JP2002078228A - バッファバッテリィ電力供給システム - Google Patents
バッファバッテリィ電力供給システムInfo
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- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧過渡現象を大幅に減少させるバッファバ
ッテリィ電力供給回路を提供すること。 【解決手段】 一実施形態では、バッテリィ充電器回路
は、総出力電流を供給する。総出力電流は、動作システ
ム２４およびバッテリィ１８の両方へ送られる。総出力
電流が、検知され、かつ、プリセットスレッショルド総
出力電流信号と比較される。バッテリィへ送られた電流
が、検知され、かつ、プリセットスレッショルドバッテ
リィ電流信号と比較される。比較された信号は、エラー
信号を生成する。該エラー信号は、フィードバックとし
て、バッテリィ充電器回路へ提供される。それによっ
て、総出力電流が制御されることができる。
ッテリィ電力供給回路を提供すること。 【解決手段】 一実施形態では、バッテリィ充電器回路
は、総出力電流を供給する。総出力電流は、動作システ
ム２４およびバッテリィ１８の両方へ送られる。総出力
電流が、検知され、かつ、プリセットスレッショルド総
出力電流信号と比較される。バッテリィへ送られた電流
が、検知され、かつ、プリセットスレッショルドバッテ
リィ電流信号と比較される。比較された信号は、エラー
信号を生成する。該エラー信号は、フィードバックとし
て、バッテリィ充電器回路へ提供される。それによっ
て、総出力電流が制御されることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリィ電力供
給システムに関し、かつ、より詳細には、動作システム
と再充電可能なバッテリィとへ供給される電力を制御で
きるバッファ付バッテリィ充電器回路に関する。本発明
に特有のユーティリティは、ポータブル電子装置のため
の電力供給システムにある。しかし、他のユーティリテ
ィも、ここで熟考される。
給システムに関し、かつ、より詳細には、動作システム
と再充電可能なバッテリィとへ供給される電力を制御で
きるバッファ付バッテリィ充電器回路に関する。本発明
に特有のユーティリティは、ポータブル電子装置のため
の電力供給システムにある。しかし、他のユーティリテ
ィも、ここで熟考される。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図１
は、ポータブル電子システム２４のための従来の一般的
な電力供給トポロジー２０の簡単化されたブロック概略
図である。動作システム２４は、バッテリィ１８または
外部入力電力アダプタ１０のいずれかから電力を得る。
該電力は、システムＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって
調節される。入力電力アダプタ１０は、ＡＣアウトレッ
トまたはＤＣ電源のような外部一次電力ソースから電力
を得、かつ、該電力を、システムＤＣ／ＤＣコンバータ
２２へ（独立したダイオード１２を通して）直接提供す
ると共に、該電力をバッテリィ充電器１４へ直接提供す
る。一次電力ソースが利用可能でない間は、バッテリィ
１８が、独立したダイオード１６を通して、システムＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２２へ接続されかつ電力を提供す
る。一次電力ソースが利用可能であるときは、バッテリ
ィは、逆極性にされた（逆バイアスにされた）ダイオー
ド１６によって、システムＤＣ／ＤＣコンバータ２２の
電力入力から絶縁される。更に、電力が一次電力ソース
によって供給されるときは、バッテリィ１８は、充電器
１４を通して、充電される。図１に示されるこのトポロ
ジーは、「システムＤＣ／ＤＣコンバータ２２の入力で
あるノード２５において、大きなかつ急速な電圧過渡現
象が発生する」という欠点を有する。
は、ポータブル電子システム２４のための従来の一般的
な電力供給トポロジー２０の簡単化されたブロック概略
図である。動作システム２４は、バッテリィ１８または
外部入力電力アダプタ１０のいずれかから電力を得る。
該電力は、システムＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって
調節される。入力電力アダプタ１０は、ＡＣアウトレッ
トまたはＤＣ電源のような外部一次電力ソースから電力
を得、かつ、該電力を、システムＤＣ／ＤＣコンバータ
２２へ（独立したダイオード１２を通して）直接提供す
ると共に、該電力をバッテリィ充電器１４へ直接提供す
る。一次電力ソースが利用可能でない間は、バッテリィ
１８が、独立したダイオード１６を通して、システムＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２２へ接続されかつ電力を提供す
る。一次電力ソースが利用可能であるときは、バッテリ
ィは、逆極性にされた（逆バイアスにされた）ダイオー
ド１６によって、システムＤＣ／ＤＣコンバータ２２の
電力入力から絶縁される。更に、電力が一次電力ソース
によって供給されるときは、バッテリィ１８は、充電器
１４を通して、充電される。図１に示されるこのトポロ
ジーは、「システムＤＣ／ＤＣコンバータ２２の入力で
あるノード２５において、大きなかつ急速な電圧過渡現
象が発生する」という欠点を有する。
【０００３】図２は、バッファバッテリィ電力供給２
０’トポロジーの簡単化されたブロック図を示す。バッ
テリィパック１８は、システムＤＣ／ＤＣコンバータ２
２の入力に常時接続され、かつ、要求された電力を提供
する。外部一次電力ソースが利用可能であるときは、外
部入力電力アダプタ１０が、バッテリィ充電器１４に電
力を供給する。外部入力電力アダプタ１０は、一次ソー
スのパラメータを充電器入力要求に適合させることを意
図する。バッテリィ充電器１４は、バッテリィ１８を充
電するために、または、フル充電されたバッテリィの電
圧を最適レベルに維持するために、システムＤＣ／ＤＣ
コンバータ２２およびバッテリィ１８の両方に並列に電
力を供給する。この「バッファバッテリィトポロジー」
は、システムＤＣ／ＤＣコンバータ入力（ノード２５）
における電圧変化を通常のバッテリィパック電圧変化に
制限し、かつ、この入力における急速な電圧過渡現象を
抑制する。更に、システム２４によって要求される電力
が入力電力アダプタ１０の容量を一時的に超える場合、
入力電力アダプタ１０およびバッテリィ１８の両方が、
並列に、システム２４への電力を、コンバータ２２を通
して駆動する。しかしながら、残念なことに、図２に示
される回路２０’は、バッテリィ充電器によって供給さ
れる電力が（バッテリィまたはシステムまたはその両方
からのプリセット制限またはプリセット要求に基づい
て）増減されうるための機構を提供しない。
０’トポロジーの簡単化されたブロック図を示す。バッ
テリィパック１８は、システムＤＣ／ＤＣコンバータ２
２の入力に常時接続され、かつ、要求された電力を提供
する。外部一次電力ソースが利用可能であるときは、外
部入力電力アダプタ１０が、バッテリィ充電器１４に電
力を供給する。外部入力電力アダプタ１０は、一次ソー
スのパラメータを充電器入力要求に適合させることを意
図する。バッテリィ充電器１４は、バッテリィ１８を充
電するために、または、フル充電されたバッテリィの電
圧を最適レベルに維持するために、システムＤＣ／ＤＣ
コンバータ２２およびバッテリィ１８の両方に並列に電
