(57)【要約】【課題】改良したパルス幅変調器（ＰＷＭ）を提供することであり、好ましくは、電圧制御型の制御信号を用いることができて、すなわち低速で、電流によって制御される（すなわち高速、電源供給コントローラ）ものを提供する。【解決手段】低速および高速の制御信号を出力することができるデュアルモードモジュール式のパルス幅モジュレータ（３００）を示す。第１のモードでは、制御信号が、メモリ（２１２）内に格納されたタイミングをパラメータとしたデータに基づいて生成される。第２のモードでは、制御信号が、メモリ内に格納されたタイミングをパラメータとしたデータおよび外部入力に基づいて生成される。オペレーションモードを決定したタイミング・パラメトリックおよび制御変数は、メモリから予めロードされる、または通信リンクを通ってロードされる。【選択図】図３
2004519191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの制御変数および少なくとも一つの時間変数を提供するための手段と、
当該少なくとも一つの時間変数に基づいて第１の信号を生成するための少なくとも一つのパルスジェネレータと、
当該少なくとも一つの制御変数および外部信号に基づく第２の信号を生成するための少なくとも一つのパルスジェネレータと、
当該少なくとも一つの制御変数に応じて当該生成された第１の信号および当該第２の信号から選択された信号を提供するための選択素子と、
当該選択された信号に応じて、当該少なくとも一つの時間変数によって測定される特性を有する第３の信号を生成するための少なくとも一つのパルスジェネレータとを
含む、電源供給出力電圧を調整するためのデュアルモードでプログラム可能なパルス幅モジュレータ回路。
【請求項２】
当該第３の信号を受信して第３の反転した信号を提供するように結合されているインバータと、
当該第３の信号および当該反転された当該第３の信号を入力として受信して、当該メモリに含まれる当該少なくとも一つの制御変数に応じて当該第３の信号と当該反転された第３の信号とのいずれかを選択するように結合されている第２の選択素子とを、更に、含む請求項１に記載の回路。
【請求項３】
当該第１の信号を生成する当該少なくとも一つのパルスジェネレータが、
当該メモリ内に格納される当該少なくとも一つの時間変数に基づく周期を有する信号を生成するための第１のパルスジェネレータを有する請求項１に記載の回路。
【請求項４】
当該第１の信号を生成している当該少なくとも一つのパルスジェネレータが、
当該少なくとも一つの時間変数に基づいて当該第１のパルスジェネレータ信号をオフセットするための第２のパルスジェネレータを含む請求項３に記載の回路。
【請求項５】
当該少なくとも一つの時間変数が、時間の周期、遅延時間、パルス幅から成るグループから選択される請求項１に記載の回路。
【請求項６】
当該第２の信号を生成するための少なくとも一つのパルスジェネレータが、
当該少なくとも一つの制御変数を基準値に変換するための変換素子と、
当該基準値および当該外部値を受信して、出力信号を生成するための比較素子とを、更に、含む請求項１に記載の回路。
【請求項７】
当該比較素子の出力信号を受信して反転した比較素子の出力信号を提供するためのインバータと、
当該反転した比較素子の出力信号を受信して第５の信号を生成するためのパルスジェネレータと、
当該第４の信号および第５の信号を受信して、当該メモリに含まれる当該少なくとも一つの制御変数に応じて当該第４の信号と当該第５の信号とのいずれかを選択するように結合されている第３の選択素子とを、更に、有している請求項６に記載の回路。
【請求項８】
通信ネットワークを介してデータを受信するための通信装置を、更に、有している請求項１に記載の回路。
【請求項９】
当該データが、当該少なくとも一つの制御変数を含む請求項８に記載の回路。
【請求項１０】
当該データが、当該少なくとも一つの時間変数を含む請求項８に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、制御システムの分野に関する。より詳しくは、本発明は、パルス幅制御モジュレータを用いたモジュラ型の電力制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の電力切換モジュールを示す。図示するように、交流（ＡＣ）電圧は、電力変換モジュール１１０に入力され、パワー変換モジュール１１０において直流（ＤＣ）出力電圧（Ｖｏ）が生成される。出力電圧は、フィードバック補償制御回路１５０に入力される。フィードバック補償制御回路１５０は、出力電圧Ｖｏの値をモニタし、かつ、電力変換モジュール１１０の内部パラメータがＶｏを相対的に一定に保つように調整する。フィードバック補償制御回路１５０における処理は周知技術である。また、フィードバック補償制御回路１５０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）またはＡＳＩＣのような特別用途向けの集積回路によって実施することが出来る。
【０００３】
