KR102169381B1 - Dc-dc 컨버터 및 이를 포함하는 전자 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각이 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 통해 부하로 전류를 공급하는 적어도 하나의 컨버터 회로, 및 상기 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하고, 상기 감지 신호를 기설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드(sample and hold)하여 상기 인덕터의 평균전류를 감지하며, 상기 평균전류에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 DC-DC 컨버터가 제공된다. 상기 샘플링 시간은 상기 인덕터 전류가 피크(peak) 값보다 작고, 밸리(valley) 값보다 큰 값을 가질 때의 시간 중에서 설정된다.

Description

DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 전자 시스템{DC-DC CONVERTER AND ELECTRONIC SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 전자 시스템에 관한 것이다.
DC-DC 컨버터는 DC 전압의 크기를 변환하기 위한 회로이다. DC-DC 컨버터는 인덕터를 포함하는 벅 컨버터(buck converter)를 이용하여 구현될 수 있다. DC-DC 컨버터의 상 전류 밸런싱(phase current balancing) 및 드룹 제어(droop control)를 하기 위해 상기 인덕터에 흐르는 평균 전류 정보가 필요하다. 상기 평균 전류 정보는 COT(Constant On Time) DC-DC 컨버터의 스위칭 주파수를 보상하기 위해서도 사용될 수 있다.
인덕터의 피크(peak) 및 밸리(valley) 전류를 구하고, 상기 피크 및 밸리 전류에 따라 인덕터의 평균 전류를 구할 수 있다. 그러나 상기 방법에 따를 경우 복잡한 회로가 필요하고, 인덕터 값의 변동(variation)에 따른 오차가 크게 발생하며, 정확한 전류 측정이 어려운 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 보다 단순한 회로를 이용하여 보다 정확한 인덕터 전류 정보를 얻는 DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 전자 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각각이 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 통해 부하로 출력 전류를 공급하는 적어도 하나의 컨버터 회로, 및 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하고, 상기 감지 신호를 기 설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드(sample and hold)하여 상기 인덕터의 평균전류를 감지하며, 상기 평균전류에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 DC-DC 컨버터가 제공된다. 상기 샘플링 시간은 상기 인덕터 전류가 피크(peak) 값보다 작고, 밸리(valley) 값보다 큰 값을 갖는 시간 중에서 설정된다.
상기 제어부는 스위칭 주파수에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로를 동작시키고, 상기 스위칭 주파수는 상기 DC-DC 컨버터의 입력 전압, 상기 부하에 걸리는 출력 전압 및 상기 출력 전류에 따라 결정될 수 있다.
상기 적어도 하나의 컨버터 회로는 제1 인덕터를 포함하는 제1 벅 컨버터(buck converter) 회로, 제2 인덕터를 포함하는 제2 벅 컨버터 회로, 및 제3 인덕터를 포함하는 제3 벅 컨버터 회로를 포함하며, 상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터 및 상기 제3 인덕터 각각에 흐르는 인덕터 전류들 간의 페이즈 인터벌(phase interval)은 120도일 수 있다.
상기 샘플링 시간은 상기 전류가 상기 밸리 값을 갖는 제1 시간 및 상기 전류가 상기 피크 값을 갖는 제2 시간 사이의 하프 타임(half time)일 수 있다.
상기 제어부는 상기 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하는 전류 감지부, 상기 컨버터 회로의 동작을 제어하는 컨버터 제어 신호 및 상기 샘플링 시간에 상기 감지 신호를 샘플링하기 위한 샘플링 신호를 생성하는 타이머 회로, 및 상기 샘플링 신호에 따라 상기 감지 신호를 샘플 앤 홀드하는 샘플 앤 홀드 회로를 포함할 수 있다.
상기 타이머 회로는 카운터를 포함하는 디지털 회로로 구현될 수 있다.
상기 타이머 회로는 램프 전압 및 제1 기준 전압을 비교하여 상기 컨버터 제어 신호를 생성하는 컨버터 제어 신호 생성부, 상기 제1 기준 전압에 비례하는 제2 기준 전압을 생성하는 전압 분배기, 및 상기 램프 전압 및 상기 제2 기준 전압을 비교하여 상기 샘플링 신호를 생성하는 샘플링 신호 생성부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 인덕터의 평균전류에 따라 상기 적어도 하나의 컨버터 회로의 스위칭 주파수를 보상할 수 있다.
상기 제어부는 상기 인덕터의 평균전류에 따라 드룹 전류의 크기를 조절할 수 있다.
상기 제어부는 상기 인덕터의 평균전류에 따라 전류 셰어링(sharing)을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 입력 전압을 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터, 및 상기 출력 전압에 따라 동작하는 전자 장치를 포함하고, 상기 DC-DC 컨버터는 각각이 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 통해 상기 전자 장치로 출력 전류를 공급하는 적어도 하나의 컨버터 회로 및 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하고, 상기 감지 신호를 기 설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드(sample and hold)하여 상기 인덕터의 평균전류를 감지하며, 상기 평균전류에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 전자 시스템이 제공된다. 상기 샘플링 시간은 상기 인덕터 전류가 피크(peak) 값보다 작고, 밸리(valley) 값보다 큰 값을 가질 때의 시간 중에서 설정된다.
상기 전자 시스템은 시스템-온 칩(System-on Chip; SoC)일 수 있다.
상기 제어부는 스위칭 주파수에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로를 동작시키고, 상기 스위칭 주파수는 상기 입력 전압, 상기 출력 전압 및 상기 전자 장치에 흐르는 출력 전류에 따라 결정될 수 있다.
