JP7143226B2 - 熱システムのための電力コンバータ - Google Patents
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Description
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
ヒータと、
電力スイッチを含み、前記ヒータと連通しており、前記ヒータに調整可能な電圧を印加するように動作可能な電力コンバータと、
前記電力スイッチと連通し、前記ヒータにおける電流と電圧とのうちの少なくとも一方に基づいて前記電力コンバータの電圧出力を制御し、前記電力コンバータの前記電圧出力を調整するように前記電力スイッチを動作させるコントローラと、
を具備する、熱システム。
[2]
前記電力コンバータは、前記電力スイッチを含むバックコンバータを含む、[1]の熱システム。
[3]
前記コントローラは、マイクロプロセッサを持つ電子機器をさらに含む、[1]の熱システム。
[4]
前記電力スイッチは、電界効果トランジスタ(FET)である、[1]の熱システム。
[5]
前記コントローラは、1つまたは複数の制限に基づいて、前記ヒータへの入力電圧をスケーリングする、[1]の熱システム。
[6]
前記1つまたは複数の制限は、電圧、電流、ワット値のうちの少なくとも1つを含む検出されたパラメータ値を含む、[5]の熱システム。
[7]
前記コントローラは、フルライン電圧よりも小さい値に、前記ヒータへの入力電圧をスケーリングする、[1]の熱システム。
[8]
前記コントローラは、設定された最小値と設定された最大値との間に前記ヒータへの入力電圧をスケーリングする、[1]の熱システム。
[9]
前記コントローラは、制御アルゴリズムに基づいて前記ヒータへの入力電圧をスケーリングする、[1]の熱システム。
[10]
前記コントローラは、前記ヒータの前記電流および前記電圧に基づいて抵抗を決定し、前記抵抗に基づいて前記入力電圧をスケーリングする、[9]の熱システム。
[11]
前記コントローラは、前記ヒータへの入力電圧をスケーリングして、前記ヒータに印加される電圧の量を制限する、[1]の熱システム。
[12]
複数のヒータと複数の電力コンバータとをさらに具備し、前記複数のヒータのそれぞれは、1つまたは複数の前記電力コンバータによって制御される、[1]の熱システム。
[13]
前記コントローラは、前記ヒータの診断を実行するために前記ヒータの抵抗を決定する、[1]の熱システム。
[14]
前記コントローラは、前記電力コンバータからの電力が前記ヒータの抵抗の変化に比例するように、前記ヒータの前記抵抗に基づいて電圧を調整するために前記電力コンバータを動作させる、[1]の熱システム。
[15]
前記コントローラは、選択されたデューティサイクルで前記電力スイッチを切り替え、前記デューティサイクルは、スケーリングファクタに正比例する、[1]の熱システム。
[16]
前記コントローラは、前記ヒータの温度を決定し、前記ヒータの前記温度に基づく選択されたデューティサイクルで前記電力スイッチを切り替える、[1]の熱システム。
[17]
前記コントローラは、前記ヒータの所望の電力に基づいて電圧を変化させる、[1]の熱システム。
[18]
前記コントローラは、前記電圧と前記電流とに基づいて前記ヒータの抵抗を計算し、前記抵抗に基づいて前記ヒータの温度を決定し、さらに、前記コントローラは、前記ヒータの温度に基づいて前記電力コンバータの前記電圧出力を制御する、[1]の熱システム。
[19]
複数の発熱体を持つヒータと、
複数の電力コンバータと、
コントローラと、
を具備し、
各電力コンバータは、電力スイッチを含むステップダウン電圧コンバータであり、所与の電力コンバータは、前記複数の発熱体のうちの1つまたは複数の発熱体と連通しており、前記電力コンバータは、調整可能な電圧をそれぞれの前記1つまたは複数の発熱体に印加するように動作可能であり、
前記コントローラは、前記電力コンバータの前記電力スイッチと連通しており、前記ヒータにおける電流、電圧、抵抗のうちの少なくとも1つに基づいて前記電力コンバータの前記電圧出力を制御し、前記コントローラは、それぞれの前記電力コンバータの前記電圧出力を調整するために所与の電力スイッチを操作する、
熱システム。
[20]
前記コントローラは、前記ヒータの前記抵抗に基づいて前記ヒータの温度を決定し、前記電力スイッチからの漏れ電流を補償するように前記温度を調整する、[19]の熱システム。
[21]
前記ヒータの前記電流と前記電圧とのうちの少なくとも1つを検出するための前記コントローラと連通しているセンサをさらに具備する、[19]の熱システム。
[22]
前記コントローラは、前記抵抗に基づいて前記ヒータの温度を決定し、前記コントローラは、前記ヒータの前記温度に基づいて1つまたは複数の前記電力コンバータの前記電圧出力を制御する、[19]の熱システム。
Claims (21)
- 抵抗発熱体を具備するヒータと、
ステップダウン電圧コンバータであり電力スイッチを含み、前記ヒータと電気的に結合されており前記抵抗発熱体に対して調整可能な出力電圧を印加するように動作可能な電力コンバータと、
前記抵抗発熱体の電圧と電流とのうちの少なくとも一方を測定するように構成されるセンサ回路と、
前記電力コンバータおよび前記センサ回路と接続され、入力パラメータと所望の設定値とに基づいて前記抵抗発熱体に印加される前記出力電圧を決定するように構成されるコントローラと、
を具備し、
前記コントローラは、前記抵抗発熱体に前記出力電圧を印加するために前記電力コンバータの前記電力スイッチを動作するように構成され、
前記入力パラメータは、前記電圧と前記電流とのうちの少なくとも一方に基づいて決定される前記抵抗発熱体の温度を含み、
前記所望の設定値は、前記ヒータの動作状態に基づいている、