ＡＳＩＣが、電源装置の制御を行うために使用されているということは周知である。ＡＳＩＣは、一つの集積回路（ＩＣ）上で、個別素子の様々な機能を果たすことができる。これは、コントローラを小さくでき、電源装置の全体も小さくできるので、有利である。
【０００４】
また、大量生産の場合には、ＡＳＩＣのコストは、同じ機能を果たすために必要な個別素子のコストよりも、著しく廉価になる。このため、ＡＳＩＣ技術を使用することによって、電源供給ユニットの全コストおよび物理的大きさを減少させることができる。
【０００５】
ＡＳＩＣは、アプリケーションのためにオーダーメードされたものでもよいし、また「既製品（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ）の」素子であってもよい。オーダーメードのＡＳＩＣは、高価であり、開発時間がかかる。オーダーメードのＡＳＩＣは、初期開発費が高くなるので、使用量が多いアプリケーションのデバイスに使われる。そのような場合、開発費は販売される全装置の価格に組み込まれる。加えて、オーダーメードのＡＳＩＣは、通常、特定のタイプの素子または特定の製造業者によって製造された素子と共に動作するように設計されている。
【０００６】
既製品のＡＳＩＣは、通常、既知の機能によって事前にプログラムされているので、目的とするアプリケーションで使用するためには、外部デバイス、素子または他のハードウェアが必要となる。これらの外付け部品は、既製品のＡＳＩＣと特定のデバイスや素子との入出力を行う際に必要となる。しかし、外付け部品を使うと、コストが増えるし、電源装置が大型化するので好ましくない。また、外付け部品を変更する際には、インターフェースも変更しなければならず、その結果、ＡＳＩＣも変更しなければいけないので好ましくない。
【０００７】
既製品の素子を用いて電源供給コントローラを作成する方法の一つは、一般的な素子ブロック間に処理を分散させることである。一般的な素子ブロックは、データバスを介して、動作コマンドを出力するパルス幅変調器（ＰＷＭ）のような制御装置に動作コマンドを伝える、プログラム可能なマイクロコントローラから構成させることが出来る。パルス幅変調器は、通常、集積回路をベースにしたマイクロコントローラの周辺機器に含まれている。出力電圧レベルを制御するために用いられる、周波数のようなタイミングパラメータ（すなわち、周期、オンタイム、オフタイム等）は、マイクロコントローラによってアクセス可能なレジスタ内に格納される。
【０００８】
図２は、マスタ装置２００および少なくとも一つのスレーブ装置２１０ａ、２１０ｂから成る従来のモジュール型のディジタル電源供給コントローラ１５０を示す。図示されるように、マスタ装置２００は、プロセッサ２０２、メモリ２０４および通信インターフェース２０６から成る。プロセッサ２０２で処理が行えるよう、アナログ信号をディジタル形態に変換するために、アナログ‐ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２０１を、オプションとして含ませても良い。スレーブ装置２１０ａ、２１０ｂは、通信インターフェース２２２、レベルシフタ２２０、パルス幅変調発生器２１８、レジスタ２１２、およびマイクロコントローラまたはＤＳＰ２１４から成る。処理を行えるよう、アナログ信号をディジタルの形に変換するために、アナログ‐ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２１６を、オプションとして含ませても良い。パルス幅変調発生器２１８は、通常、マイクロコントローラ集積回路の周辺機器に含まれる。そのような場合、周波数、オンタイム、オフタイム等のようなタイミングパラメータは、レジスタ２１２に格納される。これらの値は、ローカル・マイクロコントローラ２１４によって、または通信リンク２０８を介したプロセッサ２０２の遠隔操作により、レジスタ２１２内にセットさせることが出来る。
【０００９】
しかしながら、パルス幅変調器の遠隔制御操作は、帯域幅制約のために制限される。電圧モード制御アプリケーションでは、パルス幅変調発生器２１８による図１のパワーモジュール１１０の制御は、数百〜数千ヘルツのオーダーである。この場合、レジスタの内容の更新頻度は、相対的に低いので、例えば、８０Ｃ５１をベースとしたマイクロコントローラのようなマイクロコントローラ２０２の制限された帯域幅、またはデータバス２０８を用いても、例えば、スレーブ装置２１０ａのレジスタの格納を更新するには充分である。他方、電流モード制御アプリケーションでは、パルス幅変調器の出力は、２、３百ナノ秒以内に応答することが必要である。上記の部類に入る電源装置コントローラは、帯域幅が制限されているので、このような短い時間内では応答することができない。それゆえ、従来の技術においては、高価な高速素子および制御信号を必要としない、パルス幅モジュレータのパラメータを高速で更新するための手段を提供する必要がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、改良したパルス幅変調器（ＰＷＭ）を提供することであり、好ましくは、電圧制御（すなわち、低速）で、かつ電流制御（すなわち、高速）で制御信号を制御することが可能な電源供給コントローラを提供することである。本発明は、請求項１によって規定される。従属クレームは、有利な実施例を規定する。
