(57)【要約】【課題】非絶縁電圧変換器を出力過電流から保護するための装置および方法を提供すること。【解決手段】可変電流制限器、電源および非絶縁電圧変換器を動作させる方法が、本明細書で開示される。一実施形態では、可変電流制限器は、（１）非絶縁電圧変換器の出力電圧を調整して、その出力電流を制限するように構成された変換器制御器と、（２）出力電圧と逆に変化する可変出力電流限界を供給するように構成された限界供給器とを含み、変換器制御器は、可変出力電流限界を使用して出力電流を制限するように構成される。【選択図】図１
2011142810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非絶縁電圧変換器の出力電圧を調整し、その出力電流を制限するように構成された変換器制御器と、
前記出力電圧と逆に変化する可変出力電流限界を供給するように構成された限界供給器とを備え、前記変換器制御器が、前記可変電流限界を使用して前記出力電流を制限するように構成された、可変電流制限器。
【請求項２】
前記限界供給器が、前記出力電圧に比例する調節電流に基づいて、前記可変出力電流限界を供給するように構成された、請求項１に記載の可変電流制限器。
【請求項３】
前記限界供給器が、固定電流制限器および限界調節器を含み、前記限界調節器が、前記調節電流を供給する、請求項２に記載の可変電流制限器。
【請求項４】
限界調節器が、前記出力電圧の特定の値に基づいて、前記調節電流を供給するように構成された、請求項３に記載の可変電流制限器。
【請求項５】
前記変換器制御器が、前記固定電流制限器および前記限界調節器と結合される第１の入力を含む、請求項３に記載の可変電流制限器。
【請求項６】
前記限界調節器が、第１の抵抗器、第２の抵抗器、キャパシタおよびダイオードを含み、前記第１の抵抗器および前記ダイオードがノードで直列に結合され、前記第２の抵抗器および前記キャパシタが前記ノードから並列に結合される、請求項３に記載の可変電流制限器。
【請求項７】
前記限界調節器が、前記第１の抵抗器と直列に結合された閾値構成要素をさらに含む、請求項６に記載の可変電流制限器。
【請求項８】
非絶縁電圧変換器を動作させる方法であって、
前記非絶縁電圧変換器の出力電圧の関数である、前記非絶縁電圧変換器の出力電流のための可変出力電流限界を決定することと、
前記可変出力電流限界に基づいて前記出力電流を制限するために、前記非絶縁電圧変換器を制御することとを含む、方法。
【請求項９】
前記非絶縁電圧変換器の出力電圧に比例する調節電流を供給することと、前記調節電流に基づいて前記可変出力電流限界を決定することとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
入力電圧を受けて出力電圧および出力電流を供給するように構成された非絶縁電圧変換器と、
前記出力電圧の関数である前記出力電流に対する可変出力電流限界を決定し、前記可変出力電流限界に基づいて前記出力電流を制限するために、前記非絶縁電圧変換器を制御するように構成された可変電流制限器とを備える、電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１０年１月８日にＨｏｎｇｐｉｎｇ  Ｌｉらにより出願され、本願と同一譲受人に譲渡された「ＯＵＴＰＵＴ  ＶＯＬＴＡＧＥ  ＤＥＰＥＮＤＥＮＴ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＣＵＲＲＥＮＴ  ＬＩＭＩＴ  ＦＯＲ  ＰＯＩＮＴ  ＯＦ  ＬＯＡＤ  ＤＣ−ＤＣ  ＣＯＮＶＥＲＴＥＲＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／２９３，２７４号の利益を主張するものであり、参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本願は、一般に電力変換に関し、より詳細には、非絶縁電圧変換器に対する損傷を予防することに関する。
