(57)【要約】  この発明は、電力変換に関し、より具体的には、高電力直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）電力コンバータに関する。このＤＣ−ＤＣコンバータは、電流、電圧、および電力を各々有する複数の入力を受けるための複数の入力ポートを含み、この入力は、使用者が選択的に構成することができる。このＤＣ−ＤＣコンバータは、さらに電流、電圧、および電力を出力するための複数の出力チャネルを含み、この出力は、使用者が選択的に構成することができる。使用者が入力と出力との両方を構成することを可能にすることによって、このＤＣ−ＤＣコンバータは、電力変換用途の幅広い変化とともに使用することができる。
2010530212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）電力コンバータであって、
燃料電池信号を受けるように燃料電池の両端間に接続されるよう、かつ複数のアナログ信号を受けるように構成されたアナログ−デジタルコンバータを備え、前記アナログ−デジタルコンバータは、前記燃料電池信号および前記アナログ信号を複数のデジタル信号に変換し、さらに
前記デジタル信号を受けるように接続され、前記デジタル信号に基づいてパルス幅変調信号を出力するプロセッサモジュールと、
前記プロセッサモジュールと接続されて、前記パルス幅変調信号を受け、前記燃料電池の電力と実質的に等しい電力レベルを有するパルス幅が変調された電力信号を出力するためのパルス幅変調モジュールと、
前記パルス幅変調モジュールと接続され、バック電力回路を有し、前記電力信号の前記電力レベルを選択的に調整するバックブースト回路とを備え、
前記プロセッサモジュールは、前記バックブースト回路に接続されて、前記複数のデジタル信号に基づいて前記バックブースト回路を選択的に開始させる、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータ。
【請求項２】
前記アナログ−デジタルコンバータは、複数のデジタル電力信号および電流信号に変換される複数のアナログ電力信号および電流信号を受ける複数のポートを含み、前記複数のポートには、複数の第１チャネルポートと、複数の第２チャネルポートと、複数の第３チャネルポートと、電界効果トランジスタ温度信号を受けるように接続可能な電界効果トランジスタ温度ポートと、周囲温度信号を受けるように接続可能な周囲温度ポートと、前記燃料電池から燃料電池入力電圧を受けるように接続可能な燃料電池電圧ポートとが含まれ、
前記複数の第１チャネルポートには、アナログ第１チャネル低入力電流信号を受けるように接続可能な第１チャネル低入力電流ポートと、アナログ第１チャネル高入力電流信号を受けるように接続可能な第１チャネル高入力電流ポートと、アナログ第１チャネル低出力電流信号を受けるように接続可能な第１チャネル低出力電流ポートと、アナログ第１チャネル高出力電流信号を受けるように接続可能な第１チャネル高出力電流ポートと、第１チャネル出力電力信号を受けるように接続可能な第１チャネル出力電力ポートとが含まれ、
前記複数の第２チャネルポートには、アナログ第２チャネル低入力電流信号を受けるように接続可能な第２チャネル低入力電流ポートと、アナログ第２チャネル高入力電流信号を受けるように接続可能な第２チャネル高入力電流ポートと、アナログ第２チャネル低出力電流信号を受けるように接続可能な第２チャネル低出力電流ポートと、アナログ第２チャネル高出力電流信号を受けるように接続可能な第２チャネル高出力電流ポートと、第２チャネル出力電力信号を受けるように接続可能な第２チャネル出力電力ポートとが含まれ、
前記複数の第３チャネルポートには、アナログ第３チャネル入力電流信号を受けるように接続可能な第３チャネル入力電流ポートと、アナログ第３チャネル出力電流信号を受けるように接続可能な第３チャネル出力電流ポートと、第３チャネル出力電力信号を受けるように接続可能な第３チャネル出力電力ポートとが含まれる、請求項１に記載のＤＣ−ＤＣ電力コンバータ。
【請求項３】
前記プロセッサモジュールは、前記複数のデジタル電力および電流信号を受け、第１チャネル選択信号、第２チャネル選択信号、第３チャネル選択信号、およびパルス幅変調信号のうち少なくとも１つを出力する、請求項２に記載のＤＣ−ＤＣ電力コンバータ。
【請求項４】
直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）電力コンバータであって、
燃料電池と通信状態にあるための、燃料電池信号および複数のアナログ信号を受けるための、および前記燃料電池信号および前記アナログ信号を複数のデジタル信号に変換するためのアナログ−デジタルコンバータと、
前記デジタル信号を受けるためのおよび前記デジタル信号に基づいてＰＷＭ周波数信号を出力するためのプロセッサモジュールと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ周波数信号を受けるためのおよび前記燃料電池の電力と実質的に等しい電力レベルを有するＰＷＭ電力信号を出力するためのＰＷＭモジュールと、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、バック電力回路を含み、前記ＰＷＭ電力信号の前記電力レベルを調整するためのバックブースト回路とを備え、
前記プロセッサモジュールは、前記バックブースト回路と通信状態にあり、前記複数のデジタル信号に基づいて前記バックブースト回路を選択的に開始させるためのものである、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータ。
【請求項５】
前記Ａ−Ｄコンバータは、複数のアナログ電力信号および電流信号を複数のデジタル電力信号および電流信号に変換するための複数のポートをさらに含み、
前記複数のポートには、複数の第１チャネルポートと、複数の第２チャネルポートと、複数の第３チャネルポートと、ＦＥＴ温度信号を受けるためのＦＥＴ温度ポートと、周囲温度信号を受けるための周囲温度ポートと、前記燃料電池から燃料電池入力電圧を受けるための燃料電池電圧ポートとを含み、
前記複数の第１チャネルポートには、アナログ第１チャネル低入力電流信号を受けるための第１チャネル低入力電流ポートと、アナログ第１チャネル高入力電流信号を受けるための第１チャネル高入力電流ポートと、アナログ第１チャネル低出力電流信号を受けるための第１チャネル低出力電流ポートと、アナログ第１チャネル高出力電流信号を受けるための第１チャネル高出力電流ポートと、第１チャネル出力電力信号を受けるための第１チャネル出力電力ポートとが含まれ、
前記複数の第２チャネルポートには、アナログ第２チャネル低入力電流信号を受けるための第２チャネル低入力電流ポートと、アナログ第２チャネル高入力電流信号を受けるための第２チャネル高入力電流ポートと、アナログ第２チャネル低出力電流信号を受けるための第２チャネル低出力電流ポートと、アナログ第２チャネル高出力電流信号を受けるための第２チャネル高出力電流ポートと、第２チャネル出力電力信号を受けるための第２チャネル出力電力ポートとが含まれ、
前記複数の第３チャネルポートには、アナログ第３チャネル入力電流信号を受けるための第３チャネル入力電流ポートと、アナログ第３チャネル出力電流信号を受けるための第３チャネル出力電流ポートと、第３チャネル出力電力信号を受けるための第３チャネル出力電力ポートとが含まれる、請求項４に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項６】
前記プロセッサモジュールは、前記複数のデジタル電力および電流信号を受け、第１チャネル選択信号、第２チャネル選択信号、第３チャネル選択信号、およびＰＷＭ周波数信号のうち少なくとも１つを出力するためのものである、請求項５に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項７】
