KR100529557B1 - Step-Down DC / DC Converters - Google Patents
Step-Down DC / DC Converters Download PDFInfo
- Publication number
- KR100529557B1 KR100529557B1 KR1019980012775A KR19980012775A KR100529557B1 KR 100529557 B1 KR100529557 B1 KR 100529557B1 KR 1019980012775 A KR1019980012775 A KR 1019980012775A KR 19980012775 A KR19980012775 A KR 19980012775A KR 100529557 B1 KR100529557 B1 KR 100529557B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- transistor
- pmos transistor
- resistor
- terminal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
- H02M3/072—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps adapted to generate an output voltage whose value is lower than the input voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
이 발명은 스텝다운 직류/직류 변환기에 관한 것으로, 입력되는 제어신호에 따라 입력전압신호를 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭에 따라 입력전압신호 또는 코일의 유도전압을 커패시터에 충전함으로써 일정전압을 출력하는 전압출력부를 구비하여 전압을 다운시켜 공급하는 스텝다운 직류/직류 변환기에 있어서, 분할 저항, 트랜지스터 및 다이오드를 이용하여 스위칭 제어부를 구성하고 출력전압을 피드백 입력받아, 출력전압이 스위칭 제어부의 트랜지스터의 베이스 전압으로 결정되도록 함으로써 온도에 무관하게 출력전압을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 스텝다운 직류/직류 변환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-down DC / DC converter, comprising: a switching unit for switching an input voltage signal according to an input control signal and a constant voltage by charging an input voltage signal or an induction voltage of a coil in accordance with the switching of the switching unit. In the step-down DC / DC converter having a voltage output unit for outputting a down voltage to supply a voltage, the switching control using a split resistor, a transistor and a diode to form a switching control unit and receives the output voltage feedback feedback, the output voltage of the switching control unit It relates to a step-down DC / DC converter characterized in that the output voltage is kept constant regardless of temperature by being determined by the base voltage of the transistor.
Description
이 발명은 스텝다운(Step-down) 직류/직류 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 노트북 컴퓨터 등의 전자기기에 사용되는 스텝다운 직류/직류 변환기에서, 온도의 변화로 발생하는 디지털 노이즈를 제거한 스텝다운 직류/직류 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a step-down DC / DC converter, more specifically, to remove the digital noise caused by the change of temperature in the step-down DC / DC converter used in electronic devices, such as notebook computers It relates to a step-down DC / DC converter.
일반적으로 액정표시장치는 박형, 저소비전력 등 장점이 많으며, 카오디오, 노트북 컴퓨터의 정보표시장치등 널리 이용되고 있다. 액정표시장치 모듈의 전원으로는 주로 5V의 전압이 많이 사용되는데, 이는 노트북 컴퓨터의 주변기기들이 5V에서 사용되기 때문이다. 여기서, 노트북 컴퓨터의 주변기기로는 플로피 디스크 드라이버, 하드 디스크 드라이버, 씨디 롬 드라이버 등이 있다.In general, liquid crystal displays have many advantages such as thinness and low power consumption, and are widely used in car audio and information display devices of notebook computers. The voltage of 5V is mainly used for the power supply of the liquid crystal display module because the peripherals of the notebook computer are used at 5V. Here, peripheral devices of the notebook computer include a floppy disk driver, a hard disk driver, a CD-ROM driver.
이러한 입력전원으로부터 디지탈 로직을 구동하기 위해서는 3V의 전원이 필요한데, 이는 스텝다운 직류/직류 변환기를 이용하여 만든다.To drive the digital logic from this input supply, a 3V supply is needed, which is made using a step-down DC / DC converter.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 스텝다운 직류/직류 변환기에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional step-down DC / DC converter will be described with reference to the accompanying drawings.
도1은 종래의 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional step-down DC / DC converter.
도1에 도시되어 있듯이, 종래의 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성은,As shown in Figure 1, the configuration of a conventional step-down DC / DC converter,
입력되는 제어신호에 따라 입력전압신호를 스위칭하는 피모스 트랜지스터(PM1)의 소스에는 전압신호(Vin)가 입력되고, 출력단에는 코일(L), 다이오드(D1)가 병렬로 연결되고, 상기 코일(L1)에 커패시터(C1) 및 저항(RL)이 연결되며, 상기 피모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 기준전압부(1)의 출력단이 연결되는 구조로 이루어진다.The voltage signal Vin is input to the source of the PMOS transistor PM1 for switching the input voltage signal according to the input control signal, and the coil L and the diode D1 are connected in parallel to the output terminal. The capacitor C1 and the resistor RL are connected to L1, and the output terminal of the reference voltage unit 1 is connected to the gate of the PMOS transistor PM1.
