KR101199491B1 - Synchronous buck converter and current distribution method using the same - Google Patents

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송유진
박석인
정학근
한수빈
김규덕
유승원
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한국에너지기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A synchronous buck converter and a current distributing method using the same are provided to prevent the heating of a device by removing the difference of a current distributed to each device. CONSTITUTION: A first converter includes a first current generator(110a), a first PWM controller(110b) and a first sensor(110c). A second converter includes a second current generator(120a), a second PWM controller(120b) and a second sensor(120c). A current compensation unit(130) generates a compensation current by sensing a current distributed to the first converter and the second converter. The current compensation unit includes a distributed current detecting circuit(132) and an integrator(133) generating the compensation current. A frequency signal generating circuit(140) generates a frequency signal having a constant frequency. [Reference numerals] (124) Delay circuit; (132) Distribution current detecting circuit; (133) Integrator

Description

동기형 벅 컨버터 및 그를 이용한 전류 분배방법{SYNCHRONOUS BUCK CONVERTER AND CURRENT DISTRIBUTION METHOD USING THE SAME}Synchronous buck converter and current distribution method using same {SYNCHRONOUS BUCK CONVERTER AND CURRENT DISTRIBUTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 동기형 벅 컨버터 및 그를 이용한 전류 분배방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 전류분배 차이를 제거하여 회로를 보호할 수 있는 동기형 벅 컨버터 및 그를 이용한 전류 분배방법에 관한 것이다. The present invention relates to a synchronous buck converter and a current distribution method using the same, and more particularly, to a synchronous buck converter and a current distribution method using the same to remove the current distribution difference to protect the circuit.

동기형 벅 컨버터는 병렬로 구성되는 두 개의 벅 컨버터를 이용하고 각각의 벅 컨버터는 PWM(Pulse Width Modulation) 동작 방식을 통해 전류를 생성한다. 그리고, 각각의 벅 컨버터에서 생성된 전류를 합산하여 출력함으로써 배터리 충전 등에 사용할 수 있도록 한다. 이때, 병렬로 연결된 두 개의 벅 컨버터는 출력 및 입력전류의 리플 감소를 위해 각각 전류가 180도 위상차를 유지하도록 생성한다. 하지만, 두 개의 벅 컨버터가 병렬로 연결되어 있기 때문에 각 벅 컨버터의 특성 파라미터의 차이 또는 생성된 전류를 센싱하는 회로의 오차는 벅 컨버터간 균등한 전류분배를 어렵게 할 수 있다. 균등한 전류분배가 이루어지지 않게 되면, 병렬로 연결된 벅 컨버터 중 한쪽 벅 컨버터에만 전류가 과도하게 흐르게 되고 전류가 과도하게 흐르는 벅 컨버터의 회로는 발열이 심하게 발생하고 회로의 노화가 급격히 진행되는 문제점이 있다. Synchronous buck converters use two buck converters configured in parallel, and each buck converter generates current through Pulse Width Modulation (PWM) operation. Then, the current generated by each buck converter is summed and output so that it can be used for charging the battery. At this time, two buck converters connected in parallel are generated to maintain the current 180 degrees out of phase to reduce the ripple of the output and input current. However, because the two buck converters are connected in parallel, the difference in the characteristic parameters of each buck converter or the error in the circuit sensing the generated current can make it difficult to distribute the current evenly among the buck converters. If the equal current distribution is not achieved, excessive current flows only in one buck converter of the buck converters connected in parallel, and the circuit of the buck converter in which the current flows excessively generates excessive heat and rapidly ages the circuit. have.

본 발명은 기기별로 분배되는 전류의 차이를 제거하여 회로를 보호할 수 있는 동기형 벅 컨버터 및 그를 이용한 전류 분배방법을 제공하는 것이다. The present invention provides a synchronous buck converter and a current distribution method using the same that can protect the circuit by removing the difference of the current distributed by the device.

본 발명의 제1측면은, 일정한 주파수를 갖는 주파수신호에 대응하여 제1전류를 생성하는 제1전류생성부와, 제1전류를 센싱한 센싱전류와 기준전류를 비교하여 주파수신호의 펄스폭을 변조하는 제1PWM 조절부를 구비하는 제1컨버터, 주파수신호에 대응하며, 제1전류와 위상차가 있는 제2전류를 생성하는 제2전류생성부와, 제2전류를 센싱한 센싱전류와 기준전류를 비교하여 주파수신호의 펄스폭을 변조하는 제 2PWM 조절부를 구비하는 제2컨버터 및 제1컨버터와 제2컨버터로 분배되는 전류를 센싱하여 기준전류를 보상하는 보상전류를 생성하는 전류보상부를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. According to a first aspect of the present invention, a pulse width of a frequency signal is obtained by comparing a first current generator that generates a first current in response to a frequency signal having a constant frequency, and a sensing current and a reference current sensing the first current. A first converter having a first PWM control unit to modulate, a second current generating unit corresponding to a frequency signal, generating a second current having a phase difference from the first current, a sensing current and a reference current sensing the second current; And a second converter having a second PWM control unit for modulating the pulse width of the frequency signal and a current compensating unit for generating a compensation current compensating the reference current by sensing a current distributed to the first converter and the second converter. It is to provide a type buck converter.

부가적으로, 제1전류생성부는 펄스폭 변조신호에 대응하여 스위칭동작을 수행하는 제1스위치, 펄스폭 변조신호에 대응하여 제1스위치와 서로 다른 스위칭 동작을 수행하는 제2스위치를 포함하는 제1스위치부 및 제1스위치와 제2스위치의 동작에 대응하여 제1전류가 유도되는 제1코일을 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. Additionally, the first current generation unit may include a first switch configured to perform a switching operation in response to the pulse width modulated signal, and a second switch configured to perform a different switching operation from the first switch in response to the pulse width modulated signal. The present invention provides a synchronous buck converter including a first switch unit and a first coil inducing a first current in response to an operation of the first switch and the second switch.

부가적으로, 제1컨버터는, 제1전류의 크기의 차이를 센싱하여 제1전류의 크기를 센싱하는 제1센싱부를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the first converter may provide a synchronous buck converter including a first sensing unit configured to sense a difference in the magnitude of the first current to sense the magnitude of the first current.

부가적으로, 제1PWM 조절부는, 기준전류와 제1센싱전류를 입력받아 제1피드백신호를 생성하는 제1피드백부 및 소정의 주파수를 갖는 주파수신호와 제1피드백신호 비교하여 주파수신호의 펄스폭을 변조하는 제 1PWM 변조부를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. Additionally, the first PWM controller may include a first feedback unit configured to receive a reference current and a first sensing current to generate a first feedback signal, and compare a frequency signal having a predetermined frequency with a first feedback signal to obtain a pulse width of the frequency signal. It is to provide a synchronous buck converter comprising a first PWM modulator for modulating the.

부가적으로, 제1스위치는 제1전극이 입력단에 연결되고 제2전극이 제1코일에 연결되며 게이트 전극이 주파수신호가 입력되는 입력단에 연결되고, 제2스위치는 제1전극이 제1코일에 연결되고 제2전극이 접지에 연결되며 게이트전극이 주파수신호를 반전시키는 인버터에 연결되는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the first switch has a first electrode connected to an input terminal, a second electrode connected to a first coil, a gate electrode connected to an input terminal to which a frequency signal is input, and the second switch has a first electrode connected to a first coil. And a second electrode connected to ground, and a gate electrode connected to an inverter for inverting a frequency signal.

