(57)【要約】  １つ又は複数の電源から電力抽出器を有する１つ又は複数の負荷までの電力伝送に関する技術を提供する。装置及びシステムは、１つ又はそれよりも多くのエネルギ源から１つ又はそれよりも多くの負荷への電力伝送を可能にする。エネルギ源からの入力電力は、無調節とすることができ、負荷への出力電力が、管理される。電力伝送は、ヤコビの法則（「最大電力定理」としても公知）の動的実施に基づいている。一部の実施形態では、エネルギ源は、電力伝送回路に対して選択的に結合及び分離される。一部の実施形態では、負荷が、電力伝送回路に対して選択的に結合及び分離される。負荷への電力伝送は、動的に制御される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のノード及び第２のノードと、
前記第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器と、
を含み、
前記電力抽出器が第１のモードで作動する時、該電力抽出器は、伝送される前記電力のマグニチュードが、連続的に検出される電力変化に少なくとも部分的に依存するように作動され、
前記第１及び第２のノードでの電圧及び電流が、無調節である、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記検出される電力変化は、瞬時電力勾配を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電力抽出器は、電源と前記電力抽出器及び負荷の組合せとの間のインピーダンスを適応的に整合させることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電力抽出器は、エネルギを連続的に伝送するために前記第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために前記第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、該第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために該第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電力抽出器は、前記検出される電力変化に少なくとも部分的に依存する負荷サイクルを有するスイッチング回路を含み、前記伝送される電力の前記マグニチュードは、該負荷サイクルに少なくとも部分的に依存することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１のノード及び第２のノードと、
スイッチング回路、
前記スイッチング回路のスイッチングを制御する制御ループ、及び
前記スイッチング回路の制御下で前記第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路、
を含む電力抽出器と、
を含み、
前記電力抽出器が第１のモードで作動する時、前記制御ループは、電源をして該電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に利用可能な最大電力の供給に近づかせるマグニチュードで前記電力伝送回路に電力を伝送させるように前記スイッチング回路を制御する、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
第１のノード及び第２のノードと、
前記第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路と、
前記第１及び第２のノードの間の電力伝送を制御するスイッチング回路と、
電力変化を検出し、かつ該検出された電力変化に応答して前記スイッチング回路の負荷サイクルを制御し、それによって前記電力伝送回路を制御する回路を含む制御ループと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項８】
第１のノードで電力伝送回路を通じて第２のノードに電力を伝送する段階と、
電力変化を検出する段階と、
第１の作動モードで、前記検出された電力変化に応答してスイッチング制御信号を作成する段階と、
前記スイッチング制御信号に応答してスイッチを制御するスイッチング信号を生成する段階と、
前記スイッチの開閉を通じて前記電力伝送回路を調節する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
第１のノード及び第２のノードと、
太陽光電源と、
前記第１及び第２のノードの間で前記太陽光電源から電力を伝送する電力抽出器と、
を含み、
前記電力抽出器、前記第１のノード、前記電源、及び前記第２のノードは、各々、単一集積回路の一部である、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記電力抽出器は、該電力抽出器の入力インピーダンスを前記電源の出力インピーダンスに整合させようとすることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
第１のノード、第２のノード、第３のノード、及び第４のノードと、
前記第２のノードに第１の電流を供給することを含め、前記第１及び第２のノードの間で第１の電力を伝送する第１の電力抽出器と、
を含み、
前記第１の電力抽出器は、第１の電力変化を検出する第１の電力変化分析回路を含み、
前記第１の電力抽出器は、前記検出された第１の電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで前記第１の電力を伝送し、
前記第４のノードに第２の電流を供給することを含め、前記第３及び第４のノードの間で第２の電力を伝送する第２の電力抽出器、
を更に含み、
前記第２の電力抽出器は、第２の電力変化を検出する第２の電力変化分析回路を含み、
前記第２の電力抽出器は、前記検出された第２の電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで前記第２の電力を伝送する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
無調節電源電圧及び電源電流を供給するエネルギ源と、
負荷と、
前記エネルギ源と前記負荷の間で電力を伝送する電力抽出器と、
を含み、
前記電力抽出器は、連続的に検出される電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで電力を伝送し、
電力抽出器の出力電圧及び出力電流が、無調節である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記エネルギ源は、第１のエネルギ源であり、
無調節電源電圧及び電源電流を供給する第２のエネルギ源と、
前記第１及び第２のエネルギ源のうちのゼロ又はそれよりも多くから電力を伝送するように動的に選択する論理と、
を更に含み、
前記論理は、少なくとも部分的に前記負荷の電力プロフィールに基づいて前記第１及び／又は前記第２のエネルギ源から伝送される前記電力マグニチュードを動的に調節する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電力抽出器は、更に、前記エネルギ源のインピーダンス及び／又は前記負荷のインピーダンスを動的に整合させることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記電力抽出器が供給する直流電流を受電して該直流電流から正弦交流電流を発生させるインバータ、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
電力伝送システムにおける方法であって、
電源から電源電圧で無調節電源電流を受電する段階と、
１つ又はそれよりも多くの負荷を識別する段階と、
前記電源から前記１つ又はそれよりも多くの負荷に電力を伝送する電力伝送管理戦略を判断する段階と、
連続的に検出される電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで無調節出力電力を伝送することを含め、前記判断された戦略に従って電力を伝送する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
第１のノード及び第２のノードと、
前記第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器と、
を含み、
前記電力抽出器は、電力変化を検出する検出回路を含み、
第１の作動モードで、前記電力抽出器は、前記第１のノードに結合された電源のインピーダンスを含む該電力抽出器の外部の第１のインピーダンスを整合させることに近づくように、該電力抽出器の入力インピーダンスが前記検出された電力変化に応答して動的に変更されるように作動されることになる、
ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
第１のノード及び第２のノードと、
前記第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器と、
を含み、
前記電力抽出器は、電力変化を検出する検出回路を含み、
第１の作動モードで、前記電力抽出器は、第１及び第２のノードの間の該電力抽出器の入力及び出力インピーダンスが、該第１のノードに結合された電源のインピーダンスを含む第１のインピーダンスと該電力抽出器の該入力インピーダンスとの整合を求めるために、前記検出される電力変化に応答して動的に変更されるように作動されることになる、
ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記電力抽出器は、前記第２のノードに結合された負荷のインピーダンスを含む第２のインピーダンスと該電力抽出器の前記出力インピーダンスとの整合に近づくためのものであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
第１のノード及び第２のノードと、
前記第１及び第２のノードの間で電流を有する電力を伝送する電力伝送回路、及び
電力変化及び電圧変化を検出し、かつ該検出された電力変化及び電圧変化に応答して伝送中の前記電力のマグニチュードを少なくとも部分的に制御する電力変化分析回路、
を含む電力抽出器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記電力抽出器は、
前記電力伝送回路を制御するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の負荷サイクルを制御するスイッチング制御回路と、
を更に含み、
前記電力変化分析回路は、異なるモードで作動し、
通常の作動モードで、一部の条件下では、前記電力分析回路は、前記電力伝送回路をして、前記電力変化及び電圧変化が共に増加中又は共に減少中である場合に前記負荷サイクルを低減させ、かつ該電力変化が減少中及び該電圧変化が増加中であるか、又は該電力変化が増加中及び該電圧変化が減少中である場合に前記伝送された電力の該負荷サイクルを増加させる、
ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、以下の現在特許出願中の米国特許出願、すなわち、２００７年８月３１日出願の「電力抽出器を有する多重電源多重負荷システム」という名称の米国特許出願第１１／８４９、２４２号と、２００７年７月７日出願の「電力変化を検出する電力抽出器」という名称の米国特許出願第１１／７７４、５６２号と、２００７年７月７日出願の「制御ループを有する電力抽出器」という名称の米国特許出願第１１／７７４、５６３号と、２００７年７月７日出願の「複数の電力抽出器が異なる電源に結合されたシステム及び装置」という名称の米国特許出願第１１／７７４、５６４号と、２００７年７月７日出願の「インピーダンス整合のための電力抽出器」という名称の米国特許出願第１１／７７４、５６５号と、２００７年７月７日出願の「電力及び電圧変化を検出する電力抽出器」という名称の米国特許出願第１１／７７４、５６６号とに関連し、かつそれらの出願の優先権の恩典を請求する。本出願はまた、２００７年２月６日出願の「ＸＰＸ電力変換器」いう名称の米国特許仮出願第６０／８８８、４８６号に対する優先権の恩典も請求する。
【０００２】
本発明の実施形態は、電力に関し、より具体的には、１つ又は複数の電源から電力抽出器を有する１つ又は複数の負荷までの電力伝送に関する。
【背景技術】
【０００３】
電源と負荷の間の従来の電力伝送には、静的システム構成が関わっている。電源と負荷の構成は、従来、システム設計の前に既知である。システム設計は、電源と負荷の間で電力伝送を最大化しようとするために行うものである。従来のシステムは、典型的には、それらの静的設計原理によって出力を調節し、これは、一貫した調節された電力伝送をもたらす。適正な設計がなければ、従来の電力伝送回路は、多くのシステム用途に十分に適するものではない。
【０００４】
以下の説明は、本発明の実施形態の実施例の一例として示す図を有する図面の説明を含む。図面は、制限としてではなく例示として理解すべきである。本明細書で使用する時、１つ又はそれよりも多くの「実施形態」への言及は、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれる特定の特徴、構造、又は特性を説明するものとして理解されるものとする。すなわち、本明細書に現れる「一実施形態では」又は「代替的な実施形態では」のような語句は、本発明の様々な実施形態及び実施例を説明するものであり、必ずしも全てが同じ実施形態を指すというわけではない。しかし、それらはまた、必ずしも互いに排他的であるというわけでもない。
【０００５】
以下に説明する実施形態の一部又は全てを表すことができる図の説明を含むと共に本明細書に示す発明の概念の他の潜在的な実施形態又は実施例を説明するある一定の詳細及び実施例の説明を次に行う。本発明の実施形態の概要、次いて図面を参照してより詳細な説明を以下に提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第１１／８４９、２４２号
【特許文献２】米国特許出願第１１／７７４、５６２号
【特許文献３】米国特許出願第１１／７７４、５６３号
【特許文献４】米国特許出願第１１／７７４、５６４号
【特許文献５】米国特許出願第１１／７７４、５６５号
【特許文献６】米国特許出願第１１／７７４、５６６号
【特許文献７】米国特許仮出願第６０／８８８、４８６号
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】太陽エネルギを用いてバッテリを充電するか又は別の負荷に電力を供給する従来技術システムを示す図である。
【図２】本発明の一部の実施形態による負荷に電力を供給する電源及び電力抽出器のアレイを示す図である。
【図３】本発明の一部の実施形態によって構成された電源、電力抽出器、及び負荷を含むシステムを示す図である。
【図４】本発明の様々な実施形態による電源から見た電力抽出器のインピーダンス整合特性を示す図である。
【図５】本発明の様々な実施形態による負荷から見た電力抽出器のインピーダンス整合特性を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による電源、電力抽出器、及び負荷を含むシステムを示す図である。
【図７】本発明の実施形態による電源、電力抽出器、及び負荷を含むシステムを示す図である。
【図８】図７のシステムの一部の実施形態の詳細を示す図である。
【図９】電流−電圧（ＩＶ）曲線及び電力曲線に関連した電力変化の例を示す図である。
【図１０】様々な実施形態による電力抽出器の作動概念を示す表である。
【図１１】一部の実施形態による鋸波及びスイッチング制御信号の２つの例を示す図である。
【図１２】一部の実施形態による電力勾配検出回路を示すブロック図である。
【図１３】一部の実施形態による電力勾配検出回路を示すブロック図である。
【図１４】一部の実施形態において使用することができる積分器回路の例を示すブロック図である。
【図１５】一部の実施形態による電源及び負荷を電力抽出器及び／又は回路基板に接続する様々なコネクタを示す図である。
【図１６】一部の実施形態による電源とノードの間の回路を示す図である。
【図１７】一部の実施形態による電源とノードの間のダイオードを示す図である。
【図１８】図８の電力伝送回路の例を示す図である。
【図１９】一部の実施形態による電力伝送回路の例を示す図である。
【図２０】一部の実施形態による電力伝送回路の例を示す図である。
【図２１】一部の実施形態による電力伝送回路の例を示す図である。
【図２２】一部の実施形態による電力伝送回路の例を示す図である。
【図２３】正端が接地に接続されているバッテリを示す図である。
【図２４】一部の実施形態において使用することができる比較回路を示す図である。
【図２５】一部の実施形態による電源、電力抽出器、及び負荷を含むシステムを示す図である。
【図２６】一部の実施形態による負荷に関連のプロセッサ制御器を示す図である。
【図２７】一部の実施形態によるスイッチにより出力ノードに接続した２つの異なるバッテリ負荷を示す図である。
【図２８】一部の実施形態による電力抽出器の様々な詳細を示す図である。
【図２９】一部の実施形態による電力抽出器の様々な詳細を示す図である。
【図３０】一部の実施形態による１つ又はそれよりも多くのバッテリと負荷の間に結合された電力抽出器を示す図である。
【図３１】一部の実施形態によるバッテリと負荷に結合された電力抽出器との並列の構成を示す図である。
【図３２】一部の実施形態による太陽光電源及び電力抽出器を含む集積回路の側面図である。
【図３３】図３２の集積回路の上面図である。
【図３４】アレイ内の図３２の一群の集積回路を示す図である。
【図３５】一部の実施形態による対応する電力抽出器を有する一群の太陽電池又はパネルを示す図である。
【図３６】一部の実施形態による対応する電力抽出器を有する一群の太陽電池又はパネルを示す図である。
【図３７】一部の実施形態による対応する電力抽出器を有する一群の太陽電池又はパネルを示す図である。
【図３８】一部の実施形態による各群が電源に結合された直列電力抽出器の並列群を示す図である。
【図３９】一部の実施形態による各電力抽出器が電源に結合された電力抽出器の並列群を示す図である。
【図４０】一部の実施形態による電力抽出器及び送電線を示す図である。
【図４１】一部の実施形態による装置において使用される電力抽出器を示す図である。
【図４２】一部の実施形態による装置において使用される電力抽出器を示す図である。
【図４３】一部の実施形態による再生式発電機とバッテリの間に結合された電力抽出器を有するシステムを示す図である。
【図４４】変圧器クリップを用いた平面誘導型装置アセンブリを示す図である。
【図４５】一部の実施形態による電力抽出器からデータを収集するか又はそこに信号を供給する中央プロセッサを有する図２に類似したシステムを示す図である。
【図４６】一部の実施形態による電力抽出器からデータを収集するか又は電力抽出器に信号を供給する電源、電力抽出器、及び中央ステーションを有するシステムを示す図である。
【図４７】一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数の負荷を有するシステムを示す図である。
【図４８】一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数の負荷を有する腕時計システムを示す図である。