도1에 도시된 바와 같은 종래의 스텝다운 직류/직류 변환기의 동작은 다음과 같다.The operation of the conventional step-down DC / DC converter as shown in FIG. 1 is as follows.
먼저, 피모스 트랜지스터(PM1)가 턴온되면, 입력전원(Vin)으로부터 코일(L1)에 전류가 인가되며, 이 전류에 의해 커패시터(C1)에는 전하가 충전되어 출력전압(Vo)이 증가하게 된다.First, when the PMOS transistor PM1 is turned on, a current is applied to the coil L1 from the input power source Vin, and charge is charged to the capacitor C1 by the current to increase the output voltage Vo. .
이 출력전압(Vo)은 비교기(3)에 피드백되어 기준전압(2)과 비교되는데 출력전압(Vo)이 증가하여 기준전압(2)보다 크게되면, 비교기(3)는 하이 전압을 출력한다.The output voltage Vo is fed back to the comparator 3 and compared with the reference voltage 2. When the output voltage Vo increases and becomes larger than the reference voltage 2, the comparator 3 outputs a high voltage.
이 하이전압은 전압증폭기(4)를 통해 피모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에 인가되어 피모스 트랜지스터(PM1)를 오프시킨다.This high voltage is applied to the gate of the PMOS transistor PM1 through the voltage amplifier 4 to turn off the PMOS transistor PM1.
그리고, 피모스 트랜지스터(PM1)가 턴오프된 직후에는 코일(L1)에 형성되었던 자기장이 전류로 변환되어 커패시터(C1)에 충전되므로, 출력전압(Vo)이 거의 감소되지 않지만, 시간이 지나 코일에 저장된 자기 에너지가 모두 소진되는 경우에는 커패시터(C1)에 충전된 전하가 방전되므로 출력전압(Vo)이 감소하게 된다.Immediately after the PMOS transistor PM1 is turned off, the magnetic field formed in the coil L1 is converted into a current and charged in the capacitor C1, so that the output voltage Vo is hardly reduced, but the coil passes over time. When all the magnetic energy stored in the battery is exhausted, the charge charged in the capacitor C1 is discharged, thereby reducing the output voltage Vo.
이 출력전압(Vo)이 기준전압(2)보다 작게 되는 경우에는 비교기(3)로부터 로우전압이 출력되어 피모스트랜지스터(PM1)를 턴온시킨다.When the output voltage Vo is lower than the reference voltage 2, a low voltage is output from the comparator 3 to turn on the MOS transistor PM1.
그리고, 상기 과정을 반복한다.Then, the process is repeated.
상기 과정을 반복하면, 출력전압(Vo)은 결국 기준전압(2)값으로 된다.When the above process is repeated, the output voltage Vo eventually becomes the reference voltage 2 value.
도1에 도시한 바와 같이, 이러한 종래의 스텝다운 직류/직류 변환기에서 기준전압은 일반적으로 제너다이오드로 만드나, 이는 온도에 매우 민감한 소자이다. 일반적으로 제너다이오드의 온도에 대한 전압 변화율은 200~500ppm/ 이며, 티에프티 액정표시장치의 동작보증온도의 범위가 0~50 이므로 최대 25000ppm의 전압변화가 발생되어 3V의 전원이 불안정하게 된다.As shown in Fig. 1, in such a conventional step-down DC / DC converter, the reference voltage is generally made of a zener diode, but this is a device that is very sensitive to temperature. In general, the voltage change rate of the zener diode with respect to the temperature is 200 ~ 500ppm /, since the operating warranty temperature range of the TFT LCD is 0 ~ 50, a voltage change of up to 25000ppm occurs, the power of 3V becomes unstable.
이러한 상황으로 인하여 동작범위를 넓힌 종래의 액정표시장치 모듈에서는 로직 전원이 불안정하게 되고, 이로 인하여 온도에 따라 디지탈 노이즈가 발생이 되어, 화질이 좋지 않은 단점이 있다.Due to such a situation, in the conventional LCD module having a wider operating range, the logic power becomes unstable, and digital noise is generated according to temperature, resulting in poor image quality.
그러므로 본 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하고자 하는 것으로, 온도변화에 관계없이 출력전압을 일정하게 하는 스텝다운 직류/직류 변환기를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to solve the disadvantages of the prior art, and to provide a step-down DC / DC converter which makes the output voltage constant regardless of temperature change.
