KR100912934B1 - 직류/직류 변환기 - Google Patents

직류/직류 변환기 Download PDF

Info

Publication number
KR100912934B1
KR100912934B1 KR1020070025707A KR20070025707A KR100912934B1 KR 100912934 B1 KR100912934 B1 KR 100912934B1 KR 1020070025707 A KR1020070025707 A KR 1020070025707A KR 20070025707 A KR20070025707 A KR 20070025707A KR 100912934 B1 KR100912934 B1 KR 100912934B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
field effect
terminal
voltage
effect transistor
Prior art date
Application number
KR1020070025707A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080084268A (ko
Inventor
우영진
조규하
Original Assignee
(주)제이디에이테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)제이디에이테크놀로지 filed Critical (주)제이디에이테크놀로지
Priority to KR1020070025707A priority Critical patent/KR100912934B1/ko
Publication of KR20080084268A publication Critical patent/KR20080084268A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100912934B1 publication Critical patent/KR100912934B1/ko

Links

Images

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
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04—Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04106—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit in field-effect transistor switches
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 직류/직류 변환기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 일단이 입력단에 전기적으로 연결된 인덕터부와, 인덕터부의 타단과 기저 전압원 사이에 설치되어, 인덕터부에 에너지를 충전하는 충전 스위치와, 인덕터부의 타단과 출력단 사이에 설치되어, 인덕터부에 충전된 에너지를 출력단으로 출력하는 출력 스위치 및 출력단의 전압을 피드백 받아, 출력단의 전압을 분배한 전압에 기초하여 충전 스위치와 출력 스위치의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함한다.
이러한 본 발명에 따르면 에너지 효율이 향상되고, 작은 면적의 칩 상에 구현될 수 있는 직류/직류 변환기가 제공된다.
직류/직류 변환기, 출력 스위치 구동부, 충전 스위치 구동부, 커패시터부, 전압 레귤레이터

