【手続補正書】
【提出日】平成30年9月28日(2018.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給電圧と供給コモンとの間に直列に結合されるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチと、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチの接合部と負荷との間に結合される電力インダクタとを有するスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）において電流測定を実施するための方法であって、前記方法は、
タイミングコンデンサを所定の基準電圧まで事前充電するステップと、
パルス幅変調周期が５０％に到達する前に前記ハイサイドスイッチがオンであるとき、第１の一定電流を用いて前記タイミングコンデンサを充電するステップと、
前記パルス幅変調周期が５０％に到達する前に前記ハイサイドスイッチがオフである場合に、前記充電を停止するステップ、または、パルス幅変調周期が５０％に到達しかつ前記ハイサイドスイッチがオンであるとき、前記第１の一定電流を用いて前記タイミングコンデンサを放電するステップと、
前記パルス幅変調周期が５０％に到達しかつ前記ハイサイドスイッチがオフであるとき、第２の一定電流を用いて前記タイミングコンデンサを放電するステップであって、前記第２の一定電流は、前記第１の一定電流の２倍である、ステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、電力インダクタ電流をサンプリングするステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記基準電圧までの前記タイミングコンデンサの前記事前充電は、前記電力インダクタ電流がサンプリングされると実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アナログ／デジタルコンバータを用いて前記電力インダクタ電流サンプルを前記電力インダクタ電流サンプルのデジタル表現に変換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数の電力インダクタ電流サンプルを平均化するステップと、
アナログ／デジタルコンバータを用いて前記複数の電力インダクタ電流サンプルの平均を前記複数の電力インダクタ電流サンプルの平均のデジタル表現に変換するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、
前記ローサイドスイッチと前記供給コモンとの間に電流測定抵抗器を提供するステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記電流測定抵抗器を横断して生じた電圧をサンプリングするステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチは、電力トランジスタである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記電力トランジスタは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、ローサイド金属酸化物半導体電界効果トランジスタを横断して生じた電圧をサンプリングするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、
前記ローサイド金属酸化物半導体電界効果トランジスタに関連付けられるパイロット電界効果トランジスタを提供するステップであって、前記パイロット電界効果トランジスタは、前記電力インダクタを通って流れる前記電力インダクタ電流のごく一部を有する、ステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記パイロット電界効果トランジスタおよび前記ローサイド金属酸化物半導体電界効果トランジスタを横断して生じた電圧をサンプリングするステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、
前記電力インダクタと直列に電流測定抵抗器を提供するステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記電流測定抵抗器を横断して生じた電圧をサンプリングするステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記電力インダクタを横断する電圧をサンプリングするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
所定の閾値電圧は、約ゼロ（０）ボルトである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、サンプル信号を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達するｎ回目毎に、アナログ／デジタルコンバータを用いて電力インダクタ電流サンプルを前記電力インダクタ電流サンプルのデジタル表現に変換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
バックスイッチモード電源において電力インダクタ電流サンプル点を決定するための装置であって、前記装置は、
第１のノードおよび第２のノードを有する一定電流源であって、前記一定電流源の第１のノードは、電圧源に結合される、一定電流源と、
第１のノードおよび第２のノードを有する一定電流シンクであって、前記一定電流シンクは、前記一定電流源の電流値の２倍である、一定電流シンクと、
前記一定電流源の第２のノードと前記一定電流シンクの第１のノードとの間に結合される電流源スイッチと、
前記一定電流シンクの第２のノードと電圧源コモンとの間に結合される電流シンクスイッチと、
前記一定電流シンクの第１のノードと前記電圧源コモンとの間に結合されるタイミングコンデンサと、
所定の基準電圧に結合される第１の入力と、前記タイミングコンデンサに結合される第２の入力と、出力とを有する電圧比較器であって、前記電圧比較器の前記出力は、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧を上回るとき、第１の論理レベルにあり、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に等しいかまたは前記所定の基準電圧を下回るとき、第２の論理レベルにある、電圧比較器と
を備え、
前記装置は、
