KR101322284B1 - 스위칭 레귤레이터 기울기 보상 생성기 회로 - Google Patents

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Abstract

스위칭 레귤레이터에서 기울기 보상을 제공하는 기울기 보상 회로가 제공된다. 상기 기울기 보상 회로는 바람직하게 펄스 폭 변조 오실레이터로부터의 오실레이터 펄스 트레인, 및 펄스 폭 변조기부터의 변조기 펄스 트레인을 수용하도록 적합화된다. 상기 회로는 바람직하게 오실레이터 펄스 트레인에 응답하는 피드백 루프를 포함한다. 상기 회로는 바람직하게 상기 피드백 루프에 부분적으로, 또한 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인에 부분적으로 응답하는 ON 및 OFF 상태들의 기울기 보상 펄스 트레인을 제공한다. 본 발명은 바람직하게 PWM 스위치-OFF 되기 조금 전에만 바람직하게 기울기 보상을 시작하도록, PWM 시스템에 아날로그 피드백 루프를 통합함으로써 더 낮은 최대 기울기 보상 전류를 달성한다. 이는 바람직하게 PWM 듀티 사이클과 독립적으로 행해진다.

Description

스위칭 레귤레이터 기울기 보상 생성기 회로{SWITCHING REGULATOR SLOPE COMPENSATION GENERATOR CIRCUIT}
본 발명은 스위칭 레귤레이터 회로들에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 바람직하게 레귤레이터들의 스위칭 주파수의 변동들과 독립적으로 스위칭 레귤레이터들의 일정한 양의 기울기를 유지하는 회로들 및 방법에 관한 것이다.
전압 레귤레이터의 목적은 불충분하게-정해지거나(poor-specified) 변동될 수 있는 전압원으로부터 부하에 사전설정된, 또한 실질적으로 일정한 출력 전압을 제공하는 것이다. 이러한 기능을 제공하기 위해 두 가지 타입의 레귤레이터들 - 선형 레귤레이터 및 스위칭 레귤레이터 - 이 통상적으로 사용된다. 통상적인 선형 레귤레이터에서, 출력 전압은 통과 요소(pass element)를 통해 전압원으로부터 상기 부하로 전류의 흐름을 제어함으로써 조절된다.
하지만, 스위칭 전압 레귤레이터들에서는, 전압원으로부터 상기 부하로의 전류 흐름이 일정한 것이 아니라, 이산(discrete) 전류 펄스의 형태로 되어 있다. 이산 전류 펄스를 생성하기 위하여, 스위칭 레귤레이터들은 통상적으로 상기 부하와 직렬로 또는 병렬로 커플링된 (전력 트랜지스터와 같은) 스위치를 채택한다. 그 후, 전류 펄스들은 유도 저장 요소(inductive storage element)를 이용하여 일정한(steady) 부하 전류로 전환된다.
이 스위치의 듀티 사이클(duty cycle) -- 즉, 상기 스위치가 전체 스위칭 사이클 주기에 대해 ON인 시간의 비율 -- 을 제어함으로써, 스위칭 전압 레귤레이터는 부하 전압을 조절할 수 있다. 전류-모드 스위칭 전압 레귤레이터들 -- 즉, 레귤레이터에서 전류-유도된 신호에 의해 제어된 스위칭 레귤레이터 -- 에서, 듀티 사이클이 50 %를 초과하면, 즉 상기 스위치가 주어진 스위칭 주기의 50 % 이상에 대해 ON이면, 고유한 불안정성(inherent instability)이 존재한다. 더 높은 듀티 사이클들에서 나타나는 불안정성을 보상하는 기울기 보상과 함께 레귤레이터를 제어하는데 사용되는 전류-유도된 신호를 조정함으로써, 이러한 전류-모드 스위칭 레귤레이터들에서 안정성이 흔히 유지된다. 이러한 기울기 보상 이론으로부터, 스위칭 레귤레이터가 턴(turn) OFF 되는 순간에만, 일반적으로 기울기 보상 신호가 요구된다는 것이 알려져 있다.
