【誤訳訂正書】
【提出日】令和2年5月20日(2020.5.20)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】力率補正付き電源および出力参照型エネルギー蓄積器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電源に関し、より具体的には、本発明は、ＡＣ入力電圧から比較的高力率で動作するように構成された電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なスイッチング電源用途において、ＡＣ−ＤＣ電源は、商用電源から、公称１００から２７７ボルトＲＭＳ（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ）（二乗平均平方根）の間である入力を受信する。世界の様々な地域において、ＡＣ入力電圧は、公称５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの周波数に対応した周期をもつ正弦関数として変化する。電源のスイッチは、典型的にはＡＣ入力電圧の周波数より千倍を越える大きな速度で制御回路によりスイッチオンおよびスイッチオフされて、例えば、照明のための発光ダイオード（ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）負荷に電流を提供するのに適し得る調節対象出力を提供する。本開示において、主にＬＥＤ負荷が例示的な負荷として使用されるが、定電圧と定電流とのいずれか、または、定電圧と定電流との両方の組み合わせの出力特性を要求する多くの他の種類の負荷、例えば、本発明の教示による利益を享受し得るモバイル電子製品の電池などが存在することが理解される。典型的な用途において、負荷、温度、または入力電圧の変化によりもたらされる一定の出力電圧または一定の出力電流における変化は望ましくない。負荷、入力電圧、温度などの変化に対して、調節される電圧または電流が比較的一定に留まるように調節対象出力を提供することが望ましい。ＬＥＤ負荷の場合、ＬＥＤが比較的一定の強度で照明を提供することを確実にするため定電流出力が望ましい。比較的一定の出力電流を使用することで、ＬＥＤ列にかかる電圧が比較的一定となるので、ＡＣ−ＤＣ電源はＬＥＤ負荷に比較的一定の出力電力を提供する。ＡＣ入力電圧は、正弦関数のＡＣライン周期中に、自然に一定の速度でエネルギーを提供するわけではないので、電源が非一定の速度で入力からエネルギーを取り出して、一定の速度でそのエネルギーを出力に伝送することを可能にするエネルギー蓄積能力を、電源がもたなければならない。典型的には、エネルギーは、電力変換段への入力において蓄積コンデンサに、整流された入力電圧として蓄積される。しかし、この構成において、蓄積コンデンサはその電流の大部分を、ＡＣ入力からＡＣ電圧のピークにおいて引き出し、ＲＭＳ入力電流を増やし、多くの用途において望ましくないライン周波数高調波を生成する。
【発明の概要】
【０００３】
ＬＥＤに調節対象電流を提供するＡＣ−ＤＣ電源は、典型的には、後述のように力率、効率、および場合によってはガルバニック絶縁に関する要求を満たさなければならない。設計者は、最小コストで満足のいく解決策を提供するという困難に直面する。
【０００４】
商用電源は、電源コンセントに、大きさ、周波数、および高調波成分の規格に適合する波形をもつＡＣ電圧を提供するが、コンセントから引き出される電流は、ＡＣ電圧を受信する電源の特性により規定される。理想的な電流波形は、コンセントからの電圧の波形に一致し、この２つが、同時にゼロと交差する。言い換えると、理想的な入力電流の波形は、入力電圧の波形に比例する。コンセントから引き出される電流がＡＣ電圧波形にどれだけ近く一致するかという測定基準が力率である。ＡＣ入力電圧の全周期のいずれにおいても、理想的な電流は、コンセントからの平均電力を電圧のＲＭＳ値で割った値に等しいＲＭＳ値をもつ。１００％の力率が理想である。言い換えると、電流が理想的な特性をもつとき、ＲＭＳ電圧とＲＭＳ電流との積は、コンセントからの電力に等しい。ＬＥＤのための電源は、例えば、典型的には、規制上の要求を満たすには力率補正を備えなければならない。力率補正を備えない電源が５０％未満の力率であり得るのに対し、９０％より大きな力率は、典型的には、入力電流に関する規格を満たすことが要求される。
【０００５】
安全に関する機関は、一般に、電源が入力と出力との間でガルバニック絶縁を提供することを要求する。ガルバニック絶縁は、電源の入力と出力との間でＤＣ電流を防止する。言い換えると、ガルバニック絶縁付き電源の入力端子と出力端子との間に印加された高ＤＣ電圧は、電源の入力端子と出力端子との間でＤＣ電流を実質的に生成しない。ガルバニック絶縁に関する要求は、電源のコストに寄与する複雑なものである。
【０００６】
ガルバニック絶縁付き電源は、入力を出力から電気的に分離する絶縁バリアを維持しなければならない。エネルギーが絶縁バリアをまたいで伝達されて、出力に電力を提供しなければならず、多くの場合、フィードバック信号の形態の情報が絶縁バリアをまたいで伝達されて、出力を調節する。ガルバニック絶縁は、典型的には、電磁および電気光学装置を使用して達成される。入力と出力との間でエネルギーを伝達して出力電力を提供するため、変圧器および結合インダクタなどの電磁装置が一般的に使用されるのに対し、電気光学装置または電磁装置は、入力と出力との間におけるエネルギーの伝達を制御するため出力と入力との間で信号を伝達するために使用され得る。
【０００７】
ガルバニック絶縁付きＡＣ−ＤＣ電源において高力率を達成するための一般的な解決策は、２つの電力変換段を使用する。その入力において蓄積コンデンサを含まず、およびガルバニック絶縁を備えない１段は、高力率を維持するようにＡＣ入力電流を形作るように構成され、蓄積コンデンサにかかる中間出力電圧を提供する。中間出力電圧は、整流されたＡＣ入力電圧より大きなＤＣ電圧である。蓄積コンデンサにおける中間電圧は、何百ボルトかであり得る。中間出力は、ガルバニック絶縁を備える第２の電力変換段と、最終出力を調節する制御回路とへの入力である。第１段の出力は、典型的には、蓄積コンデンサに入力からの非一定のエネルギーを蓄積し、次に、出力への一定の速度での伝送のため、第２段にエネルギーを提供する。高電圧エネルギー蓄積を伴う１つを上回る電力変換段の使用は、電源のコストを上げ、複雑さを高める。
【０００８】
以下の図を参照しながら、本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態が説明され、異なる図の中の同様な参照符号は、別段の指定がない限り、同様な部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の教示に従った、出力にエネルギー蓄積器を含む例示的な力率補正付きＡＣ−ＤＣ電源の機能ブロック図である。
【図２】本発明の教示に従った、図１に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源における、時間の関数としての入力電力を示すグラフである。
【図３】本発明の教示に従った、蓄積器コンデンサにおける電圧と、レギュレーター回路からの電流と、図１に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源のための入力電力とを描いたタイミング図である。
【図４】本発明の教示に従った、フライバック変換装置を含む例示的なＡＣ−ＤＣ電源の主な特徴を示す概略図である。
【図５】本発明の教示に従った、制御装置とレギュレーター回路とスイッチとのさらなる詳細を示す、フライバック変換装置を含む例示的なＡＣ−ＤＣ電源の概略図である。
【図６】本発明の教示に従った、複数の出力を含むように図５に示す電源がどのように拡張され得るかを示す概略図である。
【図７】本発明の教示に従った、複数の出力を含む他の例示的なＡＣ−ＤＣ電源の概略図である。
【図８】本発明の教示に従った、力率補正付き単一段ＡＣ−ＤＣ電源と出力参照型エネルギー蓄積器とから調節対象出力を提供する方法を描いたフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面中の複数の図にわたり、対応する参照符号が、対応する構成要素を示す。当業者は、図中の要素が簡潔かつ明確であるように描かれることと、必ずしも一定の縮尺で描かれないこととを理解すると考えられる。例えば、図中のいくつかの要素の寸法は、本発明の様々な実施形態をより理解しやすくするため、他の要素より誇張される場合があり得る。さらに、市販に適した実施形態において有用または必要な、一般的だがよく理解される要素は、多くの場合、本発明に係るこれらの様々な実施形態の図が見づらくなるのを防ぐため、描かれない。
【００１１】
以下の説明では、本発明を十分に理解できるように、多くの特定の詳細事項を記載する。しかし、本発明を実施する際に特定の詳細事項を必ずしも使用する必要がないことが、当業者には明らかだと考えられる。他の例では、よく知られた材料または方法については、本発明が理解しにくくなるのを防ぐため、詳細には説明しない。
【００１２】
本明細書中での、「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一例（ｏｎｅ  ｅｘａｍｐｌｅ）」、または「例（ａｎ  ｅｘａｍｐｌｅ）」についての言及は、実施形態または例との関連で説明される特定の特徴、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ることを意味する。従って、本明細書中の様々な場所で使用する「一実施形態において（ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態において（ｉｎ  ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一例（ｏｎｅ  ｅｘａｍｐｌｅ）」または「例（ａｎ  ｅｘａｍｐｌｅ）」という語句は、必ずしもすべてが同じ実施形態または例に関するわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態または例において、あらゆる適切な組み合わせ、および／または部分的組み合わせで組み合わされ得る。特定の特徴、構造または特性は、説明される機能を提供する集積回路、電子回路、結合論理回路、または他の適切な構成要素に含まれ得る。加えて、本明細書と共に提供される図が当業者への説明を目的としていることと、図面が必ずしも一定の縮尺で描かれるわけではないこととが理解される。
【００１３】
図１に示す機能ブロック図は、時間の関数としてグラフにされたとき、ＡＣライン周期である周期ＴＬをもつ実質的に正弦関数であるＡＣ入力電圧ＶＡＣ１０４を受信するＡＣ−ＤＣ電源１００の一例を示す。図１に示す例示的な電源は、時間の関数としてグラフにされたとき、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ１０４と実質的に同じ形状をとるＡＣ入力電流ＩＡＣ１０２をもつ。
【００１４】
図１に示す例示的な電源において、全波ブリッジ整流器１０６は、ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７により受信されるＤＣ整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ１１２を生成する。整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ１１２は、入力戻り１０８に対して正である。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７は、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ１１２と実質的に同じ形状である整流された入力電流ＩＲＥＣＴ１０９を含む。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７は、出力コンデンサＣＯ１３６において、出力戻り１３２に対して実質的に一定のＤＣ電圧である、調節対象出力電圧ＶＯ１４６を生成する。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７は、負荷１４８において、調節対象負荷電流ＩＬ１４４をさらに生成する。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７は、入力戻り１０８と出力戻り１３２との間にガルバニック絶縁を提供する。本発明を実施するためにガルバニック絶縁が必要とは限らないことと、ガルバニック絶縁が必要とされない用途において、入力戻り１０８と出力戻り１３２とが共通ノードに結合され得ることを当業者が理解すると考えられる。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７は、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０において、出力戻り１３２に対して蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ１３４をさらに生成する。入力電圧ＶＲＥＣＴ１１２より低い電圧で、電源の出力における蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０にエネルギーを蓄積することは、より高い電圧でエネルギーが蓄積される場合に必要なエネルギーに比べて、力率補正のために、より少ないエネルギーが蓄積されることを要求する。出力における、より低い電圧は、エネルギー密度のより高いコンデンサ技術の使用を可能にし得る。さらに、構成要素は、より低い電圧で、相互により近く位置し得る。その結果、従来の解決策と比べて、電源が占有する体積がより小さくなり、パッケージの密度が高まると同時に、調節対象出力における変化が、より小さくなる。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７は、当業者に知られた様々なスイッチング電力変換装置のいずれか１つであり得、ガルバニック絶縁された、または絶縁されていない出力と、力率補正とを提供する。
