KR101715673B1 - Hysteretic buck converter using a triangular wave generator and the delay time control circuit of the pll structure - Google Patents
Hysteretic buck converter using a triangular wave generator and the delay time control circuit of the pll structure Download PDFInfo
- Publication number
- KR101715673B1 KR101715673B1 KR1020150048638A KR20150048638A KR101715673B1 KR 101715673 B1 KR101715673 B1 KR 101715673B1 KR 1020150048638 A KR1020150048638 A KR 1020150048638A KR 20150048638 A KR20150048638 A KR 20150048638A KR 101715673 B1 KR101715673 B1 KR 101715673B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- delay
- input terminal
- conduction mode
- phase
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- 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
- H02M3/1582—Buck-boost converters
Abstract
본 발명은 높은 직류 전압을 그보다 낮은 직류 전압으로 변환시키고, 저항에 비하여 상대적으로 전력 소모가 적은 인덕터를 사용하는 히스테리틱 벅 변환 장치로서, 출력된 감압 신호의 주파수를 증가시키기 위해 파형의 구간이 반복되는 주기신호를 출력하는 신호 발생부; 주기 신호에 의해 주파수가 증가된 변조 신호의 위상을 지연시키는 딜레이부; 및 입력단으로 인가된 전류의 전도 모드에 따라 상기 변조 신호 또는 상기 딜레이부에서 출력된 지연 신호를 선택적으로 피드백 하여 상기 감압 신호의 리플을 감소시키는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 신호 발생부는 출력 전압 리플이 히스테리시스 윈도우 전압사이를 빠르게 오가도록 하여 스위칭 주파수를 향상시켜 출력 전압 리플은 감소하며 저용량 인덕터 사용이 가능해진다. 딜레이부는 기준 클럭과의 위상을 동기화시키기 위해 추가되는 정확한 지연 시간을 결정한다. 위상주파수검출기를 통해 기준 클럭과 비교기 출력 사이의 위상 차이를 감지하고 전하 펌프를 통해 위상 차이만큼의 전류를 루프 필터에 충전하거나 방전하여 스위칭 주파수가 기준 클럭과 동기화 되는 이점이 있다. 제어부는 영 전류 감지기와 전도 모드 판별기를 이용하여 입력단의 전류를 충전시키거나 방전시켜 출력 목표 값에 해당하는 직류 전압을 얻을 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a hysteretic buck converter that converts a high direct current voltage to a lower direct current voltage and uses an inductor having a relatively low power consumption as compared to a resistor. In order to increase the frequency of the output voltage signal, A signal generator for outputting a periodic signal; A delay unit for delaying the phase of the modulated signal whose frequency has been increased by the periodic signal; And a control unit for selectively feeding back the modulation signal or the delay signal output from the delay unit according to the conduction mode of the current applied to the input terminal to reduce the ripple of the reduced signal.
According to the present invention, the signal generator improves the switching frequency by causing the output voltage ripple to rapidly go between the hysteresis window voltages, thereby reducing the output voltage ripple and enabling the use of the low capacity inductor. The delay section determines the precise delay time added to synchronize the phase with the reference clock. The phase frequency detector senses the phase difference between the reference clock and the comparator output and has the advantage that the switching frequency is synchronized with the reference clock by charging or discharging the loop filter with as much current as the phase difference through the charge pump. The control unit has a function of obtaining a DC voltage corresponding to the output target value by charging or discharging the current of the input terminal using the zero current detector and the conduction mode discriminator.
Description
본 발명은 인가된 전압을 감압하여 출력하는 히스테리틱 벅 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 출력 전압의 리플을 감소시켜 응답특성이 향상된 PLL(Phase Locked Loop) 구조의 히스테리틱 벅 변환 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
오늘날 휴대용 전자기기는 그 사용량이 점차 증가하는 추세이고, 배터리로 운영되는 장비들이 대부분이다. 이러한 휴대용 전자기기에서 전력손실을 최소화 하는 것은 주된 관심사이기 때문에 'Power Management' 기술의 중요성이 날로 증가되고 있다. 최근에는 전력 소모를 최소화 하면서도 기준 전압을 용이하게 얻을 수 있는 인덕터를 사용하는 벅 변환 장치(Buck converter)가 직류-직류 변환 장치로 많이 사용된다. Today, portable electronic devices are increasingly used, and most of them are battery operated devices. 'Power Management' technology is becoming increasingly important because minimizing power loss is a major concern in these handheld electronic devices. In recent years, a buck converter using an inductor capable of easily obtaining a reference voltage while minimizing power consumption is often used as a DC-DC converter.
특히, 히스테리시스 비교기(Hysteresis Comparator)를 사용하여 풀업-풀다운 스위치를 제어하는 히스테리시스 벅 변환 장치는 특정 밴드 대역의 기준 전압을 사용한다. 히스테리시스 벅 변환 장치는 고속의 과도 응답과 안정성이라는 장점을 구비하고 있다.In particular, a hysteretic buck converter that uses a hysteresis comparator to control a pull-up / pull-down switch uses a reference voltage of a particular band. The hysteretic buck converter has the advantages of high transient response and stability.
한편, 히스테리틱 제어를 가지는 벅 변화 장치와 관련해서는, 한국 공개특허 10-2014-0041108 (공개일: 2014.04.04., 발명의 명칭: 전원공급장치 및 히스테리틱 벅 변환기)에 일부 개시되어 있다.On the other hand, in relation to a buck converter having hysteretic control, it is partially disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0041108 (published on Apr. 04, 2014, entitled "Power supply device and hysteretic buck converter").
부하전류 변동에 따른 출력 전압 변화를 직접 비교기의 입력으로 사용하기 때문에 일반적인 벅 변환 장치의 리플은 히스테리시스 비교기의 윈도우 전압보다 큰 값을 가지게 된다. 이로 인한 느린 스위칭 주파수는 저용량 인덕터의 사용을 어렵게 한다. 이는 곧 히스테리틱 벅 변환 장치의 부피와 제조단가를 증가시키는 문제점이 있다. 또한, 히스테리틱 벅 변환 장치는 전류 리플에 의하여 부하에 상대적으로 큰 노이즈가 인가되는 문제점이 있다.
Because the output voltage variation due to load current variation is directly used as the input to the comparator, the ripple of a typical buck converter will have a value greater than the window voltage of the hysteretic comparator. This slow switching frequency makes it difficult to use low-capacity inductors. This has the problem of increasing the volume and manufacturing cost of the hysteretic buck converter. In addition, the hysteretic buck converter has a problem that relatively large noise is applied to the load due to the current ripple.
따라서, 본 발명은 스위칭 주파수가 저전력으로 동작되도록 하는 히스테리틱 벅 변환 장치를 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 EMI 잡음에 민감한 IC로 구성된 부하단의 출력 전압의 리플이 감소된 히스테리틱 벅 변환 장치를 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention provides a hysteretic buck converter that allows the switching frequency to operate at low power. The present invention also provides a hysteretic buck converter in which the ripple of the output voltage at the lower stage composed of an IC sensitive to EMI noise is reduced.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인가된 전압을 감압하여 출력하는 히스테리틱 벅 변환 장치에 있어서, 출력된 감압 신호의 주파수를 증가시키기 위해 파형의 구간이 반복되는 주기 신호를 출력하는 신호 발생부; 주기 신호에 의해 주파수가 증가된 변조 신호의 위상을 지연시키는 딜레이부; 및 입력단으로 인가된 전류의 전도 모드에 따라 상기 변조 신호 또는 상기 딜레이부에서 출력된 지연 신호를 선택적으로 피드백 하여 상기 감압 신호의 리플을 감소시키는 제어부를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a hysteretic buck converter for reducing an applied voltage to output an applied voltage, the hysteretic buck converter comprising: a signal generator for outputting a periodic signal in which a period of a waveform is repeated in order to increase a frequency of an output voltage signal; ; A delay unit for delaying the phase of the modulated signal whose frequency has been increased by the periodic signal; And a controller for selectively feeding back the modulation signal or the delay signal output from the delay unit according to the conduction mode of the current applied to the input terminal to reduce the ripple of the reduced signal.
바람직하게, 본 발명에 따른 신호 발생부는 출력된 감압 신호에 삼각파의 주기 신호를 인가할 수 있다.Preferably, the signal generator according to the present invention may apply a periodic signal of a triangular wave to the decompressed signal.
바람직하게, 본 발명에 따른 딜레이부는 변조 신호를 목표 출력 값인 기준 전압 신호와 비교하여 펄스 파형으로 오차 신호를 출력하는 비교기; 오차 신호의 위상과 기준 클럭의 위상을 비교하여 기준 클럭의 위상이 오차 신호의 위상보다 빠르면 수동소자에 전하를 충전하고, 느리면 수동소자의 전하를 방전하는 위상주파수검출기; 및 수동소자에 충·방전된 전하량을 갖는 지연 시간 제어 신호를 기준으로 지연 신호와 오차 신호의 위상 차이에 해당하는 지연 시간을 산출하여 변조 신호의 위상을 지연 시간 만큼 지연시키는 딜레이 콘트롤러를 포함할 수 있다.Preferably, the delay unit according to the present invention includes: a comparator that compares a modulation signal with a reference voltage signal, which is a target output value, and outputs an error signal in a pulse waveform; A phase frequency detector that compares the phase of the error signal with the phase of the reference clock to charge the passive element if the phase of the reference clock is faster than the phase of the error signal and discharges the charge of the passive element if it is slow; And a delay controller for calculating a delay time corresponding to a phase difference between the delay signal and the error signal based on a delay time control signal having a charge amount charged and discharged to the passive element and delaying the phase of the modulated signal by a delay time have.
바람직하게, 본 발명에 따른 제어부는 입력단으로 인가된 전류를 충전하는 P형 파워 스위치와 입력단으로 인가된 전류를 방전하는 N형 파워 스위치를 구비하고, 멀티플렉서로부터 전달된 신호를 입력단으로 피드백 하는 사구간 콘트롤러; 입력단으로 인가되는 전류의 극성 변화를 감지하는 영 전류 감지기; 영 전류 감지기의 출력된 신호로부터 입력단의 전류가 감소되는 불연속 전도모드와 입력단의 전류가 증가되는 연속 전도 모드를 구분하는 전도 모드 판별기; 및 전도 모드 판별기에서 출력된 신호가 인가되고, 사구간 콘트롤러로 지연 신호와 오차 신호를 선택적으로 전달하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다.Preferably, the control unit according to the present invention includes a P-type power switch for charging a current applied to an input terminal and an N-type power switch for discharging a current applied to the input terminal, and a feedback circuit for feeding back a signal transmitted from the multiplexer to an input terminal Controller; A zero current detector for detecting a change in polarity of a current applied to an input terminal; A conduction mode discriminator for discriminating between a discontinuous conduction mode in which a current at an input terminal is reduced from a signal output from the zero current detector and a continuous conduction mode in which a current at an input terminal is increased; And a multiplexer to which the signal output from the conduction mode discriminator is applied and which selectively transmits the delay signal and the error signal to the delay controller.
바람직하게, 본 발명에 따른 영 전류 감지기는 저항으로 바이어스 된 전류원과 연산 전달 컨덕턴스 증폭기 및 캐스코드 전류미러를 포함할 수 있고, 캐스코드 전류미러는 적어도 하나 이상의 트랜지스터를 구비할 수 있다.Preferably, the zero current sensor according to the present invention may include a current source biased by a resistor, a carry-through conductance amplifier and a cascode current mirror, and the cascode current mirror may include at least one transistor.
바람직하게, 본 발명에 따른 전도 모드 판별기는 영 전류 감지기 신호를 판단하여 입력단이 연속 전도 모드인 경우 로직 1을, 입력단이 불연속 전도 모드인 경우 로직 0을 멀티플렉서로 출력할 수 있다. Preferably, the conduction mode discriminator according to the present invention judges the zero current detector signal and
바람직하게, 본 발명에 따른 멀티플렉서는 입력단이 연속 전도 모드인 경우 지연 신호를 선택하고, 입력단이 불연속 전도 모드인 경우 오차 신호를 선택하여 사구간 콘트롤러로 전달할 수 있다.
Preferably, the multiplexer according to the present invention selects a delay signal when the input terminal is in the continuous conduction mode and selects the error signal when the input terminal is in the discontinuous conduction mode, and transmits the error signal to the delay controller.
본 발명에 따르면, 신호 발생부는 출력 전압의 리플이 히스테리시스 윈도우 전압사이를 빠르게 오가도록 하여 스위칭 주파수를 향상시키는 이점이 있다. 이 경우, 높은 스위칭 주파수로 인하여 출력 전압 리플은 감소하며 인덕터로 인가되는 전류의 리플이 감소된다. According to the present invention, the signal generating unit has an advantage of improving the switching frequency by causing the ripple of the output voltage to quickly go between the hysteresis window voltages. In this case, the output voltage ripple is reduced due to the high switching frequency and the ripple of the current applied to the inductor is reduced.
또한 본 발명에 따르면, 스위칭 주파수가 저전력으로 동작되므로 저용량 인덕터의 사용이 가능한 이점이 있다. Further, according to the present invention, since the switching frequency is operated at a low power, there is an advantage that a low capacity inductor can be used.
또한 본 발명에 따르면, 저용량의 인덕터를 사용함으로써 변환 장치의 부피와 제조단가를 줄일 수 있는 이점이 있다. Further, according to the present invention, the use of a low-capacity inductor has the advantage of reducing the volume and manufacturing cost of the inverter.
또한 본 발명에 따르면, 딜레이부는 기준 클럭과의 위상을 동기화시키기 위해 추가되는 정확한 지연 시간을 결정한다. 위상주파수검출기를 통해 기준 클럭과 비교기 출력 사이의 위상 차이를 감지하고 전하 펌프를 통해 위상 차이만큼의 전류를 루프 필터에 충전하거나 방전한다. 이 경우, 주파수가 기준 클럭과 동기화 되는 이점이 있다.Further, according to the present invention, the delay unit determines an accurate delay time added to synchronize the phase with the reference clock. The phase frequency detector senses the phase difference between the reference clock and the comparator output and charges or discharges the phase difference current through the charge pump to the loop filter. In this case, there is an advantage that the frequency is synchronized with the reference clock.
또한 본 발명에 따르면, 제어부는 영 전류 감지기와 전도 모드 판별기를 제어하여 파워 스위치를 구동시킨다. 이 경우, 입력단의 전류를 충전시키거나 방전시켜 출력 목표 값에 해당하는 직류 전압을 얻을 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, the control unit controls the zero current sensor and the conduction mode discriminator to drive the power switch. In this case, there is an effect that the DC voltage corresponding to the output target value can be obtained by charging or discharging the current of the input terminal.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히스테리틱 벅 변환 장치의 구성를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 발생부의 회로도 및 신호 발생부가 출력하는 파형을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 딜레이 콘트롤러의 회로도 및 딜레이 콘트롤러에 의해서 지연된 오차 신호의 파형을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영 전류 감지기와 전도 모드 판별기의 회로도를 나타낸다.1 shows a configuration of a hysteretic buck converter according to an embodiment of the present invention.
2 shows a circuit diagram of a signal generator according to an embodiment of the present invention and a waveform output from the signal generator.
3 shows a circuit diagram of a delay controller according to an embodiment of the present invention and a waveform of an error signal delayed by a delay controller.
4 is a circuit diagram of a zero current detector and a conduction mode discriminator according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the exemplary embodiments. Like reference numerals in the drawings denote members performing substantially the same function.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited by the following description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히스테리틱 벅 변환 장치(1)를 나타낸다. 히스테리틱 벅 변환 장치(1)는 신호 발생부(10), 딜레이부(30), 제어부(50) 및 부하부(70)를 포함할 수 있다.1 shows a
신호 발생부(10)는 출력된 감압 신호의 주파수를 증가시키기 위해 파형의 구간이 반복되는 주기 신호를 출력할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 발생부(10)의 회로도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 신호 발생부(10)는 히스테리틱 벅 변환 장치(1)로 인가된 전압인 과 접지(Gnd)를 입력으로 갖는 MUX, P형 파워 스위치(), 저항(), 및 저항()과 직렬로 연결된 커패시터()를 포함할 수 있다. 2 shows a circuit diagram of the
신호 발생부(10)가 출력하는 주기 신호의 파형은 삼각파일 수 있다. 출력 전압()에 삼각파 신호를 추가해줌으로써 히스테리틱 벅 변환 장치(1)의 주파수가 증가할 수 있다. 본 명세서에서는 삼각파가 합쳐져서 주파수가 증가한 신호를 변조 신호()라 한다. 스위칭 주파수를 증가시킬 경우, 출력 전압()의 리플을 감소시킬 수 있으며 저용량 인덕터(L)의 사용이 가능하다.The waveform of the periodic signal output by the
스위칭 주파수를 높일수록 콘덴서()와 인덕터(L)의 소형 및 박형화가 용이한 이유는 용량성 임피던스와 유도성 임피던스가 모두 주파수 f의 함수라는 점에 있다. 용량성 임피던스는 Zc=1/(jωC), 유도성 임피던스는 ZL=jωL로 기술할 수 있다. 따라서, 용량성 임피던스나 유도성 임피던스를 설계하는 경우, 주파수 f를 높이면 콘덴서와 인덕터 모두 소형과 박형 부품으로 사용할 수 있다. As the switching frequency is increased, ) And the inductor (L) can be easily made small and thin because the capacitive impedance and the inductive impedance are both functions of the frequency f. The capacitive impedance can be described as Zc = 1 / (jωC) and the inductive impedance as ZL = jωL. Therefore, when capacitive impedance or inductive impedance is designed, both the capacitor and the inductor can be used as small and thin parts by increasing the frequency f.
신호 발생부(10)의 출력단은 딜레이부(30)와 연결될 수 있다. 신호 발생부(10)가 출력한 삼각파 신호는 출력 전압()과 합쳐져서 비교기(302)의 (-)단자로 들어갈 수 있다.The output terminal of the
신호 발생부(10)는 MUX를 제어함으로써 링잉(ringing)이 없는 스텝파형()을 생성할 수 있다. 신호 발생부(10)는 P형 파워 스위치()를 통해 MUX의 입출력을 제어할 수 있다. 신호 발생부(10)는 기존의 불연속 전도 모드에서 입력단(701)의 스텝 전압을 저역 통과 필터의 입력으로 사용 시 발생했던 문제점을 해결할 수 있다. The
일반적인 벅 변환 장치의 출력 전압은 하기의 [수학식 1]에 의해 부하의 전류 변동에 따라 스위칭 주파수가 가변하게 되어 EMI 잡음에 취약한 주변 IC의 사용을 어렵게 한다. 이를 고려하면, 신호 발생부(10)는 삼각파 신호를 감압된 출력 전압()이 비교기(302)로 인가되기 전에 추가함으로써, 히스테리틱 벅 변환 장치(1)의 스위칭 주파수를 증가시키고 출력 전압()의 기생소자 의존도를 제거할 수 있다.The output voltage of a typical buck converter is varied by the following equation (1), which makes it difficult to use a peripheral IC that is vulnerable to EMI noise. In consideration of this, the
[수학식 1][Equation 1]
(: 스위칭 주파수, : 출력전압, : 입력전압, : 커패시터의 기생 직렬 저항성분, : 내부 지연 시간, : 출력커패시터, : 히스테리시스 비교기의 윈도우전압, : 커패시터의 기생 인덕터성분)
( : Switching frequency, : Output voltage, : Input voltage, : Parasitic series resistance component of the capacitor, : Internal delay time, : Output capacitor, : Hysteresis The window voltage of the comparator, : Parasitic inductor component of capacitor)
딜레이부(30)는 변조 신호(317)의 위상을 지연시킬 수 있다. 딜레이부(30)는 밴드갭 기준 전압 발생기(301), 클럭 생성기(303), 위상주파수검출기(305), 전하 펌프(307), 루프 필터(309), 비교기(302), 및 딜레이 콘트롤러(311)를 포함할 수 있다. The
밴드갭 기준 전압 발생기(301)는 목표로 하는 출력 전압을 얻기 위한 직류상태의 기준 전압을 공급할 수 있다. 이하, 본 명세서 밴드갭 기준 전압 발생기(301)가 공급하는 목표 출력 전압을 기준 전압 신호라 한다. 기준 전압 신호는 변조 신호(317)와의 위상과 비교되기 위해서 비교기(302)의 (+)단자로 입력될 수 있다.The bandgap
클럭 생성기(303)는 하기 오차 신호(313)의 동기를 위한 기준 클럭을 제공할 수 있다. 클럭 생성기(303)는 히스테리틱 벅 변환 장치(1)에 독립적으로 기준 클럭을 제공하며, 출력 전압()의 주파수를 고정시키는 역할을 할 수 있다.The
비교기(302)는 변조 신호(317)를 목표 출력 값인 기준 전압 신호와 비교하여 펄스 파형으로 오차 신호(313)를 증폭하여 출력할 수 있다. 증폭된 오차 신호(313)는 디지털 값으로 표현될 수 있다. 오차 신호(313)는 하기 멀티플렉서(505)와 위상주파수검출기(305)로 입력될 수 있다.The
위상주파수검출기(305)를 통해 기준 클럭과 비교기(302) 출력 사이의 위상 차이를 감지할 수 있다. 위상주파수검출기(305)는 오차 신호(313)의 위상과 기준 클럭의 위상을 비교하여 기준 클럭의 위상이 오차 신호(313)의 위상보다 빠르면 수동소자에 전하를 충전시킬 수 있다. 위상주파수검출기(305)는 기준 클럭의 위상이 오차 신호(313)의 위상보다 느리면 수동소자의 전하를 방전시킬 수 있다. The
수동소자는 적어도 하나 이상의 커패시터와 저항으로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 상기 수동소자를 루프 필터(309)라 한다. 또한 본 명세서에서 루프 필터(309)에 저장된 전하량을 나타내는 전압을 지연 시간 제어 신호()이라 한다.The passive element may comprise at least one capacitor and a resistor. In this specification, the passive element is referred to as a
전하 펌프(307)는 루프 필터(309)에 전하를 충전 또는 방전하는 역할을 할 수 있다. 루프 필터(309)에 충·방전 되는 전하량은 오차신호(313)와 기준 클럭(303)의 위상 차이에 따라 결정될 수 있다.The
오차 신호(313)가 기준 클럭보다 위상이 빠르면 회로는 더 많은 지연 시간을 필요로 한다. 위상주파수검출기(305)는 오차 신호(313)가 기준 클럭보다 위상이 빠르면 전하 펌프(307)의 출력을 높이기 위해 전하 펌프(307)의 위쪽(UP) 스위치를 도통시킬 수 있다. (UP=1) If the
또한, 위상주파수검출기(305)는 오차 신호(313)가 기준 클럭보다 위상이 느리면 전하 펌프(307)의 아래쪽(DW) 스위치를 도통하여 전하 펌프(307) 출력 전압을 낮출 수 있다. (DW=1) 이와 같은 메커니즘을 통해서 히스테리틱 벅 변환 장치(1)의 스위칭 주파수는 기준 클럭 주파수와 동일한 값을 갖게 된다.The
딜레이 콘트롤러(311)는 지연 시간 제어 신호()와 오차 신호(313)가 입력되어 산출된 지연 시간 만큼 변조 신호(317)의 위상을 지연시킬 수 있다. 딜레이 콘트롤러(311)에는 수동소자에 충·방전된 전하량을 갖는 지연 시간 제어 신호()와 오차 신호(313)가 입력되고, 지연 신호(315)를 출력한다. The
지연 신호(315)란 오차 신호(313)의 주파수를 고정할 수 있도록 오차 신호(313)와 기준 클럭과의 위상 차이를 보정하기 위한 신호이다. 또한, 지연 시간 제어 신호()란 루프 필터(309)에 충·방전된 전하량이 전압으로 표현된 신호를 의미한다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 딜레이 콘트롤러(311)를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 딜레이 콘트롤러(311)는 전류원 I1(3117), 전류원 I2(3121)과 커패시터 C1(3119), 커패시터 C2(3123), 제1 비교기(3111), 제2 비교기(3113) 및 SR래치(3115)를 포함할 수 있다.3 shows a
딜레이 콘트롤러(311)에서 산출된 지연 시간은 지연 시간 제어 신호()에 비례한다. 전류원(I1, I2)과 커패시터(C1, C2)는 일정한 값을 가지기 때문에 지연 시간 제어 신호()를 기준으로 지연 시간이 결정될 수 있다.
The delay time calculated by the
보다 상세하게, 지연 시간을 산출하기 위한 기산점은 오차 신호(313)가 로직 1에서 로직 0이 되는 순간이 될 수 있다. 오차 신호(313)가 로직 1에서 로직 0이 되는 순간부터 커패시터 C2(3123)에는 전류가 충전될 수 있다. 커패시터 C2(3123)에 전류가 충전되면 커패시터 C2(3123)에 걸리는 전압 가 상승한다. 지연 시간은 기산점으로부터 의 전압 값이 지연 시간 제어 신호()의 전압 값과 같아지는 순간까지로 산출될 수 있다. More specifically, the starting point for calculating the delay time can be the moment when the
캐스코드 전류미러(511)의 트랜지스터(M1, M2)는 오차 신호(313)에 따라 구동될 수 있다. 트랜지스터(M1, M2)는 아래와 같이 동작하여 전류원(I1, I2)을 구동시킬 수 있다. 지연 신호(315)의 로직은 곧 지연 신호(315)의 출력 파형을 의미한다. The transistors M1 and M2 of the cascode
지연 신호의 출력 과정을 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.The output process of the delay signal will be described in detail as follows.
오차 신호(313)가 로직 0에서 로직 1로 변하는 경우, 캐스코드 전류미러(511)의 트랜지스터 M1은 차단되고, 딜레이 콘트롤러(311)의 전류원 I1(3117)이 커패시터 C1(3121)에 충전될 수 있다. 커패시터 C1(3121)에 충전된 전압 이 지연 시간 제어 신호()를 넘어서는 순간 제1 비교기(3111)는 로직 1을 출력하고 SR래치(3115)의 S입력을 구동하면서 지연 신호(315)는 로직 1이 될 수 있다. The transistor M1 of the cascode
반대로 오차 신호(313)가 로직 1에서 로직 0이 되는 경우, 딜레이 콘트롤러(311)의 전류원 I2(3119)가 커패시터 C2(3123)에 충전될 수 있다. 커패시터 C2(3123)에 충전된 전압 가 지연 시간 제어 신호()를 넘어서는 순간 제2 비교기(3113)는 로직 1을 출력하고 SR 래치(3115)의 R입력을 구동하면서 지연 신호(315)는 로직 0이 될 수 있다. Conversely, when the
즉, 지연 시간은 전류원 I1 (3117), 전류원 I2(3121)와 지연 시간 제어 신호()에 비례하고 커패시터 C1(3119), 커패시터 C2(3123)에 반비례하는 것을 알 수 있다.That is, the delay time is determined by the
제어부(50)는 영 전류 감지기(501), 전도 모드 판별기(503), 멀티플렉서(505),사구간 콘트롤러(507), P형 파워 스위치() 및 N형 파워 스위치(), 클럭 지연기(515)를 포함할 수 있다. 제어부(50)는 입력단(701)으로 인가된 전류의 전도 모드에 따라 변조 신호(317)또는 지연 신호(315)를 선택적으로 피드백 하여 출력 신호()의 리플을 감소시킬 수 있다. The
영 전류 감지기(501)는 입력단(701)으로 인가되는 전류의 극성 변화를 감지할 수 있다. 영 전류 감지기(501)는 입력단(701), 전도 모드 판별기(503) 및 사구간 콘트롤러(507)와 전기적으로 연결될 수 있다. The zero
영 전류 감지기(501)는 인덕터(L)의 역방향 전류를 감지하고, 전도 모드 판별기(503)로 신호를 출력할 수 있다.The zero
전도 모드 판별기(503)는 영 전류 감지기(501)의 출력된 신호로부터 입력단(701)의 전류가 감소되는 불연속 전도모드와 입력단(701)의 전류가 증가되는 연속 전도 모드를 구분할 수 있다. The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영 전류 감지기(501)와 전도 모드 판별기(503)의 회로도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 영 전류 감지기(501)는 입력단(701)으로 인가되는 전류의 극성 변화를 감지할 수 있다. 또한, 전도 모드 판별기(503)는 영 전류 감지기(501)가 입력되어 입력단(701)이 연속 전도 모드인 경우 로직 1을, 입력단이 불연속 전도 모드인 경우 로직 0을 멀티플렉서(505)로 출력할 수 있다.4 is a circuit diagram of a zero
영 전류 감지기(501)는 저항으로 바이어스 된 전류원(509), 캐스코드 전류미러(511), 및 영 전류 비교기(513) 를 포함할 수 있다. 캐스코드 전류미러(511)는 적어도 하나 이상의 트랜지스터(M1, M2, M4, M5, M7, M8)를 구비할 수 있다. The zero
바이어스 된 전류원(509)은 트랜지스터 M3 및 M3와 직렬로 연결된 저항 R1을 구비할 수 있다. 캐스코드 전류미러(511)는 바이어스 된 전류원(509), 트랜지스터 M6 및 트랜지스터 M9와 연결된다. 캐스코드 전류미러(511)는 집적회로 전체에서 1개의 공통되는 바이어스 된 전류원(509)으로부터 인가된 기준 전류를 복사하여 트랜지스터 M6와 트랜지스터 M9에 일정 전류를 공급할 수 있다.The biased
영 전류 비교기(513)는 0V이하의 입력을 가지지 못하기 때문에 소스팔로워 구조의 트랜지스터 M6, M9을 이용하여 0V 접지 전압을 만큼 이동시킨다. 트랜지스터 M6에 인가되는 인덕터 입력 전압 과 트랜지스터 M9의 전압 0V가 영 전류 비교기(513)를 통해 비교될 수 있다.Since the zero
영 전류 비교기(513)의 (+)단자에는 캐스코드 전류미러(511)와 트랜지스터 M6이 연결될 수 있고, (-)단자에는 캐스코드 전류미러(511)와 트랜지스터 M9가 연결될 수 있다. The cascode
영 전류 비교기(513)는 입력단(701)의 극성이 바뀌어 음의 방향으로 흐르게 되면 N형 파워 스위치()에 걸리는 전압의 극성이 바뀌면서 입력단(701)에 양의 전압이 인가되도록 할 수 있다. 이 경우, 영 전류 비교기(513)는 로직 1을 출력하여 입력단(701)의 인덕터의 전압이 0V 지점을 지났다는 결과를 출력할 수 있다. When the polarity of the
자세히 설명하면, 인덕터 입력단(701)의 극성이 바뀌어 전류가 역방향으로 흐르게 되면 0V 접지전압을 넘어서는 순간 영 전류 비교기(513)는 로직 1이 되고, 이 신호는 영 전류 감지기(501)의 플리플롭으로 인가된다. 플리플롭의 논리에 따라 플리플롭의 출력인 N형 파워 스위치 차단신호()는 로직 0이 되고, 전도 모드 판별기(503)로 인가된다. 이 경우 P형 파워 스위치()는 구동될 수 있다.More specifically, when the polarity of the
P형 파워 스위치()가 로직 1을 유지하다가 오차 신호(313)의 전압 값이 기준 전압 신호를 초과하게 되면 P형 파워 스위치()는 로직 0을 출력할 수 있다. 이 경우, N형 파워 스위치 차단신호()는 로직 1이 될 수 있다. P-type power switch ( Maintains the
전도 모드 판별기(503)는 영 전류 감지기(501)의 출력 신호가 인가된다. 인가된 출력 신호는 클럭 지연기(515)를 거쳐 플리플롭으로 들어간다.The
전도 모드 판별기(503)는 입력단(701)의 전도 모드를 판별하며, 멀티플렉서(505)로 판별 신호(S)를 출력 할 수 있다.The
영 전류 감지기(501)의 출력 신호에 해당하는 N형 파워 스위치 차단신호()는 전도 모드 판별기(503)로 입력된다. 보다 자세히 설명하면, 전도 모드 판별기(503)에는 지연된 N형 파워 스위치 차단신호(517)가 인가될 수 있다.An N-type power switch cutoff signal (" 0 ") corresponding to the output signal of the zero
지연된 N형 파워 스위치 차단신호(517)가 인가되는 이유는 입력되는 N형 파워 스위치 차단신호()는 오차 신호(313)와 동기가 차이나기 때문이다. 동기가 차이나게 되는 경우 전도 모드 판별에 있어 오류를 야기할 수 있다.The reason why the delayed N-type power
따라서 오차 신호(313)와 동기를 맞추기 위해 N형 파워 스위치 차단신호()는 클럭 지연기(515)로 입력된다. 클럭 지연기(515)의 출력인 지연된 N형 파워 스위치 차단신호(517)가 전도 모드 판별기(503)의 인가될 수 있다.Therefore, in order to synchronize with the
히스테리틱 벅 변환 장치(1)가 연속 전도 모드에서 동작하는 경우 지연된 N형 파워 스위치 차단신호()는 오차 신호(313)의 상승 에지에서 로직 0을 유지하기 때문에 전도 모드 판별기의 판별 신호(S)도 로직 1을 유지할 수 있다. (연속 전도 모드 ) When the
반대로 히스테리틱 벅 변환 장치(1)가 불연속 전도 모드에서 동작하는 경우 N형 파워 스위치 차단신호()는 오차 신호(313)의 상승 에지에서 로직 0을 나타내기 때문에 전도 모드 판별기의 판별 신호(S)는 로직 0을 유지할 수 있다. (불연속 전도 모드 )Conversely, when the
멀티플렉서(505)는 지연 신호(315)와 오차 신호(313)를 선택적으로 사구간 콘트롤러(507)로 전달할 수 있다. The
멀티플렉서(505)는 입력단(701)이 연속 전도 모드인 경우 지연 신호(315)를 선택하고 입력단(701)이 불연속 전도 모드인 경우 오차 신호(313)를 선택하여 사구간 콘트롤러(507)로 전달할 수 있다. 멀티플렉서(505)는 지연 신호(315)와 오차 신호(313)를 입력으로 하고, 전도 모드 판별기(503)의 기준 신호에 따라 지연 신호(315)와 오차 신호(313)를 선택하여 출력할 수 있다.The
멀티플렉서(505)는 전도 모드 판별기(503)의 판별 신호(S)에 따라 파워 스위치가 구동되는 주파수가 바뀌게 되고, 연속 전도 모드에서의 스위칭 주파수보다 낮은 주파수로 구동될 수 있다.The frequency at which the power switch is driven is changed according to the discrimination signal S of the
히스테리틱 벅 변환 장치(1)의 파워 스위치의 구동은 출력 전압 의 리플을 감소시킬 수 있다. [수학식 2]에 따르면 히스테리틱 벅 변환 장치(1)의 스위칭 손실에 의한 전력전달 효율도 증가 시킬 수 있다.The driving of the power switch of the
[수학식 2]&Quot; (2) "
(: 스위칭 손실, : 주기 시간, : 스위칭 순시 전력,( : Switching loss, : Cycle time, : Switching instantaneous power,
: 스위칭on 손실, : 스위칭off 손실, : 스위칭 주파수)
: Switching on loss, : Switching off loss, : Switching frequency)
사구간 콘트롤러(507)는 멀티플렉서(505)로부터 전달된 신호를 입력단(701)으로 피드백 할 수 있다. 사구간 콘트롤러(507)는 입력단(701)으로 인가된 전류를 충전하는 P형 파워 스위치()와 입력단(701)으로 인가된 전류를 방전하는 N형 파워 스위치()를 구비할 수 있다. 사구간 콘트롤러(507)는 N형 파워 스위치 차단신호()와 멀티플렉서(505)의 출력된 신호를 입력받아, 전도 모드에 따라 P형 파워 스위치() 또는 N형 파워 스위치()를 구동시킬 수 있다.The inter-frame controller 507 can feed back the signal transmitted from the
P형 파워 스위치()는 연속 전도 모드인 경우, 전압과 에 의해서 동작할 수 있다. N형 파워 스위치()는 전압과 에 의해서 동작할 수 있다. 만약 전압이 보다 낮으면, P형 파워 스위치()는 켜지고 N형 파워 스위치()는 꺼진다. 이 경우, 인덕터(L)의 전류는 증가될 수 있다. 반대로 이 보다 높으면 P형 파워 스위치()는 꺼지고, N형 파워 스위치()는 켜진다. 이 경우, 인덕터(L)의 전류는 감소될 수 있다.P-type power switch ( ) Is a continuous conduction mode, Voltage and Lt; / RTI > N-type power switch ( ) Voltage and Lt; / RTI > if The voltage , A P-type power switch ( ) Is turned on and the N-type power switch ) Is turned off. In this case, the current of the inductor L can be increased. Contrary this P-type power switch ( Is turned off and the N-type power switch ( ) Is turned on. In this case, the current of the inductor L can be reduced.
불연속 전도 모드인 경우에는 연속 전도 모드와 다르게 가 0이하의 전압이 되었을 때, 강제로 N형 파워 스위치()가 꺼진다. P형 파워 스위치()는 출력 커패시터()에 충전이 되면서 전압을 증가 시키는 역할을 할 수 있다. N형 파워 스위치()는 출력 커패시터()에 충전된 전압을 방전시키는 역할을 할 수 있다. P형 및 N형 파워 스위치(,)는 교대로 구동되어 입력단(701)의 일정한 전류를 얻도록 하고, Shoot-Through를 제거할 수 있다.In case of discontinuous conduction mode, Becomes a voltage of 0 or less, the N type power switch ( ) Is turned off. P-type power switch ( ) Is the output capacitor And the voltage can be increased. N-type power switch ( ) Is the output capacitor To discharge the charged voltage. P-type and N-type power switches ( , Are alternately driven to obtain a constant current of the
부하부(70)는 인덕터(L), 커패시터() 및 저항(load)을 포함할 수 있다. 부하부(70)는 입력단(701)과 전력 필터단(703) 사이에 위치하여, 출력 전압의 gain을 조절하는 역할을 할 수 있다.The
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the scope of the appended claims and equivalents of the following claims.
1 : 히스테리틱 벅 변환 장치
10 : 신호 발생부 30 : 딜레이부
50 : 제어부 70 : 부하부
301 : 밴드갭 기준 전압 발생기
302 : 비교기 303 : 클럭 생성기
305 : 위상주파수검출기 307 : 전하 펌프
309 : 루프 필터 311 : 딜레이 콘트롤러
3111 : 제1 비교기 3113 : 제2 비교기
3115 : SR래치 3117 : 전류원 I1
3119 : 커패시터 C1 3121 : 전류원 I2
3123 : 커패시터 C2 ` 313 : 오차 신호
315 : 지연 신호 317 : 변조 신호
501 : 영 전류 감지기 503 : 전도 모드 판별기
505 : 멀티플렉서 507 : 사구간 콘트롤
509 : 바이어스 된 전류원 511 : 캐스코드 전류미러
513 : 영 전류 비교기 515 : 클럭 지연기
517 : 지연된 N형 파워 스위치 차단신호
701 : 입력단 703 : 전력 필터단1: Hysteretic buck converter
10: signal generating unit 30: delay unit
50: control unit 70:
301: Bandgap reference voltage generator
302: comparator 303: clock generator
305: phase frequency detector 307: charge pump
309: Loop filter 311: Delay controller
3111: first comparator 3113: second comparator
3115: SR latch 3117: current source I1
3119: Capacitor C1 3121: Current source I2
3123: capacitor C2 `313: error signal
315: Delay signal 317: Modulation signal
501: Zero current detector 503: Conduction mode discriminator
505: Multiplexer 507: Four-interval control
509: Biased current source 511: Cascode current mirror
513: zero current comparator 515: clock delay
517: Delayed N-type power switch disconnect signal
701: Input terminal 703: Power filter stage
Claims (7)
파형의 구간이 반복되는 주기 신호를 출력하는 신호 발생부;
상기 신호 발생부에 연결되고, 상기 주기 신호에 의해 주파수가 증가된 변조 신호의 위상을 지연시키는 딜레이부; 및
입력단으로 인가된 전류의 전도 모드에 따라 상기 변조 신호 또는 상기 딜레이부에서 출력된 지연 신호를 선택적으로 피드백 하여 상기 감압 신호의 리플을 감소시키는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 히스테리틱 벅 변환 장치.
A hysteretic buck converter for reducing an applied voltage and outputting a reduced voltage signal,
A signal generator for outputting a periodic signal in which a waveform section is repeated;
A delay unit connected to the signal generator for delaying the phase of the modulated signal whose frequency is increased by the periodic signal; And
A control unit for selectively feeding back the modulation signal or the delay signal output from the delay unit according to the conduction mode of the current applied to the input terminal to reduce the ripple of the reduced signal;
Wherein the hysteretic buck converter comprises:
상기 주기 신호의 파형은 삼각파인 것을 특징으로 하는 히스테리틱 벅 변환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the waveform of the periodic signal is a triangular wave.
상기 딜레이부는,
상기 변조 신호를 목표 출력 값인 기준 전압 신호와 비교하여 펄스 파형으로 오차 신호를 출력하는 비교기;
상기 오차 신호의 위상과 기준 클럭의 위상을 비교하여 상기 기준 클럭의 위상이 상기 오차 신호의 위상보다 빠르면 수동소자에 전하를 충전하고, 느리면 상기 수동소자의 전하를 방전하는 위상주파수검출기; 및
상기 수동소자에 충·방전된 전하량을 갖는 지연 시간 제어 신호를 기준으로 상기 지연 신호와 상기 오차 신호의 위상 차이에 해당하는 지연 시간을 산출하여 상기 변조 신호의 위상을 상기 지연 시간 만큼 지연시키는 딜레이 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 히스테리틱 벅 변환 장치.
The method according to claim 1,
The delay unit includes:
A comparator that compares the modulated signal with a reference voltage signal that is a target output value and outputs an error signal in a pulse waveform;
A phase frequency detector that compares the phase of the error signal with the phase of the reference clock to charge the passive element if the phase of the reference clock is faster than the phase of the error signal and discharges the charge of the passive element slowly; And
A delay controller for calculating a delay time corresponding to a phase difference between the delay signal and the error signal based on a delay time control signal having a charge amount charged and discharged to the passive element and delaying the phase of the modulation signal by the delay time, Wherein the hysteretic buck converter comprises:
상기 제어부는,
상기 입력단으로 인가된 전류를 충전하는 P형 파워 스위치와 상기 입력단으로 인가된 전류를 방전하는 N형 파워 스위치를 구비하고, 하기 멀티플렉서로부터 전달된 신호를 상기 입력단으로 피드백 하는 사구간 콘트롤러;
상기 입력단으로 인가되는 전류의 극성 변화를 감지하는 영 전류 감지기;
상기 영 전류 감지기의 출력된 신호로부터 상기 입력단의 전류가 감소되는 불연속 전도모드와 상기 입력단의 전류가 증가되는 연속 전도 모드를 구분하는 전도 모드 판별기; 및
상기 전도 모드 판별기에서 출력된 신호가 인가되고, 상기 사구간 콘트롤러로 상기 지연 신호와 상기 오차 신호를 선택적으로 전달하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 히스테리틱 벅 변환 장치.
The method of claim 3,
Wherein,
A P-type power switch for charging a current applied to the input terminal, and an N-type power switch for discharging a current applied to the input terminal, and for feeding back a signal transmitted from the multiplexer to the input terminal;
A zero current detector for detecting a change in polarity of a current applied to the input terminal;
A conduction mode discriminator for discriminating a discontinuous conduction mode in which the current of the input terminal is decreased from a signal output from the zero current detector and a continuous conduction mode in which the current of the input terminal is increased; And
And a multiplexer for selectively transmitting the delay signal and the error signal to the inter-slot controller when a signal output from the conduction mode discriminator is applied.
상기 영 전류 감지기는,
저항으로 바이어스 된 전류원과 연산 전달 컨덕턴스 증폭기 및 캐스코드 전류미러를 포함하고,
상기 캐스코드 전류미러는 적어도 하나 이상의 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 히스테리틱 벅 변환 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the zero current sensor comprises:
A current source biased by a resistor, an operational transmittance conductance amplifier, and a cascode current mirror,
Wherein the cascode current mirror comprises at least one transistor.
상기 전도 모드 판별기는 상기 영 전류 감지기 신호를 판단하여 상기 입력단이 연속 전도 모드인 경우 로직 1을, 상기 입력단이 불연속 전도 모드인 경우 로직 0을 상기 멀티플렉서로 출력하는 것을 포함하는 히스테리틱 벅 변환 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the conduction mode discriminator determines the zero current detector signal and outputs a logic 1 if the input terminal is a continuous conduction mode and a logic 0 if the input terminal is a discontinuous conduction mode.
상기 멀티플렉서는,
상기 입력단이 연속 전도 모드인 경우 상기 지연 신호를 선택하고 상기 입력단이 불연속 전도 모드인 경우 상기 오차 신호를 선택하여 상기 사구간 콘트롤러로 전달하는 것을 특징으로 하는 히스테리틱 벅 변환 장치.The method according to claim 6,
The multiplexer comprising:
And selects the delay signal when the input terminal is in the continuous conduction mode and selects the error signal when the input terminal is in the discontinuous conduction mode, and delivers the error signal to the inter-phase controller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150048638A KR101715673B1 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Hysteretic buck converter using a triangular wave generator and the delay time control circuit of the pll structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150048638A KR101715673B1 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Hysteretic buck converter using a triangular wave generator and the delay time control circuit of the pll structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160119939A KR20160119939A (en) | 2016-10-17 |
KR101715673B1 true KR101715673B1 (en) | 2017-03-14 |
Family
ID=57250214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150048638A KR101715673B1 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Hysteretic buck converter using a triangular wave generator and the delay time control circuit of the pll structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101715673B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190062676A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | Power management circuit and display device having the same |
US11502594B2 (en) | 2020-05-19 | 2022-11-15 | Analog Devices International Unlimited Company | Switched-mode power converter with ripple attenuation |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI649971B (en) * | 2018-01-26 | 2019-02-01 | 茂達電子股份有限公司 | Phase adjustment device and system |
KR102028513B1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-10-04 | 고려대학교 산학협력단 | Dc-dc buck converter based on pulse width modulation |
CN111222294A (en) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | Method and device for simulating smooth transition of reference clock in phase-locked loop locking state |
CN116470890B (en) * | 2023-05-06 | 2024-01-26 | 湖南毂梁微电子有限公司 | Hysteresis comparison circuit and electronic equipment |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8786269B2 (en) * | 2011-08-10 | 2014-07-22 | Eta Semiconductor Inc. | Constant frequency synthetic ripple power converter |
-
2015
- 2015-04-06 KR KR1020150048638A patent/KR101715673B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
C.H. Tso et al. "A ripple control buck regulator with fixed output frequency". IEEE. 2003.* |
C.J. Chuang et al. "An efficient fast response hysteresis buck converter with adaptive synthetic ripple modulator".IEEE. 2011.05.* |
정태진 외. "작은 출력전압 리플과 고정된 스위칭 주파수를 갖는 히스테리릭 벅 변환기 설계". 대한전자공학회 학술대회 발표논문. 2014.06.* |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190062676A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | Power management circuit and display device having the same |
US10650773B2 (en) | 2017-11-28 | 2020-05-12 | Samsung Display Co., Ltd. | Power management circuit and display device having the same |
KR102425531B1 (en) | 2017-11-28 | 2022-07-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | Power management circuit and display device having the same |
US11502594B2 (en) | 2020-05-19 | 2022-11-15 | Analog Devices International Unlimited Company | Switched-mode power converter with ripple attenuation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160119939A (en) | 2016-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101715673B1 (en) | Hysteretic buck converter using a triangular wave generator and the delay time control circuit of the pll structure | |
US11418119B2 (en) | Wide switching frequency range switched mode power supply control topology | |
US7831851B2 (en) | Switching regulator | |
US10476309B2 (en) | Wireless power transfer system and a wireless power receiver thereof | |
US8519762B2 (en) | Adjusting circuit of duty cycle and its method | |
US7777467B2 (en) | Voltage rising/falling type switching regulator and operation control method thereof | |
US9467048B2 (en) | Voltage generator | |
JP2008206214A (en) | Switching regulator | |
US7019501B2 (en) | DC/DC converter | |
JP2008079274A (en) | Frequency comparator, frequency synthesizer, and associated method | |
CN107342680B (en) | DCDC converter | |
US20170133919A1 (en) | Dual-phase dc-dc converter with phase lock-up and the method thereof | |
US20200076305A1 (en) | Electronic converter and method of operating an electronic converter | |
CN111010028A (en) | DCDC converter, power management chip and adapter | |
JP2004056983A (en) | Power circuit | |
US11063515B2 (en) | Power converter | |
JP2015154676A (en) | Synchronous rectifying converter, and control method of synchronous rectifying converter | |
US8907705B2 (en) | Fully integrated circuit for generating a ramp signal | |
JP5590934B2 (en) | Switching power supply control circuit and electronic device | |
KR101289727B1 (en) | A charge pump circuit controlling output voltage by RC time constant | |
JP2002051541A (en) | Switching power supply device and semiconductor device for it | |
US10581416B2 (en) | External and dual ramp clock synchronization | |
US7053632B1 (en) | Circuit and method for predicting dead time | |
JP5799825B2 (en) | DC-DC converter, semiconductor integrated circuit, and DC-DC conversion method | |
JPH08102643A (en) | Variable delay circuit, ring oscillation circuit using the delay circuit and pll circuit using the oscillation circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200102 Year of fee payment: 4 |