KR102401720B1 - Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof - Google Patents

Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102401720B1
KR102401720B1 KR1020190160149A KR20190160149A KR102401720B1 KR 102401720 B1 KR102401720 B1 KR 102401720B1 KR 1020190160149 A KR1020190160149 A KR 1020190160149A KR 20190160149 A KR20190160149 A KR 20190160149A KR 102401720 B1 KR102401720 B1 KR 102401720B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
output voltage
voltage
switched
buck converter
Prior art date
Application number
KR1020190160149A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210070097A (en
Inventor
공배선
주성원
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020190160149A priority Critical patent/KR102401720B1/en
Publication of KR20210070097A publication Critical patent/KR20210070097A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102401720B1 publication Critical patent/KR102401720B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0064—Magnetic structures combining different functions, e.g. storage, filtering or transformation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 단일 인덕터를 포함하며, 인덕터를 사용하여 복수의 출력 전압을 생성하는 전압 생성부, 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 출력되도록 스위칭하는 제1 스위치 및 복수의 레귤레이터를 포함하며, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는 레귤레이터부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a single inductor multiple output buck converter and a method for controlling the same. The single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention includes a single inductor, and a voltage generating a plurality of output voltages using the inductor It may include a generator, a first switch that switches to output at least one of the plurality of generated output voltages, and a plurality of regulators, and may include a regulator unit that controls the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range.

Description

단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 및 그 제어 방법{SINGLE INDUCTOR MULTIPLE OUTPUT BUCK CONVERTER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}SINGLE INDUCTOR MULTIPLE OUTPUT BUCK CONVERTER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF

본 발명은 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single inductor multiple output buck converter and a method for controlling the same.

무선 통신 시스템 및 웨어러블 디바이스의 경우, 부피가 크고 고가인 전력 인덕터의 수를 줄이는 것은 제품의 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 소형화를 가능하게 하므로 중요한 문제로 대두된다. 한편 종래의 하나의 인덕터로 여러 개의 출력 전압을 만들어 내는 방식에는 전하 조절 방식과 시간 배분 방식이 있는데, 두 방식은 각각 동작 특성상 해결해야 하는 과제가 존재한다.In the case of wireless communication systems and wearable devices, reducing the number of bulky and expensive power inductors not only reduces the cost of the product, but also enables the miniaturization of the product, so it becomes an important issue. On the other hand, there are a charge control method and a time distribution method in the conventional method of generating multiple output voltages with one inductor, and each of the two methods has problems to be solved due to the characteristics of the operation.

구체적으로, 전하 조절 방식은 출력 전압의 리플이 지나치게 커지기 때문에 다른 회로의 전원 전압으로 사용하는 것에 한계가 있다. 또한, 하나의 인덕터를 공유함으로써 발생하는 각 출력 전압간의 간섭으로 인한 크로스 레귤레이션(cross regulation) 문제를 완전히 해결할 수 없다. Specifically, the charge control method has a limitation in using it as a power supply voltage for other circuits because the ripple of the output voltage becomes excessively large. In addition, the cross regulation problem caused by the interference between the respective output voltages caused by sharing one inductor cannot be completely solved.

시간 배분 방식의 경우, 크로스 레귤레이션 문제를 어느 정도 해결 할 수 있으나 전력 손실이 증가하여 전체 효율을 감소시키고, 부가적인 회로의 추가가 불가피하여 제품의 면적이 증가할 수 있다. 또한, 전체 스위칭 주기를 활용하기 어렵다. In the case of the time distribution method, the cross-regulation problem can be solved to some extent, but the overall efficiency is reduced due to an increase in power loss, and the addition of an additional circuit is inevitable, which can increase the area of the product. In addition, it is difficult to utilize the entire switching cycle.

