KR100951823B1 - 무선통신시스템에서 직류 변환 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 직류 변환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 장치 및 방법에 관한 것으로서, 입력전압의 크기에 따라 DC-DC 모듈의 동작을 제어하는 모드 결정기와, 상기 모드 결정기에 의해 활성화되면, 상기 입력 전압을 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 해당 전자기기로 상기 승압된 전압을 제공하는 DC-DC모듈과, 상기 모드 결정기에 의해 상기 DC-DC모듈이 비활성화되면, 상기 입력 전압을 상기 전자기기로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스 모듈을 포함하여, DC-DC 변환기에서 변환하는 전압의 범위를 줄이고, 승압기능만을 수행하므로 상기 공급전압영역에서 상기 DC-DC 변환기의 효율을 개선하고, 가격을 줄일 수 있는 이점이 있다.
DC-DC 변환기, 공급 전압, 전압 레벨, RF 증폭기

Description

무선통신시스템에서 직류 변환 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DC CONVERTING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환기의 블록구성을 도시하는 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환기의 동작 전압 범위를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환기의 블록구성을 도시하는 도면, 및
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 무선통신시스템에서 DC-DC 변환 방법 및 장치(DC-DC Coverter)에 관한 것으로서, 특히 상기 무선통신시스템에서 상기 DC-DC변환기에서 변환되는 전 압의 범위를 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
모든 전자기기들은 직류(DC : Direct Current) 전압을 내부 동작 전원으로 사용하여 동작한다. 따라서, 상기 전자기기들은 교류(AC(Alternating Current)) 입력 전압을 직류 전압으로 변환한 후, 상기 DC-DC 변환기를 사용하여 각 전자기기들이 원하는 직류 구동 전압을 생성하여 사용한다.
상기 무선통신시스템은 서로 다른 직류 구동 전압을 사용하는 전자기기들을 포함하여 구성되므로 각 전자기기들의 안정적인 동작을 위해서 다양한 종류의 DC-DC 변환기를 사용한다.
상기 DC-DC 변환기는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 기술로 이루어진다. 즉, 상기 DC-DC 변환기는 스위칭 기술과 변압기를 사용하여 각각의 전자기기들이 원하는 전압을 공급한다. 여기서, 상기 DC-DC 변환기는 하기 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환기의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 DC-DC 변환기(100)는 입력필터(Input Filter)(101), 변압기(Transformer)(103), 정류필터(Output Rectifier and Filter)(105), 신호 검출기(Output Voltage Detector)(107), 직류 변환 제어기(DC-DC Converter Controller)(109) 및 펄스 폭 변조기(Pulse Width Modulator)(111)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 입력필터(101)는 입력단(Vin)을 통해 제공받은 전압을 필터링하여 고주파 스위칭에 따른 불요 전자파가 상기 변압기(103)로 복사되는 것을 방지한다.
상기 변압기(103)는 상기 펄스 폭 변조기(111)의 제어에 따라 상기 입력 필터(101)로부터 제공받은 입력 전압을 1차 코일에 인가한다. 이때, 상기 1차 코일에 인가된 입력 전압은 코어를 통해 2차 코일의 에너지로 인가된다. 즉, 상기 변압기(103)는 상기 펄스 폭 변조기(111)의 제어에 따라 상기 입력 전압을 상기 1차 코일에 인가하는 시간을 조절하여 출력 전압의 크기를 제어한다.
상기 펄스 폭 변조기(111)는 상기 DC-DC 변환 제어기(109)로부터 제공받은 구형파에 따라 상기 변압기(103)의 1차 코일에 상기 입력 전압이 인가되는 것을 스위칭한다.
상기 DC-DC 변환 제어기(109)는 내부 발진 회로를 구비하여 상기 내부 발진 회로에 의해 산출된 주파수로 상기 펄스 폭 변조기(111)를 제어하기 위한 구형파를 출력한다. 이때, 상기 DC-DC 변환 제어기(109)는 상기 신호 검출기(107)로부터 제공받은 출력 전압의 크기에 따라 상기 변압기(103)에서 안정적인 전압을 출력할 수 있도록 상기 내부 발진 회로의 주파수를 변경한다. 예를 들어, 상기 DC-DC 변환 제어기(109)는 상기 신호 검출기(107)에서 확인한 출력 전압이 낮은 경우, 상기 변압기(103)의 1차 코일에 상기 입력 전압이 인가되는 시간이 증가하도록 주파수를 변경한다. 또한, 상기 DC-DC 변환 제어기(109)는 상기 신호 검출기(107)에서 확인한 출력 전압이 높을 경우, 상기 변압기(103)의 1차 코일에 상기 입력 전압이 인가되는 시간이 줄도록 상기 주파수를 변경한다.