Description

직류/직류 변환기{DC/DC CONVERTER}
도 1 및 도 2는 종래의 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 직류/직류 변환기에 포함된 출력 스위치 구동부와 충전 스위치 구동부의 구현 예를 나타낸 도면.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****
31: 인덕터부
32: 충전스위치
33: 출력 스위치
34: 제어부
35: 전압 레귤레이터
341: 충전 스위치 구동부
342: 출력 스위치 구동부
343: 커패시터부
N1: 출력 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자
N2: 출력 스위치 구동부의 출력 단자
N3: 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자
N4: 충전 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자
N5: 충전 스위치 구동부의 출력 단자
N6: 충전 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자
N7: 커패시터부의 일단
본 발명은 직류/직류 변환기에 관한 것이다.
직류/직류변환기는 입력 전압을 승압하거나 강압하여 출력단으로 출력하는 회로이다. 이러한 직류/직류 변환기는 휴대용 전자기기, 디스플레이 등의 다양한 전자기기를 구성하는 필수적인 요소이다.
예를 들어, 수동 구동형 (Passive Matrix) 유기발광다이오드 (OLED) 디스플레이를 구동하기 위하여 대략 18 V 정도의 전압이 필요한데, 리튬이온 배터리의 전압이 대략 3.7 V 이므로 승압형 직류/직류 변환기가 필요하다.
도 1 및 도 2는 종래의 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
도 1은 인덕터(L)에 저장된 에너지를 다이오드(DS)를 이용하여 출력단(OUT)으로 출력하는 방식이고, 도 2는 인덕터(L)에 저장된 에너지를 피모스 전계효과트랜지스터(MP)를 이용하여 출력단(OUT)으로 출력하는 방식이다.
도 1에 개시된 방식에 따르면, 출력단(OUT)의 전압이 입력단(IN)의 전압보다 낮을 경우에 입출력간이 단락되므로 그 경로를 제어하기 위한 추가의 큰 스위치가 필요하고, 그 스위치는 주 전류가 흐르는 선상에 있으므로 큰 면적(die area)을 차지하게 되어 추가적인 손실을 가져오는 문제점이 있다.
도 2에 개시된 방식에 따르면, 출력단(OUT)의 전압이 스위치의 게이트 절연 파괴 전압 근처 이상으로 상승할 경우 스위치의 안정성이 저하되고 스위칭 손실에 의한 효율이 저하되는 문제점이 있다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 즉, 피모스 게이트 드라이버(PMOS Gate Driver)와 엔모스 게이트 드라이버(NMOS Gate Driver)는 직류/직류 변환기의 출력단(OUT)의 전압으로 구동되어 각각 피모스 스위치(MP)와 엔모스 스위치(MN)를 스위치를 끄고 켜는 동작을 한다. 그러나, 출력단(OUT)의 전압이 입력단(IN)의 전압에 비해 상당히 높아 전압 변환 비율이 큰 경우, 1) 공정(process)에서 제공하는 소자의 동작 영역 전압을 고려하였을 때 출력단의 전압을 게이트 구동에 이용할 수 없는 경우가 있으며, 2) 높은 출력단의 전압을 바로 게이트 구동에 이용하므로 직류/직류 변환기의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 에너지 효율이 향상된 직류/직류 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 작은 면적의 칩에 구현될 수 있는 직류/직류 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 일단이 입력단에 전기적으로 연결된 인덕터부와, 상기 인덕터부의 타단과 기저 전압원 사이에 설치되어, 상기 인덕터부에 에너지를 충전하는 충전 스위치와, 상기 인덕터부의 타단과 출력단 사이에 설치되어, 상기 인덕터부에 충전된 에너지를 출력단으로 출력하는 출력 스위치 및 상기 출력단의 전압을 피드백 받아, 상기 출력단의 전압을 분배한 전압에 기초하여 상기 충전 스위치와 상기 출력 스위치의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 충전 스위치의 스위칭을 제어하는 충전 스위치 구동부와, 상기 출력 스위치의 스위칭을 제어하는 출력 스위치 구동부 및 일단이 상기 충전 스위치 구동부와 상기 출력 스위치 구동부의 연결 노드에 전기적으로 연결되고, 타단이 기저 전압원 전기적으로 연결된 커패시터부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 충전 스위치 구동부와 상기 출력 스위치 구동부의 연결 노드의 전압은 실질적으로 상기 출력단의 전압의 1/2 것이 바람직하다.
상기 출력 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자는 상기 출력단에 전 기적으로 연결되고, 상기 출력 스위치 구동부의 출력 단자는 상기 출력 스위치의 제어 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자는 상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 충전 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자는 상기 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 충전 스위치 구동부의 출력 단자는 상기 충전 스위치의 제어 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 충전 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자는 상기 기저 전압원에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 출력 스위치 구동부와 상기 충전 스위치 구동부는 상호 대칭 구조인 것이 바람직하다.
