(57)【要約】【課題】出力チャネルの負荷状態が急激に変化しても出力チャネルの出力電圧を安定的に保持させる電圧変換装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】本発明の電圧変換装置は、複数の出力電圧を提供する複数の出力チャネルと、インダクターを介して複数の出力チャネルのうちのターゲット出力チャネルに入力電源のエネルギーを伝達するメインエネルギー伝達回路と、複数の出力チャネルのうちの１つ以上の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路と、を備え、補助エネルギー伝達回路は、負荷過渡状態で出力チャネルが必要とするエネルギーを当該出力チャネルに伝達する。【選択図】図１
2018033304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧変換装置であって、
複数の出力電圧を提供する複数の出力チャネルと、
インダクターを介して前記複数の出力チャネルのうちのターゲット出力チャネルに入力電源のエネルギーを伝達するメインエネルギー伝達回路と、
前記複数の出力チャネルのうちの１つ以上の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路と、を備えることを特徴とする電圧変換装置。
【請求項２】
前記補助エネルギー伝達回路は、前記補助エネルギー伝達回路が接続された現在の出力チャネルがエネルギーを必要とする場合、前記現在の出力チャネルにエネルギーを伝達することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項３】
前記補助エネルギー伝達回路は、前記補助エネルギー伝達回路が接続された現在の出力チャネルが負荷過渡状態であるときに、前記現在の出力チャネルにエネルギーを供給することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記メインエネルギー伝達回路は、前記補助エネルギー伝達回路から前記補助エネルギー伝達回路に接続された現在の出力チャネルに伝達されるエネルギーの大きさに基づいて、前記インダクターを介して前記入力電源のエネルギーが伝達される前記ターゲット出力チャネルを決定することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項５】
前記メインエネルギー伝達回路は、
前記入力電源のエネルギーを前記ターゲット出力チャネルに伝達するための前記インダクターと、
前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギーを制御するためのインダクターコントローラと、
前記出力チャネルのうちの前記インダクターのエネルギーが伝達される前記ターゲット出力チャネルを選択するチャネル選択器と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項６】
前記インダクターコントローラは、前記補助エネルギー伝達回路から前記補助エネルギー伝達回路に接続された現在の出力チャネルに伝達されるエネルギー量に基づいて、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項７】
前記インダクターコントローラは、前記補助エネルギー伝達回路から前記補助エネルギー伝達回路に接続された現在の出力チャネルにエネルギーが伝達される場合、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を増加させることを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項８】
前記インダクターコントローラは、前記１つ以上の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路からエネルギーが伝達されない場合、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を保持又は減少させることを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項９】
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、
前記チャネル選択器は、第１補助エネルギー伝達回路から伝達される第１エネルギー量が第２補助エネルギー伝達回路から伝達される第２エネルギー量よりも大きい場合、前記第１補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項１０】
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、
前記チャネル選択器は、他の補助エネルギー伝達回路を除く現在の補助エネルギー伝達回路のみがエネルギーを伝達する場合、前記現在の補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項１１】
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、
前記チャネル選択器は、前記補助エネルギー伝達回路のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項１２】
前記チャネル選択器は、前記出力チャネルの出力に対して推定されたエラー値のうちからエラー値が最も大きい出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項１３】
前記インダクターコントローラは、前記複数の出力チャネルの出力に対するエラー値の合計に基づいて、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項１４】
前記インダクターコントローラは、前記複数の出力チャネルの出力に対して推定されたエラー値の合計及び前記補助エネルギー伝達回路から伝達されるエネルギー量に基づいて、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を決定することを特徴とする請求項５に記載の電圧変換装置。
【請求項１５】
現在の出力チャネルの出力に基づいて、前記現在の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路から前記現在の出力チャネルに伝達されるエネルギー量を制御する補助エネルギーコントローラを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１６】
前記補助エネルギー伝達回路は、前記入力電源又は前記入力電源と異なる追加電源のエネルギーを補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルに伝達することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１７】
前記補助エネルギー伝達回路は、前記出力チャネルのそれぞれに接続されることを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１８】
前記出力チャネルは、少なくとも２つ以上のそれぞれ異なる出力電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１９】
電圧変換装置の制御方法であって、
１つ以上の補助エネルギー伝達回路から出力チャネルに伝達されるエネルギー量を測定するステップと、
前記測定結果に基づいて、前記出力チャネルのうちからインダクターを介して入力電源のエネルギーが伝達されるターゲット出力チャネルを決定するステップと、
インダクターを介して前記入力電源のエネルギーを前記ターゲット出力チャネルに伝達するステップと、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項２０】
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、
前記ターゲット出力チャネルを決定するステップは、前記補助エネルギー伝達回路のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定することを特徴とする請求項１９に記載の制御方法。
【請求項２１】
現在の出力チャネルの出力電圧と基準電圧との間の比較結果に応じて、前記現在の出力チャネルに接続された現在の補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を調整するステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の制御方法。
【請求項２２】
前記伝達エネルギー量を調整するステップは、
前記現在の出力チャネルの出力電圧が前記基準電圧よりも大きい場合、前記現在の補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を減少させ、
