(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電流保護装置（６４）であって、
最大許容電流をリアルタイムで決定する最大許容電流ユニット（３４）であって、前記最大許容電流は少なくとも部分的に負荷電圧の瞬間レベルに基づいて決定され、前記負荷電圧は電源を投入するために負荷（１０）にかかる電圧である、前記最大許容電流ユニットと、
スイッチ入力（２１）で第１の電圧供給（１２）と接続可能であり、スイッチ出力（２３）で前記負荷（１０）と第１のノード（６８）を介して接続可能であり、且つ前記負荷（１０）が第２の電圧供給（１４）と第２のノード（７０）を介して接続される間に電力を前記負荷（１０）へ供給する電源スイッチ（２０）であって、前記負荷電圧は、前記第１のノード（６８）と前記第２のノード（７０）との間の電圧であり、前記電源スイッチ（２０）は導電状態および非導電状態を有し、前記電源スイッチ（２０）は、前記電源スイッチ（２０）を通過する電流が前記最大許容電流を超える推測に応答して非導電状態になるように構成される前記電源スイッチ（２０）と、
を備え、
前記最大許容電流ユニット（３４）は、前記最大許容電流を第１の関数（ｆ１）および第２の関数（ｆ２）の積として決定するように動作可能であり、
前記第１の関数（ｆ１）は、時間の関数および温度の関数のうちの少なくとも一方であり、
前記第２の関数（ｆ２）は、前記負荷電圧の関数である、過電流保護装置（６４）。
【請求項２】
前記最大許容電流ユニット（３４）は前記最大許容電流が前記負荷電圧の増加関数であるように前記最大許容電流を決定するよう動作可能である、請求項１に記載の過電流保護装置（６４）。
【請求項３】
前記最大許容電流ユニット（３４）は、前記負荷電圧がゼロの場合に前記最大許容電流が正であるように前記最大許容電流を決定するように動作可能である、請求項１または２に記載の過電流保護装置（６４）。
【請求項４】
前記電源スイッチ（２０）をパルス幅変調制御信号（２８）に従って前記導電状態および前記非導電状態へ交互に設定するスイッチ制御器（２２）を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の過電流保護装置（６４）。
【請求項５】
電源投入事象を検出する電源投入検出器（３０）を備え、
前記電源投入事象は、
少なくとも最小オフタイムの長さを有する区間の間、前記電源スイッチ（２０）が前記非導電状態になることを示すパルス幅変調制御信号（２８）と、
前記電源スイッチ（２０）が前記導電状態になることを示す前記パルス幅変調制御信号（２８）と、を含む、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の過電流保護装置（６４）。
【請求項６】
前記負荷（１０）はランプである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の過電流保護装置（６４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流保護装置および電源スイッチを操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気装置は、装置を高電流から保護するための保護メカニズムを備えることができる。このような電流は、例えば短絡、事故、または他の種類の異常が起こった場合に上昇することがある。保護メカニズムは、過電流が検出された電気回路を遮断するように構成され得る。過電流は、最大許容電流よりも大きい電流である。保護メカニズムの簡易な例はヒューズであり、ヒューズを通過する電流が最大許容電流を超えると、ヒューズが破壊される（blown）。電子保護メカニズムも存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許出願公開番号ＷＯ２００６／１１１１８７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一部の電気装置は最初に作動させた時に大きな電流が流れ、装置の導体が加熱された後に大幅に低い定常電流が流れるので、所与の用途に対する最大許容電流を規定することは困難な可能性がある。この現象は一般的に、例えば導体の温度が上昇するにつれて上昇するなどの導体の電気抵抗が変化する傾向にあることに起因する。
【０００５】
例えば、保護される電気装置は白熱ランプであり得る。白熱ランプは、例えばハロゲンランプであってよい。ランプの作動前、温度およびランプのフィラメントの抵抗は、初めは非常に低い。作動時、フィラメントの温度は周囲温度から上昇し始める。初期抵抗は最初は低く、ランプが作動すると大きな初期電流が生じる。作動に伴う負荷への大きな初期電流は、突入電流と称される。突入電流は、公称電流よりも何倍も（例えば、１０倍）大きい。公称電流は、負荷が定常温度に達した際、負荷を通過する電流として規定される。公称電流、定常電流、および定常状態電流という語句は、置き換え可能であってよい。突入電流および定常状態電流は、どちらもランプで印加される電圧に依存し得る。ランプで印加される電圧は、供給電圧の関数であってよい。供給電圧は特に、例えば電池により提供される直流電流（ＤＣ）であってよい。ＤＣ電圧は長期間にわたって、例えば負荷がスイッチオンおよびオフされる多数のサイクルにわたって、実質的に一定のまま維持される電圧である。保護メカニズムは、例えばワイヤハーネスなど負荷に突入電流が流れるようにするが、例えばランプをスイッチオンしてから１００ミリ秒経たない時間など、指定された時間だけ流れるようにするのが望ましい。
【０００６】
特許文献１（ターピン）は、継続的または断続的に調整される電流制限を有する電流駆動回路を説明している。この調整は、長時間にわたる負荷インピーダンスの変化に基づいてもよく、これは実質的に温度変化と同等であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】負荷で印加される電圧の異なる振幅ごとに、温度関数として例示的な負荷を通過する電流の概略的なプロットを示す。
【図２】過電流保護装置の実施形態の例を概略的に示す。
【図３】実施形態の例に従って、第１の電流、第２の電流、および最大許容電流の概略的なプロットを時間関数として示す。
【図４】過電流保護装置の実施形態の例を概略的に示す。
【図５】実施形態の例に従って、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号、電源投入検出信号、および最大許容センサ信号の概略的なプロットを示す。
【図６】最大許容電流ユニットの実施形態の例を概略的に示す。
【図７】電源スイッチを操作する方法の例の概略的なフローチャートを示す。
【図８】実施形態の例に従って、第１の最大許容電流プロファイルおよび第２の最大許容電流プロファイルの概略的なプロットを示す。
【図９】過電流保護装置の実施形態のさらなる例を概略的に示す。
【図１０】実施形態の例に従って、最大許容電流に対する負荷全体にかかる電圧（負荷電圧）の概略的なプロットを示す。
【図１１】実施形態の例に従って、最大許容電流に対する負荷電圧の概略的なプロットを示す。
【図１２】実施形態の例に従って、最大許容電流に対する負荷電圧の概略的なプロットを示す。
【図１３】最大許容電流ユニットの実施形態のさらなる例を概略的に示す。
【図１４】実施形態の例に従って、スイッチ制御信号、負荷電圧、派生電流、および最大許容電流の概略的なプロットを時間関数として示す。
【図１５】過電流が検出される例に従って、スイッチ制御信号、負荷電圧、派生電流、および最大許容電流の概略的なプロットを時間関数として示す。
【図１６】電源スイッチを操作する方法の例の概略的なフローチャートを示す。
【図１７】負荷電圧の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの例の概略的なプロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかとなり、それらを参照することによって明瞭になろう。
本発明のさらなる詳細、態様、および実施形態を、例としてのみ、図面を参照して記載する。図面において、同様の参照符号は同様のまたは機能的に類似の要素を特定するために使用される。図面内の要素は簡潔かつ明瞭にするために示されており、必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。
【０００９】
本発明の例示されている実施形態は、大部分について、当業者に既知の電子部品および回路を使用して実装され得るため、本発明の基礎となる概念の理解および評価のために、ならびに本発明の教示を分かりにくくせず当該教示から注意を逸らさせないために、詳細は必要と考えられる範囲を超えては説明されない。
【００１０】
図１は、負荷の温度Ｔの関数として電圧が負荷に印加される際に負荷を通過して流れる電流Ｉを例として示す。任意の所与の温度Ｔで、電流Ｉは印加電圧Ｖの増加関数であり得る。例えば、電流Ｉはオームの法則に従ってＶ＝Ｒ＊Ｉとして印加電圧Ｖと関連付けられてもよく、ここでＲは負荷の抵抗である。図において、アンペア（Ａ）で示す電流Ｉは、６つの異なる印加電圧の定常値、すなわち９Ｖ、１２Ｖ、１３Ｖ、１４Ｖ、１６Ｖ、および１８Ｖごとにセ氏（℃）で示す温度Ｔに対して描かれている。負荷は、例えば白熱ランプであってよい。プロットにおいて、派生電流Ｉは指示電圧値それぞれに対する温度Ｔの減少関数であるとみなされる。例えば、１８Ｖの印加電圧で見られる電流Ｉは、マイナス４０℃の温度での約８６Ａから８０℃の温度での約５１Ａまで降下する。もちろん、これらの値は負荷の特定の例に関するものであり、異なる負荷ごとに異なってよい。
