特表 2024-526438 ピーク電流負荷制御回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-18

(54)【発明の名称】ピーク電流負荷制御回路

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/10 20060101AFI20240710BHJP

   G05F 3/08 20060101ALI20240710BHJP

【ＦＩ】

G05F1/10 304M

G05F3/08

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580999

(86)(22)【出願日】2022-08-30

(85)【翻訳文提出日】2023-12-27

(86)【国際出願番号】 CN2022115674

(87)【国際公開番号】W WO2023184845

(87)【国際公開日】2023-10-05

(31)【優先権主張番号】202210331067.8

(32)【優先日】2022-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202220729267.4

(32)【優先日】2022-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523389615

【氏名又は名称】ビーシーディー シャンハイ マイクロ―エレクトロニクス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100137969

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 憲昭

(74)【代理人】

【識別番号】100104824

【弁理士】

【氏名又は名称】穐場 仁

(74)【代理人】

【識別番号】100121463

【弁理士】

【氏名又は名称】矢口 哲也

(72)【発明者】

【氏名】チェン，ドンボ

(72)【発明者】

【氏名】ディン，シュエジエン

(72)【発明者】

【氏名】ジュ，イン

(72)【発明者】

【氏名】ドン，ジンファ

【テーマコード（参考）】

5H410

5H420

【Ｆターム（参考）】

5H410BB04

5H410BB05

5H410DD02

5H410FF05

5H410LL06

5H420NA01

5H420NB02

5H420NB03

5H420NE15

(57)【要約】

ピーク電流負荷制御回路であって、回路は、一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて基準電圧制御信号を生成するための基準電圧調整回路と、基準電圧制御信号に基づいてピーク負荷検出の基準電圧を調整し、かつ基準電圧に基づいて一次側制御チップに対してピーク負荷検出を行い、一次側制御チップの制御モードを調整するためのピーク負荷検出モジュール２０であって、そのうち、制御モードが定電流ループ制御モードおよび定電圧ループ制御モードを含むピーク負荷検出モジュールと、を含む。本発明は、基準電圧調整回路を設置して、一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、一次側制御チップのピーク負荷検出の基準電圧を制御および調整することにより、一次側制御チップの制御モードの切換を制御し、それによって一次側レギュレーション充電器のピーク電流負荷検出時の出力電圧の安定性を向上させている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、基準電圧制御信号を生成するための基準電圧調整回路と、
前記基準電圧制御信号に基づいてピーク負荷検出の基準電圧を調整し、かつ前記基準電圧に基づいて前記一次側制御チップに対してピーク負荷検出を行い、前記一次側制御チップの制御モードを調整するためのピーク負荷検出モジュールであって、そのうち、前記制御モードは定電流ループ制御モードおよび定電圧ループ制御モードを含み、前記基準電圧は過電流保護基準電圧およびピーク負荷基準電圧を含み、ピーク負荷基準電圧が前記過電流保護基準電圧のｋ倍（ｋは１より大きい）であるピーク負荷検出モジュールと、を含むことを特徴とする、
ピーク電流負荷制御回路。

【請求項2】

前記基準電圧調整回路は、具体的には、前記定電流モード信号および／または前記定電圧モード信号に基づいて、前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号を生成し、前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにあり、かつ前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧である時には前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号を生成するために用いられ、そのうち、前記基準電圧制御信号が前記第１制御信号と前記第２制御信号を含むことを特徴とする、請求項１に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項3】

前記基準電圧調整回路が、
前記定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号および定電流モード終了信号に基づいて、前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードに入った後、前記第１制御信号を生成し、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードを終了した後、前記第２制御信号を生成する定電流調整回路を含むことを特徴とする、
請求項２に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項4】

前記定電流調整回路は、第１アンドゲート素子と、第１ＲＳフリップフロップと、Ｄフリップフロップと、パラフェーズ増幅器とを含み、
そのうち、前記第１アンドゲート素子の第１入力端は前記定電流モード終了信号の出力端と接続され、前記第１アンドゲート素子の第２入力端は前記ＤフリップフロップのＱ出力端と接続され、前記第１アンドゲート素子の出力端は前記第１ＲＳフリップフロップのＲ入力端と接続されており、前記第１ＲＳフリップフロップのＳ入力端は前記定電流モード開始信号の出力端と接続され、前記第１ＲＳフリップフロップのＱ出力端は前記ＤフリップフロップのＤ入力端と接続されており、前記Ｄフリップフロップのクロック入力端は前記一次側制御チップのサイクルのターンオンを駆動するターンオンパルス信号の出力端と接続され、前記ＤフリップフロップのＱ出力端は前記パラフェーズ増幅器の入力端と接続され、前記パラフェーズ増幅器の出力端は前記ピーク負荷検出モジュールの前記基準電圧制御信号の入力端と接続されていることを特徴とする、
請求項３に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項5】

前記第１ＲＳフリップフロップは第１ノアゲート素子および第２ノアゲート素子を含み、
そのうち、前記第１ノアゲート素子の第１入力端は前記定電流モード開始信号の出力端と接続され、前記第１ノアゲート素子の第２入力端は前記第２ノアゲート素子の出力端と接続され、前記第１ノアゲート素子の出力端は前記第２ノアゲート素子の第１入力端と接続されており、前記第２ノアゲート素子の第２入力端は前記第１アンドゲート素子の出力端と接続され、前記第２ノアゲート素子の出力端と前記第１ノアゲート素子の第２入力端を接続するコモン端は、前記第１ＲＳフリップフロップのＱ出力端として前記ＤフリップフロップのＤ入力端と接続されていることを特徴とする、
請求項４に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項6】

前記基準電圧制御信号は、前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号と、中高基準電圧に対応する第３制御信号と、中低基準電圧に対応する第４制御信号とを含み、そのうち、前記ピーク負荷基準電圧は前記中高基準電圧より大きく、前記中低基準電圧より大きく、過電流保護基準電圧より大きく、
それに対応して、前記基準電圧調整回路は、具体的には、前記定電流モード信号および／または前記定電圧モード信号に基づいて、前記基準電圧が前記過電流保護基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記第４制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中低基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにある時には前記第２制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中低基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記第３制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中高基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにある時には前記第４制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中高基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記第１制御信号を生成し、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにある時には前記第３制御信号を生成するために用いられることを特徴とする、
請求項１に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項7】

前記ピーク負荷持続時間および／または過電流保護持続時間をカウントし、かつ前記ピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、および／または前記過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力するタイミング回路をさらに含むことを特徴とする、
請求項１～６のいずれかに記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項8】

