JP2016025748A - 電源システムおよび制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適切に省電力化を図ることが可能な電源システムおよび制御装置を提供する。
【解決手段】実施形態の電源システムは、負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部と、負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部と、制御部とを備える。制御部は、電源の出力電圧と、負荷に流れる電流を示す負荷電流とに基づいて、リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうちの何れかから、負荷に電力を供給する制御を行う。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、電源システムおよび制御装置に関する。
従来、機器に流れる電流(負荷電流)に応じて、リニアレギュレータおよびスイッチングレギュレータのうちの何れかから、機器に電力を供給する制御を行う電源システムが知られている。
しかしながら、負荷電流の大きさのみを用いて、スイッチングレギュレータおよびリニアレギュレータのうちの何れかを選択する構成では、効率が悪化する場合もあり、適切に電力を削減することができないおそれがある。
実施形態の電源システムは、負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部と、負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部と、制御部とを備える。制御部は、電源の出力電圧と、負荷に流れる電流を示す負荷電流とに基づいて、リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうちの何れかから、負荷に電力を供給する制御を行う。
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る電源システムおよび制御装置の実施形態を詳細に説明する。
図1は、負荷(負荷回路)200に電力を供給する電源システム100の構成の一例を示す図である。図1に示すように、電源システム100は、電源10と、電圧測定部11と、リニアレギュレータ部12と、スイッチングレギュレータ部13と、切替部14と、負荷電流測定部15と、制御部16と、を備える。
電源10は、電力の供給源であり、例えば太陽電池(太陽光パネル)などを含むがこれには限られない。ここでは、電源10として、状況によって、出力電圧が変動する構成を想定している。
電圧測定部11は、電源10の出力電圧を測定する。電源10の出力電圧は、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13に対して入力される。図1の例では、電圧測定部11は、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13の前段に配置され、電圧測定部11の前段には電源10が配置される。
図2は、本実施形態の電圧測定部11の構成の一例を示す図である。図2の例では、電圧測定部11は、アナログ/デジタル変換器(以下、「ADC」と呼ぶ)20を含む。ADC20は、制御部16からの要求に応じて、電源10の出力電圧のアナログ値をデジタルデータに変換し、変換結果(電源10の出力電圧の測定結果)を制御部16へ通知する。例えば制御部16は、ADC20に対して定期的に電源10の出力電圧の測定を要求することができる。
また、例えば図3に示すように、電圧測定部11は、ADC20による測定結果を保持するための保持部30を有していてもよい。この場合、例えばADC20は、電源10の出力電圧を定期的に測定し、測定結果を保持部30に書き込む形態であってもよい。この形態では、保持部30に保持される測定結果は、ADC20による測定が行われるたびに更新され、制御部16は、必要に応じて、保持部30に保持された値を読み出すことができる。
また、例えば図4に示すように、電圧測定部11は、ADC20と判定部40とを含む形態であってもよい。判定部40は、ADC20による測定結果が閾値を超えた場合、もしくはADC20による測定結果が閾値を下回った場合に、ADC20による測定結果を制御部16へ通知する。つまり、図4の例では、電源10の出力電圧の変動が大きい場合に、電源10の出力電圧の測定結果が制御部16へ通知されることになる。
図1に戻って説明を続ける。リニアレギュレータ部12は、負荷200に電力を供給するための手段であり、電源10の出力電圧を、予め定められた電圧値に降圧する。本実施形態では、リニアレギュレータ部12は、電源10の出力電圧を、負荷200が必要とする電圧値(予め定められている)に降圧する。リニアレギュレータ部12は、入力電圧を、抵抗などの素子で電圧降下を発生させて所望の出力電圧を得る方式のレギュレータであり、公知のリニアレギュレータ(「シリーズレギュレータ」と称する場合もある)の構成と同様である。
スイッチングレギュレータ部13は、負荷200に電力を供給するための手段であり、電源10の出力電圧を、予め定められた電圧値に降圧する。本実施形態では、スイッチングレギュレータ部13は、電源10の出力電圧を、負荷が必要とする電圧(あらかじめ定められている)に降圧する。スイッチングレギュレータ部13は、スイッチング素子のオンオフ時間の比率(デューティ比)を制御して得られる入力電圧の矩形波を平滑化することで所望の出力電圧を得る方式のレギュレータであり、公知のスイッチングレギュレータの構成と同様である。
切替部14は、制御部16の制御の下、リニアレギュレータ部12から負荷200に電力を供給するか、スイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力を供給するか、を切り替える。本実施形態では、切替部14は、リニアレギュレータ部12と、負荷200に接続された負荷電流測定部15とが接続されて、リニアレギュレータ部12で降圧された電圧が負荷200に供給される状態(スイッチングレギュレータ部13と負荷電流測定部15は接続されない)と、スイッチングレギュレータ部13と負荷電流測定部15とが接続されて、スイッチングレギュレータ部13で降圧された電圧が負荷200に供給される状態(リニアレギュレータ部12と負荷電流測定部15は接続されない)、とを切り替え可能な手段である。図1の例では、切替部14は、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2とを含む。
第1スイッチSW1は、リニアレギュレータ部12と負荷電流測定部15との間に配置される。第2スイッチSW2は、スイッチングレギュレータ部13と負荷電流測定部15との間に配置される。第1スイッチSW1がオンに遷移し、第2スイッチSW2がオフに遷移した状態では、リニアレギュレータ部12から負荷200に電力が供給される。また、第1スイッチSW1がオフに遷移し、第2スイッチSW2がオンに遷移した状態では、スイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力が供給される。