【００１５】
図１に示す例示的な電源において、負荷１４８は、調節対象出力電圧ＶＯ１４６に対応した、調節対象負荷電流ＩＬ１４４を流す。負荷１４８は、例えば、照明のための発光ダイオード（ＬＥＤ）、または他の形態の電気負荷を含み得る。負荷電流ＩＬ１４４は、調節対象出力電圧ＶＯ１４６からの出力電流ＩＯ１４２と、蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ１３４からのレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ１３７を流すレギュレーター回路１４０からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８との和である。
【００１６】
図１に示す例示的な電源における制御装置１６２は、電源の入力からの信号と出力からの信号とを受信して、入力電流ＩＡＣ１０２と、出力電圧ＶＯ１４６と、負荷電流ＩＬ１４４とを動作の所望の制限内に維持し得る。図１に示す例は、制御装置１６２は、ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７から信号バスＵＳＥＮＳＥ１６０に含まれる複数のＮ個の検出信号を受信し得ることを示す。制御装置１６２は、必ずしもバス内に含まれるわけではない複数の検出信号を受信する複数のＮ個の検出信号入力を含むように構成され得ることが理解される。制御装置１６２は、出力電圧検出信号ＵＯ＿ＳＥＮＳＥ１５０と、負荷電流検出信号ＵＩＬＳＥＮＳＥ１６６と、任意選択的な蓄積器電圧検出信号ＵＲＥＳ＿ＳＥＮＳＥ１５２とをさらに受信し得る。
【００１７】
図１に示す例は、制御装置１６２が、信号バスＵＣ＿ＤＲＩＶＥ１５８に含まれる複数のＭ個の駆動信号をＤＣ−ＤＣ変換装置１１７に提供し得ることをさらに示す。制御装置１６２は、必ずしもバス内に含まれるわけではない複数の信号出力からの複数のＭ個の検出信号を提供するように構成され得ることが理解される。制御装置１６２は、蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ１３４を受信するレギュレーター回路１４０にレギュレーター回路駆動信号ＵＲ＿ＤＲＩＶＥ１６４をさらに提供し得る。駆動信号と検出信号とは、電圧または電流であり得る。
【００１８】
調節対象出力と力率補正とを提供する、ＤＣ−ＤＣ変換装置の制御のための技術は、よく知られ、本分野で広く使用される。制御装置１６２は、典型的には、ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７内のスイッチのオン期間とオフ期間とを変更して、出力電圧ＶＯ１４６、出力電流ＩＯ１４２、負荷電流ＩＬ１４４、または出力量の組み合わせを調節する。制御装置１６２は、ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７内のスイッチのオン期間とオフ期間とを変更して、ＡＣ−ＤＣ電源への入力が比較的高力率で動作し得るように、整流された電流ＩＲＥＣＴ１０９を形作り得る。負荷１４８により要求される電力に、電力変換回路において失われる電力を加えたものを提供することに対して各半ライン周期内の平均入力電力が十分であるように、制御装置１６２が、整流された入力電流ＩＲＥＣＴ１０９の大きさを変更しなければならない。制御装置１６２は、蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ１３４からレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ１３７を受信して、負荷１４８にレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８を伝送するレギュレーター回路１４０に、レギュレーター回路駆動信号ＵＲ＿ＤＲＩＶＥ１６４をさらに提供し得る。本開示において後でさらに詳細に説明されるように、レギュレーター回路駆動信号ＵＲ＿ＤＲＩＶＥ１６４は、任意選択的であり、十分に遠く離れた上限と下限との間で出力電圧ＶＯ１４６を制御することが許容可能である用途においては、必要とされない場合があり得る。
【００１９】
図１に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源は、出力参照型エネルギー蓄積器を使用して、調節対象出力への一定の速度での伝送のため、入力からのエネルギーを蓄積する。図２のグラフ２００は、１ライン周期ＴＬの半分を含む期間にわたる、図１に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源１００の入力において受信される電力とエネルギーとを示す。曲線２４０は、時間の経過に伴って変化する入力電力を示す。横軸は、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ１０４のゼロ線交差後の時間を示し、時間は、ゼロ線交差後のライン周期ＴＬの分数でマーキングされる。曲線２４０と横軸との間の面積は、例示的なＡＣ−ＤＣ電源１００により受信されるエネルギーを表す。グラフ２００の縦軸２０５にプロットされた瞬時電力は、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ１０４とＡＣ入力電流ＩＡＣ１０２との積である。全波ブリッジ整流器１０６を通した電圧降下が無視できる程度であると仮定すると、グラフは、ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７により受信される、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ１１２と整流された入力電流ＩＲＥＣＴ１０９との積をさらに表す。
【００２０】
図２のグラフ２００は、平均入力電力Ｐ  ２１５が、ピーク電力２Ｐ  ２１０の半分であることを示す。（レギュレーター回路１４０を含む）電源に損失がない場合、平均入力電力Ｐ  ２１５は、負荷１４８に伝送される出力電力でもある。電源に損失がある場合、平均入力電力Ｐ  ２１５は、負荷に伝送された出力電力に、電源における損失を加えたものである。
【００２１】
図２のグラフ２００は、ライン周期のいくつかの部分中、負荷に電源が伝送する電力より実質的に多くの電力を電源が受信し、ライン周期の他の部分中、負荷に電源が伝送する電力より実質的に少ない電力を、電源が受信することをさらに示す。例えば、ＡＣ入力電圧がゼロである時点（図２に示す時点ゼロと時点ＴＬ／２と）において、電源は電力を受信しないが、ライン周期の４分の１後、負荷に電源が伝送する電力の２倍の電力を、電源が受信する。エネルギーに関して、図２に示すハッチング領域Ａ１は、ゼロ線交差後、時点２２０（ＴＬ／８）と時点２３０（３ＴＬ／８）との間に、ライン周期の４分の１内で、負荷に電源が伝送するエネルギーを上回って電源が受信するエネルギーを表す。領域Ａ１における余剰エネルギーは、その期間中に負荷に伝送されたエネルギーの約６４％（２／π）である。同様に、図２に示す陰影が付けられた領域Ａ２とＡ３とは、電源が入力から受信しないが、所望の出力電圧を維持するため負荷に伝送されなければならないエネルギーを表す。陰影が付けられた領域Ａ２とＡ３とにより示される不足エネルギーの和は、正確に、陰影が付けられた領域Ａ１により示される余剰エネルギーである。
【００２２】
図１に示すＡＣ−ＤＣ電源は、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０を使用して、入力から余剰エネルギーを蓄積し、入力からのエネルギーが負荷の需要を満たすには不十分である期間中、負荷に余剰エネルギーを伝送する。ＡＣ入力電圧１０４のゼロ線交差後、時点２２０（ＴＬ／８）から時点２３０（３ＴＬ／８）まで、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０は、入力から余剰エネルギーを受信しながら充電する。ＡＣ入力電圧１０４のゼロ線交差の前と後とにおける、ライン周期の８分の１中、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０がレギュレーター回路１４０を通して放電し、負荷１１４に余剰エネルギーを伝送する。
【００２３】
レギュレーター回路１４０は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４からのレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ１３７を流し、出力コンデンサＣＯ１３６と負荷１４８とにレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８を伝送するリニア電力変換装置またはスイッチング電力変換装置を含み得る。リニア電力変換装置の場合、レギュレーター回路１４０により受信されるレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ１３７は、レギュレーター回路１４０からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８と同じ値である。スイッチング電力変換装置の場合、レギュレーター回路１４０により受信されるレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ１３７は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４と調節対象出力電圧ＶＯ１４６との間の差分に応じて、レギュレーター回路からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８より大きいか小さいものであり得る。レギュレーター回路１４０がリニア電力変換装置である場合、リニアレギュレーターは、そのＤＣ入力電圧より大きなＤＣ出力電圧を生成することができないので、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４は、調節対象出力電圧ＶＯ１４６以上でなければならない。レギュレーター回路１４０がスイッチング電力変換装置である場合、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４は、レギュレーター回路１４０のために使用されるスイッチング変換装置の種類に応じて、調節対象出力電圧ＶＯ１４６より大きいか小さいものであり得る。例えば、レギュレーター回路１４０がバック型変換装置である場合、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４は、調節対象出力電圧ＶＯ１４６より大きなものでなければならず、レギュレーター回路１４０がブースト型変換装置である場合、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４は、調節対象出力電圧ＶＯ１４６未満でなければならない。電力変換装置の動作中、調節対象出力電圧ＶＯ１４６より蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４が大きいか小さいことを可能にする、バックモードまたはブーストモードで動作し得る、当業者に知られた他のスイッチング変換装置回路が存在する。レギュレーター回路１４０が、入力電圧と負荷電流との範囲を上回る損失を減らす必要性に応じて、リニア電力変換装置またはスイッチング電力変換装置として動作し得ることが本開示において後で示される。
【００２４】
図３は、図１に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源からの３つの量の主な特徴を示すタイミング図３００であり、図１中、レギュレーター回路１４０は、任意選択的なＵＲ＿ＤＲＩＶＥ信号１６４により制御装置１６２の制御下にあるリニアレギュレーターである。レギュレーター回路１４０がスイッチングレギュレーター回路である例におけるグラフは同様であり、典型的には、図３に太線で示す平均値の周囲において振幅の比較的小さな高周波のずれを示す。高周波リップルにおけるスイッチング周期は、図３に示すグラフにおける時間スケールでは視認可能ではない。
【００２５】
蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４のグラフ３３０と、レギュレーター回路１４０からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８のグラフ３２０とが、図１に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源１００の入力において受信される瞬時電力ＰＩＮのグラフ３０５と共に示される。グラフ３０５は、前述の図２に示されるように、半ライン周期毎に、ゼロである最小値と平均入力電力の２倍である最大値との間で瞬時電力ＰＩＮが変化することを示す。蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４のグラフ３３０は、ライン周期の４分の１毎に、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０における電圧が、最小値ＶＲＥＳＭＩＮ３３５と最大値ＶＲＥＳＭＡＸ３４０との間で変化することを示す。瞬時入力電力ＰＩＮが平均入力電力Ｐ  ３１５より大きいとき、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０における蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４が増加する。瞬時入力電力が平均入力電力Ｐ  ３１５未満であるとき、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０における蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４は減少する。レギュレーター回路１４０からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８のグラフ３２０は、瞬時入力電力ＰＩＮが平均入力電力Ｐ  ３１５未満であるとき、レギュレーター回路出力電流が正であり、その他の場合にはゼロであることを示す。瞬時入力電力ＰＩＮがゼロであるとき、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８は、最大値ＩＲＯＭＡＸ３２５である。
