KR101319419B1 - 성능을 향상시킨 작동 시간 발생기 - Google Patents

성능을 향상시킨 작동 시간 발생기 Download PDF

Info

Publication number
KR101319419B1
KR101319419B1 KR1020130031411A KR20130031411A KR101319419B1 KR 101319419 B1 KR101319419 B1 KR 101319419B1 KR 1020130031411 A KR1020130031411 A KR 1020130031411A KR 20130031411 A KR20130031411 A KR 20130031411A KR 101319419 B1 KR101319419 B1 KR 101319419B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
timing
voltage
node
capacitor
comparator
Prior art date
Application number
KR1020130031411A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130108201A (ko
Inventor
주하-마티 쿠잘라
져우니 미카 칼레르보 부오리넨
Original Assignee
페어차일드 세미컨덕터 코포레이션
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 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 filed Critical 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션
Publication of KR20130108201A publication Critical patent/KR20130108201A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101319419B1 publication Critical patent/KR101319419B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • 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
    • 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
    • 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
    • H02M3/156—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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • 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
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • 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
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • 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
    • H02M3/156—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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588—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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 개시는 전압 컨버터 및 계산형 작동 시간 전압 컨버터에 관한 것이다. 일례로, 전압 컨버터용의 작동 시간 발생기는 타이밍 전압을 제공하는 타이밍 커패시터, 타이밍 전압 및 임계 전압을 수신해서 타이밍 전압과 임계 전압의 비교에 의해 타이밍 신호를 제공하는 비교기, 기동 지연 이후에 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 방전하는 전류원, 및 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 바이어싱해서 기동 지연을 보상하는 제1 및 제2 보상 커패시터를 포함한다.

Description

성능을 향상시킨 작동 시간 발생기{ENHANCED ON-TIME GENERATOR}
본 개시는 전압 컨버터에 관한 것으로서, 구체적으로는 계산형의 작동 시간 전압 컨버터(computed on-time voltage converter)에 관한 것이다.
일반적으로, 전압 컨버터(voltage converter)는 제1 전압을 수신해서 하나 이상의 다른 전압을 제공하는 것에 의해 하나 이상의 부하(load)에 적절한 전력을 공급할 수 있다. 전압 컨버터, 특히 한정된 전원을 갖는 휴대용 전자 장치에 사용되는 컨버터의 효율을 향상시키기 위해 많은 기술이 개발되고 있다. 많은 효율적인 기술은 효율을 향상시키기 위해 타이밍 정확도 등의 몇 가지 성능 요소를 희생하고 있다.
본 개시는 전압 컨버터 및 계산형 작동 시간 전압 컨버터에 관한 것이다. 일례로, 전압 컨버터용의 작동 시간 발생기는 타이밍 전압을 제공하는 타이밍 커패시터, 타이밍 전압 및 임계 전압을 수신해서 타이밍 전압과 임계 전압의 비교에 의해 타이밍 신호를 제공하는 비교기, 기동 지연 이후에 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 방전하는 전류원, 및 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 바이어싱해서 기동 지연을 보상하는 제1 및 제2 보상 커패시터를 포함한다.
일례로, 제1 보상 커패시터는 상기 제2 보상 커패시터의 크기와 상이하다. 일례로, 비교기는 작동 시간 기간의 범위 외에서 디스에이블 상태가 되도록 구성되며, 타이밍 전압과 임계 전압을 비교하기 전에 기동 지연을 가질 수 있다. 일례로, 작동 시간 발생기는 전압 컨버터의 작동 시간 기간을 종료하기 위한 타이밍 신호를 제공할 수 있다. 일례로, 작동 시간 기간은 전압 컨버터의 트랜지스터의 저임피던스 모드와 연관될 수 있으며, 타이밍 커패시터는 타이밍 전압을 제공하도록 구성된다.
본 개요는 본 특허출원의 주제의 개략적으로 설명하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명을 한정적으로 설명하기 위한 것이 아니다. 상세한 설명은 본 특허출원에 관한 추가의 정보를 제공하기 위한 것이다.
본 도면은 반드시 실측으로 되어 있는 것은 아니며, 유사한 참조 부호는 다른 도면에서 유사한 요소를 나타낼 수 있다. 상이한 첨자를 가진 유사한 참조 부호는 유사한 요소의 다른 예를 나타낼 수 있다. 도면은 일반적으로 예시를 위해 본 명세서에서 논의되는 여러 실시형태를 보여주는 것이며 한정을 위한 것이 아니다.
도 1은 승압형 컨버터 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 종래의 작동 시간 발생기를 나타낸다.
도 3은 성능을 향상시킨 작동 시간 발생기의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 종래의 작동 시간 발생기에 비해, 성능을 향상시킨 작동 시간 발생기의 예에 의해 제공되는 개선된 타이밍을 도표로 나타낸 것이다.
승압형 또는 부스트 컨버터 등의 전압 컨버터는 입력 직류(DC) 전압을 받아서 출력에서 입력 전압과 상이한 DC 전압을 제공할 수 있다. 일례로, 출력 전압은 전압 컨버터의 소정의 작동 시간 기간 동안에는 입력 전압에 가까운 값을 가질 수 있다. 일례로, 부스트 컨버터, 즉 레귤레이터(regulator)는, 예를 들어 배터리가 공급할 수 있는 것보다 높은 전압을 필요로 하는 용도에는 최소 전압 레일(minimum voltage rail)을 제공할 수 있다.
일례로, 부스트 컨버터의 높은 출력 전압은 인덕터(inductor)에 에너지를 저장하고 저장한 에너지를 방출해서 출력 커패시터를 원하는 출력 전압 레벨로 충전하는 것에 의해 제공될 수 있다. 인덕터에 에너지를 저장하는 것은 인덕터를 통해 전류를 개시하거나 증가시키는 것에 의해 행해질 수 있다. 인덕터에 있는 전류의 저장된 에너지를 방출해서 출력 커패시터는 원하는 전압 레벨로 충전할 수 있다.
