KR101332562B1 - 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류-직류 변환기에서 충전스위치의 스위칭 제어를 위한 게이트 펄스의 스킵모드를 수행할 때 출력전압의 발진 현상을 유발시키지 않고, 레귤레이션 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 입력전압원의 전압 레벨과 부하에 공급되는 출력전압의 레벨차가 거의 없거나 상기 부하의 값이 일정치 이하로 떨어져, 충전스위치를 고정된 주파수의 펄스폭변조신호로 동작시켜 상기 출력전압이 상승될 때, 게이트 펄스의 스킵을 위해 동작모드 절환신호를 출력하되, 에러증폭부의 출력전압을 제3기준전압과 비교하여 발생되는 펄스스킵모드신호 및, 피드백전압을 근거로 생성되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 미리 설정된 최소 턴온시간보다 작은 값으로 출력될 때 발생되는 최소온타임검출신호를 근거로 동작모드 절환신호를 출력하는 펄스스킵모드신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치{OPERATION MODE CONTROL DECIVE OF DC-DC CONVERTER}
본 발명은 직류-직류 변환기의 동작모드를 제어하는 기술에 관한 것으로, 특히 부하 변동이나 입력전압의 변동에 따라 동작모드를 신속하고 적절하게 변환하여 레귤레이션 특성을 개선할 수 있도록 한 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치에 관한 것이다.
삭제
일반적으로, 직류-직류 변환기는 입력전압과 출력전압의 차이가 작거나 무부하 상태 또는 부하가 작아질 경우(경부하 상태)에 출력전압 레귤레이션을 위해 동작 모드를 노멀 모드(PWM)에서 펄스스킵 모드(PSM: Pulse Skipping Mode)로 변환을 하게 된다. 이와 같은 모드 변환 시점은 출력전압 레귤레이션 특성에 직접적으로 영향을 주게 된다. 모드 변환이 느릴 경우에는 출력전압의 변동폭이 커져 레귤레이션 특성이 나빠지게 되고 모드 변환이 정확하지 않은 경우에는 모드 변환의 반복동작 등으로 인해 출력 전압의 발진을 유발하기도 한다.
직류-직류 변환기가 노멀 모드로 동작할 때 인덕터 구동용 충전스위치를 미리 설정된 주파수로 스위칭하게 된다. 하지만, 부하가 작아지거나 입력전압이 상승하게 되면 계속되는 스위칭에 의해 출력전압이 상승하게 된다. 이와 같은 경우 노멀 모드를 펄스 스킵 모드로 변환시켜 출력전압에 대한 레귤레이션을 달성한다.
도 1은 종래 기술에 의한 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 인덕터(L11), 충전스위치(SW11), 쇼트키 다이오드(D11), 에러증폭부(110), 노멀구동용 게이트펄스 발생부(120), 펄스스킵모드신호 발생부(130), 동작모드 절환부 (140) 및 게이트 드라이버(150)을 포함한다.
상기 노멀구동용 게이트펄스 발생부(120)는 비교부(121), RS 래치 플립플롭(122)을 포함한다.
상기 펄스스킵모드신호 발생부(130)는 제1비교부(131), 제2비교부(132) 및 펄스스킵모드 연산부(133)를 포함한다. 여기서, 미설명부호 "100"은 부스트(boost) 컨버터형 직류-직류 변환기이다.
충전스위치(SW11)는 게이트 드라이버(150)로부터 공급되는 게이트펄스(GP)에 의해 스위칭 동작하고, 이에 의해 인덕터(L11)에 입력전압원(VIN)의 전기에너지가 충전된다.
쇼트키 다이오드(D11)는 상기 인덕터(L11)에 충전된 전기에너지를 부하(RL11)에 전달하고, 상기 부하(RL11)에 공급되는 출력전압(VO)이 상기 인덕터(L11) 측으로 역류되는 것을 방지하는 역할을 한다.
직렬저항(R11,R12)은 상기 출력전압(VO)을 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB)을 출력한다. 에러증폭부(110)의 에러증폭기(Gm11)는 상기 피드백전압(FB)을 증폭하여 출력한다. 상기 에러증폭기(Gm11)에서 출력되는 전압은 저항(R13)을 통해 커패시터(C12)에 충전된다. 도 2의 (a)는 상기 에러증폭기(Gm11)의 반전입력단자와 비반전입력단자에 각기 공급되는 피드백전압(FB) 및 제1기준전압(Vref1)을 나타낸 것이다.