한편, 상술된 문제를 극복하기 위해 제안된 전력 배분 방식의 경우, 크로스 레귤레이션이 없고 전체 스위칭 주기를 활용하지만, 출력 전압 리플이 크다는 단점이 있고, 이를 줄이기 위해 지나치게 큰 용량의 출력 커패시터를 사용해야하는 문제점이 있다. 따라서, 크로스 레귤레이션 및 전압 리플에 관한 문제를 해결하는 새로운 방식에 대한 연구가 진행 중에 있다.On the other hand, in the case of the power distribution method proposed to overcome the above-described problem, there is no cross regulation and the entire switching cycle is utilized, but there is a disadvantage that the output voltage ripple is large, and an excessively large output capacitor must be used to reduce this problem. There is this. Therefore, research on a new way to solve the problems of cross regulation and voltage ripple is in progress.

본 발명의 목적은 기존 하나의 인덕터로 여러 개의 전압을 만드는 방식들의 단점을 보완하는 전력 배분 방식이 가지는 한계점을 해결하는 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 제안하는 데 있다. 구체적으로, 본 발명에 개시된 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 크로스 레귤레이션이 없고 적절한 용량의 출력 커패시터를 사용하며 동시에 낮은 전압 리플을 갖는 회로를 포함한다. It is an object of the present invention to propose a single inductor multi-output buck converter that solves the limitations of the power distribution method that compensates for the disadvantages of the existing methods of generating multiple voltages with a single inductor. Specifically, the single inductor multiple output buck converter disclosed in the present invention includes a circuit that has no cross regulation, uses an output capacitor of an appropriate capacity, and at the same time has low voltage ripple.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 단일 인덕터를 포함하며, 인덕터를 사용하여 복수의 출력 전압을 생성하는 전압 생성부, 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 출력되도록 스위칭하는 제1 스위치 및 복수의 레귤레이터를 포함하며, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는 레귤레이터부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a single inductor multiple output buck converter and a method for controlling the same. The single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention includes a single inductor, and a voltage generating a plurality of output voltages using the inductor It may include a generator, a first switch that switches to output at least one of the plurality of generated output voltages, and a plurality of regulators, and may include a regulator unit that controls the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range.

바람직하게 복수의 레귤레이터 각각은, 스위칭된 출력 전압을 모니터링하는 모니터링부, 스위칭된 출력 전압에 따라 결정된 지연 값만큼 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 제어부 및 모니터링 결과에 따라 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는, 제2 스위치를 포함한다.Preferably, each of the plurality of regulators includes a monitoring unit monitoring the switched output voltage, a control unit delaying the switched output voltage by a delay value determined according to the switched output voltage, and the output voltage switched according to the monitoring result in a predetermined voltage range and a second switch for connecting at least one of the PMOS transistor and the NMOS transistor when it is determined to be out of .

바람직하게 제2 스위치는 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최대값을 초과하면 NMOS 트랜지스터를 연결하고, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최소값 미만이면 PMOS 트랜지스터를 연결하는 것이다.Preferably, the second switch connects the NMOS transistor when the switched output voltage exceeds the maximum value of the predetermined voltage range, and connects the PMOS transistor when the switched output voltage is less than the minimum value of the predetermined voltage range.

바람직하게 제2 스위치의 전원 전압은 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 전원 전압이다.Preferably, the supply voltage of the second switch is the supply voltage of the single inductor multiple output buck converter.

바람직하게 제어부는 스위칭된 출력 전압 및 전류값에 기초하여 지연 값을 결정하는 것이다.Preferably, the controller determines the delay value based on the switched output voltage and current values.

바람직하게 제어부는 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 복수의 RC 필터를 포함한다.Preferably the control unit comprises a plurality of RC filters for delaying the switched output voltage.