부가적으로, 제2전류생성부는 펄스폭 변조신호에 대응하여 스위칭동작을 수행하는 제3스위치, 펄스폭 변조신호에 대응하여 제3스위치와 서로 다른 스위칭 동작을 수행하는 제4스위치를 포함하는 제1스위치부 및 제3스위치와 제4스위치의 동작에 대응하여 제2전류가 유도되는 제2코일을 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. Additionally, the second current generation unit may include a third switch configured to perform a switching operation in response to the pulse width modulated signal, and a fourth switch configured to perform a different switching operation from the third switch in response to the pulse width modulated signal. The present invention provides a synchronous buck converter including a first switch unit and a second coil in which a second current is induced in response to operations of the third switch and the fourth switch.

부가적으로, 제2컨버터는, 제2전류의 크기의 차이를 센싱하여 제2전류의 크기를 센싱하는 제2센싱부를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the second converter may provide a synchronous buck converter including a second sensing unit configured to sense a difference in the magnitude of the second current to sense the magnitude of the second current.

부가적으로, 제2PWM 조절부는, 기준전류와 보상전류를 합산하는 덧셈기와 덧셈기 출력과 제2센싱전류를 입력받아 제2피드백신호를 생성하는 제2피드백부 및 소정의 주파수를 갖는 주파수신호의 위상을 지연시킨 후 제2피드백신호 비교하여 주파수신호의 주파수를 변조하는 제 2PWM 변조부를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the second PWM controller may include an adder that adds a reference current and a compensation current, an adder output, and a second sensing current to generate a second feedback signal, and a phase of a frequency signal having a predetermined frequency. It is to provide a synchronous buck converter comprising a second PWM modulator for delaying the second feedback signal to modulate the frequency of the frequency signal by comparing the second feedback signal.

부가적으로, 제1스위치는, 제1전극이 입력단에 연결되고 제2전극이 제1코일에 연결되며 게이트 전극이 주파수신호가 입력되는 입력단에 연결되고, 제2스위치는 제1전극이 제1코일에 연결되고 제2전극이 접지에 연결되며 게이트전극이 주파수신호를 반전시키는 인버터에 연결되는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. Additionally, in the first switch, the first electrode is connected to the input terminal, the second electrode is connected to the first coil, and the gate electrode is connected to the input terminal to which the frequency signal is input. A synchronous buck converter is connected to a coil, a second electrode is connected to ground, and a gate electrode is connected to an inverter for inverting a frequency signal.

부가적으로, 전류보상부는, 제1컨버터와 제2컨버터로 입력되는 전류를 센싱하는 제3전류센싱부, 센싱된 전류가 제1컨버터와 제2컨버터로 분배된 전류량에 대응하는 전압을 이용하여 제1컨버터와 제2컨버터로 분배된 전류량의 차이를 검출하는 분배전류검출회로 및 제1컨버터와 제2컨버터로 분배된 전류량에 대응하여 보상전류를 생성하는 적분기를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the current compensator may include a third current sensing unit configured to sense current input to the first converter and the second converter, and a voltage corresponding to the amount of current distributed by the sensed current to the first converter and the second converter. Provided is a synchronous buck converter including a distribution current detection circuit for detecting a difference in the amount of current distributed to the first converter and the second converter, and an integrator for generating a compensation current corresponding to the amount of current distributed to the first converter and the second converter. It is.

부가적으로, 분배전류검출회로는 전류원, 전류원으로부터 제1컨버터로 전달되는 전류와 제2컨버터로 전달되는 전류의 차이에 대응하는 전압을 저장하는 캐패시터 및 선택적으로 전류원에서 캐패시터로 전류를 전달하는 제5스위치를 포함하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the distribution current detecting circuit includes a capacitor for storing a voltage corresponding to a difference between a current source, a current transferred from the current source to the first converter and a current transferred to the second converter, and optionally a current transferring current from the current source to the capacitor. It is to provide a synchronous buck converter including a switch.

부가적으로, 주파수신호 발생부를 더 포함하여 주파수 신호를 제1컨버터와 제2컨버터로 전달하는 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. In addition, the present invention provides a synchronous buck converter that further includes a frequency signal generator to transfer the frequency signal to the first converter and the second converter.

부가적으로, 주파수 신호는 톱니파인 동기형 벅 컨버터를 제공하는 것이다. Additionally, the frequency signal is to provide a synchronous buck converter that is a sawtooth wave.

본 발명의 제2측면은, 제1컨버터와 제2컨버터로 입력전류를 분배하여 제1컨버터와 제2컨버터에서 제1전류와 제2전류를 생성하는 동기형 벅 컨버터의 전류분배방법에 있어서, 입력전류 중 제1컨버터에서 유도된 제1전류를 센싱하는 제1센싱부와 제2컨버터에서 유도된 제2전류를 센싱하는 제2센싱부에 의해 입력전류가 제1컨버터와 제2컨버터로 분배되는 전류량의 차이를 파악하는 단계 및 분배되는 전류량의 차이에 대응하여 제1전류 또는 제2전류의 크기를 조절하여 제1컨버터와 제2컨버터에 분배되는 전류량을 균등하게 하는 단계를 포함하는 동기형 벅 컨버터의 전류 분배방법을 제공하는 것이다. In a second aspect of the present invention, in the current distribution method of the synchronous buck converter in which the input current is distributed to the first converter and the second converter to generate a first current and a second current in the first converter and the second converter, The input current is distributed to the first converter and the second converter by the first sensing unit for sensing the first current induced by the first converter and the second sensing unit for sensing the second current induced in the second converter among the input currents. Synchronizing the current amount to be distributed to the first converter and the second converter by adjusting the magnitude of the first current or the second current in response to the difference of the amount of current to be distributed; It is to provide a current distribution method of the buck converter.

본 발명에 따른 동기형 벅 컨버터 및 그를 이용한 전류 분배방법에 의하면, 병렬로 연결된 벅 컨버터로 분배되는 전류량의 차이를 줄일 수 있어 기기의 발열 및 노화를 방지할 수 있다. 특히, 전류센싱부의 오차로 인해 각각의 벅 컨버터로 분배되는 전류의 양에 차이가 발생하는 경우에도 분배되는 전류량의 차이를 줄일 수 있다. According to the synchronous buck converter and the current distribution method using the same according to the present invention, it is possible to reduce the difference in the amount of current distributed to the buck converter connected in parallel to prevent heat generation and aging of the device. In particular, even if a difference occurs in the amount of current distributed to each buck converter due to an error in the current sensing unit, the difference in the amount of current distributed can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 동기형 벅 컨버터의 일실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 동기형 벅 컨버터의 일실시예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 보상전류생성부에 채용한 분배전류검출회로의 일실시예를 나타내는 회로도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2에 도시된 동기형 벅 컨버터에 입력되는 신호들을 나타내는 타이밍도이다. 1 is a structural diagram showing an embodiment of a synchronous buck converter according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the synchronous buck converter shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a distribution current detection circuit employed in the compensation current generation unit shown in FIG. 2.
4A to 4C are timing diagrams illustrating signals input to the synchronous buck converter shown in FIG. 2.

