(57)【要約】  モバイルデバイスなどのデバイスは、短絡及び出力過負荷事象を受ける可能性がある。このような事象に対して保護するために、モバイルデバイスは通常、電流制限回路を含む。幾つかの電流制限回路は、ユーザプログラム可能機能を包含することができる。ユーザプログラム可能機能は、正確な電流制限検出器を必要とする場合がある。本発明の種々の実施形態は、１つ又はそれ以上のプログラムされた電流制限を検出するためのデバイス及び方法を含む。幾つかの実施形態によって、ユーザアプリケーションは、電流検出回路の並列又は直列構成の中から選択できるようになる。このような各構成は、種々の抵抗値の複数の抵抗デバイスを含むことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又はそれ以上の電流制限を検出するためのデバイスであって、
ユーザ設定の電流制限を検出するよう動作される電流制限検出器を含む検出器と、
前記電流制限検出器に結合され、各々が、その両端の電圧降下を生成する電流和を導通するように構成されており、且つそれぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた複数の抵抗デバイスと、
前記複数の抵抗デバイスに結合され、選択信号に応じて前記複数の抵抗デバイスの１つを選択するよう動作する選択スイッチと、
を備え、
前記検出器が、前記複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに導通される前記電流和に基づいて、前記電流和を段階的に低減することによって前記電流制限検出器が検出するよう動作される何らかのユーザ設定の電流制限を可能にするように構成されている、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記検出器が更に、前記検出されたユーザ設定の電流制限を電流制限コントローラに伝達するよう動作する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記複数の抵抗デバイスの各々は、接地端子を含み、前記選択スイッチが、前記複数の抵抗デバイスの各々の接地端子に結合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記選択スイッチは更に、前記選択信号の変化に応じて前記複数の抵抗デバイスのうちの異なる抵抗デバイスを選択するよう動作する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記複数の抵抗デバイスの各々がレジスタを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記電流制限検出器は、
電流を導通するようにそれぞれ構成された複数の電流経路にして、少なくとも１つが電流導通の遮断の動作可能な電流スイッチを含み、それらの電流経路の電流が全体として合成されて電流和を生成する複数の電流経路と、
高閾値電圧を供給する高基準電圧端子と、
複数の入力と１つの出力とを含み、前記入力の１つが前記高閾値電圧を受け、前記入力の別の入力は、前記複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに結合されている、ハイレベル比較器と、
を備え、
前記ハイレベル比較器が、前記電圧降下と前記高閾値電圧との間の比較に応じた信号を前記出力で生成し、前記出力は、前記電流和を段階的に低減することによって、前記電流和に関連するユーザ設定の電流制限を段階的に検出するように前記電流スイッチを動作させるよう構成されており、
前記電流制限検出器に結合された前記複数の抵抗デバイスの各々の端子は、前記複数の電流経路に結合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
各電流経路に導通される電流の量は、そのそれぞれの電流スイッチのスケールに基づく、
ことを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記電圧降下と前記高閾値電圧との間の比較は、前記電圧降下が前記高閾値電圧を超えるかどうかを判断することを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
各電流経路は更に、当該電流経路に固有の量の電流を導通するように構成される、
ことを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
集積回路（ＩＣ）に或いは前記ＩＣにおける機能ブロックとして具現化される、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記ＩＣが、モバイルデバイスで使用するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記検出器が更に、前記電流制限検出器に動作可能に結合され、前記検出されたユーザ設定の電流制限を格納するよう動作するメモリを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
１つ又はそれ以上の電流制限を検出するためのデバイスであって、
ユーザ設定の電流制限をそれぞれ検出する複数の電流制限検出器を含む検出器と、
前記複数の電流制限検出器にそれぞれ結合された複数の抵抗デバイスにして、前記ユーザ設定の電流制限にそれぞれ関連付けられた抵抗値を有し、電圧降下を生じる各電流和を導通するようにされている、複数の抵抗デバイスと、
前記複数の電流制限検出器の各々に結合され、選択信号に応じて前記複数の電流制限検出器のいずれか１つを選択する選択スイッチと、
を備え、
前記検出器が、前記複数の電流制限検出器のうちの選択された電流制限検出器の抵抗デバイスに導通されるそれぞれの前記電流和に基づいて、当該電流和を段階的に低減することによって、前記複数の電流制限検出器が検出するように動作される何らかのユーザ設定の電流制限を提供するように構成されている、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項１４】
前記抵抗値が前記ユーザ設定の電流制限に基づいて事前に設定される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
各電流制限検出器が更に、前記検出されたそれぞれのユーザ設定の電流制限を前記選択信号に応じて電流制限コントローラに伝達するよう動作する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記複数の抵抗デバイスの各々が、接地端子を含む端子を含み、前記接地端子で接地に結合され、前記端子の別の端子で前記複数の電流制限検出器のそれぞれの電流制限検出器に結合されている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記複数の抵抗デバイスの各々がレジスタを含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記電流制限検出器の各々が、
各々が電流を導通するように構成され、少なくとも１つが電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含み、そこを貫流する電流が全体として合成されてそれぞれの電流和を生成する複数の電流経路と、
高閾値電圧を供給するよう動作する高基準電圧端子と、
複数の入力と１つの出力とを含み、前記入力の１つが前記高閾値電圧を受け取るように動作し、前記入力の別の入力はそれぞれの抵抗デバイスに動作可能に結合されているハイレベル比較器と、
を備え、
前記ハイレベル比較器が、前記電圧降下と前記高閾値電圧との間の比較に応じた信号を前記出力で生成し、前記出力は、それぞれの前記電流和を段階的に低減することによって前記それぞれの電流和に関連するそれぞれのユーザ設定の電流制限を段階的に検出するように前記電流スイッチを動作するよう構成されており、
前記複数の電流制限検出器のそれぞれの電流制限検出器に結合された前記複数の抵抗デバイスの各々の端子は、前記それぞれの複数の電流経路に結合されている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１９】
各電流経路に導通される電流の量は、そのそれぞれの電流スイッチのスケールに基づく、
ことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記電圧降下と前記高閾値電圧との間の比較は、前記電圧降下が前記高閾値電圧を超えるかどうか判断する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
各電流経路は更に、当該電流経路に固有の量の電流を導通するように構成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２２】
集積回路（ＩＣ）に或いは前記ＩＣにおける機能ブロックとして具現化される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記ＩＣは、モバイルデバイスで使用するように構成されている、
ことを特徴とする請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
１つ又はそれ以上の電流制限を検出するための方法であって、
選択スイッチから受け取られた選択信号に基づいて、各々がそれぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた抵抗値を有し且つそれぞれの電流和を導通するように各々構成されている複数の抵抗デバイスの１つの抵抗デバイスを選択する段階と、
電流制限検出器において前記選択された抵抗デバイスに関連付けられたユーザ設定の電流制限を検出する段階と、
を含み、
前記ユーザ設定の電流制限が、前記選択された抵抗デバイスに導通される前記電流和に基づいて、前記電流和を段階的に低減することによって検出されるようにする、
ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記抵抗値は、前記ユーザ設定の電流制限に基づいて事前に設定される、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記検出されたユーザ設定の電流制限を電流制限コントローラに伝達する段階を更に含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記選択信号の変化に応じて前記複数の抵抗デバイスのうちの異なる抵抗デバイスを選択する段階を更に含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