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,The configuration of the present invention for achieving the above object,
제1전압을 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭에 따라 상기 제1전압을 충방전시킴으로써 제2전압을 출력하는 전압출력부와, 상기 스위칭부를 제어하는 스위칭 제어부를 구비하는 스텝다운 직류/직류 변환기에 있어서,Step-down DC / DC comprising a switching unit for switching a first voltage, a voltage output unit for outputting a second voltage by charging and discharging the first voltage in accordance with the switching of the switching unit, and a switching control unit for controlling the switching unit In the converter,
상기 스위칭 제어부는,The switching control unit,
상기 제1전압을 분압하여 제3전압을 출력하는 제1 및 제2 분할 저항과;First and second division resistors for dividing the first voltage to output a third voltage;
상기 제3전압이 베이스에 연결되며, 이미터가 제3저항을 통해 접지되는 트랜지스터와;A transistor having the third voltage connected to the base and whose emitter is grounded through a third resistor;
상기 제2전압에 에노드가 연결되며, 상기 트랜지스터의 이미터에 베이스가 연결되는 제3다이오드를 포함하며,An anode connected to the second voltage, and a third diode connected to a base of the emitter of the transistor;
상기 트랜지스터의 컬렉터 전압에 의해 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 한다.The switching unit is controlled by the collector voltage of the transistor.
상기 구성에 의하여 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.When described with reference to the accompanying drawings the most preferred embodiment which can implement this invention by the above configuration as follows.
도2는 이 발명의 제1실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도이다.2 is a block diagram of a step-down DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention.
도2에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제1실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기는,As shown in Fig. 2, the step-down DC / DC converter according to the first embodiment of the present invention,
입력전압신호(Vin)를 스위칭하는 제2피모스 트랜지스터(PM2)와;A second PMOS transistor PM2 for switching the input voltage signal Vin;
상기 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 출력단인 드레인 단자에 연결되며, 제2다이오드(D2), 제2코일(L2), 제2커패시터(C2), 부하저항(RL2)을 포함하는 전압출력부(22)와;A voltage output unit connected to the drain terminal, which is an output terminal of the second PMOS transistor PM2, includes a second diode D2, a second coil L2, a second capacitor C2, and a load resistor RL2. (22);
입력전압신호(Vin)는 제1분할저항(R1)과 제2분할저항(R2)에 의해 분할되고, 상기 분할된 전압은 엔피엔형인 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자에 인가되고, 트랜지스터(TR1)의 에미터에는 상기 전압출력부(22)의 출력전압(Vo2)이 피드백되어 제3다이오드(D3)를 통해 연결되는 동시에 접지된 제3저항(R3)이 병렬로 연결되며, 상기 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에는 입력전압신호(Vin)와 연결되는 제4저항(R4)과 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 게이트단자가 병렬로 연결되는 구조로 이루어진 스위칭 제어부(21)로 구성된다.The input voltage signal Vin is divided by the first split resistor R1 and the second split resistor R2, and the divided voltage is applied to the base terminal of the transistor TR1, which is an ENP type, and the transistor TR1. The output voltage Vo2 of the voltage output unit 22 is fed back to the emitter of the third transistor D3 while being connected to the ground via the third diode D3, and the transistor TR1 is connected in parallel. The collector of the switching controller 21 includes a switching controller 21 having a structure in which a fourth resistor R4 connected to an input voltage signal Vin and a gate terminal of the PMOS transistor PM2 are connected in parallel.
상기 구성에 의한 이 발명의 제1실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 작용은 다음과 같다.The operation of the step-down DC / DC converter according to the first embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
먼저, 피모스 트랜지스터(PM2)가 턴온되면, 입력전원(Vin)으로부터 코일(L2)에 전류가 인가되며, 이 전류에 의해 커패시터(C2)에는 전하가 충전되어 출력전압(Vo2)이 증가하게 된다.First, when the PMOS transistor PM2 is turned on, a current is applied to the coil L2 from the input power source Vin, and the current is charged to the capacitor C2, thereby increasing the output voltage Vo2. .
이 상태에서 출력전압(Vo2) 일정전압 예컨대, 3V를 넘게 되면, 스위칭 제어부(21)는 피모스 트랜지스터(PM2)를 턴오프시키고, 피모스 트랜지스터(PM2)가 턴오프된 직후에는 코일(L2)에 형성되었던 자기장이 전류로 변환되어 커패시터(C2)에 충전되므로, 출력전압(Vo2)이 거의 감소되지 않지만, 시간이 지나 코일(L2)에 저장된 자기 에너지가 모두 소진되는 경우에는 커패시터(C2)에 충전된 전하가 방전되므로 출력전압(Vo2)이 감소하게 된다.In this state, when the output voltage Vo2 exceeds a predetermined voltage, for example, 3 V, the switching controller 21 turns off the PMOS transistor PM2, and immediately after the PMOS transistor PM2 is turned off, the coil L2 is turned off. Since the magnetic field formed at is converted to current and charged in the capacitor C2, the output voltage Vo2 is hardly reduced, but when the magnetic energy stored in the coil L2 is exhausted over time, the capacitor C2 is applied to the capacitor C2. Since the charged charge is discharged, the output voltage Vo2 is reduced.