力を供給する。この「バッファバッテリィトポロジー」
は、システムＤＣ／ＤＣコンバータ入力（ノード２５）
における電圧変化を通常のバッテリィパック電圧変化に
制限し、かつ、この入力における急速な電圧過渡現象を
抑制する。更に、システム２４によって要求される電力
が入力電力アダプタ１０の容量を一時的に超える場合、
入力電力アダプタ１０およびバッテリィ１８の両方が、
並列に、システム２４への電力を、コンバータ２２を通
して駆動する。しかしながら、残念なことに、図２に示
される回路２０’は、バッテリィ充電器によって供給さ
れる電力が（バッテリィまたはシステムまたはその両方
からのプリセット制限またはプリセット要求に基づい
て）増減されうるための機構を提供しない。
【０００４】同様に、Kates らによる米国特許第5,698,
964 号は、バッテリィ充電回路トポロジーを提供する。
この回路は、バッテリィを充電するために、ＡＣアダプ
タからの電流（即ち、Ｉin）を監視し、かつ、全ての利
用可能な電流を適応可能に利用する。システムＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータは、ＡＣアダプタの接続後、該ＡＣアダプ
タによって直接電力を供給される。バッテリィは該シス
テムから切り離される。故に、システムＤＣ／ＤＣコン
バータの入力における電圧は、（充電されていないバッ
テリィの低電圧からＡＣアダプタ電圧への）大きな過渡
現象のままである。該ＡＣアダプタ電圧は、最大に充電
されたバッテリィ電圧よりも常に高い。更に、ＡＣアダ
プタ出力電圧は変化しうるので、システム（例えば、ポ
ータブル電子デバイス）およびバッテリィの両方へＡＣ
アダプタによって送られる電力に対しては、実際には制
御が提供されていない。同様のトポロジーは、Bellによ
る米国特許第5,723,970 号において提供される。該トポ
ロジーは、上述された欠点と同様の欠点および／または
更なる欠点を有する。
964 号は、バッテリィ充電回路トポロジーを提供する。
この回路は、バッテリィを充電するために、ＡＣアダプ
タからの電流（即ち、Ｉin）を監視し、かつ、全ての利
用可能な電流を適応可能に利用する。システムＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータは、ＡＣアダプタの接続後、該ＡＣアダプ
タによって直接電力を供給される。バッテリィは該シス
テムから切り離される。故に、システムＤＣ／ＤＣコン
バータの入力における電圧は、（充電されていないバッ
テリィの低電圧からＡＣアダプタ電圧への）大きな過渡
現象のままである。該ＡＣアダプタ電圧は、最大に充電
されたバッテリィ電圧よりも常に高い。更に、ＡＣアダ
プタ出力電圧は変化しうるので、システム（例えば、ポ
ータブル電子デバイス）およびバッテリィの両方へＡＣ
アダプタによって送られる電力に対しては、実際には制
御が提供されていない。同様のトポロジーは、Bellによ
る米国特許第5,723,970 号において提供される。該トポ
ロジーは、上述された欠点と同様の欠点および／または
更なる欠点を有する。
【０００５】故に、総出力電力およびバッテリィへ送ら
れる電力の両方を制御できるバッファ付バッテリィ電力
供給システムを提供する要求がある。更に、電子デバイ
スまたはバッテリィまたはその両方において発生する電
圧過渡現象を大幅に減少させるシステムを提供する要求
がある。
れる電力の両方を制御できるバッファ付バッテリィ電力
供給システムを提供する要求がある。更に、電子デバイ
スまたはバッテリィまたはその両方において発生する電
圧過渡現象を大幅に減少させるシステムを提供する要求
がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、バッ
テリィ充電器回路によって送られた総出力電流とバッテ
リィへ送られた電圧との両方のフィードバック制御を具
備するバッファバッテリィ電力供給システムを提供する
ことによって、上述された欠点を解決する。更に、フィ
ードバック制御は、バッテリィ充電器回路によって送ら
れた総出力電力（総出力電流×総出力電圧）に基づいて
提供される。
テリィ充電器回路によって送られた総出力電流とバッテ
リィへ送られた電圧との両方のフィードバック制御を具
備するバッファバッテリィ電力供給システムを提供する
ことによって、上述された欠点を解決する。更に、フィ
ードバック制御は、バッテリィ充電器回路によって送ら
れた総出力電力（総出力電流×総出力電圧）に基づいて
提供される。
【０００７】本発明の一実施形態では、デューティサイ
クルを生成するための充電器回路を具備する電力供給シ
ステムが提供される。該デューティサイクルは、動作シ
ステムとバッテリィとへ電力を送るためのものである。
充電器回路によって生成された総出力電流を検知するた
めに第１フィードバックループが提供され、かつ、充電
器回路によって前記バッテリィへ送られた電流を検知す
るために第２フィードバックループが提供される。第１
フィードバックループと第２フィードバックループと
は、充電器回路へのエラー信号を生成するためのエラー
回路を具備する。充電器回路は、デューティサイクルを
調整し、それによって、動作システムとバッテリィとへ
送られる総出力電流をエラー信号の値に基づいて制御す
る。
クルを生成するための充電器回路を具備する電力供給シ
ステムが提供される。該デューティサイクルは、動作シ
ステムとバッテリィとへ電力を送るためのものである。
充電器回路によって生成された総出力電流を検知するた
めに第１フィードバックループが提供され、かつ、充電
器回路によって前記バッテリィへ送られた電流を検知す
るために第２フィードバックループが提供される。第１
フィードバックループと第２フィードバックループと
は、充電器回路へのエラー信号を生成するためのエラー
回路を具備する。充電器回路は、デューティサイクルを
調整し、それによって、動作システムとバッテリィとへ
送られる総出力電流をエラー信号の値に基づいて制御す
る。
【０００８】本発明の他の実施形態では、入力電力ソー
スと充電器回路とを具備する電力供給システムが提供さ
れる。該充電器回路は、制御された電力を動作システム
とバッテリィとへ送るために、入力電力ソースを制御す
るためのデューティサイクルを生成するためのものであ
る。充電器回路によって生成された総出力電流を検知す
るために、第１フィードバックループが提供される。第
１フィードバックループは、総出力電流とプリセットス
レッショルド総出力電流信号とに基づいて、第１エラー
信号を生成する。充電器回路によってバッテリィへ送ら
れた電流を検知するために、第２フィードバックループ
が提供される。第２フィードバックループは、バッテリ
ィへ送られた電流とプリセットスレッショルドバッテリ
ィ電流信号とに基づいて、第２エラー信号を生成する。
充電器回路によって生成された総出力電力を検知するた
めに、第３フィードバックループが提供される。第３フ
ィードバックループは、総出力電力とプリセットスレッ
ショルド総出力電力信号とに基づいて、第３エラー信号
を生成する。第１エラー信号と第２エラー信号と第３エ
ラー信号とを使用して、充電器回路は、デューティサイ
クルを調整する。該デューティサイクルは、動作システ
ムとバッテリィとへ送られる総出力電流と総出力電力と
を制御するためのものである。
スと充電器回路とを具備する電力供給システムが提供さ
れる。該充電器回路は、制御された電力を動作システム
とバッテリィとへ送るために、入力電力ソースを制御す
るためのデューティサイクルを生成するためのものであ
る。充電器回路によって生成された総出力電流を検知す
