KR102203244B1 - Dc-dc 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템 - Google Patents

Dc-dc 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템 Download PDF

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Abstract

DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태와 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템을 가지는 전원 공급 시스템이 개시된다. 상기 검출 시스템은, 제1 전압 및 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력하는 검출 회로를 가진다. 상기 검출 회로는, 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력한다.

Description

DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템
본 발명은 DC-DC 전압 컨버터를 포함하는 전원 공급 시스템 및 검출 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템 및 상기 검출 시스템을 포함하는 전원 공급 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 1월 23일자로 출원된 미국출원번호 제15/413,185호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
전원 공급 시스템은, DC 전압을 생성하기 위해 DC-DC 전압 컨버터들을 사용한다. 그러나, 상기 전원 공급 시스템은, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 하나의 내의 과전류 상태를 검출하는 것이 불가한 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 없었다.
본 발명의 일 목적은, DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 전원 공급 시스템 및 검출 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명자들은, 전체 스위칭 주기를 각 스위칭 뱅크 내의 인터리브드 암들(interleaved arms)의 개수로 분할함으로써 인터리브드 전류(interleaved current)가 뒤따르는 다상(multiphase)의 스위칭 뱅크들을 가지는 DC-DC 전압 컨버터가 구비된 전원 공급 시스템을 사용하였다. 일 실시예에서, 상기 다상 시스템은, 각각 3개의 암들을 가지는 제1 및 제2 스위칭 뱅크들을 이용하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 각각은 하나의 전류 센싱 저항을 가진다. 상기 전원 공급 시스템은 또한, 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 하나의 내의 과전류 상태를 검출할 수 없더라도, 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 어느 하나에서, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 있는 검출 시스템을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는, 제1 및 제2 스위칭 뱅크를 가진다. 상기 제1 스위칭 뱅크는, 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가진다. 상기 제2 스위칭 뱅크는 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가진다. 상기 검출 시스템은, 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 검출 회로를 포함한다. 상기 제1 저항은, 상기 제1 스위칭 뱅크에 전기적으로 직렬로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신한다. 상기 제2 저항은, 상기 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 직렬로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 전압을 기초로 평균 전압을 결정한다. 상기 검출 회로는, 상기 검출 회로는, 상기 제1 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력한다. 상기 검출 회로는, 상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 시스템이 제공된다. 상기 전원 공급 시스템은, 제1 스위칭 뱅크, 제2 스위칭 뱅크, 제1 저항, 제2 저항, 제1 전기 코일, 제2 전기 코일, 제1 파워 스위치, 제2 파워 스위치, 제1 배터리 및 제2 배터리를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 포함한다. 상기 제1 스위칭 뱅크는, 상기 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가진다. 상기 제2 스위칭 뱅크는, 상기 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가진다. 상기 제1 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가진다. 상기 제1 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제1 및 제2 스위치의 사이에 배치된 제1 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제1 전기 코일의 상기 제2 엔드는 제2 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가진다. 상기 제2 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제3 및 제4 스위치의 사이에 배치된 제3 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 전기 코일의 상기 제2 엔드는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 전원 공급 시스템은, 제1 및 제2 단자를 가지는 제1 파워 스위치를 더 포함한다. 상기 제1 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제1 배터리에 전기적으로 결합된다. 상기 제1 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위칭 뱅크의 상기 제3 스위치에 전기적으로 결합된다. 상기 전원 공급 시스템은, 제1 및 제2 단자를 가지는 제2 파워 스위치를 더 포함한다. 상기 제2 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제2 배터리에 전기적으로 결합된다. 상기 전원 공급 시스템은, 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 검출 회로를 더 포함한다. 상기 제1 저항은, 상기 제1 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신한다. 상기 제2 저항은, 상기 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합된다. 상기 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 전압을 기초로 평균 전압을 결정한다. 상기 검출 회로는, 상기 제1 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 전압을 기초로 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제1 진단 전압을 출력한다. 상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 시스템의 도이다.
도 2는 도 1의 상기 전원 공급 시스템 내에서 이용되는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 검출 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 2의 상기 검출 시스템의 회로 개략도이다.
도 4는 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 스위칭 뱅크의 과전류 상태를 나타내기 위한 트립 전압에 대한 제1 증폭된 전압의 그래프이다.
도 5는 상기 DC-DC 전압 컨버터의 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 나타내기 위한 트립 전압에 대한 제3 및 제4 증폭된 전압의 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 시스템(10)이 제공된다. 상기 전원 공급 시스템(10)은, 배터리(30), DC-DC 전압 컨버터(32), 배터리(34), 검출 시스템(36) 및 마이크로컨트롤러(38)를 포함한다. 상기 전원 공급 시스템(10)의 장점은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크 중 하나의 내의 과전류 상태가 검출 불가하더라도, 상기 시스템(10)이 평균 전압값을 이용하여 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내에 있는 제1 및 제2 스위칭 뱅크 내의 불평형 전류 상태를 결정하기 위해 상기 검출 시스템(36)을 이용한다는 것이다.
