(57)【要約】電力コンバータシステム（１００）は、電力コンバータ（１０２）、解析回路（１１４）及び電力コンバータコントローラ（１１０）を有する。電力コンバータは、本線電圧（１０８）を受け、電力（１０４）を信号処理回路（１０６）へ供給する。電力コンバータは、第１の電力レベルを供給可能な第１のモード又は第１の電力レベルを超える第２の電力レベルを供給可能な第２のモードで動作する。信号処理回路は、通常動作で信号（１１６）を処理する。解析回路は、信号（１１６）を解析し、通常動作での信号処理回路の電力消費を示す電力信号（１１２）を生成する。電力コンバータコントローラは、電力信号（１１２）を受信し、電力コンバータを第１又は第２のモードで動作するよう制御する。電力コンバータは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを下回ることを電力信号（１１２）が示す場合にのみ第１のモードで動作するよう制御される。
2013511950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本線電圧を受け、電力を信号処理回路へ供給する電力コンバータ、
通常動作における前記信号処理回路の電力消費を示す電力信号を生成するよう前記信号処理回路によって処理される信号を解析する解析回路、及び
前記電力信号を受信し、前記電力コンバータを制御する電力コンバータコントローラ
を有し、
前記電力コンバータは、当該電力コンバータが第１の電力レベルを供給することができる第１のモード、又は当該電力コンバータが前記第１の電力レベルを超える第２の電力レベルを供給することができる第２のモードのいずれかにおいて動作するよう構成され、
前記電力コンバータコントローラは、前記電力コンバータを、
ｉ）前記信号処理回路の電力消費が前記第１の電力レベルを下回ることを前記電力信号が示す場合に前記第１のモードにおいて動作し、又は
ｉｉ）前記信号処理回路の電力消費が前記第１の電力レベルを上回ることを前記電力信号が示す場合に前記第２のモードにおいて動作する
よう制御する、電力コンバータシステム。
【請求項２】
前記電力信号は、該電力信号が受信される時点の後に続く時間インターバルの間に消費されると期待される前記信号処理回路の電力消費を示す、
請求項１に記載の電力コンバータシステム。
【請求項３】
前記電力コンバータは、前記第１のモード及び前記第２のモードを含む複数のモードのうちの１つにおいて動作するよう構成され、前記複数のモードのうちの夫々１つにおいて、前記電力コンバータは、複数の電力レベルの中の特定の１つの電力レベルを供給することができ、
前記電力コンバータコントローラは、前記電力信号によって示される電力消費に最も良く整合する前記複数のモードのうちの１つにおいて動作するよう前記電力コンバータを制御するように構成される、
請求項１に記載の電力コンバータシステム。
【請求項４】
前記電力コンバータは、前記第１のモードにおける第１の出力電圧レベルと、前記第２のモードにおける前記第１の出力電圧レベルを超える第２の出力電圧レベルとを有する出力電圧を前記信号処理回路へ供給するよう構成され、
前記解析回路は、通常動作において前記信号処理回路によって必要とされる入力電圧レベルを示す前記電力信号を生成するよう構成され、
前記電力コンバータコントローラは、前記電力コンバータを、
ｉ）前記示される入力電圧レベルが前記第１の出力電圧レベルを下回る場合に前記第１のモードにおいて動作し、
ｉｉ）前記示される入力電圧レベルが前記第１の出力電圧レベルを上回る場合に前記第２のモードにおいて動作する
よう制御するように構成される、
請求項１に記載の電力コンバータシステム。
【請求項５】
前記電力コンバータは、前記本線電圧を受ける一次側と、前記出力電圧を供給する二次側と、前記出力電圧を特定のレベルで安定させるために前記二次側への電力伝達を前記一次側で制御するよう前記出力電圧レベルに関するフィードバックを前記一次側へ供給するフィードバック回路とを有し、
前記電力コンバータコントローラは、前記第１のモード又は前記第２のモードにおいて動作するよう前記電力コンバータを制御するために前記フィードバック回路の動作を変更するように構成される、
請求項４に記載の電力コンバータシステム。
【請求項６】
前記電力コンバータは、電力を前記信号処理回路へ供給するために力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有し、
前記力率補正回路は、前記電力信号に応答して、前記第１のモードにおいては第１の電圧を、前記第２のモードにおいては前記第１の電圧を超える第２の電圧を前記本線電力コンバータへ供給するよう構成される、
請求項１に記載の電力コンバータシステム。
【請求項７】
前記電力コンバータは、前記第１のモードにおいては平均電力を、前記第２のモードにおいては前記平均電力よりも大きいピーク電力を供給するよう構成される、
請求項１に記載の電力コンバータシステム。
【請求項８】
前記電力コンバータは、電力を前記信号処理回路へ供給するために力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有し、
前記力率補正回路は、前記第１のモード及び前記第２のモードの両方において前記平均電力を伝達する平均時力率補正回路を有し、
前記力率補正回路は、前記第２のモードにおいて前記平均電力を上回って必要とされる過剰電力を伝達するピーク時力率補正回路を有し、
前記電力コンバータコントローラは、前記第２のモードにおいては前記ピーク時力率補正回路をアクティブにし、前記第１のモードにおいては前記ピーク時力率補正回路を非アクティブにする、
請求項７に記載の電力コンバータシステム。
【請求項９】
前記電力コンバータは、電力を前記信号処理回路へ供給するために力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有し、
前記本線電力コンバータは、前記第１のモード及び前記第２のモードの両方において前記平均電力を伝達する平均時本線電力コンバータを有し、
前記本線電力コンバータは、前記第２のモードにおいて前記平均電力を上回って必要とされる過剰電力を伝達するピーク時本線電力コンバータを有し、
前記電力コンバータコントローラは、前記第２のモードにおいては前記ピーク時本線電力コンバータをアクティブにし、前記第１のモードにおいては前記ピーク時本線電力コンバータを非アクティブにする、
請求項７に記載の電力コンバータシステム。
【請求項１０】
前記電力コンバータは、電力を前記信号処理回路へ供給するために力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有し、
前記本線電力コンバータは、
ｉ）インダクタ及び電流センサ、
ｉｉ）前記インダクタを通る周期的に変化する電流を生成するスイッチ、
ｉｉｉ）前記電流センサにかかる電圧によって検知される前記インダクタを通る前記電流に関するフィードバック信号を供給するフィードバック回路、及び
ｉｖ）前記フィードバック信号に応答して前記スイッチを制御するスイッチコントローラ
を有し、
前記電力コンバータコントローラは、前記第１のモード又は前記第２のモードにおいて動作するよう前記電力コンバータを制御するために前記フィードバック回路の動作を変更するように構成される、
請求項１に記載の電力コンバータシステム。
【請求項１１】
請求項１に従う電力コンバータシステム、
前記電力コンバータによって供給される前記電力を解析し、前記供給される電力に関する更なる電力信号を生成する電力解析回路、及び
前記信号を処理する信号処理回路
を有し、
前記信号処理回路は、
ｉ）前記電力信号及び前記更なる電力信号のグループの中の少なくとも１つを受信し、
ｉｉａ）前記更なる電力信号に依存して前記信号を処理し、又はｉｉｂ）前記電力信号と前記更なる電力信号との間の偏差を検出し、前記電力信号及び前記検出された偏差に依存して前記信号を処理する
よう構成される、信号処理システム。
【請求項１２】
バックライトユニットと、該バックライトユニットによって放射される光の強さを強さ信号に応答して制御するバックライトコントローラとを有し、ビデオ情報を提示するＬＣＤ装置、及び
請求項１に記載の電力コンバータシステム、
を有し、
前記電力コンバータは、電力を少なくとも前記ＬＣＤ装置の前記バックライトユニットへ供給するよう構成され、
前記解析回路は、前記強さ信号を前記電力信号として生成するように前記ビデオ情報を含む少なくともビデオ信号を解析するよう構成される、
フラットパネルディスプレイ装置。
【請求項１３】
オーディオ信号を増幅する増幅器、及び
請求項１に記載の電力コンバータシステム
を有し、
前記電力コンバータは、電力を少なくとも前記増幅器へ供給するよう構成され、
前記解析回路は、前記増幅器の電力消費を示す前記電力信号を生成するように少なくとも前記オーディオ信号を解析するよう構成される、
オーディオシステム。
【請求項１４】
前記解析回路は、前記増幅器へ供給されるべき供給電圧を示すように前記電力信号を生成するよう構成され、
前記電力コンバータコントローラは、前記電力信号によって示される前記供給電圧を供給するよう前記電力コンバータを制御するように構成され、
前記電力コンバータによって供給される前記供給電圧を解析し、該供給される供給電圧に関する更なる電力信号を生成する供給電圧解析回路が設けられ、
前記増幅器は、
ｉ）前記電力信号及び前記更なる電力信号のグループの中の少なくとも１つを受信し、
ｉｉａ）前記更なる電力信号に依存して前記増幅器のゲインを適応させ、又はｉｉｂ）前記電力信号と前記更なる電力信号との間の偏差を検出し、前記電力信号及び前記検出された偏差に依存して前記増幅器のゲインを適応させる
よう構成される、
請求項１３に記載のオーディオシステム。
【請求項１５】
本線電圧を受け、信号を処理する信号処理回路へ電力を供給する電力コンバータと、電力コンバータコントローラとを有する電力コンバータシステムの動作方法であって：
前記信号を解析するステップ、
前記信号処理回路が通常動作にある場合の該信号処理回路の電力消費を示す電力信号を生成するステップ、
前記電力信号を前記電力コンバータコントローラへ供給するステップ、及び
前記電力コンバータを、
ｉ）前記信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを下回ることを前記電力信号が示す第１のモードにおいて、又は
ｉｉ）前記信号処理回路の電力消費が前記第１の電力を上回ることを前記電力信号が示す第２のモードにおいて
動作するよう制御するステップ
を有し、