るために、第１フィードバックループが提供される。第
１フィードバックループは、総出力電流とプリセットス
レッショルド総出力電流信号とに基づいて、第１エラー
信号を生成する。充電器回路によってバッテリィへ送ら
れた電流を検知するために、第２フィードバックループ
が提供される。第２フィードバックループは、バッテリ
ィへ送られた電流とプリセットスレッショルドバッテリ
ィ電流信号とに基づいて、第２エラー信号を生成する。
充電器回路によって生成された総出力電力を検知するた
めに、第３フィードバックループが提供される。第３フ
ィードバックループは、総出力電力とプリセットスレッ
ショルド総出力電力信号とに基づいて、第３エラー信号
を生成する。第１エラー信号と第２エラー信号と第３エ
ラー信号とを使用して、充電器回路は、デューティサイ
クルを調整する。該デューティサイクルは、動作システ
ムとバッテリィとへ送られる総出力電流と総出力電力と
を制御するためのものである。
【０００９】方法形式では、本発明は、充電器回路によ
って動作システムとバッテリィとへ送られる電流を調節
する方法を提供する。該方法は、充電器回路の総出力電
流とプリセットスレッショルド総出力電流信号とに基づ
く第１エラー信号を検知するステップを具備する。該方
法は、また、充電器回路によってバッテリィへ送られた
電流とプリセットスレッショルドバッテリィ電流信号と
に基づく第２エラー信号を検知することを具備する。第
１エラー信号または第２エラー信号の内の１つが、フィ
ードバック信号として、充電器回路へ提供される。充電
器回路は、送られる電流を、第１フィードバックエラー
信号または第２フィードバックエラー信号に基づいて調
整する。
って動作システムとバッテリィとへ送られる電流を調節
する方法を提供する。該方法は、充電器回路の総出力電
流とプリセットスレッショルド総出力電流信号とに基づ
く第１エラー信号を検知するステップを具備する。該方
法は、また、充電器回路によってバッテリィへ送られた
電流とプリセットスレッショルドバッテリィ電流信号と
に基づく第２エラー信号を検知することを具備する。第
１エラー信号または第２エラー信号の内の１つが、フィ
ードバック信号として、充電器回路へ提供される。充電
器回路は、送られる電流を、第１フィードバックエラー
信号または第２フィードバックエラー信号に基づいて調
整する。
【００１０】
【発明の実施の形態】「以下の詳細説明は好ましい実施
形態と利用の方法とを参照しながら進められるが、本発
明はこれらの好ましい実施形態と利用の方法とに限定さ
れることを意図されない」ということが当業者によって
理解されるであろう。むしろ、本発明は、広範囲のもの
であり、かつ、添付の請求項に記載されたようにのみ限
定されることを意図される。
形態と利用の方法とを参照しながら進められるが、本発
明はこれらの好ましい実施形態と利用の方法とに限定さ
れることを意図されない」ということが当業者によって
理解されるであろう。むしろ、本発明は、広範囲のもの
であり、かつ、添付の請求項に記載されたようにのみ限
定されることを意図される。
【００１１】本発明の他の特徴と利点とは、以下の詳細
説明が進むにつれて、かつ、図面を参照することによっ
て、明らかになるであろう。図面において、同じ番号は
同じ部品を表す。図面は以下の通りである。図１は、先
行技術の電力供給回路トポロジーのブロック図である。
図２は、先行技術の他の電力供給回路トポロジーのブロ
ック図である。図３は、本発明の電力供給システムの好
ましい一実施形態のブロック図である。図４は、図３の
実施形態の詳細回路図である。図５は、本発明の電力供
給システムの他の実施形態の詳細回路図である。図６
は、図５の実施形態において提供される電流−電圧乗算
回路の一例の詳細回路図である。図７は、図５の実施形
態において提供される電流−電圧乗算回路の他の例の詳
細回路図である。
説明が進むにつれて、かつ、図面を参照することによっ
て、明らかになるであろう。図面において、同じ番号は
同じ部品を表す。図面は以下の通りである。図１は、先
行技術の電力供給回路トポロジーのブロック図である。
図２は、先行技術の他の電力供給回路トポロジーのブロ
ック図である。図３は、本発明の電力供給システムの好
ましい一実施形態のブロック図である。図４は、図３の
実施形態の詳細回路図である。図５は、本発明の電力供
給システムの他の実施形態の詳細回路図である。図６
は、図５の実施形態において提供される電流−電圧乗算
回路の一例の詳細回路図である。図７は、図５の実施形
態において提供される電流−電圧乗算回路の他の例の詳
細回路図である。
【００１２】図３は、本発明によるバッテリィ電力シス
テム３０の好ましい一実施形態のブロック図を示す。上
述されたように、バッテリィパック１８は、検知レジス
タ３４を通して、システムＤＣ／ＤＣコンバータへ常時
接続される。好ましくは、レジスタ３４は、非常に小さ
い値のレジスタであり、かつ、バッテリィ１８への電流
およびバッテリィ１８からの電流を（極僅かな電圧降下
を伴って）検知することを意図される。バッテリィ充電
器３２は、独立したダイオード１２および検知レジスタ
２６を通して、システムＤＣ／ＤＣコンバータ入力（ノ
ード２５）へ接続される。入力電力アダプタ１０が、利
用可能な一次電力ソースを有し、かつ、システム３０へ
接続されると、バッテリィ充電器３２は、要求される電
力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を通して、動作システ
ム２４へ提供し、かつ、同時に、バッテリィ１８を充電
する。バッテリィ充電電流とノード２５上の電圧とは、
バッテリィ充電器３２によって調節される。該バッテリ
ィ充電電流は、検知レジスタ３４によって検知される。
バッテリィ充電器３２は、電流検知レジスタ３４からの
フィードバック接続とノード２５からのフィードバック
接続とを使用する。更に、総バッテリィ充電器出力電流
は、検知レジスタ２６によって検知され、かつ、検知レ
ジスタ２６からバッテリィ充電器３２へのフィードバッ
ク接続を使用することによって安全な値に制限される。
バッテリィ充電器３２は、充電電流を減少させることに
よって反応する。検知レジスタ２６，３４を介したフィ
ードバック接続は、以下に、より詳細に説明される。
テム３０の好ましい一実施形態のブロック図を示す。上
述されたように、バッテリィパック１８は、検知レジス
タ３４を通して、システムＤＣ／ＤＣコンバータへ常時
接続される。好ましくは、レジスタ３４は、非常に小さ
い値のレジスタであり、かつ、バッテリィ１８への電流
およびバッテリィ１８からの電流を（極僅かな電圧降下
を伴って）検知することを意図される。バッテリィ充電
器３２は、独立したダイオード１２および検知レジスタ
２６を通して、システムＤＣ／ＤＣコンバータ入力（ノ
ード２５）へ接続される。入力電力アダプタ１０が、利
用可能な一次電力ソースを有し、かつ、システム３０へ
接続されると、バッテリィ充電器３２は、要求される電
力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を通して、動作システ
ム２４へ提供し、かつ、同時に、バッテリィ１８を充電
する。バッテリィ充電電流とノード２５上の電圧とは、
バッテリィ充電器３２によって調節される。該バッテリ
ィ充電電流は、検知レジスタ３４によって検知される。
バッテリィ充電器３２は、電流検知レジスタ３４からの
フィードバック接続とノード２５からのフィードバック
接続とを使用する。更に、総バッテリィ充電器出力電流
は、検知レジスタ２６によって検知され、かつ、検知レ
ジスタ２６からバッテリィ充電器３２へのフィードバッ
