(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のソースから受け取られるエネルギを捕捉及び保持する、直列に結合される複数の保持要素と、
前記複数の保持要素へ結合され、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせるバランサと、
前記バランサへ結合され、該バランサの動作を制御する制御ロジックと
を有する装置。
【請求項２】
複数の出力段を更に有し、
各出力段は、夫々のバランサ出力ポートへ結合され、
各出力段がパスゲートを有すること及び／又は少なくとも１つの出力段が電圧レギュレータを有することのうちの少なくとも１つがある、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各保持要素は、バッテリ及び／又はキャパシタのうちの少なくとも１つを有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
複数のタップを更に有し、
各タップは、夫々の負荷へ結合する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記バランサは、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、及び／又はバックブースト電圧レギュレータのうちの少なくとも１つを有する、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記バランサは、少なくとも１つの電圧レギュレータを有する、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電圧レギュレータのうちの少なくとも１つの電圧レギュレータは、開ループにおいて動作する、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】
直列に結合される複数の保持要素によって、複数のソースから受け取られるエネルギを捕捉することと、
各保持要素によって、夫々のソースから受けられたエネルギを保持することと、
前記複数の保持要素へ結合されるバランサによって、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせることと、
制御ロジックによって、前記バランサの動作を制御することと
を有し、
前記制御することは、電圧をレギュレートすることを含む、方法。
【請求項９】
複数の出力段の夫々によって、前記バランサの夫々の出力を制御することを更に有する
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各保持要素は、バッテリ及びキャパシタのうちの少なくとも１つを有する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
複数のタップの夫々によって、電力デバイスの出力を夫々の負荷へ結合することを更に有する
請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記バランサは、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、及びバックブースト電圧レギュレータのうちの少なくとも１つを有する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
複数のソースによって、前記エネルギを供給することを更に有する
請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
複数のソースと、
前記複数のソースへ結合される電力デバイスと
を有し、
前記電力デバイスは、
直列に結合される複数の保持要素であり、各保持要素が夫々のソースから受け取られるエネルギを捕捉及び保持する、前記複数の保持要素と、
前記複数の保持要素へ結合され、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせるバランサと、
前記バランサへ結合され、該バランサの動作を制御する制御ロジックと
を有する、システム。
【請求項１５】
前記電力デバイスは、複数の出力段を更に有し、各出力段は、夫々のバランサ出力ポートへ結合される、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
各保持要素は、バッテリ及び／又はキャパシタのうちの少なくとも１つを有する、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記電力デバイスは、複数のタップを更に有し、各タップは、前記電力デバイスを夫々の負荷へ結合する、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記バランサは、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、及び／又はバックブースト電圧レギュレータのうちの少なくとも１つを有する、
請求項１４乃至１７のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
少なくとも１つの出力段は、電圧レギュレータを有する、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数のソースは、少なくとも１つの非従来型電源を有する、
請求項１４乃至１７のうちのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
請求項８乃至１３のうちいずれか一項に記載の方法を実施するよう構成される少なくとも１つのデバイスを含むシステム。
【請求項２２】
請求項８乃至１３のうちいずれか一項に記載の方法を実施する手段を有するデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力供給に関係があり、特に、マルチソース電力供給システムに関係がある。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータデバイスは、通常、単一の電源（例えば、バッテリ又は電力供給）からエネルギを受ける。バッテリはまた、バッテリ充電器からエネルギを受け得る。バッテリ充電器又は電力供給は、ＡＣ（alternating  current）（交流）入力を受け、ＤＣ（direct  current）（直流）出力をバッテリへ又はコンピュータデバイスへ夫々供給し得る。単一の電源から受け取られたエネルギは、次いで、コンピュータデバイス内の電力変換ロジックによって１つ以上の電圧へ変換され得る。電力変換ロジックは、１つ以上の動作電圧で、コンピュータデバイスの選択された要素へエネルギを供給するよう構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
請求される対象の特徴及び利点は、それらに対応する実施形態の以下の詳細な説明から明らかである。以下の詳細な説明は、添付の図面を参照して検討されるべきである。
【図１】本開示の様々な実施形態に従って、マルチソース電力供給システム及び負荷デバイスの機能ブロック図を表す。
【図２】本開示の一実施形態に従って、３段バランサを含むマルチソース電力供給システムの例を表す。
【図３】本開示の一実施形態に従って、２段バランサを含むマルチソース電力供給システムの他の例を表す。
【図４】本開示の様々な実施形態に従う電力供給動作のフローチャートである。  以下の詳細な説明は、実例となる実施形態を参照して進むが、それらの多くの代替案、変更、及び変形は、当業者に明らかである。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
概して、本開示は、マルチソース電力供給システム（及び方法）に関係がある。マルチソース電力供給システムは、従来型及び／又は非従来型の複数の電源（“ソース”）と、バランサ及び複数の保持要素を含む電力デバイスとを含み得る。電力ソースは、複数のソースからエネルギを受け、各ソースからのエネルギを夫々の保持要素で保持するよう構成される。複数の保持要素は、直列に互いへ結合されるよう構成され、各保持要素は、バランサへ結合されるよう構成される。バランサは、保持要素のうちの１つ以上の夫々から引き込まれたエネルギの平衡を保たせるよう構成された１つ以上の電圧レギュレータ及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータを含む。電力デバイスは、複数の平衡電圧（“出力電圧”）でエネルギを複数のタップへ供給するよう構成される。出力電圧の数（及びタップの数）は、ソースの数以下であってよい。タップの１つ以上は、次いで、負荷デバイスへ結合され得る。
【０００５】
従来型のソースは、バッテリ充電器、ＡＣ（alternating  current）／ＤＣ（direct  current）コンバータ、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）（ユニバーサル・シリアル・バス）ポート、などを含むが、それらに限られない。従来型のソースは、一般に、数ボルトから数十ボルト、例えば、５、１２、及び／又は２０ボルトの電圧でエネルギを供給するよう構成され得る。非従来型のソースは、太陽電池、光起電電池、アンテナからのエネルギを捕捉及び変換するよう構成された無線電力源、振動を電気エネルギに変換するよう構成された圧電ソース、温度勾配にわたる熱フローを電気エネルギに変換するよう構成された熱電ソース、などを含む。非従来型のソースは、１の位及び１０分の１の位の桁のボルトでの電圧においてエネルギを供給し得る。夫々の非従来型のソースへ結合される保持要素は夫々が、１の位及び１０分の１の位の桁のボルトでの電圧においてエネルギを受け取って保持するよう構成され得る。
【０００６】