도 1은 부스트 컨버터 시스템(10)의 예를 개략적으로 나타낸다. 부스트 컨버터 시스템(100)은 배터리(101), 인덕터(102), 부스트 컨버터(103), 출력 커패시터(104), 및 부하(105)를 포함한다. 부스트 컨버터(103)는 컨트롤러(106), 제1 트랜지스터(107), 및 제2 트랜지스터(108)를 구비한다. 일례로, 인덕터(102)의 제1 단자는 배터리(101) 등의 입력 전압 공급부(input voltage supply)에 연결된다. 부스트 컨버터(103)의 제1 트랜지스터(107)는 저임피던스 모드에서 제어되어, 부스트 컨버터(103)의 작동 시간 기간(on-time interval) 동안, 인덕터(102)의 제2 단자를 접지에 연결함으로써 인덕터(102)를 통하는 전류를 개시 또는 증가시킬 수 있다. 일례로, 부스트 컨버터(103) 비작동 시간(off-time) 동안, 제2 트랜지스터(108)는 인덕터(102)의 제2 단자를 부스트 컨버터(103)의 출력에 연결해서, 예를 들어 부하 커패시터(104)를 원하는 출력 전압 레벨까지 충전시킬 수 있다. 일례로, 부스트 컨버터 출력 전압(VOUT) 은 컨트롤러(106)에 의해 생성되고 제1 및 제2 트랜지스터(107, 108)에 의해 수신된 하나 이상의 펄스 열에 의해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 일례로, 듀티 사이클(duty cycle)을 펄스 열에 관련시킬 수 있다. 듀티 사이클은 각 펄스의 지속시간(time duration)(작동 시간)에 대한 연속하는 펄스 사이의 지속시간(비작동 시간)의 비율을 나타내는 작동:비작동 비율을 의미할 수 있다. 부스트 컨버터의 제1 트랜지스터(107)에 대한 펄스 열의 적어도 일부는 컨트롤러(106)의 "작동 시간 발생기"(on-time generator)에 의해 생성될 수 있다.
도 2는 종래의 작동 시간 발생기(209)를 나타낸다. 이 작동 시간 발생기(209)는 조정가능한 전류원(210), 타이밍 커패시터(211), 및 비교기(212)를 구비한다. 작동 시간 펄스를 생성하기 전에, 타이밍 커패시터(211)는 방전될 수 있다. 비교기(212)는 임계값 또는 기준 전압(VREF)에 비교되는, 타이밍 커패시터(211) 양단의 전압을 나타내는 출력(TON)을 제공할 수 있다. 작동 시간 기간이 시작함에 따라, 조정가능한 전류원(210)은 타이밍 커패시터(211)를 충전할 수 있다. 타이밍 커패시터(211) 양단의 전압이 기준 전압(VREF)까지 상승해서 그 이상이 되면, 비교기(212)의 출력은 작동 시간 기간의 종료를 나타내기 위해 논리 레벨을 변경할 수 있다. 일례로, 조정가능한 전류원(210)은 특정의 작동 시간 기간을 생성하도록 설정된 속도(rate)로 타이밍 커패시터(211)를 충전하도록 조정될 수 있다.
작동 시간 발생기의 비교기는 정확한 작동 시간 기간을 제공하기 위해 고속으로 동작할 수 있는 것이 바람직하다. 고속 비교기를 사용함으로써, 비교기에 높은 영입력 전류(high quiescent current)(Iq)가 생길 수 있다. 배터리 등과 같이 제한된 에너지 공급원을 사용하는 장치의 경우, 고속 비교기는 배터리의 충전 시간, 즉 부스트 컨버터에 사용되는 장치의 충전 시간 기간을 감소시킬 수 있다. 평균 영입력 전류를 더 낮추기 위해, 고속 비교기는 비작동 시간 기간 동안에는 디스에이블 상태로 될 수 있다. 그러나, 비교기를 작동 시간 기간 동안에만 작동 상태로 하게 되면, 타이밍 오차가 생길 수 있다. 이것은 비교기가 유효 출력을 제공할 수 있기 전에 소정의 최소 기동 시간을 필요로 할 수 있기 때문이다.
이러한 상황을 고려하여, 예를 들어 계산형의 작동 시간 승압 방식을 사용하는 성능이 향상된 작동 시간 지연 발생기를 제공할 필요가 있다. 일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기는 고속 비교기를 사용할 수 있으며, 비작동 시간 기간 동안에는 고속 비교기를 디스에이블 상태로 해서 에너지를 보존하며, 고속 비교기의 기동 지연(start-up delay)을 보상할 수 있다. 일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기는 작동 시간 기간 이전 및 이후에 실질적으로 제로인 영입력 전류를 제공할 수 있다. 본 개시의 기술을 사용함으로써, 성능이 향상된 작동 시간 발생기는 작동 시간 계산에서 중요한 오차를 생기게 하지 않으면서 작동 시간 기간에서 디스에이블 상태로 될 수 있다. 또한, 본 개시의 기술은 넓은 범위의 입력 및 출력 전압의 조합에 대해 작동 시간 기간 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)의 예를 개략적으로 나타낸다. 일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)는 타이밍 커패시터(CT), 전류원(310), 비교기(312), 제1 및 제2 보상 커패시터(CIN, COUT), 및 다수의 위상 스위치(P1A, P1B, P2A, P2B, P2C)를 포함할 수 있다. 본 개시의 기술을 이용하면, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)는 작동 시간 지연 기간의 시작 시점에서 비교기(312)를 인에이블 상태로 하는 것과 관련된 기동 지연 오차를 상쇄할 수 있다. 일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)는 성능의 향상이 없는 구성에 비해 매우 작은 추가의 집적 회로를 필요로 할 수 있다.
