(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-28
(45)【発行日】2023-12-06
(54)【発明の名称】装置へのエネルギーの供給
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20231129BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20231129BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 C
H02J7/00 A
H01M10/44 P
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020567828
(86)(22)【出願日】2019-05-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-10-11
(86)【国際出願番号】 GB2019051286
(87)【国際公開番号】W WO2019239097
(87)【国際公開日】2019-12-19
【審査請求日】2022-05-02
(31)【優先権主張番号】16/008,393
(32)【優先日】2018-06-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500395107
【氏名又は名称】アーム・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パティル、サンジェイ
【審査官】大濱 伸也
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１９４２０５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－１４５１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１５３９１０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第９７８５１７７（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２
Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６
Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、エネルギーをストアし前記エネルギーの一部を前記装置に供給するための、エネルギーストレージ回路と、
前記装置に供給されている前記エネルギーの前記一部に応答して前記エネルギーストレージ回路を放電するための、放電回路と、
前記エネルギーストレージ回路を再充電するための、電源回路と、
前記０でない残留エネルギーの量を少なくとも２つの値から選択するための、選択回路と、を備え、
前記放電回路は、前記エネルギーストレージ回路が前記放電回路によって放電されるとき、０でない残留エネルギーを前記エネルギーストレージ回路に保持するように適合され、
前記放電回路は、前記放電回路の要素を選択的にアクティブ化又は非アクティブ化することによって、前記０でない残留エネルギーの前記量を変化させるように適合されている、装置。
【請求項2】
前記０でない残留エネルギーの量は、プログラム可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記少なくとも２つの値は、倍数である、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記放電回路は、第１のトランジスタを含む、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項5】
前記第１のトランジスタは、ｐ型トランジスタである、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記第１のトランジスタは、自然な閾値動作電圧を有しており、前記０でない残留エネルギーは、前記第１のトランジスタ及び他のトランジスタが非アクティブ化されるとき、前記自然な閾値動作電圧に対応する、
請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記放電回路は、前記第１のトランジスタと同じタイプの第２のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタに直列に接続されている、請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項8】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、それぞれ自然な閾値動作電圧を有しており、前記０でない残留エネルギーは、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの両方がアクティブ化されるとき、前記自然な閾値動作電圧の２倍に対応する、