상기 정류필터(105)는 다이오드(Diode)와 커패시터(Capacitor)로 구성되어 상기 변압기(103)로부터 제공받은 에너지를 통해 직류 전압을 생성한다. 즉, 상기 정류필터(105)는 상기 변압기(103)의 2차 코일로부터 제공받은 에너지를 상기 다이오드를 이용하여 정류한다. 이후, 상기 정류 필터(105)는 상기 커패시터를 통해 상기 다이오드를 통해 정류된 전압을 평활하여 직류 전압을 생성한다.
상기 신호 검출기(107)는 상기 정류필터(105)의 출력 전압을 검출하여 상기 DC-DC 변환 제어기(109)로 제공한다.
상술한 바와 같이 구성되는 상기 DC-DC 변환기는 입력 전압을 특정 전자기기의 동작 특성이 최적화되는 전압으로 변환하여 해당 전자기기로 제공한다.
상기 무선통신시스템은 시스템을 구성하는 전자기기들이 정상 동작하도록 일정 범위의 전압을 상기 전자기기들로 제공한다.
이때, 상기 무선통신시스템은 서로 다른 직류 구동 전압을 사용하는 전자기기들로 동작 특성이 최적화되는 전압을 제공하기 위해 DC-DC 변환기를 이용하여 상기 일정 범위의 전압을 각각의 전자기기의 동작 특성에 맞게 변환한다.
도 2는 종래 기술에 따른 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환기의 동작 전압 범위를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 무선통신시스템에 포함되는 전자기기들 중 RF(Radio Frequency) 전력 증폭기(Power Amplifier)를 예를 들어 설명한다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 규격에 정해진 Vnor(210)의 전압을 RF전력 증폭기로 제공한다.
이때, 상기 무선통신시스템은 환경 변화에 따라 일시적으로 공급 전압이 변화할 수 있으므로 상기 RF전력 증폭기가 정상 동작할 수 있는 일정 범위(Vnor.1(230)~Vnor.h(220))의 전압을 상기 RF전력 증폭기로 제공한다.
따라서, 상기 RF전력 증폭기는 Vnor.1(230)과 Vnor.h(220) 사이의 전압이 공급되면 정상 동작한다. 하지만, 상기 RF전력 증폭기는 상기 Vnor.1(230)보다 작거나 상기 Vnor.h(220)보다 큰 전압이 공급되면 공급 전압 실패 알람(Supply Voltage Fail Alarm) 이벤트를 발생시킨다.
만일, 상기 RF전력 증폭기는 상기 Vnor.1(230)과 Vnor.h(220) 사이의 전압들 중 Vopt(200)에서 동작 특성이 최적이 되는 것으로 가정하는 경우, 상기 무선통신시스템은 상기 RF전력 증폭기에 동작 특성이 최적인 Vopt(200)을 공급하기 위해 DC-DC 변환기를 사용한다.
즉, 상기 DC-DC변환기는 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성이 최적이 되도록 상기 Vnor.1(230)과 Vnor.h(220) 사이의 입력 전압을 상기 Vopt(200)으로 변환하여 상기 RF전력 증폭기로 제공한다. 예를 들어, 상기 DC-DC 변환기는 상기 Vopt(200)보다 낮은 전압이 공급되면 승압 기능(Step-up)을 수행하고, 상기 Vopt(200)보다 높은 전압이 공급되면 강압 기능(Step-down)을 수행하여 상기 Vopt(200)을 상기 RF전력 증폭기로 제공한다.
상술한 바와 같이 DC-DC 변환기는 특정 전자기기의 동작 특성이 최적이 되도록 입력 전압을 변환한다. 즉, 상기 DC-DC 변환기는 해당 전자기기의 동작 특성이 최적이 되는 전압보다 큰 전압이 입력되면 강압 기능을 수행하고, 상기 전자기기의 동작 특성이 최적이 되는 전압보다 낮은 전압이 입력되면 승압 기능을 수행하여 상기 전자기기에 최적의 전압을 공급한다.