ク接続を使用することによって安全な値に制限される。
バッテリィ充電器３２は、充電電流を減少させることに
よって反応する。検知レジスタ２６，３４を介したフィ
ードバック接続は、以下に、より詳細に説明される。
【００１３】図４を参照すると、本発明の一実施形態に
よるバッテリィ充電器回路３２の詳細回路図が示され
る。スイッチングＭＯＳトランジスタ４０，４２とショ
ットキーダイオード４６とインジケーター４４とキャパ
シタ４８とパルス幅変調器３８とが、共に、制御された
バックコンバータ（buck converter）を形成する。この
実施形態では、バックコンバータパルスのサイクルのデ
ューティは、少なくとも３個のフィードバックループを
通して、パルス幅変調器３８によって制御される。該３
個のフィードバックループは、Ｉ) エラー増幅器６０の
周りに設けられた電圧ループと、II) バッテリィ充電電
流検知増幅器６４とエラー増幅器５８とを使用するバッ
テリィ充電電流ループと、III)出力電流検知増幅器６２
と比較器５６とを組み込んだ総出力電流制限ループとで
ある。ダイオード５０，５２，５４は、「最も大きな負
の値（即ち、最も大きな逆バイアスを有するダイオー
ド）がＰＷＭ３８へ通過する」ということを確実にす
る。これは、最も大きなエラーの測定である。故に、制
限値に到達した該出力パラメータの制御を提供する。
よるバッテリィ充電器回路３２の詳細回路図が示され
る。スイッチングＭＯＳトランジスタ４０，４２とショ
ットキーダイオード４６とインジケーター４４とキャパ
シタ４８とパルス幅変調器３８とが、共に、制御された
バックコンバータ（buck converter）を形成する。この
実施形態では、バックコンバータパルスのサイクルのデ
ューティは、少なくとも３個のフィードバックループを
通して、パルス幅変調器３８によって制御される。該３
個のフィードバックループは、Ｉ) エラー増幅器６０の
周りに設けられた電圧ループと、II) バッテリィ充電電
流検知増幅器６４とエラー増幅器５８とを使用するバッ
テリィ充電電流ループと、III)出力電流検知増幅器６２
と比較器５６とを組み込んだ総出力電流制限ループとで
ある。ダイオード５０，５２，５４は、「最も大きな負
の値（即ち、最も大きな逆バイアスを有するダイオー
ド）がＰＷＭ３８へ通過する」ということを確実にす
る。これは、最も大きなエラーの測定である。故に、制
限値に到達した該出力パラメータの制御を提供する。
【００１４】入力電力アダプタ１０が充電器入力へ電力
を提供すると、パルス幅変調器３８は、電力ＭＯＳトラ
ンジスタ４０，４２のゲートを駆動するパルスを生成す
ることを開始する。結果として、充電器の出力上に電圧
が現れる。該パルスのデューティサイクルは、フィード
バックループからＰＷＭ３８によって受信されるフィー
ドバック電圧に依存する。セットされた制限がいずれも
超えられない間は、デューティサイクルは増大する。そ
して、このことは、バックコンバータの出力電圧を上げ
る。セットされた制限は、以下に説明されるように、好
ましくは、プリセット入力として定義される。バックコ
ンバータの出力電圧がバッテリィ電圧を超えると、回路
８０はＯＮ状態に切り替わり、かつ、該出力電圧はノー
ド２５へ到達する。この電流は、システムＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２２とバッテリィ１８との間において分配され
る。バッテリィへ流れる電流は、検知レジスタ３４にお
いて電圧降下を発生する。この電圧は、検知増幅器６４
によって増幅され、かつ、エラー増幅器５８によってプ
ログラム値ＩDAC と比較される。充電電流がプログラム
値ＩDAC を超えると、エラー増幅器５８の出力は、負に
なり、かつ、ダイオード５２を通して流れ、かつ、（充
電電流を該プログラム値に保つために）ＰＷＭのデュー
ティサイクルを減少させる。同様に、エラー増幅器６０
は、バッテリィ電圧をプログラム値ＶDAC と比較し、充
電電圧がプログラム値ＶDAC を超えると、バックコンバ
ータのデューティサイクルは減少する。同様に、バック
コンバータの総出力電流は、検知レジスタ２６上で電圧
降下を発生する。この電圧降下は、検知増幅器６２によ
って増幅され、かつ、エラー増幅器５６によってプリセ
ット値Ｉout_max と比較される。総出力電流がプリセッ
ト値を超えると、エラー増幅器５６の出力は負になり、
かつ、該信号はダイオード５０を通して流れ、かつ、
（総出力電流を該プリセット制限に保つために）デュー
ティサイクルが減少される。この減少は、バッテリィ充
電電流の低下を引き起こす。知られているように、バッ
テリィの内部抵抗は低いので、バッテリィ充電電流は、
電圧の縮小に伴って、非常に急速に減少する。逆に、シ
ステムＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって引き込まれる
電流は、この電圧変化によっては、僅かな影響しか受け
ない。故に、バッテリィ充電電流が減少する間、ノード
２５における総電流ＩTOT は一定に保たれる。故に、シ
ステムＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ割り当てられる電流
は増大される。バックコンバータの全体の出力電流は、
プリセット制限まで、システム２４へ割り当てられる。
更に、もし、システムがより大きな電力を要求するなら
ば、電圧はよりいっそう低下し、かつ、バッテリィは、
電力を提供する際に、バックコンバータと結合する。こ
の特徴は、より小型かつ安価な入力電力アダプタを使用
することを可能にする。
を提供すると、パルス幅変調器３８は、電力ＭＯＳトラ
ンジスタ４０，４２のゲートを駆動するパルスを生成す
ることを開始する。結果として、充電器の出力上に電圧
が現れる。該パルスのデューティサイクルは、フィード
バックループからＰＷＭ３８によって受信されるフィー
ドバック電圧に依存する。セットされた制限がいずれも
超えられない間は、デューティサイクルは増大する。そ
して、このことは、バックコンバータの出力電圧を上げ
る。セットされた制限は、以下に説明されるように、好
ましくは、プリセット入力として定義される。バックコ
ンバータの出力電圧がバッテリィ電圧を超えると、回路
８０はＯＮ状態に切り替わり、かつ、該出力電圧はノー
ド２５へ到達する。この電流は、システムＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２２とバッテリィ１８との間において分配され
る。バッテリィへ流れる電流は、検知レジスタ３４にお
いて電圧降下を発生する。この電圧は、検知増幅器６４
によって増幅され、かつ、エラー増幅器５８によってプ
ログラム値ＩDAC と比較される。充電電流がプログラム
値ＩDAC を超えると、エラー増幅器５８の出力は、負に
なり、かつ、ダイオード５２を通して流れ、かつ、（充
電電流を該プログラム値に保つために）ＰＷＭのデュー
ティサイクルを減少させる。同様に、エラー増幅器６０
は、バッテリィ電圧をプログラム値ＶDAC と比較し、充
電電圧がプログラム値ＶDAC を超えると、バックコンバ
ータのデューティサイクルは減少する。同様に、バック
コンバータの総出力電流は、検知レジスタ２６上で電圧
降下を発生する。この電圧降下は、検知増幅器６２によ
って増幅され、かつ、エラー増幅器５６によってプリセ
ット値Ｉout_max と比較される。総出力電流がプリセッ
ト値を超えると、エラー増幅器５６の出力は負になり、
かつ、該信号はダイオード５０を通して流れ、かつ、
（総出力電流を該プリセット制限に保つために）デュー