複数の電流経路に流れ且つ前記選択された抵抗デバイスに流れる電流和に合成される複数の電流によって生成される電圧降下と、高閾値電圧とを比較する段階を更に含み、
前記選択された抵抗デバイスの抵抗値は、前記電流和と前記選択されて抵抗デバイスに関連付けられた前記ユーザ設定の電流制限との間の関係を確立するように設定され、前記各電流経路は、電流を導通するように構成され、その少なくとも１つが電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含み、
前記方法が更に、
前記比較に応じて前記電流スイッチの１つ又はそれ以上を段階的に動作することによって、前記電流和と前記選択された抵抗デバイスのユーザ設定電流制限との間の関係を確立する段階と、
前記電流和に関連付けられた前記選択された抵抗デバイスのユーザ設定の電流制限を検出する段階と、
を含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記電流制限検出器に動作可能に結合されたメモリ内に、前記検出されたユーザ設定の電流制限を格納する段階を更に含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
１つ又はそれ以上の電流制限を検出するための方法であって、
検出器において、それぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた予め設定された抵抗値の抵抗デバイスを各々が含み且つそれぞれの電流和を導通するように構成されている複数の電流制限検出器のうちのいずれかである電流制限検出器を、選択スイッチから受け取られた選択信号に基づいて選択する段階と、
前記選択された電流制限検出器において、前記それぞれのユーザ設定の電流制限を検出する段階と、
を含み、
前記それぞれのユーザ設定の電流制限は、前記それぞれの抵抗デバイスに導通される前記電流和に基づいて前記電流和を段階的に低減することによって検出される、
ことを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記検出されたユーザ設定の電流制限を電流制限コントローラに伝達する段階を更に含む、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記選択信号の変化に応じて前記複数の電流制限検出器のうちの異なる電流制限検出器を選択する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記選択された電流制限検出器において、複数の電流経路に流れ且つ前記選択された抵抗デバイスに流れる電流和に合成される複数の電流によって生成される電圧降下と高閾値電圧とを比較する段階を更に含み、
前記選択された抵抗デバイスは、前記選択された電流制限検出器に含まれる特定の抵抗デバイスであり、前記選択された抵抗デバイスの予め設定された抵抗値は、前記電流和と前記選択された電流制限検出器に関連付けられた前記ユーザ設定の電流制限との間の関係を確立するように設定されており、前記各電流経路は、電流を導通するように構成され、その少なくとも１つが電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含み、
前記方法が更に、
前記選択された電流制限検出器において、前記比較に応じて前記電流スイッチの１つ又はそれ以上を段階的に動作することによって、前記電流和と前記選択された電流制限検出器のユーザ設定の電流制限との間の関係を確立する段階と、
前記電流和に関連付けられた前記選択された電流制限検出器のユーザ設定の電流制限を検出する段階と、
を含む、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
１つ又はそれ以上の電流制限を検出するための装置であって、
ユーザ設定の電流制限を検出するよう動作する検出器と、
各々がそれぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた抵抗値を有し、各々がその両端の電圧降下を生成する電流和を導通するように構成された複数の抵抗デバイスと、
選択信号に応じて前記複数の抵抗デバイスの１つを選択するよう動作する選択スイッチと、
前記検出器に動作可能に結合され、前記検出されたユーザ設定の電流制限を超えないように出力電流を制限するよう動作する電流制限コントローラと、
を備え、
前記検出器は、前記複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに導通される前記電流和に基づいて、当該電流和を段階的に低減することによってユーザ設定の電流制限を検出するように構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項３５】
前記検出器に動作可能に結合され、前記検出されたユーザ設定の電流制限を格納するよう動作するメモリを更に含む、
ことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記検出器は、
各々が電流を導通するように構成され、少なくとも１つが電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含み、そこを貫流する電流が全体として合成されて電流和を生成する複数の電流経路と、
高閾値電圧を供給するよう動作する高基準電圧端子と、
複数の入力と１つの出力とを含み、前記入力の１つが前記高閾値電圧を受け取るよう動作し、前記入力の別の入力は、前記複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに動作可能に結合されている、ハイレベル比較器と、
を備え、
前記ハイレベル比較器が、前記電圧降下と前記高閾値電圧との間の比較に応じた信号を前記出力で生成し、前記出力は、前記電流和を段階的に低減することによって、前記電流和に関連するユーザ設定の電流制限を段階的に検出するように前記電流スイッチを動作するよう構成されており、
前記電流制限検出器に結合された前記複数の抵抗デバイスの各々の端子は、前記複数の電流経路に結合されている、
ことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記検出器が複数の電流制限検出器を含み、
前記電流制限検出器の各々は、
各々が電流を導通するように構成され且つ少なくとも１つが電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含み、そこを貫流する電流が全体として合成されて電流和を生成する複数の電流経路と、
高閾値電圧を供給するよう動作する高基準電圧端子と、
複数の入力と１つの出力と含み、前記入力の１つが、前記高閾値電圧を受け取るよう動作し、前記入力の別の入力は、それぞれの抵抗デバイスに動作可能に結合されている、ハイレベル比較器と、
を備え、
前記ハイレベル比較器が、前記電圧降下と前記高閾値電圧との比較に応じた信号を前記出力で生成し、前記出力は、前記それぞれの電流和を段階的に低減することによって、前記それぞれの電流和に関連するそれぞれのユーザ設定の電流制限を段階的に検出するように前記電流スイッチを動作するよう構成されており、
前記それぞれの電流制限検出器に結合された前記複数の抵抗デバイスの各々の端子は、前記それぞれの複数の電流経路に結合されている、
ことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記出力電流を制限する段階が、前記電流制限コントローラにおいて、前記出力電流の制限における１ステップに各々が関連付けられる制御信号のシーケンスを出力する段階を含み、
前記電流制限検出器及び前記電流制限コントローラに動作可能に結合され、前記電流制限コントローラから受け取られた前記制御信号のシーケンスに応じて前記出力電流を調節するよう動作する電流制限部を更に備える、
ことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３９】
前記電流制限コントローラと協働し、バーストパワーを供給できるエネルギー蓄積を提供するように構成された電荷蓄積デバイスを更に備える、
ことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、モバイルデバイスにおけるパワーマネージメントに関し、より具体的には、負荷スイッチなどのようなデバイスで応用できる電流制限検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流制限は、負荷に供給することができる電流に対して上限を設ける手法である。電流制限の一般的な目的は、例えば短絡による有害な作用から上流又は下流にある回路を保護することである。電源及びアダプタで使用される負荷スイッチ用途では、電流は、負荷スイッチ設定を下回って制限することができる。負荷スイッチ用途は、種々の周辺デバイスへのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタの電源ラインを駆動することを含む。負荷スイッチデバイスの実施例には、ポータブル電子製品における外部電力ポートを保護しバッテリー寿命を延ばすように設計された集積回路（ＩＣ）のような、アドバンスド・アナロジック・テクノロジーズ社（カリフォルニア州Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ所在）により製作された電流制限負荷スイッチデバイスが含まれる。これらの負荷スイッチデバイスは、例えば、電源が電圧変動範囲から外れるようになる可能性がある負荷電流の大きな変化に対して入力電源を保護する集積電流制限回路と共に動作する。
【０００３】
電流制限デバイスとしての負荷スイッチは、電流を負荷スイッチ設定まで引き出すことができる。電流が負荷スイッチ設定を超えた場合、負荷スイッチの電流制限回路は、該負荷スイッチに流れる電流を制限する。一般に、レジスタ（ＩＣの外部又は内部）は、負荷スイッチ電流制限を設定するのに使用される。一般に、負荷スイッチの動作電圧範囲内で、設計者によって選択された抵抗値に基づいて単一の電流制限が設定される。広い動作電圧範囲（従って、負荷電流の広い範囲）に対して単一のレジスタを使用する１つの欠点は、正確さが失われることである。この損失は、検出可能な電流増分の細粒性のレベルが通常は抵抗値及び許容差によって決定されることに起因して生じる可能性がある。例えば図１に示されるように、ユーザは、システム設計において抵抗値ＲSETを有するレジスタを選択する。ユーザはまた、抵抗値に関連付けられる電流制限を設定し、これによって２つのパラメータ間の１対１の対応関係を確立する。電流制限は、設計者によって任意に選択可能である。この実施例では、設計者は、１００Ωの抵抗値に対応する１００ｍＡの電流制限、及び１ｋΩに対応する１Ａの電流制限を設定している。
