(57)【要約】【課題】負荷に結合された電流源を使用して電力コンバータに結合される負荷を通る出力電流を調整する。【解決手段】本発明の教示に従った１つの電力コンバータは、電力コンバータの入力と電力コンバータの出力の間に結合されるエネルギ伝達エレメントを含む。この電力コンバータは、エネルギ伝達エレメントおよび電力コンバータの入力に結合されて電力コンバータの出力を調整するコントローラ回路も含む。電流源も含まれ、それが電力コンバータの出力に結合されて電力コンバータの出力電流をスレッショルド値より下に制限する。【選択図】図１
2006271194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力コンバータの入力と前記電力コンバータの出力の間に結合されたエネルギ伝達エレメントと、
前記エネルギ伝達エレメントと前記電力コンバータの前記入力に結合され、前記電力コンバータの前記出力を調整するコントローラ回路と、
前記電力コンバータの前記出力に結合され、前記電力コンバータの出力をスレッショルド値より下に制限する電流源回路と
を含む電力コンバータ。
【請求項２】
前記電流源回路が、前記コントローラ回路に結合されて電流検出信号を提供する請求項１に記載の電力コンバータ。
【請求項３】
前記電流源回路が、集積回路に結合されて電流検出信号を提供し、前記集積回路が、前記コントローラ回路にフィードバック信号を提供するべく結合される請求項２に記載の電力コンバータ。
【請求項４】
さらに、前記電流源回路に結合されて、前記コントローラ回路によって受け取られるべく結合される電流検出信号を提供する電流検出エレメントを含む請求項１に記載の電力コンバータ。
【請求項５】
前記電流検出エレメントは抵抗を含む請求項４に記載の電力コンバータ。
【請求項６】
前記電流検出エレメントは電流トランスを含む請求項４に記載の電力コンバータ。
【請求項７】
前記電力コンバータの出力は負荷に結合される請求項１に記載の電力コンバータ。
【請求項８】
前記負荷は、１ないしは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む請求項７に記載の電力コンバータ。
【請求項９】
さらに、前記負荷に結合されるスイッチを含み、前記スイッチは、前記負荷内の平均電流を制御するデューティ・サイクルにおいてオンとオフが切り替えられるべく結合される請求項７に記載の電力コンバータ。
【請求項１０】
電力コンバータの入力と前記電力コンバータの出力の間に結合されたエネルギ伝達エレメントと、
前記エネルギ伝達エレメントと前記電力コンバータの前記入力に結合され、前記電力コンバータの前記出力を調整するコントローラ回路と、
前記電力コンバータの前記出力に結合された電流源回路であって、前記コントローラ回路に電流検出信号を提供するべく前記コントローラ回路に結合される電流源回路と、
を含む電力コンバータ。
【請求項１１】
さらに、前記電力コンバータの出力に結合されるスイッチを含み、そのスイッチが負荷に結合され、前記スイッチが、前記負荷内の平均電流を制御するデューティ・サイクルでオンとオフが切り替えられるべく結合される請求項１０に記載の電力コンバータ。
【請求項１２】
前記負荷は、前記電力コンバータの前記出力に結合される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む請求項１１に記載の電力コンバータ。
【請求項１３】
前記電流源回路は、前記負荷を通る前記電力コンバータの出力電流をスレッショルド値より下に制限するべく前記電力コンバータの前記出力に結合される請求項１１に記載の電力コンバータ。
【請求項１４】
電力コンバータの出力に結合された負荷を通る電流を、前記負荷に結合された電流源回路を通じて伝え、
前記電力コンバータの入力から前記電力コンバータの出力に、前記電流源回路に応答してエネルギを伝達して前記負荷を通る電流を調整すること
を含む電力コンバータの出力を調整するための方法。
【請求項１５】
