(57)【要約】ＡＣとＤＣの両方の入力を受け、そしてＤＣ出力電圧（１６）と第２のＤＣ出力電圧（１８）とを選択的に提供するのに適した２つの入力（１２，１４）を有する２入力ＡＣ／ＤＣパワーコンバータ（１０）。２入力ＡＣ／ＤＣパワーコンバータ（１０）は、ＡＣ−ＤＣコンバータ（２２）、ＤＣ−ＤＣブースタコンバータ（２４）、フィードバック回路（２６）、フィルタ回路（２５）及びＤＣ−ＤＣバックコンバータ（２８）を有するパワーコンバータ回路（２０）を含む。パワーコンバータ（１０）は、ＡＣ或いはＤＣの電源いずれかに由来する広範囲のモバイル製品にパワーを供給する必要性のある、別個のインターフェース部品すべてを持ち運ぶことについての多くのシステム管理問題を都合よく解決する。加えてパワーコンバータ（１０）はまた、いろいろなパワーを必要とする多種のモバイル機器のために、一つのコンバータで同時にパワーが提供されることを可能とするための２つの出力電圧端子（１６／１８）を有益に具備している。
2005507629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ入力電圧を第１の予め定められたＤＣ出力電圧に変換する第１の回路と、
ＤＣ入力電圧を第２の予め定められたＤＣ出力電圧に変換する第２の回路と、
前記第１と第２の予め定められたＤＣ電圧を受け、そしてそれに応じて選択が可能なＤＣ出力電圧を第１の出力に提供する第３の回路であって、そこでは当該選択が可能なＤＣ出力電圧が取外しが可能なプログラムモジュールの機能として確立されている第３の回路と、
前記第１の出力に結合され、そして第２の出力に第２のＤＣ出力電圧を提供する第４の回路であって、それによって当該第２のＤＣ出力電圧が独立していて、かつ前記選択が可能なＤＣ出力電圧より本質的に低い第２のＤＣ出力電圧を提供する第４の回路と、
を備えたパワーコンバータ。
【請求項２】
さらに前記第１と第２の予め定められたＤＣ出力電圧をフィルタするのに適すると共に、共通のノードに第１と第２のフィルタされたＤＣ出力電圧をそれぞれ提供するのに適しているフィルタ回路を含む第５の回路を備えている請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項３】
前記第１の回路は、ＡＣ−ＤＣフライバックコンバータを備え、当該ＡＣ−ＤＣフライバックコンバータが１５ＶＤＣと２４ＶＤＣとの間のＤＣ出力電圧を提供するのに適している請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項４】
前記第２の回路は、ＤＣ−ＤＣブースタコンバータを備え、当該ＤＣ−ＤＣブースタコンバータは１５ＶＤＣと２４ＶＤＣとの間のＤＣ出力電圧を提供するのに適している請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項５】
前記第３の回路は、前記第１の回路と前記第２の回路とに結合されたフィードバック回路を有し、当該フィードバック回路は前記第１と第２の回路によって生成される第１と第２との予め定められたＤＣ電圧を規制する請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項６】
前記フィードバック回路は唯一のループを具備している請求項５に記載のパワーコンバータ。
【請求項７】
前記第４の回路は、前記第２のＤＣ出力電圧を提供するＤＣ−ＤＣバックコンバータを備え、当該ＤＣ−ＤＣバックコンバータは３ＶＤＣと１５ＶＤＣとの間のＤＣ出力電圧を提供する請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項８】
前記第４の回路は、前記第１と第２との予め定められたＤＣ電圧が、本質的に同じであり、共通のノードに提供される請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項９】
前記第１と第２の各回路の中の前記第１と第２との予め定められたＤＣ電圧が、前記取外しが可能なプログラムモジュール経由で確立されており、当該取外しが可能なプログラムモジュールは、前記パワーコンバータに分離できるように結合されるのに適合したキーを具備している請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１０】
