(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ないし複数の除去可能な一部を有するプリント回路ボードと、
このプリント回路ボード上に完全に組み立てられた電気回路と
を備え、
前記電気回路は、電源のスイッチングレギュレータを含み、
前記電気回路は、プリント回路ボード上の１ないし複数のコンポーネントに結合された１ないし複数の電気的接続を含み、
前記プリント回路ボードの１ないし複数の除去可能な一部は、その上に配置された前記１ないし複数の電気的接続を有し、
前記電気回路が完全に組み立てられた後に前記プリント回路ボードの前記１ないし複数の除去可能な一部が除去されて、前記１ないし複数の電気的接続をそれぞれ開いて、前記電気回路が完全に組み立てられた後に前記電源のスイッチングレギュレータの電気的パラメータを調整する
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記プリント回路ボードの１ないし複数の除去可能な一部が除去されて前記１ないし複数の電気的接続が開かれる前記プリント回路ボード上に位置する１ないし複数のスロットをさらに備える
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記プリント回路ボードの１ないし複数の除去可能な一部が除去されて前記１ないし複数の電気的接続が開かれる前記プリント回路ボード上に位置する１ないし複数の穴をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記プリント回路ボードの１ないし複数の除去可能な一部は、前記プリント回路ボードから除去されて前記１ないし複数の電気的接続それぞれを除去するのに適している
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記１ないし複数の電気的接続は、前記プリント回路ボードの上の１ないし複数のコンポーネントに結合される金属トレースを構成する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記電気回路は、開かれた前記１ないし複数の電気的接続に反応する周波数調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記電気回路は、開かれた前記１ないし複数の電気的接続に反応するスイッチング周波数調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記電気回路は、開かれた前記１ないし複数の電気的接続に反応する電流リミット調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記電気回路は、スイッチ・モードの電源回路に含まれる電源スイッチの電流リミットを調整するための開かれた前記１ないし複数の電気的接続に反応する電流リミット調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記電気回路は、開かれた前記１ないし複数の電気的接続に反応するレギュレーション電流しきい値調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記電気回路は、スイッチ・モードの電源回路の電圧出力を制御するレギュレーション電流しきい値を調整するための開かれた前記１ないし複数の電気的接続に反応するレギュレーション電流しきい値調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記電気回路は、スイッチ・モードの電源回路のデューティ・サイクル制御の開始を決定するレギュレーション電流しきい値を調整するための開かれた前記１ないし複数の電気的接続に応答するレギュレーション電流しきい値調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記電気回路は、スイッチ・モードの電源回路の電圧出力を調整するための開かれた前記１ないし複数の電気的接続に応答する電圧出力調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記電気回路は、スイッチ・モードの電源回路の出力特性を調整するための開かれた前記１ないし複数の電気的接続に応答する出力特性調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全体として電気回路に関し、より詳細を述べれば、本発明は電気回路のトリミングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路の製造においては、製造許容差の補償を行うために、回路の組み立て後の回路動作のトリミングが望ましいことが少なからずある。最終的なアッセンブリにおける電気的パラメータのトリミングを達成する周知のテクニックとしては、回路を追加するトリミング用ポテンショメータを利用することが挙げられるが、（機械的／熱的応力の下に）安定を欠く傾向にあり、また調整するのに人手を必要とする。それとは別に、ワイヤ・リンク（ジャンパ）を使用し、あるいはプリント回路ボード上に抵抗を取り付け、その後、回路パラメータをトリミングするためにそれを切り離す（またはクリッピングし）ことを行うテクニックがある。これらのテクニックは、トリミングを提供するために人手を必要とすることが多く、また電気回路に対するコンポーネントの追加を必要とすることからコストが増加し、かつ複雑になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