【００１１】
このパルス幅モジュレータは、最初または遅く更新された制御信号に応答して、低速か高速のいずれかの変化を提供する制御信号を発することが出来ることが好ましい。ＰＷＭが帯域制限されたディジタル通信リンクを介して相対的に遅いプロセッサと通信する、本発明の一実施例の場合、ＰＷＭは、帯域制限されている以外は、急速に変化する入力信号に応答して制御信号を生成するために用いることができる。
【００１２】
本発明のこの実施例の場合、電源供給コントローラのモジュール構造は、オーダーメードＩＣの開発コストを発生させることなく、高水準の柔軟性と互換性とを提供する。
【００１３】
【発明を実施するための形態】
各図面は単に本発明の概念を示すためのものであり、本発明の限定を規定することを意図するものではないことを理解すべきである。同一の参照数字（適宜、参照文字が補充されている）が、全体に渡って、対応する部品を識別するために用いられていることは理解されるであろう。
【００１４】
図３は、本発明の原理に従う典型的なデュアルモード・パルス幅モジュレータ（ＰＷＭ）３００の一実施例を示す。この典型的な実施例において、ＣＭｕｘ−１、ＣＭｕｘ−２およびＣＭｕｘ−３と付した制御信号３１０、３１２および３１４は、制御レジスタ２１２内に格納され、かつそれぞれ、マルチプレクサ／スイッチ３１１、３１３および３１５の状態を制御するために用いられる。
【００１５】
制御信号ＣＭｕｘ−１、ＣＭｕｘ−２およびＣＭｕｘ−３は、ＰＷＭ３００を通過する信号を制御することによって、ＰＷＭ３００の機能性をプログラムするために用いられる。本発明の一実施例の場合、制御信号Ｍｕｘ−１、Ｍｕｘ−２およびＭｕｘ−３は、通信リンク２０８およびインターフェース２２２を介して外部のマイクロコントローラ２１２（図示せず）によって、決定されかつセットされる。本発明の他の実施例（かつここで述べられるもの）の場合、制御信号Ｍｕｘ−１、Ｍｕｘ−２およびＭｕｘ−３は、レジスタ内またはメモリ２１２内に格納される。レジスタ内またはメモリ２１２内の値は、外部のマイクロコントローラによってセットさせるか、または予めロードさせることが出来る。
【００１６】
後述するように、デュアルモードＰＷＭ３００の典型的な実施例の場合、制御信号３１２（すなわちＣＭｕｘ−２）は、図６に示す電圧モード制御と、図７に示す電流モード制御とのいずれかを選択するために用いられる。
【００１７】
マルチプレクサ／スイッチ３１３（すなわちＭｕｘ−２）が電流モード制御を選択するように設定されるきには、マルチプレクサ／スイッチ３１１（すなわちＭｕｘ−１）の出力が、ＰＷＭ３００の典型的な出力となる。他方、マルチプレクサ／スイッチ３１３（すなわちＭｕｘ−２）が電圧モード制御を選択するように設定されるときには、パルスジェネレータ３３６の出力が、ＰＷＭ３００の典型的な出力となる。
【００１８】
電圧制御モードの場合、ジェネレータ３３０は、制御レジスタ２１２内に格納されている、少なくとも一つの既知の値を受信し、かつ本願明細書では、ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒと標記される信号を生成する。
【００１９】
別の実施例の場合、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒは、固定された外部信号（図示せず）に同期させることができる。パルスジェネレータ３３２は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒを受信して、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒに同期した信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１を生成する。信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒが第１の固定状態から第２の固定状態に変移することを示す典型的なパルス信号である。例えば、パルスジェネレータ３３２は、入力信号の変移が検出されるとパルスを生成する「ワンショット」パルスジェネレータとしてもよい。本発明の一実施例の場合、パルスジェネレータ３３２は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒの立ち上がりで、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１を生成することができる。別の実施例の場合、パルスジェネレータ３３２は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒの立下りで、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１を生成することができる。
