特表2021-509567(P2021-509567A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】特表2021-509567(P2021-509567A)
(43)【公表日】2021年3月25日
(54)【発明の名称】マルチチャネル電力制御装置
(51)【国際特許分類】
   H02J 1/00 20060101AFI20210226BHJP
【FI】
   H02J1/00 310J
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
【全頁数】36
(21)【出願番号】特願2020-536600(P2020-536600)
(86)(22)【出願日】2018年12月21日
(85)【翻訳文提出日】2020年8月21日
(86)【国際出願番号】AU2018051392
(87)【国際公開番号】WO2019126839
(87)【国際公開日】20190704
(31)【優先権主張番号】62/610,871
(32)【優先日】2017年12月27日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】520229345
【氏名又は名称】ニックスラボ ピーティーワイ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】NICSLAB PTY LTD
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マヘンドラ アンドリ
(72)【発明者】
【氏名】リオン フィリップ ハン ウェイ
(72)【発明者】
【氏名】ション チャンル
(72)【発明者】
【氏名】エグルトン ベンジャミン ジョン
【テーマコード(参考)】
5G165
【Fターム(参考)】
5G165CA01
5G165CA05
5G165DA01
5G165DA06
5G165EA02
5G165EA03
5G165EA06
5G165FA02
5G165JA07
5G165JA09
5G165LA01
5G165LA02
(57)【要約】
マルチチャネル電力制御装置が開示されている。マルチチャネル電力制御装置は、一又は複数の制御信号を生成するように構成された処理システムと、処理システムに動作可能に結合された一又は複数の拡張器とを備える。一又は複数の拡張器は、入力電力を受け取るように構成される。一又は複数の拡張器の各拡張器が一又は複数の制御信号のうちの一つの制御信号を受信し、入力電力の一部を受け付け、受信した制御信号及び入力電力の一部を用いて複数の出力電力を生成するように構成される。また、電力制御システムも開示されている。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の制御信号を生成するように構成された処理システムと、
前記処理システムに操作可能に結合された一又は複数の拡張器であって、入力電力を受信するように構成された一又は複数の拡張器と、を含み、
前記一又は複数の拡張器の各拡張器は、
前記一又は複数の制御信号のうちの一つの制御信号を受信し、
前記入力電力の一部を受け付け、
受信した制御信号及び前記入力電力の一部を用いて複数の出力電力を生成する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器は、前記制御信号を複数の前記中間信号に変換するように構成された変換器を含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項3】
請求項2に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記制御信号はデジタル信号である、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項4】
請求項3に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記変換器はマルチチャネルデジタルアナログ変換器であり、複数の前記中間信号はアナログ信号である、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器が複数の信号調節器を備え、複数の前記信号調節器の各信号調節器は、複数の前記中間信号のうちの一つの中間信号の電気的特性を調整することによって、複数の出力電力のうちの一つの出力電力を生成する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項6】
請求項5に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電気特性は、前記中間信号の一又は複数の電圧及び電流を含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項7】
請求項5又は請求項6に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
複数の前記信号調節器のうちの少なくとも一つの信号調節器は、前記中間信号の電圧及び電流を独立して調整するための電圧調節段と電流調節段とを含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項8】
請求項5から請求項7のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器は、さらに、前記入力電力の一部を用いて複数の前記信号調節器に電力を供給する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項9】
請求項5から請求項8のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記マルチチャネル電力制御装置は、前記複数の中間信号の各中間信号を複数の前記信号調節器のうちの一つの信号調節器に伝送するように構成された切替器をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項10】
請求項9に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記処理システムは、さらに、
複数の前記中間信号のうちの一つの中間信号を選択し、
複数の前記信号調節器のうちの一つの信号調節器を選択し、
選択された前記中間信号を選択された前記信号調節器に伝送するように前記切替器を制御する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項11】
請求項1に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器のうちの少なくとも一つの拡張器は、電流源である、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項12】
請求項11に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電流源が受信した前記制御信号によって制御され、受信した前記制御信号に基づいて出力電流を生成する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項13】
請求項11又は請求項12に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電流源が前記入力電力の一部によって給電される、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項14】
請求項1から請求項13のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器のうちの少なくとも一つの拡張器は、さらに、複数の前記出力電力の電気特性を測定するように構成された複数の測定機器をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項15】
請求項14に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
測定された電気特性は、複数の前記出力電力のうちの一又は複数の電圧及び電流を含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項16】
請求項14又は請求項15に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記処理システムは、さらに、一又は複数の前記拡張器の複数の前記出力電力を監視し、一又は複数の前記拡張器の動作パラメータを調整し、それぞれの複数の前記出力電力の値を修正する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項17】
請求項1から請求項16のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記入力電力の追加的な部分を受け付け、前記追加的な部分を第1の電力レベルから前記処理システムに電力を供給するための第2の電力レベルに変換するように構成された電力変換器をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項18】
請求項1から請求項17のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記処理システムのためのブートローダを記憶するように構成されたメモリをさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項19】
請求項18に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記メモリは、処理システムの外部に設けられる、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項20】
請求項1から請求項19のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記入力電力を生成するように構成された電源装置をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項21】
請求項20に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電源装置は直流電源である、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項22】
請求項21に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電源装置は、電池、燃料電池、及び太陽電池のうちの一つである、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項23】
請求項1から請求項22のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器は複数の出力チャネルを備え、各出力チャネルは拡張器によって生成される複数の電力のうちの一つの出力電力を出力する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項24】
請求項23に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の拡張器の前記出力チャネルは、空間的に標準的なコネクタ構成に配置される、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項25】
請求項1から請求項24のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器が、前記拡張器からの前記処理システムの結合及び/又は分離を容易にする、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項26】