【０００４】
単一レジスタによって、負荷スイッチアプリケーションが単一電流制限を選択できるようになる。例えば、アプリケーションが送信、受信、又はスタンバイモードのいずれであるかに関係なく、同じ電流制限を適用することができる。電流制限検出回路は、１つより多い電流制限を検出するための機能を設計に含めるために重複させる必要がある。例えば、１つの電流制限をスタンバイモード用とすることができ、別の（例えば、より高い）電流制限をオペレーティングモード（例えば、送信及び／又は受信モード）用とすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、複数の電流制限を持つ検出器が要求されている。１つの望ましい態様は、複数のユーザ設定の電流制限を検出できるようにすることである。別の望ましい態様は、可能であれば、電流制限検出回路の重複を最小限にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述の所見に部分的には基づいており、この目的に従って、本発明の種々の実施形態は、電流制限を検出するためのデバイス及び方法を含む。一般に、電流制限を検出するためのデバイスの種々の実施は、対応する単一のユーザ設定の電流制限に関連付けられた単一の抵抗デバイスを用いることができる。複数の電流制限を検出するためのデバイスの他の実施は、１つ又はそれ以上の電流制限を検出するために直列又は並列構成で複数の抵抗デバイスに結合された１つ又はそれ以上の電流制限検出器を用いることができる。このような電流制限は、１つずつ（例えば連続して）、ほぼ同時に（例えば、並行して）、或いはこれらのいずれかの組合せで検出することができる。提案される新しい実施は、電流制限を検出する場合に一般に融通性があり且つ効率的な集積回路（ＩＣ）或いは幾つかのディスクリート構成要素を用いることができる。例証として、幾つかの実施形態を以下で更に詳細に説明する。
【０００７】
１つの実施形態によれば、１つ又はそれ以上の電流制限を検出するためのデバイスは、検出器、電流制限検出器に結合された複数の抵抗デバイス、及び複数の抵抗デバイスに結合された選択スイッチを含む。検出器は、ユーザ設定の電流制限を検出するよう動作する。各抵抗デバイスは、両端の電圧降下を生成する電流和を導通するように構成される。各抵抗デバイスは、それぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられる。選択スイッチは、選択信号に応じて複数の抵抗デバイスの１つを選択するよう動作する。検出器は、電流制限検出器が検出するよう動作するあらゆるユーザ設定の電流制限を提供するように構成される。このような提供は、電流和を段階的に低減することによって行われ、複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに導通される電流和に基づく。
【０００８】
このようなデバイスでは、複数の抵抗デバイスの各々は接地端子を含むことができる。選択スイッチは、複数の抵抗デバイスの各々の接地端子に結合することができる。選択スイッチはまた、選択信号の変化に応じて複数の抵抗デバイスのうちの異なる抵抗デバイスを選択することができる。電流制限検出器は、複数の電流経路、高基準電圧端子、及びハイレベル比較器を含むことができる。検出器はまた、電流制限検出器に動作可能に結合され、検出されたユーザ設定の電流制限を格納するよう動作するメモリを含むことができる。
【０００９】
別の実施形態によれば、１つ又はそれ以上の電流制限を検出するためのデバイスは、検出器、複数の抵抗デバイス、及び選択スイッチを含む。検出器は、複数の電流制限検出器を含む。各電流制限検出器は、それぞれのユーザ設定の電流制限を検出するよう動作する。複数の抵抗デバイスの各々は、複数の電流制限検出器のそれぞれの電流制限検出器に結合される。複数の抵抗デバイスの各々は、それぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた抵抗値を有し、抵抗デバイスの各々は、抵抗デバイスの両端の電圧降下を生成するそれぞれの電流和を導通するように構成される。検出器は、複数の電流制限検出器が検出するよう動作するあらゆるユーザ設定の電流制限を提供するように構成される。このような提供は、それぞれの電流和を段階的に低減することによって行われ、複数の電流制限検出器のうちの選択された電流制限検出器の抵抗デバイスに導通されるそれぞれの電流和に基づく。
【００１０】
この実施形態では、各電流制限検出器は更に、検出されたそれぞれのユーザ設定の電流制限を選択信号に応じて電流制限コントローラに伝達するよう動作することができる。複数の抵抗デバイスの各々は、接地端子を含む端子を含むことができる。複数の抵抗デバイスの各々は、その接地端子で接地に結合することができ、その端子の別の端子では複数の電流制限検出器のそれぞれに結合することができる。電流制限検出器の各々は、複数の電流経路、高基準電圧端子、及びハイレベル比較器を含むことができる。
【００１１】
別の実施形態によれば、１つ又はそれ以上の電流制限を検出するための方法は、抵抗デバイスを選択する段階、及び選択された抵抗デバイスに関連付けられたユーザ設定の電流制限を検出する段階を含む。検出段階は、電流制限検出器において行われる。抵抗デバイスを選択する段階は、選択スイッチから受け取られた選択信号に基づく。選択された抵抗デバイスは、複数の抵抗デバイスの１つである。複数の抵抗デバイスの各々は、それぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた抵抗値を有する。各抵抗デバイスは、それぞれの電流和を導通するように構成される。ユーザ設定の電流制限は、このような電流和を段階的に低減することによって選択された抵抗デバイスに導通される電流和に基づいて検出される。
【００１２】
このような方法はまた、検出されたユーザ設定の電流制限を電流制限コントローラに伝達する段階を含むことができる。このような方法はまた、選択信号の変化に応じて複数の抵抗デバイスのうちの異なる抵抗デバイスを選択する段階を含むことができる。このような方法は更に、電圧降下と高閾値電圧とを比較する段階、及び電流和と、該電流和に関連付けられた選択された抵抗デバイスのユーザ設定の電流制限との関係を確立する段階を含むことができる。更に、本方法は、電流制限検出器に動作可能に結合されたメモリ内に検出されたユーザ設定の電流制限を格納する段階を含むことができる。
【００１３】
更に別の実施形態によれば、１つ又はそれ以上の電流制限を検出するための方法は、電流制限検出器を選択する段階、及びユーザ設定の各電流制限を検出する段階を含む。電流制限検出器を選択する段階は、選択スイッチから受け取られた選択信号に基づく。選択された電流制限検出器は、検出器における複数の電流制限検出器のいずれか１つとすることができる。複数の電流制限検出器の各々は、ユーザ設定の各電流制限に関連付けられた予め設定された抵抗値の抵抗デバイスを含む。複数の電流制限検出器の各々は、それぞれの電流和を導通するように構成される。検出段階は、選択された電流制限検出器において行われる。それぞれのユーザ設定の電流制限は、このような電流和を段階的に低減することによってそれぞれの抵抗デバイスに導通される電流和に基づいて検出される。
【００１４】
このような方法はまた、検出されたユーザ設定の電流制限を電流制限コントローラに伝達する段階を含むことができる。本方法はまた、選択信号の変化に応じて複数の電流制限検出器のうちの異なる電流制限検出器を選択する段階を含むことができる。本方法は、電圧降下と高閾値電圧とを比較する段階、電流和と選択された電流制限検出器のユーザ設定の電流制限との間の関係を確立する段階、及びその電流和に関連付けられた選択された電流制限検出器のユーザ設定の電流制限を検出する段階を更に含むことができる。比較する段階は、選択された電流制限検出器において行うことができる。確立する段階は、選択された電流制限検出器において、比較段階に応じて電流スイッチの１つ又はそれ以上を段階的に動作することによって行うことができる。
【００１５】
更に別の実施形態によれば、１つ又はそれ以上の電流制限を検出するための装置は、検出器、複数の抵抗デバイス、選択スイッチ、及び電流制限コントローラを含む。検出器は、ユーザ設定の電流制限を検出するよう動作する。複数の抵抗デバイスの各々は、それぞれのユーザ設定の電流制限に関連付けられた抵抗値を有する。複数の抵抗デバイスの各々は、抵抗デバイス両端の電圧降下を生成する電流和を導通するように構成される。選択スイッチは、選択信号に応じて複数の抵抗デバイスの１つを選択するよう動作する。電流制限コントローラは、検出器に動作可能に結合され、検出されたユーザ設定の電流制限を超えないように出力電流を制限するよう動作する。検出器は、このような電流和を段階的に低減することによって、複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに導通される電流和に基づいて、ユーザ設定の電流制限を検出するように構成される。
【００１６】
このような装置はまた、検出器に動作可能に結合されたメモリを含むことができる。メモリは、検出されたユーザ設定の電流制限を格納するよう動作することができる。本装置は、電流制限コントローラと協働して、バーストパワーを供給できるエネルギー貯蔵部を提供するように構成される電荷蓄積デバイスを更に含むことができる。
【００１７】
このような装置では、検出器は、複数の電流経路、高基準電圧端子、及びハイレベル比較器を含むことができる。このような装置では、検出器はまた、複数の電流制限検出器を含むことができる。出力電流を制限する段階は、電流制限コントローラにおいて、制御信号のシーケンスを出力する段階を含むことができる。各制御信号は、出力電流の制限における１ステップに関連付けることができる。この装置は更に、電流制限検出器及び電流制限コントローラに動作可能に結合された電流制限部を含むことができる。電流制限部は、電流制限コントローラから受け取られた制御信号のシーケンスに応じて出力電流を調節するよう動作することができる。
【００１８】