前記電力コンバータは、第１のモードにおいては前記第１の電力レベルを、前記第２のモードにおいては前記第１の電力レベルを超える第２の電力レベルを供給することができる、
電力コンバータシステムの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばオーディオ及び／又はビデオ信号を処理する信号処理回路へ電力を供給する電力コンバータを有する電力コンバータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置、オーディオ増幅器又はラジオのような電子機器は、ＤＣ電圧を装置へ供給する電力コンバータを有する。電力コンバータは、しばしば、力率補正（Power  Factor  Correction）（ＰＦＣ）回路及びＤＣ／ＤＣコンバータの直列配置を有するスイッチモード電力コンバータ又は安定化スイッチモード電力コンバータである。
【０００３】
電力コンバータのＰＦＣ及びＤＣ／ＤＣコンバータは、最大電力量を供給するような大きさにされる。インダクタンス及びキャパシタのような受動部品並びに半導体デバイスのような能動部品は、最大電力を供給しながら、メインコンバータの長く続く安全且つ信頼できる動作のために大きさにされる。インダクタンスは、例えば、破壊することなく期待される最大電流を導くことができるような大きさにされる。さらに、全ての部品を含む電源全体は、発生する熱が電源を過熱することなく最初に吸収され、その後に電源の周囲に伝えられるような大きさにされる。
【０００４】
しかし、電源装置から電力を得る幾つかの装置は、大体の場合、期待される最大電力よりも少ないエネルギしか必要としない。それらの装置は、短いインターバルの間にのみ最大電力を必要とする。よって、従来のメインコンバータの部品は、平均動作条件にとっては過度に大きくされている。それにより、例えば高ピーク電流設定及び高磁化電流の結果として、コストは高くなり、電源装置は過度に大きくなり、効率は悪くなる。
【０００５】
そのような電子機器の例として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）テレビ受像機がある。ＬＣＤにおいて、バックライトによって生成される光は、ビデオ信号の情報を提示するピクセルであるＬＣＤセルによってフィルタをかけられる。ビデオ信号のフレームの大部分のピクセルは、最大限の光強度よりも低い光強度を有する。現在のＬＣＤテレビ受像機は、１又は幾つかの連続するフレームにおけるほぼ全てのピクセルが、最大光強度値よりも低い限られた光強度を有する。同時に、ＬＣＤセルにおける吸収は、バックライトの更なる光がＬＣＤセルを通って伝達するように制御される。バックライト光強度の低減は電力を節約する。ビデオフレームが高い強度の光を有して表示される必要がある時間の期間、例えば、光を提示するフレーム、の間のみ、バックライトは、限られたフレーム数について最大光量を供給するよう制御される。ＬＣＤテレビ受像機では、バックライトは、しばしば、別個の電力コンバータを有する。この電力コンバータは、最大電力量を供給することができるよう構成され、これは、バックライトへ供給される必要がある平均電力量に対して過度に大きくされた電力コンバータをもたらす。
【０００６】
さらに、電力コンバータは、最大性能で動作するよう装置によって必要とされる電力を一定供給電圧及び／又は一定供給電流で装置へ供給する。しかし、電力コンバータから電力を消費する装置は、その最大性能で動作していない場合には、効率良く動作していない。例えば、オーディオ信号が増幅されるべき電子機器では、電子機器の増幅器は、信号を特定の最大出力レベルへ増幅するために特定の供給電圧を必要とする。増幅器は、電力コンバータから特定の供給電圧を受ける。しかし、オーディオ信号が最大出力レベルへ増幅されない場合は、増幅器は非効率的に動作する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、電力がオーディオ及び／又はビデオ処理回路へ供給されるところの効率が良い電力コンバータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、独立請求項によって定義される。有利な実施形態は、従属請求項において定義される。
【０００９】
本発明の第１の態様に従う電力コンバータシステムは、電力コンバータ、解析回路及び電力コンバータコントローラを有する。電力コンバータは、本線電圧を受け、電力を、例えばオーディオ信号及び／又はビデオ信号を通常動作において処理する信号処理回路へ供給する。電力コンバータは、電力コンバータが第１の電力レベルを供給することができる第１のモード、又は電力コンバータが第２の電力レベルを供給することができる第２のモードのいずれかにおいて動作するよう構成される。第２の電力レベルは、第１の電力レベルよりも大きい。例えば。オーディオ信号は、スピーカを介して可聴にされるよう増幅され、ビデオ信号は、表示機器のディスプレイ装置で表示される。解析回路は、オーディオ信号及び／又はビデオ信号を受信し、オーディオ信号及び／又はビデオ信号を解析する。解析回路は、通常動作における信号処理回路の電力消費を示す電力信号を生成する。電力コンバータコントローラは、電力信号を受信し、電力コンバータを第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御する。電力コンバータは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを下回ることを電力信号が示す場合に、第１のモードにおいて動作するよう制御される。電力コンバータは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを上回ることを電力信号が示す場合に、第２のモードにおいて動作するよう制御される。
【００１０】
解析回路は、どれくらいの電力が信号処理回路によって消費されるのかを、処理される信号における情報に基づき示すことができる。解析回路は、信号処理回路の電力使用と信号の特性との間の関係に関する知見を有する。例えば、信号処理回路がプラズマディスプレイ装置であり、ビデオ信号が多くの高光強度を有する場合に、信号処理回路は、比較的高い電力消費を有しうる。あるいは、他の例において、オーディオ信号が多くの大きな振幅を有する場合に、解析回路は、信号を増幅する増幅器が多くの電力を消費することを知っている。
【００１１】
解析回路によって生成される電力信号に基づき、電力コンバータは、信号処理回路の最大電力使用に一致する電力を供給しうるモードにおいて動作するよう制御される。信号処理回路の実際の使用に整合する電力量を提供することができるように電力コンバータを適応させることは、有利である。それは、電力コンバータ及び／又は信号処理回路において不必要な効率の悪さを防ぐ。電力コンバータは、常には第２の電力レベルの電力を供給する必要がないような大きさにされるので、例えばサイズ及び価格に関して、より有効であってよい。電力コンバータは、例えば、低い負荷での高磁化電流及び高ピーク電流設定の防止に関して、より有効であってよい。
【００１２】
さらに、又は代替的に、信号処理回路は、電力コンバータから受け取られ、オーディオ信号を処理し及び／又はビデオ信号を処理するのに必ずしも必要とされないエネルギを消費する必要がないので、より効率良く動作してよい。
【００１３】
特定のタイプの電力コンバータに依存して、電力コンバータは、異なる解決法により第１のモード又は第２のモードのいずれかにおいて動作するよう制御されてよい。電力コンバータが、例えば、変圧器を有するスイッチモード電力コンバータである場合に、電力コンバータは、変圧器で蓄えられるエネルギの量が信号処理回路で消費される電力の量に合致するように、電力信号に応答して更なるエネルギを変圧器へ供給し始めてよい。電力コンバータが、必要とされる場合にのみ変圧器へのエネルギを増大させる場合に、変圧器における不必要なエネルギ損失が防がれる。あるいは、例えば、第１の電力レベルを信号処理回路へ供給するのに必ずしも必要とされず、第２の電力レベルを供給する場合にのみ有用である部品は、オフされ又は切断されてよく、それにより、例えば熱的、磁気的又は機械的エネルギの形でのそれらの部品におけるエネルギ損失を防ぐ。実施形態において、更なるインダクタンス又はキャパシタは、更なる電力を第２のモードにおいて変換することができるために、夫々、電力コンバータのインダクタンス又はキャパシタンスと並列に接続されてよい。よって、第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう電力コンバータを制御することは、第１のモード及び第２のモードにおける効率の良い電力コンバータをもたらす。
【００１４】
電力信号は、信号処理回路が通常動作にある場合の信号処理回路の電力消費を示す。それは、信号処理回路の計算される実際の電力使用、又は計算される最大電力使用であってよい。少なくとも電力信号は、生成される電力信号の基となるオーディオ及び／又はビデオ信号を通常動作において処理している間の信号処理回路の正確動作を保証するために、電力コンバータが供給すべき最低限の電力量に相当する。供給される電力信号は、特定の時間インターバルにおける電力消費に関係し、又は連続する時間インターバルにおける夫々の電力消費に関係してよい。
【００１５】
電力信号は信号処理回路の通常動作モードに関係し、第１のモード及び第２のモードにおいて供給される電力は信号処理回路の通常動作モードにおいて現れる点に留意すべきである。本発明は、スタンバイモードにおいて信号処理回路によって消費される電力とは無関係であるが、本発明の電力コンバータシステムは、明白に、上記の第１及び第２のモードに加えてスタンバイモードを有してよい。スタンバイモードにおいて、信号処理回路は、少しのエネルギ量しか消費せず、通常動作にない。これは、信号処理回路が、ビデオ信号及び／又はビデオ信号がないために、又は信号処理回路がオフされているために、ビデオ信号及び／又はオーディオ信号を表示されるよう又は可聴にされるよう処理していないことを意味する。通常動作モードにおいて、電力消費は、画像が表示される又は音響が可聴にされるので、顕著でありうる。
【００１６】