이러한 기울기 보상 신호를 생성하는 한가지 방법은 오실레이터 신호의 일부분을 보상 신호로서 이용하는 것이다. 상기 오실레이터 신호는, 예를 들어 레귤레이터의 스위칭을 제어하는 클록 신호를 생성하는데 사용되는 램프 신호(ramp signal)일 수 있다. 기울기 보상 신호는 전류-유도된 신호에 램프 신호를 더하거나, 제어 신호로부터 상기 신호를 빼는 방식으로 적용될 수 있다. 레귤레이터 스위치를 오실레이팅하는 신호로부터 기울기 보상 신호를 유도함으로써, 상기 기울기 보상 신호는 레귤레이터의 스위칭과 동기화된다.
도 1에 도시된 종래의 전류 모드 스위칭 레귤레이터(100)에서, 서브-하모닉(sub-harmonic) 오실레이션을 회피하기 위해서는 50 % 또는 그 이상의 작동 듀티 사이클에 대해 기울기 보상이 요구된다. 스위칭 레귤레이터(100)는 바람직하게 오실레이터(102), 플립-플롭(flip-flop: 104), 바람직하게는 펄스 폭 변조 스위치 제어 회로(106), 인덕터(108), 레지스터들(110 및 112)로 형성된 레지스터 분배기, 출력 캐패시터(114), 출력 부하(116), 전압 피드백(또는 전류 피드백과 같은 다른 적절한 타입의) 증폭기(118), 피드백 캐패시터(120), 및 기울기 보상 신호(124) 및 스위치 전류 샘플(126)을 수용하고, 전압 피드백 증폭기(118)로부터의 신호와 이들 신호들의 합을 비교하기에 적합한 전류 비교기(122)를 포함한다.
이 예시적인 회로는 펄스 폭 변조(pulse-width modulation: PWM) 레귤레이터로서 알려진 통상적인 타입의 스위칭 레귤레이터를 사용한다. PWM 레귤레이터는 상이한 진폭들의 출력 신호들을 생성하도록 펄스 폭 변조에 의존한다. PWM 스위칭 레귤레이터들은 출력 또는 출력들에서 유지되는 전압 레벨 및 공급된 전류를 조정하기 위해 PWM 스위칭 레귤레이터들이 생성한 출력 신호들의 듀티-사이클을 변화시킨다. 이들 레귤레이터들의 출력들에 공급된 전압들은 스위치 펄스 폭 대 스위치 펄스 주기의 비율, 더 높은 출력 전압을 생성하는 더 높은 비율에 의존할 수 있다.
오실레이터(102)는 도 2에서 오실레이터(200)로서 더 상세히 도시된다. 오실레이터(200)는 바람직하게 오실레이터 캐패시터(204)를 충전하는 충전원(202), 오실레이터 스위치(206), 오실레이터 전류 비교기(208), 오실레이터 캐패시터(204)를 방전시키는 방전 전류 싱크(discharging current sink: 210), 및 전압 레귤레이터(100)(도 2에 도시되지 않음)에 Vset 신호를 제공하는 제 2 비교기(212)를 포함한다.
통상적으로, 레귤레이터들은 기울기 보상을 생성하는 기준으로서, 도 2에 도시된 회로에서, 도 3a에 나타낸 신호(300)로서 도시된 오실레이터 전압 Vramp를 이용한다. Vset은 전압 레귤레이터(100)의 플립-플롭(104)으로 전송된 낮은 신호(T1) 및 높은 신호(T2)를 나타낸다.
도 4a는 Vramp(404)의 선택된 부분을 갖는 보상 곡선 Sx(402)를 나타낸다. 도 4a의 x-축은 스위칭 레귤레이터의 듀티 사이클을 나타낸다. y-축은 0 볼트와 1 볼트 사이에 있다. 기울기 보상 곡선 Sx(402)을 생성하기 위하여, 종래의 스위칭 레귤레이터들은 도 4b에 도시된 회로를 사용한다. 이 회로는 단위 이득 버퍼(unity gain buffer: 406), NPN 트랜지스터(408) 및 레지스터(410)를 포함한다.
선형 기울기 보상 곡선 Sx(402)은 통상적으로 (도 4a에 도시된 바와 같이) 50 % 듀티 사이클에서 시작하며, VB에 의해 결정된다. 특정한 경우, VB는 0.5 V(임의로 선택됨)일 수 있다. 또한, Sx(402)는 레지스터(410)에 의해 결정된 고정 기울기를 갖는다.