일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)는 전류원(310)을 사용하여 타이밍 커패시터(CT)를 방전시켜서 작동 시간 기간의 종료를 나타내는 지시를 정확하게 제공할 수 있다. 일례로, 상기 지시는 고속 비교기(312)의 출력의 전이(transition)에 의해 표시될 수 있다. 고속 비교기(312)는 타이밍 커패시터(CT) 양단의 전압을 임계값 또는 기준 전압(VREF)과 비교하고, 이러한 비교를 나타내는 출력을 제공할 수 있다. 타이밍 커패시터(CT) 양단의 전압이 기준 전압(VREF) 이하 또는 그 미만으로 방전되면, 비교기(312)는 비교기(312)의 출력의 논리 레벨을 변경해서 작동 시간 기간(TON)이 종료했음을 지시할 수 있다. 일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309) 또는 비교기(312) 등의 구성요소는 작동 시간 기간(TON) 이외의 구간에서 디스에이블 상태로 되어 에너지를 보존할 수 있다. 비교기를 개시할 때에, 비교기는 입력의 비교에 기초한 유효 출력을 비교기에 제공하기 전에 기동을 위해 소정의 시간(예를 들어, 최소의 작동 시간)을 필요로 할 수 있다는 것이 알려져 있다.
일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)는 최소 작동 시간이 경과한 후에 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)가 작동 시간 기간(TON)의 종료를 정확하게 지시할 수 있도록 최소 작동 시간을 보상하기 위한 보상 회로를 구비할 수 있다. 일례로, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)의 출력 신호는 전압 컨버터의 작동 시간 기간을 종료시키기 위한 트랜지스터와 함께 사용될 수 있다. 일례로, 보상 회로는 제1 및 제2 보상 커패시터(C1, C2), 및 다수의 위상 스위치(P1A, P1B, P2A, P2B, P2C)를 구비할 수 있다. 일례로, 작동 시간 기간의 제1 위상에서는 제1 및 제2 보상 커패시터(C1, C2)를 선충전(pre-charge)할 수 있으며, 작동 시간 기간의 제2 위상에서는 제1 및 및 제2 보상 커패시터(C1, C2)가 타이밍 커패시터(CT)를 바이어싱해서 비교기(312)의 기동을 보상하도록 할 수 있다. 다수의 위상 스위치(P1A, P1B, P2A, P2B, P2C)는 위상 1 스위치(P1x) 및 위상 2 스위치(P2x)를 포함할 수 있다. 작동 시간 기간이 개시되면, 컨트롤러(도시 안 됨), 즉 제어 논리 회로는 위상 2 스위치(P2x)를 개방하고, 위상 1 스위치(P1x)를 폐쇄할 수 있다. 제1 위상 1 스위치(P1A)는 제1 보상 커패시터(C1)를 입력 전압(VIN)에 연결할 수 있다. 제2 위상 1 스위치(P1B)는 제2 보상 커패시터(C2)를 접지에 연결할 수 있다. 일례로, 논리 게이트(도시 안 됨) 등의 제3 위상 1 스위치는 적어도 작동 시간 기간(TON)의 시작 시점에서 비교기(312)의 출력을 적절한 논리 레벨로 설정할 수 있다. 일례로, 전류원(310)은 작동 시간 기간(TON)의 시작 시점에서는 인에이블 상태로 될 수 있지만, 제3 위상 2 스위치(P2C)를 사용해서 타이밍 커패시터(CT)로부터 절연될 수 있다.
최소 작동 시간의 종료 시점에, 또는 작동 시간 기간(TON)의 제1 위상에서, 컨트롤러는 위상 1 스위치(P1x)를 개방하고 위상 2 스위치(P2x)를 폐쇄하여, 작동 시간 기간(TON)의 제2 위상으로 계속 진행할 수 있다. 일례로, 제2 위상 중에, 제1 위상 2 스위치(P2A)는 제1 보상 커패시터(C1)를 접지에 연결할 수 있으며, 제2 위상 2 스위치(P2B)는 제2 보상 커패시터(C2)를 출력 전압(VOUT)에 연결할 수 있다. 제1 위상 동안의 보상 커패시터(C1, C2)의 선충전과 함께, 제2 위상 동안의 보상 커패시터(C1, C2)의 설정은 C1=C2인 경우 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)는 이하와 같은 이상적인 작동 시간(TI)을 타임아웃할 수 있는 함수 (VOUT-VIN)를 제공할 수 있다.
Figure 112013025479218-pat00001
여기서, A는 전류원(310)과 연관된 스케일 값이다.
그러나, 비교기(312)의 기동을 위한 최소 작동 시간을 고려하면, C1=C2라고 하면, 실제의 작동 시간(TON)은 이하와 같이 된다.
Figure 112013025479218-pat00002
여기서, A는 전류원과 연관된 스케일 값이며, TP1은 제1 위상 또는 최소 작동 시간의 기간이다. 따라서, C1=C2이면, 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)에는 비교기(312)의 기동과 연관된 타이밍 오차가 포함될 수 있다.
그러나, 본 발명자들은 제1 및 제2 보상 커패시터(C1, C2)의 크기 또는 용량이 상이한 경우(예를 들어, C1≠C2), 실제의 작동 시간(TON)은 이하와 같이 된다는 것을 알게 되었다.
Figure 112013025479218-pat00003
일례로, 비교기(312)를 기동하는 데에 필요한 최소 작동 시간(TP1)은 측정이 가능하고 전 기동 시간 동안 일정할 수 있기 때문에, 제1 보상 커패시터(C1) 및 제2 보상 커패시터(C2)의 크기 또는 용량은 성능이 향상된 작동 시간 발생기(309)의 최소 작동 시간을 상쇄하도록 선택될 수 있기 때문에, 최소 작동 시간(TP1)보다 긴 작동 시간 기간 동안 더 이상적인 작동 시간 기간(TON)을 제공할 수 있다.
