JP6097830B2 - 電力供給システムおよび方法 - Google Patents
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Description
式中、GMはトランスコンダクタンス増幅器210のトランスコンダクタンスの値である。
Claims (36)
- 電力供給システムであって、
基準電圧に対する電力供給システムの出力電圧に関連付けられるフィードバック電圧に基づいて誤差電圧を生成するように構成された誤差増幅器システムと、
前記誤差電圧に基づいてPWM信号を生成するように構成されたパルス幅変調(PWM)発生器と、
前記PWM信号に基づいて前記出力電圧を生成するように構成された電力段と、
第1のデジタル信号および第2のデジタル信号に応答して前記出力電圧の所望の大きさを設定するように構成された出力電圧調整回路とを備え、前記第1のデジタル信号が前記基準電圧の大きさを設定するように構成され、前記第2のデジタル信号が前記フィードバック電圧の大きさを調整するように構成されている、電力供給システム。 - 前記出力電圧調整回路は、前記第1のデジタル信号に応答して前記基準電圧を生成するように構成された第1のデジタルアナログ変換器(DAC)と、前記第2のデジタル信号に応答して微調整電圧を生成するように構成された第2のDACとを含み、前記フィードバック電圧は、前記微調整電圧および前記出力電圧に基づく大きさを有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記電力段は、前記フィードバック電圧を生成するように構成された分圧器を含み、前記分圧器は、少なくとも1つの可変抵抗器を含み、前記少なくとも1つの可変抵抗器の抵抗の大きさは、前記フィードバック電圧の大きさを調整するように前記第2のデジタル信号に基づいて設定される、請求項1に記載のシステム。
- 前記分圧器は、
前記フィードバック電圧に関連付けられるフィードバックノードに接続された固定抵抗器と、
前記フィードバックノードと前記出力電圧に関連付けられる出力ノードとを相互接続する可変抵抗器であって、可変抵抗器の抵抗の大きさは、前記フィードバック電圧の大きさを調整するように前記第2のデジタル信号に基づいて設定される、前記可変抵抗器と
を含む、請求項3に記載のシステム。 - クロックノードにおいてクロック信号を生成するように構成された発振器システムをさらに備え、PWM発生器は、前記誤差電圧および前記クロック信号に基づいて前記PWM信号を生成するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記発振器システムは、
前記クロック信号の状態に基づいて繰返し充放電するように構成されたコンデンサと、
第1比較器ノードにおける前記コンデンサに関連付けられる第1電圧と、第2比較器ノードにおける第2電圧であって、前記クロック信号の状態に基づいて変化する大きさを有する第2電圧とを比較するように構成された比較器と
を含む、請求項5に記載のシステム。 - 前記発振器システムはさらに、
前記クロックノードと前記第1比較器ノードとを相互接続するフィードバック回路素子であって、前記クロック信号が論理ロー状態にある間に前記コンデンサを実質的に放電するための第1放電電流経路として構成され、前記クロック信号が論理ハイ状態にある間に前記コンデンサを実質的に充電するための充電電流経路として構成される前記フィードバック回路素子と、
前記クロック信号が論理ロー状態である間に作動して、前記クロック信号が論理ロー状態である間に前記第1放電電流経路と並行して前記コンデンサを実質的に放電するための第2放電電流経路を供給するように構成されたトランジスタと
を含む、請求項6に記載のシステム。 - 前記発振器システムはさらに、前記クロックノードと前記第2比較器ノードとを相互接続するフィードバック回路素子を含み、前記第2電圧は前記クロック信号が論理ハイ状態である間は第1の大きさを有し、前記クロック信号が論理ロー状態である間は第2の大きさを有し、前記第1の大きさは前記第2の大きさより大きい、請求項6に記載のシステム。
- PWM発生器は、前記誤差電圧およびランプ信号に基づいて前記PWM信号を生成するように構成され、前記電力段は、前記電力段に関連付けられる出力電流の大きさに関連付けられる温度補償センス電流を生成するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を含み、前記ランプ信号は前記温度補償センス電流に基づいて生成される、請求項1に記載のシステム。
- クロック信号を生成するように構成された発振器システムをさらに備え、前記ランプ信号は、温度補償電流および前記クロック信号に関連付けられるランプ電流に基づいて生成される、請求項9に記載のシステム。
- 請求項1に記載の電力供給システムを備えた集積回路(IC)であって、アナログ電力供給制御装置のための後方互換性部品として構成されたIC。
- 電力供給システムであって、
クロックノードにおいてクロック信号を生成するように構成された発振器システムであって、
前記クロック信号の状態に基づいて繰返し充放電するように構成されたコンデンサと、
第1比較器ノードにおける前記コンデンサに関連付けられる第1電圧と、第2比較器ノードにおける第2電圧であって、前記クロック信号の状態に基づいて変化する大きさを有する第2電圧とを比較するように構成された比較器と