【００２６】
制御装置１６２からのレギュレーター回路駆動信号ＵＲ＿ＤＲＩＶＥ１６４が存在しない例において、レギュレーター回路１４０は、代替的に、出力電圧ＶＯ１４６が最小値ＶＯＭＩＮ未満に下がったとき、電流を流し、出力電圧ＶＯ１４６が最大値ＶＯＭＡＸを上回るように上昇したとき、電流を流すことを停止するように構成され得る。リニアレギュレーター回路またはスイッチングレギュレーター回路のための、この任意選択的な配置（図３に示されない）を使用すると、レギュレーター回路１４０からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８は、ゼロと最大値との間でパルス振動して、グラフ３２０に沿った平均値をもたらし、出力コンデンサＣＯ１３６に依存してパルス振動電流をフィルタ処理し、おおまかに調節された対象出力電圧が許容可能であるいくつかの用途で使用され得る制限値ＶＯＭＩＮと制限値ＶＯＭＡＸとの間で、出力電圧ＶＯ１４６の比較的滑らかな変化を達成する。制御装置１６２がレギュレーター回路駆動信号ＵＲ＿ＤＲＩＶＥ１６４を使用して、出力電圧ＶＯ１４６の比較的厳密な調節を提供するとき、図１に示す構成に後述の式が適用され、瞬時入力電力ＰＩＮが平均入力電力Ｐ  ３１５未満であるとき、レギュレーター回路１４０からのレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８が非ゼロである。
【００２７】
電力ＰＯとリニアレギュレーターであるレギュレーター回路１４０とを必要とする負荷１４８の場合、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４が、ＰＩＮ≦Ｐ、ＶＲＥＳＭＩＮ≧ＶＯの条件下において次式で表されることが示され得る。
【数１】
2017221101.tif 000001
【００２８】
式中、時間ｔは、図２と図３とに示すようにＡＣ入力電圧のゼロ線交差から測定される。リニアレギュレーター回路の場合の最大蓄積器電圧ＶＲＥＳＭＡＸＬは、次式のように表される。
【数２】
2017221101.tif 000002
【００２９】
リニアレギュレーターであるレギュレーター回路の場合、レギュレーター回路の入力において受信されるレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ１３７は、レギュレーター回路により伝送されたレギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８と同じである。レギュレーター回路は、ＡＣ入力電圧がゼロであるとき、負荷にすべての電流を提供しなければならないので、リニアレギュレーター回路からの最大電流ＩＲＯＭＡＸ３２５は、リニアレギュレーターにより受信される最大電流ＩＲＩＭＡＸＬでもある。
【数３】
2017221101.tif 000003
【００３０】
リニアレギュレーター回路において失われる電力ＰＬ＿ＬＯＳＳは、次式で表される。
【数４】
2017221101.tif 000004
【００３１】
この式から、リニアレギュレーターの効率ηＬに関する式を導出し得る。
【数５】
2017221101.tif 000005
【００３２】
この式は、より大きな値のＶＲＥＳＭＩＮの場合にリニアレギュレーターの効率が低下することを示すので、ＶＲＥＳＭＩＮをＶＯにできる限り近く設定することが望ましい。効率ηＳ（０≦ηＳ≦１）をもつスイッチングレギュレーターであるレギュレーター回路１４０の場合、蓄積器電圧ＶＲＥＳ１３４が、ＰＩＮ≦Ｐの条件において次式で表されることが示され得る。
【数６】
2017221101.tif 000006
【００３３】
式中、時間ｔは、ＡＣ入力電圧のゼロ線交差から測定される。従って、最大蓄積器電圧ＶＲＥＳＭＡＸＳは、次式により表される。
【数７】
2017221101.tif 000007
【００３４】
リニアレギュレーターの損失は、典型的には、スイッチングレギュレーターより大きいので、リニアレギュレーター回路の場合の最大蓄積器電圧は、典型的には、スイッチングレギュレーターの場合の最大蓄積器電圧より大きい。入力電圧がゼロにあるとき、いずれも同じ電力を提供しなければならないので、スイッチングレギュレーター回路からの最大レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ１３８であるＩＲＯＭＡＸ３２５は、リニアレギュレーター回路からのものと同じである。スイッチングレギュレーター回路により受信される最大電流ＩＲＩ１３４であるＩＲＩＭＡＸＳは、蓄積器電圧ＶＲＥＳ（ｔ）に応じて決まるので、ＩＲＩＭＡＸＳに関する閉じた形態の式は存在しない。スイッチングレギュレーター回路により受信される最大電流ＩＲＩＭＡＸＳは、典型的には、リニアレギュレーター回路により受信される最大電流ＩＲＩＭＡＸＬと同じではない。スイッチングレギュレーターが、出力電力に整合するように、入力電圧に応じて、スイッチングレギュレーターの入力電流を調節するのに対し、リニアレギュレーターの入力電流は、その出力電流未満にはならないものであり得る。ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７に、レギュレーター回路１４０に関係した損失を除いて損失がない場合、ＤＣ−ＤＣ変換装置１１７の入力において測定されたシステム全体の効率ηＴＬは、リニアレギュレーターの場合のものである。
【数８】
2017221101.tif 000008
【００３５】
スイッチングレギュレーターを含むが、他の損失を伴わないシステム全体の効率ηＴＳは、次式のようになる。
【数９】
2017221101.tif 000009
【００３６】
全体的に、ＤＣ−ＤＣ変換装置とレギュレーター回路を含む蓄積器出力とを含むシステムの場合、それぞれの効率がηＤＣおよびηＲＥＧであり、システム全体の効率が次式で表される。
【数１０】
2017221101.tif 000010
【００３７】
この式は、スイッチングレギュレーター回路の効率がリニアレギュレーター回路の効率より大きい場合、リニアレギュレーターの代わりにスイッチングレギュレーターを使用することが有益であり得ることを示す。設計者は、上記の式を使用して、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ１３０に対する値を選択し、最小蓄積器電圧ＶＲＥＳＭＩＮを設定し、さらに、レギュレーター回路１４０に対する選択を行い得る。
【００３８】
図４は、フライバック変換装置とエネルギー蓄積器を含む出力とを含む、力率補正およびガルバニック絶縁付きの例示的なＡＣ−ＤＣ電源４００の主な特徴を示す概略図である。図４に示す例示的な電源は、図１において説明されるＡＣ−ＤＣ電源のさらなる詳細を提供する。
【００３９】
図４に示す例示的な電源は、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ４０４と実質的に同じ形状であるＡＣ入力電流ＩＡＣ４０２を受信する。全波ブリッジ整流器４０６は、フライバック変換装置として当業者に知られたＤＣ−ＤＣ変換装置により受信される、ＤＣ整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ４１２を生成する。ＤＣ整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ４１２は、入力戻り４０８に対して正である。図４に示すフライバック変換装置は、変圧器または結合インダクタと呼ばれることもあるエネルギー伝達素子Ｔ１  ４１８を含む。図４に示すフライバック変換装置におけるエネルギー伝達素子Ｔ１  ４１８は、入力と出力との間にガルバニック絶縁を提供しながら、入力から出力までエネルギーを伝達する。
【００４０】
図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源におけるフライバック変換装置のエネルギー伝達素子Ｔ１  ４１８は、入力巻線４２０と、第１の出力巻線４２４と、第２の出力巻線４２２とを含む。入力巻線４２０は、一次巻線と呼ばれることもある。入力巻線４２０の一端部は、ＤＣ整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ４１２を受信するように結合される。入力スイッチＳ１  ４１６は、入力巻線４２０の他端部と入力戻り４０８との間に結合される。入力スイッチＳ１  ４１６は、一次スイッチと呼ばれることもある。入力スイッチＳ１  ４１６が閉じたとき、入力巻線４２０は、電流を流し得る。入力スイッチＳ１  ４１６が開いたとき、入力巻線４２０は、電流を流すことができない。制御装置４６２からの駆動信号ＵＳ１＿ＤＲＩＶＥ４５８は、入力スイッチＳ１  ４１６を開閉して、スイッチング周期である周期ＴＳでパルス振動ＤＣ入力電流ＩＳ１  ４１４を入力巻線４２０が流すことを可能にする。スイッチング周期ＴＳは、ＡＣライン周期ＴＬよりはるかに小さい。スイッチング周期ＴＳは、スイッチング周波数の逆数であり、ＡＣライン周期ＴＬは、ＡＣライン周波数の逆数である。一例において、スイッチング周期ＴＳは、約１５マイクロ秒であるのに対し、ＡＣライン周期ＴＬは、約２０ミリ秒である。言い換えると、ＡＣライン周期ＴＬは、典型的には、スイッチング周期ＴＳより１０００倍を越えるような大きさであり、それにより、１つのＡＣライン周期内に、典型的に、１０００を上回るスイッチング周期が存在する。一例において、スイッチング周期ＴＳは、負荷４４８により要求される平均電力の関数として、経時的に変化し得ることが理解される。
【００４１】
図４に示す例示的な電源において、全波ブリッジ整流器４０６からの整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ４１２間に結合されたコンデンサＣＩＮ４１０は、ＤＣ入力電流ＩＳ１  ４１４のパルスのための低インピーダンス供給源を提供する。コンデンサＣＩＮ４１０は、あらゆる瞬間におけるＡＣ入力電流ＩＡＣ４０２の大きさが、ＤＣ入力電流ＩＳ１  ４１４の実質的に平均となるように、パルス振動ＤＣ入力電流ＩＳ１  ４１４の高周波成分をフィルタ処理し、平均は、スイッチング周期ＴＳにわたって取得される。コンデンサＣＩＮ４１０は、ＡＣライン周期ＴＬ毎に２回、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ４１２が実質的にゼロになることを可能にする程度に十分小さい。図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源における制御装置４６２は、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ４１２と、入力スイッチＳ１  ４１６におけるＤＣ入力電流ＩＳ１  ４１４を、それぞれ、入力電圧検出信号ＵＶＩＮ＿ＳＥＮＳＥ４５６および入力電流検出信号ＵＩ＿ＳＥＮＳＥ４６０として検出する。様々な例において、入力電圧検出信号ＵＶＩＮ＿ＳＥＮＳＥ４５６と入力電流検出信号ＵＩ＿ＳＥＮＳＥ４６０とは、電圧または電流であり得る。図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源における制御装置４６２は、駆動信号ＵＳ１＿ＤＲＩＶＥ４５８を提供して、入力スイッチＳ１  ４１６を開閉する。駆動信号ＵＳ１＿ＤＲＩＶＥ４５８は、電圧または電流であり得る。
【００４２】
図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、出力巻線４２４に結合された出力スイッチＳ２  ４２８は、制御装置４６２からの出力スイッチ駆動信号ＵＳ２＿ＤＲＩＶＥ４５４に応答して、開閉し、調節対象出力電圧ＶＯ４４６を負荷４４８に提供する。図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、出力電圧ＶＯ４４６は、エネルギー伝達素子Ｔ１  ４１８により入力戻り４０８からガルバニック絶縁された出力戻り４３２に対して正である。出力スイッチ駆動信号ＵＳ２＿ＤＲＩＶＥ４５４は、電圧または電流であり得、入力スイッチＳ１  ４１６が閉じたときに出力スイッチＳ２  ４２８が開くように、入力スイッチ駆動信号ＵＳ１＿ＤＲＩＶＥ４５８に関係する。入力スイッチＳ１  ４１６が開いている間、出力スイッチＳ２  ４２８は、開いているか、または閉じている状態であり得る。
【００４３】