정의를 위해, 제2 신호가 제1 신호에 기초하는 경우, 상기 제2 신호는 상기 제1 신호로부터 직접적으로 생성될 수 있거나, 또는 상기 제2 신호는 중간 신호들을 이용하여 상기 제1 신호로부터 간접적으로 생성될 수 있다.
상기 배터리(30)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)에게 제1 동작 전압을 제공한다. 상기 배터리(30)는, 양극 단자(60) 및 음극 단자(62)를 포함한다. 상기 양극 단자(60)는, 전기 노드(170) 및 파워 스위치(90)의 제1 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 음극 단자(62)는, 전기 노드(178) 및 상기 배터리(34)의 음극 단자(212)에 전기적으로 결합된다. 일 실시예에서는, 상기 배터리(30)는 고전압 리튬 이온 배터리이다.
상기 DC-DC 전압 컨버터(32)는, 상기 배터리(30)로부터의 제1 동작 전압을 벅 동작 모드 동안 상기 배터리(34)에게 인가되는 제2 동작 전압으로 변환하도록 제공된다. 또한, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)는, 상기 배터리(34)로부터의 상기 제2 동작 전압을 부스트 동작 모드 동안 상기 배터리(30)에게 인가되는 상기 제1 동작 전압으로 변환한다. 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)는, 파워 스위치(90), 커패시터들(92, 94), 스위치들(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122), 저항들(130, 132), 전기 코일들(140, 142, 144, 146, 148, 150), 파워 스위치(160), 커패시터들(162, 164) 및 전기 노드들(170, 172, 174, 176, 177, 178, 180, 182, 184, 186, 188, 190, 192)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 스위치들(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122) 각각은 트랜지스터이다.
상기 파워 스위치(90)는, 제1 및 제2 단자를 가진다. 상기 파워 스위치(90)의 제1 단자는, 상기 배터리(30)의 상기 양극 단자(60)에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(90)의 제2 단자는, 상기 전기 노드(172) 및 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크들의 상기 전기 스위치들(100, 104, 108, 112, 116, 120)에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(90)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터의 제어 신호(C13)에 응답하여 열린 동작 상태로부터 닫힌 동작 상태로 전환한다. 또한, 상기 파워 스위치(90)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 제어 신호(C13)의 생성을 중단하는 경우 상기 닫힌 동작 상태로부터 상기 열린 동작 상태로 전환한다.
상기 커패시터(92)는, 상기 전기 노드(170) 및 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 커패시터(92)는, 상기 배터리(30)의 상기 양극 단자(60)와 상기 음극 단자(62) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 커패시터(94)는, 상기 전기 노드(172) 및 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 스위치들(100, 102)은, 제1 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(100, 102)은, 선택적으로 상기 저항(130)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(174)는, 상기 스위치들(100, 102) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(140)은, 상기 전기 노드(174)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 커패시터(162)는, 상기 전기 노드(190)와 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(100, 102)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C1, C2)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(100, 102) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(140)을 여기(energize)시키고, 상기 저항(130)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(104, 106)은, 제2 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(104, 106)은, 선택적으로 상기 저항(130)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(180)는, 상기 스위치들(104, 106) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(142)은, 상기 전기 노드(180)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(104, 106)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C3, C4)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(104, 106) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(142)을 여기시키고, 상기 저항(130)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(108, 110)은, 제3 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(108, 110)은, 선택적으로 상기 저항(130)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(182)는, 상기 스위치들(108, 110) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(144)은, 상기 전기 노드(182)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(108, 110)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C5, C6)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(108, 110) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(144)을 여기시키고, 상기 저항(130)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(112, 114)은, 제4 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(112, 114)은, 선택적으로 상기 저항(132)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(184)는, 상기 스위치들(112, 114) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(146)은, 상기 전기 노드(184)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(112, 114)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C7, C8)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(112, 114) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(146)을 여기(energize)시키고, 상기 저항(132)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(116, 118)은, 제5 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(116, 118)은, 선택적으로 상기 저항(132)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(186)는, 상기 스위치들(116, 118) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(148)은, 상기 전기 노드(186)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(116, 118)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C9, C10)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(116, 118) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(142)을 여기시키고, 상기 저항(132)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
상기 스위치들(120, 122)은, 제6 스위칭 뱅크를 구성한다. 상기 스위치들(120, 122)은, 선택적으로 상기 저항(132)에 직렬로 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 전기 노드(188)는, 상기 스위치들(120, 122) 사이에 배치된다. 상기 전기 코일(150)은, 상기 전기 노드(188)와 상기 전기 노드(190) 사이에 전기적으로 결합된다. 동작하는 동안, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 스위치들(120, 122)에 의해 개별적으로 수신되는 제어 신호들(C11, C12)를 생성하는 경우, 상기 스위치들(120, 122) 각각은 닫힌 동작 상태로 전환하여 상기 전기 코일(150)을 여기시키고, 상기 저항(132)을 통한 전류의 흐름을 허용한다.
동작하는 동안에, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크는 상기 마이크로컨트롤러(38)에 의해 순차적으로 활성화된다.