【背景技術】
【０００３】
電圧変換器は、入力電圧を、特定の構成要素または負荷に必要な電圧に変換するために、広く使用される。非絶縁変換器は、この変換機能を、入力と出力との間を絶縁することなく提供する電圧変換器の１種類である。非絶縁電圧変換器を出力過電流から保護するために使用される１つの方策（strategy）は、固定出力電流限界（fixed output current limit）でトリガされうる、シャットダウン機構を実施することである。したがって、非絶縁電圧変換器は、固定電流限界を超えるとシャットダウンされ、過電流で誘発されたシャットダウンの後に再始動されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／２９３，２７４号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様は、可変電流制限器を提供する。一実施形態では、可変電流制限器は、（１）非絶縁電圧変換器の出力電圧を調整して、その出力電流を制限するように構成された変換器制御器（converter controller）と、（２）出力電圧と逆に変化する可変出力電流限界を提供するように構成された限界供給器（limit provider）とを含み、変換器制御器は、可変電流限界を使用して出力電流を制限するように構成される。
【０００６】
他の態様では、非絶縁電圧変換器の動作させる方法が、開示される。一実施形態では、方法は、（１）非絶縁電圧変換器の出力電圧の関数である、非絶縁電圧変換器の出力電流に対する可変出力電流限界を決定することと、（２）可変出力電流限界に基づいて出力電流を制限するために、非絶縁電圧変換器を制御することとを含む。
【０００７】
他の態様では、電源が提供される。一実施形態では、電源は、（１）入力電圧を受けて出力電圧および出力電流を供給するように構成された、非絶縁電圧変換器と、（２）出力電圧の関数である出力電流に対する可変出力電流限界を決定し、可変出力電流限界に基づいて出力電流を制限するために非絶縁電圧変換器を制御するように構成された、可変電流制限器とを含む。
【０００８】
他の態様では、ポイント・オブ・ロード（ＰＯＬ）変換器が、開示される。一実施形態では、ＰＯＬ変換器は、（１）ＰＯＬ変換器の出力電圧を調整してその出力電流を制限するように構成されたパルス幅変調器制御器と、（２）変換器制御器と結合され、出力電圧と逆に変化する可変出力電流限界を供給するように構成された限界供給器とを含む。限界供給器は、（２Ａ）固定電流制限器と、（２Ｂ）固定電流制限器と結合され、出力電圧に比例する調節電流（adjustment current）を供給するように構成された限界調節器（limit adjuster）とを含み、限界供給器は、調節電流と、固定電流制限器に関連する基底電流限界（base current limit）とを使用して、可変出力電流限界を供給する。パルス幅変調器制御器は、可変電流限界を使用して出力電流を制限するように構成される。
【０００９】
次に、以下の説明を添付の図面と併せて参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の原理により構築された電源の一実施形態のブロック図である。
【図２】本開示の原理により構築されたＰＯＬ変換器の一実施形態の概略図である。
【図３】本開示の原理により構築されたＰＯＬ変換器の他の実施形態の概略図である。
【図４】図２のＰＯＬ電圧変換器に関する可変電流限界のグラフである。
【図５】図３のＰＯＬ電圧変換器に関する可変電流限界のグラフである。
【図６】本開示の原理により遂行される非絶縁電圧変換器を動作させる方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