電力制御システムであって、
請求項1に記載のマルチチャネル電力制御装置と、
前記マルチチャネル電力制御装置に前記入力電力を供給するように構成された電源装置と、
前記処理システムと通信するプログラミング装置とを含み、
前記プログラミング装置は、前記処理システムの動作設定を設定する、
電力制御システム。
【請求項27】
請求項26に記載の電力制御システムであって、
前記電源装置は直流電源である、
電力制御システム。
【請求項28】
請求項26に記載の電力制御システムであって、
前記電源装置が交流電源であり、前記電力制御システムは、前記入力電力を、前記マルチチャネル電力制御装置に供給する前に、交流電力から直流電力に変換するように構成されたAC−DCコンバータをさらに含む、
電力制御システム。
【請求項29】
請求項26から請求項28のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記電力制御システムは、前記マルチチャネル電力制御装置に動作可能に結合されたセンサをさらに含み、
前記センサは、
前記マルチチャネル電力制御装置の近傍の環境の環境特性を測定し、
測定された前記環境特性を示す信号を前記処理システムに供給する、
電力制御システム。
【請求項30】
請求項29に記載の電力制御システムであって、
前記処理システムは、さらに、測定された前記環境特性を示す前記信号の受信に応じて、一又は複数の前記拡張器の動作パラメータを調整して、それぞれの複数の前記出力電力の値を修正する、
電力制御システム。
【請求項31】
請求項29又は請求項30に記載の電力制御システムであって、
前記センサは、複数の出力電力のうちの一つの出力電力によって給電される、
電力制御システム。
【請求項32】
請求項29から請求項31のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記センサは、温度センサ、湿度センサ、及び速度センサのうちの一つである、
電力制御システム。
【請求項33】
請求項24から請求項32のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器が複数の出力チャネルを備え、各出力チャネルは前記拡張器によって生成される複数の前記電力のうちの一つの出力電力を出力する、
電力制御システム。
【請求項34】
請求項33に記載の電力制御システムであって、
前記電力制御システムは、複数の前記出力チャネルの一又は複数の出力チャネルに動作可能に結合される電気ケーブルコネクタを備えたコネクタボードをさらに含む、
電力制御システム。
【請求項35】
請求項26から請求項34のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
電力制御システムは、複数の前記出力電力のうちの一つの出力電力を受け取り、受け取った前記出力電力の電力レベルを調整するように構成された電力変換器をさらに含む、
電力制御システム。
【請求項36】
請求項26から請求項35のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記マルチチャネル電力制御装置は第1のマルチチャネル電力制御装置であって、前記電力制御システムは第1のマルチチャネル電力制御装置に動作可能に結合された第2のマルチチャネル電力制御装置をさらに含み、前記第2のマルチチャネル電力制御装置の入力電力は前記第1のマルチチャネル電力制御装置の複数の前記出力電力のうちの一つの出力電力によって供給される、
電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、本発明は、広く電源に関する。より詳しくは、電源の出力を制御するための装置又はシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
電源は、科学実験室及び他の実験環境において広く使用されている。典型的には、このような電源装置は、主電源を通して電力供給される独立型の卓上装置(ベンチトップデバイス)として提供される。電源装置には多くの電源出力接続部(典型的には一から四つ)が含まれており、その出力レベルは電源装置に設けられた設定を介して調整することができる。
【0003】
いくつかの用途では、給電を要する装置の数が、典型的な電源装置の出力接続の数を超える。例えば、電子集積回路及びフォトニック集積回路は、異なる電力要求を有する数十又は数百の能動素子を含む場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この問題を解決しようとする試みは、多くの場合、複数の電源装置を使用することに頼っている。しかしながら、これはコスト及びスペースに対するより高い要求を伴い、その両方は特に実験環境において限られた資源である。さらに、複数の電源装置を制御する複雑さは、電源装置の数とともに急激に増加する。
【0005】
電源の出力を制御するための新規な又は改良された電源及び/又は電源装置、又は電源システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書における先行刊行物(又は先行刊行物から得られた情報)又は既知の事項への言及は、認知、自認、又は先行刊行物(又は先行刊行物から得られた情報)若しくは既知の事項が本明細書に関係する分野における技術常識の一部を構成することを示唆するいかなる形式の示唆ともみなされず、また、考慮されないものとみなされるべきではない。
【0007】
この概要は、以下の「発明を実施するための形態」においてさらに説明される思想の抜粋を、簡略化された形式で導入するために提供される。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴又は本質的な特徴を識別することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を限定するために用いられることを意図するものでもない。
【0008】
ある例示的な態様によれば、一又は複数の制御信号を生成するように構成された処理システムと、処理システムに動作可能に結合された一又は複数の拡張器であって、入力電力を受け取るように構成された一又は複数の拡張器と、を含むマルチチャネル電力制御装置が提供される。この一又は複数の拡張器の各拡張器は、一又は複数の制御信号のうちの一つの制御信号を受信し、入力電力の一部を受け取り、受信した制御信号及び入力電力の一部を用いて複数の出力電力を生成するように構成される。
【0009】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器の各拡張器は、制御信号を複数の中間信号に変換するように構成された変換器を含む。
【0010】
ある実施形態において、制御信号はデジタル信号である。
【0011】
ある実施形態において、変換器はマルチチャネルデジタルアナログ変換器であり、複数の中間信号はアナログ信号である。
【0012】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器の各拡張器が複数の信号調節器を備え、複数の信号調節器の各信号調節器は複数の中間信号のうちの一つの中間信号の電気的特性を調整することによって、複数の出力電力のうちの一つの出力電力を生成するように構成される。
【0013】
ある実施形態において、電気特性は、中間信号の一又は複数の電圧及び電流を含む。
【0014】
ある実施形態において、複数の信号調節器のうちの少なくとも一つの信号調節器は、中間信号の電圧及び電流を独立して調整するための電圧調節段と電流調節段とを含む。
【0015】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器各拡張器は、さらに、入力電力の一部を用いて複数の信号調節器に電力を供給するように構成される。
【0016】
ある実施形態において、マルチチャネル電力制御装置は、さらに、前記複数の中間信号の各中間信号を複数の信号調節器のうちの一つの信号調節器に伝送するように構成された切替器を含む。
【0017】
ある実施形態において、処理システムは、さらに、複数の中間信号のうちの一つの中間信号を選択し、複数の信号調節器のうちの一つの信号調節器を選択し、選択された中間信号を選択された信号調節器に伝送するための切替器を制御するように構成される。
【0018】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器のうちの少なくとも一つの拡張器は、電流源である。
【0019】
ある実施形態において、電流源が受信した制御信号によって制御され、受信した制御信号に基づいて出力電流を生成するように構成される。
【0020】
ある実施形態において、電流源が入力電力の一部によって給電されるように構成される。
【0021】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器のうちの少なくとも一つの拡張器は、さらに、複数の出力電力の電気特性を測定するように構成された複数の測定機器を含む。
【0022】
ある実施形態において、測定された電気特性は、複数の出力電力のうちの一又は複数の電圧及び電流を含む。
【0023】
ある実施形態において、処理システムは、さらに、一又は複数の拡張器の複数の出力電力を監視し、一又は複数の拡張器の動作パラメータを調整し、それぞれの複数の出力電力の値を修正するように構成される。
【0024】
ある実施形態において、電力制御システムは、さらに、入力電力の追加的な部分を受け取り、追加的な部分を第1の電力レベルから処理システムに電力を供給するための第2の電力レベルに変換するように構成された電力変換器を含む。
【0025】
ある実施形態において、マルチチャネル電力制御装置は、さらに、処理システムのためのブートローダを記憶するように構成されたメモリを含む。
【0026】
ある実施形態において、メモリは、処理システムの外部に設けられる。
【0027】
ある実施形態において、マルチチャネル電力制御装置は、さらに、入力電力を生成するように構成された電源装置を含む。
【0028】
ある実施形態において、電源装置は直流電源である。
【0029】
ある実施形態において、電源装置は、電池、燃料電池、及び太陽電池のうちの一つである。
【0030】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器の各拡張器は複数の出力チャネルを備え、各出力チャネルは拡張器によって生成される複数の電力のうちの一つの出力電力を出力するように構成される。
【0031】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器の出力チャネルは、空間的に標準的なコネクタ構成に配置される。
【0032】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器の各拡張器が、拡張器からの処理システムの結合及び/又は分離を容易にするように構成される。
【0033】
他の例によれば、マルチチャネル電力制御装置と、マルチチャネル電力制御装置に入力電力を供給するように構成された電源装置と、処理システムと通信するプログラミング装置とを備え、プログラミング装置は、処理システムの動作設定を設定するように構成される、電力制御システムが提供される。
【0034】
ある実施形態において、電源装置は直流電源である。
【0035】
ある実施形態において、電源装置が交流電源であり、電力制御システムは、さらに、入力電力を、マルチチャネル電力制御装置に供給する前に、交流電力から直流電力に変換するように構成されたAC−DCコンバータを含む。
【0036】
ある実施形態において、電力制御システムは、マルチチャネル電力制御装置に動作可能に結合されたセンサをさらに含み、センサはマルチチャネル電力制御装置の近傍の環境の環境特性を測定し、測定された環境特性を示す信号を処理システムに供給するように構成される。