周知の電源は、電源の出力電圧および／または電流を検出して、フィードバック信号を与える。このフィードバック信号は、その後スイッチング・レギュレータによって使用されて出力の特性が正確に制御される。通常、この種の電源は、出力電圧および電流の直接検出を使用する。そのほかの構成として、出力の間接検出を使用するものがあり、その際、トランスの巻き線が使用されて出力に関する情報が導かれる。間接検出はいくつかの回路を除外できることから、場合によっては魅力的である。しかしながら、間接検出テクニックは、通常、トランスの製造許容差等の他のファクタによってフィードバック情報が影響を受けるため、電圧ならびに電流のレギュレーション精度が劣るという問題を抱えることになり、その改善は困難であり、かつ費用の増加も招く。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
電気回路のトリミング方法を開示する。本発明の１つの側面によれば、トリミング方法は、プリント回路ボードへの電気回路の１つないしは複数のコンポーネントの組み立てを含む。そのボードは、１つないしは複数のコンポーネントに結合される１つないしは複数の電気的接続を備えている。そして、電気回路の電気的パラメータのトリミングが行われる。この電気回路の電気的パラメータのトリミングは、プリント回路ボードの一部を除去し、当該プリント回路ボード上の電気的接続を開くことが含まれる。このほかの本発明の特徴ならびに利点については、以下に示す詳細な説明、図面および特許請求の範囲から明らかなものとなろう。
【０００５】
本発明については、例示を目的として図面内に詳細な図解が行われているが、これは添付図面に本発明が限定されることを意味してはいない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
電源レギュレータ等の電気回路のトリミングを行うための装置および方法の実施形態を開示する。以下の説明においては、本発明の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら、当業者であれば、これらの具体的な詳細を必ずしも用いなくても本発明が実施可能であることを理解できるであろう。なお、周知の材料ないし方法については、本発明の不明瞭化を防止するために説明が省略されている。
【０００７】
この明細書を通じて使用されている「一実施形態」もしくは「１つの実施形態」という表現は、当該実施形態に関連して述べられている特定の特徴や構造、特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、この明細書の随所に現れる「一実施形態において」あるいは「１つの実施形態において」という表現は、必ずしもそのすべてが同一の実施形態を参照しているわけではない。さらに、特定の特徴や構造、特性が、任意の適切な方法で組み合わされ、１ないしは複数の実施形態に用いられることもある。
【０００８】
概略を述べれば、本発明の実施形態は、追加のコンポーネントを必要とすることなく組み立て後の電気回路の自動化されたトリミング能力を提供するいくつかのテクニックを紹介している。つまり、電気回路のパラメータ自体が本発明の教示に従ってトリミングされ、回路製造に対するコストの追加を招くことはない。一実施形態においては、スイッチング電源の出力特性を、電源回路の組み立て完了後にスイッチング・レギュレータの固有パラメータのトリミングを行うことによって調整することが可能になる。このテクニックは、出力の直接検出を必要とせずに電源の出力特性を正確に設定するために行う製造許容差の補償に使用することができる。パラメータをトリミングすることによって、出力電流ならびに電圧特性を容易に制御できる。
【０００９】
詳細については後述するが、トリミングは、本発明の教示に従った機械的もしくは電気的テクニックのいずれによっても達成可能である。たとえば機械的なトリミングの場合であれば、たとえばプリント回路ボードのソーイング(sawing)、ニブリング(nibbling)、あるいはパンチング(punching)を用いた当該プリント回路ボード上の金属トレースの切断によって達成することができる。電気的なトリミングの場合であれば、たとえば、ツェナー・ザッピング（アンチ−フューズ）またはメタル・ザッピング（フューズ）等の標準プログラミング・テクニックを使用し、電気回路内のパラメータをトリミングする特定の電圧および電流の組み合わせを適用することによって達成することができる。
【００１０】
説明を目的とするため、ここでは、電源レギュレータまたはスイッチング電源のトリミングに関する特定の実施形態が詳細に説明されており、たとえばスイッチング電源の出力電圧および／または電流等の電気的パラメータの調整が行われていることに注意が必要である。しかしながら、ここに説明されている新しいトリミング・テクニックは、本発明の教示に従ってそのほかの電気回路テクノロジにも適用され得ることを認識するべきである。
【００１１】
一実施形態においては、完全な電源回路が組み立てられた後に電源回路のトリミングが実施される。その結果として、すべての回路コンポーネントの製造許容差を、１ないしは複数の電気的パラメータのトリミングによって組み立て後に補償することが可能になる。したがって、トリミングを行う前に出力特性を測定することができる。出力特性を知れば、トリミング方法を決定し、出力電圧もしくは電流をより厳格な限界内に設定するために適切な調整を行うことができる。