【図４９】一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数の負荷を有する無線ルータシステムを示す図である。
【図５０】一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び負荷を有するペースメーカーシステムを示す図である。
【図５１】一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数のＡＣ負荷を有するシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下は、１つ又はそれよりも多くの電源から１つ又はそれよりも多くの負荷までＤＣからＤＣ又はＤＣからＡＣの電力を供給する電力抽出器を説明するものである。電力抽出器は、電力「抽出器」と呼び、その理由は、この作動なしで電源により一般的に得られるよりも多くの電力を電源から取得するように作動するからである。本明細書に示す例においては、電力抽出器は、電源と電力抽出器及び負荷の組合せとの間で、かつ負荷と電源及び電力抽出器との組合せの間でインピーダンス整合を取得するように作動する。これは、電源から見た時と、負荷から見た時の両方で発生するので一般インピーダンス整合と呼ばれる。このインピーダンス整合により、電源は、インピーダンス整合なしよりも大きな量の電力を供給することができる。以下で説明する一部の実施形態では、電力抽出器は、電力抽出スイッチング変換器である。
【０００９】
本明細書で説明するように、電力抽出器は、いくつかの動的調節用途のいずれにおいても設置することができる。システムは、オンライン及びオフラインとすることができる１つ又はそれよりも多くの電源と、同様にオンライン及びオフラインにすることができる１つ又はそれよりも多くの負荷とを有することができる。電力を伝送する静的構成を有するのではなく、電力抽出器により、動的にかつ賢く電力伝送を適用することができる。
【００１０】
一部の実施形態では、インピーダンス整合は、電力抽出器が最大電力を追求する結果として発生する。一部の実施形態では、電力抽出器は、最大電力をもたらすまで電力の増加を引き起こすように電力抽出器の電力伝送回路に結合されたスイッチング回路に負荷サイクルを変えることによってインピーダンス整合を引き起こす。負荷サイクルの変更は、検出された電力変化に応答して行われる。一部の実施形態では、電力変化は、アナログ回路によって連続的に検出され、一方、他の実施形態では、電力変化は、デジタル回路で連続的に検出される。一部の実施形態では、検出された電力変化には、瞬時電力勾配のような電力勾配がある。検出された電力変化が真の電力最大で０である（単に局所的ゼロ変化だけでなく）時、伝送される電力は、電力抽出器の制御を超える条件を与えると電源が最大電力を供給するマグニチュード（レベル又は量）にある。一部の実施形態では、最大有効電力には、一般的に非常に近くまで近づく。実際に最大有効電力をもたらすことは、最大有効電力に非常に近くまで近づく一例である。一部の電源に向けて適用することができる電力抽出器の制御を超えたこのような条件の例には、環境条件（例えば、日光量、温度）及び電源のサイズがある（例えば、太陽電池大型化又は太陽電池多数化により電力増加をもたらすことができる）。電力抽出器のインピーダンスが電流高すぎ又は電圧高すぎ、又は電流低すぎ又は電圧低すぎで電力が抽出されるようなものであった場合、電源が達成する電力は、最大電力量よりも小さい。最大電力量は、特定のインピーダンスで得られる。図９及び図１０及び関連して説明する内容を参照されたい。
【００１１】
本明細書で使用する時、ＤＣ電源（本明細書では電源という）は、ＤＣ電力が生成され及び／又は捕捉することができると考えられるあらゆる電源を含む。本発明の実施形態により使用することができるＤＣ電源の例には、太陽電池又はパネル、１つ又は複数のバッテリ、及び風、水（例えば、水力発電）、潮汐力、熱（例えば、熱結合）、水素発電、ガス発電、放射能、機械的変形、圧電、及び運動（例えば、歩行、ランニングのような人間の運動）を通じて電力を導出する電源があるがこれらに限定されない。電源には、天然エネルギ源及び人工電源を含むことができ、電源は、安定したものである場合もあれば（本質的に一定の電力を供給するがマグニチュードは可変）、不安定なもの（時間と共に変動する電力を供給する）もあるであろう。一部の実施形態では、電源としては副電源があり（例えば、太陽パネルは複数のセルである場合がある）、一方、他の実施形態では、電源は、単体である。副電源を使用する欠点は、異なるインピーダンスを有することがあり得るということであり、単一の電力抽出器が合成インピーダンスと整合する恐れがあり、これは、電源毎に別々の電力抽出を有することほど最適ではないと考えられる。「電源」は、「エネルギ源」と考えることができる。
【００１２】
図２は、電源３２、３４、及び３６を含み、かつそれぞれ電力抽出器４２、４４、及び４６に結合されたシステムを示している。電源３２及び電力抽出器４２は、電力ユニット５２を形成し、かつ図２に示すように物理的に分離することができ、他の図に示すように隣接することができる。同様に、電源３４及び３６は、電力ユニット５４及び５６を形成する。電力抽出器４２、４４及び４６の出力は、ノードＮ２で結合されてノードＮ２に電力を累積的に供給する。負荷６４も、ノードＮ２に結合されている。負荷６４は、バッテリ（又は複数のバッテリ）のような単一負荷又は複数の下位負荷、インバータ及び／又は別の下位負荷又は他の負荷を含むことができる。ノードのＮ１−１、Ｎ１−２、及びＮ１−３は、電源３２、３４、及び３６と電力抽出器４２、４４、及び４６の間にある。電力ユニット５２、５４、及び５６は、電力アセンブリ５８を形成する。電力アセンブリは、３つよりも多い電力ユニット又は単に２つの電力ユニットのみを含むことができる。負荷ライン６２が示されている。一方向保護装置（例えばダイオード）を使用して、電源への電流の逆流を防止することができるが、一方向保護装置は必要なものではない。
【００１３】
図３は、電力抽出器４２に導体６０及びノードのＮ１を通して結合された出力インピーダンスＺ１を有する電源３２を有するシステムを示している。電力抽出器４２は、上述のように、少なくとも１つの作動モードで、説明したようにインピーダンスを整合させるのでインピーダンス整合器と呼ばれる。一部の実施形態では、電力抽出器４２は、異なるモードで作動させることができる。例えば、通常の作動モード（本明細書では第１のモードという）で、電力抽出器４２は、最大有効電力が電源により供給されるようにインピーダンス整合まで作動する。電力抽出器４２が「最大有効電力が供給されるようにインピーダンス整合まで作動する」と言う時、実際には、完全なインピーダンス整合は一般的に取られず、絶対最大有効電力は、一般的に電源から得られないことが理解される。依然として電力抽出器４２は、完全なインピーダンス整合を追求するか、又は電力分析回路７４を含みかつ以下で説明する閉ループ制御下で完全なインピーダンス整合に近づくように作動する。一部の実施形態では、定常状態の条件下で、完全なインピーダンス整合に非常に近くまで近づくことができる。
【００１４】
同様に、電力伝送回路が、電力抽出器の制御を超える条件を与えると電源に有効最大電力を供給させるマグニチュードで電力を伝送することができると言う時、電源は、電力抽出器の閉ループ制御下で最大電力に近づくことが理解される。一部の実施形態では、その最大有効電力に非常に近くまで近づく。電力抽出器は、電源に最大有効電力を供給させるように作動しようとするということができる。完全なインピーダンス整合又は最大電力に近づくことは、完全な整合又は最大電力に絶えず近づくことを意味するのではない。時には、入力インピーダンスの変化により、インピーダンス整合が完全な（又は最適な）インピーダンス整合に近づき、時には、入力インピーダンスの変化（又は、電源インピーダンスの変化）によりインピーダンスが更に完全な整合から遠ざかるが、全体として、制御ループは、制御ループなしの状態と比較するとインピーダンス整合の有意な改善をもたらす。最大電力に近づく場合も同様である。
【００１５】
保護モード（本明細書では第２のモードという）で、電力抽出器４２は、電力抽出器４２自体及び／又は負荷６４及び／又は電源３２を保護するように作動する。保護モードは、制約条件に応答して入力することができる。制約条件の例は、第１のノード、電力抽出器、又は第２のノードの過大電圧、電力、又は電流、第１のノード、電力抽出器、又は第２のノードの過小電圧、電力、又は電流、及び装置制約条件である。一部の実施形態では、電力抽出器４２は、これらの制約条件の一部のみを検出して保護モードに入るか否かを判断する。付加的なモードがある場合があり、１つよりも多い形式の通常の作動モード及び１つよりも多い形式の保護モードがある場合もある。例えば、少なくとも１つのモードにおいて、電源の保護は、最大電力をもたらすことより重要であると考えられる。これは、例えば、電源がバッテリである場合（図４１の例を参照されたい）に当て嵌まるであろう。
【００１６】
電力抽出器４２は、ノードＮ１とＮ２の間に図３の電力伝送回路７２を含み、ノードＮ２及び負荷ライン６２を通じて負荷６４に出力電力を供給する。例示の都合上、電力抽出器４２は、部分的に重なったノードＮ１及びＮ２として示されている。しかし、ノードのＮ１及びＮ２は、電力抽出器４２の境界線にあると考えることもできるが、図８及び図１５に関して説明した内容に注意されたい。負荷６４は、入力インピーダンスＺ３を有する。電力抽出器４２は、電力を分析する電力分析回路７４を含み、かつスイッチング回路７８を制御するスイッチング回路制御信号を供給する。スイッチング回路７８は、電力伝送回路７２の作動を少なくとも部分的に制御するように作動する。電力抽出器４２は、Ｚ２という入力インピーダンス及びＺ２*という出力インピーダンスを含む。電力の変化が検出された時、電力分析回路７４は、スイッチング回路７８のタイミング（例えば、負荷サイクル）を調節することによって応答する。スイッチング回路７８は、例えばスイッチング回路７８のスイッチング頻度の変更を通じてエネルギ伝送効率を最大化しようとするように応答することができる。
【００１７】
図４及び図５は、図３の電力抽出器４２のインピーダンス整合特性を示している。図４では、電源３２は、図４で第１のインピーダンスというインピーダンスＺ１を有する。電力抽出器４２は、入力インピーダンスＺ２を有し、一方、負荷６４は、入力インピーダンスＺ３を有する。図４では、Ｚ２及びＺ３の合成は、第２のインピーダンスと呼ばれる。電力抽出器４２を見た時に電源３２により見られるインピーダンスは、自己インピーダンスに等しいものである。換言すれば、電力抽出器４２は、第１及び第２のインピーダンスが互いに等しいように、電源３２のインピーダンスを動的に整合させる（すなわち、Ｚ１＝Ｚ２＋Ｚ３）。
【００１８】
図５は、電力抽出器４２を見た時に負荷６４により見られるインピーダンスも自己インピーダンスに等しいことを示している。図５では、第１のインピーダンスは、Ｚ１及びＺ２*（電力抽出器４２の出力インピーダンス）であり、第２のインピーダンスはＺ３である。負荷６４は、電力抽出器４２上で出力インピーダンスＺ２*を見る。従って、電力抽出器４２はまた、第１及び第２のインピーダンスが整合するように、負荷のインピーダンスを動的に整合させる（すなわち、Ｚ３＝Ｚｌ＋Ｚ２*）。電力抽出器４２のインピーダンスが、一般的にインピーダンスがＮ１又はＮ２で測定されるか否かによって異なる（Ｚ２又はＺ２*）ことを考慮すると、電源により見られるインピーダンス（Ｚ２＋Ｚ３）、及び負荷により見られる（Ｚ１＋Ｚ２*）は、仮想インピーダンスと考えることができる。
【００１９】
一部の実施形態では、電力抽出器４２が電源３２とインピーダンス整合しようとするか否かは、負荷６４が、電源３２が供給することができる全ての電力を受電することができるか否かに依存する。負荷６４が受電することができる電力が、電源３２が供給することができる電力を超える場合、電力抽出器４２は、自己入力インピーダンスを電源３２の出力インピーダンスで整合させようとするが、必ずしも、負荷６４の入力インピーダンスと自己出力インピーダンスを整合させようとするわけではない。負荷６４が受電することができる電力が、電源３２が供給することができる電力よりも小さい場合、電力抽出器４２は、自己入力インピーダンスを電源３２の出力インピーダンスと整合させようとしないモード（恐らく保護モード）に入ることができるが、自己出力インピーダンスを負荷６４の入力インピーダンスと整合させようとすることができる。負荷６４が受電することができる電力が、正確に又は本質的に正確に電源３２が供給することができる電力である場合、電力抽出器４２は、自己入力インピーダンスを電源３２の出力インピーダンスで整合させ、かつ自己出力インピーダンスを負荷６４の入力インピーダンスと整合させようとすることができる。一部の実施形態では、電力抽出器４２は、別様に作動することができる。出力ノード（図３ではノードＮ２）のインピーダンス整合は、電力抽出器が互いに接続した時に行うことができる。
【００２０】
図６は、電力伝送回路７２内でノードＮ３により分離された回路８２及び回路８６を示している。回路８２及び８６のインピーダンスは、補佐的（相互補助にする）とすることができ、かつ電力抽出器４２及び負荷６４の総インピーダンスが電源３２の出力インピーダンスに整合するように調節される。一部の実施形態及び状況では、電源３２及び電力抽出器４２の総インピーダンスは、負荷６４の入力インピーダンスに整合される。電力は、電源３２から回路８２に連続的に伝送される。Ｓ１という負荷サイクルは、電源３２との仮想インピーダンス整合を助けるように動的に調節される。インピーダンスが整合した状態で、電源３２から抽出された電力が最大化される。同様に、電力は、回路８６から負荷６４に連続的に伝送される。負荷６４に進められた電力の量は、回路８６のインピーダンスが負荷６４のインピーダンスと整合する時に最大化される。制御ループ７０は、電力分析回路７４及びスイッチング制御回路８０を含む。一部の実施形態では、制御ループ７０は、ソフトウエアである程度実行される。切り換えＳ１は、スイッチング制御回路８０により制御される。電力変化分析回路７４は、ノードＮ１で電源３２からの電力の変化を検出してスイッチング制御回路８０と通信する。スイッチング制御回路８０は、例えば、以下で説明するように電力を増加させるようにＳ１の負荷サイクルを制御する。
【００２１】
図７は、本発明の一部の実施形態において使用することができる別の電力伝送回路構成を示している。図７では、電力伝送回路７２は、回路８２及び８６の間の回路８４を含み、ノードＮ３は回路８２及び８４の間にあり、ノードのＮ４は回路８４及び８６の間にある。スイッチング制御回路８０は、スイッチング信号を供給してスイッチＳ１及びＳ２を制御する。一部の実施形態では、Ｓ１へのスイッチング信号の負荷サイクルは、Ｓ２へのスイッチング信号の負荷サイクルの逆である。他の実施形態では、Ｓ１及びＳ２へのスイッチング信号は、意図的に互いの逆にはなっていない。一部の実施形態では、付加的なスイッチがあるとすることができる。回路８２、８４、及び８６は、補佐的インピーダンスとすることができ、電力抽出器４２及び負荷６４の総インピーダンスが電源３２の出力インピーダンスと整合し、電源３２及び電力抽出器４２の総インピーダンスが負荷６４の入力インピーダンスと整合するようにスイッチング制御回路８０の制御下でスイッチＳ１及びＳ２により調節される。電源３２のインピーダンスが電力抽出器４２及び負荷６４の組合せと整合する時、回路７２は、最大電力を電源３２から抽出することができる。
【００２２】
一部の実施形態では、回路８４は、回路８２から回路８６への電力の流れを中断することなくＮ３からＮ４に蓄積電位を伝送する。回路８６は、自己出力インピーダンスを適応させて負荷６４とのインピーダンス整合を助ける。Ｓ２と呼ぶ負荷サイクルは、回路８６と負荷６４の間のインピーダンス整合を引き起こすように動的に調節される。従って、回路８６は、負荷６４に最大電力を伝送することができる。回路８６が負荷６４に電力を伝送している間、回路８２は、自己インピーダンスを電源３２のインピーダンスと整合させ続け、最大電力を回路８２を通じて電源３２から伝送することができる。この工程は、Ｓ１及びＳ２がスイッチング信号の負荷サイクルに従って交互に開閉されるので続行される。一部の実施形態では、Ｓ１及びＳ２のスイッチ状態は、Ｎ１で利用可能である電力の変化に基づいて電力変化分析回路７４からスイッチング制御信号を受電するスイッチング制御回路８０により制御される。代替的に、検出された電力変化は、ノードのＮ２のようなノードＮ１以外の位置での又は電力抽出器４２の内側での電力変化とすることができる。
【００２３】
図８は、図５及び図７の一部の実施形態に含まれる詳細を示すが、他の実施形態は、異なる詳細を含む。図８を参照すると、電力変化分析回路７４は、電力変化検出回路９４及び他の図に示す他の回路を含む。電力伝送回路７２は、回路８２、８４、及び８６を含む。回路８２及び８４は、変圧器Ｔ１（誘導子Ｌ１及びＬ３を含む）及び変圧器Ｔ２（誘導子Ｌ２及びＬ４を含む）を含む。回路８２は、コンデンサＣ１及びＣ２、及びＣ１及びＣ２を分離して誘導子Ｌ３及びＬ４に接続したノードＮ５を含む。電源は、ノードＮ１、インタフェースコネクタ１１０、及びノードＮ１*の導体６０によって誘導子Ｌ１に結合されている。一例として、コネクタ１１０は、コンセントとすることができる（図１５も参照されたい）。Ｎ１、コネクタ１１０、及びＮ１*間のインピーダンス差が比較的小さい場合、それらは、１つのノードと考えることができる。そうでなければ、それらは、１つよりも多いモードと考えることができる。ノードＮ２*、コネクタ１１２、及びノードＮ２に対しても同様である。誘導子Ｌ１は、ノードのＮ１*とＮ３の間にあり、誘導子Ｌ２は、ノードＮ４とＮ２*の間にある。
【００２４】
電力変化検出回路９４は、ノードＮ１*で電力の電力変化を検出して、比較回路８０の１つの入力に導体９８でスイッチング制御信号を供給する。一部の実施形態では、電力変化検出回路９４は、電力変化の勾配を検出するので電力勾配検出回路９４ということができ、かつ電力勾配表示信号を供給することができる（図８に示すように）。一部の実施形態では、電力勾配は、瞬時電力勾配である。比較回路１０６の別の入力部は、波形発生器回路１０２から鋸波のような波形を受け取る。比較回路１０６は、スイッチＳ１及びＳ２の負荷サイクルを制御する。一部の実施形態では、Ｓ１及びＳ２は、同時に共に開くか又は共に閉じるというわけではない（スイッチング中の時に短い遷移状態という可能な例外はある）。波形発生器回路１０２及び比較回路１０６は、スイッチング制御回路８０の回路の例である。
【００２５】
Ｓ１が閉じた時、電磁場は、Ｃ１及びＣ２にわたる静電位が変化中にＴ１及びＴ２で変わり、電源３２からのエネルギは、Ｔ１及びＴ２に電磁的に、一方、Ｃ１及びＣ２において静電的に振り分けられる。Ｓ１が開いた時、Ｓ２は閉じてＴ１の磁束が減少し始める。従って、Ｔ１内に貯蔵されたエネルギは、Ｎ３を通って回路８４のコンデンサＣ１及びＣ２に流れ、エネルギの一部を静電場としてＣ１及びＣ２上に、かつノードＮ５及び誘導子Ｌ４を通じて回路８６のＴ２に預けられる。Ｔ２内の残留磁束も減少し始め、エネルギが、Ｎ２を通じて負荷６４に伝送される。Ｓ１が閉じてＳ２が再び開いた時、Ｔ１内の磁束が増加し始め、一方、磁束Ｔ２も、Ｃ１及びＣ２に先に貯蔵された静電エネルギの一部を消費中に増加し始める。従って、回路８４内に貯蔵されたエネルギは、放出されてＴ２及び負荷６４に伝送される。
【００２６】