請求項７に記載の装置。
【請求項9】
さらなるエネルギーストレージ回路が、設けられて、前記エネルギーストレージ回路が前記放電回路によって放電されている間に前記装置に電力を供給する、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項10】
前記放電回路は、抵抗器として作用することによって前記エネルギーストレージ回路を放電するように適合されている、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項11】
前記エネルギーストレージ回路は、コンデンサである、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
【請求項12】
エネルギーストレージ回路にエネルギーをストアすることと、前記エネルギーの一部を装置に供給することと、
前記装置に供給されている前記エネルギーの前記一部に応答して前記エネルギーを放出することと、
０でない残留エネルギーを保持することと、
前記エネルギーストレージ回路を再充電することと、
前記０でない残留エネルギーの量を少なくとも２つの値から選択することと、
を含み、
前記０でない残留エネルギーの前記量が前記エネルギーを放出するための放電回路の要素を選択的にアクティブ化又は非アクティブ化することによって変化される、
方法。
【請求項13】
装置であって、エネルギーをストアするための手段と、
前記エネルギーの一部を装置に供給するための手段と、
前記装置に供給されている前記エネルギーの前記一部に応答して前記エネルギーを放出するための手段と、
０でない残留エネルギーを保持するための手段と、
エネルギーをストアするための前記手段を再充電するための手段と、
前記０でない残留エネルギーの量を少なくとも２つの値から選択するための手段と、を備え、
前記０でない残留エネルギーの前記量が前記エネルギーを放出するための手段の要素を選択的にアクティブ化又は非アクティブ化することによって変化される、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エネルギーに関する。特に、本技術は、装置にエネルギーを供給することに関連を有する。
【背景技術】
【0002】
データ処理装置などの様々な装置では、コンデンサを充電することが一般的であり、当該コンデンサは、次に処理回路に少量のエネルギーを供給する。次に、コンデンサの残りの電荷は、コンデンサがもう一度充電される前に、放電される。このプロセスは、処理回路が、例えばメイン又は幹線電源（以下、「メイン電源」）によって、直接電力供給されているのではないということを表している。
【発明の概要】
【0003】
第１の例示的構成から見ると、装置であって、エネルギーをストアし当該エネルギーの一部を当該装置に供給するための、エネルギーストレージ回路と、当該装置に供給されている当該エネルギーの当該一部に応答して当該エネルギーストレージ回路を放電するための、放電回路と、当該エネルギーストレージ回路を再充電するための、電源回路と、を備え、当該放電回路は、当該エネルギーストレージ回路が当該放電回路によって放電されるとき、０でない残留エネルギーを当該エネルギーストレージ回路に保持するように適合されている、装置が、提供される。
【0004】
第２の例示的構成から見ると、エネルギーストレージ回路にエネルギーをストアすることと、当該エネルギーの一部を装置に供給することと、当該装置に供給されている当該エネルギーの当該一部に応答して当該エネルギーを放出することと、０でない残留エネルギーを保持することと、当該エネルギーストレージ回路を再充電することと、を含む、方法が、提供される。
【0005】
第３の例示的構成から見ると、装置であって、エネルギーをストアするための手段と、当該エネルギーの一部を装置に供給するための手段と、当該装置に供給されている当該エネルギーの当該一部に応答して当該エネルギーを放出するための手段と、０でない残留エネルギーを保持するための手段と、エネルギーをストアするための当該手段を再充電するための手段と、を備える、装置が、提供される。
【0006】
本発明は、添付の図面に示されるその実施形態を参照して、単に例としてのみ、さらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】いくつかの実施形態による装置のブロック図である。