상기 파워 스위치(160)는, 제1 및 제2 단자를 가진다. 상기 파워 스위치(160)의 상기 제1 단자는, 상기 전기 노드(190)와 상기 전기 코일들(140, 142, 144, 146, 148, 150)에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(160)의 상기 제2 단자는, 상기 전기 노드(192), 상기 커패시터(164) 및 상기 배터리(34)의 상기 양극 단자(210)에 전기적으로 결합된다. 상기 커패시터(162)는, 상기 전기 노드(190)와 상기 전기 노드(178, 전기 그라운드에 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 파워 스위치(160)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터의 제어 신호(C14)에 응답하여 열린 동작 상태로부터 닫힌 동작 상태로 전환한다. 또한, 상기 파워 스위치(160)는, 상기 마이크로컨트롤러(38)가 상기 제어 신호(C14)의 생성을 중단하는 경우 상기 닫힌 동작 상태로부터 상기 열린 동작 상태로 전환한다.
상기 배터리(34)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)에게 제2 동작 전압을 제공한다. 상기 배터리(34)는, 양극 단자(210) 및 음극 단자(212)를 포함한다. 상기 양극 단자(210)는, 상기 전기 노드(192) 및 상기 파워 스위치(160)의 상기 제2 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 음극 단자(212)는, 상기 전기 노드(178) 및 상기 배터리의(30)의 상기 음극 단자(62)에 전기적으로 결합된다. 일 실시예에서, 상기 배터리(34)는, 저전압 납축 배터리(예, 12볼트 배터리)이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 시스템(36)이 설명될 것이다. 간소화의 목적으로, 상기 검출 시스템(36)은, 상기 저항(130)에 결합된 상기 제1 스위칭 뱅크(예, 스위치들 100, 102)와 상기 저항(132)에 결합된 상기 제4 스위칭 뱅크(예, 스위치들 112, 114) 사이의 불평형 전류 상태 및 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 결정하는 것으로 이하에서 설명될 것이다. 물론, 검출 회로(230)는, 상기 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크에 대하여 상기 제1, 제2 및 제3 스위칭 뱅크들 중 어느 하나와의 사이의 불평형 전류 상태, 및 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 결정할 수도 있다.
상기 검출 시스템(36)은, 증폭기들(240, 242), 평균 회로(244), 증폭기(246), 비교기들(248, 250), OR 로직 게이트(252), 증폭기(254), 비교기들(256, 257) 및 OR 로직 게이트(258)을 가지는 검출 회로(230)를 포함한다. 상기 검출 회로(230)의 장점은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 중 하나 내의 과전류 상태가 검출 불가하더라도, 상기 회로(230)가 평균 전압값을 이용하여 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 있다는 것이다.
상기 증폭기(240)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 전기 노드(176)에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(130, 도 1에 도시됨)에 인가된 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 증폭된 전압(V_1A)를 출력하도록 제공된다. 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압은, 상기 저항(130)을 통해 흐르는 센싱 전류(I_SA)를 나타낸다. 상기 증폭기(240)는, 연산 증폭기들(260, 262), 저항들(264, 266, 268, 270, 272, 274) 및 전기 노드들(280, 282)을 포함한다.
상기 연산 증폭기(260)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(264)은, 상기 전기 노드(176)와 상기 연산 증폭기(264)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압을 수신한다. 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압은, 상기 스위치들(100, 102) 각각이 닫힌 동작 상태를 가지는 경우에 상기 제1 스위칭 뱅크를 통해 흐르는 전류의 양(예, 센싱 전류 I_SA의 양)을 나타낸다. 상기 저항(266)은, 전기 그라운드와 상기 연산 증폭기(260)의 상기 반전 단자 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(268)은, 상기 연산 증폭기(260)의 상기 반전 단자와 상기 연산 증폭기(260)의 출력 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(262)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(272)은, 전압 서플라이(예, 5볼트 DC 기준 전압) 및 상기 전기 노드(280) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(274)은, 상기 전기 노드(280)와 전기 그라운드 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(280)는, 상기 연산 증폭기(262)의 상기 비반전 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 연산 증폭기(262)의 상기 반전 단자는, 상기 연산 증폭기(262)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(270)은, 상기 연산 증폭기(262)의 상기 출력 단자와 상기 연산 증폭기(260)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자는, 전기 노드(282)에 전기적으로 결합된다. 상기 증폭기(240)는, 상기 저항(130)에 인가된 상기 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자에서 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)를 출력한다.
상기 증폭기(242)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 전기 노드(177)에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(132, 도 1에 도시됨)에 인가된 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 증폭된 전압(V_1B)를 출력하도록 제공된다. 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압은, 상기 저항(132)을 통해 흐르는 센싱 전류(I_SB)를 나타낸다. 상기 증폭기(242)는, 연산 증폭기들(360, 362), 저항들(364, 366, 368, 370, 372, 374) 및 전기 노드들(380, 382)을 포함한다.