多相エネルギ伝送は、入力の角度二等分線に等しい磁気コアの得られる磁束を生成するように２つ又はそれよりも多い位相入力を結合する。（注：角度の角度二等分線は、角度を形成する２つの光線（半直線）から等距離の点の軌跡であるとして公知である。）電力抽出器のこの実施形態では、コンデンサＣ１及びＣ２は、Ｔ１及びＴ２の２次巻線（それぞれＬ３及びＬ４）に印加される電流の位相をシフトするのに使用される。従って、多相入力がＴ２及びＴ３の磁気コアに印加される。多相入力の合計により、変圧器１次巻線Ｌ１及びＬ３の磁束の増加又は低減中に存在する起電力が変わる。結果は、回路８２及び８６がそれぞれ電源及び負荷に示すインピーダンスの無効分の高周波変動の中和である（電力抽出器の作動周波数の帯域幅内で）。回路８２及び８６は、多相二等分線エネルギ伝送を引き起こして回路８４とインタフェースで接続する多相二等分線エネルギ伝送回路とすることができる。
【００２７】
回路８２の動的特性により、電源３２は、誘導子Ｌ１電力抽出器４２で同等なインピーダンスを「見る」。誘導子Ｌ２及び負荷６４に対しても同様である。電力抽出器４２の入出力インピーダンスは、Ｓ１及びＳ２の負荷サイクルを制御することによって調節される。電源３２とのインピーダンスの最適な整合は、電源から最大電力抽出がもたらされた時に行われる。
【００２８】
電力勾配検出回路９４、電力変化表示信号、及び比較回路１０６は、電源３２から最大抽出電力（すなわち、ΔＰ／ΔＶ＝０）をもたらすようにスイッチング回路７８の負荷サイクルを制御する制御ループの一部である。制御ループは、電力伝送回路７２を通じて電力伝送の効率に影響を及ぼすようにスイッチング回路７８のスイッチング周波数を制御することができる。単に一例として、周波数は、誘導子の飽和限界に基づいて、１００ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚの範囲とすることができる。しかし、他の実施形態では、周波数は、実質的に異なるとすることができる。コンデンサのような誘導子及び関連のコア及び他の構成要素のサイズ及び他の態様は、望ましい電力伝送機能、効率、及び利用可能空間を含む様々な基準を満たすように選択することができる。一部の実施形態では、周波数は、波形発生器回路１０２からの波形の周波数を変更することによって変更することができる。他の図は、回路１０２の制御を表している。一部の実施形態では、周波数は、電流の適時の立ち上がりがエネルギ伝送回路で最小電流と最大電流の間にあるか否かに応じて制御ループにより制御される。
【００２９】
本明細書で使用する時、スイッチング回路７８の負荷サイクルは、Ｓ１のオン時間とＳ１及びＳ２の総オン時間の比（すなわち、負荷サイクル＝Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）である。負荷サイクルは、他の実施形態ではＳ１及び／又はＳ２と関連の異なる比率によって定めることができる。電源３２及び負荷６４の電圧が等しく、かつ負荷サイクルが５０％である時、一部の実施形態では、電力抽出器４２を通じた電力伝送は０である。電源３２及び負荷６４の電圧が異なる場合、高負荷サイクル化又は低負荷サイクル化により電力抽出器４２を通じた電力伝送ゼロが引き起こされる場合がある。換言すれば、スイッチング回路７８の特定の負荷サイクルは、特定の方向又は電力伝送回路７２を通じた電力伝送量とは結びつかない。
【００３０】
上述のように、電力変化は、連続的に検出することができ、スイッチング制御信号（図７、図８、及び図１１の）は、連続的に更新することができる。アナログ回路を使用することは、連続的検出及び更新を行う１つの方法である。デジタル回路（プロセッサのような）を使用することは、連続的検出及びスイッチング制御信号更新を行う別の方法である。たとえ一部のデジタル回路からの更新が必ずしもある意味では連続的でない場合があるとしても、全ての実際的な目的に対して真に連続的更新と同じ結果を生成する時に連続的であると考えることができる。一例として、スイッチング制御信号の更新は、変化の周波数が制御ループ帯域幅の外側にある時も連続的と考えられる。一部の場合には、スイッチング制御信号の更新は、変化の周波数が制御器帯域幅内である時も連続的であると考えることができる。単に一例として、一部の実施では、制御ループ帯域幅は、約８００Ｈｚとすることができる。他の実施形態では、制御ループ帯域幅は、８００Ｈｚより高く、恐らく８００Ｈｚよりも遥かに高い。更に他の実施形態では、制御ループ帯域幅は、８００Ｈｚ未満であり、望ましい実施及び性能に基づいて４００Ｈｚ未満とすることができる。
【００３１】
図９は、一般的な電流−電圧（Ｉ−Ｖ）曲線及び電力曲線の例を示している。多くの電源（例えば太陽電池パネル）は、異なる電圧で比較的一定の電流を生成する。しかし、電圧がこれらの電源においてある一定の閾値に到達した時、電流は、急速に下がり始める。閾値電圧は、Ｉ−Ｖ特性曲線内のひざ領域に対応する。最大電力点（Ｐmax）も、Ｉ−Ｖ特性曲線内のひざ領域に対応する。
【００３２】
図１０は、様々な実施形態による電力抽出器４２の作動概念を示す表である。図９で矢印（１）として示す例（１）は、電力及び電圧が共に増加中の時、電力抽出器の作動点がＰmaxの左側にあることを示している。Ｐmaxの左側で作動する時、過大電流が、電力抽出器４２により電源３２から引き出されており、従って、電源３２は、電源３２から最大有効電力よりも小さい電力を供給している。最大有効電力は、環境条件及び電力抽出器の制御を超える他の条件を与えると達成することができる電力最大量である。電流の流れを低減するために、スイッチング制御回路７８の負荷サイクルを低減する。これはまた、矢印（２）が、電力及び電圧が共に減少中である時、同じく過大電流及び電源３２から最大有効電力よりも小さい電力があることを示す例（２）に関する場合である。逆に、Ｐmaxの右側で作動する時（例（３）及び（４））、過小電流が電力抽出器により引き出されており、かつ電源３２からの最大有効電力よりも小さい。従って、電流の流れを増大させるために、スイッチング制御回路８９の負荷サイクルが増加される。図９及び図１０は、特定の条件下での仕様実施例を示している。他の実施例は、別様に作動し、かつ付加的な要素を伴う場合がある。異なる実施では、電流は、負荷サイクルを低減することによって増加させることができる。
【００３３】
図９を再び参照すると、電力がある時間にわたってＰmaxである場合、電力及び電圧は、その時間中は増加中でも減少中でもない。従って、負荷サイクルは、同じままとすることができ、一部の実施形態では、制御ループは、負荷サイクルが変更されないように、真の最大電力でない局所的電力最大（局所的最小勾配）が電力最大と解釈されることを防止する機構を含む。１つの機構は、電力変化をもたらす制御ループ変動を引き起こす傾向がある自然ノイズである。別の機構は、一部の実施例において検出回路が電力又は電圧の変化なしを示す場合に特定の時間量の後に負荷サイクルの変化をもたらす場合がある人工的に誘導された制御ループ変動である。
【００３４】
電力勾配検出回路９４は、図１０の状況に応答してスイッチング制御信号を作り出す。図１１は、比較回路１０６がどのようにしてスイッチング制御信号を鋸波形と比較するかを示している。スイッチング制御回路７８の負荷サイクルは、スイッチング制御信号よりも上方の鋸波の区域が変化する時に変化する。例えば、スイッチング制御信号よりも上方の鋸波の区域は、時間ｔ1からｔ2までよりも時間ｔ3からｔ4までの方が小さい。スイッチング制御信号よりも上方の小さい方の区域は、低い方の負荷サイクルに対応する。スイッチング制御信号よりも上方の小さい方の区域は、他の実施形態では高い方の負荷サイクルに対応するとすることができる。電圧．５Ｖ１及び．６Ｖ１は、例示を目的として使用するものであり、制限的ではない。更に、他の実施形態では、他の波形（三角形、正弦のような）を鋸波の代わりに使用することができる。
【００３５】
図１２及び図１３は、本発明の一部の実施形態において使用することができる電力勾配検出回路９４の例を示している。同じか又は類似した機能を実行する様々な他の方法がある。図１２の中で、電流測定回路１２８は、電流（Ｉ＝Ｖ／Ｒ）を判断するためにＮ１（又は別の位置）で小型抵抗器Ｒｓにわたる電圧を測定する電力勾配検出回路９４の内部にある電圧測定回路１３０を含む。小さい抵抗器Ｒｓが示されているが、磁場を測定することを含む電流を測定する様々な他の方法がある。Ｎ１（すなわち、ＶＮ１）（又は別の位置）からの電圧レベル信号及びＮ１（すなわち、ＩＮ１）（又は別の位置）からの電流レベルの信号は、連続信号である。（他の実施形態では、電圧は、間接的に推定される。）乗算器１３４は、Ｎ１で電圧及び電流を連続的に乗算してＮ１（ＰＮ１）での電力を判断する。
【００３６】
微分器１３６は、電力の変化（ΔＰ）に応答する信号を供給し、一方、プロセッサ１３２は、電圧の変化（ΔＶ）に応答する信号を供給する。一部の実施形態では、微分器１３６は、電力勾配を測定する。ΔＰ／ΔＶは、ノードＮ１（又は他の位置）での勾配電力を表している。最大電力は、ΔＰ／ΔＶ＝０の時に達成される。電力の勾配（又は単に電力変化）は、様々な方法で判断することができる。電力勾配は、アナログ回路を通じて判断される瞬時電力勾配とすることができる。代替的に、電力勾配又は単に電力変化は、サンプルを比較することによってプロセッサのようなデジタル回路を通じて検出することができる。プロセッサは、サンプルを比較して勾配及び対応する電圧変化（又は電圧勾配）を判断することができる。代替的に、プロセッサは、単に電力が増加中又は減少中であるか否か、及び対応する電圧が増加中であるか又は減少中であるか否かを判断することができる。一部の実施形態では、微分器１３６は、単に電力変化（電力勾配）のマグニチュードを供給し、他の実施形態では、マグニチュード及び方向の両方を供給する。例えば、図９の点（２）での勾配は、方向は正であり、一方、点（２）の勾配は、同様のマグニチュードを有するにも関わらず、方向で負である。
【００３７】
電力勾配検出回路９４は、電圧変化検出回路１３２を含み、電圧変化検出回路１３２は、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は他の回路とすることができる。回路１３２はまた、上述のようにスケーリングを行うことができる。一部の実施形態では、回路９４は、電圧変化の勾配を検出し、他の実施形態では、単に電圧が増加中又は減少中であるか否かを検出する。アナログ又はデジタル回路を通じて変化を検出することができる。一部の実施形態では、電圧変化の方向（すなわち、マグニチュードではない）のみが関連する。図９を再び参照すると、例（１）では増加中の電圧（正）を伴っており、一方、例（２）では減少中の電圧（負）が伴っている。従って、図１０の例（２）においては、微分器１３６が電力で減少を示す時、電圧変化検出回路１３２は、電圧の減少を示している。電圧の減少がある時、制御されたインバータ１３８は、微分器１３６の負の出力を逆転し、これは、点（２）での正の電力勾配に対応する正の数をもたらす。従って、微分器１３６及び電圧変化検出回路１３２の結果を結合することによって、電力勾配検出回路９４は、電流を増加又は低減すべきか否かを判断することができる。図１０に示すように、電力勾配が正（例（１）及び（２））の時、スイッチング回路７８の負荷サイクルは低減される。電力勾配が負（例（３）及び（４））の時、負荷サイクルは増加される。一部の実施形態では、制御されたインバータの出力は、スケーラー（増幅器Ａ１）１４０によりスケーリングされ、それによって信号は、波形（図１１に示すような）と比較されるように適切な範囲に置かれる。更に、一部の実施形態では、ローパスフィルタとして作用し、かつそうでなければ急速である変化を平滑化するように、積分器１４４を使用することができる。
【００３８】
一部の実施形態では、スイッチング制御信号は、電力勾配の険しさ又は電力変化の量に依存し、他の実施形態では、変化は、漸進的である。一部の実施形態では、回路９４は、電力曲線をモデル化するものではなく、最大電力が曲線上でどこにあるか認識することなく、最大電力に向うように、単に検出された電圧及び現在の変化に応答するだけである。明らかに、電力曲線がどのような姿かを知ることは、必要ではない。他の実施形態では、回路９４又は図２５のプロセッサ１７２のような他の回路は、電力曲線をモデル化する。
【００３９】
一部の実施形態では、入力（例えば電圧及び／又は電流）及び制御ループは、電力伝送回路７２内の誘導子の各々に対して飽和限界を定めることができる。換言すれば、誘導子の各々の飽和限界は、電力抽出器出力及びスイッチング周波数から独立したものとすることができる。
【００４０】
図１３は、一部の実施形態においてアナログ検出回路１４８（例えば微分器のような）により電圧の変化を検出することができる方法を示している。更に、外部電流センサ１４６は、電力抽出器により伝送されている電流の量を測定して、その情報を電力勾配検出回路９４に伝達することができる。増幅器１４０は、気象状況及び負荷（例えばバッテリ）の電荷レベルを含むがこれらの限定されない様々な条件に基づいてプロセッサ、ＡＳＩＣ、又はＦＰＧＡ１５０により制御することができる。
【００４１】
図１４は、図１２及び図１３の任意的な積分器１４４の例を示している。積分器１４４は、一部の実施形態では、電力勾配検出回路９４からのスイッチング制御信号を減衰させるために電力勾配検出回路９４内に含めることができる。積分器１４４は、オペアンプ１５２の入力部の抵抗器Ｒ１及びコンデンサＣと並列の抵抗器Ｒ２を含む。コンデンサで貯蔵された電荷は、抵抗器Ｒ２により「抜かれる」。抵抗器Ｒ２による電荷の抜きにより、積分器１４４の出力は、時間と共に入力（電力勾配検出回路から受電）より小さくなる。この低減された出力により、スイッチング回路７８の負荷サイクルに及ぼすスイッチング制御信号の影響が低減される。
【００４２】
スイッチング制御信号を取得する様々な他の方法がある。例には、プロセッサ内で全ての分析を行うことがある。他の例では、誘導子の飽和レベルを考慮する。一例を図２８に関連して示している。位相固定ループ（ＰＬＬ）を使用してスイッチＳ１及びＳ２のオン時及びオフ時を検出することができる。この情報は、プロセッサに供給することができ、プロセッサは、この情報を様々な目的のために使用することができる。負荷サイクルの制御に関連して２つの位相関係の信号を使用することができる。
【００４３】
図１５は、図示のように、電源３２及び負荷６４を電力抽出器４２及び／又は回路基板１５６に接続するいくつかのコネクタ（１１０、１１２、１１６、１１８、１２２、及び１２４）を示している。回路基板１５６は、ハウジング１５８内とすることができる。回路基板１５６及びハウジング１５８は、例えば、独立式の箱を含め広範な形式とすることができる。代替的に、回路基板１５６は、家電装置（例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ））内にあるとすることができ、又はコンピュータカードとすることができ、その場合、負荷は、ハウジングに又は様々な他の実施例に統合することができる。以下で説明するように、一部の実施では、電源は、ハウジングと一体化することができる。コネクタが周囲のノードより実質的に異なるインピーダンスを有する場合、異なるノード（例えば、Ｎ１、Ｎ１*、Ｎ１**）は、別々のノードと考えることができる。コネクタが周囲のノードより比較的小さいインピーダンスを有する場合、異なるノードは、１つのノードと考えることができる。
【００４４】
図１６は、回路１６０を一部の実施形態では電源３２とノードのＮ１の間に含めることができることを示している。図１７は、ダイオード１６２を一部の実施形態では電源３２とＮ１の間に含めることができることを示している。
【００４５】
図１８は、図１９〜図２２に示す代替電力伝送回路との比較の都合上図８の電力伝送回路を再現している。抵抗器、コンデンサ、及び誘導子の値（例えばＲ１、Ｒ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、及びＬ６）は、必ずしも図１８〜図２２では同じものであるというわけではない。
【００４６】
図２３は、バッテリの正端が接地に接続されているバッテリ１６４を示している。Ｎ２は、電力抽出器４２の出力でのノードを表している。一部の実施形態では、バッテリ１６４は、バッテリ１６４の負端がＮ２に接続され、正端が接地に接続されるようにＮ２に接続されている。図７及び８図を参照すると、図２３の配置を有する１つの理由は、一部の実施形態では、Ｎ４及びＮ３の電圧が反対極性を有するということである。例えば、Ｎ３及びＮ４での電圧がＶＮ３及びＶＮ４である場合、それぞれ、ＶＮ３は、−ＶＮ４とすることができる。他の実施形態では、バッテリ１６４は、正端がＮ２に接続されて負端が接地に接続されるように接続することができる。更に、一部の実施形態では、Ｎ４及びＮ３での電圧は、正負逆の電圧でない。
【００４７】
図２４は、本発明の一部の実施形態において使用することができる比較回路を示している。比較回路１０６は、スイッチング回路の負荷サイクルを調節するために電力変化表示信号９８を基準信号（例えば電圧基準Ｖref）と比較するのに使用されるあらゆる回路とすることができる。
【００４８】
図２５は、図８と類似のものであるが、プロセッサ／ＡＳＩＣ及び／又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１７２（以下プロセッサ１７２）、スケーリング回路１７６、電流センサ１８４、１８６、及び１８８を含む付加的な回路を含んでいる。プロセッサ１７２は、感知電流、並びにノードＮ１*の電圧を示す信号を受信する。文字Ａ及びＢは、電流センサ１８４及び１８６とプロセッサ１７２の間の接続を示している。一部の実施形態では、プロセッサ１７２はまた、情報を収集し、及び／又は下位負荷インバータ６４−１、バッテリ６４６４−２、及び／又は負荷６４の他の負荷６４−３に制御を提供する。現在の情報を用いて、電力伝送の速度、量、及び効率のような情報を表示することができる。この情報を収集する１つの理由は、プロセッサ１７２が保護モード（例えば第２のモード）又は通常の作動モード（例えば第１のモード）であるべきか否かを判断するためである。保護モードでは、プロセッサ１７２が電力抽出器４２又は負荷６４に供給するために行うことができる様々な事柄がある。１つの選択肢は、スイッチＳ３を開くことである。別の選択肢は、図２６に示すスイッチＳ４を開くことである。別の選択肢は、導体９８でスイッチング制御信号を作り出すために電力勾配表示信号を用いて回路１７８内で結合されているスケーリング回路１７６にバイアス信号を供給することである。例えば、バイアス信号によりスイッチング制御信号が非常に高い場合、負荷サイクルは低く、電流を小さくさせるであろう。保護モードの電力の調節は、電力を完全に遮断することか、又は単に電力を低減することとすることができる。保護モードでは、目標は、もはや伝送される電力を最大にすることではない。一部の実施形態では、バイアス信号は、単に保護モード以外の目的のためにアサートされる。
【００４９】