상기 적어도 하나의 컨버터 회로는 제1 인덕터를 포함하는 제1 벅 컨버터(buck converter) 회로, 제2 인덕터를 포함하는 제2 벅 컨버터 회로, 및 제3 인덕터를 포함하는 제3 벅 컨버터 회로를 포함하며, 상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터 및 상기 제3 인덕터 각각에 흐르는 인덕터 전류들 간의 페이즈 인터벌(phase interval)은 120도일 수 있다.
상기 샘플링 시간은 상기 인덕터 전류가 상기 밸리 값을 갖는 제1 시간 및 상기 인덕터 전류가 상기 피크 값을 갖는 제2 시간 사이의 하프 타임(half time)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각각이 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 통해 부하로 전류를 공급하는 적어도 하나의 벅 컨버터 회로를 포함하는 DC-DC 컨버터의 동작 방법에 있어서, 상기 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계, 및 상기 감지 신호를 기설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드하여 상기 인덕터의 평균전류를 감지하는 단계를 포함하며, 상기 전류는 상기 샘플링 시간에 피크 값 및 밸리 값 사이의 값을 갖는 DC-DC 컨버터의 동작 방법이 제공된다.
상기 DC-DC 컨버터의 동작 방법은 상기 인덕터의 평균전류에 따라 상기 적어도 하나의 컨버터 회로의 스위칭 주파수를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 DC-DC 컨버터의 동작 방법은 상기 인덕터의 평균전류에 따라 드룹 전류의 크기를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 DC-DC 컨버터의 동작 방법은 상기 인덕터의 평균전류에 따라 전류 셰어링(sharing)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 단순한 회로를 이용하여 하프 타임 샘플링 신호를 생성하고, 상기 신호를 이용하여 전류의 평균 전류를 샘플링함으로써, 보다 정확한 인덕터 평균 전류 정보를 얻을 수 있다. 따라서 회로 면적이 감소하고 보다 정확한 컨버터 제어가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 DC-DC 컨버터의 블록도이다.
도 3은 도 2의 DC-DC 컨버터의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 도 3의 제어부를 보다 자세하게 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 3의 DC-DC 컨버터의 일부를 보다 자세하게 나타낸 회로도이다.
도 6은 도 5의 회로도의 각 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 도 5의 타이머 회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 7의 각 신호의 타이밍도이다.
도 9는 도 2의 DC-DC 컨버터의 다른 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 1의 SoC를 포함하는 전자 시스템의 실시 예를 나타내는 블록도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전자 시스템(1)은 이동 전화기, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터(tablet computer), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PDN(personal navigation device 또는 portable navigation device), 손으로 들고 다닐 수 있는 게임 콘솔(handheld game console), 또는 e-북(e-book)과 같이 손으로 들고 다닐 수 있는 장치(handheld device)로 구현될 수 있다.
전자 시스템(1)은 SoC(100), 메모리 장치(190) 및 디스플레이 장치(195)를 포함한다. SoC(100)는 중앙처리장치(Central Processing Unit; CPU, 110), ROM(Read Only Memory, 120), RAM(Random Access Memory, 130), 타이머(135), 그래픽 프로세싱 유닛(Graphics Processing Unit; GPU, 140), 클럭 관리부(Clock Management Unit; CMU, 145), 디스플레이 컨트롤러(Display Controller, 150), 메모리 인터페이스(Memory Interface, 170), 및 버스(180)를 포함한다. SoC(100)는 도시된 구성요소 외에도 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(1)은 또한 전원관리부(Power Management Unit; PMU, 160)를 더 포함할 수 있다.
도 1의 실시예에서는, PMU(160)는 SoC(100) 내에 구현되나, 다른 실시예에서는 PMU(160)가 SoC(100) 외부에 구현될 수 있다.
PMU(160)는 DC-DC 컨버터(3)를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터(3)는 DC 전압의 크기를 변환하기 위한 회로일 수 있다. 일례로 DC-DC 컨버터(3)는 입력 전압(VIN)을 출력 전압(VOUT)으로 변환할 수 있고, PMU(160)는 출력 전압(VOUT)에 따라 동작할 수 있다.
이하에서는 DC-DC 컨버터(3)가 SoC(100)의 PMU(160)에 포함되는 실시예에 대하여 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따라, DC-DC 컨버터(3)는 SoC(100)의 다른 구성요소, 예컨대 CPU(110)에 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, DC-DC 컨버터(3)는 도 1에 도시된 것과 다른 전자 시스템에 포함될 수 있다.
프로세서(processor)라고도 불릴 수 있는 CPU(110)는 메모리 장치(190)에 저장된 프로그램들 및/또는 데이터를 처리 또는 실행할 수 있다. 예컨대, CPU(110)는 클락 신호 발생기(미 도시)로부터 출력된 클락 신호에 응답하여 상기 프로그램들 및/또는 상기 데이터를 처리 또는 실행할 수 있다.
CPU(110)는 실시예에 따라 멀티-코어 프로세서(multi-core processor)로 구현될 수 있다. 상기 멀티-코어 프로세서는 두 개 또는 그 이상의 독립적인 실질적인 프로세서들('코어들(cores)'이라고 불림)을 갖는 하나의 컴퓨팅 컴포넌트(computing component)이고, 상기 프로세서들 각각은 프로그램 명령들(program instructions)을 읽고 실행할 수 있다. 상기 멀티-코어 프로세서는 다수의 가속기를 동시에 구동할 수 있으므로, 상기 멀티-코어 프로세서를 포함하는 데이터 처리 시스템은 멀티-가속(multi-acceleration)을 수행할 수 있다.