実施形態において、電力信号は、電力信号が受信される時点の後に続く時間インターバルの間に消費されると期待される信号処理回路の電力消費を示す。よって、電力信号は、続いて起こる時間インターバルの電力消費の予測である。電力が消費されるその後のインターバルの開始前に電力信号を受信することは、電力コンバータが、期待される電力消費の変化に積極的に備えることを可能にする。これは、より安定した動作をもたらす。例えば、電力コンバータが安定した出力電圧を供給することを意図されている場合に、出力電圧はより安定しうる。例えば、電力は、蓄えられた電力が電力を消費する回路へ供給され得る前に、インダクタンスにおいて蓄えられる必要があるので、従来の電力コンバータは、出力電力を即座に変化させることができないという欠点を有する。電力消費が突然に変化する場合に、従来の電力コンバータの出力電圧は短い時間期間の間に増大又は低下する。コンバータは、そのような短い時間期間の間に所要の電力レベルを供給することができない。本発明の実施形態の電力コンバータは、電力レベル来る変化に積極的に備え、よって、不適切な量の電力が信号処理回路へ供給される短い時間期間を防ぐ。続いて起こるインターバルは、電力信号が受信される時点の直後に始まる必要はない点に留意すべきである。実施形態において、電力信号が受信される時点と、時間インターバルが始まる時点との間には、所定の遅延が存在する。
【００１７】
他の実施形態において、電力コンバータは、複数のモードにおいて動作してよく、それらの複数モードの夫々１つにおいて、電力コンバータは、複数の電力レベルの中の特定の１つの電力レベルを供給することができる。電力コンバータコントローラは、電力コンバータを、電力信号によって示される電力消費に最も良く整合する前記複数のモードの中の１つにおいて動作するよう制御する。電力コンバータコントローラによって選択されるモードと信号処理回路の電力消費との間の最良の整合は、選択されたモードの特定の電力レベルが信号処理回路の電力消費よりもほんの少し高いモードである。つまり、電力コンバータコントローラは、モードの特定の電力レベルから電力消費を引いた値が正の値であるが、可能な限り零に近いモードを選択する。モードの特定の電力レベルから電力消費を引いた値は効率の悪さの指標であり、この値を最小限とすることによって、最も高い効率が得られる。適用可能なモードが多ければ多いほど、効率の悪さが極めて小さくなるモードが選択される可能性は高くなる。極端な場合において、モードの数は、電力コンバータが連続したスケールで供給することができる最大電力レベルを制御することによって、無限である。
【００１８】
他の実施形態において、電力コンバータは、第１のモードにおいて第１の出力電圧レベルが供給され、第２のモードにおいて第２の出力電圧レベルが供給されるように、出力電圧を信号処理回路へ供給する。第２の出力電圧レベルは、第１の出力電圧レベルよりも高い。解析回路は、オーディオ信号及び／又はビデオ信号を解析し、通常動作においてオーディオ信号及び／又はビデオ信号を処理するために信号処理回路によって必要とされる入力電圧レベルを示す電力信号を生成する。電力コンバータコントローラは、電力コンバータを、示される入力電圧レベルが第１の出力電圧レベルを下回る第１のモードにおいて動作するよう制御し、電力コンバータを、示される入力電圧レベルが第１の出力電圧レベルを上回る第２のモードにおいて動作するよう制御する。特定のレベルの出力電力を供給することは、出力電圧及び／又は出力電流に依存する。よって、特定のレベルで出力電圧を供給することは、特定の電力量を供給するための有効な解決法である。解析回路は、信号処理回路の電力消費を、信号処理回路の必要とされる入力電圧レベルへ変換する。その後、電力コンバータコントローラは、電力信号によって示される所要の入力電圧レベルに整合する電力コンバータのモードを選択し、電力コンバータをそのモードにおいて動作するよう制御する。
【００１９】
信号処理回路は、信号処理回路が特定の特性を有するオーディオ信号及び／又はビデオ信号と特定の供給電圧との正しい組み合わせを受け取る場合に、最も効率良く動作してよい。解析回路は、信号処理回路へのどの供給電圧がオーディオ信号及び／又はビデオ信号の特性に整合するのかを示す電力信号を生成する。その後、電力コンバータコントローラは、電力コンバータを、信号処理回路の所要の入力電圧とオーディオ信号及び／又はビデオ信号の特性との間の比較的良い整合である電圧レベルを供給するよう制御する。その結果、信号処理回路は、特に、一定の電圧レベルを供給する従来の電源システムと比較されたときに、相対的に効率良く動作することとなる。
【００２０】
他の実施形態において、電力コンバータは、第１及び第２のモードにおいて夫々第１及び第２の出力電流を供給する。解析回路は、信号処理回路の所要の入力電流を示すような電力信号を生成する。電力コンバータコントローラは、電力コンバータを、所要の入力電流が第１の出力電流よりも低いことを電力信号が示す場合に第１のモードにおいて動作するよう制御し、電力コンバータを、所要の入力電流が第１の出力電流よりも高いことを電力信号が示す場合に第２のモードにおいて動作するよう制御する。
【００２１】
更なる実施形態において、電力信号は、信号処理回路の必要とされる入力電圧及び必要とされる入力電流を示す。電力コンバータは、第１のモードでは第１の出力電圧レベル及び第１の出力電流レベルを供給し、第２のモードでは第２の出力電圧レベル及び第２の出力電流レベルを供給する。電力コンバータコントローラは、電力信号によって示される必要条件に最も良く整合するモードを選択し、その選択されたモードにおいて動作するよう電力コンバータを制御する。
【００２２】
実施形態において、電力コンバータは、一次側、二次側及びフィードバック回路を有する。一次側は、本線電圧を受け、電力を二次側へ伝達する。二次側は、出力電圧を供給する。フィードバック回路は、二次側への電力を一次側で制御するよう、二次側からの出力電圧レベルに関するフィードバックを一次側へ供給する。フィードバック回路の使用及び電力伝達の制御は、出力電圧を安定させる。電力コンバータコントローラは、電力コンバータの動作のモードを制御するよう、フィードバック回路の動作を変更する。従来のコンバータは、フィードバック回路を備えた構造を有する。フィードバック回路は、例えば、本線から分離された電力コンバータにおいて、出力電圧レベルと基準電圧レベルとの間の差値を示す信号を一次側へ供給する。他の例において、出力電圧レベルの値、又は出力電圧レベルのタップイン（tapped-in）値が一次側へフィードバックされる。フィードバック回路の動作は、不変のタップイン係数よりも、他のタップイン係数により基準電圧を変更すること、又は出力電圧レベルの値をタップインすることにより、変更されてよい。出力電圧の値の代わりに、出力電圧レベルの他のタップイン値が一次側へフィードバックされても、又は基準電圧と比較されてもよい。フィードバック回路の動作に影響を与えることは、第１のモード又は第２のモードにおいて電力コンバータの動作を制御するための有効な解決法である。従来の電力コンバータへの最小限の変更しか必要とされない。
【００２３】
他の実施形態において、電力コンバータは、力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有する。本線電力コンバータは、電力を信号処理回路へ供給する。力率補正回路は、第１のモードにおいては電力信号に応答して第１の電圧を本線電力コンバータへ供給し、第２のモードにおいては電力信号に応答して第１の電圧よりも高い第２の電圧を本線電力コンバータへ供給するよう構成される。本線電力コンバータは、力率補正回路がより高い出力電圧を供給する場合に、更なる電力を信号処理回路へ供給することができる。よって、力率補正回路の出力電圧を制御することによって、本線電力コンバータによって信号処理回路へ供給される電力が制御される。本線電力コンバータは入力電圧が高いほどより効率良くワット毎に測定される伝達電力を扱うことができるので、より高い入力電圧を本線電力コンバータへ供給することが有利である。電力の消費は電流の二乗に関係し、よって、電力損失は本線電力コンバータにおいてより低い。入力電圧が高ければ高いほど、本線電力コンバータの部品サイズが大きくなるということはない。例えば、変圧器はより高い電圧に耐えるために他の設計を必要とするが、それは一般的にはより大きい変圧器をもたらさない。そして、より大きい部品サイズがより高い電圧に耐えるために必要とされる場合に、これは、より低い電力損失の結果としてのより少ない熱の発生のために、より小さい部品サイズによって補償されてよい。
【００２４】
更なる実施形態において、フィードバック回路は、出力電圧をタップインするインピーダンスの直列配置を有する。電力コンバータコントローラは、抵抗の直列配置のインピーダンスのうち少なくとも１つへ並列に他のインピーダンスを接続することによって、フィードバック回路の動作を変更する。従来のフィードバック回路は、しばしば、タップイン出力電圧に関する信号をフィードバックするために、出力電圧をタップするようインピーダンスの直列配置を有する。信号は、例えば、所定の基準電圧とタップイン出力電圧との間の電圧差である。出力電圧レベルのタップインに影響を与えることによって、他の電圧差が得られ、他の値が一次側へフィードバックされて、他の安定化された出力電圧を生じる。インピーダンスの直列配置は、インピーダンスの直列配置が出力電圧と接地電圧との間に接続され且つフィードバック信号がインピーダンスの直列配置のインピーダンスのうちの２つの間に接続される場合に、電圧分割回路を形成する。インピーダンスの１つへ並列に他のインピーダンスを接続し又はその１つのインピーダンスから他のインピーダンスを切り離すことに代えて、インピーダンスの１つは、少なくとも部分的に、電力コンバータコントローラによって短絡されてよい。実施形態において、インピーダンスは抵抗である。他の実施形態において、直列配置のインピーダンスの１つへ並列に接続されるインピーダンスは、可変なインピーダンス値を有する制御可能なインピーダンス回路である。
【００２５】
他の実施形態において、電力コンバータは、力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有する。本線電力コンバータは、電力を信号処理回路へ供給する。力率補正回路は、インダクタンス、スイッチ、フィードバック回路及びスイッチコントローラを有する。スイッチは、インダクタンスを通る周期的に変化する電流を生成する。フィードバック回路は、力率補正回路の出力電圧に関するフィードバック信号を供給する。スイッチコントローラは、出力電圧を安定させるよう、フィードバック信号に応答してスイッチを制御する。電力コンバータコントローラは、電力コンバータの動作のモードを制御するようフィードバック回路の動作を変更するために制御される。従来の力率補正回路は、しばしば、そのようなフィードバック回路を有する。電力コンバータコントローラ回路によってフィードバック回路の動作に影響を与えることは、従来の力率補正回路に対する多くの変更を要しない。
【００２６】