第1スイッチSW1および第2スイッチSW2の各々は、例えばバイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、トレンチMOS構造アシストバイポーラ動作FET、フォトトランジスタ、静電誘導型トランジスタ、パワーバイポーラトランジスタ、逆導通サイリスタ、ゲート補助ターンオフサイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ、ゲート転流型ターンオフサイリスタ、光トリガサイリスタ、双方向サイリスタ、などで構成され得る。
第1スイッチSW1および第2スイッチSW2の各々のオン/オフは、制御部16により制御される。本実施形態では、制御部16は、リニアレギュレータ部12から負荷200へ電力を供給するように設定する場合(リニアレギュレータ部12から負荷200に電力を供給する制御を行う場合)、第1スイッチSW1をオン、第2スイッチSW2をオフに制御する。これにより、リニアレギュレータ部12と負荷電流測定部15が接続されて、リニアレギュレータ部12で降圧された電圧が負荷200に供給される状態となる。また、制御部16は、スイッチングレギュレータ部13から負荷200へ電力を供給するように設定する場合(スイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力を供給する制御を行う場合)、第1スイッチSW1をオフ、第2スイッチSW2をオンに制御する。これにより、スイッチングレギュレータ部13と負荷電流測定部15が接続され、スイッチングレギュレータ部13で降圧された電圧が負荷200に供給される状態となる。詳しくは後述するが、本実施形態では、制御部16は、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧と、負荷電流測定部15で測定された負荷電流とに基づいて、切替部14を制御する。
負荷電流測定部15は、負荷200に流れる電流を示す負荷電流を測定する。図1の例では、負荷電流測定部15は、負荷200と切替部14との間に配置される。図5は、本実施形態の負荷電流測定部15の構成の一例を示す図である。図5の例では、負荷電流測定部15は、シャント抵抗51と、ADC52と、ADC53と、計算部54とを含む。ADC52は、シャント抵抗51の一方の端子(切替部14に近い方の端子)の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換する。もう一つのADC53は、シャント抵抗51の他方の端子(負荷200に近い方の端子)の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換する。計算部54は、制御部16からの要求に応じて、負荷電流を測定し、測定結果を制御部16へ通知する。例えば制御部16は、計算部54に対して定期的に負荷電流の測定を要求する形態であってもよいし、何か変化が起きたとき(例えば負荷200の使用状況が変化したとき)に負荷電流の測定を要求する形態であってもよい。また、例えば計算部54は、負荷電流の測定結果が閾値を超えたときにのみ、その負荷電流の測定結果を制御部16へ通知する形態であってもよい。
負荷電流測定部15による測定方法について詳しく説明する。計算部54は、ADC52により変換されたデジタルデータと、ADC53により変換されたデジタルデータとの差分から、シャント抵抗51の端子間の電圧差を取得する。そして、計算部54は、シャント抵抗51の端子間の電圧差を、あらかじめ定められたシャント抵抗51の抵抗値で除算することで、シャント抵抗51に流れる電流(負荷電流)の値を求めることができる。
また、例えば図6に示すように、負荷電流測定部15は、計算部54による計算結果(負荷電流の測定結果)を保持するための保持部55を有していてもよい。この場合、例えば計算部54は、負荷電流を定期的に計算し、その計算結果を保持部55に書き込む形態であってもよい。この形態では、保持部55に保持される計算結果は、計算部54による計算が行われるたびに更新され、制御部16は、必要に応じて、保持部55に保持された値を読み出すこともできる。
また、例えば図7に示すように、負荷電流測定部15は、シャント抵抗51の両端の電圧を増幅するためのアンプ56を備える構成であってもよい。シャント抵抗51は抵抗値が小さいため、必然的にシャント抵抗51で発生する電圧差(シャント抵抗51の両端間の電圧差)は必然的に小さくなる。ADCの分解能は有限であるため、量子化誤差により値が丸められて電圧差が0とみなされてしまう可能性が考えられる。そこで、シャント抵抗51の両端間の電圧差の値をアンプ56で増幅することでこの懸念を回避している。図7の例では、負荷電流測定部15は、ADC57と計算部58とをさらに有している。ADC57は、アンプ56で増幅された電圧差のアナログ値をデジタルデータに変換する。計算部58は、制御部16からの要求に応じて、ADC57により変換されたデジタルデータを取得し、取得したデジタルデータを、あらかじめ定められたシャント抵抗51の抵抗値で除算し、さらにアンプ56のゲインで除算することにより、シャント抵抗51に流れる電流(負荷電流)の値を求める。また、図6の例のように、計算部58による計算結果を保持する保持部をさらに設けてもよい。
また、例えば図8に示すように、負荷電流測定部15は、シャント抵抗51の代わりにホール素子60を採用する構成であってもよい。ホール素子60は、ホール効果を原理としており、素子を流れる電流値に比例した電圧が出力されるので、電流値と電圧値との関係を示す特性表から、ホール素子60を流れる電流(負荷電流)の値を計算することができる。図8の例では、負荷電流測定部15は、ADC61と計算部62とをさらに備える。ADC61は、ホール素子60から出力される電圧のアナログ値をデジタルデータに変換する。計算部62は、制御部16からの要求に応じて、ADC61により変換されたデジタルデータを取得し、あらかじめ用意された特性表(例えば不図示のメモリに格納されていてもよい)から、取得したデジタルデータが示す電圧値に対応する電流値(ホール素子60に流れる電流の値、つまり、負荷電流の値)を求める。
なお、ホール素子60から出力される電圧は微小であるため、図9に例示するように、ホール素子60とADC61との間に、ホール素子60の出力電圧を増幅するアンプ64が設けられる形態であってもよい。
また、計算部による計算結果(負荷電流の測定結果)が閾値を超えたか否かを判定する判定部が、図5〜図9の負荷電流測定部15内に設けられる形態であってもよい。例えば判定部は、負荷電流の測定結果が閾値を上回ったとき、もしくは下回ったときに、その負荷電流の測定結果を制御部16へ通知する形態であってもよい。
図1に戻って説明を続ける。図1に示す制御部16は、電源10の出力電圧と、負荷電流とに基づいて、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちの何れかから、負荷200に電力を供給する制御を行う。より具体的には、制御部16は、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうち、効率が優れている方から、負荷200に電力を供給する制御を行う。さらに言えば、制御部16は、電源10の出力電圧と負荷電流とを用いて、リニアレギュレータ部12の効率とスイッチングレギュレータ部13の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方から、負荷200に電力を供給する制御を行う。