ROM(120), RAM(130), 및 메모리 장치(190)에 저장된 프로그램들 및/또는 데이터는 필요에 따라 CPU(110)의 메모리에 로드(load)될 수 있다.
ROM(120)은 영구적인 프로그램들 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. ROM(120)은 EPROM(erasable programmable read-only memory) 또는 EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)으로 구현될 수 있다.
RAM(130)은 프로그램들, 데이터, 또는 명령들(instructions)을 일시적으로 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(120 또는 190)에 저장된 프로그램들 및/또는 데이터는 CPU(110)의 제어 또는 ROM(120)에 저장된 부팅 코드(booting code)에 따라 RAM(130)에 일시적으로 저장될 수 있다. RAM(130)은 실시예에 따라 DRAM(dynamic RAM) 또는 SRAM(static RAM)으로 구현될 수 있다.
GPU(140)는 메모리 컨트롤러(170)가 메모리 장치(190)로부터 리드(read)한 데이터를 디스플레이에 적합한 신호로 처리한다.
CMU(145)는 동작 클럭 신호를 생성하고 동작 클럭 신호 출력을 제어할 수 있다. CMU(145)는 위상 동기 루프 회로(Phase Locked Loop; PLL), 지연 동기 루프(Delayed Locked Loop; DLL), 수정자(crystal)등의 클럭 생성 장치 및 클럭 제어부를 포함할 수 있다. CMU(145)는 각 구성요소들(110, 120, 130, ... , 170)로 동작 클럭 신호를 공급할 수 있다.
메모리 인터페이스(170)는 메모리 장치(190)와 인터페이스하기 위한 블록이다. 메모리 인터페이스(170)는 메모리 장치(190)의 동작을 전반적으로 제어하며, 또한 호스트와 메모리 장치(190)간의 제반 데이터 교환을 제어한다. 예컨대, 메모리 인터페이스(170)는 호스트의 요청에 따라 메모리 장치(190)에 데이터를 쓰거나 메모리 장치(190)로부터 데이터를 독출한다.
여기서, 호스트는 CPU(110), GPU(140), 디스플레이 컨트롤러(150)와 같은 프로세싱 유닛일 수 있다.
메모리 장치(190)는 데이터를 저장하기 위한 저장 장소로서, OS(Operating System), 각종 프로그램들, 및 각종 데이터를 저장할 수 있다. 메모리 장치(190)는 DRAM일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 메모리 장치(190)는 비휘발성 메모리 장치(플래시 메모리, Phase-change RAM; PRAM, Magnetoresistive RAM; MRAM, Resistive RAM; ReRAM, 또는 Ferroelectric RAM; FeRAM 장치)일 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 메모리 장치(190)는 SoC(100) 내부에 구비되는 내장 메모리일 수 있다.
각 구성 요소(110, 120, 130, 140, 150, 160 및 170)는 버스(180)를 통하여 서로 통신할 수 있다.
디스플레이 디바이스(195)는 디스플레이 동기 신호를 생성하고, 상기 디스플레이 동기 신호에 따라 디스플레이 컨트롤러(150)로부터 출력된 출력 영상 신호를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 동기 신호는 수직동기 신호(Vertical Syncronization signal; VSYNC)일 수 있다. 디스플레이 디바이스(195)는 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode), OLED(Organic LED), 또는 AMOLED(active-matrix OLED) 디바이스로 구현될 수 있다.
디스플레이 콘트롤러(150)는 디스플레이 디바이스(195)의 동작을 제어한다.
도 2는 도 1의 DC-DC 컨버터의 블록도이다.
도 2를 참조하면, DC-DC 컨버터(3)는 적어도 하나의 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3), 제어부(20) 및 부하(30)를 포함할 수 있다.
컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)는 제어부(20)의 제어에 따라 DC 전압의 크기를 변환하기 위한 회로이다. 실시예에 따라 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)는 벅(buck) 컨버터, 부스트(boost) 컨버터, 또는 벅-부스트(buck-boost) 컨버터로 구현될 수 있다.
DC-DC 컨버터(3)는 복수의 컨버터 회로들을 포함하는 멀티-페이즈(multi-phase) DC-DC 컨버터로 구현될 수 있다. 예컨대 3-상 DC-DC 컨버터(3)는 3개의 컨버터 회로들(10-1, 10-2, 10-3)을 포함할 수 있다.
컨버터 회로들(10-1, 10-2, 10-3) 각각은 인덕터(미도시)를 포함하며, 각각 상기 인덕터를 통해 부하(30)로 인덕터 전류(IL1, IL2, IL3)를 공급할 수 있다. 인덕터 전류들(IL1, IL2, IL3) 간의 페이즈 인터벌(phase interval)은 120도일 수 있다. 따라서 부하(30)에는 일정한 DC 전압이 걸릴 수 있다.
제어부(20)는 인덕터 전류(IL1, IL2, IL3)를 감지하고, 감지 결과에 따라 컨버터 회로들(10-1, 10-2, 10-3) 내의 인덕터의 평균전류를 감지하며, 상기 평균전류에 따라 컨버터 회로들(10-1, 10-2, 10-3)의 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라 제어부(20)는 각 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)가 COT(Constant-On Time) 방식으로 동작하도록 각 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)를 제어할 수 있다.