更なる実施形態において、フィードバック回路は、力率補正回路の出力電圧をタップインするためのインピーダンスの直列配置を有する。電力コンバータコントローラは、インピーダンスの直列配置のインピーダンスのうち少なくとも１つへ並列に他のインピーダンスを接続することによって、フィードバック回路の動作を変更する。多くのフィードバック回路は、供給されるフィードバック信号を決定するインピーダンスの直列配置を有する。インピーダンスの１つへ並列に他のインピーダンスを接続することは、フィードバック回路の動作に影響を与えて、電力コンバータの動作のモードを制御するための有効且つ効率の良い解決法である。インピーダンスの１つへ並列に他のインピーダンスを接続し又はその１つのインピーダンスから他のインピーダンスを切り離すことに代えて、インピーダンスの１つは電力コンバータコントローラによって短絡されてよい。実施形態において、インピーダンスは抵抗である。
【００２７】
実施形態において、電力コンバータは、第１のモードにおいては平均電力を、及び第２のモードにおいてはピーク電力を供給する。ピーク電力は平均電力よりも大きい。更なる実施形態において、電力コンバータは、第２のモードにおいて一時的にのみ動作するよう構成される。ビデオ信号及び／又はオーディオ信号を処理する信号処理回路は、当然に、ビデオ信号及び／又はオーディオ信号に依存して動作する。信号処理回路の通常動作の間、ビデオ信号は表示され、及び／又はオーディオ信号は可聴にされる。ビデオ信号及び／又はオーディオ信号は、一般的に、ビデオフレームの強さ及びオーディオ信号の振幅が最大レベルにある短いインターバルを有し、そのようなものとして、信号処理回路は、短いインターバルの間しか、電力コンバータからのピーク電力レベルを必要としない。よって、電力コンバータは、短いインターバルの間しかピーク電力を供給する必要がなく、これは、電力コンバータの部品サイズの低減を可能にする。部品のサイズは、主に、第１のモードにおける発生熱量に関して決定されてよい。電力コンバータの部品は、最大限の電圧及び最大限の電流に関して寸法決定されるべきであるが、電力コンバータは、電力コンバータにおける熱発生がより少ないために、より小さく作られてよい。
【００２８】
他の実施形態において、電力コンバータは、力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有する。本線電力コンバータは、電力を信号処理回路へ供給する。力率補正回路は、第１のモード及び第２のモードの両方において平均電力を伝達する平均用力率補正回路を有する。力率補正回路は、第２のモードにおいて平均電力を上回って必要とされる過剰電力を伝達するピーク用力率補正回路をさらに有する。電力コンバータコントローラは、第２のモードにおいてはピーク用力率補正回路をアクティブにし、第１のモードにおいてはピーク用力率補正回路を非アクティブにする。第２のモードにおいてのみピーク用力率補正回路をアクティブにすることによって、ピーク用力率補正回路が必ずしも電力を供給するために動作する必要がない場合に、ピーク用力率補正回路における電力損失が防がれる。さらに、平均用力率補正回路は、平均電力の伝達のためにしか最適化される必要がなく、これは、エネルギ効率、サイズ及びコストに関して極めて効率的な平均用力率補正回路をもたらす。
【００２９】
更なる実施形態において、平均用力率補正回路は受動型本線調波コイルを有し、ピーク用力率補正回路は能動型ブーストコンバータを有する。特に、平均用力率補正回路における受動型本線調波コイルの使用は、そのような力率補正回路が安価で且つ小さいので、有利である。平均用力率補正回路によって伝達されるべき電力の量は比較的少ないので、比較的小さく且つ安価な受動型調波コイルしか必要とされない。他の実施形態において、平均用力率補正回路及びピーク用力率補正回路は両方とも、能動型ブーストコンバータを有する。
【００３０】
実施形態において、電力コンバータは、力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有する。本線電力コンバータは、電力を信号処理回路へ供給する。本線電力コンバータは、平均用本線電力コンバータ及びピーク用本線電力コンバータを有する。平均用本線電力コンバータは、第１のモード及び第２のモードの両方において平均電力を伝達する。ピーク用本線電力コンバータは、第２のモードにおいて平均電力を上回って必要とされる過剰電力を伝達する。処理ユニットは、第２のモードにおいてはピーク用本線電力コンバータをアクティブにし、第１のモードにおいてはピーク用本線電力コンバータを非アクティブにする。第２のモードにおいてのみピーク用本線電力コンバータをアクティブにすることによって、ピーク用本線電力コンバータが電力を供給するために必要とされない場合に、ピーク用本線電力コンバータにおける電力損失が防がれる。さらに、平均用本線電力コンバータは、平均電力の伝達のためにしか最適化される必要がなく、これは、エネルギ効率、サイズ及びコストに関して極めて効率的な平均用本線電力コンバータをもたらす。
【００３１】
実施形態において、電力コンバータは、力率補正回路及び本線電力コンバータの直列配置を有する。本線電力コンバータは、電力を信号処理回路へ供給する。本線電力コンバータはインダクタンス及び電流センサを有し、本線電力コンバータはスイッチ、フィードバック回路及びスイッチコントローラをさらに有する。スイッチは、インダクタンスを通る周期的に変化する電流を生成する。フィードバック回路は、電流センサによって検知されるインダクタンスを通る電流に関するフィードバック信号を供給する。スイッチコントローラは、フィードバック信号に応答してスイッチを制御する。電力コンバータコントローラは、電力コンバータを第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御するために、フィードバック信号の動作を変更する。電流センサは、インダクタンスを通る電流を検知し、スイッチは、検知された電流に基づき制御される。スイッチコントローラは、スイッチが閉じられているインターバルにおいて、特定の量の電力をインダクタンスに蓄えるようスイッチを制御する。インターバルを変えることにおいて、スイッチは閉じたままとされ、且つ、スイッチは開いたままとされる。フィードバック回路の動作に影響を与えることによって、電力コンバータコントローラは、インダクタンスに蓄えられるエネルギ量に間接的に影響を及ぼす。スイッチが閉じられているインターバルの間により多くの電力が蓄えられる場合、より多くの電力が電力コンバータによって伝達され得る。フィードバック回路の動作を変更することは、電力コンバータが動作するモードを制御する有効且つ効率の良い方法である。電流センサは、インピーダンス、抵抗、又は、例えば、電流検知変圧器であってよい。
【００３２】
他の実施形態において、フィードバック回路は、電流センサにかかる電圧、又は電力コンバータの出力電圧、又は力率補正回路の出力電圧をタップインするようインピーダンスの直列配置を有する。電力コンバータコントローラは、インピーダンスの直列配置のインピーダンスのうち少なくとも１つへ並列に他のインピーダンスを接続することによって、フィードバック回路の動作を変更する。多くのフィードバック回路は、どのようなフィードバック信号が供給されるのかを決定するそのようなインピーダンスの直列配置を有する。インピーダンスの１つへ並列に他のインピーダンスを接続することは、フィードバック回路の動作に影響を与えて、電力コンバータの動作のモードを制御するための有効且つ効率の良い解決法である。インピーダンスの１つへ並列に他のインピーダンスを接続し又はその１つのインピーダンスから他のインピーダンスを切り離すことに代えて、インピーダンスの１つは電力コンバータコントローラによって短絡されてよい。実施形態において、インピーダンスは抵抗である。
【００３３】
本発明の第２の態様に従って、信号処理システムが提供される。信号処理システムは、本発明の第１の態様に従う電力コンバータシステムと、電力解析回路と、信号処理回路とを有する。電力解析回路は、電力コンバータによって供給される電力を解析し、その供給される電力に関する更なる電力信号を生成する。信号処理回路は信号を処理する。信号処理回路は、電力信号及び更なる電力信号のグループの中の少なくとも１つを受信する。信号処理回路は、更なる電力信号に依存して信号を処理する。あるいは、信号処理回路は、電力信号と更なる電力信号との間の偏差を検出し、そして、信号の処理は、電力信号及び検出された偏差に依存して実行される。
【００３４】
本発明のこの態様に従う電力コンバータシステムが使用される場合に、信号処理回路は、信号の正確な処理を保証するよう電力供給量を考慮すべきである。例えば、供給される電力に依存して増幅器のゲインを適応させる増幅器がある。ゲインは、電力信号に基づき適応される。電力信号は、基本的に、特定の電力供給量を要求する信号である。しかし、電力コンバータシステムが電力要求量を正確に供給することができない場合に、ゲインは誤って制御され、そのようなものとして、増幅器は、歪んだ（オーディオ）信号である増幅信号を生成する。実際に供給される電力量は、電源電圧の立ち上がり時間及び立ち下がり時間に制約されている。立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、異なる付加条件、異なる信号特性及び電力コンバータの特性の下で変化しうることが明らかになっている。
【００３５】
信号処理システムは、信号処理システムが電源によって実際に供給される電力に関する知見を有するように、信号処理システムによって必要とされる更なる電力信号を生成する電力解析回路を提供する。信号処理回路は、必要とされる電力の量と実際に供給される電力の量との間の偏差を検出するために、供給される電力信号を使用する。偏差が存在する場合に、信号の処理は、期待される供給電力と実際の供給電力との間の不一致に由来する信号の処理における偏差及び誤りが防止されるよう注意が払われるように、適応される。他の実施形態において、更なる電力信号は、実際に供給される電力の量が直接的に考慮されるように、信号の処理に影響を与えるために直接的に使用される。
【００３６】
電力解析回路は実際に供給される電圧、実際に供給される電流、又は実際に供給される電圧及び実際に供給される電流の組み合わせを解析してよい点に留意すべきである。信号の処理は、電力信号及び／又は更なる電力信号によって示される電圧、電流、又は電圧及び電流の組み合わせに依存してよい。電力解析回路は信号処理システムの別個の部品であってよく、あるいは、代替的に、それは信号処理回路の一部であってよい。
【００３７】