さらに、前記電流源回路を用いて前記負荷を通る電流に応答する電流検出信号を生成し、前記負荷を通る電流を調整することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、前記負荷に結合された前記電流源回路を用いて前記負荷を通る電流をスレッショルド値より下に制限することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記電力コンバータの入力から前記電力コンバータの出力にエネルギを伝達することが、前記負荷を通る電流を調整するために、前記電流源に応答して、前記電力コンバータの入力とエネルギ伝達エレメントに結合される電力スイッチの切り替えを含む請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子回路に関し、より詳細に述べれば、本発明は電力コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力コンバータは、電力コンバータの出力に結合された負荷への平均電流を制限するために制御されることが多い。その種のコンバータの代表的な例は、バッテリ充電に使用される電力コンバータである。このタイプのバッテリ充電器回路においては、電力コンバータから負荷に供給される平均電流がバッテリの充電に要する時間によって決定される。充電時間の制御をはじめ、バッテリに対する平均出力電流を調整し、当該バッテリがバッテリ製造者によって提供された仕様において使用されることを保証することも重要である。平均出力電流が調整される電力コンバータ回路の別の例は、蛍光管に電力を供給する照明回路等である。これらの回路においては、蛍光管の明るさを制御するために蛍光管内の平均電流が調整される。
【０００３】
以下、例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が添付図面に限定されることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
電源に使用することのできる電源レギュレータの例を開示する。以下の説明においては、本発明の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら、当業者には明らかであるとおり、本発明を実施する上で必ずしもこれらの具体的な詳細を採用する必要はない。また、本発明の不明瞭化を避けるために、具体化に関係する周知の方法は説明されていない。
【０００５】
この明細書を通じて『一実施形態』あるいは『実施形態』と述べるときには、その実施形態に関連して述べられている特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、この明細書の随所に使われている『一実施形態においては』あるいは『実施形態においては』といった表現が、必ずしもすべて同一の実施形態を参照している必要はない。さらに、特定の特徴、構造、または特性を、１ないしは複数の実施形態において適切な態様で組み合わせてもよい。
【０００６】
図１は、平均出力電流が調整される電力コンバータの一実施形態の回路図である。それに示されているとおり、電力コンバータ１００は、入力電圧を受け取るべく結合される入力を含む。例示の実施形態においては、入力電圧が９０〜２６４ボルトの交流電流（ＶＡＣ）である。このＡＣ電圧には、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によって整流が行われ、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、インダクタＬ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、ダイオードＤ５によってフィルタリングとクランピングが行われる。例示の実施形態においては、電力コンバータ１００が、エネルギ伝達エレメント、すなわちトランスＴ１に結合された電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１を含む。例示の実施形態においては、電力コンバータ１００がトランスＴ１の出力側に出力回路を有し、当該出力回路の出力１０２には負荷１０１が結合される。一実施形態においては、電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１が、カリフォルニア州サンノゼのパワー・インテグレーションズ・インク（Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能な電力コンバータ・コントローラ回路のタイニースイッチ（ＴｙｎｙＳｗｉｔｃｈ）ファミリの電力コンバータ・コントローラである。ここで認識できるとおり、別の実施形態においては、ほかの適切なタイプの電力コンバータ・コントローラ回路を本発明の教示に従って使用することができる。
【０００７】