이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention through these embodiments.

도 1은 본 발명에 따른 동기형 벅 컨버터의 일실시예를 나타내는 구조도이다. 1 is a structural diagram showing an embodiment of a synchronous buck converter according to the present invention.

도 1을 참조하면, 동기형 벅 컨버터(100)는 제1컨버터(110), 제2컨버터(120), 전류보상부(130) 및 주파수 신호 생성회로(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the synchronous buck converter 100 includes a first converter 110, a second converter 120, a current compensator 130, and a frequency signal generation circuit 140.

제1컨버터(110)는 제1전류생성부(110a), 제1PWM 조절부(110b), 제1센싱부(110c)를 포함한다. 제1전류생성부(110a)는 일정한 주파수를 갖는 주파수 신호에 대응하여 제1전류(IL1)을 생성한다. 즉, 제1전류생성부(110a)는 일정한 주파수를 갖는 주파수 신호에 의해 턴온/턴오프 동작을 반복함으로써 제1전류(IL1)를 유도하여 생성한다. 제1PWM 조절부(110b)는 제1전류생성부(110a)에서 생성된 제1전류(IL1)를 센싱한 결과와 임의의 기준전류(Iref)를 비교하고 비교결과에 대응하여 주파수 신호의 펄스폭(Duty ratio)이 변화되도록 하여 제1전류생성부(110a)에서 생성된 제1전류(IL1)의 크기를 조절한다. 제1센싱부(110c)는 제1PWM 조절부(110b)에서 주파수 신호(미도시)의 펄스폭이 변화될 수 있도록 제1전류생성부(110a)에서 생성된 전류를 센싱하고 제1PWM 조절부(110b)로 센싱된 결과를 전달한다. The first converter 110 includes a first current generation unit 110a, a first PWM control unit 110b, and a first sensing unit 110c. The first current generator 110a generates a first current IL1 in response to a frequency signal having a constant frequency. That is, the first current generator 110a induces and generates the first current IL1 by repeating the turn-on / turn-off operation by using a frequency signal having a constant frequency. The first PWM controller 110b compares a result of sensing the first current IL1 generated by the first current generator 110a with an arbitrary reference current Iref, and corresponds to a comparison result to obtain a pulse width of the frequency signal. By adjusting the duty ratio, the size of the first current IL1 generated by the first current generation unit 110a is adjusted. The first sensing unit 110c senses the current generated by the first current generation unit 110a so that the pulse width of the frequency signal (not shown) can be changed in the first PWM control unit 110b and the first PWM control unit ( 110b) delivers the sensed result.

제2컨버터(120)는 제2전류생성부(120a), 제2PWM 조절부(120b) 및 제2센싱부(120c)를 포함한다. 제2전류생성부(120a)는 일정한 주파수를 갖는 주파수신호에 대응하여 제2전류(IL2)를 생성한다. 즉, 제2전류생성부(120a)는 일정한 주파수를 갖는 주파수신호에 의해 턴온/턴오프 동작을 반복함으로써 제2전류(IL2)를 유도하여 생성한다. 제2PWM 조절부(120b)는 제2전류생성부(120a)에서 생성된 제2전류를 센싱한 결과와 전류보상부(130)에서 생성된 보상전류와 임의의 기준전류(Iref)를 비교하여 턴온/턴오프 동작의 주기가 조절될 수 있도록 주파수를 조절한다. 또한, 제2PWM 조절부(120b)는 제2전류(IL2)가 제1전류(IL1)와 위상차가 발생하도록 주파수 신호(f-sig)를 지연시켜 제2PWM 조절부(120b)에 입력되도록 한다. 제1PWM 조절부(110b)와 제2PWM 조절부(120b)는 각각 입력되는 주파수 신호(f-sig)의 위상차에 의해 제1전류(IL1)와 제2전류(IL2)의 리플이 서로 위상차가 발생되도록 한다. 이로 인해, 제1전류(IL1)와 제2전류(IL2)를 합산하게 되면 제1전류(IL1)와 제2전류(IL2)에서 발생되는 리플이 서로 보상되고 제1전류(IL1)와 제2전류(IL2)를 합산한 전류(IL0)는 일정한 크기를 갖게 된다. 일 실시예에 있어서, 제1전류(IL1)와 제2전류(IL2)의 위상차가 180도가 되도록 하는 것이 바람직하다. The second converter 120 includes a second current generating unit 120a, a second PWM control unit 120b, and a second sensing unit 120c. The second current generator 120a generates a second current IL2 in response to the frequency signal having a constant frequency. That is, the second current generator 120a induces and generates the second current IL2 by repeating the turn-on / turn-off operation by using a frequency signal having a constant frequency. The second PWM controller 120b turns on by comparing the result of sensing the second current generated by the second current generator 120a with the compensation current generated by the current compensator 130 and an arbitrary reference current Iref. Adjust the frequency so that the period of the turn-off operation can be adjusted. In addition, the second PWM controller 120b delays the frequency signal f-sig so that the second current IL2 is out of phase with the first current IL1 so as to be input to the second PWM controller 120b. The first PWM controller 110b and the second PWM controller 120b each have a phase difference between the ripples of the first current IL1 and the second current IL2 due to the phase difference of the input frequency signal f-sig. Be sure to As a result, when the first current IL1 and the second current IL2 are added together, ripples generated in the first current IL1 and the second current IL2 are compensated for each other, and the first current IL1 and the second current IL2 are compensated for each other. The current IL0 obtained by adding the current IL2 has a constant magnitude. In one embodiment, the phase difference between the first current IL1 and the second current IL2 is preferably 180 degrees.

전류보상부(130)는 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류를 센싱하여 보상전류(미도시)를 생성한다. 특히, 전류보상부(130)는 생성된 보상전류를 제2PWM 조절부(120b)로 전달하여 제2PWM 조절부(120b)에서 보상전류를 이용하여 주파수 신호의 주파수를 조절할 수 있도록 하여 제2컨버터에서 유도되는 제2전류(IL2)의 양을 제어한다. The current compensator 130 senses the current distributed to the first converter 110 and the second converter 120 to generate a compensation current (not shown). In particular, the current compensator 130 transmits the generated compensation current to the second PWM controller 120b so that the second PWM controller 120b adjusts the frequency of the frequency signal by using the compensation current. The amount of induced second current IL2 is controlled.

주파수 신호 생성회로(140)는 일정한 주파수를 갖는 주파수 신호를 생성한다. 주파수 신호 생성회로(140)에서 생성된 주파수 신호의 펄스폭은 제1PWM 조절부(110b) 및 제2PWM 조절부(120b)에 의해 조절됨으로써 제1컨버터(110)및 제2컨버터(120)에서 생성하는 제1전류(IL1) 및 제2전류(IL2)의 양을 조절할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 주파수 신호 생성회로(140)는 삼각파, 톱니파, 구형파 등을 생성하여 출력할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 주파수 신호 생성회로(140)는 톱니파를 생성한다. The frequency signal generation circuit 140 generates a frequency signal having a constant frequency. The pulse width of the frequency signal generated by the frequency signal generation circuit 140 is adjusted by the first PWM controller 110b and the second PWM controller 120b to generate the first converter 110 and the second converter 120. The amount of the first current IL1 and the second current IL2 can be adjusted. In one embodiment, the frequency signal generation circuit 140 may generate and output triangular waves, sawtooth waves, square waves, and the like. In particular, in one embodiment of the present invention, the frequency signal generation circuit 140 generates a sawtooth wave.