図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、制御装置４６２は、ＡＣ入力電流ＩＡＣ４０２が、半ライン周期にわたって実質的に固定された係数で、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ４０４に比例するように、スイッチＳ１をスイッチングする。一例において、制御装置４６２は、出力電圧ＶＯ４４６と所望の値との間の差分に応じて、各半ライン周期において比例係数を調節し得る。他の一例において、制御装置４６２は、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ４３０における電圧ＶＲＥＳ４３４に応じて、比例係数を調節し得る。比例係数は、平均入力電力を、負荷４４８の需要に、電力変換回路において失われる電力を加えたものを提供するのに十分なものとするように調節される。ライン周期のうち、瞬時入力電力が負荷の需要に損失を加えたものを上回る期間中、制御装置４６２は、スイッチング周期ＴＳに対して必要とされるように、出力スイッチＳ２  ４２８をスイッチングして、出力電圧ＶＯがその所望の値を上回ることを防ぐ。出力巻線４２４における出力スイッチＳ２  ４２８が開いているとき、出力からの余剰エネルギーが、蓄積器出力巻線４２２と整流器Ｄ１  ４２６とにおける電流を生成して、蓄積器電圧ＶＲＥＳ４３４まで充電する蓄積器コンデンサＣＲＥＳ４３０に余剰エネルギーを蓄積する。他の例において、整流器Ｄ１  ４２６は、制御装置４６２により駆動されるスイッチであり得る。図４に示す、出力巻線４２４と４２２とは、電気ノード４３２に電気的に結合された分離した巻線として示される。他の例において、巻線４２２は、当業者に理解されるように、巻線４２４に積み重ねられたＡＣまたはＤＣであり得ることが理解される。図４に示す例において、蓄積器電圧ＶＲＥＳ４３４は、出力戻り４３２に対して正である。ライン周期のうち、瞬時入力電力が、負荷の需要に電力変換回路における損失を加えたもの未満である期間中、レギュレーター回路４４０は、蓄積器電圧４３４からレギュレーター回路入力電流ＩＲＩ４３７を受信して、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ４３８を伝送し、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ４３８は出力電流ＩＯ４４２と加算されて、負荷４４８により要求される負荷電流ＩＬ４４４を形成する。図４に示す例において、制御装置４６２は、負荷電流ＩＬ４４４を調節するために使用され得る負荷電流検出信号ＵＩＬ＿ＳＥＮＳＥ４６６を受信する。
【００４４】
制御装置４６２は、出力電圧検出信号ＵＯ＿ＳＥＮＳＥ４５０と任意選択的な蓄積器電圧検出信号ＵＲＥＳ＿ＳＥＮＳＥ４５２とを受信する。制御装置４６２は、任意選択的なレギュレーター回路駆動信号ＵＲ＿ＤＲＩＶＥ４６４を提供する。図４に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、制御装置４６２は、レギュレーター回路４４０と入力スイッチＳ１  ４１６とを動作させて、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ４３０における最小蓄積器電圧ＶＲＥＳＭＩＮを維持し得る。さらに、制御装置４６２は、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ４３０における電圧が最大値より大きいか、または最小値未満であるとき、調節対象出力電圧ＶＯ４４６または調節対象負荷電流ＩＬ４４４を提供し続けながら、力率補正を中断するモードで入力スイッチＳ１  ４１６を一時的に動作させ得る。例えば、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ４０４における高電圧サージなど、または、例えば、出力電流における突然の変化などの過渡状態は、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ４３０における過剰電圧または電圧不足を防ぐため、力率補正機能の一時的なオーバーライドを必要とし得る。
【００４５】
図５は、制御装置とレギュレーター回路とスイッチと検出回路とのさらなる詳細を示す、フライバック変換装置を含む例示的なＡＣ−ＤＣ電源の概略図５００である。図５に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源は、図４に示す例と同じ特徴と構成要素との多くを含む。
【００４６】
図５に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、全波ブリッジ整流器５０６は、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ５０４を受信して、入力戻り５０８に対して、入力コンデンサＣＩＮ５１０におけるＤＣ整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ５１２を生成する。図４に示す例と同様に、コンデンサＣＩＮ５１０は、ＡＣライン周期毎に２回、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ５１２が実質的にゼロになることを可能にする程度に十分小さい。エネルギー伝達素子Ｔ１  ５１８は、入力巻線５２０と第１の出力巻線５２４と第２の出力巻線５２２とを含むフライバック変換装置であるＤＣ−ＤＣ変換装置のためのガルバニック絶縁を提供し得る。
【００４７】
第２の出力巻線５２２からの電流は、ダイオードＤ１  ５２６により整流されて、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ５３０における蓄積器電圧ＶＲＥＳ５３４を生成する。他の例において、ダイオードＤ１  ５２６は、制御装置５６２により駆動されるスイッチにより置換され得る。ダイオードＤ１を置換するトランジスタスイッチは、同期整流器として構成され得る。蓄積器電圧ＶＲＥＳ５３４は、出力戻り５３２に対して正である。トランジスタスイッチＳ２  ５２８は、第１の出力巻線５２４からの電流を流して、出力コンデンサＣＯ５３６における調節対象出力電圧ＶＯ５４６を生成する。さらに、調節対象出力電圧ＶＯ５４６は、出力戻り５３２に対して正である。出力巻線５２２と出力巻線５２４との各々が、蓄積器電圧ＶＲＥＳ５３４が調節対象出力電圧ＶＯ５４６以上であることを保証する配置で共通ノードに結合された一端部を含む。
【００４８】
レギュレーター回路５４０は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ５３４を受信して、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ５３８を生成する。負荷５４８は、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ５３８と調節対象出力電圧ＶＯ５４６からの出力電流ＩＯ５４２との和である負荷電流ＩＬ５４４を受信する。
【００４９】
制御装置５６２は、入力制御装置５６３と出力制御装置５６６とを含む。入力制御装置５６３は、１方向通信または２方向通信を提供し得るガルバニック絶縁器５６７により、出力制御装置５６６からガルバニック絶縁される。ガルバニック絶縁器５６７は、光結合、磁気結合、または容量結合を利用して、入力制御装置５６３と出力制御装置５６６との間で、ガルバニック絶縁された通信を達成し得る。一例において、制御装置５６２は、磁性材料を使用せずに集積回路内で絶縁バリアをまたいで通信する、Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓ（カリフォルニア州サンノゼ）製のＦｌｕｘＬｉｎｋ（商標）通信技術を含み得る。
【００５０】
図５に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、入力制御装置５６３は、入力電圧検出端子Ｖ５８０において抵抗器５７８を通る電流として、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ５１２を検出する。一例において、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ５１２のこの検出は、ＡＣ入力電流ＩＡＣ５０２の波形がＡＣ入力電圧ＶＡＣ５０４の波形と実質的に同じ形状であるように、制御装置５６３によるスイッチＳ１  ５１６のスイッチングに影響を与えるために使用され得る。他の一例において、例えば、商用電源レールに雷が落ちている間、入力電圧５０４が過度に高い値に達したとき、制御装置５６３を停止するなどの保護モードを提供するために、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ５１２の検出が使用され得る。入力制御装置５６３は、トランジスタスイッチＳ１  ５１６をオンとオフとにスイッチングして、制御装置５６２のドレイン端子Ｄ５７６におけるパルス振動ＤＣ入力電流ＩＳ１  ５１４を流す。入力コンデンサＣＩＮ５１０は、あらゆる瞬間におけるＡＣ入力電流ＩＡＣ５０４の大きさが、パルス振動ＤＣ入力電流ＩＳ１  ５１４の実質的に平均であるように、パルス振動ＤＣ入力電流ＩＳ１  ５１４の高周波成分をフィルタ処理し、平均が、スイッチング周期にわたって取得される。入力制御装置５６３は、ＡＣ入力電流ＩＡＣ５０２の波形が、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ５０４の波形と実質的に同じ形状であるように、および、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ５０４からの平均電力が、負荷５４８の需要に、電力変換回路において失われる電力を加えたものを提供するのに十分であるように、半導体スイッチＳ１  ５１６をスイッチングする。言い換えると、ＡＣ入力電流ＩＡＣ５０２は、電源が比較的高力率で動作するように、ＡＣ入力電圧ＶＡＣ５０４に比例する。
【００５１】
図５に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、出力制御装置５６６は、制御装置５６２における第１のフィードバック端子ＦＢ１  ５８８において、抵抗器５７２における電流として、調節対象出力電圧ＶＯ５４６を検出する。出力制御装置５６６は、制御装置５６２における第２のフィードバック端子ＦＢ２  ５９０において、抵抗器５７４における電流として、蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ５３４を検出する。出力制御装置５６６は、制御装置５６２における負荷戻り端子ＲＴＮ５６９とグランドＧＮＤ端子５９４との間の抵抗器５６８における電圧として、負荷電流ＩＬ５４４を検出する。出力制御装置５６６は、制御装置５６２におけるフォワード端子ＦＷＤ５８４において、抵抗器５８２における電流として、ダイオードＤ３  ５２７のカソードにおける電圧を検出する。スイッチＳ１  ５１６が入力電流ＩＳ１  ５１４を流しているとき、ダイオードＤ３  ５２７のカソードにおける電圧は、グランド端子ＧＮＤ５９４に対して正である。他の例において、ダイオードＤ３  ５２７は、制御装置５６２により駆動されるスイッチにより置換され得る。ダイオードＤ３  ５２７を置換するトランジスタスイッチは、同期整流器として構成され得る。トランジスタスイッチＳ１  ５１６が入力電流ＩＳ１  ５１４を流しているとき、出力巻線５２４がフォワード端子ＦＷ５８４に電流を流すことを、トランジスタスイッチＳ２  ５２８をまたぐダイオードＤ２  ５７０が可能にする。いくつかの例において、ダイオードＤ２  ５７０は、トランジスタ５２８の内部寄生ダイオードであり得る。他の例において、ダイオードＤ２  ５７０は、独立したダイオードであり得る。
【００５２】
図５に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、出力制御装置５６６は、制御装置５６２における第１の駆動端子ＤＲ１  ５８６からの駆動信号を使用して、トランジスタスイッチＳ２  ５２８をオンとオフとにスイッチングすることにより、出力電圧ＶＯ５４６または負荷電流ＩＬ５４４を調節する。出力制御装置５６６は、制御装置５６２における第２の駆動端子ＤＲ２  ５９２から駆動信号を提供して、レギュレーター回路５４０を動作させる。図５に示す例におけるレギュレーター回路５４０は、バック型変換装置として当業者に知られたスイッチング変換装置として構成される。動作時、バック型変換装置への入力における電圧（ＶＲＥＳ５３４）は、バック型変換装置の出力における電圧（ＶＯ５４６）より大きい。蓄積器電圧ＶＲＥＳ５３４が出力電圧ＶＯ５４６未満である他の例において、レギュレーター回路５４０は、ブースト型変換装置と呼ばれる他の種類のスイッチング変換装置として構成され得る。さらなる他の例において、レギュレーター回路５４０は、入力電圧より大きいか小さいそれらの出力電圧をもち得る、当業者に知られた他の種類のスイッチング変換装置として構成され得る。
【００５３】
図５に示すレギュレーター回路５４０におけるバック型変換装置は、スイッチングモードまたはリニアモードで動作され得る。駆動端子ＤＲ２  ５９２からの駆動信号は、スイッチングモードでの動作のため、レギュレータートランジスタ５４１をオンとオフとに切り替えるスイッチング信号であり得る。代替的に、駆動端子ＤＲ２  ５９２からの駆動信号は、レギュレータートランジスタ５４１をリニアモードで動作させる非スイッチングアナログ信号であり得る。言い換えると、図５に示す例におけるレギュレーター回路５４０は、駆動端子ＤＲ２  ５９２からの駆動信号に応じて、スイッチングレギュレーターまたはリニアレギュレーターとして動作し得る。制御装置５６２は、入力電圧および出力負荷状態に応答して、リニアモードにおける動作とスイッチングモードにおける動作との間で選択して、最高システム効率における動作を提供し得る。
【００５４】
