KR102068777B1 - 내부 기생 전압을 이용한 ｄｃ-ｄｃ 벅 컨버터의 ｐｆｍ 동작 제어를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 PFM 모드 동작을 구현하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치에 관한 것으로, DC-DC 컨버터가 전압모드 벅 컨버터로의 동작시에 기생적으로 내부에 생기는 전압인 내부 기생 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하는 보상기;상기 보상기의 출력 내부 기생 전압(VERR)이 비반전 단자(+)로 입력되고, 반전 단자(-)로 전압-제어 삼각파형 발생기의 출력(fSAW)이 입력되어 DC-DC 컨버터가 PFM 모드 동작을 하도록 하는 비교기;를 포함하는 것이다.

Description

내부 기생 전압을 이용한 ＤＣ-ＤＣ 벅 컨버터의 ＰＦＭ 동작 제어를 위한 장치{Apparatus for Controlling Pulse Frequency Modulation in ＤＣ-ＤＣ Buck Converter using a Parasitic Internal Voltage}
본 발명은 DC-DC 벅 컨버터에 관한 것으로, 구체적으로 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 PFM 모드 동작을 구현하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 DC-DC 컨버터는 임의의 입력 전압에서 부하에서 요구하는 전압으로 가공하여 낮은 리플의 조절된 전압(Regulated voltage)을 출력하는 장치로서, 전자 기기에 공급 전압을 제공하기 위해 많이 사용된다.
DC-DC 컨버터는 구동 방식에 따라 직접적으로 전압을 변환하는 선형(Linear) 방식과, 출력으로 전달되는 펄스의 폭을 조절하여 전압을 변환하는 스위칭 방식이 있다.
이 중 효율이 높은 스위칭 방식의 컨버터가 널리 사용된다.
스위칭 방식 컨버터는 입력 전압과 출력 전압의 관계에 따라 벅, 부스트, 벅/부스트로 나뉜다. 그중 입력 전압보다 낮은 출력 전압으로 가공하는 장치를 벅 컨버터라고 한다.
벅 컨버터에는 빠른 과도 응답 특성 및 넓은 부하 범위에서 높은 에너지 효율이 요구된다.
그리고 스위칭 신호 즉, PWM 신호를 만드는 방법에 따라 크게 전압모드, 전류 모드, 전압 모드 히스테리틱, 전류 모드 히스테리틱 제어로 나뉜다.
도 1은 PWM 모드에서 부하전류에 따른 컨버터 효율을 나타낸 그래프이고, 도 2는 종래 기술의 전류 측정 방식을 나타낸 회로 구성도이다.
구체적으로 벅 컨버터는 높은 DC 입력전압을 받아서, 입력전압보다 낮은 DC 출력전압을 내보내는 컨버터이다.
PMOS & NMOS의 스위칭을 이용하여 입력전압(VIN)이나 부하 전류(IO)의 변화에 상관없이 안정적인 DC 출력전압을 내보내기 때문에 스위치-모드 파워 서플라이 라고 불리며, 단순히 DC-DC 벅 컨버터라고도 불린다.
DC-DC 벅 컨버터는 Pulse-Width Modulation(PWM) 방식으로 동작을 하게 되는데, 이 방식은 특정하게 정해진 스위칭 주파수(fSW)로 MOSFET을 스위칭 하며 컨버터를 동작시키는 원리이다.
하지만, 도 1에서와 같이, 부하 전류가 점점 낮아짐에 따라서 컨버터의 전력 손실이 높아지며 전체 효율이 감소하는 것을 볼 수 있다.
따라서 Pulse-Frequency Modulation(PFM) 방식으로 이를 극복할 수 있는데, PFM 방식은 부하전류를 측정하여 부하전류가 낮아지면 그에 따라 스위칭 주파수를 낮추어서 전력 효율을 최대화 하는 기법이다.
도 2는 PFM 방식을 구현하는 기존 부하전류 측정 방식의 개념도이다.
P MOSFET의 100 분의 1 사이즈로 복사하여 P MOSFET에 흐르는 전류(IP)를 측정하는 것이다.