상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결되어 상기 커패시터부 양단의 전압 레벨을 일정하게 유지하는 전압 레귤레이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전압 레귤레이터의 비반전단자에 기준 전압이 인가되고, 상기 전압 레귤레이터의 반전단자와 출력단자는 상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 전압 레귤레이터의 하이 레벨의 바이어스 단자는 상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 전압 레귤레이터의 로우 레벨의 바이어스 단자는 상기 입력단에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 직류/직류 변환기는 인덕터부(31)와, 충전 스위치(32)와, 출력 스위치(33) 및 제어부(34)를 포함한다.
인덕터부(31)의 일단은 입력단(IN)에 전기적으로 연결되고, 인덕터부(31)의 타단은 출력 스위치(33)를 사이에 두고 출력단(OUT)에 전기적으로 연결된다. 이러한 인덕터부(31)는 후술하는 바와 같이 입력단(IN)으로부터 공급되는 에너지가 저장되는 곳이다.
충전 스위치(32)는 인덕터부(31)의 타단과 기저 전압원 사이에 설치되어, 입력단(IN)으로부터 공급되는 에너지를 인덕터부(31)에 충전시킨다. 이하에서는 충전 스위치(32)가 엔모스 전계효과트랜지스터인 경우를 예로 들어 설명한다. 충전 스위치(32)가 엔모스 전계효과트랜지스터인 경우, 충전 스위치(32)의 드레인은 인덕터부(31)의 타단과 전기적으로 연결되고, 충전 스위치(32)의 소오스는 기저 전압원에 전기적으로 연결되고, 충전 스위치(32)의 게이트는 후술하는 충전 스위치 구동부의 출력단자(N5)에 전기적으로 연결된다. 이러한 충전 스위치(32)는 충전 스위치 구동부(341)의 제어신호에 따라 스위칭됨으로써, 인덕터부(31)에 에너지를 충전시킨다.
출력 스위치(33)는 인덕터부(31)의 타단과 출력단(OUT) 사이에 설치되어, 인덕터부(31)에 충전된 에너지를 출력단(OUT)으로 출력한다. 이하에서는 출력 스위치(33)가 피모스 전계효과트랜지스터인 경우를 예로 들어 설명한다. 출력 스위치(33)가 피모스 전계효과트랜지스터인 경우, 출력 스위치(33)의 소오스는 인덕터 부(31)의 타단과 전기적으로 연결되고, 출력 스위치(33)의 드레인은 출력단에 전기적으로 연결되고, 출력 스위치(33)의 게이트는 후술하는 출력 스위치 구동부의 출력단자(N2)에 전기적으로 연결된다. 이러한 출력 스위치(33)는 출력 스위치 구동부(342)의 제어신호에 따라 스위칭됨으로써, 인덕터부(31)에 충전된 에너지를 출력단(OUT)으로 출력한다.
제어부(34)는 출력단(OUT)의 전압(VOUT)을 피드백 받아, 출력단(OUT)의 전압(VOUT)을 분배한 전압에 기초하여 충전 스위치(32)와 출력 스위치(33)의 스위칭을 제어한다.
이러한 제어부(34)는 충전 스위치 구동부(341)와, 출력 스위치 구동부(342) 및 커패시터부(343)를 포함하는 것이 바람직하다.
출력 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자(N1)는 출력단(OUT)에 전기적으로 연결되고, 출력 스위치 구동부의 출력 단자(N2)는 출력 스위치(33)의 제어 단자인 출력 스위치(33)의 게이트에 전기적으로 연결되고, 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N3)는 커패시터부의 일단(N7)에 전기적으로 연결되고, 충전 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자(N4)는 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N3)에 전기적으로 연결되고, 충전 스위치 구동부의 출력 단자(N5)는 충전 스위치(32)의 제어 단자인 충전 스위치(32)의 게이트에 전기적으로 연결되고, 충전 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N6)는 기저 전압원에 전기적으로 연결된다. 이러한 출력 스위치 구동부(342)와 충전 스위치 구동부(341)는 상호 대칭 구조일 수 있다. 이에 따라 출력 스위치 구동부의 하이 레벨 의 바이어스 단자(N1)는 출력단(OUT)의 전압(VOUT)을 유지하고, 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N3)와 충전 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자(N4)는 실질적으로 출력단(OUT)의 전압(VOUT)의 1/2 전압(VOUT/2)을 유지하고, 충전 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N6)는 기저 전압을 유지한다. 이에 따라 출력 스위치 구동부(342)는 출력단의 전압(VOUT)과 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2) 사이에서 동작하고, 충전 스위치 구동부(341)는 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2)과 기저 전압 사이에서 동작하게 되어, 출력 스위치(33)와 충전 스위치(32)의 게이트 구동을 위한 전력 소모를 줄인다. 또한, 커패시터부의 일단(N7)이 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N3)와 충전 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자(N4)에 전기적으로 연결되고 커패시터부(343)의 타단이 기저 전압원에 전기적으로 연결되어 있어서, 출력 스위치 구동부(342)가 출력 스위치(33) 구동에 사용한 전류를 충전 스위치 구동부(341)가 충전 스위치(32)를 구동하는데 사용할 수 있다. 즉, 출력 스위치 구동부(342)가 출력 스위치(33) 구동에 사용한 전류를 커패시터부(343)에 충전한 후, 충전 스위치 구동부(341)가 커패시터부(343)에 충전된 전류를 충전 스위치(32) 구동에 재사용하는 것이다. 이와 같은 본 발명은 출력단의 전압(VOUT)이 출력 스위치(33) 또는 충전 스위치(32)의 게이트-소스 간 절연파괴 전압 이상일 경우에 특히 유용하다.
