KR101905343B1 - 저입력 및 저출력 리플을 갖는 벅 컨트롤러를 사용하는 플로팅 출력 전압 부스트 벅 조절기 - Google Patents

저입력 및 저출력 리플을 갖는 벅 컨트롤러를 사용하는 플로팅 출력 전압 부스트 벅 조절기 Download PDF

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Abstract

컨버터는 LED 스트링과 같은 플로팅 부하에 대해 출력 전압 차를 생성한다. 컨버터는 전원으로부터 입력 전압(Vin)을 수신하고, 플로팅 출력 전압 차는 Vin보다 크거나 작을 수 있다. 컨버터는 부스트 모드형 구성에서 제 1 스위치 및 제 1 인덕터를 사용하고, 벅 모드형 구성에서는 제 2 스위치 및 제 2 인덕터를 사용한다. 인덕터는 공통 노드를 갖는다. 제 1 인덕터는 접지에 연결된 다른 단부를 갖고, 제 2 인덕터의 또 다른 단부는 부하에 연결된다. 두 인덕터는 스위치의 전도도에 따라 함께 충전 및 방전된다. 부하의 일 단부는 대략 0 볼트일 것이고 다른 단부는 음의 전압 VEE가 된다. 두 개의 인덕터는 입력 전류/전압 리플 및 출력 전류/전압 리플을 평활화하여 EMI를 낮춘다.

Description

저입력 및 저출력 리플을 갖는 벅 컨트롤러를 사용하는 플로팅 출력 전압 부스트 벅 조절기{FLOATING OUTPUT VOLTAGE BOOST-BUCK REGULATOR USING A BUCK CONTROLLER WITH LOW INPUT AND LOW OUTPUT RIPPLE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 가출원 출원번호 제 62/042,094 호(키이스 디. 졸루샤(Keith D. Szolusha)에 의해 2014 년 8 월 26 일자로 출원됨)에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 본 양수인에게 양도되었으며 본 명세서에 참조로 인용된다.
발명의 분야
본 발명은 전압 또는 전류 조절기(voltage or current regulators)에 관한 것으로, 특히, 발광 다이오드(LED)의 스트링(string)과 같은 플로팅 부하(floating load) 양단의 전압을 출력하는 조절기 구성에 관한 것이며, 부하 양단의 전압은 입력 전압보다 크거나 작고, 제 1 인덕터가 입력 전류 또는 입력 전압 리플을 평활화(smoothe)하며, 제 2 인덕터가 낮은 EMI에 대해 출력 전류 또는 출력 전압 리플을 평활화한다.
DC/DC 스위치 모드 전력 컨버터를 사용하여 일련의 LED 스트링을 구동하는 것이 일반적이다. LED 스트링의 일 단부가 기준 소스(예를 들어, 접지 또는 입력 전압)에 접속되거나, 또는 스트링의 양 단부가 플로팅될 수 있는데, 이는 스트링을 통과하는 조절된 전류만이 광 출력에 관련되기 때문이다. 컨버터는 스텝 업(부스트) 또는 스텝 다운(벅) 컨버터일 수 있다. 필요에 따라 입력 전압을 높이거나 낮추는 4 개의 스위치를 사용하는 다른 유형의 컨버터(벅-부스트)가 존재한다. 추가 스위치는 비용과 크기를 증가시키며, 벅 모드와 부스트 모드 사이의 전환은 잡음을 발생시킬 수 있다. 이러한 벅-부스트 컨버터는 낮은 입력 전압 리플과 낮은 출력 전압 리플 모두를 가지지 않으므로 원하는 것보다 높은 EMI를 생성한다.
LED 스트링과 같은 플로팅(floating) 부하에 대해 요구되는 것은 효율적인 컨버터이며, 이 경우 2 개의 스위치만이 필요하고, 이러한 구성은 본질적으로 낮은 EMI에 대해 입력 및 출력 전류 리플 모두를 평활화할 수 있다. 컨버터는 LED 스트링 전류를 조절하는 동안 입력 전압보다 높거나 낮을 수 있는 플로팅 부하 양단 전압을 출력해야 한다. 스위치 컨트롤러는 기성품(off-the-shelf) 벅 컨트롤러 IC일 수 있는데, 이는 부스트 컨트롤러 또는 벅-부스트 컨트롤러와 함께 이용될 수 없는 벅 컨트롤러가 제공하는 특징으로 인한 것이다. 이와 같은 기성품 벅 컨트롤러를 사용하면 컨버터 구현 비용을 크게 줄일 수 있다.
