KR102005044B1 - Esr 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터에 관한 것으로, 입력되는 구동신호에 따라 온-오프를 반복하여 스위칭 전압을 출력하는 스위칭부, 제1입력단자에 기준전압이 입력되고, 제2입력단자에 상기 스위칭부의 피드백 전압이 입력되며, 출력단자가 상기 스위칭부의 입력단과 연결되어 상기 제1입력단자와 제2입력단자 각각에 입력되는 전압의 비교값을 상기 스위칭부로 출력하는 제1비교기, 상기 제2입력단자에 연결되어, 상기 스위칭 전압을 필터링한 리플 신호를 상기 피드백 전압에 더하는 에뮬레이션부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터{Switching regulator using ESR emulation}
본 발명은 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터에 관한 것이다.
레귤레이터(Regulator)는 입력전압을 일정한 크기의 출력전압으로 변환하여 출력하는 장치로, 일반적으로 DC/DC 컨버터에 사용되며, 리니어 레귤레이터(Linear Regulator)와 스위칭 레귤레이터(Switching Regulator)로 나뉜다. 스위칭 레귤레이터는 출력단으로 흘려주는 펄스의 양을 조절함으로써 전압을 정밀하게 조정하는 방식의 레귤레이터로, 다양한 방식을 이용해 스위칭 레귤레이터를 제어한다.
스위칭 레귤레이터를 제어하는 방식 중 하나로써, 전압 모드(Voltage mode)가 있으며, 도 1은 전압 모드의 스위칭 레귤레이터 회로를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 전압 모드의 스위칭 레귤레이터는 단일 피드백 루프로 설계되어 회로 분석이 용이하고, 노이즈가 적은 장점이 있으나, 부하의 변화를 출력의 변화로 감지한 후, 피드백 루프로 수정해야 하기 때문에(Error amp를 사용하기 때문에) 응답이 느린 단점이 있다.
도 1과 같은 전압 모드의 스위칭 레귤레이터의 단점을 극복하기 위해, 히스테리틱(Hysteretic) 방식의 스위칭 레귤레이터가 사용되며, 도 2는 히스테리틱 방식의 스위칭 레귤레이터 회로를 도시한 것이다. 히스테리틱 방식의 스위칭 레귤레이터의 경우 출력단의 커패시터에 의해 발생하는 리플(Ripple)을 이용하여 스위칭 동작을 제어하는 방식인데, 부하에 따라 주파수가 변화하는 문제점이 있어, 주파수를 가고정할 수 있는 COT(Constant On time) 또는 AOT(Adaptive constant On Time)방식을 사용하고 있지만, COT방식의 경우 주파수가 변화하는 문제점이 있었다.
한편, 최근에 기술의 발달로 출력단에 사용되는 커패시터의 ESR저항이 작아져 출력단에서 충분한 크기의 리플이 나타나지 않아, 출력단의 리플을 사용하는 히스테리틱 모드로 스위칭 레귤레이터를 제어하기 어려운 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-1798113호("의사 전류 모드 히스테리시스 제어 방법, 스위칭 DC-DC 컨버터의 의사 인덕터 전류 에뮬레이터 및 히스테리틱 스위칭 DC-DC 컨버터", 공고일 2017.11.16.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터의 목적은 히스테리틱 모드로 스위칭 레귤레이터를 제어함에 있어서, 레귤레이터의 출력전압에 인위적인 리플을 생성하는 ESR 에뮬레이션을 함으로써, 보다 용이하게 히스테리틱 모드로 스위칭 레귤레이터를 제어하고, 출력전압의 DC레벨을 정확하게 출력할 수 있는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터는, 입력되는 구동신호에 따라 온-오프를 반복하여 스위칭 전압을 출력하는 스위칭부, 제1입력단자에 기준전압이 입력되고, 제2입력단자에 상기 스위칭부의 피드백 전압이 입력되며, 출력단자가 상기 스위칭부의 입력단과 연결되어 상기 제1입력단자와 제2입력단자 각각에 입력되는 전압의 비교값을 상기 스위칭부로 출력하는 제1비교기, 상기 제2입력단자에 연결되어, 상기 스위칭 전압을 필터링한 리플 신호를 상기 피드백 전압에 더하는 에뮬레이션부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이션부는 상기 스위칭 전압을 입력받아 로우 패스 필터링하는 저역 통과 필터, 상기 저역 통과 필터의 출력 전압의 밸리값을 샘플링하는 샘플 앤 홀드부 및 상기 저역 통과 필터와 상기 샘플 앤 홀드부의 출력차를 상기 제1비교기의 제2입력단자에 출력하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 