비교부(121)의 비교기(CP11)는 비반전입력단자로 입력되는 상기 커패시터(C12)의 충전전압을 반전입력단자에 공급되는 삼각파 펄스(VCON)와 비교하여 그에 따른 듀티비의 펄스폭변조신호를 출력한다. 도 2의 (b)는 상기 비교기(CP11)의 비반전입력단자 및 반전입력단자에 각기 공급되는 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)과 삼각파 펄스(VCON)를 나타낸 것이다. 그리고, 도 2의 (d)는 상기 비교기(CP11)에서 출력되는 펄스폭변조신호를 나타낸 것이다.
RS 래치 플립플롭(122)은 리세트단자(R)를 통해 상기 비교기(CP11)의 펄스폭변조신호를 입력받고, 세트단자(S)를 통해서는 미리 설정된 고정된 듀티비(예: 5~10%)의 발진신호(OSC)를 입력받는다. 도 2의 (c)는 상기 발진신호(OSC)의 파형을 나타낸 것이다.
노멀모드에서 상기 RS 래치 플립플롭(122)의 리세트단자(R)에 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 세트단자(S)에 공급되는 발진신호(OSC)의 듀티비(예: 5~10%)보다 높다. 이때, 상기 RS 래치 플립플롭(122)은 상기 리세트단자(R) 및 세트단자(S)에 입력되는 상기 신호들에 대응되는 펄스폭변조신호를 출력한다.
동작모드 절환부(140)는 노멀모드에서 상기 RS 래치 플립플롭(122)에서 출력되는 펄스폭변조신호를 선택하여 게이트 드라이버(150)에 전달하고, 펄스스킵모드에서는 펄스스킵모드신호 발생부(130)에서 출력되는 동작모드절환신호를 선택하여 상기 게이트 드라이버(150)에 전달한다.
그리고, 게이트 드라이버(150)는 상기와 같은 경로를 통해 입력되는 펄스폭변조신호에 따라 상기 충전스위치(SW11)의 스위칭 동작을 제어한다. 도 2의 (e)는 상기 충전스위치(SW11)의 게이트에 공급되는 게이트펄스(GP)의 파형을 나타낸 것이다.
그런데, 상기 입력전압원(VIN)의 전압 레벨과 상기 출력전압(VO)의 레벨차가 거의 없거나 상기 부하(RL11)의 값이 일정치 이하로 떨어지는 경우, 상기 게이트 드라이버(150)는 고정된 주파수의 펄스폭변조신호(OSC)로 상기 충전스위치(SW11)를 스위칭 동작시킨다. 이에 따라, 상기 부하(RL11) 측으로 전달되는 출력전압(VO)이 상승하게 된다.
이때, 다음의 설명에서와 같이 펄스스킵모드신호 발생부(130)에서 펄스스킵 모드가 수행되어 상기 리액터(L11)로부터 상기 부하(RL11)에 전달되는 에너지량이 줄어들게 되고 이에 의해 상기 출력전압(VO)의 상승을 막을 수 있게 된다.
즉, 상기 부하(RL11)의 값이 작아지거나 입력전압원(VIN)의 전압이 상승되면 계속되는 스위칭 동작에 의해 상기 출력전압(VO)이 상승하게 된다. 이에 따라, 상기 피드백전압(FB)이 도 3의 (a)에서와 같이 상승된다.
이때, 제1비교부(131)의 제1비교기(CP21)는 상기 피드백전압(FB)을 제2기준전압(Vref2)과 비교하여 그에 따른 펄스를 펄스스킵모드 연산부(133)의 제1입력단자(IN1)에 출력한다.
에러증폭부(110)의 에러증폭기(Gm11)는 상기와 같이 상승되는 피드백전압(FB)을 증폭하고, 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)은 저항(R13)을 통해 커패시터(C12)에 충전된다. 즉, 도 3의 (a),(b)에서와 같이 상기 피드백전압(FB)이 제2기준전압(Vref2)을 상회하는 순간부터 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)이 점차 하강되기 시작하고, 이렇게 하강되는 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)이 적분기 형태로 연결된 상기 커패시터(C12)에 충전된다.
제2비교부(132)의 제2비교기(CP22)는 상기 커패시터(C12)의 충전전압을 제3기준전압(Vref3)과 비교하여 그에 따른 펄스스킵모드신호(Vpsm)를 상기 펄스스킵모드 연산부(133)의 제2입력단자(IN2)에 출력한다.