LED 스트링을 구동하기 위해서는, LED의 양측이 접지 또는 입력 전압 전원과 같은 기준 전압에 연결될 필요는 없는데 이는 LED의 밝기를 제어하는 것은 LED를 통과하는 전류(그리고 결과적으로 LED 양단 전압)만이기 때문이다. 다른 유형의 플로팅 부하는 배터리 충전기 및 모터를 포함한다. 본 명세서에 설명된 예는 LED를 사용하지만 어떠한 플로팅 부하든 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 기성품인 종래의 벅 컨트롤러 IC는 LED 스트링 양단에 임의의 전압을 생성하는 새로운 방식으로 구성되며, LED의 스트링에 인가되는 상부 및 하부 전압 모두가 컨트롤러에 의해 제어되어 조절된 전류가 LED를 통해 흐르게 한다. LED 스트링 양단의 전압 차는 입력 전압보다 크거나 작을 수 있다. 동기식 구성에는 2 개의 스위칭 트랜지스터만이 필요하고 비동기식 구성에는 1 개의 스위치와 1 개의 다이오드가 필요하다. 이러한 구성은 2 개의 인덕터 또는 1 개의 커플링된 인덕터를 사용하며, 하나의 인덕터는 입력 리플 평활화를 위한 인덕터이고 다른 하나는 출력 리플 평활화를 위한 인덕터이며, 이에 따라 고주파 스위칭(예: 100KHz ~ 5MHz)으로 인한 EMI는 거의 발생하지 않는다.
바람직한 실시예에서, 하이 사이드 MOSFET 및 로우 사이드 MOSFET(고주파 스위칭 스위치)이 컨버터에 의해 생성된 네거티브 전압 VEE 및 입력 전압 Vin 사이에 연결된다. VEE는 LED 스트링의 제 1 단부(음극 단부)에 연결된다. 제 1 인덕터는 MOSFET들 사이의 노드에 연결된 제 1 단부를 갖고, 낮은 값의 제 1 감지 저항을 통해 접지에 연결된 제 2 단부를 갖는다. 제 2 인덕터는 노드와 LED 스트링의 제 2 단부(애노드 단부) 사이에 접속되며, 컨버터 동작은 LED 스트링의 제 2 단부의 전압이 대략 0 볼트가 되게 하고, 따라서 LED 스트링 양단 전압은 대략 VEE이다.
이 컨버터는 LED 스트링을 통과하는 목표(조절된) 전류를 생성하고, 이는 스트링의 일 단부에서 특정 전압 VEE를 발생시킨다. 펄스 폭 변조(PWM) MOSFET 및 제 2 감지 저항은 LED 스트링과 VEE 사이에 직렬로 연결된다. 벅 컨트롤러는 LED의 감지된 밝기를 제어하도록 PWM MOSFET에 인가하기 위한 상대적으로 낮은 주파수(예: 100Hz) 신호를 출력한다. PWM MOSFET이 켜지면, LED 전류가 제 2 감지 저항을 통해 컨트롤러로 피드백된다. 컨트롤러는 고주파 하이 사이드 MOSFET 듀티 사이클을 조절하여 LED 전류가 사용자가 설정한 목표 전류와 일치하게 한다.
출력 전류를 조절하기 위해, 컨트롤러는 하이 사이드 MOSFET이 켜져 있을 때 첫 번째 감지 저항을 통해 하이 사이드 MOSFET을 통과하는 피크 순시 전류(a peak instantaneous current)를 제어하고, 첫 번째 인덕터는 하이 사이드 MOSFET의 스위칭 잡음을 완화하여, 전원 공급 버스에 주입되는 리플이 거의 존재하지 않고, 결과적으로 EMI가 낮아진다. 이러한 유형의 컨트롤러는 피크 전류 모드 컨트롤러라고 한다. 하이 사이드 MOSFET이 켜지면 제 1 및 제 2 인덕터 모두가 충전된다.