도 2는 도 1에 도시된 동기형 벅 컨버터의 일실시예를 나타내는 회로도이다. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the synchronous buck converter shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 동기형 벅 컨버터(100)는 제1컨버터(110), 제2컨버터(120), 전류보상부(130) 및 주파수 신호 생성회로(140)를 포함한다. 제1컨버터(110)의 제1전류생성부(110a)는 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 제1인버터(111) 및 제1코일(L1)를 포함한다. 제1스위치(S1)는 제1전극이 입력단(N1)에 연결되고 제2전극이 제1코일(L1)과 연결되며 게이트가 제1PWM 조절부(110b)의 출력단과 연결된다. 제2스위치(S2)는 제1전극이 제1코일(L1)와 제1스위치(S1)의 제2전극에 연결되고 제2전극이 접지에 연결되며 게이트는 제1인버터(111)의 출력단에 연결된다. 제1인버터(111)는 제1PWM 조절부(110b)의 출력단(N2)과 연결되어 제1PWM 조절부(110b)의 출력신호를 반전시켜 제2스위치(S2)의 게이트로 전달한다. 따라서, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)는 주파수 신호(f-sig)에 대응하여 서로 다른 시간에 턴온/턴오프된다. 여기서, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)는 N모스 트랜지스터로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. Referring to FIG. 2, the synchronous buck converter 100 includes a first converter 110, a second converter 120, a current compensator 130, and a frequency signal generation circuit 140. The first current generation unit 110a of the first converter 110 includes a first switch S1, a second switch S2, a first inverter 111, and a first coil L1. The first switch S1 has a first electrode connected to an input terminal N1, a second electrode connected to a first coil L1, and a gate connected to an output terminal of the first PWM controller 110b. In the second switch S2, the first electrode is connected to the first coil L1 and the second electrode of the first switch S1, the second electrode is connected to the ground, and the gate is connected to the output terminal of the first inverter 111. Connected. The first inverter 111 is connected to the output terminal N2 of the first PWM controller 110b to invert the output signal of the first PWM controller 110b and transmits the inverted signal to the gate of the second switch S2. Therefore, the first switch S1 and the second switch S2 are turned on / off at different times in response to the frequency signal f-sig. Here, the first switch S1 and the second switch S2 are illustrated as NMOS transistors, but are not limited thereto.

제1코일(L1)은 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 턴온/턴오프 동작을 반복함에 따라 제1전류(IL1)가 제1코일(L1)에 유도되어 흐르게 된다. As the first coil L1 repeats the turn-on / turn-off operation of the first switch S1 and the second switch S2, the first current IL1 is induced and flows to the first coil L1.

제1PWM 조절부(110b)는 제1피드백부(112)와 제1PWM 변조부(113)를 포함한다. 제1피드백부(112)는 제1센싱부(110c)에서 출력된 센싱전류와 기준전압을 전달받아 센싱전류와 기준전압(Iref)을 비교하여 피드백신호를 출력한다. 그리고, 제1PWM 변조부(113)는 피드백 신호와 주파수신호 발생회로(140)의 출력신호를 입력받아 주파수신호(f-sig)의 펄스폭을 조절한다. 이로 인해, 제1센싱전류의 크기에 대응하여 주파수신호(f-sig)의 펄스폭이 변조되도록 함으로써, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 턴온/턴오프 주기에 변화가 발생되도록 한다. 이로 인해, 제1코일(L1)에서 유도되는 제1전류(IL1)의 크기를 제어할 수 있다. The first PWM control unit 110b includes a first feedback unit 112 and a first PWM modulation unit 113. The first feedback unit 112 receives the sensing current and the reference voltage output from the first sensing unit 110c and compares the sensing current and the reference voltage Iref to output a feedback signal. The first PWM modulator 113 receives the feedback signal and the output signal of the frequency signal generator circuit 140 and adjusts the pulse width of the frequency signal f-sig. As a result, the pulse width of the frequency signal f-sig is modulated corresponding to the magnitude of the first sensing current, thereby causing a change in the turn-on / turn-off periods of the first switch S1 and the second switch S2. Be sure to Thus, the magnitude of the first current IL1 induced in the first coil L1 may be controlled.

제1센싱부(110c)는 제1저항(rs1)과 제1저항(rs1)의 양단 전압을 각각 입력받아 증폭하는 제1차동증폭기(114)를 포함한다. 제1센싱부(110c)는 제1저항(rs1)에 의해 발생한 제1저항(rs1) 양단의 전압과 제1저항(rs1)의 크기를 통해 제1전류(IL1)의 크기를 판단할 수 있다. 그리고, 제1차동증폭기(114)는 제1저항(rs1)의 양단전압에 대응하여 센싱전류를 출력한다. The first sensing unit 110c includes a first differential amplifier 114 that receives and amplifies voltages at both ends of the first resistor rs1 and the first resistor rs1, respectively. The first sensing unit 110c may determine the magnitude of the first current IL1 based on the voltage across the first resistor rs1 generated by the first resistor rs1 and the magnitude of the first resistor rs1. . In addition, the first differential amplifier 114 outputs a sensing current corresponding to the voltage between both ends of the first resistor rs1.

동기형 벅 컨버터(100)의 제2전류생성부(120a)는 제3스위치(S3), 제4스위치(S4), 제2인버터(211) 및 제2코일(L2)를 포함한다. 제3스위치(S3)는 제1전극이 입력단(N1)에 연결되고 제2전극이 제2코일(L2)와 연결되며 게이트가 제2PWM 조절부(120b)의 출력단(N3)과 연결된다. 제4스위치(S4)는 제1전극이 제2코일(L2)와 제3스위치(S3)의 제2전극에 연결되고 제2전극이 접지에 연결되며 게이트는 제2인버터(211)의 출력단에 연결된다. 제2인버터는(211) 제2PWM 조절부(120b)의 출력단(N3)과 연결된다. 따라서, 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4)는 주파수 신호(f-sig)에 대응하여 서로 다른 시간에 턴온/턴오프된다. 여기서, 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4)는 N모스 트랜지스터로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않는다. The second current generator 120a of the synchronous buck converter 100 includes a third switch S3, a fourth switch S4, a second inverter 211, and a second coil L2. In the third switch S3, the first electrode is connected to the input terminal N1, the second electrode is connected to the second coil L2, and the gate is connected to the output terminal N3 of the second PWM control unit 120b. In the fourth switch S4, the first electrode is connected to the second electrode of the second coil L2 and the third switch S3, the second electrode is connected to the ground, and the gate is connected to the output terminal of the second inverter 211. Connected. The second inverter 211 is connected to the output terminal N3 of the second PWM control unit 120b. Therefore, the third switch S3 and the fourth switch S4 are turned on / off at different times in response to the frequency signal f-sig. Here, the third switch S3 and the fourth switch S4 are illustrated as NMOS transistors, but are not limited thereto.

제2코일(L2)은 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4)의 턴온/턴오프 동작을 반복함에 따라 제2코일(L2)에 제2전류(IL2)가 유도되어 흐르게 된다. As the second coil L2 repeats the turn-on / turn-off operation of the third switch S3 and the fourth switch S4, the second current IL2 is induced and flows in the second coil L2.