상기 연산 증폭기(360)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(364)은, 상기 전기 노드(177)와 상기 연산 증폭기(364)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합되고, 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압을 수신한다. 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압은, 상기 스위치들(112, 114) 각각이 닫힌 동작 상태를 가지는 경우에 상기 제4 스위칭 뱅크를 통해 흐르는 전류의 양(예, 센싱 전류 I_SB의 양)을 나타낸다. 상기 저항(366)은, 전기 그라운드와 상기 연산 증폭기(360)의 상기 반전 단자 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(368)은, 상기 연산 증폭기(360)의 상기 반전 단자와 상기 연산 증폭기(360)의 출력 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(362)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(372)은, 전압 서플라이(예, 5볼트 DC 기준 전압) 및 상기 전기 노드(380) 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(374)은, 상기 전기 노드(380)와 전기 그라운드 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(380)는, 상기 연산 증폭기(362)의 상기 비반전 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 연산 증폭기(362)의 상기 반전 단자는, 상기 연산 증폭기(362)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(370)은, 상기 연산 증폭기(362)의 상기 출력 단자와 상기 연산 증폭기(360)의 상기 비반전 단자의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자는, 전기 노드(382)에 전기적으로 결합된다. 상기 증폭기(242)는, 상기 저항(132)에 인가된 상기 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자에서 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)를 출력한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 평균 회로(244)는, 상기 증폭기들(240, 242)에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기들(240, 242)로부터 상기 제1 및 제2 증폭된 전압들(V_1A, V_1B)를 개별적으로 수신하는 것에 응답하여 평균 전압(V_AVG)을 출력한다. 상기 평균 회로(244)는, 저항들(430, 432), 버퍼(434) 및 전기 노드들(436, 438)을 포함한다. 상기 버퍼(434)는, 비반전 단자, 반전 단자 및 출력 단자를 포함한다. 상기 저항(430)은, 상기 전기 노드(282, 상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합됨) 및 전기 노드(436, 상기 버퍼(434)의 비반전 단자에 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(432)은, 상기 전기 노드(436)와 상기 전기 노드(382, 상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항들(430, 432)은, 전기적으로 직렬로 결합되고, 전압 분배 회로이다. 상기 버퍼(434)의 상기 반전 단자는, 상기 버퍼(434)의 상기 출력 단자 및 상기 전기 노드(438)에 전기적으로 결합된다. 상기 버퍼(434)는, 그것의 상기 출력 단자에서 상기 평균 전압(V_AVG)를 출력한다.
상기 증폭기(246)는, 상기 전기 노드들(282, 438)에 전기적으로 결합되고, 상기 평균 회로(244)로부터의 상기 평균 전압(V_AVG) 및 상기 증폭기(240)로부터의 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)을 수신하는 것에 응답하여 제3 증폭된 전압(V_2A)을 출력하도록 제공된다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)은, 상기 평균 전압(V_AVG)과 상기 제1 증폭된 전압(V_1A) 간의 차이에 비례한다. 상기 증폭기(246)는, 저항들(450, 452, 454, 456), 연산 증폭기(460) 및 전기 노드들(462, 466)을 포함한다.
상기 저항(450)은, 상기 전기 노드(282)와 상기 연산 증폭기(460)의 반전 단자의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(452)는, 상기 연산 증폭기(460)의 상기 반전 단자와 상기 연산 증폭기(460, 전기 노드(466)에 전기적으로 결합됨)의 출력 단자의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(454)은, 상기 전기 노드(438)와 상기 전기 노드(464, 상기 연산 증폭기(460)의 상기 비반전 단자에도 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(456)은, 전기 노드(464)와 전기 그라운드의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(460)는, 다음의 방정식: V_2A = AV2(V_AVG - V_1A)에 대응하는 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)을 출력한다. AV2는 상기 연산 증폭기(460)의 이득이다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)는, 상기 비교기(248)의 제1 입력 단자에서 수신된다.
상기 비교기(248)는, 제1 및 제2 입력 단자와 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(248)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(246)의 상기 연산 증폭기(460)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(246)로부터 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)을 수신한다. 상기 비교기(248)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)을 수신한다. 상기 비교기(248)는, 상기 증폭기(246)로부터의 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)과 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제1 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(248)는, 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제1 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(248)는, 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제1 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태를 나타낸다.
상기 비교기(250)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(250)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(240)의 상기 연산 증폭기(260)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(240)로부터 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)을 수신한다. 상기 비교기(250)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)을 수신한다. 상기 비교기(250)는, 상기 증폭기(240)로부터의 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)과 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제2 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(250)는, 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제2 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(250)는, 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제2 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태(acceptable current condition)를 나타낸다.
상기 OR 로직 게이트(252)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 OR 로직 게이트(252)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 비교기(248)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(248)로부터 상기 제1 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(252)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 비교기(250)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(250)로부터 상기 제2 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(252)의 상기 출력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합된다. 상기 OR 로직 게이트(252)는, 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제1 진단 전압(V_DIAG1)을 출력한다. 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지거나 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 OR 로직 게이트(252)는, 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제1 진단 전압(V_DIAG1)을 출력한다. 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태 및 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태를 나타낸다.
