JP5059328B2 - スイッチング電源から出る出力電力を制御するための方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は全体として電子回路に関し、さらに特定すると、本発明はスイッチング電源に関する。

スイッチング電源の一般的な用途はバッテリを充電することである。バッテリ充電器の出力電力は普通では調節された電圧と調節された電流を供給するように制御される。電圧は出力電流の範囲全体にわたって最大電圧と最小電圧との間で調節される。電流は出力電圧の範囲全体にわたって最大電流と最小電流との間で調節される。バッテリが充電されているとき通常、バッテリ電圧が閾値に到達すると自動的に、調節された出力電流から調節された出力電圧への急激な遷移が生じる。すなわち、デカルト座標にプロットされる出力電圧と出力電流の軌跡は普通では遷移点に鋭い角を有し、それは最大出力電力点に対応する。通常では、電圧が閾値よりも下に低下すると出力電流を大幅に削減して出力の短絡もしくは同様の故障から損傷を防止する要求もやはり存在する。

調節された出力電圧と調節された出力電流との間の急激な遷移を有するバッテリ充電器の設計の実装は結果として、望ましい機能を提供するために必要以上にコストを要する製品につながる。調節された出力電圧と調節された出力電流との間で調節されない遷移を設計することによってバッテリ充電器のコストを削減し、かつすべての要求を満たすことが可能なことがある。調節されない遷移領域での出力電圧と出力電流はスイッチング・レギュレータの本来の出力特性によって拘束され、通常では所定の出力電圧や電流に関する最大出力電力の曲線に追従する。

さらに低いコストを達成するために、スイッチング・レギュレータは調節された出力電圧と調節された出力電流との間でレギュレータが無調節に遷移させる制御回路と共に動作するように設計され、それにより、電圧と電流は特定された境界線の中に保たれる。特定された境界線の中の無調節の遷移の適切な設計は最大電力出力を削減し、高い出力電力を保証するための部品よりもさらにコストの低い部品の使用が可能である。この制御回路はフィードバック信号の大きさに従って調節された電圧、調節された電流、無調節の遷移、または自己保護のためにスイッチング・レギュレータを動作させる。

通常ではバッテリ充電器は調節を目的として出力電圧を感知するための１つの回路と、出力電流を感知するための異なる回路を使用する。多くの応用例では、出力電流を感知する回路を除外し、調節された電圧と自己保護閾値電圧との間で無調節の遷移を使用することで設計の要求を満たすことが可能である。出力電流を感知する回路の除外はコストを下げ、効率を高める。

添付の図面の中で本発明が、単なる例であって限定ではない方式によって詳しく具体的に示される。

電源の中で利用することができる電源レギュレータの実施形態が開示される。以下の説明では、本発明の完全な理解を与えるために数多くの特定の詳細が述べられる。しかしながら、この特定の詳細が本発明を実施するために必ずしも使用される必要がないことは当業者にとって明らかであろう。実行に関連してよく知られている方法は本発明を不明瞭にすることを回避するために詳細には説明されていない。

本願明細書全体にわたって「一実施形態」または「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態の中に含まれることを意味する。したがって、本願明細書全体にわたる様々な箇所での「一実施形態」または「実施形態」という語句の出現は必ずしもすべて同じ実施形態に関するものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が１つまたは複数の実施形態の中でいずれかの適切な方式で組み合わされることが可能である。

電源に関して調節されない動作モードを与える技術が開示される。それは従来の解決策よりも低いコストでバッテリ充電器の必要条件を満たすことができる。具体的に示すために、図１は本発明の教示によるバッテリ充電器である電源レギュレータの実施形態を含む電源の機能ブロック図を示している。図１に示された電源のトポロジはフライバック・レギュレータとして知られている。スイッチング・レギュレータの多くのトポロジと構成が存在することや、図１に示されたフライバックのトポロジが、本発明の教示に従って他のタイプのトポロジにも当てはまる本発明の実施形態の原理を例示するために与えられていることは理解できるであろう。