前記基準電圧制御信号は、前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号とを含み、前記タイミング回路は、具体的には、前記一次側制御チップの定電流モード信号に基づいて前記ピーク負荷持続時間および前記過電流保護持続時間をカウントするとともに、前記ピーク負荷持続時間が前記第１閾値に達した時に前記ピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、前記過電流保護持続時間が前記第２閾値に達した時に前記過電流保護再起動制御信号を出力するために用いられ、そのうち、前記ピーク負荷持続時間は、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合の維持時間であり、前記過電流保護持続時間は、前記基準電圧が前記過電流保護基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合、または前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧である場合の維持時間であることを特徴とする、請求項７に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項9】

前記タイミング回路はピーク負荷タイミング回路および過電流保護タイミング回路を含み、そのうち、
前記過電流保護タイミング回路は、第２アンドゲート素子と、第２ＲＳフリップフロップと、第１タイマとを含み、前記第２アンドゲート素子の第１入力端は前記基準電圧調整回路の前記基準電圧制御信号の出力端と接続され、前記第２アンドゲート素子の第２入力端は前記定電流モード信号に対応する定電流モード終了ディレイ信号の出力端と接続され、前記第２アンドゲート素子の出力端は前記第２ＲＳフリップフロップのＲ入力端と接続されており、前記第２ＲＳフリップフロップのＳ入力端は前記定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号の出力端と接続され、前記第２ＲＳフリップフロップのＱ出力端は前記第１タイマのイネーブル端と接続されており、前記第１タイマの出力端は、前記過電流保護タイミング回路の出力端として、受信したイネーブル信号の持続時間が前記第２閾値に達した時に前記過電流保護再起動制御信号を出力するために用いられ、ターンオンディレイ信号は、前記定電流モード制御モードの終了後に所定の数のサイクルのターンオンパルス信号が続いた後のパルス信号であり、
前記ピーク負荷タイミング回路は第３アンドゲート素子および第２タイマを含み、前記第３アンドゲート素子の第１入力端は前記定電流モード信号の出力端と接続され、前記第３アンドゲート素子の第２入力端は前記基準電圧制御信号に対応するパラフェーズ信号の出力端と接続され、前記第３アンドゲート素子の出力端は前記第２タイマのイネーブル端と接続されており、前記第２タイマの出力端は、前記ピーク負荷タイミング回路の出力端として、受信したイネーブル信号の持続時間が前記第１閾値に達した時に前記ピーク負荷保護再起動制御信号を出力するために用いられることを特徴とする、
請求項８に記載のピーク電流負荷制御回路。

【請求項10】

前記基準電圧制御信号は、前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号と、中高基準電圧に対応する第３制御信号と、中低基準電圧に対応する第４制御信号とを含み、そのうち、前記ピーク負荷基準電圧は前記中高基準電圧より大きく、前記中低基準電圧より大きく、過電流保護基準電圧より大きく、
それに対応して、前記タイミング回路は、具体的には、前記一次側制御チップの定電流モード信号に基づいて、前記ピーク負荷持続時間および前記過電流保護持続時間をカウントし、かつ前記ピーク負荷持続時間が前記第１閾値に達した時に前記ピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、前記過電流保護持続時間が前記第２閾値に達した時に前記過電流保護再起動制御信号を出力するために用いられ、前記ピーク負荷持続時間は、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合の維持時間であり、前記過電流保護持続時間は、前記基準電圧が前記過電流保護基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合、または前記基準電圧が前記中低基準電圧、前記中高基準電圧または前記ピーク負荷基準電圧である場合の維持時間であることを特徴とする、
請求項７に記載のピーク電流負荷制御回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２２年３月３１日に中国特許局に提出された、出願番号２０２２１０３３１０６７．８、発明名称「ピーク電流負荷制御回路」、および２０２２年３月３１日に中国特許局に提出された、出願番号２０２２２０７２９２６７．４、発明名称「ピーク電流負荷制御回路」の中国特許出願の優先権を請求しており、そのすべての内容は引用により本願に結合されている。

【0002】

本発明は、パワーエレクトロニクスの技術分野、特にピーク電流負荷制御回路に関する。

【背景技術】

【0003】

スマートスピーカーの応用においては、重低音の場合、その時のスマートスピーカーの瞬間出力は通常再生時の出力の数倍になる。天猫精霊Ｘ５スピーカーを例に挙げると、充電器に表示されている定格出力は１２Ｖ２Ａ（２４Ｗ）で、重低音の再生中は、その出力電流のピーク値が３．８Ａに達し、この時の瞬間出力が４５．６Ｗに達していることがわかった。このような瞬間的な高出力においては、充電器の出力電圧が著しく低下し、スマートスピーカーの遮断および再起動が生じる。

【0004】

そのため、瞬間高出力時に充電器の出力電圧が顕著に低下することによるスマートスピーカーの遮断と再起動をどのように回避し、充電器の出力電圧の安定性を高めるかが、今、解決しなければならない問題となっている。

【発明の概要】

【0005】

本発明の目的は、ピーク電流負荷制御回路を提供することにより、瞬間高出力電力時に充電器の出力電圧が顕著に低下することによって引き起こされる負荷の遮断および再起動を回避し、充電器の出力電圧の安定性を向上させることにある。

【0006】

上記の技術的課題を解決するために、本発明で提供するピーク電流負荷制御回路は、
一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、基準電圧制御信号を生成するための基準電圧調整回路と、
前記基準電圧制御信号に基づいてピーク負荷検出の基準電圧を調整し、かつ前記基準電圧に基づいて前記一次側制御チップに対してピーク負荷検出を行い、前記一次側制御チップの制御モードを調整するためのピーク負荷検出モジュールであって、そのうち、前記制御モードは定電流ループ制御モードおよび定電圧ループ制御モードを含み、前記基準電圧は過電流保護基準電圧およびピーク負荷基準電圧を含み、ピーク負荷基準電圧は前記過電流保護基準電圧のｋ倍（ｋは１より大きい）であるピーク負荷検出モジュールと、を含む。

【0007】

任意選択的に、前記基準電圧調整回路は、具体的には、前記定電流モード信号および／または前記定電圧モード信号に基づいて、前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号を生成し、前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにあり、かつ前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧である時には前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号を生成するために用いられ、そのうち、前記基準電圧制御信号は、前記第１制御信号および前記第２制御信号を含む。

【0008】

任意選択的に、前記基準電圧調整回路は、
前記定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号および定電流モード終了信号に基づいて、前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードに入った後、前記第１制御信号を生成し、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードを終了した後、前記第２制御信号を生成する定電流調整回路を含む。