【００１２】
本発明の実施形態は、出力の直接検出を必要とすることなく正確な電源の出力特性を維持することを可能にする。つまり、本発明の一実施形態は、出力電圧ならびに電流の間接検出が使用でき、しかも通常は直接検出テクニックとより密に関係付けされる精度を維持することができるようなスイッチング・レギュレータのトリミングを行うテクニックを提供する。このタイプの間接検出を使用する場合には、ほかの回路コンポーネント、たとえばトランス等の製造許容差によって電源が影響を受け、通常は出力電流ならびに電圧における厳格な許容差を達成することが不可能になる。一実施形態においては、改善された出力電圧もしくは電流の精度が、電源の組み立てが完了した後にスイッチング・レギュレータのトリミングを行うことによって実現される。このトリミングは、出力電圧もしくは電流のいずれの調整にも使用することができる。
【００１３】
要約すると、本発明の実施形態は、最終的な電源回路の組み立てが完了した後における回路のトリミングを行うためのいくつかの新しいテクニックを紹介している。これは、電源回路を最終的な形でテストし、かつ特定の電源回路における実際の出力特性に応じてトリミングを実施することができる。
【００１４】
例示のために、図１〜３に機械的トリミングを使用する本発明の実施形態をいくつか示した。図１を参照すると、トレース１０３、１０５、１０７、および１０９を含むプリント回路ボード１０１が示されている。トレース１０３は、開かれていないトレースである。トレース１０５は、プリント回路ボード１０１内の開かれたトレース・スロット１１１の部位において開かれている。一実施形態においては、開かれたトレース・スロット１１１が、プリント回路ボード１０１のエッジからのカッティング、またはソーイング等によって形成される。トレース１０７は、プリント回路ボード１０１内のニブル・位置１１３において開かれている。図示されているように、プリント回路ボード１０１には、プリント回路ボード１０１のエッジのニブル・位置１１３においてニブリングが施されている。トレース１０９は、プリント回路ボード１０１内の開かれたトレース・パンチ・ホール１１５において開かれている。
【００１５】
図２は、本発明の教示に従った、プリント回路ボード上のトレースを開くためにプリント回路ボードの一部を折り取る例を示した１つの実施形態である。より詳細に見ると、図２には、トレース２０３および２０５を含むプリント回路ボード２０１が示されている。図示の実施形態に示されるように、プリント回路ボード２０１は、トレース２０３の一部を含む破壊容易部分２０７を含んでおり、その部分は、折り取ってトレース２０３を開くように設計されている。これに図示されているように、プリント回路ボード２０１の、トレース２０５の一部を含んでいた破壊容易部分が位置２０９において折り取られており、トレース２０５が開かれている。
【００１６】
図３は、本発明の教示に従ってプリント回路ボード上のトレースを開くためにプリント回路ボードにパンチ・ホールを形成する例を示した１つの実施形態である。より詳細にみると、図３には、トレース３０３および３０５を含むプリント回路ボード３０１が示されている。図示の実施形態に示されるように、プリント回路ボード３０１は、トレース３０３の一部を含む破壊容易ホールの部分３０７を含んでおり、その部分は、折り取ってトレース３０３を開くように設計されている。これに図示されているように、プリント回路ボード３０１のトレース３０５の一部を含んでいた破壊容易ホールの部分が位置３０９で折り取られており、トレース３０５が開かれている。
【００１７】
図４以下は、１ないしは複数のトリム・ピンを伴う電源スイッチング・レギュレータの電気回路レイアウトにおける、本発明の教示に従ったトリミング・テクニックの一実施形態を示している。より詳細を述べれば、図４は、プリント回路ボード４０１を示しており、そのプリント回路ボードは、トレース４０３とその上に取り付けられた、あるいはその上に組み立てられた電気回路チップ４０５を含んでいる。一実施形態においては、トレース４０３を金属トレースもしくはそのほかの適切な導電材料を含むトレースとし、電気回路チップ４０５を電源レギュレータ・チップとする。図示の実施形態に示されるように、トレース４０３は、チップ４０５の電気回路トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４からプリント回路ボード４０１のエッジに向かってルーティングされている。これによって、トリミング・プロセスの間に、必要に応じてプリント回路ボード４０１のエッジでスロット４０５等のカッティングを行い、トレース４０３を開くことができる。図４に例示した実施形態においては、トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に１ないしは複数のソース端子Ｓに結合されており、プリント回路ボードのカット、折り取り、ニブリング等が行われてトレース４０３が開かれない限りは、それが、たとえばグラウンド電圧に結合されている。一実施形態においては、チップ４０５がプリント回路ボード４０１上に取り付けられ、あるいはその上に組み立てられて回路の組み立てが行われた後に、希望に応じてトレース４０３を開き、所望のトリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のいずれか又はそれらが接続されたものからグラウンドへの接続を開くことによって、チップ４０５の電気的パラメータのトリミングが行われる。つまり、本発明の教示に従って、トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のいずれか又はそれらが接続されたもののいずれかをグラウンドから切り離すかに応じて、離散的に増加するトリミングを実施することができる。