일례로, 제1 보상 커패시터(C1), 제2 보상 커패시터(C2), 타이밍 커패시터(CT), 및 비교기(312)의 제1 입력은 공통의 노드(313)에서 연결될 수 있다. 일례로, 비교기(312)의 출력은 도 1의 부스트 컨버터 시스템의 제1 트랜지스터(107) 등의 전압 컨버터의 트랜지스터를 제어하기 위한 타이밍 신호를 생성할 수 있다.
도 4a 내지 4c는 성능이 향상된 작동 시간 발생기에 의해 제공되는 향상된 타이밍을 도표로 나타낸 것이다. 도 4a는 입력 전압이 대략 2.5볼트인 경우에 그에 대응하는 출력 전압을 제공하기 위한 이상적인 작동 시간 곡선(401A)을 나타낸다. 도 4b는 작동 시간 발생기의 작동 시간 기간의 범위 외에서 전원이 비교기로부터 분리된 경우 및 입력 전압이 대략 2.5볼트인 경우에, 도 2에 나타낸 구성에 따른 출력 전압에 대해 생성되는 실제의 작동 시간 곡선(402)을 나타낸다. 이상적인 작동 시간 곡선(401B)은 점선으로 나타내고 있다. 도 4c는 성능이 향상된 작동 시간 발생기의 작동 시간 기간의 범위 외에서 전원이 비교기로부터 분리된 경우 및 입력 전압이 대략 2.5볼트인 경우에, 도 3에 나타낸 것과 같은 성능이 향상된 작동 시간 발생기의 구성에 따른 출력 전압에 대해 생성되는 실제의 작동 시간 곡선(401B)을 나타낸다. 이상적인 작동 시간 곡선(401C)은 점선으로 표시되어 있다.
도 4b에 나타낸 각 출력 값에 대하여, 성능을 향상시키지 않은 작동 시간 발생기는 이상적인 작동 시간 기간보다 긴 작동 시간 기간을 생성한다. 길이의 확장은 비교기의 보상되지 않은 기동 지연 때문이다. 대략 3볼트를 넘는, 도 4c에 나타낸 각 출력 값에 대하여, 성능이 향상된 작동 시간 발생기에 의해 제공되는 작동 시간은 이상적인 작동 시간에 실질적으로 부합되기 때문에, 더 낮은 영입력 전류를 제공해서 컨버터를 동작시키면서, 성능이 향상되지 않은 작동 시간 발생기보다 리플(ripple)이 적은, 양호하게 조정된 컨버터 출력을 얻게 된다.
추가사항
실시예 1에서, 전압 컨버터(voltage converter)의 트랜지스터의 저임피던스 모드(low-impedance mode)와 연관되어 있는, 전압 컨버터의 작동 시간 기간(on-time interval)을 종료하기 위한 타이밍 신호를 제공하도록 구성된 작동 시간 발생기(on-time generator)는, 타이밍 전압(timing voltage)을 제공하는 타이밍 커패시터(timing capacitor); 타이밍 전압 및 임계 전압(threshold voltage)을 수신하고, 타이밍 전압과 임계 전압의 비교를 이용하여 타이밍 신호를 제공하며, 작동 시간 기간의 범위 외에서는 디스에이블 상태가 되도록 구성되고, 타이밍 전압과 임계 전압의 비교를 행하기 전에 기동 지연(start-up delay)을 갖는 비교기(comparator); 기동 지연 이후에 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 방전시키는 전류원(current source); 및 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 바이어싱해서 기동 지연을 보상하는 제1 및 제2 보상 커패시터(compensation capacitor)를 포함할 수 있으며, 제1 보상 커패시터는 제2 보상 커패시터와 상이한 크기를 갖는다.
실시예 2에서, 실시예 1의, 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 및 타이밍 커패시터의 제1 노드는 비교기의 제1 입력과 함께 연결될 수 있다.