【0009】

任意選択的に、前記定電流調整回路は、第１アンドゲート素子と、第１ＲＳフリップフロップと、Ｄフリップフロップと、パラフェーズ増幅器とを含み、
そのうち、前記第１アンドゲート素子の第１入力端は前記定電流モード終了信号の出力端と接続され、前記第１アンドゲート素子の第２入力端は前記ＤフリップフロップのＱ出力端と接続され、前記第１アンドゲート素子の出力端は前記第１ＲＳフリップフロップのＲ入力端と接続されており、前記第１ＲＳフリップフロップのＳ入力端は前記定電流モード開始信号の出力端と接続され、前記第１ＲＳフリップフロップのＱ出力端は前記ＤフリップフロップのＤ入力端と接続されており、前記Ｄフリップフロップのクロック入力端は前記一次側制御チップのサイクルのターンオンを駆動するターンオンパルス信号の出力端と接続され、前記ＤフリップフロップのＱ出力端は前記パラフェーズ増幅器の入力端と接続され、前記パラフェーズ増幅器の出力端は前記ピーク負荷検出モジュールの前記基準電圧制御信号の入力端と接続されている。

【0010】

任意選択的に、前記第１ＲＳフリップフロップは、第１ノアゲート素子および第２ノアゲート素子を含み、
そのうち、前記第１ノアゲート素子の第１入力端は前記定電流モード開始信号の出力端と接続され、前記第１ノアゲート素子の第２入力端は前記第２ノアゲート素子の出力端と接続され、前記第１ノアゲート素子の出力端は前記第２ノアゲート素子の第１入力端と接続されており、前記第２ノアゲート素子の第２入力端は前記第１アンドゲート素子の出力端と接続され、前記第２ノアゲート素子の出力端と前記第１ノアゲート素子の第２入力端を接続するコモン端は、前記第１ＲＳフリップフロップのＱ出力端として前記ＤフリップフロップのＤ入力端と接続されている。

【0011】

任意選択的に、前記基準電圧制御信号は、前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号と、中高基準電圧に対応する第３制御信号と、中低基準電圧に対応する第４制御信号とを含み、そのうち、前記ピーク負荷基準電圧は、前記中高基準電圧より大きく、前記中低基準電圧より大きく、過電流保護基準電圧より大きく、
それに対応して、前記基準電圧調整回路は、具体的には、前記定電流モード信号および／または前記定電圧モード信号に基づいて、前記基準電圧が前記過電流保護基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記第４制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中低基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにある時には前記第２制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中低基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記第３制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中高基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにある時には前記第４制御信号を生成し、前記基準電圧が前記中高基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある時には前記第１制御信号を生成し、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電圧ループ制御モードにある時には前記第３制御信号を生成するために用いられる。

【0012】

任意選択的に、該ピーク電流負荷制御回路はさらに、
前記ピーク負荷持続時間および／または過電流保護持続時間をカウントし、かつ前記ピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、および／または前記過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力するタイミング回路を含む。

【0013】

任意選択的に、前記基準電圧制御信号は、前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号とを含み、前記タイミング回路は、具体的には、前記一次側制御チップの定電流モード信号に基づいて、前記ピーク負荷持続時間および前記過電流保護持続時間をカウントし、かつ前記ピーク負荷持続時間が前記第１閾値に達した時に前記ピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、前記過電流保護持続時間が前記第２閾値に達した時に前記過電流保護再起動制御信号を出力するために用いられ、そのうち、前記ピーク負荷持続時間は、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合の維持時間であり、前記過電流保護持続時間は、前記基準電圧が前記過電流保護基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合、または前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧である場合の維持時間である。

【0014】

任意選択的に、前記タイミング回路はピーク負荷タイミング回路および過電流保護タイミング回路を含み、そのうち、
前記過電流保護タイミング回路は、第２アンドゲート素子と、第２ＲＳフリップフロップと、第１タイマとを含み、前記第２アンドゲート素子の第１入力端は前記基準電圧調整回路の前記基準電圧制御信号の出力端と接続され、前記第２アンドゲート素子の第２入力端は前記定電流モード信号に対応する定電流モード終了ディレイ信号の出力端と接続され、前記第２アンドゲート素子の出力端は前記第２ＲＳフリップフロップのＲ入力端と接続されており、前記第２ＲＳフリップフロップのＳ入力端は前記定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号の出力端と接続され、前記第２ＲＳフリップフロップのＱ出力端は前記第１タイマのイネーブル端と接続されており、前記第１タイマの出力端は、前記過電流保護タイミング回路の出力端として、受信したイネーブル信号の持続時間が前記第２閾値に達した時に前記過電流保護再起動制御信号を出力するために用いられ、前記ターンオンディレイ信号は、前記定電流モード制御モードの終了後に所定の数のサイクルのターンオンパルス信号が続いた後のパルス信号であり、
前記ピーク負荷タイミング回路は第３アンドゲート素子および第２タイマを含み、前記第３アンドゲート素子の第１入力端は前記定電流モード信号の出力端と接続され、前記第３アンドゲート素子の第２入力端は前記基準電圧制御信号に対応するパラフェーズ信号の出力端と接続され、前記第３アンドゲート素子の出力端は前記第２タイマのイネーブル端と接続されており、前記第２タイマの出力端は、前記ピーク負荷タイミング回路の出力端として、受信したイネーブル信号の持続時間が前記第１閾値に達した時に前記ピーク負荷保護再起動制御信号を出力するために用いられる。

【0015】

任意選択的に、前記基準電圧制御信号は、前記ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、前記過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号と、中高基準電圧に対応する第３制御信号と、中低基準電圧に対応する第４制御信号とを含み、そのうち、前記ピーク負荷基準電圧は前記中高基準電圧より大きく、前記中低基準電圧より大きく、過電流保護基準電圧より大きく、
それに対応して、前記タイミング回路は、具体的に、前記一次側制御チップの定電流モード信号に基づいて、前記ピーク負荷持続時間および前記過電流保護持続時間をカウントするとともに、前記ピーク負荷持続時間が前記第１閾値に達した時に前記ピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、前記過電流保護持続時間が前記第２閾値に達した時に前記過電流保護再起動制御信号を出力するために用いられ、前記ピーク負荷持続時間は、前記基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合の維持時間であり、前記過電流保護持続時間は、前記基準電圧が前記過電流保護基準電圧であり、かつ前記一次側制御チップが前記定電流ループ制御モードにある場合、または前記基準電圧が前記中低基準電圧、前記中高基準電圧または前記ピーク負荷基準電圧である場合の維持時間である。

【0016】

本発明で提供するピーク電流負荷制御回路は、一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて基準電圧制御信号を生成するための基準電圧調整回路と、基準電圧制御信号に基づいてピーク負荷検出の基準電圧を調整し、かつ基準電圧に基づいて一次側制御チップに対してピーク負荷検出を行い、一次側制御チップの制御モードを調整するためのピーク負荷検出モジュールであって、そのうち、制御モードは定電流ループ制御モードおよび定電圧ループ制御モードを含み、基準電圧は過電流保護基準電圧およびピーク負荷基準電圧を含み、ピーク負荷基準電圧は過電流保護基準電圧のｋ倍（ｋは１より大きい）であるピーク負荷検出モジュールと、を含む。