상기 증폭기(254)는, 상기 전기 노드들(382, 464)에 전기적으로 결합되고, 상기 평균 회로(244)로부터의 상기 평균 전압(V_AVG) 및 상기 증폭기(242)로부터의 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)을 수신하는 것에 응답하여 제4 증폭된 전압(V_2B)를 출력하도록 제공된다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)은, 상기 평균 전압(V_AVG)과 상기 제2 증폭된 전압(V_1B) 간의 차이에 비례한다. 상기 증폭기(254)는, 저항들(454, 456, 470, 472), 연산 증폭기(480) 및 전기 노드(482)를 포함한다.
상기 저항(454)은, 상기 전기 노드(438)와 상기 전기 노드(464, 상기 연산 증폭기(480)의 상기 비반전 단자에도 전기적으로 결합됨)의 사이에 전기적으로 결합된다. 상기 저항(456)은, 전기 노드(464)와 전기 그라운드의 사이에 전기적으로 결합된다.
상기 연산 증폭기(480)는, 다음의 방정식: V_2B = AV2(V_AVG - V_1B)에 대응하는 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)을 출력한다. AV2는 상기 연산 증폭기(480)의 이득이다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)는, 상기 비교기(256)의 제1 입력 단자에서 수신된다.
상기 비교기(256)는, 제1 및 제2 입력 단자와 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(256)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(254)의 상기 연산 증폭기(480)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(254)로부터 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)을 수신한다. 상기 비교기(256)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)을 수신한다. 상기 비교기(256)는, 상기 증폭기(254)로부터의 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)과 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제3 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(256)는, 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제3 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(256)는, 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제3 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 제1 기준 전압(TRIP_LEVEL1)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태를 나타낸다.
상기 비교기(257)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 비교기(257)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 증폭기(242)의 상기 연산 증폭기(360)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 증폭기(242)로부터 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)을 수신한다. 상기 비교기(257)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합되고, 상기 마이크로컨트롤러(38)로부터 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)을 수신한다. 상기 비교기(257)는, 상기 증폭기(242)로부터의 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)과 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)의 비교에 기초하여, 그것의 상기 출력 단자 상으로 제4 모니터링 전압을 출력한다. 특히, 상기 비교기(257)는, 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같은 경우, 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제4 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 크거나 같다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 비교기(257)는, 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작은 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제2 모니터링 전압을 출력한다. 상기 제2 증폭된 전압(V_1B)이 상기 제2 기준 전압(TRIP_LEVEL2)보다 작다는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태를 나타낸다.
상기 OR 로직 게이트(258)는, 제1 및 제2 입력 단자들과 출력 단자를 가진다. 상기 OR 로직 게이트(258)의 상기 제1 입력 단자는, 상기 비교기(256)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(256)로부터 상기 제3 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(258)의 상기 제2 입력 단자는, 상기 비교기(257)의 상기 출력 단자에 전기적으로 결합되고, 상기 비교기(257)로부터 상기 제4 모니터링 전압을 수신한다. 상기 OR 로직 게이트(258)의 상기 출력 단자는, 상기 마이크로컨트롤러(38)에 전기적으로 결합된다. 상기 OR 로직 게이트(258)는, 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 로직 전압 레벨(예, 이진값 "1"에 대응하는 높은 로직 전압 레벨)을 가지는 제2 진단 전압(V_DIAG2)을 출력한다. 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지거나 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 OR 로직 게이트(258)는, 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 제2 로직 전압 레벨(예, 이진값 "0"에 대응하는 낮은 로직 전압 레벨)을 가지는 상기 제2 진단 전압(V_DIAG2)을 출력한다. 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지고 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제2 로직 전압 레벨을 가지는 것은, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 사이의 평형 전류 상태 및 상기 제4 스위칭 뱅크 내의 수용 가능한 전류 상태를 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 스위치들(100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122), 파워 스위치들(90, 160) 및 상기 OR 로직 게이트들(252, 254)에 동작 가능하게 결합된다. 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 마이크로프로세서(500) 및 상기 마이크로프로세서(500)에 동작 가능하게 결합된 메모리 디바이스(502)를 포함한다. 상기 마이크로프로세서(500)는, 여기에 설명된 상기 관련된 단계들을 구현하기 위하여, 상기 메모리 디바이스(502) 내에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행하도록 프로그램된다. 또한, 상기 메모리 다바이스(502)는, 계산된 값들과 소정의 값들을 저장한다.
상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32) 내의 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 스위칭 뱅크들을 위한 상기 제어 신호들을 순차적으로 생성한다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제1 전단 전압(V_DIAG1)에 응답하여 상기 파워 스위치(90)를 열린 동작 상태로 전환시키기 위한 제1 제어 신호를 생성한다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러(38)는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제1 전단 전압(V_DIAG2)에 응답하여 상기 파워 스위치(160)를 상기 열린 동작 상태로 전환시키기 위한 제2 제어 신호를 생성한다.