一実施形態においては、電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１が、パワー・スイッチまたはトランジスタを含み、それが、電力コンバータの出力に応答するフィードバック信号に応じて切り替えられて電力コンバータの入力から電力コンバータの出力へのエネルギの伝達が調整される。図１に示されているとおり、負荷１０１内を流れる電流ＩLOAD  １０５の大きさに比例する電圧Ｖｓｅｎｓｅ  １０３が、電流検出エレメント、すなわち抵抗Ｒ７の端子間に現れる。この電圧１０３が、電流検出信号として、抵抗Ｒ８とフォトカプラＵ２  １０４のコンポーネントの端子間に印加される。この電流検出信号は、フォトカプラＵ２を介して、電力コンバータの１次側にある電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１に結合される。別の実施形態においては、電流検出エレメントを、電流トランスもしくはそのほかの、本発明の教示に従って電流を検出する適切なエレメントとすることも可能である。
【０００８】
ここに示した例においては、電力コンバータ・コントローラＵ１が、電流ＩLOADを所望の平均調整値に維持するために、電力コンバータの出力１０２に引き渡される電力の調整を行う。図１に示されている例においては、電力コンバータ・コントローラＵ１が、スイッチング・サイクルをスキップすることによって出力に引き渡される電力の調整を行う。サイクルをスキップするか否かの決定は、電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１のＥＮピンにおいて受け取ったフィードバック信号が、電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１内部の回路によって設定されたスレッショルド値より上であるか、あるいはそれより下であるかを基礎とする。したがって、電力コンバータ・コントローラ回路Ｕ１の回路は、ディジタル・フィードバック信号に応答して調整を行う。ここで注意することは、パルス幅変調器（ＰＷＭ）電流モードあるいはＰＷＭ電圧モードといった、このほかの多数の制御・テクニックも使用できるということであり、それらが、たとえばアナログ・フィードバック信号を使用することもある。図１に示されている電力コンバータ回路例は、負荷１０１に印加される最大出力電圧を調整するためにトランジスタＱ１とダイオードＶＲ２のコンポーネントを使用する出力電圧検出も含む。
【０００９】
図２は、負荷の平均電流を調整するために電力コンバータの出力に含めることのできる回路の別の実施形態の簡略化した回路図２００を示している。図示の例において、キャパシタ２０２、２０７は、それぞれ図１におけるキャパシタＣ６、Ｃ７と等価であると考えることができる。また電流検出エレメント２０４は、図１のＲ７に等価であると考えることができる。ノード２０５および２０６は、それぞれ図１のノード１０６、１０７に等価であると考えることができる。図示の例においては、電流検出信号２０３が、負荷２０１に引き渡される平均電流を調整するために使用される制御回路によって受け取られるべく結合される。いくつかの低コスト回路においては、キャパシタ２０７を省略することができるが、より多くのリプル電圧が負荷２０１の端子間にわたる出力に導かれる。
【００１０】
図３は、負荷の平均電流を調整するために電力コンバータの出力に含めることのできる回路３００のさらに別の実施形態の簡略化した回路図である。図２に例示した実施形態と比較すると、この回路３００には、負荷３０１と直列に結合されるスイッチ３０５が導入されている。一実施形態においては、負荷３０１が１ないしは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、それらがＬＥＤのチェーンとして互いに結合されている。回路３００の動作原理は、負荷３０１のＬＥＤチェーンの平均光出力の制御に適切なデューティ・サイクルにおいてスイッチ３０５のオン・オフが行われ、その間、電流検出エレメント３０４が、負荷３０１内の電流を検出し、電力コンバータの出力を調整してスイッチ３０５がオンの間のＬＥＤ電流を一定に保持する回路に電流検出信号３０３を結合するというものである。
【００１１】
一実施形態においては、回路３００についての応用を、負荷に対する平均出力電流だけでなく、瞬時電流の調整も行われる電力コンバータ回路の実施形態内における使用のためとすることができる。さらに、その種の電力コンバータ回路の実施形態は、負荷内の瞬時電流をはじめ、平均電流を独立に制御する。
【００１２】