これらの実施形態では、種々の実施可能な属性を提示することができる。本デバイスは、集積回路（ＩＣ）内に或いはＩＣにおける機能ブロックとして実装することができる。ＩＣは、モバイルデバイスで使用するよう構成させることができる。検出器は、検出されたユーザ設定の電流制限を電流制限コントローラに伝達するよう動作することができる。複数の電流経路の各々は、電流を導通するように構成することができる。電流経路の少なくとも１つは、電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含むことができる。複数の電流経路に流れる電流が全体として合成されて、電流和を生成することができる。高基準電圧端子は、高閾値電圧を供給するよう動作することができる。ハイレベル比較器は、複数の入力と１つの出力とを含むことができる。入力の１つは、高閾値電圧を受け取るよう動作することができ、入力の別の入力は、複数の抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスに動作可能に結合することができる。ハイレベル比較器は、電圧降下と高閾値電圧との間の比較に応じた信号を出力において生成することができる。出力は、このような電流和を段階的に低減することによって、電流和に関連付けられたユーザ設定の電流制限を段階的に検出するために電流スイッチを動作するよう構成することができる。電流制限検出器に結合された複数の抵抗デバイスの各々の端子は、複数の電流経路に結合することができる。各電流経路は更に、各電流経路に固有の量の電流を導通するように構成することができる。各電流経路に導通される電流の量は、そのそれぞれの電流スイッチのスケールに基づくことができる。
【００１９】
電圧降下と高閾値電圧との間の比較は、電圧降下が高閾値電圧を超えるかどうかを判断する段階を含むことができる。抵抗値は、ユーザ設定の電流制限に基づいて事前に設定することができる。電圧降下は、複数の電流経路に流れ、選択された抵抗デバイスに流れる電流和に合成される複数の電流から生成されるものとすることができる。選択された抵抗デバイスの抵抗値は、電流和と選択された抵抗デバイスに関連付けられたユーザ設定の電流制限との間の関係を確立するように設定することができる。各電流経路は、電流を導通するように構成され、電流経路の少なくとも１つは、電流導通を遮断するよう動作可能な電流スイッチを含むことができる。複数の抵抗デバイスの各々は、レジスタを含むことができる。
【００２０】
本発明のこれらの及び他の実施形態、特徴、態様、並びに利点は、本明細書、添付請求項、及び以下で説明する添付図面から更に理解されるであろう。
【００２１】
本明細書の一部に組み込まれてこれを構成する添付図面は、本発明の種々の態様を例示し、本明細書と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。好都合には、同じ参照符号は、図面全体を通じて同じ又は同様の要素を示すのに使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の電流制限検出器における抵抗値とユーザ設定の電流制限の１対１の関連付けを示す図である。
【００２３】
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態による、負荷スイッチアプリケーションを示すブロック図である。
【００２４】
【図２Ｂ】本発明の１つの実施形態による、別の負荷スイッチアプリケーションを示すブロック図である。
【００２５】
【図３】本発明の１つの実施形態による、複数の電流制限の連続検出のための負荷スイッチアプリケーションを示すブロック図である。
【００２６】
【図４】本発明の１つの実施形態による、複数の電流制限の並行検出のための負荷スイッチアプリケーションを示すブロック図である。
【００２７】
【図５】本発明の１つの実施形態による、有効にされる選択信号に応答して２つの並列抵抗デバイスの選択された抵抗デバイスからの電流出力を示す例示的なグラフである。
【００２８】
【図６】本発明の１つの実施形態による、セグメンテーションを介して達成可能な電流検出の細粒性を示す図である。
【００２９】
【図７】本発明の１つの実施形態による電流制限検出器の概略図である。
【００３０】
【図８Ａ】本発明の１つの実施形態による、図７の電流制限検出器に含まれた電流スイッチが連続して起動されたときの１ＭΩのＲSETを有する経時的な電流ＩSETを示す例示的なグラフである。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施形態による、図７の電流制限検出器に含まれた電流スイッチが連続して起動されたときの１ＭΩのＲSETを有する経時的な電流ＩSETを示す例示的なグラフである。
【００３１】
【図９Ａ】本発明の１つの実施形態による電流制限検出器の回路の詳細を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の１つの実施形態による電流制限検出器の回路の詳細を示す図である。
【００３２】
【図１０】本発明の１つの実施形態による負荷スイッチデバイスの回路の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
モバイルデバイスのようなデバイスは、短絡及び出力過負荷事象を受ける可能性がある。これらのデバイスは、複数のモードで動作することができ、各モードは、異なるユーザ設定の電流制限により恩恵を受けることができる。従って、これらのデバイスは、複数の電流制限を検出できる回路によってこれらのデバイスを保護し、このような検出に応じてデバイスの供給電流を制限するのが有利とすることができる。
【００３４】
従って、本発明の種々の実施形態は、複数の電流制限を検出するためのデバイス及び方法を含む。このようなデバイス及び方法は、好ましくは、複数の電流制限を検出するために複数の抵抗デバイス、複数の電流制限検出器、又は両方の組合せを含む。
【００３５】
図２Ａは、本発明の１つの実施形態による負荷スイッチデバイス２０６を備えたアプリケーション２００の実施を示すブロック図である。図示のように、アプリケーション２００は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート２０４を介して負荷スイッチデバイス２０６に動作可能に結合された電源２０２を含む。負荷スイッチデバイス２０６は、システム負荷２１２に動作可能に結合される。
【００３６】
電源２０２は、ＵＳＢポート２０４に電気エネルギーを供給するように構成されたデバイス又はシステムである。電源２０２の実施例には、バッテリー、直流（ＤＣ）電源、化学燃料セル、太陽エネルギー、及び他のタイプのエネルギー蓄積システムが含まれる。
【００３７】
負荷スイッチデバイス２０６は、検出器２０８及び電流制限コントローラ２１０を含む。種々の実施形態では、検出器２０８は、複数の電流制限の検出器とすることができる。複数の電流制限の検出器２０８は、抵抗デバイスを使用して電流制限を検出し、検出された電流制限を電流制限コントローラ２１０に提供（例えば、決定、伝達）するよう動作する。抵抗デバイスは、電気抵抗を提供できる（すなわち、電流に対抗できる）レジスタ又はいずれかのデバイスとすることができる。複数の電流制限の検出器２０８は、１つ又はそれ以上の電流制限検出器を含むことができ、これは、１つ又はそれ以上の比較器、レジスタ、及び電流に対する制限を検出するよう動作可能に接続されて機能する電流スイッチ（トランジスタなど）を含むことができる。複数の電流制限の検出器２０８は、図３−５を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
電流制限コントローラ２１０は、複数の電流制限の検出器２０８から検出された電流制限を受け取り、負荷スイッチデバイス２０６に流れる電流を制限するよう動作する。電流制限コントローラ２１０は、電流制限コンバータ、演算増幅器、レジスタ（電流感知レジスタなど）、及び動作可能に接続された、トランジスタを含むことができる。
【００３９】
システム負荷２１２は、負荷スイッチデバイス２０６の出力に接続されたいずれかのデバイスとすることができる。システム負荷２１２の実施例には、ＰＣＭＣＩＡカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、及びカメラフラッシュＬＥＤが含まれる。
【００４０】
図２Ｂは、本発明の１つの実施形態による別の負荷スイッチアプリケーション２１６のブロック図である。アプリケーション２１６は、電源２０２、負荷スイッチデバイス２０６、システム負荷２１２、及び電荷蓄積デバイス２１４を含む。電源２０２は、負荷スイッチデバイス２０６に動作可能に結合され、該負荷スイッチデバイスは、システム負荷２１２及び電荷蓄積デバイス２１４の両方に動作可能に結合されたている。アプリケーション２００におけるのと同様に、負荷スイッチデバイス２０６は、複数の電流制限の検出器２０８及び電流制限コントローラ２１０を含むことができる。
【００４１】
電荷蓄積デバイス２１４は、バーストパワーを供給するように構成されたエネルギー貯蔵部として機能する。電荷蓄積デバイス２１４の実施例は、ブーストコンバータ及びスーパーキャパシタなどのエネルギー蓄積デバイスを含む。一般に、ブーストコンバータは、スイッチングモード電源として見なされることが多い電圧ステップアップコンバータである。エネルギー蓄積デバイスは、ブーストコンバータとは異なり、電荷蓄積に基づいており、電源として使用することができる。スーパーキャパシタは、充電及び再充電を繰り返し行い、放電動作間に急速な再充電によって瞬間的に高い放電電流を提供するよう設計されたタイプの高エネルギー蓄積デバイスである。電荷蓄積デバイス２１４はまた、ブーストコンバータ、スーパーキャパシタ、及びエネルギー蓄積デバイスの他のいずれかのタイプの組合せを含むことができる。幾つかの実施形態では、電荷蓄積デバイス２１４は、負荷スイッチデバイス２０６の外部に配置することができる。例えば、電荷蓄積デバイス２１４は、負荷スイッチデバイス２０６に着脱可能に結合することができる。このような実施形態では、電荷蓄積デバイス２１４は、負荷スイッチデバイス２０６と協働し、負荷スイッチデバイス２０６にバーストパワーを供給するように構成される。
【００４２】
各電流制限検出器は、複数の抵抗デバイスと共に実施することができる。１つの実施は、図３に示されており、これは、本発明の１つの実施形態による、複数の電流制限の連続検出のための負荷スイッチアプリケーション３００のブロック図を示している。負荷スイッチアプリケーション３００は、ユーザアプリケーション３０４に動作可能に結合された検出器２０８を含む。この実施形態では、検出器は、複数の電流制限の検出器２０８を含むことができ、該複数の電流制限の検出器２０８は、電流制限検出器３０２、抵抗デバイスＲSET1−ＲSET4、選択スイッチＳＷ、及びオプションのメモリ３０６を含む。
【００４３】
ユーザアプリケーション３０４は、選択ＳＥＬ信号を生成し出力する用動作する。選択スイッチＳＷは、ＳＥＬ信号を受け取り、これに応じて抵抗デバイスＲSET1−ＲSET4の１つを選択するよう動作する。電流制限検出器３０２は、抵抗デバイスの各々に動作可能に結合され、選択された抵抗デバイスに流れる電流、すなわちＩSET1−ＩSET4の１つを受け取るよう動作する。電流制限検出器３０２は、電流制限検出器のいずれかのタイプを含むことができる。電流制限検出器３０２は、電流制限を検出し、検出された電流制限を電流制限コントローラ（例えば、図２Ａ、２Ｂの電流制限コントローラ２１０）に出力するよう動作する。