비교부(121)의 비교기(CP11)는 상기와 같이 하강되는 커패시터(C12)의 충전전압을 비반전입력단자로 공급받아, 반전입력단자로 공급되는 삼각파 펄스(VCON)와 비교하여 그에 따른 도 3의 (d)와 같은 듀티비의 펄스폭변조신호를 펄스스킵모드 연산부(133)의 제3입력단자(IN3)에 출력한다.
이와 같은 상태에서, 상기 펄스스킵모드 연산부(133)는 상기 입력단자(IN1-IN3)로 입력되는 펄스들을 연산처리하여, 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)이 상기 제3기준전압(Vref3)의 아래로 떨어지는 순간 도 3의 (f)와 같이 "로우"에서 "하이"로 천이되는 상기 펄스스킵모드신호(Vpsm)를 근거로 동작모드절환신호를 출력한다.
펄스스킵 모드에서 상기 동작모드 절환부(140)는 상기 펄스스킵모드신호 발생부(130)의 펄스스킵모드 연산부(133)에서 출력되는 동작모드절환신호를 선택하여 상기 게이트 드라이버(150)에 출력한다.
이때, 상기 게이트 드라이버(150)는 쇼트키 다이오드(D11)를 통해 부하(RL11)에 전달되는 전기 에너지가 줄어들도록 상기 충전스위치(SW11)의 스위칭 동작을 제어한다.
이와 같이 종래의 직류-직류 변환기에서의 펄스스킵 모드는 적분기 형태의 에러 증폭기(Gm11)로부터 출력되는 출력단의 커패시터(C12)의 출력전압을 근거로 이루어 진다. 예를 들어, 상기 커패시터(C12)의 전압이 최소로 낮아질 때 펄스스킵 모드로 전환하여 상기 출력전압(VO)의 상승을 방지하고, 이에 의해 직류-직류 변환기(100)의 레귤레이션 특성이 나빠지게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 종래의 직류-직류 변환기에서는 에러 증폭기의 출력단에 연결된 커패시터의 충전전압을 모니터링하여 미리 설정된 값 이하로 떨어질 때 노멀모드에서 펄스스킵모드로 변환하여 출력전압의 상승이 방지되도록 하였다. 이와 같은 경우 부하나 입력전압이 빠르게 변화되면 출력전압이 상승되어 출력전압의 변동폭이 커지게 되는 문제점이 있다. 그렇다고 빠른 검출을 위해 커패시터의 검출전압 레벨을 높이게 되면, 노멀모드와 펄스스킵 모드의 변환 동작이 너무 빈번하게 수행되어 출력전압의 발진 현상이 발생되고, 이에 의해 직류-직류 변환기의 레귤레이션 특성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 에러증폭기의 출력단에 접속된 커패시터의 충전전압을 참조함과 아울러, 노멀모드에서 충전스위치의 턴온시간이 미리 설정된 최소 온타임보다 짧아지는 것을 검출하여 펄스스킵 모드를 수행하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치는, 게이트펄스에 의해 스위칭 동작하여 인덕터에 입력전압원의 전기에너지가 충전되도록 하는 충전스위치; 상기 인덕터에 충전된 전기에너지를 부하에 전달하는 출력스위치; 상기 부하로부터 피드백되는 전압을 증폭하여 커패시터에 충전하는 에러증폭부; 노멀모드에서 상기 충전스위치의 스위칭 동작을 제어하기 위하여, 상기 에러증폭부의 출력전압을 이용하여 게이트펄스를 출력하는 노멀구동용 게이트펄스 발생부; 상기 입력전압원의 전압 레벨과 상기 부하에 공급되는 출력전압의 레벨차가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 부하의 값이 일정치 이하로 떨어져, 상기 충전스위치를 고정된 주파수의 펄스폭변조신호로 동작시켜 상기 출력전압이 상승될 때, 상기 게이트 펄스의 스킵을 위해 동작모드 절환신호를 출력하되, 상기 에러증폭부의 출력전압을 제3기준전압과 비교하여 발생되는 펄스스킵모드신호 및, 상기 피드백전압을 근거로 생성되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 미리 설정된 최소 턴온시간보다 작은 값으로 출력될 때 발생되는 최소온타임검출신호를 근거로 동작모드 절환신호를 출력하는 펄스스킵모드신호 발생부; 및 노멀모드에서는 상기 노멀구동용 게이트펄스 발생부에서 출력되는 펄스폭변조신호를 선택하여 상기 충전스위치를 구동하는 게이트 드라이버에 출력하고, 펄스스킵모드에서는 상기 펄스스킵모드신호 발생부에서 출력되는 동작모드절환신호를 선택하여 상기 게이트 드라이버에 출력하는 동작모드 절환부;를 포함한다.