制御部16は、予め設定されたリニアレギュレータ部12の出力電圧を、電圧測定部11で測定された電圧値(電源10の出力電圧)で除算することで、リニアレギュレータ部12の効率を求める。また、制御部16は、電源10の複数種類の出力電圧と複数種類の負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報(例えばテーブル形式の情報)を参照して、現在の電源10の出力電圧および負荷電流の組み合わせ(電圧測定部11で測定された最新の電源10の出力電圧と負荷電流測定部15で測定された最新の負荷電流との組み合わせ)に対応する効率を、スイッチングレギュレータ部13の効率として求める。以下、制御部16の具体的な内容を説明する。
図10は、制御部16の機能構成の一例を示す図である。図10に示すように、制御部16は、第1取得部110と、第2取得部120と、効率判定部130と、切替処理部140とを有する。
第1取得部110は、電源10の出力電圧を取得する。より具体的には、第1取得部110は、電圧測定部11で測定された電圧値(電源10の出力電圧)を取得する。第2取得部120は、負荷電流を取得する。より具体的には、第2取得部120は、負荷電流測定部15で測定された電流値(負荷電流)を取得する。
効率判定部130は、第1取得部110で取得された電源10の出力電圧と、第2取得部120で取得された負荷電流とを用いて、リニアレギュレータ部12の効率とスイッチングレギュレータ部13の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方を判定する。本実施形態では、図11に示すように、効率判定部130は、効率計算部111と比較部112とを有する。
効率計算部111は、リニアレギュレータ部12の効率とスイッチングレギュレータ部13の効率を求める。本実施形態では、図12に示すように、効率計算部111は、第1効率計算部113と第2効率計算部114とを有する。第1効率計算部113は、リニアレギュレータ部の効率を求める。より具体的には、第1効率計算部113は、予め設定されたリニアレギュレータ部の出力電圧Voutを、第1取得部110で取得された電源10の出力電圧Vinで除算することで、リニアレギュレータ部の効率η1(=Vout/Vin)を求める。
第2効率計算部114は、スイッチングレギュレータ部13の効率を求める。より具体的には、第2効率計算部114は、電源10の複数種類の出力電圧と複数種類の負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、第1取得部110で取得された電源10の出力電圧Vinと第2取得部120で取得された負荷電流Iloadとの組み合わせに対応する効率を、スイッチングレギュレータ部13の効率として求める。
図13は、本実施形態の対応情報の一例を示す図である。対応情報は第2効率計算部114の内部もしくは外部のメモリ(不図示)に保持されている。図13の例では、対応情報は、電源10の複数種類の出力電圧(この例では、電圧A、BおよびCの3種類の電圧であるが、これに限られるものではない)ごとに、負荷電流と効率との対応関係を示すテーブル情報を対応付けた形式であるが、これに限られるものではない。図13の例では、第2効率計算部114は、対応情報における複数種類の電圧のうち、第1取得部110で取得された電源10の出力電圧Vinに近い電圧と、対応情報に含まれる複数種類の負荷電流のうち、第2取得部120で取得された負荷電流Iloadに近い負荷電流との組み合わせに対応する効率を対応情報から読み出し、その読み出した効率を、スイッチングレギュレータ部13の効率として求める。
より具体的には、まず、第2効率計算部114は、図13に示す対応情報において、3種類の電圧(A,B,C)と1対1に対応する3つのテーブル情報のうち、第1取得部110で取得された電源10の出力電圧Vinに近い電圧に対応するテーブル情報を選択する。例えば、第1取得部110で取得された電源10の出力電圧Vinが、電圧AとB(図13の例では電圧B>電圧A)との平均値以下であれば、電源10の出力電圧Vinは電圧Aに近いとみなして、第2効率計算部114は、電圧Aに対応するテーブル情報を選択する。一方、電源10の出力電圧Vinが、電圧AとBとの平均値よりも大きければ、電源10の出力電圧Vinは電圧Bに近いとみなして、第2効率計算部114は、電圧Bに対応するテーブル情報を選択する。
そして、第2効率計算部114は、選択したテーブル情報において、複数種類の負荷電流と1対1に対応する複数の効率のうち、第2取得部120で取得された負荷電流Iloadに近い負荷電流に対応する効率を選択する。例えば、第2取得部120で取得された負荷電流Iloadの値が、選択したテーブル情報に含まれる2つの負荷電流IaとIbの間の値である場合を想定する。負荷電流Iloadが負荷電流IaとIbとの平均値以下であれば、第2効率計算部114は、負荷電流Iaに対応する効率ηaを、電源10の出力電圧Vin、負荷電流Iloadにおけるスイッチングレギュレータ部13の効率として求める。一方、負荷電流Iloadが、負荷電流IaとIbとの平均値よりも大きければ、第2効率計算部114は、負荷電流Ibに対応する効率ηbを、電源10の出力電圧Vin、負荷電流Iloadにおけるスイッチングレギュレータ部13の効率として求める。
図11に戻って説明を続ける。比較部112は、効率計算部111で計算した2つの効率を比較し、効率の大きい方を判定する。比較部112は、判定結果(比較結果)を、切替処理部140に通知する。
図10に示す切替処理部140は、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうち、効率判定部130で効率が優れていると判定された方から負荷200に電力を供給するように切替部14を制御する。例えば効率判定部130によって、リニアレギュレータ部12の効率がスイッチングレギュレータ部13の効率よりも大きいと判定された場合は、切替処理部140は、リニアレギュレータ部12から負荷200に電力を供給するように切替部14を制御する。この例では、切替処理部140は、第1スイッチSW1をオンに制御し、第2スイッチSW2をオフに制御する。一方、効率判定部130によって、リニアレギュレータ部12の効率がスイッチングレギュレータ部13の効率よりも小さいと判定された場合は、切替処理部140は、スイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力を供給するように切替部14を制御する。この例では、切替処理部140は、第1スイッチSW1をオフに制御し、第2スイッチSW2をオンに制御する。
本実施形態では、以上に説明した制御部16は、CPU(Central Processing Unit)、ROM、RAMなどを有するコンピュータ装置として構成され、前述の第1取得部110、第2取得部120、効率判定部130(第1効率計算部113、第2効率計算部114、比較部112を含む)、および、切替処理部140の各々の機能は、CPUがROMなどに格納されたプログラムをRAM上に展開して実行することにより実現される。なお、これに限らず、例えば前述の第1取得部110、第2取得部120、効率判定部130、および、切替処理部140のうちの少なくとも一部を専用のハードウェア回路(例えば半導体集積回路等)で実現することもできる。この例では、制御部16は、請求項の「制御装置」に対応していると考えることができる。