실시예 3에서, 실시예 1-2 중의 어느 하나 이상의 작동 시간 발생기는, 기동 지연 동안, 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 전압 컨버터의 입력 전압에 연결하는 제1 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 4에서, 실시예 1-3 중의 어느 하나 이상의 작동 시간 발생기는, 기동 지연 동안, 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 5에서, 실시예 1-4 중의 어느 하나 이상의 작동 시간 발생기는, 기동 지연 동안, 비교기의 제1 노드로부터 전류원을 분리시키는 제3 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 6에서, 실시예 1-5 중의 어느 하나 이상의 작동 시간 발생기는, 기동 지연 이후에 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제1 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 7에서, 실시예 1-6 중의 어느 하나 이상의 작동 시간 발생기는, 기동 지연 이후에 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 전압 컨버터의 출력 전압에 연결하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 8에서, 실시예 1-7 중의 어느 하나 이상의 작동 시간 발생기는, 기동 지연 이후에 전류원을 비교기의 제1 노드에 연결하는 제3 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 9에서, 전압 컨버터(voltage converter)의 작동 시간 기간의 종료를 나타내는 신호를 생성하는 방법에 있어서, 작동 시간 기간은 전압 컨버터의 트랜지스터의 저임피던스 모드와 연관되어 있으며, 본 방법은, 작동 시간 기간의 시작 시점에서 비교기의 기동 지연(start-up delay)을 개시(initiate)하는 단계; 비교기의 제1 입력에 연결된 타이밍 커패시터로부터 타이밍 전압을 수신하는 단계; 비교기의 제2 입력에서 임계 전압을 수신하는 단계; 기동 지연 동안, 타이밍 커패시터와 제1 및 제2 보상 커패시터를 선충전(pre-charge)하는 단계; 제1 및 제2 보상 커패시터를 사용하여 기동 지연을 보상하기 위해, 기동 지연 이후에 타이밍 커패시터를 바이어싱(bias)하는 단계; 기동 지연 이후에 타이밍 커패시터를 방전하는 단계; 타이밍 전압과 임계 전압을 비교하는 단계; 및 작동 시간 기간의 종료를 나타내기 위해 타이밍 전압이 임계 전압보다 작아질 때 신호의 전이(transition)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 10에서, 실시예 1-9 중의 어느 하나 이상의 방법은, 에너지를 보존하기 위해 작동 시간 기간의 종료 이후에 비교기를 디스에이블 상태로 하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 11에서, 실시예 1-10 중의 어느 하나 이상의 타이밍 전압을 수신하는 단계는, 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 타이밍 커패시터의 제1 노드, 및 비교기의 제1 노드를 함께 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 12에서, 실시예 1-11 중의 어느 하나 이상의 선충전하는 단계는, 제1 스위치를 사용해서 제1 보상 커패시터의 제1 노드를 전압 컨버터의 입력 전압에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 13에서, 실시예 1-12 중의 어느 하나 이상의 선충전하는 단계는, 제2 스위치를 사용해서 제2 보상 커패시터의 제1 노드를 접지에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 14에서, 실시예 1-13 중의 어느 하나 이상의 선충전하는 단계는, 제3 스위치를 사용해서 타이밍 커패시터의 제1 노드로부터 전류원을 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 15에서, 실시예 1-14 중의 어느 하나 이상의 타이밍 전압을 수신하는 단계는, 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 타이밍 커패시터의 제1 노드, 및 비교기의 제1 노드를 함께 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 16에서, 실시예 1-15 중의 어느 하나 이상의 타이밍 커패시터를 바이어싱하는 단계는, 제1 스위치를 사용해서 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 17에서, 실시예 1-16 중의 어느 하나 이상의 타이밍 커패시터를 바이어싱하는 단계는, 제2 스위치를 사용해서 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 전압 컨버터의 출력 전압에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 18에서, 실시예 1-17 중의 어느 하나 이상의 선충전하는 단계는, 제3 스위치를 사용해서 전류원을 타이밍 커패시터의 제1 노드에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 19에서, 실시예 1-18 중의 어느 하나 이상의 타이밍 전압을 수신하는 단계는, 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 타이밍 커패시터의 제1 노드, 및 비교기의 제1 노드를 함께 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 20에 있어서, 전압 컨버터(voltage converter)는, 인덕터(inductor)를 통과하는 전류를 증가시키며 제1 트랜지스터의 작동 시간 기간(on-time interval) 동안 전류의 증가가 이루어지는 제1 트랜지스터; 및 작동 시간 기간을 종료하기 위한 타이밍 신호를 제공하는 작동 시간 발생기(on-time generator)를 포함할 수 있다. 일례로, 작동 시간 발생기는, 타이밍 전압을 제공하는 타이밍 커패시터(timing capacitor); 전력을 보존하기 위해 작동 시간 기간의 범위 외에서는 디스에이블 상태가 되도록 구성되며, 타이밍 전압 및 임계 전압(threshold voltage)을 수신하고, 타이밍 커패시터의 전압이 임계 전압보다 작아지면 타이밍 신호를 제공하며, 타이밍 전압과 임계 전압의 비교를 나타내는 출력을 제공하기 전에 기동 지연(start-up delay)을 갖는 비교기(comparator); 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 바이어싱해서 기동 지연을 보상하도록 구성된 제1 및 제2 보상 커패시터로서, 제1 보상 커패시터가 제2 보상 커패시터의 크기와는 상이하게 되어 있으며, 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 및 타이밍 커패시터의 제1 노드가 비교기의 제1 입력과 함께 연결된, 제1 및 제2 보상 커패시터; 기동 지연 동안, 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 전압 컨버터의 입력 전압에 연결하는 제1 스위치; 기동 지연 동안, 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제2 스위치; 기동 지연 동안, 비교기의 제1 노드로부터 전류원을 분리시키는 제3 스위치; 기동 지연 이후에, 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제4 스위치; 기동 지연 이후에, 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 전압 컨버터의 출력 전압에 연결하는 제5 스위치; 및 기동 지연 이후에, 전류원을 비교기의 제1 노드에 연결하는 제6 스위치를 포함할 수 있다.
실시예 21에서, 실시예 1-20 중의 어느 하나 이상의 전압 컨버터는, 제1 트랜지스터의 비작동 기간 동안, 인덕터를 전압 컨버터의 출력에 연결하도록 구성된 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
실시예 22는 실시예 1-21 중의 어느 하나 이상을 포함하거나, 실시예 1-21의 기능들 중 임의의 하나 이상을 수행하기 위한 수단, 또는 기계에 의해 수행될 때에, 기계로 하여금 실시예 1-21 중의 어느 하나 이상의 기능을 수행하도록 하는 명령어를 포함하는 기계로 판독가능한 매체를 포함하도록, 실시예 1-11 중의 어느 하나 이상의 임의의 부분 또는 임의의 부분의 조합을 포함할 수 있다.
상기 상세한 설명은 상세한 설명의 일부를 이루는 첨부 도면에 대한 설명을 포함한다. 도면은, 실례로서, 본 발명은 실시할 수 있는 구체적인 실시예를 나타낸다. 이들 실시예를 여기서는 "실시형태" 또는 "예"라고도 한다. 본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허, 및 특허문헌은 인용에 의해 개별적으로 본 명세서에 포함되는 것에 의해, 그 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 본 명세서와 인용에 의해 포함되는 상기 문헌들 사이에서 사용에 불일치가 있는 경우, 포함된 인용의 구성은 그 명세서의 부분에 대한 보충으로서 고려될 수 있다. 양립할 수 없는 모순에 대해서는 본 명세서의 사용(또는 구성)이 우선한다.