도 3은 도 2의 DC-DC 컨버터의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 3을 참조하면, DC-DC 컨버터(3a)는 3개의 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3), 제어부(20), 부하(30), 캐패시터(C) 및 피드백 회로(40)를 포함할 수 있다.
컨버터 회로(예컨대, 10-1)는 드라이버(11-1), 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2) 및 인덕터(L1)를 포함할 수 있다.
드라이버(11-1)는 제어부(20)로부터 컨버터 제어 신호(VTon1)를 수신할 수 있다. 드라이버(11-1)는 컨버터 제어 신호(VTon1)에 따라 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)의 동작을 제어할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 입력 전압(VIN)이 제공되는 제1 전원라인 및 제1 노드(N1) 사이에 연결되고, 게이트는 드라이버(11-1)에 연결될 수 있다.
제2 트랜지스터(M2)는 접지 전압(GND)이 제공되는 제2 전원라인 및 제1 노드(N1) 사이에 연결되고, 게이트는 드라이버(11-1)에 연결될 수 있다.
드라이버(11-1)의 제어에 따라 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)는 선택적으로 도통될 수 있다.
인덕터(L1)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 사이에 연결되어, 제1 인덕터 전류(IL1)를 부하(30)로 전달할 수 있다.
제어부(20)는 제1 인덕터 전류(IL1)를 감지하고, 감지한 결과에 따라 컨버터 제어 신호(VTon1)를 제어할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 제어부(20)의 상세한 구성에 대하여는 도 3을 참조하여 후술한다.
부하(30)에 걸리는 출력 전압(VOUT)의 리플(ripple)을 방지하기 위하여, 부하(30)에는 캐패시터(C)가 병렬 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 노드(N2) 및 제어부(20) 사이에 피드백 회로(40)가 연결될 수 있다. 피드백 회로(40)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 비교기(A1)를 포함할 수 있다.
제1 저항(R1)은 제2 노드(N2) 및 제1 비교기(A1)의 반전 입력 단자(-) 사이에 연결될 수 있다.
제2 저항(R2)의 일단은 제1 비교기(A1)의 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 제2 저항(R2)의 타단에는 접지 전압(GND)이 인가될 수 있다.
제1 비교기(A1)의 반전 입력 단자에는 피드백 전압(VFB)이 걸릴 수 있다. 피드백 전압(VFB)의 크기는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 크기에 따라 결정될 수 있다.
제1 비교기(A1)는 피드백 전압(VFB) 및 피드백 기준 전압(VREF)을 비교하고, 비교 결과에 따라 비교 전압(VCOMP)을 생성하여 제어부(20)로 출력할 수 있다.
제어부(20)는 비교 전압(VCOMP)에 따라 컨버터 제어 신호(VTon1)를 조절함으로써 출력 전압(VOUT) 및 제1 인덕터 전류(IL1)를 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(20), 피드백 회로(40) 및 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)에서 인덕터(L1, L2, L3)를 제외한 부분을 포함하는 다이 영역(AR1)은 실리콘 다이(silicon die) 상에 구현될 수 있다.
도 4는 도 3의 제어부를 보다 자세하게 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제어부(20)는 전류 감지부(21), 타이머 회로(23) 및 샘플 앤 홀드 회로(25)를 포함할 수 있다. 이하에서는 제어부(20)의 제1 컨버터 회로(10-1)에 대한 동작을 설명하며, 제어부(20)는 제2 컨버터 회로(10-2) 및 제3 컨버터 회로(10-3)에 대하여도 같은 방법으로 동작할 수 있다.
전류 감지부(21)는 컨버터 회로(10-1)의 인덕터 전류(IL1)를 감지하여 감지 신호(VCS)를 생성할 수 있다. 감지 신호(VCS)는 전압 신호일 수 있다.
타이머 회로(23)는 제1 컨버터 회로(10-1)의 동작을 제어하는 컨버터 제어 신호(VTon1), 및 기설정된 샘플링 시간에 감지 신호(VCS)를 샘플링하기 위한 샘플링 신호(VSH)를 생성할 수 있다.
샘플 앤 홀드 회로(25)는 샘플링 신호(VSH)에 따라 감지 신호(VCS)를 샘플 앤 홀드하여 감지 샘플 신호(VCS_S)를 생성할 수 있다. 감지 샘플 신호(VCS_S)는 컨버터 회로(10-1)의 인덕터 평균 전류 정보를 나타내는 신호일 수 있다.
타이머 회로(23)는 감지 샘플 신호(VCS_S)에 따라 제1 컨버터 회로(10-1)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대 타이머 회로(23)는 피드백 회로(40)로부터 비교 전압(VCOMP)를 수신할 수 있으며, 감지 샘플 신호(VCS_S) 및 비교 전압(VCOMP)에 따라 컨버터 제어 신호(VTon1)를 조절할 수 있다.
도 5는 도 3의 DC-DC 컨버터의 일부를 보다 자세하게 나타낸 회로도이다. 도 5의 제1 컨버터 회로(10-1) 및 다이 영역(AR1) 외부의 구성은 도 3에 도시된 것과 동일하므로, 설명의 편의를 위해 이하에서 차이점을 위주로 설명한다.
도 5를 참조하면, 전류 감지부(21)는 제7 트랜지스터(M7), 제8 트랜지스터(M8), 제2 비교기(A2) 및 감지 저항(RCS)을 포함할 수 있다.