【0017】

このことから、本発明は、基準電圧調整回路を設置して、一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、一次側制御チップのピーク負荷検出の基準電圧を制御し調整することにより、一次側制御チップの定電流ループ制御モードおよび定電圧ループ制御モードの切換を制御し、それにより瞬間的に出力が高くなった場合に、一次側レギュレーション充電器の出力電圧が明らかに低下して起こる負荷遮断再起動を回避して、一次側レギュレーション充電器がピーク電流負荷を検出した時の出力電圧の安定性を向上させていることがわかる。

【0018】

本発明の実施例または従来技術における技術手法をより明確に説明するために、以下では、実施例または従来技術において使用する必要のある図面について簡単に紹介しているが、以下の記述における図面は本発明の実施例にすぎず、当業者であれば、創造的な労働を行わないという前提において、提供される図面に基づいて他の図面を得ることができることは自明である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の実施例で提供するピーク電流負荷制御回路の構成ブロック図である。

【図2】図２は、一次側制御チップの制御モード切換の原理概略図である。

【図3】図３は、本発明の実施例で提供する２つのポジションの基準電圧切換のピーク負荷検出の概略図である。

【図4】図４は、本発明の実施例で提供する４つのポジションの基準電圧切換のピーク負荷検出の概略図である。

【図5】図５は、本発明の実施例で提供するピーク電流負荷制御回路内の基準電圧調整回路の概略図である。

【図6】図６は、本発明の実施例で提供するピーク電流負荷制御回路内の過電流保護タイミング回路の概略図である。

【図7】図７は、本発明の実施例で提供するピーク電流負荷制御回路内のピーク負荷タイミング回路の概略図である。

【図8】図８は、本発明の実施例で提供するピーク電流負荷制御回路内の定電流モード信号の関連信号のシーケンス概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施例の目的、技術手法および長所をより明確にするために、以下では本発明の実施例における図面と結び付けて、本発明の実施例における技術手法を明確に、完全に記述しているが、記述している実施例は本発明の一部の実施例であって、すべての実施例ではないことは明らかである。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提に獲得するその他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に属する。

【0021】

図１を参照すると、図１は本発明の実施例で提供するピーク電流負荷制御回路の構成ブロック図である。該ピーク電流負荷制御回路は、
一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、基準電圧制御信号を生成するための基準電圧調整回路１０と、
基準電圧制御信号に基づいてピーク負荷検出の基準電圧を調整し、かつ基準電圧に基づいて一次側制御チップに対してピーク負荷検出を行い、一次側制御チップの制御モードを調整するためのピーク負荷検出モジュール２０であって、そのうち、制御モードは定電流ループ制御モードおよび定電圧ループ制御モードを含み、基準電圧は過電流保護基準電圧およびピーク負荷基準電圧を含み、ピーク負荷基準電圧は過電流保護基準電圧のｋ倍（ｋは１より大きい）であるピーク負荷検出モジュール２０と、を含む。

【0022】

一次側レギュレーション（ＰＳＲ）システムの負荷がＣＶ（一定電圧、即ち定電圧）ループで制御されるか、またはＣＣ（一定電流、即ち定電流）ループで制御されるかの原理は、定電流点に対応する基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）が決定する負荷容量によって負荷の重さをリアルタイムに検出するというものであり、負荷を動かせる場合は、ＣＶループを用いてＰＳＲシステム全体を制御し、負荷を動かせない場合は、ＣＣループを用いてＰＳＲシステム全体を制御するということが理解できる。図２に示すように、Ａ～Ｂ区間は定電圧ＣＶ区間に属し、一次側レギュレーションシステムの出力はＣＶループにより制御され、Ｂ～Ｃ区間は定電流ＣＣ区間に属し、ＣＶループはこの区間の負荷を動かすことができないので、システム出力はＣＣループによって制御される。

【0023】

具体的には、ピーク負荷検出モジュール２０が一次側制御チップに対して行うピーク負荷検出には、以下の公式を採用することができる。

【0024】

【数1】

【0025】

上の式では、Ｉｏｕｔは一次側制御チップのＣＣループ制御の平均出力電流であり、Ｎｐは変圧器の一次側コイル巻数であり、Ｎｓは変圧器の二次側コイル巻数であり、Ｒｃｓはピーク電流サンプリング抵抗の抵抗値であり、ＶｒｅｆＣＣは基準電圧、即ちＣＣループ制御の基準電圧である。

【0026】

つまり、ピーク負荷検出モジュール２０は、基準電圧調整回路１０に基づいて制御、調整された基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）に基づいて、従来技術におけるピーク負荷検出方法と同一または類似の方式を採用して、一次側制御チップに対してピーク負荷検出を行い、一次側制御チップが採用する定電流ループ制御モードまたは定電圧ループ制御モードを調整し、切り換えることができるのである。

【0027】

それに対応して、本実施例のピーク負荷検出モジュール２０は、接続された基準電圧調整回路１０が送信する基準電圧制御信号に基づいて、ピーク負荷検出の基準電圧を調整することで、一次側制御チップの負荷容量を調整し、切り換えることができるとともに、その時点の負荷の重さの状況に基づいて、一次側制御チップの制御モード、即ち定電流ループ制御モードと定電圧ループ制御モードの切換を調整し、一次側レギュレーション充電器の出力電圧の安定性を向上させている。

【0028】

説明しておかなければならないが、本実施例中のピーク負荷検出の基準電圧についての具体的な設定数および数値は、設計者が実用シーンおよびユーザのニーズに基づいて自ら設定することができ、例えば、基準電圧は過電流保護（ＯＣＰ）の出力電流点（即ちＯＣＰ点、図３のＡ点およびＤ点）に対応する基準電圧（即ち過電流保護基準電圧）とピーク負荷の出力電流点（即ちＰｋ Ｌｏａｄ点、図３のＢ点およびＣ点）に対応する基準電圧（即ちピーク負荷基準電圧）を含むことができる。それに対応して、基準電圧調整回路１０がピーク負荷検出モジュール２０に送信する基準電圧制御信号は、ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号および過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号を含むことができ、そのうち、Ｐｋ Ｌｏａｄ／ＯＣＰ＝ｋであり、即ちピーク負荷基準電圧は過電流保護基準電圧のｋ倍であり、ｋは１より大きい。つまり、ｋが大きくなる場合、負荷に対する出力電流がＯＣＰ点とＰｋ Ｌｏａｄ点の間であれば、過電流保護基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＬ）とピーク負荷基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＨ）の２つのポジションでピーク負荷検出を制御し、定電流点を決める基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）をＶｒｅｆＣＣＬとＶｒｅｆＣＣＨの間で切り換えることができるのである。それに対応して、ピーク負荷検出モジュール２０も、一次側制御チップの制御モードを定電流ループ制御モード（ＣＣ Ｍｏｄｅ）と定電圧ループ制御モード（ＣＶ Ｍｏｄｅ）との間で切り換えて制御することができ、従来技術のような基準電圧が固定されたピーク負荷検出と比較して、出力される電圧が過度に低下する状況を回避することができる。