前記取外しが可能なプログラムモジュールは、抵抗を有するキーを備え、前記第１と第２の前記ＤＣ電圧は前記抵抗の値の関数である請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１１】
前記キーが、出力電圧機能を確立する請求項１０に記載のパワーコンバータ。
【請求項１２】
前記キーが、出力電流を制限する機能を確立する請求項１０に記載のパワーコンバータ。
【請求項１３】
前記第１の回路は、９０ＶＡＣから２６５ＶＡＣの範囲にわたるＡＣ入力電圧を受け取るのに適している請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１４】
前記第２の回路は、１１ＶＤＣから１６ＶＤＣの範囲にわたるＤＣ入力電圧を受け取るのに適している請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１５】
前記第１と第２との予め定められたＤＣ電圧が、プログラムモジュールの機能としてにプログラムできる請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１６】
前記第４の回路は、第２の取外しが可能なプログラムモジュールを備え、前記第２の出力での前記第２のＤＣ出力電圧が、前記関連した別の第２の取外しが可能なプログラムモジュールの関数である請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１７】
前記第５の回路は、さらに保護回路を有し、当該保護回路が過電圧保護機能を提供する請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１８】
前記第１の回路と第２の回路とが、共通の１つのコネクタでそれぞれのＡＣ入力電圧およびＤＣ入力電圧を受け取る請求項１に記載のパワーコンバータ。
【請求項１９】
ＡＣ入力電圧あるいはＤＣ入力電圧のいずれかに応じて、少なくとも２つの独立して選択が可能なＤＣ出力電圧を生成する方法において、
受け取られたＡＣあるいはＤＣ入力電圧を第１の選択が可能なＤＣ出力電圧に変換するステップと、
前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧を受け取り、そして独立し、かつ前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧より実質的に低い第２のＤＣ出力電圧を生成するステップと、
を備えている方法。
【請求項２０】
さらに取外しが可能なプログラムモジュールを使用して前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧の電圧振幅を選択的に確立するステップを具備している請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧は、ＡＣ入力電圧に応じてＡＣ−ＤＣフライバックコンバータによって生成される請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧は、ＤＣ入力電圧に応じてＤＣ／ＤＣブーストコンバータによって生成される請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
さらにフィルタ回路経由で前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧をフィルタリングするステップを備え、前記フィルタ回路は１５ＶＤＣと２５ＶＤＣとの間のフィルタされたＤＣ出力電圧を提供する請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記フィルタ回路出力が、ＤＣ−ＤＣバックコンバータに結合され、当該ＤＣ−ＤＣバックコンバータは３ＶＤＣと１５ＶＤＣとの間の第２の個別でかつ独立したＤＣ出力電圧を提供する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記取外しが可能なプログラムモジュールが、１セットの抵抗を有するキーを備えており、前記第１の選択が可能なＤＣ出力電圧は前記抵抗の