따라서, 상기 DC-DC 변환기는 상기 전자기기의 효율에 큰 영향을 미친다.
하지만 상기 무선통신시스템에서 전자기기들로 공급하는 전압의 범위가 넓어 상기 DC-DC 변환기가 승압 기능과 강압 기능을 모두 수행해야하는 경우, 상기 DC-DC 변환기의 전체적인 효율이 감소하고, 가격이 증가하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 DC-DC 변환기의 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 DC-DC 변환기의 공급 전압 범위를 줄여 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 최적 공급 전압보다 큰 전압은 바이패스(Bypass)시키고, 상기 최적 공급 전압보다 낮은 전압의 승압 기능을 수행하기 위한 DC-DC 변환 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 장치는, 입력전압의 크기에 따라 DC-DC 모듈의 동작을 제어하는 모드 결정기와, 상기 모드 결정기에 의해 활성화되면, 상기 입력 전압을 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 해당 전자기기로 제공하는 DC-DC모듈과, 상기 모드 결정기에 의해 상기 DC-DC모듈이 비활성화되면, 상기 입력 전압을 상기 전자기기로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 장치는, 입력전압의 크기에 따라 상기 입력 전압을 전자기기까지 전송할 경로를 선택하는 모드 결정기와, 상기 모드 결정기의 선택에 따라 입력 전압이 제공되면 상기 입력 전압을 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 상기 전자기기로 제공하는 DC-DC모듈과, 상기 모드 결정기의 선택에 따라 입력 전압이 제공되면 상기 입력 전압을 상기 전자기기로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 방법은, 입력 전압의 크기에 따라 상기 입력 전압의 변환 여부를 결정하는 과정과, 상기 입력 전압을 변환하는 경우, 상기 입력 전압을 상기 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 해당 전자기기로 제공하는 과정과, 상기 입력 전압을 변환하기 않는 경우, 상기 입력 전압을 상기 전자기기로 바이패스(Bypass) 시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 DC-DC변환기(DC-DC Converter)의 효율을 개선하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 설명에서 상기 무선통신시스템은 상기 DC-DC변환기가 해당 전자기기의 동작 특성이 최적화되도록 DC-DC 변환기에서 변환하는 전압의 범위를 줄여 DC-DC 변환기의 효율을 개선한다. 여기서, 상기 무선통신시스템은 입력 전압에 따른 전자기기들의 선형 특성을 이용하여 상기 DC-DC 변환기에서 변환하는 전압 범위를 줄일 수 있다. 즉, 상기 무선통신시스템을 구성하는 전자기기들은 동작 특성이 최적화되는 전압보다 낮은 전압이 입력되면 선형특성이 나빠지지만, 상기 전자기기의 동작 특성이 최적화되는 전압보다 큰 전압이 입력되면 선형특성이 좋아진다. 따라서, 상기 무선통신시스템은 상기 전자기기의 동작 특성이 최적화되는 전압보다 낮은 전압이 입력되면 상기 입력 전압을 승압(Step-up)시키도록 DC-DC 변환기를 제어한다. 한편, 상기 전자기기의 동작 특성이 최적화되는 전압보다 높은 전압이 입력되면, 상기 무선통신시스템은 상기 입력 전압을 바이패스(Bypass) 시키도록 DC-DC 변환기를 제어한다.
이하 설명은 DC-DC 변환기를 이용하여 상기 무선통신시스템을 구성하는 전자기기들 중 RF(Radio Frequency) 전력증폭기(Power Amplifier)의 입력 전압을 변환하는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 무선통신시스템에서 상기 RF 전력증폭기의 동작 특성이 최적화되도록 DC-DC 변환기에서 변환하는 전압 범위를 줄이기 위해 상기 DC-DC 변환기는 하기 도 3에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환기의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 DC-DC 변환기(300)는 모드 결정기(310), 전압 통과기(320) 및 DC-DC모듈(330)을 포함하여 구성된다.