前記現在の出力チャネルの出力電圧が前記基準電圧よりも小さい場合、前記現在の補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を増加させることを特徴とする請求項２１に記載の制御方法。
【請求項２３】
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、
前記制御方法は、前記補助エネルギー伝達回路のうちの少なくとも１つからエネルギーが伝達される場合、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を増加させるステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単一インダクターマルチ出力直流−直流電圧コンバータ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｄｕｃｔｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ  ＤＣ／ＤＣ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＳＩＭＯ  ＤＣ／ＤＣ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、１つのインダクターにエネルギーを充電した後、各出力チャネルに接続されているスイッチをスイッチングしてインダクターに充電されたエネルギーを各出力チャネルに伝達することで、複数の直流出力電圧を取得する装置である。ＳＩＭＯ  ＤＣ／ＤＣコンバータは、各出力に対応する電圧の直流変換を行い、各出力に対応する直流変換動作を制御するために出力電圧の情報をフィードバックするネガティブフィードバックループ（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｌｏｏｐ）が形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、出力チャネルの負荷状態が急激に変化しても出力チャネルの出力電圧を安定的に保持させる電圧変換装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電圧変換装置は、複数の出力電圧を提供する複数の出力チャネルと、インダクターを介して前記複数の出力チャネルのうちのターゲット出力チャネルに入力電源のエネルギーを伝達するメインエネルギー伝達回路と、前記複数の出力チャネルのうちの１つ以上の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路、とを備える。
【０００５】
前記補助エネルギー伝達回路は、前記補助エネルギー伝達回路が接続された現在の出力チャネルがエネルギーを必要とする場合、前記現在の出力チャネルにエネルギーを伝達し得る。
前記補助エネルギー伝達回路は、前記補助エネルギー伝達回路が接続された現在の出力チャネルが負荷過渡状態であるときに、前記現在の出力チャネルにエネルギーを供給し得る。
前記メインエネルギー伝達回路は、前記補助エネルギー伝達回路から前記補助エネルギー伝達回路に接続された現在の出力チャネルに伝達されるエネルギーの大きさに基づいて、前記インダクターを介して前記入力電源のエネルギーが伝達される前記ターゲット出力チャネルを決定し得る。
前記メインエネルギー伝達回路は、前記入力電源のエネルギーを前記ターゲット出力チャネルに伝達するための前記インダクターと、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギーを制御するためのインダクターコントローラと、前記出力チャネルのうちの前記インダクターのエネルギーが伝達される前記ターゲット出力チャネルを選択するチャネル選択器と、を含み得る。
前記インダクターコントローラは、前記補助エネルギー伝達回路から前記補助エネルギー伝達回路に接続された現在の出力チャネルに伝達されるエネルギー量に基づいて、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を決定し得る。
前記インダクターコントローラは、前記補助エネルギー伝達回路から前記補助エネルギー伝達回路に接続された現在の出力チャネルにエネルギーが伝達される場合、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を増加させ得る。
前記インダクターコントローラは、前記１つ以上の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路からエネルギーが伝達されない場合、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を保持又は減少させ得る。
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、前記チャネル選択器は、第１補助エネルギー伝達回路から伝達される第１エネルギー量が第２補助エネルギー伝達回路から伝達される第２エネルギー量よりも大きい場合、前記第１補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定し得る。
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、前記チャネル選択器は、他の補助エネルギー伝達回路を除く現在の補助エネルギー伝達回路のみがエネルギーを伝達する場合、前記現在の補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定し得る。
前記チャネル選択器は、前記出力チャネルの出力に対して推定されたエラー値のうちからエラー値が最も大きい出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定し得る。
前記インダクターコントローラは、前記複数の出力チャネルの出力に対するエラー値の合計に基づいて、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を決定し得る。
前記インダクターコントローラは、前記複数の出力チャネルの出力に対して推定されたエラー値の合計及び前記補助エネルギー伝達回路から伝達されるエネルギー量に基づいて、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を決定し得る。
前記電圧変換装置は、現在の出力チャネルの出力に基づいて、前記現在の出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路から前記現在の出力チャネルに伝達されるエネルギー量を制御する補助エネルギーコントローラを更に含み得る。
前記補助エネルギー伝達回路は、前記入力電源又は前記入力電源と異なる追加電源のエネルギーを補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルに伝達し得る。
前記補助エネルギー伝達回路は、前記出力チャネルのそれぞれに接続され得る。
前記出力チャネルは、少なくとも２つ以上のそれぞれ異なる出力電圧を出力し得る。
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電圧変換装置の制御方法は、１つ以上の補助エネルギー伝達回路から出力チャネルに伝達されるエネルギー量を測定するステップと、前記測定結果に基づいて、前記出力チャネルのうちからインダクターを介して入力電源のエネルギーが伝達されるターゲット出力チャネルを決定するステップと、インダクターを介して前記入力電源のエネルギーを前記ターゲット出力チャネルに伝達するステップと、を有する。
【０００７】
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、前記ターゲット出力チャネルを決定するステップは、前記補助エネルギー伝達回路のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルを前記ターゲット出力チャネルとして決定し得る。
前記電圧変換装置の制御方法は、現在の出力チャネルの出力電圧と基準電圧との間の比較結果に応じて、前記現在の出力チャネルに接続された現在の補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を調整するステップを更に含み得る。
前記伝達エネルギー量を調整するステップは、前記現在の出力チャネルの出力電圧が前記基準電圧よりも大きい場合、前記現在の補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を減少させ、前記現在の出力チャネルの出力電圧が前記基準電圧よりも小さい場合、前記現在の補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を増加させ得る。
