(57)【要約】  単一の電源により少なくとも２つの異なる負荷へ電力を供給するための電子機器および方法が提供される。電子機器は、電源モジュール及び中央演算処理モジュールを含み、少なくとも２つの負荷電源回路をさらに含み、前記負荷電源回路は、キャパシタ、少なくとも１つのスイッチ、少なくとも１つのフィードバック抵抗ユニットを備える。前記スイッチは、それぞれ前記中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってオンまたはオフにするために前記電源モジュールおよび前記中央演算処理モジュールに接続される。前記フィードバック抵抗ユニットは、前記スイッチがオンの時、サンプリング電圧に従って前記電源が負荷に電力を供給できるように前記負荷をサンプリングし、前記スイッチを通じて前記電源にサンプリングによって獲得されたサンプリング電圧をフィードバックするために、前記スイッチおよび前記負荷に接続される。前記キャパシタは、前記スイッチがオンの時、充電し、または前記スイッチがオフのとき前記負荷に電力を供給するために前記スイッチと前記負荷に接続される。
2013546296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源および中央演算処理モジュールと、少なくとも２つの負荷電源回路をさらに備える電子機器であって、
前記負荷電源回路が、キャパシタユニット、少なくとも１つのスイッチ、および少なくとも１つのフィードバック抵抗ユニットを備え、
前記スイッチが、前記電源および前記中央演算処理モジュールにそれぞれ接続され、前記中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってオンまたはオフされるように構成され、
前記フィードバック抵抗ユニットが、前記スイッチおよび負荷に接続され、前記スイッチがオンされる時に前記負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られた電圧に従って前記電源が電力を負荷に供給するように、前記スイッチを通じて前記電源に前記電圧をフィードバックするように構成され、
前記キャパシタユニットが、前記スイッチおよび負荷に接続され、前記スイッチがオンされる時に充電され、または前記スイッチがオフされる時に電力を負荷に供給するように構成される、電子機器。
【請求項２】
前記キャパシタユニットの放電電流が、前記負荷の正常な動作に必要な電流よりも大きい、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記スイッチがトランジスタスイッチである、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記中央演算処理モジュールがさらに、前記スイッチのオフ期間を、前記キャパシタユニットの放電期間ほど長くならないように制御するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項５】
単一の電源によって少なくとも２つの異なる負荷に電力を供給するための方法であって、
負荷電源回路によって、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号を受け取るステップと、
前記負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または前記負荷電源回路のキャパシタユニットを前記制御信号に従って選択するステップと
を有する、方法。
【請求項６】
前記負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または前記負荷電源回路のキャパシタユニットを前記制御信号に従って選択するステップが、
前記制御信号がターンオン制御信号である時、前記負荷電源回路によって、前記ターンオン制御信号に従って前記負荷をサンプリングし、サンプリングされた電圧に従って前記電源が電力を出力するように、前記サンプリングされた電圧を前記電源に出力するステップと、
前記負荷電源回路によって、前記電力を受け取り、前記電力を前記負荷に出力するステップと
を有する、請求項５に記載の電力を供給するための方法。
【請求項７】
前記負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または前記負荷電源回路のキャパシタユニットを前記制御信号に従って選択するステップが、
前記制御信号がターンオフ制御信号である時、前記負荷電源回路によって、前記負荷に電力を供給するために、前記負荷電源回路の前記キャパシタユニットを前記ターンオフ制御信号に従って選択するステップ
を含む、請求項５に記載の電力を供給するための方法。
【請求項８】
前記負荷電源回路のスイッチのオフ期間が、前記キャパシタユニットの放電期間ほど長くない、請求項５から７のいずれか一項に記載の電力を供給するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、全体として参照により本明細書に組み込まれる、2011年6月27日に中国特許庁に出願された、「ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING POWER TO AT LEAST TWO DIFFERENT LOADS BY SINGLE POWER SUPPLY」という表題の、中国特許出願第201110175432.2号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の実施形態は、電源技術に関し、より具体的には、単一の電源によって少なくとも２つの異なる負荷へ電力を供給するための、電子機器および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、プラットフォームの製造業者がコストに敏感になっているので、大半のチッププラットフォームは十分な電源を組み込まれておらず、したがって、チップは少数の電源インターフェースしか提供しない。加えて、電子製品の周辺機器が多すぎる場合も、チップによって提供される電源インターフェースは不十分となりうる。
【０００４】
チップによって提供される電源インターフェースが不十分であるという問題を解決するために、従来技術では直流電源多重化方式が主に採用され、この方式は、いくつかの周辺機器(負荷と等価である)のための電源を同時に使用するものであり、回路の簡易さとコストの低さという利点があり、ユーザによって容易に持ち運びできる小容量の電子製品を製造することにつながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、直流電源多重化方式は、同時に動作するために、周辺機器の動作電圧が同一であることを必要とする。加えて、ある周辺機器が動作しない場合に、その周辺機器への電力の供給を停止できないので、電力の浪費をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点を解決し、これによって1つの電源によって電力を複数の異なる負荷に供給し、電力消費を効果的に低減するために、単一の電源によって少なくとも2つの異なる負荷に電力を供給するための電子機器および方法を提供する。
【０００７】
本発明のある実施形態は、電源および中央演算処理モジュールを含む電子機器を提供し、この電子機器はさらに少なくとも2つの負荷電源回路を備え、負荷電源回路は、キャパシタユニット、少なくとも1つのスイッチ、および少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニットを備え、スイッチは、電源および中央演算処理モジュールにそれぞれ接続され、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従って、オンまたはオフされるように構成され、フィードバック抵抗ユニットは、スイッチおよび負荷に接続され、サンプリングされた電圧に従って電源が電力を負荷に供給するように、スイッチがオンされる時に負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られるサンプリングされた電圧を、スイッチを通じて電源へフィードバックするように構成され、キャパシタユニットは、スイッチおよび負荷に接続され、スイッチがオンされる時に充電され、またはスイッチがオフされる時に電力を負荷に供給するように構成される。