負荷デバイスの少なくともいくつかの要素（例えば、負荷）の動作電圧は、０．５ボルトから５ボルトの範囲にあってよい。例えば、コンピュータデバイスの要素の動作電圧は、５、３．３、１．８、１．５、１．３、及び／又は０．８ボルトを含み得る。個々の非従来型のソースの出力電圧よりも大きい電力デバイス出力電圧は、直列に結合される複数の保持要素へ結合することによって、供給され得る。電力デバイス出力電圧は、次いで、例えば、コンピュータデバイスへ、あったとしてもほとんど変換を伴わずに、供給され得る。第１及び第２の電圧の値が比較的近い場合に第１の電圧を第２の電圧へ変換することは、一般に、第１の電圧が第２の電圧よりも相対的にずっと大きいか又は相対的にずっと小さい場合に第１の電圧を第２の電圧へ変換することよりも、効率が良い。よって、比較的最低限の変換しか有さずに、非従来型のソースからの出力電圧を、負荷デバイスに含まれる負荷の動作電圧と比較的近く整合させることは、従来型電源の出力電圧を変換することに比べて、大きい相対電圧差に起因して、高効率であり得る。
【０００７】
図１は、本開示のいくつかの実施形態に従って、マルチソース電力供給システム１００及び負荷デバイス１０６のシステムブロック図を表す。負荷デバイス、例えば、負荷デバイス１０６は、コンピュータデバイス（例えば、サーバ、ワークステーションコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ（例えば、ｉＰａｄ（登録商標）、ＧａｌａｘｙＴａｂ、及び同様のもの）、ウルトラポータブルコンピュータ、ウルトラモバイルコンピュータ、ネットブックコンピュータ、及び／又はサブノートブックコンピュータ）；スマートフォン（例えば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）に基づく電話機、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）、Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標）に基づく電話機、Ｐａｌｍ（登録商標）に基づく電話機、など）及び／又はフィーチャーフォンを含むがそれらに限られない携帯電話機；装着型デバイス及び／又はシステム；及び／又はセンサ及び／又はセンサネットワーク（有線及び／又は無線）、などを含み得るが、それらに限られない。
【０００８】
負荷デバイス１０６は、複数の負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・、１３０ｐを含み得る。負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・、１３０ｐは、回路（アナログ及びデジタル）、ロジック、電圧レギュレータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び／又は電力レール、などを含み得るが、それらに限られない。負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・、１３０ｐのうちの１つ以上は、１つ以上の入力電圧でマルチソース電力供給システム１００からエネルギを受けるよう構成される。いくつかの実施形態において、負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・及び／又は１３０ｐは、受け取られた入力電圧を変換することなしに、供給エネルギを利用するよう構成され得る。いくつかの実施形態において、負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・、及び／又は１３０ｐは電圧レギュレータに対応し得る。例えば、電圧レギュレータは、電圧レギュレータへ結合されている負荷デバイス要素の動作電圧に入力電圧が比較的近い場合に、線形及び／又は低損失電圧レギュレータに対応し得る。
【０００９】
負荷デバイス１０６は、パフォーマンス監視ユニット（ＰＭＵ；performance  monitoring  unit）１３２を更に含み得る。ＰＭＵ１３２は、負荷デバイス１０６のパフォーマンスをモニタし、本願で記載されるように、負荷デバイス１０６及び／又は負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・、１３０ｐにおける変化及び／又はそれらの予想されるエネルギ消費に関するインジケーション（例えば、信号）をシステム１００へ供給するよう構成され得る。
【００１０】
システム１００は、電力デバイス１０２及び複数のソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍを含む。ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍは、本願で記載されるように、従来型及び／又は非従来型の電源を含み得る。いくつかの実施形態において、システム１００は従来型電源１０５を含み得る。従来型のソース１０５は、供給電圧Ｖｉｎを有するＡＣ供給へ結合され得るＡＣ／ＤＣコンバータ（すなわち、バッテリ充電器）に対応し得る。従来型のソース１０５は電力デバイス１０２へ結合され得る。従来型のソース１０５は、例えば、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍが非従来型のソースに対応する場合に、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍに加えて、及び／又はそれらの代わりとして、エネルギを電力デバイス１０２へ供給するよう構成される。
【００１１】
電力デバイス１０２は、制御ロジック１１０、複数の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍ、及びバランサ１１４を含む。電力デバイス１０２は、複数の出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎを更に含み得る。電力デバイス１０２は、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、及び／又は１０４ｍ、及び／又は従来型のソース１０５のうちの１つ以上から電気エネルギを受けるよう構成される。従来型のソース１０５は、ノード１１５ａ及び１１５ｂにおいてバランサ１１４及び複数の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍへ結合するよう構成される。例えば、従来型のソース１０５は、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、及び／又は１０４ｍのうちの１つ以上が利用可能でない場合に、エネルギをバランサ１１４及び複数の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍへ供給するよう構成され得る。
【００１２】
ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍから受け取られるエネルギは、夫々の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍへ供給され得、そして、夫々の入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、ＶＳｍにあり得る。電力デバイス１０２は、夫々の電力デバイスタップ１１８ａ、１１８ｂ、・・・、１１８ｎでエネルギ出力を供給するよう構成される。関連するタップと接地との間で測定される出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、・・・、Ｖｏｕｔｎは、入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、及び／又はＶＳｍのうちの１つ以上と関係がある。例えば、Ｖｏｕｔ１はＶＳ１に対応し得る。他の例では、Ｖｏｕｔ２は、ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、及びＶＳｍの和に対応し得る。タップの数、従って、出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、・・・、Ｖｏｕｔｎの数は、入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、ＶＳｍの数以下である。入力電圧の数は、保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍの数に対応し、更には、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍの数にも対応し得る。
【００１３】
制御ロジック１１０は、電力デバイス１０２の動作を管理するよう構成される。例えば、制御ロジック１１０は、負荷デバイス１０６の動作に関するインジケーション（例えば、信号）をＰＭＵ１３２から受信するよう構成され得る。制御ロジック１１０は、本願で記載されるように、インジケーションに応答してバランサ１１４及び／又は出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎのうちの１つ以上を管理するよう構成される。
【００１４】
保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍは、充電式バッテリ、キャパシタ、及び／又はスーパーキャパシタを含み得る。充電式バッテリは、１つ以上の再充電可能なバッテリタイプを含み得る。再充電可能なバッテリタイプは、Ｌｉ−ｉｏｎ（Lithium  Ion；リチウムイオン）、ＮｉＭＨ（Nickel-Metal  Hydride；ニッケル水素）、ＮｉＺｎ（Nickel-Zinc；ニッケル亜鉛）、及びＮｉＣｄ（Nickel-Cadmium；ニッケルカドミウム）などを含み得るが、それらに限られない。スーパーキャパシタは、二重層キャパシタ（例えば、静電電荷ストレージ）、シェードキャパシタ（pseudocapacitors）（例えば、電気化学電荷ストレージ）、及びハイブリッドキャパシタ（静電的及び電気化学的の両方の電荷ストレージ）を含み得る。
【００１５】
スーパーキャパシタの動作特性は、従来のキャパシタ及び充電式バッテリの対応する動作特性の間にあり得る。例えば、スーパーキャパシタは、従来のキャパシタと比較して、より高いエネルギ密度及びより低い電力密度を有し得る。言い換えれば、スーパーキャパシタは、従来のキャパシタと比べて、単位体積あたりより多くのエネルギを保持することができ、且つ、よりゆっくりと充電及び放電し得る。スーパーキャパシタは、充電式バッテリと比較して、より低いエネルギ密度及びより高い電力密度を有する。言い換えれば、スーパーキャパシタは、充電式バッテリよりも保持できるエネルギが少ないが、充電式バッテリよりも速く放電し得る。すなわち、相対的に小さい時定数を有し得る。よって、充電式バッテリと組み合わされる場合に、スーパーキャパシタは、比較的短い期間にわたって追加のエネルギを供給すること（すなわち、比較的速い放電）によって、充電式バッテリを補完し得る。