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールを予め定められた周波数で動作させるための水晶発振器と、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ周波数信号に応答するためのおよび前記燃料電池の電力と実質的に等しい電力レベルを有するＰＷＭ電力信号を出力するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュールと、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためのおよび第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するための第１チャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためのおよび第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するための第２チャネルＦＥＴと、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためのおよび第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するための第３チャネルＦＥＴと、
前記第１チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、０Ｗから３０００Ｗまでの電力レベルを有する第１チャネル出力電力信号を出力するための第１ブースト電力回路と、
前記第１ブースト電力回路および前記第１チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを低下させて、０Ｗから３０００Ｗまでの電力レベルを有する第１チャネル出力電力信号を出力するためのバック電力回路とを備え、
前記プロセッサモジュールは、前記第１ブースト電力回路および前記バック電力回路と通信状態にあり、前記第１ブースト電力回路および前記バック電力回路のうち１つによって出力された電力を示す前記第１チャネル出力電力信号を受けるためのものであり、さらに
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、０Ｗから５０００Ｗまでの電力レベルを有する前記第２チャネル出力電力を出力するための第２ブースト電力回路を備え、
前記プロセッサモジュールは、前記第２ブースト電力回路と通信状態にあり、前記第２ブースト電力回路によって出力された電力を示す前記第２チャネル出力電力信号を受けるためのものであり、さらに
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、０Ｗから４００Ｗまでの電力レベルを有する前記第３チャネル出力電力を出力するための第３ブースト電力回路を備え、
前記プロセッサモジュールは、前記第３ブースト電力回路と通信状態にあり、前記第３ブースト電力回路によって出力された電力を示す前記第３チャネル出力電力信号を受けるためのものであり、さらに
前記プロセッサモジュールおよび前記第１チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力された前記第１チャネル選択信号に基づいて前記第１チャネルＦＥＴを動作可能にするための第１チャネルトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記第１ブースト電力回路と通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力されたブースト信号を受けて、前記第１チャネルＦＥＴが動作可能にされると前記第１ブースト電力回路を動作可能にするためのブーストトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記バック電力回路と通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力されたバック信号を受けて、前記第１チャネルＦＥＴが動作可能にされると前記バック電力回路を動作可能にするためのバックトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記第２チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力された前記第２チャネル選択信号に基づいて前記第２チャネルＦＥＴを動作可能にするための第２チャネルトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記第３チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力された前記第３チャネル選択信号に基づいて前記第３ブースト電力回路を動作可能にするための第３チャネルトランジスタと、
前記バック電力回路および前記第１チャネル高入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第１チャネル低入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル高入力電流センサと、
前記バック電力回路および前記第１チャネル低入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された低レベル電流を検知するためのおよびアナログ第１チャネル低範囲入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル低入力電流センサと、
前記第１ブースト電力回路および前記第１チャネル高出力電流ポートと通信状態にあり、前記第１ブースト電力回路によって出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第１チャネル高出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル高出力電流センサと、
前記第１ブースト電力回路および前記第１チャネル出力電流ポートと通信状態にあり、前記第１ブースト電力回路によって出力された低レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第１チャネル低出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル低出力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル高入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第２チャネル低入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル高入力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル低入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された低レベル電流を検知するためおよびアナログ第２チャネル低範囲入力電流信号をＡ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル低入力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル高出力電流ポートと通信状態にあり、前記第２ブースト電力回路によって出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第２チャネル高出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル高出力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル低出力電流ポートと通信状態にあり、前記第２ブースト電力回路によって出力された低レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第２チャネル低出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル低出力電流センサと、
