电力系统和控制设备的制造方法
【专利说明】电力系统和te.制设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于2014年7月18日提交的日本专利申请N0.2014-148135并且要求其优先权；通过引用的方式将该申请的全部内容合并在此。
技术领域
[0003]这里所描述的实施例特别涉及一种电力系统和一种控制设备。
【背景技术】
[0004]通常来说，电力系统是已知的，其中根据流向设备的电流(负载电流)，利用线性调节器或者开关调节器来控制针对设备的电力供应。
[0005]但是在仅利用电流的量值来选择开关调节器或线性调节器的配置中，有时会经历效率下降，并且可能无法实现电功率的适当降低。
【发明内容】
[0006]本发明的实施例的一个目的是提供一种能够通过适当的方式实现电力节省的电力系统和控制设备。
[0007]根据本发明，一种电力系统包括线性调节器、步降开关调节器以及控制器。线性调节器向负载供应电力。步降开关调节器向负载供应电力。基于线性调节器和步降开关调节器的输入电压并且基于代表流向负载的电流的负载电流，控制器实施控制以从线性调节器和开关调节器之一向负载供应电力。
[0008]根据前面描述的电力系统，可以通过适当的方式实现电力节省。
【附图说明】
[0009]图1是示出了根据一个实施例的电力系统的示例性配置的图示；
[0010]图2是示出了根据所述实施例的电压测量器的示例性配置的图示；
[0011]图3是示出了根据一个修改实例的电压测量器的示例性配置的图示；
[0012]图4是示出了根据一个修改实例的电压测量器的示例性配置的图示；
[0013]图5是示出了根据所述实施例的负载电流测量器的示例性配置的图示；
[0014]图6是示出了根据一个修改实例的负载电流测量器的示例性配置的图示；
[0015]图7是示出了根据一个修改实例的负载电流测量器的示例性配置的图示；
[0016]图8是示出了根据一个修改实例的负载电流测量器的示例性配置的图示；
[0017]图9是示出了根据一个修改实例的负载电流测量器的示例性配置的图示；
[0018]图10是示出了根据所述实施例的控制器的示例性功能配置的图示；
[0019]图11是示出了根据所述实施例的效率确定器的示例性配置的图示；
[0020]图12是示出了根据所述实施例的效率计算器的示例性配置的图示；
[0021 ] 图13是示出了根据所述实施例的对应性信息的一个实例的图示；
[0022]图14是示出了根据一个修改实例的控制器的示例性配置的图示；
[0023]图15是示出了根据一个修改实例的控制器的示例性配置的图示；
[0024]图16是示出了根据一个修改实例的控制器的示例性配置的图示；
[0025]图17是示出了根据一个修改实例的控制器的示例性配置的图示；
[0026]图18是示出了根据一个修改实例的控制器的示例性配置的图示；
[0027]图19是用于解释由根据所述实施例的控制器实施的操作的一个实例的流程图；
[0028]图20是示出了根据一个修改实例的电力系统的示例性配置的图示；
[0029]图21是示出了根据一个修改实例的电力系统的示例性配置的图示；
[0030]图22是示出了根据一个修改实例的电力系统的示例性配置的图示；以及
[0031]图23是示出了根据一个修改实例的电力系统的示例性配置的图示。
【具体实施方式】
[0032]下面将参照附图详细描述一个实施例。
[0033]图1是示出了向负载(负载电路)200供应电力的电力系统100的示例性配置的图示。如图1中所示，电力系统100包括电力供应装置10、电压测量器11、线性调节器12、开关调节器13、切换器14、负载电流测量器15以及控制器16。
[0034]电力供应装置10是用于供应电力的源，并且例如可以是光电池(太阳能电池板)。但是这并非唯一可能的情况。在这里假设电力供应装置10具有其中输出电压会根据情况而波动的配置。
[0035]电压测量器11测量电力供应装置10的输出电压。在这里，电力供应装置10的输出电压被输入到线性调节器12和开关调节器13。在图1所示出的实例中，电压测量器11被安装在线性调节器12和开关调节器13之前的一级；同时电压测量器11被安装在电力供应装置10之前的一级。
[0036]图2是示出了根据所述实施例的电压测量器11的示例性配置的图示。在图2所示出的实例中，电压测量器11包括模拟/数字转换器(其在后文中被称作“ADC”) 20，其响应于来自控制器16的请求把电力供应装置10的输出电压的模拟值转换成数字数据，并且向控制器16通知转换结果(测量电力供应装置10的输出电压的测量结果)。举例来说，控制器16可以请求ADC 20周期性地测量电力供应装置10的输出电压。
[0037]与此同时，例如图3中所示，电压测量器11还可以包括保持由ADC 20获得的测量结果的保持器30。在这种情况下，所述配置例如可以是使得ADC 20周期性地测量电力供应装置10的输出电压，并且把测量结果写入到保持器30中。在这种配置中，每当ADC 20实施测量时，就更新由保持器30保持的测量结果。随后，在可能必要的情况下，控制器16可以读取由保持器30保持的值。
[0038]或者，例如图4中所示，电压测量器11可以包括ADC 20和比较器40。如果由ADC20获得的测量结果超出阈值或者落到阈值以下，则比较器40向控制器16通知由ADC 20获得的测量结果。因此，在图4所示出的实例中，当电力供应装置10的输出电压波动到较大程度时，向控制器16通知测量电力供应装置10的输出电压的测量结果。
[0039]回到参照图1的解释，线性调节器12向负载200供应电力，并且将电力供应装置10的输出电压步降到预定电压值。在所述实施例中，线性调节器12将电力供应装置10的输出电压步降到负载200所需的(预定)电压值。线性调节器12代表利用电阻器之类的元件导致输入电压中的电压降并且获得所期望的输出电压的调节器。在这里，线性调节器12具有与已知的线性调节器完全相同的配置(其有时也被称作“串联调节器”)。
[0040]开关调节器13向负载200供应电力，并且把电力供应装置10的输出电压步降到预定电压值。在所述实施例中，开关调节器13把电力供应装置10的输出电压步降到负载200所需的(预定)电压值。开关调节器13代表关于通过控制开关元件的开/关时间的比值(占空比)所获得的输入电压的方波实施平滑并且获得所期望的输出电压的调节器。在这里，开关调节器13具有与已知的开关调节器完全相同的配置。
[0041]在控制器16的控制下，切换器14在从线性调节器12向负载200供应电力的状态与从开关调节器13向负载200供应电力的状态之间进行切换。在所述实施例中，切换器14能够在以下两个状态之间进行切换:线性调节器12连接到负载电流测量器15，负载电流测量器15又连接到负载200，并且由线性调节器12步降的电压被供应给负载200的状态(也就是开关调节器13未连接到负载电流测量器15的状态)；以及开关调节器13连接到负载电流测量器15，负载电流测量器15又连接到负载200，并且由开关调节器13步降的电压被供应给负载200的状态(也就是线性调节器12未连接到负载电流测量器15的状态)。在图1所示出的实例中，切换器14包括第一开关SW1和第二开关SW2。
[0042]第一开关SW1被布置在线性调节器12与负载电流测量器15之间。第二开关SW2被布置在开关调节器13与负载电流测量器15之间。在其中第一开关SW1被开通并且第二开关SW2被关断的状态中，从线性调节器12向负载200供应电力。另一方面，在其中第一开关SW1被关闭并且第二开关SW2被开启的状态中，从开关调节器13向负载200供应电力。
[0043]第一开关SW1以及第二开关SW2例如可以利用双极型晶体管、场效应晶体管、沟槽M0S辅助双极型模式(trench-MOS-assisted bipolar_mode)FET、光电晶体管、静电感应晶体管、功率双极型晶体管、逆导晶闸管、栅极辅助关断晶闸管、栅极辅助开通晶闸管、栅极换向关断晶闸管、光触发晶闸管或者双向晶闸管来配置。
[0044]对于第一开关SW1和第二开关SW2的开/关控制由控制器16实施。在所述实施例中，在实施设定以从线性调节器12向负载200供应电力的情况下(也就是说在实施控制以从线性调节器12向负载200供应电力的情况下)，控制器16实施控制以开通第一开关SW1并且关断第二开关SW2。其结果是，线性调节器12与负载电流测量器15连接，从而把由线性调节器12步降的电压供应给负载200。另一方面，在实施设定以从开关调节器13向负载200供应电力的情况下(也就是说在实施控制以从开关调节器13向负载200供应电力的情况下)，控制器16实施控制以关断第一开关SW1并且开通第二开关SW2。其结果是，开关调节器13与负载电流测量器15连接，从而把由开关调节器13步降的电压供应给负载200。虽然将在后面详细描述，但是在所述实施例中，控制器16基于由电压测量器11测量的电力供应装置10的输出电压并且基于由负载电流测量器15测量的负载电流来控制切换器14。
[0045]负载电流测量器15测量代表流向负载200的电流的负载电流