【００１１】
プロットはもっとも一般的な、すなわち温度Ｔとともになだらかに（smooth）負荷の抵抗が上昇して、電流Ｉは降下する場合の典型例である。しかしながら、本開示はこの場合に制限されず、異なる手法で温度に依存する抵抗を有する負荷にも適用され得ることが指摘される。
【００１２】
図２は、過電流保護装置１８の実施形態の例を概略的かつ簡略的な手法で示す。例において、負荷１０は、第１の電圧供給１２と第２の電圧供給１４との間に、例えば導体１６を介して結合される。負荷１０は、例えば白熱ランプ、陰極ワイヤ、半導体装置、または他の任意の種類の電気負荷であってよい。負荷１０の抵抗は、正の温度係数を有してよい。第１の電圧供給および第２の電圧供給は、例えば電圧源の端子であってよい。電圧源は、例えば電池、燃料電池、燃料電池スタック、太陽電池または太陽電池のアセンブリ、または他の任意の種類の電圧プロバイダであってよい。この例において、第１の電圧供給１２は正の供給電圧を提供し、第２の電圧供給１４は接地電位（接地）である。過電流保護装置１８は、負荷１０を、第１および第２の電圧供給１２、１４の１つまたは両方と接続および切断するよう動作可能であり得る。例において、過電流保護装置１８は第１の電圧供給１２と負荷１０との間に結合される。例において、過電流保護装置１８は、負荷１０を第１の電圧供給１２から切断するよう動作可能である。例えば、過電流保護装置１８は、負荷１０を電源供給と結合／分離するように導体１６を完結（complete）するか、あるいは遮断してよい。
【００１３】
図示されるように、過電流保護装置１８は、この実施形態の例に従って、スイッチユニット４８およびパルス幅変調（ＰＷＭ）ユニット２６を備え得る。スイッチユニット４８は、例えば「ｅＸｔｒｅｍｅ  ｓｗｉｔｃｈ」の名で出願人により販売されたようなスマートスイッチであってよい。ＰＷＭユニット２６は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）制御信号２８を生成するよう動作可能であり得る。スイッチユニット４８は、ＰＷＭ制御信号２８を介して制御されるよう動作可能であってよい。例えば、スイッチユニット４８は、第１の状態を示すＰＷＭ制御信号２８に応答して負荷１０を供給電圧（この例においては、第１の電圧供給１２）と接続してよく、かつ第２の状態を示すＰＷＭ制御信号に応答して負荷１０を供給電圧から遮断してよい。第１の状態および第２の状態はそれぞれ、例えばＰＷＭユニット２６により出力される高電圧レベルおよび低電圧レベルによって示されてもよく、またはその逆であってもよい。ＰＷＭ制御信号２８は、０〜１の範囲でデューティサイクルを有し得る。デューティサイクルは、第１の区間を、第１および第２の区間の組み合わせ持続期間で割った持続時間であってよく、第１の区間はＰＷＭ制御信号２８が第１の状態を示す間の区間であり、第２の区間はＰＷＭ制御信号２８が第２の状態を示す間の後続の区間であってよい。したがって、ＰＷＭ制御信号２８のデューティサイクルは、負荷１０で印加される平均電圧に比例し得る。
【００１４】
この例において、ＰＷＭユニット２６は、供給電圧に依存して、すなわち第１の電圧供給１２と第２の電圧供給１４との間の電圧に依存して、ＰＷＭ制御信号２８のデューティサイクルを設定するように動作可能であってよい。したがって、ＰＷＭユニット２６は、ＰＷＭ制御信号２８のデューティサイクルを変更させることにより供給電圧の変動を補うよう動作可能であってよい。したがって、負荷１０により消費される電力は、ＰＷＭ制御信号２８の１サイクル全体にわたって平均化された場合、一定であることが保証され得る。さらに詳細には、ＰＷＭユニット２６は、積α＊Ｖが一定で維持されるようにデューティサイクルαを設定してよく、ここでＶは供給電圧である。したがって、ＰＷＭユニット２６は、供給電圧を検知し、それに応じて負荷１０を制御するように動作可能であってよい。
【００１５】
ＰＷＭユニット２６は、例えばマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）であってよい。示した例において、ＰＷＭユニット２６は、供給電圧を示すデジタル値を生成するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５０を備え得る。したがって、ＰＷＭユニット２６は、デジタル値に従ってＰＷＭ制御信号２８のデューティサイクルを設定するように動作可能であってよい。例えば、ＡＤＣは、例えば供給電圧を直接的に受信するなど、アナログ値を受信して、デジタル値をＰＷＭユニット２６の制御入力へ供給し得る。
【００１６】
スイッチユニット４８は、負荷１０を通過する電流が最大許容電流を超える推測に応答して、負荷１０を供給電圧から遮断するよう動作可能であり得る。最大許容電流は時間関数として規定されてよく、図３を参照して例としてのみ、さらに示される。例えば、スイッチユニット４８は、負荷１０を通過する電流を検知して、検知された電流が最大許容電流を超えないかどうかをチェックし得る。
【００１７】
第１の電流５２、第２の電流５４、および最大許容電流５６は、図３において時間ｔの関数として概略的に描かれる。第１の電流５２は、ＰＷＭ制御信号２８が、例えば５０％のデューティサイクルを有する場合に、例えば負荷１０を通過する電流であり得る（図２参照）。第２の電流５４は、ＰＷＭ制御信号２８が１のデューティサイクルを有する場合、すなわちＰＷＭ制御信号が連続する場合に、例えば負荷１０において見られる（図２参照）。したがって、第１の電流５２は非連続的であるのに対して、第２の電流５４は時間ｔに対して連続的である。最大許容電流は、例えば推定突入電流に従って規定され得る。さらに詳細には、最大許容電流５６は、期待突入電流が負荷１０を通過して流れることが可能となるように規定されてもよい。したがって、最大許容電流５６は、時間ｔにおける任意の地点で推定突入電流よりも大きくなり得る。例において、最大許容電流５６は時間の減少関数である。Ｘ１よりも大きいＸ２が、Ｆ（Ｘ２）がＦ（Ｘ１）以下であることを意味する場合、関数Ｆ（Ｘ）は減少しているとみなされる。Ｘ１より大きいＸ２が、Ｆ（Ｘ２）がＦ（Ｘ１）以上であることを意味する場合、関数Ｆ（Ｘ）は増加しているとみなされる。
【００１８】
示した例において、最大許容電流５６は階段関数であってよい。スイッチユニット４８は、いかなる時間ｔにおいても、負荷１０を通過する電流が最大許容電流５６を超えないかどうかをチェックするように動作可能であり得る。さらに詳細には、スイッチユニット４８は、連続的、準連続的、または断続的に、負荷１０を通過する電流が最大許容電流５６未満であるかチェックするように動作可能であり得る。断続的とは、例えば負荷１０の最初のスイッチング後に少なくとも２回という意味であってよい。準連続的とは、ＰＷＭ制御信号の期間ごとに少なくとも１回という意味であり得る。連続的とは、すべての瞬間という意味であり得る。最大許容電流５６は時間関数とみなされ、事前に規定されていてよい。所定の最大許容電流は、例えばシリアル周辺機器インタフェース（ＳＰＩ）を介して調整可能であり得る。最大許容電流５６は、例えば負荷１０が異なる特徴を有する別の負荷（図示せず）に置き換えられる場合、調整される必要があり得る。
【００１９】
ここで図４を参照すると、過電流保護装置１８の実施形態の例が示されている。過電流保護装置１８は、図２を参照して上記で説明した過電流保護装置１８の特性を含んでいてよい。過電流保護装置１８は、例えばｅＸｔｒｅｍｅスイッチであってよく、またはｅＸｔｒｅｍｅスイッチを備えていてもよい。過電流保護装置１８は、時間依存型の最大許容電流を決定する最大許容電流ユニット３４を備えていてもよく、最大許容電流は少なくとも部分的に電圧供給１２により提供される供給電圧のレベルに基づいて決定される。過電流保護装置１８は、スイッチ入力２１で電圧供給と接続可能であり、スイッチ出力２３で負荷１０と接続可能であり、且つ電力を負荷１０に提供する電源スイッチ２０をさらに備えてもよい。電源スイッチ２０は、導電状態および非導電状態を有し、電源スイッチ２０を通過する電流が最大許容電流を超える推測に応答して、非導電状態になるように構成され得る。
【００２０】
この例において、過電流保護装置１８は、少なくとも部分的に供給電圧のレベルに基づく時間依存型の最大許容電流を決定する最大許容電流ユニット３４、および導電状態および非導電状態を有する電源スイッチ２０を備える。したがって、最大許容電流ユニットは、最大許容電流を供給電圧の変動に適応させてもよい。これにより、過電流保護装置１８は、より信頼できる状態になり得る。例えば、最大許容電流は、供給電圧の増加関数であってよい。最大許容電流は、とりわけ供給電圧に比例してもよい。最大許容電流ユニットの実施形態は、供給電圧を示すデジタル値を生成するＡＤＣを備えてもよい。
【００２１】
過電流保護装置１８は、例えば白熱ランプなど、電源スイッチ２０と直列に結合される負荷１０をさらに備えてもよい。電源スイッチ２０は、電源スイッチ２０を通過する電流が最大許容電流（例えば、図８に描かれた最大許容電流Ｉ１、Ｉ２のうちの１つ）を超える推測に応答して、非導電状態になるよう構成され得る。このために、過電流保護装置１８は、電源スイッチ２０を通過して流れる電流の値を決定する電流センサ４２を備えてもよい。
【００２２】