【００１６】
このように、夫々の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍは、直列に及び／又は並列に結合され得る１つ以上の充電式バッテリ、キャパシタ、及び／又はスーパーキャパシタを含み得る。具体的な配置は、入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、ＶＳｍで目標（すなわち、特定の）エネルギ容量を供給するよう構成され得る。夫々の入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、ＶＳｍは、保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍへ結合される夫々の関連するソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍの出力電圧に関係があり、それに対応し得る。
【００１７】
保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍは直列に結合され得る。例えば、保持要素１１２ａの第１のポート（例えば、負端子）は接地へ結合されてよく、保持要素１１２ａの第２のポート（例えば、正端子）は、ノード１１３ａで保持要素１１２ｂの第１のポートへ結合されてよく、保持要素１１２ｂの第２のポートは、ノード１１３ｂで保持要素１１２ｃの第１のポートへ結合されてよく、以降、ノード１１３ｍへ結合され得る保持要素１１２ｍの第２のポートまで続く。例えば、夫々の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍは、電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、Ｖｓｍが（例えば、電圧ＶＳ）に等しいときにスタックに対応し得る。この例を続けると、夫々の出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、・・・、Ｖｏｕｔｎは、その場合に、夫々の整数係数を乗じられたＶＳ、例えば、ｓが１からｍを含む整数であるとして、ｓ×ＶＳ、に対応し得る。スタックの数より出力電圧の数の方が少ないので、ｓは、１からｍの間のあらゆる値をとってもとらなくてもよい。
【００１８】
夫々のソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍは、夫々の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍへ並列に結合され得る。例えば、ソース１０４ａは、保持要素１１２ａと並列に結合されてよく、ソース１０４ｂは保持要素１１２ｂと並列に結合されてよく、以降同様にソース１０４ｍ及び保持要素１１２ｍに続く。このように、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍの数は、保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍの数に等しくなり得る。ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍは、その場合に、直列に有効に結合され得る。保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍ（及びソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍ）は更に、バランサ１１４へ結合され得る。例えば、保持要素１１２ａの第１のポートは、同じく接地へ結合されているバランサ１１５ａへ結合され得る。夫々のノード１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｍ（よって、各保持要素の第２のポート）は、夫々のバランサ入力ポート１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、・・・、１１７ｍへ結合され得る。夫々の入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、ＶＳｍは、その場合に、隣り合うバランサ入力ポートどうしの間に供給され得る。このように、バランサ１１４は、ノード１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｍを介してバランサ入力ポート１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、・・・、１１７ｍでソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍ及び保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍへ結合されている。
【００１９】
バランサ１１４は、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍ及び／又は保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍからエネルギを受けるよう構成される。バランサ１１４は、従来型のソース１０５からエネルギを更に受け得る。バランサ１１４は、バランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎへエネルギを供給するよう更に構成される。バランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎのうちの１つ以上は、夫々の出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎへ結合され得る。ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎでの出力電圧は、一般に、接地、例えば、ポート１１５ａを基準とし得る。よって、ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎでの出力電圧は、１つ以上の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍにかかる電圧の合成（すなわち、和）に対応し得る。例えば、ポート１１９ａに関連する出力電圧は、保持要素１１２ａ及び／又はソース１０４ａに関連する電圧、例えば、ＶＳ１に対応してよい。他の例では、ポート１１９ｂに関連する出力電圧は、例えば、保持要素１１２ａ、１１２ｂ及び１１２ｃにかかる電圧の和（例えば、ＶＳ１＋ＶＳ２＋ＶＳ３）に対応し得る。
【００２０】
バランサ１１４は、電流がポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎのうちの１つ以上から引き込まれる場合に保持要素１１２ａ、１１２ｂ、・・・、及び／又は１１２ｍ及び／又はソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、及び／又は１０４ｍから引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう構成される。バランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎの数は、保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍの数以下であってよい。バランサ１１４は、バランサ１１４へ結合されている夫々の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、及び／又は１１２ｍ及び／又はソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、及び／又は１０４ｍから引き込まれるエネルギの相対量を制御するよう構成される。例えば、バランサ１１４は、１つ以上の電圧レギュレータ及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータを含み得る。別なふうに述べられない限り、ここで使用されるように、語「電圧レギュレータ」は、電圧レギュレータ及びＤＣ／ＤＣコンバータの両方に対応し、よって、「電圧レギュレータ」は、電圧レギュレータ及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータを意味すると理解される。電圧レギュレータ（及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータ）は、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、バックブースト電圧レギュレータ、などを含み得るが、それらに限られない。電圧レギュレータは、対応する入力電圧よりも大きい、それよりも小さい、又はそれと等しい出力電圧を供給するよう構成され得る。電圧レギュレータは、開ループにおいて（すなわち、直接の出力電圧フィードバックなしで）及び／又は閉ループにおいて（すなわち、直接の出力電圧フィードバックを伴って）動作するよう構成され得る。それにより、夫々の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、及び／又は１１２ｍから引き込まれるエネルギの量は平衡を保たれる。
【００２１】
例えば、バランサ１１４は、制御ロジック１１０及びＰＷＭ１２０から入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ；pulse  width  modulated）信号を受信するよう構成される。ＰＷＭ信号は、数百キロヘルツ、数十メガヘルツ（ＭＨｚ）、又は数百ＭＨｚのオーダーで周波数を有し得る。ＰＷＭデューティサイクルは、ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍの夫々の出力電圧、例えば、ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、・・・、ＶＳｍ、の相対値に少なくとも部分的に基づき、選択され得る。関連するバランサ１１４の出力電圧は、エネルギが保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍから引き込まれ、夫々のソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍ及び／又は従来型のソース１０５によって補給されない場合に、低下し得る。そのような低下は、複数の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、及び／又は１１２ｍにわたって比例する、すなわち、平衡を保たれるよう構成される。