하이 사이드 MOSFET(a high side MOSFET)이 턴 오프되고 로우 사이드 MOSFET(a low side MOSFET)이 턴 온되면, 제 1 및 제 2 인덕터가 방전되어, 결과적으로 조절된 LED 전류가 생성된다. LED 스트링을 통과하는 전류는 두 번째 인덕터와 출력 커패시터에 의해 평활화되고 이에 따라 출력 전압 리플이 거의 존재하지 않고 EMI는 낮다. 출력 커패시터는 LED 애플리케이션에 대해 선택적이다.
로우 사이드 MOSFET은 비동기 구성을 위해 프리휠링(freewheeling)(또는 캐치(catch)) 다이오드로 대체될 수 있지만, 효율은 약간 감소될 것이다.
다른 실시예에서, 2 세트의 스위치들이 사용되며, 각각의 스위치 세트는 단일 게이트 신호에 의해 제어되어, 이 대안적인 실시예가 종래의 벅 컨트롤러 IC를 사용하는 것을 가능하게 한다.
많은 기성품 벅 컨트롤러가 적합하다.
도 1은 2 개의 스위칭 트랜지스터를 사용하여 목표 전류로 LED의 플로팅 스트링을 구동하는 부스트 모드-덴 벅 컨버터(a boost mode-then buck converter)의 새로운 구성을 도시한다.
도 2는 특정 벅 컨트롤러 IC를 사용하는 경우의 도 1의 구성을 도시한다. 대신에 다른 많은 기성품 벅 컨트롤러가 사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 벅 컨트롤러의 내부 구조를 도시한다.
도 4는 타겟 전류로 LED의 플로팅 스트링을 구동하는 2 세트의 스위칭 트랜지스터를 사용하는 부스트 모드-덴 벅 모드 컨버터의 새로운 구성을 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 조절기(10)의 일 실시예를 도시한다. 조절기 컨트롤러(12)는 새로운 구성으로 연결된 종래의 벅 컨트롤러 IC일 수 있다. 컨트롤러(12)는 본 발명과 관련이 없지만 시스템 설계자가 원하는 다양한 특징을 가질 수 있다.
전원(PS)은 접지에 대해 입력 전압(Vin)을 제공한다. 입력 커패시터(Cin)는 전원 버스에 연결된 스위칭 잡음을 감소시킨다. LED(16)의 스트링은 전류 조절기(10)의 플로팅 출력 단자 양단에 연결된다.
컨트롤러(12)는 100kHz보다 큰 스위칭 주파수를 생성할 수 있는 발진기를 포함한다.
정상 상태 동작(steady state operation) 동안 MOSFET 또는 다른 적합한 트랜지스터 스위치일 수 있는 스위치(S1)는 인덕터(L1)의 양단에 Vin을 연결하는 스위칭 사이클의 시작 시에 닫힌다. 그러면 인덕터(L1)는 램핑 전류(ramping current)로 충전된다. 인덕터(L1)에 의해 전도되는 전류가 부드럽게 램핑되기 때문에, 전원 버스에 리플이 거의 연결되지 않는다. 결과적으로 EMI가 최소화된다. 스위치(S1)의 동작은 부스트 동작 모드와 유사하다.
스위치(S1) 및 인덕터(L1)를 통한 램핑 전류는 컨트롤러(12) 내의 차동 증폭기에 의해 검출되어, 낮은 값 감지 저항(Rs1) 양단의 전압을 모니터링한다. 이러한 순시 전류는 제1 피드백 신호이다. 스위치 S1에 양단의 전압 강하와 같은 다른 유형의 순시 전류 검출이 사용될 수 있다. 감지 저항 Rs1은 인덕터(L1)과 직렬일 수 있고 또는 스위치(S1)과 직렬로 연결될 수 있다.