오실레이터 램프 Vramp는 단위 이득 버퍼(406)의 양의 입력부로 공급되며, VB 및 레지스터(410)는 음의 입력부에 연결된다. Vramp가 VB보다 더 높을 때에만, NPN 트랜지스터(408)가 턴 ON 된다. 트랜지스터(408)의 에미터 전류는 다음과 같이 결정된다:
Figure 112011045944653-pct00001
이 트랜지스터(408)의 에미터 전류는 기울기 보상 신호 Sx(402)를 형성한다.
VB는 다음과 같이 기울기 보상 곡선 Sx(402) 시작점 Ts를 결정하며:
Figure 112011045944653-pct00002
레지스터(410)는 아래에 나타낸 바와 같이 곡선의 기울기를 결정한다:
Figure 112011045944653-pct00003
Vramp가 선형 램프이기 때문에, VB는 듀티 사이클에 직접적으로 비례한다. 일 예시적인 시스템에서, VB = 0.5 이면, Ts는 이전의 방정식들로부터 50 %의 듀티 사이클에 대응한다.
예시적인 종래 기술 구성과 연계된 한가지 문제는, 기울기 보상 곡선이 50 %에서 시작하기 때문에, 이것이 최대 듀티 사이클 100 %에서 매우 높은 레벨 Smax까지 형성된다는 것이다.
레귤레이터가 높은 듀티 사이클에서 작동할 때에, 이 높은 레벨 Smax는 다음과 같은 여러 가지 문제들을 유발할 수 있다. 전류 비교기(122)의 양의 입력부에서의 (피드백 증폭기(118)의 출력으로서 나타낸) VB는, 레귤레이터 루프가 폐쇄되면, 전류 비교기(122)의 음의 입력부에서의 기울기 보상 신호 및 스위치 전류 샘플의 합과 동일한 값을 갖기 때문에, 이는 흔히 출력 전류 부하 레벨을 나타내는데 사용된다. 하지만, 높은 듀티 사이클에서, 기울기 보상은 50 % 듀티 사이클에서 형성되고, VC에서 높은 오프셋을 도입하므로, VC는 실제 출력 부하 전류를 정확히 나타내지 않을 것이다. 높은 듀티 사이클에서의 이러한 높은 오프셋으로 인해, 감소된 전류 제한 레벨을 포함하여 여러 가지 문제들이 발생한다. 이 문제는 고정된 VC 레벨이 전류 제한에 사용되는 경우에 특히 두드러진다. 더군다나, 고정된 VC 레벨이 Burst ModeTM 임계치를 결정하는데 사용된다면, 매우 효율적인 Burst ModeTM 임계값은 경량의 부하 상황들에서 OFF일 것이다.
종래 기술과 연계된 또 다른 문제는, 높은 듀티 사이클에서 작동할 때에 이 높은 레벨 기울기 보상 신호를 생성하기 위해 매우 높은 전류를 이용하여야 한다는 것이다.
그러므로, 전압 레귤레이터 회로가 높은 듀티 사이클들에서 실제 출력 부하 전류 표시량을 손실시키지 않는 기울기 보상 신호를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 높은 듀티 사이클들에서 높은 레벨 기울기 보상 신호를 생성하는데 요구되는 전류를 제한하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 목적은 전압 레귤레이터 회로가 높은 듀티 사이클들에서 실제 출력 부하 전류 표시량을 손실시키지 않는 기울기 보상 신호를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 듀티 사이클들에서 높은 레벨 기울기 보상 신호를 생성하는데 요구되는 (도 4a의 Smax로 나타내어진) 전류를 제한하는 것이다.
스위칭 레귤레이터에서 기울기 보상을 제공하는 기울기 보상 회로 및 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에서, 기울기 보상 회로는 바람직하게 펄스 폭 변조 오실레이터로부터의 오실레이터 펄스 트레인(pulse train), 및 펄스 폭 변조기로부터의 변조기 펄스 트레인을 수용하도록 적합화된다.
상기 회로는 오실레이터 펄스 트레인에 응답하는 피드백 루프를 포함한다. 상기 회로는 바람직하게 상기 피드백 루프에 부분적으로, 또한 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인에 부분적으로 응답하는 ON 및 OFF 상태들의 기울기 보상 펄스 트레인을 제공한다. 상기 기울기 보상 펄스 트레인의 듀티 사이클은 바람직하게 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인의 듀티 사이클보다 작다. 또한, 상기 기울기 보상 펄스 트레인은 바람직하게 PWM 스위치-OFF 순간 조금(slightly) 전에 턴 ON 되고, 바람직하게 PWM 스위치-OFF 순간 직후에 턴 OFF 된다.
