう。

図１は、本開示に従う電力供給のための定入力電流フィルタを有するシステム１００を例示する。図１に示されるように、システム１００は、無線周波数（ＲＦ）最終段１０４へ結合される通信回路１０２を有する。通信回路１０２は、概して、無線送信のために信号を準備するために及び／又は無線により受信された信号を処理するために使用される構成要素に相当する。通信回路１０２は、如何なる適切な通信機能も実行するよう如何なる適切な構成要素も有してよい。例えば、通信回路１０２は、ベースバンド信号を中間周波数又はＲＦ信号にアップコンバートするためにフィルタ、増幅器、ミキサ及び他の構成要素を使用する送信経路を有してよい。通信回路１０２はまた、中間周波数又はＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートするためにフィルタ、増幅器、ミキサ及び他の構成要素を使用する受信経路を有してよい。通信回路１０２は、特定のニーズに従って何らかの他の又は付加的な構成要素を有してよい。

ＲＦ最終段１０４は、概して、アンテナ１０６による送信のためにＲＦ信号を生成若しくは準備するために及び／又はアンテナ１０６によって無線により受信されたＲＦ信号を処理するために使用される構成要素に相当する。例えば、ＲＦ最終段１０４は、無線送信のためにＲＦ信号を生成又は増幅する電力増幅器を有してよい。ＲＦ最終段１０４は、特定のニーズに従って何らかの他の又は付加的な構成要素を有してよい。

アンテナ１０６は、何らかの適切なＲＦアンテナのような、無線信号を送信及び／又は受信するための何らかの適切な構造に相当する。ＲＦ信号の使用がここで記載されているが、システム１００は、あらゆる他の適切な無線信号により通信する無線ラジオを含んでよい点に留意されたい。他のタイプの信号が使用される場合に、適切な構成要素が、そのような信号タイプを扱うために通信回路１０２及び最終段１０４において使用され得る。

最終段１０４は、有線接続１０８によってアンテナ１０６へ結合される。有線接続１０８は、無線送信のためにアンテナ１０６へ及び／又は無線受信中にアンテナ１０６から電気信号を運ぶ何らかの適切なコネクタに相当する。幾つかの実施形態において、有線接続１０８は同軸ケーブルに相当する。

本例では、電力供給システムは、最終段１０４及び通常は、システム１００の他の構成要素又はより大きい装置若しくはシステム内の構成要素（例えば、軍用飛行機又は潜水艦の他の構成要素）のような他の構成要素へ電力を供給する。本例では、電力供給システムは、電源１１０と、定入力電流フィルタ１１２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４とを含む。電源１１０は、少なくとも１つのバッテリ、燃料電池、太陽光電池、又は他の電力供給のような、システム１００のための何らかの適切な動作電力源に相当する。特定の実施形態において、電源１１０は、軍用飛行機又は潜水艦における電力供給に相当する。定入力電流フィルタ１１２は、電源１１０から引き込まれる電流がほとんどリップルを生じず、従って（少なくとも所与の時間期間に）一定のままであることを確かにするのを助けるフィルタに相当する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４は、１つの直流（ＤＣ）形態から他のＤＣ形態へエネルギを変換するよう構成される何らかの適切な構造に相当する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４は、例えば、バック、ブースト、バックブースト、又は他のタイプの電圧コンバータに相当してよい。

上述されたように、定入力電流フィルタ１１２は、最終段１０４によって電源１１０から引き込まれるリップル電流が実質的に低減又は除去されることを確かにするのを助け、構成要素１０２乃至１０４を含む無線ラジオがＣＥ１０１要求のような要件を満足するのを助ける。本例では、定入力電流フィルタ１１２は電流源１１６及びキャパシタ１１８を含む。電流源１１６は、少なくとも所与の時間期間に電源１１０から一定の入力電流を引き込みながら出力電流を生成するよう構成される何らかの適切な構造に相当する。幾つかの実施形態において、電流源１１６は、電流源として機能するよう構成されるｎ型電界効果トランジスタ（ＮＦＥＴ）を含む。電流源１１６の一実施例が図２に示されている。これについては、以下で記載する。キャパシタ１１８は、約６００００μＦのキャパシタンスを有するキャパシタのような、何らかの適切なキャパシタンスを有する何らかの適切な容量構造に相当する。キャパシタ１１８は相当に大きく、突入制限要求（通常は課される。）に従う場合にシステムのオン時に充電するのに数秒を要することがあるが、これは、特に、無線ラジオが起動時に多数のデジタルプロセッシング動作を実行し、制御回路が適切に機能するまでラジオが如何なるＲＦ信号も出力しない場合に、受け入れられる。