非絶縁電圧変換器の出力電流に対する固定限界を使用することで、拡張された出力電圧範囲を有する非絶縁電圧変換器に対して、より高い出力電圧で配送されうる電力の量を抑制することができる。例えば、ＰＯＬ電圧変換器は、ＤＣ電圧を、負荷に配送される調整された出力ＤＣ電圧に変換する、非絶縁ＤＣ−ＤＣ変換器の一例である。ＰＯＬ変換器を用いて、降圧（buck）、降圧−昇圧（buck-boost）および昇圧（boost）のトポロジーなど、多様なＤＣ−ＤＣ変換トポロジーが、電気的分離が入力と出力との間に必要とされない用途に対して使用されうる。ＰＯＬ変換器に対するこれらの用途のうちのいくつかにおいて、広い入力電圧範囲で（例えば、９Ｖ〜３６ＶＤＣ）動作すること、ならびに、幅広く調節可能な出力電圧範囲（例えば、３Ｖ〜１８ＶＤＣ）を提供することの両方が、有益でありうる。広い出力範囲のＰＯＬ変換器では、固定出力電流限界を実施することは、電流限界レベルが、最高の電圧で配送されうる合計出力電力を抑制するという制約を課す可能性がある。
【００１２】
例えば、ＰＯＬ変換器における出力電圧が、３Ｖから１８Ｖまで調節可能に設定され、出力電流限界が５Ａに設定されると、出力電力能力は、１５Ｗ（３Ｖ×５Ａ）から９０Ｗ（１８Ｖ×５Ａ）までの範囲にある。ＰＯＬ電圧変換器のパッケージ・サイズは、合計出力電力に比例してよいので、この例のパッケージは、９０Ｗに対する大きさに作られなければならない。ＰＯＬ変換器の出力電圧範囲の上限での出力電流が、１８Ｖにおいて３Ａに制限されると、出力電圧範囲の下限での出力電力能力は、わずか９Ｗ（３Ｖ×３Ａ）となるであろう。
【００１３】
高電圧レベルで出力電力を抑制することとは対照的に、本開示は、非絶縁電圧変換器で使用されうる出力電流に対する、可変電流制限方式（variable current limiting scheme）を提供する。したがって、固定電流限界を使用する代わりに、本開示は、出力電圧に基づいて変化する非絶縁電圧変換器に対する、電流制限設計を提供する。開示された実施形態では、電流限界は、出力電圧と逆に変化する。可変電流制限設計（variable current limiting design）は、固定電流限界設計（fixed current limit design）を使用する非絶縁電圧変換器と比べて、より一定な電力出力を維持するために、非絶縁電圧変換器と共に使用されうる。上の例を使用すると、３Ｖｏｕｔ（出力電圧３Ｖ）における５Ａから１８Ｖｏｕｔにおける３Ａの範囲にある可変電流限界が、実施される場合、ある（certain）パッケージ・サイズの中のＰＯＬ変換器設計から配送されうる出力電力の量は、固定電流限界を使用して可能であるものを上回って最適化されうる。
【００１４】
図１は、本開示の原理により構築された電源１００の一実施形態のブロック図を示す。電源１００は、非絶縁電圧変換器１１０および可変電流制限器１２０を含む。当業者は、非絶縁電源の一般的な動作および構成を理解し、また、電源１００が、通常、電源に含まれる付加的な構成要素またはインターフェースを含むことができることを理解するであろう。
【００１５】
電源１００は、入力電圧ＶＩＮから出力電圧ＶＯＵＴを供給する。電源１００は、様々な用途において使用されうる。いくつかの実施形態では、電源１００は、ＤＣ入力電圧を受けて、他のＤＣ出力電圧を供給することができる。一実施形態では、非絶縁電源１００は、ＰＯＬ電源であってよい。
【００１６】
非絶縁電圧変換器１１０（以後、電圧変換器１１０と呼ぶ）は、入力電圧ＶＩＮを受けて、出力電圧ＶＯＵＴを供給するように構成される。電圧変換器１１０は、ＤＣ入力電圧を受けて、そのＤＣ入力電圧を異なるＤＣ出力電圧に変換する、ＤＣ−ＤＣ変換器であってよい。電圧変換器１１０のトポロジーは、用途に応じて変化してよい。いくつかの実施形態では、電圧変換器１１０は、降圧変換器であってよい。他の実施形態では、電圧変換器１１０は、昇圧変換器であってよい。代替として、電圧変換器１１０は、昇圧−降圧トポロジーを使用することができる。一実施形態では、電圧変換器１１０は、ＰＯＬ変換器であってよい。例えば、電圧変換器１１０は、降圧トポロジーを使用するＰＯＬ変換器であってよい。