컨트롤러(12)는 스위치(S1)를 통과하는 순시 전류가 LED(16)의 스트링을 통과하는 목표 전류에 의해 결정되는 임계 값(때로는 제어 신호라고도 함)에 도달할 때 스위치(S1)를 차단한다. PWM MOSFET(18)이 온되어 있고 전류가 LED 및 낮은 값 감지 저항(Rs2)을 통과하여 흐르는 경우 컨트롤러(12) 내의 차동 증폭기는 저항(Rs2) 양단의 전압을 측정하여 출력 전류(ILED)를 감지한다. 이러한 출력 전류(ILED) 신호는 제 2 피드백 신호이다. 컨트롤러(12)의 에러 증폭기는 실제 출력 전류에 대응하는 제 1 신호와 전형적으로 사용자에 의해 설정된 목표 전류에 대응하는 제 2 신호 간의 차이를 결정한다. 피드백 루프는 출력 전류를 목표 전류와 동일하게 유지하는데 필요한 스위치(S1)의 듀티 사이클 및 피크 전류에 대응하는 크기를 갖는 임계 값을 생성한다.
스위치(S1)가 닫히면, Vin은 제 2 인덕터(L2)의 좌측 단자에도 인가되고, 인덕터(L2)는 또한 램핑 전류로 충전된다.
인덕터(L1)(또는 스위치(S1))를 통과하는 램프 전류가 문턱 값을 넘으면, 컨트롤러(12) 내의 PWM 비교기는 스위치(S1)를 차단하고 스위치(S2)를 턴 온시킨다. 스위치(S1)가 턴 오프되면, 인덕터(L1)의 우측 단자가 음이 되고, 인덕터(L2)의 좌측은 음으로 된다. 이러한 음의 전압은(스위치(S2)를 통해) 출력 커패시터 Cout의 상단 단자에 인가된다. 인덕터(L1, L2)는 스위치(S2)를 통과하는 램핑 다운(ramping down) 전류에 의해 방전된다. 메인 오실레이터가 다음 스위칭 사이클이 시작되어야 한다고 결정할 때 스위치(S2)가 꺼지고 스위치(S1)가 다시 켜진다.
시스템이 안정적으로 유지되도록 각 사이클 동안 인덕터(L2)가 스위치(S1) 및 스위치(S2)에 의해 동일하게 충전 및 방전되기 때문에 인덕터(L2)의 우측에서의 전압은 약 0 볼트이다. 따라서, 출력 커패시터(Cout) 및 LED 스트링(16) 양단의 전압은 대략 VEE이다. VEE는 PWM MOSFET(18)이 온인 경우 목표(조절된) 전류가 LED 스트링(16)을 통해 흐를 때 발생한다.
임시 커패시터(interim capacitor)(Cint)는 Vin과 VEE 사이의 DC 전류를 차단하고 스위칭 잡음을 추가로 필터링한다. 커패시터(Cint)는 높은 dI/dt '핫 루프(hot-loop)' 전류에 대해 단락 경로를 제공하여 높은 dI/dt 전류가 입력 또는 출력 커패시터에 도달하지 못하게 함으로써, 고주파 EMI를 낮게 유지한다.
다음 스위칭 사이클의 시작 시, 스위치(S1)은 다시 켜지고 스위치(S2)는 꺼진다.
스위치 S2(도 4의 스위치(S2')와 함께)는 쇼트키 다이오드(Schottky diode)와 같은 프리휠링(또는 캐치(catch)) 다이오드로 대체될 수 있으나, 작은 다이오드 강하(small diode drop)가 발생하여 효율을 감소시킨다. 두 구성에서, 스위치(S2/S2')와 다이오드는 정류기의 역할을 한다.
도시된 바와 같이, 컨버터(10)는 플로팅 네거티브 전압 VEE 및 약 0 볼트의 플로팅 전압을 생성하여 LED(16)의 스트링을 통해 타겟 전류 ILED를 얻는다.
기본적으로 스위치(S1과 S2)의 동작은 함께 컨버터로 하여금 부스트-덴 벅 컨버터로서 동작하게 하고, 이는 Vin보다 크거나 작을 수 있는 플로팅 전압 차를 발생시킨다. 컨트롤러(12)는 "전류 모드"를 사용하여 LED를 통과하는 타겟 전류를 얻도록 스위치(S1)를 통한 피크 전류를 조절한다. 인덕터(L1) 및 인덕터(L2)와 커패시터(Cin, Cint 및 Cout)로 인한 입력 및 출력 리플이 거의 존재하지 않는다.