図１の電源は無調節の入力電圧Ｖ_IN１０５から負荷１６５へ出力電力を供給する。一実施形態では負荷１６５は再充電可能なバッテリである。入力電圧Ｖ_IN１０５はエネルギー移送要素Ｔ１ １２５とスイッチＳ１ １２０に結合される。図１の例では、エネルギー移送要素Ｔ１ １２５は電源の入力部と電源の出力部との間に結合される。図１の例のエネルギー移送要素Ｔ１ １２５は２つの巻き線を備えた変圧器として示されている。通常、他の負荷に電力を供給するため、バイアス電圧を供給するため、または負荷の電圧を感知するために変圧器は２つの巻き線よりも多く、追加の巻き線を設けることもある。スイッチＳ１ １２０への最大電圧を制御するためにクランプ回路１１０がエネルギー移送要素Ｔ１ １２５の一次巻き線に結合されている。スイッチＳ１ １２０は本発明の教示による制御回路１４５の一実施形態に応答してオン、オフに切り換えられる。一実施形態では、スイッチＳ１ １２０は例えば電力用の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のようなトランジスタである。一実施形態では、制御器１４５は集積回路や個別電気部品を有する。スイッチＳ１ １２０の動作は整流器Ｄ１ １３０に脈動電流を生成することである。その電流はキャパシタＣ１ １３５によってフィルタ処理され、負荷１６５に実質的に一定の出力電圧Ｖ_Oまたは出力電流Ｉ_Oを与える。

調節されるべき出力の量はＵ_O １５０であって、通常、それは出力電圧Ｖ_O、出力電流Ｉ_O、またはそれら２つの組合せである。調節された量は必ずしも一定である必要はないが、しかしフィードバック信号に応答して所望の方式で変化するように調節される。フィードバック信号に応答しない出力は調節されない。フィードバック回路１６０が出力量Ｕ_O １５０に結合されることでフィードバック信号Ｕ_FB １５５を生成する。それが制御器１４５への入力である。制御器１４５への別の入力はスイッチＳ１ １２０内の電流Ｉ_D １１５を感知する電流感知信号１４０である。例えば電流変圧器、または例えば個別抵抗器の両端の電圧、または例えばトランジスタが導通しているときのトランジスタの両端の電圧といったスイッチング電流を測定するために知られている方式のいずれかを、電流Ｉ_D １１５を測定するために使用することが可能である。制御器が出力量Ｕ_O １５０を調節するために変化させるパラメータを示すために、図１は電流Ｉ_D １１５の波形の例も示している。電流Ｉ_D １１５の最大値はＩ_MAXであり、スイッチング周期はＴ_Sであり、デューティ比はＤである。通常では、制御器はデューティ比を１００％未満の最大値Ｄ_MAXに制限する。

一実施形態では、出力Ｕ_O １５０をその望ましい値に実質的に調節するように制御器１４５がスイッチＳ１ １２０を動作させる。一実施形態では、出力Ｕ_Oは出力電圧または出力電流の大きさに応答して出力電圧から出力電流へと変わる。一実施形態では、制御器１４５は実質的に規則的なスイッチング周期Ｔ_Sを決める発振器を有する。一実施形態では、スイッチング周期の中でスイッチの導通時間を制御することによって調節が行われる。各々のスイッチング周期の中で、スイッチが閉じられるスイッチング周期の割り合いがスイッチのデューティ比である。一実施形態では、スイッチの最大電流Ｉ_MAXを制御することによって調節が達成される。別の実施形態では、スイッチング周期Ｔ_Sを制御することによって調節が達成される。

一実施形態では、レギュレータのパラメータはフィードバック信号Ｕ_FBの範囲全体にわたってＵ_FBとは実質的に無関係である。フィードバック信号Ｕ_FBとは実質的に無関係であれば、パラメータＩ_MAX、Ｄ、Ｔ_Sは固定されるか、あるいは、例えば入力電圧Ｖ_IN １０５または負荷１６５といった他の量の変化に応答して変わるかのどちらかである。一実施形態では、そのような変化はフライバック・トポロジといった電力変換器のトポロジの本来の特性によって決定される。したがって、レギュレータの一実施形態は、出力が本発明の教示に従ってフィードバック信号によって調節されないときに、出力が望ましい方式で挙動するように設計されることが可能である。