ティサイクルが減少される。この減少は、バッテリィ充
電電流の低下を引き起こす。知られているように、バッ
テリィの内部抵抗は低いので、バッテリィ充電電流は、
電圧の縮小に伴って、非常に急速に減少する。逆に、シ
ステムＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって引き込まれる
電流は、この電圧変化によっては、僅かな影響しか受け
ない。故に、バッテリィ充電電流が減少する間、ノード
２５における総電流ＩTOT は一定に保たれる。故に、シ
ステムＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ割り当てられる電流
は増大される。バックコンバータの全体の出力電流は、
プリセット制限まで、システム２４へ割り当てられる。
更に、もし、システムがより大きな電力を要求するなら
ば、電圧はよりいっそう低下し、かつ、バッテリィは、
電力を提供する際に、バックコンバータと結合する。こ
の特徴は、より小型かつ安価な入力電力アダプタを使用
することを可能にする。
【００１５】信号ＶDAC は、バッテリィ１８へ安全に送
られることができる最大電圧（即ち、安全な動作のため
にバッテリィによって許可されるスレッショルド値）を
示すプログラムされた信号である。信号ＩDAC は、バッ
テリィ１８へ安全に送られることができる最大電流（即
ち、安全な動作のためにバッテリィによって許可される
スレッショルド値）を示すプログラムされた信号であ
る。いくつかの場合において、（即ち、もし、バッテリ
ィ１８が、該バッテリィ１８の最大許容電力を示す信号
を供給するいわゆる「スマートバッテリィ」であるなら
ば、）バッテリィ１８は、信号ＶDAC と信号ＩDAC と
を、ディジタル形式で供給する。故に、上述されたよう
に、エラー増幅器６０，５８での比較を目的として、Ｖ
DAC とＩDACとをそれぞれアナログ信号へ変換するため
に、Ｄ／Ａコンバータ（不図示）が提供される。他に、
ＶDAC とＩDAC とは、他のプログラム可能な回路（不図
示）によって生成されることができ、このことは本技術
分野では既知である。更に、リファレンス信号Ｉ
out_max は、他のプリセットスレッショルド値である。
該プリセットスレッショルド値は、過電流が充電器回路
３２によって送られることを防止するためにＰＷＭが送
ることを許可される最大許容電流を示す。Ｉ
out_max は、本技術分野では既知の電圧分割回路（不図
示）または他の電流生成回路によって生成されることが
できる。
られることができる最大電圧（即ち、安全な動作のため
にバッテリィによって許可されるスレッショルド値）を
示すプログラムされた信号である。信号ＩDAC は、バッ
テリィ１８へ安全に送られることができる最大電流（即
ち、安全な動作のためにバッテリィによって許可される
スレッショルド値）を示すプログラムされた信号であ
る。いくつかの場合において、（即ち、もし、バッテリ
ィ１８が、該バッテリィ１８の最大許容電力を示す信号
を供給するいわゆる「スマートバッテリィ」であるなら
ば、）バッテリィ１８は、信号ＶDAC と信号ＩDAC と
を、ディジタル形式で供給する。故に、上述されたよう
に、エラー増幅器６０，５８での比較を目的として、Ｖ
DAC とＩDACとをそれぞれアナログ信号へ変換するため
に、Ｄ／Ａコンバータ（不図示）が提供される。他に、
ＶDAC とＩDAC とは、他のプログラム可能な回路（不図
示）によって生成されることができ、このことは本技術
分野では既知である。更に、リファレンス信号Ｉ
out_max は、他のプリセットスレッショルド値である。
該プリセットスレッショルド値は、過電流が充電器回路
３２によって送られることを防止するためにＰＷＭが送
ることを許可される最大許容電流を示す。Ｉ
out_max は、本技術分野では既知の電圧分割回路（不図
示）または他の電流生成回路によって生成されることが
できる。
【００１６】「この実施形態において、ダイオード１２
は、好ましくは、回路８０と置換される」ということが
注目されるべきである。ダイオード１２（図３）および
回路８０の両方は、逆電流がバッテリィ１８からＰＷＭ
へ到達することを防止する。しかしながら、「回路８０
をＯＮ状態にするためには、極僅かな順方向電圧しか必
要されない」という点において、回路８０はダイオード
に対して更なる利点を有する。その結果、回路８０は、
ダイオードと比較して、非常に小さな電圧降下しか有し
ない。故に、回路８０は、システムにおいて極僅かな損
失しか生じない。回路８０は、バッテリィから充電器へ
の逆電流を遮断するという処理を実行する。回路８０
は、ボディダイオード（body diode）７２を組み込んだ
ＭＯＳトランジスタ７０を具備する。ＭＯＳトランジス
タ７０は、比較器６６によって駆動される。比較器６６
は、限定的な正のオフセットを有するように設計されて
いる。該オフセットは、バイアスソース６８によって提
供される。ＭＯＳドレイン上の電圧が該ＭＯＳのソース
に関して負である間、比較器６６の出力は“Ｈ”とな
り、かつ、ＭＯＳトランジスタ７０はＯＦＦ状態とな
る。ＭＯＳドレイン電圧がオフセットを超えると、比較
器６６の出力は“Ｌ”となり、かつ、ＭＯＳトランジス
タ７０はＯＮ状態となる。結果として、回路８０は、非
常に低い順方向電圧降下を伴って、ダイオードと同じ振
る舞いをする。
は、好ましくは、回路８０と置換される」ということが
注目されるべきである。ダイオード１２（図３）および
回路８０の両方は、逆電流がバッテリィ１８からＰＷＭ
へ到達することを防止する。しかしながら、「回路８０
をＯＮ状態にするためには、極僅かな順方向電圧しか必
要されない」という点において、回路８０はダイオード
に対して更なる利点を有する。その結果、回路８０は、
ダイオードと比較して、非常に小さな電圧降下しか有し
ない。故に、回路８０は、システムにおいて極僅かな損
失しか生じない。回路８０は、バッテリィから充電器へ
の逆電流を遮断するという処理を実行する。回路８０
は、ボディダイオード（body diode）７２を組み込んだ
ＭＯＳトランジスタ７０を具備する。ＭＯＳトランジス
タ７０は、比較器６６によって駆動される。比較器６６
は、限定的な正のオフセットを有するように設計されて
いる。該オフセットは、バイアスソース６８によって提
供される。ＭＯＳドレイン上の電圧が該ＭＯＳのソース
に関して負である間、比較器６６の出力は“Ｈ”とな
り、かつ、ＭＯＳトランジスタ７０はＯＦＦ状態とな
る。ＭＯＳドレイン電圧がオフセットを超えると、比較
器６６の出力は“Ｌ”となり、かつ、ＭＯＳトランジス
タ７０はＯＮ状態となる。結果として、回路８０は、非
常に低い順方向電圧降下を伴って、ダイオードと同じ振
る舞いをする。
【００１７】図４に示される電力供給システムは、バッ
クコンバータの総出力電流を制限する。バックコンバー
タ出力電圧がバッテリィ電圧に依存するので、フル充電
されたバッテリィの場合、この出力電圧制限方法は、該
バックコンバータの定格よりも低い電力を送ることをバ
ックコンバータに強制する。従って、図４に示されるパ
ラメータの制御に加えて、他の解決は、バックコンバー
タ出力電力を制御しかつ制限することである。
クコンバータの総出力電流を制限する。バックコンバー
タ出力電圧がバッテリィ電圧に依存するので、フル充電
されたバッテリィの場合、この出力電圧制限方法は、該
バックコンバータの定格よりも低い電力を送ることをバ
ックコンバータに強制する。従って、図４に示されるパ
ラメータの制御に加えて、他の解決は、バックコンバー
タ出力電力を制御しかつ制限することである。
【００１８】図５は、システム３２’を示す。システム