【００４４】
任意選択的に、検出された電流制限は、電流制限コントローラに伝達（例えば、出力）される前にメモリ３０６内に格納することができる。ユーザアプリケーション３０４のインストール、始動、又は再起動時には、各抵抗デバイスに関連付けられた電流制限が検出され、ユーザアプリケーション３０４がその動作を継続する前にメモリ３０６内にセーブすることができる。このような実施形態では、ユーザアプリケーション３０４が動作中に異なる抵抗デバイスを選択したときには、新しく選択された抵抗デバイスに対する電流制限を新たに検出する必要はない。むしろ、新しく選択された抵抗デバイスに関連付けられた電流制限は、メモリ３０６から検索される。これを行うことで、電流制限を検出するために電流制限検出器３０２に必要となったはずの時間が節約される。このような時間節約は、電流制限及び従って抵抗デバイスを頻繁に切り換えるユーザアプリケーション３０４において有利とすることができる。１つの例示的な携帯電話実施形態では、より低い電流制限がスタンバイモードに関連付けられ、中間の電流レベルが受信モードに関連付けられ、最も高い電流制限が送信モードに関連付けることができる。時間節約はまた、ユーザが遅延に気付く可能性があるとき、例えばユーザがユーザ入力に応答する表示を待機しているときのユーザ対話を伴うユーザアプリケーション３０４において有利である。
【００４５】
しかしながら、幾つかのユーザアプリケーション３０４は、最小スタートアップ時間を必要とする場合があり、メモリ３０６なしで実施してもよい。このようなユーザアプリケーション３０４では、始動時に選択された抵抗デバイスに関連付けられた電流制限のみが検出される。他の抵抗デバイスに関連付けられた電流制限は、ユーザアプリケーション３０４が特定の異なる抵抗デバイスを選択するＳＥＬ信号を出力するまでは、及び出力しない限りは検出されることはない。このような場合、幾つかの実施形態では、新しく選択された抵抗デバイスに関連付けられた電流制限のみが検出される。ユーザアプリケーション３０４が後で以前に使用された抵抗デバイスに切り換えた場合、以前に記憶され検出された電流制限を検索するためのメモリ３０６は含まれていないので、関連する電流制限を新しく検出する必要がある。従って、メモリ３０６を含むかどうか、及び含まれている場合には、始動時に１つより多い電流制限を検出するかどうかは、ユーザ設定とすることができ、あらゆる方法の利点及び欠点も、包含されるユーザアプリケーション３０４のタイプに依存することができる。可能性のある手法は、初期電流検出シーケンスにおいて、１つ、複数、或いは全ての電流制限を検出する段階、及び／又は負荷スイッチデバイスに含まれている場合には検出された電流制限の１つ又はそれ以上をメモリ３０６にセーブする段階を含む。
【００４６】
ユーザアプリケーション３０４は、電流制限検出及び電流制限制御により恩恵を受けることができるいずれかのユーザアプリケーションとすることができる。ユーザアプリケーション３０４の実施例には、カメラフラッシュＬＥＤ、ＰＣＭＣＩＡカード、及びコンパクトフラッシュカードアプリケーションが含まれる。ＳＥＬ信号は、ユーザアプリケーション３０４の状態（例えば、モード）に基づくことができる。例えば、カメラフラッシュＬＥＤアプリケーションでは、スタンバイ及びレディモードに対する異なる電流制限を使用することが有利とすることができる。よってユーザアプリケーション３０４は、ＳＥＬ信号出力を選択スイッチＳＷに変えることによって電流制限を変えることができる。
【００４７】
図示の実施形態では、ユーザアプリケーション３０４は、ＲSET1を選択することによって開回路を選択し、ＲSET4を選択することによって短絡回路を選択することができる。抵抗デバイスＲSET2及びＲSET3は、異なる非ゼロ抵抗値を有する。他の実施形態も可能である。例えば、幾つかの実施形態は、開回路及び／又は短絡回路を含まなくてもよい。他の実施形態は、図３に示されるものよりも多い又は少ない抵抗デバイスを含むことができる。
【００４８】
動作中、電流制限検出器３０２は、どの時点においても１つだけの抵抗デバイスしか選択できないので、抵抗デバイスが電流制限検出器３０２に結合される数に関係なく、電流制限検出を一度だけ実施する。従って図３は、抵抗デバイスとの電流制限検出器の直列構成を示す。
【００４９】
抵抗デバイスは、複数の電流制限がほぼ同時に検出できるように選択的に結合することができる。このような並列構成は図４に示されており、これは、本発明の１つの実施形態による負荷スイッチアプリケーション４００のブロック図である。負荷スイッチアプリケーション４００は、複数の電流制限の検出器２０８に動作可能に結合されたユーザアプリケーション３０４を含む。この実施形態では、複数の電流制限の検出器２０８は、選択スイッチＳＷ、及び抵抗デバイスＲSET1−ＲSET4を含む。複数の電流制限の検出器２０８はまた、各抵抗デバイスＲSET1−ＲSET4に対して１つの電流制限検出器３０２ａ−ｄを含む。電流制限検出器３０２ａ−ｄは、何らかのタイプの電流制限検出器とすることができる。１つの実施形態では、各電流制限検出器３０２ａ−ｄは、対応する電流経路（例えば、図７に示されるような）をターンオン及びターンオフする電流スイッチ（例えば、トランジスタ）を備えた電流経路の固有のセットを含む。図３を参照して説明されるように、抵抗デバイスは、開回路、短絡回路、非ゼロ抵抗値を有する１つ又はそれ以上の抵抗デバイス、或いはこれらのいずれかの組合せを含むことができる。
【００５０】
動作中、ユーザアプリケーション３０４は、電流制限検出器３０２ａ−ｄの１つを選択するためにＳＥＬ信号を出力する。例えば、電流制限検出器３０２ｂを選択すると、この電流制限検出器は、検出した電流制限を電流制限コントローラに出力する。図４に示された並列構成では、各電流制限検出器３０２ａ−ｄは、他の電流制限検出器ａ−ｄによって行われた電流制限検出に関係なく、始動時に関連付けられた電流制限を検出することができる。従って、ユーザアプリケーション３０４が動作中に異なる電流制限検出器、例えば電流制限検出器３０２ｃを選択した場合、この電流制限検出器は、関連する電流制限を既に検出している可能性があり、この検出された電流制限を電流制限コントローラにほぼ即座に出力するように構成される。従って、前述されたように、並列構成の１つの利点は、他の場合には電流制限を検出するために電流制限検出器３０２ａ−ｄの１つが必要となる時間が節約されることである。しかしながら、図３の直列構成の１つの利点は、抵抗デバイスＲSET1−ＲSET4が同じ電流制限検出器回路を共用できることである。図４の並列構成によって、このような電流制限検出器回路は通常は重複させる必要がある。
【００５１】
図５は、ＳＥＬ信号が有効にされるのに応答した２つの並列抵抗デバイスのうちの選択された抵抗デバイスからの電流出力の例示的なグラフである。図示の実施例では、１つの抵抗デバイスＲSETは、１ＭΩの抵抗値を有し、電流ＩSETを導通するよう動作する。他の抵抗デバイスＲSETLは、２００ｋΩの低い抵抗値を有し、電流ＩSETLを導通するよう動作する。選択スイッチは、ＥＬ信号に応じて２つの抵抗デバイスから、従ってＳ２つの異なる電流から選択することができる。
【００５２】
図４と図５を比較すると、ＲSETはＲSET2に対応し、ＲSETLは図４のＲSET3に対応することができる。各並列抵抗デバイスＲSET、ＲSETLは、その固有の電流制限検出器（例えば、図４の電流制限検出器３０２ｂ−ｃ）に関連付けられる。始動時に、２つの電流制限検出器の各々は電流制限検出を行う。図５のグラフ（ｂ）は、ＲSETに対応する電流検出器３０２ｂの電流制限検出シーケンスを示す。電流制限検出シーケンスは、電流制限が検出される前に、電流ＩSETの４つの段階的低減を含む。並行してすなわちほぼ同時に、電流制限検出器３０２ｃは、その電流制限が検出されるまで、電流制限検出器３０２ｃに流れる電流ＩSETLを段階的に低減することによるＲSETLのシーケンスを実行する。これは、グラフ（ｃ）に示されている。最初に、グラフ（ａ）に従って、ユーザアプリケーション３０４は、ＩSETL電流を選択するよう動作する低ＳＥＬ信号を出力する。これにより、電流制限検出器３０２ｂによって検出され且つこれに関連付けられた電流制限が電流制限コントローラに伝達されるようになる。約２ミリ秒で、ユーザアプリケーション３０４は、ＳＥＬ信号をＨｉｇｈに変え、これによってＩSET経路が選択され、電流制限検出器３０２ｃに関連付けられた電流制限が電流制限コントローラに伝達されるようにする。電流制限検出シーケンスを図７及び８を参照しながら説明する。
【００５３】
説明したように、電流制限検出器３０２は、いずれかのタイプの電流制限検出器とすることができる。図１を再度参照すると、従来の電流制限検出器では、動作電圧範囲は、０．１Ｖから１．０Ｖとすることができ、抵抗値とその対応するユーザ設定の電流制限との間に１対１の関係が存在する。単一の抵抗デバイスを使用して特定の動作電圧範囲における電流制限検出器（例えば、電流制限検出器３０２）の精度を向上させる１つの方法は、動作電圧範囲全体を拡大することである。このような電流制限検出器の１つの実施形態では、図６に示されるように、動作電圧範囲は０．７５Ｖから１．５Ｖである。この範囲は、複数のセグメントに分割される。各セグメントでは、ユーザ設定の抵抗値ＲSETは、ユーザ設定の電流制限に関連付けられる。各々が同じ動作電圧範囲を有する複数のセグメントが存在するが、選ばれた抵抗値と設定された電流制限との間には１対１の関係が維持される。
【００５４】
第１のセグメントでは、システム設計者は、７５ｍＡと１５０ｍＡとの間の電流制限に関連付けられる９３．７５ｋΩの抵抗値を選択している。第２のセグメントでは、１８７．５ｋΩの抵抗値が、１５０ｍＡと３００ｍＡとの間の電流制限に関連付けられるものとして選択されている。抵抗値及び関連の電流制限はユーザ設定のものであり、セグメント間にオーバーラップがない限り、すなわちＲSETと電流制限との間に１対１の関係が維持される限り、どのような方式に従っても選択してもよい。これは、セグメント間の適正な遷移を可能にする。図６では、各セグメントに対して、抵抗値並びに電流制限が二倍にされている。他の実施形態では、セグメント間と同様に、抵抗値、電流制限、又はこれらの両方は、対数的又は指数的に関係付けることができる。例えば、第１及び第２のセグメントは、Ｉｎ（９３７５０）及びＩｎ（１８７５００）ΩのＲSETをそれぞれ含むことができる。関連の電流制限は、対数パターン又は他のいずれかのパターンに従って、或いはランダムに選択することができる。動作電圧範囲、従って動作電流範囲を拡大することによって、精度を向上させることができる。
【００５５】