바람직하게 레귤레이터부에 포함된 레귤레이터의 수는 전압 생성부에 의해 생성되는 출력 전압의 수에 따라 결정된다.Preferably, the number of regulators included in the regulator unit is determined according to the number of output voltages generated by the voltage generating unit.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 제어 방법은 단일 인덕터를 사용하여 복수의 출력 전압을 생성하는 단계, 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 출력되도록 스위칭하는 단계 및 복수의 레귤레이터를 이용하여, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method for controlling a single inductor multiple output buck converter includes generating a plurality of output voltages using a single inductor, switching at least one of the plurality of generated output voltages to be output, and a plurality of output voltages. and controlling the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range using a regulator.

바람직하게 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는 단계는, 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 스위칭된 출력 전압을 모니터링하는 단계, 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 스위칭된 출력 전압에 따라 결정된 지연 값만큼 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 단계 및 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 모니터링 결과에 따라 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는 단계를 포함한다.Preferably, the step of controlling the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range includes: monitoring the switched output voltage of at least one of the plurality of regulators; delaying the switched output voltage by a delay value, and when at least one of the plurality of regulators determines that the switched output voltage is out of a predetermined voltage range according to a monitoring result, connecting at least one of the PMOS transistor and the NMOS transistor includes steps.

바람직하게 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는 단계는 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최대값을 초과하면 NMOS 트랜지스터를 연결하고, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최소값 미만이면 PMOS 트랜지스터를 연결하는 단계를 포함한다.Preferably, the step of connecting at least one of the PMOS transistor and the NMOS transistor includes connecting the NMOS transistor when the switched output voltage exceeds the maximum value of the predetermined voltage range, and connecting the PMOS transistor when the switched output voltage is less than the minimum value of the predetermined voltage range connecting the transistors.

바람직하게 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 단계는 스위칭된 출력 전압 및 전류값에 기초하여 지연 값을 결정하는 단계를 포함한다.Preferably delaying the switched output voltage comprises determining a delay value based on the switched output voltage and current values.

본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 종래의 전력 배분 방식에 기초하므로 크로스 레귤레이션이 없고, 새롭게 제안된 레귤레이터를 추가로 사용함으로써 적절한 용량의 출력 커패시터를 사용할 수 있으며 동시에 낮은 전압 리플 특성을 나타내는 효과가 있다.The single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention has no cross regulation because it is based on a conventional power distribution method, and by using a newly proposed regulator additionally, an output capacitor of an appropriate capacity can be used, and at the same time, a low voltage ripple It has the effect of showing characteristics.

본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 다양한 무선 시스템 제품의 전력 관리 회로에 적용될 수 있으며, 제품의 소형화와 비용 절감뿐만 아니라 배터리 수명을 연장시킬 수 있으므로, 해당 무선 시스템 제품의 시장 경쟁력을 강화하는 효과가 있다.The single inductor multi-output buck converter according to an embodiment of the present invention can be applied to a power management circuit of various wireless system products, and can reduce product size and cost as well as extend battery life, so that the market of the wireless system product is It has the effect of enhancing competitiveness.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다. On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within the range obvious to those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 동작 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 종래의 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기와 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 출력 전압 파형을 비교 설명하기 위한 출력 전압의 파형도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram illustrating a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining an operation waveform of a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating a single inductor multiple output buck converter according to another embodiment of the present invention.
5A and 5B are waveform diagrams of output voltages for comparing the output voltage waveforms of a conventional single inductor multiple output buck converter and a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for controlling a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

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.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기(100)는 전압 생성부(110), 제1 스위치(120) 및 레귤레이터부(130)를 포함한다.The single inductor multiple output buck converter 100 according to an embodiment includes a voltage generator 110 , a first switch 120 , and a regulator 130 .

전압 생성부(110)는 단일 인덕터를 포함하고, 단일 인덕터를 이용하여 복수의 출력 전압을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전압 생성부(110)는 PWM 변조 방식의 출력 전압을 생성할 수 있으나, 전압 생성부(110)에 의해 생성되는 출력 전압의 변조 방식은 이에 제한되지 않는다.The voltage generator 110 may include a single inductor and may generate a plurality of output voltages using the single inductor. For example, the voltage generator 110 may generate an output voltage of a PWM modulation method, but the modulation method of the output voltage generated by the voltage generator 110 is not limited thereto.