제7 트랜지스터(M7)는 제1 전원라인 및 제2 비교기(A2)의 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 게이트는 제1 트랜지스터(M1)의 게이트에 연결될 수 있다.
제8 트랜지스터(M8)는 제3 노드(N3) 및 제2 비교기(A2)의 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 게이트는 제2 비교기(A2)의 출력 단자에 연결될 수 있다.
전류 감지부(21)는 제1 트랜지스터(M1)가 도통되고 제2 트랜지스터(M2)가 비도통될 때의 제1 인덕터 전류(IL1)를 감지하여 감지 전압(VCS)을 생성할 수 있다. 이때 제1 인덕터 전류(IL1)는 제1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류와 동일하다. 다른 실시예에 따라, 전류 감지부(21)는 제1 트랜지스터(M1)가 비도통되고 제2 트랜지스터(M2)가 도통될 때의 제1 인덕터 전류(IL1)를 감지하도록 구성될 수도 있다.
제7 트랜지스터(M7) 및 제1 트랜지스터(M1)의 면적 비율(area ratio)이 M:N인 경우, 제7 트랜지스터(M7)에는 제1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류의 M/N배의 전류가 흐른다. 제3 노드(N3)에 걸리는 감지 전압(VCS)은 이하의 수학식 1에 따라 구해질 수 있다.
Figure 112014036755410-pat00001
타이머 회로(23)는 제1 컨버터 회로(10-1)의 동작을 제어하는 컨버터 제어 신호(VTon1), 및 기설정된 샘플링 시간에 감지 신호(VCS)를 샘플링하기 위한 샘플링 신호(VSH)를 생성할 수 있다.
샘플 앤 홀드 회로(25)는 샘플링 신호(VSH)에 따라 감지 전압(VCS)을 샘플 앤 홀드하여 감지 샘플 신호(VCS_S)를 생성할 수 있다. 감지 샘플 신호(VCS_S)는 인덕터(L1)의 평균 전류 정보를 나타내는 신호일 수 있다.
타이머 회로(23)는 감지 샘플 신호(VCS_S) 및 비교 전압(VCOMP)에 따라 컨버터 제어 신호(VTon1)를 조절하여 드라이버(11-1)로 출력할 수 있다.
도 6은 도 5의 회로도의 각 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 컨버터(10-1)의 제1 노드(N1)에 인가되는 제1 스위칭 전압(SW1)은 기설정된 주기(Ts)로 반복되며, 각 주기(Ts) 중 도통 시간(Ton) 동안 하이 레벨(예컨대 VIN)로 유지되는 전압일 수 있다. 도통 시간(Ton)은 Ts/3 이하의 값을 가질 수 있다.
예컨대, 제1 스위칭 전압(SW1)은 제1 시간(t1)에 로우 레벨(예컨대 GND)에서 하이 레벨로 천이하고, 제2 시간(t2)에 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 수 있다.
제2 컨버터(10-2)의 제2 스위칭 전압(SW2)은 제1 시간(t1)으로부터 Ts/3만큼 도과한 제3 시간(t3)에 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이할 수 있다. 제1 스위칭 전압(SW1), 제2 스위칭 전압(SW2) 및 제3 스위칭 전압(SW3)은 서로 120도의 위상차를 가질 수 있다.
제1 인덕터 전류(IL1)는 제1 스위칭 전압(SW1)이 하이 레벨일 때 밸리 값(IV)에서 피크(peak) 값(IP)으로 증가하고, 제1 스위칭 전압(SW1)이 로우 레벨일 때 피크 값(IP)에서 밸리(valley) 값(IV)으로 감소할 수 있다.
피크 값(IP)은 제1 인덕터 전류(IL1)의 기울기가 양의 값에서 음의 값으로 바뀔 때의 전류 값이다. 밸리 값(IV)은 제1 인덕터 전류(IL1)의 기울기가 음의 값에서 양의 값으로 바뀔 때의 전류 값이다. 실시예에 따라, 밸리 값(IV) 및 피크 값(IP) 각각은 제1 인덕터 전류(IL1)의 최소값 및 최대값일 수 있다.
제1 인덕터 전류(IL1), 제2 인덕터 전류(IL2) 및 제3 인덕터 전류(IL3)는 서로 120도의 위상차를 가질 수 있다.
부하(30)의 출력 전류(IOUT)는 제1 인덕터 전류(IL1), 제2 인덕터 전류(IL2) 및 제3 인덕터 전류(IL3)를 합친 값일 수 있다. 출력 전류(IOUT)는 Ts/3 주기로 반복되며, 제1 시간(t1)부터 제2 시간(t2)까지 증가하였다가 제2 시간(t2)부터 제3 시간(t3)까지 감소할 수 있다.
감지 전압(VCS)은 제1 인덕터 전류(IL1)를 도통 시간(Ton) 동안 감지함으로써 생성된다. 따라서 감지 전압(VCS)은 주기(Ts) 내에서 도통 시간(Ton) 동안 제1 인덕터 전류(IL1)에 비례하는 값을 갖고, 그 외의 시간 동안 0V의 값을 가질 수 있다.
샘플 앤 홀드 회로(25)는 감지 전압(VCS)을 기설정된 샘플링 시간(h1)에 샘플 앤 홀드하여 감지 샘플 신호(VCS_S)를 생성할 수 있다.