動作中、通常は電源投入時に、図６による電流制限検出器方式を含む負荷スイッチデバイスが、電流制限を検出する。例えば、抵抗値が１．５ＭΩであると仮定する。始動時では、電流制限検出器に流れる電流ＩSETは、電圧ＶSET＝ＲSET×ＩSETが上限動作電圧よりも大きく、すなわち１．５Ｖより大きくなる可能性がある。この場合、電流制限検出器は、電流ＩSETを低下させることによって応答することができる。電流制限検出器に流れるこのような低電流はそれでも尚、１．５Ｖよりも大きい抵抗デバイスの両端の電圧ＶSETを生成することができる。この場合、電流ＩSETは更に低下させることができる。生成電圧が１．５Ｖを下回ると、電流制限検出器が動作電圧範囲内で動作しているので、電流はこれ以上低下しない。このような場合、電流ＩSETは、対応する電流制限が何であるかを示しており、すなわちＩSETと電流制限との間の関係に基づいて、ＩSETの決定により電流制限も確立される。電流制限は、例えば、負荷スイッチデバイス内のメモリに格納しておくことができる。従って、検出された電流制限は、電流制限検出器に結合された電流制限コントローラに伝達することができる。その後、電流制限コントローラは、電流制限を下回って電流を制限し、当該レベル以下に維持することができる。
【００５６】
電流制限は通常、負荷スイッチデバイスが組み込まれるシステム又はデバイス、或いは負荷スイッチデバイスが動作可能に結合されるシステム又はデバイスの導入又はセットアップの後に一度検出される。その後、電流制限は通常、例えば、電源投入時、起動時、及び同様の場合のような負荷スイッチ作動が再起動されるときなど、電源がリサイクルされるまで再度検出されることはない。その後、電流制限検出器は通常、休止状態になり、すなわちこの電流検出機能を実行しない。
【００５７】
表１は、抵抗デバイスの抵抗値ＲSETと、対応するユーザ設定電流制限との間の関係を示している。表１の数字は、図６に示されたものと一致する。９３．７５ｋΩから１．５ＭΩまで、抵抗値の大きさを４オーダー（２4＝１６）だけ大きくすることにより、電流制限は同様に７５ｍＡから１．２Ａまで４つの大きさで増加する。
【表１】
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【００５８】
負荷スイッチデバイスを流れる総検出電流ＩSETは、１つ又はそれ以上のステップで変えることができる。表１に示された実施形態は、流れている総電流を段階的に低減することによって、電流制限の段階的な検出を可能にする。このような段階的な検出は、負荷スイッチデバイスに複数の電流経路を含めることによって得ることができ、ここで、ＩSETは、電流経路の各々に流れる電流の合計を含む。また、各電流経路は、それぞれのトランジスタがターンオン又はターンオフされたときに、その経路上の電流の流れをスタート又はストップさせることができる電流スイッチ（例えば、トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）を含むことができる。表１に概説された実施形態は４つの電流経路を含む。トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４）をターンオンする信号は、それぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４として示されている。負荷スイッチデバイスの状態は、トランジスタを制御する信号のステータス、すなわちセット｛Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４｝である。イネーブル信号（ＥＮ）は、状態すなわち個々の信号のどれが作動されているかを設定する。信号Ｓ１によってトランジスタＴ１が制御される電流経路を流れる電流Ｉ１は１μＡである。トランジスタＴ２、Ｔ３、及びＴ４それぞれに対する電流経路を流れる電流Ｉ２、Ｉ３、及びＩ４は、それぞれ１μＡ、２μＡ、及び４μＡである。
【００５９】
例えば、第１イネーブル信号（ＥＮ１）は、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４として設定することができる。ターンオン時には、トランジスタＴ１−Ｔ４により関連電流Ｉ１−Ｉ４が流れることが可能になり、ターンオフ時には、トランジスタＴ１−Ｔ４は、関連電流経路を流れる電流を遮断する。従って、ＥＮ１は、４つのトランジスタ全てをターンオンさせることができる。この場合、総電流８μＡは、信号Ｓ１−Ｓ４によるターンオン時にトランジスタＴ１−Ｔ４を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、及びＩ４の和からなる。上述のように、電流制限はユーザ設定である。設計者が、抵抗値ＲSETを９３．７５ｋΩに選択した場合、電流制限は、表１に従って７５ｍＡに設定される。設計者が抵抗値を１８７．５ｋΩに選択した場合、電流制限は１５０ｍＡに設定される。上述のように、電流制限はユーザ設定である。設計者は、例えば、電流制限検出器が組み込まれることになる負荷スイッチデバイスに対して１つ又はそれ以上の適用に基づいて電流制限を設定することができる。
【００６０】
段階的な電流制限検出は、第１ステップにおいて、Ｓ１−Ｓ４の全てを作動させ、総検出電流ＩSETを最初に８μＡにすることによって取得することができる。次に、第２ステップでは、Ｓ４を作動解除し、総電流を４μＡ（すなわち、Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＝１μＡ＋１μＡ＋２μＡ）に制限することができる。第３ステップでは、Ｓ３もまた作動解除され、総電流をＩ１＋Ｉ２、すなわち２μＡに制限することができる。更なる段階的低減は、Ｓ２を作動解除した後にＳ１を作動解除し、電流をＩ１（すなわち１μＡ）に低減した後に０μＡに、又は実質的に０μＡ（例えば、バイアス電流のみ）に、或いはバイアス電流無しで０μＡに低減することによって取得することができる。他の段階的低減も実施可能である。段階的低減の他の種々のシーケンスひいては電流制限の段階的検出が実施可能である。このような段階的検出は、種々のレベルのステップ細粒性又は電流増分を更に含むことができる。
【００６１】
別のイネーブル信号（ＥＮ８）をＳ１として設定することができる。ＥＮ８を使用して、唯一の電流経路すなわちＩ１をターンオン及びターンオフすることができる。従って、段階的電流制限検出は、２つのステップに制限することができる。更に他のイネーブル信号は、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３として設定されたＥＮ２、及びＳ１＋Ｓ２として設定されたＥＮ４を含むことができる。イネーブル信号に含まれる信号の数（Ｓｊ，ｊ＝１、２、３、及び４）が減少するにつれて、電流を段階的に低下させる可能性の数が減少する。しかしながら、Ｓ１のみを含むＥＮ８を使用した場合でも、最初にＳ１を作動して電流を１μＡに制限させた後、Ｓ１を作動解除して電流を０μＡ（以下に更に説明されるように、バイアス電流を含まない）に制限することによって、電流を段階的に制限することができる。
【００６２】
典型的には、１つの実施形態は、単一抵抗値の単一の抵抗デバイスを含む。従って、通常は、何らかの１つの実施形態に対して、表１の横列の１つにおけるパラメータだけが適用可能である。他の実施形態も可能である。例えば、１つの実施形態は、並行して動作する２つ又はそれ以上の抵抗デバイスを含むことができる。このような実施形態によって、例えばユーザアプリケーションからの選択信号出力を介して、ユーザアプリケーションが抵抗デバイスから選択できるようにすることができる。
【００６３】
図７は、本発明の１つの実施形態による電流制限検出器７００の概略図である。電流制限検出器７００は、ハイレベル比較器ＣＯＭＰ１、ローレベル比較器ＣＯＭＰ２、抵抗デバイスＲSET、３つのレジスタＲ１、Ｒ２、及びＲ３、高基準電圧端子Ｈ、低基準電圧端子Ｌ、電源端子Ｓ、接続点Ａを提供する端子Ａ、４つの電流スイッチ（例えば、トランジスタ）Ｔ１−Ｔ４、及び電流Ｉ１−Ｉ４をそれぞれ導通させるよう構成された４つの電流経路を含む。電源端子Ｓは２．０Ｖを提供する。レジスタＲ１−Ｒ３の値は、電源端子Ｓでの電圧に対して２つの基準電圧端子Ｈ及びＬで所望の閾値電圧に基づいて設定される。レジスタの値を設定するための方法は、固定Ｒ値を事前に選択すること、可変レジスタを事前設定すること、及びその他を含む幾つかの適切な方法のいずれか１つとすることができる。
【００６４】
図示の実施形態では、高及び低閾値電圧は、それぞれ１．５Ｖ及び０．１２Ｖである。高基準電圧端子Ｈ（１．５Ｖ）は、ハイレベル比較器ＣＯＭＰ１の１つの入力に動作可能に結合されている。０．１２Ｖの低基準電圧端子Ｌは、ローレベル比較器ＣＯＭＰ２の１つの入力に動作可能に結合されている。ＣＯＭＰ１及びＣＯＭＰ２の各々の別の入力は、端子Ａを介して接続点Ａ（又は単に「ポイントＡ」）に動作可能に結合されている。比較器の出力は、ポイントＡの電圧が作業電圧範囲０．１２Ｖ−１．５Ｖ以内にあるか、又はこの範囲外であるかを示している。ポイントＡは、電流制限検出器回路において、電流経路全てが集まり、全電流経路からの電流Ｉ１−Ｉ４が合成されて和ＩSET（ＩSET＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）を形成する合流点を示す。抵抗デバイスＲSETは、端子Ａ（又はポイントＡ）と接地との間に接続される。端子Ａの電圧は、抵抗デバイスの両端の電圧降下、すなわちＩSET×ＲSETである。
【００６５】
ハイレベル比較器ＣＯＭＰ１は、ポイントＡの電圧ＶSETを高閾値電圧１．５Ｖと比較し、ＶSETが１．５Ｖを超えるか否かに応じて信号を出力するよう動作する。ローレベル比較器ＣＯＭＰ２は、ＶSETを低閾値電圧０．１２Ｖと比較し、ＶSETが０．１２Ｖを下回るか否かに応じて信号を出力するよう動作する。ＣＯＭＰ１及びＣＯＭＰ２の一方又は両方からの出力信号は、Ｓ１−Ｓ４のいずれを作動させるかを決定するのに使用される。表１を参照して説明されたように、Ｓ１−Ｓ４は、Ｔ１−Ｔ４のどのトランジスタをターオンするか、従って、電流Ｉ１−Ｉ４のどれがそれぞれの電流経路を介して流れることができるかを決定付ける。比較器は、例えば、正帰還演算増幅器とすることができる。
【００６６】
図７では、ＣＯＭＰ１及びＣＯＭＰ２の一方又は両方からの出力を入力として受け入れて、Ｓ１−Ｓ４を生成するように構成される論理の詳細は示していない。しかしながら、このような論理の種々の実施が可能であり、このような実施の詳細は変わることができる。このような変形形態は、例えば、イネーブル信号がどのように設定されるかに依存することができる。幾つかの実施形態では、イネーブル信号は、トランジスタをターンオンではなくターンオフする信号を基準として設定してもよい。例えば、Ｓ１−Ｓ４は、トランジスタをターンオンする信号を示すことができ、Ｓ１Ｂ−Ｓ４Ｂは、トランジスタＴ１−Ｔ４をそれぞれターンオフする信号を示すことができる。