복사된 전류는 측정 저항(RSEN)에 흐르게 되어 측정 전압(VSEN)을 통해 부하전류의 양을 알 수 있다. 하지만 100분의 1 사이즈의 MOSFET이 추가로 필요하고, 그에 따른 필요 없는 전류손실(IP/100)이 발생하여 컨버터의 효율을 감소시킨다.
또한, MOSFET 의 넌-리니어 특성에 따라 전류를 정확히 100분의 1로 측정할 수 없다는 문제도 있다.
현재, 휴대폰, 카메라, 노트북, 게임기, PMP, MP3, PDA, 캠코더 등과 같은 모바일기기에서 DC 전압을 만들어주기 위한 DC-DC 컨버터의 사용이 증가하고 있고, 사용할 전원전압과 전원전류용량에 따라서 DC-DC 변환기의 종류를 선택하여 최적의 효율, 가격, 부피 등의 특성에 맞도록 설계되는 것이 요구되고 있는 추세이다.
따라서, 전류 손실이 없고, DC-DC 컨버터에서 효율을 높일 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1793009호 대한민국 공개특허 제10-2017-0002326호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 DC-DC 벅 컨버터의 문제를 해결하기 위한 것으로, 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 PFM 모드 동작을 구현하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압인 VERR을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 이를 전압-제어 삼각파형 발생기의 입력 전압으로 사용하여 PFM 동작을 구현할 수 있도록 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 VFREQ 전압이 작아짐에 따라 삼각파형의 주파수 또한 같은 비율로 작아지는 것을 이용하여, VERR 와 VFREQ를 서로 연결하고 VERR = VFREQ, fSAW = fSW 조건이 성립하여 부하 전류가 작아짐에 따라 스위칭 주파수가 작아지는 PFM 모드 동작을 구현하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전압-모드 벅 컨버터의 기생적으로 생기는 전압을 측정하여 PFM 모드 동작을 가능하도록 하여 추가적인 PMOS MOSFET 스위치가 필요로 하지 않아 전류 손실이 없고, 컨버터의 효율을 극대화 할 수 있도록 한 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 기생적으로 생기는 전압을 이용하여 PFM 모드 동작을 구현하는 것에 의해 DC-DC 컨버터에 해당 기술을 적용하는 것에 제한이 없고, 칩 면적을 줄일 수 있도록 한 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치는 DC-DC 컨버터가 전압모드 벅 컨버터로의 동작시에 기생적으로 내부에 생기는 전압인 내부 기생 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하는 보상기;상기 보상기의 출력 내부 기생 전압(VERR)이 비반전 단자(+)로 입력되고, 반전 단자(-)로 전압-제어 삼각파형 발생기의 출력(fSAW)이 입력되어 DC-DC 컨버터가 PFM 모드 동작을 하도록 하는 비교기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전압-제어 삼각파형 발생기는, LPF(Low-pass Filter) 구조를 갖고 입력부분에 들어오는 노이즈를 제거하기 위하여 입력 전압(VFREQ)을 필터링하는 입력전압 필터링부와,입력전압 필터링부에서 필터링된 입력전압에 의해 기준 전류(ISAW)를 생성하는 기준전류 생성부와,기준 전류(ISAW)를 전류 거울을 통해서 축전기(CSAW)에 흐르게 하여 삼각파형을 출력하는 삼각파형 출력부와,일정 시간 지연으로 전압-제어 삼각파형 발생기가 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 지연기와,펄스를 발생시켜 삼각파형이 정상적으로 만들어지도록 하는 펄스 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 기생 전압(VERR)은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)에서 DC-DC 부하 전류와의 관계가,
Figure 112018046414787-pat00001
으로 정의되고,
여기서, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, VIN 은 DC-DC 입력 전압, VOUT 은 DC-DC 출력 전압, ILOAD 는 DC-DC 부하 전류, L 은 인덕턴스, fSW 는 스위칭 주파수인 것을 특징으로 한다.
그리고 기생 전압(VERR)은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)에서 DC-DC 부하 전류와 서로 1:1의 관계인 것을 이용하여, VERR을 측정하여 부하 전류를 측정하고 이를 전압-제어 삼각파형 발생기의 입력 전압으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 전압-제어 삼각파형 발생기의 출력(fSAW)은,
Figure 112018046414787-pat00002
으로 정의되고,
여기서, VFREQ는 입력 전압, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, RSAW 는 저항, CSAW 는 축전용량인 것을 특징으로 한다.