前記第３ブースト電力回路および前記第３チャネル入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池によって出力された電流を検知するためのおよび前記アナログ第３チャネル入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第３チャネル入力電流センサと、
前記第３ブースト電力回路および前記第３チャネル出力電流ポートと通信状態にあり、前記第３ブースト電力回路によって出力された電流を検知するためのおよび前記アナログ第３チャネル出力電流信号をＡ−Ｄコンバータに出力するための第３チャネル出力電流センサと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、予め定められた燃料電池最大入力電力信号と、予め定められた燃料電池最小入力電圧信号と、予め定められた燃料電池最大入力電圧信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力信号と、電力ランプ速度信号と、第１のリモート設置された入力装置からの比信号と、のうち少なくとも１つを受けるための、および前記燃料電池信号と前記予め定められた信号と前記電力ランプ速度信号と前記比信号とを前記プロセッサモジュールに供給するためのシリアル通信モジュールと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記予め定められた燃料電池最大入力電力信号と、前記予め定められた燃料電池最小入力電圧信号と、前記予め定められた燃料電池最大入力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力信号と、前記電力ランプ速度信号と、第２のリモート設置された入力装置からの比信号と、のうち少なくとも１つを受けるための、および前記燃料電池信号と前記予め定められた信号と前記電力ランプ速度信号と前記比信号とを前記プロセッサモジュールに供給するための放送通信モジュールと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記予め定められた燃料電池最大入力電力信号と、前記予め定められた燃料電池最小入力電圧信号と、前記予め定められた燃料電池最大入力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力信号と、前記電力ランプ速度信号と、前記第２のリモート設置された入力装置からの前記比信号と、を選択し、供給するための、および前記燃料電池信号と前記予め定められた信号と前記電力ランプ速度信号と前記比信号とを前記プロセッサモジュールに供給するための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）インターフェイスを含むＬＣＤモジュールとを備え、
前記ＬＣＤモジュールは、前記ＬＣＤインターフェイスと通信状態にあり前記ＬＣＤインターフェイスを用いて選択された前記燃料電池信号と、前記予め定められた信号と、前記電力ランプ速度信号とのうち少なくとも１つを表示するためのＬＣＤを含み、さらに
前記燃料電池最大入力電力信号と関連付けられた予め定められた燃料電池最大入力電力値と、前記燃料電池最小入力電圧信号と関連付けられた燃料電池最小入力電圧値と、前記燃料電池最大入力電圧信号と関連付けられた燃料電池最大入力電圧値と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流値と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流値と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧値と、前記第１、第２、および第３チャネル出力電力信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力値と、前記電力ランプ速度信号と関連付けられた予め定められた電力ランプ速度値と、前記比信号と関連付けられた予め定められた比値とを格納するためのメモリモジュールを備え、
前記プロセッサモジュールは、前記メモリモジュールと通信状態にあり、格納された前記予め定められた値のうち少なくとも１つを前記複数のデジタル電力および電流信号のうち少なくとも１つと比較するための、および前記第１チャネルトランジスタと、前記ブーストトランジスタと、前記バックトランジスタと、前記第２チャネルトランジスタと、前記第３チャネルトランジスタとのうち少なくとも１つを開始させて、前記格納された予め定められた値のうち少なくとも１つに従って、前記第１チャネル出力電力と、前記第２チャネル出力電力と、前記第３チャネル出力電力と、前記第１チャネル出力電圧と、前記第２チャネル出力電圧と、前記第３チャネル出力電圧と、前記第１チャネル出力電流と、前記第２チャネル出力電流と、前記第３チャネル出力電流とのうち少なくとも１つを出力するためのものである、請求項６に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項８】
直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）電力コンバータであって、
複数のアナログ電力信号および電流信号を複数のデジタル電力信号および電流信号に変換するための、複数の第１チャネルポートと、複数の第２チャネルポートと、複数の第３チャネルポートと、ＦＥＴ温度信号を受けるためのＦＥＴ温度ポートと、周囲温度信号を受けるための周囲温度ポートと、燃料電池から燃料電池入力電圧を受けるための燃料電池電圧ポートとを含むアナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）コンバータを備え、
前記複数の第１チャネルポートには、アナログ第１チャネル低入力電流信号を受けるための第１チャネル低入力電流ポートと、アナログ第１チャネル高入力電流信号を受けるための第１チャネル高入力電流ポートと、アナログ第１チャネル低出力電流信号を受けるための第１チャネル低出力電流ポートと、アナログ第１チャネル高出力電流信号を受けるための第１チャネル高出力電流ポートと、第１チャネル出力電力信号を受けるための第１チャネル出力電力ポートとが含まれ、
前記複数の第２チャネルポートには、アナログ第２チャネル低入力電流信号を受けるための第２チャネル低入力電流ポートと、アナログ第２チャネル高入力電流信号を受けるための第２チャネル高入力電流ポートと、アナログ第２チャネル低出力電流信号を受けるための第２チャネル低出力電流ポートと、アナログ第２チャネル高出力電流信号を受けるための第２チャネル高出力電流ポートと、第２チャネル出力電力信号を受けるための第２チャネル出力電力ポートとが含まれ、
前記複数の第３チャネルポートには、アナログ第３チャネル入力電流信号を受けるための第３チャネル入力電流ポートと、アナログ第３チャネル出力電流信号を受けるための第３チャネル出力電流ポートと、第３チャネル出力電力信号を受けるための第３チャネル出力電力ポートとが含まれ、さらに
前記複数のデジタル電力および電流信号を受けるためのおよび第１チャネル選択信号と、第２チャネル選択信号と、第３チャネル選択信号と、ＰＷＭ周波数信号とのうち少なくとも１つを出力するためのプロセッサモジュールと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールを予め定められた周波数で動作させるための水晶発振器と、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ周波数信号に応答するためののおよび前記燃料電池の電力と実質的に等しい電力レベルを有するＰＷＭ電力信号を出力するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュールと、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためのおよび第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するための第１チャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためのおよび第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するための第２チャネルＦＥＴと、