제2PWM 조절부(120b)는 제2피드백부(122)와 제2PWM 변조부(125)를 포함한다. 제2피드백부(122)는 제2센싱부(120c)에서 출력된 센싱전류(ILO)와 기준전류(Iref)을 전달받아 센싱전류와 기준전압을 비교하여 피드백신호를 출력한다. 그리고, 제2PWM 변조부(125)는 피드백신호와 주파수신호 발생회로(140)에서 출력된 주파수 신호(f-sig)를 입력받아 주파수신호(f-sig)의 펄스폭을 변조한다. 이로 인해, 제2센싱전류의 크기에 대응하여 주파수신호의 온/오프 신호의 주기가 변하게 되어 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4)의 턴온/턴오프 주기에 변화가 발생된다. 따라서, 제2코일(L2)에 유도되는 제2전류(IL2)의 크기를 제어할 수 있다. The second PWM control unit 120b includes a second feedback unit 122 and a second PWM modulation unit 125. The second feedback unit 122 receives the sensing current ILO and the reference current Iref output from the second sensing unit 120c and compares the sensing current with the reference voltage to output a feedback signal. The second PWM modulator 125 receives the feedback signal and the frequency signal f-sig output from the frequency signal generation circuit 140 and modulates the pulse width of the frequency signal f-sig. As a result, the period of the on / off signal of the frequency signal is changed to correspond to the magnitude of the second sensing current, thereby causing a change in the turn-on / turn-off period of the third switch S3 and the fourth switch S4. Therefore, the magnitude of the second current IL2 induced in the second coil L2 can be controlled.

제2센싱부(120c)는 제2저항(rs2)과 제2저항(rs2)의 양단 전압을 각각 입력받아 증폭하는 제2차동증폭기(125)를 포함한다. 제2센싱부(120c)는 제2저항(rs2)에 의해 발생한 전압과 제2저항(rs2)의 크기를 통해 제2전류(IL2)의 크기를 판단할 수 있다. 그리고, 제2차동증폭기(125)는 제2저항(rs2)의 양단전압에 대응하여 센싱전류를 출력한다.The second sensing unit 120c includes a second differential amplifier 125 that receives and amplifies voltages at both ends of the second resistor rs2 and the second resistor rs2, respectively. The second sensing unit 120c may determine the magnitude of the second current IL2 based on the voltage generated by the second resistor rs2 and the magnitude of the second resistor rs2. The second differential amplifier 125 outputs a sensing current corresponding to the voltage between both ends of the second resistor rs2.

보상전류생성부(130)는 입력전원(Vin)과 입력단(N1) 사이에 연결된 제3저항(rs3)과 제3저항(rs3)의 양단의 전압을 각각 입력받아 증폭하는 제3차동증폭기(131a)를 포함하는 제3센싱부(131)와 제3차동증폭기(131a)에서 출력된 전류를 이용하여 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류의 크기를 파악하는 분배전류검출회로(132)와 분배전류검출회로(132)에서 출력된 신호를 적분하여 보상전류를 생성하는 적분기(133)를 포함한다. The compensation current generation unit 130 receives and amplifies voltages at both ends of the third resistor rs3 and the third resistor rs3 connected between the input power source Vin and the input terminal N1, respectively, and amplifies the third differential amplifier 131a. Distribution current to determine the magnitude of the current distributed to the first converter 110 and the second converter 120 using the current output from the third sensing unit 131 and the third differential amplifier 131a including And an integrator 133 for generating a compensation current by integrating the signals output from the detection circuit 132 and the distribution current detection circuit 132.

도 3은 도 2에 도시된 보상전류생성부에 채용한 분배전류검출회로의 일실시예를 나타내는 회로도이다. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a distribution current detection circuit employed in the compensation current generation unit shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 분배회로 검출회로(132)는 보상전압원(132b), 제3차동증폭기(131a)에서 출력된 센싱신호에 대응하여 보상전압원(132b)으로부터 전류(Irs3)가 흐르도록 하는 보상전류원(132a), 제1전극은 보상전류원(132a)에 연결되고 제2전극은 접지에 연결되어 보상전류원(132a)으로부터 전류를 전달받아 충전하는 보상캐패시터(C-s), 제1단은 보상캐패시터(C-s)의 제1전극에 연결되고 제2단은 접지에 연결되어 스위칭제어신호(D-sig)에 대응한 스위칭동작에 따라 선택적으로 보상캐패시터(C-s)에 전류가 전달되도록 하는 제5스위치(S5)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the distribution circuit detection circuit 132 compensates for the current Irs3 to flow from the compensation voltage source 132b in response to the sensing signal output from the compensation voltage source 132b and the third differential amplifier 131a. The current source 132a and the first electrode are connected to the compensation current source 132a, and the second electrode is connected to the ground to compensate for the current received from the compensation current source 132a, the compensation capacitor Cs, the first end of the compensation capacitor ( A fifth switch S5 connected to a first electrode of Cs and a second end connected to ground to selectively transmit current to the compensation capacitor Cs according to a switching operation corresponding to the switching control signal D-sig. ).

도 4a 내지 도 4c는 도 2에 도시된 동기형 벅 컨버터에 입력되는 신호들을 나타내는 타이밍도이다. 이때, 제1센싱부(110c)와 제2센싱부(120c)는 제1저항(rs1)과 제2저항(rs2)의 크기가 동일한 것을 선택하여 제작된 것으로 가정하지만, 사용에 따라 제1저항(rs1)과 제2저항(rs2)의 열화 발생 또는 제1저항(rs1)과 제2저항(rs2)의 오차 등으로 인해 제1저항(rs1)의 크기가 제2저항(rs2)의 크기보다 큰 것으로 가정한다. 또한, 동기형 벅 컨버터는 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 입력전류(Iin)를 분배하여 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)에서 제1전류(IL1)와 제2전류(IL2)를 생성한다. 그리고, 입력전류(Iin)를 전달받아 제1컨버터(110)에서 유도된 제1전류(IL1)를 센싱하는 제1센싱부(110c)와 제2컨버터(120)에서 유도된 제2전류(IL2)를 센싱하는 제2센싱부(120c)에 의해 입력전류(Iin)가 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류량을 파악하는 단계 및 분배되는 전류량에 대응하여 제1전류 또는 제2전류의 크기를 조절하여 제1컨버터와 제2컨버터에 분배되는 전류량을 균등하게 하는 단계를 포함한다. 4A to 4C are timing diagrams illustrating signals input to the synchronous buck converter shown in FIG. 2. At this time, it is assumed that the first sensing unit 110c and the second sensing unit 120c are manufactured by selecting the same size of the first resistor rs1 and the second resistor rs2. The size of the first resistor rs1 is larger than that of the second resistor rs2 due to deterioration of the rs1 and the second resistor rs2 or an error between the first resistor rs1 and the second resistor rs2. It is assumed to be large. In addition, the synchronous buck converter distributes the input current (Iin) to the first converter 110 and the second converter 120 to the first current (IL1) and the first converter (110) and the second converter (120). The second current IL2 is generated. The first sensing unit 110c and the second current IL2 induced by the second converter 120 sense the first current IL1 induced by the first converter 110 by receiving the input current Iin. Determining the amount of current distributed by the second sensing unit 120c to the first converter 110 and the second converter 120 and the first current corresponding to the amount of current distributed. Or adjusting the magnitude of the second current to equalize the amount of current distributed to the first converter and the second converter.