熱システム。 - 前記電力コンバータは、前記電力スイッチを含むバックコンバータを含む、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、マイクロプロセッサを持つ電子機器をさらに含む、請求項1の熱システム。
- 前記電力スイッチは、電界効果トランジスタ(FET)である、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、1つまたは複数の制限に基づいて、前記ヒータへの入力電圧をスケールするように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記1つまたは複数の制限は、電圧、電流、ワット値のうちの少なくとも1つを含む検出されたパラメータ値を含む、請求項5の熱システム。
- 前記コントローラは、フルライン電圧よりも小さい値に、前記ヒータへの入力電圧をスケールするように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、設定された最小値と設定された最大値との間に前記ヒータへの入力電圧をスケールするように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、制御アルゴリズムに基づいて前記ヒータへの入力電圧をスケールするように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、前記電圧と前記電流とのうちの少なくとも一方に基づいて前記抵抗発熱体の抵抗を決定し、前記抵抗に基づいて前記入力電圧をスケールするように構成される、請求項9の熱システム。
- 前記コントローラは、前記ヒータに印加される電圧の量を制限するために、前記ヒータへの入力電圧をスケールするように構成される、請求項1の熱システム。
- 複数の前記ヒータと複数の前記電力コンバータとをさらに具備し、前記複数のヒータのそれぞれは、前記複数の電力コンバータのうちの1つまたは複数の電力コンバータによって制御される、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、前記電圧と前記電流とのうちの少なくとも一方に基づいて前記抵抗発熱体の抵抗を決定し、前記抵抗に基づいて前記ヒータの診断を実行するように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、前記電力コンバータからの電力が前記ヒータの抵抗の変化に比例するように、前記ヒータの前記抵抗に基づいて前記出力電圧を調整するために前記電力コンバータを動作するように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、選択されたデューティサイクルで前記電力スイッチを切り替えるように構成され、前記デューティサイクルは、スケーリングファクタに正比例する、請求項1の熱システム。
- 前記コントローラは、前記電圧と前記電流とのうちの少なくとも一方に基づいて前記ヒータの温度を決定し、前記ヒータの前記温度に基づく選択されたデューティサイクルで前記電力スイッチを切り替えるように構成される、請求項1の熱システム。
- 前記所望の設定値は、前記ヒータに印加させるための所望の電力を含む、請求項1の熱システム。
- 前記センサ回路は、前記抵抗発熱体の前記電圧と前記電流とを測定するように構成され、前記コントローラは、前記電圧と前記電流とに基づいて前記ヒータの抵抗を計算し、前記抵抗に基づいて前記ヒータの温度を決定するように構成され、さらに、前記コントローラは、前記ヒータの前記温度に基づいて前記出力電圧を決定するように構成される、請求項1の熱システム。
- 複数の抵抗発熱体を持つヒータと、
制御システムと、
を具備し、
前記制御システムは、
複数の電力コンバータと、
複数のセンサ回路と、
前記複数の電力コンバータと前記複数のセンサ回路とに接続されるコントローラと、
を具備し、
前記複数の電力コンバータのそれぞれは、電力スイッチを含むステップダウン電圧コンバータであり、前記複数の電力コンバータのうちの所与の電力コンバータは、前記複数の抵抗発熱体のうちの1つまたは複数の抵抗発熱体と電気的に結合されており、前記所与の電力コンバータは、前記1つまたは複数の抵抗発熱体に対して調整可能な出力電圧を印加するように動作可能であり、
前記複数のセンサ回路のそれぞれは、電流検出抵抗器を含み、前記複数のセンサ回路のうちの所与のセンサ回路は、前記所与の電力コンバータと前記複数の抵抗発熱体のうちの前記1つまたは複数の抵抗発熱体との間に電気的に結合され、前記所与のセンサ回路は、前記複数の抵抗発熱体のうちの前記1つまたは複数の抵抗発熱体の電圧と電流とのうちの少なくとも一方を測定するように構成され、
前記所与の電力コンバータに対して、前記コントローラは、入力パラメータと所望の設定値とに基づいて前記1つまたは複数の抵抗発熱体に印加される前記出力電圧を決定し、前記1つまたは複数の抵抗発熱体に前記出力電圧を印加するために前記所与の電力コンバータの前記電力スイッチを動作するように構成され、前記入力パラメータは、前記所与のセンサ回路によって測定される前記電圧と前記電流とのうちの少なくとも一方に基づいて決定される前記1つまたは複数の抵抗発熱体の温度を含み、前記所望の設定値は、前記ヒータの動作状態に基づいている、
熱システム。 - 前記コントローラは、前記複数の抵抗発熱体の抵抗に基づいて前記ヒータの温度を決定し、前記電力スイッチからの漏れ電流を補償するように前記温度を調整するように構成される、請求項19の熱システム。
- 前記コントローラは、前記複数の抵抗発熱体の抵抗に基づいて前記ヒータの温度を決定するように構成され、前記コントローラは、前記ヒータの前記温度に基づいて、前記複数の電力コンバータのうちの1つまたは複数の前記電力コンバータの前記出力電圧を制御するように構成される、請求項19の熱システム。
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