中の１つの値の関数である請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記キーが、出力電圧の関数を確立する請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記キーが、出力電流制限関数を確立する請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＡＣ入力電圧が、９０ＶＡＣから２６５ＶＡＣの範囲を持つことができる請求項１９に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＤＣ入力電圧が、１１ＶＤＣから１６ＶＤＣの範囲を持つことができる請求項１９に記載の方法。
【請求項３０】
ＡＣ入力電圧を第１の予め定められたＤＣ出力電圧に変換する第１の回路と、
ＤＣ入力電圧を第２の予め定められたＤＣ出力電圧に変換する第２の回路と、
前記第１と第２の予め定められたＤＣ電圧を受け、そしてそれに応じて選択が可能なＤＣ出力電圧を第１の出力に選択が可能なＤＣ出力電圧を提供し、そこでは当該選択が可能なＤＣ出力電圧がプログラムモジュールの機能として確立されている第３の回路と、
を備えたパワーコンバータ。
【請求項３１】
前記第１と第２の予め定められたＤＣ電圧が、本質的に同じであり、共通のノードに提供される請求項３０に記載のパワーコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００１年１２月３日出願の一般的に割り当てられた米国特許出願シリアル番号１０／００５，９６１に基づく優先権に関連し、かつその優先権を主張するものであり、それらの内容は参照することによりここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般にパワーコンバータ（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の分野に関し、さらに詳しくはプログラムが可能なＤＣ出力パワーコンバータに対するＤＣとＡＣの２入力に関する。
【背景技術】
【０００３】
モバイル電子製品、例えば、ＰＣノートブック、ＰＤＣ、携帯電話及びその他同種のものの利用が増加し続けるにつれ、これらの製品に電源を供給し充電する低コストでコンパクトな電源の要求もまた増加し続けている。モバイル製品のほとんどの製造業者は、一般にモバイル製品と一緒にプラグイン型アダプタを加えて、それらの顧客の電源の要求を促進し支援している。
【０００４】
今日のパワーアダプタは、一般にＡＣ−ＤＣかＤＣ−ＤＣのパワーコンバータであり、これらはモバイル機器に提供すべきＤＣ電圧入力をセットアップかセットダウンするように作られている。例えば、ＡＣ−ＤＣアダプタについて、ユーザーはほとんどの家庭あるいはオフィスで極普通に見られる単純な壁用ＡＣコンセントにアダプタを単に差し込むことにより、ほとんどのモバイル機器に電源を提供し得る。同様に、ＤＣ入力電源だけが利用可能なとき、例えば自動車あるいは飛行機の如く、ユーザーはそれでも標準の既製のアダプタを単に使用することにより、それらのモバイル機器に電源を提供し得る。通常、両アダプタとも、電源を供給するモバイル機器の種類に応じ、一般に５ＶＣＤから３０ＶＣＤの範囲にわたり、規制されたＤＣ出力電圧を提供するように設計され調整されている。
【０００５】
これらのパワーアダプタは、便利なように直接のパワーおよび充電する能力を提供するが、ユーザーはそれぞれ個々のモバイル機器にパワーを供給する個別のアダプタを持ち運ぶことがしばしば要求されている。これはユーザーが多数のアダプタ、つまりＡＣ入力電源用のもの１つおよびＤＣ入力電源用の別のものを持ち運ばなければならないことを意味する。ユーザーは多数の機器に電源を提供するため、一般に多数のアダプタを持ち運ぶことになる。かくして、一度に１つを超える機器を持ち運ぶことによって、モバイル製品のユーザーは、１つを超える嵩さの大きなパワー供給アダプタを持ち運ぶことを強いられる。
【０００６】