【００２０】
つぎに、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１は、ジェネレータ３３４に入力される。ジェネレータ３３４は、制御レジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの入力値および信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１を受信して、信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌを生成する。信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌは、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１に同期して生成され、かつレジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの既知の値によってセットされる既知のパルス幅を有する。つぎに、パルスジェネレータ３３６は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌを受信して、信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌ内に第１の状態から次の状態への変移を検出すると、ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２と付したパルス信号を生成する。本発明の一実施例の場合、パルスジェネレータ３３６は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌの立下りで信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２を生成することができる。これに代えて、パルスジェネレータ３３６は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌの立ち上がりで、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２を生成させても良い。ジェネレータ３３２と同様に、ジェネレータ３３６も、「ワンショット」ジェネレータとしてもよい。
【００２１】
次いで、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２は、マルチプレクサ／スイッチＭＵＸ＿２，３１３に入力される。この場合、マルチプレクサ／スイッチＭＵＸ＿２，３１３は、制御信号ＣＭＵＸ＿２，３１２によって電圧制御モードにセットされる。したがって、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２は、パルスジェネレータ３３８に入力される。パルスジェネレータ３３８は、制御レジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの既知の値および信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２を受信して、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２に同期し、かつレジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの既知の値によって測定された既知のパルス幅を有する信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅを生成する。それから、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅは、マルチプレックス／スイッチＭＵＸ＿３，３１５に入力される。
【００２２】
マルチプレックス／スイッチＭＵＸ＿３，３１５は、制御レジスタ２１２内に格納されている制御信号ＣＭＵＸ３，３１４によって制御される。発明の第１の態様の場合、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅがコントローラ１５０の出力である信号ＰＷＭＯＵＴ３３０として選択されるように、信号ＣＭＵＸ＿３，３１４が選択される。本発明の第２の態様の場合、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅは、インバータ３４０によって反転され、かつマルチプレクサ／スイッチＭＵＸ＿３，３１５は、コントローラ出力信号ＰＷＭＯＵＴとして反転信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅを選択するために、制御信号ＣＭＵＸ＿３によってセットされる。
【００２３】
