JP5095720B2 - 勾配非線形適応的電力アーキテクチャ及びスキーム - Google Patents
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Description
本出願は、参照することによりその全てがここに含まれる、米国特許出願“GRADIENT NON−LINEAR ADAPTIVE POWER ARCHITECTURE AND SCHEME”の一部継続出願であり、優先権を主張する。
電力アーキテクチャ及び電力変換技術が、特定の処理の下において特定のデバイスの電力消費の省力化に利用可能であるかもしれない。電源としてバッテリに頼るデバイスにとって特に重要であるが、電力低減アーキテクチャ及び技術はさらに、DC−DC電圧制御、AC−DC変換、DC−AC変換又はAC−AC電圧制御を含む任意のデバイスに有用となるかもしれない。パラレル化又はインタリーブ化されたモジュールは、ときどき熱管理及び動的パフォーマンスを向上させるため、電力をパラレルに処理するのに利用されるかもしれない。このようなパラレル化されたモジュールは、パラレル化されたサブモジュール間で共有される一様な又は等しい(及びリニアな)電流/電力を利用するかもしれない。これらパラレル化されたサブモジュールの1以上がオフされるときでさえ、残りのサブモジュールは等しい電流共有を維持し、さらに順序付けされた形式により次々とオフされるかもしれない。これは常にベストな効率性とパフォーマンスをもたらすとは限らない。
勾配非線形適応的電力アーキテクチャ及びスキームの実施例が説明される。図面に示されるようなこれらの実施例の記載が詳細に参照される。実施例が図面に関して説明されるが、ここに開示される図面に限定されるものでない。他方、添付した請求項により規定されるような実施例の趣旨及び範囲内のすべての代替、変更及び均等をカバーする。
この制御テーブルは、各電力サブモジュール410〜430がそれの最大となる効率性の範囲で利用可能となるように、要求されるロード電流に応じて適切な電力サーブモジュール410〜430がオン又はオフ(イネーブル又は非イネーブルなど)となる電力モジュール170の一例を示す。表1の例は、追加的な電力モジュールに拡張され、実施例の範囲内においてロード電流又はロード要求を交替するようにしてもよいことは理解されるであろう。
Claims (32)
- 電力管理のための装置であって、
各電力サブモジュールが異なる動作状態においてピーク効率を有する複数の電力サブモジュールを含む電力モジュールから構成され、
前記複数の電力サブモジュールは、異なるロード電流レベルに対して前記複数の電力サブモジュールの組み合わせがイネーブル又は非イネーブルとされるべきか示す制御テーブルに従って、個別にイネーブル又は非イネーブルとされる装置。 - 前記電力モジュールは、前記動作状態を可能にする出力を生成するため、各電力サブモジュールのピーク効率、安定状態パフォーマンス又は動的パフォーマンスの少なくとも1つに基づき、各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
- 前記電力モジュールはさらに、前記動作状態の変更に応答して、動的に各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
- 前記電力サブモジュールは、単一の入力に接続され、
前記電力サブモジュールは、出力に接続される、請求項3記載の装置。 - 各電力サブモジュールは、個別の入力に接続され、
前記電力サブモジュールは、出力に接続される、請求項3記載の装置。 - 電力管理のためのシステムであって、
バッテリと、
前記バッテリに接続される電力モジュールと、
を有し、
前記電力モジュールは、各電力サブモジュールが異なるロードにおいてピーク効率を有する複数の電力サブモジュールを含み、
前記複数の電力サブモジュールは、異なるロード電流レベルに対して前記複数の電力サブモジュールの組み合わせがイネーブル又は非イネーブルとされるべきか示す制御テーブルに従って、個別にイネーブル又は非イネーブルとされるシステム。 - 前記電力モジュールは、前記動作状態を可能にする出力を生成するため、各電力サブモジュールのピーク効率、安定状態パフォーマンス又は動的パフォーマンスの少なくとも1つに基づき、各電力サブモジュールの間の電流共有レシオを選択的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項6記載のシステム。
- 前記電力モジュールはさらに、前記動作状態の変更に応答して、動的に各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項6記載のシステム。
- 前記電力サブモジュールは、単一の入力に接続され、
前記電力サブモジュールは、出力に接続される、請求項8記載のシステム。 - 各電力サブモジュールは、個別の入力に接続され、
前記電力サブモジュールは、出力に接続される、請求項8記載のシステム。 - 電力管理のための方法であって、
複数の同一でない電力サブモジュールを含む電力モジュールによって、ロードを検出するステップと、
前記電力モジュールによって、前記ロードを供給する電力サブモジュールを決定するステップと、
前記決定に応答して、前記電力サブモジュールを選択的に制御するステップと、
を有し、