또한, 기울기 보상 회로는 바람직하게 기울기 보상 펄스 트레인이 ON 인 때에 턴 ON 하는 스위치, 및 상기 스위치가 ON 인 때에 상기 스위치를 통해 전류를 공급하는 전류원을 포함한다. 마지막으로, 상기 기울기 보상 회로는 바람직하게 상기 스위치가 ON 인 때에 기울기 보상 전류를 생성하는 기울기 보상 전류원을 포함한다.
본 발명의 상기의 장점들 및 다른 장점들은 동일한 참조 번호들이 전반에 걸쳐 동일한 부분들을 나타내는 첨부한 도면들과 연계하여 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 스위칭 레귤러 시스템(100)을 나타내는 도면;
도 2는 도 1에 도시된 스위칭 레귤러 시스템의 클록 신호들을 생성하는데 사 용될 수 있는 오실레이터;
도 3a 및 도 3b는 클록-오실레이션된 신호들을 도시하는 도면;
도 4a는 오실레이터 신호의 일부분과 기울기 보상 신호의 일부분의 그래프;
도 4b는 오실레이터 신호에 기초하여 기울기 보상 신호를 생성하는 종래 기술 회로의 개략도;
도 5a는 도 5b의 회로와 연계된 다양한 트레이스(trace)들을 도시하는 도면;
도 5b는 오실레이터 신호 및 펄스 폭 변조기 스위치 신호에 기초하여 기울기 보상 신호를 생성하는데 사용될 수 있는 제 1 신호를 생성하는 본 발명에 따른 회로의 개략도;
도 6a는 오실레이터 신호의 일부분과 기울기 보상 신호의 일부분의 그래프;
도 6b는 오실레이터 신호에 기초하여 기울기 보상 신호를 생성하는 본 발명에 따른 회로의 개략도;
도 7은 본 발명에 따른 오실레이터 신호의 일부분과 기울기 보상 신호의 일부분의 그래프를 나타낸다.
상기 언급된 바와 같이, 기울기 보상은 펄스 폭 변조 스위치가 턴 OFF 되는 순간 이전에만 요구되는 것으로 알려져 있다. 상술된 바와 같이, 도 4b에 도시된 기울기 보상을 생성하는 종래 기술 회로가 갖는 한가지 큰 문제는, (-- 부연하면, 듀티 사이클의 ON 부분이 전체 듀티 사이클에 대해 경과 시간의 50 %를 초과하는 때에는 --) 50 %의 듀티 사이클에서, 또는 듀티 사이클의 90 % 지점까지 스위치가 턴 OFF 되지 않을 때조차도, 몇몇 다른 비교가능한 값에서 기울기 보상이 항상 시작된다는 것이다. 약 50 % 내지 90 % 사이의 이러한 전체 범위에 걸쳐, 기울기 보상은 불필요하며, 단지 불필요하게 높은 레벨로만 형성된다. 이러한 높은 레벨의 불필요한 기울기 보상은 상술된 여러 가지 문제들을 유발한다. 실제로, 듀터 사이클 지터링(jittering)을 없애기 위하여, 스위칭 레귤레이터의 전력 스위치가 턴 OFF 되기 이전에, 기울기 보상은 전체 듀티 사이클 시간 중 5 %만큼 앞서 시작할 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 일 실시예는 바람직하게 레귤레이터 스위치 턴-OFF 순간에 조금 앞서서만 기울기 보상을 초기화한다. 이는 듀티 사이클의 더 이전 시간에서의 여하한의 불필요한 기울기 보상을 방지한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 회로의 90 % 듀티 사이클 동작에서, 기울기 보상은 스위치-OFF 순간보다 10% 앞선 80 % 듀티 사이클에서 시작한다. 이는 종래 기술 회로의 90 % 듀티 사이클에서 문제가 되는 기울기 보상 형성 레벨 Smax를 상당히 감소시킨다.
도 5a는 본 발명에 따른 회로 동작을 예시하는 6 개의 상이한 신호 트레이스들을 도시한다. 이들 신호 트레이스들을 생성하는데 기여한 본 발명에 따른 회로는 도 5b에 도시된다. 상기 신호들은 펄스 폭 변조(PWM) 스위치가 턴 OFF 되는 시간보다 예시적으로 10 % 앞선 시간에서 발생하는 기울기 보상 윈도우를 나타낸다. 이들 기능들을 달성하기 위하여, 본 발명의 회로는 먼저, 여하한의 적절한 PWM 동작 듀티 사이클에서 PWM 레귤레이터 스위치 턴-OFF 순간에 동기화된 펄스 트레인 Vs(512)를 생성하도록 네거티브 피드백 루프(520)를 이용하는 것이 바람직하다. Vs(512)의 펄스 폭 T1(514)은 이후 상세히 설명되는 바와 같이 전류원들(Iup 522 및 Idown 524), 및 스위치(526)의 ON 시간에 의해 프로그램된다.
그 후, 듀티 사이클에서 스위치 턴-OFF 순간 이전 10 %에서 턴 ON 하도록 프로그램된 펄스 폭 T1(514)을 갖는 Vs(512)는 스위치(612)(도 6b에 도시됨)를 턴 ON 하여, 램프 신호 Iramp(또한, 도 6b에 도시됨)를 통과시켜, 원하는 기울기 보상 신호 Islope에 대해 캐패시터(C2)를 충전하는데 사용된다.
다음은 도 5b에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 회로(500)의 일 실시예의 동작을 설명한다. 네거티브 피드백 루프(520)는 바람직하게 높은 이득 증폭기(528), 전류원들(Iup 522, Idown 524)과 스위치(526)에 의해 생성된 전하 비교기, SR 래치(latch)(530), 및 AND 게이트(532), 및 (약 20 피코패럿(picofarad)의 캐패시턴스 또는 다른 적절한 캐패시턴스를 갖는) 캐패시터(534)를 포함한다. 또한, 상기 회로는 PWM 오실레이터(534)로부터 신호들을 수신하도록 적합화된다.
Iup(522)는 스위치(526)가 턴 ON 될 때 캐패시터(536)를 충전하고, Idown(524)은 캐패시터(536)를 방전시킨다. Va는 바람직하게 스위치 ON 시간이 다음의 방정식 - (Iup 522) x (스위치 ON 시간) = Idown 524, 여기서 Iup = 10 ㎂, Idown = 1 ㎂ dc 전류 - 을 밸런싱할(balance) 만큼 충분히 길 때에만 상승한다. 일 예시적인 실시예에서, 비교기(528)는 - 예를 들어, 이 경우 전체 듀티 사이클의 전체 시간 중 10 % 동안에 - Idown 및 Iup에 의해 충전된 캐패시터(534)를 밸런싱하도록 스위치(526)가 턴 ON 되게 하여, Va 및 오실레이터(534)의 램프 신호 Vramp를 비교한다.
PWM 스위치 신호 Vpwm은 AND 게이트(532)의 일 입력부 상에 있으며, 스위치(526)는 바람직하게 PWM 스위치가 ON이 되고 Vx가 높은 때에만 턴 ON 하도록 허용된다. 부연하면, Vx, AND 게이트(532)의 다른 입력부에 연결된 SR 래치(530) 인버트된 출력은 Vpwm이 ON일 때 스위치(526)가 턴 ON 하도록 허용한다.
래치(530)는 PWM 오실레이터 클록 세트 신호 Vset에 의해 설정되고, 래치(530)는 비교기(528)에 의해 재설정된다. 비교기(528)는 오실레이터 램프 Vramp와 Va, 전하 비교기 출력을 비교한다.
루프 필터인 캐패시터(536)와 증폭기인 비교기(528)를 갖는 이 네거티브 피드백 루프(520)는 PWM 스위치-OFF 순간에 동기화된(또한, 그 순간 조금 전에 시작된) 10 % 펄스 폭 T1(514)을 갖는 펄스 트레인 Vs를 생성한다.
상술된 바와 같이, 전하 밸런스의 원리들에 기초하여, 백분율 듀티 사이클에 대한 펄스 폭 T1(514)은 다음과 같이 프로그램된다:
T1/(듀티 사이클의 시간) = Idown/Iup.
Vs(512)에 응답하여, 스위치(526)를 제어하는 회로(500)에 의해 생성된 10 % 펄스는 T1 - 스위치 턴-OFF와 동일한 순간 또한 그보다 앞선 10 % 사이클 시간 - 동안에만 기울기 보상 Islope(640)(도 6a)을 생성한다.
신호 Vs(도 5b에 도시된 회로에 의해 생성된 10 % 펄스)에 응답하여, 도 6b에 도시된(또한, 도 6a에 도시된 트레이스들에 의해 예시된) 회로(600)는 바람직하게 PWM 스위치 턴-OFF 순간 조금 전에, T1(514) 동안에만, 듀티 사이클의 10 %에서 기울기 보상 Islope를 생성한다.
단위 이득 증폭기(602)에 연결된 오실레이터(534)의 Vramp(510)를 이용하여, 트랜지스터(604) 및 레지스터(606)는 Iramp를 생성한다. 트랜지스터들(608 및 610)은 트랜지스터(610)의 드레인 및 스위치(612)에서 Iramp를 생성하는데 사용된 전류 미러 트랜지스터(current mirror transistor)들이다.
스위치(612)는 Vs(512)에 의해 제어되고, T1(514) 동안에만 턴 ON 된다. 스위치(612)가 턴 ON 되면, Iramp는 캐패시터(614)를 충전하기 위해 아래로 흐른다.
트랜지스터(616)는 바람직하게 트랜지스터(618)의 게이트 대 소스 전압 강하를 상쇄시키는 레벨 시프트(level shift)를 제공한다.
Figure 112011045944653-pct00004
이면,
Figure 112011045944653-pct00005
이다.
그러므로, 기울기 보상은 다음과 같다:
Figure 112011045944653-pct00006
듀티 사이클이 진행함에 따라 Iramp(638) 신호 레벨이 증가하기 때문에, 듀티 사이클이 진행함에 따라 상기 요건을 충족시키도록 Islope(640)의 기울기가 증가한다.
트랜지스터들(624 및 626)과 함께, 인버터(622)는 다음 사이클을 준비하기 위해 캐패시터(614)를 방전시키도록 작동한다. 캐패시터(614) 및/또는 레지스터(620)를 조정함으로써, 기울기 보상 신호 Islope의 원하는 기울기가 달성될 수 있다.
상기 레귤레이터가 90 % 듀티 사이클에서 작동하는 때에, 도 7은 80 % 듀티 사이클에서 시작하는 본 발명에 따른 회로의 (도 6a에 도시된 Islope(640)에 대응하는) 기울기 보상 곡선 Islope(710)와, 50 % 듀티 사이클에서 시작하는 (도 4a의 종래 기술 기울기 보상 곡선 Sx(402)에 대응하는) 종래 기술 회로 Sx(720)의 기울기 간의 기울기 보상 곡선들 차이에 중점을 둔다. Islope(710) 및 종래 기술 기울기 보상 곡선 Sx(720)은 모두 90 % 듀티 사이클에서 동일한 기울기
Figure 112011045944653-pct00015
(즉, 상기 사이클 동안 PWM 스위치가 턴 OFF 되는 순간)를 가질 수 있음을 유의하여야 한다. 분명한 것은, Islope(710)가 훨씬 더 낮은 축적 레벨(accumulated level)을 가지며(도 7에서, Smax 1는 Smax 2보다 훨씬 더 큼), 구현을 위해 더 낮은 전류를 요구한다는 것이다. 더 높은 Smax 1의 단점은 상기 식별 문단 번호 <20> 및 <21>에 더 상세히 설명되어 있다.
상기 회로의 1 이상의 장점은 T(듀티 사이클의 시간)의 백분율에 대한 T1(514)(도 5a에 도시됨)이 Iup 및 Idown(524)(도 5b에 도시됨)의 전류 비율을 이용함으로써 매우 높은 정확성으로 제어된다는 것이다. 5 % 전류를 가지고, 오정렬 T1/T가 0.5 % 듀티 사이클만큼만 벗어난다(off).
그러므로, 이전의 설명은 단지 본 발명의 원리들을 예시한 것으로, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형들이 행해질 수 있으며, 본 발명은 다음의 청구항들에 의해서만 한정된다.