【図2】エネルギーストレージ回路の両端の電圧の経時的なグラフである。
【図3】いくつかの実施形態による放電プロセスを示すフローチャートである。
【図4A】回路要素の電圧の経時的なグラフである。
【図4B】回路要素の電圧の経時的なグラフである。
【図5】いくつかの実施形態による装置を示す図である。
【図6】いくつかの実施形態による装置を示す図である。
【図7】いくつかの実施形態による装置を示す図である。
【図8】いくつかの実施形態による装置を示す図である。
【図10A】本技術のプログラム可能な実施形態を示す図である。
【図10B】本技術のプログラム可能な実施形態を示す図である。
【図11A】本技術のプログラム可能な実施形態を示す図である。
【図11B】本技術のプログラム可能な実施形態を示す図である。
【図12】本技術のいくつかの実施形態を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
添付の図を参照して実施形態を議論する前に、実施形態についての以下の説明が、提供される。
【0009】
一例示的構成によれば、装置であって、エネルギーをストアし当該エネルギーの一部を当該装置に供給するための、エネルギーストレージ回路と、当該装置に供給されている当該エネルギーの当該一部に応答して当該エネルギーストレージ回路を放電するための、放電回路と、当該エネルギーストレージ回路を再充電するための、電源回路と、を備え、当該放電回路は、当該エネルギーストレージ回路が当該放電回路によって放電されるとき、０でない残留エネルギーを当該エネルギーストレージ回路に保持するように適合されている、装置が、提供される。
【0010】
上記の例示的構成では、０でない残留エネルギーは、放電回路によって放電されているとき、エネルギーストレージ回路に保持されている。例えば、放電動作が放電回路によって実行された後、０でない残留エネルギー（例えば、０より大きいエネルギーの量）がエネルギーストレージ回路に残るであろうし、それによりエネルギーストレージ回路を再充電するために必要なエネルギー量が減少するであろう。結果として、装置によって消費される全体的なエネルギーは、同じ容量のエネルギーストレージ回路において残留エネルギーが全く保たれない状態と比較して、減少する。
【0011】
０でない残留エネルギーは、固定されている必要はない。例えば、いくつかの実施形態では、０でない残留エネルギーの量は、プログラム可能である。この方法で、０でない残留エネルギーは、必要に応じて経時的に変化することができる。
【0012】
いくつかの実施形態では、当該装置は、当該０でない残留エネルギーの量を少なくとも２つの値から選択するための、選択回路を備える。これにより、０でない残留エネルギーの量は、少なくとも２つの値のうちの１つにプログラムされることができるのであり、次に、放電回路は、プログラムされた値までエネルギーストレージ回路を放電するであろう。
【0013】
いくつかの実施形態では、当該少なくとも２つの値は、倍数であることができる。例えば、第２の値は、第１の値の倍数（例えば、２倍）であることができ、第３の値（存在する場合）は、第１の値のさらなる倍数（例えば、３倍）であることができる。いくつかの実施形態では、当該少なくとも２つの値は、倍数であることができることに、留意されたい。ここで、当該倍数は、第１の値の２の累乗倍である。例えば、第２の値は、第１の値の２倍であることができ、第３の値は、第１の値の４倍であることができる。値を２進法のようなやり方で配置することにより、個別の値を一緒に組み合わせることにより任意の倍数に到達することができてもよい。
【0014】
いくつかの実施形態では、当該放電回路は、当該放電回路の要素を選択的にアクティブ化又は非アクティブ化することによって、当該０でない残留エネルギーの当該量を変化させるように適合されている。この場合も、放電回路の要素のそれぞれ異なる組み合わせを使用してそれぞれ異なる０でない残留値を提供することにより、それらの要素を組み合わせて広範囲のそれぞれ異なる０でない残留値を生成することができる。
【0015】
いくつかの実施形態では、当該放電回路は、第１のトランジスタを含む。トランジスタは、論理値「０」を論理値「１」より容易に通過させるｎ型であるか、論理値「１」を論理値「０」よりも容易に通過させるｐ型であるかに大別できる。いくつかの実施形態では、使用されるトランジスタは、ｐ型である。そのようなトランジスタは、「０」の論理値を通過させることに対しての良好性がより低いから、そのようなトランジスタは、グランドに接続されているとき、概して０電圧まで完全放電せず代わりに自然に電圧を保持する傾向がある。したがって、放電回路でそのようなトランジスタを使用する場合、エネルギーストレージ回路の完全な放電を防止して代わりにエネルギーストレージ回路に残留電荷を残すことが、可能である。