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためのおよび第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するための第３チャネルＦＥＴと、
前記第１チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、０Ｗから３０００Ｗまでの電力レベルを有する第１チャネル出力電力信号を出力するための第１ブースト電力回路と、
前記第１ブースト電力回路および前記第１チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを低下させて、０Ｗから３０００Ｗまでの電力レベルを有する第１チャネル出力電力信号を出力するためのバック電力回路とを備え、
前記プロセッサモジュールは、前記第１ブースト電力回路および前記バック電力回路と通信状態にあり、前記第１ブースト電力回路と前記バック電力回路とのうち１つによって出力された電力を示す前記第１チャネル出力電力信号を受けるためのものであり、さらに
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、０Ｗから５０００Ｗまでの電力レベルを有する前記第２チャネル出力電力を出力するための第２ブースト電力回路を備え、
前記プロセッサモジュールは、前記第２ブースト電力回路と通信状態にあり、前記第２ブースト電力回路によって出力された電力を示す前記第２チャネル出力電力信号を受けるためのものであり、さらに
前記ＰＷＭモジュールと通信状態にあり、前記第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためのおよび前記第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、０Ｗから４００Ｗまでの電力レベルを有する前記第３チャネル出力電力を出力するための第３ブースト電力回路を備え、
前記プロセッサモジュールは、前記第３ブースト電力回路と通信状態にあり、前記第３ブースト電力回路によって出力された電力を示す前記第３チャネル出力電力信号を受けるためのものであり、さらに
前記プロセッサモジュールおよび前記第１チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力された前記第１チャネル選択信号に基づいて前記第１チャネルＦＥＴを動作可能にするための第１チャネルトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記第１ブースト電力回路と通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力されたブースト信号を受けて、前記第１チャネルＦＥＴが動作可能にされると前記第１ブースト電力回路を動作可能にするためのブーストトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記バック電力回路と通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力されたバック信号を受けて、前記第１チャネルＦＥＴが動作可能にされると前記バック電力回路を動作可能にするためのバックトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記第２チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力された前記第２チャネル選択信号に基づいて前記第２チャネルＦＥＴを動作可能にするための第２チャネルトランジスタと、
前記プロセッサモジュールおよび前記第３チャネルＦＥＴと通信状態にあり、前記プロセッサモジュールによって出力された前記第３チャネル選択信号に基づいて前記第３ブースト電力回路を動作可能にするための第３チャネルトランジスタと、
前記バック電力回路および前記第１チャネル高入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第１チャネル低入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル高入力電流センサと、
前記バック電力回路および前記第１チャネル低入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された低レベル電流を検知するためのおよびアナログ第１チャネル低範囲入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル低入力電流センサと、
前記第１ブースト電力回路および前記第１チャネル高出力電流ポートと通信状態にあり、前記第１ブースト電力回路によって出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第１チャネル高出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル高出力電流センサと、
前記第１ブースト電力回路および前記第１チャネル出力電流ポートと通信状態にあり、前記第１ブースト電力回路によって出力された低レベル電流を検知するためとおよび前記アナログ第１チャネル低出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第１チャネル低出力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル高入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第２チャネル低入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル高入力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル低入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池から出力された低レベル電流を検知するためのおよびアナログ第２チャネル低範囲入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル低入力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル高出力電流ポートと通信状態にあり、前記第２ブースト電力回路によって出力された高レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第２チャネル高出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル高出力電流センサと、
前記第２ブースト電力回路および前記第２チャネル低出力電流ポートと通信状態にあり、前記第２ブースト電力回路によって出力された低レベル電流を検知するためのおよび前記アナログ第２チャネル低出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第２チャネル低出力電流センサと、
前記第３ブースト電力回路および前記第３チャネル入力電流ポートと通信状態にあり、前記燃料電池によって出力された電流を検知するためのおよび前記アナログ第３チャネル入力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第３チャネル入力電流センサと、