제1 스위치(120)는 전압 생성부(110)에 의해 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 출력되도록 스위칭할 수 있다. The first switch 120 may switch to output at least one of a plurality of output voltages generated by the voltage generator 110 .

레귤레이터부(130)는 복수의 레귤레이터(제1 레귤레이터 내지 제N 레귤레이터)를 포함하며, 제1 스위치(120)에 의해 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어할 수 있다. 도 1의 레귤레이터부(130)는 N개의 레귤레이터를 포함하는 것으로 도시되었으나, 레귤레이터의 수는 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따른 레귤레이터부(130)에 포함되는 레귤레이터의 수는 전압 생성부(110)에 의해 생성되는 출력 전압의 수에 따라 결정될 수 있다. 한편, 각 레귤레이터는 모니터링부(131), 제어부(132), 제2 스위치(133)를 포함할 수 있다.The regulator unit 130 includes a plurality of regulators (first to Nth regulators), and may control the output voltage switched by the first switch 120 to be output within a predetermined voltage range. Although the regulator unit 130 of FIG. 1 is illustrated as including N regulators, the number of regulators is not limited thereto. The number of regulators included in the regulator unit 130 according to an embodiment may be determined according to the number of output voltages generated by the voltage generator 110 . Meanwhile, each regulator may include a monitoring unit 131 , a control unit 132 , and a second switch 133 .

모니터링부(131)는 스위칭된 출력 전압을 모니터링할 수 있고, 제어부(132)는 스위칭된 출력 전압에 따라 결정된 지연 값만큼 스위칭된 출력 전압을 지연시킬 수 있다. 이때, 제어부(132)는 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 복수의 RC 필터를 포함할 수 있다.The monitoring unit 131 may monitor the switched output voltage, and the control unit 132 may delay the switched output voltage by a delay value determined according to the switched output voltage. In this case, the controller 132 may include a plurality of RC filters for delaying the switched output voltage.

한편, 제2 스위치(133)는 모니터링 결과에 따라 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 스위칭된 출력 전압에 연결할 수 있다. Meanwhile, when it is determined that the switched output voltage is out of a predetermined voltage range according to the monitoring result, the second switch 133 may connect at least one of the PMOS transistor and the NMOS transistor to the switched output voltage.

일 실시예에 따른 제2 스위치(133)는 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최대값을 초과하면 NMOS 트랜지스터를 연결하고, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최소값 미만이면 PMOS 트랜지스터를 연결할 수 있다. 또한, 제2 스위치(133)의 전원 전압은 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기(100)의 전원 전압일 수 있다.The second switch 133 according to an embodiment connects the NMOS transistor when the switched output voltage exceeds the maximum value of the predetermined voltage range, and connects the PMOS transistor when the switched output voltage is less than the minimum value of the predetermined voltage range can Also, the power supply voltage of the second switch 133 may be the power supply voltage of the single inductor multiple output buck converter 100 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 설명하기 위한 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 전압 생성부(210), 제1 스위치(220) 및 레귤레이터부(230, assist regulator)를 포함할 수 있다.A single inductor multiple output buck converter according to an embodiment may include a voltage generator 210 , a first switch 220 , and a regulator 230 ( assist regulator).