図６は、図５に示す電源が複数の出力を含むようにどのようにして拡張され得るかの一例を示す、フライバック電源の概略図６００である。エネルギー伝達素子Ｔ１  ６１８の入力巻線６２０は、入力戻り６０８に対して正である、整流されたＡＣ入力電圧ＶＲＥＣＴ６１２を受信する。エネルギー伝達素子Ｔ１  ６１８の入力巻線６２０は、スイッチＳ１を通る電流ＩＳ１  ６１４を受信する。エネルギー伝達素子Ｔ１  ６１８は、第１の出力巻線６２４と第２の出力巻線６２２と第３の出力巻線６２５とを含む。本発明の教示に従った原理は、複数の蓄積器出力と複数のレギュレーター回路とにより補われ得る複数の調節対象出力を提供するようにさらに拡張され得ることが理解される。
【００５５】
図５に示す例と同様に、出力制御装置６６６は、１方向通信または２方向通信を提供し得るガルバニック絶縁器６６７により、入力制御装置６６３からガルバニック絶縁される。図６に示す例において、入力制御装置は、一次戻り端子ＰＲＴＮ６７９において電源の入力側を参照する。トランジスタスイッチＳ１  ６１６と、入力制御装置６６３と、出力制御装置６６６とは、単一のパッケージまたは複数のパッケージにおける、集積回路と独立した装置との組み合わせのいずれかであり得る。
【００５６】
トランジスタスイッチ６１６のドレイン端子６７６は、図５に示す例と同様に、パルス振動ＤＣスイッチ電流ＩＳ１  ６１４を受信する。入力制御装置６６３は、入力電流検出端子６６５においてトランジスタスイッチ電流信号６６５を受信し得る。
【００５７】
第２の出力巻線６２２からの電流は、ダイオードＤ１  ６２６により整流されて、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ６３０における蓄積器電圧ＶＲＥＳ６３４を生成する。他の例において、ダイオードＤ１  ６２６は、出力制御装置６６６により駆動されるスイッチにより置換され得る。ダイオードＤ１を置換するトランジスタスイッチは、同期整流器として構成され得る。蓄積器電圧ＶＲＥＳ６３４は、出力戻り６３２に対して正である。トランジスタスイッチＳ２  ６２８は、第１の出力巻線６２４からの電流を流して、出力コンデンサＣＯ６３６における調節対象出力電圧ＶＯ６４６を生成する。さらに、調節対象出力電圧ＶＯ６４６は、出力戻り６３２に対して正である。出力巻線６２２と出力巻線６２４との各々は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ６３４が調節対象出力電圧ＶＯ６４６以上であることを保証する配置で、共通ノードに結合された一端部を含む。
【００５８】
レギュレーター回路６４０は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ６３４を受信して、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ６３８を生成する。負荷６４８は、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ６３８と調節対象出力電圧ＶＯ６４６からの出力電流ＩＯ６４２との和である負荷電流ＩＬ６４４を受信する。
【００５９】
トランジスタスイッチＳ３  ６２９は、第３の出力巻線６２５からの電流を流して、補助出力コンデンサＣＡ６３７における補助調節対象出力電圧ＶＡ６４７を生成する。補助調節対象出力電圧ＶＡ６４７は、出力戻り６３２に対して正である。出力巻線６２４と出力巻線６２５との各々は、出力電圧ＶＯ６４６が補助調節対象出力電圧ＶＡ６４７以上であることを保証する配置で、共通ノードに結合された一端部を含む
【００６０】
図６に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、入力制御装置６６３は、入力電圧検出端子Ｖ６８０において、抵抗器６７８を通る電流として、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ６１２を検出する。一例において、整流された入力電圧６１２のこの検出は、制御装置６６３によるスイッチＳ１  ６１６のスイッチングに影響を与えて、比較的高力率を達成するために使用され得る。他の一例において、例えば、商用電源レールに雷が落ちている間、入力されて整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ６１２が過度に高い値に達したとき、制御装置６６３を停止するなどの保護モードを提供するために、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ６１２の検出が使用され得る。
【００６１】
図６に示す例示的な電源において、出力制御装置６６６は、第１のフィードバック端子ＦＢ１  ６８８において、抵抗器６７２における電流として、調節対象出力電圧ＶＯ６４６を検出する。出力制御装置６６６は、第２のフィードバック端子ＦＢ２  ６９０において、抵抗器６７４における電流として、蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ６３４を検出する。出力制御装置５６６は、負荷戻り端子ＲＴＮ６６９とグランドＧＮＤ端子６９４との間の抵抗器６６８における電圧として、負荷電流ＩＬ６４４を検出する。出力制御装置６６６は、フォワード端子ＦＷＤ６８４において、抵抗器６８２における電流として、ダイオードＤ３  ６２７のカソードにおける電圧を検出する。ダイオードＤ３  ６２７のカソードにおける電圧は、スイッチＳ１  ６１６が入力電流ＩＳ１  ６１４を流しているとき、グランド端子ＧＮＤ６９４に対して正である。他の例において、ダイオードＤ３  ６２７は、出力制御装置６６６により駆動されるスイッチにより置換され得る。ダイオードＤ３  ６２７を置換するトランジスタスイッチは、同期整流器として構成され得る。トランジスタスイッチＳ２  ６２８をまたぐダイオードＤ２  ６７０は、トランジスタ６２８の内部寄生ダイオードを表す。ダイオードＤ５  ６７３は、寄生ダイオードＤ２  ６７０を通した出力コンデンサＣＯ６３６の放電を防ぐ。
【００６２】
図６に示す例示的な電源において、出力制御装置６６６は、第３のフィードバック端子ＶＡＯ６９３において、調節対象補助出力電圧ＶＡ６４７を検出する。図６に示す例において、補助出力電圧ＶＡ６４７は、出力制御装置６６６による直接検出を可能にする程度に十分低い（例えば、約５ボルト以下）のに対し、調節対象出力電圧ＶＯ６４６と蓄積器出力電圧ＶＲＥＳ６３４とは、典型的には、５０ボルトより大きなものであり得る。出力制御装置６６６は、低電圧集積回路内に含まれ得る。
【００６３】
図６に示す例示的な電源において、出力制御装置６６６は、出力制御装置６６６における第１の駆動端子ＤＲ１  ６８６からの駆動信号を使用して、トランジスタスイッチＳ２  ６２８をオンとオフとにスイッチングすることにより、出力電圧ＶＯ６４６または負荷電流ＩＬ６４４を調節する。出力制御装置６６６は、第２の駆動端子ＤＲ２  ６９２から駆動信号を提供して、レギュレーター回路６４０を動作させる。図６に示す例におけるレギュレーター回路６４０は、バック型変換装置として当業者に知られたスイッチング変換装置として構成される。動作時、バック型変換装置への入力における電圧（ＶＲＥＳ６３４）は、バック型変換装置の出力における電圧（ＶＯ６４６）より大きい。蓄積器電圧ＶＲＥＳ６３４が出力電圧ＶＯ６４６未満である他の例において、レギュレーター回路６４０は、ブースト型変換装置と呼ばれる他の種類のスイッチング変換装置として構成され得る。さらなる他の例において、レギュレーター回路６４０は、入力電圧より大きいか小さいそれらの出力電圧をもち得る、当業者に知られた他の種類のスイッチング変換装置として構成され得る。出力制御装置６６６は、第３の駆動端子ＤＲ３  ６８７からの駆動信号を使用して、トランジスタスイッチＳ３  ６２８をオンとオフとにスイッチングすることにより、調節対象補助出力電圧ＶＡ６４７を調節する。
【００６４】
トランジスタスイッチＳ３  ６２９をまたぐダイオードＤ４  ６７１は、トランジスタスイッチＳ１  ６１６が入力電流ＩＳ１  ６１４を流しているとき、出力巻線６２５がフォワード端子ＦＷ６８４に電流を流すことを可能にする。いくつかの例において、ダイオードＤ４  ６７１は、トランジスタ６２９の内部寄生ダイオードであり得る。他の例において、ダイオードＤ４  ６７１は、独立したダイオードであり得る。
【００６５】
図７は、制御装置とレギュレーター回路とスイッチと検出回路とＬＥＤ負荷との詳細を示す、フライバック変換装置を含む他の例示的なＡＣ−ＤＣ電源の概略図７００である。図７に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源は、図５と図６とに示す例と同じ特徴と構成要素との多くを含む。
【００６６】
図７に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、エネルギー伝達素子Ｔ１  ７１８の入力巻線７２０は、入力戻り７０８に対して正である、ＤＣ整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ７１２を受信する。エネルギー伝達素子Ｔ１  ７１８は、第１の出力巻線７２３と第２の出力巻線７２５とをさらに含む。図７に示す例において、エネルギー伝達素子Ｔ１  ７１８は、入力戻り７０８と出力戻り７３２との間にガルバニック絶縁を提供する。
【００６７】
ダイオードＤ２  ７７４とトランジスタスイッチＳ２  ７２８とは、第１の出力巻線７２３からの整流された出力電流ＩＯ７４２を流して、ＬＥＤ負荷７４８が調節対象負荷電流ＩＬ７４４を流すために十分な、実質的にＤＣ出力電圧ＶＯ７４６まで出力コンデンサＣＯ７３６を充電する。出力電圧ＶＯ７４６は、出力戻り７３２に対して正である。
【００６８】
ダイオードＤ１  ７２６は、第２の出力巻線７２５からの電流を整流して、蓄積器コンデンサＣＲＥＳ７３０における蓄積器電圧ＶＲＥＳ７３４を生成する。蓄積器電圧ＶＲＥＳ７３４は、出力戻り７３２に対して正である。図７に示す例において、出力巻線７２３および７２５は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ７３４より大きな出力電圧ＶＯ７４６を生成するように構成される。レギュレーター回路７４０は、蓄積器電圧ＶＲＥＳ７３４を受信して、レギュレーター回路出力電流ＩＲＯ７３８を生成する。図７に示す例において、レギュレーター回路７４０は、レギュレーター回路７４０の出力電流ＩＲＯ７３８を、レギュレーター回路７４０の入力電圧ＶＲＥＳ７３４より大きな出力電圧ＶＯ７４６に伝送するブースト型変換装置として構成される。
【００６９】
トランジスタスイッチ７２９は、第２の出力巻線７２５からの電流を流して、補助出力コンデンサＣＡ７３７における調節対象補助出力電圧ＶＡ７４７を生成する。調節対象補助電圧ＶＡ７４７は、出力戻り７３２に対して正である。一例において、調節対象補助電圧ＶＡ７４７は、約５ボルトであり得、出力電圧ＶＯ７４６は、約５０ボルトであり得、および、蓄積器電圧ＶＲＥＳ７３４は、約１０ボルトと約４０ボルトとの間で変化し得る。
【００７０】
制御装置７６２は、入力制御装置７６３と出力制御装置７６６とを含む。入力制御装置７６３は、１方向通信または２方向通信を提供し得るガルバニック絶縁器７６７により、出力制御装置７６６からガルバニック絶縁される。ガルバニック絶縁器７６７は、光結合、磁気結合、または容量結合を利用して、入力制御装置７６３と出力制御装置７６６との間でガルバニック絶縁された通信を達成し得る。一例において、制御装置７６２は、磁性材料を使用せずに集積回路内で絶縁バリアをまたいで通信する、Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓ（カリフォルニア州サンノゼ）製のＦｌｕｘＬｉｎｋ（商標）通信技術を含み得る。
【００７１】
図７に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、入力制御装置７６３は、入力電圧検出端子Ｖ７８０において、抵抗器７７８を通る電流として、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ７１２を検出する。一例において、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ７１２のこの検出は、制御装置７６３によるスイッチＳ１  ７１６のスイッチングに影響を与えて、図７に示されない、電源へのＡＣ入力において比較的高力率を達成するために使用され得る。他の一例において、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ７１２の検出は、例えば、商用電源レールに雷が落ちている間、整流された入力電圧ＶＲＥＣＴ７１２が過度に高い値に達したとき、制御装置７６３を停止するなどの保護モードを提供するために使用され得る。入力制御装置７６３は、トランジスタスイッチＳ１  ７１６をオンとオフとにスイッチングして、制御装置７６２のドレイン端子Ｄ７７６におけるパルス振動ＤＣ入力電流ＩＳ１  ７１４を流す。クランプ回路７１３は、トランジスタスイッチＳ１  ７１６がオフに切り替わるとき、エネルギー伝達素子Ｔ１  ７１８の入力巻線７２０に現れ得る損傷のおそれのある電圧からトランジスタスイッチＳ１  ７１６を保護する。入力制御装置７６３は、電源が比較的高力率で動作するように、トランジスタスイッチＳ１  ７１６をスイッチングする。
【００７２】
図７に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、出力制御装置７６６は、分圧器抵抗器７７０および７７１を使用して、制御装置７６２における第１のフィードバック端子ＦＢ１  ７８８において、補助出力電圧ＶＡ７４７を検出する。出力制御装置７６６は、分圧器抵抗器７７２および７７３を使用して、制御装置７６２における第２のフィードバック端子ＦＢ２  ７９０において、調節対象出力電圧ＶＯ７４６を検出する。出力制御装置７６６は、制御装置７６２における負荷戻り端子ＲＴＮ７６９とグランドＧＮＤ端子７９４との間の抵抗器７６８における電圧として、負荷電流ＩＬ７４４を検出する。出力制御装置７６６は、制御装置７６２におけるフォワード端子ＦＷＤ７８４において、抵抗器７８２における電流として、ダイオードＤ３  ７２７のカソードにおける電圧を検出する。トランジスタスイッチＳ１  ７１６が入力電流ＩＳ１  ７１４を流しているとき、ダイオードＤ３  ７２７のカソードにおける電圧は、グランド端子ＧＮＤ７９４に対して正である。他の例において、ダイオードＤ３  ７２７は、制御装置７６２により駆動されるスイッチにより置換され得る。ダイオードＤ３  ７２７を置換するトランジスタスイッチは、同期整流器として構成され得る。