前記電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含み、前記電圧変換装置の制御方法は、前記補助エネルギー伝達回路のうちの少なくとも１つからエネルギーが伝達される場合、前記インダクターに供給される前記入力電源のエネルギー量を増加させるステップを更に含み得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、出力チャネルの負荷状態が急激に変化しても出力チャネルの出力電圧を安定的に保持することができる。また、出力チャネル間の干渉によるエラーを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による電圧変換装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】一実施形態による電圧変換装置の制御方法を説明するための図である。
【図２Ｂ】一実施形態による電圧変換装置の制御方法を説明するための図である。
【図２Ｃ】一実施形態による電圧変換装置の制御方法を説明するための図である。
【図２Ｄ】一実施形態による電圧変換装置の制御方法を説明するための図である。
【図３】一実施形態による電圧変換装置を具現した回路の一例を示す図である。
【図４】一実施形態による出力チャネルの負荷変化によるインダクター電流及び補助エネルギー伝達回路の出力電流の変化を説明するための図である。
【図５】一実施形態による電圧変換装置の制御方法の動作を示すフローチャートである。
【図６】一実施形態による電圧変換装置の制御方法の動作をより具体的に説明するためのフローチャートである。
【図７】一実施形態による電圧変換装置の制御方法の動作をより具体的に説明するためのフローチャートである。
【図８】一実施形態による電圧変換装置の制御方法の動作をより具体的に説明するためのフローチャートである。
【図９】一実施形態による電圧変換装置を具現した回路の他の例を示す図である。
【図１０】一実施形態による電圧変換装置のコントローラを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書で開示する特定の構造的又は機能的な説明は、単に実施形態を説明するための目的として例示するものであり、実施形態は様々な異なる形態で実施され、本明細書で説明する実施形態に限定されることはない。
【００１１】
第１又は第２などの用語を複数の構成要素を説明するために用いることがあるが、このような用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素にも命名することができる。
【００１２】
いずれかの構成要素が他の構成要素に「連結されて」いると言及する場合、その次の構成要素に直接的に連結されてもよく、又は中間に他の構成要素が存在することもある。一方、いずれかの構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか「直接接続されて」いると言及する場合には、中間に他の構成要素が存在しないものとして理解されなければならない。構成要素間の関係を説明する表現、例えば「〜間に」と「すぐ〜の間に」、又は「〜に隣接する」と「〜に直接に隣接する」などのように解釈されなければならない。
【００１３】
本明細書で用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられるものであって、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載する特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組合せたものが存在することを示すものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組合せたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しない。
【００１４】
異なる定義がされない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含むここで用いる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【００１５】
図１は、一実施形態による電圧変換装置の構成を示す図である。
【００１６】
電圧変換装置１００は、複数の出力チャネル（１２０、１３０）によって複数の出力電圧を提供する。電圧変換装置１００は、入力電源１８０から伝達されるエネルギーを電圧に変換し、変換された電圧を出力チャネル（１２０、１３０）によって提供する。入力電源１８０は、バッテリのような直流電源又は商用交流電源を整流して直流電源を供給する交流−直流変換装置などである。例えば、電圧変換装置１００は４［Ｖ］の電圧を提供する直流電源のエネルギーを０．６［Ｖ］、０．８［Ｖ］、及び２［Ｖ］の出力電圧に変換し、変換された各出力電圧は個別の出力チャネルを介して提供される。
【００１７】
図１を参照すると、電圧変換装置１００は、出力電圧を提供する出力チャネル（１２０、１３０）、メインエネルギー伝達回路１１０、１つ以上の補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）を含む。電圧変換装置１００は２つ以上の出力チャネル（１２０、１３０）を含み、出力チャネル（１２０、１３０）は、同一の出力電圧又は２つ以上のそれぞれ異なる出力電圧を出力する。
【００１８】
メインエネルギー伝達回路１１０は、インダクターを介して出力チャネル（１２０、１３０）に入力電源１８０のエネルギーを伝達する。メインエネルギー伝達回路１１０は、入力電源１８０のエネルギーを全体出力チャネルのうちのどの出力チャネルに供給するかを決定する。ここで、全体出力チャネルのうち、一時点（ｐｏｉｎｔ  ｉｎ  ｔｉｍｅ）又は一時間区間で入力電源１８０のエネルギーが供給されるものとして選択された出力チャネルを、ターゲット出力チャネルと称する。例えば、メインエネルギー伝達回路１１０は、出力チャネルに伝達するエネルギーの大きさに基づいて、インダクターを介して入力電源１８０のエネルギーが伝達されるターゲット出力チャネルを決定する。
【００１９】
また、メインエネルギー伝達回路１１０は、入力電源１８０のエネルギーをターゲット出力チャネルにどれくらいの時間の間にどれほど供給するかを決定する。一実施形態によると、メインエネルギー伝達回路１１０は、入力電源１８０のエネルギーを１つのインダクターを用いて、時分割方式で出力チャネル（１２０、１３０）に伝達する。例えば、インダクターに蓄積されたエネルギーは、メインエネルギー伝達回路１１０の制御下で、第１時間区間で第１出力チャネル１２０にのみ伝達され、第２時間区間で第２出力チャネル１３０にのみ伝達される。ターゲット出力チャネルの選択方式及びインダクターエネルギーの制御方式は実施形態によって様々であり、これについては図２Ａ〜図２Ｄを参照してより詳しく説明する。
【００２０】
補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、電圧変換装置１００の全体出力チャネルのうちの１つ以上の出力チャネルに接続され、接続された出力チャネルにエネルギーを伝達する。実施形態に応じて、全体出力チャネルのそれぞれ又は一部の出力チャネルに個別の補助エネルギー伝達回路が接続される。図１は、補助エネルギー伝達回路が第１出力チャネル１２０及び第２出力チャネル１３０に接続された実施形態について示しているが、補助エネルギー伝達回路は、第１出力チャネル１２０又は第２出力チャネル１３０にのみ接続されてもよい。各出力チャネル（１２０、１３０）に接続された補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）はそれぞれ独立的に動作する。
【００２１】
補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、メインエネルギー伝達回路１１０の機能と類似に出力チャネルにエネルギーを伝達するが、インダクターを用いることなく出力チャネルにエネルギーを伝達する。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）に接続された出力チャネルがエネルギー（例えば、電流）を必要とする場合、当該出力チャネルにエネルギーを伝達する補助的な役割を担う。実施形態に応じて、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、入力電源１８０又は入力電源１８０及び他の追加電源（例えば、別途のバッテリ）のエネルギーを出力チャネルに伝達する。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、メインエネルギー伝達回路１１０よりも早く出力チャネルにエネルギーを伝達する。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、例えば入力電源１８０のエネルギーに基づいて出力チャネルに電流を供給する電流源、又は入力電源１８０の電圧を任意の電流に変換する可変抵抗を含む。
【００２２】