図２６は、スイッチＳ４を制御するプロセッサ制御ラインを示すが、スイッチＳ４を開いて、電力抽出器４２から負荷（例えばインバータ６４−１、バッテリ６４−２、及び／又は他の負荷６４−３）へのあらゆる電力伝送を遮断することができる。プロセッサ１７２も、一部の実施形態では、異なる下位負荷（例えば、インバータ６４−１、バッテリ６４−２、又は他の負荷６４−３）の間での電力のルーティングを制御する。更に、温度センサ１９２−１、１９２−３、及び１９２−３は、異なる負荷に接続されるように示されている。温度（例えば、過大な熱）に基づいて、プロセッサは、スイッチＳ４を開く又は閉じるか、他の場合には、バイアス信号を通じて又はスイッチＳ３を開くなどで電力を調節することができる。電力抽出器４２は、あらゆる装置制約条件に基づいて保護モードで作動させることができる。装置制約条件には、Ｎ１、電力抽出器４２、及び／又はＮ２内での過大な熱、電圧、電力、又は電流の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。他の装置制約条件がある場合もある。電力抽出器は、ディップスイッチのような外部スイッチの状態を感知するか、又はメモリ（フラッシュメモリのような）を通じて最新情報を取得して、保護モードに入るべきであるかを判断する際に考慮することができる負荷特性を判断することができる。
【００５０】
図２７は、スイッチＳ５により出力ノードに接続した２つの異なるバッテリ負荷６４−１−１及び６４−１−２を示している。この構成は、様々な実施形態における電力抽出器４２の機能的な柔軟性を示している。電源側と負荷側のインピーダンス整合特性を考慮して、電力抽出器４２は、自動的に負荷に適応して負荷に電力を供給する。換言すれば、電力抽出器４２の出力は、電力であり、電力を構成する出力電圧及び出力電流は、一定ではない。出力電圧及び出力電流は、電力を低減することなく自動的に負荷に適応する。換言すれば、電力抽出器４２は、あらゆる電圧とは独立に作動させることができる。従って、保護モードを除いては、出力電力は、無調節とすることができる。
【００５１】
例えば、一部の実施形態では、電力抽出器４２は、バッテリ１８６−１に伝送されるように電源３２から６０ワットの電力を抽出することができる。バッテリ６４−２−１が１２ボルトバッテリである場合、電力抽出器４２は、バッテリを充電するために１２ボルトで電流の５Ａを供給することができる。バッテリ６４−２−１が１５ボルトバッテリ６４−２−２に切り換えられたか又は交換された場合、電力抽出器４２は、それでも１５ボルトで４Ａの電流の形態でバッテリを充電する６０ワットの電力を供給する。この例は、電力抽出器４２の適合性／柔軟性を示すが、電力抽出器４２からの出力電圧は、電流をバッテリに流すためにバッテリ電圧よりも若干高い必要がある場合があることに注意すべきである。
【００５２】
上述の例においては、かつ他の一部の実施形態では、電力抽出器フィードバック点は、フィードバック点が出力電圧又は電流に基づく従来のシステムではなく出力電力伝送に基づくとすることができる。他の実施形態は、別様に作動する。
【００５３】
図２８は、他の実施形態による電力抽出器４２の更なる詳細を示している。電流センサ２２２及び２２４は、スイッチＳ１及びＳ２を通じて電流を示す信号を供給し、これらの信号は、加算器２０２において合計される。電力は、加算器２０２からの平均電流に関連付けることができる。これらは、電力を示す信号を積分器２０６に供給することができ、この信号は、微分器２１２により微分されて増幅器２１４により増幅される。電圧変化（又は電圧勾配）は、上述のように考慮することができる。
【００５４】
図２９は、電力抽出器４２から無調節電圧を取り出して必要に応じて（例えば電力抽出器４２内の様々な回路に電力を供給するために）調節された電圧を供給する電圧調節器２３２及び２３６を示している。無調節電力は、変圧器Ｔ２（誘導子Ｌ５及びＬ６）及びダイオードＤ１を通じて調節器２３２に供給される。無調節電力は、変圧器Ｔ４（誘導子Ｌ７及びＬ８）及びダイオードＤ２を通じて調節器２３６に供給される。
【００５５】
電力抽出器４２は、１つ又はそれよりも多くのバッテリ２７２から、別のバッテリを含むことができる負荷６４に電力を伝送する際に使用することができる。図３０は、１つ又は複数のバッテリ２７２を電源として示すものである。バッテリを電源として電力抽出器４２を使用する理由は、低電力化かつ低電圧化したバッテリを使用して、含まれた他のバッテリをより高い電圧化又はより低い電圧で充電することができるということである。電力抽出器４２が利用可能である形を問わず（例えば特定の又は一定の電圧又は電流でではなく）ＤＣ電力を抽出し、かつ負荷により必要とされる形を問わず（例えば特定の又は一定の電圧又は電流でではなく）電力を出力する点を考慮すると、電力抽出器４２は、柔軟性がありかつ適応性があり、安全性又は他の適切な限界内でどの形式の電源及び／又は負荷を電力抽出器４２に接続することができるかに関して制限事項がない。例えば、電力抽出器４２は、１５ボルトバッテリを充電する有効電力を９ボルトバッテリで伝送することができる。別の例においては、電力抽出器４２は、２つの５ボルトバッテリから１２ボルトバッテリに電力を伝送することができる。電力抽出器４２の柔軟性及び適応性は、入力部から出力部への電力伝送が出力電圧調節の副産物である従来の電荷制御及び他の電力伝送システムとは対照的である。図３１は、それぞれ、バッテリ電源２７６及び２７８から電力を受電して負荷６４に電力を供給する並列の電力抽出器４２及び４４を示している。
【００５６】
図３２は、ＩＣ１の基板２８２上に製造された太陽光電源２８４及び電力抽出器２８６を含む集積回路チップ（ＩＣ１）の側面図を示している。電力抽出器２８６は、電力抽出器４２と同じか又は幾分異なるものとすることができる。図３３は、太陽光電源２８４、電力抽出器２８６、第１及び第２のノード及びチップインタフェース２８８を含むＩＣ１の上面図を示している。電力抽出器２８６と電源２８４の間にダイオードがあるとすることができる。実際には、レイアウトは、有効範囲を示す量が示しているよりも増加又は低減して太陽光電源２８４と幾分異なる可能性がある。同様に、電力抽出器２８６は、有効範囲を示す量が示しているよりも増加又は低減する可能性がある。図３４は、フレーム２９６により結合される図３２及び図３３のＩＣ１と類似のものである複数のＩＣチップＩＣ１、ＩＣ２．．．ＩＣ２５を示している。集積回路は、電力抽出器及び電源に加えて様々な機能回路を収容することができる。図３２は、電力抽出器を非常に小さいスケールにすることができることを示している。逆に、電力抽出器４２は、例えば、高電力実施形態では非常に大きなスケールとすることができる。図４０は、このような高電力実施形態の例とすることができる。例えば、電力勾配検出回路９４のような制御ループの各部は、ノードのＮ１から相当な距離までの場所にあるとすることができる。一部の実施形態では、距離は、１メートル未満であり、他の実施形態では、１メートルよりも大きく、実質的に１メートルを超えるとすることができる。代替的に、電力勾配検出回路及び電力伝送回路は、同じ容器又はハウジング内で密接しているとすることができる。ノードＮ１と電力変化検出器の間を含む様々な位置において光結合又は電磁結合を用いることができる。
【００５７】
図３５、図３６、及び図３７は、様々な実施形態による１つ又はそれよりも多くの電力抽出器（電力抽出器１、２、及び３）を１つ又はそれよりも多くの光起電力（ＰＶ）電源に接続する異なる構成を示している。例えば、図３５では、ＰＶ電源（例えばＰＶセル又はＰＶパネル）は、共に直接接続され、かつコネクタ３２０−１、３２０−２、及び３２０−３、及び３２２−１及び３２２−２を通じて電力抽出器１、２、及び３に直接接続され、これらのコネクタは、様々な実施形態では糊、接着剤、取付金具、及び／又は他のコネクタとすることができる。図３６では、ＰＶ電源１、２、及び３及び電力抽出器１、２、及び３は、直接に接続されており、一方、装置全体は、外部フレーム３２０によって支持されている。図３７では、ＰＶ電源は、フレーム要素３３０、３３４−１、３３４−２、３３８−１、３３８−２、及び２２８−３を通じて互いに及び電力抽出器１、２、及び３に接続されている。
【００５８】
図３８及び３９は、様々な実施形態による複数の電源及び複数の電力抽出器を接続するための様々な構成を示している。例えば、図３８は、電源Ｓ１からの電圧を増大させるために直列である電力抽出器ＰＥ１１、ＰＥ１２、及びＰＥ１３を示している。電源ＰＳ２と直列である並列電力抽出器ＰＥ２１、ＰＥ２２、及びＰＥ２３、及び電源ＰＳ３と直列である並列電力抽出器ＰＥ３１、ＰＥ３２、及びＰＥ３３は、電流を増大させるために結合されている。図３９は、類似のものであるが、各電力抽出器は、電源に結合されている（ＰＳ１１はＰＥ１１と、ＰＳ１２はＰＥ１２と、ＰＳ１３はＰＥ１３と、ＰＳ２１はＰＥ２１と、ＰＳ２２はＰＥ２２と、ＰＳ２３はＰＥ２３と）。
【００５９】
図４０は、１つ又はそれよりも多くの伝送線で電力抽出器の配置を示している。言うまでもなく、図４０で電力抽出器１、２、及び３を通じて伝送することができる電力のマグニチュードは、図３２〜図３４の集積回路内で伝送することができる電力のマグニチュードよりも遥かに大きい。
【００６０】
本発明の電力抽出器は、多くの異なる形式の装置と関連して使用することができる。例えば、図４１は、ペースメーカーのような装置３５０内での電力抽出器３５８の使用を示している。ペースメーカー装置は、例示としてこの例においては使用される。他の実施形態では、他の形式の装置も同様に使用することができる。電力抽出器３５８は、負荷３１２（例えばペースメーカー自体）の電力が得られるように電力を１つ又は複数のバッテリ３５４から抽出する。電力抽出器３５８は、ペースメーカーにおけるバッテリ使用量及び／又はバッテリ寿命を判断するためにプロセッサ／ＡＳＩＣ／又は他の回路３６０を含む。情報は、アンテナ３６６を通じて伝送することができる。その情報に基づいて、医者又は技術者又は他の者は、バッテリ電力が必要に応じて装置３０２内で保存、最適化などをされるように、電力抽出器にバイアスを掛ける制御情報をプロセッサ３６０に送信することができる。すなわち、最も多くの電力を有するバッテリを使用することは必ずしも望ましいというわけではないが、むしろ、電力の保存の方が望ましいと考えられる。図２５のバイアス信号は、バッテリ保護を助けるのに有用であると考えられる。
【００６１】
図４２は、携帯電話のような別の装置３８２内での電力抽出器３８８の使用を示している。ここでもまた、携帯電話は、一例及び例示として使用している。他の装置も、同様に電力抽出器を組み込むことができる。電力抽出器３８８は、電力を電源３８４から抽出する装置３８２内に含まれる。例示的な電力源は、光（太陽光を含む）電力、熱（例えば体熱）、運動からのエネルギ（例えば歩行、ランニング、一般的な体の動きのような）、風、バッテリ、赤外線を電気エネルギに変換することなどを含むことができる。電源３８４によって生成することができるあらゆる電力は、電力抽出器３８８により抽出して負荷３９２に伝送し、電力装置３８２に電力を供給することができる。プロセッサ３９０を使用して、望ましいモード、例えば、太陽電池又は熱結合電源から最大電力を取り出すか又はバッテリの電力が低くなる時にバッテリ電力を転換しようとすることを制御することができる。装置は、電源の組合せを有することができる。従って、一部の実施形態では、電力抽出器３８８を使用して、装置３８２を従来のコンセントに接続する必要がなく、ある程度又は完全に携帯電話を充電することができる。
【００６２】
別の例として、図４３は、電力抽出器４１８に電力を供給してバッテリ４１８を充電する再生ブレーキ発電機４０８を有する車両車輪４０４を示している。電力抽出器４１８は、最大電力を発電機４０８から取り出そうとすることができる。
【００６３】
図４４は、シャーシ５２２内に設けられたプリント回路基板（ＰＣＢ）組立体５２０により支持されたＩ−コア５１４−１、５１４−２、５１４−３、及び５１４−４、及びＥ−コア５１８−１、５１８−２、５１８−３、及び５１８−４を含む平面誘導コイル又は平面変圧器のような平面誘導型装置の冷却を行うために使用することができる変圧器クリップ５１２−１、５１２−２、５１２−３、及び５１２−４を示している。シャーシ５２２は、太陽電池、太陽電池パネル、又は他の電源の裏面上に装着することができる。クリップ５１２は、アルミニウム、銅、又は何らかの他の熱伝導材料で製造することができる。熱伝導グリース又は他の熱伝導体を使用して熱伝導を助けることができる。言うまでもなく、図４４のシステムは、多くの実施形態において使用されているわけではない。
【００６４】
図４５は、プロセッサ４８４が電力抽出器４２、４４、及び４６と通信することを除き、図２と類似のものである。通信は、一方向のみ又は双方向とすることができる。伝送される他の情報又はデータの例を図４６に関連して示す。メモリ４８８は、将来の分析に向けてデータを保持することができる。
【００６５】
図４６は、電力抽出器４２と同じとすることができる電力抽出器スイッチング変換器５５２（ＰＥＳＣ）に電力を供給する電源５５０を有するシステムを示している。ＰＥＳＣ機能を制御することに加えて、ＰＥＳＣ５５２内のプロセッサ（マイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサなど）は、電力変換の全ての段階に関する統計情報を回収することができ、中央ステーションにリアルタイムの遠隔測定値、電力統計データ、及びエネルギ統計データを伝送し、また、中央ステーションからリアルタイムのデータ電力制御アルゴリズム、管理情報、センサ管理指令、及び新しいソフトウエア画像を受信する。収集された情報（ステータス、統計値、電力抽出器構成、ＧＰＳ（全地球測位システム）情報、及び環境情報のうちの１つ又はそれよりも多くを含む）は、有線又は無線（５６０）通信を通じて中央ステーション５６４内のプロセッサにＰＥＳＣ５５２内のプロセッサによって供給される。図４５のプロセッサ４８４及びメモリ４８８は、中央ステーション５６４の構成要素の例である。通信サブシステム（例えば、「イーサネット」）により、プロセッサと中央ステーション５６４間の通信が可能である。ＰＥＳＣ５５２のプロセッサは、入力線側ＤＣ電圧及び電流センサ、電力段出力電圧及び電流センサ、出力側ＤＣ信号感知及び出力線側ＤＣセンサを含むことができる。
【００６６】
様々な付加的な構成要素を先に示す構成要素において使用することができる。例えば、ヒューズ及び遮断ダイオードは、負荷と並列に設置することができる。ダイオードがフォワードバイアスであるためにヒューズが飛んだ場合、ダイオードを使用して過度の電流又は電圧があったという情報を提供することができる。情報は、システムを保護モードにするのに直ちに有用であると考えられ、又は後の診断情報に有用であると考えられる。ヒューズは、抽出器と負荷の間で直列にすることができる。
【００６７】
一部の実施形態では、熱電対装置のような回路を用いて、電力抽出器から熱を取り戻してそこから電力を作り出すことができる。
【００６８】
一部の実施形態では、電力は、個別のパケットで送出することができる。
【００６９】
図４７は、一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数の負荷を有するシステムを示している。システム６００は、電力抽出器６３０の一般的な使用例のシナリオをもたらすものである。電力抽出器６３０は、本明細書で説明するあらゆる実施形態による電力抽出器の例である。電力抽出器６３０に結合された１つ又はそれよりも多くの電源６１２〜６１４があるとすることができる。尚、電源が異なると、必要とされるカプリングハードウエアが異なる場合がある。入力カプリングハードウエア６２０は、入力電源を電力抽出器６３０に結合するインタフェース回路を含む。一部の実施形態では、インタフェース回路６２２は、インタフェース回路６２４と異なっている。しかし、インタフェース回路は、同じものとすることもできる。
【００７０】
電源６１２〜６１４は、あらゆる形式のＤＣ電源（電源又はエネルギ源という）とすることができる。本発明の実施形態により使用することができるＤＣ電源の例には、太陽電池又はパネル、１つ又は複数のバッテリ、及び風、水（例えば、水力発電）、潮汐力、熱（例えば、熱結合）、水素発電、ガス発電、放射能、機械的変形、圧電、及び運動（例えば、歩行、ランニングのような人間運動）を通じて電力を導出する電源があるがこれらに限定されない。電源には、天然エネルギ源及び人工電源を含むことができ、電源は、安定したものである場合もあれば（本質的に一定の電力を供給するがマグニチュードは可変）、不安定なものもある場合がある（時間と共に変動する電力を供給する）。入力カプリングハードウエア６２０は、全てのインタフェース（例えば、ケーブル／ワイヤ／トレースから回路に至るコネクタ／ピンまで）を含み、又は単にインタフェース回路を含むと考えることができる。インタフェース回路は、本明細書で説明するように、かつそうでなければ当業技術で公知と考えられるように、あらゆる形式の個別構成要素（例えば、抵抗器、コンデンサ、誘導子／変圧器、ダイオードなど）を含むことができる。
【００７１】
更に、一部の実施形態では、入力カプリングハードウエア６２０は、スイッチ（例えば、電場効果トランジスタ（ＦＥＴ）に電力を供給）、又は１つ又はそれよりも多くの電源が電力抽出器６３０から選択的に断路又は分離されることを可能にする他の類似した機構を含む。電源の結合及び分離は、例えば、電力抽出器の管理からの制御信号を通じて行うことができる。
【００７２】
入力側と同様に、電力抽出器６３０は、出力カプリングハードウエア６４０を含むか、又はシステム６００内に電力抽出器６３０に結合された出力カプリングハードウエア６４０がある。出力カプリングハードウエア６４０は、インタフェース要素６４２〜６４４を含む。インタフェース要素６４２〜６４４と負荷６５２〜６５４の間には１対１の関係があるとすることができるが、このような関係は、厳密に必要なものではない。１つ又はそれよりも多くの負荷を同じ出力カプリングハードウエアを通じて結合することができる。類似した構成は、入力カプリングハードウエア６２０内に存在することができ、要素と電源の関係は、１対１又は何らかの他の比率とすることができる。１対１以外の比率では、個々の電源又は負荷にオンライン及びオフラインをもたらす選択性に関する制限がある場合がある。このような制限は、インピーダンス整合の効率低減（理想的、そうでなければ潜在的に達成可能効率からの）をもたらす可能性があるが、群整合は、必ずしも、効率が落ちる場合があるというわけではない。従って、負荷及び／又は電源は、群として処理することができ、次に、負荷及び／又は電源は、群としてオンライン又はオフラインにすることができ、インピーダンスは、群として整合させることができる。
【００７３】
負荷６５２〜６５４は、出力カプリングハードウエア６４０を通じて電力抽出器６３０に選択的に結合することができる。管理戦略に従って制御信号を通じて１つ又はそれよりも多くの負荷を結合することができる。電力伝送マネージャ６３４は、一般的にあらゆる形式の電力伝送管理回路を表し、かつマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、マイクロコントローラなどのような１つ又はそれよりも多くの処理回路要素を含むことができる。電力伝送の管理は、電力伝送マネージャ６３４により行われ、電力伝送マネージャ６３４は、電力伝送管理戦略に従って作動すると考えることができる。このような戦略は、電力がどのように伝送されるか又は電力伝送マネージャ６３４が電力伝送を管理するようにどのように作動するかを制御する。電力伝送を管理する作動には、出力線をアクティブ又は非アクティブな状態に設定する（例えばマイクロプロセッサ入出力ピンを切り換える）か、又はそうでなければ他の回路に構成制御を送ることを含むことができる。
【００７４】
