(57)【要約】      （修正有）【課題】差動コントローラ回路を提供する。【解決手段】差動コントローラ１００は、第１、第２のレギュレータ１０２、１０４を備える。第１のレギュレータ１０２は、第１のレギュレータ制御信号ＣＩＮ１を受信し、出力信号ＲＯＵＴ１を生成する。第２のレギュレータ１０４は、第２のレギュレータ制御信号ＣＩＮ２を受信し、出力信号ＲＯＵＴ２を生成する。負荷１０６は、第１及び第２のレギュレータ出力の間に電気的に連結されている。負荷電流および電圧は、第１及び第２のレギュレータ出力の間の差に基づいている。電流センサは、負荷１０６における負荷電流を表現する負荷電流信号ＩＭＯＮを生成する。第１の増幅器１１４は、負荷電流信号ＩＭＯＮと制御信号ＶＳＥＴを使用して第１のレギュレータ制御信号を生成する。第２の増幅器１１８は、第１のレギュレータ入力電圧とコモンモード制御電圧ＶＣＭＣを使用して第２のレギュレータ制御信号を生成する。【選択図】図１
2020005494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動コントローラであって、
第１のレギュレータ入力で第１のレギュレータ制御信号を受信し、第１のレギュレータ出力に第１のレギュレータ出力信号を生成するように構成されている第１のレギュレータと、
第２のレギュレータ入力で第２のレギュレータ制御信号を受信し、第２のレギュレータ出力に第２のレギュレータ出力信号を生成するように構成されている第２のレギュレータと、
前記第１のレギュレータ出力と前記第２のレギュレータ出力との間の負荷の状態に基づいて帰還信号を生成するように構成されている帰還センサと、
前記帰還信号と設定電圧とを使用して前記第１のレギュレータ制御信号を生成するように構成されている第１の増幅器と、
前記第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して前記第２のレギュレータ制御信号を生成するように構成されている第２の増幅器と、を備え、前記第１のレギュレータ出力および前記第２のレギュレータ出力は、少なくとも一部において前記コモンモード制御電圧に基づいている、差動コントローラ。
【請求項２】
前記帰還センサが電流センサを備え、前記帰還信号が前記負荷における負荷電流に基づいている、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項３】
前記第１の増幅器の第１の増幅器出力と前記コモンモード制御電圧との間に連結された補償ネットワークをさらに備える、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項４】
前記負荷が誘導性構成要素を備え、前記負荷が負荷極周波数で極を含み、前記補償ネットワークが前記負荷極周波数で零点を含む、請求項３に記載の差動コントローラ。
【請求項５】
閉位置および開位置を有するソフトスタートスイッチをさらに備え、前記ソフトスタートスイッチが前記閉位置にあるとき、前記ソフトスタートスイッチが前記補償ネットワークを短絡する、請求項３に記載の差動コントローラ。
【請求項６】
電源電圧を使用して前記コモンモード制御電圧を生成するように構成されているコモンモード増幅器をさらに備える、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項７】
前記第２のレギュレータ制御信号が、前記第１のレギュレータ制御信号と前記コモンモード制御電圧との間の差に比例する、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項８】
前記第１のレギュレータがバックコンバータを備える、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項９】
電源電圧とコモンモード基準電圧とを使用して前記コモンモード制御電圧を生成するように構成されているコモンモード増幅器をさらに備え、前記コモンモード基準電圧が、前記バックコンバータの基準電圧に比例する、請求項８に記載の差動コントローラ。
【請求項１０】
前記第１のレギュレータが第１のレギュレータ帰還ネットワークを備え、前記第１のレギュレータ制御信号が前記第１のレギュレータ帰還ネットワークに提供される、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項１１】
前記第１のレギュレータがリニアレギュレータを備える、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項１２】
前記第１のレギュレータ制御信号と前記第２のレギュレータ制御信号との間の差動電圧を最大値にクランプするように構成されているクランプ回路をさらに備える、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項１３】
前記帰還センサが電圧センサを備え、前記帰還信号が負荷電圧を指示する、請求項１に記載の差動コントローラ。
【請求項１４】
第１のレギュレータと第２のレギュレータを備える差動コントローラを用いて負荷を制御する方法であって、
帰還センサによって、帰還信号を生成するための負荷状態を感知することであって、前記負荷状態は、前記負荷に関連付けられ、前記負荷が、前記第１のレギュレータの第１のレギュレータ出力と前記第２のレギュレータの第２のレギュレータ出力との間にあることと、
第１の増幅器によって、前記帰還信号と設定電圧とを使用して、前記第１のレギュレータのための第１のレギュレータ制御信号を生成することと、
第２の増幅器によって、前記第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して前記第２のレギュレータのための第２のレギュレータ制御信号を生成することと、前記第１のレギュレータ出力および前記第２のレギュレータ出力が、少なくとも一部において前記コモンモード制御電圧に基づくこととを、含む方法。
【請求項１５】
前記帰還センサが電流センサを備え、前記帰還信号が前記負荷における負荷電流を指示する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
電源電圧とコモンモード基準電圧を使用して前記コモンモード制御電圧を生成することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記電源電圧の増加に応答して、前記コモンモード制御電圧を増加させることと、
前記コモンモード制御電圧の前記増加に応答して、前記第１のレギュレータ制御信号を修正して第１のレギュレータ出力信号の電圧を増加させることと、
前記コモンモード制御電圧の前記増加に応答して、前記第２のレギュレータ制御信号を修正して第２のレギュレータ出力信号の電圧を増加させること、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
電源電圧の減少に応答して、前記コモンモード制御電圧を減少させることと、
前記コモンモード制御電圧の前記減少に応答して、前記第１のレギュレータ制御信号を修正して第１のレギュレータ出力信号の電圧を減少させることと、
前記コモンモード制御電圧の前記減少に応答して、前記第２のレギュレータ制御信号を修正して第２のレギュレータ出力信号の電圧を減少させること、をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
差動コントローラであって、
第１のレギュレータ入力において受信された第１のレギュレータ制御信号に少なくとも一部分において基づいて、第１のレギュレータ出力において第１のレギュレータ出力信号を生成するための手段と、
第２のレギュレータ入力において受信された第２のレギュレータ制御信号に少なくとも一部分において基づいて、第２のレギュレータ出力において第２のレギュレータ出力信号を生成するための手段と、
前記第１のレギュレータ出力と前記第２のレギュレータ出力との間の負荷における状態に基づいて帰還信号を生成するための手段と、
前記帰還信号と設定電圧を使用して前記第１のレギュレータ制御信号を生成するための手段と、
前記第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧を使用して前記第２のレギュレータ制御信号を生成するための手段、を含み、前記第１のレギュレータ出力および前記第２のレギュレータ出力が、少なくとも一部分において前記コモンモード制御電圧に基づいている、差動コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、概して、限定するものではないが、集積回路または集積回路のセットなどの回路に関し、特に、限定するものではないが、差動コントローラ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
コントローラ回路は、電気モータ、電灯、電気ディスプレイなどの電気負荷を駆動するために使用される。差動コントローラは、負荷の電流または電圧を制御するための２つのシングルエンドレギュレータを含む。負荷の正極および負極端子は、グランドなどの基準電圧に対して変化することができる。２つのそれぞれのレギュレータの出力は互いに追跡して負荷に所望の電流または電圧を生み出す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に記載の様々な例は、第１のレギュレータと第２のレギュレータとを備える差動コントローラを対象にしている。第１のレギュレータは、第１のレギュレータ入力で第１のレギュレータ制御信号を受信し、第１のレギュレータ出力に第１のレギュレータ出力信号を生成する。第２のレギュレータは、第２のレギュレータ入力で第２のレギュレータ制御信号を受信し、第２のレギュレータ出力に第２のレギュレータ出力信号を生成する。負荷は、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間に電気的に連結されている。負荷電流および電圧は、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間の差に基づいている。
【０００４】
それぞれのレギュレータの制御信号は別々に生成さる。例えば、電流センサは、負荷における負荷電流を表現する負荷電流信号を生成する。第１の増幅器は、負荷電流信号と制御信号とを使用して第１のレギュレータ制御を生成するように構成される。第２の増幅器は、第１のレギュレータ入力電圧とコモンモード電圧とを使用して第２のレギュレータ制御信号を生成するように構成される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
差動コントローラであって、
第１のレギュレータ入力で第１のレギュレータ制御信号を受信し、第１のレギュレータ出力に第１のレギュレータ出力信号を生成するように構成されている第１のレギュレータと、
第２のレギュレータ入力で第２のレギュレータ制御信号を受信し、第２のレギュレータ出力に第２のレギュレータ出力信号を生成するように構成されている第２のレギュレータと、
上記第１のレギュレータ出力と上記第２のレギュレータ出力との間の負荷の状態に基づいて帰還信号を生成するように構成されている帰還センサと、
上記帰還信号と設定電圧とを使用して上記第１のレギュレータ制御信号を生成するように構成されている第１の増幅器と、
上記第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して上記第２のレギュレータ制御信号を生成するように構成されている第２の増幅器と、を備え、上記第１のレギュレータ出力および上記第２のレギュレータ出力は、少なくとも一部において上記コモンモード制御電圧に基づいている、差動コントローラ。
（項目２）
上記帰還センサが電流センサを備え、上記帰還信号が上記負荷における負荷電流に基づいている、上記項目に記載の差動コントローラ。
（項目３）
上記第１の増幅器の第１の増幅器出力と上記コモンモード制御電圧との間に連結された補償ネットワークをさらに備える、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目４）
上記負荷が誘導性構成要素を備え、上記負荷が負荷極周波数で極を含み、上記補償ネットワークが上記負荷極周波数で零点を含む、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目５）
閉位置および開位置を有するソフトスタートスイッチをさらに備え、上記ソフトスタートスイッチが上記閉位置にあるとき、上記ソフトスタートスイッチが上記補償ネットワークを短絡する、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目６）
電源電圧を使用して上記コモンモード制御電圧を生成するように構成されているコモンモード増幅器をさらに備える、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目７）