補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）によって制御される。補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧に基づいて、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力チャネル（１２０、１３０）に伝達されるエネルギーを制御する。例えば、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）が電流源を含む場合、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、電流源が出力チャネル（１２０、１３０）に電流をいつどれ程出力するかを制御する。他の例として、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）が可変抵抗を含む場合、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、可変抵抗の抵抗値を調整して出力チャネル（１２０、１３０）に伝達される電流の大きさを制御する。
【００２３】
補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧及び基準電圧に基づいて出力チャネル（１２０、１３０）のエラー値を推定し、推定したエラー値に基づいて補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）を制御する。一実施形態によると、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力情報、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の制御情報、及び／又は補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の状態情報をメインエネルギー伝達回路１１０に伝達し、メインエネルギー伝達回路１１０は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）から受信した情報に基づいてターゲット出力チャネルを決定し、インダクターのエネルギーを制御する。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の状態情報は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）が出力チャネル（１２０、１３０）にエネルギーを伝達しているか又は補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から伝達されるエネルギーに関する情報（例えば、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力される電流の大きさ）を含む。
【００２４】
ある出力チャネルの負荷状態が急激に変化すると、当該出力チャネルは負荷過渡状態を経て負荷正常状態に達する。例えば、負荷状態の変化によって出力チャネルが短い時間内に多くのエネルギーを必要とする場合、当該出力チャネルは、負荷過渡状態に進入して必要なエネルギーを供給されながら次第に負荷正常状態に達することになる。接続している出力チャネル（１２０、１３０）が負荷過度状態の時、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、出力チャネルが急に必要とするエネルギーを当該出力チャネル（１２０、１３０）に伝達する。ここで、各出力チャネル（１２０、１３０）は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）を介して負荷過渡状態を個別的に耐えることになる。これによって、電圧変換装置１００は、出力チャネル（１２０、１３０）の負荷状態が瞬間的に急激に変化しても、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）によって伝達されるエネルギーにより出力チャネル（１２０、１３０）から供給される出力電圧を安定的に提供することができる。
【００２５】
補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）が存在しない場合、インダクターに格納されたエネルギーは出力チャネル（１２０、１３０）に分かれて分配されるため、１つ以上の出力チャネル（１２０、１３０）の負荷状態が急激に変化する場合、出力チャネル（１２０、１３０）間の干渉が発生する可能性がある。干渉の影響を受けた出力チャネルの出力電圧は不安定に変化する。例えば、干渉の結果、出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧が目的とする電圧よりも低いか又は高くなることがある。このような出力チャネル間の干渉現象はクロストーク（ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）と呼ばれる。電圧変換装置１００の補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の負荷状態が急激に変化した後から負荷正常状態に達するまでの負荷過渡状態で出力チャネル（１２０、１３０）が追加的に必要とするエネルギーを当該出力チャネル（１２０、１３０）に提供することにより、出力チャネル間の干渉の発生を減らすことができる。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）によって各出力チャネル（１２０、１３０）はエネルギー供給の側面で他の出力チャネルと独立するため、電圧変換装置１００は出力チャネル間の干渉によるエラーを減らすことができる。
【００２６】
補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）及び図２に示すインダクターコントローラ２１０、チャネル選択器２３０、及びチャネルエラー推定器（２４０、２５０）は、例えば１つ以上のプロセッサを用いて当該１つ以上のプロセッサによって電圧変換装置の制御方法が実行されるときに、本明細書で説明する機能を実行させる命令を格納するメモリのようなハードウェアコンポーネントと共同して動作する。
【００２７】
図２Ａ〜図２Ｄは、一実施形態による電圧変換装置の制御方法を説明するための図である。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｄを参照すると、メインエネルギー伝達回路１１０は、インダクターコントローラ２１０、インダクター２２０、及びチャネル選択器２３０を含む。インダクターコントローラ２１０はインダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギーを制御し、インダクター２２０はターゲット出力チャネルに入力電源１８０から伝達されたエネルギーを伝達する。インダクターコントローラ２１０は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）から伝達される様々な情報（例えば、出力チャネル（１２０、１３０）の出力、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力される電流量など）に基づいて各出力チャネル（１２０、１３０）の状態及び各補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の状態を推定し、推定結果に基づいてインダクター２２０のエネルギー量を制御する。例えば、インダクターコントローラ２１０は、インダクター２２０に伝達される入力電源１８０のエネルギー量を増加若しくは減少させるか、又はそうでない場合に現在の状態をそのまま保持するかを決定する。
【００２９】
チャネル選択器２３０は、出力チャネル（１２０、１３０）のうちからインダクター２２０のエネルギーが伝達されるターゲット出力チャネルを選択する。例えば、チャネル選択器２３０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力チャネル（１２０、１３０）に伝達されるエネルギー量、及び／又はチャネルエラー推定器（２４０、２５０）から受信した各出力チャネル（１２０、１３０）のエラー値に基づいてターゲット出力チャネルを選択する。チャネルエラー推定器（２４０、２５０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧及び基準電圧に基づいて出力チャネル（１２０、１３０）のエラー値を推定する。例えば、チャネルエラー推定器（２４０、２５０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧と基準電圧との間の差を積分した値に基づいて出力チャネル（１２０、１３０）のエラー値を推定する。出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧が基準電圧に接近するほどエラー値が減少し、出力電圧と基準電圧との間の差が大きいほどエラー値は増加する。ターゲット出力チャネルの選択方法については以下で詳しく説明する。