먼저 상기 모드 결정기(310)는 입력단(Vin)을 통해 제공받은 전압의 크기를 측정하여 상기 DC-DC 모듈(330)의 동작 여부를 결정한다. 예를 들어, 상기 입력 전압이 기준 값보다 작으면, 상기 모드 결정기(310)는 상기 입력 전압을 상기 기준 값까지 승압시키기 위해 상기 DC-DC모듈(330)을 활성화시킨다. 한편, 상기 입력 전압이 기준 값보다 크거나 같으면, 상기 모드 결정기(310)는 상기 입력 전압을 상기 RF 전력 증폭기로 바이패스 시키기 위해 상기 DC-DC모듈(330)을 비활성화시킨다. 여기서, 상기 기준 값은 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성이 최적화되는 전압을 나타낸다.
상기 전압 통과기(320)는 상기 입력 전압이 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성이 최적화되는 전압보다 큰 경우, 상기 입력 전압을 상기 RF전력 증폭기로 바이패스시킨다. 이때, 상기 전압 통과기(320)는 다이오드로 구성되어 상기 최적 전압보다 낮은 공급 전압이 바이패스되는 것을 방지한다.
상기 DC-DC 모듈(330)는 상기 모드 결정기(310)의 제어에 따라 상기 RF 전력 증폭기의 동작 특성이 최적화되는 전압보다 낮은 입력 전압이 입력될 때 동작한다. 따라서, 상기 DC-DC 모듈(330)은 상기 낮은 입력 전압을 승압시키기 위한 동작을 수행한다.
상기 DC-DC모듈(330)은 입력필터(Input Filter)(331), 변압기(Transformer)(333), 정류필터(Output Rectifier and Filter)(335), 신호 검출기(Output Voltage Detector)(337), 직류 변환 제어기(DC-DC Converter Controller)(339) 및 펄스 폭 변조기(Pulse Width Modulator)(341)를 포함하여 구성된다.
상기 입력필터(331)는 상기 입력단(Vin)을 통해 제공받은 전압을 필터링하여 고주파 스위칭에 따른 불요 전자파가 상기 변압기(333)로 복사되는 것을 방지한다. 여기서, 상기 입력필터(331)는 인덱터(Inductor) 또는 커패시터(Capacitor)를 이용하여 상기 불요 전자파를 필터링한다.
상기 변압기(333)는 상기 펄스 폭 변조기(341)의 제어에 따라 상기 입력 필터(331)로부터 제공받은 입력 전압을 1차 코일에 인가한다. 이때, 상기 1차 코일에 인가된 입력 전압은 코어(Core)를 통해 2차 코일의 에너지로 인가된다. 즉, 상기 변압기(333)는 상기 펄스 폭 변조기(341)의 제어에 따라 상기 입력 전압을 상기 1차 코일에 인가하는 시간을 조절하여 출력 전압의 크기를 제어한다.
상기 펄스 폭 변조기(341)는 상기 직류 변환 제어기(339)의 제어에 따라 상기 변압기(333)의 1차 코일에 상기 입력 전압을 인가하는 시간을 제어한다. 즉, 상기 펄스 폭 변조기(341)는 상기 직류 변환 제어기(339)로부터 제공받은 구형파에 따라 상기 변압기(333)의 1차 코일에 상기 입력 전압이 인가되는 시간을 제어한다. 예를 들어, 상기 직류 변환 제어기(339)로부터 제공받은 구형파에 따라 상기 구형파가 하이 값인 경우, 상기 펄스 폭 변조기(341)는 상기 변압기(333)의 1차 코일에 상기 입력 전압을 인가하도록 제어한다. 한편, 상기 구형파가 로우 값인 경우, 상기 펄스 폭 변조기(341)는 상기 변압기(333)의 1차 코일에 상기 입력 전압을 인가하지 않도록 제어한다.
상기 직류 변환 제어기(339)는 내부 발진 회로를 구비하여 상기 모드 결정기(310)에서 동작 신호가 제공되면 상기 내부 발진 회로에 의해 산출된 주파수로 상기 펄스 폭 변조기(341)를 제어하기 위한 구형파를 출력한다. 이때, 상기 직류 변환 제어기(339)는 상기 신호 검출기(337)로부터 제공받은 출력 전압 크기를 따라 상기 RF 전력 증폭기에 안정적인 전압을 출력하기 위해 상기 내부 발진 회로의 주파수를 변경한다. 여기서, 상기 직류 변환 제어기(339)에서 주파수를 변경하는 경우, 상기 변경하는 주파수에 따라 상기 구형파의 폭을 조절한다. 예를 들어, 상기 출력 전압이 낮은 경우, 상기 전압을 승압시키기 위해 상기 직류 변환 제어기(339)는 주파수를 변경하여 상기 펄스 폭 변조기(341)가 상기 변압기(333)에서 전압 제공시간을 증가시키도록 제어한다. 한편, 상기 승압을 통해 출력 전압이 높아진 경우, 상기 직류 변환 제어기(339)는 상기 주파수를 변경하여 상기 펄스 폭 변조기(341)가 상기 변압기(333)에서 전압 제공시간을 줄이도록 제어한다.