샘플링 시간(h1)은 제1 인덕터 전류(IL1)가 피크(peak) 값 및 밸리(valley) 값 사이의 값을 갖는 시간으로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 샘플링 시간(h1)은 제1 시간(t1) 및 제2 시간(t2) 사이의 하프 타임(half time)으로 설정될 수 있다. 즉 제1 시간(t1) 및 샘플링 시간(h1) 사이의 시간 간격 및 샘플링 시간(h1) 및 제2 시간(t2) 사이의 시간 간격은 동일할 수 있다. 이때 제1 인덕터 전류(IL1)는 피크(peak) 값 및 밸리(valley) 값 사이의 평균값을 가질 수 있다.
하프 타임 샘플링에 따라, 감지 샘플 신호(VCS_S)는 인덕터(L1)의 평균 전류 정보를 나타낼 수 있다.
도 7은 도 5의 타이머 회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이고, 도 8은 도 7의 각 신호의 타이밍도이다.
도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 타이머 회로(23)는 램프 전압 생성부(231), 컨버터 제어 신호 생성부(233), 전압 분배기(235) 및 샘플링 신호 생성부(237)를 포함할 수 있다.
램프 전압 생성부(231)는 전류원(ICHG), 전류원(ICHG)에 연결되는 충전 캐패시터(CCHG) 및 충전 캐패시터(CCHG)에 병렬 연결되는 제9 트랜지스터(M9)를 포함할 수 있다. 제9 트랜지스터(M9)는 방전 신호(DISCHG)에 따라 스위치와 같이 동작할 수 있다.
제9 트랜지스터(M9)가 비도통되는 동안 램프 전압(VTIM)은 단조 증가하고, 제9 트랜지스터(M9)가 도통되면 충전 캐패시터(CCHG)에 충전된 전하가 방전되어 램프 전압(VTIM)은 접지 전압(GND)으로 낮아질 수 있다.
컨버터 제어 신호 생성부(233)는 제3 비교기(A3) 및 제1 로직 회로(LC1)를 포함할 수 있다.
제3 비교기(A3)는 램프 전압(VTIM) 및 기설정된 제1 기준 전압(VTREF)을 비교하고 비교 결과를 제1 로직 회로(LC1)로 출력할 수 있다.
제1 로직 회로(LC1)는 방전 신호(DISCHG)를 생성하여 제9 트랜지스터(M9)의 게이트로 보낼 수 있다.
제1 로직 회로(LC1)는 피드백 회로(40)로부터 비교 전압(VCOMP)를 수신할 수 있다. 제1 로직 회로(LC1)는 제3 비교기(A3)로부터 출력된 상기 비교 결과 및 비교 전압(VCOMP)에 따라 컨버터 제어 신호(VTon1)를 생성할 수 있다.
전압 분배기(235)는 제1 기준 전압(VTREF)에 비례하는 제2 기준 전압(VTHLD)을 생성할 수 있다.
예컨대 전압 분배기(235)는 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함할 수 있다. 제2 기준 전압(VTHLD)는 전압 분배 법칙에 따라 이하의 수학식 2에 의해 구해질 수 있다.
Figure 112014036755410-pat00002
샘플링 신호 생성부(237)는 제4 비교기(A4) 및 제2 로직 회로(LC2)를 포함할 수 있다.
제4 비교기(A4)는 램프 전압(VTIM) 및 제2 기준 전압(VTHLD)을 비교하고 비교 결과를 제2 로직 회로(LC2)로 출력할 수 있다.
제2 로직 회로(LC2)는 상기 비교 결과에 따라 샘플링 신호(VSH)를 생성할 수 있다.
실시예에 따라 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)의 값을 동일하게 설정함으로써, 하프 타임 샘플링을 위한 샘플링 신호(VSH)를 생성할 수 있다. 이때 샘플링 신호(VSH)에 따라 제1 시간(t1) 및 제2 시간(t2) 사이의 하프 타임(h1)에서 감지 전압(VCS)이 샘플링되어 홀드된다. 샘플링된 감지 전압(VCS)은 인덕터 전류(IL1)의 평균값에 비례하므로, 감지 샘플 신호(VCS_S)에 따라 인덕터 평균 전류를 구할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 타이머 회로(23)는 아날로그 회로로 구현될 수 있으나, 다른 실시예에 따라 타이머 회로(23)는 카운터를 포함하는 디지털 회로로도 구현될 수 있다.
예컨대 타이머 회로(23)는 컨버터 제어 신호(VTon1)를 생성한 후, 컨버터 제어 신호(VTon1)를 카운터를 이용하여 카운트하고, 카운트한 값에 기설정된 값(예컨대 1/2)을 곱하며, 곱한 결과에 따라 샘플링 신호(VSH)를 생성할 수 있다.
다시 도 4 내지 도 6을 참조하면, 제어부(20)는 스위칭 주파수(Fsw)에 따라 컨버터 회로(10-1)를 동작시킬 수 있다. Fsw=1/Ts일 수 있다.
상술한 실시예에 따라 구한 인덕터 평균 전류에 따라, 제어부(20)는 컨버터 회로(10-1)의 스위칭 주파수(Fsw)를 보상할 수 있다.
예컨대 COT 방식 컨버터에서 스위칭 주파수(Fsw)는 입력 전압(VIN), 출력 전압(VOUT) 및 출력 전류(IOUT)에 따라 결정될 수 있다. 컨버터의 성능을 개선하기 위해, 스위칭 주파수(Fsw)는 다양한 조건 하에서 상수 값으로 유지되는 것이 바람직하다. 제어부(20)는 스위칭 주파수(Fsw)를 보상함으로써, 입력 전압(VIN), 출력 전압(VOUT) 및 출력 전류(IOUT)가 가변되더라도 스위칭 주파수(Fsw)를 일정하게 유지할 수 있다.