なお、例えば制御部16を、MCU(Microcontroller)で構成することもできる。MCUは、ADC、アンプ、GPIO(General Purpose Input/Output)などの機能を内蔵しており、その内蔵した機能で、電源10の出力電圧や負荷電流を測定することも可能である。要するに、制御部16が、前述の電圧測定部11および負荷電流測定部15の機能のうちの少なくとも一部を兼ねる形態であってもよい。以下、制御部16をMCUで構成した場合の電源10の出力電圧の測定方法や負荷電流の測定方法について説明する。
例えば図14に示すように、図2のADC20がMCUに内蔵され、その内蔵されたADC20で電源10の出力電圧を測定する形態であってもよい。ADC20は、MCUに内蔵されたMCUコア161からの要求に応じて、電源10の出力電圧のアナログ値をデジタルデータに変換し、変換結果(電源10の出力電圧の測定結果)をMCUコア161へ通知する。
例えば図15に示すように、図5や図6のADC52および53がMCUに内蔵され、その内蔵されたADC52および53でシャント抵抗51の両端の電圧差を測定する形態であってもよい。この場合、MCUコア161は、ADC52により変換されたデジタルデータと、ADC53により変換されたデジタルデータとの差分から、シャント抵抗51の端子間の電圧差を取得する。そして、MCUコア161は、シャント抵抗51の端子間の電圧差を、あらかじめ定められたシャント抵抗51の抵抗値で除算することで、シャント抵抗51に流れる電流(負荷電流)の値を求めることができる。
また、例えば図16に示すように、図7のアンプ56およびADC57がMCUに内蔵され、アンプ56でシャント抵抗51の両端の電圧差を増幅し、その結果をADC57でデジタルデータに変換し、MCUコア161に通知する形態であってもよい。この場合、MCUコア161は、ADC57から通知されたデジタルデータを、あらかじめ定められたシャント抵抗51の抵抗値で除算し、さらにアンプ56のゲインで除算することにより、シャント抵抗51に流れる電流(負荷電流)の値を求める。
また、例えば図17に示すように、シャント抵抗51のかわりにホール素子60を用い、ホール素子60から出力される電圧値をMCUに内蔵されたADC61で変換してMCUコア161に通知する形態であってもよい。ホール素子60は、素子を流れる電流値に比例した電圧が出力されるので、MCUコア161は、電流値と電圧値との関係を示す特性表から、ホール素子60に流れる電流(負荷電流)の値を求める。
また、例えば図18に示すように、ホール素子60から出力された電圧を、MCUに内蔵されているアンプ64で増幅した後、MCUに内蔵されているADC61でデジタルデータに変換し、MCUコア161に通知する形態であってもよい。この場合、MCUコア161は、ADC61から通知されたデジタルデータをアンプ64のゲインで除算した後、電流値と電圧値との関係を示す特性表から、ホール素子60を流れる電流(負荷電流)の値を求める。
次に、制御部16の動作例を説明する。図19は、制御部16の動作例を示すフローチャートである。電源システム100の初期状態は、リニアレギュレータ部12から負荷200へ電力を供給している状態、スイッチングレギュレータ部13から負荷200へ電力を供給している状態、のどちらでもよい。
図19に示すように、まず第1取得部110は、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧を取得する(ステップS1)。次に、第1効率計算部113は、予め設定されたリニアレギュレータ部12の出力電圧を、ステップS1で取得された電源10の出力電圧で除算することで、リニアレギュレータ部12の効率η1を求める(ステップS2)。
次に、第2取得部120は、負荷電流測定部15で測定された負荷電流を取得する(ステップS3)。次に、第2効率計算部114は、ステップS1で取得された電源10の出力電圧と、ステップS3で取得された負荷電流とを用いて、スイッチングレギュレータ部13の効率η2を求める(ステップS4)。前述したように、第2効率計算部114は、対応情報を参照して、ステップS1で取得された電源10の出力電圧とステップS3で取得された負荷電流との組み合わせに対応する効率を、スイッチングレギュレータ部13の効率として求める。
次に、比較部112は、ステップS2で求められた効率η1とステップS4で求められた効率η2とを比較し、効率η1が効率η2よりも大きいか否かを判定する(ステップS5)。効率η1が効率η2よりも大きい場合(ステップS5:Yes)、切替処理部140は、リニアレギュレータ部12から負荷200に電力を供給するように切替部14を制御する(ステップS6)。つまり、切替処理部140は、第1スイッチSW1をオンに制御し、第2スイッチSW2をオフに制御する。一方、効率η1が効率η2よりも小さい場合(ステップS5:No)、切替処理部140は、スイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力を供給するように切替部14を制御する(ステップS7)。つまり、切替処理部140は、第1スイッチSW1をオフに制御し、第2スイッチSW2をオンに制御する。
制御部16は、以上の動作を繰り返す。以上の動作のトリガー(契機)として、不図示のタイマーによる一定間隔の割り込み、負荷200の状態の変化を検知したとき、電圧測定部11の電源10の出力電圧の測定結果もしくは負荷電流測定部15の負荷電流の測定結果が、閾値を超えたとき、あるいは、閾値を下回ったときなどが挙げられる(閾値は1つ以上設定することが可能)。
なお、以上に説明した本実施形態では、制御部16が、電源10の出力電圧と、負荷電流とに基づいて、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちの何れかから、負荷200に電力を供給する制御を行うステップを含むと考えることができる。なお、上記ステップを制御部16(コンピュータ)に実行させるためのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよいし、ROM等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するようにしてもよい。
以上に説明したように、本実施形態の制御部16は、電源10の出力電圧と、負荷電流とに基づいて、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちの何れかから、負荷200に電力を供給する制御を行う。より具体的には、制御部16は、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうち、効率が優れている方から、負荷200に電力を供給する制御を行う。さらに言えば、制御部16は、電源10の出力電圧と負荷電流とを用いて、リニアレギュレータ部12の効率とスイッチングレギュレータ部13の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方から、負荷200に電力を供給する制御を行う。