図２は本発明の教示に従って動作するスイッチング電源の一実施形態の出力電圧と出力電流のための境界線を示している。この電源の出力は外側境界線２０５と内側境界線２１０の中に入る。外側境界線は最大出力電圧Ｖ_OMAXと最大出力電流Ｉ_OMAXを設定し、それらがＶ_OMAXとＩ_OMAXの線の交点２００で最大出力電力Ｐ_MAXを決める。実線の領域２１５の中の出力特性を有する電源は外側境界線２０５と内側境界線２１０との間で最大出力電力Ｐ_MAX未満で動作する。そのような電源は通常ではＰ_MAXで動作するものよりコストが少ない。

図３は本発明の教示に従って動作する電源の一実施形態に関して、出力電圧と出力電流の境界線の内側の４つの特定の領域を示している。ＣＶ領域３００は調節された電圧の領域であって、そこでは出力電圧の変動は出力電流の広い範囲にわたって制限される。ＣＣ領域３１０は調節された電流の領域であって、そこでは出力電流の変動は出力電圧の広い範囲にわたって制限される。ＵＴ領域３０５は遷移領域であって、そこでは出力電圧と出力電流はＤＶ領域３００とＣＣ領域の間で調節されない。ＡＲ領域３１５は自動再始動領域であって、そこでは電源は出力の短絡故障、または制御器から到達するフィードバック信号を妨害する故障による損傷を回避するために低い出力電圧と低い平均出力電流で動作する。ＡＲ自動再始動領域では、電源は自動再始動サイクルで動作する。一実施形態での自動再始動サイクルにおいて、制御器は、負荷が仕様の範囲内にあるときに電源の出力を自動再始動閾値よりも上に上げるために充分に長い持続時間について電力スイッチが無調節で動作し、その後、許容されたスイッチングの持続時間中に出力が閾値に到達しなければスイッチングの無い長い時間間隔に引き継がれる。自動再始動サイクルは電源の出力が自動再始動閾値よりも上に上がるまで反復する。すべての用途が動作の自動再始動領域を必要とするわけではないであろうことは理解されるであろう。本発明の実施形態のいくつかの応用例はＡＲ領域３１５を伴なわずにＵＴ領域３０５から恩典を得る。

本発明の実施形態のいくつかの応用例は調節された動作の２つの領域を必要としない。図４は電源の１つの実施形態がどのようにして１つだけの調節された領域、すなわち一定電圧ＣＶ領域４００を備えて出力電圧と出力電流の特定の境界線の範囲内で動作することが可能であるかを示している。無調節の遷移ＵＴ領域４０５は調節された一定電圧ＣＶ領域４００と自動再始動ＡＲ領域４１５との間である。自己保護のための自動再始動領域４１５を必要としない応用例では、一定電圧ＣＶ領域４００と無調節の遷移ＵＴ領域４０５だけで必要条件が満たされる。一実施形態では、自動再始動ＡＲ領域は必要とされず、出力電流に大幅な減少を伴なうことなくＵＴ領域４０５がゼロ出力電圧へと広げられる。

図５は本発明の教示によるスイッチング・レギュレータの出力電力を制御するための方法の一実施形態を説明するフローチャートの具体的例である。図示されるように、フィードバック信号Ｕ_FBはブロック５０３で測定される。その後、ブロック５０５で信号の大きさが閾値と比較される。ブロック５０７、５０９、５１１で判定された比較の結果が動作の特定の領域を選択するために使用される。図５では、閾値はＵ₁、Ｕ₂、Ｕ₃であって、０＜Ｕ₁＜Ｕ₂≦Ｕ₃である。

フィードバック信号が充分に小さければ（Ｕ₁ 以下であれば）、制御器はブロック５１３に示されるように無調節の自動再始動ＡＲ領域でレギュレータを動作させる。フィードバック信号が上側の閾値よりも大きければ（Ｕ₃ 以上であれば）、制御器はブロック５１５に示されるように電力スイッチがオフになるように無調節の阻止されたスイッチング・モードでレギュレータを動作させる。その他の大きさのフィードバック信号については、制御器はブロック５１９に示されるように制御されたモードに電源出力を制御するか、あるいはブロック５１７に示されるように最大の無調節電力を生成させるように無調節モードでレギュレータを動作させるかのどちらかである。