【0037】
ある実施形態において、処理システムが測定された環境特性を示す信号の受信に応じて、一又は複数の拡張器の動作パラメータを調整して、それぞれの複数の出力電力の値を修正するようにさらに構成される。
【0038】
ある実施形態において、センサは、複数の出力電力のうちの一つの出力電力によって給電される。
【0039】
ある実施形態において、センサは、温度センサ、湿度センサ、及び速度センサのうちの一つである。
【0040】
ある実施形態において、一又は複数の拡張器の各拡張器が複数の出力チャネルを備え、各出力チャネルは拡張器によって生成される複数の電力のうちの一つの出力電力を出力するように構成される。
【0041】
ある実施形態において、電力制御システムは、さらに、複数の出力チャネルの一又は複数の出力チャネルに動作可能に結合される電気ケーブルコネクタを備えるコネクタボードを含む。
【0042】
ある実施形態において、電力制御システムは、さらに、複数の出力電力のうちの一つの出力電力を受け取り、受け取った出力電力の電力レベルを調整するように構成された電力変換器を含む。
【0043】
ある実施形態において、マルチチャネル電力制御装置は、第1のマルチチャネル電力制御装置であって、電力制御システムは第1のマルチチャネル電力制御装置に動作可能に結合された第2のマルチチャネル電力制御装置をさらに含み、第2のマルチチャネル電力制御装置の入力電力は第1のマルチチャネル電力制御装置の複数の出力電力のうちの一つの出力電力によって供給される。
【図面の簡単な説明】
【0044】
例示的な実施形態は、以下の説明から明らかであるが、少なくとも一つの非限定的な実施形態の例としてのみ提供されるものであり、添付の図面に関連付けて説明される。
【0045】
図1図1は、例示的なマルチチャネル電力制御装置の機能ブロック図を示す。
図2図2は、例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図3図3は、他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図4図4は、結合されている図3の電力制御システムを示す。
図5図5は、図3の電力制御システムに用いられる例示的な拡張器の機能ブロック図を示す。
図6図6は、電力制御システムの処理システムを始動する例示的な方法を示す。
図7図7は、他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図8図8は、コネクタボードを含む他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図9図9は、電流源を含む他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図10図10は、切替器を含む他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図11図11は、マルチチャネル電力変換器を含む、他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図12図12は、複数のデイジーチェーンマルチチャネル電力制御装置を含む他の例示的な電力制御システムの機能ブロック図を示す。
図13図13は、マルチチャネル電力制御装置の例示的な処理システムの機能ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0046】
実施形態の主題のより正確な理解のために、単に一例として示す以下の形態を説明する。例示的な実施形態の特徴を示すために組み込まれた図において、同様の参照符号は、図面全体を通して同様の部分を識別するために使用される。
【0047】
図1を参照すると、例示的なマルチチャネル電力制御装置100が示されている。マルチチャネル電力制御装置100は、変換器110、複数の信号調節器120、複数の測定機器又は測定器130、及び処理システム140を備える。
【0048】
処理システム140に動作可能に結合された変換器110は、処理システム140からの制御信号を受信し、制御信号を複数の中間信号に変換するように構成されてもよい。マルチチャネル電力制御装置100は、一又は複数の変換器を含んでもよい。マルチチャネル電力制御装置100が複数の変換器を備える場合、各変換器110は、別個の制御信号を受信するように構成され、他の変換器とは独立して動作してもよい。
【0049】
信号調節器120は、各信号調節器が変換器110によって出力される複数の中間信号のうちの一つを受信するように、変換器110に動作可能に結合される。各信号調節器120は、複数の中間信号のうちの一つの中間信号の電気的特性を調整、調節、又は操作することによって出力電力を生成するように構成される。電気的特性は、中間信号の電圧及び電流のうちの一又は複数を含んでもよい。ある例では、中間信号の電力、振幅、周波数、及び/又は位相などの他の電気的特性を、信号調節器120によって調整することができる。
【0050】
測定機器130は、複数の信号調節器120によって生成される各出力電力の電気特性を測定するように構成される。一又は複数の測定器は、複数の信号調節器120の各信号調節器に動作可能に結合されてもよい。測定機器130は、さらに、測定された電気特性を示すか、又は電気特性に対応する一又は複数の読み取り信号を生成又は出力するように構成されてもよい。ある例では、信号調節器120によって生成された各出力電力に対して別個の読み取り信号が生成される。他の例において、信号調節器120によって生成された二、三、又はそれ以上の出力電力の組み合わせを示す読取り信号が生成される。
【0051】
処理システム140は制御信号を生成し、変換器に供給するように構成されてもよい。処理システム140は、さらに、各信号調節器の出力電力を監視するように構成されてもよい。ある例では、処理システム140は、信号調節器120の出力電力を監視するために、測定機器130によって生成される読み取り信号に少なくとも部分的に依存してもよい。したがって、処理システム140は、測定機器130から一又は複数の読み取り信号を取得するように構成することができる。一又は複数の読み取り信号の取得に応じて、処理システム140は信号調節器120の動作パラメータを調整し、制御信号を調整し、及び/又はマルチチャネル電力制御装置100の任意の他の動作パラメータ又は信号を調整するように構成されてもよい。このように、処理システム140は、マルチチャネル電力制御装置100の出力を監視及び調整するためのフィードバック機構を提供する。
【0052】
処理システム140は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、グラフィックス処理ユニット(GPU)、デジタル信号プロセッサ、及び/又は、一又は複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を備えてもよい。
【0053】
マルチチャネル電力制御装置100は、それ自体が電源104によって給電される直流(DC)電源装置102によって給電される。電源104は、主電源などの交流(AC)電源であってもよい。他の例では、電源104は直流電源である。直流電源装置102は、AC−DC電源、スイッチモード電源、リニアレギュレータ、バッテリ、燃料電池、太陽電池、又は任意の他のタイプの直流電源であってもよい。ある例では、直流電源装置102は卓上電源装置である。
【0054】
マルチチャネル電力制御装置100の構成要素の異なる電力要求を考慮することを目的として、マルチチャネル電力制御装置100の異なる構成要素に電力を供給するために、二以上の入力電力レベルが必要な場合がある。例えば、論理ゲート又はデジタル回路を含み得る変換器120及び処理システム140のような構成要素は、第1の電圧レベル(例えば、1.8、2.5、3.3又は5ボルト)を必要とする一方で、増幅器を含み得る信号調節器120のような構成要素は、第2の電圧レベル(例えば、15又は30ボルト)を必要とする可能性がある。ある例では、二以上の入力電力レベルが直流電源102によって直接供給されてもよい。他の例では、直流電源装置102が単一の直流入力電力を供給し、マルチチャネル電力制御装置100は、直流電源装置102によって供給されるもの以外の入力電力レベルを生成するために、DC−DCコンバータなどの電力変換器を備える。
【0055】
図2を参照すると、例示的な電力制御システム200が示されている。電力制御システム200は、AC電源202に結合されたAC−DCコンバータ210を備える。AC−DCコンバータ210は、AC電源202によって供給されるAC電力を整流し、DC電力出力を生成する。
【0056】
電力制御システム200は、AC−DCコンバータ210に結合されたDC−DCコンバータ220をさらに備える。DC−DCコンバータ220は、AC−DCコンバータ210からDC出力を受け取り、第1の電力レベル222及び第1の電力レベル222とは異なる第2電力レベル224を生成する。
【0057】
電力制御システム200は、さらに、DC−to−DCコンバータ220に連結されたマルチチャネル電力制御装置230を構成する。マルチチャネル電力制御装置230は、第1及び第2の電力レベル222及び224を使用して、その内部構成要素に電力を供給するように構成される。マルチチャネル電力制御装置230はさらに、第1及び第2の電力レベル222及び224のうちの少なくとも一つを使用して、複数の出力電力を生成するように構成される。
【0058】
電力制御システム200は、マルチチャネル電力制御装置230と通信するか、又はマルチチャネル電力制御装置230の処理システムと通信するプログラミング装置240をさらに備える。プログラミング装置240とマルチチャネル電源制御装置230との間の通信は、RS232、I2C、SPI、USB、WIFI、又はLANのような任意の有線又はワイヤレスインターフェースを介して行われてもよい。プログラミング装置240は、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、組み込みシステム、又は他の任意の処理システムであってもよい。プログラミング装置240は、ユーザがマルチチャネル電力制御装置230の動作設定を設定又は修正することを可能にし得る。プログラミング装置240はさらに、マルチチャネル電力制御装置230によって生成される出力電力の値を設定又は修正するように構成され得る。
【0059】
電力制御システム200は、マルチチャネル電力制御装置230に結合され、出力電力を受け取るように構成された一又は複数の負荷250をさらに備える。ある例では、出力電力はDC電力である。他の例では、出力電力はAC電力である。出力電力は互いに独立していてもよく、各負荷250は一つ以上の出力電力から引き出してもよい。したがって、マルチチャネル電力制御装置230は、複数の出力電力を供給するための複数の出力電力チャネルを有する装置であってもよい。ある例では、マルチチャネル電力制御装置230が複数の出力電力を供給及び/又は制御するための装置である。ある例では、マルチチャネル電力制御装置230が電力制御装置である。
【0060】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置がフィードバック制御される多出力電源装置である。複数の供給は、デイジーチェーン化されてもよく、実質的に無制限の数のチャネルへの拡張性を提供する。ロード及びセーブデータ設定、全電圧ボタンのクリア、GUIボタンのロック、及び特定の複数チャネルを同時にプログラムする機能などのユーザ定義の目的関数が、試験対象の装置又は任意の負荷に対してサポートされ、従来の卓上電源装置を超える著しい柔軟性を提供することができる。入力から出力へのインパルス応答を定義するシステム識別又は高速分析を使用して、ユーザは、特注の制御装置を開発することに通常関連する面倒なプロセスなしに、この応答を使用することによってフィードバック制御を達成することができる。したがって、マルチチャネル電力制御装置は、オーバーシュートを防止する、より安定的なシステムを提供するだけでなく、過電圧及び/又は過電流を制限することによって、試験対象の装置又は負荷を保護する。