【０００８】
本発明のある実施形態は、単一の電源によって少なくとも2つの異なる負荷に電力を供給するための方法を提供し、この方法は、負荷電源回路によって、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号を受信するステップと、制御信号に従い負荷電源モジュールによって、負荷に電力を供給するために、電源または負荷電源回路の中のキャパシタユニットを選択するステップとを有する。
【０００９】
本発明の実施形態による、単一の電源によって少なくとも2つの異なる負荷に電力を供給するための電子機器および方法では、少なくとも2つの負荷電源回路は、電子機器の中に配置され、負荷電源回路は、キャパシタユニット、少なくとも1つのスイッチ、および少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニットを備える。スイッチが中央演算処理モジュールにより出力されるターンオン制御信号に従ってオンされると、フィードバック抵抗ユニットは、負荷をサンプリングし、サンプリングされた電圧に従って電源が電力を負荷に供給するように、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源に送る。スイッチが中央演算処理モジュールにより出力されるターンオフ制御信号に従ってオフされる場合、キャパシタユニットが電力を負荷に供給する。したがって、電源または負荷電源回路のキャパシタユニットが、電力を負荷に供給することができ、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、1つの電源によって電力が複数の異なる負荷に供給され、消費電力を効果的に低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
以下では、本発明の実施形態の技術的な解決法をより明解に説明するため、実施形態または従来技術を説明するために必要な添付の図面を紹介する。外見上、以下の説明における添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示すものであるが、当業者は、創造的な努力なしにこれらの添付の図面から他の図面をさらに導き出すことができる。
【００１１】
【図１】本発明の電子機器のある実施形態の概略構造図である。
【図２】本発明の電子機器の別の実施形態の概略構造図である。
【図３】本発明の電子機器のさらに別の実施形態の概略構造図である。
【図４】本発明の電子機器のさらに別の実施形態の概略回路図である。
【図５】図４に示される電子機器の電源の部分的な概略回路図である。
【図６】図４に示される電子機器の第１の負荷電源回路の概略回路図である。
【図７】図４に示される電子機器の第２の負荷電源回路の概略回路図である。
【図８】本発明の単一の電源によって少なくとも２つの異なる負荷に電力を供給するための方法の実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態の目的、技術的な解決法、および利点をより理解できるようにするために、以下では、添付の図面を参照して、本発明の実施形態の技術的な解決法を明瞭かつ余すことなく説明する。説明される実施形態は、外見上本発明の実施形態のすべてではなく一部に過ぎないが、本発明の実施形態に基づいて当業者によって創造的な努力なしに得られるすべての他の実施形態は、本発明の保護範囲に入るべきである。
【００１３】
図１は、本発明の電子機器のある実施形態の概略構造図である。図１に示されるように、この実施形態の電子機器は、電源11、中央演算処理モジュール12、および少なくとも2つの負荷電源回路13を含み、負荷電源回路13は、少なくとも1つのスイッチ131、少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニット132、およびキャパシタユニット133を含む。
【００１４】
具体的には、スイッチ131は、電源11および中央演算処理モジュール12にそれぞれ接続され、中央演算処理モジュール12により出力される制御信号に従ってオンまたはオフされるように構成される。フィードバック抵抗ユニット132は、スイッチ131および負荷に接続され、サンプリングされた電圧に従って電源11が電力を負荷に供給するように、スイッチ131がオンされた時に負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を、スイッチ131を通じて電源11にフィードバックするように構成される。
【００１５】
具体的には、制御信号は、ターンオン信号またはターンオフ信号であってよい。中央演算処理モジュール12は、具体的には中央演算処理装置(Central Processing Unit; 略称CPU)であってよい。電源11は、低ドロップアウトレギュレータ(Low Dropout Regulator; 略称LDO)または直流・直流(DC/DC)コンバータであってよい。フィードバック抵抗ユニット132は、抵抗およびキャパシタユニットを含んでよく、抵抗の抵抗値は、フィードバック抵抗ユニット132に接続される負荷の動作電圧に関連する。
【００１６】
この実施形態では、少なくとも2つの負荷電源回路が電子機器の中に配置され、負荷電源回路は、少なくとも1つのスイッチ、少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニット、およびキャパシタユニットを含む。中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってスイッチモジュールがオンされると、フィードバック抵抗ユニットは、負荷をサンプリングするように始動され、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源に送り、電源がそのサンプリングされた電圧に従って電力を負荷に供給する。中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってスイッチモジュールがオフされると、キャパシタユニットが電力を負荷に供給する。1つの負荷が電源で電力供給されると、別の負荷は、自身に接続されるキャパシタユニットで電力供給されうる。したがって、電源は、電力を複数の負荷に供給することができ、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一でなければならず1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、消費電力を効果的に低減する。
【００１７】
キャパシタユニットの放電電流は、負荷の通常の動作に必要な電流よりも大きいことに留意されたい。具体的には、キャパシタユニット中のあるキャパシタの電流は、微分式I=Cd(u)/d(t)などの式を用いて計算することができる。ここで、Iはキャパシタの電流を表し、Cd(u)はキャパシタの電圧の変化を表し、d(t)は時間の変化を表す。たとえば、負荷の電源スイッチング周波数が100kであり、C194およびC191の容量が10μfであり、電圧リップルが0.2Vであるとすると、I=10μf×0.2V(1/100k)=200maであるので、50ma未満の負荷が使われる時は、電源モジュールが負荷に電力を供給しない場合に、キャパシタが負荷に電力を継続的に供給できることが保証され得る。加えて、実際の適用例では、負荷に対して電力がより良好に継続的に供給され得るように、スイッチング周波数が高められ、負荷の前方の連続的な容量が増加し得る。負荷の前方の連続的な容量が増加することは、キャパシタユニット中のキャパシタの数が増加すること、または、キャパシタの数の増大を伴わずに、キャパシタユニット中のキャパシタの容量が増加することである。
【００１８】
図２は、本発明の電子機器の別の実施形態の概略構造図である。図２に示されるように、この実施形態では、1つの電源が3つの負荷(3つの負荷は同一であっても異なっていてもよい)に電力を供給する必要のある例をとって、この実施形態の技術的な解決法を詳細に示す。図2に示されるように、電子機器は、電源21、中央演算処理モジュール22、ならびに3つの負荷電源回路、すなわち、第1の負荷電源回路23、第2の負荷電源回路24、および第3の負荷電源回路25を含む。