これにより、例えば太陽電池のような、状況によって出力電圧が変動する電源10を採用する場合であっても(電源10の出力電圧が変動する場合であっても)、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうち、効率の優れている方から負荷200に電力を供給する制御を行うことができるので、適切に省電力化を図ることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えばリニアレギュレータ部12から負荷200に電力を供給することを選択するための条件(リニアレギュレータ部12の効率がスイッチングレギュレータ部13の効率を上回る場合の電源10の出力電圧と負荷電流の条件)を予め設定しておく形態であってもよい。一般的に、負荷電流が小さい場合は、スイッチングレギュレータ部13の効率は小さいが(図13参照)、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13の各々の効率は電源10の出力電圧の値によっても左右されるため、負荷電流が小さい場合であっても、電源10の出力電圧の値によっては、スイッチングレギュレータ部13の効率の方がリニアレギュレータ部12の効率を上回る場合もある。そこで、リニアレギュレータ部12の効率がスイッチングレギュレータ部13の効率を上回る場合の電源10の出力電圧と負荷電流の条件を予め定めておくこともできる。
例えばリニアレギュレータ部12から負荷200に電力を供給することを選択するための条件として、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第1電圧値(請求項の第1電圧に対応)であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第1電流値(請求項の第1負荷電流に対応)以下であることを示す第1条件、および、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が、第1電圧値よりも小さい第2電圧値(請求項の第2電圧に対応)であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が、第1電流値よりも小さい第2電流値(請求項の第2負荷電流に対応)以下であることを示す第2条件を設定することもできる。
この例では、制御部16は、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第1電圧値であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第1電流値以下の場合(上記第1条件が成立する場合)、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちリニアレギュレータ部12の方から負荷200に電力を供給する制御を行う。また、制御部16は、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第2電圧値であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第2電流値以下の場合(上記第2条件が成立する場合)、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちリニアレギュレータ部12の方から負荷200に電力を供給する制御を行う。
また、例えばスイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力を供給することを選択するための条件(スイッチングレギュレータ部13の効率がリニアレギュレータ部12の効率を上回る場合の電源10の出力電圧と負荷電流の条件)を予め設定しておく形態であってもよい。
例えばスイッチングレギュレータ部13から負荷200に電力を供給することを選択するための条件として、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第1電圧値であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第1電流値よりも大きいことを示す第3条件、および、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第2電圧値であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第2電流値よりも大きいことを示す第4条件を設定することもできる。
この例では、制御部16は、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第1電圧値以下であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第1電流値よりも大きい場合(上記第3条件が成立する場合)、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちスイッチングレギュレータ部13の方から負荷200に電力を供給する制御を行う。また、制御部16は、電圧測定部11で測定された電源10の出力電圧の値が第2電圧値であり、かつ、負荷電流測定部15で測定された負荷電流の値が第2電流値よりも大きい場合(上記第4条件が成立する場合)、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちスイッチングレギュレータ部13の方から負荷200に電力を供給する制御を行う。
要するに、本発明が適用される電源システムは、電源10の出力電圧が第1電圧のときに、負荷電流が第1負荷電流よりも大きい場合の効率が、負荷電流が第1負荷電流の場合の効率よりも大きく、電源10の出力電圧が、第1電圧よりも小さい第2電圧のときに、負荷電流が、第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流よりも大きい場合の効率が、負荷電流が第2負荷電流の場合の効率よりも大きいという性質を有する形態であればよい。
また、切替部14の構成は、図1の構成に限らず、任意に変更可能である。例えば図20に示すように、第1スイッチSW1は、電圧測定部11とリニアレギュレータ部12との間に配置され、第2スイッチSW2は、電圧測定部11とスイッチングレギュレータ部13との間に配置されてもよい。また、例えば図21に示すように、第1スイッチSW1は、リニアレギュレータ部12と負荷電流測定部15との間に配置され、第2スイッチSW2は、電圧測定部11とスイッチングレギュレータ部13との間に配置されてもよい。また、例えば図22に示すように、第1スイッチSW1は、電圧測定部11とリニアレギュレータ部12との間に配置され、第2スイッチSW2は、スイッチングレギュレータ部13と負荷電流測定部15との間に配置されてもよい。
また、例えば図23に示すように、リニアレギュレータ部12には、リニアレギュレータ部12の動作の開始および停止を制御するためのイネーブル信号が供給されるイネーブル信号線210が接続され、スイッチングレギュレータ部13には、スイッチングレギュレータ部13の動作の開始および停止を制御するためのイネーブル信号が供給されるイネーブル信号線220が接続される形態であってもよい。この形態では、制御部16が、イネーブル信号線210および220の各々に供給するイネーブル信号を制御することで、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちリニアレギュレータ部12の方から負荷200に電力を供給する状態と、リニアレギュレータ部12およびスイッチングレギュレータ部13のうちスイッチングレギュレータ部13の方から負荷200に電力を供給する状態とを切り替えることができる。
