KR101289727B1 - Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로 - Google Patents

Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로 Download PDF

Info

Publication number
KR101289727B1
KR101289727B1 KR1020110040879A KR20110040879A KR101289727B1 KR 101289727 B1 KR101289727 B1 KR 101289727B1 KR 1020110040879 A KR1020110040879 A KR 1020110040879A KR 20110040879 A KR20110040879 A KR 20110040879A KR 101289727 B1 KR101289727 B1 KR 101289727B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
switch
output
capacitor
voltage
Prior art date
Application number
KR1020110040879A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120122615A (ko
Inventor
우영진
최홍규
박공순
Original Assignee
주식회사 실리콘웍스
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 주식회사 실리콘웍스 filed Critical 주식회사 실리콘웍스
Priority to KR1020110040879A priority Critical patent/KR101289727B1/ko
Publication of KR20120122615A publication Critical patent/KR20120122615A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101289727B1 publication Critical patent/KR101289727B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • G11C5/145Applications of charge pumps; Boosted voltage circuits; Clamp circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 제1 스위치신호에 따른 차징(charge)구간에는 입력전압으로 커패시터를 충전하고, 제2 스위치신호에 따른 펌핑(pumping)구간에는 상기 커패시터에 충전된 전압을 출력단자로 전달하여 출력전압을 생성하는 차지펌핑부; 및 상기 출력전압을 피드백하여 상기 출력전압을 일정하게 유지시키기 위한 PWM 피드백 제어신호를 생성하는 피드백부를 포함하되, 상기 PWM 피드백 제어신호가 상기 차지펌핑부를 구성하는 스위치의 턴온 시간을 조절하여 상기 커패시터에 충전되는 전하량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로{A charge pump circuit controlling output voltage by RC time constant}
본 발명은 차지펌프회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RC 시정수에 의해 커패시터에 충전되는 전하량을 조절하여 출력전압을 제어하는 차지펌프회로에 관한 것이다.
차지펌프회로는 입력전압을 커패시터를 통해 승압 또는 감압하여 출력단자로 전달, 출력전압을 생성하는 회로로써, 반도체 집적 회로의 전원 회로 등으로 널리 사용되고 있다.
도 1a와 도 1b는 종래의 포지티브와 네거티브 차지펌프회로를 각각 개략적으로 도시한 도면이다. 종래의 포지티브와 네거티브 차지펌프회로(100, 200)는 각각 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)와 커패시터(Cpump)를 포함한다.
종래의 포지티브와 네거티브 차지펌프회로(100, 200)의 동작은, 비록 각 구성요소의 연결 관계는 서로 상이할 지라도, 기본적으로 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)를 교번적으로 스위칭하여 커패시터(Cpump)에 전하를 챠징(charging)시키고, 이를 출력단자로 펌핑(pumping)함으로써 이루어진다. 그리고 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)는 상호 위상이 반전되고 논리 하이(High) 상태의 구간이 중첩되지 않는 제1 내지 제2 스위칭 신호(미도시)에 의하여 제어된다.
도 1a를 참고하면, 포지티브 차지펌프회로(100)는, 제1 스위칭 신호가 논리 하이(high) 상태인 챠징(charging) 구간 동안, 제2 스위치와 제3 스위치(SW2, SW3)는 도통되고, 제1 스위치와 제 4 스위치(SW1, SW4)는 차단된다. 이에 따라서, 이 구간 동안에는 입력전압(Vin)으로 커패시터(Cpump)가 충전된다.
다음으로, 제2 스위칭 신호가 논리 하이(high) 상태인 펌핑(pumping) 구간 동안에는 제2 스위치와 제3 스위치(SW2, SW3)는 차단되고, 제1 스위치와 제4 스위치(SW1, SW4)는 도통된다. 이에 따라서, 이 구간 동안에는 입력전압(Vin)과 커패시터(Cpump)에 충전된 전압이 더해져서 출력단자로 전달되어, 출력전압(Vout)은 2배의 입력전압(2×Vin)이 된다. 이 같은 출력전압(Vout)은 출력 단자에 접속된 부하 디바이스에 공급된다.