【００１９】
第1の負荷電源回路23は、第1のスイッチ231、第1のフィードバック抵抗ユニット232、および第1のキャパシタユニット233を含む。第2の負荷電源回路24は、第2のスイッチ241、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第2のキャパシタユニット243を含む。第3の負荷電源回路25は、第3のスイッチ251、第3のフィードバック抵抗ユニット252、および第3のキャパシタユニット253を含む。
【００２０】
具体的には、中央演算処理モジュール22は、第1のスイッチ231、第2のスイッチ241、および第3のスイッチ251にそれぞれ接続される。第1のスイッチ231、第1のフィードバック抵抗ユニット232、および第1のキャパシタユニット233は、第1の負荷にそれぞれ接続される。第2のスイッチ241、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第2のキャパシタユニット243は、第2の負荷にそれぞれ接続される。第3のスイッチ251、第3のフィードバック抵抗ユニット252、および第3のキャパシタユニット253は、第3の負荷にそれぞれ接続される。3つの負荷が同一である場合、第1のフィードバック抵抗ユニット232、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第3のフィードバック抵抗ユニット252は、同じ抵抗を有するように設定され得る。3つの負荷が異なる場合、第1のフィードバック抵抗ユニット231、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第3のフィードバック抵抗ユニット252は、異なる抵抗を有するように設定され得る。
【００２１】
この実施形態では、中央演算処理モジュール22が、ターンオン制御信号を第1のスイッチ231に出力し、ターンオフ制御信号を第2のスイッチ241および第3のスイッチ251にそれぞれ出力すると、すなわち、中央演算処理モジュール22が、オンするように第1のスイッチ231を制御し、オフするように第2のスイッチ241および第3のスイッチ251を制御すると、第1のフィードバック抵抗ユニット232は、第1の負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られた第1のサンプリングされた電圧を、第1のスイッチ231を通じて電源21にフィードバックして、どの程度の電圧を第1の負荷が必要としているかを電源21に知らせ、第1のサンプリングされた電圧に従って、電力を第1のスイッチ231に対して出力するように電源21を始動させ、第1のスイッチ231は、電力を第1の負荷に対して出力し、これによって電力を第1の負荷に供給する。同時に、第1のスイッチ231は、第1のキャパシタユニット233を充電するために、電力を第1のキャパシタユニット233にも出力する。加えて、第2のキャパシタユニット243は電力を第2の負荷に供給し、第3のキャパシタユニット253は電力を第3の負荷に供給する。
【００２２】
中央演算処理モジュール22が、ターンオン制御信号を第2のスイッチ241に出力し、ターンオフ制御信号を第1のスイッチ231および第3のスイッチ251にそれぞれ出力すると、すなわち、中央演算処理モジュール22が、オンするように第2のスイッチ241を制御し、オフするように第1のスイッチ231および第3のスイッチ251を制御すると、第2のフィードバック抵抗ユニット242は、第2の負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られた第2のサンプリングされた電圧を、第2のスイッチ241を通じて電源21にフィードバックして、どの程度の電圧を第2の負荷が必要としているかを電源21に知らせ、第2のサンプリングされた電圧に従って、電力を第2のスイッチ241に対して出力するように電源21を始動させ、第2のスイッチ241は、電力を第2の負荷に対して出力し、これによって電力を第2の負荷に供給する。同時に、第2のスイッチ241は、第2のキャパシタユニット243を充電するために、電力を第2のキャパシタユニット243にも出力する。加えて、第1のキャパシタユニット233は電力を第1の負荷に供給し、第3のキャパシタユニット253は電力を第3の負荷に供給する。第1の負荷と第2の負荷が同一である場合、すなわち、動作電圧が同一である場合、第2のスイッチ241から電源21へとフィードバックされる第2のサンプリングされた電圧は、第1のスイッチ231から電源21へとフィードバックされる第1のサンプリングされた電圧と同一であり得るが、第1の負荷と第2の負荷が異なる場合、すなわち、動作電圧が異なる場合、第2のスイッチ241から電源21へとフィードバックされる第2のサンプリングされた電圧は、第1のスイッチ231から電源21へとフィードバックされる第1のサンプリングされた電圧と異なり得ることにも留意されたい。
【００２３】
中央演算処理モジュール22が、ターンオン制御信号を第3のスイッチ251に出力し、ターンオフ制御信号を第1のスイッチ231および第2のスイッチ241にそれぞれ出力すると、すなわち、中央演算処理モジュール22が、オンするように第3のスイッチ251を制御し、オフするように第1のスイッチ231および第2のスイッチ241を制御すると、第3のフィードバック抵抗ユニット252は、第3の負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られた第3のサンプリングされた電圧を、第3のスイッチ251を通じて電源21にフィードバックして、どの程度の電圧を第3の負荷が必要としているかを電源21に知らせ、第3のサンプリングされた電圧に従って、電力を第3のスイッチ251に対して出力するように電源21を動作させ、第3のスイッチ251は、電力を第3の負荷に対して出力し、これによって電力を第3の負荷に供給する。同時に、第3のスイッチ251は、第3のキャパシタユニット253を充電するために、電力を第3のキャパシタユニット253にも出力する。加えて、第1のキャパシタユニット233は電力を第1の負荷に供給し、第2のキャパシタユニット243は電力を第2の負荷に供給する。第1の負荷と第2の負荷と第3の負荷が同一である場合、すなわち、動作電圧が同一である場合、第3のスイッチ251から電源21へとフィードバックされる第3のサンプリングされた電圧は、第2のスイッチ241から電源21へとフィードバックされる第2のサンプリングされた電圧および第1のスイッチ231から電源21へとフィードバックされる第1のサンプリングされた電圧と同一であり得るが、第1の負荷と第2の負荷と第3の負荷が異なる場合、すなわち、動作電圧が異なる場合、第3のスイッチ251から電源21へとフィードバックされる第3のサンプリングされた電圧は、第2のスイッチ241から電源21へとフィードバックされる第2のサンプリングされた電圧または第1のスイッチ231から電源21へとフィードバックされる第1のサンプリングされた電圧と異なり得ることにも留意されたい。
【００２４】
たとえば、第1の負荷が動作しない場合、中央演算処理モジュール22は、第1のスイッチ231がオフするようにターンオフ制御信号を第1のスイッチ231に送ることができ、第1のキャパシタユニット233が放電した後で、第1の負荷が動作を停止し、これによって、第1の負荷が動作しない時の消費電力を効果的に低減することに留意されたい。
【００２５】
この実施形態では、3つの負荷電源回路が電子機器の中に配置され、各負荷電源回路は、スイッチ、フィードバック抵抗、およびキャパシタユニットを含む。電源が電力を第1の負荷に供給する場合、電力が、他の2つの負荷電源回路中のキャパシタユニットを通じて、第2の負荷および第3の負荷に供給され得る。したがって、電源は、電力を異なる負荷に供給することができる。加えて、負荷が異なる場合、対応する負荷電源回路中のスイッチはオフされてよく、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決され、したがって、1つの電源により複数の異なる負荷に電力が供給され、消費電力を効果的に低減する。
【００２６】
