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公開番号2025094923
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2024217034
出願日2024-12-11
発明の名称電力段コントローラ
出願人ルネサスエレクトロニクス株式会社
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250618BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の相を有する電力段を制御するためのコントローラが提供される。
【解決手段】
コントローラは、制御信号を生成し、第1のリンクを介して制御信号を複数の相に送信し、第2のリンクを介して各相からフィードバック信号を受信し、複数のフィードバック信号を合計し、相ごとの平均電流を導出する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数の相を有する電力段を制御するためのコントローラであって、
制御信号を生成し、
第１のリンクを介して前記制御信号を複数の相に送信し、
第２のリンクを介して前記相の各々からフィードバック信号を受信し、
複数の前記フィードバック信号を合計し、
前記相ごとの平均電流を導出するように構成された、
コントローラ。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記コントローラは、前記第１のリンクに接続された第１のポートと、前記第２のリンクに接続された第２のポートと、前記第２のポートに結合された抵抗回路と、を有し、
前記抵抗回路は、並列に結合された複数の抵抗を有し、前記抵抗の各々は、対応するスイッチを介してグランドに接続される、
請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記抵抗回路は、相のアドレス読み取り機能を実行するための追加のスイッチを含む、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記制御信号は、
第１の相をアクティブにするための第１のパルス幅を有する第１のパルス、
追加の相を段階的にアクティブにするための第２のパルス幅を有する第２のパルス、
すべての前記相を非アクティブにするための第３のパルス幅を有する第３のパルス、および
前記相の各々がそれ自体のアドレスの読み取りを開始するための第４のパルス幅を有する第４のパルスのうちの１つまたは複数を含む、
請求項１に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記第１のリンクおよび前記第２のリンクは、単方向リンクである、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記フィードバック信号の合計は、複数の前記相によって生成された出力電流に比例する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記コントローラは、１つまたは複数の前記相を構成するための構成信号を生成するようにさらに構成され、前記構成信号は、第３のリンクを介して送信可能である、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項８】
複数の相を有する電力段に結合された、請求項１に記載のコントローラを含む電源装置。
【請求項９】
前記コントローラは、単線インタフェースを介して前記電力段に結合される、請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記相の各々は、制御信号をデコードするためのデコーダを含む、請求項８に記載の電源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の相を有する電力段を制御するためのコントローラに関する。また、本開示は、複数の相を有する電力段に結合された、そのようなコントローラを含む電源装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
単一のリモートコントローラを介して外部パワーモジュールを制御することで、アプリケーション回路基板の電源計画を改善することができる。パワーコンバータモジュールは、負荷の近くに配置され得、制御回路は、より大きな電力管理回路（ＰＭＩＣ）の一部として統合され得る。この構成は、ＰＭＩＣの電力処理能力を高める一方で、回路の電力損失を増加させない。パワーコンバータで消費される電力のほとんどは、リモートパワーモジュールで消費される。これにより、ＰＭＩＣのパワーエンベロープに対する制約も軽減される。
【０００３】
ドライバ・ＭＯＳＦＥＴ（ＤｒＭｏｓ）電力段は、大型デジタルシステムに電力を供給するように意図されたパワーモジュールの標準インタフェースを導入している。図１に、ＤｒＭｏｓの実装例を示す。ＩＳＬ６９１２７コントローラとＩＳＬ９９２２７スマートパワーモジュールを同様の方法で採用することで、図１に示すような高性能な電流電力変換システムを実現することができる（データシートＩＳＬ６９１２７「ＤｉｇｉｔａｌＤｕａｌＯｕｔｐｕｔ６＋１－ＰｈａｓｅＶＲ１３ＰＷＭＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」（２０１８年１月、ルネサスエレクトロニクス）、およびデータシートＩＳＬ９９２２７「ＳｍａｒｔＰｏｗｅｒＳｔａｇｅ（ＳＰＳ）ＭｏｄｕｌｅｗｉｔｈＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＨｉｇｈＡｃｃｕｒａｃｙＣｕｒｒｅｎｔａｎｄＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｏｎｉｔｏｒｓ」（２０２３年１１月、ルネサスエレクトロニクス）を参照）。このタイプの電力段は、主に高電力システム向けであるが、低電力システムにも適応され得、大型ＰＭＩＣを複数の電力変換レールの電力損失から解放する。ＵＣＤ７４１０６や関連コントローラＵＣＤ９２４４などの低電力モジュールは、ＤｒＭｏｓインタフェースと同様のインタフェースを使用しながら、スケーラブルな電力管理プラットフォームを提供する（データシート「Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ－ＢｕｃｋＰｏｗｅｒＳｔａｇｅ」（２０１２年１２月、テキサス・インスツルメンツ）、およびデータシート「ＤｉｇｉｔａｌＰＷＭＳｙｓｔｅｍＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｉｔｈ４－ｂｉｔ，６－ｂｉｔ，ｏｒ８－ｂｉｔＶＩＤＳｕｐｐｏｒｔ」（２０１１年２月、テキサス・インスツルメンツ）を参照）。
【０００４】
図１に示すようなシステムの場合、制御とパワーモジュールのインタフェースのピン数が多いため、基板設計が複雑になり、パワーモジュールのピンコストも増加する。図２に示すようなデュアル単線インタフェースを採用することができる。Ｐ９１Ｅ０ＡＰＭＩＣは、図２に示すように、スイッチング制御インタフェースＤＩＦと汎用制御インタフェースＤＩＯを使用する簡素化されたインタフェースを介して、Ｐ９１４８Ａ電力段に接続され得る。しかしながら、現在のＤＩＦやＤＩＯインタフェースは、帯域幅の制限と、電源装置の性能を低下させる一般的な通信遅延に悩まされている。このため、バス遅延を短縮し、電源装置の過渡性能を向上させ、且つ簡素化された設計を実現する簡素化されたプロトコルを有する、制御と電力段のインタフェースの改善が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の目的は、上述した制限の１つまたは複数に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様によれば、複数の相を有する電力段を制御するためのコントローラが提供される。ここで、コントローラは、制御信号を生成し、第１のリンクを介して制御信号を複数の相に送信し、第２のリンクを介して各相からフィードバック信号を受信し、複数のフィードバック信号を合計し、相ごとの平均電流を導出するように構成される。
【０００７】
任意選択で、コントローラは、第１のリンクに接続された第１のポートと、第２のリンクに接続された第２のポートと、第２のポートに結合された抵抗回路と、を有する。抵抗回路は、並列に結合された複数の抵抗を有する。各抵抗は、対応するスイッチを介してグランドに接続される。例えば、抵抗の数は、相の数と同じであってもよく、相の数よりも多くてもよい。
【０００８】
任意選択で、抵抗回路は、相アドレス読み取り機能を実行するための追加のスイッチを含む。
【０００９】
任意選択で、制御信号は、第１の相をアクティブにするための第１のパルス幅を有する第１のパルス、追加の相を段階的にアクティブにするための第２のパルス幅を有する第２のパルス、すべての相を非アクティブにするための第３のパルス幅を有する第３のパルス、および各相がそれ自体のアドレスの読み取りを開始するための第４のパルス幅を有する第４のパルスのうちの１つまたは複数を含む。
【００１０】
任意選択で、第１のリンクおよび第２のリンクは、単方向リンクである。
（【００１１】以降は省略されています）

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