인덕터 평균 전류에 따라, 제어부(20)는 전류 셰어링(sharing)을 수행할 수 있다. 예컨대 각 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)의 인덕터 평균 전류가 서로 다를 경우, 제어부(20)는 상기 인덕터 평균 전류가 서로 동일해지도록 각 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)를 제어할 수 있다.
도 9는 도 2의 DC-DC 컨버터의 다른 실시예를 나타낸 회로도이다. 도 9의 DC-DC 컨버터(3b)의 구성은 도 3에 도시된 것과 대부분 동일하므로, 설명의 편의를 위해 이하에서 차이점을 위주로 설명한다.
도 9를 참조하면, 제1 비교기(A1)의 반전 입력 단자로 드룹 전류(Idroop)가 공급될 수 있다.
적응적 전압 포지셔닝(Adaptive Voltage Positioning; AVP) 또는 부하-라인 제어(Load-line control function) 기법에서, 출력 전류(IOUT)가 클 때 출력 전압(VOUT)을 낮춤으로써 전력 소모를 감소시키고 효율을 증가시킬 수 있다.
제어부(20)는 인덕터 평균 전류에 따라 드룹 전류(Idroop)의 크기를 조절함으로써 출력 전압(VOUT)을 제어할 수 있다. 예컨대 제어부(20)는 인덕터 평균 전류가 커지면 드룹 전류(Idroop)를 인덕터 평균 전류에 비례하게 증가시킴으로써 출력 전압(VOUT)을 낮출 수 있다.
실시예에 따라, 드룹 전류원, 제어부(20), 피드백 회로(40) 및 컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3)에서 인덕터(L1, L2, L3)를 제외한 부분을 포함하는 다이 영역(AR2)은 실리콘 다이(silicon die) 상에 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4 및 도 10을 참조하면, 제어부(20)는 인덕터 전류(IL1)를 감지하여 감지 신호(VCS)를 생성할 수 있다(S11).
제어부(20)는 감지 신호(VCS)를 기설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드하여 인덕터의 평균전류를 감지할 수 있다(S13).
실시예에 따라 제어부(20)는 감지한 평균전류에 따라 컨버터 회로(10-1)의 동작을 제어할 수 있다.
도 11은 도 1의 SoC를 포함하는 전자 시스템의 실시 예를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 전자 시스템은 PC(personal computer) 또는 데이터 서버(200), 랩탑(laptop) 컴퓨터(300) 또는 휴대용 장치(400)로 구현될 수 있다. 휴대용 장치(400)는 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿 (tablet) PC, PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PDN(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), 또는 e-북(e-book)으로 구현될 수 있다.
전자 시스템(200, 300, 400)은 SoC(100), 파워 소스(410), 저장 장치(420), 메모리(430), 입출력 포트들(440), 확장 카드(450), 네트워크 장치(460), 및 디스플레이(470)를 포함한다. 실시 예에 따라. 전자 시스템(200, 300, 400)은 카메라 모듈(480)을 더 포함할 수 있다.
SoC(100)는 도 1에 도시된 SoC(100)를 의미한다. SoC(100)는 구성 요소들(elements; 410~480) 중에서 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.
파워 소스(410)는 구성 요소들(100 및 420~480) 중에서 적어도 하나로 동작 전압을 공급할 수 있다.
저장 장치(420)는 하드디스크 드라이브(hard disk drive) 또는 SSD(solid state drive)로 구현될 수 있다.
메모리(430)는 휘발성 메모리 또는 불휘발성 메모리로 구현될 수 있으며, 도 1의 메모리 장치(190)에 해당할 수 있다. 실시 예에 따라, 메모리(430)에 대한 데이터 액세스 동작, 예컨대, 리드 동작, 라이트 동작(또는 프로그램 동작), 또는 이레이즈 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러는 프로세서(100)에 집적 또는 내장될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 상기 메모리 컨트롤러는 프로세서(100)와 메모리(430) 사이에 구현될 수 있다.
입출력 포트들(440)은 전자 시스템(200, 300, 400)으로 데이터를 전송하거나 또는 전자 시스템(200, 300, 400)으로부터 출력된 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있는 포트들을 의미한다. 예컨대, 입출력 포트들(440)은 컴퓨터 마우스와 같은 포인팅 장치(pointing device)를 접속하기 위한 포트, 프린터를 접속하기 위한 포트, 또는 USB 드라이브를 접속하기 위한 포트일 수 있다.
확장 카드(450)는 SD(secure digital) 카드 또는 MMC(multimedia card)로 구현될 수 있다. 실시 예에 따라, 확장 카드(450)는 SIM(Subscriber Identification Module) 카드 또는 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 카드일 수 있다.
네트워크 장치(460)는 전자 시스템(200, 300, 400)을 유선 네트워크 또는 무선 네트워크에 접속시킬 수 있는 장치를 의미한다.
디스플레이(470)는 저장 장치(420), 메모리(430), 입출력 포트들(440), 확장 카드(450), 또는 네트워크 장치(460)로부터 출력된 데이터를 디스플레이할 수 있다.