電力伝送マネージャ６３４は、電力変化がないかに関して入力電力をモニタし、どのように電力伝送回路６３２の作動を制御すべきかを判断する。電力伝送回路６３２は、先に説明済みのものであるが、一般的に、電力抽出器６３０が電源からの電力を負荷に送出する電力に変換することを可能にする。尚、電源及び負荷を選択的に結合及び分離する機能があると、電力伝送マネージャ６３４は、いくつかの電力伝送シナリオのいずれかに従って電力伝送を調節する論理を含むことができる。このような機能は、伝送効率を維持しながら電力抽出器６３０による動的なシステム構成変更を可能にするものである。電力伝送マネージャ６３４及び電力抽出器６３０は、システム構成に動的に及び連続的に適応し、並びに入力及び／又は出力電力曲線を連続的にモニタすることができる。この論理は、負荷及び電源の入力の必要性に対処することになる。一部の実施形態では、負荷が必要であるか否かは、モニタリングハードウエアで判断することができる。より簡単な方法は、目標とする負荷の電力プロフィールを含めることであり、それによって電力伝送マネージャ６３４には、特定の負荷に対して出力を制御する方法が知らされる。電力伝送マネージャ６３４は、負荷検出／モニタリングに基づいて、及び／又は外部電源による負荷の表示を通じて（例えば、負荷自体がマイクロプロセッサ上のロードピンをトリガするなどの信号を送るか、又はシステム管理エンティティが、どの負荷が存在するか表示する）、どの負荷が存在するか、及び従ってどのプロフィールが適用可能かを特定することができる。
【００７５】
従来のシステムの１つの非効率な点は、スイッチング供給に対する「常時オン」という態様である。すなわち、従来の電力伝送技術では、負荷が電力を必要としない時でさえ、及び／又は電源が利用可能でない時でさえも電力を消費していた。すなわち、電力伝送回路の何らかの部分は、電力を常に消費していた。一部の実施形態では、電力伝送マネージャ６３４は、電力及び／又は負荷の存在に基づいて電力抽出器６３０を自動的にオン／オフにすることができる。すなわち、例えば、電力伝送マネージャ６３４は、入力電力が閾値（例えば、５Ｖで１．０ｍＡ）未満に落ちた場合、スリープ状態に自動的に入力することができる。電力が閾値を超えている時、電力伝送マネージャ６３４は、あらゆる負荷が接続されているか又は接続すべきか否かを判断することができる。電源及び／又は負荷がない場合、電力伝送マネージャ６３４は、制御信号を供給することができず、それによって結果として電力伝送がないか又は能動回路を作動不能状態にする信号を生成することができる。電力伝送マネージャ６３４は、洗練されたものとすることができ、又はシステムがしばらくして（例えば５分）起きてシステムのステータスを再点検することを可能にするタイマ機構を含むことができる。
【００７６】
一部の実施形態では、電力伝送マネージャ６３４により具現化される電力管理の概念には、複数の態様があると考えることができる。例えば、電力管理は、業務規則及び制御を含むことができ、各規則は、電力制御の異なる態様を制御することができ、又は異なる方法で同じ電力制御態様を制御することができる。業務規則及び管理は、ハードウエア、ソフトウエア、又はその何らかの組合せとして実行することができる。業務規則は、計画立案規則に細分化することができ、計画立案規則とは、インピーダンス整合を見たり、又は電力曲線をモニタすることができる戦略的な規則である。組織的規則は、どのように複数の入力及び複数の出力を処理すべきかを決める戦術的な規則とすることができる。組織的規則では、電力抽出器６３０の特定の機能性をもたらすパラメータを供給及び／又は実行することができる。制御は、アクションを実行し、又は業務規則を執行することができる。例えば、一部の実施形態では、インピーダンス整合は、単一の電源のみを整合させることができる。選択的整合は、整合するのに最も大きな意味を成す入力源に対して行われる。
【００７７】
一部の実施形態では、電力を負荷へ伝送する方法を決めること、又は電力伝送戦略を決めることには、配電規則を決定又は特定又は選択することが含まれる。電力伝送は、選択した配電規則に従って次に行われる。配電規則は、簡単又は複雑とすることができ、一般的に、以下のように分類することができる。
【００７８】
階層的な規則は、別の負荷に優る１つの負荷という簡単な優先権をもたらす。電源電力が上下に変動する時、負荷に伝送される電力により、他方に優るように１つの負荷に優先的処理が行われるべきであるとすることができる。例は、不可欠な装置の作動回路を優先するために、いくつかのバックアップバッテリのうち再充電のためのバッテリに低い優先権を与えることとすることができる。
【００７９】
総当り規則は、配電する予定表を成す。例えば、ある一定の期間にわたって１つの負荷に配電し、次に別の負荷に、更に次に別の負荷に配電することができる。従って、全ての負荷は、所定の期間に配電電力のいずれかの一部を受電する。割り当てベースの規則は、負荷毎の一定の割り当てを成すことができる。例えば、システムは、全ての配電電力の８０％を主バッテリを充電するために、残りの２０％を１つ又はそれよりも多くの他のバッテリに割り当てることができる。
【００８０】
時間ベースの規則により、配電を時刻又は曜日ベースにすることができる。例えば、システムは、日の出／日の入り予定表でプログラムしてピーク日照時間を判断する論理を有することができる。従って、電力は、特定の時刻で太陽電池パネルでピークにあると予想することができる。時刻に基づいて、システムは、１つの戦略又は別の戦略に従って配電することができる。別のシナリオでは、システムは、ピーク負荷使用量を示す履歴データを有することができる。電力は、予想使用量に従ってある一定の時刻に配電することができる。尚、上述のように、ピーク入力電力及びピーク負荷は、能動的に判断すると共に動的に対処することができる。次に、時間ベースの規則は、適用すべき他の規則のフレームの機能を果たす。例えば、ある一定の時刻中には、総当りを用いることができ、それ以外の時間帯では需要ベースの戦略を使用する。
【００８１】
機能性ベースの規則により、システムは、システム内での負荷の機能性又は目的に従って電力を割り当てることができる。例えば、ペースメーカーにおいては、機能回路にバッテリ充電よりも優先して優先権を与えることができる。同様に、航空機内のキャビン照明よりも優先して航行機器に優先的な処置を行うことができる。需要ベースの規則では、負荷の需要に比例するように電力伝送を調節することができる。需要ベースの規則では、出力カプリングハードウエア６４０内での検出回路（図示せず）の追加が必要であろう。一部の実施形態では、電力抽出器６３０は、需要ベースの規則を実行するために負荷平衡論理（ハードウエア及び／又はソフトウエア）を含む。一部の実施形態では、指令ベースの規則を適用することができる。すなわち、中央ステーション又は他の制御エンティティでは、標準的な配電方法の規則を設けることができ、この規則は、システム内のあらゆる他の規則又は条件よりも優先させることができる。
【００８２】
既に提案したように、配電規則は、一貫して適用することができ、又はいくつかのシナリオ（需要、時刻、電源の数／強度のような変化）のいずれかに対して調節することができる。
【００８３】
電力伝送マネージャ６３４は、関連のインピーダンス制御器６３５を含むか又は有することができる。インピーダンス制御６３５は、入力カプリングハードウエア６２０及び／又は出力カプリングハードウエア６４０のインピーダンスを、それぞれ、関連の電源又は負荷と整合させるハードウエアとソフトウエアを指すことができる。インピーダンス整合の技術に対しては上述しており、ここでは割愛する。
【００８４】
一部の実施形態では、電力抽出器６３０は、提示論理６３６を含む。提示論理６３６は、電力抽出器６３０又はシステム６００に関してステータス出力及び潜在的にユーザインタフェース機能性を生成するハードウエア及びソフトウエアを含むことができる。一部の実施形態では、提示論理６３６は、電力抽出器６３０に結合されており、必ずしも電力抽出器６３０の一部であるというわけではない。このような実施では、ブロック提示論理６３６は、電力抽出器６３０を提示論理と接続する結合構成要素を表すことができる。提示論理６３６は、電力抽出器６３０の外側にあるエンティティに作動ステータス６６２を供給することができる。例示的には、鼓動信号又は他のハードウエアに渡されるパラメータ及び作動に関するより詳細な情報がある。提示論理６３６は、システム６００がユーザに示すテキスト表現及び／又はグラフを生成することを可能にする表示制御機能を含むことができる。一部の実施形態では、提示論理６３６は、システムを操作する方法に関する情報を示すメッセージを含むことができる。例えば、太陽源に依存するシステムにおいては、提示論理６３６は、電力損失による機械の運転停止を防止するためにユーザが光源をみつけるべきであることを示すことができる。当業者は、多くの他の類似の用途が可能であると理解するであろう。
【００８５】
一部の実施形態では、情報は、システム６００と別々であるエンティティと交換される。このようなエンティティは、管理エンティティ又は中央ステーション又は何らかの他のエンティティとすることができる。送受信機６３８は、電力抽出器６３０に情報を送受信する機能を与える。送受信機６３８は、遠隔測定値を送信することができ、遠隔測定値は、システム６００がどこに位置するか、どのバージョンのハードウエア／ソフトウエアがあるか、どのメモリが利用可能か、どのような構成が現在システム上であるか、どれくらいのバッテリ電力が残っているかのような作動ステータス６６２を示す。送受信機６３８は、アルゴリズム、構成パラメータ、電力プロフィール、更新済みファームウエア、又は他の制御情報を受信することができる。送受信機６３８は、有線又は無線リンクを通じて、ネットワークで、又は１つの装置と通信して潜在的にセキュアな通信を行うことができる。
【００８６】
インタフェース６６０は、電力抽出器６３０を、あらゆる形式のローカル回路、ユーザ入力機構、又は本明細書で明示的に説明していない他のインタフェースと結合することができるデフォルトインタフェースを表すことを目的とするものである。
【００８７】
図４８は、一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数の負荷を有する腕時計システムを示している。腕時計７００は、２つの電源、太陽源７１２、及び熱源７１４を有する腕時計を表している。太陽源７１２は、腕時計の文字盤又は本体上の太陽電池パネルを含むことができる。装着した時、太陽電池により周囲光から電力が供給される。熱源７１４は、腕時計の遠位側に位置することができる。従って、装着した時、熱源は、装着者の腕の隣にあり、装着者により発せられる熱からエネルギを生成することができる。いずれの供給源も安定した電源ではない。光が必ずしもあるわけではなく、装着者は、腕時計を外す場合があり、従って、熱源を除去する場合がある（「室温」の熱が十分な熱源でないと仮定して）。
【００８８】
電力抽出器７２０は、電源７１２及び７１４から電力を受電し、電力は、次に、複数の負荷に伝送することができる。腕時計７００においては、１つの負荷は、腕時計機構７３０である。他方の負荷は、バッテリ７４０である。腕時計機構７３０は、時計が計時したり、日付を計算したり、ストップウォッチ機能を実行したり、データを保存したり、表示を生成したり、針を移動すること、又は時計７００から利用可能であるあらゆる他の機能性を可能にする内部機構を表している。バッテリ７４０は、充電式バッテリであり、それゆえに負荷である。電力抽出器７２０は、電源が利用可能な時に電源の一方又は両方から時計機構７３０に電力を供給する。時には、いずれの電源７１２、７１４も利用可能ではない時、バッテリ７４０は、腕時計機構７３０に電力を供給する。
【００８９】
一部の実施形態では、腕時計機構７３０は、バッテリ７４０より優先権が高い負荷である。すなわち、電力抽出器７２０は、最初に、バッテリ７４０を充電する前に時計機構７３０に電力を供給する。ある一定の作動条件においては、電源７１２〜７１４は、腕時計機構７３０を操作するのに必要である以上の電力を供給し、電力抽出器７２０は、バッテリ７４０を充電する。インピーダンス整合が行われる例では、電力抽出器７２０は、１つの負荷のみとインピーダンス整合するように選択することができる。一部の実施形態では、優先権が最も高い有効負荷がインピーダン整合され、他の負荷は整合されない。
【００９０】
一部の実施形態では、電力抽出器７２０は、電源７１２〜７１４とインピーダンス整合する。電力抽出器７２０は、１つの電源のみと整合することができる。このような実施では、電力抽出器７２０は、最大の電力入力で電源とインピーダンスを整合させるように選択することができる。
【００９１】
バッテリ７４０及び腕時計機構７３０の両方は、関連の電力プロフィールを有することになる。同様の線に沿って、太陽源７１２及び熱源７１４の両方は、入力電力容量を有することになる。太陽源７１２は、良好な光条件で０．３Ｗの電力を供給し、熱源７１４は、合計０．４Ｗになるように０．１Ｗを供給すると考えられる。腕時計機構７３０が必要とする電力が０．３Ｗのみである場合、電力抽出器７２０は、バッテリ７４０には充電が必要ではない時に（例えば、熱源の出力レベルが、閾値を超える）熱源７１４との接続をオフにするように決めることができる。低い光レベルにおいては、一部の場合には、太陽源７１２は、０．２５Ｗまで落ちる。従って、電力抽出器７２０は、熱源７１４に接続してその差を埋め合わす。結合された電源が腕時計機構の必要量を満たすことができない場合、電力抽出器は、バッテリに腕時計機構を実行させて全て入力電力をバッテリ充電に回す。電力抽出器７２０の柔軟性により、いくつかの異なるシナリオのいずれにおいても電力を適用する機能が得られる。
【００９２】
上述の規則に対して更に説明すると、一部の実施形態では、腕時計７００は、動的な配電戦略を含む。例えば、動的階層を用いることができる。このような実施では、以下のように作動させることができる。電源７１２も電源７１４も利用可能ではない時、バッテリ７４０から時計を駆動する。熱源が利用可能な時、熱源７１４から腕時計機構７３０を駆動する。太陽源７１２及び熱源７１４が共にアクティブである時、熱源から腕時計機構７３０を駆動し、かつ太陽源７１２でバッテリ７４０を充電する。他のシナリオを使用することもできる。
【００９３】
図４９は、一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数の負荷を有する無線ルータを示している。システム８００は、電力抽出器８１２が２つの電源、風力タービン８３２、及び太陽電池パネル８３４に結合された無線ルータ８１０を示している。電力抽出器８１２は、ルーティング回路８１４のような無線ルータ８１０の回路に及びバッテリ８１６に電源８３２〜８３４からの電力を選択的に伝送する。ルーティング回路は、無線ルータ８１０の機能回路を表している。機能回路は、電力を実質的な仕事に変換する。具体的には、無線ルータ８１０は、無線通信装置に対するネットワーク機能性をもたらす。
【００９４】
電力抽出器８１２がルーティング回路８１４のための電力プロフィールを含むと考える。本明細書で説明するような電力プロフィールは、動的プロフィールとすることができる。すなわち、電力プロフィールは、ある一定の条件に依存する場合がある。例えば、無線ルータ８１０は、例えば、ピークの昼間時間帯で、又は夕方の方が頻繁にアクセスされる場合がある。真夜中、又は真昼間の方が、ルーティングサービスの需要が遙かに少ない場合がある。従って、プロフィールは、時刻及び／又は装置の活動で変動する使用量に合わせて業務規則を指定することができる。負荷優先権が確立される実施では、ある一定の状況下では優先権を切り換えることができる。
【００９５】
例えば、無線ルータ８１０が太陽電池パネル８３４の最も効率的な利用を行うことができる日差しの強い時間中の方がトラヒックが少ない場合、優先権は、太陽電池パネル８３４を使用してバッテリ８１６を充電することとすることができる。一部の実施形態では、バッテリ８１６には複数のバッテリ技術が含まれている。バッテリ８１６の電力プロフィールは、別々の負荷と考えることができるバッテリの構成要素に電力抽出器が電力を伝送する標準的な方法を示す規則を含むことができる。例えば、ピーク日照時間の方が、鉛酸バッテリ（例えば主バッテリ）を充電するのに良好な場合があり、ピーク外れの日照時間の方が、ニッケルカドミウムバッテリ（例えばバックアップバッテリ）を充電するのに良好な場合がある。
【００９６】
システム８００は、従って、様々な電源及び様々な負荷の使用を示すものである。負荷の少なくとも１つは、複雑なもの、すなわち、複数の負荷から成ることができる。複雑な電力プロフィールの概念も示している。更に、一部の実施形態では、無線ルータ８１０は、遠隔測定値８１８を含み、遠隔測定値８１８は、無線ルータ８１０の作動ステータスに関するデータを表している。通信コントローラ８２０を使用して遠隔測定値８１８を遠隔地又は別々のエンティティに伝送することができる。通信コントローラ８２０は、別々のエンティティからデータを受信することができる。通信コントローラ８２０は、無線送受信機８２２及び／又は有線接続８２４を通じて作動させることができる。無線及び有線の通信技術は、一般的であるので当業者により理解されている。あらゆる適切な通信媒体及び技術を使用することができる。
【００９７】
図５０は、一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び負荷を有するペースメーカーシステムを示している。ペースメーカー９１０は、複数の電源及び１つの負荷を有するシステムを示している。所定の用途に対して理にかなうものに基づいて、電源及び負荷のあらゆる組合せを用いることができる。
【００９８】
ペースメーカー９１０は、２つの電源、すなわち、バッテリ９２２及び熱的結合９２４に結合された電力抽出器９１２を含む。業務規則では、できる限り熱的結合９２４を使用するか又は絶えずバッテリ９２２をトリクル充電すること、又は何らかのシナリオを示すことができる。電力抽出器９１２は、一方又は両方の電源からの電力を作動回路９１４に伝送し、作動回路９１４は、ペースメーカー９１０の機能性を実行するものである。
【００９９】
ペースメーカー９１０は、作動パラメータ９１６を含み、作動パラメータ９１６は、ペースメーカーの状態を示すデータを表すものであり、このデータは、機械がどのように作動しているか、機械は有効か否か、機械は点検修理が必要であるかなどに関する重要情報を含むことができる。作動パラメータ９１６には、電力抽出器９１２の作動に関連する情報（例えば構成、規則）を含むこともできる。従って、電力抽出器９１２は、実行に向けて作動パラメータ９１６からデータを取得することができる。一部の実施形態では、このような情報は、受動無線通信システム（例えば無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）技術）によって送信又は受信される。
【０１００】
ペースメーカー９１０は、ＲＦＩＤ通信集積回路（ｃｏｍｍ  ＩＣ）９３０を含む。ＩＣ９３０は、アンテナ９３２を通じて送られるべきメッセージの生成及びアンテナ９３２を通じて受信した信号の処理を含み、アンテナ９３２を制御する。ＲＦＩＤ通信ＩＣ９３０及びアンテナ９３２と共に示すような回路の一般的な作動は、以下のようなものである。電磁（ＥＭ）波は、ペースメーカー９１０の直近（例えばインチ又はフィート）で生成される。ＥＭ波は、アンテナ９３２に当たり、アンテナ９３２は、次に、電荷を生成してエネルギ電位を作り出す。ＩＣ９３０は、エネルギ電位を貯蔵して（例えば、コンデンサ内に）、電位を利用してＩＣに電力を供給する。ＩＣは、次に、作動パラメータ９１６からメッセージを生成してメッセージを送信する。受信する場合には、ＩＣ９３０は、メッセージを受信及び処理して、電力抽出器９１２によって使用されるように作動パラメータ９１６内に１つ又はそれよりも多くの項目を格納する。