그리고 입력 전압(VFREQ) 에 따라서 삼각 파형의 주파수(fSAW)가 비례하여 변화하며, VFREQ 전압이 작아짐에 따라 삼각파형의 주파수 또한 같은 비율로 작아지는 것을 특징으로 한다.
그리고 VERR 와 VFREQ를 서로 연결하면 VERR = VFREQ, fSAW = fSW 조건이 성립하여,
Figure 112018046414787-pat00003
으로 정의되고,
VERR와 ILOAD 는 제곱근의 관계에서 선형 관계로 바뀌어 부하 전류가 작아짐에 따라 스위칭 주파수가 작아지는 PFM 모드 동작을 구현하고, 여기서, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, VIN 은 DC-DC 입력 전압, VOUT 은 DC-DC 출력 전압, ILOAD 는 DC-DC 부하 전류, L 은 인덕턴스, fSW 는 스위칭 주파수인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 PFM 모드 동작을 구현할 수 있다.
둘째, 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압인 VERR을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 이를 전압-제어 삼각파형 발생기의 입력 전압으로 사용하여 PFM 동작을 구현할 수 있어 컨버터 효율을 높일 수 있다.
셋째, 전압-모드 벅 컨버터의 기생적으로 생기는 전압을 측정하여 PFM 모드 동작을 가능하도록 하여 추가적인 PMOS MOSFET 스위치가 필요로 하지 않아 전류 손실이 없고, 컨버터의 효율을 극대화 할 수 있다.
넷째, 기생적으로 생기는 전압을 이용하여 PFM 모드 동작을 구현하는 것에 의해 DC-DC 컨버터에 해당 기술을 적용하는 것에 제한이 없고, 칩 면적을 줄일 수 있어 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 PWM 모드에서 부하전류에 따른 컨버터 효율을 나타낸 그래프
도 2는 종래 기술의 전류 측정 방식을 나타낸 회로 구성도
도 3은 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치의 구성도
도 4는 부하 전류에 따른 VERR 그래프
도 5는 전압-제어 삼각파형 발생기의 회로 구성도
도 6은 VFREQ 전압에 따른 삼각파형 주파수의 변화 특성을 나타낸 그래프
도 7a와 도 7b는 전압-제어 삼각파형 연결 후 부하전류와 VERR, fSW 의 관계를 나타낸 그래프
이하, 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치의 구성도이다.
본 발명은 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압인 VERR을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 이를 전압-제어 삼각파형 발생기의 입력 전압으로 사용하여 PFM 동작을 구현할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, VFREQ 전압이 작아짐에 따라 삼각파형의 주파수 또한 같은 비율로 작아지는 것을 이용하여, VERR 와 VFREQ를 서로 연결하고 VERR = VFREQ, fSAW = fSW 조건이 성립하여 부하 전류가 작아짐에 따라 스위칭 주파수가 작아지는 PFM 모드 동작을 구현하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 전압-모드 벅 컨버터의 기생적으로 생기는 전압을 측정하여 PFM 모드 동작을 가능하도록 하여 추가적인 PMOS MOSFET 스위치가 필요로 하지 않아 전류 손실이 없고, 컨버터의 효율을 극대화 할 수 있도록 한 것으로 구체적인 구성은 다음과 같다.
본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치는 DC-DC 컨버터(31)가 전압모드 벅 컨버터로의 동작시에 기생적으로 내부에 생기는 전압인 내부 기생 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하는 보상기(30)와, 보상기(30)의 출력 내부 기생 전압(VERR)이 비반전 단자(+)로 입력되고, 반전 단자(-)로 전압-제어 삼각파형 발생기의 출력(fSAW)이 입력되어 DC-DC 컨버터(31)가 PFM 모드 동작을 하도록 하는 비교기(32)를 포함한다.
여기서, 전압-제어 삼각파형 발생기의 상세 구조는 다음과 같다.