過電流保護装置は、電源スイッチ２０を、パルス幅変調制御信号２８に従って導電状態および非導電状態に交互に設定するスイッチ制御器２２を備えてもよい。過電流保護装置１８は、電源投入事象を検出する電源投入検出器３０をさらに備えてもよい。電源投入事象は、例えばパルス幅変調制御信号２８が、少なくとも最小オフタイムの長さを有する区間中に、電源スイッチ２０が非導電状態になることを示し、続いてパルス幅変調制御信号２８が、電源スイッチ２０が導電状態になることを示すことを含み得る。最大許容電流ユニットは、電源投入事象を検出する電源投入検出器３０に応答して供給電圧を決定するように動作可能であってよい。代わりに、または加えて、最大許容電流ユニット３４は、供給電圧のリアルタイム値に従って最大許容電流を決定するように動作可能であってよい。代わりに、または加えて、最大許容電流ユニット３４は、電源スイッチ２０が導電状態であった間の累積時間の関数として最大許容電流を決定するように動作可能であってよい。最大許容電流は、例えば推定突入電流よりも大きくてよい。例えば、最大許容電流は時間の減少関数であってよい。
【００２３】
過電流保護装置１８は、電流基準時間を示すタイマーを備えてもよい。基準時間は、適切な初期時点と相対的な、例えば電源投入事象と相対的な通常の物理時間であり得る。物理時間は、連続的に稼働しているタイマーによって測定され得るような、通常の途切れない時間である。代わりに、基準時間は、例えば電源投入事象から、電源スイッチが導電状態であった間の累積時間であってよい。タイマーは、とりわけ図６を参照して説明されるタイマー６０であってよい。タイマーは、所定のリセット値と関連していてもよい。リセット値は、例えばゼロであり得る。タイマーは、例えば電源投入事象を検出する電源投入検出器３０に応答してリセット値にリセットされ得る。したがって、最大電流ユニットは、電流基準時間に従って最大許容電流を決定するように構成され得る。
【００２４】
過電流保護装置１８は、少なくとも部分的に供給電圧に基づいてデューティサイクルを規定し、かつパルス幅変調制御信号２８が規定されたデューティサイクルを有するようにパルス幅変調制御信号２８を生成する、パルス幅変調ユニット２６をさらに備えてもよい。デューティサイクルは、例えば供給電圧に反比例してもよい。
【００２５】
示した例において、過電流保護装置１８は、第１の電圧供給１２と第２の電圧供給１４との間で負荷１０と直列に結合される。電圧供給１２、１４は、供給電圧を提供するように構成されてもよい。過電流保護装置１８は、例えば導体１６、電源スイッチ２０、スイッチ制御器２２、ＰＷＭユニット２６、電源投入検出器３０、最大許容電流ユニット３４、比較器３８、および電流センサ４２を備え得る。導体１６は、例えば図２を参照して上記で説明した種類のものであってよい。さらに、ＰＷＭユニット２６は、例えば図２を参照して上記で説明した種類のものであってよい。類似して、同様のことが電圧供給１２、１４、および負荷１０に当てはまる。
【００２６】
過電流保護装置１８は、例えば以下のように動作し得る。ＰＷＭユニット２６は、例えば負荷１０を電源オン／電源オフするユーザ入力信号などの外部信号（図示せず）に応答してもよい。ＰＷＭユニット２６は、ＰＷＭ制御信号２８を生成し得る。ＰＷＭモジュール２６は、供給電圧に従ってＰＷＭ制御信号２８のデューティサイクルを調整してもよい。供給電圧は、例えば第１の電圧供給１２と第２の電圧供給１４との間の電圧であってよい。例において、ＰＷＭユニット２６は、導体１６を介して供給電圧を検知し得る。当業者は、図における導体の描写は概略的であり、本明細書で説明される過電流保護装置１８の各構成要素は、実際には第１の電圧供給１２および／または第２の電圧供給１４と結合されてもよいことが理解されよう。ＰＷＭ制御信号２８は、スイッチ制御器２２および電源投入検出器３０の両方に流され得る。
【００２７】
この例において、電源投入検出器３０は、例えば電源投入事象および／または電源切断事象を検出するためにＰＷＭ制御信号２８を評価してもよい。例えば、電源投入検出器３０は、電源投入事象が検出されたことを示す電源投入検出信号３２を生成してもよい。電源投入事象は、例えばＰＷＭ制御信号２８が、少なくとも最小オフタイムの長さを有する区間中に、電源スイッチ２０が非導電状態になることを示し、続いてＰＷＭ制御信号２８が、電源スイッチ２０が導電状態になることを示すこととして規定され得る。電源投入事象は、図３の時間ｔ＝０に対応し得る。
【００２８】
最大許容電流ユニット３４は、例えば最大許容電流を時間ｔの関数として決定してもよく、ここで時間ｔは電源投入事象から測定される。さらに、最大許容電流ユニット３４は、時間に従ってだけでなく、供給電圧にも従って最大許容電流（例えば、図３の電流５６）を決定してもよい。供給電圧は、例えば導体１６によって供給される電圧であり得る。供給電圧は、第２の電圧供給１４と関連して、例えば接地と関連して規定され得る。例えば、最大許容電流ユニットは、最大許容電流を所与の時間ｔに対して時間ｔ＝０での供給電圧の関数として、すなわち、例えば電源投入事象時点での供給電圧の関数として決定してもよい。例えば、最大許容電流ユニット３４は、電源投入事象を検出する電源投入検出器３０に応答して供給電圧を検知してもよい。代わりに、最大許容電流ユニット３４は、例えば供給電圧のリアルタイム値に従って最大許容電流を決定してもよい。換言すれば、最大許容電流ユニット３４は、後者の例に従って、最大許容電流を時間ｔおよび全く同じ時間ｔでの供給電圧の両方の関数として決定してもよい。最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流を示す信号３６を生成してもよい。最大許容センサ信号３６は、とりわけリアルタイム信号であり得る。例えば、最大許容センサ信号３６は、最大許容センサ信号が生成される時点での最大許容電流を示してもよい。これにより、最大許容センサ信号３６は、負荷１０を通過する実際の電流と相互に関連し得ることを保証し得る。
【００２９】
最大許容センサ信号３６は、比較器３８に流れてもよい。同時に、電流センサ４２はセンサ信号４４を生成してもよい。センサ信号４４は、負荷１０を通過するか、または同等に電源スイッチ２０を通過する電流を示してもよい。例えば、センサ信号４４は負荷１０を通過する電流を示してもよい。比較器３８は、センサ信号４４により示されるような検知電流が、例えば最大許容センサ信号３６によって示されるような最大許容電流を超えているかどうかを判定する。比較器３８は、比較信号４０を生成してもよい。比較信号４０は、例えば検知電流が最大許容電流よりも小さいか否かを示し得る。例えば、比較器３８は、検知電流が最大許容電流よりも小さい場合にＴＲＵＥ（例えば、高電圧レベルにより表される）を出力してもよく、感知電流が最大許容電流より大きい場合にＦＡＬＳＥ（例えば、低電圧レベルにより表される）を出力してもよい。
【００３０】
ＰＷＭ制御信号２８および比較信号４０は、例えばスイッチ制御器２２へ流れてもよい。スイッチ制御器２２は、ＰＷＭ制御信号２８および比較信号４０に基づいて、例えば電源スイッチ２０が導電状態または非導電状態に設定されたかどうかを判定してもよい。スイッチ制御器２２は、スイッチ制御信号２４を生成してもよい。スイッチ制御器２２は、例えばＡＮＤゲートであってよい。この場合、ＡＮＤゲート２２はＰＷＭ制御信号２８および比較信号４０を入力信号として受信し、スイッチ制御信号２４を出力信号として出力し得る。代わりに、電源スイッチ２０は、スイッチ制御信号２４により示されるように、導電状態および非導電状態になってもよい。例えば、ＰＷＭ制御信号２８および比較信号４０の両方がＴＲＵＥを示す場合、スイッチ制御器２２は電源スイッチ２０を導電状態に設定するためにＴＲＵＥを出力し得る。対照的に、ＰＷＭ制御信号２８および比較信号４０のうちの一方または両方がＦＡＬＳＥを示す場合、スイッチ制御器２２は電源スイッチ２０を非導電（絶縁）状態に設定するためにＦＡＬＳＥを出力し得る。導電状態において、電圧がスイッチ入力２１とスイッチ出力２３との間に印加される場合、電流はその間を流れ得る。非導電状態において、スイッチ入力２１とスイッチ出力２３との間の電流は、同じ電圧が付与されると、導電状態よりも大幅に低くなり得る。電源スイッチ２０は、例えばトランジスタであってよい。スイッチ入力２１およびスイッチ出力２３は、例えばそれぞれソースおよびドレインであってよく、またはその逆であってもよい。
【００３１】
ここで図５を参照すると、ＰＷＭ制御信号２８、電源投入検出信号３２、および最大許容電流信号３６の例が概略的かつ簡略的な手法で描かれている。プロットにおいて３つの信号２８、３２、３６は、明確化する目的で、縦軸（Ｖ軸）に沿って互いにオフセットされている。最大許容電流信号３６は、電源投入検出信号３２に依存してもよい。電源投入検出信号３２は、ＰＷＭ制御信号２８に依存してもよい。これらの信号はそれぞれ、例えば電圧Ｖによって表され得る。例えば、ＰＷＭ制御信号２８は、ＰＷＭユニット２６による電圧出力によって表されてもよい。電源投入検出信号３２は、例えば電源投入検出器３０による電圧出力によって表されてもよい。最大許容電流信号３６は、例えば最大許容電流ユニット３４による電圧出力によって表されてもよい。例において、ＰＷＭ制御信号２８における任意のローからハイへの遷移（立ち上がりエッジ）によって、電源投入検出信号３２の対応する立ち上がりエッジが生じ得る。電源投入検出信号３２が高い時に起こるＰＷＭ制御信号２８の立ち上がりエッジは、電源投入検出信号３２に影響しない可能性がある。ＰＷＭ制御信号２８の任意のハイからローへの遷移（立ち下がりエッジ）によって、ＰＷＭ制御信号２８の立ち下がりエッジが所定の遅延Ｔ＿ｍｉｎ以内に立ち上がりエッジにならない限り、遅延Ｔ＿ｍｉｎで電源投入検出信号３２の立ち下がりエッジが生じ得る。遅延Ｔ＿ｍｉｎは、例えば１．４秒であってよい。したがって、ＰＷＭ制御信号２８の立ち下がりエッジは、立ち下がりエッジが所定の遅延以内に立ち上がりエッジになる場合、電源投入検出信号３２に影響しない。