【００１８】
図５は、本発明の教示に従ったトリミング・テクニックを採用したスイッチング・レギュレータまたは電源レギュレータ５０５の一実施形態を示したブロック図である。一実施形態においては、電源レギュレータ５０５がモノリシック・チップとして製造される。これに図示されているように、電源レギュレータは、ドレイン端子５０７とソース端子５０９の間に結合されたパワー・スイッチ５１３を含む。パワー・スイッチ５１３は、発振器・制御回路５１５によって制御される。一実施形態においては、スタートアップ回路５１７がドレイン端子５０７や制御入力端子５１１、発振器・制御回路５１５に結合されている。一実施形態においては、電流制限回路が発振器・制御回路５１５に接続されるとともに、パワー・スイッチ５１３の両端、すなわちドレイン端子５０７とソース端子５０９の間に結合されている。一実施形態においては、制御入力端子５１１、ソース端子５０９、発振器・制御回路５１５に電流センサが結合される。
【００１９】
図５に示されているように、電源レギュレータ５０５は、電気端子５０７と５０９の間に結合されているパワー・スイッチ５１３を含む。一実施形態においてはパワー・スイッチ５１３が酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を含む。一実施形態においては、パワー・スイッチ５１３がｎ−チャンネルＭＯＳＦＥＴを含み、そのドレインが端子５０７に、ソースが端子５０９に接続されている。一実施形態においては、端子５０７が正の入力電源レールに結合される形で構成され、端子５０９が電源のエネルギ伝達エレメントに結合される形で構成される。
【００２０】
図示の実施形態に示されているように、電源レギュレータ５０５は、さらに制御入力端子５１１を通して電流を受け取る電流センサ５２１を含む。一実施形態においては、制御入力端子５１１を介して受け取った電流は、電源レギュレータ５０５が結合されてレギュレーションを行う電源のエネルギ伝達エレメントから反射された電圧に対応している。一実施形態においては、制御入力端子５１１を介して受け取った電流に応じてパワー・スイッチ５１３のスイッチングが行われる。それに加えて一実施形態においては、電流センサ５２１によって制御入力端子５１１と端子５０９の間に低インピーダンス接続が提供される。一実施形態においては、電流センサ５２１およびパワー・スイッチ５１３に制御回路５１５が結合されている。制御回路５１５自体は、制御入力端子５１１を介して受け取る電流に応じて、パワー・スイッチ５１３のスイッチングを制御する。
【００２１】
一実施形態においては、発振器・制御回路５１５が電圧モードまたは電流モードのパルス幅変調（ＰＷＭ）レギュレータ等を含み、パワー・スイッチ５１３のスイッチングを制御する。別の実施形態においては、制御回路５１５がオン／オフ制御回路、もしくは可変周波数回路、あるいはサイクル・スキップ回路等を含み、パワー・スイッチ５１３のスイッチングを制御する。
【００２２】
一実施形態においては、電流制限回路５１９が、パワー・スイッチ５１３がオン状態のとき、そのドレイン−ソース電圧をモニタすることによってパワー・スイッチ５１３を流れる電流をモニタする。一実施形態においては、電流検出抵抗としてパワー・スイッチ５１３のオン抵抗が使用される。一実施形態では、パワー・スイッチ５１３を流れる電流が電流リミットに到達すると、パワー・スイッチ５１３を通って流れる電流がその電流リミットを超えないように発振器・制御回路５１５がパワー・スイッチ５１３のスイッチングを調整する。
【００２３】
一実施形態においては、制御入力端子５１１を介して受け取られる反射電圧を表す電流が電流センサ５２１によって検出されたとき、それに応じて電流制限回路５１９によって決定されるパワー・スイッチ５１３の電流リミットが調整される。たとえば、一実施形態の電流リミットは、電源のスタートアップの間の低い値から、レギュレーション電流しきい値の高い値まで調整が行われる。
【００２４】
一実施形態においては、スタートアップ後に電源レギュレータ５０５の回路への電力供給に使用されるバイアス電流が、制御入力端子５１１を介して受け取られるように結合される。一実施形態においては、制御入力端子５１１とソース端子５０９の間にキャパシタが結合される構成となる。一実施形態においては、制御入力端子５１１とソース端子５０９の間に結合されるように配置されたキャパシタが、スタートアップ回路５１７によりスタートアップしている間の電流で充電される。
【００２５】
図５の実施形態に示されるように、電源レギュレータ５０５は、１ないしは複数のトリム端子、たとえば初期状態においてはトリム・ブロック５２３に結合されているＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を含んでいる。一実施形態においては、トリム・ブロック５２３が、トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４や、電流制限回路５１９、発振器・制御回路５１５、電流センサ５２１に結合されるセンス回路５２５を含む。一実施形態においては、センス回路５２５が、それぞれのトリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のいずれか又はそれらが接続されたものからある電圧、たとえばグラウンド等へのインピーダンスを検出する回路を含む。