上記第２のレギュレータ制御信号が、上記第１のレギュレータ制御信号と上記コモンモード制御電圧との間の差に比例する、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目８）
上記第１のレギュレータがバックコンバータを備える、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目９）
電源電圧とコモンモード基準電圧とを使用して上記コモンモード制御電圧を生成するように構成されているコモンモード増幅器をさらに備え、上記コモンモード基準電圧が、上記バックコンバータの基準電圧に比例する、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目１０）
上記第１のレギュレータが第１のレギュレータ帰還ネットワークを備え、上記第１のレギュレータ制御信号が上記第１のレギュレータ帰還ネットワークに提供される、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目１１）
上記第１のレギュレータがリニアレギュレータを備える、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目１２）
上記第１のレギュレータ制御信号と上記第２のレギュレータ制御信号との間の差動電圧を最大値にクランプするように構成されているクランプ回路をさらに備える、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目１３）
上記帰還センサが電圧センサを備え、上記帰還信号が負荷電圧を指示する、上記項目のいずれかに記載の差動コントローラ。
（項目１４）
第１のレギュレータと第２のレギュレータを備える差動コントローラを用いて負荷を制御する方法であって、
帰還センサによって、帰還信号を生成するための負荷状態を感知することであって、上記負荷状態は、上記負荷に関連付けられ、上記負荷が、上記第１のレギュレータの第１のレギュレータ出力と上記第２のレギュレータの第２のレギュレータ出力との間にあることと、
第１の増幅器によって、上記帰還信号と設定電圧とを使用して、上記第１のレギュレータのための第１のレギュレータ制御信号を生成することと、
第２の増幅器によって、上記第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して上記第２のレギュレータのための第２のレギュレータ制御信号を生成することと、上記第１のレギュレータ出力および上記第２のレギュレータ出力が、少なくとも一部において上記コモンモード制御電圧に基づくこととを、含む方法。
（項目１５）
上記帰還センサが電流センサを備え、上記帰還信号が上記負荷における負荷電流を指示する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
電源電圧とコモンモード基準電圧を使用して上記コモンモード制御電圧を生成することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記電源電圧の増加に応答して、上記コモンモード制御電圧を増加させることと、
上記コモンモード制御電圧の上記増加に応答して、上記第１のレギュレータ制御信号を修正して第１のレギュレータ出力信号の電圧を増加させることと、
上記コモンモード制御電圧の上記増加に応答して、上記第２のレギュレータ制御信号を修正して第２のレギュレータ出力信号の電圧を増加させること、をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
電源電圧の減少に応答して、上記コモンモード制御電圧を減少させることと、
上記コモンモード制御電圧の上記減少に応答して、上記第１のレギュレータ制御信号を修正して第１のレギュレータ出力信号の電圧を減少させることと、
上記コモンモード制御電圧の上記減少に応答して、上記第２のレギュレータ制御信号を修正して第２のレギュレータ出力信号の電圧を減少させること、をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
差動コントローラであって、
第１のレギュレータ入力において受信された第１のレギュレータ制御信号に少なくとも一部分において基づいて、第１のレギュレータ出力において第１のレギュレータ出力信号を生成するための手段と、
第２のレギュレータ入力において受信された第２のレギュレータ制御信号に少なくとも一部分において基づいて、第２のレギュレータ出力において第２のレギュレータ出力信号を生成するための手段と、
上記第１のレギュレータ出力と上記第２のレギュレータ出力との間の負荷における状態に基づいて帰還信号を生成するための手段と、
上記帰還信号と設定電圧を使用して上記第１のレギュレータ制御信号を生成するための手段と、
上記第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧を使用して上記第２のレギュレータ制御信号を生成するための手段、を含み、上記第１のレギュレータ出力および上記第２のレギュレータ出力が、少なくとも一部分において上記コモンモード制御電圧に基づいている、差動コントローラ。
（摘要）
本明細書に記載の様々な例は、第１のレギュレータと第２のレギュレータとを備える差動コントローラを対象にしている。第１のレギュレータは、第１のレギュレータ制御信号を受信し、第１のレギュレータ出力信号を生成する。第２のレギュレータは、第２のレギュレータ制御信号を受信し、第２のレギュレータ出力信号を生成する。負荷は、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間に電気的に連結されている。負荷電流および電圧は、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間の差に基づいている。電流センサは、負荷における負荷電流を表現する負荷電流信号を生成する。第１の増幅器は、負荷電流信号と制御信号を使用して第１のレギュレータ制御を生成する。第２の増幅器は、第１のレギュレータ入力電圧とコモンモード電圧を使用して第２のレギュレータ制御信号を生成する。
【０００５】
図面において、それらは必ずしも縮尺通りに描かれておらず、同様の数字は異なる図において類似の構成要素を表すことがある。図面は、概して、例として、しかし限定するものではなく、本明細書で考察される様々な実施形態を説明している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、差動コントローラの一例を示す概略図である。
【図２】図２は、差動コントローラの別の例を示す概略図である。
【図３−１】図３Ａ〜３Ｇは、設定電圧ＶＳＥＴの変化および電源電圧の過渡変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答を例示する一連の時間整列プロットを示す。
【図３−２】図３Ａ〜３Ｇは、設定電圧ＶＳＥＴの変化および電源電圧の過渡変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答を例示する一連の時間整列プロットを示す。
【図３Ｇ】図３Ａ〜３Ｇは、設定電圧ＶＳＥＴの変化および電源電圧の過渡変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答を例示する一連の時間整列プロットを示す。
【図４−１】図４Ａ〜４Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらなる詳細を例示している。
【図４−２】図４Ａ〜４Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらなる詳細を例示している。
【図４−３】図４Ａ〜４Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらなる詳細を例示している。
【図５Ａ】図５Ａ〜５Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化後の整定に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらに詳細に例示している。
【図５−２】図５Ａ〜５Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化後の整定に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらに詳細に例示している。
【図５−３】図５Ａ〜５Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化後の整定に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらに詳細に例示している。
【図６−１】図６Ａ〜６Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、電源電圧の変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらに詳細に例示している。
【図６−２】図６Ａ〜６Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、電源電圧の変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらに詳細に例示している。
【図６Ｇ】図６Ａ〜６Ｇは、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロットを示し、電源電圧の変化に対する図２の差動コントローラのシミュレーションの応答についてさらに詳細に例示している。
【図７】図７は、制御信号を電圧モードバックコントローラの基準電圧入力に提供するように構成されている図２の差動コントローラの別の例を示す概略図である。
【図８】図８は、電圧制限機能および起動制御を有するように構成されている図２の差動コントローラの別の例を示す概略図である。
【図９】図９は、電圧帰還を有する図１の差動コントローラの一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本明細書に記載の差動コントローラを使用してステッピングモータを駆動する例示的な構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、差動コントローラを使用して熱電冷却または加熱デバイス（ＴＥＣ）を駆動する例示的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書に記載の様々な例は、別々の入力を有する第１および第２のレギュレータを含む差動コントローラを対象にしている。多くの既存の差動コントローラでは、第１および第２のレギュレータの出力は相補的である。すなわち、一方のレギュレータへの入力は、他方のレギュレータへの入力の補完あるいは反対である。この構成は、例えば、起動時および電源電圧またはコモンモード電圧が変化する場合に、差動コントローラの動作に不連続性を生じさせる可能性がある。これは、例えば、電源電圧のノイズが多い環境において、および／またはコモンモード電圧を変化させることが望ましい場合には、差動コントローラを制限する。
【０００８】
本明細書に記載の差動コントローラは、例えば、別々に生成される別々の入力を有する第１および第２のレギュレータを提供することによって、これらおよび他の課題に少なくとも部分的に対処する。例えば、差動コントローラのそれぞれのレギュレータへの入力は、差動コントローラ出力からの帰還に基づいて別々に生成することができる。例えば、差動コントローラによって生成された負荷電流を表現する負荷電流信号に基づいて第１のレギュレータ入力を生成することができる。第２のレギュレータ入力は、第１のコンバータ入力およびコモンモード電圧に基づいて生成することができる。このようにして、様々なコンバータ出力は、ノイズおよび負荷に関連した不規則性に反応して別々に上下し得る。このように構成されているレギュレータを有する差動コントローラはまた、電源電圧またはコモンモード電圧の変化に対してより連続的に応答し得る。
【０００９】
いくつかの例では、第１および第２のコンバータへの入力は、コンデンサ、インダクタなどの能動部品を１つ以上含む補償ネットワークによって関連付けられている。補償ネットワークは、コモンモード電圧の変化に応答して第１のコンバータへの入力を変化させ、また負荷電流に応答して第２のコンバータ入力を変化させ得る。いくつかの例では、補償ネットワークはまた、システムに零点を加えるように構成される。補償ネットワークによって提供される零点は、負荷によってシステムに追加された極を相殺するように位置決めさせることができる。例えば、直流（ＤＣ）モータなどの誘導負荷は、システム帯域幅内の周波数にあり得る極を追加する。
【００１０】