도 1b를 참고하면, 네거티브 차지펌프회로(200)는, 제1 스위칭 신호가 논리 하이(high) 상태인 챠징(charging) 구간 동안에는 제1 스위치와 제3 스위치(SW1, SW3)는 도통되고, 제2 스위치와 제4 스위치(SW2, SW4)는 차단된다. 이에 따라서, 이 구간 동안에는 입력단자로 입력되는 전압(Vin)이 커패시터(Cpump)가 충전된다.
다음으로, 제2 스위칭 신호가 논리 하이(high) 상태인 펌핑(pumping) 구간 동안에는 제1 스위치와 제3 스위치(SW1, SW3)는 차단되고, 제2 스위치와 제4 스위치(SW2, SW4)는 도통된다. 이에 따라서, 이 구간 동안에는 커패시터(Cpump)에 충전된 전하가 출력단자로 전달되어 출력전압(Vout)은 음의 입력전압(-Vin)이 된다. 이 같은 출력전압(Vout)은 출력 단자에 접속된 부하 디바이스에 공급된다.
또한, 종래의 포지티브와 네거티브 차지펌프회로(100, 200)는 피드백 제어를 통해 출력전압(Vout)을 안정적으로 제어할 수 있다. 대표적인 피드백 제어 방식으로는 펄스 주파수 변조(Pulse Frequency Modulation : PFM, 이하 'PFM'으로 칭함)와 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation : PWM, 이하 'PWM' 으로 칭함) 등이 알려져 있다.
PFM 방식은 펄스폭이 일정한 제어신호의 주기를 변화시켜 차지펌프회로의 출력전압을 조정한다. PFM 방식은 부하 전류가 변화되더라도 출력전압이 일정하게 유지될 수 있는 장점이 있다. 반면에, PWM 방식은 구형파의 듀티 사이클(duty cycle)을 변화시켜 차지펌프회로의 출력전압을 조정한다. 즉 출력전압과 기준전압을 연속적으로 비교하여 출력전압이 일정하게 유지되도록 제어신호의 듀티 사이클을 조정한다.
그러나 일반적으로 차지펌프회로를 구성하는 커패시터(CPUMP)가 빠르게 충전되기 때문에 PWM 방식으로 출력전압을 피드백 제어하는 것은 쉽지 않다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 커패시터에 충전되는 전하량을 완만하게 변하도록 조절하여 PWM 방식으로 출력전압을 피드백 제어하는 차지 펌프 회로를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로는, 제1 스위치신호에 따른 차징(charge)구간에는 입력전압으로 커패시터를 충전하고, 제2 스위치신호에 따른 펌핑(pumping)구간에는 상기 커패시터에 충전된 전압을 출력단자로 전달하여 출력전압을 생성하는 차지펌핑부; 및 상기 출력전압을 피드백하여 상기 출력전압을 일정하게 유지시키기 위한 PWM 피드백 제어신호를 생성하는 피드백부를 포함하되, 상기 PWM 피드백 제어신호가 상기 차지펌핑부를 구성하는 스위치의 턴온 시간을 조절하여 상기 커패시터에 충전되는 전하량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 커패시터에 충전되는 전하량을 완만하게 변하도록 조절하여 PWM 방식의 피드백 제어를 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1a 와 도 1b는 종래의 포지티브와 네거티브 차지펌프회로를 각각 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로를 나타내며, 도 3은 도 2에 도시된 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 네거티브 차지펌프회로를 나타내는 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로와 네거티브 차지펌프회로를 각각 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로를 나타내고, 도 8은 도 7에 도시된 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다.
도 9은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 네거티브 차지펌프회로를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로를 나타내며, 도 3은 도 2에 도시된 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로(300)는, 차지펌핑부(310)와 피드백부(320)를 포함한다.