【０１０１】
図５１は、一部の実施形態による複数の電源、電力抽出器、及び複数のＡＣ負荷を有するシステムを示している。システム１０００は、インバータを有する電力伝送システムを表している。当業技術で理解されるように、インバータは、直流（ＤＣ）から交流（ＡＣ）を生成する電子装置又はシステムである。一般的に、ＤＣからＡＣへの変換は、方形波ＤＣ電流から正弦波ＡＣ電流の変換として達成される。インバータは、一般的に、インバータがこれらのエネルギシステムと様々な電気系負荷との間での電気の流れの制御を担当すると考える従来の太陽光（ＰＶ）発電システム及び他の再生可能エネルギシステムの極めて重要な構成要素である。インバータは、清浄な５０〜６０Ｈｚの正弦波交流（ＡＣ）への可変ＤＣ電源の変換を提供する。インバータはまた、名目上、最大電力点追跡（ＭＰＰＴ）を行って電力生成をできるだけ効率的に保つ。本明細書で説明するようなインバータは、統計値及び警報の送信に向けて中央ステーションとの通信インタフェースを有することができる。
【０１０２】
図示のように、電力抽出器１０２２は、インバータ１０２０の構成要素とすることができる。すなわち、インバータシステムは、電力伝送要素として電力抽出器を含むことができる。システム１０００は、１つ又はそれよりも多くのＤＣ電源１０１２〜１０１４を含み、ＤＣ電源１０１２〜１０１４は、電力抽出器１０２２と動的に結合及び分離してＤＣ電流を供給することができる。電力抽出器１０２２の作動は、本明細書で説明した実施形態と同一とすることができる。上述のシステムとのシステム１０００の相違点は、電力抽出器１０２２の出力を消費するものが反転回路１０２４である点である。１つ又は複数のＡＣ負荷１０４２〜１０４４は、選択的に、インバータ１０２０と動的に結合及び分離して反転回路１０２４から電力を受電することができる。
【０１０３】
反転回路１０２４は、一般的に、電力抽出器１０２２の効率的に伝送された出力電力を変換し、かつ効率的に電力を変換及びフィルタリングする。その結果が、従来の技術で実行されるシステムよりも遙かに高い効率を有するインバータである。配電戦略、すなわち、１つ又はそれよりも多くの負荷への配電などに関して上述した内容は、上述の実施形態に対してと同様にシステム１０００に等しく十分に適用される。相違点は、負荷がＤＣ電力ではなくＡＣ電力を消費するという点である。出力電力のモニタリングの同様の事項は、電力抽出器１０２２内に実行されるように反転回路１０２４においても適用される。電力出力をモニタする機構は、反転回路１０２４においては電力抽出器１０２２と異なる場合がある。
【０１０４】
反転回路１０２４は、アルゴリズムで作動される非線形電流モード電力変換器である。インバータ１０２０は、反転回路１０２４を通じて、幾何学的な構造又はトポロジー効果を利用して、電力抽出器１０２２により供給される出力から電流スイッチングを提供する。電流スイッチングトポロジー効果技術により、マイクロプロセッサの制御下でＤＣ電流がＡＣ電力に変換される。マイクロプロセッサは、電力抽出器１０２２内で使用することができるものとは別のマイクロプロセッサとすることができる。電圧、周波数、及び／又は位相に関するＡＣ負荷１０４２〜１０４４の負荷要件は、ソフトウエアの制御下で感知することによって、望ましい電圧、周波数、及び／又は位相に合わせて実行することができる。代替的に又は追加的に（例えばオーバーライドとして）、電圧、周波数、及び／又は位相に関する負荷要件は、構成により制御することができる。
【０１０５】
負荷モニタ１０２６は、ハードウエア、ソフトウエア、又はその組合せ（例えば、インストール済みのファームウエアによる制御を有するハードウエア）であるかを問わず、負荷モニタ１０２６は、電圧（Ｖ）、周波数（ＦＲＥＱ）、及び／又は位相に関して反転回路１０２４の出力をモニタする１つ又はそれよりも多くの構成要素を表している。検出内容に基づいて、及び／又は規則又は外部入力に基づいて、負荷モニタ１０２６は、反転回路１０２４に対する構成を提供することができる。尚、負荷モニタ１０２６がハードウエア内で実行される時でさえも、反転回路１０２４への入力は、反転回路１０２４のマイクロプロセッサに入力された場合は「ソフトウエア制御」と考えることができる。負荷モニタ１０２６は、例えば、反転回路１０２４に渡される構成パラメータを送る中央ステーションとの通信接続（図示せず）を含むことができる。
【０１０６】
負荷モニタ１０２６に対して追加的に又は代替的に、インバータ１０２０は、より「手動の」構成機構を含むことができる。このような構成の機構には、スイッチ（例えば、一般的に用いられる構成「ＤＩＰ」（デュアルインラインパッケージ）スイッチ）を含むことができる。他のスイッチ又は類似の機構を使用することもできる。ＤＩＰスイッチは、一般的に、１つ又は別の位置に設定することができる１列のスライダ又はロッカー（又は、ネジ式回転機構でさえも）を有する。各スイッチ位置は、異なる項目を構成することができ、又は全てのスイッチ位置の複合体は、マイクロプロセッサへの二進「数」入力にすることができる。周波数選択１０３２は、インバータ１０２０の出力周波数を設定する構成機構を表している。電圧選択１０３４は、インバータ１０２０の出力電圧を選択するのに使用することができる。位相選択１０３６は、インバータ１０２０の出力位相を選択するのに使用することができる。周波数選択１０３２、電圧選択１０３４、位相選択１０３６の使用は、電圧、周波数、又は位相の情報がインバータ１０２０の作動するグリッドから誤って供給される場合でさえも、インバータ１０２０が正しく作動することを可能にすることができる。
【０１０７】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器が第１のモードで作動する時、電力抽出器が、伝送された電力のマグニチュードが連続的に検出された電力変化に少なくとも部分的に依存するように作動され、第１及び第２のノードの電圧及び電流が無調節である装置である。検出された電力変化は、瞬時電力勾配を含むことができる。伝送される電力のマグニチュードは、連続的に検出された電力変化と同時に起こる電圧変化に依存する場合がある。
【０１０８】
一実施形態では、装置は、第１のノードに結合された電源を更に含み、電力抽出器は、電力抽出器の制御を超える条件を与えると電源に利用可能な最大電力を供給することに近づくマグニチュードで電力を伝送することができ、伝送された電力のマグニチュードは、利用可能な最大電力にある程度依存する。一実施形態では、電力抽出器は、電力抽出器の非効率性を考慮すると、電源により供給された電力の最大値を伝送することができる。一実施形態では、電力抽出器は、一般的に、実際には、電力抽出器の制御を超える条件を与えると電源から絶対最大電力を有することをもたらすことができず、かつ一般的に、実際には、電力抽出器の非効率を考慮すると、電源により供給された電力の絶対最大値を伝送することをもたらすことができない。
【０１０９】
一実施形態では、電力変化は、第１のノード、第２のノード、又は電力抽出器に対して内部のうちの１つにおける電力の変化である。時には、電力抽出器は、電力伝送が少なくとも１つの検出された制約条件に応答して調節される保護モードである第２のモードで作動させることができる。
【０１１０】
一実施形態では、一部の条件下では、調節は、全く電力伝送を防止することを伴い、他の条件下では、調節は、そうでなければ利用可能な量未満に電力伝送を低減することを伴っている。一実施形態では、少なくとも検出される制約条件には、第１のノード、電力抽出器、又は第２のノードの過大電圧、電力、又は電流、第１のノード、電力抽出器、又は第２のノードの過小電圧、電力、又は電流、及び装置制約条件のうちの１つ又はそれよりも多くがある。一実施形態では、装置は、第２のノードに結合された負荷の温度を感知する温度センサを更に含み、過大感知温度は、装置制約条件の例である。
【０１１１】
一実施形態では、電力抽出器が第１のモードで作動する時、伝送される電力のマグニチュードは、バイアス信号の値にある程度依存する。一実施形態では、電力抽出器は、電源と電力抽出器及び負荷の組合せとの間でインピーダンスを適応整合させる。
【０１１２】
一実施形態では、電力抽出器は、エネルギを連続的に伝送するために第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。一実施形態では、第１及び第２のエネルギ伝送回路は、多相二等分線エネルギ伝送を引き起こし、かつ断続的中間エネルギ伝送回路とインタフェースで接続する多相二等分線エネルギ伝送回路とすることができる。一実施形態では、電力抽出器は、第１の及び中間エネルギ伝送回路の間の第３のノードで、かつ中間及び第２のエネルギ伝送回路の間の第４のノードで電圧を調節するスイッチング回路を含む。一実施形態では、スイッチング回路の開閉頻度は、第１及び第２のノードの間で電力伝送の効率を最大にするように動的に調節することができる。一実施形態では、第１及び第２のエネルギ伝送回路の各々は、誘導子を含み、中間エネルギ伝送回路は、コンデンサを含むことができる。一実施形態では、第１、第２、及び中間エネルギ伝送回路の各々は、少なくとも１つのコンデンサを含む。
【０１１３】
一実施形態では、電力抽出器は、検出された電力変化に少なくとも部分的に依存する負荷サイクルを有するスイッチング回路を含み、伝送された電力のマグニチュードは、負荷サイクルに少なくとも部分的に依存する。
【０１１４】
一実施形態では、電力抽出器は、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路と、スイッチング制御信号を供給する分析回路と、スイッチング制御信号に応答して伝送された電力のマグニチュードを制御するスイッチング回路とを含む。一実施形態では、分析回路は、連続的に電力変化を判断して、電力変化を示す電力変化表示信号を供給する電力変化検出回路を含み、スイッチング制御信号は、電力変化表示信号と同じである。一実施形態では、分析回路は、電力変化を判断して、電力変化を示す電力変化表示信号を供給する電力変化検出回路と、少なくとも１つの作動モードでバイアス信号を作り出す処理回路と、バイアス信号をスケーリングするスケーリング回路と、スケーリングされたバイアス信号を電力変化表示信号と結合して少なくとも１つの作動モードでスイッチング制御信号を作り出す結合回路とを更に含む。
【０１１５】
一実施形態では、電力抽出器は、スイッチング変換器である。一実施形態では、装置は、第１のノードに結合された電源を更に含み、電源には、以下の形式の電源、すなわち、光起電力、風力、水素発電機、バッテリ、圧電、水力発電、熱結合、機械的変形、及び他の安定した電源及び他の不安定な電源のうちの少なくとも１つがある。
【０１１６】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器が、第１及び第２のノードの間で電力を伝送することができるが、第１のノードで入力電圧又は入力電流を調節せず、かつ第２のノードで出力電圧又は出力電流を調節せず、電力抽出器が、制約条件の表示に応答して第１及び第２のノードの間で電力伝送を調節する保護回路を含む装置である。
【０１１７】
一実施形態では、電力抽出器は、電力変化に対する電力変化検出回路を含み、伝送される電力のマグニチュードは、検出された電力変化に少なくとも部分的に依存する場合がある。伝送される電力のマグニチュードは、連続的に検出された電力変化と同時に起こる電圧変化に依存する場合もある。一実施形態では、装置は、第１のノードに結合された電源を更に含み、電力抽出器は、電力抽出器の制御を超える条件を与えると電源に利用可能な最大電力を供給することに近づくマグニチュードで電力を伝送することができ、伝送された電力のマグニチュードは、利用可能な最大電力にある程度依存する。一実施形態では、電力抽出器の非効率性を考慮すると、電源により供給された電力の最大値を伝送するように作動し、電力抽出器は、一般的に、実際には、電力抽出器の制御を超える条件を与えると、電源から絶対最大電力を有することをもたらすことができず、かつ電力抽出器の非効率性を考慮すると、電源により供給された電力の最大値を伝送することをもたらさない。一実施形態では、電力抽出器は、異なるモードで作動し、第１の作動モードでは、電力抽出器は、最大有効電力を伝送することができるが、第１のノードで入力電圧又は入力電流を調節せず、かつ第２のノードで出力電圧又は出力電流を調節せず、かつ保護モードである第２のモードでは、電力伝送は、少なくとも１つの検出された制約条件に応答して調節され、入力電圧、入力電流、出力電圧、又は出力電流の１つ又はそれよりも多くを調節することができる。
【０１１８】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送するスイッチング変換器とを含み、スイッチング変換器は、電力が第１及び第２のノードの間で伝送された時に電力の変化に感応し、スイッチング変換器は、電力勾配を検出することにより最大電力を追求して電力勾配がゼロに近づくように伝送された電力を変更するように連続的に作動する装置である。
【０１１９】
一実施形態では、伝送された電力のマグニチュードは、検出された電力勾配及び検出された電力勾配と同時に起こる電圧変化に少なくとも部分的に依存する。一実施形態では、装置は、第１のノードに結合された電源を更に含み、スイッチング変換器は、スイッチング変換器の制御を超える条件を与えると電源に利用可能な最大電力を供給することに近づくマグニチュードで電力を伝送する電力抽出器であり、伝送された電力のマグニチュードは、利用可能な最大電力にある程度依存する。一実施形態では、スイッチング変換器は、異なるモードで作動し、第１の作動モードでは、スイッチング変換器は、最大有効電力を伝送することに近づくことができるが、第１のノードで入力電圧又は入力電流を調節せず、かつ第２のノードで出力電圧又は出力電流を調節せず、保護モードである第２のモードでは、電力伝送は、少なくとも検出される制約条件に応答して調節され、入力電圧、入力電流、出力電圧、又は出力電流の１つ又はそれよりも多くを調節することができる。
【０１２０】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノードに結合された電源と、第２のノードに結合された負荷と、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器が第１のモードで作動する時、電力抽出器が、伝送された電力のマグニチュードが連続的に検出された電力変化に少なくとも部分的に依存するように作動され、第１及び第２のノードの電圧及び電流が無調節であるシステムである。
【０１２１】
一実施形態では、電力抽出器は、変化を検出して収集データの統計的分析を行うプロセッサを含むことができる。一実施形態では、電源は、下位電源を含み、負荷は、下位負荷を含む。一実施形態では、システムは、電源及び付加的な電力抽出器を更に含み、電力抽出器から情報を受け取る中央ステーションを更に含むことができる。
【０１２２】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、スイッチング回路、スイッチング回路のスイッチングを制御する制御ループ、スイッチング回路の制御下で第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路を含む電力抽出器とを含み、電力抽出器が第１のモードで作動する時、制御ループは、電源に対して、電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に利用可能である最大電力を供給することに近づくマグニチュードで電力伝送回路に電力を伝送させるようにスイッチング回路を制御する装置である。
【０１２３】
一実施形態では、制御ループは、電力変化を検出し、それに応答してスイッチング制御信号を供給する電力変化分析回路を含み、第１のモードでは、制御ループは、スイッチング制御信号に応答してスイッチング回路を制御する。一実施形態では、制御ループは、スイッチング制御信号を基準電圧と比較し、かつそれに応答してスイッチングの負荷サイクルを制御するスイッチング信号を供給する比較回路を更に含む。一実施形態では、電力変化分析回路は、電力変化の電力勾配を検出する電力勾配検出回路を含む。一実施形態では、電力勾配検出回路は、瞬時電力勾配を更に検出する。一実施形態では、制御ループは、電力変化に対応する電圧変化を検出する回路を含み、制御ループは、スイッチング制御信号を判断する際に電力変化及び電圧変化の両方を考慮する。一実施形態では、電力変化は、第１のノード、第２のノード、又は電力抽出器に対して内部のうちの１つの電力の変化とすることができる。
【０１２４】
一実施形態では、制御ループは、スイッチング回路の周波数を制御し、周波数は、電力伝送回路の効率に影響を及ぼす。一実施形態では、電力抽出器は、スイッチング変換器であり、制御ループは、スイッチング回路の負荷サイクルを制御する。一実施形態では、電源は装置の一部であり、別のものでは、電源は、装置の外側にある。一実施形態では、装置は、第１のコネクタ及び第１のノードと電力抽出器との間の第１の付加的なノードと、第２のコネクタ及び第２のノードと第２のノードに結合された負荷との間の第２の付加的なノードとを更に含む。この実施形態では、電力抽出器は、電力抽出器の非効率性を考慮すると、電源により供給された電力の最大値を伝送することができる。
【０１２５】
一実施形態では、時には、電力抽出器は、電力伝送が少なくとも１つの検出された制約条件に応答して調節される保護モードである第２のモードで作動する。一実施形態では、一部の条件下で、調節は、全く電力伝送を防止することを伴い、他の条件下で、調節は、そうでなければ利用可能な量未満に電力伝送を低減することを伴っている。一実施形態では、制御ループは、バイアス信号を生成するプロセッサを含むことができ、電力抽出器が第２のモードで作動する時、伝送される電力のマグニチュードは、バイアス信号の値にある程度依存する。一実施形態では、制御ループは、バイアス信号を生成するプロセッサを含み、電力抽出器が第１のモードで作動する時、伝送される電力のマグニチュードは、バイアス信号の値にある程度依存する。
【０１２６】
一実施形態では、電力伝送回路は、エネルギを連続的に伝送するために第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。一実施形態では、スイッチング変換器は、第１の及び中間エネルギ伝送回路の間の第３のノードで、及び中間及び第２のエネルギ伝送回路の間の第４のノードで電圧を調節することができる。
【０１２７】
一実施形態では、第１の作動モード中、電力伝送のマグニチュードは、一般的に、電源が最大有効電力に非常に近いものを供給するようなものである。一実施形態では、スイッチング回路、制御ループ、及び電力伝送回路は、ハウジングに封入されたプリント回路基板によって支持される。
【０１２８】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、スイッチング回路、スイッチング回路のスイッチングを制御する制御ループ、及びスイッチング回路の制御下で第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路を含む電力抽出器とを含み、電力抽出器が第１のモードで作動する時、制御ループは、電源に対して、電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に利用可能である最大電力を供給させるマグニチュードで電力伝送回路に電力を伝送させるようにスイッチング回路を制御する装置である。