【００１７】
可変電流制限器１２０は、変換器１１０の出力電流に対する出力電流限界を決定するように構成される。出力電流限界は、変換器１１０の出力電圧の関数である変数値である。出力電流限界は、電圧変換器１１０の出力電圧と逆に変化する。さらに、可変電流制限器１２０は、出力電流限界に基づいて出力電流を制限するために電圧変換器１１０を制御するように構成される。可変電流制限器１２０の様々な機能が、変換器制御器１２４および限界供給器１２８によって実施されうる。
【００１８】
変換器制御器１２４は、電圧変換器１１０の出力電圧を調整して、出力電流限界に基づいて出力電流を制限するように構成される。変換器制御器１２４は、駆動信号を生成して、電圧変換器１１０の動作を調整するために、電圧変換器１１０のスイッチを動作させるように構成される。一実施形態では、変換器制御器１２４は、パルス幅変調器（ＰＷＭ）制御器であってよい。
【００１９】
上述の通り、変換器制御器１２４は、電圧変換器１１０のスイッチの動作を制御して、出力電圧ＶＯＵＴを調整するように構成されてよい。一実施形態では、変換器制御器１２４は、電圧変換器１１０に関連する、感知された電圧を基準電圧と比較し、感知された電圧が基準電圧を追跡するように電圧変換器１１０のスイッチングを制御することができる。変換器制御器１２４は、出力電流が出力電流限界を超えるとトリガされて、電圧制御器１１０または電源１００を止める、シャットダウン機構を実施することができる。次いで、変換器制御器１２４は、過電流で誘発された（overcurrent-induced）シャットダウン（自動再始動機能（auto-restart feature））の後に、電圧変換器１１０を再始動することを試みてよく、出力障害が解消されるまでまたは電源１００が外部から切られるまで、これらの再始動を周期的に試みることができる。変換器制御器１２４および電圧変換器１１０は、電源において一般的に使用される、従来のデバイスであってよい。
【００２０】
限界供給器１２８は、固定電流制限器およびその制限器に結合された限界調節器を含むことができる。固定電流制限器は、変換器制御器１２４の入力と結合されうる。固定電流制限器は、電圧変換器１１０の出力電流に対する基底限界を設定するために使用される。固定電流制限器は、電流限界が、変換器制御器１２４の外で設定されることを可能にする。固定電流制限器は、電圧変換器１１０の異なる設計に対して基底限界を設定するために使用されうる。一実施形態では、固定電流制限器は、抵抗器である。そのようにして、抵抗器の抵抗は、特定の非絶縁電圧変換器の設計に対する基底電流限界に対して所望の値を供給するために選択されうる。
【００２１】
限界調節器は、電圧変換器１１０の出力電圧ＶＯＵＴに比例する調節電流Ｉａｄｊを供給するように構成されうる。調節電流Ｉａｄｊは、電圧変換器１１０に対する可変出力電流限界を供給するために、基底電流限界と共に使用されうる。変換器制御器１２４は、可変出力電流限界を使用して、電圧変換器１１０の動作を制御することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、限界調節器は、出力電圧ＶＯＵＴの特定の値に基づいて、調節電流Ｉａｄｊを供給するように構成される。例えば、限界調節器は、出力電圧ＶＯＵＴが、閾値構成要素（threshold component）で決定された閾値に到達するまで、調節電流Ｉａｄｊをゼロに制限する閾値構成要素を含むことができる。一実施形態では、閾値構成要素は、ツェナー・ダイオードであってよい。
【００２３】
一実施形態では、限界調節器は、共に結合された第１の抵抗器、第２の抵抗器、キャパシタおよびダイオードを含むことができる。第１の抵抗器およびダイオードが、ノードで直列に結合され、第２の抵抗器およびキャパシタが共に、そのノードから並列に結合される。一実施形態では、固定電流制限器が、第１の抵抗器を介して限界調節器と、またダイオードを介して電圧変換器１１０と結合されてよい。他の実施形態では、限界調節器が、第１の抵抗器と静的電流制限器との間で直列に結合される閾値構成要素を含む。
