JP6615999B2 - リップル監視 - Google Patents
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Description
この出願は、2015年11月30日に出願された「System and Method for Ripple Monitoring」と題する米国仮特許出願第62/261,032号、および2016年5月12日に出願された「Ripple Monitoring」と題する米国特許出願第15/153,222号に、基づいており、かつ、これらに対する優先権を主張し、これらの全てはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、集積回路(「IC」)に埋め込まれ得るリップル監視システムおよび方法に関する。リップル監視は、電源動作を監視するために使用することができる。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
電源内の故障している構成要素を示す情報を生成するためのリップル監視回路であって、
リップル成分を有する前記電源からのリップル信号を受信する少なくとも1つの入力と、
前記リップル成分の振幅を繰り返し量子化する量子化回路と、
前記リップル成分の、異なる量子化された振幅、または異なる範囲の量子化された振幅が発生した回数をカウントして記憶するリップル振幅統計カウンタバンクと、を備える、リップル監視回路。
(項目2)
前記量子化回路が、前記リップル成分を、前記変換時の前記リップル成分の前記振幅を表すデジタルワードに毎回繰り返し変換するアナログ/デジタルコンバータを含む、項目1に記載のリップル監視回路。
(項目3)
前記リップル振幅統計カウンタバンクは、前記リップル成分が前記デジタルワードの各々に変換される回数のカウントを維持する、項目2に記載のリップル監視回路。
(項目4)
前記リップル振幅統計カウンタバンクによってカウントされる前に前記リップル信号を調整する信号調整回路をさらに備える、項目1に記載のリップル監視回路。
(項目5)
前記信号調整回路が、トランスを含む、項目4に記載のリップル監視回路。
(項目6)
前記信号調整回路が、前記リップル信号に加算されるか、またはそれから減算される出力を有するデジタル/アナログコンバータを含む、項目4に記載のリップル監視回路。
(項目7)
前記リップル信号が、差動信号であり、
前記信号調整回路が、
入力デジタル信号V In を差動アナログ出力V DAC に変換するデジタル/アナログコンバータと、
デュアル入力計装増幅器であって、
前記リップル信号の前記差動信号を受信する第1の対の差動入力を有し、
前記デジタル/アナログコンバータから前記差動アナログ出力V DAC を受信する第2の対の差動入力を有し、かつ、
Vin×非ゼロ利得係数と、Vdac×非ゼロ利得係数との和に等しい出力を作り出す、デュアル入力計装増幅器と、を含む、項目4に記載のリップル監視回路。
(項目8)
前記信号調整回路が、前記リップル信号の不要なリップルをフィルタリングし、それによって、これらの不要なリップルの前記振幅が、前記リップル振幅統計カウンタバンクによってカウントされることを防止する、デジタルフィルタを含む、項目7に記載のリップル監視回路。
(項目9)
前記デジタルフィルタが、前記リップル信号のDCまたは低周波リップルをフィルタリングする低域通過フィルタを含む、項目8に記載のリップル監視回路。
(項目10)
前記デジタルフィルタが、線形電圧ランプを予測して、それらの抑制を可能にする、項目8に記載のリップル監視回路。
(項目11)
前記デジタルフィルタが、低域通過フィルタおよび帯域通過フィルタを含む、項目8に記載のリップル監視回路。
(項目12)
前記信号調整回路が、DCレベル復元回路を含む、項目4に記載のリップル監視回路。
(項目13)
前記DCレベル復元回路が、前記リップル信号を受信する前記少なくとも1つの入力に結合された切り替え可能な電流源を含む、項目12に記載のリップル監視回路。
(項目14)
前記DCレベル復元回路は、各々が前記リップル信号とバイアス電圧との間に結合されている1つ以上のバイアス抵抗器を含む、項目12に記載のリップル監視回路。
(項目15)
各バイアス抵抗器が、電子スイッチによってバイアス電圧に結合される、項目14に記載のリップル監視回路。
(項目16)