【0029】

さらに、本実施例において定電流点を決定する基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）は、過電流保護基準電圧とピーク負荷基準電圧との間の事前設定基準電圧を含むこともでき、ＶｒｅｆＣＣのポジションを増やすことによって一次側制御チップの制御モード切換過程におけるリップル（ｒｉｐｐｌｅ）をさらに改善するので、ＶｒｅｆＣＣのポジションが多いほど、リップルのパフォーマンスも向上する。例えば、過電流保護基準電圧とピーク負荷基準電圧との間の事前設定基準電圧の数が２である場合、基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）は、ピーク負荷基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＨ）、過電流保護基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＬ）、中高基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ）、および中低基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ）の４つのポジションを含むことができる。そのうち、ＶｒｅｆＣＣＨ＞ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ＞ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ＞ＶｒｅｆＣＣＬである。図４に示すように、隣接する２つのポジション間のΔＶｒｅｆＣＣが同じである場合、４つのポジションのＶｒｅｆＣＣの設置により、ＶｒｅｆＣＣに毎回、隣接する２つのポジション間で変化するΔＶｒｆＣＣを、もとの２つのポジションのＶｒｅｆＣＣ時の１／３しかないようにさせることができ、それによりリップルが改善される。

【0030】

本実施例中の一次側制御チップの定電流モード信号は、一次側制御チップが採用する定電流ループ制御モードの信号、例えば図８のＣＣＭｏｄｅ信号であってよく、即ち、一次側制御チップの制御モードが定電流ループ制御モードである時は、ＣＣＭｏｄｅ信号は高レベルであり、一次側制御チップの制御モードが定電圧ループ制御モードである時は、ＣＣＭｏｄｅ信号は低レベルであることがわかる。一次側制御チップの定電圧モード信号は、一次側制御チップが採用する定電圧ループ制御モードの信号であってよく、例えば、一次側制御チップの制御モードが定電流ループ制御モードである時は、定電圧モード信号は低レベルであってよく、一次側制御チップの制御モードが定電圧ループ制御モードである時は、定電圧モード信号は高レベルであってよい。

【0031】

それに対応して、本実施例の基準電圧調整回路１０は、定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて基準電圧制御信号を生成することで、ピーク負荷検出モジュール２０が調整するピーク負荷検出の参考電圧を制御することができる。

【0032】

例えば、ピーク負荷検出の基準電圧がピーク負荷基準電圧および過電流保護基準電圧を含む場合、基準電圧調整回路１０は、具体的には、定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある時にはピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号を生成し、一次側制御チップが定電圧ループ制御モードにあり、かつ基準電圧がピーク負荷基準電圧である時には過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号を生成するために用いることができ、そのうち、基準電圧制御信号は、第１制御信号および第２制御信号を含む。図３に示すように、過電流保護基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＬ）に対応する定電流点はＯＣＰ点、ピーク負荷基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＨ）に対する定電流点はＰｋ Ｌｏａｄ点である。１）負荷がＯＣＰ点より低い、即ちＡ点以下の場合、ＰＳＲデバイスの出力電流はＶｒｅｆＣＣＬで決定されるＯＣＰ点以下であり、ＣＶセクションで動作する。即ち、ＰＳＲデバイス制御モードはＣＶ Ｍｏｄｅ（定電圧ループ制御モード）である。

【0033】

２）負荷がＯＣＰ点より高く、Ｐｋ Ｌｏａｄ点より低い場合、即ち負荷がＡ点とＢ点の間にある場合、ＶｒｅｆＣＣＬで決定される負荷容量はこの負荷を動かすことができず、ピーク負荷検出モジュール２０は一次側制御チップの制御モードをＣＶ ＭｏｄｅからＣＣ Ｍｏｄｅ（即ち定電流ループ制御モード）に切り換え、この時、基準電圧調整回路１０がピーク負荷検出モジュール２０を制御して、基準電圧をＶｒｅｆＣＣＬからＶｒｅｆＣＣＨに切り換える。即ち、ＰＳＲデバイスの負荷容量をＯＣＰ点からＰｋ Ｌｏａｄ点まで引き上げるのである。ＶｒｅｆＣＣＨに切り換えられた後のＰＳＲデバイスは、Ａ～Ｂ間の負荷を動かすことができ、ピーク負荷検出モジュール２０は、一次側制御チップの制御モードをＣＣ ＭｏｄｅからＣＶ Ｍｏｄｅに切り換え、この時、基準電圧調整回路１０がピーク負荷検出モジュール２０を制御して基準電圧をＶｒｅｆＣＣＨからＶｒｅｆＣＣＬに切り換えることができ、即ち、ＰＳＲシステムの負荷容量をＰｋ Ｌｏａｄ点からＯＣＰ点まで引き下げることができる。この後、上記のプロセスを繰り返し、定電流点を決める基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）をＶｒｅｆＣＣＨとＶｒｅｆＣＣＬの間で切り換えるのである。

【0034】

３）負荷がＰｋ Ｌｏａｄ点より高い場合、即ち負荷がＢ点とＣ点の間にある場合、ＰＳＲデバイスの負荷容量はＶｒｅｆＣＣＨが決定するＰｋ Ｌｏａｄ点に切り換えられ、この時、ＰＳＲデバイスは負荷を動かすことができず、ＶｒｅｆＣＣはＶｒｅｆＣＣＨで安定し、一次側制御チップの制御モードは引き続きＣＣ Ｍｏｄｅとなる。

【0035】

４）負荷が引き続き変化してＰｋ Ｌｏａｄ点を下回った場合、即ち負荷がＣ点とＤ点の間にある場合は、上記２）のプロセスを繰り返す。

【0036】

５）負荷が引き続き変化してＯＣＰ点を下回った場合、即ち負荷がＤ点よりも低い場合、ＶｒｅｆＣＣはＶｒｅｆＣＣＬで安定し、一次側制御チップの制御モードは引き続きＣＶ Ｍｏｄｅとなる。