【００２６】
一実施形態においては、トリム・ブロック５２３が内部的に使用されて、トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４から検出されたインピーダンスに応じて電源レギュレータ５０５の１ないしは複数の電気的パラメータが調整される。図５に示されるように、センス回路５２５の一実施形態が、電流制限回路５１９、発振器・制御回路５１５、および電流センサ５２１に結合されて、電流制限回路５１９、発振器・制御回路５１５、電流センサ５２１に関連付けされる電気的パラメータを本発明の教示に従ってトリミングする。たとえば一実施形態においては、トリム・ブロック５２３を使用して、制御入力端子５１１に関連付けされた１ないしは複数のレギュレーション電流しきい値、電流制限回路５１９内の電流リミット、発振器・制御回路５１５内の周波数などのトリミングが行われる。一実施形態においては、たとえば前述したような機械的なトリミングを使用し、電源レギュレータ５０５が取り付けられるプリント回路ボード上のトレースを開くことによって、１ないしは複数の電気的パラメータのトリミングが行われるようにトリム・ブロック５２３が設計されている。一実施形態においては、電源の組み立てが完了した後にトレースが開かれる。
【００２７】
あるいは、別の実施形態においては、電気的なトリミング・テクニックを使用して電源レギュレータ５０５のトリミングを行うことができる。一実施形態においては、たとえば電源レギュレータ５０５内に含まれるフューズ、アンチ−フューズ等をプログラミングすることによって電気的パラメータのトリミングが行われる。例証のため、電源レギュレータ５０５のトリミングが機械的にではなく電気的に行われる例とする１つの実施形態においては、ツェナー・ザッピングの使用によってトリミングが達成される。その種の実施形態においては、電源レギュレータ５０５が、たとえば各トリム端子に結合される個別の電流源および個別のツェナー・ダイオードを含む。たとえば、図５の実施形態に示されているように、トリム端子Ｔ１には電流源５２７とツェナー・ダイオード５３５が結合され、トリム端子Ｔ２には電流源５２９とツェナー・ダイオード５３７が結合され、トリム端子Ｔ３には電流源５３１とツェナー・ダイオード５３９が結合され、トリム端子Ｔ４には電流源５３３とツェナー・ダイオード５４１が結合されている。
【００２８】
本発明の教示に従って電気的なトリミングを採用した一実施形態においては、たとえばツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１等のツェナー・ダイオードが、ザッピングまたはプログラミングが行われる前であれば、回路共通またはグラウンドに対して高インピーダンスを示し、したがって上述した機械的スキームの開回路に等価となる。また一実施形態においては、たとえば電流源５２７、５２９、５３１、５３３等の電流源がそれぞれのツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１のカソードに結合されてプル・アップを提供し、ザッピングまたはプログラミング前のツェナー電圧の信頼性のある検出を提供する。
【００２９】
ツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１のザッピングが正しく行われると、それが回路共通（ソース端子５０９）に対して低インピーダンスとなり、したがって上述した機械的スキームにおける回路共通（ソース端子５０９）に対する短絡回路に等価となる。一実施形態においては、ザッピング自体は、ツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１の特性に従って実施される。一実施形態においては、対応するツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１のザッピングに充分な所定期間にわたって対応するトリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に内部ツェナー電圧を超える固定電流が加えられる。別の実施形態においては、既知の値の外部キャパシタ（図示せず）が既知の電圧に充電されて、既知のエネルギ・ソースを提供する。対応するトリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に印加されると、外部キャパシタが放電し、それに蓄積されていたエネルギがそれぞれのツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１内で消費されることから、対応する内部ツェナー・ダイオード５３５、５３７、５３９、５４１がザッピングされる。
【００３０】
図６は、本発明の教示に従った電源６０１の一実施形態を示した回路図である。電源６０１は、図５で説明した電源レギュレータ５０５に類似の電源レギュレータ６２１を含んでいる。図５の実施形態に示したように、電源レギュレータ６２１は、１ないしは複数のトリム端子Ｔ１、．．．４、ドレイン端子６２３、ソース端子６２９、制御入力端子６２５を含む。一実施形態においては、これらの端子の作用は図５の対応する端子に関連した説明と類似している。一実施形態においては、図６の、スタートアップ・エネルギの蓄積およびバイパスの提供のために端子６２５と６２９の間に結合されたキャパシタ６３１が図５の関連で説明した「外部キャパシタ」に対応している。一実施形態においては、キャパシタ６３１が、電源６０１用の制御ループ補償も行っている。別の実施形態においては、電源レギュレータ６２１の回路に電力を供給するバイアス電流をドレイン端子６２３から導くことができる。この実施形態においては、独立のバイアス供給電気端子（図示せず）とソース端子６２９の間に、エネルギの蓄積および高周波バイパスのためのキャパシタが結合されてもよい。