【００２４】
図２は、本開示の原理により構築されたＰＯＬ変換器２００の一実施形態の概略図を示す。ＰＯＬ変換器２００は、非絶縁電圧変換器２１０（以後、電圧変換器２１０と呼ぶ）および可変電流制限器２２０を含む非絶縁変換器である。ＰＯＬ変換器２００は、様々な用途において使用されうる。図２では、ＰＯＬ変換器２００は、降圧ＤＣ−ＤＣ変換器である。いくつかの用途では、ＰＯＬ変換器２００は、図１の電源１００などの電源の一部分であってよい。
【００２５】
電圧変換器２１０は、第１のスイッチ２１１と、第２のスイッチ２１２と、インダクタ２１３とキャパシタ２１４とを含む。図２では、第１のスイッチ２１１および第２のスイッチ２１２の両方が、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【００２６】
可変電流制限器２２０は、変換器制御器２３０および限界供給器２４０を含む。変換器制御器２３０は、図２に示すようなＰＷＭ制御器であってよい。一実施形態では、変換器制御器２３０は、テキサス州ダラスのテキサス・インスツルメンツが市販するＴＰＳ４００５７  ＰＷＭ制御器など、従来のＰＯＬ同期型降圧制御器であってよい。限界供給器２４０は、固定電流制限器２４４および限界調節器２４８を含む。固定電流制限器２４４は、変換器制御器２３０および限界供給器２４８と結合される抵抗器であってよい。図２では、固定電流制限器２４４は、変換器制御器２３０の外にあり、ＶＩＮと、変換器制御器２３０のＶｓｅｔピンとの間に結合された抵抗器Ｒｓｅｔである。固定電流制限器２４４は、電圧変換器２１０の出力電流に対する基底電流限界を供給するために使用されうる。
【００２７】
変換器制御器２３０は、第１のスイッチ２１１および第２のスイッチ２１２に対して駆動信号を供給する。変換器制御器２３０は、第１のスイッチ２１１がオンである時間帯の間に、第１のスイッチ２１１の両端の電圧を感知して、この感知された電圧をＶｓｅｔピンの電圧と比較するように構成される。ピンＶｓｅｔの電圧は、ＩＳＯＵＲＣＥ、すなわち変換器制御器２３０の内部電流源による、固定電流制限器２４４の両端の電圧降下として導き出される（すなわち、電圧降下はＩＳＯＵＲＣＥ×Ｒｓｅｔである）。変換器のスイッチング周期の間、第１のスイッチ２１１の両端の電圧降下が、ピンＶｓｅｔの電圧を超えるとき、このことは過電流状態を示し、スイッチ２１１への駆動は、そのスイッチング周期の間、打ち切られる。さらに、スイッチ２１１の両端の電圧が、１つまたは複数の連続するスイッチング周期の間、ピンＶｓｅｔの電圧を超えることに基づいて、過電流状態が、１つまたは複数のスイッチング周期の間、存続する場合、ＰＷＭ制御器は、シャットダウンおよび変換器再始動周期を開始することができる。この技術は、固定電流制限器２４４（すなわち、抵抗器Ｒｓｅｔ）の値を調節することによって、変換器制御器２３０の外で設定される、電圧変換器２１０の出力電流のための電流制限の方法を提供する。固定電流制限器２４４の値は、特定の非絶縁電圧変換器の出力電流に対する所望の基底電流限界を得るために、非絶縁電圧変換器の設計ごとに変更されてよい。
【００２８】
限界調節器２４８は、固定電流制限器２４４と結合される、Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１およびＤ１を含む付加的回路である。限界調節器２４８は、出力電圧ＶＯＵＴに比例する付加的電流Ｉａｄｊを、Ｖｓｅｔピンに供給する。変換器制御器２３０内で内部電流源Ｉｓｏｕｒｃｅによって引き出される電流は、一定であるので、Ｉａｄｊの増加が、電流Ｉｓｅｔの減少を引き起こす。出力電圧ＶＯＵＴが増加するのにつれて、固定電流制限器２４４を通る合計電流Ｉｓｅｔが減少し、出力電圧ＶＯＵＴが増加するのにつれて減少する、固定電流制限器２４４の両端の電圧降下を引き起こす。