본 명세서에서, "하나"라는 용어는, 특허문헌에 공통인 것처럼, 다른 경우들이나 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"의 사례 또는 사용과 관계없이 하나 또는 둘 이상을 포함하기 위해 사용된다. 본 명세서에서, "또는"이라는 용어는 비한정적인 것, 즉 달리 명시되지 않는 한, "A 또는 B"는 "B가 아니라 A", "A가 아니라 B", 그리고 "A 및 B"를 가리키기 위해 사용된다. 첨부한 청구범위에서 사용되는 "포함하는(including)" 및 "여기서(wherein)"라는 용어는 각각의 용어의 평이한 영어의 등가 표현인 "포함하는"(comprising) 및 "여기서(wherein)"로서 사용된다. 또한, 아래의 특허청구범위에서, "포함하는"이라는 용어는 제한을 두지 않는 것이다, 즉, 특허청구범위에서 이 용어 앞에 열거된 것 이외의 요소들을 포함하는 시스템, 소자, 물품, 또는 프로세스가 여전히 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 간주한다. 게다가, 아래의 특허청구범위에서 "제1", "제2", 및 "제3" 등의 용어는 단지 라벨로서 사용된 것이고, 그 대상에 수치적 요건을 부가하기 위한 것은 아니다.
이상의 개시는 설명하기 위한 것이고, 한정하려는 것은 아니다. 예를 들면, 전술한 예들(또는 하나 이상의 그 측면들)은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들면 해당 기술분야의 당업자가 이상의 기재를 검토함에 따라, 다른 실시예를 사용할 수 있다. 또한, 이상의 상세한 설명에서, 여러 특징을 함께 그룹으로 묶어 개시내용을 간단하게 할 수 있다. 이것은 청구되지 않은 개시된 특징은 모든 청구항에 필수적임을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 발명의 내용은 특정 개시된 실시예의 모든 특징 이내 있을 수 있다. 따라서, 다음의 특허청구범위는, 개별 실시예인 그 자체에 의거하는 각 청구항과 함께, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 포함되며, 그러한 실시예들은 여러 조합 또는 순열로 서로 조합될 수 있다. 본 발명의 범위는 청구항들의 등가물의 전 범위와 함께, 첨부된 특허청구범위를 참조하여 정해져야 한다.
본 출원은 Kujala 등이 2012년 3월 23일에 출원한 "ENHANCED ON TIME DELAY GENERATOR"란 명칭의 미국 가 특허출원 61/614,736호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 전체 내용을 본원에 참조에 의해 원용한다.

Claims (15)

  1. 전압 컨버터(voltage converter)의 트랜지스터의 저임피던스 모드(low-impedance mode)와 연관되어 있는, 상기 전압 컨버터의 작동 시간 기간(on-time interval)을 종료하기 위한 타이밍 신호를 제공하도록 구성된 작동 시간 발생기(on-time generator)로서,
    타이밍 전압(timing voltage)을 제공하는 타이밍 커패시터(timing capacitor);
    상기 타이밍 전압 및 임계 전압(threshold voltage)을 수신하고, 상기 타이밍 전압과 상기 임계 전압의 비교를 이용하여 상기 타이밍 신호를 제공하며, 상기 작동 시간 기간의 범위 외에서는 디스에이블 상태가 되도록 구성되고, 상기 타이밍 전압과 상기 임계 전압의 비교를 행하기 전에 기동 지연(start-up delay)을 갖는 비교기(comparator);
    상기 기동 지연 이후에 상기 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 방전시키는 전류원(current source); 및
    상기 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 바이어싱해서 상기 기동 지연을 보상하는 제1 및 제2 보상 커패시터(compensation capacitor)
    를 포함하며,
    상기 제1 보상 커패시터는 상기 제2 보상 커패시터와 상이한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 작동 시간 발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 상기 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 및 상기 타이밍 커패시터의 제1 노드는 상기 비교기의 제1 입력과 함께 연결된 것인, 작동 시간 발생기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기동 지연 동안, 상기 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 상기 전압 컨버터의 입력 전압에 연결하는 제1 스위치를 더 포함하는 작동 시간 발생기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기동 지연 동안, 상기 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제2 스위치를 더 포함하는 작동 시간 발생기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기동 지연 동안, 상기 비교기의 제1 노드로부터 상기 전류원을 분리시키는 제3 스위치를 더 포함하는 작동 시간 발생기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기동 지연 이후에 상기 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제1 스위치;
    상기 기동 지연 이후에 상기 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 상기 전압 컨버터의 출력 전압에 연결하는 제2 스위치; 및
    상기 기동 지연 이후에 상기 전류원을 상기 비교기의 제1 노드에 연결하는 제3 스위치를 더 포함하는 작동 시간 발생기.