에뮬레이션부는 상기 스위칭부를 턴 온 시키는 온 신호가 입력될 때 단일의 펄스신호를 생성하는 단일 펄스 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샘플 앤 홀드부는 상기 단일 펄스 생성부의 펄스 신호를 입력받아 동작하여 양단을 연결하는 스위치 및 상기 스위치의 일단에 연결되어 입력되는 전압을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저역 통과 필터는 상기 스위칭 전압을 전압 분배하여 입력받는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터는 상기 스위칭 전압에 따라 상기 스위칭부의 온 타임을 조절하도록 리셋신호를 출력하는 온 타임 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터는 상기 스위칭부가 최소 오프 구간 이후에 오프되도록 오프신호를 출력하는 최소 오프 타임 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 최소 오프 구간 이후에 상기 제1비교기의 출력값을 셋 입력값으로 받고, 상기 온 타임 생성부의 출력값을 리셋 입력값으로 받아 상기 스위칭부에 구동신호를 출력하는 SR플립플롭을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭부는 스위치 및 상기 스위치에 구동신호를 인가하는 게이트 드라이버를 포함하고, 상기 게이트 드라이버는 논 오버랩 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터에 의하면, 본 발명의 스위칭 전압에 따라 에뮬레이션부에서 인위적인 리플 신호를 생성하고, 생성된 리플 신호를 피드백 전압에 실어 기준전압과 비교하므로 출력단에 사용되는 커패시터의 ESR저항이 작아 충분한 크기의 리플이 발생하지 않더라도 안정적으로 스위칭 레귤레이터를 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 에뮬레이션부에서 샘플 앤 홀드부를 통해 로우 패스 필터링된 출력전압의 밸리값을 샘플링한 후 이를 이용해 OTA전류를 출력하기 때문에, 제1비교기의 제2입력단자로 입력되는 전압의 DC레벨이 상승하지 않아 정확한 DC레벨을 출력할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 온 타임 생성부에서 출력 부하의 증감에 따라 온 타임을 조절하여 대응함으로써 부하의 변동에 즉각적으로 대응 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 전압 모드의 스위칭 레귤레이터의 회로도.
도 2는 종래 히스테리틱 모드의 스위칭 레귤레이터의 회로도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 스위칭 레귤레이터의 회로도.
도 4는 본 발명의 온 타임 생성부의 회로도.
도 5는 본 발명의 오프 타임 생성부의 회로도.
도 6은 본 발명의 에뮬레이션부의 회로도.
도 7은 본 발명의 에뮬레이션부의 전압 그래프.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터의 회로를 도시한 것이고, 도 4 및 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터의 회로도에 추가되는 구성의 회로를 도시한 것이다.
도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터는 스위칭부(100), 제1비교기(200), 온 타임 생성부(300), 최소 오프 타임 생성부(400) 및 에뮬레이션부(500)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스위칭부(100)는 입력되는 구동신호에 따라 온-오프를 반복하여 스위칭 전압을 출력한다. 스위칭부(100)에서 출력되는 스위칭 전압은 이론적으로는 구형파일 수 있으나, 환경에 따라 다른 형태가 출력될 수 있다.
스위칭 전압은 인덕터와 커패시터로 구성된 필터부(도면부호 미표시)를 통해 필터링 되어 최종적으로
Figure 112017121628181-pat00001
로 출력되며, 직렬로 연결된 저항을 이용해
Figure 112017121628181-pat00002
보다 분배된(감소된) 피드백 전압
Figure 112017121628181-pat00003
이 후술할 구성에 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스위칭부(100)는 상기한 바와 같은 동작을 위해 스위치(110)와 게이트 드라이버(120)를 포함할 수 있다.