上記の実施形態に係る発明が利用される場面の一例について、以下に記載する。ただし、この例に限られない。
近年、電気機器の省電力化が求められている。機器の省電力化を図る手段としては、機器(負荷)の消費電力を削減することと、電源の効率を向上させることが考えられる。例えば直流電流で駆動する機器に対して、電源からの電力を供給する手段として、スイッチングレギュレータやリニアレギュレータが用いられる。
従来、スイッチングレギュレータおよびリニアレギュレータの特徴を活用した電源システムが知られている。例えば従来技術として、機器に流れる電流(負荷電流)に応じて、リニアレギュレータおよびスイッチングレギュレータのうちの何れかから、機器に電力を供給する制御を行う電源システムが知られている。この従来技術においては、電力供給源(電源)は、一次電池や二次電池などの出力電圧がほぼ一定のものであり、負荷電流が閾値以下の場合は、リニアレギュレータから負荷に電流を供給する制御を行い、負荷電流が閾値よりも大きい場合は、スイッチングレギュレータから負荷に電流を供給する制御を行う。これにより、負荷電流の変化に応じて、効率良く負荷に電力を供給することが可能となる。
しかしながら、従来技術においては、電源として、一次電池や二次電池などの出力電圧がほぼ一定のものを想定しており、例えば太陽電池のような、状況によって出力電圧が変動する電源に置き換えたとき、電源の出力電圧によっては、負荷電流が小さくても(軽負荷時でも)リニアレギュレータの効率よりもスイッチングレギュレータの効率の方が高くなってしまう場合がある。そのため、負荷電流の大きさのみを用いて、スイッチングレギュレータおよびリニアレギュレータのうちの何れかを選択する構成では、効率が悪化する場合もあり、適切に電力を削減することができないおそれがある。このような場合に、本実施の形態に係る発明は有効である。
ここで、以上に説明した実施形態に記載された制御部16(プロセッサ)が実行する情報処理方法の特徴を列記する。なお、以下に記載する情報処理方法を制御部16に実行させるためのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよいし、ROM等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するようにしてもよい。
(態様1)
電源の出力電圧と、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流とに基づいて、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうちの何れかから、前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
(態様2)
前記制御ステップでは、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうち、効率が優れている方から、前記負荷に電力を供給する制御を行う態様1に記載の情報処理方法。
(態様3)
前記制御ステップでは、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とを用いて、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方から、前記負荷に電力を供給する制御を行う態様2に記載の情報処理方法。
(態様4)
前記制御ステップでは、予め設定された前記リニアレギュレータ部の出力電圧を、前記電源の出力電圧で除算することで、前記リニアレギュレータ部の効率を求める態様3に記載の情報処理方法。
(態様5)
前記制御ステップでは、前記電源の複数種類の出力電圧と複数種類の前記負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、現在の前記電源の出力電圧および前記負荷電流の組み合わせに対応する効率を、前記スイッチングレギュレータ部の効率として求める態様3に記載の情報処理方法。
(態様6)
前記制御ステップでは、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とに基づいて、前記リニアレギュレータ部から前記負荷に電力を供給するか、前記スイッチングレギュレータ部から前記負荷に電力を供給するか、を切り替える切替部を制御する態様1に記載の情報処理方法。
(態様7)
前記制御ステップは、電源の出力電圧を取得する第1取得ステップと、前記負荷電流を取得する第2取得ステップと、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とを用いて、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方を判定する効率判定ステップと、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち、前記効率判定部で効率が優れていると判定された方から前記負荷に電力を供給するように前記切替部を制御する切替処理ステップと、を有する態様6に記載の情報処理方法。
(態様8)
前記効率判定ステップは、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求める効率計算ステップと、前記効率計算ステップで計算した2つの効率を比較し、効率の大きい方を判定する比較ステップと、を有する態様7に記載の情報処理方法。
(態様9)
前記効率計算ステップは、前記リニアレギュレータ部の効率を求める第1効率計算ステップと、前記スイッチングレギュレータ部の効率を求める第2効率計算ステップと、を有し、前記第1効率計算ステップでは、予め設定された前記リニアレギュレータ部の出力電圧を、前記第1取得ステップで取得された前記電源の出力電圧で除算することで、前記リニアレギュレータ部の効率を求め、前記第2効率計算ステップでは、前記電源の複数種類の出力電圧と複数種類の前記負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、前記第1取得ステップで取得された前記電源の出力電圧と前記第2取得ステップで取得された前記負荷電流との組み合わせに対応する効率を、前記スイッチングレギュレータ部の効率として求める態様8に記載の情報処理方法。
(態様10)
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が前記第1電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第1負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が前記第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第2負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
(態様11)
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流よりも大きい場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
(態様12)
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