인덕터(L1) 및 인덕터(L2)는 충전 및 방전 사이클 동안 두 인덕턴스가 사용되기 때문에 상대적으로 작을 수 있다. 따라서 EMI는 인덕터의 전체 크기를 증가시키지 않고 입력 및 출력에서 감소된다. 입력 커패시터 및 출력 커패시터가 스위칭 주파수 잡음을 필터링할 수 있으나, 인덕터(L1 및 L2)는 이러한 스위칭 주파수 잡음의 크기를 줄임으로써 커패시터가 더 작아지도록 할 수 있다.
인덕터(L1) 및 인덕터(L2)가 결합된 인덕터인 실시예에서, 인덕터의 극성은 도 1에서 점으로 표시된다.
다른 실시예에서, 스위치(S2) 또는 인덕터(L1)를 통과하는 밸리 전류(valley current)가 피크 전류(peak current) 대신 스위치(S1) 및 스위치(S2)의 스위칭을 트리거하는 데 사용된다. 조절하는 것은 동일할 것이다.
도 2는 리니어 테크놀로지 사의 LT3744 벅 컨트롤러 IC를 컨트롤러(12)로 사용하는 도 1의 구성을 도시한다. 많은 다른 유형의 시판되는 "전류 모드" 벅 컨트롤러, 특히 LED 구동용 벅 컨트롤러가 사용될 수 있으며, 이는 출력 전류를 조절하기 위해 부하를 통과하는 전류를 감지한다.
도 2의 예에서, 스위치(S1)는 N 채널 MOSFET(M1)이고, 스위치(S2)는 N 채널 MOSFET(M2)이다. 과전압 보호, 과전류 보호, 원하는 게이트 전압 생성, 오실레이터 주파수 제어, 소프트 스타트 및 패키지 리드선 종단에 사용되는 다양한 컴포넌트가 도 2에 도시되나, 이들은 본 발명과 관련이 없다.
컨트롤러(12)의 패키지는 PWM MOSFET(18)을 제어하기 위해 외부적으로 생성된 저 주파수 PWM 신호를 수신하기 위한 입력 단자(PWM1)를 갖는다. PWM MOSFET(18)이 온일 때, 감지 저항(RS2)을 통과하는 전류가 감지된다. PWM MOSFET(18)에 대한 저 주파수 PWM 신호는 입력 PWM 신호로부터의 레벨 시프팅 신호일 수 있으며, LED 스트링을 턴 온 및 턴 오프하기 위해 LED- 또는 LED +를 나타낼 수 있다.
도 3은 도 2의 LT3744 벅 컨트롤러 IC의 내부 회로에 대한 개략도이다. 회로 및 이들의 연결부의 라벨링은 컨트롤러의 동작을 당업자에게 완전하게 나타낸다. 컨트롤러에 사용된 관련 회로는 통상적일 수 있다.
PWM 출력 드라이버(30)는 필요한 게이트 전압을 PWM MOSFET(18)(도 2)에 공급한다. LED 전류 감지 증폭기(32)는 LED 전류 감지 증폭기(32)로의 입력을 동일하게 하는 데 필요한 요구 듀티 사이클(duty cycle)을 설정하는 임계 값을 PWM 비교기(34)에 출력한다. 감지 저항(Rs1)(도 2)을 통과하는 순간 램프 전류는 인덕터 전류 감지 증폭기(36)에 의해 감지되고, 그 출력은 발진기(38) 신호와 함께 PWM 비교기(34)의 다른 입력에 인가된다. 램핑 전류 신호가 LED 전류 감지 증폭기(32)에 의해 발생된 문턱 값을 넘을 경우 PWM 비교기(34)의 출력은 스위치(S1)를 턴 오프시킨다. 그러면 발진기(38)는 다음 스위칭 사이클의 시작 시에 스위치(S1)를 다시 턴 온시킨다. 목표 전류는 감지 저항(Rs2)을 이용하여 사용자에 의해 설정된다. 타겟 전류는 외부 저항 분배기(도 2) 또는 CTRL1 단자에 연결된 전압을 사용하여 사용자가 추가로 조절할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 LT3744의 구성은 통상적인 것일 수 있다. 벅 컨트롤러는 사용자가 원하는 많은 기능을 제공하지만 기존의 부스트-벅 조절기에서는 이용가능하지 않다.