카메라 모듈(480)은 광학 이미지를 전기적인 이미지로 변환할 수 있는 모듈을 의미한다. 따라서, 카메라 모듈(480)로부터 출력된 전기적인 이미지는 저장 장치(420), 메모리(430), 또는 확장 카드(450)에 저장될 수 있다. 또한, 카메라 모듈 (480)로부터 출력된 전기적인 이미지는 디스플레이(420)를 통하여 디스플레이될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 단순한 회로를 이용하여 하프 타임 샘플링 신호를 생성하고, 상기 신호를 이용하여 전류의 평균 전류를 샘플링함으로써, 보다 정확한 인덕터 평균 전류 정보를 얻을 수 있다. 따라서 회로 면적이 감소하고 보다 정확한 컨버터 제어가 가능한 효과가 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
전자 시스템(1), SoC(100), 메모리 장치(190), 디스플레이 장치(195)
CPU(110), ROM(120), RAM(130), 타이머(135), GPU(140), CMU(145),
디스플레이 컨트롤러(150), 메모리 인터페이스(170), 버스(180)
PMU(160), DC-DC 컨버터(3)
컨버터 회로(10-1, 10-2, 10-3), 제어부(20), 부하(30)
전류 감지부(21), 타이머 회로(23), 샘플 앤 홀드 회로(25)
인덕터 전류(IL1, IL2, IL3)

Claims (10)

  1. 각각이 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 통해 부하로 출력 전류를 공급하는 적어도 하나의 컨버터 회로; 및
    상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하고, 상기 감지 신호를 기설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드(sample and hold)하여 상기 인덕터의 평균전류를 감지하며, 상기 평균전류에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 샘플링 시간은
    상기 인덕터 전류가 피크(peak) 값보다 작고, 밸리(valley) 값보다 큰 값을 가질 때의 시간 중에서 설정되고,
    상기 제어부는,
    상기 인덕터 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하는 전류 감지부;
    상기 컨버터 회로의 동작을 제어하는 컨버터 제어 신호 및 상기 샘플링 시간에 상기 감지 신호를 샘플링하기 위한 샘플링 신호를 생성하고, 카운터를 포함하는 디지털 회로로 구현되는 타이머 회로; 및
    상기 샘플링 신호에 따라 상기 감지 신호를 샘플 앤 홀드하는 샘플 앤 홀드 회로를 포함하는 DC-DC 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    스위칭 주파수에 따라 상기 적어도 하나의 컨버터 회로를 동작시키고,
    상기 스위칭 주파수는
    상기 DC-DC 컨버터의 입력 전압, 상기 부하에 걸리는 출력 전압 및 상기 출력 전류에 따라 결정되는 DC-DC 컨버터.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 컨버터 회로는
    제1 인덕터를 포함하는 제1 벅 컨버터(buck converter) 회로;
    제2 인덕터를 포함하는 제2 벅 컨버터 회로; 및
    제3 인덕터를 포함하는 제3 벅 컨버터 회로를 포함하며,
    상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터 및 상기 제3 인덕터 각각에 흐르는 인덕터 전류들 간의 페이즈 인터벌(phase interval)은
    120도인 DC-DC 컨버터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 샘플링 시간은
    상기 인덕터 전류가 상기 밸리 값을 갖는 제1 시간 및 상기 인덕터 전류가 상기 피크 값을 갖는 제2 시간 사이의 하프 타임(half time)인 DC-DC 컨버터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 타이머 회로는
    램프 전압 및 제1 기준 전압을 비교하여 상기 컨버터 제어 신호를 생성하는 컨버터 제어 신호 생성부;
    상기 제1 기준 전압에 비례하는 제2 기준 전압을 생성하는 전압 분배기; 및
    상기 램프 전압 및 상기 제2 기준 전압을 비교하여 상기 샘플링 신호를 생성하는 샘플링 신호 생성부를 포함하는 DC-DC 컨버터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 인덕터의 평균전류에 따라 상기 적어도 하나의 컨버터 회로의 스위칭 주파수를 보상하는 DC-DC 컨버터.
  9. 입력 전압을 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터; 및
    상기 출력 전압에 따라 동작하는 전자 장치를 포함하고,
    상기 DC-DC 컨버터는
    각각이 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 통해 상기 전자 장치로 출력 전류를 공급하는 적어도 하나의 컨버터 회로; 및
    상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하고, 상기 감지 신호를 기설정된 샘플링 시간에 샘플 앤 홀드(sample and hold)하여 상기 인덕터의 평균전류를 감지하며, 상기 평균전류에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 샘플링 시간은
    상기 인덕터 전류가 피크(peak) 값보다 작고, 밸리(valley) 값보다 큰 값을 가질 때의 시간 중에서 설정되고,
    상기 제어부는,
    상기 인덕터 전류를 감지하여 감지 신호를 생성하는 전류 감지부;
    상기 컨버터 회로의 동작을 제어하는 컨버터 제어 신호 및 상기 샘플링 시간에 상기 감지 신호를 샘플링하기 위한 샘플링 신호를 생성하고, 카운터를 포함하는 디지털 회로로 구현되는 타이머 회로; 및
    상기 샘플링 신호에 따라 상기 감지 신호를 샘플 앤 홀드하는 샘플 앤 홀드 회로를 포함하는 전자 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는
    스위칭 주파수에 따라 적어도 하나의 컨버터 회로를 동작시키고,
    상기 스위칭 주파수는
    상기 입력 전압, 상기 출력 전압 및 상기 전자 장치에 흐르는 출력 전류에 따라 결정되는 전자 시스템.
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