【0016】
いくつかの実施形態では、当該第１のトランジスタは、自然な動作電圧を有しており、当該０でない残留エネルギーは、当該第１のトランジスタ及び他のトランジスタが非アクティブ化されるとき、当該自然な動作電圧に対応する。ｐ型トランジスタの自然な動作電圧は、Ｖｔで表される場合がある。ｐ型トランジスタは、この電圧で自然に動作するから、それは、グランドに接続されているとき、自然に電圧Ｖｔを保持する。
【0017】
いくつかの実施形態では、当該放電回路は、当該第１のトランジスタと同じタイプの第２のトランジスタを含み、当該第１のトランジスタに直列に接続されている。
【0018】
いくつかの実施形態では、当該第１のトランジスタ及び当該第２のトランジスタは、それぞれ自然な動作電圧を有しており、当該０でない残留エネルギーは、当該第１のトランジスタと当該第２のトランジスタの両方がアクティブ化されるとき、当該自然な動作電圧の２倍に対応する。同じタイプの２つのトランジスタを直列に設けることにより（例えば、第１のトランジスタのドレインを第２のトランジスタのゲートに接続することにより）、第２のトランジスタは、第１のトランジスタが放電するにつれて、充電される。１つのトランジスタの自然な動作電圧がＶｔである場合、回路は、両方のトランジスタが充電されているという条件で（例えば、全体の電圧が約２Ｖｔである限り）、開いている（放電が引き起こされ）。したがって、この方法での２つのトランジスタの使用は、２Ｖｔの残留電圧が得られるまで放電を引き起こす。
【0019】
いくつかの実施形態では、さらなるエネルギーストレージ回路が、設けられて、当該エネルギーストレージ回路が当該放電回路によって放電されている間に当該装置に電力を供給する。いくつかの実施形態では、エネルギーストレージ回路を放電することは、エネルギーストレージ回路が装置の他の部分から切断されることを、必要とする場合がある（装置のそれらの部分も放電されることを、防止又は阻止するためである）。ただし、これにより、装置への電力の供給が、妨げられるであろう。したがって、この期間中に装置に電力を供給するために、さらなるエネルギーストレージ回路が、設けられることができる。さらなるエネルギーストレージ回路は、電源回路によってエネルギーストレージ回路と同時に再充電されることができるし、又はいくつかの実施形態では、エネルギーストレージ回路自体によって再充電されることさえできるであろう。
【0020】
いくつかの実施形態では、当該放電回路は、抵抗器として作用することによって当該エネルギーストレージ回路を放電するように適合されている。そのような装置は、例えば、エネルギーを熱として放出することができる。
【0021】
いくつかの実施形態では、当該エネルギーストレージ回路は、コンデンサである。
【0022】
ここで、特定の実施形態について図を参照して説明する。
【0023】
図１は、一実施形態による装置１００のブロック図である。装置は、メイン電源から電力を得る電源回路１１０を含む。そして今度は、これが、エネルギーストレージ回路１２０にエネルギーを提供するために使用される。エネルギーストレージ回路１２０は、例えば、コンデンサの形態をとることができる。エネルギーストレージ回路は、装置１００の残りにエネルギーを提供するために使用されるが、いくつかの実施形態では、エネルギーストレージ回路１２０は、装置１００の一部にのみエネルギーを提供することができる。この実施形態では、エネルギーストレージ回路は、コンデンサの形態をとる。放電回路１３０も、設けられる。この実施形態では、放電回路１３０は、抵抗器として作用し、それによって、エネルギーストレージ回路１２０からエネルギーを熱として放出する。
【0024】
放電回路１３０は、エネルギーストレージ回路１２０からエネルギーを放出するときに残留エネルギーが残されるようなものである。その結果、電源回路１１０がエネルギーストレージ回路１２０を再充電するとき、行われるべき仕事がより少なくなり、その結果システムによって使用されるエネルギーがより少なくなる。
【0025】
図２は、エネルギーストレージ回路１２０の両端の電圧の経時的なグラフを示している。図は、エネルギーストレージ回路１２０の両端の電圧が、再充電プロセス２００の間にＶｍａｘまで増加していることを示しており、その時点で、エネルギーストレージ回路１２０は、完全に充電されている。次に、エネルギーストレージ回路１２０の両端の電圧は、エネルギーストレージ回路１２０が装置１００に（例えば、装置内の処理回路に）電力を供給している間、減少する２０２。次に、エネルギーストレージ回路１２０の両端の電圧は、エネルギーストレージ回路１２０が放電回路１３０によって放電されるにつれて、減少する２０４。放電回路１３０による完全放電２０６は、閾値Ｖｔまでの部分放電２０８、及び閾値２Ｖｔまでの部分放電２１０と比較される。