【0061】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、コンパクトであり、広範囲の出力を提供する。ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、単一の再構成可能な直流電源入力を用いてチャネルをデイジーチェーン接続することができ、プログラマブルスイッチ/ルートや、ソフトウェアライブラリを用いて簡単な方法でチャネル接続を再構成することもできる統合システムである。ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、統合された個々のデジタル電流読み出し出力、つまり、極性切り替え機能、独立動作、各チャネル上のプログラマブルゲイン、デジタルセーブ/ロード、ロック機能、複数のセンサ又は変換器との容易な統合及び再構成可能なマルチコネクタを含む、高電圧のマルチチャネル出力を提供する。
【0062】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、適切な取り扱いを必要とする試験対象の装置の安全性を確保するために、拡張可能なチャネル出力及び各チャネルのロック機能を有するコンパクトな統合機能を備えた、完全デジタル制御電源である。ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、異なるチャネルを有する異なる出力電圧に対応するために、単一の従来の電源の電圧出力を拡張するという広範な概念を導入する。ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、センサ(例えば、温度、湿度、及び速度センサ)及び電流読み取りデータのような複数のフィードバック入力源との統合が可能な電圧チャネルを拡張する容易な方法を提供する。そして、このデータは、多入力及び多出力フィードバックシステムに使用されてもよい。
【0063】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置の処理システム、又はプログラマブル装置は、指定されたチャネル上の電圧及び/又は電流を指定することによって、ライブラリプログラム、又はルックアップテーブルプログラムを用いて、ユーザの好みに従って構成され、負荷又は試験対象の装置へのチャネル出力の柔軟性を増大させてもよい。
【0064】
ある例では、再構成可能なマルチコネクタが、ジャンパ又はマルチコネクタパッケージへの接続ケーブルを用いて構成可能な二以上のパッケージピンを備えてもよい。
【0065】
ある例では、マルチチャネル電源制御装置が二つの主要な電源、又はシステムに分配されるVCC及びVDDなどの電源レベルを提供するために、DC−to−DCコンバータに接続されるAC−DCコンバータを構成してもよい。
【0066】
ある例では、接続線が手動で出力を監視するためのピンを備えてもよい。
【0067】
ある例では、高電圧DC−DCコンバータがシステム内に統合されて、高電圧能力及びデジタル逆極性制御を可能にする。
【0068】
ある例では、信号調節器が電圧フォロワユニットを備えたプログラマブルゲイン増幅器を備えていてもよく、この増幅器はデジタル制御信号で構成されてもよく、また電圧及び電流範囲に関して出力電力を増加させることを可能にしてもよい。
【0069】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置が、電圧制限制御、プログラマブル及びロック機能を備える電源拡張装置である。例えば、ユーザは、この機能を使用して、試験対象のチップ又は装置などの負荷の損傷を防止する可能性のある特定の電圧制限を、制限及び固定することができる。
【0070】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、従来の電力供給装置から出力される電力チャネルの数を増加させ、その後、それらの電力チャネルを高い精度で制御するためのチャネル拡張器である。チャネル拡張器は、より多くの装置の接続を可能にするために、従来の電源装置の一又は複数のチャネル出力にプラグ接続される。従来の電源装置を用いることにより、負荷は従来の電源における電流引き出しに相関する電流を引き出すことにより、チャネル拡張回路を単純化するので、電流読み取りは単純化される。
【0071】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、システムを事前にプログラミングし、個々の出力チャネルを動的に制御することによって、独立型(スタンドアロン)の又はリモートのアプリケーションを可能にする内蔵マイクロコントローラ/マイクロプロセッサ及びプログラマブルハードウェアを含む。また、チャネル拡張システムは個々の電圧制限を設定し、フィードバック制御を提供するなどの特定の方法でプログラムされてもよい。例えば、チャネル拡張システムは、接続されたセンサ又は変換器からの出力を読み出してフィードバックすることによって、その温度、湿度、位置、速度、電流を安定させるために必要な任意の装置を制御することを可能にしてもよい。
【0072】
ある例では、マルチチャネル電力制御装置は、電源の出力チャネルの数を拡張するために、卓上電源装置などの電源に接続するモジュラーデバイスである。ある例では、モジュラーデバイスが他の同様のモジュラーデバイスとデイジーチェーン接続する機能を有する。ある例では、チャネル拡張器は、より多くの電力チャネルの利用可能性を提供するために、直列にデイジーチェーン接続され得る。マルチチャネル電力制御装置の応用例としては、熱光学又は電気光学制御装置、フォトニック集積回路、変調器、バイアス電圧源、電流源、アナログ又はデジタル電子回路用の電源、産業用制御シミュレータ、及び異なる電圧を有する複数の電源入力を必要とする組込みシステムが挙げられる。
【0073】
図3及び図4を参照すると、電力制御システム300の例が示されている。電力制御システム300は、マルチチャネル電力制御装置310と、電源装置320と、プログラミング装置330とを含む。
【0074】
マルチチャネル電力制御装置310は、処理システム340と、処理システム340に動作可能に結合された3つの拡張器350とを含む。拡張器の数は例示に過ぎない。一般に、マルチチャネル電力制御装置310は、一つ、二つ、又は任意の他の数の拡張器350を含んでもよい。
【0075】
電源装置320は、入力電力をマルチチャネル電力制御装置310に供給するように構成される。ある例では、入力電力が電気電圧及び/又は電流を含む電気信号である。電源装置320は、単一の入力直流電力を供給する直流電源装置であってもよい。拡張器350は、第1の電力レベル322を有する入力電力の第1の部分を受け取るように構成される。拡張器350は、各拡張器350が同一の電圧を受け取るように、電源装置320と並列に接続されてもよい。
【0076】
マルチチャネル電力制御装置310は、入力電力の第2の部分を受け取るように構成された電力変換器360をさらに含む。電力変換器360は、DC−DCコンバータであってもよい。電力変換器360は、さらに、処理システム310に電力を供給するために、入力電力の第2の部分を第2の電力レベル334に変換するように構成される。第2の電力レベル334はさらに、後述する変換器などの電力制御システム300の他の構成要素に、少なくとも部分的に電力を供給するために使用されてもよい。
【0077】
処理システム340は、各拡張器350に対して一つの制御信号を生成するように構成される(すなわち、この例では、処理システム340は三つの制御信号を生成する)。処理システム340は、さらに、拡張器350の各々に制御信号を送信するように構成される。ある例では、処理システム340は、拡張器350のうちの一又は複数を選択するための多重化装置(マルチプレクサ)を含んでもよい。そして、処理システム340は、選択された一又は複数の拡張器350に制御信号を送信又は伝送してもよい。
【0078】
ある例では、拡張器350が拡張器350からの処理システムの結合及び/又は分離を容易にするように構成される。ある例では、処理システム340は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、GPU、又はFPGAであってもよい。処理システム340は、Arduino、TI DSP、Xillinx PYNQ、NVIDIA Jetson TX2、又は任意の他のタイプの処理ユニットを含んでもよい。いくつかのアプリケーションは、特定のタイプの処理システム340を必要とし得る特定の要求を有してもよい。例えば、LORAベースの処理ユニット又はNBIoT処理ユニットなどの低電力の処理システム340は、インターネット・オブ・シングス・アプリケーション内で好ましい場合がある。各拡張器350は、通信ピン・スロット/テンプレート、又は任意の他の通信ポートを含み、処理システム340に結合できるようにしてもよい。通信ポートは、拡張器350及び/又は処理システム340の容易な交換を可能にするか、又は交換を容易にするように構成されてもよい。
【0079】
ある例では、拡張器350がシリアル・ペリフェラル・インターフェース(SPI)、アイ・スクエアド・シー(I2C)、拡張器への直接的なパルス幅変調(PWM)ピンを介するなど、通信ピンへのプラグインによって、様々なタイプのプロセッサ又は信号処理システムのためのモジュールとして使用されてもよい。ある例では、拡張器350と処理システム340との間の接続ポートが任意の他のタイプの通信プロトコルをサポートしてもよい。ある例では、さらに、拡張器350が制御信号又は出力電力を処理又は修正するように構成されてもよい。
【0080】
各拡張器350は処理システム340から制御信号を受信し、第1の電力レベル322の一部を受け取るように構成される。各拡張器350は、さらに、受信された制御信号及び第1の電力レベル322の一部を用いて、複数の出力電力を生成するように構成される。ある例では、制御信号は、出力電力のうちの一又は複数の大きさを示すデータ又は情報を含む。例えば、制御信号の大きさは、一又は複数の出力電力の大きさに比例してもよい。他の例では、制御信号は、複数の出力電力を生成するために各拡張器350を動作させる命令を含んでもよい。
【0081】
各拡張器350は、さらに、マルチチャネル電力制御装置310の他の拡張器350と通信するように構成されてもよい。拡張器350間の通信は、特定のタイミング仕様を達成するために、異なる拡張器350による複数の出力電気電力の生成を同期させる目的であってもよい。ある例では、通信は、信号クロック(例えば、処理システム340からの)、同期信号、及び拡張器350の識別を構成及び/又は同期させることによって達成される。ある例では、各拡張器350は、他の拡張器350の対応する通信器と通信するように構成された通信器を含む。
【0082】
プログラミング装置330は、処理システム340と通信し、処理システム340及び/又はマルチチャネル電力制御装置310の動作設定を設定するように構成されてもよい。プログラミング装置330は、さらに、処理システム340をプログラムし、動作命令(すなわち、ソフトウェアプログラム)を処理システム340にアップロードするように構成されてもよい。
【0083】
ある例では、プログラミング装置330は、ユーザインターフェースを提供する処理システム、又はユーザがマルチチャネル電力制御装置310を制御すること、もしくはマルチチャネル電力制御装置310の入力及び/又は出力パラメータ(たとえば、出力電力レベル)を設定可能にするように構成されたユーザインターフェース装置である。ある例では、処理システム340は、マルチチャネル電力制御装置310の内部構成要素を制御及び管理するように構成される。ある例では、処理システム340は、一又は複数の制御信号を生成するための一又は複数の信号生成器を含む。ある例では、処理システム340が一又は複数の制御信号を生成し、調節し、又は調整するための一又は複数の信号プロセッサを備える。ある例では、プログラミング装置330は、一又は複数の制御信号を生成するように構成されず、処理システム340のみが制御信号を生成してもよい。