【０１２９】
一実施形態では、制御ループは、電力変化を検出し、それに応答してスイッチング制御信号を供給する電力変化分析回路を含み、第１のモードでは、制御ループは、スイッチング制御信号に応答してスイッチング回路を制御する。一実施形態では、制御ループは、スイッチング制御信号を基準電圧と比較し、かつそれに応答してスイッチングの負荷サイクルを制御するスイッチング信号を供給する比較回路を更に含む。一実施形態では、電力変化分析回路は、電力変化の電力勾配を検出する電力勾配検出回路を含む。一実施形態では、電力勾配検出回路は、瞬時電力勾配を更に検出することができる。一実施形態では、制御ループは、電力変化に対応する電圧変化を検出する回路を含み、制御ループは、スイッチング制御信号を判断する際に電力変化及び電圧変化の両方を考慮する。
【０１３０】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路と、第１及び第２のノードの間で電力伝送を制御するスイッチング回路と、電力変化を検出し、かつ検出された電力変化に応答してスイッチング回路の負荷サイクルを制御することによって電力伝送回路を制御する回路を含む制御ループとを含むシステムである。
【０１３１】
一実施形態では、電力変化を検出する回路は、電力伝送回路から１メートルを超える距離にある。一実施形態では、電力変化を検出する回路及び電力伝送回路は、共通の容器内にある。一実施形態では、電力変化は、以下の位置、すなわち、第１のノード、電力伝送回路、又は第２のノードのうちの少なくとも１つにおける信号の測定を通じて判断される。一実施形態では、制御ループは、負荷サイクルを制御する際に使用される信号を生成する信号生成器を含む。一実施形態では、システムは、第１のノードに結合された電源を更に含み、一実施形態では、システムは、第２のノードに結合された負荷を更に含む。一実施形態では、電力伝送回路は、エネルギを連続的に伝送するために第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。一実施形態では、スイッチング回路は、第１及び中間エネルギ伝送回路の間の第３のノードで、及び中間及び第２のエネルギ伝送回路の間の第４のノードで電圧を調節することができる。
【０１３２】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、電力伝送回路を通じて第１のノードで第２のノードに電力を伝送する段階と、電力変化を検出する段階と、第１の作動モードで、検出された電力変化に応答してスイッチング制御信号を作成する段階と、スイッチング信号を生成してスイッチング制御信号に応答してスイッチを制御する段階と、スイッチの開閉を通じて電力伝送回路を調節する段階とを含む方法である。
【０１３３】
一実施形態では、スイッチング信号は、スイッチング制御信号を基準信号と比較することによって作り出される。一実施形態では、本方法は、スイッチング制御信号を作り出す際に使用されるバイアス信号を生成する段階を更に含む。一実施形態では、バイアス信号は、第１のモード及び保護モードでスイッチング制御信号を作り出す際に使用される。一実施形態では、電力伝送回路の調節は、第１のノードに結合された電源から供給された電力が、電力伝送回路の制御を超える条件を与えると最大有効量に近づくということである。
【０１３４】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、太陽光電源と、第１及び第２のノードの間で太陽光電源から電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器、第１のノード、電源、及び第２のノードが単一の集積回路の各部である装置である。
【０１３５】
一実施形態では、電力抽出器は、電力抽出器の入力インピーダンスを電源の出力インピーダンスと整合させようとする。一実施形態では、電力抽出器は、電源が電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に最大有効電力を供給するように電源からある一定のマグニチュードの電力を伝送しようとするように作動される。一実施形態では、装置は、第３のノード及び第４のノードと、第２の太陽光電源と、第３及び第４のノードの間で太陽光電源から電力を伝送する第２の電力抽出器とを更に含み、電力抽出器、第３のノード、電源、及び第４のノードは、第２の集積回路の各部であり、第２及び第４のノードは、互いに結合される。
【０１３６】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード、第２のノード、第３のノード、及び第４のノードと、第２のノードに第１の電流を供給することを含む第１及び第２のノードの間で第１の電力を伝送する第１の電力抽出器とを含み、第１の電力抽出器は、第１の電力変化を検出する第１の電力変化分析回路を含み、第１の電力抽出器は、検出された第１の電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで第１の電力を伝送し、更に、第４のノードに第２の電流を供給することを含む第３及び第４のノードの間で第２の電力を伝送する第２の電力抽出器を含み、第２の電力抽出器は、第２の電力変化を検出する第２の電力変化分析回路を含み、第２の電力抽出器は、検出された第２の電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで第２の電力を伝送する装置である。
【０１３７】
一実施形態では、第１の負荷は、第２のノードに結合され、第２のノードは、第４のノードに結合される。一実施形態では、第２及び第４のノードは、互いに接続され、負荷は、第１及び第４のノードに結合される。一実施形態では、装置は、第１のノードに結合された第１の電源と、第３のノードに結合された第２の電源とを更に含む。一実施形態では、装置は、第１及び第２の電源及び第１及び第２の電力抽出器を保持するフレームを更に含む。一実施形態では、第１の電源は、第１の電力抽出器に隣接し、第２の電源は、第２の電力抽出器に隣接する。一実施形態では、第１の電力抽出器は、少なくとも１つのモードでは、第１の電力抽出器が第１の電源とインピーダンス整合しようとするように作動され、第２の電力抽出器は、少なくとも１つのモードでは、第２の力抽出器が第２の電源とインピーダンス整合しようとするように作動される。
【０１３８】
一実施形態では、装置は、第１及び第２の電力抽出器から情報を取得する中央ステーションを更に含む。一実施形態では、中央ステーションは、第１及び第２の電力抽出器に情報を提供することができる。
【０１３９】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１の電源及び第２の電源と、第１のノード、第２のノード、及び第３のノードと、第１の電源から第１のノードまでを通じて第２のノードに電力を伝送するために第１のノードを通じて第１の電源に結合された第１の電力抽出器と、第２の電源から第３のノードまでを通じて第２のノードに電力を伝送するために第３のノードを通じて第２の電源に結合された第２の電力抽出器とを含み、第１の電力抽出器からの第１の電流は、第３のノードで第２の電力抽出器からの第２の電流と結合されるシステムである。
【０１４０】
一実施形態では、システムは、結合された第１及び第２の電流を受電する第２のノードでの負荷を更に含む。一実施形態では、システムは、第１及び第２の電源が固く結合されたフレームを更に含む。一実施形態では、システムは、第１及び第２の電源と第１及び第２の電力抽出器とが固く結合されたフレームを更に含む。
【０１４１】
一実施形態では、第１の電力抽出器は、第１の電源に隣接して位置決めされ、第２の電力抽出器は、第２の電源に隣接して位置決めされる。一実施形態では、第１の電力抽出器により供給される電力の量は、少なくとも部分的に第１の電源の特性に依存し、第２の電力抽出器により供給される電力の量は、少なくとも部分的に第２の電源の特性に依存する。一実施形態では、第１及び第２の電力抽出器は、第１及び第２の電源から選択的に電力を伝送し、時には、第１及び第２の電力抽出器は、第１及び第２の電源から電力を伝送しない。一実施形態では、システムは、付加的な電源から第２のノードに電流を供給する付加的な電力抽出器を更に含む。一実施形態では、電源は、光起電力、風力、水素発電機、バッテリ、圧電、水力発電、熱結合電源、及び他の安定した電源及び他の不安定な電源のうちの少なくとも１つを含む。
【０１４２】
一実施形態では、システムは、第１及び第２の電力抽出器から情報を取得する中央ステーションを更に含む。一実施形態では、中央ステーションは、第１及び第２の電力抽出器に情報を提供することができる。
【０１４３】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、ノードと、フレームで配置された一群の電源と、各々電源のうちの１つのみからノードに電力を供給する一群の電力抽出器とを含むシステムである。
【０１４４】
一実施形態では、電力抽出器の各々は、電源の１つに隣接して位置決めされる。一実施形態では、電源は、太陽光電源である。一実施形態では、太陽光電源は、複数の太陽電池を各々含むパネルである。一実施形態では、太陽光電源の各々は、１つの太陽電池である。
【０１４５】
一実施形態では、システムは、フレームで配置された付加的な電源と、それぞれ付加的な電源とノードの間で電気的に接続された付加的な電力抽出器とを更に含み、付加的な電力抽出器の各々は、付加的な電源の１つに隣接して位置決めされる。一実施形態では、電力抽出器、及び電源のうちの対応する電源は、フレームの一部により分離される。一実施形態では、電力抽出器、及び対応する電源は、互いに結合される。一実施形態では、電力抽出器、及び対応する電源は、接着剤を通じて互いに結合される。
【０１４６】
一実施形態では、システムは、第１及び第２の電力抽出器から情報を取得する中央ステーションを更に含む。一実施形態では、中央ステーションは、第１及び第２の電力抽出器に情報を提供することができる。
【０１４７】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１、第２、及び第３のノードと、第１のノードに電力を供給する電源と、第１のノードから第２のノードに電力を伝送する第１の電力抽出器と、第２のノードから第３のノードに電力を伝送して第２のノードでの電力の電圧を増大させる第２の電力抽出器とを含むシステムである。
【０１４８】
一実施形態では、電源は、太陽光電源である。一実施形態では、システムは、第２及び第３のノード間の伝送線を更に含む。一実施形態では、システムは、第４及び第５のノードと、第４のノードに電力を供給する第２の電源と、第４のノードから第５のノードに電力を伝送する第３の電力抽出器と、第５のノードから第３のノードに電力を伝送して第５のノードでの電力の電圧を増大させる第４の電力抽出器とを更に含む。一実施形態では、第１及び第２の電力抽出器は、インピーダンス整合を提供する。一実施形態では、システムは、第１及び第２の電力抽出器から情報を取得する中央ステーションを更に含む。
【０１４９】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、無調節電源電圧及び電源電流を供給するエネルギ源と、負荷と、エネルギ源と負荷の間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器は、連続的に検出された電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで電力を伝送し、電力抽出器出力電圧及び出力電流は無調節であるシステムである。
【０１５０】
一実施形態では、電源は、安定したエネルギ源又は不安定なエネルギ源のうちの少なくとも一方を含む。一実施形態では、エネルギ源は、太陽光電源、潮汐力電源、圧電電源、風力電源、機械式電源、熱結合熱源、燃料電池、バッテリ、又は運動エネルギ結合のうちの１つ又はそれよりも多くを含む。
【０１５１】
一実施形態では、エネルギ源は、第１のエネルギ源であり、システムは、無調節電源電圧及び電源電流を供給する第２のエネルギ源を更に含む。一実施形態では、第２のエネルギ源は、第１のエネルギ源と異なる形式のエネルギ源である。一実施形態では、システムは、第１及び第２のエネルギ源の０又はそれよりも多くから電力を伝送するように動的に選択する論理を更に含む。一実施形態では、論理は、少なくとも部分的に負荷の電力プロフィールに基づいて第１及び／又は第２のエネルギ源から電力を伝送するように動的に選択する。一実施形態では、論理は、少なくとも部分的に負荷の電力プロフィールに基づいて第１及び／又は第２のエネルギ源から伝送された電力のマグニチュードを動的に調節する。
【０１５２】
一実施形態では、負荷は、電力を有用な仕事に変換するエネルギ貯蔵要素又は構成要素のうちの１つ又はそれよりも多くを含む。一実施形態では、負荷は、１つ又はそれよりも多くのバッテリを含む。一実施形態では、バッテリは、鉛−酸蓄電池、ニッケル−金属水素化物バッテリ、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンポリマーバッテリ、又はニッケルカドミウムバッテリのうちの１つである。一実施形態では、負荷は、コンデンサ、スーパーコンデンサ、又は燃料電池のうちの１つを含む。一実施形態では、電力抽出器は、更に、エネルギ源のインピーダンスを動的に整合させる。一実施形態では、電力抽出器は、更に、負荷のインピーダンスを動的に整合させる。一実施形態では、システムは、電力抽出器に結合される可能なエネルギ源を特定するエネルギ源検出器を更に含む。
【０１５３】
一実施形態では、システムは、エネルギ源から負荷への電力伝送を管理する電力抽出器に結合した処理回路を更に含む。一実施形態では、処理回路は、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のうちの１つを含む。一実施形態では、システムは、電力抽出器の作動ステータスを表示する提示回路を更に含む。一実施形態では、提示回路は、電力抽出器の作動ステータスに基づいてシステムに関する作動提案を更に提供する。一実施形態では、システムは、中央ステーションとの通信のための送受信機を更に含み、通信としては遠隔測定の送信及び構成管理情報の受信がある。
【０１５４】
一実施形態では、システムは、電力抽出器により供給された直流電流を受電して正弦交流電流を直流電流から生成するインバータを更に含む。一実施形態では、インバータは、負荷の出力周波数要件を感知して負荷の出力周波数要件に基づくヘルツ単位の周波数で交流を発生させる。一実施形態では、インバータは、ソフトウエア制御パラメータ又はスイッチ構成の１つ又はそれよりも多くに基づくヘルツ単位の周波数で交流を発生させる。一実施形態では、インバータは、ある一定の電圧で正弦波交流を供給する。一実施形態では、インバータは、負荷の出力電圧要件を感知して負荷の出力電圧要件に基づく出力電圧で交流を発生させる。一実施形態では、インバータは、ソフトウエア制御パラメータ又はスイッチ構成の１つ又はそれよりも多くに基づく電圧で交流を発生させる。一実施形態では、インバータは、ある一定の電圧及び１つ又はそれよりも多くの位相で正弦波交流を供給する。一実施形態では、インバータは、負荷の位相要件を感知して負荷の位相要件に基づく位相と共にその電圧で交流を発生させる。一実施形態では、インバータは、ソフトウエア制御パラメータ又はスイッチ構成の１つ又はそれよりも多くに基づく位相で交流を発生させる。
【０１５５】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、電源電圧かつ電源電流で各々が入力電力を供給する１つ又はそれよりも多くの無調節エネルギ源に選択的に結合するインタフェースハードウエアを有する入力カプリングハードウエアと、出力電圧での出力電流として、又は出力電流での出力電圧として、又は組合せで無調節出力電力を負荷に供給するために１つ又はそれよりも多くの負荷に選択的に結合するインタフェースハードウエアを有する出力カプリングハードウエアと、入力電力を受電し、連続的に電力変化を検出して、連続的に検出された電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで出力電力を供給する電力伝送回路とを含む装置である。
【０１５６】
一実施形態では、入力カプリングハードウエアは、異なる電源電流又は異なる電源電圧の少なくとも一方を供給するエネルギ源に選択的に結合するインタフェースハードウエアを有する。一実施形態では、電力伝送回路は、異なる出力電流又は異なる出力電圧の少なくとも一方を有する出力電力を異なる負荷に供給する。一実施形態では、装置は、各負荷に対して出力電圧及び出力電力を示す負荷プロフィールを有する電力伝送マネージャを更に含み、電力伝送回路は、負荷の負荷プロフィールに従って出力電力を供給する。一実施形態では、装置は、ステータス情報を送信すること及び構成情報を受信することを含む遠隔管理エンティティと通信する送受信機を更に含む。一実施形態では、装置は、それぞれエネルギ源又は負荷のインピーダンスを整合させるように、入力カプリングハードウエア及び出力カプリングハードウエアのインピーダンスを動的に制御するインピーダンスコントローラを更に含む。
【０１５７】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、電源電圧で電源から無調節電源電流を受電する段階と、１つ又はそれよりも多くの負荷を識別する段階と、電源から１つ又はそれよりも多くの負荷に電力を伝送する電力伝送管理戦略を判断する段階と、連続的に検出された電力変化に少なくとも部分的に依存するマグニチュードで無調節出力電力を伝送することを含む判断された戦略に従って電力を伝送する段階とを含む電力伝送システムにおける方法である。
【０１５８】
一実施形態では、電源電圧で無調節電源電流を受電する段階は、１つ又はそれよりも多くの電源を検出する段階と、選択的に電源を結合及び分離して電力伝送回路への入力電力を管理する段階とを更に含み、電力管理論理は、少なくとも部分的に負荷の電力プロフィールに基づいて１つ又はそれよりも多くの電源から伝送された電力のマグニチュードを動的に調節する。
【０１５９】
一実施形態では、電力伝送管理戦略を判断する段階は、更に、負荷の電力消費量を判断する段階を含む。一実施形態では、負荷の電力消費量を判断する段階は、負荷の電力プロフィールを取得する段階を更に含む。一実施形態では、電力伝送管理戦略を判断する段階は、配電規則を判断する段階を更に含み、電力を伝送する段階は、判断された配電規則に基づいて負荷に電力を優先的に供給する段階を含む。一実施形態では、電力を伝送する段階は、１つ又はそれよりも多くの負荷を検出する段階と、選択的に電源を結合及び分離して電力伝送回路への出力電力を管理する段階とを更に含み、電力管理論理は、少なくとも部分的に負荷の電力プロフィールに基づいて１つ又はそれよりも多くの負荷に伝送された電力のマグニチュードを動的に調節する。一実施形態では、本方法は、電力伝送システムの作動ステータスに関連する情報を遠隔管理エンティティに伝送する段階を更に含む。一実施形態では、本方法は、電力伝送管理戦略の適用に関連する情報を遠隔管理エンティティから受信する段階を更に含む。