  7. 전압 컨버터(voltage converter)의 작동 시간 기간의 종료를 나타내는 신호를 생성하는 방법에 있어서,
    상기 작동 시간 기간은 상기 전압 컨버터의 트랜지스터의 저임피던스 모드와 연관되어 있으며, 상기 방법은,
    상기 작동 시간 기간의 시작 시점에서 비교기의 기동 지연(start-up delay)을 개시(initiate)하는 단계;
    상기 비교기의 제1 입력에 연결된 타이밍 커패시터로부터 타이밍 전압을 수신하는 단계;
    상기 비교기의 제2 입력에서 임계 전압을 수신하는 단계;
    상기 기동 지연 동안, 상기 타이밍 커패시터와 제1 및 제2 보상 커패시터를 선충전(pre-charge)하는 단계;
    상기 제1 및 제2 보상 커패시터를 사용하여 상기 기동 지연을 보상하기 위해, 상기 기동 지연 이후에 상기 타이밍 커패시터를 바이어싱(bias)하는 단계;
    상기 기동 지연 이후에 상기 타이밍 커패시터를 방전하는 단계;
    상기 타이밍 전압과 임계 전압을 비교하는 단계; 및
    상기 작동 시간 기간의 종료를 나타내기 위해 상기 타이밍 전압이 상기 임계 전압보다 작아질 때 신호의 전이(transition)를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    에너지를 보존하기 위해 상기 작동 시간 기간의 종료 이후에 상기 비교기를 디스에이블 상태로 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 타이밍 전압을 수신하는 단계는, 상기 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 상기 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 상기 타이밍 커패시터의 제1 노드, 및 상기 비교기의 제1 노드를 함께 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 선충전하는 단계는, 제1 스위치를 사용해서 상기 제1 보상 커패시터의 제1 노드를 상기 전압 컨버터의 입력 전압에 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 타이밍 커패시터를 바이어싱하는 단계는,
    제1 스위치를 사용해서 상기 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 단계; 및
    제2 스위치를 사용해서 상기 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 상기 전압 컨버터의 출력 전압에 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선충전하는 단계는, 제3 스위치를 사용해서 전류원(current source)을 상기 타이밍 커패시터의 제1 노드에 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 타이밍 전압을 수신하는 단계는, 상기 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 상기 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 상기 타이밍 커패시터의 제1 노드, 및 상기 비교기의 제1 노드를 함께 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 전압 컨버터(voltage converter)에 있어서,
    제1 트랜지스터의 작동 시간 기간(on-time interval) 동안에 인덕터(inductor)를 통과하는 전류를 증가시키는 제1 트랜지스터; 및
    상기 작동 시간 기간을 종료하기 위한 타이밍 신호를 제공하는 작동 시간 발생기(on-time generator)
    를 포함하며,
    상기 작동 시간 발생기는,
    타이밍 전압을 제공하는 타이밍 커패시터(timing capacitor);
    전력을 보존하기 위해 상기 작동 시간 기간의 범위 외에서는 디스에이블 상태가 되도록 구성되며, 상기 타이밍 전압 및 임계 전압(threshold voltage)을 수신하고, 상기 타이밍 커패시터의 전압이 임계 전압보다 작아지면 상기 타이밍 신호를 제공하며, 상기 타이밍 전압과 상기 임계 전압의 비교를 나타내는 출력을 제공하기 전에 기동 지연(start-up delay)을 갖는 비교기(comparator);
    상기 기동 지연 이후에 상기 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 방전시키는 전류원(current source);
    상기 타이밍 커패시터의 타이밍 전압을 바이어싱해서 상기 기동 지연을 보상하도록 구성된 제1 및 제2 보상 커패시터로서, 상기 제1 보상 커패시터가 상기 제2 보상 커패시터의 크기와는 상이하게 되어 있으며, 상기 제1 보상 커패시터의 제1 노드, 상기 제2 보상 커패시터의 제1 노드, 및 상기 타이밍 커패시터의 제1 노드가 상기 비교기의 제1 입력과 함께 연결된, 상기 제1 및 제2 보상 커패시터;
    상기 기동 지연 동안, 상기 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 상기 전압 컨버터의 입력 전압에 연결하는 제1 스위치;
    상기 기동 지연 동안, 상기 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제2 스위치;
    상기 기동 지연 동안, 상기 비교기의 제1 노드로부터 전류원을 분리시키는 제3 스위치;
    상기 기동 지연 이후에, 상기 제1 보상 커패시터의 제2 노드를 접지에 연결하는 제4 스위치;
    상기 기동 지연 이후에, 상기 제2 보상 커패시터의 제2 노드를 상기 전압 컨버터의 출력 전압에 연결하는 제5 스위치; 및
    상기 기동 지연 이후에, 상기 전류원을 상기 비교기의 제1 노드에 연결하는 제6 스위치를 포함하는, 전압 컨버터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 비작동 기간 동안, 상기 인덕터를 상기 전압 컨버터의 출력에 연결하도록 구성된 제2 트랜지스터를 더 포함하는 전압 컨버터.