一実施形態では、フィードバック信号がフィードバック閾値と交差するときの領域間の動作の変化は瞬時ではない。一実施形態では、フィードバック信号の値は制御器が本発明の教示に従って異なる領域へと動作を変更する前の固定された時間について閾値条件を満たす。

電源はフィードバック信号Ｕ_FBの大きさに応答してこれらの出力領域のうちの１つで動作する。一実施形態では、フィードバック信号Ｕ_FBの大きさは図６に例示された関係に従って電源の動作を決定する。

図６は図５に述べられた方法の一実施形態の制御特性の実施形態をパルス幅変調型制御器で示しており、そこではデューティ比がフィードバック信号に応答して変化する。一実施形態では、一定周波数のクロックが、電力スイッチが導通することが可能なサイクルを決める。図６の実施形態に示されるように、フィードバック信号Ｕ_FBがＵ₂とＵ₃の間にあるとき、デューティ比Ｄは本発明の教示によると調節された出力の領域でフィードバック信号の大きさと共に直線的に変化し、ゼロと最大値Ｄ_MAXの間を進む。

一実施形態では、フィードバック信号Ｕ_FBがＵ₁とＵ₂の間にあるとき、レギュレータは無調節の遷移ＵＴ領域で動作する。フィードバック信号Ｕ_FBがＵ₁よりも小さいとき、それは自動再始動ＡＲ領域で動作する。無調節の遷移領域では、制御器はフィードバック信号の大きさに実質的に無関係である電力スイッチの最大デューティ比Ｄ_MAXによって、または最大電流Ｉ_MAXによってのみ電力スイッチのオン時間を制限する。自動再始動領域を伴なう一般的なパルス幅変調型制御器は、通常、無調節の遷移ＵＴ領域を有しており、それは無視し得るほどに小さい設計の所産であって、その目的は無調節の動作を回避することである。本発明の教示によるスイッチング・レギュレータの出力電力の制御で恩典を実現するために、本発明の実施形態は制御器の無調節の遷移領域に広がる。

図７は図５のフローチャートに述べられた方法の別の実施形態の制御特性を示している。電力スイッチの電力のデューティ比を変えるためにフィードバック信号を使用する図６のパルス幅変調型制御器とは対照的に、図７に記述されたオン／オフ制御器の実施形態は電力スイッチの動作を単純に有効化またはディセーブルするためにフィードバック信号を使用する。調節された出力の領域は閾値Ｕ₂とＵ₃によって決定される狭い領域に限定される。最も単純な限定のケースでは、Ｕ₂とＵ₃は単一の値Ｕ₂₃へと合流する。調節は閾値Ｕ₂₃よりも上および下へのフィードバックの変化によって達成され、クロック・サイクルの中で電力スイッチが導通することを阻止または有効化する。フィードバック信号Ｕ_FBの大きさが調節された出力のための領域よりも下であると、制御器は図６に例示されたパルス幅変調型制御器と同じ方式で無調節の遷移ＵＴ領域かまたは自動再始動ＡＲ領域かのどちらかで動作する。

図８は本発明の教示に従って動作するスイッチング電源の一実施形態の出力電圧と電流の特性を示している。出力特性の線区分８００は一定電圧ＣＶ領域の出力電圧と出力電流の軌跡である。線区分８０５は無調節の遷移ＵＴ領域の出力電圧と出力電流の軌跡である。線区分８１０は自動再始動ＡＲ領域の出力電圧と出力電流の軌跡である。図示されるように、出力電圧と出力電流は特定された境界線８１５と８２０の中に入る。