図４は、ＰＷＭ３００の電圧制御モードを処理するために用いられる信号間のタイミング関係を示す。図示されるように、信号３３０ａと示される信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒは、Ｔｐｅｒと標記される、既知の固定された周期（すなわち、周波数）の方形波である。周期Ｔｐｅｒは、レジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの既知の典型的な値である。本発明の一態様では、この値は、通信リンク２０８を介して通信インターフェース２２２によりロードさせることができる。信号３３２ａと示される信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿１は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｅｒに同期させて生成される。図示されるように、信号３３２ａは、信号３３０ａの立ち上がりで生成させることができる。あるいは、従来技術からわかるように、信号３３０ａの立下りの際に生成させることができる。信号３３４ａと示される信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌは、信号３３２ａに同期させて生成され、そして、Ｔｄｅｌと示される少なくとも一つの既知の値の典型的なパルス幅を有している。幅Ｔｄｅｌの少なくとも一つの既知の典型的な値は、レジスタ２１２内に格納される。本発明の一実施例では、この値は、通信リンク２０８を介する通信インターフェース２２２を通ってロードさせることができる。本発明の他の実施例において、幅Ｔｄｅｌは、レジスタ２１２から予めロードさせることができる。
【００２４】
図示するように、信号３３６ａと示される信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿２は、信号ＣＯＵＮＴ＿ｄｅｌに同期して生成される。この図示の例では、信号３３６ａは、信号３３４ａの立下りで生成される。当業者には理解されるように、信号３３６ａを、信号３３４ａの立ち上がりに同期させて生成させることも出来る。
【００２５】
つぎに、信号３３８ａと示される信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅは、信号３３６ａに同期させて生成され、かつ、レジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの値の典型的なＴｐｕｌｓｅと示されるパルス幅を有する。本発明の第一態様の場合、幅Ｔｐｕｌｓｅは、通信リンク２０８を介する通信インターフェース２２２を通ってロードさせることができる。本発明の第二態様においては、幅Ｔｐｕｌｓｅは、レジスタ２１２から予めロードさせることができる。
【００２６】
信号３３０ａと示される信号ＰＷＭＯＵＴは、この図示の例では、信号３３８ａと一致する。本発明の他の実施例の場合、信号３３０ｂと示されている信号ＰＷＭＯＵＴ３３０ａを、信号３３８ａの反転信号として選択してもよい。ＰＷＭ３００の出力として信号３３０ａまたは３３０ｂの何れを選択するかは、本発明の本実施例のレジスタ２１２内に格納されている制御変数であるＣＭＵＸ＿３，３１４によって決められる。
【００２７】
図３に戻る。可変周波数の電流モード操作の場合、基準電圧のディジタル表示は、制御レジスタ２１２内に格納される。前述したように、この格納値は、レジスタ２１２に予め格納させておいたり、または通信リンク２０８を介して受信させかつレジスタ２１２内に格納させておいたりすることが出来る。格納された基準電圧のディジタル表示は、ディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ３４０に入力される。Ｄ／Ａコンバータが、ディジタル的に表される値を、既知の換算係数を用いて対応するアナログ値に変換することは、公知である。Ｄ／Ａ変換の詳細は、周知技術であり、本願明細書において説明しない。次いで、Ｖｒｅｆと称される、Ｄ／Ａコンバータの変換された出力電圧レベルは、コンパレータ３４２に入力される。
【００２８】
本願明細書においてＶｉｎと標記されている信号３２０も、コンパレータ３４２に入力される。信号Ｖｉｎは、図７に示される回路に関して以下により具体的に説明されるように、制御トランジスタを通過する変化電流を示す。信号３２０は、それが各サイクルで変化する高速信号であるので、ナノ秒のオーダーで評価しかつ処理されなければならない。
【００２９】
つぎに、コンパレータ３４２の出力は、パルスジェネレータ３４６に入力される。図示されるように、パルスジェネレータ３４６は、信号３２０が基準電圧Ｖｒｅｆより大きいときに、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿３を生成する。本発明の別の実施例の場合、コンパレータ３４２の出力は、インバータ３４８にも入力される。インバータ３４８が、入力信号の極性を変えることは、公知である。次いで、インバータ３４８の出力は、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿４を生成するパルスジェネレータ３５０に入力される。この場合、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿４は、信号３２０が基準電圧Ｖｒｅｆより低い状態を示す。