前記複数の電力サブモジュールは、異なるロード電流レベルに対して前記複数の電力サブモジュールの組み合わせがイネーブル又は非イネーブルとされるべきか示す制御テーブルに従って、個別にイネーブル又は非イネーブルとされる方法。 - 前記電力サブモジュールを選択的に制御するステップはさらに、前記電力サブモジュールの間の電流又は電力共有を変更する、請求項11記載の方法。
- 前記電力サブモジュールを選択的に制御するステップはさらに、固定周波数パルス幅変調(PWM)制御、可変周波数PWM制御、ヒステリシス制御又は可変周波数共振制御により前記サブモジュールを制御する、請求項11記載の方法。
- 前記電力モジュールによって、他のロードを検出するステップをさらに有する、請求項12記載の方法。
- 前記電力モジュールによって、前記他のロードを検出する電力サブモジュールを決定するステップと、
前記決定に応答して、前記電力サブモジュールを選択的に制御するステップと、
をさらに有する、請求項14記載の方法。 - 実行されると、システムが、
複数の同一でない電力サブモジュールを含む電力モジュールによって、ロードを検出するステップと、
前記電力モジュールによって、前記ロードを供給する電力サブモジュールを決定するステップと、
前記決定に応答して、前記電力サブモジュールを選択的に制御するステップと、
を実行することを可能にする命令を含むマシーン可読記憶媒体から構成され、
前記複数の電力サブモジュールは、異なるロード電流レベルに対して前記複数の電力サブモジュールの組み合わせがイネーブル又は非イネーブルとされるべきか示す制御テーブルに従って、個別にイネーブル又は非イネーブルとされる物。 - 実行されると、前記システムが、前記電力サブモジュールの間の電流又は電力供給を変更することを可能にする命令をさらに有する、請求項16記載の物。
- 実行されると、前記システムが、固定周波数パルス幅変調(PWM)制御、可変周波数PWM制御、ヒステリシス制御又は可変周波数共振制御により前記電力サブモジュールを選択的に制御することを可能にする命令をさらに有する、請求項16記載の物。
- 実行されると、前記システムが、前記電力モジュールによって、他のロードを検出することを可能にする命令をさらに有する、請求項17記載の物。
- 実行されると、前記システムが、
前記電力モジュールによって、前記他のロードを検出する電力サブモジュールを決定するステップと、
前記決定に応答して、前記電力サブモジュールを選択的に制御するステップと、
をさらに実行することを可能にする命令を含む、請求項19記載の物。 - 前記電力サブモジュールは、DC−DC電圧レギュレータ、AC−DCコンバータ、DC−ACコンバータ又はAC−AC電圧レギュレータから構成される、請求項1記載の装置。
- 前記電力サブモジュールは、第1ステージにAC−DCコンバータと、第2ステージにDC−DC電圧レギュレータとを有する2ステージAC−DCコンバータを含む、請求項1記載の装置。
- 各電力サブモジュールは、隔離、非隔離又は隔離と非隔離の組み合わせとされる、請求項1記載の装置。
- 各電力サブモジュールへの各入力は、同一の電力タイプ及び形態を有し、又は異なる電力タイプ及び形態を有することが可能である、請求項10記載のシステム。
- 各入力は、DC電力、AC電力又は整流されたAC電力から構成可能である、請求項10記載のシステム。
- 前記バッテリは、マルチセルバッテリから構成され、
各電力サブモジュールは、異なる入力電圧レベルを提供する異なるセルから入力を受け付ける、請求項6記載のシステム。 - 前記電力モジュールは、前記動作状態を可能にする出力を生成するため、前記回路のロード状態、入力電力状態、温度変化、コンポーネント変更又は故障状態を含む可変的な状態の少なくとも1つに基づき、各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的及び動的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
- 前記電力モジュールは、電圧、電流又は電力を含む検知された情報に基づき、各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的及び動的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
- 前記電力モジュールは、プロセッサからの信号に基づき、各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的及び動的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
- 前記電力モジュールは、前記制御テーブルに基づき、各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的及び動的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
- 2以上の電力サブモジュールは、異なる固定的又は可変的なパラメータ群を用いて動作し、
前記パラメータは、固定的な周波数、可変的な周波数、固定的な駆動電圧、可変的な駆動電圧、インダクタンス、スイッチの個数又はスイッチのタイプの少なくとも1つを含む、請求項1記載の装置。 - 前記電力モジュールは、第1の電流又は電力共有レシオを用いる第1電力サブモジュール群と、第2の電流又は電力共有レシオを用いる第2電力サブモジュール群との各電力サブモジュールの間の電流共有を選択的及び動的にイネーブル、非イネーブル又は変更する、請求項1記載の装置。
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