前記第３ブースト電力回路および前記第３チャネル出力電流ポートと通信状態にあり、前記第３ブースト電力回路によって出力された電流を検知するためのおよび前記アナログ第３チャネル出力電流信号を前記Ａ−Ｄコンバータに出力するための第３チャネル出力電流センサと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、予め定められた燃料電池最大入力電力信号と、予め定められた燃料電池最小入力電圧信号と、予め定められた燃料電池最大入力電圧信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号と、予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力信号と、電力ランプ速度信号と、第１のリモート設置された入力装置からの比信号と、のうち少なくとも１つを受けるための、および前記燃料電池信号と前記予め定められた信号と前記電力ランプ速度信号と前記比信号とを前記プロセッサモジュールに供給するためのシリアル通信モジュールと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記予め定められた燃料電池最大入力電力信号と、前記予め定められた燃料電池最小入力電圧信号と、前記予め定められた燃料電池最大入力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力信号と、前記電力ランプ速度信号と、第２のリモート設置された入力装置からの比信号と、のうち少なくとも１つを受けるための、および前記燃料電池信号と前記予め定められた信号と前記電力ランプ速度信号と前記比信号とを前記プロセッサモジュールに供給するための放送通信モジュールと、
前記プロセッサモジュールと通信状態にあり、前記予め定められた燃料電池最大入力電力信号と、前記予め定められた燃料電池最小入力電圧信号と、前記予め定められた燃料電池最大入力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力信号と、前記電力ランプ速度信号と、前記第２のリモート設置された入力装置からの前記比信号とを選択し、供給するための、および前記燃料電池信号、前記予め定められた信号、前記電力ランプ速度信号、および前記比信号を前記プロセッサモジュールに供給するための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）インターフェイスを含むＬＣＤモジュールとを備え、
前記ＬＣＤモジュールは、前記ＬＣＤインターフェイスと通信状態にあり前記ＬＣＤインターフェイスを用いて選択された前記燃料電池信号と、前記予め定められた信号と、前記電力ランプ速度信号とのうち少なくとも１つを表示するためのＬＣＤを含み、さらに
前記燃料電池最大入力電力信号と関連付けられた予め定められた燃料電池最大入力電力値と、前記燃料電池最小入力電圧信号と関連付けられた燃料電池最小入力電圧値と、前記燃料電池最大入力電圧信号と関連付けられた燃料電池最大入力電圧値と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル最小出力電流値と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル最大出力電流値と、前記予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電圧値と、前記第１、第２、および第３チャネル出力電力信号とそれぞれ関連付けられた予め定められた第１、第２、および第３チャネル出力電力値と、前記電力ランプ速度信号と関連付けられた予め定められた電力ランプ速度値と、前記比信号と関連付けられた予め定められた比値とを格納するためのメモリモジュールを備え、
前記プロセッサモジュールは、前記メモリモジュールと通信状態にあり、格納された前記予め定められ値のうち少なくとも１つを前記複数のデジタル電力および電流信号と比較するための、および前記第１チャネルトランジスタと、前記ブーストトランジスタと、前記バックトランジスタと、前記第２チャネルトランジスタと、前記第３チャネルトランジスタとのうち少なくとも１つを開始させて、前記格納された予め定められた値のうち少なくとも１つに従って、前記第１チャネル出力電力と、前記第２チャネル出力電力と、前記第３チャネル出力電力と、前記第１チャネル出力電圧と、前記第２チャネル出力電圧と、前記第３チャネル出力電圧と、前記第１チャネル出力電流と、前記第２チャネル出力電流と、前記第３チャネル出力電流とのうち少なくとも１つを出力するためのものである、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
この出願は、２００７年６月１４日に出願された米国仮特許出願連続番号第６０／９４３，８６０号の優先権を主張する。この６０／９４３，８６０仮出願は、その全体が全ての目的のためにこの明細書中に引用により援用される。
【０００２】
発明の分野
この発明は、概して直流−直流（または「ＤＣ−ＤＣ」）コンバータ回路の分野に関し、より具体的には、複数の異なるＤＣ電圧で入力電力を受けるように再構成可能で、かつ複数の異なるＤＣ電圧で出力電力を生じるように再構成可能なＤＣ−ＤＣコンバータに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景情報
ＤＣ−ＤＣコンバータは、入力としてＤＣ電力を定格入力電圧で受け、出力としてＤＣ電力をこの定格入力電圧とは異なる典型的にはより高い出力電圧で提供する。
【０００４】
従来、所与のコンバータは、予め定められた入力電圧を受けるように製造にむけて設計され、入力電圧が実質的にその予め定められた値にとどまる限りでしか正しく動作しない。新しい異なる入力電圧のＤＣ−ＤＣ変換が必要な場合、この新しい入力電圧に適した異なるコンバータを、市販のものを購入してまたは最初から設計および製造して入手しなければならない。
【０００５】
同様に、所与のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を変更することが所望される場合、従来のコンバータは、容易にはこのように機能しない。変更可能な入力電圧と変更可能な出力電圧との両方の組合せも、従来ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて利用可能でなかった。
【０００６】
必要とされているのは、複数の異なるＤＣ電圧で入力電力を受けるように、かつ複数の選択可能な異なるＤＣ電圧で出力電力を生じるように自動的に再構成可能なＤＣ−ＤＣコンバータである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
この発明の１つの実施例に従って、多出力ＤＣ−ＤＣコンバータは、出力の各々に対して最大入力電力ならびに最大および最小入力電圧範囲などのそれぞれの入力パラメータを構成する能力と、出力の各々に対して出力電圧、出力電流、および出力電力などの出力パラメータを構成する能力とを有する。
【０００８】
図面の簡単な説明
この発明は、添付の図面に関連して考慮されると以下の詳細な説明の参照によってよりよく理解されるようになるので、この発明の他の利点は、容易にわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】複数の入力電圧および複数の出力電圧を有するＤＣ−ＤＣコンバータの概略図である。
【図１Ａ】複数の入力電圧および複数の出力電圧を有するＤＣ−ＤＣコンバータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明の詳細な説明