【００２２】
バランサ１１４は、電流がバランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎのうちの１つ以上から引き込まれる場合に、保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍ及び／又はソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍから引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう構成される。ソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍが非従来型電源に対応するとき、バランサ１１４は、単一の従来の入力電圧（例えば、１２ボルト）を複数の相対的に低い出力電圧へ変換するよう構成された電圧レギュレータ（及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータ）と比較して、一般に、発生し得る変換損失が相対的により小さい。よって、バランサ１１４は、比較的サイズが小さく、且つ、比較的効率がよい。
【００２３】
バランサ１１４の出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、１１９ｎは、夫々の出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎへ夫々結合され得る。出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎの数は、電力デバイス１０２のタップ１１８ａ、１１８ｂ、・・・、１１８ｎに対応する。実施形態において、夫々の出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎは、パスゲートを含んでよく、及び／又はパスゲートに対応してよい。パスゲート、例えば、スイッチは、入力及び出力を制御可能に結合し及び／又は切り離すよう構成される。例えば、パスゲートは、トランジスタ（例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；field  effect  transistor）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ；bipolar  junction  transistor）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ；insulated  gate  bipolar  transistor）、など）、リレー、などを含み得るが、それらに限られない。このように、夫々のパスゲート１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎは、夫々のバランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、又は１１９ｎ及び関連する電力デバイス出力タップ１１８ａ、１１８ｂ、・・・、又は１１８ｎを制御可能に結合し及び／又は切り離し得る。
【００２４】
夫々のパスゲートは、制御ロジック１１０によって制御され得る。例えば、制御ロジック１１０は、ＰＭＵ１３２からの信号に応答して、選択されたバランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、又は１１９ｎを関連する電力デバイスタップ１１８ａ、１１８ｂ、・・・、又は１１８ｎから切り離すように、選択されたパスゲートを制御するよう構成され得る。ＰＭＵ１３２からの信号は、負荷１３０ａ、１３０ｂ、・・・、又は１３０ｐがもはや動作しておらず、すなわち、電力を引き込んでいるはずがないことを示すよう構成され得る。他の例では、制御ロジック１１０は、選択された出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、又は１１６ｎの出力（例えば、電圧及び／又は電流）を検知し、出力電圧及び／又は電流が第１の閾値を下回るか又は第２の閾値を上回る場合に、関連するパスゲートを制御して、関連するバランサ出力ポート１１９ａ、１１９ｂ、・・・、又は１１９ｎを関連する電力デバイスタップ１１８ａ、１１８ｂ、・・・、又は１１８ｎから切り離すよう構成される。例えば、第１の閾値は、低電力状態に対応してよく、第２の閾値は、不良状態に対応してよい。
【００２５】
他の実施形態では、出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、及び／又は１１６ｎのうちの１つ以上、例えば、出力段１１６ｂは、目標出力電圧を関連するタップへ、例えば、出力電圧Ｖｏｕｔ２を電力デバイスタップ１１８ｂへ供給するよう構成された電圧レギュレータを含み得る。目標出力電圧は、特定の負荷、例えば、負荷１３０ｂの動作電圧に対応し得る。電圧レギュレータは、線形電圧レギュレータ、低損失（ＬＤＯ；low  drop  out）電圧レギュレータ、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、などを含み得るが、それらに限られない。ＬＤＯ電圧レギュレータは、入力電圧と関連する出力電圧との間の比較的小さい差により動作するよう構成される。線形電圧レギュレータは、一般に、線形領域で動作するトランジスタを含み、入力電圧と関連する出力電圧との間に比較的小さい差が存在する場合に使用され得る。ＬＤＯ電圧レギュレータの動作特性は、他のタイプの電圧レギュレータと比較して、相対的に低い最低動作電圧、相対的に高い効率、及び相対的に低い熱放散を含む。例えば、線形レギュレータ及び／又はＬＤＯ電圧レギュレータは、関連するソースが比較的低い電圧である、すなわち、非従来型のソースに対応する場合に、出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、及び／又は１１６ｎのうちの１つ以上において使用され得る。
【００２６】
このように、本開示に従うマルチソース電力供給システムは、従来型及び／又は非従来型の複数の電源と、バランサ及び複数の保持要素を含む電力デバイスとを含み得る。電力デバイスは、複数のソースからエネルギを受け、各ソースからのエネルギを夫々の保持要素において保持するよう構成される。複数の保持要素は、直列に互いへ結合され得、各保持要素は、バランサへ結合され得る。バランサは、保持要素のうちの１つ以上の夫々から引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう構成される。電力デバイスは、複数の、平衡を保たれている出力電圧を複数のタップへ供給するよう構成される。出力電圧のうちの１つ以上は、複数のソース電圧の和に対応し得る。タップのうちの１つ以上は、次いで、負荷デバイスに含まれている１つ以上の負荷へ結合され得る。タップの数は、保持要素の数以下であってよい。タップでの出力電圧は、負荷のうちの１つ以上の動作電圧範囲内又はその近くであり得る。
【００２７】
図２は、本開示の一実施形態に従う、例となるマルチソース電力供給システム２００を表す。例２００は、電力デバイス２０２、３つのソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、及び３つの負荷２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃを含む。電力デバイス２０２は、図１の電力デバイス１０２の一例である。
【００２８】
電力デバイス２０２は３つのソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃへ結合されている。電力デバイス２０２は、タップ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃで１つ以上の負荷２３０ａ、２３０ｂ及び／又は２３０ｃへ結合され得る。電力デバイス２０２は、３つの保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、制御ロジック２１０、バランサ２１４、及び３つの出力段２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃを含む。保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃは、図１の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍの例であり、制御ロジック２１０は、図１の制御ロジック１１０の例であり、バランサ２１４は、図１のバランサ２１４の例であり、出力段２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃは、図１の出力段１１６ａ、１１６ｂ、・・・、１１６ｎの例である。夫々の保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃは、夫々のソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃからのエネルギ（例えば、入力電圧ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３）を受けるよう構成される。電力デバイス２０２は、エネルギ（例えば、出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３）を１つ以上の負荷２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃへタップ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃで供給するよう更に構成される。この例２００において、タップ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの数は、ソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃの数に等しい。この例２００に関連する他の例では、タップの数は、ソースの数よりも少なくなり得る。例えば、タップ２１８ａ及び２１８ｃは含まれ得るが、タップ２１８ｂは省略され得る。