特に、本発明の教示に従った電力コンバータ回路の一実施形態は、負荷として電力コンバータの出力に結合される複数のＬＥＤへの電力の引き渡しに使用される。この例の実施形態においては、瞬時ＬＥＤ電流が正確に調整されて、ＬＥＤが照明されるときのＬＥＤからの正確なスペクトル色出力が維持される。平均ＬＥＤ電流（および、その結果の光出力）は、あるパーセンテージの時間にわたってそれらのＬＥＤを完全にオフにすることによって調整される。ＬＥＤのオン時間対オフ時間の比は、デューティ・サイクルと呼ばれる。この方法においてＬＥＤのオン・オフが行われる周波数は、ＬＥＤのオン・オフが行われるときのフリッカを人間の目が検出できないように選択される。一実施形態においては、オン／オフ制御周波数が２００Ｈｚから２０ｋＨｚの間となる。一実施形態においては、オン／オフ・デューティ・サイクルが平均ＬＥＤ電流、およびその結果の光の強度または出力の制御に使用されることから、瞬時ＬＥＤ電流が、ＬＥＤがオンとなるとき本発明の教示に従って瞬間に制御され、低いデューティ・サイクルまでの平均ＬＥＤ電流の線形制御を可能にする。
【００１３】
電力コンバータ回路の実施形態が使用できる応用例としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）テレビジョン（ＴＶ）ディスプレイ、コンピュータ・モニタ・パネル等のブラックライト応用が挙げられる。これらのタイプの応用においては、３チャンネルのＬＥＤすなわち、１つの赤、１つの緑、１つの青を使用することによって、ホワイト・ブラックライトを作ることができる。各ＬＥＤのチェーンは、個別の電力コンバータ回路出力に結合され、独立に制御される。赤、緑、青のＬＥＤチャンネルの組み合わせによる光出力は、混合されて所望のホワイト光を作り出す。各ＬＥＤの個別の光強度とスペクトル出力が、それを流れる電流に敏感であることから、ＬＥＤがオンとなった直後から各ＬＥＤチェーンに供給される電流の非常に正確な制御が本発明の教示に従って提供される。これらの応用における平均光出力は、本発明の教示に従って、各赤、緑、青ＬＥＤチェーンからの光の寄与の適正なバランスをもたらすべく制御され、その結果、たとえばユーザ・コントローラによる減光のためのブラックライトの全体的な強度が制御される。
【００１４】
図３に戻って、再び例示されている実施形態を参照するが、図３においてはスイッチ３０５が機械スイッチとして例示されている。別の実施形態においては、バイポーラ・トランジスタまたは酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等の半導体スイッチをスイッチ３０５のために使用することができる。しかしながら、電源出力のリプル電圧やノイズを許容可能レベル内に制限するキャパシタ３０２、３０７の存在が、望ましくない動作特性を生じさせることがある。
【００１５】
スイッチ３０５がオフの間は、電力コンバータ回路の出力が完全に切断され、その結果、無負荷状態がもたらされる。この状態の下においては、電力コンバータ回路出力電圧が増加する。この増加は、小さいこともあるが望ましくなく、場合によってはこの増加が電力コンバータ回路の実際的な動作に起因する。スイッチ３０５がオフのときの電力コンバータ回路出力電圧におけるこの増加の結果、スイッチ３０５が再びオンになったときに、キャパシタ３０２、３０７にわたる電圧が、必要な負荷電流の提供のために必要な電圧を超える。したがって、キャパシタ３０２、３０７が、負荷３０１内のＬＥＤチェーンを介して放電し、負荷スイッチ３０５がオンになる都度、ＬＥＤ電流内にスパイクを生じさせる。キャパシタ３０７を通って流れる放電電流は、電流検出エレメント３０４によって検出されることさえなく、そのため電力コンバータ・ループは応答できない。キャパシタ３０２を通って流れる放電電流は、電力コンバータ・ループが電流検出エレメント３０４を介して確かに検出するが、それにもかかわらず、すでに出力キャパシタに引き渡されたエネルギの調整が電力コンバータには不可能であることから除去されない。
【００１６】
図４に、電力コンバータ回路内に見られる波形の例を示す。図４の波形４０１は、波形４０２を伴って示されているとおり、負荷スイッチがオフになっている間に電力コンバータ回路出力が上昇することを例示している。負荷スイッチのオンに続いて負荷電流４０３にオーバーシュートが生じ、電流検出信号４０４にも、負荷に採用される特定タイプのＬＥＤに適切であるとして回路設計者によって設定された電流検出スレッショルドを超えるオーバーシュートが生じる。電力コンバータ回路は、特定の電力コンバータ内の制御ループの速度に依存するレートで応答し、負荷電流４０３を必要レベルより下に降下させた後に所望の負荷電流に安定する。ＬＥＤのスペクトル出力内に変化を生じさせるだけでなく、このタイプの振る舞いは、負荷スイッチの低いデューティ・サイクルにおいて非線形性の高い平均電流調整をもたらす。