【００３０】
図２Ａ〜図２Ｄは、それぞれターゲット出力チャネルの選択方法及びインダクターのエネルギーを制御する方法に関連してそれぞれ異なる実施形態を示す。
【００３１】
図２Ａに示す実施形態によると、チャネル選択器２３０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力チャネル（１２０、１３０）に伝達されるエネルギーの大きさに基づいてターゲット出力チャネルを決定する。例えば、第１補助エネルギー伝達回路１４０から第１出力チャネル１２０に伝達される第１エネルギー量が第２補助エネルギー伝達回路１５０から第２出力チャネル１３０に伝達される第２エネルギー量よりも大きい場合、チャネル選択器２３０は、第１補助エネルギー伝達回路１４０が接続された第１出力チャネル１２０をターゲット出力チャネルとして決定する。反対に、第２補助エネルギー回路１５０から伝達される第２エネルギー量が第１補助エネルギー伝達回路１４０から伝達される第１エネルギー量よりも大きい場合、チャネル選択器２３０は、第２補助エネルギー回路１５０が接続された第２出力チャネル１３０をターゲット出力チャネルとして決定する。出力チャネルが３つ以上であり、各出力チャネルに個別的に補助エネルギー伝達回路が接続されている場合、チャネル選択器２３０は、補助エネルギー伝達回路のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する。他の例として、他の補助エネルギー伝達回路を除く第１補助エネルギー伝達回路１４０のみがエネルギーを伝達する場合、チャネル選択器２３０は、第１補助エネルギー伝達回路１４０に接続された第１出力チャネル１２０をターゲット出力チャネルとして決定する。いずれの補助エネルギー伝達回路もエネルギーを伝達しない場合、チャネル選択器２３０は、前の時間区間に選択されたターゲット出力チャネルを現在の時間区間のターゲット出力チャネルとして選択する。
【００３２】
補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）のいずれか１つでもエネルギーを出力チャネルに伝達する場合、インダクターコントローラ２１０は、インダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を増加させる。インダクターコントローラ２１０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力チャネルに伝達されるエネルギー量に基づいて、インダクター２２０に供給する入力電源１８０のエネルギー量を決定する。インダクターコントローラ２１０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から供給される全体エネルギー量が大きいほど、前よりもより多くの入力電源１８０のエネルギーをインダクター２２０に供給する。インダクターコントローラ２１０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から供給される全体エネルギー量を取得するために補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から供給されるエネルギー量の全体の合計を算出する。いずれの補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）もエネルギーを出力チャネル（１２０、１３０）に伝達しない場合、インダクターコントローラ２１０は、インダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を保持又は減少させる。
【００３３】
図２Ｂに示す実施形態によると、チャネル選択器２３０は、チャネルエラー推定器（２４０、２５０）から各出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対するエラー情報が伝達され、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値のうちからエラー値が最も大きい出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する。また、インダクターコントローラ２１０もチャネルエラー推定器（２４０、２５０）から各出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対するエラー情報が伝達され、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値に基づいてインダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を決定する。例えば、インダクターコントローラ２１０は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値の合計が大きいほど、インダクター２２０に入力電源１８０のエネルギーをより多く供給する。
【００３４】
図２Ｃに示す実施形態によると、チャネル選択器２３０は、図２Ａに示したものと同様に、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する。但し、インダクターコントローラ２１０は、図２Ｂに示したものと同様に、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値に基づいてインダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を決定する。インダクターコントローラ２１０は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値の合計に基づいてインダクター２２０に供給する入力電源１８０のエネルギー量を制御する。
【００３５】
図２Ｄに示す実施形態によると、チャネル選択器２３０は、図２Ａに示したものと同様に、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する。但し、インダクターコントローラ２１０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の状態情報及び出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー情報に基づいて、インダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を制御する。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の状態情報は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）が出力チャネル（１２０、１３０）にエネルギーを伝達しているか否かの情報及び補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力されるエネルギー量に関する情報を含む。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）の状態情報は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）によって生成されてインダクターコントローラ２１０に伝達される。インダクターコントローラ２１０は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値の合計及び補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から供給されるエネルギー量に基づいて、インダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を決定する。１つ以上の補助エネルギー伝達回路からエネルギーが出力チャネルに供給される場合、インダクターコントローラ２１０は、インダクター２２０に供給される入力電源１８０のエネルギー量を増加させ、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値の和の大きさに基づいて増加させるエネルギー量を決定する。
【００３６】
図３は、一実施形態による電圧変換装置を具現した回路の一例を示す図である。
【００３７】
図３を参照すると、一実施形態による電圧変換装置を具現した回路３００は、単一インダクターマルチ出力直流−直流電圧コンバータ（ＳＩＭＯ  ＤＣ／ＤＣ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）のように、１つのインダクター２２０及び複数の出力チャネル（１２０、１３０）を有する。図３に示す回路３００は、出力チャネルが２つである場合を仮定しているが、実施形態に応じて、回路３００は３つ以上の出力チャネルを有してもよい。