【００７３】
図７に示す例示的なＡＣ−ＤＣ電源において、出力制御装置７６６は、制御装置７６２における第１の駆動端子ＤＲ１  ７８６からの駆動信号を使用して、トランジスタスイッチＳ２  ７２８をオンとオフとにスイッチングすることにより、出力電圧ＶＯ７４６または負荷電流ＩＬ７４４を調節する。出力制御装置７６６は、制御装置７６２における第２の駆動端子ＤＲ２  ７９２からの駆動信号を提供して、レギュレーター回路７４０におけるトランジスタスイッチ７４１を動作させる。図７に示す例におけるレギュレーター回路７４０は、ブースト型変換装置として当業者に知られたスイッチング変換装置として構成される。動作時、ブースト型変換装置への入力における電圧（ＶＲＥＳ７３４）は、ブースト型変換装置の出力における電圧（ＶＯ７４６）未満である。図７において、スイッチＳ２  ７２８は、ｐチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として示されるが、他の例において、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴが使用され得ることと、要求される駆動電圧を提供するチャージポンプまたは補助変圧器巻線の使用を含む様々な方法で制御装置７６６により駆動されることとが当業者により理解されると考えられる。
【００７４】
図８は、力率補正付き単一段ＡＣ−ＤＣ電源と出力参照型エネルギー蓄積器とから調節対象出力を提供する方法を説明するフロー図８００である。
【００７５】
ステップ８０５で開始した後、電源は、ＡＣ入力電圧を受信する。次に、ステップ８１５において、電源は、ＡＣ入力電流の形状を制御して、高力率で電源が動作し得るようにＡＣ入力電圧の形状に近づける。力率補正付き電源において、入力電流の大きさは、要求された出力電力を提供するように調節されなければならない。
【００７６】
次に、ステップ８２０において、電源は、ＡＣ入力電圧の半周期中、調節対象出力により要求される平均電力を提供するため、ＡＣ入力電流とＡＣ入力電圧との間の比を設定する。比は、典型的には、ＡＣ入力電流がＡＣ入力電圧の形状に近づくように、少なくともＡＣ入力電圧の１半周期の期間にわたって、実質的に固定されたまま留まる。入力電力は、ＡＣ入力電圧の１半周期にわたって一定ではないので、平均負荷電力より大きな電力は、調節対象出力から分離されなければならず、平均負荷電力未満の電力は、補われなければならない。電源は、負荷により要求される平均電力とは異なる入力電力に関係したエネルギーを蓄積および放出する蓄積器出力を含む。
【００７７】
ステップ８２５において、電源は、ＡＣ入力電圧の各半周期中、入力において受信されたエネルギーを、調節対象出力と蓄積器出力とに伝送する。ステップ８３０において、電源は、入力エネルギーがどのように配分されるかを決定する。入力エネルギーが調節対象出力を提供するには十分大きい場合、フローは、調節対象出力により要求されるエネルギーが調節対象出力に伝送されるステップ８５０に進み、次に、余剰エネルギーが蓄積器出力に伝送されるステップ８４５に進む。入力エネルギー調節対象出力を提供するには十分大きいとはいえない場合、フローは、入力からの全エネルギーが、調節対象出力に伝送されるステップ８３５に進み、ステップ８４０において、エネルギーが蓄積器出力から伝達されて、調節対象出力を調節する。ブロック８４０および８４５から、処理が、ステップ８１０に戻り、継続する。
【００７８】
本発明に関して示される例についての上記の説明は、要約で説明している事項を含め、網羅的であることも、開示される形態そのものへの限定であることも意図されない。本発明の特定の実施形態および例が、本明細書において例示を目的として説明されるが、本発明のより広い趣旨および範囲から逸脱することなく様々な同等な変更が可能である。実際、説明のために具体的で例示的な電圧、電流、周波数、出力範囲値、時間などが提示されることと、本発明の教示に従った他の実施形態および例において他の値も使用し得ることとが理解される。
【００７９】
（付記項１）
ＡＣ−ＤＣ電源であって、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力に結合されたＤＣ−ＤＣ変換装置であって、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力が、ＡＣ入力電圧とＡＣ入力電流とを受信するように結合され、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、調節対象出力と蓄積器出力とを含む、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から検出信号を受信するように結合された制御装置であって、
前記制御装置が、前記検出信号に応答して、前記調節対象出力を調節するように前記ＤＣ−ＤＣ変換装置を制御するように結合され、
前記制御装置が、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように前記ＡＣ入力電流の波形を制御するようにさらに結合された、
前記制御装置と、
前記調節対象出力と前記蓄積器出力とに結合されたレギュレーター回路であって、
前記制御装置が、前記レギュレーター回路を通した前記蓄積器出力から前記調節対象出力へのエネルギーの伝達を制御するように前記レギュレーター回路に結合された、
前記レギュレーター回路と、
を備える、
ＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項２）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力と前記ＤＣ−ＤＣ変換装置とに結合された整流器をさらに備え、
前記整流器が、前記ＤＣ−ＤＣ変換装置にＤＣ入力電圧とＤＣ入力電流とを提供するように結合された、
付記項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項３）
前記調節対象出力と前記蓄積器出力とが、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からガルバニック絶縁された、付記項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項４）
前記レギュレーター回路が、リニアレギュレーターである、付記項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項５）
前記レギュレーター回路が、スイッチングレギュレーターである、付記項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項６）
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、フライバック変換装置である、付記項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項７）
前記レギュレーター回路が、前記制御装置からレギュレーター回路駆動信号を受信するように結合された、付記項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項８）
前記制御装置が、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置のエネルギー伝達素子の一次巻線に結合された入力スイッチに第１の駆動信号を提供するように結合された入力制御装置と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置の前記エネルギー伝達素子の出力巻線に結合された出力スイッチに第２の駆動信号を提供するように結合された出力制御装置と、
を備える、
付記項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項９）
前記入力制御装置が、前記出力制御装置からガルバニック絶縁された、付記項８に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１０）
前記レギュレーター回路が、バック型変換装置である、付記項５に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１１）
前記レギュレーター回路が、ブースト型変換装置である、付記項５に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１２）
前記調節対象出力が、負荷に電力を提供するように結合され、
前記ＡＣ−ＤＣ電源が、前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサをさらに備え、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された瞬時電力が前記負荷により受信された電力より大きいとき、前記蓄積器コンデンサを充電するように結合され、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された前記瞬時電力が前記負荷により受信された電力未満であるとき、前記蓄積器コンデンサを放電するように結合された、
付記項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１３）
前記バック型変換装置が、前記制御装置からレギュレーター回路駆動信号を受信して、スイッチングレギュレーターとして動作するように結合された、付記項１０に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１４）
前記バック型変換装置が、前記制御装置からレギュレーター回路駆動信号を受信して、リニアレギュレーターとして動作するように結合された、付記項１０に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１５）
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から前記制御装置により受信される前記検出信号は、出力電圧検出信号と、蓄積器電圧検出信号と、入力電圧検出信号と、入力電流検出信号とを含む、付記項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
（付記項１６）
ＡＣ−ＤＣ電源の調節対象出力を提供する方法であって、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力においてＡＣ入力電圧を受信することと、
ＡＣ入力電流の形状を制御して、ＡＣ入力電圧の形状に近づけることと、
前記ＡＣ入力電流の大きさを制御して、前記ＡＣ入力電圧の半周期中に調節対象出力により要求される平均電力を提供することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力において受信されたエネルギーを、前記ＡＣ入力電圧の前記半周期中、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力と前記ＡＣ−ＤＣ電源の蓄積器出力とに伝送することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの十分なエネルギーを伝送して前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を調節することと、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力において受信されたエネルギーが前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を提供するには十分である場合、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの余剰エネルギーを伝送することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力にエネルギーを伝送することと、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力において受信されたエネルギーが前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を提供するには十分ではない場合、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力からのエネルギーを伝達して前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を調節することと、
を含む、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を提供する方法。
（付記項１７）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力における前記ＡＣ入力電圧を整流することをさらに含む、付記項１６に記載の方法。
（付記項１８）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電圧を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電流を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の出力電圧を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の蓄積器電圧を検出することと、