図１は、差動コントローラ１００の一例を示す概略図である。差動コントローラ１００は、負荷１０６を駆動する第１のレギュレータ１０２と第２のレギュレータ１０４とを備える。レギュレータ１０２、１０４は、例えば、１つ以上のスイッチングレギュレータ、１つ以上のリニアレギュレータなどのような任意の適切な種類のレギュレータであるか、またはそれらを含み得る。例えば、電力消費を低減することが望ましい用途では、レギュレータ１０２、１０４は、バックコンバータなどのスイッチングレギュレータを用いて構成され得る。電力消費が設計上の関心事ほど重要ではない用途では、レギュレータ１０２、１０４は、例えば１つ以上の増幅器などのリニアレギュレータを用いて実装することができる。
【００１１】
図１の例では、レギュレータ１０２、１０４は、レギュレータ１０２、１０４の出力にそれぞれの出力信号ＲＯＵＴ１、ＲＯＵＴ２を生成する。出力信号ＲＯＵＴ１およびＲＯＵＴ２は、それぞれのレギュレータ１０２、１０５の制御入力に提供されるそれぞれの制御信号ＣＩＮ１、ＣＩＮ２に依存する。図１の例では、出力信号ＲＯＵＴ１、ＲＯＵＴ２の電圧は、制御信号ＣＩＮ１、ＣＩＮ２に対して位相がずれている（例えば、逆位相）。例えば、制御信号ＣＩＮ１またはＣＩＮ２の電圧の増加は、対応する出力信号ＲＯＵＴ１またはＲＯＵＴ２の電圧の減少をもたらす。同様に、制御信号ＣＩＮ１またはＣＩＮ２の電圧の減少は、対応する出力信号ＲＯＵＴ１またはＲＯＵＴ２の電圧の増加をもたらす。同相制御信号および出力を有する構成もまた企図され、同相制御信号および出力を有する例示的な差動コントローラが図７および図８にそれぞれ説明されている。
【００１２】
レギュレータ１０２、１０４は、出力を制御信号ＣＩＮ１およびＣＩＮ２によって設定された所望の電圧に調整するためにローカル帰還ネットワーク１２２、１２４を含み得る。例えば、ローカル帰還ネットワーク１２２は、第１の制御信号ＣＩＮ１から第１のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ１へ所望の低周波閉ループ利得を提供するように構成され得る。同様に、ローカル帰還ネットワーク１２４は、第２の制御信号ＣＩＮ２から第２のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ１へ所望の低周波閉ループ利得を提供するように構成され得る。レギュレータ１０２、１０４のそれぞれの低周波、閉ループ利得は、用途に応じて同じでも異なってもよい。図１の例では、制御信号ＣＩＮ１、ＣＩＮ２は、帰還ネットワーク１２２、１２４とは別にレギュレータに提供されている。他の例では、例えば、図２に例示するように、制御信号はそれぞれのレギュレータの帰還ネットワークに提供されている。
【００１３】
負荷１０６は、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間に電気的に連結されている。差動コントローラ１００の出力は、負荷１０６の両端間にあり、図１の例では、電流センス抵抗１２６の両端にもある。Ｉｂによって与えられる負荷電流およびＶｂによって与えられる負荷電圧は、第１のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ１と第２のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ２との間の差に基づく。負荷１０６は、誘導性、抵抗性、容量性、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの例では、負荷１０６は、誘導構成要素および抵抗構成要素を含む電気モータであるかまたはそれを含む。負荷電圧Ｖｂは、第１のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ１および第２のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ２の電圧間の差である（またはそれに関連する）。
【００１４】
帰還センサ１１１は負荷１０６の状態を感知して帰還信号を生成する。図１の例では、帰還センサ１１１は、負荷と直列に設けられた電流センス抵抗１０６と電流センス増幅器１１２とを備える電流センサを含む。電流センス増幅器の出力は、この例では、本明細書で説明するように、設定電圧ＶＳＥＴに基づいて負荷電流Ｉｂを調整するための帰還信号として使用される負荷電流信号ＩＭＯＮである。他の例では、差動コントローラは、例えば、以下の図９に示すように、設定電圧ＶＳＥＴに基づいて負荷電圧Ｖｂを調整するように構成される。
【００１５】
具体的に図１の例を参照すると、電流センス抵抗１２６が負荷１０６と直列に設けられているので、電流センス抵抗１２６を介して降下する電圧は負荷電流Ｉｂに比例する。電流センス増幅器１１２は、電流センス抵抗１２６の両端の電圧降下を増幅して負荷電流信号ＩＭＯＮを生成するように構成されている。電流センス抵抗１２６の両端の電圧降下と同様に、電流信号ＩＭＯＮは、負荷電流Ｉｂに比例する電圧を有する。いくつかの例では、電流センス増幅器１１２は、ゼロ電流出力が０Ｖ以外の電圧になるようにオフセット電圧を含む。
【００１６】
負荷電流信号ＩＭＯＮは、トランスコンダクタンス増幅器１１４（例えば、その非反転入力）に提供される。トランスコンダクタンス増幅器１１４は、負荷電流信号ＩＭＯＮを、ＶＳＥＴと表記された差動コントローラ１００の設定電圧と比較する。設定電圧ＶＳＥＴは、トランスコンダクタンス増幅器１１４の反転入力に提供され得る。（制御信号ＣＩＮ１、ＣＩＮ２が出力信号ＲＯＵＴ１、ＲＯＵＴ２と同相である例では、設定電圧ＶＳＥＴは、図７および８でそれぞれ説明するように、トランスコンダクタンス増幅器１１４の非反転入力に提供され得る。）
トランスコンダクタンス増幅器１１４は、例えば、負荷電流信号ＩＭＯＮと設定電圧ＶＳＥＴとの間の差に応じて、トランスコンダクタンス増幅器１１４によってソースされるかまたはシンクされる電流を生成する。例えば、ＩＭＯＮがＶＳＥＴより大きいとき、トランスコンダクタンス増幅器１１４はその出力に電流をソースする。負荷電流信号ＩＭＯＮがＶＳＥＴよりも小さいとき、トランスコンダクタンス増幅器１１４はその出力から電流をシンクする。トランスコンダクタンス増幅器１１４の出力における電圧ＶＣＰは、第１のレギュレータ制御信号ＣＩＮ１として第１のレギュレータ１０２に提供される。図１の例では、電圧ＶＣＰは、制御信号ＣＩＮ１として第１のレギュレータ１０２に提供される前に、ユニティ利得のバッファ１１６によって整えられる。このようにして、設定電圧ＶＳＥＴは、負荷電流Ｉｂが設定電圧ＶＳＥＴを追跡するように、差動コントローラ１００に入力を提供する。
【００１７】
第２のレギュレータ１０４の制御ＣＩＮ２は、第１のレギュレータ制御信号ＣＩＮ１およびコモンモード制御電圧ＶＣＭＣに基づいて生成される。例えば、反転利得増幅器１１８は、反転入力で第１のレギュレータ制御信号ＣＩＮ１を受信し、非反転入力でコモンモード制御電圧ＶＣＭＣを受信する。コモンモード制御電圧ＶＣＭＣは、差動コントローラ１００の所望のコモンモード出力電圧を設定する信号（例えば電圧）である。いくつかの例では、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣは、レギュレータ制御入力ＣＩＮ１およびＣＩＮ２のコモンモード電圧に等しい。
【００１８】
コモンモード出力電圧は、第１のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ１および第２のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ２の平均電圧である。第１のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ１が１０Ｖであり、第２のレギュレータ出力信号ＲＯＵＴ２が２Ｖである例を考える。差動出力電圧Ｖｂは８Ｖ、コモンモード出力電圧は６Ｖになる。
【００１９】
図１の差動コントローラ１００では、コモンモード出力電圧はコモンモード制御電圧ＶＣＭＣによって設定される。図に示されるように、第２のレギュレータ入力ＣＩＮ２は、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣに加えられる第１のコントローラ入力ＣＩＮ１の反転から生成される。コモンモード出力電圧が一定のままである実装形態では、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣも一定であってもおよび／または可変であってもよい。図２に関してより詳細に説明されるいくつかの例では、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣは、電源電圧を追跡するように修正される。これにより、コモンモード出力電圧もまた電源電圧を追跡する。このようにして、差動コントローラ１００は、差動コントローラ１００の出力に影響を及ぼすことなくコモンモード制御電圧ＶＣＭＣを修正することによって電源電圧の変化に応答する。
【００２０】
図１の例では、差動コントローラ１００はまた、トランスコンダクタンス増幅器１１４の出力電圧ＶＣＰをコモンモード制御電圧ＶＣＭＣに連結する補償ネットワーク１２０を含む。図１の例では、補償ネットワーク１２０は、トランスコンダクタンス増幅器１１４の出力電圧ＶＣＰとコモンモード制御電圧ＶＣＭＣとの間に位置決めされている。いくつかの例では、補償ネットワーク１２０は、２つの極と１つの零点を有するタイプ２補償ネットワークである。本明細書に記載のように、補償ネットワーク１２０は、負荷１０６の帯域内極を相殺するように零点を位置決めするように構成され得る。２つの極については、低周波極がシステムループの支配極を設定する。高周波極は、意図したシステムループ帯域幅の外側に位置決めされる。補償ネットワーク１２０は、必ずしもタイプ２補償ネットワークとは限らない。例えば、補償ネットワーク１２０は、タイプ１補償ネットワークまたは他の適切な補償ネットワークであってもよい。例えば、補償ネットワーク１２０をタイプ１補償として構成することは、負荷が抵抗性である例において有用であり得る。
【００２１】
起動時に、負荷電流は最初ゼロになり、負荷電流信号ＩＭＯＮを設定電圧ＶＳＥＴよりも低く駆動する。トランスコンダクタンス増幅器１１４は、負荷電流を増加させるために第１のコンバータ出力信号ＲＯＵＴ１の電圧をより高く調整する第１のコンバータ制御信号ＣＩＮ１を提供しながら電流をシンクする。第２のコンバータ制御信号ＣＩＮ２は、負荷電流を増加させるために第２のコンバータ出力信号ＲＯＵＴ２の電圧をより低く調整するように増幅器１１８によって設定される。
【００２２】
図２は、差動コントローラ２００の別の例を示す概略図である。この例では、差動コントローラ２００のレギュレータは２つの電圧モードバックコンバータ２０２、２０４を含む。バックコンバータ２０２は、第１のコンバータ制御信号Ｖ１を受信し、第１のコンバータ出力電圧Ｖ３を生成する。バックコンバータ２０４は、第２のコンバータ制御信号Ｖ２を受信し、第２のコンバータ出力電圧Ｖ４を生成する。差動コントローラ２００の差動出力電圧Ｖｂは、負荷２０６および電流センス抵抗ＲＳＮＳにわたって現れる。図２の例では、負荷２０６は、等価直列抵抗ＥＳＲおよび負荷インダクタンスＬｌｏａｄを含む。例えば、負荷２０６は、ＤＣ電気モータであるか、またはそれを含み得る。
【００２３】
バックコンバータ２０２は、電源電圧ＶＳとグランドとの間に直列に接続されたハイサイドデバイスＭ１およびローサイドデバイスＭ２を備える電力段２３０を含む。ハイおよびローサイドデバイスの両方に共通の端子ＳＷ１はインダクタＬ１に接続されている。インダクタＬ１はまた、バックコンバータ２０２の出力フィルタを形成するために出力コンデンサＣ２に接続されている。第１のコンバータ出力信号Ｖ３は出力コンデンサＣ２の両端に現れる。ハイサイドデバイスＭ１およびローサイドデバイスＭ２は、デバイスＭ１、Ｍ２の状態に応じて、スイッチノードＳＷ１から電源電圧ＶＳへあるいはグランドへ低インピーダンス経路を提供するスイッチとして作動する。ハイサイドデバイスＭ１およびローサイドデバイスＭ２は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）などのような任意の適切なスイッチングデバイスであり得、またはそれらを含み得る。
【００２４】
デバイスＭ１、Ｍ２の状態は、バックドライバ２３８と組み合わせた電圧モードバックコントローラ２３４によって制御される。例えば、マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能なＬＴＣ３８６１‐１製品を含む、任意の適切な電圧モードバックコントローラが使用され得る。電圧モードバックコンバータ２３４は、入力として基準電圧ＲＥＦ１および帰還電圧ＦＢ１を受信し、出力としてパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号ＰＷＭ１を生成する。制御信号ＰＷＭ１はドライバ２３８に提供され、ドライバ２３８は、ハイおよびローサイドデバイスＭ１、Ｍ２に提供される対応するスイッチング信号Ｔｇ１、Ｂｇ１を生成する。例えば、マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能なＬＴＣ４４４９製品を含む任意の適切なドライバが使用され得る。これは、バックコンバータ２０２のための制御構成の一例にすぎない。例えばシングルチップソリューションを含めて、デバイスＭ１、Ｍ２を駆動するための他の構成が使用されてもよい。