【００３８】
回路３００は、１つのインダクター２２０を用いて様々な出力電圧（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）を生成する。インダクター２２０は入力電源（電圧ＶＩＮ）からエネルギーが供給されてエネルギーを蓄積し、インダクター２２０のエネルギー量はインダクターコントローラ２１０によって制御される。インダクターコントローラ２１０は入力電源（電圧ＶＩＮ）からインダクター２２０に伝達されるエネルギー量を決定し、インダクター２２０に蓄積されたエネルギーは、チャネル選択器２３０により選択されたターゲット出力チャネルに伝達される。
【００３９】
インダクターコントローラ２１０は、インダクター制御信号生成器３１０及び出力エラー決定器３４０を含む。インダクター制御信号生成器３１０は、インダクター２２０に供給される入力電源（電圧ＶＩＮ）のエネルギー量を制御するための制御信号を生成する。当該制御信号によってスイッチ（３２０、３３０）の動作が制御され、スイッチ（３２０、３３０）の動作に基づいてインダクター２２０に入力電源（電圧ＶＩＮ）のエネルギーを供給するか否か、及びどれ程の時間の間に供給するかが決定される。出力エラー決定器３４０は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）から各出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対するエラー情報を受信し、受信した情報に基づいて出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値の合計を算出する。インダクター制御信号生成器３１０は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対するエラー値の合計に基づいて、インダクター２２０に供給する入力電源（電圧ＶＩＮ）のエネルギー量を決定する。
【００４０】
チャネル選択器２３０は、スイッチ（３６０、３７０）及び出力スイッチ選択器３５０を含む。出力スイッチ選択器３５０は、スイッチ（３６０、３７０）を制御することによって全体出力チャネル（１２０、１３０）のいずれか１つの出力チャネルにインダクター２２０のエネルギーを伝達する。スイッチ（３６０、３７０）は、出力スイッチ選択器３５０の制御によってオン（ｏｎ）又はオフ（ｏｆｆ）に動作する。例えば、スイッチ３６０がオンされる場合にインダクター２２０のエネルギーが第１出力チャネル１２０に伝達され、スイッチ３６０がオフされる場合にインダクター２２０と第１出力チャネル１２０との間の接続が遮断される。スイッチ（３２０、３３０、３６０、３７０）は、例えばトランジスタ又はダイオードなどを用いて具現される。
【００４１】
一例として、出力スイッチ選択器３５０は、全体出力チャネルのうち、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）からエネルギーが最も多く供給される出力チャネル又は補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）から出力チャネル（１２０、１３０）に流れる電流が最も大きい出力チャネルを、インダクター２２０のエネルギーを伝達するターゲット出力チャネルとして選択する。他の例として、出力スイッチ選択器３５０は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）から出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対するエラー情報を受信し、エラー情報に基づいてターゲット出力チャネルを決定する。出力スイッチ選択器３５０は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力に対して推定されたエラー値のうちからエラー値が最も大きい出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する。
【００４２】
各出力チャネル（１２０、１３０）の負荷は、出力キャパシタ（３８２、３８６）及び電流負荷（３８４、３８８）によって形成される。例えば、第１出力チャネル１２０の負荷は、第１出力キャパシタ３８２及び第１電流負荷３８４によって形成され、第１出力キャパシタ３８２と第１電流負荷３８４とは並列に接続されている。第２出力キャパシタ３８６及び第２電流負荷３８８もこれと同様の接続関係を有する。
【００４３】
補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、自身に接続されている出力チャネル（１２０、１３０）がエネルギーを必要とする場合、出力チャネル（１２０、１３０）にエネルギーを供給する。補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、図３に示すように入力電源（電圧ＶＩＮ）のエネルギーに基づいて出力チャネル（１２０、１３０）に電流を供給する電流源を含む。補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、このような電流源の動作を制御する。補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、電流源が電流を出力するか否か、及び電流源から出力される電流の大きさを制御する。他の実施形態として、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）は、入力電源（電圧ＶＩＮ）と出力チャネルとの間に接続された可変抵抗を含んでもよく、この場合に補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は可変抵抗の大きさを制御する。
【００４４】
補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）は、出力チャネル（１２０、１３０）の出力電圧（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）及び基準電圧（ＲＥＦ１、ＲＥＦ２）に基づいて出力チャネル（１２０、１３０）のエラー値を推定し、推定されたエラー情報を出力エラー決定器３４０及び出力スイッチ選択器３５０に伝達する。例えば、第１補助エネルギーコントローラ１６０は、第１出力チャネル１２０の出力電圧ＯＵＴ１と基準電圧ＲＥＦ１と間の差が大きい場合、第１出力チャネル１２０の出力エラーが大きいと判定し、反対にその差が小さい場合、第１出力チャネル１２０の出力エラーが小さいと判定する。
【００４５】
図４は、一実施形態による出力チャネルの負荷変化によるインダクター電流及び補助エネルギー伝達回路の出力電流の変化を説明するための図である。
【００４６】
図４は、個別的な補助エネルギー伝達回路が接続された２つの出力チャネル（第１及び第２出力チャネル）及び出力チャネルにエネルギーを供給する１つのインダクターを含む電圧変換装置（例えば、図３に示した電圧変換装置）で、時間の流れに伴うインダクター電流ｉＬ、各出力チャネルの負荷電流（ＩＯ１、ＩＯ２）、及び各補助エネルギー伝達回路から出力チャネルに伝達される電流（ＩＣＳ１、ＩＣＳ２）の変化を示す。インダクター電流ｉＬの大きさは、インダクターに接続される入力電源の時間（ｏｎ−ｔｉｍｅ  ｄｕｔｙ）によって変化する。図４に示すグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は信号の大きさを示す。
【００４７】
時点（ｐｏｉｎｔ  ｉｎ  ｔｉｍｅ）ａで第１出力チャネルの負荷電流ＩＯ１が瞬間的に増加することは、第１出力チャネルが時点ａで瞬間的により多くのエネルギーを必要とすることを示す。ここで、第１出力チャネルに接続された第１補助エネルギー伝達回路が第１出力チャネルに電流ＩＣＳ１を伝達し始めて、第１出力チャネルが必要とするエネルギーを第１出力チャネルに供給する。時点ｂで第２出力チャネルの負荷電流ＩＯ２が瞬間的に増加することは、第２出力チャネルが時点ｂで瞬間的により多くのエネルギーを必要とすることを示し、この場合、第２出力チャネルに接続された第２補助エネルギー伝達回路は第２出力チャネルに電流ＩＣＳ２を伝達し始める。このように、第２補助エネルギー伝達回路は、第２出力チャネルの負荷状態の変化に対応して第２出力チャネルが必要とするエネルギーを第２出力チャネルに伝達する。時点ａ及び時点ｂで、各第１及び第２補助エネルギー伝達回路は補助エネルギー源として動作する。補助エネルギー伝達回路は、メインエネルギーを伝達するインダクターよりも出力チャネルに、より迅速にエネルギーを伝達する。そのため、電圧変換装置は、補助エネルギー伝達回路によって出力チャネルの負荷状態の変化に迅速に対応することができ、出力チャネルを介して安定的な出力を提供することができる。
【００４８】
