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電力供給装置 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P150012335
整理番号 OU-0202
掲載日 2015年10月8日
出願番号 特願2010-544067
登録番号 特許第5177805号
出願日 平成21年12月22日(2009.12.22)
登録日 平成25年1月18日(2013.1.18)
国際出願番号 JP2009071284
国際公開番号 WO2010074055
国際出願日 平成21年12月22日(2009.12.22)
国際公開日 平成22年7月1日(2010.7.1)
優先権データ
  • 特願2008-327639 (2008.12.24) JP
発明者
  • 西嶋 仁浩
出願人
  • 国立大学法人 大分大学
発明の名称 電力供給装置 コモンズ 外国出願あり
発明の概要 【課題】従来使用されている電力供給装置に含まれる電子素子や要素を効率的に活用しつつ最小限の回路規模にて、負荷回路に大電流と小電流とを切り分けて供給できる電力供給装置を提供する。
【解決手段】電力供給装置1は、第1経路2および第2経路3のいずれかの経路を介して、負荷回路4に電力を供給する電源5と、第1経路2と第2経路3とを切り替える切り替え部6と、第1経路2から供給される第1電力値の基準となる供給期間を制御する第1スイッチ7と、第1スイッチ7の開閉のタイミングを制御する開閉スイッチ8を含む駆動部10と、第2経路3から供給される第2電力値の基準となる供給期間を制御する第2スイッチ9と、を備え、第1電力値は、第2電力値より大であり、第1経路2は、駆動部10の外部を経由すると共に、第2経路3は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチ8と第2スイッチ9とは、共通要素である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、電源から負荷回路に電力を供給する(電圧や電流を供給する)スイッチング電源や電力供給回路などの電力供給装置が、電子回路や電子機器において用いられている。このような電力供給装置は、例えばDC-DCコンバータなどの装置として実現されることがある。



近年の電子機器には、消費電力の削減や待機電力の削減などが求められており、負荷回路における動作も大電力を要するモードの場合と少量の電力を要するモードの場合とが存在する。特に、電子機器の大半は、中央演算処理装置(以下「CPU」という)とCPUにより動作されるソフトウェアを含む。CPUは、大電力を要するモードと小電力を要するモードとを動作に含むことが多く、ソフトウェアも、大電力を要するモードと小電力を要するモードとを動作に含むことが多い。例えば、ソフトウェアが表示のみを行っている場合には、ソフトウェアを動作させるCPUは小電力を要し、ソフトウェアが演算を行っている場合には、ソフトウェアを動作させるCPUは大電力を要する。



従来の電力供給装置は、電源と、電源からの電力値をパルス幅で制御する(PMW(Pulse Width Modulation))パルススイッチと、パルススイッチの開閉を制御する駆動部とを備えている。このような構成の電力供給装置では、負荷回路に供給される電力値を変化させることに限界があり、小電力モードや待機モードなどにおいて、十分に消費電力を削減できなかった。



また特にスイッチング電源においては、負荷に電力を伝送する主回路部の素子特性が、負荷電流の多い重負荷時を基準に定められてしまうため、負荷電流の少ない軽負荷時には、主回路部の電力効率を高くすることが難しい、という問題があった。



このため、負荷回路に電力を供給する複数の経路を設け、複数の経路のそれぞれは、供給できる電力値が異なり、複数の経路を切り替える駆動部を備えるハイブリッドタイプの電力供給装置(DC-DCコンバータ)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】
特開2007-221981号公報

産業上の利用分野


本発明は、負荷回路に供給する電力値を切り替えつつ供給できる電力供給装置に関し、例えば電力供給回路、スイッチング電源、スイッチング電源回路などに適用される。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1経路および前記第1経路と異なる第2経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、
前記第1経路と前記第2経路とを切り替える切り替え部と、
前記第1経路から供給される第1電力値の基準となる供給期間を制御する第1スイッチと、
前記第1スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、
前記第2経路から供給される第2電力値の基準となる供給期間を制御する第2スイッチと、を備え、
前記第1電力値は、前記第2電力値より大であり、
前記第1経路は、前記駆動部の外部を経由すると共に、前記第2経路は、前記駆動部の内部を経由し、
前記開閉スイッチと前記第2スイッチとは、共通要素である電力供給装置。

【請求項2】
前記第1スイッチとインダクタとを有し、前記第1スイッチのスイッチングにより前記電源の入力電圧よりも低い出力電圧を生成し、前記第1経路で前記負荷回路に電力を供給する降圧形コンバータを備えた請求項1記載の電力供給装置。

【請求項3】
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのそれぞれは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第1パルススイッチおよび第2パルススイッチを有し、前記第1パルススイッチおよび前記第2パルススイッチは、前記供給期間をパルス幅により制御し、
前記第1電力値および前記第2電力値は、前記パルス幅によって決定される請求項1記載の電力供給装置。

【請求項4】
前記第1パルススイッチおよび前記第2パルススイッチのそれぞれは、ゲート端子への入力信号によって開閉が制御されるMOSトランジスタを有する請求項記載の電力供給装置。

【請求項5】
前記第2パルススイッチは、直列接続された一対のMOSトランジスタを有する請求項記載の電力供給装置。

【請求項6】
前記切り替え部が、前記第1経路を選択する場合には、前記開閉スイッチの出力が、前記第1パルススイッチに含まれるMOSトランジスタのゲート入力となって前記第1パルススイッチの開閉期間を制御し、前記第1パルススイッチの開閉期間が、前記供給期間を決定して前記第1電力値を決定し、
前記切り替え部が、前記第2経路を選択する場合には、前記第2パルススイッチの開閉期間が、前記供給期間を決定して前記第2電力値を決定する請求項記載の電力供給装置。

【請求項7】
前記負荷回路が、前記第1電力値および前記第2電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する検出部を、更に備える請求項1記載の電力供給装置。

【請求項8】
前記検出部は、前記負荷回路の動作モードに基づいて、前記第1電力値および前記第2電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する請求項記載の電力供給装置。

【請求項9】
前記切り替え部における前記第1経路および前記第2経路からの経路の選択を制御する制御部を、更に備える請求項1記載の電力供給装置。

【請求項10】
前記第2スイッチの開閉のタイミングを制御するスイッチ制御部を更に備える請求項1記載の電力供給装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010544067thum.jpg
出願権利状態 登録
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