各電子スイッチが、MOSFETを含む、項目15に記載のリップル監視回路。
(項目17)
前記電源内の構成要素が故障しているかどうかを判定することに関連する、前記リップル振幅統計カウンタの前記カウントを分析する計算回路をさらに備える、項目1に記載のリップル監視回路。
(項目18)
前記計算回路が、前記電源内の構成要素が故障しているかどうかを判定するとき、振幅スライシングレベルであって、それ以下では前記振幅のカウントが無視される、振幅スライシングレベルを判定する、項目17に記載のリップル監視回路。
(項目19)
前記計算回路が、算術論理ユニット(ALU)、アキュムレータレジスタ、インデックスレジスタ、および制御状態マシンを含む、項目17に記載のリップル監視回路。
(項目20)
前記計算回路が、前記電源内の構成要素が故障していると判定した場合に警報を発する、項目17に記載のリップル監視回路。
(項目21)
前記計算回路が、
警報閾値を超過する各リップル振幅カウントに対して増数する少なくとも1つの慣性カウンタを含み、かつ、
前記慣性カウンタが閾値カウントに達するときに警報を発する、項目20に記載のリップル監視回路。
(項目22)
前記慣性カウンタが、ゼロに達するまで時間間隔をあけて減数する、項目21に記載のリップル監視回路。
(項目23)
前記リップル監視回路は、有効化されると、前記リップル振幅統計カウンタバンクが、前記リップル成分の各異なる量子化された振幅が発生した前記回数をカウントし続けることを停止する、ブランキング入力を含む、項目1に記載のリップル監視回路。
(項目24)
前記リップル監視回路が、集積回路内に含まれる、項目1に記載のリップル監視回路。
(項目25)
電源に関する情報を生成するためのリップル監視回路であって、
リップル成分を有する前記電源からのリップル信号を受信する少なくとも1つの入力と、
前記リップル成分の特性を測定するリップル測定回路と、
前記測定に関する情報を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された情報と閾値とを比較し、前記記憶された情報が、この閾値に合致するか、またはそれを超過するときを示す、比較回路と、を備える、リップル監視回路。
(項目26)
前記リップル測定回路が、前記リップル成分の特性を繰り返し測定し、
前記記憶回路が、各測定に関する情報を記憶する、項目25に記載のリップル監視回路。
(項目27)
前記リップル測定回路が、前記リップル成分の前記特性を表すデジタルワードに前記リップル成分を毎回繰り返し変換するアナログ/デジタルコンバータを含む、項目26に記載のリップル監視回路。
Vout=GAIN1×Vin+GAIN2×Vdac (式1)
Claims (27)
- 電源内の故障している構成要素を示す情報を生成するためのリップル監視回路であって、
リップル成分を有する前記電源からのリップル信号を受信する少なくとも1つの入力と、
前記リップル成分の振幅を繰り返し量子化する量子化回路と、
前記リップル成分の、異なる量子化された振幅、または異なる範囲の量子化された振幅が発生した回数をカウントして記憶するリップル振幅統計カウンタバンクと、を備える、リップル監視回路。 - 前記量子化回路が、前記リップル成分を、変換時の前記リップル成分の前記振幅を表すデジタルワードに毎回繰り返し変換するアナログ/デジタルコンバータを含む、請求項1に記載のリップル監視回路。
- 前記リップル振幅統計カウンタバンクは、前記リップル成分が前記デジタルワードの各々に変換される回数のカウントを維持する、請求項2に記載のリップル監視回路。
- 前記リップル振幅統計カウンタバンクによってカウントされる前に前記リップル信号を調整する信号調整回路をさらに備える、請求項1に記載のリップル監視回路。
- 前記信号調整回路が、トランスを含む、請求項4に記載のリップル監視回路。
- 前記信号調整回路が、前記リップル信号に加算されるか、またはそれから減算される出力を有するデジタル/アナログコンバータを含む、請求項4に記載のリップル監視回路。
- 前記リップル信号が、差動信号Vinであり、
前記信号調整回路が、
入力デジタル信号を差動アナログ出力VDACに変換するデジタル/アナログコンバータと、
デュアル入力計装増幅器であって、
前記差動信号Vinを受信する第1の対の差動入力を有し、
前記デジタル/アナログコンバータから前記差動アナログ出力VDACを受信する第2の対の差動入力を有し、かつ、