스위치(110)는 적어도 하나 이상의 반도체 스위치가 사용될 수 있으며, 게이트 드라이버(120)에서 입력되는 구동신호에 의해 온-오프가 반복되어 스위칭 전압을 출력한다.
스위치(110)의 V_{LX는 인덕터와 커패시터로 구성된 필터부를 통해 본 발명의 일실시예의 출력전압인
Figure 112017121628181-pat00004
으로 출력된다. V_{LX와
Figure 112017121628181-pat00005
는 각각 부하단의 크기에 영향을 받으며, V_{LX는 비교적
Figure 112017121628181-pat00006
보다 부하단의 크기에 영향을 덜 받는다.
게이트 드라이버(120)는 입력에 따라 스위치(110)로 구동신호를 출력하며, 논 오버랩 회로(121)를 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(120)는 논 오버랩 회로(121)를 통해 스위치(110)의 하이 사이드(High side)와 로우 사이드(Low side)가 동시에 턴 온되지 않도록 함으로써, Shot-through전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
제1비교기(200)는 제1입력단자(210), 제2입력단자(220) 및 출력단자(도번 미도시)를 포함하며, 제1 및 제2입력단자에 입력되는 전압의 크기를 비교하여 비교전압을 출력단자로 출력한다. 구체적으로 제1비교기(200)는 제1입력단자(210)(+)로 입력되는 전압이 제2입력단자(220)(-)로 입력되는 전압보다 클 경우 일정 정도의 값을 가지는 전압을 출력하고, 제2입력단자(220)로 입력되는 전압이 제1입력단자(210)로 입력되는 전압보다 크거나 같을 경우 전압을 출력하지 않을 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 제1입력단자(210)로는 일정한 크기의 기준전압인
Figure 112017121628181-pat00007
이 입력되고, 제2입력단자(220)로는 피드백 전압
Figure 112017121628181-pat00008
이 입력된다.
온 타임 생성부(300)는 스위칭 전압에 따라 스위칭부(100)의 온 타임을 조절하도록 리셋 신호를 출력한다. 도 4는 온 타임 생성부(300)의 회로도를 도시한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 온 타임 생성부(300)는 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00009
을 입력으로 받으며, 제2비교기(310)를 포함할 수 있다.
구체적으로 스위칭부(100)가 턴 온되어 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00010
이 일정 전압이 될 경우, 도 4에 도시된 온 타임 생성부(300)의 커패시터를 충전하도록 직류전류가 흐른다. 직류전류에 의해 커패시터가 충전됨에 따라 제2비교기(310)의 제1입력단자(311)의 입력전압(+)은 시간이 지날수록 점점 증가하며, 제2비교기(310)는 제1입력단자(311)의 입력전압이 제2입력단자(312)에 입력되는 입력전압(-)보다 높아질 경우, 리셋신호를 출력한다. 제2입력단자(312)에는 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00011
을 두 번 로우 패스 필터링한 전압이 입력될 수 있다. 이는 로우 패스 필터링을 통해 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00012
을 출력전압
Figure 112017121628181-pat00013
으로 에뮬레이션한 전압을 제2비교기에서 사용하기 위해서이다. 단, 도 4와 같이 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00014
을 두 번 로우 패스 필터링하는 것은 본 발명의 일실시예로써, 본 발명은 이에 한정하지 않고 스위칭 전압이 적어도 한 번 이상 로우 패스필터링 되어 제2입력단자(312)에 입력될 수 있으며, 이 외에도
Figure 112017121628181-pat00015
이 직접 제2입력단자(312)에 입력될 수 있다.
도 4의 커패시터를 충전하는 직류전류는 온 타임 생성부(300)의 입력전압인 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00016
의 크기에 따라 증가하는 속도가 달라진다. 예를 들어 스위칭 전압
Figure 112017121628181-pat00017
는 부하단의 영향을 받으므로 부하단이 클 경우 감소할 수 있다.