前記スイッチモード電源からのハイサイドスイッチ信号が第１の論理レベルになると、前記電流源スイッチは、オンになり、かつ、前記一定電流源を前記タイミングコンデンサに結合することであって、それによって、前記タイミングコンデンサ上の電圧は増加する、ことと、
前記スイッチモード電源からのハイサイドスイッチ信号が第２の論理レベルになると、前記電流源スイッチは、オフになり、かつ、前記一定電流源を前記タイミングコンデンサから分離することであって、それによって、前記タイミングコンデンサ上の電圧は同一のままである、ことと、
前記スイッチモード電源からの５０％パルス幅変調周期信号が受信されると、前記電流シンクスイッチは、オンになり、かつ、前記一定電流シンクを前記タイミングコンデンサに結合することであって、それによって、前記タイミングコンデンサ上の電圧は、前記ハイサイドスイッチ信号が前記第２の論理レベルにあるとき、前記タイミングコンデンサ上の電圧が増加したときよりも２倍早く減少し、前記ハイサイドスイッチ信号が前記第１の論理レベルにあるとき、前記タイミングコンデンサ上の電圧は、前記タイミングコンデンサ上の電圧が増加したときと同一の速度で減少する、ことと
を行うように構成される、装置。
【請求項１６】
前記電圧比較器の前記出力が前記第２の論理レベルにあるとき、サンプル信号が生成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記タイミングコンデンサと前記所定の基準電圧との間に結合される電圧等化スイッチをさらに備え、前記サンプル信号が生成されると、前記電圧等化スイッチは、オンになり、かつ、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧と実質的に同一になるように強制する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
電力インダクタ電流のサンプルは、前記サンプル信号が生成されたときに取得される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の装置を備えるマイクロコントローラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
さらに別の実施形態によると、バックスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）において電力インダクタ電流サンプル点を決定するためのマイクロコントローラが、第１のノードおよび第２のノードを有する一定電流源であって、一定電流源の第１のノードは、電圧源に結合され得る、一定電流源と、第１のノードおよび第２のノードを有する一定電流シンクであって、一定電流源の電流値の２倍であり得る、一定電流シンクと、一定電流源の第２のノードと一定電流シンクの第１のノードとの間に結合される電流源スイッチと、一定電流シンクの第２のノードと電圧源コモンとの間に結合される電流シンクスイッチと、一定電流シンクの第１のノードと電圧源コモンとの間に結合されるタイミングコンデンサと、所定の基準電圧に結合される第１の入力とタイミングコンデンサに結合される第２の入力と出力とを有する電圧比較器であって、電圧比較器の出力は、タイミングコンデンサ上の電圧が所定の基準電圧を上回り得るとき、第１の論理レベルにあり得、タイミングコンデンサ上の電圧が所定の基準電圧に等しいかまたは所定の基準電圧を下回り得るとき、第２の論理レベルにあり得る、電圧比較器とを備え得、ＳＭＰＳからのハイサイドスイッチ信号が第１の論理レベルになると、電流源スイッチは、オンになり、かつ、一定電流源をタイミングコンデンサに結合し、それによって、タイミングコンデンサ上の電圧は増加し、ＳＭＰＳからのハイサイドスイッチ信号が第２の論理レベルになると、電流源スイッチは、オフになり、かつ、一定電流源をタイミングコンデンサから分離し、それによって、タイミングコンデンサ上の電圧は、同一のままであり、ＳＭＰＳからの５０％パルス幅変調（ＰＷＭ）周期信号が受信され得ると、電流シンクスイッチは、オンになり、かつ、一定電流シンクをタイミングコンデンサに結合し、それによって、タイミングコンデンサ上の電圧は、ハイサイドスイッチ信号が第２の論理レベルにあり得るとき、タイミングコンデンサ上の電圧が増加したときよりも２倍早く減少し、ハイサイドスイッチ信号が第１の論理レベルにあり得るとき、タイミングコンデンサ上の電圧は、タイミングコンデンサ上の電圧が増加したときと同一の速度で減少する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
供給電圧と供給コモンとの間に直列に結合されるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチと、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチの接合部と負荷との間に結合される電力インダクタとを有するスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）において電流測定を実施するための方法であって、前記方法は、
前記ハイサイドスイッチがオンであるとき、第１の一定電流を用いてタイミングコンデンサを充電するステップと、
パルス幅変調（ＰＷＭ）周期が５０％に到達しかつ前記ハイサイドスイッチがオンであるとき、前記第１の一定電流を用いて前記タイミングコンデンサを放電するステップと、
前記ＰＷＭ周期が５０％に到達しかつ前記ハイサイドスイッチがオフであるとき、第２の一定電流を用いて前記タイミングコンデンサを放電するステップであって、前記第２の一定電流は、前記第１の一定電流の２倍である、ステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が所定の基準電圧に到達すると、電力インダクタ電流をサンプリングするステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記ハイサイドスイッチがオフでありかつ前記ＰＷＭ周期が５０％を下回るとき、前記タイミングコンデンサは、充電または放電されていない、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記電力インダクタ電流がサンプリングされると、前記コンデンサを前記基準電圧まで事前充電するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を用いて前記電力インダクタ電流サンプルを前記電力インダクタ電流サンプルのデジタル表現に変換するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
複数の前記電力インダクタ電流サンプルを平均化するステップと、