Vin×非ゼロ利得係数と、VDAC×非ゼロ利得係数との和に等しい出力を作り出す、デュアル入力計装増幅器と、を含む、請求項4に記載のリップル監視回路。 - 前記信号調整回路が、前記リップル信号の不要なリップルをフィルタリングし、それによって、これらの不要なリップルの前記振幅が、前記リップル振幅統計カウンタバンクによってカウントされることを防止する、デジタルフィルタを含む、請求項7に記載のリップル監視回路。
- 前記デジタルフィルタが、前記リップル信号のDCまたは低周波リップルをフィルタリングする低域通過フィルタを含む、請求項8に記載のリップル監視回路。
- 前記デジタルフィルタが、線形電圧ランプを予測して、それらの抑制を可能にする、請求項8に記載のリップル監視回路。
- 前記デジタルフィルタが、低域通過フィルタおよび帯域通過フィルタを含む、請求項8に記載のリップル監視回路。
- 前記信号調整回路が、DCレベル復元回路を含む、請求項4に記載のリップル監視回路。
- 前記DCレベル復元回路が、前記リップル信号を受信する前記少なくとも1つの入力に結合された切り替え可能な電流源を含む、請求項12に記載のリップル監視回路。
- 前記DCレベル復元回路は、各々が前記リップル信号とバイアス電圧との間に結合されている1つ以上のバイアス抵抗器を含む、請求項12に記載のリップル監視回路。
- 各バイアス抵抗器が、電子スイッチによってバイアス電圧に結合される、請求項14に記載のリップル監視回路。
- 各電子スイッチが、MOSFETを含む、請求項15に記載のリップル監視回路。
- 前記電源内の構成要素が故障しているかどうかを判定することに関連する、前記リップル振幅統計カウンタバンクの前記カウントを分析する計算回路をさらに備える、請求項1に記載のリップル監視回路。
- 前記計算回路が、前記電源内の構成要素が故障しているかどうかを判定するとき、振幅スライシングレベルであって、それ以下では前記振幅のカウントが無視される、振幅スライシングレベルを判定する、請求項17に記載のリップル監視回路。
- 前記計算回路が、算術論理ユニット(ALU)、アキュムレータレジスタ、インデックスレジスタ、および制御状態マシンを含む、請求項17に記載のリップル監視回路。
- 前記計算回路が、前記電源内の構成要素が故障していると判定した場合に警報を発する、請求項17に記載のリップル監視回路。
- 前記計算回路が、
警報閾値を超過する各リップル振幅カウントに対して増数する少なくとも1つの慣性カウンタを含み、かつ、
前記慣性カウンタが閾値カウントに達するときに警報を発する、請求項20に記載のリップル監視回路。 - 前記慣性カウンタが、ゼロに達するまで時間間隔をあけて減数する、請求項21に記載のリップル監視回路。
- 前記リップル監視回路は、有効化されると、前記リップル振幅統計カウンタバンクが、前記リップル成分の各異なる量子化された振幅が発生した前記回数をカウントし続けることを停止する、ブランキング入力を含む、請求項1に記載のリップル監視回路。
- 前記リップル監視回路が、集積回路内に含まれる、請求項1に記載のリップル監視回路。
- 電源に関する情報を生成するためのリップル監視回路であって、
リップル成分を有する前記電源からのリップル信号を受信する少なくとも1つの入力と、
前記リップル成分の特性を測定するリップル測定回路と、
前記リップル成分の、異なる測定された特性、または異なる範囲の測定された特性が発生した回数を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された前記回数から導き出される統計的特性と閾値とを比較し、前記統計的特性が、この閾値に合致するか、またはそれを超過するときを示す、比較回路と、を備える、リップル監視回路。 - 前記リップル測定回路が、前記リップル成分の特性を繰り返し測定し、
前記記憶回路が、前記リップル成分の、異なる測定された特性、または異なる範囲の測定された特性が発生した回数をカウントして記憶する、請求項25に記載のリップル監視回路。 - 前記リップル測定回路が、前記リップル成分の前記特性を表すデジタルワードに前記リップル成分を毎回繰り返し変換するアナログ/デジタルコンバータを含む、請求項26に記載のリップル監視回路。
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