이때, 피모스 트랜지스터(PM2)의 스위칭 제어회로(21)는 출력전압(Vo2)을 계속 피드백 입력받아, 출력전압(Vo2)이 3V보다 작을 때에는 접지레벨의 전압을 발생시켜 제2피모스 트랜지스터(PM2)를 턴온시키고, 출력전압(Vo2)이 기준전압보다 높을 때에는 일정전압을 발생시켜 제2피모스 트랜지스터(PM2)를 턴오프시킴으로써 더 이상의 입력전원(Vin)으로부터의 전류가 코일(L1)로 전달되지 않도록 한다. 이러한 과정이 반복되어 출력전압(Vo2)이 3V로 유지된다.At this time, the switching control circuit 21 of the PMOS transistor PM2 continuously receives the input voltage of the output voltage Vo2, and when the output voltage Vo2 is smaller than 3V, the switching control circuit 21 generates a voltage having a ground level so that the second PMOS transistor ( When the output voltage Vo2 is higher than the reference voltage and the output voltage Vo2 is higher than the reference voltage, a constant voltage is generated to turn off the second PMOS transistor PM2 so that the current from the input power Vin further flows into the coil L1. Do not forward. This process is repeated to maintain the output voltage Vo2 at 3V.
상기 과정에서 스위칭 제어부(21)의 스위칭을 제어하는 제어신호는 온도에 무관하게 동작하는데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.In the above process, the control signal for controlling the switching of the switching control unit 21 operates regardless of temperature.
우선 제1분할저항(R1)과 제2분할저항(R2)에 의해 만들어지는 제1트랜지스터(TR1)의 베이스 전압(Vb)은 다음의 수학식1과 같이 셋팅된다.First, the base voltage Vb of the first transistor TR1 formed by the first split resistor R1 and the second split resistor R2 is set as in Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
여기서, Vo2 : 스텝다운 직류/직류 변환기의 출력전압Where Vo2 is the output voltage of the step-down DC / DC converter
Vd : 제3다이오드 Vd: third diode
Vbe : 제1트랜지스터(TR1)의 베이스 에미터간의 전압강하 Vbe: Voltage drop between the base emitters of the first transistor TR1
또한, 제1트랜지스터(TR1)의 에미터 전압이 'Ve = Vb - Vbe'로서 일정하게 되며, 저항(R3)에 흐르는 전류(I3)는 일정하게 된다.In addition, the emitter voltage of the first transistor TR1 is constant as 'Ve = Vb-Vbe', and the current I3 flowing through the resistor R3 is constant.
여기서, 제3저항(R3)에 흐르는 전류량(I3)은 제4저항(R4)에 흐르는 전류량(I4)과 제3다이오드(D3)에 흐르는 전류량(ID3)의 합과 같다.(TR1의 베이스 에미터 간 전류량은 매우 적으므로 이를 무시하는 경우)The current amount I3 flowing in the third resistor R3 is equal to the sum of the current amount I4 flowing in the fourth resistor R4 and the current amount ID3 flowing in the third diode D3. The amount of current between the terminals is very small, so if you ignore it)
즉, 다음의 수학식2가 성립한다.That is, the following equation (2) holds.
[수학식 2][Equation 2]
또한, 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 게이트 인가 전압(Vg2)은 수학식 3과 같이 된다.In addition, the gate applied voltage Vg2 of the second PMOS transistor PM2 is expressed by Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
만일, 출력전압(Vo)이 낮아 제1트랜지스터(TR1)의 에미터 전압과의 차이가 제3다이오드(D3)의 턴온전압(Vd)에 이르지 못하면 즉,'Vo2 < Vb - Vbe + Vd'인 조건이 되면, 수학식 2에서 ID3 = 0이 되고, I4 전류가 최대인 조건이 되어 Vg2에는 최저 낮은 전압이 인가되고, 이 전압은 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 턴온전압이 되어 다음의 수학식 4가 성립한다.If the output voltage Vo is low and the difference with the emitter voltage of the first transistor TR1 does not reach the turn-on voltage Vd of the third diode D3, that is, 'Vo2 <Vb-Vbe + Vd' When the condition is met, ID3 = 0 in Equation 2, the I4 current is a maximum condition, and the lowest voltage is applied to Vg2, which is the turn-on voltage of the second PMOS transistor PM2, Equation 4 holds.
[수학식 4][Equation 4]
이 경우 입력전원(Vin)에서 제2코일(L2)로의 전류경로가 형성되어 출력전압(Vo2)은 상승하게 된다.In this case, a current path from the input power source Vin to the second coil L2 is formed, so that the output voltage Vo2 increases.