従って、種々様々なモバイルあるいは携帯機器に電源を供給するのに必要な異なった電源部品すべて持ち運ぶことに関連したシステム管理問題を解決するパワーコンバータの必要性が存在する。さらに、ＡＣとＤＣどちらかの入力電圧に応じて、フィルタされそして規制されたＤＣ出力電圧を提供するような場合には、そのようなパワーコンバータは幾つかの異なるモバイル機器の電源要求に役立つことに有利となる。さらに、パワーコンバータを持っているということ、すなわち多数の出力端子を持っているということによって、入力電圧がＡＣかＤＣかにかかわらず、パワー変換を要求する幾つかのモバイル機器に対して、ユーザーは同時にパワー提供の能力があるということである。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、ＡＣ入力電圧あるいはＤＣ入力電圧のいずれかに由来す２つのＤＣ出力電圧を提供することが可能なパワーコンバータ（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）として技術的利点を達成する。パワーコンバータは、種々様々のモバイル製品提供物にふさわしい電圧と電流の組み合わせをカバーするために外部からプログラムすることができる。さらに、パワーコンバータは、種々様々のモバイル製品に電源を提供するのに必要な幾つかの異なったインターフェース部品を有することに関連した管理問題をも解決する。２つの出力電圧の結合部を有することにより、モバイル製品利用者は電源仕様を異にする多数のモバイル機器にパワーを同時に提供することができる。
【０００８】
一実施例において、発明は、ＡＣ入力電圧を受け取りそして第１のプログラムが可能なＤＣ出力電圧を提供するのに適した第１の回路を有するパワーコンバータである。パワーコンバータは、ＤＣ入力電圧に応じて第２のプログラムが可能なＤＣ出力電圧を提供するのに適した第２の回路を具備している。パワーコンバータはまた、第１と第２のＤＣ出力電圧に応じて、選択可能なＤＣ出力電圧を第１の出力に生成する第３の回路を具備している。さらに、第３の回路は、一般にフィードバック回路を含み、取外しが可能なプログラムモジュールにインターフェースで結合するのに適している。このプログラムモジュールの特徴は、パワーコンバータのユーザーにＤＣ出力電圧の電圧レベルを選択的に確立することを可能にするということである。パワーコンバータは、第１の出力に結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）第４の回路をまた具備している。第４の回路は、独立し、かつ選択が可能なＤＣ出力電圧より本質的に低いところの第２の出力として第２のＤＣ出力電圧を提供する。
【０００９】
他の実施例において、発明は、ＡＣ入力電圧あるいはＤＣ入力電圧に応じ、少なくとも２つの独立した選択可能なＤＣ出力電を生成する方法である。この方法は、第１の出力で受け取られたＡＣかＤＣ入力電圧を第１のプログラムが可能なＤＣ出力電圧に変換する行為によって達成される。その後、第１のＤＣ出力電圧がコンバータ回路によって受け取られたという受取り行為によって変換行為が続く。コンバータ回路は、独立し、かつプログラムが可能なＤＣ出力電圧より本質的に低いＤＣ出力電圧を生成する生成行為を開始する。
【００１０】
発明とその実施例の利点が、以下の図面と共に取りあげられた次の詳細な説明を参照することにより、当該技術に関する通常の知識を有する者によって理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本出願の多数の革新的内容が、まもなく代表的な実施例への特別な言及で記述されるであろう。しかしながら、この種の実施例は数々の有益な用途と革新的な内容のほんの少数の例がここに提示していると理解されるべきである。一般に本発明の明細書中での陳述は、必ずしも様々な要求された発明のうちのどれも限界を定めるものではない。さらに、幾つかの陳述は創造性のある特徴に当てはまるが、他のものに当てはまらないかもしれない。
【００１２】