【００６７】
この実施形態では、Ｓ１は、トランジスタＴ１に結合されてターオンするよう動作され、これによって１μＡの電流Ｉ１が流れるようになる。同様に、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４は、それぞれトランジスタＴ２、Ｔ３、及びＴ４に結合されてターオンするよう動作され、これに応じて１μＡ、２μＡ、及び４μＡの電流Ｉ２、Ｉ３、及びＩ４が流れるようになる。Ｔ１−Ｔ４は、トランジスタ又は電流スイッチの他のいずれかのタイプを含むことができる。トランジスタの実施例は、接合ＦＥＴ（ＪＦＥＴ）及び金属酸化膜半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、及びこれらのいずれかの組合せなどの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む。
【００６８】
動作中、電流制限検出は、電流ＩSETが８μＡであるように４つの電流経路全てをターオンすることから始まる。例えば、ＲSETが１．５ＭΩである場合、端子Ａの電圧ＶSETは１２Ｖ（１．５ＭΩｘ８μＡ＝１２Ｖ）であり、閾値電圧１．５Ｖを上回る。条件ＶSET＞１．５Ｖが満たされているので、ＣＯＭＰ１の出力は真になる。条件ＶSET＜０．１２Ｖが満たさないので、ＣＯＭＰ２の出力は偽になる。ＣＯＭＰ１の出力は、イネーブル信号及びＳ１−Ｓ４がどのように設定されているかに応じて、Ｔ１−Ｔ４の１つ又はそれ以上をターンオン又はターンオフにすることができる。
【００６９】
表１を適用すると、ＥＮ１はＳ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４として設定され、ＥＮ２はＳ１＋Ｓ２＋Ｓ３として設定される。これは、電流制限検出器が、Ｔ４をターンオフし電流ＩSETを４μＡ（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＝１μＡ＋１μＡ＋２μＡ＝４μＡ）に低下させるためにＳ４を作動解除することによって応答することを意味する。ＩSETの低下に続いて、端子Ａの電圧ＶSETは、閾値電圧１．５Ｖを上回る６Ｖ（１．５ＭΩ×４μＡ＝６Ｖ）である。ＣＯＭＰ１の出力は依然として真であり、電流制限検出器は、Ｓ３を作動解除してＩSETを２μＡ（Ｉ１＋Ｉ２＝１μＡ＋１μＡ＝２μＡ）に低下させるために、ＥＮ４＝Ｓ１＋Ｓ２をイネーブルにすることによって、すなわちＴ３をターンオフすることによって応答する。この低下の後、ＶSETは３Ｖ（１．５ＭΩｘ２μＡ＝３Ｖ）である。同様に、電流検出器は、Ｔ２をターンオフしてＥＮ８＝Ｓ１をイネーブルにすることによって、電流を低下させるよう応答する。結果として得られる電流ＩSETは１μＡ（Ｉ１のみ）であり、これによりＶSETが１．５Ｖになるようにする。
【００７０】
この時点では、ＶSETは動作範囲内にあり、ＣＯＭＰ１の条件は偽である。同様に、ＶSET（１．５Ｖ）は＜０．１２Ｖではないので、ＣＯＭＰ２の条件は偽である。表１によれば、検出された電流制限は１．２Ａである。電流制限検出器は、１．２Ａの電流制限を電流制限コントローラに伝達する。
【００７１】
ＩSETが最初に８μＡであると仮定すると、ＲSETが２００ｋΩになった場合、抵抗デバイスの両端の電圧降下ＶSETは１．６Ｖである。この電圧降下は、高閾値を超える、すなわちＶSET（１．６Ｖ）＞１．５Ｖであるので、ＣＯＭＰ１出力は真に切り替わり、電流は４μＡに制限される。この低電流では、ＲSET両端の電圧降下は０．８Ｖに低下する（ポイントＡで、２００ｋΩ×４μＡ＝０．８Ｖ）。これに応じて、条件ＶSET＞１．５Ｖが再び偽になるので、ＣＯＭＰ１出力を偽に変えることができる（すなわち、その前の出力に戻る）。周期的変動を阻止又は軽減するために、一方又は両方の比較器はヒステリシスを使用することができる。ヒステリシスを用いて、雑音又は他の形式の干渉に起因する変動を阻止又は軽減することができる。
【００７２】
偽に対応する比較器（例えば、ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２）の出力は、比較器に対する入力が＋／−又は−／＋としてそれぞれ設定されるのに応じて、ＨＩＧＨ（高）又はＬＯＷ（低）とすることができる。例えば、＋／−はＮ−チャンネルトランジスタ（例えば、ＰＮＰタイプＢＪＴ）に、−／＋はＰ−チャンネルトランジスタ（例えば、ＮＰＮタイプＢＪＴ）に相関付けることができる。比較器の出力とその入力との間の他の関係も可能である。
【００７３】
幾つかの実施形態では、１つ又はそれ以上の電流経路は、電流スイッチを含まなくてもよい。例えば、Ｓ１及びＴ１は省略することができ、電流Ｉ１を常に流すことができる。しかしながら、電流スイッチに動作可能に結合された少なくとも１つの電流経路は、段階的電流制限検出を得るために必要である。幾つかの実施形態は、図７に示されるものよりも多いか又は少ないＳｊ信号及び／又は電流スイッチ並びに電流経路を実装することができる。
【００７４】
幾つかの実施形態は、ハイレベル比較器すなわちＣＯＭＰ１のみを含むことができる。このような実施形態では、ローレベル比較器ＣＯＭＰ２、レジスタＲ２、及び低基準電圧端子Ｌを省略することができる。このような構成では、実質的にＲSETが接地まで０Ωに等しい短絡事象の場合には電流制限はない。ＣＯＭＰ２に対する低閾値電圧の選択は、耐ノイズ性を含む基準に基づくことができる。図７に示される実施形態では、ローレベル比較器ＣＯＭＰ２に対して選択された低閾値電圧は０．１２Ｖである。代替の実施形態では、８０ｍＶなどの別の非ゼロ値を選択することができる。全ての回路及びデバイスには、熱雑音の結果としてあるレベルの電子ノイズが存在する。熱エネルギーによって電子が動き回ると、電流を流す電子のランダムな運動によって電流又は電圧のランダム変動が引き起こされる可能性がある。ある程度の量の熱雑音が入力回路で発生する可能性があるので、この現象は、回路が応答できる最小信号レベルを制限することができる。耐ノイズ性基準は、このような現象を考慮に入れることができる。
【００７５】
幾つかの実施形態では、抵抗値は、実質的にゼロとすることができ、すなわちＲSETは、本質的に短絡回路である。このような実施形態では、短絡回路が実質的に無限電流に対応するので、電流制限はない。他の実施形態は、抵抗デバイスなしで設計してもよい。このような実施形態では、開回路がＲSETの代わりに存在する。電流制限検出器は、開回路を検出すると、固定電流制限が適用されることを決定することができる。固定電流制限は、最大又は最小の電流制限、或いは電流制限検出器の設計段階の間に決定された他のいずれかの固定電流制限とすることができる。ＲSETが開回路において実質的に無限であるので、動作中、電流制限検出器は、ＣＯＭＰ１の条件が常に真であるものとして開回路を検出することができる。次いで、電流制限検出器は、例えば負荷スイッチアプリケーションに対してレジスタが存在しないものとして識別することができる。その結果、負荷スイッチアプリケーションは、電流制限を設定することができる。他の実施形態では、電流検出器は、開回路を識別し、これに関連付けられた格納された電流制限を電流制限コントローラに伝達することができる。
【００７６】
０．１２Ｖとして図７に示されている低閾値電圧は、耐ノイズ性目的で使用することができる。従って、ＣＯＭＰ２に対する条件が真として検出された場合、電圧ＶSETは０．１２Ｖを下回り、電流制限検出器は、電流制限がないことを電流制限コントローラに伝達することができる。
【００７７】
図７は、単一の電流制限検出器３０２及び単一の抵抗デバイスの１つの実施を示している。種々の実施形態は、図３及び４を参照しながら説明されたように、種々の抵抗値を有する１つ又はそれ以上の抵抗デバイス、１つ又はそれ以上の電流制限検出器３０２、或いはこれらの組合せによって実施することができる。
【００７８】
図８は、本発明の１つの実施形態による、図７の電流制限検出器に含まれる電流スイッチが連続して作動されたときの１ＭΩのＲSETを有する経時的な電流ＩSETの例示的なグラフである。グラフ（ａ）は、ＩSETが８μＡの初期値からどのように段階的に低下するかを示している。個々の電流スイッチが１つずつターンオフされると、これにより電流経路上の電流が流れなくなる。図７に関して上述されたように、Ｓ４ＢはＳ４と反対の極性であり、グラフ（ｃ）ではＳ４Ｂが作動されている。Ｓ４Ｂが作動されると、その結果Ｔ４はターンオフされ、Ｉ４が流れなくなる。電流Ｉ１、Ｉ２、及びＩ３は引き続き流れ、総電流ＩSETが４μＡ（１μＡ＋１μＡ＋２μＡ）に制限されるようになる。グラフ（ａ）は、４μＡまで低下したＩSETを示す。
【００７９】
グラフ（ｄ）によれば、その後Ｓ３Ｂが作動され、Ｔ３をターンオフしてＩ３の流れを停止する。グラフ（ａ）は、これに応答して２μＡ（Ｉ１＋Ｉ２＝１μＡ＋１μＡ）まで低下するＩSETを示す。グラフ（ｅ）は、その後Ｓ２Ｂが作動されて、Ｉ２の流れを停止させ、ＩSET（グラフ（ａ））が１μＡ（すなわちＩ１）にまで低下するようになる。
【００８０】
図８にその動作が示されている実施形態では、電流Ｉ１をターンオン及びターンオフするための電流スイッチが省略されている点に留意されたい。従って、Ｓ１Ｂ信号は存在せず、電流ＯＦＦ（ＣＯＦＦ）論理がアクティブにされる（例えば、適用、挿入）まで、ＩSET電流（Ｉ１、すなわち１μＡ）が継続的にオンである。ＣＯＦＦ論理の実施形態は、図９の下側部分に示されている。幾つかの実施形態は、検出シーケンスの最後に達したこと（すなわち、検出シーケンスが完了したこと）、及び電流制限検出器が停止状態であることを示すように動作するＣＯＦＦ論理を含むことができる。図示の実施形態では、検出シーケンスの最後は、Ｓ２Ｂ−Ｓ４Ｂが全てアクティブであるとき、すなわちＩSETが１μＡであるときに到達する。従って、グラフ（ｂ）（図８）は、電流範囲の下端１μＡが検出され、ＣＯＦＦ論理をアクティブ（例えば、ＨＩＧＨ）にするように示している。ＣＯＦＦ論理は、電流制限検出器が停止状態であるときに、電流制限検出器におけるバイアス電流の全てを実質的にターンオフするように動作する。図示の実施形態では、ＣＯＦＦ論理は、Ｉ１電流経路に結合され、１μＡのＩ１を同様にターンオフするよう動作する。これに応じて、グラフ（ａ）のＩSETは、実質的にゼロに等しい電流にまで低減される。他の実施形態では、全電流経路は、流れている電流をターンオフするよう動作する電流スイッチを含むことができる。このような実施形態では、ＣＯＦＦ論理は、全バイアス電流を実質的にターンオフするように動作するが、トランジスタを含まないどのような電流経路もターンオフしないように動作することができる。このような実施形態（図示せず）では、ＣＯＦＦ論理をアクティブにすると、結果として得られる総電流も同様に、実質的にゼロになる。