【００２９】
より詳細には、スイッチ２１２がオンで、スイッチ２１１がオフであるとき、ノードＳＷは、実質的に接地に近い電位にある。このことが、出力電圧ＶＯＵＴからＤ１、およびＣ１と並列のＲ２を通ってノードＳＷに戻って流れる電流を引き起こす。スイッチ２１２がオンである時間帯の間、キャパシタＣ１は、出力電圧ＶＯＵＴに至るまで充電される。Ｃ１とＲ２との時定数は、スイッチ２１１がオンになり、スイッチ２１２がオフになったときに、ダイオードＤ１が逆バイアスされることによって、Ｃ１が、その、出力電圧ＶＯＵＴに近い電荷を、数スイッチング周期の間、保持できるようなものである。定常状態基準（steady state basis）において、Ｃ１の電圧は、出力電圧ＶＯＵＴに等しい。定常状態基準において、Ｃ１の電圧はまた、出力電圧ＶＯＵＴの変化にゆっくりと追従し、Ｃ１の電圧は、Ｃ１およびＲ２の時定数で決まる。いくつかの実施形態では、限界調節器２４８は、Ｒ２を含まなくてよい。これらの実施形態では、Ｃ１の両端の電圧は、出力電圧ＶＯＵＴを、ゆっくりと追跡する。
【００３０】
スイッチ２１２がオフになり、スイッチ２１１がオンになると、（ノードＳＷである）キャパシタＣ１の下端は、その時点で電圧ＶＩＮに実質的に近くなり、本質的に、スイッチ２１１の両端のオン状態電圧降下によって隔てられるだけである。そのようにして、Ｃ１の上端の電圧は、ＶＩＮより高くなり、出力電圧ＶＯＵＴに比例する電流が、Ｒ１を通って流れる。Ｃ１の上端における電圧は、出力電圧ＶＯＵＴにほぼ等しい、Ｃ１の両端の充電された電圧によって、ＶＩＮより高くなりうる。ノードＶｓｅｔにおいて、
Ｉｓｅｔ＝Ｉｓｏｕｒｃｅ−Ｉａｄｊ
であるので、総合的影響は、Ｉａｄｊ（Ｃ１の両端の電圧をＲ１で割った値に等しい）が出力電圧ＶＯＵＴに比例して増加するのにつれて、Ｉｓｅｔを減少させることである。それゆえ、出力電流限界が変化し、その値は、出力電圧ＶＯＵＴが増加するのにつれて、下方に調節されうる。
【００３１】
図３は、本開示の原理により構築された電圧変換器である非絶縁ＰＯＬ変換器３００の、他の実施形態の概略図を示す。この実施形態では、電流限界調節は、ある特定の値より上の出力電圧に限定される。そのようにして、閾値構成要素３４８が、限界調節器２４８に追加される。図３に示すように、閾値構成要素３４８は、Ｒ１と直列に追加されたツェナー・ダイオードであってよい。
【００３２】
ＰＯＬ変換器２００および３００からの可変出力電流限界の異なるグラフが、図４および図５に示される。図４は、図２のＰＯＬ変換器に関連する可変電流限界のグラフを示す。図５は、図３のＰＯＬ変換器に関連する可変電流限界のグラフを示す。両グラフにおいて、電流限界の値は、ＰＯＬ変換器２００および３００の出力電圧ＶＯＵＴと逆に変化する。図５では、グラフは、出力電圧ＶＯＵＴが、閾値Ｖ１より高いときの、出力電圧ＶＯＵＴに対する電流限界の変動を示す。図３の閾値構成要素３４８が、図５の点Ｉ１、Ｖ１を決定する。
【００３３】
図６は、本開示の原理により遂行される、非絶縁電圧変換器を動作させる方法の流れ図を示す。方法は、ステップ６０５で始まる。
【００３４】
ステップ６１０において、非絶縁電圧変換器の出力電圧に比例する調節電流が、供給される。いくつかの実施形態では、調節電流は、出力電圧の特定の値に基づいて供給されてよい。
【００３５】
ステップ６２０において、出力電流限界が、調節電流に基づいて決定される。そのようにして、出力電流に対する出力電流限界は、出力電圧の関数である可変限界である。さらに、出力電流限界値は、出力電圧と逆に変化する。さらに、可変出力電流限界値を決定することは、非絶縁電圧変換器に対する変換器制御器の電流源に基づく。いくつかの実施形態では、可変出力電流限界は、変換器制御器の電流源と調節電流との間の差に基づいて決定される。
【００３６】