출력 스위치 구동부(342)와 충전 스위치 구동부(341)의 구현 예가 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 출력 스위치 구동부(342)와 충전 스위치 구동 부(341)의 구현 회로가 동일하므로, 이하에서는 도 6이 출력 스위치 구동부(342)라고 가정하고 설명한다.
도 6을 참조하면, 출력 스위치 구동부(342)는 제1 내지 제3 피모스 전계효과트랜지스터(MP1, MP2, MP3)와 제1 내지 제3 엔모스 전계효과트랜지스터(MN1, MN2, MN3)를 포함한다.
제1 피모스 전계효과트랜지스터(MP1)의 소오스와 제3 피모스 전계효과트랜지스터(MP3)의 소오스는 전기적으로 공통 연결되어 출력 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자(N1)를 이루고, 제3 피모스 전계효과트랜지스터(MP3)의 드레인과 제3 엔모스 전계효과트랜지스터(MN3)의 드레인은 전기적으로 공통 연결되어 출력 스위치 구동부의 출력 단자(N2)를 이루고, 제2 엔모스 전계효과 트랜지스터(MN2)의 소오스와 제3 엔모스 전계효과트랜지스터(MN3)의 소오스는 전기적으로 공통 연결되어 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자(N3)를 이룬다.
제1 피모스 전계효과트랜지스터(MP1), 제1 엔모스 전계효과트랜지스터(MN1), 제2 피모스 전계효과트랜지스터(MP2), 제2 엔모스 전계효과트랜지스터(MN2)의 게이트는 노드 A에서 전기적으로 공통 연결되고, 노드 A에 출력 스위치 구동부(342)를 구동하기 위한 로직 레벨의 제1 제어신호가 입력된다.
제1 피모스 전계효과트랜지스터(MP1)의 드레인과 제1 엔모스 전계효과트랜지스터(MN1)의 드레인과 제3 피모스 전계효과트랜지스터(MP3)의 게이트 및 제2 피모스 전계효과트랜지스터(MP2)의 드레인은 노드 B에서 전기적으로 공통 연결된다.
제1 엔모스 전계효과트랜지스터(MN1)의 소오스와 제2 피모스 전계효과트랜지 스터(MP2)의 드레인과 제2 엔모스 전계효과트랜지스터(MN2)의 드레인 및 제3 엔모스 전계효과트랜지스터(MN3)의 게이트는 노드 C에서 전기적으로 공통 연결된다.
이와 같이 출력 스위치 구동부(342)의 구조를 단순화하여 출력 스위치 구동부(342)를 포함하는 직류/직류 변환기의 사이즈를 줄임으로써, 직류/직류 변환기를 작은 면적의 칩 상에 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류/직류 변환기는 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 직류/직류 변환기에 전압 레귤레이터(35)를 추가한 구조를 갖는다. 전압 레귤레이터(35)의 비반전 단자에 기준 전압(Vref)이 인가되고, 전압 레귤레이터(35)의 반전 단자와 출력 단자는 커패시터부의 일단(N7)에 전기적으로 연결된다. 전압 레귤레이터(35)는 커패시터부(343) 양단의 전압을 일정하게 유지한다. 이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류/직류 변환기에 포함된 전압 레귤레이터(35)의 기능 및 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 소자의 특성상 피모스 전계효과트랜지스터로 이루어진 출력 스위치(33)의 크기가 엔모스 전계효과트랜지스터로 이루어진 충전 스위치(32)의 크기보다 크므로, 출력 스위치(33)의 게이트 커패시턴스가 충전 스위치(32)의 게이트 커패시턴스보다 크다. 정상 상태에서, 출력 스위치 구동부(342)로부터 흘러나오는 평균 전류(IP)와 충전 스위치 구동부(341)로 흘러들어가는 평균 전류(IN)는 같아야 하므로, 커패시터부의 일단(N7)의 전압은 출력단 전압(VOUT)의 절반보다 위쪽 으로 치우치게 된다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류/직류 변환기에 포함된 전압 레귤레이터(35)는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이다.
도 4를 참조하면, 전압 레귤레이터(35)의 비반전 단자에 인가되는 기준 전압(Vref)이 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2)이라면, 커패시터부의 일단(N7)의 전압은 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2)으로 유지된다. 따라서 출력 스위치 구동부(342)는 출력단의 전압(VOUT)과 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2) 사이에서 구동되고, 충전 스위치 구동부(341)는 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2)과 기저 전압 사이에서 구동된다. 그리고 출력 스위치 구동부(342)에서 흘러나오는 평균 전류(IP)와 충전 스위치 구동부(341)로 흘러들어가는 평균 전류(IN)의 차이만큼의 전류(IP-IN)는 전압 레귤레이터(35)에서 싱크(sink)된다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 직류/직류 변환기는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 직류/직류 변환기와 비교하여, 바이어스(bias) 구조에 있어서 차이점이 있다.
이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 전압 레귤레이터(35)의 하이 레벨의 바이어스 단자는 커패시터부의 일단(N7)에 전기적으로 연결되고, 전압 레귤레이터(35)의 로우 레벨의 바이어스 단자는 입력단(IN)에 전기적으로 연결된다.
이러한 구조에 의하면, 전압 레귤레이터(35)의 하이 레벨의 바이어스 전압은 출력단의 전압의 1/2 전압(VOUT/2)이 되고, 전압 레귤레이터(35)의 로우 레벨의 바이어스 전압은 입력단의 전압(VIN)이 된다. 이에 따라, 전압 레귤레이터(35)가 감당해야 할 전류(IP-IN)의 일부를 분기시켜 전압 레귤레이터(35)의 바이어스 전류(IB)로 이용함으로써, 전압 레귤레이터(35)에서의 손실을 최소화한다. 또한, 커패시터부의 일단(N7)의 전압을 조정하는데 사용된 전류(IP-IN)를 입력단(IN)으로 흘려보내 에너지를 입력단(IN)으로 환원한다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 에너지 효율이 향상된 직류/직류 변환기가 제공되는 효과가 있다.