本発明の第３の態様に従って、フラットパネルディスプレイ装置が提供される。フラットパネルディスプレイ装置は、ＬＣＤ装置と、本発明の第１の態様に従う電力コンバータシステムとを有する。ＬＣＤ装置はビデオ情報を提示し、バックライトユニットと、バックライトユニットによって発せられる光の強さを強さ信号に応答して制御するバックライトコントローラとを有する。システムの電力コンバータは、電力を少なくともバックライトユニットへ供給する。解析回路は、ビデオ情報を含むビデオ信号を少なくとも解析し、解析回路は、電力信号として強さ信号を生成する。
【００３８】
本発明の第４の態様に従って、オーディオシステムが提供される。オーディオシステムは、増幅器と、本発明の第１の態様に従う電力コンバータシステムとを有する。増幅器はオーディオ信号を増幅する。電力コンバータは、電力を少なくとも増幅器へ供給する。解析回路は、少なくともオーディオ信号を解析し、増幅器の電力消費を示す電力信号を生成する。
【００３９】
オーディオシステムの実施形態において、解析回路は、増幅器へ供給されるべき供給電圧を示すよう電力信号を生成し、電力コンバータコントローラは、電力コンバータを、電力信号によって示される供給電圧を供給するよう制御する。オーディオシステムは、電力コンバータによって供給される供給電圧を解析して、その供給される供給電圧に関する更なる電力信号を生成する供給電圧解析回路をさらに有する。増幅器は、ｉ）電力信号及び更なる電力信号のグループの中の少なくとも１つを受信し、ｉｉａ）更なる電力信号に依存して増幅器のゲインを適応させ、及びｉｉｂ）電力信号と更なる電力信号との間の偏差を検出し、電力信号及び検出された偏差に依存して増幅器のゲインを適応させる。
【００４０】
本発明の第５の態様に従って、システムの動作方法が提供される。システムは、電力コンバータ及び電力コンバータコントローラを有する。電力コンバータは、本線電圧を受け、電力を信号処理回路へ供給する。第１のモードにおいて、電力コンバータは第１の電力レベルを供給することができ、第２のモードにおいて、電力コンバータは、第１の電力レベルよりも高い第２の電力レベルを供給することができる。方法は次のステップを有する。信号処理回路によって処理される信号が解析される。信号処理回路が通常動作にある場合の信号処理回路の電力消費を示す電力信号が生成される。電力信号は電力コンバータコントローラへ供給される。電力コンバータコントローラは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを下回ることを電力信号が示す場合に、電力コンバータを第１のモードにおいて動作するよう制御する。電力コンバータは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを上回ることを電力信号が示す場合に、第２のモードにおいて動作するよう制御される。
【００４１】
本発明の第２の態様に従う信号処理システム、本発明の第３の態様に従うフラットパネルディスプレイ装置、本発明の第４の態様に従うオーディオシステム、及び本発明の第５の態様に従う方法は、本発明の第１の態様に従うシステムと同じ利点を提供する。
【００４２】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下で記載される実施形態から明らかであり、そして、それらの実施形態を参照して説明される。当業者には明らかなように、本発明の上記の実施形態、実施、及び／又は態様のうち２又はそれ以上は、有用と考えられるあらゆる方法において組み合わされてよい。システムの記載される変更及び変形に対応するシステム及び／又は方法の変更及び変形は、本明細書に基づいて当業者によって行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の態様に従う電力コンバータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図２】異なるモードにおいて異なる電圧レベルを信号処理回路へ供給する電力コンバータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図３】力率補正回路及び本線電力コンバータを有する電力コンバータを有する電力コンバータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図４】第１の電圧レベル又は第２の電圧レベルを電力コンバータシステムの本線電力コンバータへ供給する力率補正回路を有する電力コンバータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図５】力率補正回路の出力電圧レベルが連続したスケールにおいて制御される電力コンバータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図６】電力信号に応答して最大インダクタンス電流が制御される電力コンバータシステムの実施形態を概略的に示す。
【図７】本発明の第３の態様に従うフラットパネルディスプレイ装置の実施形態を概略的に示す。
【図８ａ】本発明の第４の態様に従うオーディオシステムの実施形態を概略的に示す。
【図８ｂ】増幅器の入力電圧レベル及び増幅されたオーディオ信号をグラフで示す。
【図９】本発明の第２の態様に従う信号処理システムを概略的に示す。
【図１０ａ】オーディオシステムの他の実施形態を概略的に示す。
【図１０ｂ】図１０ａのオーディオシステムの信号の幾つかが描かれたチャートを示す。
【図１１】本発明の第５の態様に従う方法の実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
異なる図において同じ参照符号によって表されている事項は同じ構造的特徴及び同じ機能を有するか、又は同じ信号である点に留意すべきである。そのような事項の機能及び・又は構造が説明された場合に、詳細な説明において、その繰り返しとなる説明は必要とされない。
【００４５】
第１の実施形態が図１において示されている。図１は、電力コンバータ１０２と、電力コンバータコントローラ１１０と、解析回路１１４とを有する電力コンバータシステム１００を概略的に示す。電力コンバータ１０２は、本線電圧１０８を受け、電力１０４を、通常動作にある信号処理回路１０６へ供給する。電力コンバータ１０２は、第１の電力レベルが信号処理回路１０６へ供給される第１のモード、又は第２の電力レベルが信号処理回路１０６へ供給される第２のモードのいずれかにおいて動作してよい。信号処理回路１０６は、オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６を処理する。解析回路１１４は、オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６を受信及び解析して、電力信号１１２を生成する。電力信号１１２は、信号処理回路１０６の電力消費を示す。電力信号１１２は、電力コンバータコントローラ１１０によって受信され、電力コンバータコントローラ１１０は、電力コンバータ１０２を、信号処理回路１０６の電力使用が第１の電力レベルを下回ると電力信号１１２が示す場合には第１のモードにおいて動作するよう、又は信号処理回路１０６の電力使用が第１の電力レベルを上回ると電力信号１１２が示す場合には第２のモードにおいて動作するよう制御する。
【００４６】
一例として、信号処理回路１０６は、オーディオ信号１１６を増幅する増幅器であってよい。増幅されたオーディオ信号は、ラウドスピーカへ供給される。信号処理回路１０６へ入力されるオーディオ信号１１６の振幅は、オーディオ信号１１６の増幅時に増幅器がどれくらいの電力を消費するのかを決定する。この例において、解析回路１１４は、オーディオ信号１１６の振幅と増幅器の電力消費との間の関係に関する知見を有し、この知見に基づき電力信号１１２を生成する。その知見は、解析回路１１４のプロセッサによって実行されるコンピュータプログラムにおいてプログラミングされてよく、又は解析回路１１４のハードウェアにおいてハードコーディングされてよい。信号処理回路１０６は、さらに、又は代替的に、消費される電力レベルがビデオ信号１１６における情報に依存するビデオディスプレイを有してよい点に留意すべきである。一般例において、信号処理回路１０６は、信号処理回路１０６によって処理されるオーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６の１又はそれ以上の特性に電力消費が依存する回路である。
【００４７】
図２は、電力コンバータシステムの他の実施形態２００を概略的に示す。電力コンバータシステム２００は、電力コンバータ２１２と、電力コンバータコントローラ２１６と、解析回路１１４とを有する。電力コンバータ２１２は、本線電圧１０８を受け、出力電圧２１１を信号処理回路１０６へ供給する。信号処理回路１０６は、オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６を処理する。電力コンバータ２１２は、変圧器の一次巻線Ｌ１を有する一次側２０２と、変圧器の二次巻線Ｌ２を有する二次側２０６とを有する。二次側２０６は、出力電圧２１１を供給する。電力コンバータ２１２は、出力電圧２１１のフィードバックを二次側２０６から一次側２０２へ供給するフィードバック回路２１３をさらに有する。一次側２０２によって受け取られるフィードバックは、出力電圧２１１を特定の電圧レベルに安定させるために使用される。図示される実施形態において、フィードバック回路２１３は、出力電圧２１１をタップインするインピーダンス２０４、２０７、２０８の直列配置を有する。他のインピーダンス２１０が設けられ、第１のスイッチ２１５を用いてインピーダンス２０８へ直列に接続されてよい。第２のスイッチ２１４は、インピーダンスの１つ又は一部２０７を短絡するために使用されてよい。電力コンバータコントローラ２１６は、第１のスイッチ２１５及び／又は第２のスイッチ２１５を閉じてよい。一次側２０２へ供給されるフィードバックは、２つのインピーダンス２０４、２０７の間のＶｆによって示される点の電圧レベルに依存してよい。インピーダンス２０４、２０７、２０８及び２１０は、フィードバック電圧レベルＶｆを得るよう出力電圧２１１を分割する。スイッチ２１４及びスイッチ２１５の状態に依存して、インピーダンス２０４、２０７、２０８、２１０の組は、４つのうちの１つの異なる分割係数によって出力電圧２１１を分割する。そのようなものとして、４つの異なるタイプのフィードバックは一次側２０２へ供給されてよく、４つの異なる安定化された出力電圧が得られる。スイッチ２１４及びスイッチ２１５の状態は、電力コンバータコントローラ２１６によって制御され、それにより、電力コンバータ２１２は４つの異なる可能なモードの１つにおいて動作するよう制御されて、４つの異なる安定化された電圧レベル２１１が供給される。電力コンバータコントローラ２１６は、オーディオ及び／又はビデオ信号１１６を処理するために信号処理回路１０６によって必要とされる電圧を示す電力信号２１８を解析回路１１４から受信する。