그리고, 차지펌핑부(310)는 제1 단자가 입력단자와 연결된 제1 내지 제2 스위치(SW1, SW2)와, 제1 단자가 제1 스위치(SW1)의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 제2 스위치(SW2)의 제2 단자와 연결된 커패시터(Cpump)와, 제1 단자가 커패시터(Cpump)의 제1 단자와 연결된 저항(Rs)과, 제1 단자가 저항(Rs)의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 접지단자와 연결된 제3 스위치(SW3) 및 제1 단자가 커패시터(Cpump)의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 출력단자와 연결된 제4 스위치(SW4)를 포함한다.
또한, 피드백부(320)는 출력단자와 접지단자 사이에 직렬로 연결되어 출력전압(Vout)의 분압전압(Vd)을 생성하는 제1 내지 제2 피드백 저항(Rf1, Rf2)과, 네거티브 입력단자로 분압전압(Vd)이 인가되고, 포지티브 입력단자로 기준전압(VREF)이 인가되는 차동증폭기(321)와, 네거티브 입력단자로 차동증폭기(321)의 출력이 인가되고, 포지티브 입력단자로 톱니파(SAW)가 인가되는 비교기(322)와, 리셋(Reset)단자로 비교기(322)의 출력이 인가되고, 셋(Set)단자로 클럭신호(CLK)가 인가되는 플립플롭(323) 및 플립플롭(323)의 출력신호와 제1 스위칭신호(PH1)를 논리곱하여 PWM 피드백 제어신호를 출력하는 엔드게이트(324)를 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로(300)는, 피드백부(320)에서 출력되는 PWM 피드백 제어신호에 의해 차지펌핑부(310)를 구성하는 제3 스위치(SW3)의 턴온 시간을 조절함으로써 커패시터에 충전되는 전하량을 제어한다.
이하, 도 3의 파형도를 참고하여, 도 2에 도시된 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로(300)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 제1 내지 제4 스위치(SW1~SW4)는 도 3에 도시된 제1, 2 스위치 신호(PH1, PH2)에 의하여 도통 또는 차단된다. 도 3을 참고하면, 제1 스위치 신호(PH1)와 제2 스위치 신호(PH2)는 상호 위상이 반전된 신호이고, 논리 하이(high) 상태가 발생되는 구간이 중첩되지 않도록 설계한다.
본 발명의 일실시 예에서는 제1 스위칭 신호(PH1)가 논리 하이(high) 상태이고 제2 스위칭 신호(PH2)가 논리 로우(low) 상태인 차징(charging) 구간 동안에는 제2 스위치 및 제3 스위치(SW2,SW3)는 도통되고, 제1 스위치 및 제4 스위치(SW1,SW4)는 차단된다. 다음으로, 제1 스위칭 신호(PH1)가 논리 로우 상태이고 제2 스위칭 신호(PH2)가 논리 하이 상태인 펌핑(pumping) 구간 동안에는 제2 스위치 및 제3 스위치(SW2,SW3)는 차단되고, 제1 스위치 및 제4 스위치(SW1,SW4)는 도통된다.
그리고, 제1 스위칭신호(PH1)에 따른 차징구간 내에서 클럭신호(CLK)에 의해 커패시터(Cpump)의 충전이 시작되고, 비교기(322)의 출력(RST)에 의해 커패시터(Cpump)의 충전이 멈춘다. 이 때 차동증폭기(321)의 출력(VC)이 톱니파(SAW)보다 작은 경우에 비교기(322)의 출력(RST)이 논리 하이가 된다.