【0037】

それに対応して、本実施例中の基準電圧調整回路１０の具体的な回路構造については、設計者が実用シーンおよびユーザのニーズに基づいて自ら設定することができ、基準電圧が過電流保護基準電圧およびピーク負荷基準電圧を含む場合、基準電圧調整回路１０は定電流調整回路を含むことができ、定電流調整回路は、定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号および定電流モード終了信号に基づいて、一次側制御チップが定電流ループ制御モードに入った後、第１制御信号を生成し、基準電圧が前記ピーク負荷基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードを終了した後、第２制御信号を生成するために用いることができる。そのうち、定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号は、図８のＣＣＭｏｄｅ＿ｂｅｇｉｎｐｕｌｓｅ信号のように、定電流ループ制御モード（ＣＣ Ｍｏｄｅ）開始時のパルス信号であってよく、定電流モード信号に対応する定電流モード終了信号は、図８のＣＣＭｏｄｅ＿ｅｎｄｐｕｌｓｅ信号のように、定電流ループ制御モード終了時のパルス信号であってよい。これに対応して、基準電圧調整回路１０は、一次側制御チップの定電流モード信号を定電流モード開始信号および定電流モード終了信号に変換し、定電流調整回路を、信号変換回路が出力した定電流モード開始信号および定電流モード終了信号に基づいて基準電圧制御信号を生成することができる信号変換回路をさらに含むことができる。

【0038】

具体的には、図５に示すように、基準電圧が過電流保護基準電圧およびピーク負荷基準電圧を含む場合、上記の定電流調整回路は、第１アンドゲート素子１１（ａｎｄ２、即ち２つの入力端アンドゲート素子）、第１ＲＳフリップフロップ１２（２つのｎｏｒ２、即ち２つの入力端ノアゲート素子で構成されるＲＳフリップフロップ）、Ｄフリップフロップ１３（ＤＦＦ）およびパラフェーズ増幅器１４を含むことができる。そのうち、第１アンドゲート素子１１の第１入力端は定電流モード終了信号の出力端と接続され、第１アンドゲート素子１１の第２入力端はＤフリップフロップ１３のＱ出力端と接続され、第１アンドゲート素子１１の出力端は第１ＲＳフリップフロップ１２のＲ入力端と接続されており、第１ＲＳフリップフロップ１２のＳ入力端は定電流モード開始信号の出力端と接続され、第１ＲＳフリップフロップ１２のＱ出力端はＤフリップフロップ１３のＤ入力端と接続されており、Ｄフリップフロップ１３のクロック入力端（ｃｌｋ）は一次側制御チップのサイクルのターンオンを駆動するターンオンパルス信号（ＰＦＭ）の出力端と接続され、Ｄフリップフロップ１３のＱ出力端はパラフェーズ増幅器１４の入力端と接続され、パラフェーズ増幅器１４の出力端はピーク負荷検出モジュール２０の基準電圧制御信号の入力端と接続されており、そのうち、一次側制御チップのサイクルのターンオンを駆動するターンオンパルス信号は、一次側制御チップの各サイクルを駆動するターンオン信号であってよく、Ｄフリップフロップ１３のリセット入力端（ｒｅｓｅｔ）は、対応するリセット信号（Ｒｅｓｅｔ）の出力端と接続することができる。

【0039】

これに対応して、第１アンドゲート素子１１の第２の入力端子をＤフリップフロップ１３のＱ出力端子と接続することで、定電流調整回路を、入力された定電流モード開始信号および定電流モード終了信号に基づいて基準電圧制御信号を生成させるために用いることができるようにしている。また、第１アンドゲート素子１１の第２の入力端をピーク負荷基準電圧の使用状態信号の入力端と接続することで、定電流調整回路を、入力された定電流モード開始信号、定電流モード終了信号およびピーク負荷基準電圧の使用状態信号に基づいて基準電圧制御信号を生成させるために用いることができるようにすることもできる。本実施例では、これについていかなる限定も行っていない。

【0040】

これに対応して、本実施例は、第１ＲＳフリップフロップ１２の具体的な回路構成を限定しておらず、図５に示すように、第１ＲＳフリップフロップ１２は、第１ノアゲート素子および第２ノアゲート素子を含むことができ、そのうち、第１ノアゲート素子の第１入力端は定電流モード開始信号の出力端と接続され、第１ノアゲート素子の第２入力端は第２ノアゲート素子の出力端と接続され、第１ノアゲート素子の出力端は第２ノアゲート素子の第１入力端と接続されており、第２ノアゲート素子の第２入力端は第１アンドゲート素子１１の出力端と接続され、第２ノアゲート素子の出力端と第１ノアゲート素子の第２入力端を接続するコモン端は、第１ＲＳフリップフロップ１２のＱ出力端としてＤフリップフロップ１３のＤ入力端と接続されている。

【0041】

例えば、ピーク負荷検出の基準電圧がピーク負荷基準電圧、過電流保護基準電圧および過電流保護基準電圧とピーク負荷基準電圧との間の中低基準電圧および中高基準電圧を含む場合、基準電圧制御信号は、ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号と、中高基準電圧に対応する第３制御信号と、中低基準電圧に対応する第４制御信号とを含むことができ、基準電圧調整回路１０は、具体的には、定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、基準電圧が過電流保護基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある時には第４制御信号を生成し、基準電圧が中低基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電圧ループ制御モードにある時には第２制御信号を生成し、基準電圧が中低基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある時には第３制御信号を生成し、基準電圧が中高基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電圧ループ制御モードにある時には第４制御信号を生成し、基準電圧が中高基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある時には第１制御信号を生成し、基準電圧がピーク負荷基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電圧ループ制御モードにある時には第３制御信号を生成するために用いることができる。