【００４８】
図３は、電力コンバータシステムの他の実施形態３００を概略的に示す。電力コンバータシステム３００は、電力コンバータ３１２と、電力コンバータコントローラ３１４と、解析回路１１４とを有する。解析回路１１４は、オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６を受信する。オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６は、信号処理回路１０６によっても受信され、信号処理回路１０６は、オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６を処理する。通常動作における信号処理回路１０６の電力消費は、オーディオ信号１１６及び／又はビデオ信号１１６の特性に依存する。解析回路１１４は、通常動作における信号処理回路１０６の電力消費を示す電力信号１１２を生成する。電力コンバータコントローラ３１４は、電力信号１１２を受信し、電力コンバータ３１２を第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御する。電力コンバータ３１２は、本線電圧１０８を受け、電力１０４を信号処理回路１０６へ供給する。電力コンバータ３１２は、第１のモードにおいて動作する場合には平均電力レベルを供給することができ、第２のモードにおいて動作する場合にはピーク電力レベルを供給することができる。ピーク電力レベルは、平均電力レベルよりも高い。
【００４９】
電力コンバータ３１２は、力率補正回路３０２及び本線電力コンバータ３０８の直列配置を有する。力率補正回路３０２は、電力コンバータ３１２の力率を補正し、特定の電圧３０６を本線電力コンバータ３０８へ供給する。
【００５０】
実施形態において、電力コンバータ３１２は、ピーク用力率補正回路３０４をさらに有する。力率補正回路３０２は、平均電力量を本線電力コンバータ３０８へ供給することができ、ピーク用力率補正回路３０４は、信号処理回路１０６の消費電力が平均電力レベルを上回る場合に、平均電力レベルを上回って付加的な電力を供給することができる。電力コンバータコントローラ３１４は、ピーク用力率補正回路３０４を、電力コンバータ３１２が第２のモードにおいて動作すべき場合にのみアクティブであるよう制御する。電力コンバータ３１２は、信号処理回路１０６の電力消費が平均電力レベルを上回ると電力信号１１２が示す場合に、第２のモードにおいて動作すべきである。一実施形態において、力率補正回路３０２及びピーク用力率補正回路３０４は両方とも、ブーストコンバータであってよい。他の実施形態において、力率補正回路３０２は、受動型本線調波コイルと、力率を補正する整流器回路との直列配置であり、ピーク用力率補正回路３０４は、ブーストコンバータである。整流器回路は、例えば、ダイオードである。
【００５１】
他の実施形態において、本線電力コンバータ３０８は、平均電力レベルを伝達することができる。電力コンバータ３１２は、電力コンバータ３１２が第２のモードにおいて動作している場合に平均電力を上回って必要とされる付加的な電力を伝達することができるピーク用本線電力コンバータ３１０をさらに有する。電力コンバータコントローラ３１４は、ピーク用本線電力コンバータ３１０を非アクティブ又はアクティブにすることによって、電力コンバータ３１２を第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御する。ピーク用本線電力コンバータ３１０をアクティブにすることは、ピーク用本線電力コンバータ３１０をオンすること、又は力率補正回路３０２によって供給される特定の電圧３０６へピーク用本線電力コンバータ３１０を接続することによって、行われてよい。
【００５２】
図４は、電力コンバータシステムの他の実施形態４００を概略的に示す。電力コンバータシステム４００は、力率補正回路４０２及び本線電力コンバータ４０６を有する電力コンバータを有する。電力コンバータシステム４００は、電力コンバータコントローラ４１０及び解析回路１１４をさらに有する。力率補正回路４０２は、本線電圧１０８を受け、電圧４０４を本線電力コンバータ４０６へ供給する。力率補正回路４０２は、第１のモード又は第２のモードにおいて動作することができる。第１のモードにおいて、力率補正回路４０２は、第１の電圧レベルを本線電力コンバータ４０６へ供給し、第２のモードにおいて、力率補正回路４０２は、第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルを本線電力コンバータ４０６へ供給する。本線電力コンバータ４０６は、力率補正回路４０２からより高い電圧４０４を受けると、より多くの電力を伝達することができる。本線電力コンバータ４０６によって供給される電力１０４は、信号処理回路１０６によって消費される。信号処理回路１０６は、通常動作においてビデオ信号１１６及び／又はオーディオ信号１１６を処理する。さらに、本線電力コンバータ４０６は、電力を信号処理回路１０６以外の回路へ供給してよい。
【００５３】
力率補正回路４０２は、ブーストコンバータを有する。ブーストコンバータは、インダクタンスＬ１及びダイオードＤ１の直列配置を有する。ブーストコンバータは、制御可能なスイッチＴ１と、スイッチコントローラ４０８と、２つのインピーダンスＲ１及びＲ２の直列配置とをさらに有する。インダクタンスＬ１及びダイオードＤ１の直列配置は、出力電圧４０４を供給する。２つのインピーダンスＲ１及びＲ２の直列配置は、出力電圧４０４を分割し、電圧フィードバック信号４０７をスイッチコントローラ４０８へ供給する。インピーダンスＲ１及びＲ２は抵抗であってよい。スイッチコントローラ４０８は、出力電圧４０４が安定するようにスイッチＴ１を制御する。
【００５４】
電力コンバータコントローラ４１０は、通常動作における信号処理回路１０６の電力消費を示す電力信号１１２を受信し、力率補正回路４０２を、力率補正回路４０２のインピーダンスＲ２へ並列にインピーダンスＲ３を接続することによって、第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御する。電力信号１１２は、シュミットトリガ集積回路ＩＣ１によって処理される。シュミットトリガ集積回路ＩＣ１は、電力信号１１２の電圧レベルを基準電圧と比較し、比較の結果として、トランジスタＴ２は導通又は非導通状態に切り替えられる。トランジスタＴ２が導通している場合に、インピーダンスＲ３はインピーダンスＲ２へ並列に接続される。
【００５５】
インピーダンスＲ１及びＲ２の直列配置による電圧４０４の分圧は、インピーダンスＲ３が接続される場合に変化し、電圧フィードバック信号４０７の値は変化する。結果として、スイッチコントローラ４０８は、他の安定化された出力電圧レベルが得られるようにスイッチＴ１を制御する。
【００５６】
図５は、図４と同じ構成要素を概略的に示すが、電力コンバータコントローラ５０２は別なふうに配置されている。電力コンバータコントローラ５０２の図示される実施は、図４の実施に該当する２つの別個の状態においてトランジスタＴ１の導通を制御することに代えて、連続したスケールにおいてトランジスタＴ１の導通を制御する。インピーダンスＲ３及びトランジスタＴ１は、連続したスケールにおいて値が変化するインピーダンスを共に形成する。そのようなものとして、力率補正回路４０２の出力電圧４０４は、連続したスケールにおいて変化してよく、そして、そのようなものとして、本線電力コンバータ４０６は、変化する量の電力を伝達することができる。
【００５７】
トランジスタＴ１は、オペアンプＩＣ１から受信する信号によって駆動される。オペアンプＩＣ１は、抵抗Ｒ４及びＲ５と共に、電力信号１１２を増幅又は減衰する増幅器を形成する。キャパシタンスＣ１及び抵抗Ｒ６は、入力インピーダンス回路を形成する。
【００５８】
図６は、電力コンバータシステムの他の実施形態６００を示す。電力コンバータシステム６００は、力率補正回路６０６及び本線電力コンバータ６０４を有する電力コンバータを有する。システム６００は、電力コンバータコントローラ４１０及び解析回路１１４をさらに有する。解析回路１１４及び電力コンバータコントローラ４１０は、図４の解析回路１１４及び電力コンバータコントローラ４１０と同じ特性を有する。
【００５９】
電力コンバータシステム６００は、電力１０４を信号処理回路１０６へ供給する。信号処理回路１０６は、ビデオ信号１１６及び／又はオーディオ信号１１６を処理する。通常動作における信号処理回路１０６の電力消費は、ビデオ信号１１６及び／又はオーディオ信号１１６の特性に依存する。
【００６０】
本線電力コンバータ６０４は、フライバックコンバータを有する。フライバックコンバータは、一次側及び二次側を有する。変圧器の二次巻線Ｌ２及び二次側のダイオードＤ１のみが図示されている。二次側は、電力１０４を供給する。一次側は、変圧器の一次巻線Ｌ１と、制御可能なスイッチＴ１と、電流検知抵抗Ｒ１と、２つの抵抗Ｒ２及びＲ３の直列配置と、スイッチコントローラ６０２とを有する。スイッチＴ１は、一次巻線Ｌ１を通る電流を周期的に変化させる。電流検知抵抗Ｒ１の両端電圧は、一次巻線Ｌ１を通る電流に関係する。２つの抵抗Ｒ２及びＲ３の直列配置は、スイッチコントローラ６０２へ供給される電流検知信号６０８を得るよう電流検知抵抗Ｒ１の両端電圧を分割する分圧回路として動作する。スイッチコントローラ６０２は、スイッチＴ１が開かれる必要があるときを決定するために、電流検知信号６０８を使用する。
【００６１】
スイッチＴ１が閉じられる時点で、インダクタンスを通る電流は増大し始め、（磁気）エネルギが変圧器に蓄えられる。十分なエネルギが変圧器に蓄えられると直ぐに、これは電流検知抵抗Ｒ１の両端に十分高い電圧によって検出されてよく、スイッチＴ１はスイッチコントローラ６０２によって開かれる。変圧器に蓄えられたエネルギは、電力１０４を信号処理回路１０６へ供給するために二次側へ伝達される。よって、変圧器に蓄えられるエネルギの量は、電力コンバータが供給することができる電力１０４の量と強い関係性を有する。スイッチＴ１が閉じられているインターバルの間に変圧器に蓄えられるエネルギの量に影響を与えることは、電力コンバータが供給することができる電力１０４の量に影響を与える。
【００６２】
