KR101709875B1 - 시간 영역에서 제어되는 dc-dc 컨버터 및 이에 사용되는 스위칭 제어 장치 - Google Patents

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한양대학교 산학협력단
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Abstract

시간 영역에서 제어되는 DC-DC 컨버터 및 이에 사용되는 스위칭 제어 장치가 개시된다. 개시된 DC-DC 컨버터는 전원 신호를 스위칭 제어하는 스위칭부; 인덕터를 포함하며, 상기 스위칭부의 출력 신호를 평활화하는 필터부; 상기 스위칭부를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여 상기 스위칭부로 인가하는 스위칭 제어부;를 포함하되, 상기 스위칭 제어부는, 상기 인덕터의 일단의 제1 전압 및 상기 인덕터의 타단의 제2 전압을 이용하여 감지 신호를 생성하는 감지부; 상기 감지 신호와 상기 필터부의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하고, 상기 감지 신호는 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1 감지 신호를 출력하는 제1 OTA 및 상기 제2 감지 신호를 출력하는 제2 OTA로 구성되되, 상기 제1 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제1 전압/상기 제2 전압이 입력되고, 상기 제2 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제2 전압/상기 제1 전압이 입력된다.

Description

시간 영역에서 제어되는 DC-DC 컨버터 및 이에 사용되는 스위칭 제어 장치{DC-DC converter controlled in the time domain and Switching control device used therein}
본 발명의 실시예들은 빠른 응답 특성을 보장할 수 있고, 시간 영역에서 제어되는 DC-DC 컨버터 및 이에 사용되는 스위칭 제어 장치에 관한 것이다.
통상적으로 마이크로프로세서와 같은 전자소자에 전원을 공급하기 위해서는 저전압 및 고전류의 전원장치가 필요하다. 상기의 필요에 의해서 고전압의 직류를 저전압의 직류로 강압하는 장치가 사용된다. 상기와 같은 장치가 DC-DC 컨버터이며, 특히 벅 컨버터가 많이 사용되고 있다.
도 1은 종래의 벅 컨버터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 벅 컨버터는 전류의 흐름을 온오프 제어하는 모스 트랜지스터, 프리휠링 다이오드, 스위칭 전압을 평활하는 인덕터-커패시터 필터로 구성된다.
한편, 벅 컨버터를 구성함에 있어 저전압 출력을 얻기 용이하도록 프리휠링 다이오드를 대신하여 전압 강하가 작은 모스 트랜지스터를 사용한다. 이와 같이, 두 개의 모스 트랜지스터를 이용하여 벅 컨버터를 구성하는 것을 동기 벅 컨버터라고 한다. 도 2은 종래의 동기 벅 컨버터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
여기서, 동기 벅 컨버터의 부하 과도 응답(load transient response)를 향상시키기 위해 V2 제어(V2 control)를 사용하는데, 이는 출력 캐패시터의 ESR을 통해 인덕터의 전류와 출력 전류 정보를 가지는 출력 전압 리플을 센싱한 전압을 사용한다. 즉, 출력 전압 리플로부터 인덕터 전류 정보를 얻기 위해서는 일반적으로 ESR이 큰 출력 캐패시터를 사용한다.
하지만, 이 경우에는 미분기가 필요하게 되고, 큰 ESR 때문에 출력 전압 리플이 크게 나타나는 문제가 있다. 다른 방법으로 인덕터 전류를 직접 센싱하는 방법이 있지만, 이 경우에는 인덕터 전류 센싱 회로가 필요하게 된다. 또한, V2 제어는 제어 전압이 인덕터 전류 정보의 피크값과 함께 듀티 사이클을 생성하는데, 듀티 사이클이 50% 이상인 경우 저조파 발진(subharmonic oscillation)이 발생하는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 빠른 응답 특성을 보장할 수 있고, 시간 영역에서 제어되는 DC-DC 컨버터 및 이에 사용되는 스위칭 제어 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전원 신호를 스위칭 제어하는 스위칭부; 인덕터를 포함하며, 상기 스위칭부의 출력 신호를 평활화하는 필터부; 상기 스위칭부를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여 상기 스위칭부로 인가하는 스위칭 제어부;를 포함하되, 상기 스위칭 제어부는, 상기 인덕터의 일단의 제1 전압 및 상기 인덕터의 타단의 제2 전압을 이용하여 감지 신호를 생성하는 감지부; 상기 감지 신호와 상기 필터부의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하고, 상기 감지 신호는 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1 감지 신호를 출력하는 제1 OTA 및 상기 제2 감지 신호를 출력하는 제2 OTA로 구성되되, 상기 제1 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제1 전압/상기 제2 전압이 입력되고, 상기 제2 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제2 전압/상기 제1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터가 제공된다.