도 4는 부하 전류에 따른 VERR 그래프이고, 도 5는 전압-제어 삼각파형 발생기의 회로 구성도이다.
전압-제어 삼각파형 발생기는 삼각파형의 주파수(fSAW)를 출력하는 것으로, 도 5에서와 같이, 축전기(CC)를 사용하는 LPF(Low-pass Filter) 구조를 갖고 입력부분에 들어오는 노이즈를 제거하기 위하여 입력 전압(VFREQ)을 필터링하는 입력전압 필터링부(51)와, 입력전압 필터링부(51)에서 필터링된 입력전압에 의해 기준 전류(ISAW)를 생성하는 기준전류 생성부(52)와, 기준 전류(ISAW)를 전류 거울을 통해서 축전기(CSAW)에 흐르게 하여 삼각파형을 출력하는 삼각파형 출력부(53)와, 일정 시간 지연으로 전압-제어 삼각파형 발생기가 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 지연기(54)와, 펄스를 발생시켜 삼각파형이 정상적으로 만들어지도록 하는 펄스 발생기(55)를 포함한다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치는 PMOS MOSFET을 추가하여 부하 전류를 측정하는 것이 아닌, 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압인 VERR을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하는 것이다.
기생 전압(VERR)은 보상기(Compensator)(30)의 출력 전압으로, 보상기(30)는 Feedback network(귀환 회로)로 이루어진 회로를 안정화시키기 위해 필수적으로 필요한 구성이다.
또한, 기생 전압(VERR)은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)에서 부하 전류와 수학식 1에서와 같은 관계를 갖는다.
Figure 112018046414787-pat00004
여기서, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, VIN 은 DC-DC 입력 전압, VOUT 은 DC-DC 출력 전압, ILOAD 는 DC-DC 부하 전류, L 은 인덕턴스, fSW 는 스위칭 주파수이다.
도 4는 부하전류에 따른 VERR의 그래프를 나타낸 것이다.
DCM(Discontinuous Conduction Mode) 에서 서로 1:1의 관계가 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 VERR을 측정하여 부하 전류를 측정할 수 있으며, 이를 전압-제어 삼각파형 발생기의 입력 전압으로 사용하여 PFM 동작을 할 수 있다.
도 5에서와 같이, 전압-제어 삼각파형 발생기는 큰 축전용량을 가진 축전기(CC)를 사용하여 Low-pass Filter (LPF)를 구현하여 만들어 입력 전압(VFREQ)을 필터링한다.
필터링된 입력전압은 안정적인 기준 전류(ISAW)를 만들어내고, 전류 거울을 통해서 축전기(CSAW)에 흐르게 되어 삼각파형을 만들어 낸다.
또한, 비교기, 지연기(Delay cell), 펄스 발생기(Pulse Generator)를 통해 일정한 주파수를 갖는 삼각파형을 만들어 낸다.
따라서, 전압-제어 삼각파형 발생기는 입력 전압(VFREQ)에 따라 삼각파형의 주파수(fSAW)가 결정되며, 그 주파수는 수학식 2에서와 같다.
Figure 112018046414787-pat00005
여기서, VFREQ는 입력 전압, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, RSAW 는 저항, CSAW 는 축전용량이다.
입력 전압(VFREQ) 에 따라서 삼각 파형의 주파수(fSAW)가 비례하여 변화하며, 도 6은 VFREQ의 전압에 따른 삼각파형의 변화를 나타낸다.
VFREQ 전압이 작아짐에 따라 삼각파형의 주파수 또한 같은 비율로 작아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서 VERR 와 VFREQ를 서로 연결하면 VERR = VFREQ, fSAW = fSW 조건이 성립하며 이는 수학식 3에서와 같이 정의된다.
Figure 112018046414787-pat00006
VERR와 ILOAD 는 제곱근의 관계에서 선형 관계로 바뀌며, 도 7a와 도 7b에서와 같이, 부하 전류가 작아짐에 따라 자연스럽게 스위칭 주파수가 작아지는 PFM 모드 동작을 구현 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치는 전압모드 벅 컨버터를 구현할 시 기생적으로 내부에 생기는 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하여 PFM 모드 동작을 구현하는 것이다.