本発明に係る２つのプログラムが可能なＤＣ電圧出力を有する２入力の、ＤＣ／ＡＣパワーコンバータ１０のブロック図が図１Ａに示されている。２入力のＡＣ／ＤＣを有するパワーコンバータ１０は、パワーコンバータ回路２０を含み、そのパワーコンバータ回路２０はＡＣ−ＤＣコンバータ２２、ＤＣ−ＤＣブースタコンバータ２４、フィードバック回路２６、フィルタ回路２５そしてＤＣ−ＤＣバック（ｂｕｃｋ）コンバータ２８を有している。パワーコンバータ回路２０は、ハウジング１３に収容された状態で見られ、第１のプログラムが可能なＤＣ出力電圧をＤＣ出力端子１６に、そして第２のプログラムが可能なＤＣ出力電圧を出力端子１８に都合よく提供する。これらの両方のＤＣ出力電圧はＡＣとＤＣの入力電圧の両方の機能（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）として生成され得る。
【００１３】
動作中、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２は、入力端子１２経由でＡＣ信号を受け取り、ノードＮ１に規制されたＤＣ出力電圧を提供する。同様に、ＤＣ−ＤＣブースタコンバータ２４は、入力端子１４経由のその入力でＤＣ入力電圧を受けることができ、そして規制されたＤＣ出力電圧をノードＮ１にまた提供できる。
【００１４】
入力端子１２と１４は、入力パワーを異なる供給源から受け取るのに適した別の電源コードが、共通のコネクタ１７で受け取られるようにした共通で唯一のコネクタ１７によって統合されている。例えば、飛行機のＤＣ電源或いは自動車の電源は、入力１２に結線され（ｗｉｒｅｄ  ｔｏ  ｃｏｕｐｌｅ  ｔｏ  ｉｎｐｕｔ  １２）、ＡＣ電源は入力１２に結線される。選択された実施例では、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２は、９０ＶＡＣから２６５ＶＡＣの範囲にわたる端子１２のＡＣ入力電圧に応じ、５ＶＤＣと２４ＶＤＣとの間の出力電圧を生成するのに適している。同様に、ＤＣ−ＤＣブースタコンバータ２４は、コンバータ２２のそれに本質的に似ているが、しかし入力端子１４に供給されるＤＣ入力電圧に応じて生成されるＤＣ出力電圧を提供するのに適している。ＤＣ−ＤＣブースタコンバータ２４は、好ましくは１１ＶＤＣから１６ＶＤＣの範囲内の電圧を受け入れるのに適している。ＡＣ−ＤＣコンバータ２２経由のＡＣ−ＤＣ転換は、ＡＣ入力電源が例えば、家庭かオフィスにおけるようにその利用が可能な所ならどこでも、パワーコンバータ１０のユーザに、ラップトップコンピュータのような高性能モバイル機器に電源供給を都合よく提供する。反対に、パワーコンバータ１０のＤＣ−ＤＣブースタコンバータ２４は、自動車および／または飛行機の環境で見出される小振幅ＤＣ入力信号の如く、ほとんどの小振幅ＤＣ入力信号をセットアップすることにより、同様の高性能の機器に電力を供給することができる。
【００１５】
図示の如く、フィルタ回路２５はコンバータ２２および２４の各出力に結合された入力を有している。実施例において、フィルタ回路は、第２のノードＮ２にフィルタされたＤＣ出力電圧を提供するのに適している。そしてフィルタされたＤＣ出力電圧はその後、例えば７５ワットの出力電力で出力端子１６に送りこまれる。
【００１６】
唯一のフィードバック回路２６は、ノードＮ２でフィルタ回路２５の出力に結合されて示されている。実施例において、フィードバック回路２６は、一つのフィードバックループを介し両方のコンバータ２２と２４で生成されたところの、フィルタされたＤＣ出力電圧の電圧レベルを規制する。さらに、フィードバック回路２６は、モバイル機器のユーザに、選択が可能なＤＣ出力電圧をノードＮ２経由の出力１６に提供するところの取外しが可能なプログラミングモジュールを受けるのに適応している。プログラミングモジュールは抵抗を備えたキー１５を含み、そこでは関連した別の抵抗値が関連した別のＤＣ出力電圧を出力１６に確立する。プログラミングモジュールは、異なる関連の抵抗値が、そこでは異なる関連のＤＣ出力電圧を出力１６に確立する抵抗を備えたキー１５を具備している。ユーザにフィルタされたＤＣ出力電圧の電圧レベルを選択的に変更可能とすることによって、パワーコンバータ１０は、異なる関連のパワー要求を持っている様々な異なるモバイル電子機器にパワーを供給するのに適し得る。さらに、パワーコンバータ１０のプログラミングモジュールもまた出力電流を制限する補足的機能（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供するのに適し得る。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣバックコンバータ２８は、ノードＮ２で結合されたその入力を有しており、例えば１０ワットの出力電力を持って、その後、出力端子１８に供給の第２のＤＣ出力電圧を提供する。バックコンバータ２８は、むしろ、フィルタされたＤＣ出力電圧を慎重に下げ、個別の出力端子１８に第２のＤＣ出力電圧を生成する。選択された実施例において、バックコンバータ２８はフィルタされたＤＣ出力電圧を約３ＶＤＣから１５ＶＤＣの範囲にステップダウンする。好都合にも、コンバータ２８によって生成されたこの第２のＤＣ出力電圧は独立しており、かつ端子１６のＤＣ出力電圧より本質的に低い。これは、本発明のユーザーに、ラップトップコンピュータのような高性能の周辺機器だけでなく、携帯電話、ＰＤＡおよびその他同種のもののような第２の低出力周辺機器にもパワーを提供することを可能にする。さらに、本発明は、入力電圧がＡＣかＤＣかにかかわらず、これらの周辺機器が一つのコンバータによってパワーが同時に提供されることを可能にとている。図１Ｂに示されているように、バックコンバータ２８は、メインハウジング１３から物理的に分離が可能であり、異なったＤＣ出力電圧を提供している別のバック回路が、ハウジング１３に選択的に取り付けられことや出力端子１８からのＤＣ出力電圧をタップにつなぐことを可能とする。
【００１８】
今、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを参照すると、本発明の代表的な実施例に係る図１Ａ図示の２入力ＤＣ／ＡＣパワーコンバータ１０のＡＣ−ＤＣコンバータ２２の概要図が示されている。ここにより詳細に記述されているように、パワーコンバータ回路２０は、実施例において、３つのコンバータ、すなわちＡＣ−ＤＣパワーコンバータ２２、ＤＣ／ＤＣブーストコンバータ２４、そしてＤＣ−ＤＣバックコンバータ２８を具備している。
【００１９】
ＡＣ−ＤＣパワーコンバータ
ＡＣ−ＤＣパワーコンバータ２２は、フライバック位相で形作られる真のオフライン切換え装置を備えている。全波整流器ＢＤ１と切換え装置が作動するＤＣ電圧路生成のフィルタコンデンサＣ１とを用いて、入力端子１２で受け取られるＡＣ入力信号の全波整流が起こる。ＡＣ信号が全波ブリッジを介して整流された後、インダクタＬ１はＡＣ信号をについての追加的なＥＭＩのフィルタリングを行う。ＡＣ−ＤＣパワーコンバータ２２はまた、電流モードパルス幅変調器（ＰＭＷ）として作られたメインコントローラＩＣ１を具備している。メインコントローラＩＣ１はまた、それに結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）トーテムポール・ドライバ・トランジスタでシングルエンド出力を有するように作られている。ＡＣ−ＤＣパワーコンバータ２２はまた、メイントランスＴ１をドライブするメインパワースイッチＱ１を具備している。実施例において、トランスＴ１、ショットキーダイオードＤ１１、およびフィルタコンデンサＣ２４，Ｃ２５が、ノードＮ１にＤＣ出力電圧を提供するように結合している。
【００２０】
以前に記述されている如く、フィルタ回路２５は、ノードＮ１に由来したＤＣ出力電圧の補足的フィルタリングを考慮する。フィルタ回路２５自身は、インダクタＬ１、コンデンサＣ２６そしてトランスＮＦ１を含む。フィルタ回路２５は１００ｍＶより少ないピーク・トゥ・ピークのノイズとリップルを有し、出力１６にフィルタされたＤＣ出力電圧を生成する。
【００２１】
唯一のフィードバックループを介し、フィードバック回路２６は、コンバータ２２および２４によって提供される、フィルタされたＤＣ出力電圧を規制することができる。フィードバック回路２６はまた、抵抗Ｒ３５を含み、キー１５を有する取外しが可能なプログラミイングモジュールと結合されるのに適応している。そのようなものとして、本発明は、ユーザーにＤＣ出力電圧の選択をプログラムさせ、その後に出力端子１６で受け取ることができるようにしている。フィードバック回路２６は、直列に（つまり積み重ねられて）１対のフォトカプラＨＰ１とＨＰ２を有するフォトカプラ回路を具備し、それぞれは演算増幅器ＩＣ４−Ａ及びＩＣ４−Ｂの出力に結合されている。これらのフォトカプラはフィードバック回路２６のフィードバックループに沿ってほどよく配置されている。フィードバック回路２６は、さらに、唯一のフィードバックループを介し両コンバータ２２と２４によって生成されたところのフィルタされたＤＣ出力電圧を効果的に規制する。フォトカプラを積み重ねることで、本発明は、さらにパワーコンバータ１０がそれぞれの端子１２，１４と出力端子１６との間の入力／出力絶縁を適切に維持することを可能にする。