【0042】

図４に示すように、過電流保護基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＬ）に対する定電流点はＯＣＰ点、ピーク負荷基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＨ）に対応する定電流点はＰｋ Ｌｏａｄ点、中低基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ）に対応する定電流点はＢ点、中高基準電圧（ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ）に対応する定電流点はＣ点であり、ピーク負荷検出の基準電圧（ＶｒｅｆＣＣ）は、ＶｒｅｆＣＣＬ、ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ、ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈおよびＶｒｅｆＣＣＨという４つのポジション間で切り換えることができる。１）ＶｒｅｆＣＣＬ→ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ：ＶｒｅｆＣＣＬの状態下で、ＣＣ Ｍｏｄｅのトリガを検出すると、ＶｒｅｆＣＣをＶｒｅｆＣＣＬからＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗに切り換えることができる。２）ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ→ＶｒｅｆＣＣＬ：ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗの状態下で、ＣＣ Ｍｏｄｅの終了（即ちＣＶ Ｍｏｄｅのトリガ）を検出すると、ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ状態下でＰＳＲデバイスがその時点の負荷を動かすことができるということなので、ＶｒｅｆＣＣがＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗからＶｒｅｆＣＣＬに切り換わる。３）ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ→ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ：ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗの状態下で、ＣＣ Ｍｏｄｅのトリガを検出すると、ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗがその時点の負荷を動かすには不十分であるということなので、ＶｒｅｆＣＣがＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗからＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈに切り換わる。４）ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ→ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗ：ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈの状態下で、ＣＣ Ｍｏｄｅの終了を検出すると、ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈがその時点の負荷を動かすことができるということなので、ＶｒｅｆＣＣをＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈからＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗに切り換えることができる。５）ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ→ＶｒｅｆＣＣＨ：ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈの状態下で、ＣＣ Ｍｏｄｅのトリガを検出すると、ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈがその時点の負荷を動かすには不十分であるということなので、ＶｒｅｆＣＣをＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈからＶｒｅｆＣＣＨに切り換えることができる。６）ＶｒｅｆＣＣＨ→ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈ：ＶｒｅｆＣＣＨの状態下で、ＣＣ Ｍｏｄｅの終了を検出すると、ＶｒｅｆＣＣＨがその時点の負荷を動かすことができるということなので、ＶｒｅｆＣＣをＶｒｅｆＣＣＨからＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈに切り換えることができる。７）ＶｒｅｆＣＣＬの状態下で、ＣＶ Ｍｏｄｅの終了を検出すると、ＶｒｅｆＣＣＬがその時点の負荷を動かすことができるということなので、ＶｒｅｆＣＣはＶｒｅｆＣＣＬを維持することができる。

【0043】

これに対応して、基準電圧が過電流保護基準電圧、ピーク負荷基準電圧、中低基準電圧および中高基準電圧を含む場合、基準電圧調整回路１０の具体的な回路構造は、上記の基準電圧が過電流保護基準電圧とピーク負荷基準電圧という２つのポジションを含む基準電圧調整回路１０と類似する方式を用いて設定することができ、本実施例ではこれについていかなる限定も行っていない。

【0044】

さらに、本実施例で提供するピーク電流負荷制御回路は、ピーク負荷持続時間および／または過電流保護持続時間をカウントし、かつピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、および／または過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力して、充電器システムを再起動するためのタイミング回路を含み、そのうち、ピーク負荷持続時間は、負荷に必要な電流がピーク負荷基準電圧に対応する定電流点（Ｐｋ Ｌｏａｄ点など）の持続時間以上であってよく、過電流保護持続時間は、負荷に必要な電流が過電流保護基準電圧に対応する定電流点（ＯＣＰ点など）の持続時間以上であってよい。

【0045】

これに対応して、タイミング回路は、具体的には、ピーク負荷持続時間および過電流保護持続時間をカウントし、かつピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力することで、ＰＳＲデバイスにｐｅａｋｌｏａｄ保護再起動をトリガさせ、過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力することで、ＰＳＲデバイスにＯＣＰ保護再起動をトリガさせるために用いることができる。

【0046】

例えば、基準電圧制御信号は、ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号とを含み、タイミング回路は、具体的には、一次側制御チップの定電流モード信号に基づいて、ピーク負荷持続時間および過電流保護持続時間をカウントし、かつピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力するために用いることができ、そのうち、ピーク負荷持続時間は、基準電圧がピーク負荷基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある場合の維持時間であり、過電流保護持続時間は、基準電圧が過電流保護基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある場合、または基準電圧がピーク負荷基準電圧である場合の維持時間であり、図３に示すように、タイミング回路は、Ａ点で過電流保護持続時間のカウントを開始し（即ちＯＣＰカウント）、Ｄ点で過電流保護持続時間のカウントを終了し、過電流保護持続時間が第２閾値（例えば１．５ｓ）以上である場合はＰＳＲデバイスのＯＣＰ保護再起動をトリガし、過電流保護持続時間が第２閾値を下回る場合にはＰＳＲデバイスを引き続き動作させることができ、タイミング回路は、Ｂ点でピーク負荷続時間のカウントを開始し（即ちＰＫ Ｌｏａｄカウント）、Ｃ点でピーク負荷持続時間のカウントを終了し、ピーク負荷持続時間が第１閾値（例えば１５０ｍｓ）以上である場合はＰＳＲデバイスのｐｅａｋｌｏａｄ保護再起動をトリガし、ピーク負荷持続時間が第１閾値を下回る場合にはＰＳＲデバイスを引き続き動作させることができる。つまり、図３の左辺の出力電流（Ｏｕｔｐｕｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）が示すように、ＰＳＲデバイスの出力電流がＯＣＰ点を超えるとＯＣＰカウントが開始され、その間にＰＫ Ｌｏａｄ点に達すると、別のＰＫ Ｌｏａｄカウントが開始されるが、ＰＫ Ｌｏａｄカウントの持続時間が１５０ｍｓに達していなければ、ｐｅａｋｌｏａｄ保護の再起動をトリガすることはできず、この時、ＯＣＰカウントはまだ継続中であり、かつ１．５ｓに達した後、ＯＰＣ保護がトリガされる。図３の右辺の出力電流が示すように、ＰＳＲデバイスの出力電流がＯＣＰ点を超えるとＯＣＰカウントが開始され、その間にＰＫ Ｌｏａｄ点に達すると、別のＰＫ Ｌｏａｄカウントが開始され、ＰＫ Ｌｏａｄカウントの持続時間が１５０ｍｓに達していれば、ｐｅａｋｌｏａｄ保護の再起動がトリガされ、この時、ＯＣＰカウントは同時に終了し、１．５ｓに満たない。

【0047】

例えば、基準電圧制御信号が、ピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と、過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号と、中高基準電圧に対応する第３制御信号と、中低基準電圧に対応する第４制御信号とを含む場合、タイミング回路は、具体的には、一次側制御チップの定電流モード信号に基づいて、ピーク負荷持続時間および過電流保護持続時間をカウントし、かつピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力し、過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力するために用いることができ、ピーク負荷持続時間は、基準電圧がピーク負荷基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある場合の維持時間であり、過電流保護持続時間は、基準電圧が過電流保護基準電圧であり、かつ一次側制御チップが定電流ループ制御モードにある場合、または基準電圧が中低基準電圧、中高基準電圧またはピーク負荷基準電圧である場合の維持時間であり、図４に示すように、タイミング回路は、Ａ点で過電流保護持続時間のカウントを開始し（即ちＯＣＰカウント）、Ｆ点で過電流保護持続時間のカウントを終了し、過電流保護持続時間が第２閾値（例えば１．５ｓ）以上である場合はＰＳＲデバイスのＯＣＰ保護再起動をトリガし、過電流保護持続時間が第２閾値を下回る場合にはＰＳＲデバイスを引き続き動作させることができ、タイミング回路は、Ｄ点でピーク負荷続時間のカウントを開始し（即ちＰＫ Ｌｏａｄカウント）、Ｅ点でピーク負荷持続時間のカウントを終了し、ピーク負荷持続時間が第１閾値（例えば１５０ｍｓ）以上である場合はＰＳＲデバイスのｐｅａｋｌｏａｄ保護再起動をトリガし、ピーク負荷持続時間が第１閾値を下回る場合にはＰＳＲデバイスを引き続き動作させることができる。