【0026】
図３に示される例では、放電回路１３０は、エネルギーストレージ回路１２０を、装置によって実行されるそれぞれ異なる動作の後で同じ量だけ放電する。この例では、装置が、様々な処理動作を実行する処理回路を含むことが考慮されている。Ｓ３０２では、処理動作が実行され、Ｓ２０４ａでは、放電回路１３０がエネルギーストレージ回路１２０を閾値Ｖｔまで部分放電する。Ｓ３０４では、異なる処理動作が実行され、Ｓ２０４ｂでは、放電回路１３０がエネルギーストレージ回路１２０を同じ閾値Ｖｔまで放電する。したがって、装置によって実行される動作に関わりなく、エネルギーストレージ回路１２０のエネルギーは、再充電される前に、０でない残留エネルギーＶｔまで（熱として）放出される。したがって、実行される動作に関わりなく、エネルギーがエネルギーストレージ回路１２０から完全に放出されるシステムと比較して、エネルギーが節約される。
【0027】
図４Ａは、回路要素について、ｎ型トランジスタを介して放電（ｉ）、及び充電（ｉｉ）されるときの経時的な電圧を示し、図４Ｂは、回路要素について、ｐ型トランジスタを介して放電（ｉ）、及び充電（ｉｉ）されるときの経時的な電圧を示している。図４Ｂ（ｉ）に示されるように、ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（ｐＭＯＳ）などのｐ型トランジスタによって放電される回路要素は、何らかの残留電荷を残して何らかの閾値Ｖ１（ここで、Ｖ１は、０より大きいが、Ｖｍａｘより小さい）まで部分放電されることだけができる。したがって、ｐ型トランジスタは、何らかの残留電荷を残してエネルギーストレージ回路１２０を部分放電するのに十分である。対照的に、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（ｎＭＯＳ）などのｎ型トランジスタによって放電される回路要素は、コンデンサに残留電荷を全く残さずに０まで完全に放電されることができる（図４Ａ（ｉ））。したがって、エネルギーストレージ回路１２０が、ｎ型トランジスタを介して放電されるとき、それは、０まで完全に放電されるし、単一のｎ型トランジスタは、エネルギーストレージ回路１２０を何らかの閾値まで部分放電するには十分ではないであろう。０の電圧は、そのコンポーネントの両端の可能な限り低い電圧を意味するように意図されていることに留意すべきである。
【0028】
逆に、回路要素が、ｐ型トランジスタを介して充電される場合（図７Ｂ（ｉｉ）に示される）、それは、その最大電圧Ｖｍａｘまで完全に充電されることができ、一方、ｎ型トランジスタを介して充電される場合（図４Ａ（ｉｉ））、回路要素は、最大電圧Ｖｍａｘよりも低い何らかの閾値電圧Ｖ２まで充電されることだけができる。図６及び図７を参照して以下で詳細に説明するように、これは、ｎ型トランジスタがさらなるトランジスタと直列に設けられる場合、さらなるトランジスタは、エネルギーストレージ回路が放電されるにつれて、ｎ型トランジスタを介して充電されることができるということを意味する。さらなるトランジスタは、（充電中のｎ型トランジスタの特性に従って）何らかの閾値まで充電されるだけであろうから、これは、残留電荷がエネルギーストレージ回路に残され、したがってエネルギーストレージ回路は、部分放電されるだけであることを意味する。
【0029】
図５は、例示的実施形態を示しており、装置１００ａは、電力レールＶＤＤ及びＶＳＳの間に接続された、エネルギー供給回路１２０としてコンデンサ１２０ａ、及び放電回路１３０ａを含む。コンデンサは、安価で耐久性がありかつ迅速に充電及び放電されるように適合されているから、この実施形態では、コンデンサ１２０ａが、使用される。しかしながら、コンデンサ１２０ａは、他の形態のエネルギーストレージによって置き換えられることができることが理解されよう。放電回路１３０ａは、装置１００ａによる動作（例えば、処理動作）が完了した後に、コンデンサ１２０ａを部分放電するように適合されている。この特定の実施形態では、放電回路１３０ａは、ｐ型トランジスタ５００を含む。ｐ型トランジスタの自然な閾値によって、コンデンサ１３０ａは、トランジスタ５００を介して放電されるときに部分放電されるだけであり、それにより、コンデンサ１３０ａに残留電荷が残される。トランジスタ５００は、例えば、ｐＭＯＳトランジスタ、すなわち、ｐ型ＭＯＳＦＥＴトランジスタであり得る。
【0030】