前述の実施形態では、1つの負荷が動作せず休止する必要がある場合、休止信号が中央演算処理モジュールに送られるので、中央演算処理モジュールが、休止信号に従って、負荷と接続されるスイッチをオフに保てるようにすることに留意されたい。キャパシタユニットが蓄積しているエネルギーは限られているので、負荷のキャパシタユニットによって供給される電力は、最大でも1秒しか継続できず、よって、キャパシタユニットが蓄積しているエネルギーを使い果たすと、負荷は動作せず、電源電圧は0ボルト(V)である。加えて、キャパシタユニットは、電力を負荷に供給する時に電源からのエネルギーを吸収しないので、消費電力を効果的に低減する。
【００２７】
図３は、本発明の電子機器のある実施形態の概略構造図である。図２に示される実施形態に基づいて、第3の負荷がスタンバイ低電圧で動作する例が、この実施形態の技術的な解決法を詳細に示すために使われる。図４に示されるように、第3の負荷電源回路25はさらに、第4のスイッチ254および第4のフィードバック抵抗ユニット255を含み、第4のスイッチ254は、電源21および中央演算処理モジュール22と接続され、中央演算処理モジュール22により出力される制御信号に従ってオンまたはオフされるように構成される。また第4のフィードバック抵抗ユニット255は、第3の負荷および第4のスイッチ254と接続され、第4のスイッチ254がオンされると第3の負荷をサンプリングし、第4のサンプリングされた電圧に従って電源21が電力を第3の負荷に供給するように、サンプリングを通じて得られた第4のサンプリングされた電圧を、第4のスイッチ254を通じて電源21にフィードバックするように構成される。
【００２８】
第3の負荷がスタンバイ低電圧で動作する場合、第3の負荷は、第3のスイッチ251を通じて、低電圧動作信号を中央演算処理モジュール22に出力する。低電圧動作信号を受け取った後で、中央演算処理モジュール22は、低電圧動作信号に従って、ターンオフ制御信号を第3のスイッチ251に出力する。加えて、ターンオン制御信号が第4のスイッチ254に出力される場合、第4のフィードバック抵抗ユニット255は、第3の負荷をサンプリングし、第4のサンプリングされた電圧に従って電源21が電力を第3の負荷に供給するように、サンプリングを通じて得られた第4のサンプリングされた電圧を、第4のスイッチ254を通じて電源21にフィードバックする。第3のフィードバック抵抗ユニット252によってサンプリングを通じて得られる第3のサンプリングされた電圧は、第3の負荷の通常の動作電圧(たとえば2V)であり、第4のフィードバック抵抗ユニット255によってサンプリングを通じて得られる第4のサンプリングされた電圧は、第3の負荷の低消費電力電圧(たとえば1.2V)であることに留意されたい。
【００２９】
各々の負荷電源モジュールは、少なくとも1つのスイッチおよび少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニットを含み得るので、各負荷の電圧は複数の電源電圧から選択され得ることに留意されたい。
【００３０】
この実施形態では、3つの負荷電源モジュールは電子機器の中に配置され、各々の負荷電源回路は、少なくとも1つのスイッチ、少なくとも1つのフィードバック抵抗、およびキャパシタユニットを含む。各々の負荷電源回路中のスイッチがオンまたはオフされ、中央演算処理モジュールにより出力されるターンオン制御信号に従ってスイッチがオンされると、フィードバック抵抗ユニットは、負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源に送り、サンプリングされた電圧に従って電源が電力を負荷に供給する。また、中央演算処理モジュールにより出力されるターンオフ制御信号に従ってスイッチがオフされると、キャパシタユニットが電力を負荷に供給し、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、1つの電源により複数の異なる負荷に電力が供給され、消費電力を効果的に低減する。加えて、複数のスイッチおよびフィードバック抵抗ユニットが、各々の負荷電源回路の中に配置され得るので、異なる電源電圧を、負荷の異なる要求に従って選択できるので、電力を負荷へ供給する際の柔軟性を効果的に実現する。
【００３１】
本発明による前述の機能を有する電子機器は、周辺回路と組み合わせて複数のタイプのチップによって実装されてよく、好ましくは図４に示される実施形態で説明されたように実装される。この実施形態では、図４は、本発明の電子機器のさらに別の実施形態の概略回路図であり、図５は、図４に示される電子機器の電源31の部分的な概略回路図であり、図6は、図４に示される電子機器の第1の負荷電源回路32の概略回路図であり、図７は、図４に示される電子機器の第2の負荷電源回路33の概略回路図である。図４から図７を参照する。
【００３２】
電子機器は、電源31、第1の負荷電源回路32、および第2の負荷電源回路33を含む。第1の負荷電源回路32は、第1のスイッチ321、第1のフィードバック抵抗ユニット322、および第1のキャパシタユニット323を含む。第2の負荷電源回路33は、第2のスイッチ331、第2のフィードバック抵抗ユニット332、第2のキャパシタユニット333、第3のスイッチ334、および第3のフィードバック抵抗ユニット335を含む。
【００３３】
具体的には、第1のスイッチ321は、2つのトランジスタおよび2つの抵抗を含む双対トランジスタ構造を有し、第1のスイッチ321のピン1は第1のスイッチ331のピン1に接続され、第1のスイッチ321のピン2は中央演算処理モジュール(図示せず)のSELECT12に接続され、第1のスイッチ321のピン5は中央演算処理モジュールのSELECT11に接続され、第1のスイッチ321のピン4は電源31により出力される電力VREG_Cを受けるように構成され、第1のスイッチ321のピン3は電源VDD1を出力するように構成され、第1のスイッチ321のピン6は第1のフィードバック抵抗ユニット322に接続される。第1のフィードバック抵抗ユニット322は、抵抗R181、抵抗R180、およびキャパシタC190を含み、抵抗R180はキャパシタC190と並列に接続される。抵抗R180およびキャパシタC190の各々の一端子は、第1のスイッチ321のピン3に接続され、抵抗R180およびキャパシタC190の各々の他方の端子は、抵抗R181の一端子に接続され、抵抗R181の他方の端子はグラウンドに接続される。第1のキャパシタユニット323は、3つのキャパシタ、すなわち、キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193を含む。キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193は並列に接続される。キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193の各々の一端子は、グラウンドに接続される。キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193の各々の他方の端子は、第1のスイッチ321のピン3に接続される。加えて、キャパシタC191は、電力を負荷に供給するように構成され、キャパシタC192およびキャパシタC193は、リップルを除去するように構成される。
【００３４】
第2のスイッチ331は、2つのトランジスタおよび2つの抵抗を含む双対トランジスタ構造を有し、第2のスイッチ331のピン1は第1のスイッチ321および第3のスイッチ334のピン1にそれぞれ接続され、第2のスイッチ331のピン2は中央演算処理モジュールのSELECT221に接続され、第2のスイッチ331のピン5は中央演算処理モジュールのSELECT211に接続され、第2のスイッチ331のピン4は電源31により出力される電力VREG_Cを受け取るように構成され、第2のスイッチ331のピン3は電源VDD2を出力するように構成され、第2のスイッチ331のピン6は第2のフィードバック抵抗ユニット332に接続される。第2のフィードバック抵抗ユニット332は、抵抗R183、抵抗R182、およびキャパシタC197を含み、抵抗R182およびキャパシタC197は並列に接続される。抵抗R182およびキャパシタC197の各々の一端子は、第2のスイッチ331のピン3にそれぞれ接続され、抵抗R182およびキャパシタC197の各々の他方の端子は、抵抗R183の一端子に接続され、抵抗R183の他方の端子はグラウンドに接続される。第2のキャパシタユニット333は、3つのキャパシタ、すなわち、キャパシタC194、キャパシタC195、およびキャパシタC196を含み、キャパシタC194、キャパシタC195、およびキャパシタC196の各々の一端子は、グラウンドに接続され、キャパシタC194、キャパシタC195、およびキャパシタC196の各々の他方の端子は、第2のスイッチ331のピン3に接続される。加えて、キャパシタC194は、電力を負荷に供給するように構成され、キャパシタC195およびキャパシタC196は、リップルを除去するように構成される。