【0048】

つまり、図４のように、Ａ点では、負荷がＯＣＰ点を超え、ＶｒｅｆＣＣＬ→ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗとなり、Ｔｏｃｐ（即ち過電流保護期間）のカウントが始まり、Ａ～Ｂ区間では、ＶｒｅｆＣＣはＶｒｅｆＣＣＬとＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗの間で切り換わって負荷を検出し、Ｂ～Ｃ区間では、ＶｒｅｆＣＣはＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗとＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈの間で切り換わって負荷を検出し、Ｃ～Ｄ区間では、ＶｒｅｆＣＣがまずＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈとＶｒｅｆＣＣＨの間、続いてＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗとＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈの間、最後にＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈとＶｒｅｆＣＣＨの間で切り換わって負荷を検出し、Ｄ～Ｅ区間では、Ｔｐｅａｋｌｏａｄ（即ちピーク負荷持続時間）がこの区間内でカウントされ、Ｅ～Ｆ区間では、ＶｒｅｆＣＣはまずＶｒｅｆＣＣＨとＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈの間で切り換わり、ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈに対応する定電流点を下回った後、ＶｒｅｆＣＣＭＨｉｇｈとＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗの間の切換に移り、さらにＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗに対応する定電流点を下回った後、ＶｒｅｆＣＣＭＬｏｗとＶｒｅｆＣＣＬの間の切換に移り、負荷がＯＣＰ点を下回った後は、ＶｒｅｆＣＣはＶｒｅｆＣＣＬで安定し、かつＴｏｃｐカウントから退出する。

【0049】

これに対応して、上記タイミング回路の具体的な回路構造については、設計者が実用シーンとユーザの需要に基づいて自ら設定することができ、例えばタイミング回路はピーク負荷タイミング回路および過電流保護タイミング回路を含むことができ、そのうち、ピーク負荷タイミング回路は、ピーク負荷持続時間をカウントし、かつピーク負荷持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号を出力するために用いることができ、過電流保護タイミング回路は、過電流保護持続時間をカウントし、かつ過電流保護持続時間が第２閾値に達した時に過電流保護再起動制御信号を出力するために用いることができる。

【0050】

具体的には、基準電圧制御信号がピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号を含む場合、図６に示すように、過電流保護タイミング回路は、第２アンドゲート素子２１（ａｎｄ２）、第２ＲＳフリップフロップ２２（２つのｎｏｒ２）および第１タイマ２３（Ｔｉｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ１）を含むことができ、第２アンドゲート素子２１の第１入力端は基準電圧調整回路１０の基準電圧制御信号の出力端（図５のパラフェーズ増幅器１４の出力端など）と接続され、第２アンドゲート素子２１の第２入力端は定電流モード信号に対応する定電流モード終了ディレイ信号（ＣＶ＿ＥＮ＿１２Ｐｕｌｓｅ）の出力端と接続され、第２アンドゲート素子２１の出力端は第２ＲＳフリップフロップ２２のＲ入力と接続され、第２ＲＳフリップフロップ２２のＳ入力端は定電流モード信号に対応する定電流モード開始信号の出力端と接続され、第２ＲＳフリップフロップ２２のＱ出力端は第１タイマ２３のイネーブル端と接続されており、前記第１タイマ２３の出力端は、過電流保護タイミング回路の出力端として、受信したイネーブル信号の持続時間が第２閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号（Ｔｏｃｐ＿ｐｒｏ）を出力するために用いられ、ターンオンディレイ信号は、定電流モード制御モードの終了後に所定の数のサイクルのターンオンパルス信号が続いた後のパルス信号、例えば図８のＣＶ＿ＥＮ＿１２Ｐｕｌｓｅであり、即ち、ＣＣＭｏｄｅ終了後に１２のターンオンパルス信号（即ちＣＶモードスイッチングパルス信号で、例えば図５のＰＦＭ信号）を連続してカウントした後のパルス信号である。

【0051】

具体的には、基準電圧制御信号がピーク負荷基準電圧に対応する第１制御信号と過電流保護基準電圧に対応する第２制御信号を含む場合、図７に示すように、ピーク負荷タイミング回路は、第３アンドゲート素子３１（ａｎｄ２）および第２タイマ３２（Ｔｉｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ２）を含むことができ、第３アンドゲート素子３１の第１入力端は定電流モード信号の出力端と接続され、第３アンドゲート素子３１の第２入力端は基準電圧制御信号に対応するパラフェーズ信号の出力端（図５のパラフェーズ増幅器１４の入力端など）と接続され、第３アンドゲート素子３１の出力端は第２タイマ３２のイネーブル端と接続されており、第２タイマ３２の出力端は、ピーク負荷タイミング回路の出力端として、受信したイネーブル信号の持続時間が第１閾値に達した時にピーク負荷保護再起動制御信号（Ｔｐｅａｋｌｏａｄ＿ｐｒｏ）を出力するために用いられる。

【0052】

本実施例では、本発明の実施例は、基準電圧調整回路１０の設置により、一次側制御チップの定電流モード信号および／または定電圧モード信号に基づいて、一次側制御チップのピーク負荷検出の基準電圧を制御することにより、一次側制御チップの定電流ループ制御モードと定電圧ループ制御モードの切換を制御し、それにより、瞬間的に出力が高くなった場合に、一次側レギュレーション充電器の出力電圧が明らかに低下して起こる負荷遮断再起動を回避して、一次側レギュレーション充電器がピーク電流負荷を検出した時の出力電圧の安定性を向上させている。

【0053】

明細書の各実施例は漸進方式で記述されているが、各実施例で重点的に説明しているのはいずれも他の実施例との相違点であり、各実施例の間で同一または類似している部分については、相互に参照することができる。

【0054】

以上のように、本発明で提供するピーク電流負荷制御回路について詳しく紹介してきた。本文では、具体的な例を応用して本発明の原理および実施形態について述べているが、上記の実施例の説明は本発明の方法およびその中心的構想の理解を助けるものにすぎない。よって、当業者であれば、本発明の原理から逸脱しないことを前提に、本発明に対して若干の改良や修飾を行うことはできるが、それらの改良および修飾も、本発明の請求項の保護範囲内に含まれることを指摘しておかなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】