【００３０】
つぎに、ＰＷＭ３００のこの図示された例の場合、生成された信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿３およびＰＵＬＳＥＧＥＮ＿４が、ＭＵＸ＿１と標記されたマルチプレクサ／スイッチ３１１に入力される。制御レジスタ２１２内に格納されている制御信号３１０は、信号ＰＵＬＳＧＥＧＥＮ＿３またはＰＵＬＳＥＧＥＮ＿４の何れが、次に、処理されるべきかを決定する。つぎに、マルチプレクサ／スイッチ３１１を通過するものとして選択された信号が、ＭＵＸ＿２と標記されたマルチプレクサ／スイッチ３１３に入力される。前述したように、マルチプレクサ／スイッチ３１３は、ＣＭＵＸ＿２と標記された制御信号３１２によって制御される。電流モード操作の場合、マルチプレクサ／スイッチ３１３は、マルチプレクサ／スイッチ３１１によって選択された信号、すなわち、ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿３またはＰＵＬＳＥＧＥＮ＿４のいずれかを、パルスジェネレータ３３８に渡すように、セットされる。前述したように、パルスジェネレータ３３８は、受信された入力信号と、制御レジスタ２１２内に格納されている少なくとも一つの既知の値とに応じて、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅを生成する。
【００３１】
図５は、図３に示された回路の電流モード操作の一実施例に従う典型的なタイミング信号を示す。この実施例の場合、基準電圧Ｖｒｅｆ５１０は、安定した基準値として示される。符号３２０ａが標記されている電圧Ｖｉｎは、図７を用いて以下に詳述されるように、パワートランジスタが断続的にオン／オフされる際の立ち上がりおよび立ち下がり電圧を示す、三角波の電圧として示されている。
【００３２】
信号３４６ａと示される信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿３は、電圧Ｖｉｎ３２０ａが、基準電圧Ｖｒｅｆより大きくなると、生成される。次いで、ここで示される実施例の場合、信号ＰＵＬＳＥＧＥＮ＿３が選択され、パルスジェネレータ３３８に入力される。次いで、パルスジェネレータ３３８は、信号３３８ａと標記される信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅを生成する。信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅは、Ｔｐｕｌｓｅと標記されるパルス幅で生成される。この場合、制御変数ＣＭＵＸ−３，３１４が、マルチプレクサ／スイッチ３１５の位置を決めて、反転されたＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅ入力ではなく、ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅの入力を選択し、これにより、信号ＣＯＵＮＴ＿ｐｕｌｓｅ３３８ａが、符号３３０ａと示されている出力信号ＰＷＭＯＵＴとして選択される。
【００３３】
本発明の他の実施例の場合、レジスタ２１２およびコントローラ２０２が同じチップまたはウェーハ上に製造される場合には、制御信号または変数ＣＭｕｘ−１、ＣＭｕｘ−２およびＣＭｕｘ−３、ならびに既知の時間値または変数Ｔｐｅｒ、ＴｄｅｌおよびＴｐｕｌｓｅは、内部バスによるコントローラ２００によってセットさせることができる。さらに、制御信号ＣＭｕｘ−１、ＣＭｕｘ−２およびＣＭｕｘ−３、ならびに既知の変数Ｔｐｅｒ、ＴｄｅｌおよびＴｐｕｌｓｅは、レジスタ２１２にあらかじめセットさせておくことができる。本発明のこの実施例の場合、一般化されたデュアルモードのＰＷＭ３００は、本質的に単一の一定のモードで構成されている。
【００３４】
図６は、図１に示されるような従来のブースト・スイッチング電源１００を表すとともに、本発明の原則に従うパルス幅モジュレータ３００を組み込んでいる図２に示されるようなフィードバック・コントローラのディジタルでの実施を示す図である。図示されるように、Ｖと標記された入力交流（ＡＣ）電圧６１０は、最初に整流器６１２によって整流化されて、インダクタ６１６内に格納される。次いで、インダクタ６１６に格納されたエネルギーは、キャパシタ６１４へ移される。電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等のパワートランジスタ６１８は、整流化されたＡＣ信号をダイオード６２０に渡すために、既知の期間、スイッチがオフされる。ダイオード６２０は、キャパシタ６２２に電荷を格納するために一方向に電路を供給する。Ｖｏと標記されている出力電圧６２４は、電源装置１００の出力電圧を示す。
【００３５】