図１を参照して、図中、同様の数字はいくつかの図全体を通して対応する部品を示しており、直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）電力コンバータ２０が一般的に示されている。ＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２０は、アナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）コンバータ２２と、プロセッサモジュール２４と、パルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール５８とを含む。Ａ−Ｄコンバータ２２は、複数のアナログ電力信号およびアナログ電流信号を受け、それらを複数のデジタル電力信号およびデジタル電流信号に電気的に変換する。Ａ−Ｄコンバータ２２は、複数の第１チャネルポート３２、３４、３６、３８、４０と、複数の第２チャネルポート４２、４４、４６、４８、５０と、複数の第３チャネルポート５２、５４、５６とを含む。加えて、Ａ−Ｄコンバータ２２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）温度信号を受けるためのＦＥＴ温度ポート２６と、周囲温度信号を受けるための周囲温度ポート２８と、燃料電池（図示せず）から燃料電池入力電圧信号を受けるための燃料電池電圧ポート３０とを含む。図面には燃料電池入力電圧を受けるための燃料電池入力電圧ポートが示されているが、燃料電池、電池、フライホイール、太陽エネルギ、ウルトラキャパシタ、発電機などを含むがこれらに限定されない他のＤＣ電圧源を用いてもよい。
【００１１】
複数の第１チャネル３２、３４、３６、３８、４０には、アナログ第１チャネル低入力電流信号を受けるための第１チャネル低入力電流ポート３２と、アナログ第１チャネル高入力電流信号を受けるための第１チャネル高入力電流ポート３４とが含まれる。第１チャネル低出力電流ポート３６は、アナログ第１チャネル低出力電流信号を受け、第１チャネル高出力電流ポート３８は、アナログ第１チャネル高出力電流信号を受ける。第１チャネル出力電流ポート４０は、第１チャネル出力電力信号を受けるために含まれており、この信号は、以下にさらに述べられるように、フィードバック制御システムにおいて第１チャネル出力電力を監視し、調整するために使用されてもよい。
【００１２】
複数の第２チャネルポート４２、４４、４６、４８、５０には、アナログ第２チャネル低入力電流信号を受けるための第２チャネル低入力電流ポート４２と、アナログ第２チャネル高入力電流信号を受けるための第２チャネル高入力電流ポート４４とが含まれる。第２チャネル低出力電流ポート４６は、アナログ第２チャネル低出力電流信号を受け、第２チャネル高出力電流ポート４８は、アナログ第２チャネル高出力電流信号を受ける。第２チャネル出力電力ポート５０は、第２チャネル出力電力信号を受けるために含まれており、この信号は、第１チャネル出力電力信号のものと同様のフィードバック態様で使用されてもよい。
【００１３】
複数の第３チャネルポート５２、５４、５６には、アナログ第３チャネル入力電流信号を受けるための第３チャネル入力電流ポート５２と、アナログ第３チャネル出力電流信号を受けるための第３チャネル出力電流ポート５４とが含まれる。第３チャネル出力電力ポート５６は、第３チャネル出力電力信号を受けるために含まれており、この信号は、第１および第２チャネル出力電力信号のものと同様のフィードバック態様で用いられてもよい。
【００１４】
プロセスモジュール２４は、デジタル電力およびデジタル電流信号を受けるためにＡ−Ｄコンバータ２２と電気的通信状態にある。プロセッサモジュール２４は、第１チャネル選択信号と、第２チャネル選択信号と、第３チャネル選択信号と、ＰＷＭ周波数信号とを含む複数の電気的信号を出力してもよい。デジタル信号は、以下により詳細に述べられるように、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２０に含まれたさまざまな電気的モジュール２２、５８、６０、６２、６４、６６を電気的に制御してもよい。加えて、水晶発振器６８は、プロセッサモジュール２４を予め定められた周波数で動作させるために、プロセッサモジュール２４と通信状態にある。
【００１５】
ＰＷＭモジュール５８は、プロセッサモジュール２４と通信状態にあり、ＰＷＭ電力信号を出力するためにＰＷＭ周波数に応答する。プロセッサモジュール２４は、ＰＷＭ電力信号の電力レベルが、リモート接続された燃料電池の電力レベルと実質的に等しいよう、ＰＷＭ周波数信号を生成する。したがって、ＤＣ−ＤＣ電力コンバータ２０に燃料電池（または他の電力源）によって供給される入力電圧は、ＰＷＭモジュール５８によって出力された電力レベルと実質的に等しい。
【００１６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、さらに第１チャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７０と、第２チャネルＦＥＴ７２と、第３チャネルＦＥＴ７４とを含む。第１チャネルＦＥＴ７０は、ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためにおよび第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するためにＰＷＭモジュール５８と通信状態にある。第２チャネルＦＥＴ７２は、ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためにおよび第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するためにＰＷＭモジュール５８と通信状態にある。第３チャネルＦＥＴ７４は、ＰＷＭ電力信号にフィルタをかけるためにおよび第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を出力するためにＰＷＭモジュール５８と通信状態にある。第１、第２、および第３ＰＷＭ電力信号の各々は、以下により詳細に述べられるように、ＤＣモータなどの、燃料電池の電力レベルとは異なる電力レベルを必要とする個々のＤＣ負荷に独立して電力を供給するために用いることができる。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、さらに第１ブースト電力回路７６とバック電力回路７８とを含む。第１ブースト電力回路７６は、第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるために第１チャネルＦＥＴ７０と通信状態にある。プロセッサモジュール２４によって動作可能にされると、第１ブースト電力回路７６は、第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させて、第１ＤＣ負荷によって用いられる第１チャネル出力電力信号を出力することができる。具体的には、第１チャネル出力電力信号は、０Ｗから３０００Ｗまでの電力レベルを有する。バックブースト電力回路は、第１ブースト電力回路７６と同様に第１チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるために、第１ブースト電力回路７６および第１チャネルＦＥＴ７０と通信状態にある。しかしながら、プロセッサモジュール２４によって動作可能にされると、バック電力回路７８は、第１チャネルフィルタＰＷＭ信号の電力レベルを低下させることができる。したがって、燃料電池によって提供される電力レベルよりも低い電力レベルを必要とするＤＣ負荷が、出力電力信号を使用することができる。バック電力回路７８によって供給された第１チャネル出力電力信号の電力レベルは、０Ｗから３０００Ｗまでに及ぶ。第１ブースト電力回路７６かバック電力回路７８かのいずれかによって生成された第１チャネル出力電力信号は、第１チャネル出力電力ポート４０を通してプロセッサモジュール２４に戻される。このフィードバック経路により、プロセッサモジュール２４が第１チャネル出力電力信号を監視することと、ＰＷＭモジュール５８、第１ブースト電力回路７６、およびバック電力回路７８の動作を調整することとが可能になる。第１ブースト電力回路７６とバック電力回路７８とは、各々が互いに独立して動作するように接続されており、すなわちバックブースト回路８０であり、その一方でＤＣ負荷によって使用されてもよい第１チャネル出力電力信号を依然として出力する。プロセッサモジュール２４は、第１ブースト電力回路７６とバック電力回路７８とのうちいずれかによって出力された電力を示す第１チャネル出力電力信号を受けるために第１ブースト電力回路７６およびバック電力回路７８と通信状態にある。