전압 생성부(210)는 단일 인덕터(L)로 복수의 출력 전압 VO1 내지 VON을 생성하기 위해 종래의 전력 멀티플렉싱 제어 방법(power multiplexing control)을 활용할 수 있고, 제1 스위치(220)는 다수의 출력 전압들 중에 특정 전압이 출력되도록 스위칭한다. 레귤레이터부(230, assist regulator)는 출력 전압을 일정 수준 이상 변하지 않도록 하기 위해 본 발명에서 추가된 구성요소로서, 전압 리플을 최소화하며 동시에 적절한 용량의 출력 커패시터를 사용할 수 있다. 레귤레이터부(230, assist regulator)는 복수의 레귤레이터를 포함하며, 각 레귤레이터는 모니터링부(도 2의 monitoring circuit), 제어부(도 2의 logic and delay cells) 및 제2 스위치(도 2의 power switch)를 포함할 수 있다.The voltage generator 210 may utilize a conventional power multiplexing control method to generate a plurality of output voltages V O1 to V ON with a single inductor L, and the first switch 220 includes a plurality of Switches so that a specific voltage is output among the output voltages of The regulator unit 230 (assist regulator) is a component added in the present invention to prevent the output voltage from changing by more than a certain level, and it is possible to minimize voltage ripple and use an output capacitor of an appropriate capacity at the same time. The regulator unit 230 (assist regulator) includes a plurality of regulators, and each regulator includes a monitoring unit (monitoring circuit in FIG. 2), a control unit (logic and delay cells in FIG. 2), and a second switch (power switch in FIG. 2). may include

모니터링부(monitoring circuit)는 출력 전압을 모니터링하고, 제2 스위치(power switch)는 모니터링된 결과에 기초하여 출력 전압의 리플 특성을 감소시킬 수 있다. 또한, 제어부(logic and delay cells)는 출력 전압을 지연시킴으로써, 출력 전압의 전압 피크가 출력되는 것을 방지할 수 있다.A monitoring circuit may monitor the output voltage, and a second switch may reduce a ripple characteristic of the output voltage based on the monitored result. In addition, the controller (logic and delay cells) may prevent the voltage peak of the output voltage from being output by delaying the output voltage.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 동작 파형을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining an operation waveform of a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 전체 한 주기 TO 동안 각각의 출력 전압 VO1 내지 VON은 각각의 정해진 시간 TO1 내지 TON 동안 인덕터와 전압 생성부를 통하여 레귤레이션 된다. 이는 종래의 전력 멀티플렉싱 제어 방법과 동일하다. 제1 스위치는 TO1 내지 TON 시간 동안, 높은 전압 변환 효율을 유지하며 각 출력 전압 VO1 내지 VON 중에서 원하는 출력 전압이 대응되는 시간 프레임에 출력되도록 전압을 스위칭시킨다. 그리고 레귤레이터부는 대응되는 시간 프레임을 제외한 나머지 시간 동안 출력 전압이 소정의 범위 내에서 벗어나지 않도록 제어한다. 도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 출력 전압 VO1이 출력되도록 스위칭한 경우, 출력 전압 VO1에 대응하는 시간 프레임인 TO1을 제외한 내지 TO-TO1 시간 동안 레귤레이터부를 이용하여 출력 전압을 일정한 전압 수준으로 유지할 수 있다. Referring to FIG. 3 , each of the output voltages V O1 to V ON during the entire period T O is regulated through the inductor and the voltage generator for each predetermined time T O1 to T ON . This is the same as the conventional power multiplexing control method. The first switch maintains high voltage conversion efficiency during the time T O1 to T ON and switches the voltage so that a desired output voltage among the respective output voltages V O1 to V ON is output in a corresponding time frame. In addition, the regulator unit controls the output voltage not to deviate within a predetermined range for the remaining time except for the corresponding time frame. Referring to FIG. 3 , when the single inductor multiple output buck converter according to an embodiment is switched to output the output voltage V O1 , the time frame T O1 corresponding to the output voltage V O1 is excluded from T O -T O1 time. During the period, the output voltage can be maintained at a constant voltage level by using the regulator unit.