次いで、非絶縁電圧変換器は、ステップ６３０での可変出力電流限界に基づいて出力電流を制限するために、出力電流限界に基づいて制御される。次いで、方法６００は、ステップ６４０で終了する。
【００３７】
本開示は、可変出力電流限界を使用して、非絶縁電圧変換器の出力電流を制限することを提供する。例示したように、非絶縁電圧変換器は、ＰＯＬ変換器であってよい。ＰＯＬ変換器内で出力電流を制限することは、ＭＯＳＦＥＴのスイッチングを制御して出力電圧を調整するために使用されるＰＷＭ制御器の中で、実施されうる。一般的に、出力電流に比例するように感知された信号を得て、その信号を、ＰＷＭ制御器内で内部的に設定されるか、またはＰＷＭ制御器の外の抵抗器に注入される固定電流源を使用して設定される、基準電圧と比較する、様々な方式が、使用されてよい。第１の方式は、降圧変換器などのＰＯＬトポロジーにおける上側のＭＯＳＦＥＴの両端の電圧を感知し、感知された電圧を固定基準電圧、またはＰＷＭ制御器内の電流源と外部抵抗器との組合せを使用する基準電圧と比較して、感知された電圧が基準電圧を超えたときに、ＰＷＭスイッチングをシャットダウンする。他の方式は、降圧変換器などのＰＯＬトポロジーにおける下側のＭＯＳＦＥＴの両端の電圧を感知し、感知された電圧を基準電圧と比較して、感知された電圧が基準電圧を超えたときにＰＷＭスイッチングをシャットダウンする。さらに他の方式は、降圧変換器などのＰＯＬトポロジー内の、出力フィルタ・インダクタの両端のＲ−Ｃネットワークを使用して、インダクタ電流に比例する電圧降下を導き出し、感知された電圧を基準電圧と比較して、感知された電圧が基準電圧を超えたときにＰＷＭスイッチングをシャットダウンする。
【００３８】
出力電圧に基づく可変電流制限の概念は、これらの３つの電流制限方式のそれぞれの中で、またＰＯＬの中で使用されるトポロジーの範囲で、使用されうる。図２および図３は、降圧変換器の上側のＭＯＳＦＥＴの両端の電圧を感知する集積回路ＰＷＭ制御器に対して使用される電流制限方式に対するこの概念を示すための、非絶縁電圧変換器の例を提供する。開示された、可変電流制限の概念はまた、他の電流制限方式と共に、また他の種類の非絶縁電圧変換器と共に、使用されうる。さらに、概念は、ＰＯＬ  ＤＣ−ＤＣ変換器に対するアナログまたはディジタルのＰＷＭ制御器、またはアナログおよびディジタルのハイブリッドの制御技術を使用する制御器と共に使用されうる。
【００３９】
他のさらなる追加、削除、置き換えおよび改変が、説明された実施形態に対してなしうることは、本願が関連する当業者には理解されよう。
【図１】
2011142810.tif 000003
【図２】
2011142810.tif 000004
【図３】
2011142810.tif 000005
【図４】
2011142810.tif 000006
【図５】
2011142810.tif 000007
【図６】
2011142810.tif 000008
【外国語明細書】
2011142810.tif 000009
2011142810.tif 000010
2011142810.tif 000011
2011142810.tif 000012
2011142810.tif 000013
2011142810.tif 000014
2011142810.tif 000015
2011142810.tif 000016
2011142810.tif 000017
2011142810.tif 000018
2011142810.tif 000019
2011142810.tif 000020
2011142810.tif 000021
2011142810.tif 000022
2011142810.tif 000023
2011142810.tif 000024
2011142810.tif 000025
2011142810.tif 000026
2011142810.tif 000027
2011142810.tif 000028
2011142810.tif 000029