一実施形態による電圧変換装置の制御方法によると、時点ａと時点ｂとの間の区間で、第１補助エネルギー伝達回路から電流ＩＣＳ１が供給されるため、電圧変換装置は、第１補助エネルギー伝達回路に接続された第１出力チャネルをターゲット出力チャネルとして選択する。電圧変換装置は、第１補助エネルギー伝達回路から第１出力チャネルにエネルギーが伝達されているため、インダクターに供給されるエネルギー量を増加させる。他の実施形態として、時点ａと時点ｂとの間の区間で、電圧変換装置は、第１及び第２出力チャネルの出力に対するエラー値に基づいてインダクターに供給される入力電源のエネルギー量を制御してもよい。インダクターに供給される入力電源のエネルギー量が増加する場合、インダクターから出力されるインダクター電流ｉＬも増加し、そのためインダクターから現在のターゲット出力チャネルである第１出力チャネルに伝達されるエネルギー量も増加する。第１出力チャネルに伝達されるインダクターのエネルギー量が増加するにつれ、電圧変換装置は、第１補助エネルギー伝達回路から第１出力チャネルに供給される電流ＩＣＳ１を次第に減少させる。例えば、第１補助エネルギー伝達回路から供給される電流ＩＣＳ１は、第１出力チャネルに伝達されるインダクターのエネルギー量が増加し始める瞬間まで速い速度で増加し、第１出力チャネルに伝達されるインダクターのエネルギー量が増加し始める瞬間から次第に減少する。
【００４９】
時点ｂと時点ｃとの間の区間では、第１補助エネルギー伝達回路から供給される電流ＩＣＳ１が次第に減少し、中間時点でこれ以上第１補助エネルギー伝達回路から電流ＩＣＳ１が出力されない。また、時点ｂの後に第２補助エネルギー伝達回路から第２出力チャネルに電流ＩＣＳ２が供給され始め、ピーク値に達した後に次第に減少する。第１及び第２補助エネルギー伝達回路の両方から電流（ＩＣＳ１、ＩＣＳ２）が出力される場合、電圧変換装置は、第１補助エネルギー伝達回路の出力電流ＩＣＳ１と第２補助エネルギー伝達回路の出力電流ＩＣＳ２とを比較し、より大きい電流を出力する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルをターゲット出力チャネルとして選択する。そのため、第２補助エネルギー伝達回路の出力電流ＩＣＳ２が第１補助エネルギー伝達回路の出力電流ＩＣＳ１よりも大きくなり始めた時点の後から、第２出力チャネルがターゲット出力チャネルとして選択される。第１補助エネルギー伝達回路からこれ以上電流ＩＣＳ１が出力されず、第２補助エネルギー伝達回路からのみ電流ＩＣＳ２が出力され始めた後にも、第２出力チャネルがターゲット出力チャネルとして選択される。１つ以上の補助エネルギー伝達回路から出力チャネルに電流が供給される場合、電圧変換装置は、インダクターに供給される入力電源のエネルギー量を増加させる。インダクターに供給されるエネルギー量が増加してターゲット出力チャネルに供給されるインダクターのエネルギー量が増加する場合、電圧変換装置は、補助エネルギー伝達回路から出力される電流を減少させる。
【００５０】
時点ｃの後には、インダクターから伝達されるエネルギーが第１及び第２出力チャネルが必要とする全体エネルギーに到達し、これ以上第１及び第２補助エネルギー伝達回路から電流（ＩＣＳ１、ＩＣＳ２）が出力チャネルに供給されずに、インダクターから伝達されるエネルギーが時分割方式によって第１及び第２出力チャネルに分配されて供給される。このような状態を負荷正常状態と称し、負荷正常状態では時間に応じてインダクターのエネルギーが第１及び第２出力チャネルに交互に供給される。
【００５１】
一実施形態によると、電圧変換装置は、出力チャネルの負荷過渡状態では、初期に足りないエネルギーを、補助エネルギー伝達回路を介して出力チャネルに伝達し、次第にインダクターを介して供給されるエネルギーが出力チャネルで必要とする全体エネルギーに達するように、インダクター及び補助エネルギー伝達回路を制御する。負荷過渡状態では、インダクターだけでなく、補助エネルギー伝達回路から出力チャネルにエネルギーが伝達され、インダクターを介して伝達されるエネルギー量が出力チャネルで必要とする全体エネルギー量と同一になる負荷正常状態では、インダクターのみから出力チャネルにエネルギーが伝達される。従って、出力チャネルの負荷状況が急激に変化する場合、出力チャネルが必要とするエネルギーの不足分は出力チャネルに接続された補助エネルギー伝達回路によって供給され、少しずつインダクターを介して出力チャネルに供給されるエネルギー量が増加し、最終的には、インダクターのみを介して出力チャネルにエネルギーが伝達されるようになる。
【００５２】
図５は、一実施形態による電圧変換装置の制御方法の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
図５を参照すると、ステップＳ５１０において、電圧変換装置は、１つ以上の補助エネルギー伝達回路から出力チャネルに伝達されるエネルギー量を測定する。電圧変換装置は、それぞれ異なる出力チャネルに接続された個別の補助エネルギー伝達回路を含む。ステップＳ５２０において、電圧変換装置は、出力チャネルのうちからインダクターを介して入力電源のエネルギーが伝達されるターゲット出力チャネルを決定する。電圧変換装置は、ステップＳ５１０における測定結果に基づいてターゲット出力チャネルを決定するか、又は出力チャネルの出力に対して推定されたエラー情報に基づいてターゲット出力チャネルを決定する。例えば、電圧変換装置は、ステップＳ５１０における測定結果に基づいて補助エネルギー伝達回路のうちの最も大きいエネルギーを伝達する補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定するか、又は各出力チャネルの出力電圧と基準電圧との間の差に基づいて推定されたエラー値のうちからエラー値が最も大きい出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する。
【００５４】
ステップＳ５３０において、電圧変換装置は、インダクターを介してターゲット出力チャネルに入力電源のエネルギーを伝達する。ステップＳ５４０において、電圧変換装置は、補助エネルギー伝達回路の伝達エネルギー量を調整する。例えば、電圧変換装置は、補助エネルギー伝達回路から出力チャネルに伝達される電流を調整する。電圧変換装置は、各出力チャネルの出力電圧が目的とする電圧値であるか否かを判断し、判断結果に基づいて補助エネルギー伝達回路の出力電流を増加又は減少させるか否かを決定する。例えば、電圧変換装置は、出力チャネルの出力電圧が当該出力チャネルの基準電圧よりも大きい場合に補助エネルギー伝達回路の出力電流を減少させ、出力チャネルの出力電圧が基準電圧よりも小さい場合に補助エネルギー伝達回路の出力電流を増加させる。補助エネルギー伝達回路の出力電流が減少又は増加するにつれて、出力チャネルの出力電圧も減少又は増加する。
【００５５】
ステップＳ５５０において、電圧変換装置は、ステップＳ５１０と同様に、補助エネルギー伝達回路から補助エネルギー伝達回路に接続された出力チャネルに伝達されるエネルギー量を測定する。ステップＳ５６０において、電圧変換装置は、インダクターに供給される入力電源のエネルギー量を決定する。例えば、電圧変換装置は、ステップＳ５５０の測定結果に基づいて、１つ以上の補助エネルギー伝達回路からエネルギーが伝達される場合、又は出力チャネルの出力に対するエラー値の合計が閾値以上である場合、インダクターに供給される入力電源のエネルギー量を増加させる。電圧変換装置は、全体補助エネルギー伝達回路からエネルギーが伝達されない場合、又は出力チャネルの出力に対するエラー値の合計が閾値未満の場合に、インダクターに供給される入力電源のエネルギー量を保持又は減少させる。その後、ステップＳ５１０〜ステップＳ５６０の一連の過程が再び繰り返し実行される。
【００５６】
図６〜図８は、一実施形態による電圧変換装置の制御方法の動作をより具体的に説明するためのフローチャートである。図６では、電圧変換装置の全体出力チャネルの個数が２個であり、第１及び第２出力チャネルにそれぞれ第１及び第２補助エネルギー伝達回路が独立的に接続されていると仮定する。
【００５７】
図６を参照すると、ステップＳ６１０において、電圧変換装置は、第１補助エネルギー伝達回路から出力される電流ＩＣＳ１及び第２補助エネルギー伝達回路から出力される電流ＩＣＳ２が０であるか否かを判断する。電流ＩＣＳ１、ＩＣＳ２のいずれか１つが０ではない場合、ステップＳ６２０において、電圧変換装置は、第１及び第２出力チャネルのうちからインダクターを介して入力電源のエネルギーを供給するターゲット出力チャネルを選択する。
【００５８】
一実施形態によると、電圧変換装置は、図７に示すフローチャートによりターゲット出力チャネルを選択する。図７を参照すると、ステップＳ７１０において、電圧変換装置は電流ＩＣＳ１が電流ＩＣＳ２よりも大きいか否かを判断する。電流ＩＣＳ１が電流ＩＣＳ２よりも大きい場合、電圧変換装置は、電流ＩＣＳ１が供給される第１出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する（Ｓ７２０）。これとは反対に、電流ＩＣＳ１が電流ＩＣＳ２よりも大きくない場合、電圧変換装置は、電流ＩＣＳ２が供給される第２出力チャネルをターゲット出力チャネルとして決定する（Ｓ７３０）。