본 발명의 일 예는, 비교기(322)의 출력(RST)이 차동증폭기(321)의 출력 전압(VC)에 따라 결정되고, 결과적으로 클럭신호(CLK)와 비교기(322)의 출력(RST) 사이에 0% 내지 100%의 듀티를 갖는 PWM 피드백 제어신호를 얻을 수 있다. 이와 같이 피드백부(320)에서 생성된 0% 내지 100%의 듀티를 갖는 PWM 피드백 제어신호가 제3 스위치의 턴온 시간을 제어함으로써 커패시터(Cpump)에 충전되는 전하량을 조절할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 포지티브 차지펌프회로(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 커패시터(Cpump) 양단에 걸리는 전압(VCP)이 완만하게 증가됨을 알 수 있다. 이는 제3 스위치에 연결된 저항(Rs)과 커패시터(Cpump)에 의해 결정되는 RC 시정수를 조절한 결과로써 본 발명은 이를 통해 PWM 방식의 피드백 제어를 용이하게 할 수 있다.
즉 차지펌프회로를 PWM 방식으로 피드백 제어하는 것이 간단한 일이라고 생각할 수도 있지만, 일반적으로 커패시터(Cpump)에 전하가 빠르게 충전되므로 결코 쉬운 일은 아니다. 이에 본 발명의 일실시 예는 제1 스위칭 신호(PH1)에 따른 차징구간에 도통되는 제3 스위치(SW3)에 연결된 저항(Rs)에 의해 커패시터(Cpump)에 충전되는 전하량을 완만하게 변하게 함으로써 PWM 방식의 피드백 제어를 용이하게 하였다. 다만, 저항(Rs)이 너무 크면 제1 스위치 신호(PH1)에 따른 차징구간에 커패시터(Cpump)에 충전되는 전하량이 너무 작아서 큰 부하를 감당할 수 없다.
따라서 제3 스위치(SW3)에 연결된 저항(Rs)과 커패시터(Cpump)에 의해 결정되는 RC시정수가 스위칭 주파수에 의해 결정되는 주기의 1/100 내지 1/10 인 값을 선택하는 것이 바람직하다. 여기서 저항(Rs)은 의도적으로 삽입될 수도 있지만, 제3 스위치(SW3)에 존재하는 온-저항일 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예는 저항(Rs)을 커패시터(Cpump)의 제1 단자와 제3 스위치(SW3)의 제1 단자 사이가 아닌, 제2 스위치(SW2)의 제2 단자와 커패시터(Cpump)의 제2 단자 사이에 위치시킬 수도 있다. 그리고 피드백부(320)에서 생성된 0% 내지 100%의 듀티를 갖는 PWM 피드백 제어신호가 제2 스위치(SW2)의 턴온 시간을 제어함으로써 커패시터(Cpump)에 충전되는 전하량을 조절할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시 예는 도 2에 도시된 실시 예와 달리, 제2 스위치(SW2)에 연결된 저항(Rs)과 커패시터(Cpump)에 의해 결정되는 RC 시정수를 조절함으로써 PWM 방식의 피드백 제어를 용이하게 한다. 여기서도, 제2 스위치(SW2)에 연결된 저항(Rs)은 의도적으로 삽입될 수도 있지만, 제2 스위치(SW2)에 존재하는 온-저항일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 네거티브 차지펌프회로를 나타내는 도면이다. 여기서는, 도 2에 도시된 실시 예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 병기한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 네거티브 차지펌프회로(400)는, 차지펌핑부(410)와 피드백부(320)를 포함한다.
그리고, 차지펌핑부(410)는 입력단자와 접지단자 사이에 직렬로 연결된 제1 내지 제2 스위치(SW1,SW2)와, 제1 단자가 제1 내지 제2 스위치(SW1,SW2)의 공통접속 단자에 연결된 커패시터(Cpump)와, 제1 단자가 커패시터(Cpump)의 제2 단자와 연결된 저항(Rs)과, 제1 단자가 저항(Rs)의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 접지단자와 연결된 제3 스위치(SW3)와, 제1 단자가 커패시터(Cpump)의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 출력단자와 연결된 제4 스위치(SW4)를 포함한다.
