KR100596555B1 - 제어 출력 임피던스를 갖는 전류 모드 직류/직류 컨버터 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (32)
- 출력 전압을 갖고 출력 전류를 부하에 공급하는 DC/DC 컨버터로서,(a) 기준 입력 및 서밍 입력을 갖는 에러 증폭기;(b) 상기 에러 신호를 수신하는 비교기; 및(c) 온 및 오프 상태를 갖는 전원 스위치를 포함하며,상기 기준 입력은 기준 전압에 전기적으로 연결되고, 상기 서밍 입력은 DC/DC 컨버터의 출력 전압 및 출력 전류 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 서밍 입력은 상기 출력 전압 및 출력 전류를 함께 가산하도록 구성되고, 상기 에러 증폭기는 상기 에러 신호를 발생하고 적어도 부분적으로 상기 출력 전압 및 출력 전류에 따라 상기 에러 신호를 조정하도록 구성되며,상기 비교기는 전압 램프 신호에 전기적으로 연결된 램프 입력을 가지며, 상기 비교기는 비교기 출력 신호를 갖고, 상기 비교기 출력 신호는 적어도 부분적으로 상기 에러 입력에 기초하며,상기 전원 스위치는 상기 온 상태일 때 직류 전류를 부하에 공급하도록 구성되고, 상기 전원 스위치는 상기 비교기 출력 신호에 전기적으로 연결된 제어 입력을 가지며, 상기 전원 스위치는 상기 비교기 출력 신호에 응답하여 상기 온 상태와 상기 오프 상태사이에서 천이되고, 이로써 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전원 스위치는,출력 전류를 부하에 공급하기 위해 적어도 하나의 전원 트랜지스터를 포함하며; 또한,제 1 회로 노드 및 부하사이에 전기적으로 연결된 인덕터;상기 제 1 회로 노드 및 접지사이에 전기적으로 연결된 다이오드; 및전류 입력, 전류 출력, 및 감지 출력을 갖는 전류 센서를 더 포함하며,상기 제 1 회로 노드는 상기 전원 스위치 및 부하의 중간에 위치되고, 상기 인덕터는 상기 출력 전류를 상기 부하에 전송하며,상기 다이오드는 상기 전원 스위치가 상기 오프 상태에 있을 때 상기 부하로부터 흘러나오는 리턴 부하 전류를 전송하도록 구성되고,상기 출력 전류는 상기 전류 입력으로 들어가서 상기 전류 출력으로 나오며, 상기 전류 출력은 상기 제 1 회로 노드에 전기적으로 연결되고, 상기 전류 센서는 상기 부하 전류 및 상기 리턴 부하 전류 중 적어도 하나를 감지하여 상기 출력 전류를 나타내는 센서 출력 신호를 상기 감지 출력으로부터 발생하도록 구성되며, 상기 센서 출력 신호는 상기 에러 증폭기의 상기 서밍 입력에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 1 항에 있어서, 분압기 입력 및 분압기 출력을 갖는 분압기를 포함하며, 상기 분압기 입력은 상기 출력 전압 및 상기 전류 센서의 상기 감지 출력에 전기적으로 연결되고, 상기 분압기 출력은 상기 에러 증폭기의 상기 서밍 입력에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 1 항에 있어서, 서밍 회로는,상기 에러 증폭기의 상기 서밍입력과 상기 출력 전압사이에 전기적으로 연결된 제 1 저항기;상기 서밍입력과 상기 전류 센서의 상기 감지 출력사이에 전기적으로 연결된 제 2 저항기; 및상기 서밍입력 및 접지사이에 전기적으로 연결된 제 3 저항기를 갖는 분압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 1 항에 있어서, 서밍 회로는,상기 에러 증폭기의 상기 서밍 입력 및 상기 출력 전압사이에 전기적으로 연결된 출력 전압 저항기를 갖는 분압기;상기 서밍 입력에 전기적으로 연결되고, 상기 출력 전류를 나타내는 전압 신호를 전류 신호로 변환하기 위한 전압/전류 컨버터; 및상기 서밍 입력 및 접지사이에 연결된 제 2 저항기를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 출력 전류를 갖는 DC/DC 컨버터의 출력 전압에서 드룹(droop)을 제공하는 방법으로서,(a) 상기 출력 전류를 나타내는 출력 전류 신호를 결정하기 위해 상기 출력 전류를 감지하는 단계;(b) 상기 출력 전압을 나타내는 출력 전압 신호를 결정하기 위해 상기 출력 전압을 감지하는 단계;(c) 상기 출력 전류 신호 및 상기 출력 전압 신호를 서밍하고 이로 인해 전압 귀환 신호를 결정하는 단계;(d) 에러 신호를 결정하기 위해 기준 전압과 상기 전압 귀환 신호를 비교하는 단계;(e) 램프 전압 신호와 상기 에러 신호를 비교하고 이로 인해 전류 제어 신호를 결정하는 단계; 및(f) 적어도 부분적으로 상기 전류 제어 신호를 기초로 상기 출력 전압을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력 전압에서의 드룹 제공 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 감지 단계는 전류 센서로 상기 출력 전류를 