도 4를 참조하면, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 제1 스위칭 뱅크의 과전류 상태를 결정하기 위한 트립 전류에 대한 제1 증폭된 전압(V_1A)을 보여주는 그래프(600)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 부스트 모드 동작 중에, 상기 제1 증폭된 전압(V_1A)이 상기 TRIP_LEVEL2 전압보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 저항(130)을 통해 흐르는 상기 전류 I_SA는 과전류 상태를 가진다.
도 5를 참조하면, 상기 DC-DC 전압 컨버터(32)의 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정하기 위한 트립 전류에 대한 제3 및 제4 증폭된 전압들(V_2A, V_2B)을 보여주는 그래프(650)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제3 증폭된 전압(V_2A)이 상기 TRIP_LEVEL1 전압보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 저항(130)을 통해 흐르는 상기 전류(I_SA)는, 상기 제4 스위칭 뱅크와 상기 저항(132)을 통해 흐르는 전류(I_SB)보다 크고, 이는 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 불평형 전류 상태를 나타낸다. 또한, 상기 제4 증폭된 전압(V_2B)이 상기 TRIP_LEVEL1 전압보다 큰 경우, 상기 제4 스위칭 뱅크와 상기 저항(132)을 통해 흐르는 상기 전류(I_SB)는, 상기 제1 스위칭 뱅크와 상기 저항(130)을 통해 흐르는 전류(I_SA)보다 크고, 이는 상기 제1 및 제4 스위칭 뱅크들 간의 불평형 전류 상태를 나타낸다.
여기에 설명된 상기 전원 공급 시스템은 다른 시스템에 비하여 상당한 장점을 제공한다. 특히, 상기 전원 공급 시스템은, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 중 하나의 내의 과전류 상태가 검출 불가하더라도, 평균 전압값을 이용하여 상기 DC-DC 전압 컨버터 내에 있는 제1 및 제2 스위칭 뱅크들 내의 불평형 전류 상태를 결정할 수 있는 검출 시스템을 이용한다.
특허 청구된 발명은 단지 제한된 수의 실시예들을 참조하여 자세하게 기술되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 쉽게 이해하여야 한다. 오히려, 특허 청구된 발명은 본 발명의 정신과 범위에 부합되는 범위 내에서 여기에서 설명되지 않은 변형예, 대안예, 대체예 또는 등가예를 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 특허 청구된 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 실시예들 중에서 오직 일부만을 포함할 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 특허 청구된 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

Claims (16)

  1. 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가지는 제1 스위칭 뱅크; 및 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가지는 제2 스위칭 뱅크;를 가지는 DC-DC 전압 컨버터 내의 불평형 전류 상태 및 과전류 상태를 결정하기 위한 검출 시스템에 있어서,
    제1 증폭기, 제2 증폭기, 제3 증폭기, 평균 회로, 제1 비교기, 제2 비교기 및 제1 OR 로직 게이트를 포함하는 검출 회로;를 포함하되,
    상기 제1 증폭기는, 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 제2 증폭기는, 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 평균 회로는, 상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기 각각으로부터의 상기 제1 증폭된 전압 및 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 평균 전압을 출력하고,
    상기 제3 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제3 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압 간의 차이에 비례하고,
    상기 제1 비교기는, 상기 제3 증폭기로부터의 상기 제3 증폭된 전압과 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제1 모니터링 전압은 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 경우 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 비교기는, 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압과 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제2 모니터링 전압은 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 경우 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제1 OR 로직 게이트는, 상기 제1 및 제2 모니터링 전압을 기초로 제1 진단 전압을 출력하되, 상기 제1 진단 전압은 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력하는 검출 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 증폭된 전압은,
    상기 제3 증폭기의 제1 전압 이득이 곱해진, 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압의 차이에 대응하는, 검출 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 제4 증폭기, 제3 및 제4 비교기 및 제2 OR 로직 게이트;를 더 포함하되,
    상기 제4 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제4 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압의 차이에 비례하고,
    상기 제3 비교기는, 상기 제4 증폭기로부터의 상기 제4 증폭된 전압과 상기 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제3 모니터링 전압은 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제4 비교기는, 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압과 상기 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제4 모니터링 전압은 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 OR 로직 게이트는, 상기 제3 및 제4 모니터링 전압을 기초로 상기 제2 진단 전압을 출력하되, 상기 제2 진단 전압은 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 검출 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제4 증폭된 전압은,
    상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압의 차이에 대응하는, 검출 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 증폭기는,
    상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 제1 시간에 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제1 전압을 수신하는, 검출 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는,
    상기 제2 스위칭 뱅크의 상기 제3 및 제4 스위치 각각이 상기 제1 시간에 상기 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제2 전압을 수신하는, 검출 시스템.