Figure 112017121628181-pat00018
가 감소될 경우 도 4의 커패시터를 충전하는 전류 또한 작아져 커패시터가 충전되는 시간 또한 늘어날 수 있으며, 이에 따라 리셋신호가 출력되는 시간간격이 늘어날 수 있는데, 이는 스위치부(100)의 온 타임을 증가시키게 되므로, 부하단의 크기에 따라 온 타임을 조절하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 일실시예는 부하단의 크기에 따라 온 타임 생성부(300)에서 즉각적으로 스위칭부(100)의 온 타임을 보상함으로써, 부하단의 변동에 따른 주파수 변동을 감소시킬 수 있다.
온 타임 생성부(300)에서 출력되는 리셋신호가 생성되는 간격은 설계시 도 4에 도시된 저항과 커패시터의 값을 변경함으로써 조절할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 상기 제1비교기(200)와 온 타임 생성부(300)에서 각각 출력되는 값에 따라 스위칭부(100)로 구동신호를 출력하는 수단으로, SR플립플롭(600)을 더 포함할 수 있다.
SR플립플롭(600)은 제1비교기(200)의 출력값을 세팅값으로 입력받고, 온 타임 생성부(300)의 출력값을 리셋값으로 입력받아 출력값 Q를 결정한다. SR플립플롭(600)의 입력값에 따른 출력값은 아래 표 1과 같다.
[표 1]
Figure 112017121628181-pat00019
상기한 표 1에서 나타나듯, SR플립플롭(600)에 제1비교기(200)에서 출력되는 세팅값이 입력되고,(1이 출력됨) 온 타임 생성부(300)에서 리셋값이 입력되지 않을 경우,(0이 출력됨) SR플립플롭(600)은 구동신호를 출력한다.(1이 출력됨) 이후, 제1비교기(200)에서 세팅값이 입력되지 않더라도 SR플립플롭(600)은 변함없이 구동신호를 출력한다. 이후, 온 타임 생성부(300)에서 SR플립플롭(600)으로 리셋값을 입력하면, SR플립플롭(600)은 구동신호를 출력하지 않음으로써, 스위칭부(100)를 오프시킨다.
도 5는 최소 오프 타임 생성부(400)의 회로를 도시한 것이다. 최소 오프 타임 생성부(400)는 스위칭부(100)가 최소 오프 구간 이후에 오프되도록 오프신호를 출력한다. 즉, 최소 오프 타임 생성부(400)는 스위칭부(100)의 최소한의 오프되는 시간을 보장한다.
최소 오프 타임 생성부(400)는 온 타임 생성부(300)와 유사하게 제3비교기(410)를 포함하는데, 온 타임 생성부(300)와 다른 점은 부하에 따라 변동되는 값인
Figure 112017121628181-pat00020
을 사용하는 것이 아닌, 고정된 전압을 사용한다는 점이다. 즉, 최소 오프 타임 생성부(400)에서는 고정된 간격으로 오프신호인
Figure 112017121628181-pat00021
을 출력한다. 최소 오프 타임 생성부(400)에서 출력되는
Figure 112017121628181-pat00022
는 제1비교기(200)의 출력값이 입력되는 AND게이트로 입력된다. AND게이트는 입력되는 값이 모두 1일 경우 1을 출력하므로,
Figure 112017121628181-pat00023
가 출력되기 전까지 스위칭부(100)를 턴 온 시키는 온 신호가 일력되지 않는다.
도 6은 도 3의 일부분인 에뮬레이션부(500)를 확대한 회로이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 에뮬레이션부(500)는 단일 펄스 생성부(510), 저역 통과 필터(520), 샘플 앤 홀드부(530) 및 OTA(540)를 포함할 수 있다.
단일 펄스 생성부(510)는 스위칭부(100)에 온 신호가 입력될 때, 단일의 펄스신호를 생성한다.
저역 통과 필터(520)는 스위칭 전압인
Figure 112017121628181-pat00024
을 입력받아,
Figure 112017121628181-pat00025
을 로우 패스 필터링한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 저역 통과 필터(520)는 온 타임 생성부(300)와 유사하게
Figure 112017121628181-pat00026
을 직접 입력받는 것이 아닌, 직렬로 연결된 저항을 통해 분배된 전압을 입력받음으로써 저역 통과 필터(520)의 필터 계수를 감소시킬 수 있어, 동작 속도를 향상시킬 수 있다.