감지하고, 상기 전류 센서는 상기 출력 전류 신호를 발생시키는 것을 포함하며, 상기 서밍 단계는 상기 출력 전류 신호 및 상기 출력 전압 신호를 함께 가산하기 위해 구성된 서밍 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력 전압에서의 드룹 제공 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 비교 단계는 서밍 입력, 상기 서밍 입력에 전기적으로 연결된 각각의 상기 출력 전류 신호 및 상기 출력 전압 신호를 갖는 에러 증폭기를 포함하고, 상기 에러 증폭기는 기준 전압 공급에 전기적으로 연결된 기준 입력을 갖고, 상기 에러 증폭기는 상기 출력 전류 신호 및 상기 출력 전압 신호의 합 및 기준 전압간의 차이를 나타내는 에러 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력 전압에서의 드룹 제공 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 비교 단계는 상기 에러 신호에 전기적으로 연결된 제 1 입력 및 전압 램프 신호에 연결된 제 2 입력을 포함하고, 상기 비교기는 상기 에러 신호를 상기 전압 램프 신호와 비교하고 상기 전류 제어 신호를 발생하며, 및 상기 제어 단계는 상기 전류 제어 신호를 적어도 하나의 전원 트랜지스터에 전기적으로 연결하고, 상기 전원 트랜지스터는 상기 전류 제어 신호에 응답하여 출력 전류를 조절하여 공급하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력 전압에서의 드룹 제공 방법.
- 출력전압을 가지며, 부하에 출력전류를 공급하는 DC/DC 컨버터를 제어하는 방법으로서, 상기 방법은:상기 출력전류를 나타내는 신호를 수신하는 단계;상기 출력전압을 나타내는 신호를 수신하는 단계;상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호, 및 제 1 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 에러신호를 출력하는 단계;상기 에러신호 및 제 2 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 비교신호를 출력하는 단계; 및상기 비교신호의 적어도 일부분을 기초로 DC/DC 컨버터를 제어하는 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 제어방법.
- 출력전류를 갖는 DC/DC 컨버터의 출력전압에서 드룹을 제공하는 방법으로서, 상기 방법은:상기 출력전류를 나타내는 출력전류신호를 결정하는 단계;상기 출력전압을 나타내는 출력전압신호를 결정하는 단계;상기 출력전류신호, 상기 출력전압신호, 및 제 1 기준신호를 결합함으로써, 에러 신호를 결정하는 단계;상기 에러 신호를 제 2 기준신호와 비교함으로써, 제어신호를 결정하는 단계; 및상기 제어신호의 적어도 일부분을 기초로 DC/DC 컨버터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력전압에서 드룹을 제공하는 방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호인 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 제어방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제어신호를 출력하는 단계에는 SR 래치를 구비하여 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 제어방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 에러신호를 출력하는 단계 이전에, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호, 및 제 1 기준신호 중 적어도 두 개를 합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 제어방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호인 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력전압에서 드룹을 제공하는 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 출력전류신호, 상기 출력전압신호, 및 상기 제 1 기준신호를 결합함으로써, 에러 신호를 결정하는 단계는;상기 출력전류신호, 상기 출력전압신호, 및 상기 제 1 기준신호 중에서 적어도 두 개를 결합함으로써 제 1 결합신호를 생성하는 단계; 및상기 출력전류신호, 상기 출력전압신호, 및 상기 제 1 기준신호 중 나머지 하나를 상기 제 1 결합신호와 결합함으로써 상기 에러 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터의 출력전압에서 드룹을 제공하는 방법.