【０１６０】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器は、電力変化を検出する検出回路を含み、第１の作動モードで、電力抽出器は、第１のノードに結合された電源のインピーダンスを含む電力抽出器の外側の第１のインピーダンスの整合に近づくように、検出された電力変化に応答して電力抽出器の入力インピーダンスが動的に変更されるように作動されることになる装置である。
【０１６１】
一実施形態では、電力抽出器の入力インピーダンスは、第１のノードから見た時に電力抽出器と第２のノードに結合された負荷との合成インピーダンスに等しい。一実施形態では、第１の作動モードでは、電力抽出器は、一部の負荷条件下で、第２のノードに結合された負荷のインピーダンスを含む電力抽出器の外側の第２のインピーダンスの整合に近づくように、電力抽出器の出力インピーダンスが検出された電力変化に応答して動的に変更されるように作動されることになる。一実施形態では、電力抽出器の出力インピーダンスは、第２のノードから見た時に電力抽出器及び電源の合成インピーダンスに等しい。一実施形態では、電力抽出器及び負荷の各々は、装置の外側にある。一実施形態では、装置は、電源と電力抽出器の間の第１のコネクタと、電力抽出器と負荷の間の第２のコネクタとを更に含み、第１のインピーダンスは、第１のコネクタのインピーダンスを含み、第２のインピーダンスは、第２のコネクタのインピーダンスを含む。一実施形態では、第１及び第２のコネクタのインピーダンスは、重要ではない。
【０１６２】
一実施形態では、実際には、入力インピーダンスは、一般的に電源のインピーダンスと正確には整合せず、出力インピーダンスは、一般的に負荷のインピーダンスと正確には整合しないが、動的な変化は、インピーダンスの緊密な整合をもたらす。一実施形態では、電力変化がゼロであり、かつ電力が全体的電力最大である時、入力及び第１のインピーダンスは、本質的に整合状態であり、従って、電源は、電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に利用可能である最大電力を供給する。一実施形態では、電力抽出器は、電力が電力変化のうちの１つがゼロである局所電力最大に留まることを防止する回路を含む。一実施形態では、電力抽出器は、時には、インピーダンスが整合状態ではない保護モードである第２のモードで作動する。一実施形態では、インピーダンスは、ある一定のパラメータ内で、第１のノードでの電源の電圧又は電流に関係なく、かつ第２のノードに結合された負荷の電圧又は電力に関係なく整合される。
【０１６３】
一実施形態では、検出された電力変化は、連続的に検出された瞬時電力勾配を含む。一実施形態では、電力抽出器は、エネルギを連続的に伝送するために第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。一実施形態では、第１のエネルギ伝送回路は、電力抽出器の入力インピーダンスを第１のインピーダンスと整合させる。一実施形態では、第２の電力抽出器は、電力抽出器の出力インピーダンスを第２のノードに結合された負荷のインピーダンスを含む第２のインピーダンスと整合させる。一実施形態では、電力抽出器は、第１の及び中間エネルギ伝送回路の間の第３のノードで、及び中間及び第２のエネルギ伝送回路の間の第４のノードで電圧を調節するスイッチング回路を含む。一実施形態では、一実施形態では、電力抽出器は検出された電力変化に少なくとも部分的に依存する負荷サイクルを有するスイッチング回路を含み、伝送された電力のマグニチュードは、負荷サイクルに少なくとも部分的に依存する。一実施形態では、スイッチング回路の周波数も、電力伝送の効率を制御することによって第２のノードに伝送される電力の量に影響を及ぼす。
【０１６４】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、入力ポート及び出力ポートと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力伝送回路と、電力変化を検出する電力変化検出回路とを含み、電力伝送回路の入力インピーダンスを電力伝送回路の外側の第１のインピーダンスと整合させることを追求するように作動される装置であり、第１のインピーダンスは、電源のインピーダンスを含む。
【０１６５】
一実施形態では、電力伝送回路の入力インピーダンスは、入力ポートから見た時に電力伝送回路と出力ポートに結合された負荷との合成インピーダンスに等しい。一実施形態では、電力抽出器及び負荷は、装置の外側にある。一実施形態では、電力抽出器及び負荷は、装置の一部である。一実施形態では、電源は、装置の一部である。一実施形態では、装置は、電源と電力伝送回路の間の第１のコネクタとを更に含み、第１のインピーダンスは、第１のコネクタのインピーダンスを含む。
【０１６６】
一実施形態では、実際には、入力インピーダンスは、一般的に第１のインピーダンスと正確に整合するわけではない。一実施形態では、電力伝送回路は、電源に装置の制御を超える条件が与えられた時に利用可能である最大電力を供給することに近づかせるようなマグニチュードで電力を伝送するように作動される。一実施形態では、負荷は、第２のポートに結合され、装置は、一部の負荷条件下で電力伝送回路が電力伝送回路の外側の第２のインピーダンスを整合させることを追求する出力インピーダンスを有するように作動され、第２のインピーダンスは、負荷のインピーダンスを含む。一実施形態では、電力伝送回路は、連続的にエネルギを伝送するために入力ノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。
【０１６７】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器は、電力変化を検出する検出回路を含み、第１の作動モードで、電力抽出器は、第１のノードに結合された電源インピーダンスを含む第１のインピーダンスと電力抽出器の入力インピーダンスを整合させることを追求するように、第１及び第２のノードの間の電力抽出器の入出力インピーダンスが検出された電力変化に応答して動的に変更されるように作動されることになる装置である。
【０１６８】
一実施形態では、電力抽出器は、電力抽出器の出力インピーダンスを第２のノードに結合された負荷のインピーダンスを含む第２のインピーダンスと整合させることに近づくことができる。一実施形態では、電力抽出器の入力インピーダンスは、第１のノードから見た時に電力抽出器及び負荷の合成インピーダンスに等しく、電力抽出器の出力インピーダンスは、第２のノードから見た時に電力抽出器及び電源の合成インピーダンスに等しい。
【０１６９】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノードに結合された電源と、第２のノードに結合された負荷と、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含み、電力抽出器は、電力変化を検出する検出回路を含み、第１の作動モードで、電力抽出器は、電力抽出器の入力インピーダンスが、電源のインピーダンスを含む第１のインピーダンスを整合させることに近づくように、検出された電力変化に応答して動的に変更されるように作動されることになるシステムである。
【０１７０】
一実施形態では、一部の条件下で、電力抽出器の出力インピーダンスは、負荷のインピーダンスを含む第２のインピーダンスを整合させることに近づくように、検出された電力変化に応答して動的に変更される。一実施形態では、電力抽出器の入力インピーダンスは、第１のノードから見た時に電力抽出器及び負荷の合成インピーダンスに等しく、電力抽出器の出力インピーダンスは、第２のノードから見た時に電力抽出器及び電源の合成インピーダンスに等しい。一実施形態では、実際には、入力インピーダンスは、一般的に電源のインピーダンスと正確には整合せず、出力インピーダンスは、一般的に負荷のインピーダンスと正確には整合しないが、動的な変化は、インピーダンスの非常に緊密な整合をもたらす。
【０１７１】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含む装置であり、電力抽出器は、電力抽出器のインピーダンスが、電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に第１のノードに結合されている装置の外側の電源の最大電力出力を達成するようにインピーダンスを整合させる目的に対して動的に変更されるように作動されることになる。
【０１７２】
一実施形態では、電力抽出器のインピーダンスは、第１のノードから見た時に電力抽出器及び負荷の合成インピーダンスに等しく、一実施形態では、実際には、入力インピーダンスは、一般的に電源のインピーダンスと正確には整合しない。
【０１７３】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電力を伝送する電力抽出器とを含む装置であり、電力抽出器は、第１のインピーダンスが変化する時でさえも、かつ第２のインピーダンスが変化する時でさえも、第１のノードに結合された装置の外側の電源の第１のインピーダンスを第２のノードに結合された負荷の第２のインピーダンスと動的に整合させるように作動されることになる。
【０１７４】
一実施形態では、電源及び負荷は、各々装置の一部である。一実施形態では、電源及び負荷の各々は、装置の外側にある。
【０１７５】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電流を有する電力を伝送する電力伝送回路、及び電力変化及び電圧変化を検出し、検出された電力変化及び電圧変化に応答して伝送中の電力のマグニチュードを少なくとも部分的に制御する電力変化分析回路を含む電力抽出器とを含む装置である。
【０１７６】
一実施形態では、電力抽出器は、電力伝送回路を制御するスイッチング回路と、スイッチング回路の負荷サイクルを制御するスイッチング制御回路とを更に含み、電力変化分析回路は、異なるモードで作動し、通常の作動モードでは、一部の条件下で、電力分析回路は、電力伝送回路に、電力変化及び電圧変化が共に増加中か又は共に減少中である場合に負荷サイクルを低減させ、かつ電力変化が減少中及び電圧変化が増加中であるか、又は電力変化が増加中及び電圧変化が減少中である場合に伝送された電力の負荷サイクルを増加させる。一実施形態では、電力伝送回路は、エネルギを連続的に伝送するために第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。一実施形態では、スイッチング回路は、第１及び中間エネルギ伝送回路の間の第３のノードで、及び中間及び第２エネルギ伝送回路の間の第４のノードで電圧を調節するためのものである。一実施形態では、スイッチング回路の作動頻度は、第１及び第２のノードの間で電力伝送の効率を最大にするように動的に調節される。一実施形態では、第１及び第２のエネルギ伝送回路の各々は、誘導子を含み、中間エネルギ伝送回路は、コンデンサを含む。一実施形態では、第１、第２、及び中間エネルギ伝送回路の各々は、少なくとも１つのコンデンサを含む。
【０１７７】
一実施形態では、電力抽出器は、電力伝送回路を制御するスイッチング回路と、スイッチング回路の負荷サイクルを制御するスイッチング制御回路とを更に含み、電力変化分析回路は、異なるモードで作動し、通常の作動モードでは、一部の条件下で、電力分析回路は、電力伝送回路に、電力変化及び電圧変化が共に増加中か又は共に減少中である場合に負荷サイクルを低減させ、かつ電力変化が減少中及び電圧変化が増加中であるか、又は電力変化が増加中及び電圧変化が減少中である場合に伝送された電力の負荷サイクルを低減させる。一実施形態では、電力伝送回路は、エネルギを連続的に伝送するために第１のノードに接続した第１のエネルギ伝送回路と、エネルギを連続的に伝送するために第２のノードに接続した第２のエネルギ伝送回路と、第１及び第２のエネルギ伝送回路の間でエネルギを断続的に伝送するために第１及び第２のエネルギ伝送回路の間に接続した中間エネルギ伝送回路とを含む。一実施形態では、スイッチング回路は、第１及び中間エネルギ伝送回路の間の第３のノードで、及び中間及び第２エネルギ伝送回路の間の第４のノードで電圧を調節するためのものである。一実施形態では、第１及び第２のエネルギ伝送回路の各々は、誘導子を含み、中間エネルギ伝送回路は、コンデンサを含む。一実施形態では、第１、第２、及び中間エネルギ伝送回路の各々は、少なくとも１つのコンデンサを含む。
【０１７８】
一実施形態では、電力分析回路は、異なるモードで作動し、通常の作動モードでは、電力分析回路は、検出された電力変化及び電圧変化に応答して、電流のマグニチュードを少なくとも部分的に制御し、少なくとも１つの他のモードでは、電力分析回路は、少なくとも１つの異なる要素に応答して電流のマグニチュードを少なくとも部分的に制御する。
【０１７９】
一実施形態では、装置は、電力伝送回路と相互作用するスイッチング回路を更に含み、電力分析回路は、電流のマグニチュードを少なくとも部分的に制御するようにスイッチング回路の負荷サイクルを制御する。一実施形態では、電力分析回路は、電流のマグニチュードを少なくとも部分的に制御するようにスイッチング回路の周波数も制御する。一実施形態では、装置は、第１のノードに電力を供給する電源を更に含み、電力分析回路は、電力抽出器の制御を超える条件が与えられた時に及び装置の非効率性を考慮して電力伝送回路を通じて電力伝送を最大にするようにスイッチング回路を制御しようとする。一実施形態では、電源は、太陽光電源であり、電力分析回路の管理を超える条件のうちの１つは、電源上の日光量である。一実施形態では、電源と第１のノードの間に少なくとも１つの中間ノードがある。
【０１８０】
一実施形態では、装置は、第２のノードに結合された負荷を更に含む。一実施形態では、電力変化分析回路は、電力勾配及び電圧勾配を検出することができる。一実施形態では、電力抽出器は、電力伝送回路の入力インピーダンスを電源の出力インピーダンスと整合させるように作動する。
【０１８１】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、第１及び第２のノードの間で電流を有する電力を伝送する電力伝送回路と、電力変化及び電圧変化を検出し、電力変化が電力の増加を示す限り、電流を増大させ、かつ電力変化が電力の減少を示す限り、電流を低減する電力分析回路とを含む装置である。一実施形態では、電力分析回路は、電力変化で突然の変化を取り除く回路を含む。
【０１８２】
一実施形態では、本明細書で開示するようなものは、第１のノード及び第２のノードと、スイッチング回路と、第１及び第２のノードの間で電流を有する電力を伝送する電力伝送回路とを含み、電流のマグニチュードが、スイッチング回路の負荷サイクルに少なくとも部分的に応答し、電力の電力変化及び電圧変化を検出して検出された電力変化及び電圧変化に応答して負荷サイクルを制御する電力分析回路を含む電力抽出器を更に含む装置である。
【０１８３】
一実施形態では、電力分析回路は、異なるモードで作動し、通常の作動モードでは、一部の条件下で、電力分析回路は、電力伝送回路に、電力変化及び電圧変化が共に増加中か又は共に減少中である場合に伝送された電流を低減させ、電力変化が減少中及び電圧変化が増加中であるか又は電力変化が増加中及び電圧変化が減少中である場合に電流を増大させる。一実施形態では、電力分析回路は、電流のマグニチュードを少なくとも部分的に制御するようにスイッチング回路の周波数も制御する。一実施形態では、装置は、第１のノードに結合された電源と、第２のノードに結合された負荷とを更に含む。
【０１８４】
一実施形態では、電力抽出器は、異なるモードで作動し、通常の作動モードでは、電力分析回路は、検出された電力変化及び電圧変化に応答して負荷サイクルを制御し、保護モードである別のモードでは、電力分析回路は、少なくとも１つの異なる要素に応答して負荷サイクルを制御する。一実施形態では、少なくとも１つの異なる要素には、少なくとも１つの制約条件の検出がある。一実施形態では、制約条件は、第１のノード、電力抽出器、又は第２のノードの過大電圧、電力、又は電流、第１のノード、電力抽出器、又は第２のノードの過小電圧、電力、又は電流、及び装置制約条件のうちのいずれか１つ又はそれよりも多くを含む。
【０１８５】
本明細書の背景技術の節では、正しいと考えられるが不注意で一部の誤差を含む場合もある様々な詳細情報を示している。これらの誤差は、存在しているとしても、本明細書で説明かつ主張する本発明を決して損なうものではないであろう。「発明を実施するための形態」の節では、本発明を損なわないと思われる一部の不慮の誤差が含まれる恐れもある。更に、「発明を実施するための形態」の節では、図示の電力抽出器の作動の一部の理論的な説明が含まれている。これらの理論的な説明は正しいと考えられるが、ある程度誤っていたとしても権能付与的な開示内容であるものを損なったり、説明かつ主張する本発明を損なったりしないと考えられる。
【０１８６】
図には、様々な方法で実施することができるブロック図及び概略図があり、かつ実際の実施では、様々な付加的な構成要素及び導体を含むことができることが認められるであろう。
【０１８７】
本明細書で使用する時、「実施形態」という用語は、本発明の一部の態様の実施例を指す。「実施形態」、「一実施形態」、「一部の実施形態」、又は「他の実施形態」への本明細書での言及は、特定の特徴、回路、又は特性が少なくとも一部の実施形態に含まれるが必ずしも全ての実施形態に含まれるわけではないことを意味する。「一部の実施形態」への異なる言及は、必ずしも同じ「一部の実施形態」を指すというわけではない。
【０１８８】
要素「Ａ」が要素「Ｂ」に結合されていると言う時、要素Ａは、要素Ｂに直接に結合することができ、又は例えば要素Ｃを通じて間接的に結合することができる。本明細書又は特許請求の範囲で構成要素、特徴、回路、構造、工程、又は特性Ａが構成要素、特徴、回路、構造、工程、又は特性Ｂに応答すると記載されている時、Ａは、少なくとも部分的にＢに応答する（しかし、同時にＣ、又はＢ及びＣにも応答することができる）ことを単に意味する。すなわち、ＡがＢに応答すると言う時、Ａは、同時にＢ及びＣに応答することができると考えられる。同様に、ＡがＢを引き起こすと言う時、Ａは、少なくともＢの部分的原因であるが、別々に又はＡとの組合せでＢの他の原因がある可能性があると考えられる。
【０１８９】
本明細書で構成要素、特徴、構造、回路、又は特性を含む「ことができる」、「ことがあり得る」、又は「ことができると考えられる」と記載された場合、その特定の構成要素、特徴、回路、又は特性が含まれる必要はない。本明細書又は特許請求の範囲が「ある１つの」構造を指す場合、それは、構造の１つのみがあることを意味するわけではない。
【０１９０】
本明細書で説明する内容の他に、本発明に開示する実施形態及び実施例に対してその範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。従って、本明細書の図解及び実施例は、制限的な意味ではなく例示として解釈すべきである。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照して評価すべきである。
【符号の説明】
【０１９１】
３２、３４、３６  電源
４２、４４、４６  電力抽出器
５２、５４、５６  電力ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【国際調査報告】
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