  8. 전원 공급 시스템에 있어서,
    제1 스위칭 뱅크, 제2 스위칭 뱅크, 제1 저항, 제2 저항, 제1 전기 코일, 제2 전기 코일, 제1 파워 스위치, 제2 파워 스위치, 제1 배터리 및 제2 배터리를 가지는 DC-DC 전압 컨버터; 및
    제1 증폭기, 제2 증폭기, 제3 증폭기, 평균 회로, 제1 비교기, 제2 비교기 및 제1 OR 로직 게이트를 포함하는 검출 회로;를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 뱅크는, 상기 제1 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제1 및 제2 스위치를 가지고,
    상기 제2 스위칭 뱅크는, 상기 제2 저항에 선택적으로 전기적으로 직렬로 결합되는 제3 및 제4 스위치를 가지고,
    상기 제1 전기 코일은, 상기 제1 스위칭 뱅크 및 상기 제2 파워 스위치에 전기적으로 결합되고,
    상기 제2 전기 코일은, 상기 제2 스위칭 뱅크 및 상기 제2 파워 스위치에 전기적으로 결합되고,
    상기 제1 파워 스위치는, 상기 제1 배터리와 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크에 전기적으로 결합되고,
    상기 제2 파워 스위치는, 상기 제1 및 제2 전기 코일과 상기 제2 배터리에 전기적으로 결합되고,
    상기 제1 증폭기는, 상기 제1 저항에 인가된 제1 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 증폭된 전압을 출력하고,
    상기 제2 증폭기는, 상기 제2 저항에 인가된 제2 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 증폭된 전압을 출력하고,상기 평균 회로는, 상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기 각각으로부터의 상기 제1 증폭된 전압 및 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 평균 전압을 출력하고,상기 제3 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제3 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압 간의 차이에 비례하고,
    상기 제1 비교기는, 상기 제3 증폭기로부터의 상기 제3 증폭된 전압과 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제1 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제1 모니터링 전압은 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 경우 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제3 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 비교기는, 상기 제1 증폭기로부터의 상기 제1 증폭된 전압과 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제2 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제2 모니터링 전압은 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 경우 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제1 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제1 OR 로직 게이트는, 상기 제1 및 제2 모니터링 전압을 기초로 제1 진단 전압을 출력하되, 상기 제1 진단 전압은 상기 제1 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제2 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제1 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 전원 공급 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 상기 제2 전압 및 상기 평균 전압을 기초로 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 전압을 기초로 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 과전류 상태를 나타내는 제2 진단 전압을 출력하는, 전원 공급 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3 증폭된 전압은,
    상기 제3 증폭기의 제1 전압 이득이 곱해진, 상기 평균 전압과 상기 제1 증폭된 전압 사이의 차이에 대응하는, 전원 공급 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 검출 회로는, 제4 증폭기, 제3 및 제4 비교기 및 제2 OR 로직 게이트;를 더 포함하되,
    상기 제4 증폭기는, 상기 평균 회로로부터의 상기 평균 전압 및 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 증폭된 전압을 출력하되, 상기 제4 증폭된 전압은 상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압의 차이에 비례하고,
    상기 제3 비교기는, 상기 제4 증폭기로부터의 상기 제4 증폭된 전압과 상기 제1 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제3 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제3 모니터링 전압은 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제4 증폭된 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 것은 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태를 나타내고,
    상기 제4 비교기는, 상기 제2 증폭기로부터의 상기 제2 증폭된 전압과 상기 제2 기준 전압을 수신하는 것에 응답하여 제4 모니터링 전압을 출력하되, 상기 제4 모니터링 전압은 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지고, 상기 제2 증폭된 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 것은 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내고,
    상기 제2 OR 로직 게이트는, 상기 제3 및 제4 모니터링 전압을 기초로 상기 제2 진단 전압을 출력하되, 상기 제2 진단 전압은 상기 제3 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우 또는 상기 제4 모니터링 전압이 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 경우, 상기 DC-DC 전압 컨버터 내의 상기 제1 및 제2 스위칭 뱅크 사이의 상기 불평형 전류 상태 또는 상기 제2 스위칭 뱅크 내의 상기 과전류 상태를 나타내는 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는, 전원 공급 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4 증폭된 전압은,
    상기 평균 전압과 상기 제2 증폭된 전압 사이의 차이에 대응하는, 전원 공급 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 증폭기는,
    상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 및 제2 스위치 각각이 제1 시간에 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제1 전압을 수신하는, 전원 공급 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는,
    상기 제2 스위칭 뱅크의 상기 제3 및 제4 스위치 각각이 상기 제1 시간에 상기 닫힌 동작 상태를 가지는 경우, 상기 제2 전압을 수신하는, 전원 공급 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    마이크로컨트롤러;를 더 포함하되,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제1 진단 전압에 응답하여 상기 제1 파워 스위치를 열린 동작 상태로 전이시키기 위하여 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 로직 전압 레벨을 가지는 상기 제2 진단 전압에 응답하여 상기 제2 파워 스위치를 열린 동작 상태로 전이시키기 위하여 제2 제어 신호를 생성하는, 전원 공급 시스템.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가지되, 상기 제1 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제1 및 제2 스위치의 사이에 배치된 제1 전기 노드에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 전기 코일의 상기 제2 엔드는 제2 전기 노드에 전기적으로 결합되고,