をさらに含む、付記項１６に記載の方法。
（付記項１９）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電圧を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電流を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の出力電流を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の蓄積器電圧を検出することと、
をさらに含む、付記項１６に記載の方法。
（付記項２０）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力と前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力とから前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力をガルバニック絶縁すること、
をさらに含む、付記項１６に記載の方法。
（付記項２１）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの前記余剰エネルギーを伝送することが、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの前記余剰エネルギーを使用して、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサを充電することを含む、付記項１６に記載の方法。
（付記項２２）
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力からのエネルギーを伝達して前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を調節することは、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサを前記ＡＣ−ＤＣ電源の出力に放電して、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記出力を調節することを含む、
付記項１６に記載の方法。
（付記項２３）
ＡＣ−ＤＣ電源において使用される制御装置であって、
ＤＣ−ＤＣ変換装置から検出信号を受信するように結合された検出信号入力であって、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力に結合され、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力が、ＡＣ入力電圧とＡＣ入力電流とを受信するように結合され、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、調節対象出力と蓄積器出力とを含む、
前記検出信号入力と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置に結合された駆動信号出力であって、
前記駆動信号出力が、前記ＤＣ−ＤＣ変換装置を制御して、前記検出信号に応答して、前記調節対象出力を調節するように結合され、
前記駆動信号出力が、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように前記ＡＣ入力電流の波形を制御するようにさらに結合された、
前記駆動信号出力と、
を備える、
ＡＣ−ＤＣ電源において使用される制御装置。
（付記項２４）
整流器が、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力と前記ＤＣ−ＤＣ変換装置とに結合され、
前記整流器が、前記ＤＣ−ＤＣ変換装置にＤＣ入力電圧とＤＣ入力電流とを提供するように結合された、
付記項２３に記載の制御装置。
（付記項２５）
前記調節対象出力と前記蓄積器出力とが、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からガルバニック絶縁された、
付記項２３に記載の制御装置。
（付記項２６）
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、フライバック変換装置である、
付記項２５に記載の制御装置。
（付記項２７）
前記制御装置が、レギュレーター回路に結合されたレギュレーター回路駆動信号出力を含み、
前記レギュレーター回路が、前記調節対象出力と前記蓄積器出力とに結合され、
前記レギュレーター回路駆動信号出力が、前記レギュレーター回路を通した前記蓄積器出力から前記調節対象出力へのエネルギーの伝達を制御するように結合された、
付記項２５に記載の制御装置。
（付記項２８）
前記レギュレーター回路が、リニアレギュレーターである、付記項２７に記載の制御装置。
（付記項２９）
前記レギュレーター回路が、スイッチングレギュレーターである、付記項２７に記載の制御装置。
（付記項３０）
前記レギュレーター回路が、前記レギュレーター回路駆動信号出力からレギュレーター回路駆動信号を受信するように結合された、付記項２７に記載の制御装置。
（付記項３１）
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置のエネルギー伝達素子の一次巻線に結合された入力スイッチに、前記駆動信号出力を通して第１の駆動信号を提供するように結合された入力制御装置と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置の前記エネルギー伝達素子の出力巻線に結合された出力スイッチに、前記駆動信号出力を通して第２の駆動信号を提供するように結合された出力制御装置と、
をさらに備える、付記項２５に記載の制御装置。
（付記項３２）
前記入力制御装置が、前記出力制御装置からガルバニック絶縁された、付記項３１に記載の制御装置。
（付記項３３）
前記レギュレーター回路が、ブースト型変換装置である、付記項２９に記載の制御装置。
（付記項３４）
前記レギュレーター回路が、バック型変換装置である、付記項２９に記載の制御装置。
（付記項３５）
前記バック型変換装置が、前記レギュレーター回路駆動信号出力からレギュレーター回路駆動信号を受信して、スイッチングレギュレーターとして動作するように結合された、付記項３４に記載の制御装置。
（付記項３６）
前記バック型変換装置が、前記レギュレーター回路駆動信号出力からレギュレーター回路駆動信号を受信して、リニアレギュレーターとして動作するように結合された、付記項３４に記載の制御装置。
（付記項３７）
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から前記検出信号入力により受信された前記検出信号が、複数の検出信号入力において受信された複数の検出信号の１つであり、
前記検出信号が、出力電圧検出信号と蓄積器電圧検出信号と入力電圧検出信号と入力電流検出信号とを含む、
付記項２３に記載の制御装置。
（付記項３８）
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から前記検出信号入力により受信された前記検出信号が、複数の検出信号入力において受信された複数の検出信号の１つであり、
前記検出信号が、出力電流検出信号と蓄積器電圧検出信号と入力電圧検出信号と入力電流検出信号とを含む、
付記項２３に記載の制御装置。
（付記項３９）
前記調節対象出力が、負荷に電力を提供するように結合され、
前記ＡＣ−ＤＣ電源が、前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサをさらに備え、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された瞬時電力が前記負荷により受信された電力より大きいとき、前記蓄積器コンデンサを充電するように結合され、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された前記瞬時電力が前記負荷により受信された電力未満であるとき、前記蓄積器コンデンサを放電するように結合された、
付記項２３に記載の制御装置。
（付記項４０）
前記制御装置は、前記蓄積器コンデンサにおける電圧が最大値を上回ったとき、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように前記ＡＣ入力電流の波形の制御を一時的に中断するように結合された、
付記項３９に記載の制御装置。
（付記項４１）
前記制御装置は、前記蓄積器コンデンサにおける電圧が最小値未満であるとき、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように、前記ＡＣ入力電流の波形の制御を一時的に中断するように結合された、
付記項３９に記載の制御装置。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ−ＤＣ電源であって、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力に結合されたＤＣ−ＤＣ変換装置であって、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力が、ＡＣ入力電圧とＡＣ入力電流とを受信するように結合され、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、調節対象出力と蓄積器出力とを含む、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から検出信号を受信するように結合された制御装置であって、
前記制御装置が、前記検出信号に応答して、前記調節対象出力を調節するように前記ＤＣ−ＤＣ変換装置を制御するように結合され、
前記制御装置が、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように前記ＡＣ入力電流の波形を制御するようにさらに結合された、
前記制御装置と、
前記調節対象出力と前記蓄積器出力とに結合されたレギュレーター回路であって、
前記制御装置が、前記レギュレーター回路を通した前記蓄積器出力から前記調節対象出力へのエネルギーの伝達を制御するように前記レギュレーター回路に結合された、
前記レギュレーター回路と、
を備える、
ＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項２】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力と前記ＤＣ−ＤＣ変換装置とに結合された整流器をさらに備え、
前記整流器が、前記ＤＣ−ＤＣ変換装置にＤＣ入力電圧とＤＣ入力電流とを提供するように結合された、
請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項３】
前記調節対象出力と前記蓄積器出力とが、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からガルバニック絶縁された、請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項４】
前記レギュレーター回路が、リニアレギュレーターである、請求項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項５】
前記レギュレーター回路が、スイッチングレギュレーターである、請求項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項６】
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、フライバック変換装置である、請求項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項７】
前記レギュレーター回路が、前記制御装置からレギュレーター回路駆動信号を受信するように結合された、請求項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項８】
前記制御装置が、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置のエネルギー伝達素子の一次巻線に結合された入力スイッチに第１の駆動信号を提供するように結合された入力制御装置と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置の前記エネルギー伝達素子の出力巻線に結合された出力スイッチに第２の駆動信号を提供するように結合された出力制御装置と、
を備える、
請求項３に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項９】
前記入力制御装置が、前記出力制御装置からガルバニック絶縁された、請求項８に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１０】
前記レギュレーター回路が、バック型変換装置である、請求項５に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１１】
前記レギュレーター回路が、ブースト型変換装置である、請求項５に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１２】
前記調節対象出力が、負荷に電力を提供するように結合され、