【００３１】
次に、図６における電源レギュレータ６２１として図５の電源レギュレータ５０５と類似の電源レギュレータを採用した電源６０１の実施形態の動作について説明する。この例示に関しては、電源レギュレータ６２１の端子６２３、６２５、６２９が、電源レギュレータ５０５の端子５０７、５１１、５０９にそれぞれ対応するものとする。一実施形態においては、交流（ＡＣ）電圧がＡＣ入力６０３に印加される。一実施形態においては、ＡＣ入力６０３に印加されるＡＣ電圧は８５〜２６５ボルトである。このＡＣ電圧を整流回路が受け取り、整流後のその電圧をエネルギ伝達エレメント６４５の１次巻き線６６１および電源レギュレータ６２１のドレイン端子６２３に印加する。レギュレーション後の直流（ＤＣ）電圧は、ＤＣ出力６５５において得られる。
【００３２】
図５および６をともに参照する。電源６０１のパワーアップ時、またはスタートアップ期間の開始時に、一実施形態においては、スタートアップ回路５１７が端子６２３と制御入力端子６２５の間に電流を供給するように結合され、スタートアップ条件の持続する間に、電源レギュレータ６２１に対する電力の供給に使用されるバイアス電流の提供に充分な電圧までキャパシタ６３１を充電する。一実施形態においては、スタートアップ回路５１７内に含まれている電流源（図示せず）が動作し、端子６２３から電流を引き出し、制御入力端子６２５を介してキャパシタ６３１を充電する。キャパシタ６３１が充分に充電された後、スタートアップ回路５１７内の電流源が不動作状態となる。キャパシタ６３１内における電圧が充分な値に達すると、一実施形態においては、キャパシタ６３１内に蓄積されたエネルギが使用され、電源６０１のスタートアップを完了できる充分な長さにわたって電源レギュレータ６２１が作動する。
【００３３】
別の実施形態においては、たとえばキャパシタ６３１等のスタートアップ・エネルギ蓄積用キャパシタに接続するための追加の端子（図示せず）を含んでいてもよい。その実施形態では、上記に代えて、スタートアップの間、およびスタートアップ後の正常動作の間において、電源レギュレータ６２１に電力を供給するために使用されるバイアス電流を端子６２３から導くことができる。いずれの場合においても、追加の端子に結合されたキャパシタが、高周波バイパスとしての機能も果たすことができる。
【００３４】
電源６０１のスタートアップの間は、制御入力端子６２５を介して受け取る、エネルギ伝達エレメント６４５の１次巻き線６６１からの反射電圧Ｖ１  ６５７を表す電流が実質的にゼロになる。この反射電圧Ｖ１  ６５７は、パワー・スイッチ５３１がオフであり、出力にエネルギが引き渡されているときに１次巻き線の両端に現れる電圧である。この時点において、一実施形態の電流制限回路５１９と発振器・制御回路５１５が、パワー・スイッチ５１３を切り替えるように結合され、その結果、限られた量の電力をエネルギ伝達エレメント６４５の２次巻き線６６３に伝え、出力キャパシタ６５１を充電し、反射電圧Ｖ１  ６５７が充分に大きくなってキャパシタ６３７を充電し、抵抗６３９を介して制御入力端子６２５に電流をドライブする結果となる。
【００３５】
一実施形態においては、スタートアップの後、抵抗６３９を介してドライブされる電流が、電源レギュレータ６２１に電力を供給するために使用されるバイアス電流の供給にも使用される。一実施形態においては、抵抗６３９を介してドライブされてバイアス電流の供給に使用される電流に、パワー・スイッチ５１３がオフに切り替えられるときに１次巻き線６６１の両端に発生する誘導漏れ電圧のスパイクから結果的にもたらされる電流も含まれる。ここで認識されることは、スイッチ・モードの電源が、漏れインダクタンスによって発生されるエネルギを単純に散逸させることが多いということである。つまり、電源６０１においては、漏れインダクタンスからのエネルギの一部が電源レギュレータ６２１に電力を供給するために使用されることから、周知のスイッチ・モードの電源に比べて高い効率を有することになる。それに加えて、しばしば周知のスイッチ・モードの電源において必要とされるバイアス供給電流を提供するための、エネルギ伝達エレメント６４５上の独立したバイアス巻き線が不要になる。このように、電源６０１は、周知のスイッチ・モードの電源に比べて少ないコンポーネントを用いて動作し、それがコストを下げることにもなる。
【００３６】
一実施形態においては、抵抗６３９を介して制御入力端子６２５にドライブされる反射電圧Ｖ１  ６５７を表す電流が増加すると、電源レギュレータ６２１がＤＣ出力６５５に引き渡される電力レベルを増加するように結合され、その結果、実質的に一定の電流がＤＣ出力６５５によって供給される。しかも、この電流はＤＣ出力６５５の間の電圧とは実質的に独立している。一実施形態においては、ＤＣ出力６５５に引き渡される電力レベルが、パワー・スイッチ５１３の電流制限回路５１９によって決定される電流リミットを変更することによって、抵抗６３９を通る電流の関数としてスタートアップ時の低い電圧から、レギュレーション電流しきい値における高い電圧まで変更される。