【００２５】
図２の例では、基準電圧ＲＥＦ１は、例えば電源電圧ＶＳおよび／または内部基準電圧から導出し得る電圧源ＶＲ１によって駆動される。図２の例では、バックコンバータ２０２用の帰還電圧ＦＢ１は、タイプ３補償ネットワーク２４２を含むコンバータ帰還経路によって提供される。タイプ３補償ネットワークは、抵抗Ｒ１２、Ｒ１１、ＲＦＢ１ａ、ＲＦＢ１ｂおよびコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を含む。補償ネットワーク２４２は、ＬＣからの２つの極を相殺するために、インダクタＬ１およびコンデンサＣ２のＬＣタンクのあたりに２つの零点を生み出す。これにより、バックコンバータ２０２がより良好な位相マージンで動作することが可能になる。いくつかの例では、他の種類の補償ネットワークを使用し得る。例えば、図２に示すタイプ３ネットワークの代わりに、タイプ２補償を使用して、帰還電圧ＦＢ１をバックコントローラ２３４に提供してもよい。
【００２６】
バックコンバータ２０４は、バックコンバータ２０２と同様の様態で構成されている。例えば、バックコンバータ２０４は、ハイサイドデバイスＭ３とローサイドデバイスＭ４とを含む電力段２３２を備える。デバイスＭ３およびＭ４の両方に共通の端子ＳＷ２は、バックコンバータ２０４のインダクタＬ２およびコンデンサＣ３に連結されている。電圧モードバックコントローラ２３６は、パルス幅変調出力信号ＰＷＭ２を生成する。ドライバ２４０は、出力信号ＰＷＭ２をデバイスＭ３、Ｍ４のための適切なスイッチング信号Ｔｇ２、Ｂｇ２に変換する。電圧モードバックコントローラ２３６はまた、電圧源ＶＲ２によって駆動される基準電圧ＲＥＦ２と、タイプ３補償ネットワーク２４４を介して提供される帰還電圧ＦＢ２とを受信する。補償ネットワーク２４４は、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、ＲＦＢ２ａ、ＲＦＢ２ｂ、およびコンデンサＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３を含む。
【００２７】
図２の構成では、コンバータ出力信号Ｖ３およびＶ４は、それぞれの補償ネットワーク２４２、２４４の基部でそれぞれの制御信号Ｖ１およびＶ２によって制御される。例えば、定常状態では、バックコンバータ２０２、２０４の帰還電圧ＦＢ１、ＦＢ２はそれぞれの基準電圧ＲＥＦ１、ＲＥＦ２に等しい。バックコンバータ２０２、２０４の低周波閉ループ利得は、それぞれの帰還抵抗の比によって決定される。例えば、バックコンバータ２０２の低周波閉ループ利得は、以下の式［１］によって与えられる。
【００２８】
【数１】
2020005494.tif 000003
【００２９】
同様に、バックコンバータ２０４の低周波閉ループ利得は、以下の式［２］によって与えられる。
【００３０】
【数２】
2020005494.tif 000004
【００３１】
この例において、バックコンバータ２０２、２０４に対する閉ループ利得の‐３ｄＢ周波数は、ｆＵＧ／ＡＯ＿ＢＵＣＫにほぼ等しく、ここでｆＵＧは閉ループ利得のユニティ利得周波数であり、ＡＯ＿ＢＵＣＫは低周波閉ループ利得である。いくつかの例では、２つのバックコンバータ２０２、２０４は同じ過渡応答を有するように構成される。これは、（ｉ）等しい抵抗ＲＦＢ１ａおよびＲＦＢ２ａを使用する、（ｉｉ）等しい抵抗ＲＦＢ１ｂおよびＲＦＢ２ｂを使用する、（ｉｉｉ）基準電圧ＲＥＦ１およびＲＥＦ２を互いに等しく設定することによって達成し得る。
【００３２】
図２において、電流センサは、電流センス抵抗ＲＳＮＳと電流センス増幅器Ａ１とを含む。電流センス抵抗ＲＳＮＳは、電流センス抵抗ＲＳＮＳの電流が負荷電流と等しくなるように負荷２０６と直列に接続されている。電流センス増幅器Ａ１は、電流センス抵抗ＲＳＮＳの両端に接続されている。したがって、電流センス増幅器Ａ１の出力における負荷電流信号ＩＭＯＮは、電流センス抵抗ＲＳＮＳの両端の電圧降下に比例し、かつ負荷電流に比例する。いくつかの例では、電流センス増幅器Ａ１はＤＣオフセットを持たせて構成される。電流センス増幅器Ａ１は任意の適切な利得を有し得る。いくつかの例では、電流センス増幅器Ａ１の利得Ａ０＿ＩＭＯＮは、負荷電流信号ＩＭＯＮが最大予想負荷電流で電流センス増幅器Ａ１を飽和させないように選択される。
【００３３】
負荷電圧Ｖｂから負荷電流信号ＩＭＯＮまでの低周波電圧利得は、以下の式［３］によって与えられ得る。
【００３４】
【数３】
2020005494.tif 000005
【００３５】
式［３］によって示されるように、負荷Ｌｌｏａｄのインダクタンスは低周波極を追加する。低周波極位置ｐＬｏａｄ（負荷極周波数）は、負荷インダクタンスＬｌｏａｄ、直列抵抗ＲＳＮＳおよびＥＳＲに関連し、以下の式［４］で与えられる。
【００３６】
【数４】
2020005494.tif 000006
【００３７】
様々な例において、この極の比較的低い周波数は、それがシステム帯域幅内にあることを引き起こし得る。極がシステム帯域幅内にあるとき、補償がないと、差動コントローラ２００内で不安定になる可能性がある。いくつかの例では、負荷インダクタンスＬｌｏａｄによって追加された極は、本明細書に記載のように、補償ネットワーク２４６によって相殺される。電流センス増幅器Ａ１もまた、少なくとも１つの極を有し得る。しかしながら、様々な例において、電流センス増幅器Ａ１は、その極または複数の極をシステム帯域幅の外側に位置決めするように選択される。したがって、電流センス増幅器Ａ１の１つの極または複数の極は、差動コントローラ２００に大きな影響を有し得ない。
【００３８】
負荷電流信号ＩＭＯＮはトランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１に提供され、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は設定電圧ＶＳＥＴも受信する。この例では、ＶＳＥＴは電圧源ＶＲ４によって駆動される。差動コントローラ２００がＤＣモータを駆動する例では、設定電圧ＶＳＥＴは、マイクロコントローラまたは他のシステム構成要素によって提供され得、モータの所望の速度に比例し得る。
【００３９】
トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、設定電圧ＶＳＥＴと負荷電流信号ＩＭＯＮとの間の差に比例する出力電流を作り出す。この構成では、負荷電流信号ＩＭＯＮはトランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の非反転入力に提供され、設定電圧ＶＳＥＴはトランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の反転入力に提供される。トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、負荷電流信号ＩＭＯＮと設定電圧ＶＳＥＴとの間の比較に応じて電流をシンクまたはソースする。
【００４０】
補償ネットワーク２４６が、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の出力とコモンモード制御電圧ＶＣＭＣとの間に接続されている。トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の出力における電圧ＶＣＰは、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１および補償ネットワークによってシンクまたはソースされる電流に依存し得る。コモンモード制御電圧ＶＣＭＣが一定であるとき、負荷電流信号ＩＭＯＮから電圧ＶＣＰまでの小信号利得は以下の式［５］によって与えられる。
【００４１】
【数５】
2020005494.tif 000007
【００４２】
式［５］において、ｇｍ１はトランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１のトランスコンダクタンスであり、ｒｏはトランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の小信号出力インピーダンスである。抵抗Ｒｚ並びにコンデンサＣｃおよびＣｃ２は補償ネットワーク２４６の一部である。式［５］は、１つの零点と２つの極を有しており、補償ネットワーク２４６がタイプ２補償ネットワークであることを示している。
【００４３】
差動コントローラ２００のループ利得は、以下の式［６ａ］および［６ｂ］によって与えられるように、システムのループの周りの利得を考慮することによって見つけることができる。
【００４４】
【数６】
2020005494.tif 000008
【００４５】
式［６ａ］および［６ｂ］は、差動コントローラ２００が３つの極と１つの零点を有することを示している。零点は、以下の式［７］によって与えられる周波数ｆｚ１に位置する。
【００４６】
【数７】
2020005494.tif 000009
【００４７】
補償ネットワーク２４６の抵抗ＲｚおよびコンデンサＣｃの値は、負荷インダクタンスに関連付けられた極の周波数でシステム零点を置くように選択され得る（上記の式［４］）。これにより、例示の差動コントローラ２００には２つの極が残る。支配極は、コンデンサＣｃおよびトランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の小信号出力インピーダンスｒｏに関連付けられている。二次極は、抵抗ＲｚおよびコンデンサＣ２に関連付けられている。
【００４８】
バックコンバータ２０２、２０４の閉ループ‐３ｄｂ周波数は、差動コントローラ２００のシステムクロスオーバー周波数を超えてもよく、二次極周波数より大きくてもよい。いくつかの例では、差動コントローラ２００が４５度を超える位相マージンを有することになる場合、二次極の位置は、ユニティ利得周波数またはそれより大きい周波数に置かれ得る。差動コントローラ２００が単極ロールオフを有するとき、システムループユニティ利得周波数は、ＤＣループ利得に支配極の周波数を掛けたものに等しく、以下の式［８］によって与えられる。
【００４９】
【数８】
2020005494.tif 000010
【００５０】
差動コントローラ２００は、それぞれ制御信号Ｖ１、Ｖ２を生成する増幅器Ａ３、Ａ４を含む。増幅器Ａ３は、制御信号Ｖ１が電圧ＶＣＰに等しくなるように、ユニティ利得バッファとして構成され得る。増幅器Ａ４は、‐Ｒｙ／Ｒｘに等しい閉ループ利得を有する反転増幅器として構成され得る。制御信号Ｖ１とＶ２との間の電圧差は、ＶＣＰとＶＣＭＣとの間の電圧差に依存し、次式によって与えられる。
【００５１】
【数９】
2020005494.tif 000011
【００５２】
増幅器Ａ４の利得が１である場合（例えば、Ｒｙ＝Ｒｘ）、制御信号Ｖ１およびＶ２のコモンモード電圧はコモンモード制御電圧ＶＣＭＣに等しい。制御信号Ｖ１の電圧がコモンモード制御電圧ＶＣＭＣより高いとき、Ｖ２は同じ量だけＶＣＭＣより低い。抵抗Ｒｙと抵抗Ｒｘの値が等しいとき、ＶＣＰの変化はＶ１およびＶ２の差動電圧を変えるが、制御信号Ｖ１およびＶ２のコモンモード電圧は同じままでＶＣＭＣに等しい。この特別な条件は、コントローラが、差動およびコモンモード出力電圧にわたって独立した制御を有することを可能にする。いくつかの例では、抵抗ＲｙおよびＲｘの値は異なってもよい。ＲｙがＲｘに等しくないとき、制御信号Ｖ１およびＶ２のコモンモード電圧はＶＣＰ電圧と共に変化する。増幅器Ａ３およびＡ４は、Ａ３およびＡ４によって導入される任意の極がシステム帯域幅を超えるように構成されてもよく、したがって、増幅器Ａ３およびＡ４は、システムループに大きな影響を有し得ない。
【００５３】
差動コントローラ２００の負荷電流は、負荷電流信号ＩＭＯＮと設定電圧ＶＳＥＴを等しくなるように駆動する負帰還を用いて設定電圧ＶＳＥＴを追跡する。例えば、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の出力で電流をシンクまたはソースすることによって負帰還を通して負荷電流信号ＩＭＯＮと設定電圧ＶＳＥＴとを等しく駆動する。
【００５４】