도 4a 내지 도 4c를 참조하여 보다 구체적으로 동작을 설명하면, 일정한 크기의 기준전류(Iref)가 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)으로 입력된다. 이때, 제2컨버터(120)는 분배되는 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류량에 대응하여 보상전류(Ir)가 기준전류(Iref)와 합산된다. 그리고, 제1스위치(S1)이 켜지고 제2스위치(S2)가 꺼지면 제1컨버터(110)으로 입력전류(Iin) 분배되어 전달되고 제3스위치(S3)이 켜지고 제4스위치(S4)가 꺼지면 제2컨버터(120)으로 입력전류(Iin)가 분배되어 전달된다. 또한, 제1스위치(S1) 내지 제4스위치(S4)는 1구간(T1) 내지 제4구간(T4)을 한 주기로 하여 제1구간(T1) 내지 제4구간(T4)을 반복하여 동작한다. 또한, 일 실시예에 있어서, 주파수 신호 생성회로(140)가 톱니파를 출력하기 때문에 제1구간(T1)에서는 제1스위치(S1)와 제3스위치(S3)가 동시에 온상태가 될 수 있다. 이때, 제2스위치(S2)와 제4스위치(S4)는 동시에 오프상태가 될 수 있다. 그리고, 제3구간(T3)에서는 제1스위치(S1)와 제3스위치(S3)가 동시에 온 상태가 되고 제2스위치(S2)와 제4스위치(S4)는 동시에 오프상태가 될 수 있다. 또한, 제2구간(T2)에서는 제1스위치(S1)와 제4스위치(S4)가 온상태가 되고 제2스위치(S2)와 제3스위치(S3)가 오프 상태가 되며, 제4구간(T4)에서는 제2스위치(S2)와 제3스위치(S3)가 온상태가 되고 제1스위치(S1)과 제4스위치(S4)가 오프 상태가 될 수 있다. Referring to FIGS. 4A to 4C, the operation will be described in more detail. A reference current Iref having a predetermined magnitude is input to the first converter 110 and the second converter 120. In this case, the second converter 120 adds the compensation current Ir to the reference current Iref in correspondence with the amount of current distributed to the first converter 110 and the second converter 120. In addition, when the first switch S1 is turned on and the second switch S2 is turned off, the input current Iin is distributed to the first converter 110 and transmitted. When the third switch S3 is turned on and the fourth switch S4 is turned off. The input current Iin is distributed and transmitted to the second converter 120. In addition, the first switch S1 to the fourth switch S4 operate by repeating the first section T1 to the fourth section T4 with one section T1 to the fourth section T4 as one cycle. . In addition, in one embodiment, since the frequency signal generation circuit 140 outputs the sawtooth wave, the first switch S1 and the third switch S3 may be simultaneously turned on in the first section T1. In this case, the second switch S2 and the fourth switch S4 may be turned off at the same time. In the third section T3, the first switch S1 and the third switch S3 may be turned on at the same time, and the second switch S2 and the fourth switch S4 may be turned off at the same time. In addition, in the second section T2, the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on, and the second switch S2 and the third switch S3 are turned off, and the fourth section S2 is turned off. In T4), the second switch S2 and the third switch S3 may be turned on, and the first switch S1 and the fourth switch S4 may be turned off.

먼저, 제1구간(T1)에서 제1스위치(S1), 제3스위치(S3)가 턴온, 제2스위치(S2), 제4스위치(S4)가 턴오프상태 이기 때문에, 입력단(N1)을 통해 제1컨버터(110) 및 제2컨버터(120)로 전류가 입력되기 때문에 입력단(N1)에 흐르는 전류(Iin)는 도 4a에 도시되어 있는 것과 같이 된다. 그리고, 제2구간(T2)에서는 제1스위치(S1)와 제4스위치(S4)이 온상태가 되고 제2스위치(S2)와 제3스위치(S3)가 오프 상태이기 때문에, 입력단(N1)에 흐르는 전류는 제1컨버터(110)에 흐르는 전류와 동일하다. 그리고, 제3구간(T3)에서는 제1스위치(S1), 제3스위치(S3)는 온상태, 제2스위치(S2), 제4스위치(S4)가 오프 상태이기 때문에, 입력단(N1)에 흐르는 전류를 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)에 흐르는 전류의 합과 동일하게 된다. 여기서, 제1 저항(rs1)이 제2저항(rs2)보다 더 큰 것으로 가정하였기 때문에 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류량은 차이가 존재한다. 따라서, 제2컨버터(120)에 흐르는 전류가 제1컨버터(110)에 흐르는 전류보다 더 크며, 이로 인해 제2컨버터(120)의 회로의 발열 등의 제1컨버터(110)보다 더 크게 발생하여 제2컨버터(120)의 노화가 급속히 진행될 수 있다. First, since the first switch S1, the third switch S3 are turned on, the second switch S2, and the fourth switch S4 are turned off in the first section T1, the input terminal N1 is turned off. Since the current is input to the first converter 110 and the second converter 120 through the current (Iin) flowing through the input terminal (N1) as shown in Figure 4a. In the second section T2, since the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on, and the second switch S2 and the third switch S3 are turned off, the input terminal N1. The current flowing in the same as the current flowing in the first converter 110. In the third section T3, since the first switch S1 and the third switch S3 are in the on state, and the second switch S2 and the fourth switch S4 are in the off state, the first switch S1 and the third switch S3 are in the off state. The current flowing is equal to the sum of the currents flowing through the first converter 110 and the second converter 120. Here, since it is assumed that the first resistor rs1 is larger than the second resistor rs2, there is a difference in the amount of current distributed to the first converter 110 and the second converter 120. Accordingly, the current flowing in the second converter 120 is greater than the current flowing in the first converter 110, and thus, the current flowing in the second converter 120 is larger than that of the first converter 110 such as heat generation of the circuit of the second converter 120. Aging of the second converter 120 may proceed rapidly.