【００１８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、さらに第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためにＰＷＭモジュール５８と通信状態にある第２ブースト電力回路８２を含む。第１ブースト電力回路７６と同様に、第２ブースト電力回路８２は、第２チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させる。したがって、第２ブースト電力回路８２は、０Ｗから５０００Ｗまでの電力レベルを有する第２チャネル出力電力信号を出力することができる。第２ブースト電力回路８２によって生成される第２チャネル出力電力信号は、第２チャネル出力電力ポート５０を通してプロセッサモジュール２４に戻される。このフィードバック経路により、プロセッサモジュール２４が第２チャネル出力電力信号を監視することと、ＰＷＭモジュール５８および第２ブースト電力回路８２の動作を調整することとが可能になる。
【００１９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号を受けるためにＰＷＭモジュール５８と通信状態にある第３ブースト電力回路８４を含む。第１および第２ブースト電力回路７６、８２と同様に、第３ブースト電力回路８４は、第３チャネルフィルタＰＷＭ電力信号の電力レベルを上昇させる。したがって、第３ブースト電力回路８４は、０Ｗから４００Ｗまでの電力レベルを有する第３チャネル出力電力信号を出力することができる。第３ブースト電力回路８４によって生成される第３チャネル出力電力信号は、第３チャネル出力電力ポート５６を通してプロセッサモジュール２４に戻される。このフィードバック経路は、プロセッサモジュール２４が第３チャネル出力電力信号を監視することと、ＰＷＭモジュール５８および第３ブースト電力回路８４の動作を調整することとを可能にする。
【００２０】
複数のトランジスタ７０、８６、８８、９０、９２、９４が含まれていて、第１ブースト電力回路７６、バックブースト電力回路、第２ブースト電力回路８２、および第３ブースト電力回路８４を動作可能にする、すなわちオンおよびオフに切替える。具体的には、第１チャネルトランジスタ８６は、プロセッサモジュール２４および第１チャネルＦＥＴ７０と通信状態にある。ブーストトランジスタ８８は、プロセッサモジュール２４および第１ブースト電力回路７６と通信状態にある。バックトランジスタ９０は、プロセッサモジュール２４およびバック電力回路７８と通信状態にある。プロセッサモジュール２４は、第１チャネルＦＥＴ７０をオンに切換える第１チャネルトランジスタ８６に第１チャネル選択信号を出力することによって、第１チャネルＦＥＴ７０を動作可能にして、第１チャネルフィルタＰＷＭ信号をバックブースト回路８０に供給する。第１チャネルＦＥＴ７０を動作可能にした後、プロセッサモジュール２４は、第１ブースト電力回路７６を動作可能にするか、またはバック電力回路７８を動作可能にするかを決定する。バックブースト回路８０に取付けられたＤＣ負荷が燃料電池によって提供される電力よりも少ない電力を必要とするとき、プロセッサモジュール２４は、バック信号を出力して、第１チャネルフィルタＰＷＭ信号の電力レベルを低下させるためのバック電力回路７８を動作可能にする。しかしながら、ＤＣ負荷が燃料電池によって提供される電力よりも大きな電力を必要とする場合、プロセッサモジュール２４は、ブースト信号を出力して、第１チャネルフィルタＰＷＭ信号の電力レベルを上昇させるための第１ブースト電力回路７６を動作可能にする。
【００２１】
第２チャネルトランジスタ９２は、プロセッサモジュール２４および第２チャネルＦＥＴ７２と通信状態にある。ＤＣ負荷が第２ブースト電力回路８２に接続されると、プロセッサモジュール２４は、第２チャネル選択信号を第２チャネルトランジスタ９２に出力して、第２チャネルＦＥＴ７２をオンに切換えることによって、第２チャネルフィルタＰＷＭ信号を第２ブースト電力回路８２に供給する。
【００２２】
第３チャネルトランジスタ９４は、プロセッサモジュール２４および第３チャネルＦＥＴ７４と通信状態にある。ＤＣ負荷が第３ブースト電力回路８４に接続されると、プロセッサモジュール２４は、第３チャネル選択信号を第３チャネルトランジスタ９４に出力して、第３チャネルＦＥＴ７４をオンに切換えることによって、第３チャネルフィルタＰＷＭ信号を第３ブースト電力回路８４に供給する。
【００２３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、入力電流、出力電流をＤＣ−ＤＣコンバータ２０のさまざまな場所で検知するための複数のセンサ９６、９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４を含む。第１チャネルサブ回路に関して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、第１チャネル高入力電流センサ９８と、第１チャネル低入力電流センサと、第１チャネル高出力センサと、第１チャネル低出力センサとを含む。第１チャネル高入力電流センサ９８は、燃料電池から出力された高レベル電流を検知するために、バック電力回路７８および第１チャネル高入力電流ポート３４と通信状態にある。第１チャネル高入力電流センサ９８は、アナログ第１チャネル高入力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２の第１チャネル高入力電流ポート３４に出力する。第１チャネル低入力センサは、バック電力回路７８および第１チャネル低入力電流ポート３２と通信状態にある。このセンサは、燃料電池から出力された低レベル電流を検出し、応答して、アナログ第１チャネル低入力電流信号を第１チャネル低入力ポートに出力する。第１チャネル高出力電流センサ１００は、第１ブースト電力回路７６および第１チャネル高出力電流ポート３８と通信状態にある。このセンサは、第１ブースト電力回路７６によって出力された高レベル電流を検出し、応答して、アナログ第１チャネル高出力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２の第１チャネル高出力電流ポート３８に出力する。第１チャネル低出力電流センサ１０２は、第１ブースト電力回路７６および第１チャネル出力電流ポートと通信状態にある。このセンサは、第１ブースト電力回路７６によって出力された低レベル電流を検出し、応答して、アナログ第１チャネル低出力電流信号を第１チャネル低出力電流ポート３６に出力する。
【００２４】
第２チャネルサブ回路に関して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、第２チャネル高入力電流センサ１０４と、第２チャネル低入力電流センサと、第２チャネル高出力センサと、第２チャネル低出力センサとを含む。第２チャネル高入力電流センサ１０４は、第２ブースト電力回路８２および第２チャネル高入力電流ポート４４と通信状態にある。このセンサは、燃料電池から出力された高レベル電流を検出し、応答して、アナログ第２チャネル低入力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２に出力する。第２チャネル低入力電流センサ１０６は、第２ブースト電力回路８２および第２チャネル低入力電流ポート４２と通信状態にある。このセンサは、燃料電池から出力された低レベル電流を検出し、応答して、アナログ第２チャネル低範囲入力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２に出力する。第２チャネル高出力電流センサ１０８は、第２ブースト電力回路８２および第２チャネル高出力電流ポート４８と通信状態にある。このセンサは、第２ブースト電力回路８２によって出力された高レベル電流を検出し、応答して、アナログ第２チャネル高出力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２に出力する。第２チャネル低出力電流センサ１１０は、第２ブースト電力回路８２および第２チャネル低出力電流ポート４６と通信状態にある。このセンサは、第２ブースト電力回路８２によって出力された低レベル電流を検出し、応答して、アナログ第２チャネル低出力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２に出力する。