電流検知信号６０８は、抵抗Ｒ２及びＲ３の接点から得られる。それらの抵抗は、電流検知抵抗Ｒ１の両端電圧を分割する分圧回路を形成する。分圧回路の分割係数は、抵抗Ｒ３へ並列に他の抵抗Ｒ４を接続して他の分圧係数を得ることによって、変更される。これにより、スイッチＴ１が閉じられているインターバルの間に変圧器に蓄えられる他のエネルギ量が得られる。電力コンバータコントローラ４１０は、抵抗Ｒ４の接続又は切断のためにＴ２を使用し、それにより、電力コンバータコントローラ４１０は、本線電力コンバータ６０４を、第１の電力レベル又は第２の電力レベルを伝達するよう制御することができる。当然、分割係数は、他の方法に関与するインピーダンスに影響を与えることによって、同じように変更されてよい。
【００６３】
図７は、本発明の第３の態様に従うフラットパネルディスプレイ装置７００を概略的に示す。フラットパネルディスプレイ装置７００は、ＬＣＤ装置７０２と、本発明の第１の態様に従うシステム７１０とを有する。ＬＣＤ装置７０２は、バックライトユニット７０４、バックライトコントローラ７０７及び液晶ディスプレイ７０６を有する。バックライトユニット７０４は、制御可能な強さの光を液晶ディスプレイ７０６に向かって放射する。バックライトコントローラ７０７は、受信される強さ信号７１６に応答して、バックライトユニット７０４によって放射される光の強さを制御する。液晶ディスプレイ７０６は、フラットパネルディスプレイ装置７００のユーザに向かって光を放射する前にバックライトから受ける光にフィルタをかける液晶セルを有する。
【００６４】
フラットパネルディスプレイ装置７００のシステム７１０は、解析回路７２０、電力コンバータコントローラ７１８及び電力コンバータ７１２を有する。電力コンバータ７１２は、本線電圧１０８を受け、本線電圧１０８を他の電圧レベルに変換し、この他の電圧レベルの電力を少なくともバックライトユニット７０４へ供給する。バックライトユニット７０４によって放射される強さに依存して、バックライトユニット７０４は特定の量の電力を消費する。
【００６５】
液晶セルは、受信されるビデオ信号７１４に応答して制御される。特定の液晶セルが特定の強さを放射すべき場合に、バックライトユニット７０４によって放射される光の強さは、その特定の強さを得るよう、液晶セルによって部分的に吸収される。全ての液晶セルが幾らかの光を吸収すべき場合に、バックライトユニット７０４の光の強さをより低いレベルへと制御して、液晶セルがより少ない光を吸収するよう制御することは、より効率が良い。ビデオ信号７１４は、どの強さレベルでバックライトユニット７０４が光を放射すべきかを決定するよう、解析回路７２０によって解析される。例えば、時間インターバルビデオ信号が、そのインターバルの全てのビデオフレームの全てのピクセルの最大強さを決定するために解析される。決定された最大強さは、ビデオフレームがフラットパネルディスプレイ装置７００のユーザに提示されるインターバルの間にバックライトユニット７０４が光を放射する強さであってよい。バックライトユニット７０４に関して決定された強さレベルは、強さ信号７１５によってバックライトコントローラ７０７へ与えられる。
【００６６】
解析回路７２０は、さらに、そのインターバルの間の通常動作におけるバックライトユニット７０４の電力消費を示す電力信号７２２を生成する。解析回路７２０は、バックライトユニット７０４の放射強さとバックライトユニット７０４の電力消費との間の関係に関する、中に組み込まれた知見を有する。組み込み知見は、プレコーディング・テーブル又は関数であってよく、プレコーディング・テーブル又は関数は、ハードウェア又はソフトウェアにより実施されてよい。
【００６７】
電力信号７２２は、電力コンバータコントローラ７１８へ供給され、電力コンバータコントローラ７１８は、電力コンバータ７１２を第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御する。第１のモードにおいて、電力コンバータ７１２は、第１の電力レベルの電力７０８を供給することができ、第２のモードにおいて、電力コンバータ７１２は、第１の電力レベルよりも高い第２の電力レベルの電力７０８を供給することができる。そのような電力コンバータの実施形態については上述された。バックライトユニット７０４の電力消費が第１の電力レベルを下回ると電力信号７２２が示す場合に、電力コンバータコントローラ７１８は、電力コンバータ７１２を第１のモードにおいて動作するよう制御する。バックライトユニット７０４の電力消費が第１の電力レベルを上回ると電力信号７２２が示す場合に、電力コンバータコントローラ７１８は、電力コンバータ７１２を第２のモードにおいて動作するよう制御する。いずれのモードも、画像が表示される通常動作モードであり、ビデオ信号は、電力コンバータの実際のモードの選択を制御するよう解析される点に留意すべきである。
【００６８】
フラットパネルディスプレイ装置７００は、非常に効率が良い。第１に、ビデオフレームにおけるピクセルの強さが最大強さよりも低い場合に、バックライトユニット７０４の強さが低減されるためである。第２に、電力コンバータ７１２は、常に、第１のモード又は第２のモードにおける供給電力レベルに関して最も効率良く動作しているためである。さらに、電力コンバータ７１２は、ほとんどの時間は第１の電力レベルのみが電力コンバータ７１２によってバックライトユニット７０４へ供給されるべきであり、ピクセルが高い強さレベルを有する幾つかの連続したフレームをビデオ信号７１４が有する場合には、相対的に短いインターバルの間のみバックライトユニット７０４は第１の電力レベルよりも多く消費するという事実に基づき、大きさを決定され得るので、電力コンバータ７１２の大きさは小さく且つ安価である。
【００６９】
バックライトユニット７０４は複数の区間に分けられてよく、それら複数の区間によって放射される光強さは複数の強さ信号７１６によって制御されてよい点に留意すべきである。解析回路７２０は、ビデオ信号７１４に依存して複数の強さ信号７１６を生成し、電力信号７２２は、バックライトユニット７０４の夫々の区間の電力消費の合計を示す。
【００７０】
他の実施形態は、図８ａに提示される。図８ａは、本発明の第４の態様に従うオーディオシステム８００を概略的に示す。オーディオシステム８００は、増幅器８０６と、本発明の第１の態様に従う電力コンバータシステム８０１とを有する。増幅器８０６は、オーディオ信号８１８を受信し、増幅されたオーディオ信号８０８を生成する。増幅されたオーディオ信号８０８は、１又はそれ以上のラウドスピーカ８１０へ供給される。増幅器８０６は、電力コンバータシステム８０１の電力コンバータ８０２から供給電圧８０４を受ける。電力コンバータ８０２は、本線電圧１０８を供給電圧８０４へ変換する。供給電圧８０４は、オーディオ信号８０８を所要の出力レベルへ増幅するのに十分高い特定の電圧レベルを有する。
【００７１】
電力コンバータシステム８０１は、解析回路８１６及び電力コンバータコントローラ８１２をさらに有する。解析回路８１６は、オーディオ信号８１８を受信し、特定の時間インターバルにおけるオーディオ信号８１８を、どの供給電圧がその時間インターバルのオーディオ信号８１８を増幅するのに増幅器８０６によって必要とされるのかを決定するよう解析する。必要とされる供給電圧は、電力信号８１４として電力コンバータコントローラ８１２へ供給される。電力コンバータコントローラ８１２は、ほぼその必要とされる供給電圧である供給電圧８０４を供給するよう電力コンバータ８０２を制御する。電力コンバータ８０２は、複数のモードにおいて動作してよい。夫々のモードにおいて、電力コンバータ８０２は、特定の供給電圧８０４を増幅器８０６へ供給することができる。そのような電力コンバータ８０２の実施形態については上述された。電力コンバータコントローラ８１２は、その夫々の供給電圧が所要の供給電圧を上回り、同時に、所要の供給電圧と夫々の供給電圧との間の差が最小限となるようなモードを選択する。
【００７２】
供給電圧８０４がより高い場合、増幅器８０６は、ラウドスピーカ８１０がより大きな音を発生させうるように、より高い電力レベルへとオーディオ信号８１８を増幅することができる。一般的に、従来の増幅器は、オーディオ信号８１８を所定の最大出力電力レベルへ増幅するのに十分な高さの電圧レベルを有する安定化された不変の供給電圧を受ける。入力されるオーディオ信号８１８が比較的低い振幅を有する場合、増幅器は、最大供給電圧に近い振幅を有する増幅されたオーディオ信号８０８を生成しない。増幅器８０６がそのような状況において最大供給電圧を受ける場合、増幅器８０６は出力信号の電圧と最大供給電圧との間の電圧差を生成すべきであるから、効率良く動作しない。電圧差の生成は、増幅器８０６における比較的高い電力浪費を生じさせる。よって、増幅器８０６が最大限の出力レベルへ増幅する必要がない場合に供給電圧を低下させることによって、増幅器８０６は、入力供給電圧８０４と増幅されるオーディオ信号８０８の電圧レベルとの間の大きな電圧差を生成する必要がないので、より効率良く動作する。
【００７３】
オーディオシステム８００の２つの信号のレベルが表されたグラフが、図８ｂに示される。波形信号は、増幅されたオーディオ信号８０８である。太線８０４は、電力コンバータ８０２によって供給される供給電圧８０４である。図８ｂからは、供給電圧８０４が続いて起こるインターバルの間に変化するよう制御されることが分かる。幾つかの供給電圧レベルは、夫々の幾つかの動作モードにおいて電力コンバータ８０２によって供給される。供給電圧８０４は、増幅されたオーディオ信号８０８の振幅が相対的に低い又は高いレベルである時間のインターバルの間、相対的に低い又は高い。
【００７４】
実際の実施形態では、オーディオ信号８１８は、時間のインターバルのオーディオ信号８１８を解析回路８１６によって解析するのに十分に長く且つ電力コンバータ８０２を所望のモードにおいて動作するよう制御するのに十分に長い遅延を有して増幅器８０６へ供給される。例えば、オーディオ信号が５ミリ秒のインターバル毎に解析され、場合により変化する所望の供給電圧８０４を供給するのに必要とされる時間が１ミリ秒である場合、遅延は６ミリ秒でなければならない。
【００７５】
動作モードは、オーディオ信号が可聴されるべき通常の動作モードであり、オーディオ信号は、電力コンバータの実際の動作モードの選択を制御するよう解析される点に留意すべきである。
【００７６】