【0084】
マルチチャネル電力制御装置310は、メモリ370をさらに含む。メモリ370は、処理システム340に接続されているか又はそれと通信してもよい。メモリ370は、処理システム340の内部にあってもよいし、処理システム340の外部にあってもよい。メモリ370は、処理システム340及び/又はマルチチャネル電力制御装置310の動作に関する動作設定又は動作命令を格納するように構成されてもよい。処理システム340は、メモリ370から動作設定又は動作命令を読み出すように構成されてもよい。
【0085】
各拡張器350は複数の出力チャネル又は出力ポートを備え、各出力チャネルは拡張器によって生成される複数の電力の出力電力を出力するように構成される。出力チャネルは、負荷によって生成された出力電力へのアクセスを提供する。
【0086】
図4を参照すると、一又は複数の負荷380が、出力チャネルを介して拡張器350に接続されている。負荷380は、電気回路又は電気装置を含んでもよい。ある例では、負荷が出力電力の電気的特性を検出又は測定するように構成されたセンサを含む。センサは、さらに、測定された電気的特性を示すか、又は対応する読み取り信号を生成するように構成されてもよい。負荷380は、マルチチャネル電力制御装置310によって出力される出力電力によって給電されてもよい。
【0087】
ある例では、少なくとも一つの負荷380は、マルチチャネル電力制御装置の近傍又は近位にある環境の環境特性を測定するように構成されたセンサである。センサは、温度センサ、湿度センサ、速度センサ、又は任意の他のセンサとすることができる。センサは、さらに、測定された環境特性を示す信号を処理システム340に提供するように構成されてもよい。
【0088】
処理システム340は、さらに、負荷センサから得られた読み取り信号を用いて、複数の出力電力を監視するように構成されてもよい。読み取り信号の受信に応じて、処理システム340は、読み取り信号が対応する一又は複数の出力電力の値を修正するために、一又は複数の拡張器350の動作パラメータを調整するように構成されてもよい。このように、マルチチャネル電力制御装置310は、フィードバック制御ループを実装する。
【0089】
したがって、マルチチャネル電力制御装置310は、電源装置320から単一の入力電力を受け取り、負荷に電力を供給するための複数の出力電力を出力する。複数の出力電力は、単一の装置(すなわち、マルチチャネル電力制御装置310又はプログラミング装置330)を介して制御されてもよい。マルチチャネル電力制御装置310の出力チャネルの数を拡張するために、追加の拡張器を使用してもよい。追加の拡張器は、電源装置320に並列に接続されてもよく、又は他の既存の拡張器350とデイジーチェーン接続されてもよい。例えば、追加の拡張器は、既存の拡張器350の出力電力が追加の拡張器の入力電力となるように、拡張器350の出力チャネルのうちの一つを動作可能に結合されてもよい。
【0090】
図5を参照すると、マルチチャネル電力制御装置310の例示的な拡張器350が示されている。拡張器350は、変換器410、複数の信号調節器、及び複数の測定機器、又は測定器を含む。図示上、拡張器350の複数の出力の一つに対応する、一つの信号調節器420及び一つの測定機器430のみが図示されている。しかしながら、同様の又は整合する信号調節器及び測定器が、拡張器350の他の出力の各々に対して設けられていると解する必要がある。
【0091】
拡張器350は、信号調節器420に電力を供給するための第1の電力レベル322の一部を受け取るように構成される。さらに、拡張器350は、変換器410に電力を供給するための第2の電力レベル324の一部を受け取るように構成される。他の例では、第1の電力レベル322及び第2の電力レベル324の一部を用いて、拡張器350の任意の構成要素に電力を供給してもよい。
【0092】
変換器410は、処理システム340から受信した制御信号412を複数の中間信号に変換するように構成される。ある例では、変換器410がデジタル/アナログ変換器(DAC)、又はLinear Technology CorporationからのLTC2600、Analog Devices IncからのDAC8512、MCP47FEB22A0−E/STマイクロチップ、Maxim Integrated Products IncからのMAX5723、もしくは任意の他のDACなどのマルチチャネルDACである。ある例では、制御信号はデジタル信号であり、複数の中間信号はアナログ信号である。他の例では、変換器410は、例えば制御信号412の電力を分割することによって、制御信号412を複数の中間信号にスプリット又は分割するように構成された電気スプリッタ又は分割器である。
【0093】
中間信号は、変換器410から信号調節器420に伝搬する信号であってもよい。中間信号は、生成されるべき対応する出力電力の大きさに比例する大きさを有してもよい。ある例では、中間信号は、複数の出力電力を生成するために、信号調節器420を操作するための命令を含んでもよい。ある例では、中間信号が中間制御信号、又はアナログ制御信号であってもよい。
【0094】
変換器410は一つ、二つ、三つ、又は任意の数の中間信号(例えば、四つ又は八つ)を生成してもよい。変換器410によって生成される中間信号は同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。そして、各中間信号は、別個の信号調節器420に送られる。ある例では、信号調節器420の数は、中間信号を出力するように構成された変換器410の出力ポートの数に対応する。
【0095】
各信号調節器420は、中間信号の電気特性又は電気的性質を調整することによって出力電力422を生成するように構成される。電気的特性は、中間信号の電圧及び電流のうちの一又は複数を含んでもよい。ある例では、電気的特性は、中間信号の電力、振幅、位相、及び周波数のうちの任意の一つを含んでもよい。
【0096】
信号調節器420は、電圧調節段又は回路を備え、電圧調節段又は回路は電圧フォロワ構成の演算増幅器と、バイポーラ接合トランジスタを含む電流調節段又は回路とを含む。信号調節器420は、中間信号の電圧及び電流を独立して調整するように構成されてもよい。電圧調節段(すなわち、演算増幅器)及び電流調節段の両方には、第1の電力レベル322の一部が供給されるか、又は第1の電力レベル322の一部によって電力が供給される。ある例では、信号調節器420は利得回路を含む。
【0097】
出力電力422は、信号調節器420の動作パラメータを調整することによって制御又は修正されてもよい。動作パラメータは、信号調節器380の電気構成要素の、抵抗、インピーダンス、利得、又は任意の他の電気パラメータを含んでもよい。この例では電圧調整段が2つの可変抵抗器424及び426を含み、その抵抗値は処理システム310によって生成される抵抗制御信号444及び446によってそれぞれ調整されてもよい。
【0098】
ある例では、信号調節器420は、入力電力、又は第1の電力レベル322の電気特性を調整することによって、出力電力422を生成するように構成される。ある例では、出力電力422は、第1の電力レベル322(又は入力電力)及び中間信号の両方の関数であってもよく、又はそれに依存してもよい。
【0099】
測定機器430は、出力電力422の電気特性を測定するように構成される。測定機器430は、出力電力422の電流を測定するための電流計である。他の例では、測定された電気特性は、出力電力422の、電圧、電流、又は任意の他の電気特性のうちの一又は複数を含む。したがって、測定機器430は、電圧計、電流計、又は電力計などの指定された特性を測定するために必要な任意の機器を備えてもよい。測定に続いて、出力電力422が拡張器350から出力される。
【0100】
出力電力422は、電気電圧及び/又は電流を含む電気信号であってもよい。ある例では、負荷380の拡張器350の出力チャネルへの接続に先立って、出力電力422は電圧である(電流を引き出すための負荷がないため)。負荷380が接続されると、負荷は、電圧と電流の両方を含む出力電力を引き出すことができる。
【0101】
測定機器430は、さらに、測定された電気的特性を示す測定信号432を生成するように構成される。測定信号432は、監視目的のために処理システム340に送信されてもよい。
【0102】
図6を参照すると、電力制御システムの処理システムを始動する例示的な方法500が示されている。ステップ502において、処理システムに差し込まれた外部装置からリモートプログラム識別子が読み出される。リセット503が選択されると、再初期化が行われ、方法500は開始501に戻る。電力制御システムの特定の出力チャネルを供給するために、選択入力505は、意図されたサブプログラム507を選択することができるように構成される。次に、ステップ510において、外部装置によって制御されるリモートプログラムは、出力電力の電圧に対応する電圧設定を入力してもよい。これはまた、ステップ514において、電流計センサ514の測定設定を可能にする。ステップ506において、メモリへのセーブ及び/又はロードは、イネーブル/ディスエーブルルーチン508によって制御される、電力制御システムの出力チャネルの設定のための記憶を提供してもよい。電流計514は、出力チャネル515に接続され、サブルーチン516によって制御される。温度、湿度、速度などのセンサ509からの外部フィードバック入力もまた、フィードバックサブルーチン510によるフィードバック制御能力を提供するために接続されてもよい。そして、このセンサ及びフィードバックシステムからのデータは、マルチチャネル電力制御装置の従来のモニタ又はTFTタッチスクリーンなどのディスプレイ装置512で表示されてもよい。外部ライブラリアクセス504は、温度フィードバックコントローラなどの意図された機能、又は任意の他の機能に従って動的構成を可能にする、外部プログラマのためのコマンドセット又は外部コマンドを提供する。
【0103】
図7を参照すると、他の例示的な電力制御システム600が図示されている。電力制御システム600は、マルチチャネル電力制御装置610と、電源装置620とを含む。マルチチャネル電力制御装置610は、処理システム640と、複数の拡張器650と、電力変換器660とを含む。マルチチャネル電力制御装置610は、第1の電力レベル622を有する単一の入力電力を拡張器650及び電力変換器660に供給する、電源装置620によって給電される。電力変換器660は、入力電力の一部を第2の電力レベル624に変換して、少なくとも処理システム640に対して電力を供給する。
【0104】
マルチチャネル電力制御装置610は、さらに、処理システム640を処理するためのブートローダ、又はマルチチャネル電力制御装置610(例えば、FPGA)に含まれる任意の他のプログラマブル装置のためのブートローダを格納するように構成されたメモリ670を含む。したがって、マルチチャネル電力制御装置610は、外部プログラミング装置又は外部処理システムに接続されることなく動作可能な独立型の電力制御システムである。ある例では、ユーザは、処理システム640を介してマルチチャネル電力制御装置610を直接制御することができる。
【0105】
ある例では、電源装置620がマルチチャネル電力制御装置610内に収容されるので、マルチチャネル電力制御装置610は内蔵型マルチチャネル電力制御装置である。電源装置620は、バッテリ、燃料電池、太陽電池もしくは光電池、又は他の任意の直流電源であってもよい。
【0106】
各拡張器650は複数の出力チャネルを含み、各出力チャネルは拡張器650によって生成される複数の電力の出力電力を出力するように構成される。一つ以上の負荷680は、出力チャネルを介して拡張器650に接続される。負荷680は、電気回路、電気インピーダンス、又はセンサなどのデバイスを含んでもよい。各負荷680は、拡張器650によって提供される出力電力を、その出力チャネルのうちの一又は複数を通して独立に引き出すように構成される。