【００２５】
第３チャネルサブ回路に関して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、第３チャネル入力電流センサ１１２と第３チャネル出力センサとを含む。第３チャネル入力電流センサ１１２は、第３ブースト電力回路８４および第３チャネル入力電流ポート５２と通信状態にある。このセンサは、燃料電池によって出力された電流を検出し、応答して、アナログ第３チャネル入力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２に出力する。第３チャネル出力電流センサ１１４は、第３ブースト電力回路８４および第３チャネル出力電流ポート５４と通信状態にある。このセンサは、第３ブースト電力回路８４によって出力された電流を検出し、応答して、アナログ第３チャネル出力電流信号をＡ−Ｄコンバータ２２に出力する。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、構成可能な予め定められた入力制限および構成可能な予め定められた出力制限を可能にして、ＡＣおよびＤＣ電力を必要とする用途のための最大柔軟性を使用者に提供する。具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、燃料電池からＤＣ−ＤＣコンバータ２０に供給されるべき最大電力を使用者が指定することを可能にする。加えて、使用者は、燃料電池動作電圧および最小燃料電池動作電圧を指定することができる。したがって、燃料電池の電圧が指定された電圧範囲を超えて上昇するまたは下回って低下する場合、プロセッサモジュール２４は、第１、第２、または第３チャネルサブ回路のうち１つを動作不能にするまたはＤＣ−ＤＣコンバータ２０全体を遮断するなどの安全対策を取って、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０への損傷を防止する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、所望される電気的用途に応じた、使用者が構成可能な第１、第２、および第３出力電力レベルも提供する。具体的には、使用者は、第１チャネル出力電力信号が０Ｗから３０００Ｗまでの電力レベルを有するように、第２チャネル出力電力信号が０Ｗから５０００Ｗまでの電力レベルを有するように、および第３チャネル出力電力信号が０Ｗから４００Ｗまでの電力レベルを有するように選択することができる。加えて、使用者は、どのチャネルサブ回路が優先するのかを選択することができ、最大入力電力制限を超過した場合、第１ブースト電力回路７６と、バック電力回路７８と、第２ブースト電力回路８２と、第３ブースト電力回路８４との間で共用される利用可能な電力に対して比値を割当てることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、さらに使用者が電力ランプ速度を入力することを可能にし、これは、損害を与えるスルーレートから燃料電池を保護することができる。具体的には、使用者は、電圧利得または低下の範囲と、その電圧利得または低下をＤＣ−ＤＣコンバータ２０が達成するのにかける時間とを入力することができる。
【００２７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、シリアル通信モジュール６０と、放送通信モジュール６２と、ＬＣＤモジュール６４とを含み、いずれもユーザが上述の入力パラメータおよび出力パラメータを構成することを可能にする。ＲＳ−２３２および／またはＳＣ１０モジュールなどのシリアル通信モジュール６０は、第１のリモート接続された入力装置から予め定められた入力および予め定められた出力を受けるために、プロセッサモジュール２４と通信状態にある。予め定められた入力および出力を受けた後、シリアル通信モジュール６０は、予め定められた信号をプロセッサモジュール２４に供給する。
【００２８】
コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）モジュールなどの放送通信モジュール６２は、プロセッサモジュール２４と通信状態にある。上記シリアル通信モジュール６０と同様に、放送通信モジュール６２は、第１のリモート設置された入力装置から予め定められた入力および予め定められた出力を受ける。予め定められた入力および出力を受けた後、シリアル通信モジュール６０は、予め定められた信号をプロセッサモジュール２４に供給する。
【００２９】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１１６モジュールは、プロセッサモジュール２４と通信状態にある。ＬＣＤモジュール６４は、ＬＣＤインターフェイス１１８とＬＣＤ１１６を含む。ＬＣＤインターフェイス１１８は、予め定められた入力および出力を使用者が選択することを可能にする。その後、ＬＣＤインターフェイス１１８は、予め定められた入力および出力をプロセッサモジュール２４に供給する。ＬＣＤ１１６は、ＬＣＤインターフェイス１１８と通信状態にあり、使用者によって選択された予め定められた入力および出力を表示してもよい。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、予め定められた入力および出力と関連付けられた値を格納するためのメモリモジュール６６を含む。プロセッサモジュール２４は、使用者が選択した予め定められた入力および出力をメモリから読んでいるメモリモジュール６６と通信状態にある。そのうえ、プロセッサモジュール２４は、予め定められた格納された値のうち少なくとも１つを、Ａ−Ｄコンバータ２２に戻される、最終的にはプロセッサモジュール２４に戻される複数のデジタル電力および電流信号のうち少なくとも１つと比較する。使用者によって選択された予め定められた入力および出力と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０によって出力されたリアルタイム電力レベルおよび電流レベルを示すフィードバックデジタル電力および電流信号との間の比較に基づいて、プロセッサモジュール２４は、選択信号のうち１つを生成して、第１チャネル、第２チャネル、および第３チャネルＦＥＴのうち少なくとも１つを開始させて、予め定められた格納値によって指定された出力電力信号を達成することができる。したがって、最大入力電力ならびに最大および最小入力電圧範囲などの各出力に対する構成可能な入力パラメータと、出力電圧、出力電流、および出力電力などの各出力に対する構成可能な出力パラメータとを可能にする多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ２０が提供される。
【００３１】
当業者によって理解されるであろうように、記載された実施例の多くの変形例および変更例が上記の教示に鑑みて可能であり、この発明は、添付の特許請求の範囲内にありながら、具体的に記載されたのとは別のやり方で実施されてもよい。これらの記載された実施例は、発明の新規性がその有用性を発揮する任意の組合せを包含するように解釈されるべきである。
【図１】
2010530212.tif 000003
【図１Ａ】
2010530212.tif 000004
【国際調査報告】
2010530212.tif 000005
2010530212.tif 000006