【００３７】
一実施形態においては、抵抗６３９を介してドライブされる反射電圧Ｖ１  ６５７を表す電流がレギュレーション電流しきい値に到達すると、電源レギュレータ６２１がパワー・スイッチ５１３によって引き渡される電力を下げ、その結果、反射電圧Ｖ１  ６５７がこのレベルと極めて近いレベルに維持され、それが電流を、抵抗６３９を通るレギュレーション電流しきい値とほぼ等しくドライブする。したがって、出力電圧Ｖ２  ６５９が、エネルギ伝達エレメント６４５の巻き線比、レギュレーション電流しきい値および抵抗６３９の値に基づく反射電圧Ｖ１  ６５７に関連する電圧に維持される。
【００３８】
ここで注意したいことは、図６の６１０がトリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とソース端子６２９の間における物理的なトリム接続を伴って図示されており、前述の機械的なトリミング・テクニックの使用が可能になっていることである。しかしながら、別の実施形態においては、前述のようにピンＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を介して電気的なトリミングを受け付けるように電源レギュレータ６２１を設計することもできる。
【００３９】
図７は、本発明の教示に従ったいくつかの電源の実施形態における出力電流と出力電圧の関係を示したグラフ７０１である。図７の曲線７０３に示されるように、本発明の教示に従った一実施形態の電源は、実質的な定出力電流／定出力電圧特性を示す。つまり、出力負荷の増加があっても、出力電流が出力電流しきい値に達するまでは、出力電圧が実質的に一定に維持される。さらに出力負荷が増加すると、出力電流が実質的に一定にとどまり、出力電圧が降下する。ここで、本発明の一実施形態の定出力電流／定出力電圧特性がバッテリ・チャージャ等への応用に適していることが認識されるであろう。
【００４０】
一実施形態においては、本発明の教示に従った電源レギュレータのトリミングを行うことによって、出力電流と出力電圧の関係を調整することができる。一実施形態においては、電源レギュレータの制御入力端子電流検出のトリミングにより、参照番号７０９として示されるような形で出力電圧が調整される。一実施形態においては、電源レギュレータのオシレータ周波数もしくはドレイン電流リミットのいずれかをトリミングすることによって、参照番号７１１として示されるような形で出力電流が調整される。
【００４１】
一実施形態においては、曲線７０５によって示されるように、本発明の教示に従った電源の一実施形態が、特定の電圧レベルより低いときに電流が増加することを除いては、実質的な定出力電流／定出力電圧特性を有する。さらに別の実施形態においては、曲線７０７によって示されるように、本発明の教示に従った電源の別の実施形態が、特定の電圧レベルより低いときに電流が減少することを除いて、実質的な定出力電流／定出力電圧特性を有する。一実施形態においては、制御入力端子５１１で受け取った電流がレギュレーション電流しきい値に到達したことが電流センサ５２１によって検出されたとき、図５に示した制御回路５１５が、パワー・スイッチ５１３のデューティ・サイクルを下げることによって出力電圧を一定に制御する。一実施形態においては、電流センサ５２１によって検出された、レギュレーション電流しきい値より上側の電流における比較的わずかな変化に対して、制御回路５１５によってパワー・スイッチ５１３に比較的大きなデューティ・サイクルの変更がもたらされことによって、電源レギュレータ５０５によって実質的に正確にレギュレーションされる。結果的に、本発明の一実施形態においては、制御入力端子５１１を介して受け取られた電流が、レギュレーション電流しきい値近傍で実質的に一定に維持される。
【００４２】
一実施形態においては、図７の曲線７０３によって示される一定出力電圧値が、所定のレギュレーション電流しきい値の電流値に関して、図６における抵抗６３９の値とエネルギ伝達エレメント６４５のトランスの巻き線比とによって決定される。一実施形態においては、図７の曲線７０３によって示される一定出力電流値が、レギュレーション電流しきい値におけるパワー・スイッチ５１３の電流リミット、エネルギ伝達エレメント６４５のトランスの巻き線比、さらには１次巻き線６６１のインダクタンスによって決定される。ここで、エネルギ伝達エレメント６４５のトランスの巻き線比と１次インダクタンスや抵抗６３９の値を適正に選択することによって、電源レギュレータ６２１の電力範囲内において、出力電圧と一定電流値の任意の組み合わせが選択可能になることが認識される。
【００４３】
このように、一実施形態においては、定出力電圧／定出力電流特性が、反射電圧Ｖ１  ６５７の検出を通じて、電源６０１によって与えられる。ここに図示した実施形態においては、本発明を説明するためにフライバック・コンバータ電源が示されている。しかしながら、たとえばエネルギ伝達エレメントにインダクタを使用する、たとえば非絶縁バック・コンバータ電源等の別の電源構成を本発明の教示に従って使用できることも理解できるであろう。非絶縁バック・コンバータ電源に使用されるインダクタが有する単一の巻き線が入力ならびに出力の両方に結合されることから、等価巻き線比が１に等しくなり、かつ反射電圧が出力電圧に同一となる。
【００４４】