この構成では、負荷電流信号ＩＭＯＮが設定電圧ＶＳＥＴよりも高いとき、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は電流をソースし、それが電圧ＶＣＰを増加させる。ＶＣＰが上昇するとき、第１のコンバータ制御信号Ｖ１が増加し、同時に第２のコンバータ制御信号Ｖ２が減少する。式［３］および式［４］から、制御信号Ｖ１およびＶ２が増加すると、コンバータ出力信号Ｖ３およびＶ４は減少する。したがって、制御信号Ｖ１の増加および制御信号Ｖ２の減少は、コンバータ出力電圧Ｖ３を下降させ、コンバータ出力電圧Ｖ４を上昇させる。これにより出力電圧Ｖｂが低下し、それによって負荷電流が減少し、電流センス抵抗ＲＳＮＳの両端の電圧降下の減少に至る。これは、負荷電流信号ＩＭＯＮと設定電圧ＶＳＥＴが等しくなるまで負荷電流信号ＩＭＯＮを下降させる。
【００５５】
この構成例では、ゼロ電流レベルより高い負荷電流信号ＩＭＯＮは、負荷電流がＶ３からＶ４に流れていることを表し、ゼロ電流レベルより低い負荷電流信号ＩＭＯＮは、負荷電流がＶ４からＶ３に流れていることを表し得る。（ゼロ電流レベルは、負荷電流がゼロのときに生じるＩＭＯＮレベル（例えば、電圧）である。これは、ゼロボルトであり得、または増幅器Ａ１がオフセットを有する場合、異なる値であり得る。）負荷電流信号ＩＭＯＮがゼロ電流レベルにあるとき、負荷電流はゼロであり、コンバータ出力信号Ｖ３およびＶ４の定常状態電圧は等しく、コモンモード出力電圧にある。コンバータ出力信号Ｖ３およびＶ４の電圧が同じである場合、制御信号Ｖ１、Ｖ２は同じであり、これは電圧ＶＣＰがコモンモード制御電圧ＶＣＭＣに等しいことを意味する。
【００５６】
いくつかの例では、図のように、オプションのクランプダイオード２４８がＶＣＰとＶＣＭＣとの間に連結されて、ＶＣＰとＶＣＭＣとの間の差を１ダイオード未満、例えば０．７Ｖに制限する。クランプダイオード２４８が存在する場合、それはＶＣＰとＶＣＭＣとの間の最大差動電圧を制限し得る。これはまた、バックコンバータ２０２、２０４の最大差動出力をクランプする。バックコンバータ２０２、２０４の最大差動出力をクランプすることは、バックコンバータ２０２、２０４が電源電圧ＶＳのレールにぶつかるのを防ぎ得る。電源電圧ＶＳにぶつかると、バックコンバータ２０２、２０４を開ループで実行し、ＬＣタンク周波数でリンギングさせ得る。図２はダイオードを使用した特定のクランプ回路を示しているが、他のクランプ回路を使用することもできる。例えば、クランプ回路は、２つの直列ダイオードを使用してＶＣＰおよびＶＣＭＣを２ダイオード電圧未満にクランプするなどの他の方法で実装することができる。
【００５７】
設定電圧ＶＳＥＴがゼロ電流負荷電流信号ＩＭＯＮより上にバイアスされるとき、定常状態負荷電流は正方向に流れている。負荷電流は、第１のバックコンバータ２０２によってソースされ、第２のバックコンバータ２０４によってシンクされる。それに応じて、第１のコンバータ出力電圧Ｖ３は第２のコンバータ出力電圧Ｖ４より大きい。図２の構成では、これは、第１のコンバータ制御信号Ｖ１が第２のコンバータ制御信号Ｖ２よりも低いことを意味する（上記の式［３］と［４］を参照）。それに応じて、トランスコンダクタンス増幅器の出力電圧ＶＣＰは、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣよりも低い。定常状態では、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１はゼロアンペアを出力し、コンデンサＣｃおよびＣｃ２にわたる電圧降下はＶＣＰとＶＣＭＣとの間の差に等しい。
【００５８】
コモンモード出力電圧は一定値に設定されてもよいが、いくつかの例では、コモンモード出力電圧は可変である。図２の例示的差動コントローラ２００では、コモンモード出力電圧は、コモンモード増幅器Ａ２によって駆動されるＶＣＭＣ電圧に依存する。増幅器Ａ２は反転ゲイン増幅器として構成されており、その出力は電源電圧ＶＳによって変化する。この例では、電源電圧ＶＳが増加するとき、ＶＣＭＣは減少する。ＶＣＰは補償ネットワーク２４６を介してＶＣＭＣに連結されているので、ＶＣＭＣが減少すると、ＶＣＰも減少する。トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、ＶＣＰがＶＣＭＣと共に自由に動くことを可能にするために高い出力インピーダンスを有するように選択され得る。システムが定常状態にあり、入力電圧がより高いレベルに変化すると仮定してみよう。理想的には、コンバータ出力信号Ｖ３とＶ４は、負荷電流が変化しないように保つために同じ差動出力電圧を維持しながら新しいコモンモード出力電圧に移動する必要がある。コントローラの出力電圧Ｖｂが過渡期間を通して同じに保たれるべきである場合、制御信号Ｖ１とＶ２の間の電圧差は過渡期間を通して同じままであり、それはＶＣＰとＶＣＭＣとの間の電圧差は変化しないことを意味する。コモンモード出力電圧が新しい値に遷移すると、ＶＣＰとＶＣＭＣの両方の電圧が同じ量だけ一緒に下がる。式［９］によれば、ＶＣＭＣは変化するが電圧差ＶＣＰ‐ＶＣＭＣが変化しない場合、電圧差Ｖ１‐Ｖ２は変化しないままである。本明細書に記載のように、これは、電源電圧の過渡変化および電源電圧ＶＳに対する他の変化に応じて差動コントローラ２００をより堅牢にする。
【００５９】
コモンモード増幅器Ａ２は、電源電圧ＶＳと電圧源ＶＲ３によって駆動されるコモンモード基準電圧ＲＥＦ３からコモンモード制御電圧ＶＣＭＣを生成する。コモンモード増幅器Ａ２の利得は、抵抗ＲＣＭ１およびＲＣＭ２によって決定され、以下の式［１０］によって与えられる。
【００６０】
【数１０】
2020005494.tif 000012
【００６１】
この構成では、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣは、電源電圧ＶＳが変化するにつれて差動コントローラ２００の動作中に変化する。いくつかの例では、コモンモード出力電圧は、負荷にわたる差動出力電圧範囲を最大にするために電源電圧ＶＳの半分に位置決めされ得る。
【００６２】
これは、式［１］のＶ３にＶＳ／２を、Ｖ１にＶＣＭＣを代入することによってなされ得る。ＶＳ／２でのコモンモード出力電圧に対する抵抗比ＲＣＭ２／ＲＣＭ１と基準電圧ＲＥＦ３は、以下の式［１１］と［１２］によって与えられる。
【００６３】
【数１１】
2020005494.tif 000013
【００６４】
【数１２】
2020005494.tif 000014
【００６５】
図に示されるように、電源電圧ＶＳの増加は、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣを減少させ、それはコンバータ出力信号Ｖ３およびＶ４を上昇させる。
【００６６】
図２におけるＶＣＰとＶＣＭＣとの間の補償ネットワークは、コモンモード出力電圧が変化したときに差動コントローラがより良好な過渡応答を有することを可能にする。差動コントローラ２００が定常状態にあり、電源の過渡変化が電源電圧ＶＳをより高いレベルに変化させる例を考えてみよう。差動コントローラ２００は、同じ差動出力電圧Ｖｂを維持しながら、新しいコモンモード出力電圧に移動することによって応答し得る。電源電圧ＶＳが上昇するとき、コモンモード増幅器Ａ２はコモンモード制御電圧ＶＣＭＣを低下させる。トランスコンダクタンス増幅器の出力電圧ＶＣＰは、補償ネットワーク２４６を介してコモンモード制御電圧ＶＣＭＣに連結されるので、ＶＣＰはＶＣＭＣの減少に等しい量だけ下がる。ＶＣＰとＶＣＭＣとの間の連結は、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１がＶＣＰを駆動することなく、ＶＣＰが新しい位置に遷移することを可能にし得る。
【００６７】
コモンモード制御電圧ＶＣＭＣおよびトランスコンダクタンス出力電圧ＶＣＰの相補的な減少は、電源電圧ＶＳの増加に比例した量だけ制御信号Ｖ１、Ｖ２を低下させる。ＶＣＭＣとＶＣＰは同じ量だけ減少するので、制御信号Ｖ１とＶ２の間の差は一定のままである。したがって、コンバータ出力信号Ｖ３、Ｖ４は両方とも上昇するが、コンバータ出力信号Ｖ３、Ｖ４間の差（例えば、差動出力電圧Ｖｂ）は同じままである。
【００６８】
図２の差動コントローラ２００は、マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能なシミュレータＬＴＳｐｉｃｅを使用してシミュレートされた。シミュレータにおいて、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能なＬＴ１２２８製品を利用して実装された。トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１のトランスコンダクタンスは、適切な分圧器およびダイオード回路を使用して５００ｕＳに設定された。２つの電圧モードバックコントローラ２３４、２３６は、マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能なＬＴＣ３８６１‐１製品の一例を用いてシミュレートされた。ＬＴＣ３８６１−１製品は２チャネルのＰＷＭ出力を提供する。それぞれの基準電圧ＲＥＦ１、ＲＥＦ２は、ＬＴＣ３８６１−１製品の固定０．６Ｖ内部基準によって提供された。ＬＴＣ３８６１−１のＰＷＭ出力は、ＰＷＭ１およびＰＷＭ２信号をバックドライバ２３８、２４０に提供する。バックドライバ２３８、２４０は、マサチューセッツ州、ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能なＬＴＣ４４４９ＮチャネルＭＯＳＦＥＴドライバ製品を使用してシミュレートされた。負荷２０６は、ＥＳＲを表す２Ωの抵抗と直列の、Ｌｌｏａｄを表す１０ｍＨのインダクタによってモデル化された。
【００６９】
電流センス抵抗ＲＳＮＳは１５ｍΩとしてモデル化された。電流センス増幅器Ａ１は、両方ともマサチューセッツ州、ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能な、ＬＴＣ６１０４電流センス増幅器製品とＬＴ１００４−２．５電圧基準製品を用いてシミュレートされた。ＬＴＣ６１０４は、電流センス抵抗ＲＳＮＳの両端の電圧に比例する出力電流を生成する。ＬＴ１００４は、ゼロ負荷電流ＩＭＯＮ電圧を提供するためのシャントレギュレータを形成した２．５Ｖツェナーダイオードを内蔵する。シミュレートした例では、電流センス抵抗ＲＳＮＳの両端の電圧からの利得は、約３６．６Ｖ／Ｖでシミュレートされた。増幅器Ａ２、Ａ３、およびＡ４は、マサチューセッツ州、ノーウッドのアナログ・デバイセズ社から入手可能な製品ＬＴ１８０２を使用してシミュレートされた。
【００７０】
図３Ａ〜３Ｇは、設定電圧ＶＳＥＴの変化および電源電圧ＶＳの過渡変化に対する、上述の差動コントローラ２００のシミュレーションの応答を例示する一連の時間整列プロット３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４を示す。プロット３０２（図３Ａ）は、第１のバックコンバータ２０２のインダクタＬ１の電流（曲線３１６）についての電流対時間、および第２のバックコンバータ２０４のインダクタＬ２の電流（曲線３１８）についての電流対時間を示す。プロット３０４（図３Ｂ）は、電源電圧ＶＳについての電圧対時間を示す（曲線３２０）。プロット３０６（図３Ｃ）は、負荷電流についての電流対時間を示す（曲線３２２）。プロット３０８（図３Ｄ）は、トランスコンダクタンス増幅器出力電圧ＶＣＰ（曲線３２４）およびコモンモード制御電圧ＶＣＭＣ（曲線３２６）についての電圧対時間を示す。プロット３１０（図３Ｅ）は、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣ（曲線３２６）、第１のコンバータ制御信号Ｖ１（曲線３２８）、および第２のコンバータ制御信号（曲線３３０）についての電圧対時間を示す。プロット３１２（図３Ｆ）は、設定電圧ＶＳＥＴ（曲線３３２）および負荷電流信号ＩＭＯＮ（曲線３３４）についての電圧対時間を示す。プロット３１４（図３Ｇ）は、第１のコンバータ出力Ｖ３（曲線３３６）および第２のコンバータ出力Ｖ４（曲線３３８）についての電圧対時間を示す。
【００７１】
設定電圧ＶＳＥＴの変化は約５８０ｕｓで発生する。図４は、ある時間範囲にわたる図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロット３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４を示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化に対する上述の差動コントローラ２００のシミュレーションの応答についてさらに詳細を例示している。プロット３０２は、図４Ａに示されている。プロット３０４は、図４Ｂに示されている。プロット３０６は、図４Ｃに示されている。プロット３０８は、図４Ｄに示されている。プロット３１０は、図４Ｅに示されている。プロット３１２は、図４Ｆに示されている。プロット３１４は、図４Ｇに示されている。
【００７２】