본 발명에 따른 네거티브 차지펌프회로(400)의 동작은, 차지펌핑부(410)가 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)를 교번적으로 스위칭하여 감압된 출력전압(Vout)을 생성하는 점을 제외하고는, 기본적으로 도 2에 도시된 포지티브 차지펌프회로(300)와 동일하게 동작하므로 여기서는 반복된 설명을 생략한다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로와 네거티브 차지펌프회로를 각각 나타내는 도면이다. 여기서는, 도 2와 도 4에 도시된 실시 예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 병기한다.
도 5와 도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로(500)와 네거티브 차지펌프회로(600)는, 기본적으로 도 2와 도 4에 도시된 포지티브 차지펌프회로(300)와 네거티브 차지펌프회로(400)와 동일하나, 피드백부(520)에서 엔드게이트(324)의 출력신호를 입력받아 제3 스위치(SW3)의 턴온(Turn-on)은 보다 느리게 하고, 턴오프(Turn-off)는 보다 빨리 되도록 하는 게이트 드라이버(325)를 더 포함한다.
이와 같은 게이트 드라이버(325)는 제3 스위치(SW3)가 턴온될 때 제3 스위치(SW3)의 온-저항을 상대적으로 더 크게 보이게 하여 낮은 부하에서도 PWM 피드백 제어가 안정적으로 이루질 수 있게 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로를 나타내고, 도7은 도 6에 도시된 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다. 여기서는, 도 5에 도시된 실시 예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 병기한다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로(700)는 차지펌핑부(310)와 피드백부(720)를 포함한다. 본 발명에 따른 포지티브 차지펌프회로(700)의 동작은, 기본적으로 도 5에 도시된 포지티브 차지펌프회로(500)와 동일하나, 피드백부(720)에서 톱니파(SAW) 대신 커패시터(Cpump)의 양단 전압을 소정의 이득(K)을 가진 감지증폭기(326)로 증폭하여 비교기(322)의 포지티브 입력단자에 인가한다. 여기서 커패시터(Cpump)의 양단 전압은 커패시터(Cpump)의 양단에서 차동으로 검출할 수도 있고, 어느 한 단자를 기준으로 다른 단자만 감지하여 구현할 수도 있다.
이하, 도 8의 파형도를 참고하여, 도 7에 도시된 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 포지티브 차지펌프회로(700)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 스위칭신호(PH1)에 따른 차징구간 내에서 클럭신호(CLK)에 의해 커패시터(Cpump)의 충전이 시작되고, 비교기(322)의 출력(RST)에 의해 커패시터(Cpump)의 충전이 멈춘다. 이 때 차동증폭기(321)의 출력(Vc)이 커패시터(Cpump)의 양단 전압을 소정의 이득(K)을 가진 감지증폭기(326)로 증폭한 전압(K × VCP)보다 작은 경우에 비교기(322)의 출력(RST)이 논리 하이(High)가 된다.
본 발명의 일 예는 비교기(322)의 출력(RST)이 차동증폭기(321)의 출력 전압(Vc)과 커패시터(Cpump)의 양단 전압(VCP)에 따라 결정되고, 결과적으로 클럭신호(CLK)와 비교기(322)의 출력(RST) 사이에 0% 내지 100%의 듀티를 갖는 PWM 피드백 제어신호를 얻을 수 있다. 이와 같이 피드백부(720)에서 생성된 0% 내지 100%의 듀티를 갖는 PWM 피드백 제어신호가 제3 스위치(SW3)의 턴온 시간을 제어함으로써 커패시터(Cpump)의 충전되는 전하량을 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 네거티브 차지펌프회로를 나타내는 도면이다. 여기서는, 도 6에 도시된 실시 예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 병기한다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 네거티브 차지펌프회로(800)는, 차지펌핑부(410)와 피드백부(720)를 포함한다. 본 발명에 따른 네거티브 차지펌프회로(800)의 동작은, 차지펌핑부(410)가 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)를 교번적으로 스위칭하여 감압된 출력전압을 생성하는 점을 제외하고는, 기본적으로 도 7에 도시된 포지티브 차지펌프회로(700)와 동일하게 동작하므로 여기서는 반복된 설명을 생략한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (11)