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を用いて前記複数の電力インダクタ電流サンプルの平均を前記複数の電力インダクタ電流サンプルの平均のデジタル表現に変換するステップと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、
前記ローサイドスイッチと前記供給コモンとの間に電流測定抵抗器を提供するステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記電流測定抵抗器を横断して生じた電圧をサンプリングするステップと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチは、電力トランジスタである、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記電力トランジスタは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、ローサイドＭＯＳＦＥＴを横断して生じた電圧をサンプリングするステップを含む、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、
前記ローサイドＭＯＳＦＥＴに関連付けられるパイロット電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を提供するステップであって、前記パイロットＦＥＴは、前記電力インダクタを通って流れる前記電力インダクタ電流のごく一部を有する、ステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記パイロットＦＥＴおよび前記ローサイドＭＯＳＦＥＴを横断して生じた電圧をサンプリングするステップと、
を含む、項目８に記載の方法。
（項目１１）
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、
前記電力インダクタと直列に電流測定抵抗器を提供するステップと、
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記電流測定抵抗器を横断して生じた電圧をサンプリングするステップと、
を含む、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記電力インダクタ電流をサンプリングするステップは、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、前記電力インダクタを横断する電圧をサンプリングするステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目１３）
所定の閾値電圧は、約ゼロ（０）ボルトである、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達すると、サンプル信号を生成するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１５）
前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に到達するｎ回目毎に、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を用いて電力インダクタ電流サンプルを前記電力インダクタ電流サンプルのデジタル表現に変換するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１６）
バックスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）において電力インダクタ電流サンプル点を決定するための装置であって、前記装置は、
第１のノードおよび第２のノードを有する一定電流源であって、前記一定電流源の第１のノードは、電圧源に結合される、一定電流源と、
第１のノードおよび第２のノードを有する一定電流シンクであって、前記一定電流シンクは、前記一定電流源の電流値の２倍である、一定電流シンクと、
前記一定電流源の第２のノードと前記一定電流シンクの第１のノードとの間に結合される電流源スイッチと、
前記一定電流シンクの第２のノードと電圧源コモンとの間に結合される電流シンクスイッチと、
前記一定電流シンクの第１のノードと前記電圧源コモンとの間に結合されるタイミングコンデンサと、
所定の基準電圧に結合される第１の入力と、前記タイミングコンデンサに結合される第２の入力と、出力とを有する電圧比較器であって、前記電圧比較器の前記出力は、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧を上回るとき、第１の論理レベルにあり、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧に等しいかまたは前記所定の基準電圧を下回るとき、第２の論理レベルにある、電圧比較器と、
を備え、
前記ＳＭＰＳからのハイサイドスイッチ信号が第１の論理レベルになると、前記電流源スイッチは、オンになり、かつ、前記一定電流源を前記タイミングコンデンサに結合し、それによって、前記タイミングコンデンサ上の電圧は増加し、
前記ＳＭＰＳからのハイサイドスイッチ信号が第２の論理レベルになると、前記電流源スイッチは、オフになり、かつ、前記一定電流源を前記タイミングコンデンサから分離し、それによって、前記タイミングコンデンサ上の電圧は同一のままであり、
前記ＳＭＰＳからの５０％パルス幅変調（ＰＷＭ）周期信号が受信されると、前記電流シンクスイッチは、オンになり、かつ、前記一定電流シンクを前記タイミングコンデンサに結合し、それによって、前記タイミングコンデンサ上の電圧は、前記ハイサイドスイッチ信号が前記第２の論理レベルにあるとき、前記タイミングコンデンサ上の電圧が増加したときよりも２倍早く減少し、前記ハイサイドスイッチ信号が前記第１の論理レベルにあるとき、前記タイミングコンデンサ上の電圧は、前記タイミングコンデンサ上の電圧が増加したときと同一の速度で減少する、装置。
（項目１７）
前記電圧比較器の前記出力が前記第２の論理レベルにあるとき、サンプル信号が生成される、項目１６に記載の装置。
（項目１８）
前記タイミングコンデンサと前記所定の基準電圧との間に結合される電圧等化スイッチをさらに備え、前記サンプル信号が生成されると、前記電圧等化スイッチは、オンになり、かつ、前記タイミングコンデンサ上の電圧が前記所定の基準電圧と実質的に同一になるように強制する、項目１７に記載の装置。
（項目１９）
電力インダクタ電流のサンプルは、前記サンプル信号が生成されたときに取得される、項目１８に記載の装置。
（項目２０）
項目１６に記載の装置を備える、マイクロコントローラ。