    상기 제2 전기 코일은, 제1 및 제2 엔드를 가지되, 상기 제2 전기 코일의 상기 제1 엔드는 상기 제3 및 제4 스위치의 사이에 배치된 제3 전기 노드에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 전기 코일의 상기 제2 엔드는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합되고,
    상기 제1 파워 스위치는, 제1 및 제2 단자를 가지되, 상기 제1 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제1 배터리에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제1 스위칭 뱅크의 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위칭 뱅크의 상기 제3 스위치에 전기적으로 결합되고,
    상기 제2 파워 스위치는, 제1 및 제2 단자를 가지되, 상기 제2 파워 스위치의 상기 제1 단자는 상기 제2 전기 노드에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 파워 스위치의 상기 제2 단자는 상기 제2 배터리에 전기적으로 결합되는, 전원 공급 시스템.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7066040B2 (ja) * 2019-02-25 2022-05-12 三菱電機株式会社 電源装置、モータ駆動装置、送風機、圧縮機及び空気調和機
DE102021104517B4 (de) * 2021-02-25 2023-09-28 Heckler & Koch Gmbh Schusswaffenanalysevorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040008011A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-15 Hung-I Wang Multi-phase dc-to-dc buck converter with multi-phase current balance and adjustable load regulation
US20120074949A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Kevin Kepley Bi-directional dc/dc converter
US20160064986A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Apple Inc. Multi-phase battery charging with boost bypass

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2533774Y2 (ja) 1991-02-18 1997-04-23 株式会社三陽電機製作所 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US6246220B1 (en) * 1999-09-01 2001-06-12 Intersil Corporation Synchronous-rectified DC to DC converter with improved current sensing
EP1152518B1 (en) * 1999-12-09 2005-05-25 Sanken Electric Co., Ltd. Dc-dc converter
US6424129B1 (en) * 2001-08-21 2002-07-23 Semtech Corporation Method and apparatus for accurately sensing output current in a DC-to-DC voltage converter
US6812677B2 (en) * 2001-08-21 2004-11-02 Intersil Americas Inc. Thermally compensated current sensing of intrinsic power converter elements
JP3620497B2 (ja) 2001-12-03 2005-02-16 株式会社村田製作所 スイッチング電源装置
JP4052948B2 (ja) 2002-01-15 2008-02-27 ローム株式会社 マルチフェーズ型ｄｃ／ｄｃコンバータ
TWI220022B (en) * 2002-05-27 2004-08-01 Richtek Technology Corp Current sensing apparatus and method
US7045993B1 (en) * 2004-04-29 2006-05-16 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for step-down switching voltage regulation
TWI255088B (en) * 2004-05-24 2006-05-11 Anpec Electronics Corp DC converting controller with mode-switching and over-current protection by using multifunctional pin and its method
JP4287851B2 (ja) * 2004-10-28 2009-07-01 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源用制御装置およびスイッチング電源
US7479772B2 (en) * 2005-02-25 2009-01-20 The Regents Of The University Of Colorado Active current sharing multiphase DC-DC converter
JP2007068381A (ja) 2005-09-02 2007-03-15 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP4774904B2 (ja) 2005-10-18 2011-09-21 サンケン電気株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
TWI325207B (en) * 2006-06-06 2010-05-21 Realtek Semiconductor Corp Switching regulator with over current protection and method thereof
US7759918B2 (en) * 2006-06-16 2010-07-20 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method for inhibiting thermal run-away
JP5011874B2 (ja) * 2006-07-31 2012-08-29 ミツミ電機株式会社 双方向性コンバータおよび電子装置
ITTO20070567A1 (it) * 2007-07-31 2009-02-01 St Microelectronics Srl Convertitore dc-dc con circuito di protezione da sovraccarichi di corrente e relativo metodo
CN101510721B (zh) * 2009-03-18 2012-04-25 浙江大学 一种单电感开关直流电压变换器及三模式控制方法
US8780784B2 (en) * 2009-05-29 2014-07-15 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for transmitting control information from relay node on backhaul uplink
KR101510181B1 (ko) * 2010-09-06 2015-04-10 삼성전자 주식회사 전원공급회로
TWM443878U (en) * 2012-07-23 2012-12-21 Richtek Technology Corp Multi-phase switching regulator and droop circuit therefor
JP2014110711A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Renesas Electronics Corp スイッチング電源装置及び半導体装置
JP2014143782A (ja) 2013-01-22 2014-08-07 Mitsubishi Electric Corp モータ制御装置
US9825560B2 (en) * 2014-09-17 2017-11-21 Regal Beloit America, Inc. System and method for controlling a motor
CN205829235U (zh) * 2016-07-18 2016-12-21 深圳市思通新能科技开发有限公司 非隔离双向dc‑dc变换器预充电电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040008011A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-15 Hung-I Wang Multi-phase dc-to-dc buck converter with multi-phase current balance and adjustable load regulation
US20120074949A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Kevin Kepley Bi-directional dc/dc converter
US20160064986A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Apple Inc. Multi-phase battery charging with boost bypass

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