일 예에서, LED(16)는 턴 온되는 데 약 12 볼트가 필요한 3 개의 직렬 연결된 LED일 수 있다. 따라서 VEE는 최소 -12V이어야 한다. LED 부하는 접지에 연결될 필요가 없는 다른 부하라면 어느 것이나 될 수 있다.
컨버터(10)가 부하를 통해(감지 저항(Rs2)을 통해) 전류를 조절하는 것으로 설명되었지만, 듀티 사이클 제어 신호를 생성하기 위한 피드백 신호는 부하 양단의 전압에 대응할 수 있으므로, 컨버터는 부하 양단의 전압을 조절한다. 상기 전압 피드백은 분할된 전압(divided voltage)일 수 있고, 벅 컨트롤러 내의 에러 증폭기는 분할된 전압과 기준 전압을 수신하며, 컨트롤러는 듀티 사이클을 제어하여 입력을 에러 증폭기에 일치시킬 수 있다.
단지 2 개의 스위치(및 스위치 S2 대신에 프리 휠링 다이오드가 사용되는 경우에는 하나만)의 사용으로 인해 도 1 및 도 2의 구성이 바람직하나, 부스트 모드 -덴 벅 회로는 또한 도 4에 도시된 바와 같이 4 개의 스위치로 구현될 수 있으며, 두 인덕터(L1 및 L2)의 결과로서 낮은 EMI의 동일한 전체 결과를 달성한다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 양 스위치(S1 및 S1')는 동시에 그리고 동일한 방식으로 스위칭되고, 스위치(S2 및 S2')는 동시에 그리고 동일한 방식으로 스위칭된다. 그렇지 않은 경우 동작은 도 1 및 도 2의 동작과 동일하다. 듀티 사이클은 동일한 목표 전류를 갖는 도 1 및 도 2에서와 동일할 것이다. 도 4에서, 스위치(S1) 및 스위치(S2)는 부스트 모드 동작을 수행하고, 스위치(S1' 및 S2')는 벅 동작을 수행한다. S2 및 S2'는 이전과 동일한 방식으로 다이오드로 대체될 수 있다.
소정 실시예에서 출력 커패시터(Cout)는 특히 LED 드라이버에 대해 선택적이지만, 특정 애플리케이션에서 출력 리플을 더 평활화하기 위해 바람직할 수 있다. LED를 통과하는 작은 삼각 인덕터 리플은 관찰자에게는 보이지 않으며 출력 커패시터가 없고 이는 사용자로 하여금 상당한 오버 슛이나 언더 슛없이 다른 수의 LED 간의 신속한 전환을 하게 한다.
다른 실시예에서, 큰 커패시터 및 인덕터를 제외한 전체 회로가 단일 IC로서 형성될 수 있으므로, 별도의 벅 컨트롤러 IC는 사용되지 않는다.
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 기술되었지만, 본 발명을 벗어나지 않는 한 더 넓은 측면에서 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이며, 따라서 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 그러한 모든 변경 및 수정을 포함한다.