たとえば図５に示されるようなスイッチング・レギュレータのブロック図を使用する電源の一実施形態においては、ピンＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のトリミングを使用し、電源レギュレータの（電流センサ５２１の）スイッチング周波数又はレギュレーション電流しきい値電流、あるいは電源レギュレータ５０５の（パワー・スイッチ５１３）の電流リミットのいずれかのトリミングを行って電源の出力特性に影響を与えることができる。
【００４５】
したがって、ＤＣ出力６５５におけるＶOUT のレギュレーション後の値は、１ないしは複数のトリム端子（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）を使用し、制御入力端子６２５に流れ込む電流ＩC のレギュレーション電流しきい値を調整することによって調整することができる。しきい値は、トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を使用して、より高く設定し（電流ＩC のレギュレーション電流しきい値を増加、したがってＶOUTを増加し）あるいはより低く設定する（電流ＩCのレギュレーション電流しきい値を減少、したがってＶOUTを減少する）ことができる。
【００４６】
一実施形態においては、図６に示した電源６０１が不連続モードもしくは連続モードのいずれにおいても動作することができる。不連続モードの動作においては、電源６０１の最大出力電力が次式によって表される。
最大出力電力＝１／２Ｌ・ＩPK2・ｆ・η              式１
上記中、Ｌは図６におけるエネルギ伝達エレメント６４５の１次インダクタンス、ＩPKは電源レギュレータ６２１のピークの１次電流リミット、ｆは電源レギュレータ６２１の動作周波数、ηは電源６０１の効率である。
【００４７】
それに加えて、
最大出力電力＝ＶOUT・ＩOUTMAX                    式２
である。上記ＶOUTをこの電源のＤＣ出力電圧、ＩOUTMAXをこの電源の最大ＤＣ出力電流とする。
【００４８】
つまり、式１および２を組み合わせることによって次式が導かれる。
ＶOUT・ＩOUTMAX＝１／２Ｌ・ＩPK2・ｆ・η        式３
【００４９】
この式３からわかることは、前述のように電源レギュレータによってＶOUT が実質的に一定となるようにＶOUT のレギュレーションが行われる場合には、電源レギュレータの電流リミットまたは動作周波数のいずれかを変化させることが、電源の最大ＤＣ出力電流を調整することになるということである。本発明の一実施形態におけるこれらの側面は、図７に図示されている。
【００５０】
したがって、電源の出力特性は：（１）ＶOUT の調整を行うのであればレギュレーション電流しきい値ＩCのトリミングを；また（２）ＩOUTの調整を行うのであれば電源レギュレータの電流リミットまたは動作周波数のいずれかのトリミングを行うことによって調整することができる。
【００５１】
一実施形態においては、電源が、ピーク電力出力において連続動作モードで動作するべく設計されている場合には、式１および３の関係を通じ、周知のテクニックに従って同じ変量のトリミングを行うことができる。
【００５２】
上記のようにトリミングを適用することによって、出力特性を図７に示すように調整することができる。一実施形態においては、トリム端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が、それぞれ約４、８、１６％の重み付けを伴って電源レギュレータの動作周波数の調整に使用され、それが電源のピークの出力電力を制御する。一実施形態においては、トリム端子Ｔ４が、約７．５％の、電源レギュレータのレギュレーション電流しきい値ＩC のトリミングに使用され、それが電源の出力電圧を制御する。
【００５３】
以上の詳細な説明においては、本発明の方法ならびに装置について、それらの例として示した特定の実施形態に関連して説明してきた。しかしながら、本発明の範囲ならびに精神はそれよりも広く、それから逸脱することなしにそれらに対する各種の修正および変更が可能であることは明らかであろう。したがって、この明細書ならびに図面は、限定としてではなく、例証として考慮されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示に従った、スロット、ニブル、またはパンチ・ホールを使用し、金属のプリント回路ボード・トレースを開く一実施形態を示した概要図である。
【図２】本発明の教示に従った、金属のプリント回路ボード上のトレースを開くためにプリント回路ボードの一部を折り取る一実施形態を示した概要図である。
【図３】本発明の教示に従った、パンチングを使用してプリント回路ボードの一部を除去し、金属のプリント回路ボード・トレースを開く一実施形態を示した概要図である。
【図４】本発明の教示に従った、複数のトリム・ピンを有する電気回路を伴う一実施形態を示した概要図である。
【図５】本発明の教示に従った、電源レギュレータの一実施形態を示したブロック図である。
【図６】本発明の教示に従った、電源レギュレータの一実施形態を含む電源回路の一実施形態を示した回路図である。
【図７】本発明の教示に従った、各種のトリミング・オプションを用いた出力特性の調整の一実施形態を示した概要図である。
【符号の説明】
１０１  プリント回路ボード、１０３ないし１０９  トレース、１１１  スロット、１１３  ニブル、１１５  パンチホール
【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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