JP5583971B2 - ソフトスタートによる供給電力制御 - Google Patents
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Description
206 電荷蓄積デバイス; 400 集積チップ(IC)ダイ;
402a〜h ダイ領域; 404 温度センサ; 406 ボンドワイヤ(入力側);
408 ボンドワイヤ(出力側);
500、600、800、900、1000 充電電力制御機構;
502、602、1002 充電電力制御デバイス;
504、604、632 供給装置; 506 電荷蓄積デバイス;
508、608、1008 電力ループ制御回路;
510、610、802 通過素子; 512 システム負荷;
612、712 温度センサ; 614、714 ソフトスタート・コントローラ;
616 ソフトスタート構成部品; 618 電流制限コントローラ;
620 電流制限検出器; 622、722 コンパレータ;
624、724 論理回路(カウンタ); 626、726 制御信号(制御ビット);
628 定電流源; 630 電流制限コンバータ; 804、902 演算増幅器;
1006 マイクロコントローラ; 1004 アナログ・デジタル(A/D)変換器;
1010 デジタル・アナログ(D/A)変換器。
Claims (30)
- 電力を制御するためのデバイスであって、
充電電流を導通するように適合された通過素子を備え、前記通過素子は、第1および第2の電流スイッチと、演算増幅器と、抵抗器とを含み、前記第1の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の非反転入力に第1のスケール電流を出力するように動作し、前記第2の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の反転入力に第2のスケール電流を出力するように動作し、前記第1のスケール電流が電流制限値よりも大きい場合、前記第1のスケール電流と前記電流制限値との差分が前記抵抗器を介して流れ、前記デバイスは、さらに、
ソフトスタート・コントローラ及びソフトスタート構成部品を含む電力ループ制御回路を備え、前記ソフトスタート・コントローラは、前記通過素子を通る前記充電電流の増分ステップに対応する制御信号を生成するように適合され、前記ソフトスタート構成部品は、前記制御信号に従って前記充電電流の増大を前記電流制限値に至るまで増分ステップで管理するように適合され、前記電流制限値は、前記通過素子にわたって消散される電力の予め設定された電力制限値に関連付けられる、デバイス。 - 前記制御信号は1つまたはそれ以上の制御ビットを含み、前記1つまたはそれ以上の制御ビットの数は前記増分ステップの数に関係付けられている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記制御信号は1つまたはそれ以上の制御ビットを含み、前記1つまたはそれ以上の制御ビットの数は、前記ソフトスタート・コントローラにより前記充電電流が前記電流制限値に近付くことが可能になる予め設定された分解能に関係付けられている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記ソフトスタート・コントローラはコンパレータおよび論理回路を含み、前記コンパレータは、前記論理回路に前記増分ステップを増減するように促すための論理信号を生成するように適合され、前記論理回路は、前記増分ステップを増減するときに前記制御信号を調整するように適合されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記論理回路はカウンタを含み、前記コンパレータは、前記カウンタにカウントアップまたはカウントダウンするように促すためのUP/DN信号を生成するように適合され、前記カウンタは、カウントアップ及びカウントダウンするときに前記制御信号を調整するように適合される、請求項4に記載のデバイス。
- 前記ソフトスタート・コントローラは、前記コンパレータに動作可能に結合された定電流源を更に含む、請求項5に記載のデバイス。
- 前記ソフトスタート・コントローラに動作可能に結合され、前記コンパレータが応答して論理信号を生成するセンサ信号を生成するように適合された温度センサを更に備える、請求項4に記載のデバイス。
- ゼロ温度係数の電圧基準部を更に備え、前記コンパレータは、前記温度センサ及び前記ゼロ温度係数電圧基準部に動作可能に接続され、これに応答して前記論理信号を生成するように適合される、請求項7に記載のデバイス。
- 前記温度センサは、互いに直列に動作可能に結合された1つ又はそれ以上の温度感知素子を含む、請求項7に記載のデバイス。
- 前記各温度感知素子は、その絶対温度に反比例する順電圧降下を有し、前記温度感知素子は前記増分ステップ間で前記充電電流を調節することによって、全体的に予め設定された温度レベルを維持する、請求項9に記載のデバイス。
- 前記カウンタは、上限と下限の間でカウントアップ及びカウントダウンするように適合されている、請求項5に記載のデバイス。
- 前記カウンタは前記上限に達した場合にカウントダウンのみを行い、前記下限に達した場合にはカウントアップのみを行うように更に適合される、請求項11に記載のデバイス。
- 前記ソフトスタート構成部品は、前記制御信号に応答してターンオン及びオフするように適合された1つ又はそれ以上の電流スイッチを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記通過素子に動作可能に結合され、前記電流制限値を検出して前記充電電流を前記電流制限値以下に制限することによって管理するように動作する電流制限検出器を有する電流制限コントローラを更に備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記ソフトスタート・コントローラ、前記ソフトスタート構成部品、又はその両方が、マイクロコントローラを用いて実施される、請求項1に記載のデバイス。
- 前記マイクロコントローラは、その入力においてアナログ・デジタル変換器(ADC)に動作可能に接続され、その出力においてデジタル・アナログ変換器(DAC)に動作可能に接続されるように更に実施される、請求項15に記載のデバイス。
- 温度センサを更に備え、前記ADCが前記温度センサに動作可能に結合され、前記DACが前記通過素子に動作可能に結合される、請求項16に記載のデバイス。
- 前記電力ループ制御回路は、前記充電電流が前記電流制限値又はその近傍に達すると、前記通過素子にわたって消散される電力が前記予め設定された電力制限値を超えないように前記充電電流を調節するよう適合されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記電力ループ制御回路は、電荷蓄積デバイス、システム負荷、又はその両方のための調節された前記充電電流を生成するように適合される、請求項18に記載のデバイス。