【００３５】
第3のスイッチ334は、2つのトランジスタおよび2つの抵抗を含む双対トランジスタ構造を有し、第3のスイッチ334のピン1は第2のスイッチ331のピン1に接続され、第3のスイッチ334のピン2は中央演算処理モジュールのSELECT222に接続され、第3のスイッチ334のピン5は中央演算処理モジュールのSELECT212に接続され、第3のスイッチ334のピン6は第3のフィードバック抵抗ユニット335に接続される。第3のフィードバック抵抗ユニットは、抵抗R189、抵抗R184、およびキャパシタC198を含み、抵抗R184およびキャパシタC198は並列に接続される。抵抗R184およびキャパシタC198の各々の一端子は、第2のスイッチ331のピン3に接続され、抵抗R184およびキャパシタC198の各々の他方の端子は、抵抗R189の一端子に接続され、抵抗R189の他方の端子はグラウンドに接続される。
【００３６】
電源31が第1のスイッチ321と接続される負荷に電力を供給する場合、第1のスイッチ321が飽和した導通状態になれるように、中央演算処理モジュールはSELECT12信号を低く制御するので、第1のフィードバック抵抗ユニット322の中の抵抗R180および抵抗R181は負荷をサンプリングし、具体的には、式VREG_C=VREF×R181/(R181+R180)を使うことによって、第1のサンプリングされた電圧VREG_Cを得て、第1のサンプリングされた電圧VREG_Cを電源31のFBピンにフィードバックする。したがって、電源31は、第1のサンプリングされた電圧VREG_Cに従って、電力VREG_Cを第1のスイッチ321のピン4に出力する。加えて、中央演算処理モジュールは、第1のスイッチ321が飽和した導通状態になれるように、中央演算処理モジュールはSELECT11信号を低く制御するので、第1のスイッチ321のピン4は、電源31により出力される電力VREG_Cを受け取り、電源VDD1は、第1のスイッチ321のピン3を通じて出力される。同時に、第2のスイッチ331および第3のスイッチ334はオフであり、C194が、第1のスイッチ321と接続された負荷に電力を供給する。ここで、VREFは一定値である。負荷の電圧は、抵抗R181および抵抗R180の値に関連することに留意されたい。
【００３７】
電源31が、第2のスイッチ331と接続される負荷に電力を供給し、負荷が正常に動作できるようにする場合、中央演算処理モジュールは、第2のスイッチ331が飽和した導通状態になれるように、SELECT221信号を低く制御するので、第2のフィードバック抵抗ユニット332の中の抵抗R183および抵抗R182は、負荷をサンプリングし、すなわち、式VREG_C=VREF×R183(R183+R182)を使うことによって第2のサンプリングされた電圧VREG_Cを得て、第2のサンプリングされた電圧フィードバックVREG_Cを電源31のFBピンにフィードバックする(FBピンの電圧はVREFである)。したがって、電源31は、第2のサンプリングされた電圧VREG_Cに従って、第2のスイッチ331のピン4に電源VREG_Cを出力する。加えて、中央演算処理モジュールは、第2のスイッチ331が飽和した導通状態になれるように、SELECT211信号を低く制御するので、第2のスイッチ331のピン4は電源31により出力される電力VREG_Cを受け取り、電源VDD2は第2のスイッチ331のピン3を通じて出力される。同時に、第1のスイッチ321および第3のスイッチ334はオフであり、C191は、第1のスイッチ321と接続される負荷に電力を供給する。
【００３８】
第2のスイッチ331と接続される負荷がスタンバイ低電圧で動作する場合、負荷は、第2のスイッチ331を通じて、低電圧動作信号を中央演算処理モジュールに送る。中央演算処理モジュールは、第3のスイッチ334が飽和した導通状態になれるように、SELECT222信号を低く制御するので、第3のフィードバック抵抗ユニット335の中の抵抗R189および抵抗R184は、負荷をサンプリングし、すなわち、式VREG_C=VREF×R189/(R189+R184)を使うことによって第3のサンプリングされた電圧VREG_Cを得て、第3のサンプリングされた電圧VREG_Cを、電源31のFBピンにフィードバックする。したがって、電源31は、第3のサンプリングされた電圧を従って、得られたVREG_Cを第2のスイッチ331のピン4に出力する。加えて、中央演算処理制御モジュールはSELECT211信号を低く制御するので、第2のスイッチ331の中のピン3、ピン4、およびピン5を有するトランジスタはオンであり、第2のスイッチ331の中のピン1、ピン2、およびピン6を有するトランジスタはオフである。したがって、第2のスイッチ331のピン4は、電源モジュール31により出力される電力VREG_Cを受け取り、電源VDD2は、第2のスイッチ331のピン3を通じて出力され、電源VDD2は低電圧である。同時に、第1のスイッチ321はオフであり、C191は、第1のスイッチ321に接続される負荷に電力を供給する。
【００３９】
第2のスイッチ331と接続される負荷が動作せず休止する必要がある場合、電源31は、第1のスイッチ321に接続された負荷に電力を供給し、キャパシタC194は、第2のスイッチ331に接続された負荷に電力を供給することにも留意されたい。キャパシタC194は、短い期間、たとえば約0.2秒よりも短い期間電力を供給するので、0.2秒後には、キャパシタC194は放電を完了し、第2のスイッチ331に接続された負荷にもはや電力を供給できない。
【００４０】
さらに、前述の実施形態では、電源が負荷に電力を供給しない時に、キャパシタが継続的に電力を負荷へ供給できることを保証するために、キャパシタの放電電流は、負荷の正常な動作に必要な電流よりも大きくなければならない。具体的には、キャパシタユニット中のキャパシタの電流は、微分式I=Cd(u)/d(t)などの式を使うことによって計算することができる。ここで、Iはキャパシタの電流を表し、Cd(u)はキャパシタの電圧の変化を表し、d(t)は時間の変化を表す。たとえば、負荷の電源スイッチング周波数が100k、C194およびC191の容量が10μf、および電圧リップルが0.2Vであるとすると、I=10μf×0.2V/(1/100k)=200maであるので、50ma未満の負荷が使われる時は、電源モジュールが負荷に電力を供給しない場合に、キャパシタが負荷に電力を継続的に供給できることが保証され得る。加えて、実際の適用例では、負荷に対して電力がより良好に継続的に供給され得るように、スイッチング周波数が高められ、負荷の前方の連続的な容量が増加し得る。負荷の前の連続的な容量が増加することは、キャパシタユニット中のキャパシタの数が増加すること、または、キャパシタの数の増大を伴わずに、キャパシタユニット中のキャパシタの容量が増加することである。
【００４１】
図８は、本発明の単一の電源により少なくとも2つの異なる負荷に電力を供給するための方法の実施形態のフローチャートである。図８に示されるように、この実施形態の方法は、以下のステップを含む。
【００４２】
ステップ１０１：負荷電源回路が、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号を受け取る。
【００４３】
この実施形態では、負荷電源回路は、図１から図４に示される実施形態の負荷電源モジュールであってよい。制御信号は、ターンオン制御信号またはターンオフ制御信号であってよい。
【００４４】
ステップ１０２：負荷電源回路は、負荷へ電力を供給するために、制御信号に従って、電源モジュールまたは負荷電源モジュール中のキャパシタユニットを選択する。
【００４５】