約５８０ｕｓで、負荷電流（プロット３０６の曲線３２２）は約５６ｍＡに落ち着いており、負荷電流信号ＩＭＯＮ（プロット３１２の曲線３３４）は設定電圧ＶＳＥＴ（プロット３１２の曲線３３２）に等しくなるように調整されている。約６００ｕｓで、設定電圧ＶＳＥＴが２．５Ｖから３．０６Ｖに遷移し、より高い負荷電流を命令している。これは、設定電圧ＶＳＥＴと負荷電流信号ＩＭＯＮとの間に分岐をもたらす。それに応じて、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、その出力電圧ＶＣＰを下げて負荷２０６の両端の電圧を増加させる。トランスコンダクタンス出力電圧ＶＣＰがコモンモード制御電圧ＶＣＭＣの１ダイオード下にクランプされる例では、ＶＣＭＣの変化（プロット３０８およびプロット３１０の曲線３２６）、第１のコンバータ入力Ｖ１（プロット３１０の曲線３２８）および第２のコンバータ入力Ｖ２（プロット３１０の曲線３２８）は、設定電圧ＶＳＥＴの変化に間に合うように発生する。コンバータＶ３（プロット３１４の曲線３３６）およびＶ４（プロット３１４の曲線３３８）の出力は、制御信号Ｖ１およびＶ２の変化に応答してより遅い速度で立ち上がる。第１のコンバータ出力Ｖ３は１１．９Ｖに落ち着き、第２のコンバータ出力は３．１Ｖに落ち着く。ここで、コモンモード出力電圧は７．５Ｖで、電源電圧１５Ｖの半分である。負荷電流（プロット３０６の曲線３２２）も同様に立ち上がる。
【００７３】
約１．９５ｍｓまでに、負荷電流は調整レベルまで立ち上がり、負荷電流信号ＩＭＯＮは設定電圧ＶＳＥＴに近づく。これは、図５Ａ〜５Ｇにさらに詳細に示されており、それは図３Ａ〜３Ｇの時間整列プロット３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４をある時間範囲にわたって示し、設定電圧ＶＳＥＴの変化後の整定における差動コントローラ２００のシミュレーションの応答についてさらに詳細を例示している。プロット３０２は、図５Ａに示されている。プロット３０４は、図５Ｂに示されている。プロット３０６は、図５Ｃに示されている。プロット３０８は、図５Ｄに示されている。プロット３１０は、図５Ｅに示されている。プロット３１２は、図５Ｆに示されている。プロット３１４は、図５Ｇに示されている。
【００７４】
図に示すように、ＩＭＯＮとＶＳＥＴとの間の差が小さくなり、ＶＣＰの増加によって差動出力電圧を減少させている。ＶＣＰが上昇するにつれて、制御信号Ｖ１とＶ２が一緒になり、コンバータ出力Ｖ３、Ｖ４間の差も小さくなる。支配極は負荷インダクタによって設定され、コントローラは負荷電流信号（ＭＯＮ）に応答してはるかに速く動作しているため、負荷電流はオーバーシュートすることなく新しいレベルに落ち着く。
【００７５】
約２．３ｍｓで、電源電圧の過渡変化により、電源電圧ＶＩＮを１５Ｖから２４Ｖに変化させる。図６は、ある時間範囲にわたる図３の時間整列プロット３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４を示し、電源電圧ＶＩＮの変化に対する上述の差動コントローラ２００のシミュレーションの応答についてさらに詳細を例示している。コモンモード増幅器Ａ２は、電源電圧ＶＩＮの変化に応じてコモンモード制御電圧ＶＣＭＣを下げる。ＶＣＭＣが減少すると、それは補償ネットワーク２４６を介してＶＣＰを引き下げる。ＶＣＭＣとＶＣＰとの間のこの連結は、差動出力電圧Ｖｂを維持しながらコモンモード出力電圧を変化させるのを可能にする。ＶＣＭＣとＶＣＰの下方変化に応答して、コンバータ出力Ｖ３、Ｖ４は一緒に上昇して１２Ｖの新しいコモンモード出力電圧になり、それは新しい電源電圧を２で割った値である。
【００７６】
シミュレートした実装において、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１は、適切な制御電圧ＶＣＰ、ＶＣＭ、Ｖ１、Ｖ２を提供するために負の電源レールを利用している。バックコンバータ２０２、２０４の基準電圧ＲＥＦ１、ＲＥＦ２が０．６Ｖでシミュレートされ、かつ、シミュレートされるとき、バックコンバータ２０２、２０４の閉ループ利得は、制御信号Ｖ１、Ｖ２がグランドにある時とき、コンバータ出力Ｖ３、Ｖ４を正の電源レールに到達させるのに十分高くなかったので、負の電源レールが使用された。入力電圧がより低い場合、またはより高い内部基準がＲＥＦ１、ＲＥＦ２に使用される場合、コンバータの出力Ｖ３、Ｖ４は、グランドより上の制御信号Ｖ１、Ｖ２を使って正の電源レールとすることができる。また、いくつかの例では、より高い閉ループ利得は負の電源レールを不要にするかもしれない、しかしながら、閉ループ利得が高いと、−３ｄＢ周波数も低くなり、それは、同じ位相マージンに対してシステム帯域幅を低減する。
【００７７】
図７は、電圧モードバックコントローラ２３４、２３６の基準電圧入力ピンＲＥＦ１、ＲＥＦ２に制御信号Ｖ１およびＶ２を提供するように構成されている図２の差動コントローラ２００の別の例を示す概略図である。したがって、Ｖ１を提供する増幅器Ａ３の出力は、電圧モードバックコントローラ２３４への第１の基準入力に直接接続されている。同様に、Ｖ２を提供する増幅器Ａ４の出力は、電圧モードバックコントローラ２３６に直接提供されている。この例では、バックコンバータ２０２’、２０４’は、グランドに接続された補償ネットワーク２４２’、２４４’と共に構成されている。バック基準電圧入力ピンＲＥＦ１、ＲＥＦ２は、それぞれ増幅器Ａ３、Ａ４によって駆動されて、制御信号Ｖ１、Ｖ２を提供する。
【００７８】
制御信号Ｖ１、Ｖ２が、基準電圧入力ピンＲＥＦ１、ＲＥＦ２に提供されている場合、制御信号Ｖ１、Ｖ２とコンバータ出力Ｖ３、Ｖ４とは同相である。すなわち、コンバータ入力Ｖ１、Ｖ２の増加は、対応するコンバータ出力Ｖ３、Ｖ４の増加を引き起こす。同様に、コンバータ入力Ｖ１、Ｖ２の減少は、対応するコンバータ出力Ｖ３、Ｖ４の減少を引き起こす。このため、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１の接続は、図２に対して反転している。例えば、負荷電流信号ＩＭＯＮは非反転入力に提供され、設定電圧ＶＳＥＴは反転入力に提供される。いくつかの例では、ＧＭ１の入力を反転する代わりに、他の変更がループを閉じるためになされてもよい。例えば、ＲＥＦ１およびＲＥＦ２入力ピンにおける信号は、それぞれＡ４およびＡ３によって提供されてもよい。代わりに、増幅器Ａ１への入力は、図２および図７に示されるものに対して交換されてもよい。
【００７９】
図２に対する変更は、コモンモード増幅器Ａ２にも加えられている。図に示されるように、Ａ２は、ユニティ利得構成で提供されている。抵抗ＲＣＭ１およびＲＣＭ２は、電源電圧ＶＳとグランドとの間に接続されている。これは、ＲＣＭ１とＲＣＭ２の比に基づいてコモンモード制御電圧ＶＣＭＣが電源電圧ＶＳに比例するように、分圧器を提供する。この構成例では、電源電圧ＶＩＮが上昇すると、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣも上昇し、それは制御信号Ｖ１、Ｖ２およびコンバータ出力Ｖ３、Ｖ４もまた増加させる。
【００８０】
コンバータ入力Ｖ１からＶ３への第１のバックコンバータ２０２’の低周波閉ループ利得は、以下の式［１３］によって与えられる。
【００８１】
【数１３】
2020005494.tif 000015
【００８２】
同様に、第２のバックコンバータ２０４’の低周波閉ループ利得は、以下の式［１４］によって与えられる。
【００８３】
【数１４】
2020005494.tif 000016
【００８４】
いくつかの例では、この様態でバックコンバータ２０２’、２０４’の基準電圧を制御すると、信号ＶＣＰ、ＶＣＭＣ、Ｖ１、およびＶ２の電圧は、ゼロボルトに留まるか、あるいはゼロボルトより大きくなり、それは差動コントローラ２００が負電源なしで動作することを可能にし得る。
【００８５】
図８は、電圧制限機能および起動制御を有するように構成されている図２の差動コントローラ２００の別の例を示す概略図である。図８の例では、差動コントローラ２００は、図７に関して説明したように、コンバータ基準入力ピンＲＥＦ１、ＲＥＦ２に提供される制御信号Ｖ１、Ｖ２を用いて実装されているが、図８に関して説明される電圧制限および起動制御機能はまた、図２に示される構成のような代替の構成でも実装することができる。
【００８６】
図８の例は、上述のように、電圧ＶＣＰおよび／または電圧Ｖ１をクランプするダイオードクランプ回路２５０を含む。図に示されるように、コモンモード増幅器Ａ２（図７）に関連付けられた分圧器の抵抗ＲＣＭ２は、２つの抵抗ＲＣＭ２ａおよびＲＣＭ２ｂに置き換えられている。両方の抵抗ＲＣＭ２ａ、ＲＣＭ２ｂに共通の端子は、ユニティ利得バッファとして構成されている増幅器Ａ５に接続されている。増幅器Ａ５は正の制限電圧ＶＬＩＭＰを生成する。増幅器Ａ５の出力、ＶＬＩＭＰ、は、ダイオードＤ２のカソードおよび抵抗Ｒａを駆動する。増幅器Ａ６、抵抗Ｒａ、および抵抗Ｒｂは、負の制限電圧ＶＬＩＭＮを生成する反転オペアンプを形成する。Ａ６の出力、ＶＬＩＭＮ、は、ダイオードＤ１のアノードに接続する。Ｄ２のアノードおよびＤ１のカソードは一緒に結ばれ、トランスコンダクタンスアンプの出力ＶＣＰに接続される。抵抗ＲａおよびＲｂは、反転オペアンプＡ６の利得が１になるように値が等しくてもよい。電圧ＶＬＩＭＰは、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣより高くてもよく、電圧差は電源電圧ＶＳに比例し得る。電圧ＶＬＩＭＮは、コモンモード制御電圧ＶＣＭＣからＶＬＩＭＰとＶＣＭＣとの間の電圧差を引いたものに等しくてよい。
【００８７】
ＶＳが増加すると、ＶＬＩＭＰも増加し、ＶＬＩＭＰとＶＬＩＭＮの差が増加する。トランスコンダクタンスアンプＧＭ１が電流をソースし、電圧ＶＣＰがＶＬＩＭＰとダイオードを足したものを超えようとすると、Ｄ２がオンになり、ＶＣＰがそれ以上増加しないようにクランプする。トランスコンダクタンスアンプＧＭ１が電流をシンクし、電圧ＶＣＰがＶＬＩＭＮからダイオード降下分を引いた値を下回ろうとすると、ダイオードＤ１がオンになり、ＶＣＰがそれ以上下がらないようにクランプする。この構成では、システムの最大差動出力電圧は、電源電圧ＶＳに比例するようにクランプされる。
【００８８】
いくつかの例では、ダイオードＤ１およびＤ２は、ＶＣＰではなく制御信号Ｖ１に接続され得る。例えば、ダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のアノードは、ＶＣＰではなくコンバータ入力Ｖ１に接続され得る。この構成では、増幅器Ａ３は、増幅器Ａ５およびＡ６よりも弱い駆動力で構成され、それによりＤ１またはＤ２のいずれかがオンになったときに増幅器Ａ５およびＡ６がＶ１を制御するようにし得る。例えば、Ａ３の出力電流能力は制限されてもよく、それによりＤ１またはＤ２のどちらかがオンになると、アンプＡ５およびＡ６とがＡ３を支配し、Ｖ１を制御する。
【００８９】
また、図８の例では、ソフトスタートスイッチＭ５が補償ネットワーク２４６’に追加されてシステムの起動およびシャットダウン方法を制御する。ソフトスタートスイッチＭ５は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）でも、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）でも、任意の他の適切なスイッチングデバイスでもよい。システム起動中、コンバータ出力電圧Ｖ３およびＶ４は０Ｖである。ソフトスタート制御信号はＭ５を閉位置に命令し、ＶＣＰをＶＣＭＣに短絡する。ＶＣＰがＶＣＭＣに短絡されると、Ｖ１とＶ２との間の電圧差は０Ｖであり、システム出力（Ｖｂ）はゼロボルトである。コンバータ出力Ｖ３、Ｖ４は、起動中ＶＣＭＣの電圧によって決められるコモンモード出力電圧まで一緒に上昇し得る。コンバータ出力Ｖ３、Ｖ４がＶＣＭＣによって設定された所望のコモンモード出力電圧に達すると、ソフトスタート制御信号はソフトスタートスイッチＭ５を開位置に命令する。ソフトスタートスイッチＭ５が開位置にあるとき、トランスコンダクタンス増幅器ＧＭ１はその出力電圧ＶＣＰの制御を取り戻す。シャットダウン中は、このシーケンスが逆に起こり得る。例えば、ソフトスタート命令信号はソフトスタートスイッチＭ５を閉位置に命令し、差動出力電圧Ｖｂをゼロにする。その後、両方のコンバータ出力Ｖ３、Ｖ４はコモンモード出力電圧からグランドに立ち下がる。
【００９０】
図９は、電圧帰還を有する図１の差動コントローラ１００の一例を示す概略図である。図９の構成では、帰還センサ１１１は電圧センサ１３０を備える。電圧センサ１３０は、負荷電圧Ｖｂに比例する負荷電圧信号を生成する。例えば、負荷電圧信号は負荷電圧Ｖｂ以下であり得る。電流センスアンプ１１２は、負荷電圧Ｖｂに比例する負荷電圧信号ＶＭＯＮを生成する電圧センスアンプ１３２と置き換えられている。負荷電圧信号ＶＭＯＮはトランスコンダクタンス増幅器１１４に提供され、トランスコンダクタンス増幅器１１４は、図１に関して上述したようにＶＣＰを生成するように動作する。このようにして、設定電圧ＶＳＥＴは、出力電圧ＶｂをＶＳＥＴによって指示される値に駆動するレギュレータ制御信号ＣＩＮ１、ＣＩＮ２の値を選択するために使用される。