【００２２】
コンバータ２２の出力電流制限機能は、集積回路ＩＣ４Ａ、抵抗（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）Ｒ３３、Ｒ３７、Ｒ３８およびＲ３９そしてプログラミング抵抗Ｒ５４によって好都合に遂行される。
【００２３】
ＡＣ−ＤＣコンバータ２２の過電圧保護は、フォトカプラＨＰ２とツェナダイオードＺＤ２を用いて行われる。実施例において、ツェナダイオードＺＤ２は、アバランシェモードにあるとき、トランジスタＱ１にバイアスをかけるべく、フォトカプラＨＰ２のトランジスタ側をオンにさせるような２５Ｖに設定される。それがオン状態にあるとき、トランジスタＱ３は、集積コントローラＩＣ１からローのピン１を引き出し、そして集積コントローラから０％に向けての動作デューティを引き出す。これでＤＣ出力電圧は０Ｖとなる。またトランジスタＱ１がオンであるとき、トランジスタＱ２もまた、その後これら２つのトランジスタがラッチ状態となるように強いられる。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２がラッチされるなら、パワーコンバータ１０が再びオンされるために、入力パワーがリサイクルされなければならない。
【００２４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＤＣ−ＤＣコンバータ２４はブースト位相の中で形作られ、そしてコンバータ２２に用いられているように同じ種類の集積コントローラのＩＣ２を用いている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２４において、トランジスタＱ８はメインパワースイッチとして振る舞い、ダイオードＤ７はメイン整流器として振る舞う。インダクタＬ２は、トロイダルコア型のインダクタで構成され、パワーブーストインダクタとして機能するのに適している。オアを構成し、たった１つの出力フイルタを必要としているので、ダイオードＤ１１とＤ８とのカソード端が結合されていることを理解されるべきである。これは、好都合なことに、第２セットのフィルタコンデンサ用に必要とされている回路基板のスペースを削除する。
【００２５】
ＡＣ−ＤＣコンバータ２２と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４もまた周波数約８０ＫＨＺで動作するよう設計されている。ＡＣ−ＤＣコンバータ２２については、動作周波数は抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ７とによって設定される。同様にＤＣ−ＤＣコンバータ２４の動作周波数は抵抗Ｒ２８とコンデンサＣ２８とによって設定される。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２４は、ツェナダイオードＺＤ２、抵抗Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ４８、トランジスタＱ４１５、そしてシリコン制御整流器ＳＣ１を備えた過電圧保護回路を含む。ツェナダイオードＺＤ２は、２５ＶＤＣに設定されるのが好ましい過電圧保護点（ＯＶＰ）に設定する。通常、抵抗Ｒ４８には電流が流れない。しかしながら、もしツェナダイオードＺＤ２が電流を導き始めるとき、抵抗Ｒ４８間の低下はトランジスタＱ６をオンにバイアスするのに十分に意義があり、そのコレクタ端子をハイに引上げ、そしてそれによってシリコン制御整流器ＳＣ１をオンにする。シリコン制御整流器ＳＣ１がオンのとき、それは集積コントローラＩＣ２のピン１をローに引き下げる。かくして、集積コントローラＩＣ２のピン１がローなら、そのために出力ドライバは０％のデューティサイクルで作動することを強いられ、それによってピン６はその出力電圧が０Ｖとなる。２５ＶＤＣを超えた電圧がノードＮ１で検出されるなら、シリコン制御整流器ＳＣ１は、パワーコンバータ１０をオンするために入力電力がリサイクルされることを求めている電力ラッチ回路として、好都合に機能する。