상기 정류필터(335)는 다이오드(Diode)와 커패시터(Capacitor)를 이용하여 상기 변압기(333)로부터 제공받은 에너지를 이용하여 직류 전압을 생성한다. 즉, 상기 정류필터(335)는 상기 변압기(333)의 2차 코일로부터 제공받은 에너지를 상기 다이오드를 이용하여 정류한다. 이후, 상기 정류 필터(105)는 상기 커패시터를 통해 상기 정류된 전압을 평활하여 직류 전압을 생성한다. 여기서 상기 다이오드는 순방향 전류 능력과 역방향 전압에 견딜 수 있어야 하며, 상기 커패시터는 고주파 잡음 제거를 수행한다.
상기 신호 검출기(337)는 상기 정류필터(335)에서 출력하는 전압을 검출하여 상기 직류 변환 제어기(339)로 제공한다.
상술한 실시 예에서 상기 DC-DC 변환기(300)는 해당 전자기기의 동작 특성이 최적화되도록 변환하는 전압의 범위를 줄이기 위해 상기 모드 결정기(310)를 이용하여 상기 DC-DC모듈의 동작을 제어한다. 즉, 상기 입력 전압이 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성을 최적화하는 전압보다 크거나 같은 경우, 상기 모드 결정기(310)는 상기 입력 전압을 바이패스시키기 위해 상기 DC-DC모듈을 비활성화시킨다. 또한, 상기 입력 전압이 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성을 최적화하는 전압보다 작은 경우, 상기 모드 결정기(310)는 상기 DC-DC모듈을 활성화시켜 상기 입력 전압을 상기 최적 전압까지 승압시킨다.
다른 실시 예로 상기 DC-DC 변환기(300)는 상기 입력 전압의 크기에 따라 상기 입력 전압의 경로를 선택하도록 상기 모드 결정기(310)는 상기 바이패스 경로와 상기 DC-DC모듈(330)의 분기점에 위치시킨다. 따라서, 상기 모드 결정기(310)는 상기 입력 전압이 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성을 최적화하는 전압보다 크거나 같은 경우, 상기 입력 전압을 상기 바이패스 경로로 제공한다. 한편, 상기 모드 결정기(310)는 상기 입력 전압이 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성을 최적화하는 전압보다 작은 경우, 상기 입력 전압을 상기 DC-DC 모듈(330)로 제공한다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템에서 DC-DC 변환기가 상기 RF 전력 증폭기의 동작 특성이 최적화되도록 변환하는 전압의 범위를 줄이기 위한 DC-DC 변환기의 동작 절차에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 통신시스템에서 DC-DC 변환 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 상기 DC-DC 변환기는 401단계에서 상기 입력단(Vin)을 통해 상기 RF전력 증폭기의 내부 동작 전압이 입력되는지 확인한다.
상기 내부 동작 전압이 입력되면, 상기 DC-DC 변환기는 403단계로 진행하여 상기 입력 전압의 크기를 확인한다.
이후, 상기 DC-DC 변환기는 405단계로 진행하여 상기 입력 전압과 기준 값을 비교한다. 여기서, 상기 기준 값은 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성이 최적화되는 전압의 크기를 나타낸다.
만일, 상기 입력 전압이 기준 값보다 크거나 같을 경우(입력 전압 ≥ 기준값), 상기 DC-DC 변환기는 409단계로 진행하여 상기 입력 전압을 상기 RF전력 증폭 기에 제공한다. 즉, 상기 DC-DC 변환기는 상기 입력 전압을 바이패스시켜 상기 RF전력 증폭기로 제공한다.