を含む前記発振器システムと、
誤差電圧および前記クロック信号に基づいてPWM信号を生成するように構成されたパルス幅変調(PWM)発生器と、
前記PWM信号に基づいて出力電圧を生成するように構成された電力段と
前記クロックノードと前記第1比較器ノードとを相互接続するフィードバック回路素子であって、前記クロック信号が論理ロー状態にある間に前記コンデンサを実質的に放電するための第1放電電流経路として構成され、前記クロック信号が論理ハイ状態にある間に前記コンデンサを実質的に充電するための充電電流経路として構成されるフィードバック回路素子と、
前記クロック信号が論理ロー状態である間に作動して、前記クロック信号が論理ロー状態である間に前記第1放電電流経路と並行して前記コンデンサを実質的に放電するための第2放電電流経路を供給するように構成されたトランジスタと
を備えた電力供給システム。 - 前記発振器システムはさらに、前記クロックノードと前記第2比較器ノードとを相互接続するフィードバック回路素子を含み、前記第2電圧は前記クロック信号が論理ハイ状態である間は第1の大きさを有し、前記クロック信号が論理ロー状態である間は第2の大きさを有し、前記第1の大きさは前記第2の大きさより大きい、請求項12に記載のシステム。
- 請求項12に記載の発振器システムを少なくとも備えた集積回路(IC)であって、前記コンデンサはICに対し外部に構成され、前記クロック信号の周波数は抵抗性回路素子無しで前記コンデンサの容量に基づいて調整可能である、IC。
- 前記ICはアナログ電力供給制御装置のための後方互換性部品として構成されている、請求項14に記載のIC。
- 前記誤差電圧は前記出力電圧に関連付けられるフィードバック電圧に基づいて生成され、システムはさらに、少なくとも1つのデジタル信号に応答して前記出力電圧の所望の大きさを設定するように構成された出力電圧調整回路を備え、前記少なくとも1つのデジタル信号は基準電圧の大きさを設定し、かつ前記フィードバック電圧の大きさを調整するように構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記出力電圧調整回路は、前記基準電圧を生成するように構成された第1のデジタルアナログ変換器(DAC)と、微調整電圧を生成するように構成された第2のDACとを含み、前記フィードバック電圧は前記微調整電圧および前記出力電圧に基づく大きさを有する、請求項16に記載のシステム。
- 前記電力段は前記フィードバック電圧を生成するように構成された分圧器を含み、前記分圧器は少なくとも1つの可変抵抗器を含み、前記少なくとも1つの可変抵抗器の抵抗の大きさは、前記フィードバック電圧の大きさを調整するために前記少なくとも1つのデジタル信号に基づいて設定される、請求項16に記載のシステム。
- PWM発生器は、前記誤差電圧と、記温度補償電流と前記クロック信号に関連付けられたランプ電流とに基づいて生成されたランプ信号とに基づいてPWM信号を生成するように構成され、前記電力段は、前記電力段に関連付けられる出力電流の大きさに関連付けられる温度補償センス電流を生成するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を含む、請求項12に記載のシステム。
- 電力供給システムであって、
基準電圧に対する電力供給システムのフィードバック電圧に基づいて誤差電圧を生成するように構成された誤差増幅器システムと、
前記誤差電圧およびランプ信号に基づいてPWM信号を生成するように構成された比較器を含むパルス幅変調(PWM)発生器と、
前記PWM信号に基づいて出力電圧を生成するように構成された電力段であって、電力段は、前記電力段に関連付けられる出力電流の大きさに関連付けられる温度補償センス電流を生成するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を含み、前記ランプ信号は前記温度補償センス電流に基づいて生成され、前記電力段はさらに、前記トランスコンダクタンス増幅器の出力と低電圧レールとを相互接続する利得抵抗器を含み、前記利得抵抗器は前記温度補償センス電流に関連付けられる電流センスレベルを設定するように構成される、前記電力段と
を備える電力供給システム。 - 前記電力段は、
スイッチングノードと出力ノードとの間に直列に接続されたインダクタおよび第1抵抗器と、
前記スイッチングノードと中間ノードとを相互接続する第2抵抗器と、
前記中間ノードと前記出力ノードとを相互接続するコンデンサと
を含む、請求項20に記載のシステム。 - 前記トランスコンダクタンス増幅器は、前記中間ノードに接続された第1入力と、前記出力ノードに接続された第2入力とを含み、前記トランスコンダクタンス増幅器は前記コンデンサの電圧を監視するように構成された、請求項21に記載のシステム。
- クロック信号を生成するように構成された発振器システムをさらに備え、前記ランプ信号は温度補償電流および前記クロック信号に関連付けられるランプ電流に基づいて生成される、請求項20に記載のシステム。
- 前記発振器システムは、
前記クロック信号の状態に基づいて繰返し充放電するように構成されたコンデンサと、
第1比較器ノードにおける前記コンデンサに関連付けられる第1電圧と、第2比較器ノードにおける第2電圧であって、前記クロック信号の状態に基づいて変化する大きさを有する第2電圧とを比較するように構成された比較器と