３２’は、図４のシステムに類似するが、追加の電力制
限ループを伴う。検知レジスタ２６における電圧降下
は、総出力電流ＩOUT に比例し、出力電流検知増幅器６
２および乗算器８２の両方へ適用される。また、乗算器
への第２の接続を通して、出力電圧ＶOUT を検知する。
総出力電流値に出力電圧値を乗算することによって、乗
算器８２は、その出力として、該出力電圧に比例する電
圧ＰＷＲ＿ＯＵＴを提供する。他のループのように、該
ＰＷＲ＿ＯＵＴ電圧は、比較器８４によって、セットさ
れた制限と比較される。増幅されたエラーは、ダイオー
ド８６を通して、パルス幅変調器３８を駆動する。この
ダイオードの機能は、図４を参照して上述された他のダ
イオード５０，５２，５４の機能と同様である。
３２’は、図４のシステムに類似するが、追加の電力制
限ループを伴う。検知レジスタ２６における電圧降下
は、総出力電流ＩOUT に比例し、出力電流検知増幅器６
２および乗算器８２の両方へ適用される。また、乗算器
への第２の接続を通して、出力電圧ＶOUT を検知する。
総出力電流値に出力電圧値を乗算することによって、乗
算器８２は、その出力として、該出力電圧に比例する電
圧ＰＷＲ＿ＯＵＴを提供する。他のループのように、該
ＰＷＲ＿ＯＵＴ電圧は、比較器８４によって、セットさ
れた制限と比較される。増幅されたエラーは、ダイオー
ド８６を通して、パルス幅変調器３８を駆動する。この
ダイオードの機能は、図４を参照して上述された他のダ
イオード５０，５２，５４の機能と同様である。
【００１９】バックコンバータの出力電流値と出力電圧
値とを乗算するための実例的な回路８２が、図６に示さ
れる。検知レジスタ２６における電圧降下が、相互コン
ダクタンス増幅器８８へ適用される。このことは、電流
Ｋ×Ｉout を提供する。電流Ｋ×Ｉout は、該電圧降下
に比例し、故に、総出力電流に比例する。ＭＯＳトラン
ジスタ９０は、この電流を、バックコンバータと同じデ
ューティサイクルで分断する。その目的のために、デュ
ーティ信号が、トランジスタ９０の制御線へ供給され
る。その結果の電流は、統合的なＲＣ群９４を使用して
演算増幅器９２の周りに設けられた積分回路によって積
分される。積分器９２の出力電圧は、バックコンバータ
の総出力電力に比例する。
値とを乗算するための実例的な回路８２が、図６に示さ
れる。検知レジスタ２６における電圧降下が、相互コン
ダクタンス増幅器８８へ適用される。このことは、電流
Ｋ×Ｉout を提供する。電流Ｋ×Ｉout は、該電圧降下
に比例し、故に、総出力電流に比例する。ＭＯＳトラン
ジスタ９０は、この電流を、バックコンバータと同じデ
ューティサイクルで分断する。その目的のために、デュ
ーティ信号が、トランジスタ９０の制御線へ供給され
る。その結果の電流は、統合的なＲＣ群９４を使用して
演算増幅器９２の周りに設けられた積分回路によって積
分される。積分器９２の出力電圧は、バックコンバータ
の総出力電力に比例する。
【００２０】出力電流値と出力電圧値とを乗算するため
の他の実例的な回路８２’が、図７に示される。この回
路は、増幅差動段（amplifying differential stage ）
のよく知られた特性に基づく。そのような段階の出力電
圧は、共通ソース電流（Ｉ＝ｋ×Ｖout ）と差動入力電
圧との積にほぼ比例する。図７に示される差動増幅器段
は、（それぞれがリファレンス電圧ＶCCに連結された）
共通ソーストランジスタ９８，１００を具備する。差動
入力は、総電流検知レジスタ２６へ接続される。故に、
増幅器９６によって提供される出力電圧は、バックコン
バータ出力電力に比例する。
の他の実例的な回路８２’が、図７に示される。この回
路は、増幅差動段（amplifying differential stage ）
のよく知られた特性に基づく。そのような段階の出力電
圧は、共通ソース電流（Ｉ＝ｋ×Ｖout ）と差動入力電
圧との積にほぼ比例する。図７に示される差動増幅器段
は、（それぞれがリファレンス電圧ＶCCに連結された）
共通ソーストランジスタ９８，１００を具備する。差動
入力は、総電流検知レジスタ２６へ接続される。故に、
増幅器９６によって提供される出力電圧は、バックコン
バータ出力電力に比例する。
【００２１】故に、「ここで述べられた目的を満足する
バッファバッテリィ電力供給回路が提供される」という
ことが明白である。当業者は、「本発明は、変形および
／または交換されることがある。但し、該変形および／
または交換の全ては、添付の請求項において定義される
ような本発明の範囲内にあるとみなされるものである」
ということを理解するであろう。
バッファバッテリィ電力供給回路が提供される」という
ことが明白である。当業者は、「本発明は、変形および
／または交換されることがある。但し、該変形および／
または交換の全ては、添付の請求項において定義される
ような本発明の範囲内にあるとみなされるものである」
ということを理解するであろう。
【００２２】例えば、図４と図５とに示される好ましい
実施形態は、制御されるバックコンバータ回路の使用を
特に言及しているが、当業者は、「バックコンバータ回
路が、本技術分野において既知の他の制御可能な電力供
給と置換されることができる」ということを理解するで
あろう。上記他の電力供給は、例えば、ブースト（boos
t ）トポロジーおよびバックブースト（buck-boost）ト
ポロジーおよび他の類似回路トポロジーを含む。そのよ
うなトポロジーは、また、周波数幅モジュレーション
（ＦＷＭ）回路および／または他のスイッチングトポロ
ジーから導かれてもよい。
実施形態は、制御されるバックコンバータ回路の使用を
特に言及しているが、当業者は、「バックコンバータ回
路が、本技術分野において既知の他の制御可能な電力供
給と置換されることができる」ということを理解するで
あろう。上記他の電力供給は、例えば、ブースト（boos
t ）トポロジーおよびバックブースト（buck-boost）ト
ポロジーおよび他の類似回路トポロジーを含む。そのよ
うなトポロジーは、また、周波数幅モジュレーション
（ＦＷＭ）回路および／または他のスイッチングトポロ
ジーから導かれてもよい。
【００２３】他の変形が可能である。例えば、ダイオー
ド５０，５２，５４，５６は、本技術分野において既知
の他の逆バイアススイッチと等価に置換されることがで
きる。該逆バイアススイッチは、例えば、バイアスされ
たトランジスタ回路を含む。
ド５０，５２，５４，５６は、本技術分野において既知
の他の逆バイアススイッチと等価に置換されることがで
きる。該逆バイアススイッチは、例えば、バイアスされ
たトランジスタ回路を含む。
【図１】 先行技術の電力供給回路トポロジーのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】 先行技術の他の電力供給回路トポロジーのブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】 本発明の電力供給システムの好ましい一実施
形態のブロック図である。
形態のブロック図である。
【図４】 図３の実施形態の詳細回路図である。
【図５】 本発明の電力供給システムの他の実施形態の
詳細回路図である。
詳細回路図である。
【図６】 図５の実施形態において提供される電流−電
圧乗算回路の一例の詳細回路図である。
圧乗算回路の一例の詳細回路図である。
【図７】 図５の実施形態において提供される電流−電
圧乗算回路の他の例の詳細回路図である。
圧乗算回路の他の例の詳細回路図である。