この実施形態では、負荷電源回路は、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号を受け取り、負荷へ電力を供給するために、制御信号に従って、電源または負荷電源回路中のキャパシタユニットを選択して、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点を解決し、これによって1つの電源によって電力を複数の異なる負荷に供給し、電力消費を効果的に低減する。
【００４６】
さらに、本発明の別の実施形態では、図８に示される実施形態に基づいて、ステップ１０２の実施方式は、制御信号がターンオン制御信号である場合に、ターンオン制御信号に従って、負荷電源回路によって負荷をサンプリングし、サンプリングされた電圧に従って電源が電力を出力するように、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源モジュールに出力するステップと、負荷電源回路によって電力を受け取り、電力を負荷に出力するステップである。
【００４７】
あるいは、ステップ１０２の別の実施態様は、制御信号がターンオフ制御信号である場合に、ターンオフ制御信号に従って負荷電源モジュールによって、負荷に電力を供給するために、電源負荷回路中のキャパシタユニットを選択するステップである。
【００４８】
この実施形態では、中央演算処理モジュールがターンオン制御信号を出力する場合、負荷がサンプリングされ、サンプリングされた電圧に従って電源が負荷に電力を供給するように、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧が電源モジュールに送られる。また中央演算処理モジュールがターンオフ制御信号を出力する場合、キャパシタユニットが電力を負荷に供給し、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、1つの電源によって電力が複数の異なる負荷に供給され、電力消費を効果的に低減する。
【００４９】
本発明の実施形態では、異なる負荷とは、電圧の要求が異なる負荷を指し、高電圧状態および低電圧状態でそれぞれ動作する同じ性質の負荷も、本発明の実施形態で説明された異なる負荷に属する。
【００５０】
本発明の実施形態では、中央演算処理モジュールは、各々の負荷電源回路の中のスイッチを制御する必要があるので、電源は、同時に、電圧の要求が同一である負荷にしか電力を供給しないことに留意されたい。異なる負荷が回路の全体に存在する場合、中央演算処理モジュールは次いで、対応する負荷電源回路の中のスイッチをオンおよびオフするので、負荷電源回路の中のキャパシタは、交互に充電および放電され、よって負荷に電力が継続的に供給される。負荷への電力の継続的な供給を確保するために、中央演算処理モジュールによってオフされる負荷電源回路のスイッチのオフ期間は、負荷電源回路の中の負荷に電力を供給するように構成されるキャパシタの放電期間ほど長くてはならない。
【００５１】
実施形態の方法のステップのすべてまたは一部は、関連のあるハードウェアに指示するプログラムによって実装され得ることを、当業者は理解し得る。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。プログラムが実行されると、前述の実施形態の方法のステップが実行される。記憶媒体は、ROM、RAM、磁気ディスク、または光ディスクのようなプログラムコードを記憶できる任意の媒体であってよい。
【００５２】
最後に、前述の実施形態は、本発明を限定する以外に、単に本発明の技術的な解決法を説明するためのものに過ぎないことに留意されたい。本発明は、前述の実施形態に関して詳しく説明されたが、本発明の実施形態の技術的な解決法の趣旨および範囲から逸脱することなく、前述の実施形態で説明された技術的な解決法を修正でき、またはそのいくつかの技術的な特徴に対して等価な置換を行えることを、当業者は理解されたい。
【符号の説明】
【００５３】
１１…電源、
１２…中央演算処理モジュール、
１３…負荷電源回路、
１３１…スイッチ、
１３２…フィードバック抵抗ユニット、
１３３…キャパシタユニット、
２１…電源、
２２…中央演算処理モジュール、
２３…第１の負荷電源回路、
２３１…第１のスイッチ、
２３２…第１のフィードバック抵抗ユニット、
２３３…第１のキャパシタユニット、
２４…第２の負荷電源回路、
２４１…第２のスイッチ、
２４２…第２のフィードバック抵抗ユニット、
２４３…第２のキャパシタユニット、
２５…第３の負荷電源回路、
２５１…第３のスイッチ、
２５２…第３のフィードバック抵抗ユニット、
２５３…第３のキャパシタユニット、
２５４…第４のスイッチ、
２５５…第４のフィードバック抵抗ユニット、
３１…電源、
３２…第１の負荷電源回路、
３２１…第１のスイッチ、
３２２…第１のフィードバック抵抗ユニット、
３２３…第１のキャパシタユニット、
３３…第２の負荷電源回路、
３３１…第２のスイッチ、
３３２…第２のフィードバック抵抗ユニット、
３３３…第２のキャパシタユニット、
３３４…第３のスイッチ、
３３５…第３のフィードバック抵抗ユニット
【図１】
2013546296.tif 000003
【図２】
2013546296.tif 000004
【図３】
2013546296.tif 000005
【図４】
2013546296.tif 000006
【図５】
2013546296.tif 000007
【図６】
2013546296.tif 000008
【図７】
2013546296.tif 000009
【図８】
2013546296.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月13日(2013.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のある実施形態は、単一の電源によって少なくとも2つの異なる負荷に電力を供給するための方法を提供し、この方法は、負荷電源回路によって、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号を受信するステップと、制御信号に従い負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または負荷電源回路の中のキャパシタユニットを選択するステップとを有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この実施形態では、少なくとも2つの負荷電源回路が電子機器の中に配置され、負荷電源回路は、少なくとも1つのスイッチ、少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニット、およびキャパシタユニットを含む。中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってスイッチがオンされると、フィードバック抵抗ユニットは、負荷をサンプリングするように始動され、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源に送り、電源がそのサンプリングされた電圧に従って電力を負荷に供給する。中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってスイッチがオフされると、キャパシタユニットが電力を負荷に供給する。1つの負荷が電源で電力供給されると、別の負荷は、自身に接続されるキャパシタユニットで電力供給されうる。したがって、電源は、電力を複数の負荷に供給することができ、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一でなければならず1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、消費電力を効果的に低減する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