다음, 출력전압(Vo2)이 계속 상승하여, 상승한 출력전압(Vo2)과 제1트랜지스터(TR1)의 에미터 전압차가 제3다이오드(D3)의 턴온전압(Vd) 이상이 되면 즉, 'Vo2 Vb - Vbe + Vd'인 조건이 되면, 수학식 2에서 다시 ID3가 증가하고, 컬렉터 전류(I4)가 줄어들게 된다. 왜냐하면, I3는 일정하기 때문이다.Next, when the output voltage Vo2 continues to increase and the emitter voltage difference between the increased output voltage Vo2 and the first transistor TR1 becomes equal to or higher than the turn-on voltage Vd of the third diode D3, that is, 'Vo2 Vb'. When the condition is Vbe + Vd ', ID3 increases again in Equation 2, and the collector current I4 decreases. Because I3 is constant.
다음, 수학식3에 의해 Vg2전압이 제2피모스 트랜지스터(PM2)가 턴오프되는 문턱 전압에 이를 정도로 I4가 감소하면, 제2피모스 트랜지스터(PM2)는 턴오프되어 입력전압(Vin)에서 제2코일(L2)로의 에너지 전달경로가 차단된다. 이때, 제2코일(L2)의 자기장은 전류로 변환되어 접지(GND)와 연결된 제2다이오드(D2) 경로로 전류가 흘러 제2커패시터(C2)에 전하가 충전된다.Next, when I4 decreases to a threshold voltage at which the Vg2 voltage reaches the threshold voltage at which the second PMOS transistor PM2 is turned off by Equation 3, the second PMOS transistor PM2 is turned off to generate an input voltage Vin. The energy transfer path to the second coil L2 is blocked. In this case, the magnetic field of the second coil L2 is converted into a current, and a current flows through the second diode D2 connected to the ground GND to charge the second capacitor C2.
다음, 제2코일(L2)의 자기장에너지가 전류변환으로 소진되고, 제2커패시터(C2)의 전하가 제2부하저항(RL2)에 의해 방전되어 출력전압(Vo2)이 떨어지게 되면 다시 위와 같은 과정을 반복하여 일정한 출력전압(Vo2)을 유지하는 동작을 한다. 즉, 'Vo2 = Vb - Vbe + Vd'인 조건이 된다.Next, when the magnetic field energy of the second coil (L2) is exhausted by the current conversion, the charge of the second capacitor (C2) is discharged by the second load resistor (RL2) to drop the output voltage (Vo2) as described above again Repeat operation to maintain a constant output voltage (Vo2). That is, the condition is 'Vo2 = Vb-Vbe + Vd'.
일반적으로 반도체 공정에서 다이오드는 엔피엔 트랜지스터의 베이스 에미터간 정션(JUNCTION) 다이오드로 형성되므로 (1)식에서 Vd = Vbe이다.In general, in a semiconductor process, the diode is formed as a junction-to-base emitter junction diode of an ENP transistor so that Vd = Vbe in Equation (1).
따라서, 수학식1에 이 관계를 대입하면, Vb = Vo2가 된다. 즉, 온도에 대한 전압변화율을 갖는 Vd 와 Vbe가 (1)식에서 상쇄가 되어 온도의 영향으로 출력전압(Vo)이 변화하는 경우는 없게 된다.Therefore, substituting this relationship in equation (1) results in Vb = Vo2. In other words, Vd and Vbe having the voltage change rate with respect to temperature are canceled by Equation (1) so that the output voltage Vo does not change due to the influence of temperature.
여기서, Vb는 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 분할저항 R1, R2에 의해 결정되므로, 분할저항 R1, R2를 적절히 설정함으로써 원하는 출력전압(Vo2)을 얻을 수 있다.Here, Vb is determined by the division resistors R1 and R2 as shown in Equation 1, so that the desired output voltage Vo2 can be obtained by appropriately setting the division resistors R1 and R2.
이상과 같은, 제1실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기를 액정표시장치에 적용하면, 온도에 대해 출력전압이 무관하므로 회로의 안정성이 확보된다.When the step-down DC / DC converter according to the first embodiment as described above is applied to the liquid crystal display device, the output voltage is independent of temperature, thereby ensuring stability of the circuit.
또한, 도3은 이 발명의 제2실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도이다.3 is a block diagram of a step-down DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.
도3에 도시되어 있는 이 발명의 제2실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기는, 제1실시예와 개념은 같으며, 입력전원레벨로 제2피모스 트랜지스터(PM2)를 구동하여 최대한의 전류가 제2코일(L2)로 흐르도록 하는 것이며, 그 구성은, 스위칭 제어부(31)만 약간 변형되었다.The step-down DC / DC converter according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 has the same concept as the first embodiment, and operates the second PMOS transistor PM2 at the input power level to maximize the maximum. The current flows to the second coil L2, and the configuration of the switching controller 31 is slightly modified.