動作の間、電流源１１６は定常（一定）電流を供給する。電流はＤＣ−ＤＣコンバータ１１４又はキャパシタ１１８へ供給され得る。無線送信が起こっておらず、最終段１０４がほとんど電力を要求しない場合に、電流源１１６からの電流はキャパシタ１１８への充電電流として供給される。無線送信が起こっており、最終段１０４がより多くの電力を要求する場合に、電流源１１６からの電流及びキャパシタ１１８から放電される追加的電流は、最終段１０４への入力電流としての使用のためにＤＣ−ＤＣコンバータ１１４へ供給される。

無線ラジオが動作していると、変動する送信電力は、最終段１０４への変動する入力電流を生じさせる。これは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４からの変動する出力電流、ひいてはＤＣ−ＤＣコンバータ１１４への変動する入力電流を引き起こす。定入力電流フィルタ１１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４へのこのような変動する入力電流が電源１１０へのリップル電流として現れることを防ぐのを助ける。代わりに、最終段１０４への入力電流によって変化するのは、キャパシタの放電電流である。これは、キャパシタ１１８においてリップル電圧を生じさせるが、電源１１０ではほとんどリップル電流がない。

このように、時間変化する出力電力特性を有する無線ラジオは、それが一定の入力電流を引き込むとの要件を満足することができる。定入力電流フィルタ１１２は、従って、電子フィルタとして有効に動作するよう無線ラジオの前に加えられ得る。これは、例えば、多数の無線ラジオがより容易にＣＥ１０１要求を満足することを可能にすることができる。更に、幾つかの装置は、米国及びＮＡＴＯの“ＴＥＭＰＥＳＴ”要求に従うよう求められることがある。幾つかの装置に関し、装置からのセキュア情報をその入力電流をモニタすることによって収集することが可能であってよい。無線ラジオ又は他の装置とともに定入力電流フィルタ１１２を使用することは（特に、単一の集積回路チップに集積される場合）、ＴＥＭＰＥＳＴ又は同様の要求の順守を確かにするのを助けることができる。

特定の実施形態において、最終段１０４は、有線接続１０８を形成する同軸ケーブルの一方の端部とコモン接地を共有してよく、そのコモン接地はまた、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４のためのＤＣリターンとしても機能してよい。有線接続１０８を形成する同軸ケーブルの他方の端部は、飛行機胴体のような、より大きい装置又はシステムのシャーシに接地されてよい。

図１は、電力供給のために定入力電流フィルタ１１２を有するシステム１００の一例を表すが、様々な変更が図１に対してなされてよい。例えば、上述されたように、システム１００は、何らかの適切な周波数（複数を含む。）で信号を送信する無線ラジオ又は他の装置とともに使用されてよく、ＲＦ装置による使用に制限されない。また、定入力電流フィルタ１１２は、まったく無線ラジオとともに使用される必要はなく、一定の入力電流のための要求により、時間変化する出力電力特性を有する如何なる電子装置とともに使用されてもよい。

図２は、本開示に従う図１の定入力電流フィルタ１１２における電流源１１６を例示する。図２に示されるように、電流源１１６は、制御可能な電流源として動作するＮＦＥＴ２０２を含む。ＮＦＥＴ２０２は、電源１１０へ結合されるドレインと、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１４へ結合されるソースとを有する。ＮＦＥＴ２０２のドレインはまた、電圧源２０４及び抵抗２０６へ結合される。抵抗２０８は、電圧源２０４と抵抗２０６との間に結合される。抵抗２１０は、キャパシタ２１２と抵抗２０６乃至２０８との間に結合され、キャパシタ２１２は、ＮＦＥＴ２０２のソースへ結合される。ＮＦＥＴ２０２のゲートは、抵抗２１０とキャパシタ２１２との間に結合される。ツェナーダイオード２１４は、ＮＦＥＴ２０２に並列に結合される。

電圧源２０４は、５Ｖ又は他のバッテリのような、何らかの適切な電圧源に相当する。抵抗２０６乃至２１０の夫々は、何らかの適切な抵抗値を有する何らかの適切な抵抗構造を含む。抵抗２０６乃至２１０は、例えば、夫々、約３ｋΩ、１８ｋΩ、及び１０ｋΩの抵抗値を有してよい。キャパシタ２１２は、約１８８μＦといった、何らかの適切なキャパシタンスを有する何らかの適切な容量構造に相当する。ツェナーダイオード２１４は、約４Ｖツェナーダイオードといった、何らかの適切なダイオードに相当してよい。

図３乃至５Ｂは、本開示に従う図１のシステム１００の動作特性を例示する。図２における電流源１１６は、ＮＦＥＴ２０２が本質的に電流源として動作するデバイスであるという事実を利用する。図３は、一般的なＮＦＥＴ２０２の特性の例をプロットするグラフ３００を表す。所与のゲート電圧に関し、ＮＦＥＴ２０２のドレイン電流は、ＮＦＥＴ２０２のドレイン−ソース間電圧が劇的に変化する場合でさえ一定のままである。正確なゲート電圧が印加され得る場合は、ＮＦＥＴ２０２は、従って、電流源として動作する。抵抗２０６は、ＮＦＥＴ２０２が電流源として動作するように電流源１１６が正確なゲート電圧を供給するのを助けるよう選択された特定のＮＦＥＴ２０２について調整され得る。抵抗２０６は、電流源として動作するようＮＦＥＴ２０２をかろうじてバイアスをかけられたままとするよう動作し、選択されるとその値は変化する必要がない。

システム１００における所要の平均電流が増大する場合に、ＮＦＥＴ２０２にかかる電圧は増大する。これはキャパシタ２１２における電圧を増大させ、次いでゲート電圧を増大させて、より確かにＮＦＥＴ２０２をオンさせる。その時点で、新しい動作点が到達されている。動作は、新しい平均電流が必要とされるまで続くことができる。ツェナーダイオード２１４はＮＦＥＴ２０２にかかる電圧を制限し、必要とされる電流を導くことができる。これは、指定される電圧（例えば、約４Ｖ）をＮＦＥＴ２０２に置き、ツェナーダイオード２１４は、キャパシタ２１２が正確な電圧まで充電されると直ぐに引き継ぐ。このように、電流源１１６は自動制御態様で動作する。特定の実施形態において、受け入れ可能な動作は、３０Ｈｚ未満へ移行する速度で変化が行われる場合に達成され得るが、他の実施形態は異なる速度をサポートしてよい。

図４は、無線ラジオの動作中の定入力電流フィルタ１１２の電流源１１６におけるキャパシタ２１２での電圧の例をプロットするグラフ４００を表す。本例では、キャパシタ電圧は、充電時間４０２及び放電時間４０４の間に夫々、繰り返し上下に変動する。キャパシタ電圧が時間４０２の間に増大している場合に、最終段１０４は送信しておらず、ＮＦＥＴ２０２からの電流はキャパシタ２１２を充電する。キャパシタ電圧が時間４０４の間に低下している場合に、最終段１０４は送信中であり、最終段１０４によって必要とされる電流の一部はＮＦＥＴ２０２によってもたらされ、最終段１０４によって必要とされる電流の残りはキャパシタ２１２によってもたらされる。様々な充電時間（時間４０２）及び放電時間（時間４０４）が表１において示されているが、それらの値は単なる例示である。

動作の間、最終段１０４へ供給される入力電流は、通常は値を変化させる。例えば、上述されたように、最終段１０４へ供給される電流の量は、最終段１０４が送信のための信号を活発に生成中であるかどうかに依存して変化し得る。また、最終段１０４へ供給される電流の量は、送信波形及び必要とされる送信出力電力に依存して変化し得る。電流は、従って、無線ラジオが送信（キーイング）及び非送信中（非キーイング）であるとおりに繰り返し増大及び低下する。特定の実施形態において、キャパシタ１１８は、電流源１１６が増大している場合に所要の送信電流をサポートするために比較的大きく、一方、入力電流は、指定される周波数を下回る速度で変化する。電流源１１６は、ＲＦ出力波形における突然の変化の後に最適なバイアス点を達成するための時間を必要とすることがあり、故に、更なる回路及び入力が、性能を加速させるために、期待される正確な動作点を“予測”するのに使用されてよい点に留意されたい。

図５Ａ及び５Ｂは、システム１００の利点を例示するグラフ５００、５５０を表す。図５Ａに示されるように、線５０２は、ＣＥ１１０仕様のＦｉｇｕｒｅ ＣＥ１０１−４に従って２８Ｖ以下で動作する装置について許容可能な電流リップルを表す。線５０４は、定入力電流フィルタ１１２なしで動作するＲＦ無線ラジオについて入力電流リップルを表す。ここで示されるように、ＲＦ無線ラジオは、約２７０Ｈｚを下回るスペクトラムのほとんどの期間、幾つかの点で約２５ｄＢと同程度だけＣＥ１０１要求に従うことができない。

図５Ｂに示されるように、線５５２は、ＣＥ１０１仕様のＦｉｇｕｒｅ ＣＥ１０１−４に従って２８Ｖ以下で動作する装置について許容可能な電流リップルを表す。線５５４は、定入力電流フィルタ１１２とともに動作するＲＦ無線ラジオについて入力電流リップルを表す。ここで示されるように、ＲＦ無線ラジオは、図５Ｂに示されるスペクトラムについてＣＥ１０１要求に従う。定入力電流フィルタ１１２は、従って、ＣＥ１０１要求に合格しながら現代の波形をサポートする必要がある如何なるＲＦトランスミッタについてもＣＥ１０１順守に関連する問題を解消することができる。定入力電流フィルタ１１２は、例えば、必要な電流を扱うよう適切なサイズを有するＮＦＥＴ２０２を設けることによって、如何なるサイズのトランスミッタにも適合するよう拡張され得る。定入力電流フィルタ１１２はまた、ＡＣ入力トランスミッタに適用可能であり、このとき、ＡＣ入力はデジタル−アナログコンバータによってデジタル信号へ変換され（、定入力電流フィルタ１１２はそのデジタル信号を受信す）る。加えて、線形レギュレータとともに使用されるもののような様々なスイッチング技術がシステム１００の効率を改善するために使用されてよい。

図２は、図１の定入力電流フィルタ１１２における電流源１１６の一例を表すが、様々な変更が図２に対してなされてよい。例えば、制御可能な源としてＮＦＥＴを使用する他の電流源がシステム１００において使用されてよい。図３乃至図５Ｂは、図１のシステム１００の動作特性を例示するが、様々な変更が図３乃至図５Ｂに対してなされてよい。例えば、それらの図は、システム１００の特定の実施に関連する動作特性を表し、別なふうに実施されるシステムは異なる動作特性を有してよい。

図６は、本開示に従って電力供給のためにフィルタを用いて一定の入力電流を供給する方法６００を例示する。図６に示されるように、一定の入力電流は、ステップ６０２で、電源から引き込まれる。これは、例えば、一定の入力電流がシステム１００における電源１１０から引き込まれることを確かにするよう電流源１１６が動作することを含んでよい。

トランスミッタはステップ６０４でオフされ、キャパシタは、ステップ６０６で、電流源によりトランスミッタオフ期間中に充電される。これは、例えば、システム１００における最終段１０４をオフすることを含んでよい。これはまた、キャパシタ１１８を充電するために電流源１１６を用いることを含んでよい。

トランスミッタはステップ６０８でオンされ、キャパシタは、ステップ６１０で、トランスミッタのオン期間中に放電される。これは、例えば、システム１００における最終段１０４をオンすることを含んでよい。これはまた、放電電流を生成するようキャパシタ１１８を放電することを含んでよい。電流は、ステップ６１２で、トランスミッタのオン期間中に電流源及びキャパシタによってトランスミッタへ供給される。これは、例えば、ＮＦＥＴ２０２から最終段１０４へ電流を供給し、キャパシタ１１８から最終段１０４へ放電電流を供給することを含んでよい。

このように、トランスミッタは、そのオン時間中に、ＮＦＥＴ２０２及びキャパシタ１１８から必要な入力電流を受け取り、一方、キャパシタ１１８は、トランスミッタのオフ時間中に充電される。結果として、ほとんどリップル電流はトランスミッタから電源１１０で現れない。

図６は、電力供給のためにフィルタを用いて一定の入力電流を供給する方法６００の一例を表すが、様々な変更が図６に対してなされてよい。例えば、同じか又は類似する方法が、一定の入力電流のための要求により、時間変化する出力電力を有する如何なる負荷についても使用されてよい。また、一連のステップとして示されているが、図６における様々なステップは重なり合っても、同時に起こっても、異なる順序で起こっても、又は如何なる回数起こってもよい。

本明細書の全体を通して使用される特定の語及び語句の定義を説明することが有利であり得る。語“結合する（couple）”及びその派生語は、２以上の要素の間のあらゆる直接的又は間接的なやり取りを、それらの要素が互いと物理的に接触していようとなかろうと、指す。“送信する（transmit）”、“受信する（receive）”及び“通信する（communicate）”等の語並びにそれらの派生語は、直接的及び間接的なやり取りの両方を包含する。語“含む（include）”及び“有する（comprise）”並びにそれらの派生語は、制限を伴わない包含を意味する。語“又は（or）”（及び“若しくは”、“あるいは”）は包含的であり、及び／又は（and/or）を意味する。語句“〜と関連する（associated with）”及びその派生語は、含む（include）、〜に含まれる（be included within）、〜と相互接続する（interconnect with）、包含する（contain）、〜に包含される（be contained within）、〜へ又はと接続する（connect to/with）、〜へ又はと結合する（couple to/with）、〜とやり取り可能である（be communicable with）、〜と協調する（cooperate with）、インターリーブする（interleave）、並列する（juxtapose）、〜に近接する（be proximate to）、〜へ又はと結びつけられる（be bound to/with）、持つ（have）、〜の特性を持つ（have a property of）、〜との関係を持つ（have a relationship to/with）、等を意味してよい。語“一定（constant）”は、少なくとも実質的に一定を意味する。

本開示は特定の実施形態及び一般的に関連する方法について記載してきたが、それらの実施形態及び方法の変更及び置換は当業者に明らかである。然るに、実施例の上記の記載は、本開示を定義又は制限しない。他の変更、置換及び代替も、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び適用範囲から逸脱することなしに可能である。

［カバメントライセンス権］
本発明は、アメリカ国防総省によって授与された規約第ＦＡ８７２６−０８−Ｃ−０００８の下で政府支援によりなされたものである。政府は、本発明における一定の権利を有し得る。

Claims (20)

1. キャパシタと、
   電源から一定の入力電流を引き込み、出力電流を生成するよう構成される電流源と
   を有し、
   前記電流源は、定電流源として動作するようバイアスをかけられるｎ型電界効果トランジスタを有し、
   負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記キャパシタへ供給して該キャパシタを充電するよう構成され、
   前記負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記負荷へ供給するよう構成され、前記キャパシタは、追加的電流を前記負荷へ供給するよう構成される、
   システム。
2. 前記電流源は、
   前記トランジスタのドレインへ結合される電圧源と、
   前記トランジスタの前記ドレインへ結合される第１の抵抗と、
   前記電圧源と前記第１の抵抗との間に結合される第２の抵抗と、
   前記トランジスタのソースへ結合されるキャパシタと、
   該キャパシタと前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との間に結合される第３の抵抗と
   を更に有する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記電流源は、前記トランジスタに並列に結合されるツェナーダイオードを更に有する、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記ツェナーダイオードは、前記キャパシタが指定される電圧レベルまで充電される場合に前記トランジスタを避けて電流を導くよう構成される、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記電流源と前記キャパシタとの間に結合され、前記負荷へ結合されるよう構成されるＤＣ−ＤＣコンバータ
   を更に有する請求項１に記載のシステム。
6. 前記負荷は、時間変化する出力電力特性を有する電子機器を有する、
   請求項１に記載のシステム。
7. 前記負荷は無線ラジオを有し、
   前記無線ラジオが送信中でない時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記キャパシタへ供給して該キャパシタを充電するよう構成され、
   前記無線ラジオが送信中である時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記無線ラジオへ供給するよう構成され、前記キャパシタは、前記追加的電流を前記無線ラジオへ供給するよう構成される、
   請求項１に記載のシステム。
8. 電流源により電源から一定の入力電流を引き込むステップと、
   定電流源と動作するようバイアスをかけられる前記電流源におけるｎ型電界効果トランジスタにより出力電流を生成するステップと、
   負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、前記出力電流によりキャパシタを充電するステップと、
   前記負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、前記出力電流を前記負荷へ供給し、且つ、前記キャパシタを放電して追加的電流を前記負荷へ供給するステップと
   を有する方法。
9. 前記トランジスタのドレインへ結合される電圧源と、
   前記トランジスタの前記ドレインへ結合される第１の抵抗と、
   前記電圧源と前記第１の抵抗との間に結合される第２の抵抗と、
   前記トランジスタのソースへ結合されるキャパシタと、
   該キャパシタと前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との間に結合される第３の抵抗と
   により前記トランジスタにバイアスをかけるステップ
   を更に有する請求項８に記載の方法。
10. 前記キャパシタが指定される電圧レベルまで充電される場合にツェナーダイオードにより前記トランジスタを避けて電流を導くステップ
    を更に有する請求項８に記載の方法。
11. 前記負荷へ結合されるＤＣ−ＤＣコンバータへ前記出力電流及び前記追加的電流を供給するステップ
    を更に有する請求項８に記載の方法。
12. 前記負荷は、時間変化する出力電力特性を有する電子機器を有する、
    請求項８に記載の方法。
13. 前記負荷及び前記電流源は集合的に、ＣＥ１０１電力リード要求に従う、
    請求項８に記載の方法。
14. 前記負荷は無線ラジオを有し、
    前記無線ラジオが送信中でない時間期間中に、前記出力電流は前記キャパシタへ供給され、該キャパシタを充電し、
    前記無線ラジオが送信中である時間期間中に、前記出力電流及び前記追加的電流は前記無線ラジオへ供給される、
    請求項８に記載の方法。
15. 電源から一定の入力電流を引き込み、出力電流を生成するよう構成される電流源を有し、
    前記電流源は、定電流源として動作するようバイアスをかけられるｎ型電界効果トランジスタを有し、
    負荷の動作に関連する第１の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流をキャパシタへ供給して該キャパシタを充電するよう構成され、
    前記負荷の動作に関連する第２の時間期間中に、前記電流源は、前記出力電流を前記負荷へ供給するよう構成され、前記キャパシタは、追加的電流を前記負荷へ供給するよう構成される、
    装置。
16. 前記電流源は、
    前記トランジスタのドレインへ結合される電圧源と、
    前記トランジスタの前記ドレインへ結合される第１の抵抗と、
    前記電圧源と前記第１の抵抗との間に結合される第２の抵抗と、
    前記トランジスタのソースへ結合されるキャパシタと、
    該キャパシタと前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との間に結合される第３の抵抗と
    を更に有する、請求項１５に記載の装置。
17. 前記第１の抵抗の抵抗は、適切に前記トランジスタにバイアスをかけるよう選択される、
    請求項１６に記載の装置。
18. 前記電圧源はバッテリを有する、
    請求項１６に記載の装置。
19. 前記電流源は、前記トランジスタに並列に結合されるツェナーダイオードを更に有する、
    請求項１５に記載の装置。
20. 前記ツェナーダイオードは、前記キャパシタが指定される電圧レベルまで充電される場合に前記トランジスタを避けて電流を導くよう構成される、
    請求項１９に記載の装置。

Images