【００１７】
図５は、本発明の教示に従った電力コンバータ回路５００の一実施形態を示しており、それにより電流のオーバーシュートを伴うことのない瞬時負荷電流の制御が可能になる。例示されているとおり、電力コンバータ回路５００は、スイッチ５０５に結合されたエレメント５０８を含む。一実施形態においては、エレメント５０８が電流スレッショルドを有する電流源である。理想的な電流源のインピーダンスは、それを通って流れる電流がスレッショルド値より低いときにゼロであり、スレッショルド電流値に到達したときにインピーダンスが調整されてそれを通って流れる電流がスレッショルド値に維持される。実際的な電流源の具体化は、これらの理想的な特性の近似に過ぎないが、その動作は、電流源の電流スレッショルドを超えたときにインピーダンスの大きな増加を導く。この開示の目的のための電流源回路は、本発明の教示に従って電流スレッショルド値において流れる電流を調整するために、電流スレッショルド到達時にインピーダンスの増加する任意の回路として定義される。
【００１８】
図５に示されている実施形態においては、スイッチ５０５がオンになるとき、キャパシタ５０２、５０７と負荷５０１を流れる放電電流が、本発明の教示に従って電流源５０８のスレッショルドに達するまで上昇する。一実施形態においては、インピーダンス、したがって電流源回路５０８の端子間の電圧降下が、負荷５０１を通って流れる電流を電流源回路５０８のスレッショルド電流値に調整するために必要なだけ増加する。それにもかかわらず電流検出信号５０３は、電流検出エレメント５０４内を流れる瞬時電流に比例する。したがって一実施形態においては、電流検出信号５０３が、電流源回路５０８によって初期容量性放電電流が調整された後の負荷電流の調整に使用されることになる電力コンバータ回路によって受け取られるように結合される。
【００１９】
一実施形態においては、電流源回路５０８の電流スレッショルドが、電流検出信号５０３を使用するメインの電力コンバータ制御ループ内に設定された正常な電流調整値よりわずかに高く選択される。結果として、平均電圧降下、したがって電流源５０８内の消費が本発明の教示に従って抑えられる。
【００２０】
図６は、本発明の教示に従った回路６００の別の例を示している。図示の実施形態に示されているとおり、回路６００は、電流源回路６０４を含み、それが本発明の教示に従って電流源と電流検出エレメントの両方の機能を提供する。前述した電流源回路のインピーダンス特性に起因して、電流源回路６０４の電流源スレッショルドを超えたとき、電流源回路６０４を通って流れる電流を調整すべく電流源回路６０４の端子間電圧が増加する。これは電流検出信号６０３の別の形式であり、それを電流検出信号として本発明の教示に従ってメインの電力コンバータにより使用し、負荷を通って流れる電流を調整することが可能である。
【００２１】
したがって一実施形態においては、本発明の教示に従って電流源回路６０４が、スイッチ６０５が最初にオンとなった時点において負荷６０１を通るキャパシタ６０２からの初期容量性放電電流を調整するとともに、メインの電力コンバータ制御ループのための電流検出信号を提供する。電流源回路６０４のこの組み合わせ機能は、電力コンバータによって使用される電流検出信号が、図１に例示されている電力コンバータ回路例におけるコントローラ回路Ｕ１によって採用されているようなディジタル信号である場合に特に効果的である。しかしながらこの構成は、本発明の教示に従ってアナログ・フィードバック信号を採用する電力コンバータ回路に使用することも可能である。一実施形態においては、電流検出と瞬時電流制限機能が同一の回路によって実行されることから、前述した図面内の負荷に直接結合されている出力キャパシタを省略することができる。この実施形態は、したがって、出力リプル電圧の増加が許容できる応用に適している。
【００２２】
図７は、フィードバック信号がアナログになる電力コンバータ回路の実施形態を例示した回路図である。図７の回路図は、電流検出エレメントと負荷電流レギュレータとして電流源回路を伴う電力コンバータを示している。特に図７は、ドライブ回路（コンポーネントＱ２０６、Ｑ２０７、Ｒ１１５、Ｑ２０８）を伴った負荷スイッチと、電流源回路（Ｒ１１０、Ｑ２０５、ＲＳ１０１、Ｒ１１１、Ｒ１１２、Ｑ２０４、Ｒ１０９、Ｑ２０３、Ｒ１０８）とを、電流検出エレメントと瞬時負荷電流レギュレータの両方として伴う電力コンバータ回路のプライマリとセカンダリの完全な詳細を示している。