본 발명은 에러증폭기의 출력단에 접속된 커패시터의 충전전압을 참조함과 아울러, 노멀모드에서 충전스위치의 턴온시간이 미리 설정된 최소 온타임보다 짧아지는 것을 검출하여 펄스스킵 모드를 수행함으로써, 출력전압의 발진 현상을 유발시키지 않고, 레귤레이션 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치의 회로도이다.
도 2의 (a)-(e)는 종래 직류-직류 변환기에서 노멀모드 시 각부의 파형도이다.
도 3의 (a)-(f)는 종래 직류-직류 변환기에서 펄스 스킵모드 시 각부의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치의 회로도이다.
도 5의 (a)-(g)는 본 발명의 직류-직류 변환기에서 펄스 스킵모드 시 각부의 파형도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치의 일실시예의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 인덕터(L11), 충전스위치(SW11), 쇼트키 다이오드(D11), 에러증폭부(210), 노멀구동용 게이트펄스 발생부(220), 펄스스킵모드신호 발생부(230), 동작모드 절환부 (240)및 게이트 드라이버(250)를 포함한다.
상기 노멀구동용 게이트펄스 발생부(220)는 비교부(221), RS 래치 플립플롭(222)을 포함한다.
상기 펄스스킵모드신호 발생부(230)는 제1비교부(231), 제2비교부(232), 온타임 비교기(233) 및 펄스스킵모드 연산부(234)를 포함한다. 여기서, 미설명부호 "200"은 부스트(boost) 컨버터형 직류-직류 변환기이다.
먼저, 노멀 동작모드에서의 직류-직류 변환 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
충전스위치(SW11)는 게이트 드라이버(250)로부터 공급되는 게이트펄스(GP)에 의해 스위칭 동작하고, 이에 의해 인덕터(L11)에 입력전압원(VIN)의 전기에너지가 충전된다.
쇼트키 다이오드(D11)는 상기 인덕터(L11)에 충전된 전기에너지를 부하(RL11)에 전달하고, 상기 부하(RL11)에 공급되는 출력전압(VO)이 상기 인덕터(L11) 측으로 역류되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 쇼트키 다이오드(D11)는 출력스위치의 한 예를 보인 것으로, 모스트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 부하(RL11)의 일측 단자와 접지단자의 사이에 직렬 접속된 저항(R11,R12)은 상기 출력전압(VO)을 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB)을 출력한다. 에러증폭부(210)의 에러증폭기(Gm11)는 상기 피드백전압(FB)을 증폭하여 출력한다. 상기 에러증폭기(Gm11)에서 출력되는 전압은 저항(R13)을 통해 커패시터(C12)에 충전된다. 도 2의 (a)는 상기 에러증폭기(Gm11)의 전입력단자와 비반전입력단자에 각기 공급되는 피드백전압(FB) 및 제1기준전압(Vref1)을 나타낸 것이다.
비교부(221)의 비교기(CP11)는 비반전입력단자로 입력되는 상기 커패시터(C12)의 충전전압을 반전입력단자에 공급되는 삼각파 펄스(VCON)와 비교하여 그에 따른 듀티비의 펄스폭변조신호를 출력한다. 도 2의 (b)는 상기 비교기(CP11)의 비반전입력단자 및 반전입력단자에 각기 공급되는 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)과 삼각파 펄스(VCON)를 나타낸 것이다. 그리고, 도 2의 (d)는 상기 비교기(CP11)에서 출력되는 펄스폭변조신호를 나타낸 것이다.
RS 래치 플립플롭(222)은 리세트단자(R)를 통해 상기 비교기(CP11)의 펄스폭변조신호를 입력받고, 세트단자(S)를 통해서는 미리 설정된 고정된 듀티비(예: 5~10%)의 발진신호(OSC)를 입력받는다. 도 2의 (c)는 상기 발진신호(OSC)의 파형을 예시적으로 나타낸 것이다.