상기 스위칭부는 제1 스위칭 소자인 제1 트랜지스터 및 제2 스위칭 소자인 제2 트랜지스터를 포함하되, 상기 제1 트랜지스터의 소스 전극으로 상기 전원 신호가 입력되고 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극은 상기 제2 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되고, 상기 제2 트랜지스터의 소스 전극은 접지와 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극으로 상기 스위칭 제어 신호가 인가될 수 있다.
상기 필터부는 캐패시터 및 저항을 더 포함하되, 상기 인덕터의 일단은 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극, 상기 제2 트랜지스터의 드레인 전극, 상기 제1 OTA의 + 입력단 및 상기 제2 OTA의 - 입력단이 연결된 제1 노드와 연결되고, 상기 인덕터의 타단은 상기 캐패시터의 일단, 상기 저항의 일단, 상기 제1 OTA의 - 입력단 및 상기 제2 OTA의 + 입력단이 연결된 제2 노드와 연결되고, 상기 제2 노드의 전압 신호가 상기 필터부의 출력 신호와 대응될 수 있다.
상기 제어 신호 생성부는, 기준 신호 및 상기 감지 신호를 이용하여 상기 필터부의 출력 신호에 대한 적분(integral) 연산을 수행하는 적분부; 상기 기준 신호 및 상기 적분부의 출력 신호를 이용하여 상기 필터부의 출력 신호에 대한 비례(proportional) 연산을 수행하여 측정 위상 및 기준 위상을 생성하는 비례부; 및 상기 측정 위상 및 상기 기준 위상을 상기 전압 신호로 변경하는 위상 검출부;를 포함하되, 상기 위상 검출부에서 출력된 상기 전압 신호가 상기 스위칭 제어 신호와 대응될 수 있다.
상기 적분부는, + 입력단/- 입력단으로 상기 기준 신호/상기 필터부의 출력 신호가 인가되는 제3 OTA; + 입력단/- 입력단으로 상기 필터부의 출력 신호/상기 기준 신호가 인가되는 제4 OTA; 상기 제3 OTA의 출력 신호와 상기 제1 감지 신호 간의 덧셈 연산을 수행하는 제1 덧셈기; 상기 제4 OTA의 출력 신호와 상기 제2 감지 신호 간의 덧셈 연산을 수행하는 제2 덧셈기; 상기 제1 덧셈기의 출력 신호에 의해 발진 주파수가 변화되는 제1 전류 제어 발진기; 및 상기 제2 덧셈기의 출력 신호에 의해 발진 주파수가 변화되는 제2 전류 제어 발진기;를 포함할 수 있다.
상기 비례부는, + 입력단/- 입력단으로 상기 필터부의 출력 신호/상기 기준 신호가 인가되는 제5 OTA; + 입력단/- 입력단으로 상기 기준 신호/상기 필터부의 출력 신호가 인가되는 제6 OTA; 상기 제5 OTA의 출력 신호에 기초하여 상기 제1 전류 제어 발진기의 출력 신호를 시간 지연시켜 상기 측정 위상을 출력하는 제1 전류 제어 지연단(CCDL: Current Controlled Delay Line); 상기 제6 OTA의 출력 신호에 기초하여 상기 제2 전류 제어 발진기의 출력 신호를 시간 지연시켜 상기 기준 위상을 출력하는 제2 전류 제어 지연단;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스위칭부 및 필터부를 포함하는 DC-DC 컨버터를 제어하기 위해 상기 스위칭부를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어 장치에 있어서,
상기 필터부에 포함되는 인덕터의 일단의 제1 전압 및 상기 인덕터의 타단의 제2 전압을 이용하여 감지 신호를 생성하는 감지부;
상기 감지 신호와 상기 필터부의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하되,
상기 감지 신호는 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1 감지 신호를 출력하는 제1 OTA 및 상기 제2 감지 신호를 출력하는 제2 OTA로 구성되되, 상기 제1 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제1 전압/상기 제2 전압이 입력되고, 상기 제2 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제2 전압/상기 제1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 DC-DC 컨버터는 시간 영역에서 제어되며, 빠른 응답 특성을 보장할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 벅 컨버터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2은 종래의 동기 벅 컨버터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(300)은 일례로 벅 컨버터, 보다 상세하게 동기 벅 컨버터일 수 있으며, 스위칭부(310), 필터부(320) 및 스위칭 제어부(330)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세하게 설명하기로 한다.
스위칭부(310)는 전원 신호(VIN)를 스위칭 제어하며, 제1 스위칭 소자(311) 및 제2 스위칭 소자(312)를 포함한다. 여기서, 제1 스위칭 소자(311) 및 제2 스위칭 소자(312)는 트랜지스터 일례로, 모스 트랜지스터일 수 있다. 즉, 제1 스위칭 소자(311)는 제1 트랜지스터(M1)와 대응되고, 제2 스위칭 소자(312)는 제2 트랜지스터(M2)와 대응된다. 이 때, 제1 트랜지스터(M1)는 P-모스 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(M2)는 N-모스 트랜지스터일 수 있다.
스위칭부(310)의 구성 요소의 연결 관계를 보다 상세하게 살펴보면, 제1 트랜지스터(M1)의 소스 전극으로는 전원 신호(VIN)가 입력되고, 제1 트랜지스터(M1)의 드레인 전극과 제2 트랜지스터(M2)의 드레인 전극은 제1 노드(node 1)에서 연결되고, 제2 트랜지스터(M2)의 소스 전극은 접지와 연결된다. 그리고, 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극 및 상기 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극으로 스위칭을 제어하기 위한 신호가 인가된다.
필터부(320)는 인덕터(L), 캐패시터(C) 및 저항(RL)를 포함하고, 스위칭부(310)의 출력 신호를 평활화하는 기능을 수행하며, 출력 전압(VOUT)을 출력한다.
여기서, 인덕터(L)의 일단은 제1 노드와 연결되고, 인덕터(L)의 타단은 제2 노드(node 2)에서 캐패시터(C)의 일단 및 저항(RL)의 일단과 연결된다. 그리고, 캐패시터(C)의 타단 및 저항(RL)의 타단은 접지와 연결된다. 이 때, 제2 노드(node 2)의 전압 신호가 필터부(320)의 출력 신호와 대응된다.
스위칭 제어부(330)는 스위칭부(310)를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여 스위칭부(310)로 인가한다. 이 때, 스위칭 제어부(330)는 시간 영역(time-based)에서 DC-DC 컨버터(300)를 제어할 수 있다. 여기서, 스위칭 제어부(330)은 독립된 장치로 구현될 수 있다.
이를 위해, 스위칭 제어부(330)는 감지부(331) 및 제어 신호 생성부(332)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별 기능을 설명하면 다음과 같다.
감지부(331)는 인덕터(L)의 일단의 전압(즉, 제1 노드의 전압) 및 인덕터(L)의 타단의 전압(즉, 제2 노드의 전압)를 이용하여 감지 신호를 생성한다. 즉, 감지부(331)는 출력 전압(VOUT)의 변화에 신속하게 대응하기 위한 구성 요소이다. 이하, 설명의 편의를 위해, 인덕터(L)의 일단의 전압을 "제1 전압"으로, 인덕터(L)의 타단의 전압을 "제2 전압"으로 호칭하기로 한다.