도3에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제2실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 스위칭 제어부는,As shown in Fig. 3, the switching control unit of the step-down DC / DC converter according to the second embodiment of the present invention,
입력전압신호(Vin)는 제1분할저항(R1)과 제2분할저항(R2)에 의해 분할되고, 상기 분할된 전압은 엔피엔형인 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자에 인가되고, 트랜지스터(TR1)의 에미터에는 상기 전압출력부(22)의 출력전압(Vo2)이 피드백되어 제3다이오드(D3)를 통해 연결되는 동시에 접지된 제3저항(R3)이 병렬로 연결되며,The input voltage signal Vin is divided by the first split resistor R1 and the second split resistor R2, and the divided voltage is applied to the base terminal of the transistor TR1, which is an ENP type, and the transistor TR1. In the emitter of the output voltage Vo2 of the voltage output unit 22 is fed back through the third diode (D3) and the grounded third resistor (R3) is connected in parallel,
상기 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에는 입력전압신호(Vin)와 연결되는 제4저항(R4)과 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 게이트단자가 병렬로 연결되고,The gate terminal of the fourth resistor R4 and the fourth PMOS transistor PM4 connected to the input voltage signal Vin is connected to the collector of the transistor TR1 in parallel,
상기 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 켈렉터 단자에는 접지(GND)에 연결된 제5저항(R5)과 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 단자가 병렬로 연결되고, 상기 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 에미터 단자에는 입력전압(Vin)이 연결되며,A fifth resistor R5 connected to the ground GND and a gate terminal of the third PMOS transistor PM3 are connected in parallel to the selector terminal of the fourth PMOS transistor PM4, and the fourth PMOS transistor is connected in parallel. Input voltage (Vin) is connected to the emitter terminal of (PM4),
상기 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 켈렉터 단자에는 접지(GND)에 연결된 제6저항(R6)과 제2피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 단자가 병렬로 연결되고, 상기 제3피모스 트랜지스터(PM4)의 에미터 단자에는 입력전압(Vin)이 연결되는 구조로 이루어진다.A sixth resistor R6 connected to the ground GND and a gate terminal of the second PMOS transistor PM3 are connected in parallel to the selector terminal of the third PMOS transistor PM3, and the third PMOS transistor is connected in parallel. The emitter terminal of the PM4 has a structure in which an input voltage Vin is connected.
상기 구성에 의한 이 발명의 제2실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 작용은 다음과 같다.The operation of the step-down DC / DC converter according to the second embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
제2실시예는 제1실시예에서의 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 턴온/오프 전압을 입력전원(Vin)레벨과 접지(GND)레벨로 풀스윙(Full Swing)하는 방법으로,The second embodiment is a method of full swinging the turn-on / off voltage of the second PMOS transistor PM2 to the input power supply Vin level and ground GND level according to the first embodiment.
제4피모스 트랜지스터(PM)의 게이트 전압(Vg4)이 턴오프레벨일 때, 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 전압(Vg3)은 접지(GND)와 연결된 제5저항(R5)을 통해 접지(GND)레벨이 되고, 제4피모스 트랜지스터(PM)의 게이트 전압(Vg4)이 턴온레벨일 때, 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트(Vg3)에는 제4피모스 트랜지스터(PM4)를 통해 입력전압(Vin)이 인가된다. 그러면, 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 단자에는 제4피모스 트랜지스터(PM4)에서 역위상으로 된 GND/Vin 레벨파형이 발생된다.When the gate voltage Vg4 of the fourth PMOS transistor PM is at the turn-off level, the gate voltage Vg3 of the third PMOS transistor PM3 is connected to the fifth resistor R5 connected to the ground GND. When the ground (GND) level is reached and the gate voltage Vg4 of the fourth PMOS transistor PM is turned on, the fourth PMOS transistor PM4 is disposed in the gate Vg3 of the third PMOS transistor PM3. The input voltage Vin is applied through. As a result, the GND / Vin level waveform in the out-phase of the fourth PMOS transistor PM4 is generated at the gate terminal of the third PMOS transistor PM3.
결과적으로, 제3피모스 트랜지스터(PM3)가 턴온/오프되면, 상기 제2피모스 트랜지스터(PM2)에는 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 단자에 걸리는 GND/Vin의 역위상인 Vin/GND 가 걸리게 되므로 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 게이트 전압(Vg4)과 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 게이트 전압(Vg4)은 동위상이 된다.As a result, when the third PMOS transistor PM3 is turned on / off, Vin / GND, which is an inverse phase of GND / Vin applied to the gate terminal of the third PMOS transistor PM3, is applied to the second PMOS transistor PM2. Is applied, the gate voltage Vg4 of the fourth PMOS transistor PM4 and the gate voltage Vg4 of the second PMOS transistor PM2 are in phase.