이를 방지하기 위해, 입력단(N1)과 연결된 보상전류생성부(130)는 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류를 센싱하여 제2컨버터(120)로 분배된 전류를 줄이도록 한다. 이를 위해 보상전류생성부(130)는 제5스위치(S5)가 도 4b에 도시된 스위칭제어신호(D-sig)에 대응하여 동작하도록 하여 제1구간(T1)과 제3구간(T3)에서 턴온되고 제2구간(T2)과 제4구간(T4)에서 턴오프되도록 한다. 제1구간(T1)에서 제5스위치(S5)가 턴온되면, 보상전류원(132a)은 제5스위치(S5)에 의해 접지와 연결되어 보상전류원(132a)에서 흐르는 전류가 보상캐패시터(C-s)에 충전되지 않는다. 제2구간(T2)에서 제5스위치(S5)가 턴오프되면 보상전류원(132a)은 접지와 오픈 상태가 되어 보상전류원(132a)에서 흐르는 전류는 보상캐패시터(C-s)로 흐르게 된다. 이때, 보상전류원(132a)에서 보상캐패시터(C-s)로 흐르는 전류는 제1컨버터(110)로 분배된 전류를 센싱한 전류값에 대응하여 흐르게 된다. 따라서, 제2구간(T2)에서 보상캐패시터(C-s)에 저장된 전압은 도 4c의 A에 해당하는 전압이 충전된다. 제3구간(T3)에서 제5스위치(S5)가 턴온되면 제1구간(T1)과 마찬가지로 보상전류원(132a)은 제5스위치(S5)에 의해 접지와 연결되어 보상전류원(132a)에서 흐르는 전류가 보상캐패시터(C-s)에 충전되지 않는다. 그리고, 제4구간(T4)에서 제5스위치(S5)가 턴오프되면 보상전류원(132a)은 접지와 오픈 상태가 되어 보상전류원(132a)에서 흐르는 전류는 보상캐패시터(C-s)로 흐르게 된다. 이때, 보상전류원(132a)에서 보상캐패시터(C-s)로 흐르는 전류는 제2컨버터(120)로 분배된 전류를 센싱한 전류값에 대응하여 흐르게 된다. 그리고, 보상캐패시터(C-s)에 저장된 전압은 도 4c의 B에 해당하는 전압이 충전된다. 제2구간(T2)과 제4구간(T4)에서 보상캐패시터(C-s)에 충전된 전압은 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류에 대응하기 때문에 제1컨버터(110)의 제1저항(rs1)의 크기가 제2컨버터(120)의 제2저항(rs2)의 크기보다 더 커 제1컨버터(110)로 흐르는 전류의 크기가 제2컨버터(120)로 흐르는 전류보다 더 작기 때문에 도 4c의 B에 해당하는 전압이 도 4c의 A에 해당하는 전압보다 더 크다. To prevent this, the compensating current generation unit 130 connected to the input terminal N1 senses the current distributed to the first converter 110 and the second converter 120 to sense the current distributed to the second converter 120. To reduce it. To this end, the compensation current generation unit 130 operates the fifth switch S5 in response to the switching control signal D-sig shown in FIG. 4B in the first section T1 and the third section T3. It is turned on and turned off in the second section T2 and the fourth section T4. When the fifth switch S5 is turned on in the first section T1, the compensation current source 132a is connected to the ground by the fifth switch S5 so that the current flowing from the compensation current source 132a flows to the compensation capacitor Cs. It does not charge. When the fifth switch S5 is turned off in the second section T2, the compensation current source 132a is open to ground and the current flowing from the compensation current source 132a flows to the compensation capacitor C-s. At this time, the current flowing from the compensation current source 132a to the compensation capacitor C-s flows corresponding to the current value sensed by the current distributed to the first converter 110. Therefore, the voltage stored in the compensation capacitor C-s in the second section T2 is charged with a voltage corresponding to A of FIG. 4C. When the fifth switch S5 is turned on in the third section T3, similar to the first section T1, the compensation current source 132a is connected to the ground by the fifth switch S5 to flow through the compensation current source 132a. Is not charged in the compensation capacitor Cs. When the fifth switch S5 is turned off in the fourth section T4, the compensation current source 132a is in an open and ground state, and the current flowing from the compensation current source 132a flows to the compensation capacitor C-s. At this time, the current flowing from the compensation current source 132a to the compensation capacitor C-s flows in correspondence with the current value sensed by the current distributed to the second converter 120. The voltage stored in the compensation capacitor C-s is charged with a voltage corresponding to B of FIG. 4C. Since the voltage charged in the compensation capacitor Cs in the second section T2 and the fourth section T4 corresponds to the current distributed to the first converter 110 and the second converter 120, the first converter 110. The magnitude of the current flowing through the first converter 110 is greater than that of the second resistor rs2 of the second converter 120, and the magnitude of the current flowing through the second converter 120 is greater than that of the second resistor 120. Since it is smaller than, the voltage corresponding to B of FIG. 4C is greater than the voltage corresponding to A of FIG. 4C.

그리고, 전압비교회로(132d)에서 제2구간(T2)과 제4구간(T4)에 보상캐패시터(C-s)에 충전된 전압을 비교하고 비교결과를 적분기(133)로 전달한다. 적분기(133)는 제2구간(T2)과 제4구간(T4)에 충전된 전압의 비교결과를 적분하여 전류량을 계산하고 보상전류를 생성한다. 적분기(133)에 의해 생성된 보상전류는 덧셈기(123)를 통해 기준전류에 합산된다. 이때, 제1컨버터(110)의 제1저항(rs1)과 제2컨버터(120)의 제2저항의 저항값의 차이로 인해 발생하는 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류의 차이를 줄이기 위해서는 적분기(133)에서는 보상전류의 값을 (-) 값으로 변화되도록 하여 덧셈기(123)에 의해 합산된 전류가 기준전류의 크기 보다 작아지도록 한다. 이로 인해, 제2컨버터(120)로 분배된 전류의 크기를 작게 함으로써 제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)로 분배되는 전류의 차이를 줄여 발열 및 노화를 방지할 수 있다. The voltage comparison circuit 132d compares the voltage charged in the compensation capacitor C-s between the second section T2 and the fourth section T4, and transfers the comparison result to the integrator 133. The integrator 133 integrates the comparison result of the voltage charged in the second section T2 and the fourth section T4 to calculate the amount of current and generate a compensation current. The compensation current generated by the integrator 133 is added to the reference current through the adder 123. In this case, the first converter 110 is distributed to the first converter 110 and the second converter 120 generated due to a difference between the resistance values of the first resistor rs1 of the first converter 110 and the second resistor of the second converter 120. In order to reduce the difference in current, the integrator 133 changes the value of the compensation current to a negative value so that the current added by the adder 123 becomes smaller than the reference current. Thus, by reducing the magnitude of the current distributed to the second converter 120, it is possible to reduce the difference between the currents distributed to the first converter 110 and the second converter 120 to prevent heat generation and aging.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It is to be understood that the technical spirit of the present invention has been specifically described in accordance with the preferred embodiments thereof, but it is to be understood that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 동기형 벅 컨버터 110: 제1컨버터
120: 제2컨버터 130: 전류보상부
140: 주파수 생성회로 Iref: 기준전류
Vin: 입력전원 Vout: 출력전원100: synchronous buck converter 110: the first converter
120: second converter 130: current compensation unit
140: frequency generating circuit Iref: reference current
Vin: Input Power Vout: Output Power

Claims (14)