  1. 제1 스위치신호에 따른 차징(charge)구간에는 입력전압으로 커패시터를 충전하고, 제2 스위치신호에 따른 펌핑(pumping)구간에는 상기 커패시터에 충전된 전압을 출력단자로 전달하여 출력전압을 생성하며, 상기 커패시터에 적용되는 저항을 포함하는 차지펌핑부; 및
    상기 출력전압을 피드백하여 상기 출력전압을 일정하게 유지시키기 위한 PWM 피드백 제어신호를 생성하는 피드백부를 포함하되,
    상기 PWM 피드백 제어신호가 상기 차지펌핑부를 구성하는 스위치의 턴온 시간을 조절하고, 상기 커패시터와 상기 저항에 의한 RC 시정수로 상기 커패시터에 충전되는 전하량을 제어하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차지펌핑부는,
    제1 단자가 입력단자와 연결된 제1 내지 제2 스위치;
    제1 단자가 상기 제2 스위치의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 상기 제1 스위치의 제2 단자와 연결된 상기 커패시터;
    제1 단자가 상기 커패시터의 제1 단자와 연결된 상기 저항;
    제1 단자가 상기 저항의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 접지단자와 연결된 제3 스위치; 및
    제1 단자가 상기 커패시터의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 출력단자와 연결된 제4 스위치; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차지펌핑부는,
    입력단자와 접지단자 사이에 직렬로 연결된 제1 내지 제2 스위치;
    제1 단자가 상기 제1 내지 제2 스위치의 공통접속 단자에 연결된 상기 커패시터;
    제1 단자가 상기 커패시터의 제2 단자와 연결된 상기 저항;
    제1 단자가 상기 저항의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 접지단자와 연결된 제3 스위치; 및
    제1 단자가 상기 커패시터의 제2 단자와 연결되고, 제2 단자가 출력단자와 연결된 제4 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 저항은 상기 제3 스위치의 온-저항인 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저항과 상기 커패시터에 의해 결정되는 시정수가 제3 스위치의 스위칭 주파수에 의해 결정되는 주기의 1/100 내지 1/10 인 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 피드백부는,
    출력단자와 접지단자 사이에 직렬로 연결되어 상기 출력전압의 분압전압을 생성하는 제1 내지 제2 피드백 저항;
    네거티브 입력단자로 상기 분압전압이 인가되고, 포지티브 입력단자로 기준전압이 인가되는 차동증폭기;
    네거티브 입력단자로 상기 차동증폭기의 출력이 인가되고, 포지티브 입력단자로 톱니파가 인가되는 비교기;
    리셋(Reset)단자로 상기 비교기의 출력이 인가되고, 셋(Set)단자로 클럭신호가 인가되는 플립플롭; 및
    상기 플립플롭의 출력신호와 상기 제1 스위칭신호를 논리곱하여 상기 PWM 피드백 제어신호를 출력하는 엔드게이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 PWM 피드백 제어신호가 상기 제3 스위치의 턴온 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 피드백부는,
    상기 PWM 피드백 제어신호를 입력받아 상기 제3 스위치를 느리게 턴온(Turn on)시키는 게이트 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 피드백부는,
    출력단자와 접지단자 사이에 직렬로 연결되어 상기 출력전압의 분압전압을 생성하는 제1 내지 제2 피드백 저항;
    네거티브 입력단자로 상기 분압전압이 인가되고, 포지티브 입력단자로 기준전압이 인가되는 차동증폭기;
    상기 커패시터 양단 전압을 감지하여 소정의 이득으로 증폭시키는 감지증폭기;
    네거티브 입력단자로 상기 차동증폭기의 출력이 인가되고, 포지티브 입력단자로 상기 감지증폭기의 출력이 인가되는 비교기;
    리셋(Reset)단자로 상기 비교기의 출력이 인가되고, 셋(Set)단자로 클럭신호가 인가되는 플립플롭; 및
    상기 플립플롭의 출력신호와 상기 제1 스위칭신호를 논리곱하여 상기 PWM 피드백 제어신호를 출력하는 엔드게이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 PWM 피드백 제어신호가 상기 제3 스위치의 턴온 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 피드백부는
    상기 PWM 피드백 제어신호를 입력받아 상기 제3 스위치를 느리게 턴온(Turn on)시키는 게이트 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RC 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지 펌프 회로.