コントローラ１５０内のプロセッサ２０２は、出力電圧Ｖｏ６２４をモニタし、ＰＷＭ３００はパワートランジスタ６１８のゲート電圧を調整する信号３３０を生成する。信号３３０は、パワートランジスタ６１８がオン状態またはオフ状態に維持される時間を制御する。パワートランジスタ６１８がオン状態にある場合には、電流はトランジスタ６１８を流れるので、キャパシタ６２２には新たな電荷が検出されない。したがって、キャパシタ６２２の電圧レベルが減少する（衰える）期間で、トランジスタ６１８はオン状態になる。一方、パワートランジスタ６１８がオフ状態にある場合には、電流がダイオード６２０を流れるので、キャパシタ６２２の電荷、すなわち電圧は増加する。したがって、出力電圧Ｖｏ６２４は、パワートランジスタ６１８がオフ状態のときに特定レベルまで増加し、かつパワートランジスタ６１８がオン状態のときに減少する、キャパシタ６２２の公称電圧値として測定される。公称電圧レベルに対する電圧レベルの上下変動、すなわちリップルは、電源装置の品質を示す。
【００３６】
図７は、本発明の原則に従うパルス幅モジュレータが組み込まれている電流モード・コントローラの動作を示す。電流モード制御の場合、出力電圧Ｖｏ６２４と電源装置１００内とで発生した電流が、電源スイッチ６１８のゲート電圧を制御するために用いられる。従って、コントローラ１５０は、出力電圧６２４に加えて、電圧７２０によって表される、パワートランジスタ６１８を流れる電流の尺度を受信する。この場合、スイッチ６１８がオン状態である間、スイッチ６１８を流れる電流は、インダクタ６１６内の電流とほぼ同じである。そして、スイッチ６１８がオフ状態になると、スイッチ電流は、急速にゼロに向って低下し、インダクタ６１６内に格納されているエネルギーはダイオード６２０を流れる。キャパシタ６２２の電荷は増加する。
【００３７】
本発明について、特に確実な好ましい形態で説明および図示をしたが、好ましい形態での本発明の開示は、例証としてなされただけだったと理解されたい。特許請求の範囲に記載している、構造および組合せおよび部品配置の詳細のその多数の変換は、本発明の範囲内において、なすことができる。実質的に同じ効果を奏するために、実質的に同じ機能、実質的に同じ方法を実行することは、本発明の範囲内の同じ方法であることを実質的に実行する、要素および／または方法ステップの全ての組合せに該当することは明確である。請求項においては、括弧の間に配置されているいかなる引用符号も、請求項を制限するものと解釈すべきではない。「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、請求項に記載されている以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。ある要素の前にある「一つの（”ａ”または”ａｎ”）」という語は、そのような要素が複数存在することを除外するものではない。本発明は、幾つかの個別素子を有するハードウェアと、適切にプログラミングされているコンピュータとによって、実施することが出来る。幾つかの手段を列挙しているデバイスに関する請求項においては、これらの手段の幾つかを、ハードウェアの全く同一の部材によって、具現化させることが出来る。ある種の手段が、相互に異なる従属請求項で列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することが出来ないことを示している訳ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
スイッチング電源の従来のブロック図を示す。
【図２】
従来の配された電源供給フィードバック補償制御回路を示す。
【図３】
本発明の原理に従う典型的なパルス幅モジュレータを示す。
【図４】
電圧制御モードで動いている図３に示す典型的なパルス幅モジュレータによって生成される信号波形のタイミングダイアグラムを示す。
【図５】
電流制御モードで動いている図３に示す典型的なパルス幅モジュレータによって生成される信号波形のタイミングダイアグラムを示す。
【図６】
本発明の原則に従って実行される典型的な電圧モード制御回路を示す。
【図７】
本発明の原則に従って実行される典型的な電流モード制御回路を示す。
【符号の説明】
１００  ブースト・スイッチング電源
１５０  コントローラ
２０２  プロセッサ
２０８  通信リンク
２１２  制御レジスタ
２２２  インターフェース
３００  ＰＷＭ
３１１，３１３，３１５  マルチプレクサ／スイッチ
３３０，３３２，３３６ジェネレータ
３３２，３３６，３４６，３５０  パルスジェネレータ
３３４  生成プログラム
３４０，３４８  インバータ
３４１  コンパレータ
６１４，６２２  キャパシタ
６１６  インダクタ
６１８  パワートランジスタ（電源スイッチ）
６２０  ダイオード
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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