１０……入力電力アダプタ １４……バッテリィ充電器 １８……バッテリィ ２２……システムＤＣ／ＤＣコンバータ ２４……動作システム ３８……パルス幅変調器 ８２……乗算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴラッド・ポペスキュ−スタネスティ アメリカ合衆国・95130・カリフォルニ ア・サンノゼ・サン・トマス・アキノ・ロ ード・＃５・1570 Ｆターム(参考） 5B011 DA06 DA13 DB01 DB04 EA10 GG06 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CC02 DA07 DA15 DA18 GA01 GB03 5G015 FA12 GB02 HA15 JA06 JA34 JA35 JA55 5G065 BA01 BA02 BA03 DA02 DA04 DA06 EA02 EA06 GA06 HA04 JA01 KA02 KA05 LA01 LA02 MA08 MA09 MA10 NA02 NA04 NA06 5H030 AS03 BB01 FF42 FF43
Claims (28)
- 【請求項１】 動作システムとバッテリィとへ電力を送
るためのデューティサイクルを生成するための充電器回
路と、 充電器回路によって生成された総出力電流を検知する第
１フィードバックループと、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電流
を検知する第２フィードバックループとを具備し、 前記第１フィードバックループと前記第２フィードバッ
クループとは、前記充電器回路へのエラー信号を生成す
るためのエラー回路を具備し、 前記充電器回路は、動作システムとバッテリィとへ送ら
れた総出力電流を前記エラー信号の値に基づいて調整す
るための前記デューティサイクルを調整することを特徴
とする電力供給システム。 - 【請求項２】 前記電力供給システムは、 前記充電器回路へ接続された入力電力ソースを更に具備
することを特徴とする請求項１記載の電力供給システ
ム。 - 【請求項３】 前記充電器回路と前記動作システムと前
記バッテリィとは、並列に接続されていることを特徴と
する請求項１記載の電力供給システム。 - 【請求項４】 前記充電器回路は、 前記入力電力ソースへ接続されたパルス幅変調器（ＰＷ
Ｍ）回路を具備し、 前記ＰＷＭは、前記第１フィードバックループと前記第
２フィードバックループとによって供給される前記エラ
ー信号に基づいて、前記入力電力ソースを調節するため
に、前記デューティサイクルを提供することを特徴とす
る請求項２記載の電力供給システム。 - 【請求項５】 前記第１フィードバックループは、 前記動作システムへ送られた総出力電流信号を検知する
ための検知レジスタと、 前記総出力電流信号を増幅するための第１検知増幅器
と、 第１エラー信号を生成するために、前記増幅された総出
力電流信号を予め決定された総出力電流スレッショルド
値と比較するための第１比較器と、 前記第１エラー信号が前記充電器回路へ流れることを許
可するための第１スイッチとを具備し、 前記第２フィードバックループは、 前記バッテリィへ送られた電流信号を検知するための第
２検知レジスタと、 前記バッテリィへ送られた前記電流信号を増幅するため
の第２検知増幅器と、 第２エラー信号を生成するために、前記バッテリィへ送
られた前記増幅された電流信号を予め決定されたバッテ
リィ電流スレッショルド値と比較するための第２比較器
と、 前記第２エラー信号が前記充電器回路へ流れることを許
可するための第２スイッチとを具備し、 前記第１スイッチと前記第２スイッチとは、並列に接続
され、 前記第１エラー信号と前記第２エラー信号とのうちの最
も大きい信号が、前記充電器回路へ供給される前記エラ
ー信号として、前記第１スイッチと前記第２スイッチと
を通して流れることを許可されることを特徴とする請求
項１記載の電力供給システム。 - 【請求項６】 前記電力供給システムは、 第３フィードバックループを更に具備し、 前記第３フィードバックループは、 第３エラー信号を生成するために、バッテリィ電圧を予
め決定されたバッテリィ電圧スレッショルド信号と比較
するための第３比較器と、 前記第３エラー信号が前記充電器回路へ流れることを許
可するための第３スイッチとを具備し、 前記第１スイッチと前記第２スイッチと前記第３スイッ
チとは、並列に接続され、 前記第１エラー信号と前記第２エラー信号と前記第３エ
ラー信号とのうちの最も大きい信号が、前記充電器回路
へ供給される前記エラー信号として、前記第１スイッチ
と前記第２スイッチと前記第３スイッチとを通して流れ
ることを許可されることを特徴とする請求項５記載の電
力供給システム。 - 【請求項７】 前記電力供給システムは、 前記充電器回路によって送られた前記出力電流を受信
し、かつ、前記動作システムへ電力を送るためのｄｃ−
ｄｃコンバータ回路を更に具備することを特徴とする請
求項１記載の電力供給システム。 - 【請求項８】 前記電力供給システムは、 前記バッテリィから前記充電器回路へ電流が流れること
を制限するための逆電流制限回路を更に具備することを
特徴とする請求項１記載の電力供給システム。 - 【請求項９】 前記逆電流制限回路は、 前記総出力電流の方向への順方向バイアスを有するダイ
オードを具備することを特徴とする請求項８記載の電力
供給システム。 - 【請求項１０】 前記逆電流制限回路は、 トランジスタと、 前記トランジスタの入力線と出力線とへ接続された比較
器であって、かつ、前記トランジスタの制御線へ接続さ
れた制御信号を生成するための比較器と、 前記トランジスタを正状態にバイアスするための電圧ソ
ースとを具備し、 電流が前記入力から前記出力へ流れると、前記トランジ
スタは導通することを特徴とする請求項８記載の電力供
給システム。 - 【請求項１１】 前記予め決定された総出力電流スレッ
ショルド値と前記予め決定されたバッテリィ電圧スレッ
ショルド信号とは、プログラム可能な回路によって生成
されることを特徴とする請求項５記載の電力供給システ
ム。 - 【請求項１２】 前記予め決定された総出力電流スレッ
ショルド値と前記予め決定されたバッテリィ電圧スレッ
ショルド信号とは、総出力電圧と前記バッテリィにおけ
る電圧とを分割する電圧分割回路によって生成されるこ
とを特徴とする請求項６記載の電力供給システム。 - 【請求項１３】 前記電力供給システムは、 電力制限フィードバックループを更に具備し、 前記電力制限フィードバックループは、 総出力電力信号を生成するために、前記総出力電流を総
出力電圧と乗算するための乗算器回路と、 電力出力エラー信号を生成するために、前記総出力電力
信号を予め決定された電力出力スレッショルド信号と比
較するための電力比較器と、 前記電力出力エラー信号が前記充電器回路へ流れること
を許可するための電力スイッチとを具備し、 前記第１スイッチと前記第２スイッチと前記電力スイッ
チとは、並列に接続され、 前記第１エラー信号と前記第２エラー信号と前記電力エ
ラー信号とのうちの最も大きい信号が、前記充電器回路
へ供給される前記エラー信号として、前記第１スイッチ
と前記第２スイッチと前記電力スイッチとを通して流れ
ることを許可されることを特徴とする請求項５記載の電
力供給システム。 - 【請求項１４】 前記乗算器回路は、 総電流信号を生成するための相互コンダクタンス増幅器
と、 前記充電器回路からの制御線入力として前記デューティ
サイクルを有し、かつ、前記総出力電力に比例する電力
電流信号を生成するために、前記総出力電流を前記出力
電圧と乗算するための前記デューティサイクルに従っ