【００３２】
例において、ＰＷＭ制御信号２８は、時間ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ８、およびｔ１０で立ち上がりエッジを示し、時間ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ９、およびｔ１１で立ち下がりエッジを示す。例において、ｔ２、ｔ４、およびｔ９での立ち下がりエッジの後、所定の遅延以内にそれぞれｔ３、ｔ５、およびｔ１０で立ち上がりエッジが続くので、電源投入検出信号３２に影響しない。例において、ｔ６でのＰＷＭ制御信号２８の立ち下がりエッジの後のみ、所定の遅延Ｔ＿ｍｉｎ以内に立ち上がりエッジが続かない。結果として、時間ｔ６でのＰＷＭ制御信号２８の立ち下がりエッジによって、電源投入検出信号３２の立ち下がりエッジ、すなわち時間ｔ７での立ち下がりエッジが生じる。時間ｔ７は、ｔ６プラス遅延であり、すなわちｔ７＝ｔ６＋Ｔ＿ｍｉｎである。その後、時間ｔ８でのＰＷＭ制御信号２８の立ち上がりエッジによって、時間ｔ８での電源投入検出信号３２の立ち上がりエッジが生じる。電源投入検出信号３２の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジは、それぞれ電源投入および電源切断事象を示す。例において、電源投入事象は、例えば時間ｔ１およびｔ８で検出される。電源切断事象は、例えばｔ７で検出される。
【００３３】
検出された電源投入事象はそれぞれ、所定の最大許容電流プロファイルに従って、信号振幅またはデジタル信号値（この例においては、電圧）を最大許容電流ユニット３４に制御させ得る。この用途において、電流プロファイルは、関係する区間の時間関数としてみなされる電流である。したがって、最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流信号３６を生成してもよい。したがって、電源投入事象が検出される瞬間は、最大許容電流プロファイルの最初の瞬間（図３に示す例においては、時間ｔ＝０）となり得る。
【００３４】
図６は、最大許容電流ユニット３４の実施形態の例を概略的かつ簡略的な手法で示す。最大許容電流ユニット３４は、例えばマイクロコントローラまたは専用回路によって提供され得る。最大許容電流ユニット３４は、プロセッサ５８、タイマー６０、および／またはメモリ６２を備えてもよい。メモリ６２は、例えばプロセッサ５８が最大許容電流を時間および供給電圧の関数として決定することができるデータを含んでいてもよい。特定の実施形態において、データは、最大許容電流プロファイルと、プロセッサ５８が最大許容電流プロファイルを供給電圧値の関数として調整することができる命令とを備えてもよい。例えば、データは時間換算係数および／または振幅換算係数を含んでいてもよい。同じまたは別の実施形態において、データは少なくとも２つの異なる最大許容電流プロファイルを規定するためのルックアップテーブルを備えてもよい。プロセッサ５８は、例えばこれらのプロファイルの１つを供給電圧の関数として選択するように構成されてもよい。
【００３５】
最大許容電流を規定することは、さらに累積時間を伴い得る。累積時間は、例えば電源スイッチ２０が導電状態であった間の電源投入事象後の総時間として規定されてもよい。したがって、累積時間は、直近の電源投入事象で起こるＰＷＭ制御信号２８にかかる時間積分と考えられ得る。この裏には、電源スイッチが非導電状態である任意の期間は、負荷１０の温度上昇の一因ではない可能性があるという考えがある。したがって、任意の最大許容電流プロファイルは、図３に示される物理時間ｔに対してよりも、累積時間に対して規定され得る。したがって、プロセッサ５８は、いかなる時間ｔでも対応する累積時間を決定し得る。累積時間から、プロセッサ５８は最大許容電流を決定してもよい。タイマー６０は、検出された電源投入事象に応答してリセットされ得る。例えば、タイマー６０はさらに、ＰＷＭ制御信号２８の立ち下がりエッジに応答して停止モードに設定され、ＰＷＭ制御信号２８の立ち上がりエッジに応答して起動モードに設定されてもよい。停止モードは、タイマー６０が非アクティブなモードである。起動モードは、タイマー６０が物理時間を計測するモードである。したがって、タイマー６０は累積時間を計測してもよい。
【００３６】
したがって、最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流を少なくとも時間変数および供給電圧変数の関数として規定するためのデータを含むメモリ６２を備えてもよい。例えば、最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流プロファイルを供給電圧の関数として調整するよう動作可能であってよい。最大許容電流ユニット３４は、とりわけ振幅および／または時間における最大許容電流プロファイルを調整するように動作可能であってよい。
【００３７】
ここで図７を参照すると、電源スイッチを操作する方法の例のフローチャートが示されている。例によると、方法は、印加された供給電圧に従って最大許容電流を決定すること、および電源スイッチを通過する電流が最大許容電流を超える推測に応答して、電源スイッチを非導電状態に設定することを含んでもよい。最大許容電流を決定することは、電源投入事象を検出すること、およびそれに応答して供給電圧を決定することを含んでもよい。
【００３８】
ブロック６０２で示されるように、電源投入事象が検出されたか判断されてもよい。この事象において、プロセスは継続してもよく、そうでない場合プロセスはブロック６０２へ戻ってもよい。
【００３９】
ブロック６０４において、供給電圧の値または振幅が決定され得る。これは、例えば電圧センサを使用して供給電圧を測定することを含み得る。
後続のブロック６０６において、最大許容電流値は、瞬間的な時間ｔおよび先行するブロック６０４で決定される供給電圧の両方に基づいて生成され得る。最大許容電流値を生成することは、例えばルックアップテーブルを閲覧すること、および／または例えば図６を参照して上記で説明したように、累積時間を決定することを含み得る。
【００４０】
後続のブロック６０８において、電源スイッチを通過する電流が先行するブロック６０６で決定される最大許容電流よりも小さいかを判定されてもよい。電源スイッチを通過する電流が最大許容電流よりも大きいと判定された場合、電源スイッチは非導電状態に設定されてもよく、そうでない場合にアクションが起きなくてよい。
【００４１】
後続のブロック６１０において、電源切断事象が検出されたかどうかを判定されてもよい。電源切断事象が検出された場合、プロセスはブロック６０２へ戻ってもよく、そうでない場合にプロセスはブロック６０６へ戻ってもよい。別の実施形態（図示せず）において、プロセスはブロック６０６の代わりにブロック６０４へ戻ってもよい。換言すれば、供給電圧は、電源投入事象（図７に示すような）に応答して、または最大許容電流値を生成する各インスタンス（ブロック６０６）の直前に決定され得る。実際には、供給電圧は、多くの電源投入／電源切断サイクル全体にわたってほぼ一定であり得る。この状況において、図に示されるように、各電源投入事象の後に１度だけ供給電圧を決定すれば完全に十分であり得る。
【００４２】
ここで図８を参照すると、第１の最大許容電流Ｉ１および第２の最大許容電流Ｉ２が、時間ｔの関数として概略的かつ簡略的な手法で描かれている。時間ｔは、図６を参照して上記で説明したように、通常の物理時間または累積時間であってよい。例えば、最大許容電流ユニット３４は、過電流保護装置１８で印加される供給電圧に依存して、第１または第２の最大許容電流プロファイル、すなわちＩ１またはＩ２のいずれかを生成し得る。もちろん、最大許容電流保護ユニット３４は、２つよりも多くの異なる最大許容電流プロファイルを生成するかまたはそれらから選択するように構成されてもよい。例えば、最大許容電流ユニット３４は、例えば換算係数を使用して、連続した一連の最大許容電流プロファイルを生成するかまたはそれらから選択するように構成されてもよい。この例において、Ｉ１およびＩ２は以下のような関係である。
【００４３】
Ｉ２（ｔ）＝Ａ＊Ｉ１（Ｂ＊ｔ）
ここでＡは振幅換算係数、Ｂは時間換算係数であり、例においてはＡ＝２およびＢ＝２である。最大許容電流ユニット３４は、供給電圧に従って換算係数を決定するように構成されてもよい。したがって、換算係数Ａおよび／またはＢは、供給電圧Ｖの関数であってよい。上記で述べたように、供給電圧Ｖは、例えば電源投入事象を検出した後、規定された瞬間に計測された供給電圧、またはリアルタイムで計測された供給電圧であってよい。
【００４４】
最大許容電流Ｉ１およびＩ２は、推定突入電流に対応し得る。Ｉ１および／またはＩ２は、ある固定オフセットにより、個々の突入電流に対してオフセットされ得る。したがって、電源スイッチを通過して流れる実際の電流は、通常動作中、すなわち障害または事故が起こっていない場合、最大許容電流よりも常に小さいことが確実であり得る。この例において、Ｉ２はＩ１よりも大きい供給電圧に対応する。同じデューティサイクルと仮定すると、供給電圧が高いほど負荷の温度はより急速に上昇すると考えられるので、Ｉ２はより急速にその定常値へ向かい得る。
【００４５】
より一般的には、最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流Ｉ＿ｍａｘ（Ｖ，ｔ）を供給電圧Ｖおよび時間ｔの関数として決定するように構成されてもよい。このような決定は、例えば図８を参照して上記で説明したような換算係数を伴い得る。しかしながら、決定は必ずしも換算係数を伴うわけではない。特に、第１の電圧値Ｖ＝Ｖ１に対する最大許容電流Ｉ＿ｍａｘ（Ｖ，ｔ）は、必ずしも異なる第２の電圧値Ｖ＝Ｖ２に対する最大許容電流Ｉ＿ｍａｘ（Ｖ，ｔ）に関連している必要はない。例えば、最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流プロファイルを、例えばルックアップテーブルを使用して一連の電圧値の中の各電圧値に割り当てるように構成されてもよい。
【００４６】
図９は、過電流保護装置６４の実施形態のさらなる例を示す。過電流保護装置６４は、例えば導体１６を介して、とりわけ電源スイッチ２０と直列に結合される負荷１０を備えてもよい。負荷１０は、例えば白熱ランプなどのランプ、または他の任意の電流引き込み装置であってよい。供給電圧Ｖ＿ｓｕｐｐは、第１の電圧供給１２および第２の電圧供給１４を用いて負荷１０に印加され得る。供給電圧は、第１の電圧供給１２および第２の電圧供給１４の間の電圧として規定されてもよい。供給電圧はとりわけ、例えば電池、燃料電池、または交流／直流電圧変換器によって供給される直流電圧であってよい。
【００４７】
供給電圧は、負荷１０にかかる電圧（負荷電圧）と区別される。例において、負荷電圧は、第１のノード６８と第２のノード７０との間の瞬間電圧であってよい。ノード６８および７０は、例えば負荷１０に電力供給できるように負荷１０と接触するための接点であってよい。供給電圧が一定またはゆっくり変化するとみなされ得る一方、負荷電圧はとりわけ電源スイッチ２０の瞬間的な状態に依存し得る。例えば、電源スイッチ２０が導電状態である場合、負荷電圧は実質的に供給電圧と等しくなり得る。その一方、スイッチ２０が非導電状態である場合、負荷電圧は、例えばゼロまで降下するなど、大幅に低くなり得る。さらに、電源スイッチ２０の任意の状態変化は、一定の遅延を伴って負荷電圧に影響し得る。
【００４８】
電源スイッチ２０は、非導電状態から少なくとも１つの中間状態を介して非導電状態へ移るように構成されてもよい。例えば、電源スイッチ２０は、非導電状態と導電状態との間に個別または連続した数の中間状態を有することが可能であり得る。換言すれば、電源スイッチ２０の導電性は、最小導電値と最大導電値との間に１つまたは複数の中間値を有してよい。最小導電値および最大導電値は、例えば本出願を通してそれぞれ「非導電」状態および「導電」状態と称される２つの状態とみなされ得る。したがって、電源スイッチ２０は、１つまたは複数の中間状態を介する導電状態から非導電状態への移行、およびその逆の移行が可能であり得る。連続的または段階的な非導電状態と導電状態との移行は、電源スイッチ２０の固有の特徴であってよく、または電源スイッチ２０が、例えばスイッチ制御器２２により制御され、２つの原則状態（すなわち、非導電状態および導電状態）の間を瞬間的というよりもなだらかな手法で移行してもよい。したがって、負荷電圧のスルーレートは制限され得る。これにより、例えば装置６４が生成し得る電磁雑音の低減が、特に電源スイッチ２０がパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に従って操作される場合にもたらされ得る。したがって、スイッチ２０の状態移行を制御することにより、電磁両立性（ＥＭＣ）要件を満たし得る。
【００４９】
この例において、過電流保護装置６４は、電源スイッチ２０をパルス幅変調制御信号２８に従って導電状態および非導電状態に交互に設定するためのスイッチ制御器２２をさらに備えてもよい。スイッチ制御器２２は、例えば電源スイッチ２０を導電状態および非導電状態に交互に設定するためのスイッチ制御信号２４を生成するように構成されてもよい。スイッチ制御器２２は、例えばユーザがスイッチ制御器２２およびスイッチ２０を介して負荷１０をスイッチオンおよびオフでき得るユーザ入力（図示せず）に応答してもよい。この例において、スイッチ制御器２２は、例えば図４を参照して上記で説明したパルス幅変調ユニット２６により生成されるパルス幅変調信号２８に応答してもよい。
【００５０】
過電流保護装置６４は、最大許容電流ユニット３４、電流センサ４２、および比較器３８をさらに備えてもよい。電流センサ４２は、例えばスイッチ２０と負荷１０との間に結合され得る。電流センサ４２は、電源スイッチ２０を通過する瞬間電流を示し得るセンサ信号４４を生成するように構成され得る。電源スイッチ２０および負荷１０は直列であり、センサ信号４４は負荷１０を通過する瞬間電流を同等に示してもよい。最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流を示す最大許容電流信号３６を生成するように構成されてもよい。比較器３８は、センサ信号４４と最大許容電流信号３６とを比較するように構成されてもよい。さらに詳細には、比較器３８は、センサ信号４４により示される瞬間電流が、最大許容電流信号３６により示される最大許容電流Ｉ＿ｍａｘを超えないかどうかをチェックするように構成されてもよい。比較器３８は、スイッチを通過する電流が最大許容電流Ｉ＿ｍａｘを超えるか否かを示す比較信号４０を生成するように構成されてもよい。スイッチ制御器２２は、比較信号４０に基づいてスイッチ制御信号２４を生成するように構成されてもよい。したがって、スイッチ制御信号２２は、スイッチ２０を通過する電流が最大許容電流Ｉ＿ｍａｘを超えることを示す比較信号４０に応答して、電源スイッチ２０を非導電状態に設定してもよい。したがって、電流センサ４２、最大許容電流ユニット３４、および比較器３８は、過電流保護メカニズムを提供する。
【００５１】
過電流保護装置６４は、例えばＰＷＭ信号２８を分析することによって、電源投入事象を検出する電源投入検出器３０をさらに備えてもよい。電源投入事象は、例えばパルス幅変調制御信号２８が、少なくとも最小オフタイムの長さを有する区間中に、電源スイッチ２０が非導電状態になることを示し、続いてパルス幅変調制御信号２８が、電源スイッチ２０が導電状態になることを示すことを含み得る。
【００５２】
最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流信号３６をリアルタイムで生成するように構成されてもよい。最大許容電流ユニット３４は、例えば最大許容信号３６を基準時間に従って生成するように構成されてもよい。基準時間は、例えば物理時間または負荷が加えられた間の累積時間であってよい。最大許容電流ユニット３４は、例えば電源投入事象と相対的な基準時間を測定してもよい。
【００５３】
過電流保護装置６４は、図４を参照して上記で説明した過電流保護装置１８と異なっていてもよく、供給電圧に基づいてよりも、負荷電圧に基づいて最大許容電流を決定するように動作可能であってよい。しかしながら、過電流保護装置１８および過電流保護装置６４の特性は排他的ではなく、単一装置において統合し得る。例えば、供給電圧および負荷電圧の両方に基づいて最大許容電流を決定することは有益であり得る。
【００５４】
過電流保護装置６４は、示した例に従って、リアルタイムで最大許容電流を決定するための最大許容電流ユニット３４を備えてもよく、最大許容電流は少なくとも部分的に負荷電圧の瞬間レベルに基づいて決定され、負荷電圧は負荷１０全体にわたって供給される電圧である。過電流保護装置６４は、スイッチ入力２１で電圧供給と接続可能であり、スイッチ出力２３で負荷１０と接続可能であり、且つ電力を負荷１０に提供する電源スイッチ２０をさらに備えてもよい。電圧供給は、例えば第１の電圧供給１２または第２の電圧供給１４であってよい。電源スイッチ２０は、導電状態および非導電状態を有し、電源スイッチ２０を通過する電流が最大許容電流を超える推測に応答して、非導電状態になるように構成され得る。
【００５５】
さらに詳細には、最大許容電流ユニット３４は、負荷１０にかかる瞬間電圧（負荷電圧）に依存して、最大許容電流を決定するように構成されてもよい。上記で指摘したように、負荷電圧は本質的に供給電圧と異なる。この例において、供給電圧は、例えば、スイッチ２０、電流センサ４２、および負荷１０からなる一連の構成要素全体にかかる電圧であってよく、一方で負荷電圧は負荷１０にかかる電圧であってよい。したがって、この例において負荷電圧は、例えばノード６８と７０との間の瞬間電圧であってよい。最大許容電流ユニット３４は、負荷電圧に従ってのみ、または代わりに（この例におけるように）負荷電圧および別の変数、例えば物理時間または累積時間、あるいは負荷の温度のような温度などの両方に従って、最大許容電流を決定するように構成され得る。例えば、最大許容電流ユニット３４は、突入電流がスイッチを通過して流れるように最大許容電流を決定するように構成されてもよく、ここで最大許容突入電流は、例えば図１〜図３を参照して示されるように、後の最大許容電流よりも高くてもよい。
【００５６】
いずれの場合においても、すなわち最大許容電流がさらなる変数関数として規定されるか否かにかかわらず、負荷電圧に基づいて最大許容電流を決定することは、負荷電圧、すなわち負荷１０にかかる瞬間電圧が、負荷１０に印加される公称電圧よりも低い時に、過電流の検出を可能とするので有用である。例えば、最大許容電流ユニットは、電源スイッチ２０の非導電状態から導電状態への移行中に、負荷電圧の瞬間レベルに基づいて最大許容電流を決定するように動作可能であり得る。したがって、最大許容電流は、スイッチ２０の非導電状態から導電状態への移行、またはその逆の移行中に、負荷電圧の変動に適応され得る。最大許容電流は、例えば低負荷電圧に対して低く規定され得る。したがって、過電流保護メカニズムの感度は、負荷電圧の低い値に対して増大させ得る。
【００５７】
負荷１０などの負荷は、通常一定の抵抗またはインピーダンスを有することに留意されたい。したがって、スイッチ２０が非導電状態から導電状態へ移る際、負荷１０およびスイッチ２０を通過する電流は、負荷１０の抵抗またはインピーダンスに対応し得る割合で増大し得る。負荷１０の抵抗またはインピーダンスが、例えばノード６８と７０との間の短絡によりも例外的に小さい場合、電流センサ４２で検知される電流は、負荷電圧が公称電圧に到達するだいぶ前に最大許容電流を超えてもよい。したがって、負荷電圧に従って最大許容電流を規定することは、負荷１０が「完全にスイッチオン」される十分前に、スイッチ移行中に負荷インピーダンス／抵抗を見積もる手段を提供する。
【００５８】
もちろん、最大許容電流ユニット３４は、スイッチ移行中だけでなく、継続的に最大許容電流を決定するように動作可能であり得る。したがって、最大許容電流ユニット３４は、スイッチ移行中と同様に、移行の合間、つまりスイッチが定常状態である間にリアルタイムで最大許容電流を決定してもよい。
【００５９】
示した例において、負荷１０の高い側での電圧レベルはノード６８で検出され、最大許容電流ユニット３４へ供給されてもよい。同様に、負荷１０の低い側での電圧レベルはノード７０で検出され、最大許容電流ユニット３４へ供給されてもよい。例において、負荷電圧はこれら２つの電圧レベルの間の差である。
【００６０】
最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流が負荷電圧の増加関数であるように最大許容電流を決定するように動作可能であり得る。加えて、または代わりに、最大許容電流ユニット３４は、負荷電圧がゼロの場合に最大許容電流が正であるように最大許容電流を決定するように動作可能であり得る。加えて、または代わりに、最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流が負荷電圧の有界関数であるように最大許容電流を決定するよう動作可能であり得る。数学的には、その値の集合が有界である場合、関数は有界であるとみなされる。これらおよびその態様は、特に図１１、１２、および１３を参照して、以下でさらに説明する。
【００６１】
図１０は、負荷電圧Ｖ＿ｌｏａｄに対して最大許容電流Ｉ＿ｍａｘを規定するさまざまな可能な手法のうちの１つの例を示す。例において、Ｉ＿ｍａｘはＶ＿ｌｏａｄに比例してもよい。このような規定は、負荷１０の抵抗またはインピーダンスに対する下限（lower bound）を設定することを意味する。したがって、負荷１０の最小許容抵抗またはインピーダンスが規定され得る。
【００６２】
図１１は別の例を示す。この例において、Ｉ＿ｍａｘは、第１の電圧レベルＶ１よりも小さい負荷電圧レベルに対して一定および正（値Ｉ１）であり得る。Ｖ１と第２の電圧レベルＶ２との間の負荷電圧レベルでは、最大許容電流は第２の電流レベルＩ２まで上昇し得る。Ｉ＿ｍａｘは、例えば直線的に上昇し得る。Ｖ２よりも高い負荷電圧レベルに対して、Ｉ＿ｍａｘは一定の電流レベルＩ２となり得る。
【００６３】
このような規定は、少なくとも２つの利点を提供し得る。第１に、正のゼロオフセットＩ１を有する最大許容電流は、制御困難であり得る非常に低い負荷電圧レベルでの電流変動に対して過電流保護メカニズムを無反応な状態にし得る。第２に、有界である最大許容電流（例えば、Ｖ２よりも大きいＶ＿ｌｏａｄで、高いレベルの負荷電圧に対して一定の電流レベルＩ２を有する）は、過電流保護メカニズムが過電圧保護も提供することを保証し得る。実際に、異常に高い負荷電圧は、スイッチ２０および負荷１０を通過する異常に高い電流をもたらすことが予想され得る。したがって、有界となるＩ＿ｍａｘを規定することは、たとえ負荷１０の抵抗／インピーダンスが許容範囲内であっても、電流は高い負荷電圧レベルでＩ＿ｍａｘを超えないであろうことを保証し得る。
【００６４】
図１２は、最大許容電流Ｉ＿ｍａｘが負荷電圧Ｖ＿ｌｏａｄの関数としてどのように規定され得るかのさらなる例を提供する。この例において、最大許容電流Ｉ＿ｍａｘは、負荷電圧Ｖの階段関数であってよい。例えば、Ｉ＿ｍａｘは、負荷電圧が第１の電圧レベルＶ１を下回る場合に一定の値Ｉ１となり、負荷電圧がＶ１を上回る場合に高い第２の値Ｉ２となり得る。例えば、Ｖ１は供給電圧Ｖ＿ｓｕｐｐの０．５倍であってよい。この例は、図１１に関連して上記で述べた２つの利点を統合することができ、さらに実装するために特に好都合であり得る。
【００６５】
図１３は、過電流保護装置６４の最大許容電流ユニット３４の実施形態の例を概略的かつ簡略的な手法で示す。最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流を少なくとも電圧変数の関数として決定するためのデータを含むメモリ６２を備えてもよい。最大許容電流ユニット３４は、例えばマイクロコントローラまたは専用回路によって提供され得る。最大許容電流ユニット３４は、プロセッサ５８、タイマー６０、および／またはメモリ６２を備えてもよい。メモリ６２は、例えばプロセッサ５８が最大許容電流を時間および負荷電圧の関数として決定することができるデータを含んでいてもよい。特定の実施形態において、データは、最大許容電流プロファイルと、プロセッサ５８が最大許容電流プロファイルを負荷電圧値の関数として調整することができる命令とを備えてもよい。例えば、データは時間換算係数および／または振幅換算係数を含んでいてもよい。同じまたは別の実施形態において、データは少なくとも２つの異なる最大許容電流プロファイルを規定するためのルックアップテーブルを備えてもよい。プロセッサ５８は、例えばこれらのプロファイルの１つを負荷電圧の関数として選択するように構成されてもよい。最大許容電流ユニット３４は、図６を参照して上記で説明した特性をさらに含んでいてもよい。
【００６６】
最大許容電流ユニット３４は、最大許容電流を第１の関数および第２の関数の積として決定するよう動作可能であってもよく、第１の関数は時間関数および／または温度関数であり、第２の関数は負荷電圧の関数である。第１の関数は、例えば公称最大許容電流を提供してもよい。公称最大許容電流は、例えば時間に依存して決定され得るが、負荷電圧からは独立していてよい。例えば、第１の関数は、電源スイッチ２０が導電状態であった間の累積時間の関数であってよい。第１の関数は、とりわけ突入電流が第１の期間中に電源スイッチ２０を通過して流れるよう設計されてもよく、突入電流は後続の第２の期間中、最大許容電流よりも高い。これらおよびその他の態様は、特に図１４および１５を参照して、以下でさらに説明する。
【００６７】
図１４は、例を用いて、スイッチ制御信号２４、負荷電圧６６、最大許容電流５６、およびスイッチ２０を通過する電流５２の時間ｔの可能な変動を概略的に示す。この例において、スイッチ制御信号２４は、スイッチ制御器２２により生成される電圧（スイッチ制御電圧）によって提供されてもよい。図は電源スイッチ２０が非導電状態から導電状態へ移る時間区間に焦点を当てる。示されるように、スイッチ制御電圧２４は、時間ｔ０で第１の電圧レベルＶ＿ｏｆｆ（ＯＦＦレベル）から第２の電圧レベルＶ＿ｏｎ（ＯＮレベル）へ移る。電源スイッチ２０は、Ｖ＿ｏｆｆからＶ＿ｏｎへ変化するスイッチ制御電圧２４に応答して、非導電状態から導電状態へなだらかな（smooth）または段階的な手法で移り得る。したがって、その導電性は、非導電状態と関連する低導電性から導電状態と関連する高導電性へなだらかなまたは段階的な手法で上昇し得る。したがって、導電性は低い値から高い値へ１つまたは複数の中間の導電性値を介して上昇してもよい。非導電状態から導電状態への移行（スイッチオン移行）は、例えば時間ｔ０で始まり、後の時間ｔ２で終了し得る。移行時間は、この例においては時間区間［ｔ０，ｔ２］の長さであり、ＰＷＭ制御信号２８のデューティサイクルよりも大幅に短くてよい。スイッチオン移行は、例えば１ミリ秒より長いデューティサイクルと比較して、例えば約１００マイクロ秒、つまり０．１ミリ秒続いてもよい。もちろん、スイッチ２０は必ずしもＰＷＭ信号を介して制御される必要はなく、代わりに、例えば手動で制御されてもよい。
【００６８】
負荷電圧６６、つまり負荷１０にかかる瞬間電圧は、なだらかなまたは段階的な手法でｔ０での値（例えば、ゼロまたは接地）から第２の電圧レベルＶ２（例えば、負荷を動作させる公称電圧レベル）へ、スイッチ２０が導電状態に移行するにつれて、上昇し得る。負荷電圧６６の上昇とスイッチ２０の状態移行との間の遅延は、無視できる。換言すれば、負荷電圧６６は、スイッチ２０の導電性と同期してもよい。しかしながら、より一般的には、負荷電圧６６および／または負荷１０を通過する電流は、スイッチ２０の導電性の変動と関連して遅延し得る。これは、例えば負荷１０および／またはスイッチ２０の無視できない電気容量またはインダクタンスによるものであってもよく、または負荷１０および／またはスイッチ２０と直列に結合され得る追加モジュール（図示せず）によるものであってもよい。
【００６９】
スイッチ２０を通過する電流５２は、任意の付与の瞬間に負荷１０を通過する電流とほぼ等しくてよい。これら２つの電流の差は、例えばスイッチ２０のみと、または負荷１０のみと並列に結合された選択的な回路（図において示さず）によるものであり得る。しかしながら、本発明を理解する目的で、「スイッチを通過する電流」および「負荷を通過する電流」という語句は、置き換え可能であってよい。この例において、スイッチ２０／負荷１０を通過する電流５２は、時間ｔ０での第１の値、例えばゼロから、時間ｔ２での値Ｉ２、例えば定常またはゆっくりとのみ変化する公称電流へ、負荷にかかる電圧６６の上昇に応答して上昇してもよい。電流５２は、例えば負荷電圧６６に比例してもよい。時間ｔ０、ｔ１、およびｔ２はそれぞれ、例えばｔ０＝０．０１５ミリ秒（ｍｓ）、ｔ１＝０．０３５ｍｓ、およびｔ２＝０．０５５ｍｓであってよい。
【００７０】
例において、最大許容電流５６は、負荷電圧６６に従って決定されてよい。最大許容電流５６は、例えば図１２を参照して上記で示されるように規定されてよい。最大許容電流５６は、結果的に負荷電圧６６が上昇するにつれて上昇し得る。例えば、図３を参照して上記で説明したように、または時間非依存の最大許容電流として規定された、公称最大許容電流５６を示すアナログまたはデジタル信号は、負荷電圧６６に従って、最大許容電流５６を示す信号を生成するように変調され得る。例えば、最大許容電流ユニット３４は、負荷電圧６６の関数である係数を用いて各インスタンスｔで最大許容電流値を乗じるか、または調整し得る。係数は、例えば図１０〜図１２を参照して説明される負荷電圧６６の関数であってよい。この例において、最大許容電流５６は、対象の時間の範囲にわたり定常であり得る公称最大許容電流値を、図１２において上記で示された関数Ｉ＿ｍａｘと比例する電圧依存の係数を用いて乗じることにより決定されてよい。公称最大許容電流は、結果的に、負荷電圧６６が第１のレベルＶ１を下回る場合、例えば係数０．５を用いて調整されてもよく、負荷電圧６６がレベルＶ１を上回る場合、例えば係数１を用いて調整されてもよい。例において、負荷電圧６６は時間ｔ１で電圧レベルＶ１となり得る。Ｖ１は、例えば０．５＊Ｖ２であってよく、ここでＶ２は、スイッチ２０が導電状態となった場合に負荷１０にかかる定常電圧である。例において、電流５２はプロットで示されるすべての時間ｔで最大許容電流５６よりも小さく、電源スイッチ２０は結果的に導電状態を維持するように制御され得る。
【００７１】
換言すれば、最大許容電流Ｉ＿ｍａｘ（ｔ）は、例えば積ｆ１（ｔ）＊ｆ２（Ｖ＿ｌｏａｄ（ｔ））として表されてもよく、ここで第１の関数ｆ１は、例えば図１〜図８を参照して説明されたように公称最大許容電流を示し、第２の関数ｆ２（Ｖ＿ｌｏａｄ（ｔ））は負荷電圧に従って公称最大許容電流を変調する。したがって、最大許容電流Ｉ＿ｍａｘ（ｔ）は、長い期間にわたって、すなわち図１４で示されるよりも長い期間にわたって考慮される場合、ｆ２（Ｖ＿ｌｏａｄ（ｔ））に従って変調されるが、例えば図３のグラフ５６と類似し得る。負荷電圧Ｖ＿ｌｏａｄ（ｔ）は、第１の類似に対して、ＰＷＭ制御信号２８（このような信号が使用される場合）と比例してもよく、とりわけ同じ周波数（例えば、約１ｋＨｚ）を表してもよい。したがって、公称最大許容電流は、ＰＷＭ制御信号２８の周波数で変調され得る。
【００７２】
図１５に戻ると、図１４を参照して上記で説明した量、とりわけスイッチ制御電圧２４、負荷電圧６６、スイッチを通過する電流５２、および最大許容電流５６が例を用いてここで示され、負荷１０の抵抗またはインピーダンスが最小許容抵抗／インピーダンスを下回るか、または負荷１０全体にわたって短絡がある場合を表す。したがって、図１５は、過電流保護メカニズムがスイッチ２０を非導電状態に設定して導体１６を遮断することが予想される場合に関する。
【００７３】
この例において、スイッチ制御電圧２４は、例えばＰＷＭ制御信号２８の立ち上がりエッジに応答するか、または他の入力信号に応答して、時間ｔ０でＶ＿ｏｆｆからＶ＿ｏｎへ上昇してもよい。スイッチ２０は、スイッチ制御電圧２４に応答して、瞬間的な手法よりもなだらかなまたは段階的な手法で、導電状態へ移り得る。したがって、負荷電圧６６はなだらかなまたは段階的に上昇し得る。電流５２は、負荷電圧６６の上昇に応答して上昇し得る。この場合において、電圧６６に対する電流５２の変化率は、図１４の場合と比較して高い。これは、例えば、低すぎる抵抗を有する負荷または短絡に起因し得る。例において、電流５２は時間ｔ３で最大許容電流５６に到達する。時間ｔ３はｔ０よりも大きいが、ｔ１よりも小さくてよい。スイッチ制御電圧２４は、最大許容電流５６を超える電流５２に応答して、レベルＶ＿ｏｎからレベルＶ＿ｏｆｆへ降下してもよい。これにより、電源スイッチ２０を非導電状態へ戻らせる。例において、スイッチ２０は、時間ｔ３とｔ１との間で非導電状態となり得る。したがって、負荷１０全体をわたる電圧６６は、時間ｔ３とｔ１との間で初期レベル（この例では、接地またはゼロ）へ降下し得る。電流５２は、結果的に降下し得る。例において、電流５２は、時間ｔ３とｔ１との間でゼロである初期値に到達し得る。
【００７４】
この例において、スイッチ２０は、図１４を参照して上記で述べた負荷電圧６６が電圧レベルＶ１を下回る時間に非導電状態へ戻らせることに留意されたい。したがって、負荷電圧６６はＶ１に到達しない可能性がある。したがって、最大許容電流５６は、プロットに表されるすべての時間ｔで値Ｉ１となり得る。
【００７５】
時間ｔ３後の時間ｔで、スイッチ制御電圧２４は、例えば所定の遅延（図には示さず）の後に、ＯＦＦレベルＶ＿ｏｆｆからＯＮレベルＶ＿ｏｎへ再び上昇してもよい。代わりに、過電流保護装置６４は、電流５２が最大許容電流５６に到達したか、または超えたことが検出された後、スイッチ２０が確実に非導電状態に維持されるようにスイッチ２０を遮断し得る。例えば、過電流保護装置６４は、電流５２が最大許容電流５６に到達したことに応答して、エラーフラグを設定してもよい。
【００７６】
ここで図１６を参照すると、電源スイッチを操作する方法の例が示されている。電源スイッチは、例えば図９を参照して上記で説明した過電流保護装置６４に統合された電源スイッチ２０であってよい。したがって、電源スイッチ２０は導電状態および非導電状態を有し得る。本方法は、例えば、負荷１０を電源スイッチ２０と直列に接続すること、負荷１０に電力を供給して負荷電圧を生成するために、負荷１０およびスイッチ２０全体にわたって供給電圧を印加することであって、負荷電圧は負荷１０にかかる電圧である、前記印加すること、リアルタイムに、少なくとも部分的に負荷電圧の瞬間レベルで最大許容電流を決定すること、および電源スイッチ２０を、電源スイッチ２０を通過する電流が最大許容電流を超える推測に応答して、非導電状態へ設定すること、を含んでよい。決定することは、とりわけ電源スイッチ２０の非導電状態から導電状態への移行中にリアルタイムで最大許容電流を決定することを含み得る。
【００７７】
ブロック７０２において、電源投入事象が起こったかどうかを判定してもよい。電源投入事象は、スイッチと直列に結合される負荷の活性化されることを示し得る任意の事象であってよい。電源投入事象は、例えば負荷に電力供給することを目的としたユーザのアクション、または例えばＰＷＭ制御信号２８など、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルが指定された閾値を超えて上昇していることであってよい。基準時間ｔは、例えばスイッチが導電状態であった間の累積時間であるが、ゼロに設定され得る。基準時間は、最大許容電流を決定するための基準として提供されてもよい。電源投入事象が検出されると、フローは進み、そうでない場合フローは、例えばブロック７０２に戻ってもよい。
【００７８】
後続のブロック７０６において、最大許容電流は、負荷にかかる瞬間電圧に従って決定され得る。負荷にかかる瞬間電圧（負荷電圧）は、例えば図１４および図１５を参照して上記で説明した負荷電圧６６であってよい。最大許容電流は、例えば負荷電圧の増加関数をリアルタイムで乗じた時間依存の公称最大許容電流であってよい。公称最大許容電流および／または当該負荷電圧の関数は、例えばハードウェアまたはメモリに存在するデータによって事前に規定されてよい。
【００７９】
後続のブロック７０８において、スイッチを通過する瞬間電圧が、決定された瞬間最大許容電流を下回るかどうかをチェックされ得る。スイッチを通過する電流が最大許容電流を超えると判定された場合、スイッチは非導電状態となるようにトリガーされ得る。
【００８０】
後続のブロック７１０において、電源切断事象が起こったかチェックされ得る。電源切断事象は、負荷の電源がオフされることを示し得る任意の事象であってよい。電源切断事象が検出されると、フローは、例えばブロック７０２に戻ってもよく、そうでない場合フローは、例えばブロック７０６に戻ってもよい。
【００８１】
ここで図１７を参照すると、図９に示す負荷１０にかかる電圧６６の立ち上がりエッジ６６−Ａおよび立ち下がりエッジ６６−Ｂの例が示されている。例において、負荷電圧６６は、非導電状態から導電状態へ移るスイッチ２０に応答して、最小値から最大値へ徐々に上昇し得る。同様に、負荷電圧６６は、導電状態から非導電状態へ移るスイッチ２０に応答して、最大値から最小値へ徐々に降下し得る。最小電圧値および最大電圧値はそれぞれ、例えば０ボルトおよび１２ボルトであってよい。最大電圧値は、例えば供給電圧であってよい。とりわけ、上昇時間および下降時間、すなわち立ち上がりエッジの継続時間および立ち下がりエッジの継続時間は、同等であってよい。例えば、立ち上がりエッジ６６および立ち下がりエッジ６６の両方の最高期は、それぞれ約１００マイクロ秒の長さを有してもよい。上昇時間は、最大許容電流がリアルタイムで負荷電圧の関数として決定されるのに十分なほど長くてもよく、したがって負荷電圧が最大値に到達する前に過電流状況を検出することができる。
【００８２】
過電流保護装置１８と過電流保護装置６４とを比較すると、２つの装置は少なくともそれぞれの最大許容電流ユニット３４が最大許容電流を決定し得る手法において異なってよいことに留意されたい。過電流保護装置１８は、少なくとも供給電圧に従って最大許容電流を決定し得る。過電流保護装置６４は、少なくとも負荷電圧に従って最大許容電流を決定し得る。供給電圧は、スイッチ２０の状態移行により影響を受けない可能性がある。対照的に、負荷電圧はスイッチ２０の状態移行により影響を受け得る。
【００８３】
例えば温度、電圧、または電流などの各物理量は、１つの値または一連の値により表され得る。電圧は、所与の瞬間での２つの特定地点の電位差である。電流は、所与の瞬間での特定の横断面を通過して流れる電荷の量である。
【００８４】
上記の明細書において、本発明が本発明の実施形態の具体例を参照して説明された。しかしながら、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明のより広い精神および範囲から逸脱することなく、そこにさまざまな修正および変更を行うことができることは明らかであろう。
【００８５】
本明細書において説明されているような接続は、例えば介在するデバイスを介してそれぞれのノード、ユニットまたデバイスから、またはそれらへと信号を転送するのに適切な任意のタイプの接続であることができる。したがって、別途暗示または提示されていない限り、接続は例えば直接接続であってもよいし、間接接続であってもよい。接続は、単一の接続、複数の接続、一方向性接続、または双方向性接続であることに関連して例示または記載され得る。しかしながら、実施形態が異なれば、接続の実施態様は変化してもよい。例えば、双方向性接続ではなく別個の一方向性接続が使用されてもよく、その逆であってもよい。さらに、複数の接続が、連続してまたは時分割多重方式で複数の信号を伝送する単一の接続と置き換わってもよい。同様に、複数の信号を搬送する単一の接続が、これらの信号のサブセットを搬送するさまざまな異なる接続に分離されてもよい。それゆえ、信号の伝送には多くの選択肢が存在する。
【００８６】
特定の導電型または電位の極性が例に記述されているが、導電型および電位の極性は逆になってもよいことが理解されよう。
本明細書において記載されている各信号は正または負の論理として設計され得る。負論理信号の場合、信号は、論理的真状態が論理レベル０に対応するアクティブ・ローである。正論理信号の場合、信号は、論理的真状態が論理レベル１に対応するアクティブ・ハイである。本明細書に記載される信号はいずれも負または正論理信号のいずれかとして設計されることができることに留意されたい。それゆえ、代替の実施形態では、正論理信号として記載される信号は、負論理信号として実装されてもよく、負論理信号として記載される信号は、正論理信号として実装されてもよい。
【００８７】
さらに、「アサート」または「セット」および「ネゲート」（または「アサート停止」もしくは「クリア」）という用語は、本明細書においては、信号、ステータスビット、または類似の装置をそれぞれ、その論理的に真または論理的に偽の状態にレンダリングすることを指す場合に使用される。論理的に真の状態が論理レベル１である場合、論理的に偽の状態は論理レベル０である。そして、論理的に真の状態が論理レベル０である場合、論理的に偽の状態は論理レベル１である。
【００８８】
論理ブロック間の境界は例示にすぎないこと、および、代替的な実施形態は、論理ブロックもしくは回路要素を融合し、またはさまざまな論理ブロックもしくは回路要素に対する代替的な機能の分解を課してもよいことを、当業者は認識しよう。したがって、本明細書において描写したアーキテクチャは例示にすぎないこと、および、事実、同じ機能を達成する多くの他のアーキテクチャを実装することができることは理解されたい。例えば、電源スイッチ２０およびスイッチ制御器２２は、１つの集積回路によって提供されてもよく、かつ／または電源投入検出器３０、最大許容電流ユニット３４、および比較器３８は、１つの集積回路によって提供されてもよい。ＰＷＭユニット２６は、過電流保護装置１８と統合されてもよく、または別個のモジュールを形成してもよい。過電流保護装置１８全体は、集積回路またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）によって提供されてもよい。
【００８９】
同じ機能を達成するための構成要素の任意の構成が、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられる」。したがって、本明細書における、特定の機能を達成するために結合される任意の２つの構成要素は互いに「関連付けられる」とみなすことができ、それによって、中間の構成要素またはアーキテクチャにかかわりなく、所望の機能が達成される。同様に、そのように関連付けられる任意の２つの構成要素も、所望の機能を達成するために互いに「動作可能に接続されている」または「動作可能に結合されている」とみなすことができる。
【００９０】
さらに、上述の動作間の境界は例示にすぎないことを当業者は認識しよう。複数の動作を単一の動作に組み合わせ、単一の動作を追加の動作に分散させ、複数の動作を少なくとも部分的に時間的に重ね合わせて実行することができる。その上、代替的な実施形態は、特定の動作の複数のインスタンスを含んでもよく、動作の順序はさまざまな他の実施形態においては変更してもよい。
【００９１】
さらに例として、１つの実施形態では、例示される実施例は、単一の集積回路上または同じデバイス内に位置する回路として実装されることができる。例えば、電源スイッチ２０およびスイッチ制御器２２は、１つの集積回路によって提供されてもよく、かつ／または電源投入検出器３０、最大許容電流ユニット３４、および比較器３８は、１つの集積回路によって提供されてもよい。ＰＷＭユニット２６は、過電流保護装置１８と統合されてもよく、または別個のモジュールを形成してもよい。過電流保護装置１８全体は、集積回路またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）によって提供されてもよい。代替的には、実施例は、適切な様式で互いに相互接続される任意の数の別個の集積回路または別個のデバイスとして実装されてもよい。例えば、各構成要素２０、２２、２６、３０、３４、３８、４２は、別個の装置により提供されてもよい。
【００９２】
さらに例として、実施例、またはその一部は、任意の適切なタイプのハードウェア記述言語などによって、実回線または実回線に転換可能な論理表現のソフトまたはコード表現として実装されることができる。
【００９３】
さらに、本発明は、プログラム不能ハードウェアにおいて実装される物理デバイスまたはユニットに限定されるものではなく、本出願においては一般的に「コンピュータシステム」として示されている、メインフレーム、ミニコンピュータ、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ノートパッド、携帯情報端末、電子ゲーム、自動車および他の組込みシステム、携帯電話、ならびに、さまざまな他の無線デバイスのような、適切なプログラムコードに従って操作することによって所望のデバイス機能を実行することが可能なプログラム可能デバイスまたはユニット内に適用されることもできる。
【００９４】
しかしながら、他の修正形態、変更形態および代替形態も可能である。したがって、明細書および図面は限定的な意味においてではなく例示的に考慮されるべきである。
説明および請求項において、「＝」という記号は「等しい」という意味である。「＜」という記号は、「より小さい」という意味である。「＞」という記号は、「より大きい」という意味である。「＝＜」という記号は、「より小さいか、または等しい」という意味である。「＞＝」という記号は、「より大きいか、または等しい」という意味である。区間［Ａ，Ｂ］は、Ａ＝＜Ｘ＝＜Ｂとなる実数の集合Ｘである。区間（Ａ，Ｂ］は、Ａ＜Ｘ＝＜Ｂとなる実数の集合Ｘである。区間［Ａ，Ｂ）は、Ａ＝＜Ｘ＜Ｂとなる実数の集合Ｘである。区間（Ａ，Ｂ）は、Ａ＜Ｘ＜Ｂとなる実数の集合Ｘである。
【００９５】
図において、装置プロットにおける矢印は、別途提示されていない限り、矢印で示される方向への移動を表す。文脈によって、移動は、例えば電荷移動、情報またはデータの移動、信号の移動、または他の任意の種類の移動であり得る。矢印はさらに、矢印によって表される移動を可能とする接続を表す。したがって、矢印は移動と接続との両方を表してもよい。移動の種類により、接続は例えば、データバス、送信器および受信器を備える対、導電体、または他の任意の適切な接続であってよい。接続は、必ずしも特有の構成要素によって提供される必要はない。矢印の方向は、別途提示されていない限り、一方向接続を示さない。換言すれば、一方向の矢印で表される接続は、別途提示されていない限り、一方向接続または双方向接続であり得る。
【００９６】
特許請求の範囲において、括弧間に置かれる任意の参照符号は特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える（Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という文言は、特許請求項内にリストされているもの以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。別途記載されない限り、「第１の」および「第２の」のような用語は、そのような用語が説明する要素間で適宜区別するように使用される。したがって、これらの用語は必ずしも、このような要素の時間的なまたは他の優先順位付けを示すようには意図されていない。特定の手段が相互に異なる特許請求項において記載されているというだけの事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図１６】
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【図１７】
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