図９は、本発明の第２の態様に従う信号処理システム９００の実施形態を概略的に示す。信号処理システム９００は、図１の電力コンバータシステムと同様である電力コンバータシステム１００を有する。変更点は、電力信号１１２が他の回路へも供給されてよい点である。信号処理システム９００は、信号１１６を処理する信号処理回路９０６をさらに有する。信号処理回路９０６は、電力コンバータシステム１００から電力１０４を受ける。電力コンバータシステム１００は、図９において図示されていない他の負荷へも電力を供給してよい点に留意すべきである。信号処理回路９０６は、電力信号１１２に依存して信号１１６を処理するよう構成される。これは電力信号１１２によって示される電力の量が信号の処理に影響を与えることを意味する。特定の用途において、そのような信号処理は、エネルギ節約をもたらしうるので、使用される。一例は、入力されるオーディオ信号の振幅が比較的小さい場合に、より低い供給電圧を必要とするオーディオ増幅器である。信号１１６の処理は、電力信号１１２の示される電力量に依存し、例えば、示される電力量に直接的に依存する信号処理アルゴリズムにおけるパラメータを有する。なお、電力コンバータシステム１００の電力コンバータ１０２が示される電力量を正確に供給しない場合は、信号１１６の処理は誤っていることがある。信号１１６のそのような誤った処理を防ぐよう、信号処理システム９００は、電力コンバータ１０２によって供給される電力１０４を解析して、供給される電力１０４に関する更なる電力信号９０４を生成する電力解析回路９０２をさらに有する。信号処理回路９０６は、更なる電力信号９０４を受信し、電力信号１１２と供給される電力信号９０４との間の偏差を検出する。信号処理回路９０６は、信号１１６の正確な処理が得られるように信号１１６の処理を補正するために、検出された偏差を使用する。他の実施形態において、信号処理回路９０６は、信号の処理を適応させるよう、更なる電力信号９０４を直接的に使用する。電力解析回路９０２は、アナログ又はデジタル回路であってよく、更なる電力信号９０４は、アナログ又はデジタル信号であってよい。電力解析回路９０２は、供給される電力１０４の電圧をモニタし、供給される電力１０４の電流をモニタし、又は供給される電圧及び電流の組み合わせをモニタしてよい。実施形態において、電力解析回路９０２は、供給される電力１０４の電圧の値をデジタル値として有する供給電力信号を生成するためにアナログ−デジタル変換器を用いる電圧検出器である。さらに、解析回路１１４は必ずしも電力コンバータシステム１００の一部でないことが知られる。実施形態において、解析回路１１４は信号処理回路９０６の一部であり、そのようなものとして、信号処理回路９０６は電力信号１１２を生成し、電力信号１１２を電力コンバータコントローラ１１０へ供給する。
【００７７】
図１０ａは、図８ａのオーディオシステムの他の実施形態を示す。オーディオシステムは、電力コンバータ１００２と、電力コンバータコントローラ１０１２と、解析回路１０１６とを有する電力コンバータシステム１００１を有し、オーディオシステムは、供給電圧解析回路１００８及び増幅器１００６をさらに有する。
【００７８】
電力コンバータシステム１００１は、本線電力電圧１０８を増幅器１００６のための供給電圧１００４へ変換するために使用される。電力コンバータシステム１００１は、電力信号１０１４に示される所要の供給電圧に依存して供給電圧１００４を供給する、いわゆる電力オンデマンドのシステム（power  on  demand  system）である。図１０ａの実施形態において、解析回路１０１６は、受信されるオーディオ信号８１８に依存して電力信号１０１４を生成する。他の実施形態において、解析回路１０１６は、増幅器１００６の一部であってよい。電力コンバータコントローラ１０１２は、電力信号１０１４を受信し、電力信号１０１４によって示される供給電圧１００４を供給するよう電力コンバータ１００２を制御する。実際の実施形態では、電力コンバータコントローラ１０１２及び電力コンバータ１００２の組み合わせは、直ぐには所要の供給電圧を供給することができない。例えば、所要の供給電圧が比較的急な傾斜を有して増大する場合に、供給される供給電圧１００４も増大するが、傾斜はそれほど急ではない。所要の供給電圧の低下についても同様である。
【００７９】
図１０ｂのチャートにおいて、実線１０５２は、時間にわたって変化する所要の供給電圧の例であり、点線１０５４は、実際に供給される供給電圧１００４である。所要の供給電圧ライン１０５２が急な傾斜を有して低下する場合に大きい偏差１０５６が現れることが分かる。
【００８０】
増幅器１００６は、供給電圧に依存して増幅器のゲインを適応させる。幾つかのタイプの増幅器においては、出力オーディオ信号８０８が供給電圧のレベルと比較して相対的に小さい振幅を有する場合に、多くの電力が増幅器において消散される。入力オーディオ信号８１８が比較的小さい振幅を有する場合に供給電圧をより低いレベルに適応させ、同時に、増幅器１００６のゲインＧを適応させることが有利でありうる。解析回路１０１６は、入力オーディオ信号８１８の振幅を解析し、電力信号１０１４により所要の供給電圧レベルを示す。電力信号１０１４は、ゲインＧを然るべく適応させる増幅器１００６によっても受信される。
【００８１】
図１０ｂにおいて、破線１０５８は、所要の供給電圧に依存して時間にわたって変化するゲイン値を示し、その変化は、実線１０５２によって示される。
【００８２】
なお、実際に供給される供給電圧１００４が電力信号１０１４の所要の供給電圧レベルと一致しない場合、ゲインは誤った値を有し、増幅は間違った方法で行われる。実際に供給される供給電圧１００４が所要の供給電圧に一致しない場合、奇妙な音がオーディオシステムによって生成されうることが観測されている。
【００８３】
供給電圧解析回路１００８は、実際に供給される電圧１００４の電圧レベルを連続的に検知し、更なる電力信号１０２０を生成する。更なる電力信号１０２０は、供給される供給電圧と電力信号１０１４の必要とされる供給電圧との間の偏差を検出するために、増幅器１００６によって使用される。偏差が存在する場合、増幅器１００６のゲインＧは然るべく補正される。よって、補正後、増幅器１００６は正しく動作し、必要とされる電圧レベルと実際に供給される電圧レベルとの間の不一致の結果としての奇妙な音を生成しない。
【００８４】
図１０ｂにおいて、二点短鎖線１０６０は、検出された偏差の補正後の増幅器１００６のゲインＧの値の例を示す。
【００８５】
図１１は、本発明の第５の態様に従う電力コンバータシステムの動作方法の実施形態１１００を概略的に示す。電力コンバータシステムは、電力コンバータ及び電力コンバータコントローラを有する。電力コンバータは、本線電圧を受け、電力を信号処理回路へ供給する。信号処理回路は、オーディオ信号及び／又はビデオ信号を処理する。電力コンバータは、第１のモードにおける第１の電力レベル又は第２のモードにおける第２の電力レベルのいずれかを供給することができる。方法１１００の第１のステップ１１０２において、オーディオ信号及び／又はビデオ信号が受信されて解析される。第２のステップ１１０４において、通常動作における信号処理回路の電力消費を示す電力信号が生成される。第３のステップ１１０６において、電力信号は、電力コンバータコントローラへ供給される。そして、第４のステップ１１０８において、電力コンバータコントローラは、電力コンバータを第１のモード又は第２のモードにおいて動作するよう制御する。電力コンバータは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを下回る場合には、第１のモードにおいて動作するよう制御される。電力コンバータは、信号処理回路の電力消費が第１の電力レベルを上回る場合には、第２のモードにおいて動作するよう制御される。
【００８６】
上記の実施形態は、本発明を限定するのではなく説明するためのものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲において定義される技術的範囲から逸脱することなしに、多くの代替の実施形態を設計することができる点に留意すべきである。特に、実施形態の幾つかにおいては、力率補正回路はブーストコンバータとして示されているが、力率補正回路のための他のアーキテクチャも可能である。一実施形態において、本線電力コンバータはフライバックコンバータとして示されているが、本線電力コンバータは例えばＬＬＣ共振又はフルブリッジ電源としても実施されてよい。信号処理回路は、記載される例に限られない。通常動作にある間ビデオ信号及び／又はオーディオ信号を処理する全てのタイプの回路は、システムから電力を受けてよい。そのような回路の例の制限されない列挙は、増幅器、ラジオ、テレビジョンセット、フラットパネル型プラズマディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ビーマー、信号処理システム、携帯電話、オーディオ／ビデオ信号送信器、又は送信されるオーディオ／ビデオ信号の受信器である。複数のレベルがシステムによって使用されてよく、あるいは、信号処理回路によって供給される電力レベル値は、連続スケールにおいて制御されてよい。さらに、システムは、特定の電力レベルを信号処理回路へ供給する。これは、信号処理回路が特定の電圧レベル、又は特定の電流レベル、又は特定の電圧レベル及び特定の電流レベルの組み合わせを信号処理回路へ供給することを意味する。
【００８７】
特許請求の範囲において、括弧内の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。語「有する」及びその活用形の使用は、請求項に挙げられている以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素の前にある冠詞「１つの」は、そのような要素の複数個の存在を除外しない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって、及び適切なプログラミングされたコンピュータによって、実施されてよい。幾つかの手段を挙げる装置クレームにおいては、それらの手段の幾つかは、同一のハードウェア項目によって具現されてよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを意味するわけではない。
【図１】
2013511950.tif 000003
【図２】
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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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
2013511950.tif 000015
【国際調査報告】
2013511950.tif 000016
2013511950.tif 000017
2013511950.tif 000018