図６は、本技術の代替実施形態を示しており、放電回路１３０ｂは、直列に接続された複数のｎ型トランジスタ６００を含む。図６の配置は、電力レールＶＳＳ及びＶＤＤの間に接続された、コンデンサ１２０ａ及び放電回路１３０ｂを含む。図５の放電回路１３０ａに類似して、放電回路１３０ｂは、この場合はｎ型トランジスタの特性を利用することによって、コンデンサ１２０ａを何らかの閾値まで部分放電するように適合されている。特に、この配置は、図４Ａ（ｉｉ）に示されるように、ｎ型トランジスタを介して充電される回路要素は、何らかの閾値Ｖ１までだけ充電されることができる、ということを利用している。コンデンサ１２０ａが放電回路１３０ｂを介して放電されると、コンデンサ１２０ａが第１のｎ型トランジスタ６００ａを充電し、そして今度はそれが第２のｎ型トランジスタ６００ｂを充電し、そして今度はそれが第３のｎ型トランジスタ６００ｃを充電する。トランジスタ６００ｂは、ｎ型トランジスタ６００ａを介して充電されるから、トランジスタ６００ｂは、残留電荷を残して何らかの閾値までだけ充電されることができ、当該残留電荷は、コンデンサ１２０ａにストアされる。同様に、ｎ型トランジスタ６００ｃも、ｎ型トランジスタ６００ｂを介して充電されるということに起因して、コンデンサ１２０ａにストアされるさらなる残留電荷を残して閾値までだけ充電されることができる。したがって、コンデンサ１２０ａには、両方のトランジスタによる残留電荷が残される。実際には、２つのトランジスタによって提供される残留電荷は、同一であり、それにより、１つのトランジスタが寄与するコンデンサ１２０ａの残留電荷の倍数の量が提供される。コンデンサ１２０ａについての閾値電圧（及び残留電荷）は、さらなるｎ型トランジスタ６００を直列に追加することによって増加されることができ、したがって、放電回路１３０ｂ内のｎ型トランジスタ６００の数は、３つに限定されるのではなく、１より大きい任意の数であることができることが理解されよう。
【0031】
図７は、本技術のさらなる実施形態を示しており、放電回路１３０ｃは、直列に接続されたｎ型トランジスタ７００とｐ型トランジスタ７１０を含む。この配置は、図７Ａ（ｉｉ）に示される充電におけるｎ型トランジスタの特性と、図７Ｂ（ｉ）に示される放電におけるｐ型トランジスタの特性と、の両方を利用している。図７において、コンデンサ１２０ａが放電回路１３０ｃを介して放電されると、コンデンサ１２０ａが最初にｎ型トランジスタ７００を充電し、ｎ型トランジスタ７００が第１のｐ型トランジスタ７１０ａを充電し、そして今度はそれが第２のｐ型トランジスタ７１０ｂを充電する。第１のｐ型トランジスタ７１０ａは、ｎ型トランジスタ７００を介して充電されるから、第１のｐ型トランジスタ７１０ａは、何らかの閾値Ｖ２までだけ充電されることができ、そのようにして、残留電荷が、システムに残る。次に、第１のｐ型トランジスタ７１０ａが第２のｐ型トランジスタ７１０ｂを介して放電するとき、第１のｐ型トランジスタ７１０ａは、同じ量のさらなる残留電荷を残して閾値までだけ放電されることができる。このようにして、「二重の」残留電荷が、コンデンサ１２０ａに残される。前の実施形態におけるように、閾値は、さらなるｎ型トランジスタを追加することによって増加されることができ、さらなるｐ型トランジスタを追加することによっても増加されることができる。ここで、コンデンサ１２０ａは、当該閾値まで放電される。したがって、図７に示される実施形態は、示されるように１つのｎ型トランジスタ７００と２つのｐ型トランジスタ７１０に限定されるのでは、なく、任意の数のｎ型及びｐ型トランジスタが、使用されることができることが理解されよう。
【0032】
図５、図６、及び図７は、本技術による放電回路１３０の様々な構成を示しているのであるが、しかしながら、エネルギーストレージ回路１２０が部分放電されることを可能にする、放電回路１３０の任意の配置が使用されることができることが理解されよう。概して、これは、図５におけるような単一のｐ型トランジスタ、又はｐ型とｎ型の一方若しくは両方の複数のトランジスタ、又は同じ結果をもたらす他の任意の構成であり得る。
【0033】
本技術のいくつかの実施形態は、電力レールＶＤＤ及びＶＳＳを含む。電源レールＶＤＤ及びＶＳＳは、それらの間に電圧を有するように配置される。放電回路１３０及びエネルギーストレージ回路１２０は、電力レールＶＤＤ及びＶＳＳが、エネルギーストレージ回路１２０と放電回路１３０との間で電荷を供給するように、図５～図７に示されるように電力レールの間に接続される。
【0034】