한편, 종래의 전력 멀티플렉싱 제어 방법은 출력 전압 VO1에 대응하는 시간 프레임을 제외한 TO-TO1 시간동안 출력 커패시터(도 2의 CL1)에 의해서 필요한 전하가 전달되어 큰 전압 강하가 발생하기 때문에, 이를 방지하기 위해서는 큰 커패시터를 사용해야만 한다. 하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인버터 다중 출력 벅 변환기는 레귤레이터부를 사용함으로써 적절한 크기의 커패시터를 사용하여 전압 리플을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.On the other hand, in the conventional power multiplexing control method, the required charge is transferred by the output capacitor (CL1 in FIG. 2 ) during TO -T O1 time except for the time frame corresponding to the output voltage V O1 , so that a large voltage drop occurs. , to prevent this, a large capacitor must be used. However, the single inverter multi-output buck converter according to an embodiment of the present invention has the effect of reducing voltage ripple by using a capacitor of an appropriate size by using the regulator unit.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a single inductor multiple output buck converter according to another embodiment of the present invention.

도 4의 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 type-3 보상기(type-3 compensator)와 램프 생성기(ramp generator), 게이트 드라이버(gate driver), 인덕터 등으로 구성된 전압 생성부(410)와 제1 스위치(420), 출력 캐패시터(CL1 내지 CLN), 레귤레이터부(430, assist regulator)를 포함할 수 있다. 여기서 레귤레이터부(430, assist regulator)는 모니터링부(comparator)를 통하여 출력 전압이 정해진 범위를 넘는지 확인하고 제어부를 거쳐 제2 스위치를 통해 출력 전압을 조절 하게 된다. 이때, 제어부는 출력 전압에 전압 스파이크가 생기지 않도록 하는 역할을 한다. 제2 스위치는 출력 전압의 모니터링 결과에 따라, 해당 출력 전압과 대응하는 시간 프레임을 제외한 나머지 시간 동안 출력 전압에 필요한 전하를 전달하는 역할을 한다. 여기서, 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 제2 스위치의 경우, 전원 전압은 시스템 내에서 사용 가능한 다른 벅 변환기의 전원 전압을 사용할 수 있다. 이러한 경우 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 효율 저하를 최소화 시킬 수 있다.The single inductor multiple output buck converter of FIG. 4 includes a voltage generator 410 including a type-3 compensator, a ramp generator, a gate driver, an inductor, and the like, and a first switch ( 420), output capacitors C L1 to C LN , and a regulator unit 430 (assist regulator) may be included. Here, the regulator unit 430 (assist regulator) checks whether the output voltage exceeds a predetermined range through the monitoring unit (comparator) and adjusts the output voltage through the second switch through the control unit. In this case, the control unit serves to prevent a voltage spike from occurring in the output voltage. According to the monitoring result of the output voltage, the second switch serves to transfer the electric charge required for the output voltage during the remaining time except for a time frame corresponding to the output voltage. Here, in the case of the second switch of the single inductor multiple output buck converter according to an embodiment, the power supply voltage may use the power supply voltage of another buck converter usable in the system. In this case, the efficiency degradation of the single inductor multi-output buck converter can be minimized.

도 5a 및 도 5b는 종래의 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기와 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 출력 전압 파형을 비교 설명하기 위한 출력 전압의 파형도이다.5A and 5B are waveform diagrams of output voltages for comparing the output voltage waveforms of a conventional single inductor multiple output buck converter and a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 레귤레이터부를 포함하지 않는 종래의 전력 멀티플렉싱 제어 방식을 사용하여 단일 인덕터로 두 개의 출력 전압을 생성한 경우의 출력 전압의 파형을 나타낸다. 그리고 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기를 이용하여 두 개의 출력 전압을 생성한 경우의 출력 전압의 파형을 나타낸다.5A shows a waveform of an output voltage when two output voltages are generated with a single inductor using a conventional power multiplexing control method that does not include a regulator unit. And FIG. 5B shows a waveform of an output voltage when two output voltages are generated using a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

도 5a의 상단의 파형의 경우 최대값과 최소값의 차이는 16.1mV이고, 도 5b의 상단의 파형의 경우 최대값과 최소값의 차이는 11.7mV이다. 따라서, 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 종래 기술과 비교하여 전압 리플이 약 27.3% 감소한 것을 확인할 수 있다.In the case of the upper waveform of FIG. 5A, the difference between the maximum value and the minimum value is 16.1 mV, and in the case of the upper waveform of FIG. 5B, the difference between the maximum value and the minimum value is 11.7 mV. Accordingly, in the single inductor multiple output buck converter according to an embodiment, it can be confirmed that the voltage ripple is reduced by about 27.3% compared to the prior art.