- 集積回路(IC)又はICの機能ブロックにおいて具現化される、請求項1に記載のデバイス。
- 前記ICはダイ領域に分割され、前記各ダイ領域が異なるスケールのデバイスに適合される、請求項20に記載のデバイス。
- 温度センサが、前記通過素子を含む熱源が存在するダイ領域上に配置される、請求項21に記載のデバイス。
- 方法であって、
ソフトスタート・コントローラにおいて制御信号を生成することによって、通過素子にわたって消散される電力の予め設定された電力制限値に関連する電流制限値まで前記通過素子を通る充電電流を増分ステップで増大させるステップを含み、前記通過素子は、第1および第2の電流スイッチと、演算増幅器と、抵抗器とを含み、前記第1の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の非反転入力に第1のスケール電流を出力するように動作し、前記第2の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の反転入力に第2のスケール電流を出力するように動作し、前記第1のスケール電流が前記電流制限値よりも大きい場合、前記第1のスケール電流と前記電流制限値との差分が前記抵抗器を介して流れ、前記方法は、さらに、
前記充電電流が前記電流制限値又はその近傍に達したときに電力ループ制御回路において前記充電電流を調節するステップと、
増大された後に調節された前記充電電流を電荷蓄積デバイス、システム負荷またはその両方に出力するステップとを含む、方法。 - 前記充電電流を増大させるステップは前記増分ステップの分解能に基づいており、前記制御信号が1つ又はそれ以上の制御ビットを含み、前記分解能は前記1つ又はそれ以上の制御ビットの数に関係付けられる、請求項23に記載の方法。
- 前記充電電流を増分ステップで増大させるステップは、前記電力ループ制御回路の温度を感知して、前記増分ステップ間で前記充電電流を調節することによって前記電力ループ制御回路の予め設定された温度レベルを維持するステップを含む、請求項23に記載の方法。
- 前記充電電流を増分ステップで増大させるステップは、前記生成された制御信号に応答して前記ソフトスタート・コントローラにより1つ又はそれ以上の電流スイッチをターンオン及びオフすることによって、前記充電電流を増大及び低減するステップを含む、請求項23に記載の方法。
- 前記調節ステップは、前記電流制限値を検出して、前記充電電流を前記電流制限値以下に維持するように制御するステップを含む、請求項23に記載の方法。
- デバイスであって、
電流を導通するよう適合された通過素子を備え、前記通過素子は、第1および第2の電流スイッチと、演算増幅器と、抵抗器とを含み、前記第1の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の非反転入力に第1のスケール電流を出力するように動作し、前記第2の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の反転入力に第2のスケール電流を出力するように動作し、前記第1のスケール電流が電流制限値よりも大きい場合、前記第1のスケール電流と前記電流制限値との差分が前記抵抗器を介して流れ、前記デバイスは、さらに、
ソフトスタート・コントローラ及びソフトスタート構成部品を含む電力ループ制御回路を備え、前記ソフトスタート・コントローラは、前記通過素子を通る前記電流の増分ステップに対応する調整可能な制御信号に関する出力を含み、前記ソフトスタート構成部品が、前記制御信号の調整に従って前記電流を前記電流制限値まで増分ステップで管理するよう適合され、前記電流制限値は前記通過素子にわたって消散される電力の予め設定された電力制限値に関連付けられる、デバイス。 - 回路であって、
前記回路に動作可能に結合された通過素子の温度に基づいてセンサ信号を供給するように構成された温度センサを備え、前記通過素子は、第1および第2の電流スイッチと、演算増幅器と、抵抗器とを含み、前記第1の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の非反転入力に第1のスケール電流を出力するように動作し、前記第2の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の反転入力に第2のスケール電流を出力するように動作し、前記第1のスケール電流が電流制限値よりも大きい場合、前記第1のスケール電流と前記電流制限値との差分が前記抵抗器を介して流れ、前記回路は、さらに、
前記温度センサに動作可能に結合されたソフトスタート・コントローラであって、前記センサ信号に応答して論理信号を供給するように適合されたコンパレータと、前記論理信号に応答して、前記通過素子を通る充電電流の増分ステップに対応する制御信号を供給するように適合された論理回路とを含む、ソフトスタート・コントローラと、
前記制御信号に従って充電電流の増加を前記電流制限値まで増分ステップで管理するように適合され、前記電流制限値は前記通過素子にわたって消散される電力の予め設定された電力制限値に関連付けられる、ソフトスタート構成部品とを備える、回路。 - デバイスであって、
通過素子を備え、前記通過素子は、第1および第2の電流スイッチと、演算増幅器と、抵抗器とを含み、前記第1の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の非反転入力に第1のスケール電流を出力するように動作し、前記第2の電流スイッチがターンオンすると、前記演算増幅器の反転入力に第2のスケール電流を出力するように動作し、前記第1のスケール電流が電流制限値よりも大きい場合、前記第1のスケール電流と前記電流制限値との差分が前記抵抗器を介して流れ、前記デバイスは、さらに、
前記通過素子の温度に基づいてセンサ信号を供給するように構成された温度センサと、
前記温度センサに動作可能に結合されたソフトスタート・コントローラであって、前記センサ信号に応答して論理信号を供給するように適合されたコンパレータと、前記論理信号に応答して、前記通過素子を通る充電信号の増分ステップに対応する制御信号を供給するように適合された論理回路とを含む、ソフトスタート・コントローラと、
前記制御信号に従って充電電流の増加を前記電流制限値まで増分ステップで管理するように適合され、前記電流制限値は前記通過素子にわたって消散される電力の予め設定された電力制限値に関連付けられる、ソフトスタート構成部品とを備える、デバイス。
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