いくつかの実施形態では、閾値は、エネルギーストレージ回路１２０が放電されるたびに同じである。ここで、エネルギーストレージ回路１２０は、当該閾値まで放電される。他の実施形態では、閾値は、可変であり得る。図５～図７のいずれでも、固定閾値を使用できるが、しかしながら、図６及び図７における配置は、可変閾値を提供するように構成されることもでき、この場合、閾値は、放電回路１３０内のトランジスタのうち１つ以上をバイパスすることによって低減されることができる。所与のトランジスタの閾値がＶｔである場合、直列に含まれる追加のトランジスタは、それぞれ閾値をＶｔだけ増加させる。図２は、このような閾値の例を示す。例えば、単一のｐ型トランジスタを含む装置２０８は、Ｖｔの閾値を有し、一方、直列に２つのｐ型トランジスタを含む装置２１０は、２Ｖｔの閾値を有する。
【0035】
図８は、本技術の実施形態を示し、装置１００ｂは、電源回路１１０と、エネルギーストレージ回路１２０と、エネルギーストレージ回路１２０を部分放電するように構成された放電回路１３０と、を含む。装置は、処理動作を実行するための処理回路８００を含む。
【0036】
エネルギーストレージ回路１２０、放電回路１３０、及び処理回路８００はすべて、電力レールＶＤＤ及びＶＳＳの間に接続されている。当該電力レールＶＤＤ及びＶＳＳは、電源回路１１０からエネルギーストレージ回路１２０へ、エネルギーストレージ回路１２０を再充電するために電力を供給するのであり、また、エネルギーストレージ回路１２０が処理回路８００に電力を供給できるように、エネルギーストレージ回路１２０を処理回路８００に接続するとともに、エネルギーストレージ回路１２０が放電回路１３０を通して放電されることができるように、エネルギーストレージ回路１２０を放電回路１３０に接続する。電源レールＶＳＳは、システムの０電圧を定める。装置１００ｂはまた、電力レールＶＤＤ及びＶＳＳの間に接続された、さらなるエネルギーストレージ回路８０２も含む。さらなるエネルギーストレージ回路８０２は、エネルギーストレージ回路１２０が再充電又は放電されている間に、処理回路８０２に電力を供給するように配置される。図８はまた、リフレッシュトランジスタ８０４及び８０６、転送トランジスタ８０８及び８１０、並びにエネルギーストレージトランジスタ８１２及び８１４を含む、スイッチとして作用するように構成された６つのトランジスタも示す。トランジスタ８０４～８１４は、ここでは交換可能にスイッチと呼ばれる。トランジスタ８０４～８１４は、ＭＯＳＦＥＴであり得る。しかしながら、トランジスタ８０４～８１４、又は回路内の電気の流れを調節するように構成された他の任意のコンポーネントの代わりに、他の任意の電力スイッチを使用できることが理解されよう。
【0037】
図９は、図８の装置１００ｂを動作させることができる方法を示すフロー図を示す。スイッチ８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、及び８１４は、さらなるストレージ回路８０２を充電し、処理回路８００に電力を提供し、エネルギーストレージ回路１２０を放電し、又はエネルギーストレージ回路１２０を充電し互いに分離されているプロセスを、可能にする。例えば、エネルギーストレージ回路１２０が放電されることなく、さらなるエネルギーストレージ回路８０２が充電されることを、可能にすることである。Ｓ１０００では、リフレッシュスイッチ８０４及び８０６は閉じられ、転送スイッチ８０８及び８１０は開いたままにされる。これにより、エネルギーストレージ回路１２０が充電されることが、可能になる。ひとたびエネルギーストレージ回路１２０が完全に充電されれば、Ｓ１００２では、リフレッシュスイッチ８０４及び８０６の両方が開かれ、転送スイッチ８０８及び８１０が閉じられる。これにより、エネルギーストレージ回路１２０が、２つの電源が平衡に達するまで、さらなるエネルギーストレージ回路８０２を充電することが、可能になる。あるいは、さらなるエネルギーストレージ回路８０２が存在しない場合、エネルギーストレージ回路１２０は、処理回路８００に電力を直接供給するように構成されることができる。処理回路８００は、何らかの処理動作を実行し、その後、又はエネルギーストレージ回路１２０及び８０２が平衡に達した後、Ｓ１００４において、転送スイッチ８０８及び８１０が開かれて、エネルギーストレージ回路１２０が放電回路１３０を通して部分放電されることを可能にする一方、電源スイッチ８１２及び８１４の両方を閉じることによって、さらなるエネルギーストレージ回路８０２が処理回路８００に電力を供給するように準備される。リフレッシュスイッチ８０４及び８０６並びに転送スイッチ８０８及び８１０がすべて開いているから、エネルギーストレージ回路１２０の放電は、放電回路１３０を介して行われる。放電回路１３０は、抵抗器として作用することによってエネルギーストレージ回路１２０を放電し、エネルギーストレージ回路１２０にストアされている電力を熱に変換し、その熱は、装置１００ｂ内で放散される。
【0038】