を含む、請求項23に記載のシステム。 - 前記発振器システムはさらに、
クロックノードと前記第1比較器ノードとを相互接続するフィードバック回路素子であって、前記クロック信号が論理ロー状態にある間に前記コンデンサを実質的に放電するための第1放電電流経路として構成され、前記クロック信号が論理ハイ状態にある間に前記コンデンサを実質的に充電するための充電電流経路として構成されるフィードバック回路素子と、
前記クロック信号が論理ロー状態である間に作動して、前記クロック信号が論理ロー状態である間に前記第1放電電流経路と並行して前記コンデンサを実質的に放電するための第2放電電流経路を供給するように構成されたトランジスタと
を含む、請求項24に記載のシステム。 - 前記発振器システムはさらに、クロックノードと前記第2比較器ノードとを相互接続するフィードバック回路素子を含み、前記第2電圧は前記クロック信号が論理ハイ状態である間は第1の大きさを有し、前記クロック信号が論理ロー状態である間は第2の大きさを有し、前記第1の大きさは前記第2の大きさより大きい、請求項24に記載のシステム。
- 少なくとも1つのデジタル信号に応答して前記出力電圧の所望の大きさを設定するように構成された出力電圧調整回路をさらに備え、前記少なくとも1つのデジタル信号は前記基準電圧の大きさを設定し、かつ前記フィードバック電圧の大きさを調整するように構成されている、請求項20に記載のシステム。
- 前記出力電圧調整回路は、前記基準電圧を生成するように構成された第1のデジタルアナログ変換器(DAC)と、微調整電圧を生成するように構成された第2のDACとを含み、前記フィードバック電圧は前記微調整電圧および前記出力電圧に基づく大きさを有する、請求項27に記載のシステム。
- 前記電力段は前記フィードバック電圧を生成するように構成された分圧器を含み、前記分圧器は少なくとも1つの可変抵抗器を含み、前記少なくとも1つの可変抵抗器の抵抗の大きさは、前記フィードバック電圧の大きさを調整するために前記少なくとも1つのデジタル信号に基づいて設定される、請求項27に記載のシステム。
- 発振器システムによりクロック信号を生成する方法であって、
前記クロック信号が論理ハイ状態である間に、第1比較ノードと、前記クロック信号に関連付けられるクロックノードとを相互接続する第1電流経路を介して、充電電流を供給するステップと、
前記充電電流を介してコンデンサを充電して前記第1比較ノードに第1比較電圧を生成するステップと、
前記第1比較電圧が第2比較電圧より高いことに応答して、前記クロック信号を論理ロー状態に設定するステップと、
前記クロック信号の論理ロー状態に応答して放電スイッチを作動させて第2電流経路を供給するステップと、
前記クロック信号が論理ロー状態である間に前記第1電流経路および前記第2電流経路を介してコンデンサを放電するステップと、
前記第2比較電圧が前記第1比較電圧より高いことに応答して、前記クロック信号を前記論理ハイ状態に設定し、前記放電スイッチを作動停止するステップと
を含む方法。 - 前記クロック信号が論理ロー状態に設定されたことに応答して第2比較ノードと前記クロックノードとを相互接続するフィードバック電流経路を介して前記第2比較電圧を低下させるステップと、
前記クロック信号が論理ハイ状態に設定されたことに応答して前記フィードバック電流経路を介して前記第2比較電圧を上昇させるステップと、
をさらに含む、請求項30に記載の方法。 - 前記発振器システムは集積回路(IC)の少なくとも一部分として構成され、前記方法はさらに、ICに対する外部コンデンサとしてコンデンサを供給することを含み、前記クロック信号の周波数は抵抗性回路素子無しで前記コンデンサの容量に基づいて調整可能である、請求項30に記載の方法。
- 請求項30に記載の方法を具体化してクロック信号に基づいて出力電圧を生成するように構成された電力供給システム。
- 電力供給システムにより出力電圧を生成する方法であって、
第1のデジタル信号の値に基づいて基準電圧の大きさを設定するステップと、
第2のデジタル信号に基づいて、前記出力電圧に関連付けられるフィードバック電圧のスケールファクタを調整するステップと、
前記基準電圧に対する前記出力電圧に関連付けられる前記フィードバック電圧の大きさに基づいて誤差電圧を生成するステップと、
前記誤差電圧およびクロック信号に基づいてパルス幅変調(PWM)信号を生成するステップと、
PWM信号に基づいて少なくとも1つのスイッチを制御して前記出力電圧を生成するステップと
を含む方法。 - 前記基準電圧の大きさを設定するステップは、前記基準電圧を生成するように構成されたデジタルアナログ変換器(DAC)に前記第1のデジタル信号を供給することに基づいて、前記基準電圧の大きさを設定することを含む、請求項34に記載の方法。
- 前記フィードバック電圧のスケールファクタを調整するステップは、
デジタルアナログ変換器(DAC)に第2のデジタル信号を供給して微調整電圧を生成すること、
前記電力供給システムに関連付けられる出力ノードに接続された分圧器に関連付けられる少なくとも1つの可変抵抗器を調整することを含み、前記分圧器は、前記フィードバック電圧を生成するように構成されている、請求項34に記載の方法。
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