한편, 상기 입력 전압이 기준 값보다 작을 경우(입력 전압 < 기준 값), 상기 DC-DC 변환기는 407단계로 진행하여 상기 DC-DC 모듈(330)을 이용하여 상기 입력 전압을 상기 기준 값까지 승압시킨다. 즉, 상기 DC-DC 변환기는 상기 입력 전압을 상기 RF전력 증폭기의 동작 특성이 최적화되는 전압까지 승압시킨다. 예를 들어, 상기 입력 전압을 승압하는 DC-DC모듈이 상기 도 3과 같이 구성되는 경우, 상기 DC-DC 모듈(330)은 상기 정압필터(335)의 출력 전압이 상기 기준 값보다 낮을 경우, 승압을 위해 상기 DC-DC 변환 제어기(339)는 주파수를 변경하여 상기 변압기(333)의 1차 코일에 상기 입력 전압이 인가되는 시간을 늘린다. 한편, 상기 승압을 통해 상기 정압필터(335)의 출력 전압이 상기 기준 값보다 크거나 같아진 경우, 상기 DC-DC 변환 제어기(339)는 주파수를 변경하여 상기 변압기(333)의 1차 코일에 상기 입력 전압이 인가되는 시간을 줄인다.
상기 입력 전압이 승압되면, 상기 DC-DC 변환기는 상기 409단계로 진행하여 상기 승압된 입력 전압을 상기 RF전력 증폭기에 제공한다.
이후, 상기 DC-DC 변환기는 본 알고리즘을 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 무선통신시스템의 DC-DC변환기에서 공급 전압이 특정 전자기기의 최적 전압보다 크거나 같은 상기 공급 전압을 바이패스하고, 상기 공급 전압이 상기 최적 전압보다 작으면, 상기 공급 전압을 상기 최적 전압까지 승압시켜 상기 전자기기로 제공함으로써, 상기 DC-DC 변환기에서 변환하는 전압의 범위를 줄이고, 승압기능만을 수행하므로 상기 공급전압영역에서 상기 DC-DC 변환기의 효율을 개선하고, 가격을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (18)

  1. 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 장치에 있어서,
    입력전압의 크기에 따라 DC-DC 모듈의 동작을 제어하는 모드 결정기와,
    상기 모드 결정기에 의해 활성화되면, 상기 입력 전압을 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 RF(Radio Frequency) 처리기로 제공하는 DC-DC모듈과,
    상기 모드 결정기에 의해 상기 DC-DC모듈이 비활성화되면, 상기 입력 전압을 상기 RF 처리기로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스 모듈을 포함하며,
    상기 DC-DC모듈은,
    상기 입력 전압의 불요 전자파를 필터링하는 입력필터와,
    펄스 폭 변조기의 제어에 따라 상기 입력필터에서 필터링된 입력전압을 상기 기준 전압까지 승압시키는 변압기와,
    상기 변압기로부터 제공받은 전압을 정류 및 평활하여 직류 전압을 생성하여 상기 RF 처리기로 출력하는 정류 필터와,
    상기 정류필터에서 출력하는 전압을 검출하여 제어기로 제공하는 신호 검출기와,
    상기 신호 검출기로부터 제공받은 출력 전압의 크기에 따라 주파수를 변경하여 상기 변경한 주파수에 따른 구형파를 발생시키는 제어기와,
    상기 제어기로부터 제공받은 상기 구형파에 따라 상기 변압기를 제어하는 상기 펄스 폭 변조기를 포함하고,
    상기 바이패스 모듈은, 다이오드로 구성되어, 상기 DC-DC 모듈이 활성화되는 경우, 상기 입력 전압의 바이패스가 차단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 결정기는, 상기 입력 전압이 상기 기준 전압보다 크거나 같으면, 상기 DC-DC 모듈을 비활성화시키고,
    상기 입력 전압이 상기 기준 전압보다 작으면, 상기 DC-DC 모듈을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 RF 처리기의 동작 특성이 최적화되는 전압인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 삭제
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 모드 결정기의 제어에 따라 상기 DC-DC 모듈의 동작여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 모드 결정기로부터 활성 신호가 수신되면, 상기 DC-DC 모듈을 활성화시키고,
    상기 모드 결정기로부터 비활성 신호가 수신되면, 상기 DC-DC 모듈을 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 삭제
  8. 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 장치에 있어서,
    입력전압의 크기에 따라 상기 입력 전압을 RF 처리기까지 전송할 경로를 선택하는 모드 결정기와,