キャパシタユニットの放電電流は、負荷の通常の動作に必要な電流よりも大きいことに留意されたい。具体的には、キャパシタユニット中のあるキャパシタの電流は、微分式I=Cd(u)/d(t)などの式を用いて計算することができる。ここで、Iはキャパシタの電流を表し、Cd(u)はキャパシタの電圧の変化を表し、d(t)は時間の変化を表す。たとえば、負荷の電源スイッチング周波数が100kHzであり、C194およびC191の容量が10μFであり、電圧リップルが0.2Vであるとすると、I=10μF×0.2V(1/100kHz)=200mAであるので、50mA未満の負荷が使われる時は、電源が負荷に電力を供給しない場合に、キャパシタが負荷に電力を継続的に供給できることが保証され得る。加えて、実際の適用例では、負荷に対して電力がより良好に継続的に供給され得るように、スイッチング周波数が高められ、負荷の前方の連続的な容量が増加し得る。負荷の前方の連続的な容量が増加することは、キャパシタユニット中のキャパシタの数が増加すること、または、キャパシタの数の増大を伴わずに、キャパシタユニット中のキャパシタの容量が増加することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
具体的には、中央演算処理モジュール22は、第1のスイッチ231、第2のスイッチ241、および第3のスイッチ251にそれぞれ接続される。第1のスイッチ231、第1のフィードバック抵抗ユニット232、および第1のキャパシタユニット233は、第1の負荷にそれぞれ接続される。第2のスイッチ241、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第2のキャパシタユニット243は、第2の負荷にそれぞれ接続される。第3のスイッチ251、第3のフィードバック抵抗ユニット252、および第3のキャパシタユニット253は、第3の負荷にそれぞれ接続される。3つの負荷が同一である場合、第1のフィードバック抵抗ユニット232、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第3のフィードバック抵抗ユニット252は、同じ抵抗を有するように設定され得る。3つの負荷が異なる場合、第1のフィードバック抵抗ユニット232、第2のフィードバック抵抗ユニット242、および第3のフィードバック抵抗ユニット252は、異なる抵抗を有するように設定され得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図３は、本発明の電子機器のさらに別の実施形態の概略構造図である。図２に示される実施形態に基づいて、第3の負荷がスタンバイ低電圧で動作する例が、この実施形態の技術的な解決法を詳細に示すために使われる。図４に示されるように、第3の負荷電源回路25はさらに、第4のスイッチ254および第4のフィードバック抵抗ユニット255を含み、第4のスイッチ254は、電源21および中央演算処理モジュール22と接続され、中央演算処理モジュール22により出力される制御信号に従ってオンまたはオフされるように構成される。また第4のフィードバック抵抗ユニット255は、第3の負荷および第4のスイッチ254と接続され、第4のスイッチ254がオンされると第3の負荷をサンプリングし、第4のサンプリングされた電圧に従って電源21が電力を第3の負荷に供給するように、サンプリングを通じて得られた第4のサンプリングされた電圧を、第4のスイッチ254を通じて電源21にフィードバックするように構成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
各々の負荷電源回路は、少なくとも1つのスイッチおよび少なくとも1つのフィードバック抵抗ユニットを含み得るので、各負荷の電圧は複数の電源電圧から選択され得ることに留意されたい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
この実施形態では、3つの負荷電源回路は電子機器の中に配置され、各々の負荷電源回路は、少なくとも1つのスイッチ、少なくとも1つのフィードバック抵抗、およびキャパシタユニットを含む。各々の負荷電源回路中のスイッチがオンまたはオフされ、中央演算処理モジュールにより出力されるターンオン制御信号に従ってスイッチがオンされると、フィードバック抵抗ユニットは、負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源に送り、サンプリングされた電圧に従って電源が電力を負荷に供給する。また、中央演算処理モジュールにより出力されるターンオフ制御信号に従ってスイッチがオフされると、キャパシタユニットが電力を負荷に供給し、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、1つの電源により複数の異なる負荷に電力が供給され、消費電力を効果的に低減する。加えて、複数のスイッチおよびフィードバック抵抗ユニットが、各々の負荷電源回路の中に配置され得るので、異なる電源電圧を、負荷の異なる要求に従って選択できるので、電力を負荷へ供給する際の柔軟性を効果的に実現する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
具体的には、第1のスイッチ321は、2つのトランジスタおよび2つの抵抗を含む双対トランジスタ構造を有し、第1のスイッチ321のピン1は第2のスイッチ331のピン1に接続され、第1のスイッチ321のピン2は中央演算処理モジュール(図示せず)のSELECT12に接続され、第1のスイッチ321のピン5は中央演算処理モジュールのSELECT11に接続され、第1のスイッチ321のピン4は電源31により出力される電力VREG_Cを受けるように構成され、第1のスイッチ321のピン3は電源VDD1を出力するように構成され、第1のスイッチ321のピン6は第1のフィードバック抵抗ユニット322に接続される。第1のフィードバック抵抗ユニット322は、抵抗R181、抵抗R180、およびキャパシタC190を含み、抵抗R180はキャパシタC190と並列に接続される。抵抗R180およびキャパシタC190の各々の一端子は、第1のスイッチ321のピン3に接続され、抵抗R180およびキャパシタC190の各々の他方の端子は、抵抗R181の一端子に接続され、抵抗R181の他方の端子はグラウンドに接続される。第1のキャパシタユニット323は、3つのキャパシタ、すなわち、キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193を含む。キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193は並列に接続される。キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193の各々の一端子は、グラウンドに接続される。キャパシタC191、キャパシタC192、およびキャパシタC193の各々の他方の端子は、第1のスイッチ321のピン3に接続される。加えて、キャパシタC191は、電力を負荷に供給するように構成され、キャパシタC192およびキャパシタC193は、リップルを除去するように構成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
第2のスイッチ331と接続される負荷がスタンバイ低電圧で動作する場合、負荷は、第2のスイッチ331を通じて、低電圧動作信号を中央演算処理モジュールに送る。中央演算処理モジュールは、第3のスイッチ334が飽和した導通状態になれるように、SELECT222信号を低く制御するので、第3のフィードバック抵抗ユニット335の中の抵抗R189および抵抗R184は、負荷をサンプリングし、すなわち、式VREG_C=VREF×R189/(R189+R184)を使うことによって第3のサンプリングされた電圧VREG_Cを得て、第3のサンプリングされた電圧VREG_Cを、電源31のFBピンにフィードバックする。したがって、電源31は、第3のサンプリングされた電圧を従って、得られたVREG_Cを第2のスイッチ331のピン4に出力する。加えて、中央演算処理モジュールはSELECT211信号を低く制御するので、第2のスイッチ331の中のピン3、ピン4、およびピン5を有するトランジスタはオンであり、第2のスイッチ331の中のピン1、ピン2、およびピン6を有するトランジスタはオフである。したがって、第2のスイッチ331のピン4は、電源31により出力される電力VREG_Cを受け取り、電源VDD2は、第2のスイッチ331のピン3を通じて出力され、電源VDD2は低電圧である。同時に、第1のスイッチ321はオフであり、C191は、第1のスイッチ321に接続される負荷に電力を供給する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