노멀모드에서 상기 RS 래치 플립플롭(222)의 리세트단자(R)에 공급되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 세트단자(S)에 공급되는 발진신호(OSC)의 듀티비(예: 5~10%)보다 높다. 이때, 상기 RS 래치 플립플롭(222)은 상기 리세트단자(R) 및 세트단자(S)에 입력되는 상기 신호들에 대응되는 펄스폭변조신호를 출력한다.
동작모드 절환부(240)는 노멀모드에서 상기 RS 래치 플립플롭(222)에서 출력되는 펄스폭변조신호를 선택하여 게이트 드라이버(250)에 전달하고, 펄스스킵모드에서는 펄스스킵모드신호 발생부(230)에서 출력되는 펄스스킵모드신호(Vpsm)를 선택하여 상기 게이트 드라이버(250)에 전달한다.
그리고, 게이트 드라이버(250)는 상기와 같은 경로를 통해 입력되는 펄스폭변조신호에 상응되는 게이트펄스(GP)로 상기 충전스위치(SW11)의 스위칭 동작을 제어한다. 도 2의 (e)는 상기 충전스위치(SW11)의 게이트에 공급되는 게이트펄스(GP)의 파형을 나타낸 것이다.
그런데, 상기 입력전압원(VIN)의 전압 레벨과 상기 출력전압(VO)의 레벨차가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 부하(RL11)의 값이 일정치 이하로 떨어지는 경우, 상기 게이트 드라이버(250)는 고정된 주파수의 펄스폭변조신호(예: OSC)로 상기 충전스위치(SW11)를 스위칭 동작시킨다. 이에 따라, 상기 부하(RL11) 측으로 전달되는 출력전압(VO)이 상승하게 된다.
이때, 다음의 설명에서와 같이 펄스스킵모드신호 발생부(230)에서 펄스스킵 모드가 수행되어 상기 리액터(L11)로부터 상기 부하(RL11)에 전달되는 에너지량이 줄어들게 되고 이에 의해 상기 출력전압(VO)의 상승을 보다 신속하게 막을 수 있게 된다.
즉, 상기 부하(RL11)의 값이 작아지거나 입력전압원(VIN)의 전압이 상승되면 계속되는 스위칭 동작에 의해 상기 출력전압(VO)이 상승하게 된다. 이에 따라, 상기 피드백전압(FB)이 도 5의 (a)에서와 같이 상승된다.
이때, 제1비교부(231)의 제1비교기(CP21)는 상기 피드백전압(FB)을 제2기준전압(Vref2)과 비교하여 그에 따른 펄스를 펄스스킵모드 연산부(234)의 제1입력단자(IN1)에 출력한다. 상기 제1비교기(CP21)에서 출력되는 펄스는 동작모드절환에 관련된 펄스이다.
에러증폭부(210)의 에러증폭기(Gm11)는 상기와 같이 상승되는 피드백전압(FB)을 증폭하고, 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)은 저항(R13)을 통해 커패시터(C12)에 충전된다. 즉, 도 5의 (a),(b)에서와 같이 상기 피드백전압(FB)이 제2기준전압(Vref2)을 상회하는 순간부터 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)이 점차 하강되기 시작하고, 이렇게 하강되는 상기 에러증폭기(Gm11)의 출력전압(VGm11)이 적분기 형태로 연결된 상기 커패시터(C12)에 충전된다.
제2비교부(232)의 제2비교기(CP22)는 상기 커패시터(C12)의 충전전압을 제3기준전압(Vref3)과 비교하여 그에 따른 펄스스킵모드신호(Vpsm)를 상기 펄스스킵모드 연산부(234)의 제2입력단자(IN2)에 출력한다.
비교부(221)의 비교기(CP11)는 상기와 같이 하강되는 커패시터(C12)의 충전전압을 비반전입력단자로 공급받아, 반전입력단자로 공급되는 삼각파 펄스(VCON)와 비교하여 그에 따른 도 5의 (d)와 같은 듀티비의 펄스폭변조신호를 출력한다.
상기 출력전압(VO)이 제어하고자 하는 출력전압의 한계전압보다 더 높아지게 되면, 상기 비교기(CP11)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비는 이미 최소 온타임보다 작은 값(예: 0~4%)을 갖게 된다.