- 출력전압을 가지며, 부하에 출력전류를 공급하는 DC/DC 컨버터를 위한 제어기로서, 상기 제어기는:상기 출력전류를 나타내는 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 노드;상기 출력전압을 나타내는 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 노드;상기 적어도 하나의 제 1 노드로부터의 상기 출력전류를 나타내는 신호와 상기 적어도 하나의 제 2 노드로부터의 상기 출력전압을 나타내는 신호에 대하여 응답하고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호, 및 제 1 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 에러 신호를 출력하는 에러 증폭기;상기 에러 증폭기에 대하여 응답하고, 상기 에러 신호와 제 2 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 비교출력신호를 출력하는 비교기; 및상기 비교출력신호에 대하여 응답하고, 상기 비교출력신호의 적어도 일부분을 기초로 DC/DC 컨버터를 제어하는 제어신호를 공급하는 출력회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터를 위한 제어기.
- 출력전류와 출력전압을 가지는 DC/DC 컨버터를 제어하는 회로로서, 상기 회로는:상기 출력전류를 나타내는 신호, 상기 출력전압을 나타내는 신호 및 제 1 기준신호를 결합함으로써 에러신호를 결정하는 회로;상기 에러신호에 대하여 응답하며, 상기 에러신호와 제 2 기준신호를 비교함으로써 제어신호를 결정하는 비교기; 및상기 비교기로부터의 상기 제어신호에 대하여 응답하며, 상기 제어신호의 적어도 일부분을 기초로 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 출력회로를 포함하는 DC/DC 컨버터 제어회로.
- 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터를 위한 제어기.
- 제 17 항에 있어서, 상기 에러 증폭기의 하나의 입력에 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 상기 제 1 기준신호 중 적어도 두 개를 결합하는 가산회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터를 위한 제어기.
- 제 17 항에 있어서, 상기 출력회로는 SR 래치로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터를 위한 제어기.
- 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터를 위한 제어기.
- 출력전압을 가지며, 부하에 출력전류를 공급하는 DC/DC 컨버터로서, 상기 DC/DC 컨버터는:적어도 하나의 전원스위치;상기 적어도 하나의 전원스위치와 연결되고, 상기 출력전류를 통과시켜서 컨버터를 위한 상기 출력전압을 공급하는 인덕터;상기 전원스위치에 연결되고, 상기 출력전류를 나타내는 신호를 생성하는 전류 감지회로;상기 인덕터의 출력과 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호를 전송하는 귀환 경로;상기 전류 감지회로로부터의 상기 출력전류를 나타내는 신호와 상기 귀환 경로로부터의 상기 출력전압을 나타내는 신호에 대하여 응답하고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 제 1 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 에러신호를 출력하는 에러 증폭기;상기 에러 증폭기로부터의 상기 에러신호에 대하여 응답하고, 상기 에러신호와 제 2 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 비교출력신호를 출력하는 비교기; 및상기 비교기로부터의 상기 비교출력신호에 대하여 응답하고, 상기 비교신호의 적어도 일부분을 기초로 상기 컨버터의 상기 출력전압과 상기 출력전류를 제어하는 제어신호를 상기 전원스위치에 공급하는 출력회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 23 항에 있어서, 상기 에러 증폭기의 하나의 입력에 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 상기 제 1 기준신호 중 적어도 두 개를 결합하는 가산회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 출력전압을 가지며, 부하에 출력전류를 공급하는 DC/DC 컨버터로서, 상기 DC/DC 컨버터는:적어도 하나의 전원스위치;상기 적어도 하나의 전원스위치와 연결되고, 상기 출력전류를 통과시켜서 상기 컨버터를 위한 상기 출력전압을 