【００２９】
バランサ２１４は、ノード２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃでソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ及び／又は保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃからエネルギを受けるよう構成される。夫々のノード２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃは、夫々の出力段２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃの入力部へ更に結合され得、夫々の出力段２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃの出力部は、夫々のタップ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃへ結合され得る。バランサ２１４は、本願で記載されるように、１つ以上の負荷２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃによって夫々の保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ及び／又は関連するソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃから引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう更に構成される。この例２００に関連する他の例では、タップの数がソースの数よりも少ない場合に、バランサ２１４は、より少ない要素を含み得る。例えば、タップ２１８ｂ及び２１８ｃが含まれ、タップ２１８ａが省略される場合に、バランサ２１４は、タップ２１８ｂ及び２１８ｃに関連する電圧のみの平衡を保たせるよう構成され得る。
【００３０】
バランサ２１４は、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータバランサの一例であり、６つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、・・・、ＳＷ６及び２つのフライング（すなわち、フローティング）キャパシタＣＦ１、ＣＦ２を含む。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、・・・、ＳＷ６は、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、ＢＪＴ）、リレー、などを含み得るが、それらに限られない。スイッチＳＷ６の第１の端子は接地へ結合され、スイッチＳＷ６の第２の端子は、隣接するスイッチＳＷ５の第１の端子へ結合され、スイッチＳＷ５の第２の端子は、隣接するスイッチＳＷ４の第１の端子へノード２１３ａで結合され、スイッチＳＷ４の第２の端子は、隣接するスイッチＳＷ３の第１の端子へ結合され、スイッチＳＷ３の第２の端子は、隣接するスイッチＳＷ２の第１の端子へノード２１３ｂで結合され、スイッチＳＷ２の第２の端子は、隣接するスイッチＳＷ１の第１の端子へ結合され、スイッチＳＷ１の第２の端子は、ノード２１３ｃへ結合されている。フライングキャパシタＣＦ２の第１の端子は、ＳＷ６の第２の端子及びＳＷ５の第１の端子へ結合され、フライングキャパシタＣＦ２の第２の端子は、ＳＷ４の第２の端子、ＳＷ３の第１の端子、及びフライングキャパシタＣＦ１の第１の端子へ結合されている。フライングキャパシタＣＦ１の第２の端子は、ＳＷ２の第２の端子及びＳＷ１の第１の端子へ結合されている。
【００３１】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、・・・、ＳＷ６は、夫々の第３のスイッチ端子で制御ロジック２１０から入力（例えば、ＰＷＭ信号）を受けるよう構成される。例えば、保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ及び関連するソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃがスタックとして構成される場合に（すなわち、ＶＳ１＝ＶＳ２＝ＶＳ３）、制御ロジック２１０は、３３％のデューティサイクルを有するＰＷＭ信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２、・・・、ＳＷ６へ供給するよう構成され得る。言い換えれば、ｍ個のソース及びＶＳ１＝ＶＳ２＝・・・＝ＶＳｍ（すなわち、ｍスタック）を含むシステムについて、ＰＷＭ信号のデューティサイクルは１／ｍであり得る。
【００３２】
この例を続けると、ＰＷＭ信号の半周期について、スイッチＳＷ１、ＳＷ３及びＳＷ５はオンであってよく、スイッチＳＷ２、ＳＷ４及びＳＷ６はオフであってよい。そして、ＰＷＭ信号の残り半周期について、スイッチＳＷ１、ＳＷ３及びＳＷ５はオフであってよく、スイッチＳＷ２、ＳＷ４及びＳＷ６はオンであってよい。他の例では、ソース２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃがスタックとして構成されない場合には、デューティサイクルは５０％でなくてよい。バランサ２１４は、このようにして、夫々の保持要素２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃから引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう構成されてよく、このようにして、本願で記載されるように、出力段２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃへ供給される電圧の相対値を保ち得る。パスゲートである出力段２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃについて、それらの出力段へ供給される電圧は、Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３に夫々対応し得る。
【００３３】
図３は、本開示の一実施形態に従う、例となるマルチソース電力供給システム３００を表す。例３００は、記載の簡単のために、簡略化されており、例えば、出力段は、この例３００では示されていない。例３００は、電力デバイス３０２、２つのソース３０４ａ、３０４ｂ、及び２つの負荷３３０ａ、３３０ｂを含む。電力デバイス３０２は、図１の電力デバイス１０２の一例である。
【００３４】
電力デバイス３０２は、２つのソース３０４ａ、３０４ｂへ結合されている。電力デバイス３０２は、１つ以上の負荷３３０ａ及び３３０ｂへタップ３１８ａ、３１８ｂで結合され得る。電力デバイス３０２は、２つの保持要素３０６ａ、３０６ｂ、制御ロジック３１０、及びバランサ３１４を含む。保持要素３０６ａ、３０６ｂは、図１の保持要素１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、・・・、１１２ｍの例であり、制御ロジック３１０は、図１の制御ロジック１１０の例であり、バランサ３１４は、図１のバランサ１１４の例である。夫々の保持要素３０６ａ、３０６ｂは、夫々のソース３０４ａ、３０４ｂからエネルギを受けるよう構成される。電力デバイス３０２は、タップ３１８ａ、３１８ｂを介して１つ以上の負荷３３０ａ、３３０ｂへエネルギ（例えば、出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２）を供給するよう更に構成される。この例３００において、タップ３１８ａ、３１８ｂの数は、ソース３０４ａ、３０４ｂの数に等しい。
【００３５】
バランサ３１４は、ノード３１３ａ、３１３ｂでソース３０４ａ、３０４ｂ及び／又は保持要素３０６ａ、３０６ｂからエネルギを受けるよう構成される。バランサ３１４は、本願で記載されるように、１つ以上の負荷３３０ａ、３３０ｂによって夫々の保持要素３０６ａ、３０６ｂ及び／又は関連するソース３０４ａ、３０４ｂから引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう更に構成される。
【００３６】
バランサ３１４は、バック電圧レギュレータバランサの例であり、２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２及びインダクタＬを含む。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、ＢＪＴ）、リレー、などを含み得るが、それらに限られない。スイッチＳＷ２の第１の端子は接地へ結合され、スイッチＳＷ２の第２の端子は、スイッチＳＷ１の第１の端子及びインダクタＬの第１の端子へ結合されている。インダクタＬの第２の端子は、ノード３１３ａへ結合され、スイッチＳＷ１の第２の端子はノード３１３ｂへ結合されている。夫々のノード３１３ａ、３１３ｂは、夫々のタップ３１８ａ、３１８ｂへ更に結合されている。
【００３７】
スイッチＳＷ１及びＳＷ２は、夫々の第３のスイッチ端子で制御ロジック３１０から入力（例えば、ＰＷＭ信号）を受けるよう構成される。例えば、保持要素３０６ａ、３０６ｂ及び関連するソース３０４ａ、３０４ｂがスタックとして構成される場合に（すなわち、ＶＳ１＝ＶＳ２）、制御ロジック３１０は、５０％のデューティサイクルを有するＰＷＭ信号をスイッチＳＷ１及びＳＷ２へ供給するよう構成され得る。この例を続けると、ＰＷＭ信号の半周期について、スイッチＳＷ１はオンであってよく、スイッチＳＷ２はオフであってよい。そして、ＰＷＭ信号の残り半周期について、スイッチＳＷ１はオフであってよく、スイッチＳＷ２はオンであってよい。他の例では、ソース３０４ａ、３０４ｂがスタックとして構成されない場合には、デューティサイクルは５０％でなくてよい。バランサ３１４は、このようにして、夫々の保持要素３０６ａ、３０６ｂから引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう構成され得、このようにして、本願に記載されるように、Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の相対値を保ち得る。