電源の出力電圧と、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流とに基づいて、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうちの何れかから、前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
(態様2)
前記制御ステップでは、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうち、効率が優れている方から、前記負荷に電力を供給する制御を行う態様1に記載の情報処理方法。
(態様3)
前記制御ステップでは、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とを用いて、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方から、前記負荷に電力を供給する制御を行う態様2に記載の情報処理方法。
(態様4)
前記制御ステップでは、予め設定された前記リニアレギュレータ部の出力電圧を、前記電源の出力電圧で除算することで、前記リニアレギュレータ部の効率を求める態様3に記載の情報処理方法。
(態様5)
前記制御ステップでは、前記電源の複数種類の出力電圧と複数種類の前記負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、現在の前記電源の出力電圧および前記負荷電流の組み合わせに対応する効率を、前記スイッチングレギュレータ部の効率として求める態様3に記載の情報処理方法。
(態様6)
前記制御ステップでは、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とに基づいて、前記リニアレギュレータ部から前記負荷に電力を供給するか、前記スイッチングレギュレータ部から前記負荷に電力を供給するか、を切り替える切替部を制御する態様1に記載の情報処理方法。
(態様7)
前記制御ステップは、電源の出力電圧を取得する第1取得ステップと、前記負荷電流を取得する第2取得ステップと、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とを用いて、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方を判定する効率判定ステップと、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち、前記効率判定部で効率が優れていると判定された方から前記負荷に電力を供給するように前記切替部を制御する切替処理ステップと、を有する態様6に記載の情報処理方法。
(態様8)
前記効率判定ステップは、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求める効率計算ステップと、前記効率計算ステップで計算した2つの効率を比較し、効率の大きい方を判定する比較ステップと、を有する態様7に記載の情報処理方法。
(態様9)
前記効率計算ステップは、前記リニアレギュレータ部の効率を求める第1効率計算ステップと、前記スイッチングレギュレータ部の効率を求める第2効率計算ステップと、を有し、前記第1効率計算ステップでは、予め設定された前記リニアレギュレータ部の出力電圧を、前記第1取得ステップで取得された前記電源の出力電圧で除算することで、前記リニアレギュレータ部の効率を求め、前記第2効率計算ステップでは、前記電源の複数種類の出力電圧と複数種類の前記負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、前記第1取得ステップで取得された前記電源の出力電圧と前記第2取得ステップで取得された前記負荷電流との組み合わせに対応する効率を、前記スイッチングレギュレータ部の効率として求める態様8に記載の情報処理方法。
(態様10)
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が前記第1電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第1負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が前記第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第2負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
(態様11)
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流よりも大きい場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
(態様12)
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御ステップを含む情報処理方法。
10 電源
11 電圧測定部
12 リニアレギュレータ部
13 スイッチングレギュレータ部
14 切替部
15 負荷電流測定部
16 制御部
100 電源システム
110 第1取得部
111 効率計算部
112 比較部
113 第1効率計算部
114 第2効率計算部
120 第2取得部
130 効率判定部
140 切替処理部
200 負荷
11 電圧測定部
12 リニアレギュレータ部
13 スイッチングレギュレータ部
14 切替部
15 負荷電流測定部
16 制御部
100 電源システム
110 第1取得部
111 効率計算部
112 比較部
113 第1効率計算部
114 第2効率計算部
120 第2取得部
130 効率判定部
140 切替処理部
200 負荷
Claims (15)
- 負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部と、
前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部と、
電源の出力電圧と、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流とに基づいて、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうちの何れかから、前記負荷に電力を供給する制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。 - 前記制御部は、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうち、効率が優れている方から、前記負荷に電力を供給する制御を行う、
請求項1に記載の電源システム。 - 前記制御部は、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とを用いて、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方から、前記負荷に電力を供給する制御を行う、
請求項2に記載の電源システム。 - 前記制御部は、予め設定された前記リニアレギュレータ部の出力電圧を、前記電源の出力電圧で除算することで、前記リニアレギュレータ部の効率を求める、