샘플 앤 홀드부(530)는 특정 출력값을 샘플링 하고 샘플링된 출력값을 유지하며(홀드), 이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이 스위치(531) 및 커패시터(532)를 포함할 수 있다.
스위치(531)는 도 6에 도시된 상태에서 단일 펄스 생성부(510)에서 생성된 펄스가 입력되면 동작하여 스위치(531)의 양단을 연결한다. 스위치(531)가 연결되면 커패시터(532)는 잠시동안 충전되고, 스위치(531)가 도 6에 도시된 상태로 돌아가면 충전된 커패시터(532)에 의해
Figure 112017121628181-pat00027
는 일정한 값을 유지하게 된다.
도 6에는 도시되지 않았지만, 스위치(531)와 커패시터(532) 사이에는 저항이 직렬로 연결되어 스위치(531)를 통해 입력되는 전압을 한 번 더 로우 패스 필터링 하여, 전압을 안정화 시킬 수 있다.
커패시터(532)는 스위치(531)를 이용해 입력되는 전압값을 저장하는 저장부의 일예로써, 커패시터 이외에도 다른 방법 또는 소자를 통해 스위치(531)를 이용해 입력되는 전압값을 샘플링 및 홀드할 수 있다.
OTA(Operational Transconductance Amplifier)(540)는 입력단자에 입력되는 전압의 차를 OTA전류로 출력한다. OTA(540)의 제1입력단자(541)에는 저역 통과 필터(520)의 출력값인
Figure 112017121628181-pat00028
가 입력되고, 제2입력단자(542)에는 샘플 앤 홀드부(530)에서 홀드된 전압인
Figure 112017121628181-pat00029
이 입력되며, OTA(540)는
Figure 112017121628181-pat00030
와
Figure 112017121628181-pat00031
의 전압의 차를 OTA전류로 출력하여 제1비교기(200)의 제2입력단자(220)로 입력한다. 단, 본 발명은 저역 통과 필터(520)와 샘플 앤 홀드(530)의 출력차를 제1비교기(200)의 제2입력단자(220)에 출력하는 수단의 일예로써 OTA(540)를 제시한 것일 뿐, 이에 한정하는 것은 아니며, 다양한 방식으로 저역 통과 필터(520)와 샘플 앤 홀드(530)의 출력차를 출력하는 수단이 사용될 수 있다.
도 7a는 저역 통과 필터(520)에 입력되는 구형파, 도 7b는 저역 통과 필터(520)의 출력전압, 도 7c는 샘플 앤 홀드(530)의 출력전압, 도 7d는 OTA(540)의 출력전류를 각각 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 저역 통과 필터(520)에 입력되는 구형파는 로우 패스 필터링되면서 삼각파 형태로 변환되며, 저역 통과 필터(520)의 출력값인 삼각파는 리플로 사용된다. 샘플 앤 홀드부(530)는 단일 펄스 생성부(510)에서 펄스신호가 입력될 때, 스위치(531)가 양단을 연결하여, 저역 통과 필터(520)의 출력값을 샘플링 및 홀드한다. 단일 펄스 생성부(510)에서 펄스신호를 입력하는 시간은 SR플립플롭(600)에서 구동신호를 스위칭부(100)에 입력하여 스위치(110)가 턴 온 될 때이므로,
Figure 112017121628181-pat00032
가 값을 가질 때이며, 이는 도 7a에 도시된 저역 통과 필터(520)에 구형파가 입력될 때와 동일하다. 즉, 샘플 앤 홀드부(530)는 삼각파 형태로 나타나는 저역 통과 필터(520)의 밸리값을 샘플링 및 홀드한다.
OTA(540)는 저역 통과 필터(520)와 샘플 앤 홀드부(530)의 출력의 차이를 전OTA전류로 출력하므로, 도 7d에 도시된 OTA전류는 도 7b에 도시된 삼각파가 0을 기준으로 시프트된 형태가 나타난다.