【0107】
図8を参照すると、マルチチャネル電力制御装置710と、マルチチャネル電力制御装置710に入力電力を供給するように構成される電源装置(図示せず)と、マルチチャネル電力制御装置710の処理システムと通信するプログラミング装置730とを含む、例示的な電力制御システム700が図示されている。
【0108】
マルチチャネル電力制御装置710は複数の出力チャネル712を含み、各出力チャネルはマルチチャネル電力制御装置710によって生成される電力を出力するように構成される。
【0109】
電力制御システム700は、さらに、マルチチャネル電力制御装置710に動作可能に結合されたコネクタボード740を備える。コネクタボード740は、電気ケーブル又はワイヤに接続するための、複数の電気コネクタ、電気ポート、又は結合手段を備えてもよい。各電気コネクタは、マルチチャネル電力制御装置710の一又は複数の出力チャネルに動作可能に結合されてもよい。したがって、コネクタボード740は、標準的なコネクタ構成への出力チャネルのための空間配置を提供する。
【0110】
コネクタボード740は、メタルアクセスなどのシングルピンコネクタ又はアダプタ、又はメタルピン742、及びBNC/SMAコネクタ又はアダプタ744を備えてもよい。各メタルピン742は、マルチチャネル電力制御装置710の出力チャネル712に動作可能に結合され、ユーザが単一の出力電力、例えば、電圧読み取り用又は試験対象の装置への接続用にタップできるようにしてもよい。コネクタボード740は、さらに、リボンケーブルコネクタ746、フレキシブルフラットケーブル(FFC/FPC)コネクタ748、又は任意の他のケーブルコネクタタイプなどのマルチピンコネクタ又はアダプタを含んでもよい。マルチチャネル電力制御装置710の一又は複数の出力チャネル712(又は、一又は複数の出力電力)を、試験対象の装置又は負荷に接続するために、BNCケーブルコネクタ744、リボンケーブルコネクタ746、及びフレキシブルフラットケーブルコネクタ748が用いられてもよい。
【0111】
ある例では、コネクタボード740は、一又は複数の出力チャネル712がコネクタボード740の第1のコネクタ又は第2のコネクタに選択的に接続可能なように構成された再構成可能なコネクタボードである。ある例では、再構成は、雄型リボンコネクタを介してケーブルジャンパを用いることによって行われる。例えば、再構成を可能にするために、雄型リボンコネクタ752は、雄型リボンコネクタ754から分離又は切断される必要があり得る。そして、リボンケーブルコネクタ756は、雄型リボンコネクタ754と接続するように配線されてもよい。接続を構成するために、ジャンパ接続は、雄型リボンコネクタ752と754との間に接続されてもよい。そして、リボンケーブルコネクタ756は、試験対象の装置又は負荷に直接接続されてもよい。
【0112】
図9を参照すると、他の例示的な電力制御システム800が図示されている。電力制御システム800は、マルチチャネル電力制御装置810と、電源装置820と、プログラミング装置830と、を含む。
【0113】
マルチチャネル電力制御装置810は、処理システム840と、三つの拡張器と、を含み、三つの拡張器は、処理システム840に動作可能に結合された電流源850であってもよい。電流源の数は例示に過ぎない。一般に、マルチチャネル電力制御装置810は、一つ、二つ、又は任意の他の数の電流源850を備えてもよい。
【0114】
電源装置820は、入力電力をマルチチャネル電力制御装置810に供給するように構成される。電源装置820は、単一の入力直流電力を供給する直流電源装置であってもよい。電流源850は、第1の電力レベル822を有する入力電力の第1の部分を受け取るように構成される。電流源850は、各電流源850が同一の電圧を受けるように、電源装置820と並列に接続されてもよい。
【0115】
電力制御システム800は、さらに、入力電力の第2の部分を受け取るように構成された電力変換器860を備える。電力変換器860は、DC−DCコンバータであってもよい。電力変換器860は、さらに、処理システム810に電力を供給するために、第2の部分を第2の電力レベル824に変換するように構成される。第2の電力レベル834は、さらに、電力制御システム800の他の構成要素に対して少なくとも部分的に給電するために用いられてもよい。
【0116】
処理システム840は、各電流源850に対して一つの制御信号を生成するように構成される(すなわち、この例では、処理システム840が三つの制御信号を生成する)。処理システム840は、さらに、各電流源850に制御信号を送るように構成される。ある例では、処理システム840は、電流源850のうちの一又は複数を選択するためのマルチプレクサを備えてもよい。そして、処理システム840は、選択された一又は複数の電流源850に制御信号を送信(send)するか又は伝送(route)してもよい。
【0117】
各電流源850は、処理システム840から制御信号を受信し、第1の電力レベル822の一部を受け取るように構成される。各電流源850は、さらに、受信された制御信号及び第1の電力レベル822の一部を用いて、一又は複数の出力電流を生成するように構成される。制御信号は、例えば0ボルトと40ボルトとの間の値を有する電気電圧であってもよい。各電流源850によって生成される出力電流は、例えば0アンペアから20アンペアの間の値を有してもよい。各電流源850は、他の電流源850から絶縁されてもよく、出力電流を、レーザなどの試験対象の装置又は負荷、又は任意の他の電流引き込み装置に供給するように構成されてもよい。
【0118】
各電流源850は、受信された制御信号によって制御され、受信された制御信号に基づいて出力電流を生成するように構成された電流源であってもよい。電流源は、さらに、入力電力の一部によって給電されるように構成されてもよい。ある例では、電流源850は、Thorlabs Inc.からのLD1255P又はLD3000R、KoheronからのCTL100−A−400、FedalからのSF6100、又は任意の他の電流源装置又はシステムであってもよい。
【0119】
各電流源850はまた、アナログ及び/又はデジタルフィードバックシステムを提供するために、処理システム840と通信するように構成されてもよい。温度及び出力電流値などの各電流源の動作パラメータは、処理システム840に通信されてもよい。次に、処理システム840は、各電流源850の動作特性を監視し、動作特性を調整、修正、又は安定化するための各電流源850の動作パラメータを調整するように構成されてもよい。このように、マルチチャネル電力制御装置810は、電流源850の動作特性を監視及び調整するためのフィードバックシステムを含み、フィードバックシステムは、アナログ及び/又はデジタルフィードバックシステムであってもよい。
【0120】
プログラミング装置830は、処理システム840と通信可能であって、処理システム840及び/又はマルチチャネル電力制御装置810の動作設定を設定するように構成されてもよい。プログラミング装置830は、さらに、処理システム840をプログラムし、処理システム840に動作命令(すなわち、ソフトウェアプログラム)をアップロードするように構成されてもよい。
【0121】
マルチチャネル電力制御装置810は、メモリ870をさらに備える。メモリ870は、処理システム840に接続されるか又はそれと通信してもよい。メモリ870は処理システム840の内部にあってもよいし、処理システム840の外部にあってもよい。メモリ870は、処理システム840及び/又はマルチチャネル電力制御装置810の動作に関する動作設定又は動作命令を格納するように構成されてもよい。
【0122】
図10を参照すると、再構成可能なルート接続を有する他の例示的な電力制御システム900が示されている。電力制御システム900は、マルチチャネル電力制御装置910と、一又は複数のコネクタボード920と、マルチチャネル電力制御装置910に入力電力を供給するように構成された電源(図示せず)と、マルチチャネル電力制御装置910の処理システムと通信するプログラミング装置930とを備える。
【0123】
マルチチャネル電力制御装置910は、処理システム940と、処理システム940に動作可能に結合された3つの変換器950とを含む。変換器の数は例示に過ぎない。一般に、マルチチャネル電力制御装置910は、一つ、二つ、又は任意の他の数の変換器950を備えてもよい。
【0124】
処理システム940は、各変換器950に対して一つの制御信号を生成するように構成される(すなわち、この例では、処理システム940は三つの制御信号を生成する)。処理システム940は、さらに、各変換器950に制御信号を送信するように構成される。各変換器950は、制御信号を受信し、受信した制御信号を複数の中間信号に変換するように構成される。
【0125】
ある例では、変換器950は、デジタル制御信号を複数のアナログ中間信号に変換するデジタルアナログ変換器である。他の例では、変換器950は、受信された制御信号を複数のコンポーネント中間信号に分割する信号スプリッタ又は信号分割器である。ある例では、制御信号と中間信号の両方がアナログ信号である。他の例では、制御信号及び中間信号の両方がデジタル信号である。
【0126】
マルチチャネル電力制御装置910は、さらに、変換器950に動作可能に結合された切替器960と、切替器960に動作可能に結合された複数の信号調節器970とを含む。切替器960は、変換器950から複数の中間信号を受信し、受信した各中間信号を複数の信号調節器970の一つに伝送するように構成される。
【0127】
切替器960は、変換器950から中間信号を受信するための複数の入力ポートを含んでもよい。切替器960は、伝送された中間信号を出力するための複数の出力ポートをさらに備えてもよい。切替器960は、入力ポートを出力ポートに接続する複数のスイッチ、又はネットワークもしくはスイッチのアレイをさらに備えてもよい。スイッチは、入力ポートが出力ポートのいずれかに接続するように構成可能なように、プログラム可能であってもよい。ある例では、切替器960は、FPGAである。ある例では、切替器960はプログラマブル・デジタル・スイッチを含む。
【0128】
各信号調節器970は、受信された中間信号の電気的特性を調整することによって出力電力を生成するように構成される。各信号調節器970は、電圧フォロワ構成の演算増幅器を含む電流調整段又は回路と、バイポーラ接合トランジスタを含む電流調整段又は回路と、を含んでもよい。各信号調節器970は、中間信号の電圧及び電流を独立して調整するように構成されてもよい。
【0129】
処理システム940は、切替器960の動作を制御するように構成されてもよい。例えば、処理システム940は、一つの中間信号及び一つの信号調節器を選択し、切替器960を介して選択された信号調節器に選択された中間信号を伝送するように、切替器960を制御するように構成されてもよい。処理システム940は、さらに、信号調節器970の動作を制御するように構成されてもよい。例えば、処理システム940は、可変抵抗器の抵抗値を調整し、信号調節器970に含まれる増幅器の利得を調整するように構成されてもよい。
【0130】
電源装置(図示せず)は、入力電力をマルチチャネル電力制御装置910に供給するように構成される。電源装置は、単一の直流入力電力を供給してもよい。入力電力の第1の部分は、マルチチャネル電力制御装置910の任意の他の能動素子に加えて、信号調節器970に電力を供給するために用いられてもよい。マルチチャネル電力制御装置910は、さらに、入力電力の別の部分を受け取り、処理システム940、変換器950、及び切替器960などのマルチチャネル電力制御装置910のデジタル素子に給電するのに適した電力レベルに変換するように構成された電力変換器を含んでもよい。
【0131】