【００３８】
このように、本開示に従うマルチソース電力供給システムは、複数のソース及び関連する保持要素と、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう構成されたバランサとを含み得る。バランサは、本願で記載されるように、電圧レギュレータを含んでよい。電力デバイスにおける出力タップの数は、保持要素の数以下であってよい。
【００３９】
図４は、本開示の様々な実施形態に従う電力供給動作のフローチャート４００である。特に、フローチャート４００は、複数のソースから受け取られるエネルギを捕捉し、平衡を保たれた電圧を複数の負荷へ供給することを表す。動作は、例えば、図１の電力デバイス１０２及び／又はソース１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、・・・、１０４ｍによって実施され得る。
【００４０】
この例の動作は、開始４０２から開始し得る。動作４０４は、複数のソースによってエネルギを供給することを含み得る。例えば、ソースは、本願で記載されるように、非従来型及び／又は従来型の電源を含んでよい。動作４０６は、直列に結合されている複数の保持要素によって、複数のソースから受け取られるエネルギを捕捉することを含む。保持要素は、バッテリ及び／又はキャパシタのうちの１つ以上を含んでよい。動作４０８は、各保持要素によって、夫々のソースから受け取られるエネルギを保持することを含む。動作４１０は、複数の保持要素へ結合されているバランサによって、各保持要素から夫々の負荷によって引き込まれるエネルギの平衡を保たせることを含む。例えば、バランサは、１つ以上の電圧レギュレータを含んでよい。動作４１２は、出力段によって、出力電圧をレギュレートすることを含み得る。例えば、出力電圧は、バランサ出力及び／又はソース入力電圧に関係があり得る。この実施形態の動作は、次いで、４１４で終了し得る。
【００４１】
このように、電力は、従来型及び／又は非従来型の複数の電源から受け取られ得る。各ソースからのエネルギは、夫々の保持要素において保持されてよく、バランサは、各保持要素から夫々の負荷によって引き込まれるエネルギの平衡を保たせ得る。
【００４２】
図４のフローチャートは様々な実施形態に従う動作を表すが、図４で表されている全ての動作が他の実施形態のために必要であるわけではないことが理解されるべきである。加えて、本開示の他の実施形態において、図４で表されている動作、及び／又は本願で記載される他の動作が、いずれの図面においても具体的に示されていない様態において組み合わされてよく、そのような実施形態は、図４で表されているよりも少ない又は多い動作を含んでよいことが、本願では十分に考えられている。よって、１つの図面でまさしく示されていない特徴及び／又は動作を対象とする請求項は、本開示の適用範囲及び内容の範囲内と見なされる。
【００４３】
本願においていずれかの実施形態で使用されるように、語「ロジック」は、前述の動作のいずれかを実施するよう構成されたアプリケーション（app）、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は回路構成を指してよい。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記録されているソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット及び／又はデータとして具現化され得る。ファームウェアは、メモリデバイスにおいてハードコードされている（例えば、不揮発性である）コード、命令若しくは命令セット及び／又はデータとして具現化され得る。
【００４４】
本願においていずれかの実施形態で使用される「回路」は、例えば、単独で、又は何らかの組み合わせにおいて、ハードワイヤード回路、１つ以上の個別の命令プロセッシングコアを含むコンピュータプロセッサのようなプログラム可能回路、状態機械回路、及び／又はプログラム可能回路によって実行される命令を記憶するファームウェアを有してよい。ロジックは、より大きいシステム、例えば、集積回路（ＩＣ；integrated  circuit）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；application-specific  integrated  circuit）、システム・オン・チップ（ＳｏＣ；system-on-chip）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォン、など、の部分を形成する回路として集合的に又は個別的に具現化され得る。
【００４５】
ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）は、２０００年４月２７日付けで、Universal  Serial  Bus  Organizationによって発行されたUniversal  Serial  Bus  Specification改訂２．０、及び／又はこの仕様の以降のバージョン、例えば、２０１３年７月２６日付けで発行されたUniversal  Serial  Bus  Specification改訂３．０、を満たすか又はそれに従い得る。
【００４６】
いくつかの実施形態において、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ；hardware  description  language）は、本願で記載される様々なロジック及び／又は回路構成のための回路及び／又はロジック実装を特定するために使用され得る。例えば、一実施形態において、ハードウェア記述言語は、本願で記載される１つ以上の回路及び／又はロジックの半導体製造を可能にし得る超高速集積回路（ＶＨＳＩＣ；very  high  speed  integrated  circuits）ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ）を満たすか又はそれに従い得る。ＶＨＤＬは、ＩＥＥＥ標準１０７６〜１９８７、ＩＥＥＥ標準１０７６．２、ＩＥＥＥ１０７６．１、ＶＨＤＬ−２００６のＩＥＥＥ草案３．０、ＶＨＤＬ−２００８のＩＥＥＥ草案４．０、及び／又はＩＥＥＥ  ＶＨＤＬ標準の他のバージョン、及び／又は他のハードウェア記述言語を満たすか又はそれに従い得る。
【００４７】
このように、本開示の教示に従って、システム及び方法は、従来型及び／又は非従来型の複数のソースからエネルギを受け、各ソースからのエネルギを夫々の保持要素において保持し、複数の出力電圧を複数のタップへ供給するよう構成される。タップのうちの１つ以上は、次いで、負荷デバイスへ結合され得る。システム及び方法は、各保持要素から夫々の負荷によって引き込まれるエネルギの平衡を保たせるよう更に構成される。
【００４８】
［例］
本開示の例は、以下で記載されるように、マルチソース電力供給システムに係る、例えば、方法、方法の動作を実施する手段、デバイス、又は装置若しくはシステムのような、対象を含む。
【００４９】
（例１）
本例に従って、装置が提供される。当該装置は、複数のソースから受け取られるエネルギを捕捉及び保持する、直列に結合される複数の保持要素と、該複数の保持要素へ結合され、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせるバランサとを含む。
【００５０】
（例２）
本例は、例１の要素を含み、更には、前記バランサへ結合され、該バランサの動作を制御する制御ロジックを含む。
【００５１】
（例３）
本例は、例１の要素を含み、更には、複数の出力段を含み、各出力段は、夫々のバランサ出力ポートへ結合され、各出力段がパスゲートを含むこと及び／又は少なくとも１つの出力段が電圧レギュレータを有することのうちの少なくとも１つがある。
【００５２】
（例４）
本例は、例１の要素を含み、各保持要素は、バッテリ及び／又はキャパシタのうちの少なくとも１つを含む。
【００５３】
（例５）
本例は、例１の要素を含み、更には、複数のタップを含み、各タップは、夫々の負荷へ結合する。
【００５４】
（例６）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、及び／又はバックブースト電圧レギュレータのうちの少なくとも１つを含む。
【００５５】
（例７）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは、少なくとも１つの電圧レギュレータを含む。
【００５６】
（例８）
本例は、例７の要素を含み、前記少なくとも１つの電圧レギュレータのうちの少なくとも１つの電圧レギュレータは、開ループにおいて動作する。
【００５７】
（例９）
本例は、例７の要素を含み、前記少なくとも１つの電圧レギュレータのうちの少なくとも１つの電圧レギュレータは、閉ループにおいて動作する。
【００５８】
（例１０）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは複数の電圧レギュレータを含み、第１の電圧レギュレータは開ループにおいて動作し、第２の電圧レギュレータは閉ループにおいて動作する。
【００５９】
（例１１）
本例は、例４の要素を含み、前記キャパシタはスーパーキャパシタである。
【００６０】
（例１２）
本例は、例４の要素を含み、前記バッテリは、Ｌｉ−ｉｏｎ（リチウムイオン）、ＮｉＭＨ（ニッケル水素）、ＮｉＺｎ（ニッケル亜鉛）、及びＮｉＣｄ（ニッケルカドミウム）を含むグループから選択される再充電可能なバッテリタイプである。
【００６１】
（例１３）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、少なくとも１つの保持要素は、少なくとも１つのバッテリ及び少なくとも１つのスーパーキャパシタを含む。
【００６２】
（例１４）