도 7d에 도시된 OTA전류는 별도의 저항을 통해(미도시) 제2입력단자(220)에 입력되며, 제1비교기(200)는 기준전압과 리플이 더해진(OTA의 출력값이 더해진) 피드백 전압을 비교하여 비교전압을 출력한다. 즉, 레귤레이터의 출력단에서 사용되는 커패시터의 ESR저항이 작더라도, 인위적인 리플을 피드백 전압에 더해줌으로써 레귤레이터가 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
도 6에 도시된 샘플 앤 홀드부(530)를 사용하지 않고, 별도의 추가적인 저역 통과 필터를 사용하여 1차적으로 로우 패스 필터링된 전압과 2차적으로 로우 패스 필터링된 전압을 사용하는 경우도 있을 수 있다. 그러나 이러한 경우에는 2차적으로 로우 패스 필터링된 전압이 샘플 앤 홀드부에서 샘플링 및 홀드된 전압보다 높아 평균 DC레벨이 상승하고, 이에 따라 제1비교기(200)에서 리플의 크기에 따라 비교값이 달라져 출력전압
Figure 112017121628181-pat00033
또한 달라질 수 있으며, 이를 방지하기 위해 샘플 앤 홀드부(530)를 사용한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 제로 크로싱 회로(700)를 더 포함할 수 있다. 제로 크로싱 회로(700)는 스위칭부(100)의 출력전압을 감지하여 출력전압이 0이하로 떨어질 때 역전류가 흐르지 않도록 스위치(110)를 제어하여, DCM(Discontinuous Conduction Mode)일 때, PSM(Pulse Skipping Mode)로 동작하도록 하여 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 스위칭부 110 : 스위치
120 : 게이트 드라이버 121 : 논 오버랩 회로
200 : 제1비교기
210 : 제1입력단자 220 : 제2입력단자
300 : 온 타임 생성부
310 : 제2비교기
311 : 제1입력단자 312 : 제2입력단자
400 : 최소 오프 타임 생성부
410 : 제3비교기
500 : 에뮬레이션부
510 : 단일 펄스 생성부 520 : 저역 통과 필터
530 : 샘플 앤 홀드부 531 : 스위치
532 : 커패시터 540 : OTA
600 : SR플립플롭
700 : 제로 크로싱 회로

Claims (9)

  1. 입력되는 구동신호에 따라 온-오프를 반복하여 스위칭 전압을 출력하는 스위칭부;
    제1입력단자에 기준전압이 입력되고, 제2입력단자에 상기 스위칭부의 피드백 전압이 입력되며, 출력단자가 상기 스위칭부의 입력단과 연결되어 상기 제1입력단자와 제2입력단자 각각에 입력되는 전압의 비교값을 상기 스위칭부로 출력하는 제1비교기;
    상기 제2입력단자에 연결되어, 상기 스위칭 전압을 필터링한 리플 신호를 상기 피드백 전압에 더하는 에뮬레이션부;
    를 포함하되,
    상기 에뮬레이션부는 상기 스위칭 전압을 입력받아 로우 패스 필터링하는 저역 통과 필터, 상기 저역 통과 필터의 출력 전압의 밸리값을 샘플링하는 샘플 앤 홀드부 및 상기 저역 통과 필터와 상기 샘플 앤 홀드부의 출력차를 상기 제1비교기의 제2입력단자에 출력하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 에뮬레이션부는
    상기 스위칭부를 턴 온 시키는 온 신호가 입력될 때 단일의 펄스신호를 생성하는 단일 펄스 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 샘플 앤 홀드부는
    상기 단일 펄스 생성부의 펄스 신호를 입력받아 동작하여 양단을 연결하는 스위치 및
    상기 스위치의 일단에 연결되어 입력되는 전압을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저역 통과 필터는
    상기 스위칭 전압을 전압 분배하여 입력받는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 전압에 따라 상기 스위칭부의 온 타임을 조절하도록 리셋신호를 출력하는 온 타임 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위칭부가 최소 오프 구간 이후에 오프되도록 오프신호를 출력하는 최소 오프 타임 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 최소 오프 구간 이후에 상기 제1비교기의 출력값을 셋 입력값으로 받고, 상기 온 타임 생성부의 출력값을 리셋 입력값으로 받아 상기 스위칭부에 구동신호를 출력하는 SR플립플롭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는
    스위치 및
    상기 스위치에 구동신호를 인가하는 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 게이트 드라이버는 논 오버랩 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESR 에뮬레이션을 이용한 스위칭 레귤레이터.
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