図１０～図１１は、本技術の実施形態を示し、当該実施形態は、プログラム可能である、すなわち、それらは、プログラム論理を使用して制御されることができる。図１０Ａは、ＡＮＤゲート１１０４及びバッファ１１０２が、どのようにして、それらがトランジスタ１１０６をアクティブ化又は非アクティブ化するために使用されることができるように、トランジスタ１１００と共に配置されることができるかの例を示す。図１０Ｂは、この設計をどのようにして複数のトランジスタ１１０６に拡張できるかを示す。これにより、トランジスタ１１０６を選択的にアクティブ化又は非アクティブ化することによって閾値が変化させられることが、可能になる。ここで、コンデンサ１２０ａは、当該閾値まで放電される。図１０の配置は、「アクティブロー」構成として知られている。
【0039】
図１１は、本技術のプログラム可能な実施形態の「アクティブハイ」構成を示す。図１１Ａは、ＡＮＤゲート１２０６への入力に基づいてトランジスタ１２００をアクティブ化又は非アクティブ化するように構成された、バッファ１２０４、トランジスタ１２０２、及びＡＮＤゲート１２０６を示す。図１１Ｂは、この構成をどのようにして複数のトランジスタ１２００に拡張できるかを示す。
【0040】
図１０Ｂ及び図１１Ｂは、選択的にアクティブ化又は非アクティブ化されるように構成された、直列の２つのトランジスタのみを示しているが、この配置は、任意の数のトランジスタ１１０６／１２００に拡張されることができることが理解されよう。
【0041】
図１０～図１１は、コンデンサ１２０ａについての閾値が、どのようにして変化させられることができるかを示している。この故に、閾値は、いくつのトランジスタ１１０６／１２００がアクティブ化されているかに応じて、それぞれが倍数であるいくつかの値から、選択されることができる。閾値が選択されることができる数多くの方法があり、例えば、閾値は、ランダムに選択されてもよい。これは、システムの電力消費からの如何なる予測可能性も排除することにより、システムのセキュリティをさらに改善する。閾値は、何らかのランダムな入力に基づいてランダムに選択されてもよく、例えば、ランダムな数が生成されてもよく、その数に等しい数のトランジスタがアクティブ化されてもよい。閾値のランダムな選択を行う多くの方法があり任意の方法が使用され得ることが、理解されよう。さらにまた、真にランダムな選択を行うことがしばしば実際的ではないことが理解されるであろうし、そのため、本出願の文脈における「ランダム」は、疑似ランダムな方法で行われる選択も意味するように意図されていることが理解されよう。
【0042】
【0043】
図１２は、本発明の実施形態を示すフローチャート１３００のものである。ステップＳ１３０２において、エネルギーは、エネルギーストレージ回路１２０にストアされる。ステップＳ１３０４において、エネルギーは、エネルギーストレージ回路から装置１００に、例えば、装置１００ｂ内の処理回路８０２に供給される。この動作が完了すると、エネルギーストレージ回路１２０は、ステップＳ１３０６で放電される。これは、残りのエネルギーが所定のプリセット値（プリセット値、例えばＶｔの正の整数倍）に達するまで、（ステップＳ１３０８を介して）継続する。ひとたびこれが完了すれば、エネルギーストレージ回路１２０は、例えば電源回路１１０によって、再充電される。エネルギーストレージ回路１２０において残留電荷を維持することにより、電源回路１１０によってエネルギーストレージ回路１２０を再充電するために必要なエネルギーが、低減されることができる。
【0044】
本出願において、「～に構成され」という言葉は、装置の要素が、定められた動作を実行できる構成を有することを意味するために使用される。この文脈において、「構成」は、ハードウェア又はソフトウェアの、配置、又は相互接続の方法を意味する。例えば、装置は、定められた動作を提供する専用のハードウェアを有し得、又はプロセッサ若しくは他の処理デバイスは、機能を実行するようにプログラムされ得る。「に構成され」は、装置要素が、如何なる方法でも、定められた動作を提供するために変更される必要があることを含意しない。
【0045】
本発明の例示的な実施形態は、添付の図面を参照して本明細書で詳細に説明されてきたが、本発明は、それらの厳密な実施形態に限定されず、かつ様々な変更、追加、及び修正が、添付の特許請求の範囲によって定められる通りの本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、当業者によってそれらにもたらされることができることが、理解されるべきである。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、従属請求項の特徴の様々な組み合わせを、独立請求項の特徴と行うことができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】