【００２７】
パワーコンバータ１０のハウジング１３の温度は、サーミスタＮＴＣ３を使ってモニタされる。例えば、ハウジング１３の温度に対応する増加があれば、それはサーミスタＮＴＣ３の抵抗値の減少に帰着し、それによってトランジスタＱ９をオンにさせ、コンバータ２４の集積回路ＩＣ２のピン１をローに引き下げる。さらに、これは、パワーコンバータ２２を停止させるところのトランジスタＱ１とＱ２とを含むラッチ回路を活性化させるのに十分なバイアスをフォトカプラＨＰ２にかけさせる。加えて、パワーコンバータ１０の熱保護の特徴は、ＡＣまたはＤＣ入力電圧がそれぞれの入力端子で受け取られているかどうかにかかわらず作動するのに適している。
【００２８】
図３は本発明に係るＤＣ−ＤＣバックコンバータ２８の詳細概要回路を示している。バックコンバータ２８は、コンバータ２２および２４と類似していて、パワートランンジスタスイッチＱ１へのオンタイムデューティサイクルを生成するのに適した集積回路コントローラＩＣ１を有している。集積回路コントローラＩＣ１の動作周波数は、ＩＣ１のピン４とアースとの間に結合されたコンデンサＣ６と、ＩＣ１のピン４と８との間に結合された抵抗Ｒ１とにより設定される。選択された実施例において、ダイオードＤ１の機能は、ショットキーダイオードと”キャッチ”ダイオードとしての機能とを含んでいる。インダクタＬ１は出力パワーインダクタであり、パワートランンジスタＱ１のゲートをＶout につないでいる。ヒューズ１はＶinとパワートランンジスタＱ１のドレインとの間につながれて示されており、そしてバックコンバータ２８に電流の保護を程よく行う。
【００２９】
さらに、バックコンバータ２８の入力Ｖinは、ノードＮ２でフィルタ回路２６の出力につながれていて、そこではＶinはフィルタされたＤＣ出力電圧をそこから受け取るようになっている。実施例において、バックコンバータ２８は第２のＤＣ出力電圧を出力端子１８につながれているＶout に提供する。バックコンバータ２８は、フィルタされたＤＣ出力電圧に個別に減らされ、そして独立し、かつ出力端子１６の第２のＤＣ出力電圧よりも本質的に低い出力端子１８に、ＤＣ出力電圧を好都合に提供する。同様に、バックコンバータ２８のＤＣ出力電圧は、ユーザーの低出力周辺装置、例えば携帯電話、ＰＤＡそして／または同様のモバイル機器を作動させる。選択された実施例において、バックコンバータ２８はまた、特別のバックコンバータ２８で使用されている、選ばれた抵抗値Ｒ１の機能として選択的に決定され、例えば合計１０ワットの放出電力を有して、３ＶＤＣから１５ＶＤＣの範囲にわたる出力端子１８にＤＣ出力電圧を提供するのに適応され得る。前述されている如く、バックコンバータ２８は、関連した別のバックコンバータモジュールの機能として、ユーザーが端子１８にＤＣ出力電圧を選択的にプログラムすることを可能にするところの、別々に取り外しが可能なプログラムモジュール内に収容され得る。
【００３０】
発明は特定の実施例について記述されてきたが、本出願を読んだとき多くの変形と変更がその技術に熟練している人々には明白となるだろう。それ故、意図しているのは、添付の特許請求の範囲は、そのような変形と変更すべてを含めるため先行技術を考慮してできるだけ広く解釈されるということである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明に係る２つのＤＣ電圧出力を有するＤＣとＡＣの２入力電源装置のブロック図を示している。
【図１Ｂ】取り外し可能なバック回路を備えたコンバータの分解組立て図を示している。
【図２Ａ】本発明に係る図１Ａ図示のパワーコンバータ回路の部分的概略図である。
【図２Ｂ】本発明に係る図１Ａ図示のパワーコンバータ回路の部分的概略図である。
【図２Ｃ】本発明に係る図１Ａ図示のパワーコンバータ回路の部分的概略図である。
【図３】本発明に係るＡＣ−ＤＣコンバータの詳細回路図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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