請求項3に記載の電源システム。 - 前記制御部は、前記電源の複数種類の出力電圧と複数種類の前記負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、現在の前記電源の出力電圧および前記負荷電流の組み合わせに対応する効率を、前記スイッチングレギュレータ部の効率として求める、
請求項3に記載の電源システム。 - 前記リニアレギュレータ部から前記負荷に電力を供給するか、前記スイッチングレギュレータ部から前記負荷に電力を供給するか、を切り替える切替部をさらに備え、
前記制御部は、前記電源の出力電圧と前記負荷電流とに基づいて、前記切替部を制御する、
請求項1に記載の電源システム。 - 前記制御部は、
前記電源の出力電圧を取得する第1取得部と、
前記負荷電流を取得する第2取得部と、
前記電源の出力電圧と前記負荷電流とを用いて、前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求め、その求めた2つの効率を比較し、効率が優れている方を判定する効率判定部と、
前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち、前記効率判定部で効率が優れていると判定された方から前記負荷に電力を供給するように前記切替部を制御する切替処理部と、を備える、
請求項6に記載の電源システム。 - 前記効率判定部は、
前記リニアレギュレータ部の効率と前記スイッチングレギュレータ部の効率を求める効率計算部と、
前記効率計算部で計算した2つの効率を比較し、効率の大きい方を判定する比較部と、を備える、
請求項7に記載の電源システム。 - 前記効率計算部は、
前記リニアレギュレータ部の効率を求める第1効率計算部と、
前記スイッチングレギュレータ部の効率を求める第2効率計算部と、を備え、
前記第1効率計算部は、
予め設定された前記リニアレギュレータ部の出力電圧を、前記第1取得部で取得された前記電源の出力電圧で除算することで、前記リニアレギュレータ部の効率を求め、
前記第2効率計算部は、
前記電源の複数種類の出力電圧と複数種類の前記負荷電流との組み合わせごとに効率を対応付けた対応情報を参照して、前記第1取得部で取得された前記電源の出力電圧と前記第2取得部で取得された前記負荷電流との組み合わせに対応する効率を、前記スイッチングレギュレータ部の効率として求める、
請求項8に記載の電源システム。 - 負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部と、
前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部と、
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記電源の出力電圧が前記第1電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第1負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記電源の出力電圧が前記第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第2負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。 - 負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部と、
前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部と、
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流よりも大きい場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記スイッチングレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。 - 負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部と、
前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部と、
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部およびスイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部および前記スイッチングレギュレータ部のうち前記リニアレギュレータ部の方から前記負荷に電力を供給する制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。 - 負荷に電力を供給する電源システムであって、
電源の出力電圧が第1電圧のときに、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流よりも大きい場合の効率が、前記負荷電流が前記第1負荷電流の場合の効率よりも大きく、
前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧のときに、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流よりも大きい場合の効率が、前記負荷電流が前記第2負荷電流の場合の効率よりも大きい、
電源システム。 - 負荷に電力を供給する電源システムを制御する制御装置であって、
電源の出力電圧と、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流とに基づいて、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部および前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部のうちの何れかから、前記負荷に電力を供給する制御を行う、
制御装置。 - 負荷に電力を供給する電源システムを制御する制御装置であって、
電源の出力電圧が第1電圧であり、かつ、前記負荷に流れる電流を示す負荷電流が第1負荷電流以下の場合、前記負荷に電力を供給するためのリニアレギュレータ部から前記負荷に電力を供給し、前記負荷に電力を供給するための降圧型のスイッチングレギュレータ部からは前記負荷に電力を供給しない制御を行い、
前記電源の出力電圧が前記第1電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第1負荷電流よりも大きい場合、前記スイッチングレギュレータ部から前記負荷に電力を供給し、前記リニアレギュレータ部からは前記負荷に電力を供給しない制御を行い、
前記電源の出力電圧が、前記第1電圧よりも小さい第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が、前記第1負荷電流よりも小さい第2負荷電流以下の場合、前記リニアレギュレータ部から前記負荷に電力を供給し、前記スイッチングレギュレータ部からは前記負荷に電力を供給しない制御を行い、
前記電源の出力電圧が前記第2電圧であり、かつ、前記負荷電流が前記第2負荷電流よりも大きい場合、前記スイッチングレギュレータ部から前記負荷に電力を供給し、前記リニアレギュレータ部からは前記負荷に電力を供給しない制御を行う、
制御装置。
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