    상기 모드 결정기의 선택에 따라 입력 전압이 제공되면 상기 입력 전압을 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 상기 RF 처리기로 제공하는 DC-DC모듈과,
    상기 모드 결정기의 선택에 따라 입력 전압이 제공되면 상기 입력 전압을 상기 RF 처리기로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스 모듈을 포함하며,
    상기 DC-DC모듈은,
    상기 입력 전압의 불요 전자파를 필터링하는 입력필터와,
    펄스 폭 변조기의 제어에 따라 상기 입력필터에서 필터링된 입력전압을 상기 기준 전압까지 승압시키는 변압기와,
    상기 변압기로부터 제공받은 전압을 정류 및 평활하여 직류 전압을 생성하여 상기 RF 처리기로 출력하는 정류 필터와,
    상기 정류필터에서 출력하는 전압을 검출하여 제어기로 제공하는 신호 검출기와,
    상기 신호 검출기로부터 제공받은 출력 전압의 크기에 따라 주파수를 변경하여 상기 변경한 주파수에 따른 구형파를 발생시키는 제어기와,
    상기 제어기로부터 제공받은 상기 구형파에 따라 상기 변압기를 제어하는 상기 펄스 폭 변조기를 포함하고,
    상기 바이패스 모듈은, 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 모드 결정기는, 상기 입력 전압이 상기 기준 전압보다 크거나 같으면, 상기 입력 전압을 상기 DC-DC 모듈로 전송하고,
    상기 입력 전압이 상기 기준 전압보다 작으면, 상기 입력 전압을 상기 바이패스 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 RF 처리기의 동작 특성이 최적화되는 전압인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 삭제
  12. 무선통신시스템에서 DC(Direct Current)-DC 변환 방법에 있어서,
    입력 전압의 크기에 따라 상기 입력 전압의 변환 여부를 결정하는 과정과,
    상기 입력 전압을 변환하는 경우, 상기 입력 전압을 상기 기준 전압까지 승압(Stand-up)시켜 RF 처리기로 제공하는 과정과,
    상기 입력 전압을 변환하기 않는 경우, 상기 입력 전압을 상기 RF 처리기로 바이패스(Bypass) 시키는 과정을 포함하며,
    상기 입력 전압을 승압시키는 과정은,
    상기 입력 전압의 불요 전자파를 필터링하는 과정과,
    상기 필터링된 입력전압을 상기 기준 전압까지 승압시키는 과정과,
    상기 승압된 전압을 정류 및 평활을 통해 직류 전압을 생성하여 상기 RF 처리기로 출력하는 과정과,
    상기 출력 전압의 크기를 확인하는 과정과,
    상기 출력 전압의 크기에 따라 주파수를 변경하여 구형파를 발생시키는 과정과,
    상기 구형파에 따라 상기 입력 전압을 승압시키기 위한 제어 신호를 발생시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 RF 처리기의 동작 특성이 최적화되는 전압인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 입력 전압의 변환 여부를 결정하는 과정은,
    상기 입력 전압의 크기가 상기 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력 전압을 변환하기로 결정하는 과정과,
    상기 입력 전압의 크기가 상기 기준 전압보다 크거나 같은 경우, 상기 입력 전압을 유지하는 것으로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 입력 전압의 변환 여부를 결정하는 과정은,
    상기 입력 전압의 크기가 상기 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력 전압을 변환하기 위해 상기 입력 전압을 승압시키기 위한 DC-DC 변환기가 활성화되도록 제어하는 과정과,
    상기 입력 전압의 크기가 상기 기준 전압보다 크거나 같은 경우, 상기 입력 전압을 유지하기 위해 상기 DC-DC 변환기를 비활성화되도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 입력 전압의 변환 여부를 결정하는 과정은,
    상기 입력 전압의 크기가 상기 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력 전압을 변환하기 위해 상기 입력 전압을 상기 입력 전압을 승압시키기 위한 DC-DC 변환기로 제공하도록 제어하는 과정과,
    상기 입력 전압의 크기가 상기 기준 전압보다 크거나 같은 경우, 상기 입력 전압을 유지하기 위해 상기 입력 전압을 바이패스 모듈로 제공하도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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