【００９１】
図１０は、ステッピングモータを１００２駆動するために本明細書に記載の差動コントローラを使用する例示的な構成１０００を示す概略図である。２つの差動コントローラ１００４、１００６が示されている。差動コントローラ１００４、１００６は、本明細書に記載の差動コントローラ１００、２００のうちのいずれか、またはそれらの変形の例であり得る。差動コントローラ１００４は、設定電圧ＶＳＥＴ１を受信し、ステッピングモータ１００２の第１の巻線１００８に提供される負荷電流ＩＬＯＡＤ１を生成する。差動コントローラ１００６は、設定電圧ＶＳＥＴ２を受信し、ステッピングモータ１００２の第２の巻線１０１０に提供される負荷電流ＩＬＯＡＤ２を生成する。
【００９２】
ステッピングモータ１００２は個別のステップで移動し、各ステップはステッピングモータ１００２を全回転の一部だけ回転させることができる。ステッピングモータ１００２は個別のステップで移動するので、特にステッピングモータ１００２が低速で回転するとき、および／またはステップサイズが大きいとき、その動きは滑らかではない可能性がある。いくつかの例では、構成１０００はマイクロステッピング技法を実装する。マイクロステッピング技法を使用して、モータ巻線１００８、１０１０への電流を制御することによってステップの一部であるステッピングモータ１００２の回転を達成する。本明細書に記載の差動コントローラ１００４、１００６を使用し、負荷電流ＩＬＯＡＤ１、ＩＬＯＡＤ２の精度を向上させ得、ステッピングモータ１００２の動作におけるマイクロステッピングを容易にする。
【００９３】
図１１は、熱電冷却または加熱デバイス（ＴＥＣ）１１０６を駆動するために差動コントローラ１１０２を使用する例示的な構成１１００を示す図である。差動コントローラ１１０２は、本明細書に記載の差動コントローラ１００、２００のうちのいずれかであるか、またはそれらの変形であるか、あるいはそれらを含み得る。差動コントローラ１１０２の精度向上は、ＴＥＣのより正確な熱制御を可能にし得る。
【００９４】
差動コントローラは、温度センサ１１１０から温度帰還信号ＴＳを受信する。温度帰還信号ＴＳは、差動コントローラ１１０２用の設定電圧ＶＳＥＴを導出するか、または導出するために使用され得る。差動コントローラ１１０２は、ＴＥＣ１１０６に提供される負荷電流ＩＬＯＡＤを生成する。
【００９５】
ＴＥＣ１１０６は、負荷電流ＩＬＯＡＤに基づいて加熱および／または冷却が発生する。いくつかの例では、ＴＥＣ１１０６は、ヒートシンク１１０８および熱負荷１１０４と熱伝達している。熱負荷１１０４は、加熱または冷却されるべき任意のデバイスまたは構成要素であり得る。いくつかの例では、熱負荷１１０４は、光トランシーバ、光増幅器などのような光デバイスを含む。いくつかの例では、ＴＥＣ１１０６は、ペルチェ効果に従って動作して、デバイスの一方の側から他方の側へ熱を移動させる。例えば、熱負荷１１０４を冷却する場合、ＴＥＣ１１０６は熱負荷１１０４からヒートシンク１１０８に熱を移動させる。熱負荷１１０４を加熱する場合、ＴＥＣ１１０６はヒートシンク１１０８から熱負荷１１０４へ熱を移動させる。ＴＥＣ１１０６によって移動される熱量およびその熱が移動される方向は、差動コントローラによって提供される負荷電流ＩＬＯＡＤに基づいている。
【００９６】
付加的な実施例：
実施例１は、差動コントローラであって、第１のレギュレータ入力で第１のレギュレータ制御信号を受信し、第１のレギュレータ出力に第１のレギュレータ出力信号を生成するように構成されている第１のレギュレータと、第２のレギュレータ入力で第２のレギュレータ制御信号を受信し、第２のレギュレータ出力に第２のレギュレータ出力信号を生成するように構成されている第２のレギュレータと、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間の負荷を表現する帰還信号を生成するように構成されている帰還センサと、帰還信号と設定電圧とを使用して第１のレギュレータ制御信号を生成するように構成されている第１の増幅器と、第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して第２のレギュレータ制御信号を生成するように構成されている第２の増幅器と、を備え、第１のレギュレータ出力および第２のレギュレータ出力は、少なくとも一部分においてコモンモード制御電圧に基づいている、差動コントローラ。
【００９７】
実施例２では、実施例１の主題は、帰還センサが電流センサを備え、帰還信号が負荷における負荷電流を表現する、ことを任意で含む。
【００９８】
実施例３において、実施例１〜２のうちの任意の１つ以上の主題は、第１の増幅器の第１の増幅器出力とコモンモード制御電圧との間に連結された補償ネットワークを任意で含む。
【００９９】
実施例４において、実施例３の主題は、負荷が誘導性構成要素を備え、負荷が負荷極周波数で極を含み、補償ネットワークが負荷極周波数で零点を含む、ことを任意で含む。
【０１００】
実施例５において、実施例３〜４のうちの任意の１つ以上の主題は、閉位置および開位置を有するソフトスタートスイッチを任意で含み、ソフトスタートスイッチが閉位置にあるとき、ソフトスタートスイッチは補償ネットワークを短絡する。
【０１０１】
実施例６において、実施例１〜５のうちの任意の１つ以上の主題は、電源電圧を使用してコモンモード制御電圧を生成するように構成されているコモンモード増幅器を任意で含む。
【０１０２】
実施例７において、実施例１〜６のうちの任意の１つ以上の主題は、第２のレギュレータ制御信号が、第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧との間の差に比例することを任意で含む。
【０１０３】
実施例８において、実施例１〜７のうちの任意の１つ以上の主題は、第１のレギュレータがバックコンバータを備えることを任意で含む。
【０１０４】
実施例９において、実施例８の主題は、電源電圧とコモンモード基準電圧とを使用してコモンモード制御電圧を生成するように構成されているコモンモード増幅器を任意で含み、コモンモード基準電圧は、バックコンバータの基準電圧に比例する。
【０１０５】
実施例１０において、実施例１〜９のうちの任意の１つ以上の主題は、第１のレギュレータが第１のレギュレータ帰還ネットワークを備え、制御信号が第１のレギュレータ帰還ネットワークに提供される、ことを任意で含む。
【０１０６】
実施例１１において、実施例１〜１０のうちの任意の１つ以上の主題は、第１のレギュレータがリニアレギュレータを備えることを任意で含む。
【０１０７】
実施例１２において、実施例１〜１１のうちの任意の１つ以上の主題は、第１のレギュレータ制御信号と第２のレギュレータ制御信号との間の差動電圧を最大値にクランプするように構成されているクランプ回路を任意で含む。
【０１０８】
実施例１３において、実施例１〜１２のうちの任意の１つ以上の主題は、帰還センサが電流センサを備え、帰還信号が負荷における負荷電流を指示する、ことを任意で含む。
【０１０９】
実施例１４において、実施例１〜１３のうちの任意の１つ以上の主題は、帰還センサが電圧センサを備え、帰還信号が負荷電圧を指示する、ことを任意で含む。
【０１１０】
実施例１５は、第１のレギュレータと第２のレギュレータとを備える差動コントローラを用いて負荷を制御する方法であって、前記方法は、帰還センサによって、帰還信号を生成するための負荷状態を感知することと、第１の増幅器によって、帰還信号と設定電圧とを使用して、第１のレギュレータのための第１のレギュレータ制御信号を生成することと、第２の増幅器によって、第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して第２のレギュレータのための第２のレギュレータ制御信号を生成することと、を含み、第１のレギュレータ出力および第２のレギュレータ出力が、少なくとも一部分においてコモンモード制御電圧に基づく、方法。
【０１１１】
実施例１６において、実施例１５の主題は、帰還センサが電流センサを含み、帰還信号が負荷における負荷電流を指示する、ことを任意で含む。
【０１１２】
実施例１７において、実施例１５〜１６のうちの任意の１つ以上の主題は、電源電圧とコモンモード基準電圧とを使用してコモンモード制御電圧を生成することを任意で含む。
【０１１３】
実施例１８において、実施例１７の主題は、電源電圧の増加に応答して、コモンモード制御電圧を増加させることと、コモンモード制御電圧の増加に応答して、第１のレギュレータ制御信号を修正して第１のレギュレータ出力信号の電圧を増加させることと、コモンモード制御電圧の増加に応答して、第２のレギュレータ制御信号を修正して第２のレギュレータ出力信号の電圧を増加させることと、を任意で含む。
【０１１４】
実施例１９において、実施例１５〜１８のうちの任意の１つ以上の主題は、電源電圧の減少に応答して、コモンモード制御電圧を減少させることと、コモンモード制御電圧の減少に応答して、第１のレギュレータ制御信号を修正して第１のレギュレータ出力信号の電圧を減少させることと、コモンモード制御電圧の減少に応答して、第２のレギュレータ制御信号を修正して第２のレギュレータ出力信号の電圧を減少させることと、を任意で含む。
【０１１５】
実施例２０は、差動コントローラであって、第１のレギュレータ入力において受信された第１のレギュレータ制御信号の少なくとも一部分に基づいて、第１のレギュレータ出力において第１のレギュレータ出力信号を生成する手段と、第２のレギュレータ入力において受信された第２のレギュレータ制御信号の少なくとも一部分に基づいて、第２のレギュレータ出力において第２のレギュレータ出力信号を生成する手段と、第１のレギュレータ出力と第２のレギュレータ出力との間の負荷における状態を表現する帰還信号を生成するための手段と、帰還信号と設定電圧とを使用して第１のレギュレータ制御信号を生成するための手段と、第１のレギュレータ制御信号とコモンモード制御電圧とを使用して第２のレギュレータ制御信号を生成するための手段と、を含み、第１のレギュレータ出力および第２のレギュレータ出力が、少なくとも一部分においてコモンモード制御電圧に基づいている、差動コントローラ。
【０１１６】
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付の図面への参照を含む。図面は、例示として、本発明の主題が実施され得る特定の実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書では「実施例」とも呼ばれる。そのような実施例は、図示または記載されたものに加えて要素を含むことができる。しかしながら、本発明者らはまた、図示または記載されている要素のみが提供されている例を企図している。さらに、本発明者らはまた、特定の実施例（またはその１つ以上の態様）、あるいは本明細書に図示または説明した他の実施例（またはその１つ以上の態様）のどちらかに関して、図示または説明した要素（またはその１つ以上の態様）の任意の組合せまたは置換を使用した実施例も企図する。
【０１１７】
本文書と参照によりそのように組み入れられているあらゆる文書との間で矛盾する用法がある場合には、本文書における用法が支配する。
【０１１８】
本文書では、特許文書で一般的であるように、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」はという用語は、他の事例または「少なくとも１つ」または「１つ以上」の使用法とは無関係に１つ以上を含むように使用される。本文書では、「または（ｏｒ）」という用語は、非排他的な「または」を指すために使用され、「ＡまたはＢ」は、特に明記しない限り、「ＡであるがＢではない」「ＢであるがＡではない」および「ＡおよびＢ」を含む。本文書では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「その中で（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「その中で（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語と同意義で使用されている。また、添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、無制限を意味する、すなわち、請求項においてそのような用語の後に列挙されたものに加えて要素を含むシステム、デバイス、物品、構成、式、またはプロセスは、依然としてその請求項の範囲内にあると見なされる。さらに、添付の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、単にラベルとして使用されており、それらの対象に数値的要件を課すことを意図しない。