이와 같이, 입력전원레벨(Vin)과 접지레벨(GND)로 제2피모스 트랜지스터(PM2)를 스위칭함으로써, 제2피모스 트랜지스터(PM2)의 내부저항이 최소로 되고, 턴온시에 최대한의 전류가 제2코일(L2)로 전달되도록 함으로써, 더욱 정확한 출력전압(Vo2)을 얻을 수 있다.In this way, by switching the second PMOS transistor PM2 at the input power level Vin and the ground level GND, the internal resistance of the second PMOS transistor PM2 is minimized, and the maximum current at turn-on is maximized. Is transmitted to the second coil L2, it is possible to obtain a more accurate output voltage (Vo2).
또한, 도4는 이 발명의 제3실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도이다.4 is a block diagram of a step-down DC / DC converter according to a third embodiment of the present invention.
제4도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제3실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 스위칭 제어부(41)는,As shown in FIG. 4, the switching control section 41 of the step-down DC / DC converter according to the third embodiment of the present invention,
입력전압신호(Vin)는 제1분할저항(R1)과 제2분할저항(R2)에 의해 분할되고, 상기 분할된 전압은 엔피엔형인 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자에 인가되고, 트랜지스터(TR1)의 에미터에는 상기 전압출력부(22)의 출력전압(Vo2)이 피드백되어 제3다이오드(D3)를 통해 연결되는 동시에 접지된 제3저항(R3)이 병렬로 연결되며,The input voltage signal Vin is divided by the first split resistor R1 and the second split resistor R2, and the divided voltage is applied to the base terminal of the transistor TR1, which is an ENP type, and the transistor TR1. In the emitter of the output voltage Vo2 of the voltage output unit 22 is fed back through the third diode (D3) and the grounded third resistor (R3) is connected in parallel,
상기 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에는 입력전압신호(Vin)와 연결되는 제4저항(R4)과 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 게이트단자가 병렬로 연결되고,The gate terminal of the fourth resistor R4 and the fourth PMOS transistor PM4 connected to the input voltage signal Vin is connected to the collector of the transistor TR1 in parallel,
상기 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 켈렉터 단자에는 접지(GND)에 연결된 제5저항(R5)과 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 단자와 제1엔모스 트랜지스터(NM1)의 게이트 단자가 병렬로 연결되고, 상기 제4피모스 트랜지스터(PM4)의 에미터 단자에는 입력전압(Vin)이 연결되며,The selector terminal of the fourth PMOS transistor PM4 has a gate terminal of the fifth resistor R5, a third PMOS transistor PM3 connected to the ground GND, and a gate terminal of the first NMOS transistor NM1. Are connected in parallel, an input voltage Vin is connected to the emitter terminal of the fourth PMOS transistor PM4,
상기 제3피모스 트랜지스터(PM3)의 켈렉터 단자에는 접지(GND)에 연결된 제1엔모스 트랜지스터(NM1)의 드레인 단자와 제2피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트 단자가 병렬로 연결되고, 상기 제3피모스 트랜지스터(PM4)의 에미터 단자에는 입력전압(Vin)이 연결되며,The drain terminal of the first NMOS transistor NM1 connected to the ground GND and the gate terminal of the second PMOS transistor PM3 are connected to the selector terminal of the third PMOS transistor PM3 in parallel. An input voltage Vin is connected to the emitter terminal of the third PMOS transistor PM4.
제1엔모스 트랜지스터(NM1)의 에미터 단자는 접지되어 있는 구조로 이루어진다.The emitter terminal of the first NMOS transistor NM1 has a structure in which it is grounded.
상기 구성에 의한 이 발명의 제3실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 작용은 다음과 같다.The operation of the step-down DC / DC converter according to the third embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
제3실시예는 제2실시예의 구성에서, 제5저항(R5)을 제1엔모스 트랜지스터(NM1)로 대치한 것이며, 제3피모스 트랜지스터(PM3)가 턴온 될 때 턴오프되어 제2실시예에서 제5저항(R5)을 통해 소비되는 전류를 없앤 것이다.The third embodiment replaces the fifth resistor R5 with the first NMOS transistor NM1 in the configuration of the second embodiment, and is turned off when the third PMOS transistor PM3 is turned on to perform the second embodiment. In the example, the current consumed through the fifth resistor R5 is removed.
이와 같은 제3실시예는 누설전류를 줄여, 더욱 정확한 파형을 얻을 수 있다.Such a third embodiment can reduce the leakage current and obtain a more accurate waveform.