Claims (20)

  1. 스위칭 레귤레이터에서 기울기 보상을 제공하는 기울기 보상 회로에 있어서, 상기 기울기 보상 회로는:
    오실레이터 펄스 트레인(pulse train)을 생성하는 펄스 폭 변조 오실레이터(pulse width modulator oscillator);
    변조기 펄스 트레인을 생성하는 펄스 폭 변조기;
    상기 오실레이터 펄스 트레인에 응답하는 피드백 루프;
    상기 피드백 루프에 부분적으로, 또한 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인에 부분적으로 응답하는 ON 및 OFF 상태들의 기울기 보상 펄스 트레인;
    상기 기울기 보상 펄스 트레인이 ON일 때 턴 ON 하는 스위치;
    상기 스위치가 ON일 때 상기 스위치를 통해 전류를 공급하는 전류원; 및
    상기 스위치가 ON일 때 기울기 보상 전류를 생성하는 기울기 보상 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 전류의 양을 제어하기 위해, 상기 스위치를 통해 전류에 응답하여 상기 전류를 미러링하는 전류 미러(current mirror)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 펄스 트레인은 상기 펄스 폭 변조 스위치 OFF 순간 이전에 상기 펄스 폭 변조기 듀티 사이클과 연계된 시간의 약 20 % 이하에서 턴 ON 하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인의 듀티 사이클은 약 50 % 이상인 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치를 통해 상기 전류를 미러링하는 전류 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 펄스 트레인은 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인이 턴 OFF 되는 순간과 실질적으로 동시에 턴 OFF 되는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드백 루프는 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인이 셧(shut) OFF 되기 이전에 상기 기울기 보상 펄스 트레인을 턴 ON 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
  8. 스위칭 레귤레이터에서 기울기 보상을 제공하는 방법에 있어서,
    펄스 폭 변조 오실레이터를 이용하여, 오실레이터 펄스 트레인을 생성하는 단계;
    펄스 폭 변조기를 이용하여, 변조기 펄스 트레인을 생성하는 단계;
    상기 오실레이터 펄스 트레인에 응답하는 피드백 루프를 제공하는 단계; 및
    상기 피드백 루프 및 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인에 부분적으로 응답하는 ON 및 OFF 상태들의 기울기 보상 펄스 트레인을 제공하는 단계;
    상기 기울기 보상 펄스 트레인이 ON 인 때에 스위치를 턴 ON 하는 단계;
    상기 스위치가 ON일 때 상기 스위치를 통해 전류를 공급하는 단계; 및
    상기 스위치가 ON일 때 기울기 보상 전류를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 전류의 양을 제어하기 위해 상기 스위치를 통해 상기 전류를 미러링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스의 스위치-OFF 순간 이전에 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인의 듀티 사이클과 연계된 시간의 약 20 % 이하에서 상기 기울기 보상을 턴 ON 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인의 듀티 사이클이 약 50 % 이상인 때에만 상기 기울기 보상 전류를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 전류를 생성하기 위하여 상기 스위치를 통해 상기 전류를 미러링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 펄스 트레인을 턴 OFF 하는 단계는 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인을 턴 OFF 하는 단계 바로 다음에 행해지는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 기울기 보상 펄스 트레인을 턴 ON 하는 단계는 상기 펄스 폭 변조 스위치 트레인의 스위치 OFF 순간 이전에 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인의 듀티 사이클의 20 % 이하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 기울기 보상을 제공하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 스위칭 레귤레이터에서 기울기 보상을 제공하는 기울기 보상 회로에 있어서, 상기 기울기 보상 회로는:
    오실레이터 펄스 트레인을 생성하는 펄스 폭 변조 오실레이터;
    변조기 펄스 트레인을 생성하는 펄스 폭 변조기;
    상기 오실레이터 펄스 트레인에 응답하는 피드백 루프;
    상기 피드백 루프에 응답하고 상기 펄스 폭 변조 스위치 펄스 트레인에 응답하는 ON 및 OFF 상태들의 기울기 보상 펄스 트레인;
    상기 기울기 보상 펄스 트레인이 ON일 때 턴 ON 하는 스위치;
    상기 스위치가 ON일 때 상기 스위치를 통해 전류를 공급하는 전류원; 및
    상기 스위치가 ON일 때 기울기 보상 전류를 생성하는 기울기 보상 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 기울기 보상 회로.
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