KR1020110040879A 2011-04-29 2011-04-29 Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로 KR101289727B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110040879A KR101289727B1 (ko) 2011-04-29 2011-04-29 Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110040879A KR101289727B1 (ko) 2011-04-29 2011-04-29 Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120122615A KR20120122615A (ko) 2012-11-07
KR101289727B1 true KR101289727B1 (ko) 2013-07-26

Family

ID=47508848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110040879A KR101289727B1 (ko) 2011-04-29 2011-04-29 Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101289727B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014104808A1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-03 주식회사 실리콘웍스 차지 펌프 장치
WO2020024212A1 (zh) * 2018-08-02 2020-02-06 深圳市汇顶科技股份有限公司 稳压器、稳压器的控制电路以及稳压器的控制方法
KR102426204B1 (ko) 2020-11-25 2022-07-28 삼성전기주식회사 온도변화에 둔감하고 지터가 적은 발진기 회로
CN115800729A (zh) * 2022-11-18 2023-03-14 龙芯中科(南京)技术有限公司 电荷泵、芯片、主板和电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1065531A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Oki Electric Ind Co Ltd チャージポンプとそれを用いた位相同期回路
JP2006050778A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Sanyo Electric Co Ltd チャージポンプ回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1065531A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Oki Electric Ind Co Ltd チャージポンプとそれを用いた位相同期回路
JP2006050778A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Sanyo Electric Co Ltd チャージポンプ回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120122615A (ko) 2012-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106849650B (zh) 用于减少dc-dc转换器中的瞬变的方法和系统
US7432689B2 (en) Buck-boost control logic for PWM regulator
CN105099186B (zh) 用于低负载dc/dc变换器的最小接通时间控制
TWI442687B (zh) Comparator mode DC-to-DC converter
US20090160416A1 (en) Dc-dc converter
KR101045737B1 (ko) 벅 스위칭 레귤레이터 및 방법
CN110504834B (zh) 开关频率控制设备及其控制方法
US9401642B2 (en) Switching power-supply device
JP6382002B2 (ja) Dc−dcコンバータ
US20150263617A1 (en) Hysteretic buck dc-dc converter
WO2014150930A1 (en) Duty-cycle dependent slope compensation for a current mode switching regulator
KR20150131116A (ko) 스위칭 레귤레이터들에서 100 퍼센트 듀티 사이클을 위한 시스템들 및 방법
KR20090063135A (ko) 벅 스위칭 레귤레이터 및 방법
EP3010151B1 (en) Method and apparatus for a buck converter with pulse width modulation and pulse frequency modulation mode
US20170133919A1 (en) Dual-phase dc-dc converter with phase lock-up and the method thereof
US9270177B1 (en) Switching power-supply device
KR101289727B1 (ko) Rc 시정수에 의해 출력전압을 제어하는 차지펌프회로
JP5708202B2 (ja) Dc−dcコンバータの制御方法およびdc−dcコンバータの制御回路
CN107769554B (zh) 开关电源装置的控制电路和开关电源装置
JP2005354860A (ja) 昇降圧型dc−dcコンバータの制御装置
US10637356B2 (en) Multiple-level buck boost converter control
CN111010023B (zh) 开关模式功率转换器
JP2013247574A (ja) Pwm信号生成回路および半導体装置
US9081403B1 (en) Optimal compensating ramp generator for fixed frequency current mode DC-DC converters
JP5398422B2 (ja) スイッチング電源装置

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: 20160608

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 5