本例は、例１３の要素を含み、前記少なくとも１つのバッテリ及び前記少なくとも１つのスーパーキャパシタは、直列及び並列のうちの少なくとも一方において結合される。
【００６３】
（例１５）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、保持要素の出力電圧は、夫々の他の保持要素の各々の出力電圧に等しい。
【００６４】
（例１６）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、少なくともいくつかの保持要素の各々の出力電圧は等しい。
【００６５】
（例１７）
本例は、例５の要素を含み、タップの数は保持要素の数に等しい。
【００６６】
（例１８）
本例は、例５の要素を含み、タップの数は保持要素の数よりも少ない。
【００６７】
（例１９）
本例は、例２の要素を含み、前記バランサは、複数のスイッチ及び少なくとも１つのフライングキャパシタを含み、前記スイッチは、前記制御ロジックからパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、閉ループを制御する。
【００６８】
（例２０）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは、複数のスイッチ及びインダクタを含み、前記スイッチは、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、開ループを制御する。
【００６９】
（例２１）
本例は、例２の要素を含み、前記制御ロジックは、出力電圧に関連した負荷デバイスから制御信号を受信する。
【００７０】
（例２２）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記複数の保持要素のうちの少なくともいくつかの夫々はスタックに対応する。
【００７１】
（例２３）
本例は、例１乃至５のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは従来のソースからエネルギを受ける。
【００７２】
（例２４）
本例は、例３の要素を含み、各出力段はパスゲートを含み、各パスゲートは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、及びリレーを含むグループから選択される。
【００７３】
（例２５）
本例は、例３の要素を含み、各出力段は電圧レギュレータを含み、各電圧レギュレータは、線形電圧レギュレータ、低損失（ＬＤＯ）レギュレータ、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、及びバック電圧レギュレータを含むグループから選択される。
【００７４】
（例２６）
本例は、例３の要素を含み、各バランサ出力ポートに関連する夫々の出力電圧は、１つの保持要素にかかる電圧、又は複数の保持要素にかかる電圧の和、に対応する。
【００７５】
（例２７）
本例は、例３の要素を含み、バランサ出力ポートの数は保持要素の数以下である。
【００７６】
（例２８）
本例は、例３の要素を含み、各パスゲートは、夫々のバランサ出力ポートを、関連する電力デバイスタップから制御可能に切り離す。
【００７７】
（例２９）
本例は、例３の要素を含み、各出力段の電圧レギュレータは、夫々の目標出力電圧を、関連する電力デバイスタップへ供給する。
【００７８】
（例３０）
本例に従って、方法が提供される。当該方法は、直列に結合される複数の保持要素によって、複数のソースから受け取られるエネルギを捕捉することと、各保持要素によって、夫々のソースから受けられたエネルギを保持することと、前記複数の保持要素へ結合されるバランサによって、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせることとを含む。
【００７９】
（例３１）
本例は、例３０の要素を含み、更には、制御ロジックによって前記バランサの動作を制御することを含む。
【００８０】
（例３２）
本例は、例３０の要素を含み、更には、複数の出力段の夫々によって、前記バランサの夫々の出力を制御することを含む。
【００８１】
（例３３）
本例は、例３０の要素を含み、各保持要素はバッテリ及びキャパシタのうちの少なくとも１つを含む。
【００８２】
（例３４）
本例は、例３０の要素を含み、更には、複数のタップの夫々によって、電力デバイスの出力を夫々の負荷へ結合することを含む。
【００８３】
（例３５）
本例は、例３０の要素を含み、前記バランサは、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、及びバックブースト電圧レギュレータのうちの少なくとも１つを含む。
【００８４】
（例３６）
本例は、例３０の要素を含み、更には、複数のソースによって前記エネルギを供給することを含む。
【００８５】
（例３７）
本例は、例３１の要素を含み、前記制御することは、電圧をレギュレートすることを含む。
【００８６】
（例３８）
本例は、例３２の要素を含み、少なくとも１つの出力段は電圧レギュレータを含む。
【００８７】
（例３９）
本例は、例３０の要素を含み、前記複数のソースは、少なくとも１つの非従来型電源を含む。
【００８８】
（例４０）
本例は、例３０の要素を含み、前記バランサは、少なくとも１つの電圧レギュレータを含む。
【００８９】
（例４１）
本例は、例４０の要素を含み、更には、前記少なくとも１つの電圧レギュレータのうちの少なくとも１つの電圧レギュレータによって、閉ループにおいて動作することを含む。
【００９０】
（例４２）
本例は、例３０の要素を含み、前記バランサは複数の電圧レギュレータを含み、当該方法は、第１の電圧レギュレータによって開ループにおいて動作し、第２の電圧レギュレータによって閉ループにおいて動作することを更に含む。
【００９１】
（例４３）
本例は、例３３の要素を含み、前記キャパシタはスーパーキャパシタである。
【００９２】
（例４４）
本例は、例３３の要素を含み、前記バッテリは、Ｌｉ−ｉｏｎ（リチウムイオン）、ＮｉＭＨ（ニッケル水素）、ＮｉＺｎ（ニッケル亜鉛）、及びＮｉＣｄ（ニッケルカドミウム）を含むグループから選択される再充電可能なバッテリタイプである。
【００９３】
（例４５）
本例は、例３０の要素を含み、少なくとも１つの保持要素は、少なくとも１つのバッテリ及び少なくとも１つのスーパーキャパシタを含む。
【００９４】
（例４６）
本例は、例４５の要素を含み、前記少なくとも１つのバッテリ及び前記少なくとも１つのスーパーキャパシタは、直列及び並列のうちの少なくとも一方において結合される。
【００９５】
（例４７）
本例は、例３０の要素を含み、保持要素の出力電圧は、夫々の他の保持要素の各々の出力電圧に等しい。
【００９６】
（例４８）
本例は、例３０の要素を含み、少なくともいくつかの保持要素の各々の出力電圧は等しい。
【００９７】
（例４９）
本例は、例３４の要素を含み、タップの数は保持要素の数に等しい。
【００９８】
（例５０）
本例は、例３４の要素を含み、タップの数は保持要素の数よりも少ない。
【００９９】
（例５１）
本例は、例３１の要素を含み、前記バランサは、複数のスイッチ及び少なくとも１つのフライングキャパシタを含み、当該方法は、前記スイッチによって、前記制御ロジックからパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、前記制御によって、前記スイッチの閉ループを制御することを更に含む。
【０１００】
（例５２）
本例は、例３０の要素を含み、前記バランサは、複数のスイッチ及びインダクタを含み、当該方法は、前記スイッチによって、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、制御ロジックによって、前記スイッチの開ループを制御することを更に含む。
【０１０１】
（例５３）
本例は、例３１の要素を含み、更には、前記制御ロジックによって、出力電圧に関連した負荷デバイスから制御信号を受信することを含む。
【０１０２】
（例５４）
本例は、例５３の要素を含み、前記制御信号は、前記負荷デバイスのエネルギ消費予想及び／又は変化のうちの少なくとも１つに関する。
【０１０３】
（例５５）
本例は、例３１の要素を含み、更には、前記制御ロジックによって電力デバイスの動作を管理することを含む。
【０１０４】
（例５６）
本例は、例３０の要素を含み、前記複数の保持要素のうちの少なくともいくつかの夫々はスタックに対応する。
【０１０５】
（例５７）
本例は、例３０の要素を含み、更には、電力デバイスによって従来のソースからエネルギを受けることを含む。
【０１０６】
（例５８）
本例は、例５７の要素を含み、前記従来のソースは、ＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）コンバータ及びＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ポートを含むグループから選択される。
【０１０７】
（例５９）
本例は、例３２の要素を含み、前記制御することは、夫々のパスゲートによって、各バランサ出力ポートを夫々の電力デバイスタップから制御可能に切り離すことを含み、各パスゲートは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、及びリレーを含むグループから選択される。
【０１０８】
（例６０）
本例は、例３２の要素を含み、前記制御することは、夫々の電圧レギュレータによって、各バランサ出力ポートからの出力電圧をレギュレートすることを含み、各電圧レギュレータは、線形電圧レギュレータ、低損失（ＬＤＯ）レギュレータ、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、及びバック電圧レギュレータを含むグループから選択される。
【０１０９】
（例６１）
本例は、例３０の要素を含み、前記複数のソースの夫々は、太陽電池、光起電電池、無線電力源、圧電ソース、及び熱電ソースを含むグループから選択される。
【０１１０】
（例６２）
本例は、例３０の要素を含み、前記複数のソースのうちの少なくともいくつかの夫々はスタックに対応する。
【０１１１】
（例６３）
本例は、例３０の要素を含み、更には、前記複数のソースのうちの少なくともいくつかによって、１の位及び１０分の１の位の桁のボルトでの夫々の電圧においてエネルギを供給することを含む。
【０１１２】
（例６４）