コネクタボード920は、信号調節器970に動作可能に結合される。コネクタボード920は、単一ピンコネクタ及び/又は複数ピンコネクタを備えてもよい。各コネクタは、一又は複数の出力チャネルによって出力される出力電力へのアクセスを提供するように、信号調節器970の一又は複数の出力チャネルに動作可能に結合されてもよい。
【0132】
マルチチャネル電力制御装置910は、メモリ980をさらに備える。メモリ980は、処理システム940に接続されるか又はそれと通信してもよい。メモリ980は、処理システム940の内部にあってもよいし、処理システム940の外部にあってもよい。メモリ980は、処理システム980及び/又はマルチチャネル電力制御装置910の動作に関する、動作設定又は動作命令を格納するように構成されてもよい。
【0133】
図11を参照すると、他の例示的な電力制御システム1000が図示されている。電力制御システム1000は、マルチチャネル電力制御装置1010と、マルチチャネル電力制御装置1010に入力電力を供給するように構成された電源装置(図示せず)と、マルチチャネル電力制御装置1010の処理システムと通信するプログラミング装置1020と、マルチチャネル電力変換器1030と、コネクタボード1040とを含む。
【0134】
プログラミング装置1020は、マルチチャネル電力制御装置1010を動作させてもよい。プログラミング装置1020は、さらに、マルチチャネル電力制御装置1010の動作設定をプログラムし、設定するように構成されてもよい。
【0135】
マルチチャネル電力制御装置1010は、複数の出力チャネルを含み、各出力チャネルは、マルチチャネル電力制御装置1010によって生成される出力電力を出力するように構成される。
【0136】
マルチチャネル電力変換器1030は、マルチチャネル電力制御装置1010に動作可能に結合され、マルチチャネル電力制御装置1010によって生成される複数の出力電力を受け取るように構成される。マルチチャネル電力変換器1030は、さらに、受け取った出力電力の電力レベルを変換、調整、又は修正するように構成される。例えば、マルチチャネル電力変換器1030は、受け取った出力電力のうちの一つを、第1の電力レベルから、第2の電力レベルとは異なる第2の電力レベルに変換してもよい。マルチチャネル電力変換器1030は、受け取った出力電力の電圧レベル、電流レベル、又は電圧レベルと電流レベルの両方を調整してもよい。
【0137】
マルチチャネル電力変換器1030は、複数の電力変換器を備えてもよい。ある例では、マルチチャネル電力変換器1030の各電力変換器は、マルチチャネル電力制御装置1010の出力電力のうちの一つで動作するように構成される。マルチチャネル電力変換器1030の電力変換器は同一であってもよいし、異なるものであってもよく、独立して動作してもよい。
【0138】
ある例ではマルチチャネル電力変換器1030は、複数の高電圧DC−DCコンバータを含み、高電圧DC−DCコンバータは、受け取った出力電気電力の電圧を、例えば、最大500ボルトまで増加させるように構成されてもよい。ある例では、マルチチャネル電力変換器1030は、XP PowerからのQ05変換器である。
【0139】
ある例では、マルチチャネル電力変換器1030は、受け取った出力電力の極性を調整するように構成される。例えば、マルチチャネル電力変換器1030は、一又は複数の出力電力の電圧(又は電流)の極性を正から負に、又はその逆に切り替えてもよい。これは、SpellmanのMX型高電圧DC−DCコンバータを使用して行われてもよい。
【0140】
非常に低い温度における量子スピン又は質量分光などの、ある例示的な応用において、電力制御システム1000は量子状態を制御するために、500ボルト〜1000ボルトなどの高い電圧を、低電流で提供する必要がある場合がある。マルチチャネル電力変換器1030はそのような用途に必要な電圧バイアス制御を提供するように、出力電力を調整するために使用されてもよい。
【0141】
マルチチャネル電力制御装置1010の処理システムは、マルチチャネル電力変換器1030の動作を制御するように構成されてもよい。例えば、処理システムは、マルチチャネル電力変換器1030を制御して、一又は複数の出力電力の極性を切り替えるか、又はマルチチャネル電力変換器1030の出力電力レベル又は利得係数を設定するように構成されてもよい。処理システムは、マルチチャネル電力変換器1030の複数の電力変換器を個別かつ独立して制御するための一又は複数の制御信号を生成してもよい。
【0142】
コネクタボード1040は、マルチチャネル電力変換器1030の出力チャネルに動作可能に結合される。コネクタボード1040は、単一ピンコネクタ及び/又は複数ピンコネクタを備えてもよい。各コネクタは、マルチチャネル電力変換器1030の一又は複数の出力チャネルに動作可能に結合されて、一又は複数の出力チャネルによって出力される、変換された出力電力へのアクセスを提供してもよい。
【0143】
図12を参照すると、他の例の電力制御システム1100が図示されている。電力制御システム1100は、複数のマルチチャネル電力制御装置1110と、電源装置1120とを含む。マルチチャネル電力制御装置1110は、デイジーチェーン接続されるか又は共に線形直列に接続される。
【0144】
各マルチチャネル電力制御装置1110は入力電力を受け取り、複数の出力電力を生成するように構成される。電源装置1120は、第1のマルチチャネル電力制御装置に接続され、入力電力を供給する。第1のマルチチャネル電力制御装置によって生成される出力電力の一部は、第1のマルチチャネル電力制御装置に動作可能に接続される第2のマルチチャネル電力制御装置に供給される。第1のマルチチャネル電力制御装置から供給される出力電力は、第2のマルチチャネル電力制御装置に対する入力電力となる。
【0145】
マルチチャネル電力制御装置1110は、独立して動作してもよく、又は互いに協働してもよく、又は相乗的であってもよい。ある例では、各マルチチャネル電力制御装置1110は、それ自体の処理システムを有する。他の例では、マルチチャネル電力制御装置1110がすべてのマルチチャネル電力制御装置1110の動作を制御する集中処理システムを有する。
【0146】
デイジーチェーンマルチチャネル電力制御装置は、ユーザが、電力制御システムによって提供される出力電力又は出力チャネルの数を拡張することを可能にする。他の例では、上述の拡張器は、単一のマルチチャネル電力制御装置によって提供される出力電力又は出力チャネルの数を拡張するために、デイジーチェーン接続されてもよい。
【0147】
図13を参照すると、マルチチャネル電力制御装置又は電力制御システムと共に用いられる例示的な処理システム1200が示されている。具体的には、処理システム1200は、一般に、バス又はバスのグループ1210を介して互いに結合された、少なくとも一つのプロセッサ1202、又は、一又は複数の処理ユニット、メモリ1204、少なくとも一つの入力装置1206、及び少なくとも一つの出力装置1208を含む。特定の実施形態では、入力装置1206及び出力装置1208が同一の装置であってもよい。インターフェイス1212は、また、処理システム1200を一又は複数の周辺装置に結合するために設けられてもよく、例えばインターフェイス1212はPCIカード又はPCカードであってもよい。少なくとも一つのデータベース1216を収容する少なくとも一つの記憶装置1214が設けられてもよい。メモリ1204は、任意の形態の記憶装置、例えば、揮発性又は不揮発性メモリ、ソリッドステート記憶装置、磁気装置などであってもよい。プロセッサ1202は、例えば、処理システム1200内の異なる機能を処理するために、複数の異なる処理装置を含んでもよい。
【0148】
入力装置1206は、入力データ1218を受信し、例えば、キーボード、ペンのような装置又はマウスなどのポインタ装置、マイクロフォンなどの音声制御起動用のオーディオ受信装置、モデム又は無線データアダプタなどのデータ受信器又はアンテナ、データ取得カード等を含んでもよい。入力データ1218は、例えば、ネットワークを介して受信されたデータと共に、キーボード命令などの異なる発信元から来てもよい。出力装置1208は、出力データ1220を提供又は生成し、例えば、出力データ1220が可視要素である場合の表示装置又はモニタ、出力データ1220が印刷される場合のプリンタ、USBポートなどのポート、周辺部品アダプタ、モデム又はワイヤレスネットワークアダプタなどのデータ送信機又はアンテナなどを含んでもよい。出力データ1220は、異なる出力装置、例えば、モニタ上の視覚表示装置からネットワークに送信されるデータと共に読み出され、区別されてもよい。ユーザは、データ出力、又はデータ出力の解釈を、例えば、モニタ上又はプリンタを用いて見ることができる。記憶装置1214は、任意の形態のデータ又は情報記憶手段、例えば、揮発性又は不揮発性メモリ、ソリッドステート記憶装置、磁気装置などとしてもよい。
【0149】
使用時には、処理システム1200は、有線又は無線通信手段を介して、少なくとも一つのデータベース1216に、データ又は情報を記憶及び/又は取得できるように構成される。インターフェイス1212は、処理ユニット1202と、特殊な目的を果たすことができる周辺コンポーネントと、の間の有線及び/又は無線通信を可能にしてもよい。プロセッサ1202は、入力装置1206を介して入力データ1218として命令を受信し、出力装置1208を利用することによって、処理された結果又は他の出力をユーザに表示することができる。複数の入力装置1206及び/又は出力装置1208が設けられてもよい。当然ながら、処理システム1200は、任意の形態の端末、サーバ、特殊化されたハードウェア、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等であってもよい。
【0150】
上述のマルチチャネル電力制御装置及び/又は電力制御システムは、以下の有利な効果を提供することができる。
1)再構成可能なマルチコネクタボードは、アナログ又はデジタル構成を用いてチャネル再構成を可能にする。
2)調整可能な直流入力は、過電圧/電力保護のために直流出力に相関する。
3)各チャネルでのオーバーシュート/過電圧を避けるために、インパルス応答制御を改善するためのフィードバックを用いた自動システム識別。
4)システムのより高い柔軟性及び再構成可能性を提供することができる出力増幅のデジタル構成可能性。
5)モジュラーソフトウェア制御機能は、拡張可能(スケーラブル)な自動制御を可能にする。
6)グラフィカル・ユーザー・インターフェース(GUI)を介して構成を固定、保存、及びロードする方法。
7)ルックアップテーブル構成を用いて、電圧バンク構成用のソフトウェアライブラリを用いた容易な構成を可能にする。
8)いかなる物理的な接続の変更なしに、デジタル極性切替を有効にする。
9)複数の電圧入力変換器又は変圧器よりむしろ単一の直流入力を要求する。
10)スタンドアロンアプリケーション又はオートメーションを複数のチャネル設定により有効にする。
11)リアルタイムモニタリングにより、各チャネルの電流及び電圧モードに対するデジタルスイッチングを有効にする。
12)初期電圧及び/又は電流スパイクを避けるために、リレー構成を用いて提供される安全な初期設定を提供する。
【0151】
任意の実施形態はまた、個々に、又は二つ以上の部分、要素、ステップ及び/又は特徴の任意の組合せによって、本明細書で参照又は示される部分、要素、ステップ及び/又は特徴を広く含むといえる。また、本発明が関係する当技術分野で既知の同等物を有する特定の整数が言及され、このような既知の同等物は、個々に記載されているかのように本明細書に組み込まれるものとみなされる。
【0152】
好ましい実施形態を詳細に説明したが、当然ながら、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの修正、変更、置換、又は変更が当業者には明らかである。
【0153】