KR1020130031411A 2012-03-23 2013-03-25 성능을 향상시킨 작동 시간 발생기 KR101319419B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261614736P 2012-03-23 2012-03-23
US61/614,736 2012-03-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130108201A KR20130108201A (ko) 2013-10-02
KR101319419B1 true KR101319419B1 (ko) 2013-10-17

Family

ID=49150161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130031411A KR101319419B1 (ko) 2012-03-23 2013-03-25 성능을 향상시킨 작동 시간 발생기

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9069364B2 (ko)
KR (1) KR101319419B1 (ko)
CN (2) CN203206101U (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100543342B1 (ko) * 2002-06-28 2006-01-20 한국 한의학 연구원 뇌신경세포의 손상을 치료하기 위한 한약재 조성물

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9069364B2 (en) 2012-03-23 2015-06-30 Fairchild Semiconductor Corporation Enhanced on-time generator
US9647562B2 (en) 2014-02-26 2017-05-09 Infineon Technologies Austria Ag Power conversion with switch turn-off delay time compensation
TW201635681A (zh) 2015-03-19 2016-10-01 力智電子股份有限公司 時間信號產生電路及時間信號產生方法
US9812976B2 (en) 2015-06-30 2017-11-07 Fairchild Semiconductor Corporation Control of a startup circuit using a feedback pin of a PWM controller integrated circuit chip
US9941792B2 (en) 2016-04-01 2018-04-10 Nxp B.V. DC offset correction for inductor current ripple based, constant-on-time DC-DC converters
US9866115B2 (en) 2016-04-01 2018-01-09 Nxp B.V. Reduction of frequency variation for ripple based, constant-on-time DC-DC converters
US10148177B2 (en) * 2016-12-28 2018-12-04 Texas Instruments Incorporated Multiphase converter with phase interleaving
CN108736893B (zh) 2018-05-23 2020-08-07 中国电子科技集团公司第二十四研究所 一种降低寄生电容和电源影响的电压时间转换器及方法
FR3087305A1 (fr) 2018-10-15 2020-04-17 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Alimentation a decoupage
US10848054B2 (en) * 2018-11-06 2020-11-24 Dialog Semiconductor Inc. Adaptive startup for switching power converter
CN111367340B (zh) * 2018-12-26 2022-08-05 北京兆易创新科技股份有限公司 一种低压差线性稳压电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050004113A (ko) * 2003-07-04 2005-01-12 가부시끼가이샤 도시바 지연 회로
US6859020B2 (en) 2002-10-15 2005-02-22 Texas Instruments Incorporated Low power mode detection circuit for a DC/DC converter
KR20100037098A (ko) * 2007-06-13 2010-04-08 유니버시티 오브 델라웨어 전력 제한된 전원들을 위한 전력 변환기 및 전력 결합기
KR20120013533A (ko) * 2010-08-05 2012-02-15 페어차일드코리아반도체 주식회사 홀드-업 타임 확장 회로 및 이를 포함하는 컨버터

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6473018B2 (en) * 2000-04-13 2002-10-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Delta sigma analog-to-digital converter
DE10219783B4 (de) * 2002-05-03 2005-02-03 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Erhöhung der internen Betriebsspannung für eine integrierte Schaltung sowie integrierte Schaltung
TWI233543B (en) * 2003-10-01 2005-06-01 Mediatek Inc Fast-disabled voltage regulator circuit with low-noise feedback loop
TWI368385B (en) * 2008-11-10 2012-07-11 Richtek Technology Corp Negative lock loop and control method for flyback voltage converter
JP5117451B2 (ja) * 2009-06-30 2013-01-16 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド スイッチトキャパシタ回路、およびアナログデジタル変換器
TWI396956B (zh) 2009-09-18 2013-05-21 Richtek Technology Corp 平均電流調節器及其驅動電路與平均電流調節方法
US8378648B2 (en) * 2009-10-27 2013-02-19 Freescale Semiconductor, Inc. Linear regulator with automatic external pass device detection
US8624571B2 (en) * 2009-12-24 2014-01-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. DC-DC converters with pulse generators shared between PWM and PFM modes
CN102315773B (zh) 2010-07-02 2014-02-12 成都芯源系统有限公司 一种开关变换器的装置和方法
US9069364B2 (en) 2012-03-23 2015-06-30 Fairchild Semiconductor Corporation Enhanced on-time generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6859020B2 (en) 2002-10-15 2005-02-22 Texas Instruments Incorporated Low power mode detection circuit for a DC/DC converter
KR20050004113A (ko) * 2003-07-04 2005-01-12 가부시끼가이샤 도시바 지연 회로
KR20100037098A (ko) * 2007-06-13 2010-04-08 유니버시티 오브 델라웨어 전력 제한된 전원들을 위한 전력 변환기 및 전력 결합기
KR20120013533A (ko) * 2010-08-05 2012-02-15 페어차일드코리아반도체 주식회사 홀드-업 타임 확장 회로 및 이를 포함하는 컨버터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100543342B1 (ko) * 2002-06-28 2006-01-20 한국 한의학 연구원 뇌신경세포의 손상을 치료하기 위한 한약재 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
US20130249524A1 (en) 2013-09-26
CN203206101U (zh) 2013-09-18
CN103326545A (zh) 2013-09-25
US9069364B2 (en) 2015-06-30
KR20130108201A (ko) 2013-10-02
CN103326545B (zh) 2016-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101319419B1 (ko) 성능을 향상시킨 작동 시간 발생기
US8669748B2 (en) Device for synchronous DC-DC conversion and synchronous DC-DC converter
US10389237B1 (en) Light-load efficiency improvement of hybrid switched capacitor converter
US8134347B2 (en) Apparatus and method for recycling the energy from load capacitance
US10193436B2 (en) Switching power supply apparatus
US9444324B2 (en) Synchronous DC-DC converter
US9270190B2 (en) Predictive and reactive control of secondary side synchronous rectifiers in forward converters
US8570021B2 (en) DC/DC converter having a delay generator circuit positioned between a comparator and a pulse generator and a DC/DC converter control method
US8164218B2 (en) Power converters and associated methods of control
JPWO2011036767A1 (ja) 無停電電源装置
TWI545880B (zh) Ｄｃ／ｄｃ轉換器
CN107342680B (zh) Dcdc转换器
US9203303B2 (en) Inductor-based switching mode DC-DC converter and control method thereof
CN110875686B (zh) 电子转换器和操作电子转换器的方法
CN108111013A (zh) 电源装置
US10468981B2 (en) Switching power supply device
US9680372B1 (en) Hold up converter
US10797613B1 (en) Power supply system with actively switched bus capacitor
JP5105098B2 (ja) 電源瞬断対策回路、スイッチング電源装置、及び、制御方法
RU158535U1 (ru) Преобразователь постоянного напряжения в постоянное
JP2018129908A (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御回路、制御方法および車載電装機器
US20100315848A1 (en) Time Domain Voltage Step Down Capacitor Based Circuit
JP2017060231A (ja) ブーストコンバータおよび電源回路
JP6938254B2 (ja) 半導体装置、電池監視システム、昇圧回路の制御方法
RU2325024C1 (ru) Тиристорно-конденсаторный преобразователь

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated 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: 20181001

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 7