공급하는 인덕터;상기 전원스위치에 연결되고, 상기 출력전류를 나타내는 신호를 생성하는 전류 감지회로;상기 인덕터의 출력과 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호를 전송하는 귀환 경로;상기 전류 감지회로로부터의 상기 출력전류를 나타내는 신호와 상기 귀환 경로로부터의 상기 출력전압을 나타내는 신호에 대하여 응답하고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 제 1 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 에러신호를 출력하는 에러 증폭기;상기 에러 증폭기로부터의 상기 에러신호에 대하여 응답하고, 상기 에러신호와 제 2 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 비교출력신호를 출력하는 비교기를 포함하고,상기 적어도 하나의 전원스위치는 상기 비교출력신호의 적어도 일부분을 기초로 제어되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 26 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 26 항에 있어서, 상기 에러 증폭기의 하나의 입력에 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 상기 제 1 기준신호 중 적어도 두 개를 결합하는 가산회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 출력전압을 가지며, 부하에 출력전류를 공급하는 DC/DC 컨버터로서, 상기 DC/DC 컨버터는:적어도 하나의 전원스위치;상기 적어도 하나의 전원스위치와 연결되고, 상기 출력전류를 통과시켜서 상기 컨버터를 위한 상기 출력전압을 공급하는 인덕터;상기 전원스위치에 연결되고, 상기 출력전류를 나타내는 신호를 생성하는 전류 감지회로;상기 인덕터의 출력과 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호를 전송하는 귀환 경로;상기 전류 감지회로로부터의 상기 출력전류를 나타내는 신호와 상기 귀환 경로로부터의 상기 출력전압을 나타내는 신호에 대하여 응답하고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 제 1 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 에러신호를 출력하는 에러 증폭기;상기 에러 증폭기로부터의 상기 에러신호에 대하여 응답하고, 상기 에러신호와 제 2 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 비교출력신호를 출력하는 비교기; 및상기 비교기로부터의 상기 비교출력신호에 대하여 응답하고, 상기 비교신호의 적어도 일부분을 기초로 상기 전원스위치에 제어신호를 공급하여 상기 컨버터의 상기 출력전압과 상기 출력전류를 제어하는 출력회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 29 항에 있어서, 상기 제 2 기준신호는 램프신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 제 29 항에 있어서, 상기 에러 증폭기의 하나의 입력에 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 상기 제 1 기준신호 중 적어도 두 개를 결합하는 가산회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC 컨버터.
- 기능회로; 및출력전압을 가지며, 상기 기능회로에 출력전류를 공급하는 DC/DC 컨버터로 구성되며, 상기 DC/DC 컨버터는:적어도 하나의 전원스위치;상기 적어도 하나의 전원스위치와 연결되고, 상기 출력전류를 통과시켜서 상기 컨버터를 위한 상기 출력전압을 공급하는 인덕터;상기 전원스위치에 연결되고, 상기 출력전류를 나타내는 신호를 수신하는 전류 감지회로;상기 인덕터의 출력과 연결되고, 상기 출력전압을 나타내는 신호를 전송하는 귀환 경로;상기 전류 감지회로로부터의 상기 출력전류를 나타내는 신호와 상기 귀환 경로로부터의 상기 출력전압을 나타내는 신호에 대하여 응답하고, 상기 출력전압을 나타내는 신호, 상기 출력전류를 나타내는 신호 및 제 1 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 에러신호를 출력하는 에러 증폭기;상기 에러 증폭기로부터의 상기 에러신호에 대하여 응답하고, 상기 에러신호와 제 2 기준신호의 적어도 일부분을 기초로 비교출력신호를 출력하는 비교기를 포함하고,상기 적어도 하나의 전원스위치는 상기 비교출력신호의 적어도 일부분을 기초로 제어되는 것을 특징으로 하는 회로.
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