本例は、例３０の要素を含み、各ソースは、夫々の保持要素と並列に結合される。
【０１１３】
（例６５）
本例は、例３０の要素を含み、更には、前記バランサによって、前記複数のソースのうちの少なくとも１つのソースからエネルギを受けることを含む。
【０１１４】
（例６６）
本例は、例３２の要素を含み、各バランサ出力ポートに関連する夫々の出力電圧は、１つの保持要素にかかる電圧、又は複数の保持要素にかかる電圧の和、に対応する。
【０１１５】
（例６７）
本例は、例３２の要素を含み、バランサ出力ポートの数は保持要素の数以下である。
【０１１６】
（例６８）
本例は、例３２の要素を含み、更には、各出力段の電圧レギュレータによって、夫々の目標出力電圧を、関連する電力デバイスタップへ供給することを含む。
【０１１７】
（例６９）
本例に従って、システムが提供される。当該システムは、複数のソースと、該複数のソースへ結合される電力デバイスとを含む。前記電力デバイスは、直列に結合される複数の保持要素であり、各保持要素が夫々のソースから受け取られるエネルギを捕捉及び保持する、前記複数の保持要素と、前記複数の保持要素へ結合され、各保持要素から引き込まれるエネルギの平衡を保たせるバランサとを含む。
【０１１８】
（例７０）
本例は、例６９の要素を含み、前記電力デバイスは、前記バランサへ結合され、該バランサの動作を制御する制御ロジックを更に含む。
【０１１９】
（例７１）
本例は、例６９の要素を含み、前記電力デバイスは複数の出力段を更に含み、各出力段は、夫々のバランサ出力ポートへ結合され、各出力段がパスゲートを有すること及び／又は少なくとも１つの出力段が電圧レギュレータを有することのうちの少なくとも１つがある。
【０１２０】
（例７２）
本例は、例６９の要素を含み、各保持要素は、バッテリ及び／又はキャパシタのうちの少なくとも１つを含む。
【０１２１】
（例７３）
本例は、例６９の要素を含み、前記電力デバイスは複数のタップを更に有し、各タップは、前記電力デバイスを夫々の負荷へ結合する。
【０１２２】
（例７４）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、バック電圧レギュレータ、及び／又はバックブースト電圧レギュレータのうちの少なくとも１つを含む。
【０１２３】
（例７５）
本例は、例７１の要素を含み、少なくとも１つの出力段は電圧レギュレータを含む。
【０１２４】
（例７６）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記複数のソースは、少なくとも１つの非従来型電源を含む。
【０１２５】
（例７７）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは少なくとも１つの電圧レギュレータを含む。
【０１２６】
（例７８）
本例は、例７７の要素を含み、前記少なくとも１つの電圧レギュレータのうちの少なくとも１つの電圧レギュレータは、閉ループにおいて動作する。
【０１２７】
（例７９）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは複数の電圧レギュレータを含み、第１の電圧レギュレータは開ループにおいて動作し、第２電圧レギュレータは閉ループにおいて動作する。
【０１２８】
（例８０）
本例は、例７２の要素を含み、前記キャパシタはスーパーキャパシタである。
【０１２９】
（例８１）
本例は、例７２の要素を含み、前記バッテリは、Ｌｉ−ｉｏｎ（リチウムイオン）、ＮｉＭＨ（ニッケル水素）、ＮｉＺｎ（ニッケル亜鉛）、及びＮｉＣｄ（ニッケルカドミウム）を含むグループから選択される再充電可能なバッテリタイプである。
【０１３０】
（例８２）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、少なくとも１つの保持要素は、少なくとも１つのバッテリ及び少なくとも１つのスーパーキャパシタを含む。
【０１３１】
（例８３）
本例は、例８２の要素を含み、前記少なくとも１つのバッテリ及び前記少なくとも１つのスーパーキャパシタは、直列及び並列のうちの少なくとも一方において結合される。
【０１３２】
（例８４）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、保持要素の出力電圧は、夫々の他の保持要素の各々の出力電圧に等しい。
【０１３３】
（例８５）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、少なくともいくつかの保持要素の各々の出力電圧は等しい。
【０１３４】
（例８６）
本例は、例７３の要素を含み、タップの数は保持要素の数に等しい。
【０１３５】
（例８７）
本例は、例７３の要素を含み、タップの数は保持要素の数よりも少ない。
【０１３６】
（例８８）
本例は、例７０の要素を含み、前記バランサは、複数のスイッチ及び少なくとも１つのフライングキャパシタを含み、前記スイッチは、前記制御ロジックからパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、閉ループを制御する。
【０１３７】
（例８９）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは、複数のスイッチ及びインダクタを含み、前記スイッチは、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、開ループを制御する。
【０１３８】
（例９０）
本例は、例７０の要素を含み、前記制御ロジックは、出力電圧に関連した負荷デバイスから制御信号を受信する。
【０１３９】
（例９１）
本例は、例９０の要素を含み、前記制御信号は、前記負荷デバイスのエネルギ消費予想及び／又は変化のうちの少なくとも１つに関する。
【０１４０】
（例９２）
本例は、例７０の要素を含み、前記制御ロジックは更に、電力デバイスの動作を管理する。
【０１４１】
（例９３）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記複数の保持要素のうちの少なくともいくつかの夫々はスタックに対応する。
【０１４２】
（例９４）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、従来のソースを更に含み、前記電力デバイスは前記従来のソースからエネルギを受ける。
【０１４３】
（例９５）
本例は、例９４の要素を含み、前記従来のソースは、ＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）コンバータ及びＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ポートを含むグループから選択される。
【０１４４】
（例９６）
本例は、例７１の要素を含み、各出力段はパスゲートを含み、各パスゲートは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、及びリレーを含むグループから選択される。
【０１４５】
（例９７）
本例は、例７１の要素を含み、各出力段は電圧レギュレータを含み、各電圧レギュレータは、線形電圧レギュレータ、低損失（ＬＤＯ）レギュレータ、スイッチドキャパシタ電圧レギュレータ、及びバック電圧レギュレータを含むグループから選択される。
【０１４６】
（例９８）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記複数のソースの夫々は、太陽電池、光起電電池、無線電力源、圧電ソース、及び熱電ソースを含むグループから選択される。
【０１４７】
（例９９）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記複数のソースのうちの少なくともいくつかの夫々はスタックに対応する。
【０１４８】
（例１００）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記複数のソースのうちの少なくともいくつかは、１の位及び１０分の１の位の桁のボルトでの夫々の電圧においてエネルギを供給する。
【０１４９】
（例１０１）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、各ソースは、夫々の保持要素と並列に結合される。
【０１５０】
（例１０２）
本例は、例６９乃至７３のうちのいずれか１つの例に従う要素を含み、前記バランサは、前記複数のソースのうちの少なくとも１つのソースからエネルギを受ける。
【０１５１】
（例１０３）
本例は、例７１の要素を含み、各バランサ出力ポートに関連する夫々の出力電圧は、１つの保持要素にかかる電圧、又は複数の保持要素にかかる電圧の和、に対応する。
【０１５２】
（例１０４）
本例は、例７１の要素を含み、バランサ出力ポートの数は保持要素の数以下である。
【０１５３】
（例１０５）
本例は、例７１の要素を含み、各パスゲートは、夫々のバランサ出力ポートを、関連する電力デバイスタップから制御可能に切り離す。
【０１５４】
（例１０６）
本例は、例７１の要素を含み、各出力段の電圧レギュレータは、夫々の目標出力電圧を、関連する電力デバイスタップへ供給する。
【０１５５】
（例１０７）
本開示の他の例は、例３０乃至６８のうちのいずれか１つの方法を実施するよう構成される少なくとも１つのデバイスを含むシステムである。
【０１５６】
（例１０８）
本開示の他の例は、例３０乃至６８のうちのいずれか１つの方法を実施する手段を含むデバイスである。
【０１５７】
本願で用いられる用語及び表現は、限定ではなく、説明のために使用され、そのような用語及び表現の使用において、図示及び記載されている特徴（又はその部分）の如何なる同等物も除外する意図はなく。様々な変更が特許請求の範囲の適用範囲内で可能であると認められる。然るに、特許請求の範囲は、全てのそのような同等物を網羅するよう意図される。
【０１５８】
様々な特徴、態様、及び実施形態が、本願において記載されてきた。当業者によって理解されるように、特徴、態様、及び実施形態は、互いとの組み合わせ、更には、変形及び変更の余地がある。本開示は、従って、そのような、結合、変形、及び変更を包含すると考えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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