또한, 작은 면적의 칩에 구현될 수 있는 직류/직류 변환기가 제공되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 일단이 입력단에 전기적으로 연결된 인덕터부;
    상기 인덕터부의 타단과 기저 전압원 사이에 설치되어, 상기 인덕터부에 에너지를 충전하는 충전 스위치;
    상기 인덕터부의 타단과 출력단 사이에 설치되어, 상기 인덕터부에 충전된 에너지를 출력단으로 출력하는 출력 스위치; 및
    상기 출력단의 전압을 피드백 받아, 상기 출력단의 전압을 분배한 전압에 기초하여 상기 충전 스위치와 상기 출력 스위치의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 충전 스위치의 스위칭을 제어하는 충전 스위치 구동부;
    상기 출력 스위치의 스위칭을 제어하는 출력 스위치 구동부; 및
    일단이 상기 충전 스위치 구동부와 상기 출력 스위치 구동부의 연결노드에 접속되고, 타단이 기저전압원과 접속된 커패시터부를 포함하고,
    상기 출력 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자는 상기 출력단에 접속되고, 출력 단자는 상기 출력 스위치의 제어 단자에 접속되고, 로우 레벨의 바이어스 단자는 상기 커패시터부의 일단에 접속되고,
    상기 충전 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자는 상기 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자에 접속되고, 출력 단자는 상기 충전 스위치의 제어 단자에 접속되고, 로우 레벨의 바이어스 단자는 상기 기저전압원에 접속되고,
    상기 충전 스위치 구동부는 상기 출력 스위치 구동에 사용된 전류를 상기 커패시터부에 충전하여 상기 충전 스위치 구동에 재사용하는, 직류/직류 변환기.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 충전 스위치 구동부와 상기 출력 스위치 구동부의 연결 노드의 전압은 상기 출력단의 전압의 1/2인, 직류/직류 변환기.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 출력 스위치 구동부와 상기 충전 스위치 구동부는 상호 대칭 구조인, 직류/직류 변환기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결되어 상기 커패시터부 양단의 전압 레벨을 일정하게 유지하는 전압 레귤레이터를 더 포함하는, 직류/직류 변환기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터의 비반전단자에 기준 전압이 인가되고,
    상기 전압 레귤레이터의 반전단자와 출력단자는 상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결된, 직류/직류 변환기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터의 하이 레벨의 바이어스 단자는 상기 커패시터부의 일단에 전기적으로 연결되고,
    상기 전압 레귤레이터의 로우 레벨의 바이어스 단자는 상기 입력단에 전기적으로 연결된, 직류/직류 변환기.
  9. 제5 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 스위치 구동부는
    제1 내지 제3 피모스 전계효과트랜지스터와 제1 내지 제3 엔모스 전계효과트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 및 제3 피모스 전계효과트랜지스터의 소오스는 상기 출력 스위치 구동부의 하이 레벨의 바이어스 단자에 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 피모스 전계효과트랜지스터의 드레인은 상기 제1 엔모스 전계효과트랜지스터의 드레인과 상기 제3 피모스 전계효과트랜지스터의 게이트와 상기 제2 피모스 전계효과트랜지스터의 소오스에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 피모스 전계효과트랜지스터의 드레인은 상기 제1 엔모스 전계효과트랜지스터의 소오스와 상기 제2 엔모스 전계효과트랜지스터의 드레인과 상기 제3 엔모스 전계효과트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고,
    상기 제3 엔모스 전계효과트랜지스터의 드레인은 상기 제3 피모스 전계효과트랜지스터의 드레인에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 및 제3 엔모스 전계효과트랜지스터의 소오스는 상기 출력 스위치 구동부의 로우 레벨의 바이어스 단자에 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 피모스 전계효과트랜지스터와 상기 제2 피모스 전계효과트랜지스터와 상기 제1 엔모스 전계효과트랜지스터와 상기 제2 엔모스 전계효과트랜지스터의 게이트는 전기적으로 공통 연결된, 직류/직류 변환기.
KR1020070025707A 2007-03-15 2007-03-15 직류/직류 변환기 KR100912934B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070025707A KR100912934B1 (ko) 2007-03-15 2007-03-15 직류/직류 변환기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070025707A KR100912934B1 (ko) 2007-03-15 2007-03-15 직류/직류 변환기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080084268A KR20080084268A (ko) 2008-09-19
KR100912934B1 true KR100912934B1 (ko) 2009-08-20