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 분할 저항, 트랜지스터 및 다이오드를 이용하여 스위칭 제어부를 구성하고 출력전압을 피드백 입력받아, 출력전압이 스위칭 제어부의 트랜지스터의 베이스 전압으로 결정되도록 함으로써 온도에 무관하게 출력전압을 일정하게 유지할 수 있고, 대전류 구동이 가능한 잇점을 가진 스텝다운 직류/직류 변환기를 제공할 수 있다.As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, the switching control unit is configured using the split resistor, the transistor, and the diode, and the output voltage is fed back so that the output voltage is determined as the base voltage of the transistor of the switching control unit. In this way, it is possible to provide a step-down DC / DC converter having the advantage of keeping the output voltage constant and capable of driving a large current.
도1은 종래의 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도.1 is a block diagram of a conventional step-down DC / DC converter.
도2는 이 발명의 제1실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도.2 is a block diagram of a step-down DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention.
도3은 이 발명의 제2실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도.3 is a block diagram of a step-down DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.
도4는 이 발명의 제3실시예에 따른 스텝다운 직류/직류 변환기의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a step-down DC / DC converter according to a third embodiment of the present invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980012775A KR100529557B1 (en) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | Step-Down DC / DC Converters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980012775A KR100529557B1 (en) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | Step-Down DC / DC Converters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990079888A KR19990079888A (en) | 1999-11-05 |
| KR100529557B1 true KR100529557B1 (en) | 2006-02-17 |
Family
ID=37178870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980012775A KR100529557B1 (en) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | Step-Down DC / DC Converters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100529557B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR890013861A (en) * | 1988-02-16 | 1989-09-26 | 필립스 일렉트로닉스 엔. 브이. | Voltage / current source coupled between positive and negative voltage supply rails |
| KR930018820A (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-22 | 강진구 | Switching mode power supply protection circuit |
| JPH06113480A (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Sanken Electric Co Ltd | Regulator for ac generator |
| JPH088645A (en) * | 1994-06-20 | 1996-01-12 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Oscillation circuit |
-
1998
- 1998-04-10 KR KR1019980012775A patent/KR100529557B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR890013861A (en) * | 1988-02-16 | 1989-09-26 | 필립스 일렉트로닉스 엔. 브이. | Voltage / current source coupled between positive and negative voltage supply rails |
| KR930018820A (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-22 | 강진구 | Switching mode power supply protection circuit |
| JPH06113480A (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Sanken Electric Co Ltd | Regulator for ac generator |
| JPH088645A (en) * | 1994-06-20 | 1996-01-12 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Oscillation circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990079888A (en) | 1999-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8183844B2 (en) | Switching power source | |
| JP4689377B2 (en) | STEP-DOWN SWITCHING REGULATOR, ITS CONTROL CIRCUIT, AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME | |
| US9244102B2 (en) | Comparator, oscillator using the same, dc/dc converter, control circuit thereof, and electronic apparatus | |
| US7075277B2 (en) | DC-DC converter | |
| US7737773B2 (en) | Semiconductor device, step-down chopper regulator, and electronic equipment | |
| US20060255781A1 (en) | Constant voltage power supply | |
| US10958269B2 (en) | Bridge output circuit, power device and semiconductor device | |
| US10622891B2 (en) | Voltage-based auto-correction of switching time | |
| JP3637904B2 (en) | Power circuit | |
| US7990373B2 (en) | Power supply circuit for liquid crystal display device and liquid crystal display device using the same | |
| JP2008178257A (en) | Control circuit for switching regulator, switching regulator utilizing the same, and electronic equipment | |
| JP3608472B2 (en) | Output circuit | |
| US6518804B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| KR100529557B1 (en) | Step-Down DC / DC Converters | |
| JPH10215567A (en) | Power source circuit | |
| KR101274212B1 (en) | Power Factor Correction Circuit | |
| JP2002315311A (en) | Switching regulator | |
| JP2001016084A (en) | Reset circuit | |
| US6307355B1 (en) | Method and apparatus for reducing the power consumption of a voltage regulator | |
| JP4611109B2 (en) | STEP-DOWN SWITCHING REGULATOR, ITS CONTROL CIRCUIT, AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME | |
| US20240128852A1 (en) | Gate-control of a power-switch in a switching converter | |
| US11689195B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP2005032260A (en) | Bootstrap capacitor charge circuit with limited charge current | |
| US20240128873A1 (en) | Optimizing dead-time between end of on-phase of a high-side switch and beginning of on-phase of a low-side switch in a switching converter | |
| JP2596163Y2 (en) | Chopper circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121015 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141030 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151030 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |