KR100561945B1 - 벅 부스트 스위칭 조정기 - Google Patents

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Abstract

벅 부스트 스위칭 조정기는, 제각기 제 1 및 제 2 비교기(4, 5)에 의해 제어되는 벅 스위치(1) 및 부스트 스위치(2)를 포함한다. 제 1 비교기(4)는, 조정기의 출력 전압과, 원하는 조정기의 출력 전압에 대응하는 제어 전압의 차에 응답하여, 벅 스위치(1)의 듀티 사이클 제어 신호를 발생시킨다. 제 2 비교기(5)는 공급 전압에 응답하여 부스트 스위치(2)의 듀티 사이클 제어 신호를 발생시킨다.
벅 스위치, 부스트 스위치, 벅 부스트 스위칭 조정기, 듀티 사이클 제어 신호.

Description

벅 부스트 스위칭 조정기{A BUCK BOOST SWITCHING REGULATOR}
본 발명은, 일반적으로 전압 조정기(voltage regulator)에 관한 것으로써, 특히, 벅 부스트 스위칭 조정기(buck boost switching regulator)에 관한 것이다.
예컨대, 회선 인터페이스 기판의 응용(line interface board applications)에서, 공급 전압은 회선 인터페이스 기판상의 가입자 회선 인터페이스 회로에 발생된다. 이들 공급 전압은, 통상 -48V의 DC 공급 전압으로부터 DC/DC 변환기에 의해 발생된다. 이들 DC/DC 변환기에 의해 발생되는 전압은, 상기 응용에 따라, 통상 -20V와 -120V 사이에 있다.
전압이 접지 전압과 DC 공급 전압 사이에서 발생될 경우에, 소위 벅 조정기(buck regulator)가 적절히 사용된다. DC 공급 전압보다 작은 전압에서는, 소위 부스트 조정기(boost regulator)가 사용된다.
어떤 응용에서는, 공급 전압보다 높은 전압 뿐만 아니라 공급 전압보다 낮은 전압도 동일한 조정기에 의해 발생된다. 이와 같은 경우에, 조합된 벅 부스트 스위칭 조정기가 필요하다.
공지된 벅 부스트 스위칭 조정기의 예는 미국 특허 제4,578,630호에 개시되어 있다.
공지된 벅 부스트 스위칭 조정기는 안정성 문제를 유발시킬 수 있는 2 개의 제어 루프(contol loop)를 가지고 있다. 더욱이, DC 공급 전압 상의 AC 성분 형태의 교란(disturbances)의 억제가 공지된 조정기에서는 잘 이루어지지 않는다. 따라서, 공지된 조정기는, 예컨대 회선 인터페이스 기판의 응용에 사용하기에는 부적절하였다.
본 발명의 목적은, 전술한 문제없이, DC 공급 전압보다 높은 출력 전압 뿐만 아니라 DC 공급 전압보다 낮은 출력 전압도 발생시킬 수 있는 벅 부스트 스위칭 조정기를 제공하는 것이다.
이것은, 본 발명에 따라, 주로 부스트 스위치의 듀티 사이클(duty cycle)이 DC 공급 전압에 의해 제어되고, 스위칭 조정기의 출력 전압에 의해서는 제어되지 않음으로써 달성된다.
따라서, 조정기를 안정화시키기 위해, 벅 스위치 루프(buck switch loop)만을 보상할 필요가 있다. 또한, DC 공급 전압 상의 양호한 교란 억제가 이루어진다.
이하, 본 발명에 대해서 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 벅 부스트 스위칭 조정기의 실시예를 도시한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 벅 부스트 스위칭 조정기의 실시예를 도시한 것으로서, 이 조정기는, 벅 스위치 또는 접지 스위치(1) 및, 부스트 스위치 또는 배터리 스위치(2)를 포함한다. 벅 스위치 및 부스트 스위치(1 및 2)는 제각기 DMOS 트랜지스터(1 및 2)로서 도시되어 있지만, 다른 타입의 스위치도 동등하게 사용될 수 있음을 이해하게 된다.
트랜지스터(1 및 2)의 드레인은 필터(3)의 각각의 입력에 접속되고, 이 필터의 출력은 스위칭 조정기의 출력 단자(VO 및 GND)을 형성하고 있다.
트랜지스터(1 및 2)의 소스는 제각기 공급 전압 단자(VS) 및 접지 단자(GND)에 접속되어 있다. 단자(VS)에 인가된 DC 공급 전압의 DC 레벨은 변화할 수 있고, AC 교란은 DC 공급 전압 상에 발생할 수 있다.
트랜지스터(1 및 2)의 게이트, 즉 트랜지스터(1 및 2)의 듀티 사이클 제어 입력 단자는 제각기 비교기(4 및 5)의 출력에 접속되어 있다.
비교기(4)는, 듀티 사이클 제어 출력 신호를 발생시켜 트랜지스터(1)의 듀티 사이클을 제어하도록 되어 있다. 이 때문에, 비교기(4)의 한 입력은, 순환 램프 신호(recurrent ramp signal)를 발생시키는 램프 발생기(6)의 출력에 접속되는 반면에, 비교기(4)의 다른 입력은 증폭기(7)의 출력에 접속되어 있다. 증폭기(7)의 한 입력은 스위칭 조정기의 출력 단자(VO)에 접속되는 반면에, 상기 증폭기의 다른 입력은 원하는 조정기의 출력 전압에 대응하는 제어 전압을 수신하기 위해 제어 전압 단자(VC)에 접속되어 있다. 제어 전압 단자(VC)는, 예컨대 스위칭 조정기에 출력 단자(VO)를 통해 원하는 전압을 공급할 것을 요구하는 가입자 회선 인터페이스 회로에 접속될 수 있다.
비교기(5)는, 듀티 사이클 제어 출력 신호를 발생시켜 트랜지스터(2)의 듀티 사이클을 제어하도록 되어 있다. 이 때문에, 비교기(5)의 한 입력은 램프 발생기(6)의 출력에 접속되는 반면에, 비교기(5)의 다른 입력은 단자(VS)에 인가된 공급 전압을 원하는 레벨까지 증폭하도록 되어 있는 증폭기(8)의 출력에 접속되어 있다.
본 발명에 따르면, 증폭기(8)의 이득은, 단자(VO)상의 조정기의 출력 전압이 벅 스위치, 즉 트랜지스터(1)의 오프 상태로 발생될 최대 부(negative)의 출력 전압과 동일한 값으로 설정된다.
부스트 스위치, 즉 트랜지스터(2)가 어느 피드백 루프의 부분이 아니므로, 안정성 문제는 전혀 생기지 않는다. 조정기의 안정성은 벅 스위치 루프내의 보상 회로(도시안됨)에 의해서만 보장된다.
더욱이, 부스트 스위치(2)의 듀티 사이클이 단자(VS)에 인가된 DC 공급 전압의 변화에 의해 제어되므로, DC 공급 전압상의 교란 제거는 높아지게 된다. DC 공급 전압이 아주 불안정할 수 있다는 사실을 고려하면, 이것은 지금까지 알려진 벅 부스트 스위칭 조정기에 비해 큰 이점이 된다.

Claims (3)

  1. 벅 스위치(1) 및 부스트 스위치(2)를 포함하는 벅 부스트 스위칭 조정기로서, 각 스위치는 제각기 제 1 및 제 2 비교기(4, 5)의 출력에 접속된 듀티 사이클 제어 입력 단자를 가지는데, 제 1 비교기(4)는, 조정기의 출력 전압과, 원하는 조정기의 출력 전압에 대응하는 제어 전압의 차에 응답하여, 벅 스위치의 듀티 사이클 제어 출력 신호를 발생시키며, 제 2 비교기(5)는, 공급 전압에 응답하여, 부스트 스위치의 듀티 사이클 제어 출력 신호를 발생시키는, 벅 부스트 스위칭 조정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 비교기(4, 5) 양자의 한 입력은 순환 램프 신호를 발생시키는 램프 발생기(6)의 출력에 접속되고, 상기 제 1 비교기(4)의 다른 입력은 조정기의 출력 전압과 제어 전압의 차를 증폭하는 증폭기(7)의 출력에 접속되며, 상기 제 2 비교기(5)의 다른 입력은 공급 전압을 원하는 레벨까지 증폭하는 증폭기(8)의 출력에 접속되는 것을 특징으로 하는 벅 부스트 스위칭 조정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 비교기(5)의 다른 입력에 접속된 증폭기(8)는, 벅 스위치(1)를 오프 상태로 조정기로부터 최대의 부의 출력 전압을 획득하도록 공급 전압을 증폭하는 것을 특징으로 하는 벅 부스트 스위칭 조정기.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107787A (en) * 1998-10-29 2000-08-22 Methode Electronics, Inc. Automobile dashboard light control
JP4439742B2 (ja) * 1999-05-04 2010-03-24 エヌエックスピー ビー ヴィ Ｄｃ−ｄｃコンバータ
WO2000069056A2 (de) * 1999-05-05 2000-11-16 Siemens Ag Österreich Gleichspannungswandler
US6087816A (en) * 1999-06-29 2000-07-11 Maxim Integrated Products, Inc. Step-up/step-down switching regulators and pulse width modulation control therefor
US6459602B1 (en) * 2000-10-26 2002-10-01 O2 Micro International Limited DC-to-DC converter with improved transient response
US6404172B1 (en) * 2000-11-20 2002-06-11 Sigmatel, Inc. Method and apparatus for providing integrated buck or boost conversion
JP4850344B2 (ja) * 2001-03-05 2012-01-11 富士通セミコンダクター株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータ
US6677734B2 (en) * 2001-03-29 2004-01-13 Autoliv Asp, Inc. Non-inverting dual voltage regulation set point power supply using a single inductor for restraint control module
US6507174B1 (en) 2001-09-06 2003-01-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Voltage regulator with clamping circuit
US7042199B1 (en) 2003-07-28 2006-05-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Series connected buck-boost regulator
US7432689B2 (en) * 2006-05-05 2008-10-07 Micrel, Inc. Buck-boost control logic for PWM regulator
US7336056B1 (en) * 2007-01-04 2008-02-26 Rf Micro Devices, Inc. Switching power converter that supports both a boost mode of operation and a buck mode of operation using a common duty-cycle timing signal
FR2929053B1 (fr) * 2008-03-21 2013-08-16 Commissariat Energie Atomique Dispositif de commande d'une alimentation de decoupage dc dc non isolee, du type a n voies entrelacees
US8305061B1 (en) 2008-06-04 2012-11-06 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for digitally controlled buck-boost switching regulator
US8106639B1 (en) 2008-06-09 2012-01-31 National Semiconductor Corporation Feed forward control of switching regulator
US8410763B2 (en) * 2010-01-26 2013-04-02 Freescale Semiconductor, Inc. Controller for buck and boost converter
US8912732B2 (en) * 2010-06-10 2014-12-16 Maxim Integrated Products, Inc. Current sensing for LED drivers
US8508208B2 (en) * 2010-07-02 2013-08-13 Fairchild Semiconductor Corporation Buck-boost regulator with converter bypass function
US8957644B2 (en) 2010-08-25 2015-02-17 Futurewei Technologies, Inc. High efficiency high power density power architecture based on buck-boost regulators with a pass-through band
US9711962B2 (en) 2012-07-09 2017-07-18 Davide Andrea System and method for isolated DC to DC converter
JP5802638B2 (ja) 2012-09-21 2015-10-28 株式会社東芝 昇降圧型電源回路
US10476372B2 (en) 2014-12-22 2019-11-12 Futurewei Technologies, Inc. Buck-boost power converter and method of operation thereof
CN104917383A (zh) * 2015-06-04 2015-09-16 遵义师范学院 一种直流稳压电源
US9998001B1 (en) * 2017-03-22 2018-06-12 Analog Devices, Inc. Zeno phenomenon avoidance in power controller handoff

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245286A (en) * 1979-05-21 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Buck/boost regulator
US4395675A (en) 1981-10-22 1983-07-26 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Transformerless noninverting buck boost switching regulator
US4578630A (en) 1984-11-23 1986-03-25 At&T Bell Laboratories Buck boost switching regulator with duty cycle limiting
US4692686A (en) * 1985-08-20 1987-09-08 Thomas Charles E Low-distortion line voltage regulator
US4733104A (en) * 1985-12-06 1988-03-22 General Electric Company Integrated circuit for controlling power converter by frequency modulation and pulse width modulation
US4716357A (en) * 1985-12-06 1987-12-29 Edward Cooper AC voltage regulator with split primary switching
FR2602926B1 (fr) * 1986-08-14 1992-12-24 Telemecanique Electrique Dispositif de reglage et de dialogue notamment pour variateur de vitesse
US4736151A (en) * 1986-12-23 1988-04-05 Sundstrand Corporation Bi-directional buck/boost DC/DC converter
US5402060A (en) * 1993-05-13 1995-03-28 Toko America, Inc. Controller for two-switch buck-boost converter
US5528125A (en) * 1995-04-05 1996-06-18 Texas Instruments Incorporated Buck-boost switch mode power supply with burst topology
US5602463A (en) * 1995-12-11 1997-02-11 Lockheed Martin Corporation DC power supply with enhanced input power factor using a buck and boost converter
US5714863A (en) * 1996-02-20 1998-02-03 Motorola, Inc. Circuit for enhancing power delivery of an energy source
US5847554A (en) * 1997-06-13 1998-12-08 Linear Technology Corporation Synchronous switching regulator which employs switch voltage-drop for current sensing

Also Published As

Publication number Publication date
CN1265782A (zh) 2000-09-06
HK1030689A1 (en) 2001-05-11
TW354864B (en) 1999-03-21
SE9702870D0 (sv) 1997-08-06
WO1999008370A1 (en) 1999-02-18
AU8371998A (en) 1999-03-01
US5949224A (en) 1999-09-07
CA2299525A1 (en) 1999-02-18
KR20010022479A (ko) 2001-03-15
JP2001512959A (ja) 2001-08-28
EP1002360A1 (en) 2000-05-24
SE510611C2 (sv) 1999-06-07
SE9702870L (sv) 1999-02-07
CN1115761C (zh) 2003-07-23

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