前記ＡＣ−ＤＣ電源が、前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサをさらに備え、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された瞬時電力が前記負荷により受信された電力より大きいとき、前記蓄積器コンデンサを充電するように結合され、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された前記瞬時電力が前記負荷により受信された電力未満であるとき、前記蓄積器コンデンサを放電するように結合された、
請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１３】
前記バック型変換装置が、前記制御装置からレギュレーター回路駆動信号を受信して、スイッチングレギュレーターとして動作するように結合された、請求項１０に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１４】
前記バック型変換装置が、前記制御装置からレギュレーター回路駆動信号を受信して、リニアレギュレーターとして動作するように結合された、請求項１０に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１５】
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から前記制御装置により受信される前記検出信号は、出力電圧検出信号と、蓄積器電圧検出信号と、入力電圧検出信号と、入力電流検出信号とを含む、請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ電源。
【請求項１６】
ＡＣ−ＤＣ電源の調節対象出力を提供する方法であって、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力においてＡＣ入力電圧を受信することと、
ＡＣ入力電流の形状を制御して、ＡＣ入力電圧の形状に近づけることと、
前記ＡＣ入力電流の大きさを制御して、前記ＡＣ入力電圧の半周期中に調節対象出力により要求される平均電力を提供することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力において受信されたエネルギーを、前記ＡＣ入力電圧の前記半周期中、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力と前記ＡＣ−ＤＣ電源の蓄積器出力とに伝送することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの十分なエネルギーを伝送して前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を調節することと、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力において受信されたエネルギーが前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を提供するには十分である場合、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの余剰エネルギーを伝送することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力にエネルギーを伝送することと、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力において受信されたエネルギーが前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を提供するには十分ではない場合、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力からのエネルギーを伝達して前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を調節することと、
を含む、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を提供する方法。
【請求項１７】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力における前記ＡＣ入力電圧を整流することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電圧を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電流を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の出力電圧を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の蓄積器電圧を検出することと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電圧を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力電流を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の出力電流を検出することと、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の蓄積器電圧を検出することと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力と前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力とから前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力をガルバニック絶縁すること、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの前記余剰エネルギーを伝送することが、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からの前記余剰エネルギーを使用して、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサを充電することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力からのエネルギーを伝達して前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記調節対象出力を調節することは、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサを前記ＡＣ−ＤＣ電源の出力に放電して、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記出力を調節することを含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
ＡＣ−ＤＣ電源において使用される制御装置であって、
ＤＣ−ＤＣ変換装置から検出信号を受信するように結合された検出信号入力であって、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、前記ＡＣ−ＤＣ電源の入力に結合され、
前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力が、ＡＣ入力電圧とＡＣ入力電流とを受信するように結合され、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、調節対象出力と蓄積器出力とを含む、
前記検出信号入力と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置に結合された駆動信号出力であって、
前記駆動信号出力が、前記ＤＣ−ＤＣ変換装置を制御して、前記検出信号に応答して、前記調節対象出力を調節するように結合され、
前記駆動信号出力が、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように前記ＡＣ入力電流の波形を制御するようにさらに結合された、
前記駆動信号出力と、
を備える、
ＡＣ−ＤＣ電源において使用される制御装置。
【請求項２４】
整流器が、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力と前記ＤＣ−ＤＣ変換装置とに結合され、
前記整流器が、前記ＤＣ−ＤＣ変換装置にＤＣ入力電圧とＤＣ入力電流とを提供するように結合された、
請求項２３に記載の制御装置。
【請求項２５】
前記調節対象出力と前記蓄積器出力とが、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力からガルバニック絶縁された、
請求項２３に記載の制御装置。
【請求項２６】
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置が、フライバック変換装置である、
請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記制御装置が、レギュレーター回路に結合されたレギュレーター回路駆動信号出力を含み、
前記レギュレーター回路が、前記調節対象出力と前記蓄積器出力とに結合され、
前記レギュレーター回路駆動信号出力が、前記レギュレーター回路を通した前記蓄積器出力から前記調節対象出力へのエネルギーの伝達を制御するように結合された、
請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２８】
前記レギュレーター回路が、リニアレギュレーターである、請求項２７に記載の制御装置。
【請求項２９】
前記レギュレーター回路が、スイッチングレギュレーターである、請求項２７に記載の制御装置。
【請求項３０】
前記レギュレーター回路が、前記レギュレーター回路駆動信号出力からレギュレーター回路駆動信号を受信するように結合された、請求項２７に記載の制御装置。
【請求項３１】
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置のエネルギー伝達素子の一次巻線に結合された入力スイッチに、前記駆動信号出力を通して第１の駆動信号を提供するように結合された入力制御装置と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置の前記エネルギー伝達素子の出力巻線に結合された出力スイッチに、前記駆動信号出力を通して第２の駆動信号を提供するように結合された出力制御装置と、
をさらに備える、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項３２】
前記入力制御装置が、前記出力制御装置からガルバニック絶縁された、請求項３１に記載の制御装置。
【請求項３３】
前記レギュレーター回路が、ブースト型変換装置である、請求項２９に記載の制御装置。
【請求項３４】
前記レギュレーター回路が、バック型変換装置である、請求項２９に記載の制御装置。
【請求項３５】
前記バック型変換装置が、前記レギュレーター回路駆動信号出力からレギュレーター回路駆動信号を受信して、スイッチングレギュレーターとして動作するように結合された、請求項３４に記載の制御装置。
【請求項３６】
前記バック型変換装置が、前記レギュレーター回路駆動信号出力からレギュレーター回路駆動信号を受信して、リニアレギュレーターとして動作するように結合された、請求項３４に記載の制御装置。
【請求項３７】
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から前記検出信号入力により受信された前記検出信号が、複数の検出信号入力において受信された複数の検出信号の１つであり、
前記検出信号が、出力電圧検出信号と蓄積器電圧検出信号と入力電圧検出信号と入力電流検出信号とを含む、
請求項２３に記載の制御装置。
【請求項３８】
前記ＤＣ−ＤＣ変換装置から前記検出信号入力により受信された前記検出信号が、複数の検出信号入力において受信された複数の検出信号の１つであり、
前記検出信号が、出力電流検出信号と蓄積器電圧検出信号と入力電圧検出信号と入力電流検出信号とを含む、
請求項２３に記載の制御装置。
【請求項３９】
前記調節対象出力が、負荷に電力を提供するように結合され、
前記ＡＣ−ＤＣ電源が、前記蓄積器出力に結合された蓄積器コンデンサをさらに備え、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された瞬時電力が前記負荷により受信された電力より大きいとき、前記蓄積器コンデンサを充電するように結合され、
前記蓄積器出力は、前記ＡＣ−ＤＣ電源の前記入力から受信された前記瞬時電力が前記負荷により受信された電力未満であるとき、前記蓄積器コンデンサを放電するように結合された、
請求項２３に記載の制御装置。
【請求項４０】
前記制御装置は、前記蓄積器コンデンサにおける電圧が最大値を上回ったとき、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように前記ＡＣ入力電流の波形の制御を一時的に中断するように結合された、
請求項３９に記載の制御装置。
【請求項４１】
前記制御装置は、前記蓄積器コンデンサにおける電圧が最小値未満であるとき、前記ＡＣ入力電圧の波形と実質的に同じ形状をもつように、前記ＡＣ入力電流の波形の制御を一時的に中断するように結合された、
請求項３９に記載の制御装置。
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図１】
2017221101.tif 000011
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図４】
2017221101.tif 000012