【００５９】
再度図６を参照すると、ステップＳ６３０において、電圧変換装置は、ターゲット出力チャネルにインダクターのエネルギーを伝達する。ステップＳ６３５及びステップＳ６４０において、電圧変換装置は、補助エネルギー伝達回路から出力される電流ＩＣＳ１又はＩＣＳ２を調整する。一実施形態によると、電圧変換装置は、図８に示すフローチャートにより、電流ＩＣＳ１又はＩＣＳ２を調整する。図８を参照すると、ステップＳ８１０において、電圧変換装置は、第Ｎ（ここで、Ｎは１又は２）出力チャネルの出力電圧を測定する。電圧変換装置は、第Ｎ出力チャネルの出力電圧が基準電圧に比べて過剰であるか否かを判断し（Ｓ８２０）、そうでない場合に、不足であるか否か（Ｓ８４０）を判断する。出力電圧が基準電圧に比べて過剰である場合、ステップＳ８３０において、電圧変換装置は、第Ｎ出力チャネルに接続された第Ｎ補助エネルギー伝達回路から出力される電流ＩＣＳＮを減少させる。出力電圧が基準電圧に比べて足りない場合、ステップＳ８５０において、電圧変換装置は、第Ｎ補助エネルギー伝達回路から出力される電流ＩＣＳＮを増加させる。ここで、第Ｎ出力チャネルの出力電圧と基準電圧との間の差が大きいほど、第Ｎ補助エネルギー伝達回路から出力される電流ＩＣＳＮの変化量（減少量又は増加量）は大きくなる。
【００６０】
再び図６に戻ると、ステップＳ６５０において、電圧変換装置は、電流ＩＣＳ１又は電流ＩＣＳ２が０よりも大きいか否かを判断する。電流ＩＣＳ１又は電流ＩＣＳ２が０よりも大きい場合、即ち第１及び第２補助エネルギー伝達回路のうちの１つ以上から出力チャネルにエネルギーが伝達される場合、電圧変換装置は、インダクターに供給される入力電源のエネルギー量を増加（Ｓ６６０）させる。電圧変換装置は、１つ以上の補助エネルギー伝達回路から伝達されるエネルギー量（例えば、電流量）、又は第１及び第２出力チャネルの出力に対して推定されたエラー値の合計に基づいて、インダクターに供給されるエネルギー量を決定する。
【００６１】
ステップＳ６１０の判断結果、電流ＩＣＳ１、ＩＣＳ２の両方が０である場合、即ち第１及び第２補助エネルギー伝達回路からエネルギーが出力チャネルに伝達されない場合、これはインダクターを介して第１及び第２出力チャネルに必要な分のエネルギーが伝達されているか、又は必要量を超過するエネルギーが第１及び第２出力チャネルに伝達されていることを示す。この場合、電圧変換装置は、インダクターに供給される入力電源のエネルギー量を保持又は減少（Ｓ６７０）させる。
【００６２】
図９は、一実施形態による電圧変換装置を具現した回路の他の例を示す図である。
【００６３】
図９を参照すると、電圧変換装置を具現した回路９００は、図３に示した出力エラー決定器３４０が補助エネルギー加算器９４０に代替されたことを除き、図３に示した電圧変換装置を具現した回路３００と同一である。補助エネルギー加算器９４０は、補助エネルギーコントローラ（１６０、１７０）から、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）によって伝達されるエネルギー量に関する情報を受信し、受信した情報に基づいて補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）によって伝達されるエネルギーの総量を算出する。インダクター制御信号生成器３１０は、補助エネルギー伝達回路（１４０、１５０）によって伝達されるエネルギー量の合計に基づいて、インダクター２２０に供給される入力電源（電圧ＶＩＮ）のエネルギー量を決定する。その他について、回路９００は、図３に示した回路３００と同一の方式で動作する。出力エラー決定器３４０に対する説明を除く図３に示した説明は、図９に示す説明に適用され、重複する内容は省略する。
【００６４】
図１０は、一実施形態による電圧変換装置のコントローラを示すブロック図である。
【００６５】
図１０を参照すると、コントローラ１０００は、メモリ１０１０及びプロセッサ１０２０を含む。メモリ１０１０は、プロセッサ１０２０によって電圧変換装置の制御方法が実行されるときに、プロセッサ１０２０が本明細書で説明した１つ以上の機能を行うようにする命令を格納する。プロセッサ１０２０は、第１補助エネルギーコントローラ１６０、第２補助エネルギーコントローラ１７０、第１チャネルエラー推定器２４０、第２チャネルエラー推定器２５０、インダクター制御信号生成器３１０、出力エラー決定器３４０、及び出力スイッチ選択器３５０を含む電圧変換装置を制御する。他の実施形態において、図１０に示す出力エラー決定器３４０は、図９に示す補助エネルギー加算器９４０に代替される。図１〜図９を参照して説明についても図１０の説明に適用され、重複する内容は省略する。
【００６６】
上述した電圧変換装置は、携帯電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などの携帯用電子機器、モニター、ＴＶなどのディスプレイ機器、生体チップに用いられる電源部、自動車、その他の電子機器に複数の出力電圧を提供するために用いられる。
【００６７】
本実施形態は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組合せで具現される。例えば、本実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサー、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答する異なる装置のように、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現される。処理装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及びオペレーティングシステム上で実行される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータのアクセス、格納、操作、処理、及び生成を行う。理解の便宜のために、処理装置は１つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当該技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含むことが分かる。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成も可能である。
【００６８】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はこれらのうちの１つ以上の組合せを含み、希望通りに動作するように処理装置を構成し、独立的又は結合的に処理装置に命令する。ソフトウェア及び／又はデータは、処理装置によって解釈され、処理装置に命令又はデータを提供するためのあらゆる類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ格納媒体又は装置、或いは送信される信号波を介して永久的又は一時的に具現化される。ソフトウェアは、ネットワークに接続されたコンピュータシステム上に分散され、分散された方法で格納されるか又は実行される。ソフトウェア及びデータは１つ以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納される。
【００６９】
本実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組合せて含む。記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。ハードウェア装置は、本発明の動作を実行するために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１００    電圧変換装置
１１０    メインエネルギー伝達回路
１２０    第１出力チャネル
１３０    第２出力チャネル
１４０    第１補助エネルギー伝達回路
１５０    第２補助エネルギー伝達回路
１６０    第１補助エネルギーコントローラ
１７０    第２補助エネルギーコントローラ
１８０    入力電源
２１０    インダクターコントローラ
２２０    インダクター
２３０    チャネル選択器
２４０    第１チャネルエラー推定器
２５０    第２チャネルエラー推定器
３００、９００    回路
３１０    インダクター制御信号生成器
３２０、３３０、３６０、３７０    スイッチ
３４０    出力エラー決定器
３５０    出力スイッチ選択器
３８２    第１出力キャパシタ
３８４    第１電流負荷
３８６    第２出力キャパシタ
３８８    第２電流負荷
１０００    コントローラ
１０１０    メモリ
１０２０    プロセッサ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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