一実施形態では、電力スイッチ、電流感知回路、制御器が集積回路へと組み合わされてスイッチング・レギュレータの出力電力を制御する。具体的に示すために、図９Ａ、９Ｂは本発明の実施形態の回路図を図７に例示されたオン／オフ制御特性を実現するために集積回路９００を使用する電源として示している。図示されるように、図９Ｂは図９Ａのいくつかの要素の例の実施形態をさらに詳細に示すものであって、以下の検討は図９Ａと９Ｂの両方に当てはまる。エネルギー移送要素９０７は一次巻き線９０９にＤＣ電圧入力９０８を受けて、二次巻き線９１２からＤＣ出力電圧９１０と、二次巻き線９１３からバイアス出力電圧９１１を供給する。バイアス出力電圧９１１はエネルギー移送要素９０７の変圧器作用を通じて出力電圧９１０に結合されており、それにより、バイアス出力電圧９１１は出力電圧９１０の指標となる。その結果、出力電圧９１０はバイアス電圧９１１の調節によって間接的に調節される。

集積回路９００はエネルギー移送要素９０７の一次巻き線９０９のドレイン端子９４９に結合される。集積回路９００はドレイン端子９４９に結合されたＭＯＳＦＥＴ電力スイッチ９１５と電圧調整回路９４７を有する。電圧調整器９４７は調節された電圧をバイパス・キャパシタ９１４に結合されるバイパス端子９４５へと供給する。バイパス端子９４５の調節された電圧は集積回路９００の内部回路のための電源である。

バイアス電圧９１１に比例するフィードバック電圧を受けるためにフィードバック端子９０５が抵抗器９０６、９１６に結合される。ソース端子９４６はＭＯＳＦＥＴ９１５のソースに結合される。

発振器９７１はスイッチング・サイクルを決めるクロック信号を生成する。発振器９７１から出る出力は各々のサイクル中において、電力スイッチの最大デューティ比に対応する時間の間高論理である。発振器９７１は制御器が自動再始動領域で動作するときに発振器の周波数を下げる信号を受け取る。図９Ｂは発振器９７１の一実施形態を詳細に示している。電流源９２０と９２１、トランジスタ９２２と９２４、インバータ９２３がタイミング・キャパシタ９３１を充電するために周波数選択入力ＬＯＷＦＲＥＱに従って大電流または低電流のどちらかを供給する。インバータ９２６、トランジスタ９２７、９２８、９２９、９３０、ヒステリシスを備えた非反転のバッファ９３２が発振器回路を完結させる。一実施形態では、周波数選択入力ＬＯＷＦＲＥＱが高論理であるとき、発振器の周波数は因数２０で下げられる。

インバータ９３６、９３７、９３８、ＮＡＮＤゲート９３９を含むパルス発生回路は電力スイッチのオン時間を決定するための信号を供給する。ＡＮＤゲート９３９の出力は各発振器クロック・サイクルの開始時の狭い正のパルスである。

フィードバック端子９０５のフィードバック電圧は、フィードバック信号の大きさを閾値Ｕ₁、Ｕ₂₃とコンパレータ９３４、９６１それぞれによって比較する測定回路９６０によって受け取られる。フィードバック信号がＵ₁よりも大きい限り、コンパレータ９３４の出力は高論理であり、自動再始動カウンタ９３３の出力を低位に保ち、自動再始動動作をディセーブルする。レギュレータが自動再始動領域で動作するとき、カウンタ９３３の出力はフリップ・フロップ９４２から一定数のドライブ・パルスがＭＯＳＦＥＴ９１５のゲートへ到達できるようにし、それに続いてドライブ・パルスの無い大幅に長い時間間隔がある。一実施形態では、ドライブ・パルスの無い時間間隔はドライブ・パルスを伴なう時間間隔の２０倍である。カウンタ９３３の高論理出力は発振器９７１の周波数を下げ、その一方でインバータ９２５からＡＮＤゲート９１４の一方の入力部へと低論理を供給してフリップ・フロップ９４２からのドライブ信号を遮断する。

フィードバック信号Ｕ_FBがＵ₂₃よりも大きいとき、コンパレータ９６１はＡＮＤゲート９４０の入力部に低論理信号を加え、それがパルス発生器９７２から出るパルスがフリップ・フロップ９４２を設定するのを妨げ、ＭＯＳＦＥＴ９１５のゲートへのドライブ信号を阻止する。その結果、スイッチングが阻止される。フィードバック信号Ｕ_FBが閾値Ｕ₂₃よりも下に下がると、コンパレータ９６１の高論理信号によって、フリップ・フロップ９４２がＭＯＳＦＥＴ９１５のゲートをドライブする。フリップ・フロップ９４２がＯＲゲート９４１への最大デューティ比の入力または電流制限のどちらかによってリセットされると、ＭＯＳＦＥＴ９１５はオフに切り換わる。どちらかの事象がフリップ・フロップ９４２の出力部をリセットし、ＭＯＳＦＥＴ９１５のゲートのドライブを外す。

コンパレータ９６１は電流源９３５、９１９とともに、トランジスタ９１７、９１８、９４３、９４４を含む。抵抗器９０１、９０２、９０３は電流源９１９とともに閾値Ｕ₁、Ｕ₂₃を設定する。

電流感知回路９７０はドレイン電流９０４を導通させるときのＭＯＳＦＥＴ９１５のドレイン電圧を測定する測定するコンパレータ９４８を含む。ドレイン電圧はＭＯＳＦＥＴのオン抵抗による電流９０４に実質的に比例する。電流制限コンパレータ９４８の出力はドレインのオン電圧がＶ_ILIMITを超えると高論理となる。ＡＮＤゲート９５１の出力部の高論理によって、フリップ・フロップ９４２をリセットしてＭＯＳＦＥＴ９１５のドライブを外す。リーディングエッジ・ブランキング回路９５０はＡＮＤゲート９５１とともにＭＯＳＦＥＴ９７０がオンに切り換わるとその後の短い持続時間について電流制限コンパレータ９４８の出力をマスクし、寄生容量の放電による初期の大電流からのオン時間の予定より早い終了を回避する。

前記の詳細な説明の中で、本発明の方法および装置が特定の例となる実施形態を参照しながら述べられてきた。しかしながら、本発明のさらに広い精神と範囲から逸脱することなく様々な改造および変形が為され得ることは明らかであろう。したがって本願明細書および図面は限定ではなく、具体的例示に関する。

本発明の教示に従って出力電力を制御することが可能なスイッチング・レギュレータの一実施形態を示す機能ブロック図である。 本発明の教示に従って出力電力を制御するスイッチング・レギュレータの一実施形態の出力電圧および出力電流の境界線を示す図である。 本発明の教示に従って出力電力を制御するスイッチング・レギュレータの一実施形態に関して、出力電圧および出力電流の境界線の内側の４つの特定の動作領域を示す図である。 本発明の教示に従って出力電力を制御するスイッチング・レギュレータの別の実施形態に関して、出力電圧および出力電流の境界線の内側の３つの特定の動作領域を具体的に示す図である。 本発明の教示によるスイッチング・レギュレータの実施形態に関して、出力電力を制御するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の教示に従って出力を調節するためにパルス幅変調を使用するスイッチング・レギュレータの一実施形態の制御特性を説明する図である。 本発明の教示に従って出力を調節するためにオン／オフ制御を使用するスイッチング・レギュレータの一実施形態の制御特性を説明する図である。 本発明の教示に従って制御される通常のスイッチング・レギュレータ式バッテリ充電器の出力の電圧と電流の特性を示す図である。 本発明の教示による集積回路制御器を備えた電源の回路の一実施形態を示す図である。 本発明の教示による集積回路制御器を備えた電源の回路の別の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０５ 入力電圧、１１０ クランプ回路、１１５ 電流、１２０ スイッチ、１２、、９０７ エネルギー移送要素、１３０ 整流器、１３５ キャパシタ、１４０ 電流感知信号、１４５ 制御器、１５０ 出力量、１５５ フィードバック信号、１６０ フィードバック回路、１６５ 負荷

Claims (8)