Claims (15)

  1. 플로팅 부하(16)를 구동하도록 연결된 컨버터를 갖는 회로(10)로서,
    입력 전압(Vin)을 입력받는 입력 단자와,
    접지에 연결하기 위한 제 1 단부를 갖는 제 1 인덕터(L1)와,
    상기 제 1 인덕터를 충전하기 위해 제 1 스위치(S1)가 온 상태에 있을 때 상기 제 1 인덕터의 제 2 단부를 상기 입력 전압에 연결하도록 상기 제 2 단부에 연결된 상기 제 1 스위치와,
    상기 제 1 스위치가 오프 상태에 있을 때 상기 제 1 인덕터의 상기 제 2 단부를 상기 부하의 제 1 단자에 전기적으로 연결하도록 상기 제 1 인덕터의 상기 제 2 단부에 연결된 정류기(S2) - 상기 컨버터는 정상 상태 동작 동안 상기 제 1 단자에서 제 1 전압(VEE)를 생성함 - 와,
    상기 입력 전압과 상기 부하의 제 1 단자 사이에 연결된 제 1 커패시터 - 상기 제 1 커패시터 양단의 전압은 상기 입력 전압에서 상기 제 1 전압을 뺀 값(Vin - VEE)과 같고, 상기 제 1 전압(VEE)은 상기 부하의 상기 제 1 단자에서 접지에 대하여 네거티브 전압임 - 와,
    상기 제 1 스위치가 온 상태에 있을 때 제 2 인덕터를 충전하기 위해 적어도 상기 제 1 스위치가 온 상태에 있는 시간 동안 상기 제 1 인덕터의 상기 제 2 단부에 연결된 제 1 단부를 갖는 상기 제 2 인덕터(L2) - 상기 제 1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터는 상기 제 1 스위치가 오프 상태에 있을 때 상기 정류기를 통해 방전되고, 상기 부하는 상기 제 2 인덕터의 제 2 단부와 상기 제 1 커패시터 사이에 연결됨 - 와,
    상기 제 1 스위치가 온일 때 상기 제 1 인덕터를 통과하는 순시 전류(instantaneous current)에 대응하는 제 1 피드백 신호를 수신하도록 연결되고, 부하 전류 또는 부하 전압에 대응하는 제 2 피드백 신호를 수신하도록 연결된 컨트롤러(12)
    를 포함하되,
    상기 컨트롤러는 적어도 상기 제 1 스위치를 제어하여 상기 부하 전류 또는 부하 전압을 조절하도록 상기 제 1 인덕터를 통과하는 피크 전류를 조절하는
    회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로팅 부하는 발광 다이오드(LED) 부하(16)인
    회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 부하(16)는 LED 스트링과 직렬로 연결된 PWM 디밍 스위치(18)를 더 포함하고,
    상기 회로는 상기 PWM 디밍 스위치 및 상기 LED 스트링을 가로지르는 제 2 커패시터(Cout)를 더 포함하며, 상기 PWM 디밍 스위치의 듀티 사이클은 LED의 감지된 밝기를 제어하는 데 사용되는
    회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터(L1)의 제 1 단부는 상기 제 1 인덕터를 통과하는 순시 전류를 검출하도록 감지 저항(Rs1)을 통해 접지에 연결되는
    회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 인덕터(L2)의 상기 제 1 단부는 상기 제 1 인덕터(L1)의 상기 제 2 단부에 직접 연결되는
    회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기는 상기 제 1 스위치(S1)의 상태와 반대 상태를 갖도록 상기 컨트롤러(12)에 의해 제어되는 제 2 스위치(S2)를 포함하는
    회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 인덕터(L2)의 상기 제 1 단부는 상기 제 1 스위치(S1)와 제 3 스위치(S1')를 통해 상기 제1 인덕터(L1)의 상기 제2 단부에 연결되고, 상기 제 3 스위치(S1')는 상기 제 2 인덕터의 상기 제 1 단부 및 상기 입력 전압 사이에 직렬로 위치하는
    회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 인덕터(L2)의 제 1 단부는 상기 제 1 스위치(S1)가 온 상태일 때 상기 입력 전압(Vin)에 연결되는
    회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하는 상기 부하를 통과하는 전류를 제 2 피드백 신호로서 검출하도록 상기 부하와 직렬로 연결된 감지 저항(Rs2)을 포함하는
    회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터는 조절된 전류를 생성하는
    회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터는 조절된 전압을 생성하는
    회로.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 패키지화된 벅 컨트롤러 집적 회로인
    회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치(S1) 및 상기 제 2 스위치(S2)는 N 채널 MOSFET인
    회로.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하(16)의 양단에 걸쳐 있도록 상기 제 2 인덕터의 상기 제 2 단부와 상기 제 1 전압(VEE) 사이에 연결된 제 2 커패시터(Cout)를 더 포함하는
    회로.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하(16)에 연결된 상기 제 2 인덕터(L2)의 상기 제 2 단부는 스위칭 사이클 당 동일한 상기 제 2 인덕터의 충전 및 방전으로 인해 정상 상태 동작 동안 0 볼트인
    회로.
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