本明細書及び以下の特許請求の範囲全体にわたって、文脈上必要のない限り、「備える(comprise)」及び「備える(comprises)」又は「備える(comprising)」などの変形は、当然ながら、一定の整数、ステップ、又は整数もしくはステップのグループを含むが、任意の他の整数、ステップ、又は整数もしくはステップのグループを排除しないことを意味する。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
【手続補正書】
【提出日】2019年10月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数のデジタル制御信号を生成するように構成された処理システムと、
前記処理システムに操作可能に結合される一又は複数の拡張器であって、各拡張器が複数の出力チャネルを含むとともに、
前記一又は複数の前記デジタル制御信号のうちの一つの前記デジタル制御信号を受信し、
入力電力を受け付けるように構成された拡張器と、を含み、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器は、
前記拡張器によって受信されたデジタル信号を複数のアナログ中間信号に変換し、各アナログ中間信号が前記拡張器の複数の前記出力チャネルのうちの一つと関連付けられる、デジタルアナログコンバータと、
前記入力電力によって給電される複数の信号調節器と、を含み、
複数の前記信号調節器の各信号調節器は、
複数の前記アナログ中間信号のうちの一つのアナログ信号の電気特性を調整することによって出力電力を生成し、
前記拡張器の複数の前記出力チャネルのうちの一つに前記出力電力を供給する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項2】
請求項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電気特性は、前記中間信号の一又は複数の電圧及び電流を含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項3】
請求項又は請求項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
複数の前記信号調節器のうちの少なくとも一つの信号調節器は、前記アナログ中間信号の電圧及び電流を独立して調整するための電圧調節段と電流調節段とを含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項4】
請求項から請求項のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記マルチチャネル電力制御装置は、前記複数のアナログ中間信号の各アナログ中間信号を複数の前記信号調節器のうちの一つの信号調節器に伝送するように構成された切替器をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項5】
請求項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記処理システムは、さらに、
複数の前記アナログ中間信号のうちの一つのアナログ中間信号を選択し、
複数の前記信号調節器のうちの一つの信号調節器を選択し、
選択された前記アナログ中間信号を選択された前記信号調節器に伝送するように前記切替器を制御する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項6】
請求項1に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器のうちの少なくとも一つの拡張器は、電流源である、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項7】
請求項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電流源が受信した前記デジタル制御信号によって制御され、受信した前記デジタル制御信号に基づいて出力電流を生成する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項8】
請求項又は請求項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電流源が前記入力電力によって給電される、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項9】
請求項1から請求項のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器のうちの少なくとも一つの拡張器は、複数の前記出力電力の電気特性を測定するように構成された複数の測定機器をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項10】
請求項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
測定された電気特性は、複数の前記出力電力のうちの一又は複数の電圧及び電流を含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項11】
請求項又は請求項10に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記処理システムは、さらに、一又は複数の前記拡張器の複数の前記出力電力を監視し、
一又は複数の前記拡張器の動作パラメータを調整し、それぞれの複数の前記出力電力の値を修正する、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項12】
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記入力電力の一部を受け取り、前記一部を第1の電力レベルから前記処理システムに電力を供給するための第2の電力レベルに変換するように構成された電力変換器をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項13】
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記処理システムのためのブートローダを記憶するように構成されたメモリをさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項14】
請求項13に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記メモリは、処理システムの外部に設けられる、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項15】
請求項1から請求項14のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記入力電力を生成するように構成された電源装置をさらに含む、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項16】
請求項15に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電源装置は直流電源である、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項17】
請求項16に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
前記電源装置は、電池、燃料電池、及び太陽電池のうちの一つである、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項18】
請求項1から請求項17のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の拡張器の前記出力チャネルは、空間的に標準的なコネクタ構成に配置される、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項19】
請求項1から請求項18のいずれか一項に記載のマルチチャネル電力制御装置であって、
一又は複数の前記拡張器の各拡張器が、前記拡張器からの前記処理システムの結合及び/又は分離を容易にする、
マルチチャネル電力制御装置。
【請求項20】
電力制御システムであって、
請求項1に記載のマルチチャネル電力制御装置と、
前記マルチチャネル電力制御装置に前記入力電力を供給するように構成された電源装置と、
前記処理システムと通信するプログラミング装置とを含み、
前記プログラミング装置は、前記処理システムの動作設定を設定する、
電力制御システム。
【請求項21】
請求項20に記載の電力制御システムであって、
前記電源装置は直流電源である、
電力制御システム。
【請求項22】
請求項20に記載の電力制御システムであって、
前記電源装置が交流電源であり、前記電力制御システムは、前記入力電力を、前記マルチチャネル電力制御装置に供給する前に、交流電力から直流電力に変換するように構成されたAC−DCコンバータをさらに含む、
電力制御システム。
【請求項23】
請求項20から請求項22のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記電力制御システムは、前記マルチチャネル電力制御装置に動作可能に結合されたセンサをさらに含み、
前記センサは、
前記マルチチャネル電力制御装置の近傍の環境の環境特性を測定し、
測定された前記環境特性を示す信号を前記処理システムに供給する、
電力制御システム。
【請求項24】
請求項23に記載の電力制御システムであって、
前記処理システムは、さらに、測定された前記環境特性を示す前記信号の受信に応じて、一又は複数の前記拡張器の動作パラメータを調整して、それぞれの複数の前記出力電力の値を修正する、
電力制御システム。
【請求項25】
請求項23又は請求項24に記載の電力制御システムであって、
前記センサは、複数の前記出力電力のうちの一つの出力電力によって給電される、
電力制御システム。
【請求項26】
請求項23から請求項25のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記センサは、温度センサ、湿度センサ、及び速度センサのうちの一つである、
電力制御システム。
【請求項27】
請求項20から請求項26のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記電力制御システムは、複数の前記出力チャネルの一又は複数の出力チャネルに動作可能に結合される電気ケーブルコネクタを備えたコネクタボードをさらに含む、
電力制御システム。
【請求項28】
請求項20から請求項27のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
電力制御システムは、複数の前記出力電力のうちの一つの出力電力を受け取り、受け取った前記出力電力の電力レベルを調整するように構成された電力変換器をさらに含む、
電力制御システム。
【請求項29】
請求項20から請求項28のいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
前記マルチチャネル電力制御装置は第1のマルチチャネル電力制御装置であって、前記電力制御システムは第1のマルチチャネル電力制御装置に動作可能に結合された第2のマルチチャネル電力制御装置をさらに含み、前記第2のマルチチャネル電力制御装置の入力電力は前記第1のマルチチャネル電力制御装置の複数の前記出力電力のうちの一つの出力電力によって供給される、
電力制御システム。
【請求項30】
請求項1に記載の第1のマルチチャネル電力制御装置と、請求項1に記載の第2のマルチチャネル電力制御装置と、を含む電力制御システムであって、
前記第2のマルチチャネル電力制御装置の入力電力は、前記第1のマルチチャネル電力制御装置の複数の前記出力電力のうちの一つの出力電力によって供給される、
電力制御システム。
【国際調査報告】