さらに、前述の実施形態では、電源が負荷に電力を供給しない時に、キャパシタが継続的に電力を負荷へ供給できることを保証するために、キャパシタの放電電流は、負荷の正常な動作に必要な電流よりも大きくなければならない。具体的には、キャパシタユニット中のキャパシタの電流は、微分式I=Cd(u)/d(t)などの式を使うことによって計算することができる。ここで、Iはキャパシタの電流を表し、Cd(u)はキャパシタの電圧の変化を表し、d(t)は時間の変化を表す。たとえば、負荷の電源スイッチング周波数が100kHz、C194およびC191の容量が10μF、および電圧リップルが0.2Vであるとすると、I=10μF×0.2V/(1/100kHz)=200mAであるので、50mA未満の負荷が使われる時は、電源が負荷に電力を供給しない場合に、キャパシタが負荷に電力を継続的に供給できることが保証され得る。加えて、実際の適用例では、負荷に対して電力がより良好に継続的に供給され得るように、スイッチング周波数が高められ、負荷の前方の連続的な容量が増加し得る。負荷の前の連続的な容量が増加することは、キャパシタユニット中のキャパシタの数が増加すること、または、キャパシタの数の増大を伴わずに、キャパシタユニット中のキャパシタの容量が増加することである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
この実施形態では、負荷電源回路は、図１から図４に示される実施形態の負荷電源回路であってよい。制御信号は、ターンオン制御信号またはターンオフ制御信号であってよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
ステップ１０２：負荷電源回路は、負荷へ電力を供給するために、制御信号に従って、電源または負荷電源回路中のキャパシタユニットを選択する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
さらに、本発明の別の実施形態では、図８に示される実施形態に基づいて、ステップ１０２の実施方式は、制御信号がターンオン制御信号である場合に、ターンオン制御信号に従って、負荷電源回路によって負荷をサンプリングし、サンプリングされた電圧に従って電源が電力を出力するように、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧を電源に出力するステップと、負荷電源回路によって電力を受け取り、電力を負荷に出力するステップである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
あるいは、ステップ１０２の別の実施態様は、制御信号がターンオフ制御信号である場合に、ターンオフ制御信号に従って負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源負荷回路中のキャパシタユニットを選択するステップである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
この実施形態では、中央演算処理モジュールがターンオン制御信号を出力する場合、負荷がサンプリングされ、サンプリングされた電圧に従って電源が負荷に電力を供給するように、サンプリングを通じて得られたサンプリングされた電圧が電源に送られる。また中央演算処理モジュールがターンオフ制御信号を出力する場合、キャパシタユニットが電力を負荷に供給し、これによって、電源多重化において負荷の電圧が同一である必要があり1つの負荷を別々にオフできないという従来技術の欠点が解決されるので、1つの電源によって電力が複数の異なる負荷に供給され、電力消費を効果的に低減する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
最後に、前述の実施形態は、本発明を限定する以外に、単に本発明の技術的な解決法を説明するためのものに過ぎないことに留意されたい。本発明は、前述の実施形態に関して詳しく説明されたが、本発明の実施形態の技術的な解決法の範囲から逸脱することなく、前述の実施形態で説明された技術的な解決法を修正でき、またはそのいくつかの技術的な特徴に対して等価な置換を行えることを、当業者は理解されたい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源および中央演算処理モジュールと、少なくとも２つの負荷電源回路をさらに備える電子機器であって、
前記負荷電源回路が、キャパシタユニット、少なくとも１つのスイッチ、および少なくとも１つのフィードバック抵抗ユニットを備え、
前記スイッチが、前記電源および前記中央演算処理モジュールにそれぞれ接続され、前記中央演算処理モジュールにより出力される制御信号に従ってオンまたはオフされるように構成され、
前記フィードバック抵抗ユニットが、前記スイッチおよび負荷に接続され、前記スイッチがオンされる時に前記負荷をサンプリングし、サンプリングを通じて得られた電圧に従って前記電源が電力を負荷に供給するように、前記スイッチを通じて前記電源に前記電圧をフィードバックするように構成され、
前記キャパシタユニットが、前記スイッチおよび負荷に接続され、前記スイッチがオンされる時に充電され、または前記スイッチがオフされる時に電力を負荷に供給するように構成される、電子機器。
【請求項２】
前記キャパシタユニットの放電電流が、前記負荷の正常な動作に必要な電流よりも大きい、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記スイッチがトランジスタスイッチである、請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記中央演算処理モジュールがさらに、前記スイッチのオフ期間を、前記キャパシタユニットの放電期間ほど長くならないように制御するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項５】
単一の電源によって少なくとも２つの異なる負荷に電力を供給するための方法であって、
負荷電源回路によって、中央演算処理モジュールにより出力される制御信号を受け取るステップと、
前記負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または前記負荷電源回路のキャパシタユニットを前記制御信号に従って選択するステップと
を有する、方法。
【請求項６】
前記負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または前記負荷電源回路のキャパシタユニットを前記制御信号に従って選択するステップが、
前記制御信号がターンオン制御信号である時、前記負荷電源回路によって、前記ターンオン制御信号に従って前記負荷をサンプリングし、サンプリングされた電圧に従って前記電源が電力を出力するように、前記サンプリングされた電圧を前記電源に出力するステップと、
前記負荷電源回路によって、前記電力を受け取り、前記電力を前記負荷に出力するステップと
を有する、請求項５に記載の電力を供給するための方法。
【請求項７】
前記負荷電源回路によって、負荷に電力を供給するために、電源または前記負荷電源回路のキャパシタユニットを前記制御信号に従って選択するステップが、
前記制御信号がターンオフ制御信号である時、前記負荷電源回路によって、前記負荷に電力を供給するために、前記負荷電源回路の前記キャパシタユニットを前記ターンオフ制御信号に従って選択するステップ
を含む、請求項５に記載の電力を供給するための方法。
【請求項８】
前記負荷電源回路のスイッチのオフ期間が、前記キャパシタユニットの放電期間ほど長くない、請求項５から７のいずれか一項に記載の電力を供給するための方法。
【国際調査報告】
2013546296.tif 000011
2013546296.tif 000012
2013546296.tif 000013
2013546296.tif 000014
2013546296.tif 000015
2013546296.tif 000016
2013546296.tif 000017
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