본 발명은 전압-모드 벅 컨버터의 기생적으로 생기는 전압을 측정하여 PFM 모드 동작을 가능케 하며, 추가적인 PMOS MOSFET 스위치가 필요하지 않기 때문에 낭비되는 전류 손실이 없다.
결국 컨버터의 효율을 극대화 할 수 있으며 DC-DC 컨버터에서 효율을 극대화하는 것은 가장 중요한 요소라 할 수 있다. 또한, 기생적으로 생기는 전압을 이용하기 때문에 방식의 도입이 편리하다는 장점이 있고, 칩 면적을 줄여주어 결국 생산성의 향상도 기대 할 수 있다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
30. 보상기 31. DC-DC 컨버터
32. 비교기

Claims (7)

  1. DC-DC 컨버터가 전압모드 벅 컨버터로의 동작시에 기생적으로 내부에 생기는 전압인 내부 기생 전압(VERR)을 측정하여 간접적으로 부하전류를 측정하는 보상기;
    상기 보상기의 출력 내부 기생 전압(VERR)이 비반전 단자(+)로 입력되고, 반전 단자(-)로 전압-제어 삼각파형 발생기의 출력(fSAW)이 입력되어 DC-DC 컨버터가 PFM 모드 동작을 하도록 하는 비교기;를 포함하고,
    기생 전압(VERR)은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)에서 DC-DC 부하 전류와의 관계가,
    Figure 112019089623507-pat00018
    으로 정의되고,
    여기서, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, VIN 은 DC-DC 입력 전압, VOUT 은 DC-DC 출력 전압, ILOAD 는 DC-DC 부하 전류, L 은 인덕턴스, fSW 는 스위칭 주파수인 것을 특징으로 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압-제어 삼각파형 발생기는,
    LPF(Low-pass Filter) 구조를 갖고 입력부분에 들어오는 노이즈를 제거하기 위하여 입력 전압(VFREQ)을 필터링하는 입력전압 필터링부와,
    입력전압 필터링부에서 필터링된 입력전압에 의해 기준 전류(ISAW)를 생성하는 기준전류 생성부와,
    기준 전류(ISAW)를 전류 거울을 통해서 축전기(CSAW)에 흐르게 하여 삼각파형을 출력하는 삼각파형 출력부와,
    일정 시간 지연으로 전압-제어 삼각파형 발생기가 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 지연기와,
    펄스를 발생시켜 삼각파형이 정상적으로 만들어지도록 하는 펄스 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 기생 전압(VERR)은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)에서 DC-DC 부하 전류와 서로 1:1의 관계인 것을 이용하여,
    VERR을 측정하여 부하 전류를 측정하고 이를 전압-제어 삼각파형 발생기의 입력 전압으로 사용하는 것을 특징으로 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 전압-제어 삼각파형 발생기의 출력(fSAW)은,
    Figure 112018046414787-pat00008
    으로 정의되고,
    여기서, VFREQ는 입력 전압, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, RSAW 는 저항, CSAW 는 축전용량인 것을 특징으로 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 입력 전압(VFREQ) 에 따라서 삼각 파형의 주파수(fSAW)가 비례하여 변화하며, VFREQ 전압이 작아짐에 따라 같은 비율로 삼각파형의 주파수가 작아지는 것을 특징으로 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, VERR 와 VFREQ를 서로 연결하면 VERR = VFREQ, fSAW = fSW 조건이 성립하여,
    Figure 112019089623507-pat00009
    으로 정의되고,
    VERR와 ILOAD 는 제곱근의 관계에서 선형 관계로 바뀌어 부하 전류가 작아짐에 따라 스위칭 주파수가 작아지는 PFM 모드 동작을 구현하고,
    여기서, VPEAK 는 삼각파형의 최댓값, VIN 은 DC-DC 입력 전압, VOUT 은 DC-DC 출력 전압, ILOAD 는 DC-DC 부하 전류, L 은 인덕턴스, fSW 는 스위칭 주파수인 것을 특징으로 하는 내부 기생 전압을 이용한 DC-DC 벅 컨버터의 PFM 동작 제어를 위한 장치.
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