이를 감안하여, 온타임 비교기(233)는 일측 입력단자로 공급되는 최소 온타임 펄스를 근거로 상기 비교기(CP11)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 최소 턴온시간보다 작은 값으로 출력되는 것을 검출하여 도 5의 (g)와 같은 최소온타임검출신호(Vtime)를 상기 펄스스킵모드 연산부(234)의 제3입력단자(IN3)에 출력한다.
이와 같은 상태에서, 상기 펄스스킵모드 연산부(234)는 상기 입력단자(IN1-IN3)로 입력되는 펄스 및 제4입력단자로 입력되는 최소온타임 펄스들을 연산처리하여, 그에 따른 동작모드절환신호를 출력한다.
펄스스킵 모드에서 상기 동작모드 절환부(240)는 상기 펄스스킵모드신호 발생부(230)의 펄스스킵모드 연산부(234)에서 출력되는 상기 동작모드절환신호를 선택하여 상기 게이트 드라이버(250)에 출력한다.
이에 따라, 상기 게이트 드라이버(250)는 쇼트키 다이오드(D11)를 통해 부하(RL11)에 전달되는 전기 에너지가 줄어들도록 상기 충전스위치(SW11)의 스위칭 동작을 제어한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
200 : 직류-직류 변환기 210 : 에러증폭부
220 : 노멀구동용 게이트펄스 발생부 230 : 펄스스킵모드신호 발생부
240 : 동작모드 절환부 250 : 게이트 드라이버

Claims (4)

  1. 게이트펄스에 의해 스위칭 동작하여 인덕터에 입력전압원의 전기에너지가 충전되도록 하는 충전스위치;
    상기 인덕터에 충전된 전기에너지를 부하에 전달하는 출력스위치;
    상기 부하로부터 피드백되는 전압을 증폭하여 커패시터에 충전하는 에러증폭부;
    노멀모드에서 상기 충전스위치의 스위칭 동작을 제어하기 위하여, 상기 에러증폭부의 출력전압을 이용하여 게이트펄스를 출력하는 노멀구동용 게이트펄스 발생부;
    상기 입력전압원의 전압 레벨과 상기 부하에 공급되는 출력전압의 레벨차가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 부하의 값이 일정치 이하로 떨어져, 상기 충전스위치를 고정된 주파수의 펄스폭변조신호로 동작시켜 상기 출력전압이 상승될 때, 상기 게이트 펄스의 스킵을 위해 동작모드 절환신호를 출력하되, 상기 에러증폭부의 출력전압을 제3기준전압과 비교하여 발생되는 펄스스킵모드신호 및, 상기 피드백전압을 근거로 생성되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 미리 설정된 최소 턴온시간보다 작은 값으로 출력될 때 발생되는 최소온타임검출신호를 근거로 동작모드 절환신호를 출력하는 펄스스킵모드신호 발생부; 및
    노멀모드에서는 상기 노멀구동용 게이트펄스 발생부에서 출력되는 펄스폭변조신호를 선택하여 상기 충전스위치를 구동하는 게이트 드라이버에 출력하고, 펄스스킵모드에서는 상기 펄스스킵모드신호 발생부에서 출력되는 동작모드절환신호를 선택하여 상기 게이트 드라이버에 출력하는 동작모드 절환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펄스스킵모드신호 발생부는
    상기 피드백전압을 증폭한 후 저항을 통해 커패시터에 충전하는 에러증폭부의 출력전압을 제3기준전압과 비교하여 그에 따른 펄스스킵모드신호를 출력하는 제2비교부;
    상기 피드백전압을 증폭한 후 저항을 통해 커패시터에 충전하는 에러증폭부의 출력전압을 삼각파와 비교하여 발생되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 최소 턴온시간보다 작은 값으로 출력되는 것을 검출하여 상기 최소온타임검출신호를 발생하는 온타임 비교기; 및
    상기 제2비교부에서 출력되는 펄스스킵모드신호 및 상기 온타임 비교기에서 출력되는 최소온타임검출신호를 연산하여 그에 따른 상기 동작모드절환신호를 출력하는 펄스스킵모드 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 출력전압이 제어하고자 하는 출력전압의 한계전압보다 더 높아지면, 상기 피드백전압을 증폭한 후 저항을 통해 커패시터에 충전하는 에러증폭부의 출력전압을 삼각파와 비교하여 발생되는 펄스폭변조신호의 듀티비는 상기 최소 온타임보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에러증폭부는 자신의 출력단자와 접지단자 사이에 직렬접속된 저항 및 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기의 동작모드 제어 장치.
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