1. 電源のエネルギー移送要素に結合されるスイッチと、
   前記スイッチのスイッチングを制御して、出力電圧と出力電流の組合せを含む前記電源の出力を調節するために前記スイッチに結合される制御器と、
   前記制御器に結合されるとともに前記電源の出力部から派生するフィードバック信号を受け取るように結合されるフィードバック回路とを備え、
   前記出力電圧と前記出力電流の組合せは、前記電源が動作可能な調節された出力領域または無調節の出力領域のいずれかに対応し、該調節された出力領域では、前記出力は前記フィードバック信号に応答して、所望の態様で変化するように調節され、前記無調節の出力領域では、前記出力は前記フィードバック信号と実質的に独立であり、
   １つの無調節の出力領域は、自己保護自動再始動領域であり、前記自己保護自動再始動領域においては、前記電源が低減された出力電圧および低減された平均出力電流にて動作可能であるとともに前記制御器が前記スイッチのスイッチングが無調節である第１の期間と前記スイッチのスイッチングが行われない第２の期間とを連続的に循環し、別の無調節の出力領域内では前記スイッチング・レギュレータは前記スイッチング・レギュレータの実質的に最大の出力電力で連続的な出力電力を供給し、前記フィードバック信号は、前記電源が動作可能である前記調節された出力領域または前記無調節の出力領域に対応する前記出力電圧および前記出力電流の組合せを特徴付ける、スイッチング・レギュレータ。
2. バッテリ充電器の中に含まれることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング・レギュレータ。
3. 前記電源スイッチ、電流センス回路、および前記制御器は集積回路内に集積化されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング・レギュレータ。
4. 前記制御器はパルス幅変調制御器またはオン／オフ制御器であり、
   前記フィードバック信号が十分に小さい場合には、前記コントローラは、前記レギュレータを前記無調節の自己保護自動再始動領域で動作させ、
   前記フィードバック信号が上側しきい値よりも大きい場合には、前記コントローラは、前記レギュレータを無調節の阻止されたスイッチングモードで動作させて前記電源スイッチをオフ状態として、前記制御器が前記パルス幅変調制御器の場合にはゼロデューティサイクルを与えまた前記制御器が前記オン／オフ制御器の場合にはスイッチング動作を完全に不能動化させ、
   前記フィードバック信号の他の大きさの場合に対しては、前記コントローラは、前記電源の出力を、該出力が前記フィードバック信号に応答して所望の態様で変化する前記調節されたモードで調節するかまたは前記レギュレータを前記別の無調節出力領域の無調節モードで動作させて前記最大出力電力を生成することを特徴とする請求項１記載のスイッチングレギュレータ。
5. 電源の出力部から派生されるフィードバック信号を測定するステップと、
   前記フィードバック信号が第１の閾値よりも小さければ、前記電源が低減された出力電圧および低減された平均出力電流で動作する無調節の自己保護自動再始動モードで前記電源を動作させるステップとを備え、前記電源を無調節の自己保護自動再始動モードで動作させるステップは、前記電源の無調節のスイッチングの第１の期間と前記電源のスイッチングのない第２の期間との間で連続的に循環するステップを備え、
   前記フィードバック信号が前記第１の閾値と第２の閾値の間にある場合、無調節の最大電力モードで前記電源を動作させるステップと、
   前記フィードバック信号が前記第１の閾値と第３の閾値の間であり、かつ前記第２の閾値よりも大きい場合、調節されたモードで前記電源を動作させるステップとを備え、
   前記調節されたモードでは、前記出力は前記フィードバック信号に応答して所望の態様で変化するように調節され、前記無調節のモードでは前記出力は実質的に前記フィードバック信号と独立である、方法。
6. 前記フィードバック信号が前記第３の閾値よりも大きい場合、無調節の阻止されたスイッチング・モードで前記電源を動作させて、前記電源のスイッチングを制御するように結合される制御器がパルス幅変調制御器の場合にはゼロデューティサイクルを与え、前記制御器がオン／オフ制御器の場合にはスイッチング動作を完全に不能動化させ、これにより前記電源が前記無調節の自己保護自動再始動モード、前記スイッチングのない無調節のスイッチング阻止モードまたは前記無調節の最大出力電力モードのいずれかで動作する場合には前記電源の出力が前記フィードバック信号に応答しては調節されなくするステップをさらに有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記第１の閾値は前記第３の閾値よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記第２の閾値は前記第３の閾値以下であることを特徴とする請求項５に記載の方法。

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