Family

ID=40024646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070025707A KR100912934B1 (ko) 2007-03-15 2007-03-15 직류/직류 변환기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100912934B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1042553A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Rohm Co Ltd 電源装置
KR20050046608A (ko) * 2003-11-14 2005-05-18 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Ｄｃ-ｄｃ 변환기
KR20050097483A (ko) * 2005-09-16 2005-10-07 조규하 비절연 다출력 승압 방식의 직류 전압 변환기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1042553A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Rohm Co Ltd 電源装置
KR20050046608A (ko) * 2003-11-14 2005-05-18 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Ｄｃ-ｄｃ 변환기
KR20050097483A (ko) * 2005-09-16 2005-10-07 조규하 비절연 다출력 승압 방식의 직류 전압 변환기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080084268A (ko) 2008-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7940031B2 (en) Switching power supply circuitry
US7977890B2 (en) Direct current power supply device, power supply device for driving LED and semiconductor integrated circuit for controlling power supply
US7683698B2 (en) Apparatus and method for increasing charge pump efficiency
US8120338B2 (en) Dropper-type regulator
US7298117B2 (en) Step-up (boost) DC regulator with two-level back-bias switch gate voltage
JP4756138B2 (ja) 低電圧トランジスタを使用する高電圧電力スイッチ
JP4652918B2 (ja) 昇圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器
TWI528690B (zh) 包含自舉電路之轉換器及方法
JP4497991B2 (ja) 電源ドライバ回路及びスイッチング電源装置
KR100912414B1 (ko) 승압/강압 ｄｃ－ｄｃ 컨버터
JP4643996B2 (ja) チャージポンプ回路及びその昇圧方法
CN101199106A (zh) 升压型开关调节器及其控制电路、使用了它的电子设备
JP2007043861A (ja) 電源装置及びこれを用いた電気機器
US6972973B2 (en) Voltage booster having noise reducing structure
KR20170131452A (ko) 파워 fet들의 캐스코드 스택용 드라이브
JP2009272415A (ja) 半導体装置
US9531259B2 (en) Power supply circuit
TWI408542B (zh) 用於供應電源的設備
US9093914B2 (en) Bootstrap circuit and method for controlling the same
TWI740203B (zh) 閘極驅動電路、具有該閘極驅動電路之電荷泵及晶片
KR20000056021A (ko) 전압 강압 회로
KR100912934B1 (ko) 직류/직류 변환기
US8742829B2 (en) Low leakage digital buffer using bootstrap inter-stage
KR100696563B1 (ko) 전원 공급 장치
CN114189151B (zh) Dc-dc升压变换器

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: 20120808

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee