KR101898164B1 - 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서는 부스트 컨버터를 구성하는 반도체의 스위치 노드 전압 값과 부하 노드의 전압 값을 비교하여, 상기 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어하는 제어부 및 상기 오프셋으로 상기 스위치의 온/오프 동작을 구동하는 구동회로를 포함한다.

Description

오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서 및 그 방법{Zero Current Detecting Sensor Based on Offset Control and Method thereof}
부스트 컨버터의 전달 효율을 개선하는 제로 전류 감지 센서 및 그 방법에 관한 것이다.
부스트 컨버터(Boost converter)는 낮은 전압의 입력 레벨을 높은 전압의 출력 레벨로 변환해주는 회로/장치이다. 예를 들어, 부스트 컨버터는 열전소자(Thermal Electric Generator, TEG)에서 에너지 하베스팅으로 추출한 낮은 전압을 부하(load)에서 사용할 정도의 전압으로 올리는데 사용될 수 있다. 전압을 올리는 과정에서 인덕터가 사용된다. 부스트 컨버터에서 제로 전류 감지 센서(Zero Current Sensor, 이하 ZCS라 함)는 부스트 컨버터의 인덕터에 저장된 전류를 부하(load)로 전달할 때, 전류가 다 전달되어 인덕터에 흐르는 전류가 0인 순간을 알려준다. ZCS는 불연속 전도 모드(Discontinuous Conduction Mode, DCM)를 지원하는 부스트 컨버터를 정상적으로 동작시키기 위해 특히 중요하다.
ZCS가 전류가 0인 시점을 정확하게 찾을수록 부스트 컨버터의 제로 전류 스위칭 동작을 정확히 할 수 있으며 전송 효율 또한 높아진다. 일반적으로 사용되는 ZCS들은 전력소모, 정확도, 면적 등에서 단점을 가지고 있다.
본 발명은 저전력, 고속으로 동작하고, 차지하는 면적도 크지 않은 제로 전류 감지 센서를 제공하고자 한다. 예를 들어, 본 발명 일 실시예로, 에너지 하베스팅 분야에서 사용되는 저전력 부스트 컨버터에서 사용 가능한 새로운 전류 감지 센서의 구조를 제안하고자 한다.
본 발명은 부스트 컨버터의 인덕터에 흐르는 전류가 0인 지점을 아날로그 비교기를 이용하여 빠르게 찾아내는 전류 감지 센서를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서는 부스트 컨버터를 구성하는 반도체의 스위치 노드 전압 값과 부하 노드의 전압 값을 비교하여, 상기 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어하는 제어부 및 상기 오프셋으로 상기 스위치의 온/오프 동작을 구동하는 구동회로를 포함한다.
상기 제어부는 상기 스위치 노드 전압 값, 상기 부하 노드 전압 값 및 코드값을 입력으로 하여 오프셋을 결정하는 비트 오프셋 비교기를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 반도체의 동작 클락으로부터 적어도 두개의 상기 스위치 노드의 전압 값을 검출하는 시점을 버퍼를 이용하여 결정하는 검출 시점 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 검출 시점 결정부에서 제1 검출시점 및 제2 검출시점이 결정되면, 상기 제1 검출시점의 제1 스위치 노드 전압 값과 상기 제2 검출시점의 제2 스위치 노드 전압 값을 비교하여 업/다운 신호를 생성하는 업/다운 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 생성된 업/다운 신호에 기초하여, 복수의 비트를 업 또는 다운시켜 코드값을 출력하는 업/다운 카운터를 더 포함할 수 있다.
상기 비트 오프셋 비교기는 상기 업 또는 다운된 복수의 비트로 구성된 코드값에 기초하여 상기 오프셋을 조정할 수 있다.
상기 비트 오프셋 비교기는 상기 제1 스위치 노드 전압 값이 0, 상기 제2 스위치 노드 전압 값이 0이면, 상기 오프셋을 늘이고, 상기 제1 스위치 노드 전압 값이 1 상기 제2 스위치 노드 전압 값이 1이면, 상기 오프셋을 줄일 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법은 부스트 컨버터를 구성하는 반도체의 스위치 노드 전압 값과 부하 노드의 전압 값을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어하는 단계 및 상기 오프셋으로 상기 스위치의 온/오프 동작을 구동하는 단계를 포함한다.
상기 비교하는 단계는 비트 오프셋 비교기에 의하여 상기 스위치 노드 전압 값, 상기 부하 노드 전압 값 및 코드값을 입력으로 하여 상기 오프셋을 결정할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법은 상기 반도체의 동작 클락으로부터 적어도 두개의 상기 스위치 노드의 전압 값을 검출하는 시점을 버퍼를 이용하여 결정하는 단계, 제1 검출시점의 제1 스위치 노드 전압 값과 제2 검출시점의 제2 스위치 노드 전압 값을 비교하여 업/다운 신호를 생성하는 단계, 상기 생성된 업/다운 신호에 기초하여, 복수의 비트를 업 또는 다운시켜 코드값을 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 비트 오프셋 비교기는 상기 업 또는 다운된 복수의 비트로 구성된 코드값에 기초하여 상기 오프셋을 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 아날로그 비교기로 오프셋을 이용함으로써, 저전력, 고속으로 동작하고, 차지하는 면적도 크지 않은 제로 전류 감지 센서를 제공할 수 있다. 또한, ZCS의 출력이 나오는 시점을 검출하고 비교함으로써, 피드백 방식으로 전류가 0인 지점에 가깝게 맞추어 나갈 수 있다. 결과적으로 기존의 구조들 보다 더 적은 전력을 사용하면서도 더 정확하게 전류가 0인 지점을 찾아낼 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 일반 부스트 컨버터의 회로 및 P형 반도체의 스위치 노드에서 측정되는 전압을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서의 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 제어부 및 회로를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 검출시점 결정부 및 스위칭 타이밍에 따라 각 시점에서 측정되는 스위치 노드의 전압을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 비트 오프셋 비교기의 회로를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 오프셋 조절을 통한 클락 조절을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 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 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a 내지 도 1d는 일반 부스트 컨버터의 회로 및 P형 반도체의 스위치 노드에서 측정되는 전압을 나타낸 도면이다.
도 1a를 참고하면, 부스트 컨버터는 인덕터(L)의 물리적인 성질을 이용하여 인덕터에 에너지를 저장했다가 부하(load)쪽으로 에너지를 전달한다. 110 동작 단계에서, 부스트 컨버터는 NMOS(N type Metal Oxide Semiconductor)를 스위치 온 시키고, PMOS(P type Metal Oxide Semiconductor)를 스위치 오프 시키면 인덕터에 에너지를 저장한다. 120 동작단계에서, 부스트 컨버터는 PMOS를 스위치 온 시키고 NMOS를 스위치 오프시키면 인덕터에 저장된 에너지가 부하로 전달된다. 따라서, 전송 효율을 위해 정확한 시점에 NMOS의 스위치 동작과 PMOS의 스위치 동작을 온/오프 시키는 것이 중요하다.
본 명세서에서는 NMOS 스위치 동작 시간은 고정시켜 놓고, PMOS의 스위치 동작 시간을 조절하는 회로 및 방법에 대해 서술하고자 한다. NMOS의 연결시간을 고정시키기 때문에, 인덕터에 저장된 에너지의 양은 일정하고, PMOS의 연결시간을 조절하여, 인덕터에 저장된 에너지를 부하로 보내는 양을 조절할 수 있다.
도 1b를 참조하면, PMOS 연결을 늦게 끊으면 인덕터에 저장되어 있던 전류를 부하로 모두 보낸 후에도 부하와 연결되어서 전류가 반대로 흐르게 되고 그 결과 에너지 효율이 떨어지게 된다. Vsw의 그래프에서 PMOS 스위치가 오프된 후에 아래로 떨어지는 모양을 가지는 경우가 그에 해당한다.
도 1c를 참조하면, PMOS 연결을 일찍 끊으면, 인덕터에 저장되어 있던 에너지를 부하로 다 보내지 못하기 때문에 에너지 효율이 떨어지고 Vsw 노드의 전압이 순간적으로 증가하는 현상이 나타난다. NMOS와 PMOS의 연결을 조절할 정확한 지점을 찾아내기 위해 ZCS가 필요함을 알 수 있다.
도 1d를 참조하면, ZCS 의 성능이 좋을수록 전류가 0인 순간을 정확히 찾아 PMOS의 연결을 정확히 끊으므로 에너지 효율이 높아질 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예를 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서는 제어부(210) 및 구동회로(220)를 포함한다.
제어부(210)는 부스트 컨버터를 구성하는 P형 반도체(PMOS)의 스위치 노드 전압 값(Vsw)과 부하 노드의 전압 값(Vload)을 비교하여, 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어한다. 제어부(210)는 오프셋이 적용된 아날로그 비교기를 이용하여 P형 반도체의 스위치 온/오프 동작의 타이밍을 제어함으로써, 인덕터(L)에 흐르는 전류가 0인 시점을 찾아낼 수 있다. 제어부(210)를 구성하는 일 예를 도 3a에서 좀더 자세히 설명하기로 한다.
부스트 컨버터는 NMOS 제어부(230)의 동작과 제어부(210)의 동작에 따라 에너지 저장소(240)로부터 인덕터에 에너지를 저장시키고, 인덕터에 저장된 에너지를 부하로 전달할 수 있다.
구동회로(220)는 제어부(210)에서 결정된 오프셋에 따라 조절된 시간을 고려하여 P형 반도체 스위치의 온/오프 동작을 구동시킬 수 있다. 제어부(210)에서 결정된 신호에 따라 구동회로(220)는 스위치 동작을 구동시키는 동작만 수행하며, 복수의 인버터로 구현될 수 있다.
IoT(Internet of Things) 활용분야에서 사용되는 에너지 하베스팅 DC-DC 부스트 컨버터는 저전력, 고효율이 요구된다. 여기서 저전력 및 고효율은 부스트 컨버터의 인덕터에 저장해 놓은 전류를 부하로 보낼 때, 저장된 전류의 손실을 가장 낮게 하여 전달 하는 것을 의미한다. 전류의 손실을 낮추기 위해서는 정확한 PMOS 스위치 제어가 요구된다. 정확한 PMOS 스위치 동작은 인덕터에 저장해놓은 전류가 부하로 모두 이동하여 인덕터 전류가 0이 될 때 PMOS 스위치가 오프되는 것을 의미한다. 정확한 순간에 PMOS를 온/오프 하기 위해서는 전류가 0인 지점을 정확하게 감지하는 것이 필요하고 이 역할을 제로 전류 감지 센서가 수행할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 제어부 및 회로를 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 제어부(210)는 검출시점 결정부(310), 플립플롭(320, 330, 370), 업/다운 신호 생성부(340), 업/다운 카운터(350) 및 비트 오프셋 비교기(360)을 포함할 수 있다.
검출시점 결정부(310)는 P형 반도체의 동작 클락으로부터 적어도 두개의 스위치 노드의 전압 값을 검출하는 시점을 버퍼를 이용하여 결정할 수 있다. 버퍼의 윈도우는 버퍼마다 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 일 예로, 검출시점 결정부(310)에서 결정된 제1 검출시점은 플립플롭(320)으로 입력될 수 있고, 제2 검출시점은 플립플롭(330)으로 입력될 수 있다.
플립플롭(320)은 제1 검출시점의 Vsw 값을 기준으로 1 또는 0을 출력할 수 있고, 플립플롭(330)은 제2 검출시점의 Vsw 값을 기준으로 1 또는 0을 출력할 수 있다.
업/다운 신호 생성부(340)는 검출 시점 결정부(310)에서 제1 검출시점 및 제2 검출시점이 결정되면, 제1 검출시점의 제1 스위치 노드 전압 값과 제2 검출시점의 제2 스위치 노드 전압 값을 비교하여 업/다운 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 플립플롭(320)으로부터 0이 입력되고, 플립플롭(330)으로부터 0이 입력되면, 업/다운 신호 생성부(340)는 업 신호를 생성할 수 있다. 다른 예로, 플립플롭(320)으로부터 1이 입력되고, 플립플롭(330)으로부터 1이 입력되면, 다운 신호를 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 플립플롭(320)으로부터 1이 입력되고 플립플롭(330)으로부터 0이 입력되면, 유지 신호를 생성할 수 있다.
업/다운 카운터(350)는 업/다운 신호 생성부(340)에서 생성된 업/다운 신호에 기초하여, 복수의 비트를 업 또는 다운시켜 코드 값을 출력할 수 있다. 예를 들어, 업/다운 카운터(350)에 저장된 코드 값이 101011이고, 업 신호가 입력되었다면, 1비트를 업하여, 101100의 코드 값을 출력할 수 있다. 다른 예로 다운 신호가 입력되었다면 1비트를 다운하여, 101010의 코드 값을 출력할 수 있다.
비트 오프셋 비교기(360)는 스위치 노드 전압 값, 부하 노드 전압 값 및 코드값을 입력으로 하여 오프셋을 결정할 수 있다. 비트 오프셋 비교기(360)는 아날로그 회로로 구성되어 코드값을 입력 받아 코드 값에 대응하는 시간에 스위치 노드 전압 값과 부하 노드 전압 값을 비교할 수 있다. 비트 오프셋 비교기(360)는 업 또는 다운된 복수의 비트로 구성된 코드값에 기초하여 오프셋을 조정할 수 있다.
비트 오프셋 비교기(360)는 제1 스위치 노드 전압 값이 0, 제2 스위치 노드 전압 값이 0이면, 오프셋을 늘이고, 제1 스위치 노드 전압 값이 1 상기 제2 스위치 노드 전압 값이 1이면, 오프셋을 줄일 수 있다.
비트 오프셋 비교기(350)에서 결정된 오프셋 타이밍에 플립플롭(370)은 리셋되어, PMOS 스위치의 온/오프 타이밍이 조절되도록 할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제어부(210)는 PMOS 제어의 역할을, 구동회로(220)는 복수의 인버터로 구성되어, 제어부(210)의 제어에 따라 PMOS 스위치를 온/오프 시킬 수 있다. NMOS 제어부(230)는 NMOS 스위치를 온/오프 시키고, 에너지 저장소(240)는 일 예로 에너지 하베스팅을 통하여 작은 에너지를 저장할 수 있다. 에너지 하베스팅을 위해서 열전소자(TEG)가 사용될 수 있다. 각 구성의 회로가 구체적으로 표시되었다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 검출시점 결정부 및 스위칭 타이밍에 따라 각 시점에서 측정되는 스위치 노드의 전압을 나타낸 도면이다.
도 4a를 참조하면, 제1 검출시점은 PMOS 스위치를 동작시키는 클락(ClkMP)에 소정의 윈도우(delay)를 가지는 버퍼(410)를 이용하여 결정될 수 있다. 제2 검출시점은 제1 검출시점으로부터 소정의 윈도우를 가지는 버퍼(420)를 이용하여 결정될 수 있다. 버퍼(410)의 윈도우와 버퍼(420)의 윈도우는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 여기서는 2번의 검출시점을 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 경우에 따라 1번의 검출시점 만 결정될 수도 있고, 3번이상의 검출시점이 결정될 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 새로운 ZCS 구조로 인덕터 전류가 0인 지점을 정확히 찾기 위해서는 인덕터 전류가 0인 지점보다 PMOS 스위치 연결이 빨리 끊어졌는지 아니면 늦게 끊어졌는지 여부를 아는 것이 중요하다. 그 여부는 Vsw의 상태를 보고 파악 할 수 있다. PMOS 스위치가 늦게 닫힌 경우에는 Vsw 노드 전압 값이 (a)와 같이 아래로 떨어지게 된다. PMOS 스위치가 빨리 닫힌 경우에는 Vsw 노드 전압 값이 (b)와 같이 위로 올라가게 된다. 따라서 Vsw 노드의 상태를 감지하여 코드를 어떻게 조절 할지 여부를 결정할 수 있다. Detec_1, Detec_2 신호로 Vsw 노드의 순간 값을 가져오고, 업/다운 신호 생성에 의해 업/다운 카운터가 업으로 동작할 지, 다운으로 동작할지 결정될 수 있다. 업/다운 카운터가 업 또는 다운으로 동작한 이후 6bit의 결과가 비트 오프셋 비교기로 전달되면, 오프셋 정도가 결정되어 PMOS 스위치의 온/오프 시간이 결정될 수 있다.
Detec_1이 시작, Detec_2가 끝인 윈도우를 Vsw에 적용할 수 있다. (a)처럼 윈도우 보다 앞에서 Vsw가 1에서 0으로 바뀌면 오프셋을 늘이고, (b)처럼 윈도우 보다 뒤에서 Vsw가 1에서 0으로 바뀌면 오프셋을 줄인다. (c)처럼 윈도우 안에서 Vsw가 1에서 0으로 바뀌면 오프셋을 유지한다.
도 5는 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 비트 오프셋 비교기의 회로를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 아날로그 비교기 구조를 기반으로 6bit 코드(510)를 사용하여 오프셋이 조절 가능하게 만들어질 수 있다. 입력되는 코드가 낮을수록 연결되는 MOS가 적어지고 오프셋의 정도가 커지게 되므로 출력이 더 빠르게 나와 PMOS 스위칭 순간이 앞당겨 진다. 입력되는 코드가 높을수록 연결되는 MOS가 많아지고 오프셋 정도가 작아져 출력이 더 늦게 나와 PMOS 스위칭 순간이 뒤로 더 밀리게 된다.
도 6은 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서의 오프셋 조절을 통한 클락 조절을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서는 아날로그 비교기를 이용하여, 딜레이 라인(Delay line)을 조절할 수 있는데, 비교기는 코드로 오프셋의 정도를 조절하여 전류가 0인 순간을 맞추어 간다. 오프셋의 정도를 조절하여 Vsw 와 Vload가 만나는 지점을 조절한다. Vsw 와 Vload가 만나는 지점이 Vload_offset으로 조절되면 비교기의 출력이 나오는 시점이 조절되므로 오프셋을 조절하여 PMOS 스위치 온 시간이 조절될 수 있다.
일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서는 기존의 아날로그 비교기를 이용한구조 보다 더 적은 전력을 사용하고, 기존 딜레이 라인(delay line)을 이용한 구조보다 더 적은 면적을 사용하며 전류가 0인 지점을 정확하게 찾아갈 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법의 흐름도이다.
710단계에서, 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서는 부스트 컨버터를 구성하는 P형 반도체의 스위치 노드 전압 값과 부하 노드의 전압 값을 비교한다.
제로 전류 감지 센서는 비트 오프셋 비교기에 의하여 스위치 노드 전압 값, 부하 노드 전압 값 및 코드값을 입력으로 하여 오프셋을 결정할 수 있다.
720단계에서, 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서는 비교 결과에 기초하여 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어한다.
730단계에서, 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서는 오프셋으로 스위치의 온/오프 동작을 구동한다.
740단계에서, 일 실시예에 따른 제로 전류 감지 센서는 검출 값이 조건을 만족하는지 판단하여, 만족하면 전류가 0인 것으로 판단하여 동작을 종료하고, 조건을 만족하지 않으면 710단계의 동작을 반복하여, 피드백 동작을 수행한다.
예를 들어, 조건은 제1 검출시점에서 스위치 노드의 전압값이 1, 제2 검출시점에서 스위치 노드의 전압 값이 0인 경우를 의미할 수 있다.
일 실시예로 제로 전류 감지 센서는 P형 반도체의 동작 클락으로부터 적어도 두개의 스위치 노드의 전압 값을 검출하는 시점을 버퍼를 이용하여 결정할 수 있다. 이후, 제1 검출시점의 제1 스위치 노드 전압 값과 제2 검출시점의 제2 스위치 노드 전압 값을 비교하여 업/다운 신호를 생성하며, 생성된 업/다운 신호에 기초하여, 복수의 비트를 업 또는 다운시켜 코드값을 출력하고, 비트 오프셋 비교기는업 또는 다운된 복수의 비트로 구성된 코드값에 기초하여 오프셋을 조정할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
210: 제어부
220: 구동회로
230: NMOS 제어부
240: 에너지 저장소
310: 검출시점 결정부
320, 330, 370: 플립플롭
340: 업/다운 신호 생성부
350: 업/다운 카운터
360: 비트 오프셋 비교기

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 부스트 컨버터를 구성하는 반도체의 스위치 노드 전압 값과 부하 노드의 전압 값을 비교하여, 상기 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어하는 제어부; 및
    상기 오프셋으로 상기 스위치의 온/오프 동작을 구동하는 구동회로를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 스위치 노드 전압 값, 상기 부하 노드 전압 값 및 코드값을 입력으로 하여 오프셋을 결정하는 비트 오프셋 비교기
    를 포함하는 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 반도체의 동작 클락으로부터 적어도 두개의 상기 스위치 노드의 전압 값을 검출하는 시점을 버퍼를 이용하여 결정하는 검출 시점 결정부
    를 더 포함하는 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출 시점 결정부에서 제1 검출시점 및 제2 검출시점이 결정되면,
    상기 제1 검출시점의 제1 스위치 노드 전압 값과 상기 제2 검출시점의 제2 스위치 노드 전압 값을 비교하여 업/다운 신호를 생성하는 업/다운 신호 생성부
    를 더 포함하는 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 생성된 업/다운 신호에 기초하여, 복수의 비트를 업 또는 다운시켜 코드값을 출력하는 업/다운 카운터
    를 더 포함하는 오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비트 오프셋 비교기는 상기 업 또는 다운된 복수의 비트로 구성된 코드값에 기초하여 상기 오프셋을 조정하는
    오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비트 오프셋 비교기는
    상기 제1 스위치 노드 전압 값이 0, 상기 제2 스위치 노드 전압 값이 0이면, 상기 오프셋을 늘이고, 상기 제1 스위치 노드 전압 값이 1 상기 제2 스위치 노드 전압 값이 1이면, 상기 오프셋을 줄이는
    오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 센서.
  8. 부스트 컨버터를 구성하는 반도체의 스위치 노드 전압 값과 부하 노드의 전압 값을 비교하여, 상기 스위치의 온/오프 동작 시간을 오프셋으로 제어하는 단계; 및
    상기 오프셋으로 상기 스위치의 온/오프 동작을 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 오프셋으로 제어하는 단계는,
    상기 반도체의 동작 클락으로부터 두 개의 상기 스위치 노드의 전압 값을 검출하는 시점을 버퍼를 이용하여 결정하는 단계;
    제1 검출시점의 제1 스위치 노드 전압 값과 제2 검출시점의 제2 스위치 노드 전압 값을 비교하여 업/다운 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 업/다운 신호에 기초하여, 복수의 비트를 업 또는 다운시켜 코드 값을 출력하는 단계를 포함하는
    오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오프셋으로 제어하는 단계는
    비트 오프셋 비교기에 의하여 상기 스위치 노드 전압 값, 상기 부하 노드 전압 값 및 코드값을 입력으로 하여 상기 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하는
    오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 비트 오프셋 비교기는,
    상기 업 또는 다운된 복수의 비트로 구성된 코드값에 기초하여 상기 오프셋을 조정하는
    오프셋 제어에 의한 제로 전류 감지 방법.
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