일정한 주파수를 갖는 주파수신호에 대응하여 제1전류를 생성하는 제1전류생성부와, 제1전류를 센싱한 센싱전류와 기준전류를 비교하여 주파수신호의 펄스폭을 변조하는 제1PWM 조절부를 구비하는 제1컨버터;
주파수신호에 대응하며, 제1전류와 위상차가 있는 제2전류를 생성하는 제2전류생성부와, 제2전류를 센싱한 센싱전류와 기준전류를 비교하여 주파수신호의 펄스폭을 변조하는 제2PWM 조절부를 구비하는 제2컨버터; 및
제1컨버터와 제2컨버터로 입력되는 전류를 센싱하는 제3센싱부와, 제3센싱부에서 센싱된 전류가 제1컨버터와 제2컨버터로 분배된 전류량에 대응하는 전압을 이용하여 제1컨버터와 제2컨버터로 분배된 전류량의 차이를 검출하는 분배전류검출회로와, 제1컨버터와 제2컨버터로 분배된 전류량의 차이에 대응하여 보상전류를 생성하는 적분기를 구비하는 전류보상부를 포함하는 동기형 벅 컨버터.A first current generator configured to generate a first current corresponding to a frequency signal having a constant frequency, and a first PWM controller configured to modulate the pulse width of the frequency signal by comparing the sensing current sensing the first current with a reference current; A first converter;
A second current generation unit corresponding to the frequency signal and generating a second current having a phase difference from the first current, and a second PWM for modulating the pulse width of the frequency signal by comparing the sensing current and the reference current sensing the second current; A second converter having an adjustment unit; And
The third converter senses the current input to the first converter and the second converter, and the first converter using a voltage corresponding to the amount of current that is sensed by the third sensor is distributed to the first converter and the second converter. And a current compensating unit including a distribution current detection circuit for detecting a difference in the amount of current distributed to the second converter, and an integrator for generating a compensation current in response to the difference in the amount of current distributed to the first converter and the second converter. Type buck converter. 제1항에 있어서,
제1전류생성부는
펄스폭 변조신호에 대응하여 스위칭동작을 수행하는 제1스위치, 펄스폭 변조신호에 대응하여 제1스위치와 서로 다른 스위칭 동작을 수행하는 제2스위치를 포함하는 제1스위치부; 및
제1스위치와 제2스위치의 동작에 대응하여 제1전류가 유도되는 제1코일을 포함하는 동기형 벅 컨버터. The method of claim 1,
The first current generating unit
A first switch unit including a first switch performing a switching operation in response to the pulse width modulation signal, and a second switch performing a different switching operation from the first switch in response to the pulse width modulation signal; And
A synchronous buck converter comprising a first coil in which a first current is induced in response to an operation of the first switch and the second switch. 제1항에 있어서,
제1컨버터는
제1전류의 크기의 차이를 센싱하여 제1전류의 크기를 센싱하는 제1센싱부를 포함하는 동기형 벅 컨버터.The method of claim 1,
The first converter
A synchronous buck converter comprising a first sensing unit for sensing a difference in the magnitude of the first current to sense the magnitude of the first current. 제3항에 있어서,
제1PWM 조절부는
기준전류와 제1센싱전류를 입력받아 제1피드백신호를 생성하는 제1피드백부; 및
소정의 주파수를 갖는 주파수신호와 제1피드백신호 비교하여 주파수신호의 펄스폭을 변조하는 제1주파수변조부를 포함하는 동기형 벅 컨버터. The method of claim 3,
The first PWM control unit
A first feedback unit configured to receive a reference current and a first sensing current to generate a first feedback signal; And
A synchronous buck converter comprising a first frequency modulator for modulating a pulse width of a frequency signal by comparing a frequency signal having a predetermined frequency with a first feedback signal. 제2항에 있어서,
제1스위치는 제1전극이 입력단에 연결되고 제2전극이 제1코일에 연결되며 게이트 전극이 주파수신호가 입력단에 연결되고, 제2스위치는 제1전극이 제1코일에 연결되고 제2전극이 접지에 연결되며 게이트전극이 주파수신호를 반전시키는 인버터에 연결되는 동기형 벅 컨버터. The method of claim 2,
In the first switch, the first electrode is connected to the input terminal, the second electrode is connected to the first coil, the gate electrode is connected to the input terminal, and in the second switch, the first electrode is connected to the first coil and the second electrode is connected. A synchronous buck converter connected to this ground and whose gate electrode is connected to an inverter for inverting a frequency signal. 제1항에 있어서,
제2전류생성부는
펄스폭 변조신호에 대응하여 스위칭동작을 수행하는 제3스위치, 펄스폭 변조신호에 대응하여 제3스위치와 서로 다른 스위칭 동작을 수행하는 제4스위치를 포함하는 제1스위치부; 및
제3스위치와 제4스위치의 동작에 대응하여 제2전류가 유도되는 제2코일을 포함하는 동기형 벅 컨버터. The method of claim 1,
The second current generating unit
A first switch unit including a third switch performing a switching operation in response to the pulse width modulation signal, and a fourth switch performing a different switching operation from the third switch in response to the pulse width modulation signal; And
A synchronous buck converter comprising a second coil in which a second current is induced in response to an operation of the third switch and the fourth switch. 제1항에 있어서,
제2컨버터는
제2전류의 크기의 차이를 센싱하여 제2전류의 크기를 센싱하는 제2센싱부를 포함하는 동기형 벅 컨버터.The method of claim 1,
The second converter
And a second sensing unit configured to sense a difference in magnitude of the second current to sense the magnitude of the second current. 제1항에 있어서,
제2PWM 조절부는
기준전류와 보상전류를 합산하는 덧셈기와 덧셈기 출력과 제2센싱전류를 입력받아 제2피드백신호를 생성하는 제2피드백부; 및
소정의 주파수를 갖는 주파수신호의 위상을 지연시킨 후 제2피드백신호 비교하여 주파수신호의 주파수를 조절하는 제2PWM 변조부를 포함하는 동기형 벅 컨버터. The method of claim 1,
The second PWM control unit
A second feedback unit configured to generate a second feedback signal by receiving an adder for adding a reference current and a compensation current, an adder output, and a second sensing current; And
And a second PWM modulator for delaying a phase of a frequency signal having a predetermined frequency and comparing a second feedback signal to adjust a frequency of the frequency signal. 제6항에 있어서,
제3스위치는, 제1전극이 입력단에 연결되고 제2전극이 제2코일에 연결되며 게이트 전극이 주파수신호가 입력되는 입력단에 연결되고, 제4스위치는 제1전극이 제2코일에 연결되고 제2전극이 접지에 연결되며 게이트전극이 주파수신호를 반전시키는 인버터에 연결되는 동기형 벅 컨버터. The method according to claim 6,
In the third switch, the first electrode is connected to the input terminal, the second electrode is connected to the second coil, the gate electrode is connected to the input terminal to which the frequency signal is input, and the fourth switch is connected to the second coil. And a second electrode connected to ground, and a gate electrode connected to an inverter for inverting a frequency signal. 삭제delete 제1항에 있어서,
분배전류검출회로는
보상전류원;
전류원으로부터 제1컨버터로 전달되는 전류와 제2컨버터로 전달되는 전류의 차이에 대응하는 전압을 저장하는 보상캐패시터; 및
선택적으로 보상전류원에서 보상캐패시터로 전류를 전달하는 제5스위치를 포함하는 동기형 벅 컨버터. The method of claim 1,
Distribution current detection circuit
Compensation current source;
A compensation capacitor for storing a voltage corresponding to the difference between the current transferred from the current source to the first converter and the current transferred to the second converter; And
And a fifth switch for selectively transferring current from the compensation current source to the compensation capacitor. 제1항에 있어서, 동기형 벅컨버터는;
주파수 신호 발생부를 더 포함하여 주파수 신호를 제1컨버터와 제2컨버터로 전달하는 동기형 벅 컨버터.The method of claim 1, wherein the synchronous buck converter;
A synchronous buck converter further comprising a frequency signal generator for transmitting a frequency signal to the first converter and the second converter. 제12항에 있어서,
주파수 신호는 톱니파인 동기형 벅 컨버터.The method of claim 12,
Frequency signal is a sawtooth synchronous buck converter. 삭제delete
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