【００２３】
図７に示されている実施形態においては、抵抗Ｒ１０１とダイオードＵ２０１が基準電圧（２．５Ｖまたは１．２５Ｖ）を提供する。トランジスタＱ２０１、Ｑ２０２が、図７の電力コンバータ回路の出力電圧を調整する差動増幅器を形成する。トランジスタＱ２０２のベース電圧がトランジスタＱ２０１のベース電圧より高いとき、フォトカプラＵ０２のダイオード電流が高くなり、図７の電力コンバータ回路の出力電圧がより低く制御される。
【００２４】
図７に例示されている実施形態においては、トランジスタＱ２０５、Ｑ２０４が、負荷電流の制御のために使用される。ここで注意する必要があるが、図７に示されている負荷は、単一のＬＥＤによって代表されている。別の実施形態においては、負荷が複数のＬＥＤもしくは別のタイプの負荷を本発明の教示に従って含むことができる。トランジスタＱ２０８がオンになると、抵抗ＲＳ１０１の端子間電圧が負荷電流と実質的に比例して負荷電流情報を提供し、それが抵抗Ｒ１１１、Ｒ１１２を用いて形成された抵抗分圧器を介してトランジスタＱ２０４のベースに印加される。トランジスタＱ２０４は、抵抗ＲＳ１０１の端子間電圧と、Ｕ２０１のカソードとアノードの間電圧を比較すること、およびトランジスタＱ２０３とトランジスタＱ２０４によって形成される差動増幅器によってトランジスタＱ２０５のエミッタ電流を制限するべくトランジスタＱ２０５のベース・バイアス電流を制御する。トランジスタＱ２０５に現れる電圧Ｖｓｅｎｓｅは、したがって調整が行われる電流検出信号と考えてよく、それによってＲＳ１０１内を流れる電流が調整される。トランジスタＱ２０５のコレクタ電圧は、抵抗Ｒ１１３、抵抗Ｒ１１４、ダイオードＤ２０３を介してトランジスタＱ２０２のベースに印加され、本発明の教示に従ってフォトカプラＵ０２を通るフィードバック信号を提供する。
【００２５】
図８は、本発明の教示に従った電力コンバータ回路の一実施形態に見られる波形の例を示している。図４に例示した例に関連して前述したとおり、負荷スイッチのオフ時間にわたって出力電圧が上昇する。前述のとおり、負荷電流検出エレメントとして電流源回路を使用することから、図８の波形８０３に示されるとおり負荷電流が、図４の波形４０３になぞらえる立ち上がりエッジの電流スパイクを伴うことのない方形波になる。したがってＬＥＤ電流を、負荷スイッチが最初にオンに切り替えられたときの負荷電流のスパイクに起因してこれまで誘導されていた非線形性を伴うことなく、本発明の教示に従って非常に低いデューティ・サイクルまで線形に制御することが可能になる。
【００２６】
図９は、本発明の教示に従った回路の別の実施形態を例示した回路図である。図９に例示されている回路の実施形態は、図７に例示されている回路の実施形態と類似性を共有する。図９に例示されている回路は、追加のダイオードＤ２０４とキャパシタＣ２０３を含む。例示の実施形態においては、キャパシタＣ２０３が、トランジスタＱ２０５にわたる初期電圧スパイクの間にピーク充電され、それがトランジスタＱ２０２のベースに印加されるフィードバック信号をさらに持続させる。トランジスタＱ２０２のベースに印加されるフィードバック信号をさらに持続させることによって、トランジスタＱ２０８または負荷スイッチを、正常オフ期間の間に非常に低いデューティ・サイクルで切り替え、本発明の教示に従ってほぼトランジスタＱ２０８のスイッチのオフ期間にわたって出力電圧の増加を抑えることができる。これは、負荷スイッチ、すなわちトランジスタＱ２０８のオン期間の開始時において、電流検出エレメントまたはトランジスタＱ２０５内の電力消費を抑えるという肯定的な影響を有する。
【００２７】
例示のために、図１０に、本発明の教示に従った電力コンバータの実施形態からの波形を示す。図１０に示されているとおり、電流検出信号波形１００４における立ち上がりエッジのスパイクは、本発明の教示に従って、図８の電流検出信号波形８０４における等価のスパイクよりはるかに小さくなっている。図１０は、負荷スイッチ・ドライブ信号波形１００２に示されているとおり、『スイッチ・オフ』期間内にトランジスタＱ２０８に与えられる非常に短いオン・パルスも示しており、本発明の教示に従ってこれが、負荷スイッチがオフの間のＶｏｕｔ波形１００１の電圧増加を抑える補助となる。
【００２８】