【０１１９】
「平行」、「垂直」、「円形」、または「正方形」などの幾何学的用語は、文脈がそうでないと示さない限り、絶対的な数学的正確さを要求することを意図しない。代わりに、そのような幾何学的用語は、製造または同等の機能による変更を許容する。例えば、要素が「円形」または「ほぼ円形」として説明されている場合、正確に円形ではない構成要素（例えば、わずかに楕円形または多面多角形であるもの）もこの描写に包含される。
【０１２０】
「回路」という用語は、専用のハードウェア回路、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または他のプロセッサ回路を含むことができ、ファームウェアやソフトウェアなどを使用して、汎用回路から特殊回路まで構造的に構成され得る。
【０１２１】
本明細書で考察される任意の１つ以上の技法（たとえば、方法論）は、機械上で実行され得る。様々な実施形態において、機械は独立型デバイスとして動作してもよく、または他の機械に接続（例えば、ネットワーク接続）されてもよい。ネットワーク配備では、機械は、サーバ−クライアントネットワーク環境において、サーバ機械、クライアント機械、またはその両方の処理能力内で動作し得る。一例において、機械は、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）（または他の分散型）ネットワーク環境においてピア機械として作動し得る。機械は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブ機器、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、あるいはその機械によって取られる動作を指定する（順次またはその他の）命令を実行できる任意の機械であり得る。さらに、単一の機械のみが例示されていても、「機械」という用語は、クラウドコンピューティング、ソフトウェア・アズ・ア・サービス（ＳａａＳ）、その他のコンピュータクラスタ構成など、本明細書で考察される方法論のうちの任意の１つ以上を実行するために一組（または複数組）の命令を個別にまたは一緒に実行する任意の機械の集合も含むものとする。
【０１２２】
本明細書で説明されるように、実施例は、論理、またはいくつかの構成要素、あるいはメカニズムを含むか、またはそれらによって動作し得る。回路セットは、ハードウェア（例えば、単純な回路、ゲート、論理など）を含む有形物で実装された回路の集合である。回線セット部材は、時間の経過とともに柔軟性があり、基盤となるハードウェアの変更があり得る。回路セットは、単独でまたは組み合わせて、動作時に特定の動作を実行し得る部材を含む。一例において、回路セットのハードウェアは、特定の動作を実行するように不変に設計されてもよい（例えば、ハードワイヤード）。一例では、回路セットのハードウェアは、特定の動作の命令を符号化するために物理的に変更される（例えば、磁気的、電気的、不変質量粒子の可動配置など）コンピュータ可読媒体を含む可変接続された物理的構成要素（例えば、実行ユニット、トランジスタ、単純な回路など）を含んでもよい。物理的構成要素を接続する際に、ハードウェア構成物の潜在的な電気的特性が、例えば、絶縁体から導体へ、またはその逆に変化する。命令は、組み込みハードウェア（例えば、実行ユニットまたはローディングメカニズム）が、動作時に特定の動作の一部を実行するために可変接続を介してハードウェア内に回路セット部材を作成することを可能にし得る。したがって、コンピュータ可読媒体は、デバイスが動作しているときに回路セット部材の他の構成要素と通信可能になるように連結される。一例において、物理的構成要素のうちのいずれかは、複数の回路セットのうちの複数の部材内で使用され得る。例えば、動作中、実行ユニットは、ある時点で第１の回路セットの第１の回路で使用され、異なる時間に、第１の回路セット内の第２の回路によって、または第２の回路セット内の第３の回路によって再利用され得る。
【０１２３】
本明細書に記載のシステムおよび方法の特定の実装形態は、ハードウェアプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、ハードウェアプロセッサコア、またはそれらの任意の組み合わせ）、メインメモリ、およびスタティックメモリの使用を含み、それらのうちのいくつかまたはすべては、相互リンク（例えば、バス）を介して互いに通信し得る、機械（例えば、コンピュータシステム）の使用を含み得る。機械は、ディスプレイユニット、英数字入力デバイス（例えばキーボード）、およびユーザインターフェース（ＵＩ）ナビゲーションデバイス（例えばマウス）をさらに含み得る。一例では、ディスプレイユニット、入力デバイスおよびＵＩナビゲーションデバイスはタッチスクリーンディスプレイであってもよい。機械は、記憶デバイス（例えば、駆動ユニット）、信号生成デバイス（例えば、スピーカー）、ネットワークインターフェースデバイス、および全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、コンパス、加速度計、または他のセンサなどの１つ以上のセンサを付加的に含み得る。機械は、１つ以上の周辺機器（例えば、プリンタ、カードリーダなど）と通信または制御するための、シリアル（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、パラレル、または他の有線または無線（例えば、赤外線（ＩＲ）、近距離無線通信（ＮＦＣ）など）接続のような出力コントローラを含み得る。
【０１２４】
記憶デバイスは、本明細書に記載の技法または機能のうちの任意の１つ以上によって実施または利用される一組以上のデータ構造または命令（例えば、ソフトウェア）を記憶する機械可読媒体を含み得る。命令はまた、完全にまたは少なくとも部分的に、メインメモリ内、スタティックメモリ内、または機械によるその実行中にハードウェアプロセッサ内に存在してもよい。一例では、ハードウェアプロセッサ、メインメモリ、スタティックメモリ、または記憶デバイスのうちの１つまたは任意の組合せが、機械可読媒体を構成し得る。
【０１２５】
機械可読媒体は単一の媒体を含むことができるが、「機械可読媒体」という用語は、１つ以上の命令を記憶するように構成されている単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中型または分散型データベース、および／または関連するキャッシュおよびサーバ）を含み得る。
【０１２６】
「機械可読媒体」という用語は、機械による実行のための命令を記憶、符号化、または搬送することができる任意の媒体を含み得、それは、本開示の技法のうちの任意の１つ以上を機械に実行させ、あるいはそれは、そのような命令によって使用されるか、または関連付けられたデータ構造を記憶、符号化、または搬送することができる。非限定的な機械可読媒体の例は、ソリッドステートメモリ、ならびに光および磁気媒体を含み得る。一例では、大容量機械可読媒体は、不変（例えば、静止）質量を有する複数の粒子を備えた機械可読媒体を含む。したがって、大容量機械可読媒体は一時的な伝搬信号ではない。大容量機械可読媒体の具体例には、半導体メモリデバイス（例えば、電気的プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ））およびフラッシュメモリデバイスなどの不揮発性メモリ、内蔵ハードディスクやリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、並びにＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭディスクが含まれ得る。
【０１２７】
命令はさらに、いくつかの転送プロトコル（例えば、フレームリレー、インターネットプロトコル（ＩＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）など）のうちのいずれか１つを利用するネットワークインターフェースデバイス経由で伝送媒体を使用して通信ネットワークを介して送信または受信され得る。例示的な通信ネットワークは、とりわけ、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、パケットデータネットワーク（例えばインターネット）、携帯電話ネットワーク（例えばセルラーネットワーク）、単純従来型電話（ＰＯＴＳ）ネットワーク、および無線データネットワーク（例えば、Ｗｉ‐Ｆｉ（登録商標）として知られる米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１規格ファミリー、ＷｉＭａｘ（登録商標）として知られるＩＥＥＥ８０２．１６規格ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格ファミリー、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワークを含み得る。一例では、ネットワークインターフェースデバイスは、通信ネットワークに接続するための１つ以上の物理的ジャック（たとえば、イーサネット（登録商標）、同軸、または電話ジャック）または１つ以上のアンテナを含み得る。一例では、ネットワークインターフェースデバイスは、単入力多出力（ＳＩＭＯ）、多入力多出力（ＭＩＭＯ）、または多入力単出力（ＭＩＳＯ）技法のうちの少なくとも１つを使用して無線通信するための複数のアンテナを含み得る。「伝送媒体」という用語は、機械による実行のための命令を記憶、符号化、または搬送することができる任意の無形媒体を含むように扱われ、かつ、そのようなソフトウェアの通信を容易にするために、デジタルまたはアナログ通信信号、あるいは他の無形媒体を含む。
【０１２８】
本明細書に記載の方法例は、少なくとも一部において、機械またはコンピュータ実装であり得る。いくつかの実施例は、上記の実施例に記載されたような方法を実行するために電子デバイスを構成するように動作可能な命令で符号化されたコンピュータ可読媒体または機械可読媒体を含むことができる。そのような方法の実装は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高水準言語コードなどのコードを含むことができる。そのようなコードは、様々な方法を実行するためのコンピュータ可読命令を含むことができる。コードはコンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。さらに、一例では、コードは、実行中または他のときなどに、１つ以上の揮発性、非一時的、または不揮発性の有形コンピュータ可読媒体に明白に記憶することができる。これらの有形コンピュータ可読媒体の例は、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（例えば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）などを含むことができるが、これらに限定されない。
【０１２９】
上記の説明は例示的であり、限定的ではない。例えば、上述の実施例（またはその１つ以上の態様）は、互いに組み合わせて使用され得る。上記の説明を検討した上で、他の実施形態は当業者などによって使用され得る。読者が技術的開示の性質を迅速に確認できるように、要約が、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）を遵守するために提供される。それは、特許請求の範囲または意味を解釈または限定するために使用されることはないという理解のもとに提出されている。また、上記の詳細な説明において、開示を合理化するために様々な特徴は一緒にグループ化され得る。これは、請求されていない開示された特徴がいかなる請求にも不可欠であることを意図していると解釈されるべきではない。むしろ、発明の主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴の中にあるわけではない。そのため、各請求項は別々の実施形態として独立しながら、添付の特許請求の範囲は、実施例または実施形態として詳細な説明に組み込まれ、かつ、そのような実施形態は、様々な組み合わせまたは順列で互いに組み合わせ可能であることが企図されている。そのような特許請求の範囲が権利を有するものと等価の全範囲と併せて、本発明の主題の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３Ｇ】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５Ａ】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６Ｇ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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