【００８１】
図８はまた、ステップ（例えばＣＯＦＦ論理を介して全電流を単にターンオフするだけの単一のステップ以外）における電流制限を検出するためには、負荷スイッチデバイスは、トランジスタとの少なくとも１つの電流経路と、これらのトランジスタがターンオン又はターンオフされるかを制御する対応信号ＳｊＢ（又はＳｊ）を含むことが必要であることを示している。
【００８２】
電流制限検出器（例えば、図７の電流制限検出器７００）は、幾つかの方法で実施することができる。図９には、本発明の１つの実施形態による電流制限検出回路を示す１つの実施が示されている。図示のように、ハイレベル比較器ＣＯＭＰ１は、内部遅延素子（ＦＦ１−ＦＦ３で示される）に動作可能に接続されている。遅延素子は、互いに直列に動作可能に結合され、状態のシーケンスを連続して維持するよう動作する。特定の遅延素子（例えば、ＦＦ１）の出力は、これに直列に続く遅延素子（例えば、ＦＦ２）の状態を変化させるように構成される。各状態は、１つ又はそれ以上のトランジスタのどれがターンオンされ、どれがターンオフされるかを設定する。遅延素子は、フリップフロップレジスタ（ＦＦ）とすることができる。ＦＦの実施例はＤ−ＦＦ及びＪＫ−ＦＦを含む。
【００８３】
電流制限検出器に内部遅延素子を含むことにより、比較器（例えば、ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２、又は両方）は、含まれるＦＦの数に基づく長さのシーケンスを記憶することが可能になる。図示の実施形態では、電流制限検出器は、ＣＯＭＰ１に動作可能に結合された３つのＦＦ（すなわち、ＦＦ１、ＦＦ２、及びＦＦ３）を含み、従って、電流制限検出器は、長さ３のシーケンスを（ＣＯＭＰ１の動作に対して）記憶するように構成されている。代替の実施形態では、より多くの又はより少ない遅延素子を含むことができる。遅延素子の数が増えるほど、記憶できるシーケンスの長さも増え、その結果、取得可能な電流分解能も増大する。例えば、表１に設定される実施形態では、状態シーケンスは、８μＡ（Ｉ１−Ｉ４の全て）が流れている第１状態から４μＡ（Ｉ４以外のＩ１−Ｉ３）が流れている第２状態に、及び第２状態から２μＡ（Ｉ３及びＩ４以外のＩ１及びＩ２）が流れている第３状態へのＩSETの段階的低減を可能にしている。
【００８４】
好ましい実施形態では、遅延素子は競合状態を阻止する。競合状態は、例えば、直列の１つの遅延素子の出力が、ＦＦなどの論理ゲートへの入力が変わったときなど、他の事象の順序付け及び／又はタイミングに大きく依存するようになる場合に生じる可能性がある。例えば、図９のＦＦ２の出力は、その入力の状態に依存する。入力の状態が変わると、出力が変化する前に有限の遅延が生じる可能性がある。短い期間では、出力は、設計された状態に整定される前に望ましくない状態に変わる可能性がある。一般に、幾つかの電子システムは、このようなグリッチを許容することができる。しかしながら、例えば出力信号が、メモリを含む他の素子に対するクロック（例えば、ＦＦ３）として機能する場合には、電流制限検出器は、その設計挙動から急速に逸脱する可能性がある。実際には、一時的なグリッチが永続的になる可能性がある。
【００８５】
有利には、遅延素子によって状態遷移のシーケンスをクロック制御することができる。例えば、オペレーション順（すなわち、ＦＦ１、次にＦＦ２、及びその後にＦＦ３）に遅延素子を作動させる（例えば、イネーブルにする）ことによって、ＦＦ１は、その入力が安定するまで作動されない。ＦＦ２は、その後で、ＦＦ１の出力が安定になるのに十分な短期間で作動させることができる。ＦＦ１の出力がＦＦ２に対する入力に影響を与えるので、ＦＦ２への入力は、ＦＦ２が作動されたときに安定になる。同様に、ＦＦ３は、ＦＦ２の出力によって影響を受けるその入力が安定するまで作動されないようにすることができる。これは、リップルクロックに類似するシーケンスのクロック制御を生じる結果となる。従って、電流制限検出器がクロック発振器を含む必要はない。３つのこのようなクロックサイクルの後、遅延素子は安定し、遅延イネーブル入力（図９にＤＥＸで示される）はオフ状態にあり、これは遅延素子をディスエーブルにする。他の実施形態は、遅延素子の代わりに状態機械を含むことができる。しかしながら、図９に示す回路は、動的電流消費がゼロであることに起因して好ましいものになる。代替の実施形態では、９０２で示された回路を状態機械を使用して実施することができる。
【００８６】
図９はまた、ＣＯＦＦ出力信号を生成するように構成されたＣＯＦＦ論理の実施を示す。このようなＣＯＦＦ出力信号を用いて、図８を参照して説明されたように実質的に全バイアス電流をターンオフすることができる。
【００８７】
１．５Ｖ基準電圧のような抵抗値、すなわちＣＯＭＰ１に関連する高閾値電圧（又は状態トリップポイント）は、レジスタ許容差（例えば、レジスタＲ１−Ｒ３の１つ又はそれ以上の）に起因して変わる可能性がある。レジスタ許容差の実施例には、５％、１０％、及びそれ以上が含まれる。閾値電圧値は、レール電圧（すなわち、電源ユニットなどの電源によって提供される電圧）の変動により更に変わる可能性がある。同様に、０．１２Ｖ基準電圧、すなわち低閾値電圧は、レジスタ許容差、レール電圧の変動、又は両方に起因して変わる可能性がある。図７及び９の実施形態では、レール電圧は２．０Ｖである。
【００８８】
図１０は、本発明の１つの実施形態による電流制限検出器１００２を含む電流制限を制御するための装置１０００を示す。装置１０００は、電流制限検出器１００２、電流制限部１００４、電流制限コントローラ１００６、システム負荷２１２、及び電荷蓄積デバイス２１４を含む。
【００８９】
電流制限検出器１００２は、図７の実施形態と比較すると、電流制限検出器１００２がトランジスタＴ１を含まないことを除いて図７又は９の電流制限検出器とほぼ類似している。Ｔ１がない場合には電流Ｉ１は常時流れる。幾つかの実施形態では、端子Ａは、抵抗デバイスに直接接続されるのではなく電流制限部１００４に含まれる電流制限コンバータ１０１０に接続される。電流制限コンバータ１０１０は、電圧を電流に変換するよう動作する。電流制限コンバータ１０１０用いて、図１０に示されるような回路或いはいずれかの負荷スイッチデバイスを充電することができる。
【００９０】
電流制限検出及び制御構成要素１０１２は、図９の前述の遅延素子ＦＦ１−ＦＦ３を含む。電流制限コントローラ１００６は、電流制限検出及び制御構成要素１０１２、電流制限部１００４、並びにシステム負荷２１２及び電荷蓄積デバイス２１４に動作可能に結合されている。遅延素子の出力は、電流制限コントローラ１００６に送給される。幾つかの実施形態では、電荷蓄積デバイス２１４は、装置１０００の外部にあり、該装置１０００と協働するようにすることができる。
【００９１】
電流制限コントローラ１００６は、電流制限検出器１００２から検出された電流制限を受け取ると、検出された電流制限を超えないようにシステム負荷２１２及び電荷蓄積デバイス２１４に出力される電流ＩOUTを制御するよう動作する。このような制限は、制御された方法、例えば増分ステップで実行することができる。このような方法は、例えば、電流制限検出及び制御構成要素１０１２に含まれる遅延素子の数に応じて、漸次的に或いは迅速にすることができる。電流制限コントローラ１００６は、スケールドトランジスタＴ１２、Ｔ１３、及びＴ１４を含むことができる。この実施形態では、Ｔ１２は４Ｘにスケーリングされ、Ｔ１３は２Ｘにスケーリングされ、Ｔ１４は１Ｘにスケーリングされている。スケールドトランジスタ間のサイズ比は、電流スイッチＴ１−Ｔ４のそれぞれの比に対応することができる。例えば、Ｔ１２は、Ｔ１に対するＴ４のスケーリング（４μＡ対１μＡ）に対応して４Ｘにスケーリングすることができる。サイズマッチングは、トランジスタスケーリング（すなわち、デバイス寸法を小さくする）などのためにトランジスタ基準に合致させるのに重要とすることができる。特定のスケール（すなわち、サイズ）のトランジスタは通常、ＩＣダイ上の同じ領域にレイアウトされる。
【００９２】
電流制限部１００４は、電流制限コンバータ１０１０、演算増幅器１０１４、トランジスタＴ１０及びＴ１１、及び電流感知レジスタＲＳを含む。トランジスタＴ１０及びＴ１１はスケーリングされている。この実施形態では、Ｔ１０は１Ｘにスケーリングされ、Ｔ１１は０．００２Ｘにスケーリングされている。電流Ｉ及びＩOUTは、Ｔ１０及びＴ１１のサイズ比によって決定されたこれらの間の実質的に固定された比を有する。図示の実施形態では、サイズ比は５００である（Ｉ／０．００２＝５００）。従ってＴ１１は、Ｔ１０に対するカレントミラーである。
【００９３】
Ｔ１１に流れる電流Ｉが電流制限コンバータ１０１０の電流制限値ＩLIMよりも大きい場合、演算増幅器１０１４は、ＩがＩLIMに実質的に等しくなるまで電流を低減しようとする。ＩがＩLIMを下回る場合、演算増幅器１０１４は、ＩをＩLIM以下に実質的に維持する。ＩLIMの値は、例えば５００×Ｉとすることができる。
【００９４】
電流制限検出器（例えば、電流制限検出器１００２又は図７又は９に示されたもの）などの装置１０００又はその一部は、幾つかの方法で実施することができる。これは、ディスクリート構成要素を使用して実施することができ、或いは、好ましくはＩＣにおいて、或いはＩＣ内の機能ブロックとして具現化することができる。このようなＩＣは更に、モバイルデバイスで使用するよう構成することができる。モバイルデバイスの実施例には、ラップトップ、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ゲームボーイ、他のバッテリー駆動の玩具、及び同様のものが含まれる。
【００９５】
要約すると、本発明は、本発明の幾つかの好ましい形態に関して詳細に説明してきたが、他の形態も実施可能である。従って、添付の請求項の技術的思想及び範囲は、本明細書に包含される好ましい形態の説明に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９６】
２０２  電源
２１２  システム負荷
２１４  電荷蓄積デバイス
１００２  電流制限検出器
１００４  電流制限部
１００６  電流制限コントローラ
１０１０  電流制限コンバータ
１０１２  電流制限検出及び制御
【図１】
2010507356.tif 000004
【図２Ａ】
2010507356.tif 000005
【図２Ｂ】
2010507356.tif 000006
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
2010507356.tif 000015
【図１０】
2010507356.tif 000016
【国際調査報告】
2010507356.tif 000017