図１１は、本発明の教示に従った回路のさらに別の実施形態を例示した回路図である。図１１に示されている回路の実施形態は、基本的な機能において図９に例示されている回路の実施形態と類似性を共有する。しかしながらＶｓｅｎｓｅ信号がダイオードＤ２０４に結合されず、それに代えて集積回路１１０１に結合される。例示の実施形態において集積回路１１０１は、受け取ったＶｓｅｎｓｅ信号を擬似アナログのステップ出力フィードバック信号１１０２に変換するべく結合されており、その信号は、抵抗Ｒ１１１３を介してトランジスタＱ１１０２のベースに結合され、それがフォトカプラＵ１１０２のＬＥＤを通って流れるフィードバック信号を制御する。動作においては、Ｖｓｅｎｓｅ信号が、集積回路１１０１内において内部的に生成されたスレッショルド電圧ＶｔｈＬと比較される。Ｖｓｅｎｓｅ＞ＶｔｈＬの場合には、出力フィードバック信号１１０２のステップ・ダウンが行われる。Ｖｓｅｎｓｅ＜ＶｔｈＬの場合には、出力フィードバック信号１１０２のステップ・アップが行われる。別の実施形態においては、本発明の教示に従って修正した回路構成を用いて、出力信号１１０２の極性を反転することができる。例示の実施形態に示されるような集積回路の使用における１つの利点は、たとえば図９におけるキャパシタＣ２０３等のストレージ・コンポーネントを省略できることである。それに代わり、トランジスタＱ１１０８がオフになり、Ｖｓｅｎｓｅ信号がゼロまで低下するとき、出力フィードバック信号１１０２を同一のレベルに保持することができる。別の実施形態においては、本発明の教示に従って集積回路１１０１がスイッチＱ１１０８も含み、オン／オフ信号１１０３をオン／オフ信号１１０３に直接結合することができる。
【００２９】
以上の詳細な説明においては、その特定の実施形態を参照して本発明の方法および装置について述べられている。しかしながら、より広い本発明の精神ならびに範囲から逸脱することなくそれらに対する種々の修正および変更が可能であることは明白となろう。したがって、この明細書ならびに図面は、限定ではなく例示と考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】負荷に引き渡される平均電流を調整するべく適合された一例の電力コンバータの回路図である。
【図２】電流検出エレメントおよび電流検出信号を含む電力コンバータ出力を例示した回路図である。
【図３】出力に結合されるスイッチを含む電力コンバータ出力を例示した回路図である。
【図４】電力コンバータ回路内に見られる波形の例を示した波形図である。
【図５】本発明の教示に従って出力に結合される電流源およびスイッチを含む電力コンバータ出力の実施形態を例示した回路図である。
【図６】本発明の教示に従って出力に結合される電流源およびスイッチを含む別の電力コンバータ出力の実施形態を例示した回路図である。
【図７】本発明の教示に従って電流源を電流検出エレメントおよび負荷電流レギュレータとして含む電力コンバータの実施形態を例示した回路図である。
【図８】本発明の教示に従った電力コンバータ回路の実施形態内に見られる波形の例を示した波形図である。
【図９】本発明の教示に従ってフィードバック時定数延長を備えた電流検出エレメントおよび負荷電流レギュレータとして電流源を含む実施形態の電力コンバータを例示した回路図である。
【図１０】本発明の教示に従った電力コンバータ回路の別の実施形態内に見られる波形の例を示した波形図である。
【図１１】本発明の教示に従って検出エレメントとして電流源を伴い、かつフィードバック信号を生成するべく適合された集積回路を伴う電力コンバータのさらに別の実施形態を例示した回路図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  電力コンバータ、１０１  負荷、１０２  出力、１０３  電圧Ｖｓｅｎｓｅ、１０５  電流ＩLOAD、１０６  ノード、１０７  ノード
【図１】
2006271194.tif 000003
【図２】
2006271194.tif 000004
【図３】
2006271194.tif 000005
【図４】
2006271194.tif 000006
【図５】
2006271194.tif 000007
【図６】
2006271194.tif 000008
【図７】
2006271194.tif 000009
【図８】
2006271194.tif 000010
【図９】
2006271194.tif 000011
【図１０】
2006271194.tif 000012
【図１１】
2006271194.tif 000013