て、前記総出力信号を分断するためのトランジスタと、 前記総出力電力に比例する出力電圧信号を生成するため
の積分回路とを具備することを特徴とする請求項１３記
載の電力供給システム。 - 【請求項１５】 前記乗算器回路は、 前記総出力電力に比例する出力電圧を生成するための差
動増幅器回路を具備することを特徴とする請求項１３記
載の電力供給システム。 - 【請求項１６】 入力電力ソースと、 制御された電力を動作システムとバッテリィとへ送るた
めに、前記入力電力ソースを制御するためのデューティ
サイクルを生成するための充電器回路と、 充電器回路によって生成された総出力電流を検知し、前
記総出力電流とプリセットスレッショルド総出力電流信
号とに基づいて第１エラー信号を生成する第１フィード
バックループと、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電流
を検知し、前記バッテリィへ送られた前記電流とプリセ
ットスレッショルドバッテリィ電流信号とに基づいて第
２エラー信号を生成する第２フィードバックループと、 前記充電器回路によって生成された総出力電力を検知
し、前記総出力電力とプリセットスレッショルド総出力
電力信号とに基づいて第３エラー信号を生成する第３フ
ィードバックループとを具備し、 前記充電器回路は、前記第１エラー信号の値または前記
第２エラー信号の値または前記第３エラー信号の値に基
づいて、動作システムおよびバッテリィへ送られた総出
力電流および総出力電力を調整するための前記デューテ
ィサイクルを調整することを特徴とする電力供給システ
ム。 - 【請求項１７】 前記電力供給システムは、 前記バッテリィへ送られた電圧を検知し、前記バッテリ
ィへ送られた前記電圧とプリセットスレッショルドバッ
テリィ電圧信号とに基づいて第４エラー信号を生成する
第４フィードバックループを更に具備し、 前記充電器回路は、前記第１エラー信号の値または前記
第２エラー信号の値または前記第３エラー信号の値また
は前記第４エラー信号の値に基づいて、動作システムお
よびバッテリィへ送られた総出力電流および総出力電力
を調整するための前記デューティサイクルを調整するこ
とを特徴とする請求項１６記載の電力供給システム。 - 【請求項１８】 前記第１フィードバックループは、 前記総出力電流と前記プリセットスレッショルド総出力
電流信号とを比較するための第１比較器を具備し、 前記第２フィードバックループは、 前記バッテリィへ送られた前記電流と前記プリセットス
レッショルドバッテリィ電流信号とを比較するための第
２比較器を具備し、 前記第３フィードバックループは、 前記総出力電力と前記プリセットスレッショルド総出力
電力信号とを比較するための第３比較器を具備し、 前記第１比較器は第１エラー信号を生成し、 前記第２比較器は第２エラー信号を生成し、 前記第３比較器は第３エラー信号を生成することを特徴
とする請求項１６記載の電力供給システム。 - 【請求項１９】 前記第１エラー信号と前記第２エラー
信号と前記第３エラー信号とは、スイッチへ供給され、 前記スイッチは、前記第１エラー信号または前記第２エ
ラー信号または前記第３エラー信号のうちの最も大きい
信号に基づいて導通することを特徴とする請求項１６記
載の電力供給システム。 - 【請求項２０】 前記第３フィードバックループは、 前記総出力電流と総出力電圧とを乗算し、かつ、総出力
電力に比例する信号を生成するための乗算器回路を更に
具備することを特徴とする請求項１８記載の電力供給シ
ステム。 - 【請求項２１】 前記充電器回路は、 前記入力電力ソースへ接続されたパルス幅変調器（ＰＷ
Ｍ）回路であって、かつ、前記第１エラー信号または前
記第２エラー信号または前記第３エラー信号に基づいて
前記デューティサイクルを生成するパルス幅変調器回路
を具備することを特徴とする請求項１６記載の電力供給
システム。 - 【請求項２２】 前記電力供給システムは、 前記バッテリィから前記充電器回路へ電流が流れること
を制限するための逆電流制限回路を更に具備し、 前記逆電流制限回路は、 トランジスタと、 前記トランジスタの入力線と出力線とへ接続された比較
器であって、かつ、前記トランジスタの制御線へ接続さ
れた制御信号を生成するための比較器と、 前記トランジスタを正状態にバイアスするための電圧ソ
ースとを具備し、 電流が前記入力から前記出力へ流れると、前記トランジ
スタは導通することを特徴とする請求項１６記載の電力
供給システム。 - 【請求項２３】 充電器回路によって動作システムとバ
ッテリィとへ送られる電流を調節する方法であって、 前記方法は、 前記充電器回路の総出力電流とプリセットスレッショル
ド総出力電流とに基づく第１エラー信号を検知するステ
ップと、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電流
とプリセットスレッショルドバッテリィ電流信号とに基
づく第２エラー信号を検知するステップと、 前記第１エラー信号または前記第２エラー信号のうちの
１つをフィードバック信号として前記充電器回路へ提供
し、かつ、前記充電器回路によって送られる電流を前記
第１フィードバックエラー信号または前記第２フィード
バックエラー信号に基づいて調整するステップとを具備
することを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 前記方法は、 前記充電器回路の前記総出力電流と総出力電圧とに基づ
く第３エラー信号を検知し、かつ、前記第１エラー信号
または前記第２エラー信号または前記第３エラー信号の
うちの１つをフィードバック信号として前記充電器回路
へ提供し、かつ、前記充電器回路によって送られた電流
および／または電圧を前記第１フィードバックエラー信
号または前記第２フィードバックエラー信号または前記
第３フィードバックエラー信号に基づいて調整するステ
ップを更に具備することを特徴とする請求項２３記載の
方法。 - 【請求項２５】 前記方法は、 前記充電器回路によって前記バッテリィへ送られた電圧
とプリセットスレッショルドバッテリィ電圧信号とに基
づく第４エラー信号を検知し、かつ、前記第１エラー信
号または前記第２エラー信号または前記第４エラー信号
のうちの１つをフィードバック信号として前記充電器回
路へ提供し、かつ、前記充電器回路によって送られる電
流および／または電圧を前記第１フィードバックエラー
信号または前記第２フィードバックエラー信号または前
記第４フィードバックエラー信号に基づいて調整するス
テップを更に具備することを特徴とする請求項２３記載
の方法。 - 【請求項２６】 前記方法は、 前記第３エラー信号を生成するために、前記充電器回路
の前記総出力電流と前記総出力電圧とを乗算するステッ
プを更に具備し、 前記第３エラー信号は、前記充電器回路の総出力電力に
比例することを特徴とする請求項２４記載の方法。 - 【請求項２７】 前記方法は、 前記バッテリィから前記充電器回路へ流れる逆電流を制
限するステップを更に具備することを特徴とする請求項
２３記載の方法。 - 【請求項２８】 前記方法は、 前記第１エラー信号を生成するために、前記総出力電流
を増幅し、かつ、前記総出力電流を前記プリセットスレ
ッショルド総出力電流信号と比較するステップと、 前記第２エラー信号を生成するために、前記充電器回路
によって前記バッテリィへ送られた前記電流を増幅し、
かつ、前記バッテリィへ送られた前記電流を前記プリセ
ットスレッショルドバッテリィ電流信号と比較するステ
ップとを更に具備することを特徴とする請求項２３記載
の方法。
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