보다 상세하게, 감지 신호는 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 감지부(331)는 제1 OTA(Operational Transconductance Amplifier)(3311) 및 제2 감지 신호를 출력하는 제2 OTA(3312)를 포함한다.
이 때, 제1 OTA(3311)의 + 입력단 및 제2 OTA(3312)의 - 입력단은 제1 노드(node 1)의 제1 전압을 인가받으며, 제1 OTA(3311)의 - 입력단 및 제2 OTA(3312)의 + 입력단은 제2 노드(node 2)의 제2 전압을 인가받는다.
제어 신호 생성부(332)는 감지 신호와 필터부(320)의 출력 신호에 기초하여 스위칭 제어 신호를 생성하며, 이를 위해, 적분부(3321), 비례부(3322) 및 위상 검출부(3323)를 포함한다.
적분부(3321)는 기준 신호(VREF) 및 감지 신호를 이용하여 필터부(320)의 출력 신호에 대한 적분(integral) 연산을 수행한다. 이를 위해, 적분부(3321)는 제3 OTA(3321-1), 제4 OTA(3321-2), 제1 덧셈기(3321-3), 제2 덧셈기(3321-4), 제1 전류 제어 발진기(3321-5) 및 제2 전류 제어 발진기(3321-6)를 포함한다. 이들의 연결 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
제3 OTA(3321-1)는 + 입력단으로 기준 신호(VREF)가 인가되고 - 입력단으로 필터부(320)의 출력 신호가 인가되며, 제4 OTA(3321-2)는 + 입력단으로 필터부(320)의 출력 신호가 인가되고 - 입력단으로 기준 신호(VREF)가 인가된다.
제1 덧셈기(3321-3)는 제3 OTA(3321-1)의 출력 신호와 제1 감지 신호 간의 덧셈 연산을 수행하고, 제2 덧셈기(3321-4)는 제4 OTA(3321-4)의 출력 신호와 제2 감지 신호 간의 덧셈 연산을 수행한다.
제1 전류 제어 발진기(3321-5)는 제1 덧셈기(3321-3)의 출력 신호에 의해 발진 주파수가 변화되며, 제2 전류 제어 발진기(3321-6)는 제2 덧셈기(3321-6)의 출력 신호에 의해 발진 주파수가 변화된다.
그리고, 비례부(3322)는 기준 신호(VREF) 및 적분부(320)의 출력 신호를 이용하여 필터부(320)의 출력 신호에 대한 비례(proportional) 연산을 수행하여 측정 위상(ΦCTRL) 및 기준 위상(ΦREF)을 생성한다. 이를 위해, 비례부(3322)는 제5 OTA(3322-1), 제6 OTA(3322-2), 제1 전류 제어 지연단(3322-3) 및 제2 전류 제어 지연단(3322-4)를 포함한다.
제5 OTA(3322-1)는 + 입력단으로 필터부(320)의 출력 신호가 인가되고 - 입력단으로 기준 신호(VREF)가 인가되며, 제6 OTA(3322-2)는 + 입력단으로 기준 신호(VREF)가 인가되고 - 입력단으로 필터부(320)의 출력 신호가 인가된다.
제1 전류 제어 지연단(CCDL: Current Controlled Delay Line)(3322-3)는 제5 OTA(3322-1)의 출력 신호에 기초하여 제1 전류 제어 발진기(3321-5)의 출력 신호를 시간 지연시켜 측정 위상(ΦCTRL)을 출력한다. 제2 전류 제어 지연단(3322-4)는 제6 OTA(3322-2)의 출력 신호에 기초하여 제2 전류 제어 발진기(3321-6)의 출력 신호를 시간 지연시켜 기준 위상(VREF)을 출력한다.
또한, 위상 검출부(3323)는 측정 위상(ΦCTRL) 및 기준 위상(ΦREF)을 전압 신호로 변경한다. 위상 검출부(3323)에서 출력된 전압 신호가 스위칭 제어 신호와 대응된다.
요컨대, 본 발명의 DC-DC 컨버터(300)는 시간 영역의 제어를 위해 전류 제어 발진기(3321-5, 3321-6) 및 전류 제어 지연단(3322-3, 3322-4)를 사용한다. 그리고, V2 제어를 위해서는 출력 리플 전압(output ripple voltage)의 정보가 필요한데, 본 발명의 DC-DC 컨버터(300)는 제1 OTA(3311) 및 제2 OTA(3312)가 전압 정보를 감지 내지 센싱한다.
또한, 제1 노드(node 1)의 전압(VSW)이 하이값(VIN)을 가지는 경우, 제1 감지 신호는 "VIN-VOUT" 값을 가지고, 제1 노드(node 1)의 전압(VSW)이 로우값(GND, 또는 0)을 가지는 경우, 제1 감지 신호는 "VOUT" 값을 가질 수 있다. 그리고, 제2 감지 신호는 제1 감지 신호와 반대의 극성을 가진다. 이렇게 측정된 전류 형태의 감지 신호는 인덕터(L)에 흐르는 전류 파형의 정보를 갖게 된다. 그리고, 감지 신호와 함께, 필터부(320)의 출력 신호(VOUT) 및 기준 신호(VREF)를 입력으로 하여 동작하는 제3 OTA(3321-1)의 출력 신호 및 제4 OTA(3321-2)의 출력 신호를 이용하여 시간 영역 제어의 입력으로 사용된다. 따라서, 감지부(331)를 통해 제1 전류 제어 발진기(3321-5) 및 제2 전류 제어 발진기(3321-6)의 기울기를 조절하며, 스위칭 듀티를 조절하게 된다. 따라서, 본 발명의 DC-DC 컨버터(300)는 기울기 보상(slope compensation) 회로가 필요하지 않고, 빠른 응답 특성을 보장할 수 있으며, 저조파 발진(subharmonic oscillation)이 발생하는 않는 장점이 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(300)의 효과를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(300)의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
V2 제어 DC-DC 컨버터 또는 피크 전류 제어 DC-DC 컨버터의 경우, 피크 전압을 기준으로 PWM 신호를 생성한다. 고정된 스위칭 주파수로 동작할 때, 인덕터(L)의 전류에 잡음이 발생하게 되면, 듀티 사이클이 50% 이상인 경우에 저조파 발진 문제가 발생할 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 제어 신호의 위상 잡음 △Φ(0)가 발생하게 되어, 위상 파형이 변화할 때 다음 주기에서 처음 발생한 잡음인 △Φ(0)의 크기가 줄어드는 경향을 보이면 저조파 발진이 발생하지 않는다. 이는 △Φ(0)와 △Φ(TSW)의 비가 1보다 작은 경우를 말한다.
기울기 정보를 이용하여 △Φ(0)와 △Φ(TSW)의 비를 구해보면 VIN-VOUT의 정보를 가지는 S1과 -VOUT의 정보를 가지는 S2의 비는 동일하게 된다. 저조파 발진이 일어나지 않기 위해서는 S1이 S2보다 커야 된다. 이 조건을 고려하면 VIN이 0보다 크기만 하면 저조파 발진이 발생하지 않는다.
도 4의 (b)를 참조하면, 제어 신호의 잡음이 발생해도 발진 동작이 수행되지 않음을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 전원 신호를 스위칭 제어하는 스위칭부;
    인덕터를 포함하며, 상기 스위칭부의 출력 신호를 평활화하는 필터부;
    상기 스위칭부를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여 상기 스위칭부로 인가하는 스위칭 제어부;를 포함하되,
    상기 스위칭 제어부는, 상기 인덕터의 일단의 제1 전압 및 상기 인덕터의 타단의 제2 전압을 이용하여 감지 신호를 생성하는 감지부; 상기 감지 신호와 상기 필터부의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하고,
    상기 감지 신호는 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1 감지 신호를 출력하는 제1 OTA 및 상기 제2 감지 신호를 출력하는 제2 OTA로 구성되되, 상기 제1 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제1 전압/상기 제2 전압이 입력되고, 상기 제2 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제2 전압/상기 제1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는 제1 스위칭 소자인 제1 트랜지스터 및 제2 스위칭 소자인 제2 트랜지스터를 포함하되,
    상기 제1 트랜지스터의 소스 전극으로 상기 전원 신호가 입력되고 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극은 상기 제2 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되고, 상기 제2 트랜지스터의 소스 전극은 접지와 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극으로 상기 스위칭 제어 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터부는 캐패시터 및 저항을 더 포함하되,
    상기 인덕터의 일단은 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극, 상기 제2 트랜지스터의 드레인 전극, 상기 제1 OTA의 + 입력단 및 상기 제2 OTA의 - 입력단이 연결된 제1 노드와 연결되고, 상기 인덕터의 타단은 상기 캐패시터의 일단, 상기 저항의 일단, 상기 제1 OTA의 - 입력단 및 상기 제2 OTA의 + 입력단이 연결된 제2 노드와 연결되고,
    상기 제2 노드의 전압 신호가 상기 필터부의 출력 신호와 대응되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는,
    기준 신호 및 상기 감지 신호를 이용하여 상기 필터부의 출력 신호에 대한 적분(integral) 연산을 수행하는 적분부;
    상기 기준 신호 및 상기 적분부의 출력 신호를 이용하여 상기 필터부의 출력 신호에 대한 비례(proportional) 연산을 수행하여 측정 위상 및 기준 위상을 생성하는 비례부; 및
    상기 측정 위상 및 상기 기준 위상을 전압 신호로 변경하는 위상 검출부;를 포함하되,
    상기 위상 검출부에서 출력된 상기 전압 신호가 상기 스위칭 제어 신호와 대응되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적분부는, + 입력단/- 입력단으로 상기 기준 신호/상기 필터부의 출력 신호가 인가되는 제3 OTA; + 입력단/- 입력단으로 상기 필터부의 출력 신호/상기 기준 신호가 인가되는 제4 OTA; 상기 제3 OTA의 출력 신호와 상기 제1 감지 신호 간의 덧셈 연산을 수행하는 제1 덧셈기; 상기 제4 OTA의 출력 신호와 상기 제2 감지 신호 간의 덧셈 연산을 수행하는 제2 덧셈기; 상기 제1 덧셈기의 출력 신호에 의해 발진 주파수가 변화되는 제1 전류 제어 발진기; 및 상기 제2 덧셈기의 출력 신호에 의해 발진 주파수가 변화되는 제2 전류 제어 발진기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비례부는,
    + 입력단/- 입력단으로 상기 필터부의 출력 신호/상기 기준 신호가 인가되는 제5 OTA; + 입력단/- 입력단으로 상기 기준 신호/상기 필터부의 출력 신호가 인가되는 제6 OTA; 상기 제5 OTA의 출력 신호에 기초하여 상기 제1 전류 제어 발진기의 출력 신호를 시간 지연시켜 상기 측정 위상을 출력하는 제1 전류 제어 지연단(CCDL: Current Controlled Delay Line); 상기 제6 OTA의 출력 신호에 기초하여 상기 제2 전류 제어 발진기의 출력 신호를 시간 지연시켜 상기 기준 위상을 출력하는 제2 전류 제어 지연단;를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  7. 스위칭부 및 필터부를 포함하는 DC-DC 컨버터를 제어하기 위해 상기 스위칭부를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어 장치에 있어서,
    상기 필터부에 포함되는 인덕터의 일단의 제1 전압 및 상기 인덕터의 타단의 제2 전압을 이용하여 감지 신호를 생성하는 감지부;
    상기 감지 신호와 상기 필터부의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하되,
    상기 감지 신호는 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1 감지 신호를 출력하는 제1 OTA 및 상기 제2 감지 신호를 출력하는 제2 OTA로 구성되되, 상기 제1 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제1 전압/상기 제2 전압이 입력되고, 상기 제2 OTA의 + 입력단/- 입력단에는 상기 제2 전압/상기 제1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 장치.
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