또한, 도 5a의 하단 파형의 경우, 최대값과 최소값의 차이는 14.1mV이고, 도 5b 하단 파형의 경우, 최대값과 최소값의 차이는 11.2mV이다. 따라서, 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 종래 기술과 비교하여 전압 리플이 약 20.6% 감소한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 5a 내지 도 5b를 통해 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 종래 기술과 비교하여 출력 전압 리플이 감소하는 효과가 있음을 알 수 있다.In addition, in the case of the lower waveform of FIG. 5A , the difference between the maximum value and the minimum value is 14.1 mV, and in the case of the lower waveform of FIG. 5B , the difference between the maximum value and the minimum value is 11.2 mV. Accordingly, it can be seen that the voltage ripple of the single inductor multiple output buck converter according to the embodiment is reduced by about 20.6% compared to the prior art. Accordingly, it can be seen from FIGS. 5A to 5B that the single inductor multiple output buck converter according to the embodiment has an effect of reducing the output voltage ripple compared to the prior art.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart for explaining the operation of a single inductor multiple output buck converter according to an embodiment of the present invention.

단계 610에서, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 전압 생성부에 의해 단일 인덕터를 사용하여 복수의 출력 전압을 생성한다.In step 610, a plurality of output voltages are generated using a single inductor by a voltage generator of a single inductor multiple output buck converter.

단계 620에서, 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 제1 스위치에 의해 출력되도록 스위칭한다.In step 620, at least one of the generated plurality of output voltages is switched to be output by the first switch of the single inductor multiple output buck converter.

단계 630에서, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 레귤레이터부에 의해 복수의 레귤레이터를 이용하여, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어한다.In step 630, a plurality of regulators are used by the regulator unit of the single inductor multiple output buck converter to control the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range.

또한 단계 630은, 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 스위칭된 출력 전압을 모니터링하는 단계, 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 스위칭된 출력 전압에 따라 결정된 지연 값만큼 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 단계 및 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 모니터링 결과에 따라 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, step 630 may include monitoring the switched output voltage by at least one of the plurality of regulators, delaying the switched output voltage by at least one of the plurality of regulators by a delay value determined according to the switched output voltage, and the plurality of regulators The method may include connecting at least one of a PMOS transistor and an NMOS transistor when it is determined that the switched output voltage is out of a predetermined voltage range according to a monitoring result of at least one of the PMOS transistors.

여기서, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는 단계는 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최대값을 초과하면 NMOS 트랜지스터를 연결하고, 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최소값 미만이면 PMOS 트랜지스터를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.Here, in the step of connecting at least one of the PMOS transistor and the NMOS transistor, when the switched output voltage exceeds the maximum value of the predetermined voltage range, the NMOS transistor is connected, and when the switched output voltage is less than the minimum value of the predetermined voltage range, the PMOS transistor It may include connecting a transistor.

또한, 스위칭된 출력 전압 및 전류값에 기초하여 지연 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Also, the method may include determining a delay value based on the switched output voltage and current values.

한편, 레귤레이터부에 포함된 레귤레이터의 수는 전압 생성부에 의해 생성되는 출력 전압의 수에 따라 결정될 수 있다.Meanwhile, the number of regulators included in the regulator unit may be determined according to the number of output voltages generated by the voltage generator.

일 실시예에 따른 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기는 출력 전압이 소정의 범위를 벗어나는 경우 바로 레귤레이터부의 제어부를 통해 출력 전압을 조정하기 때문에, 한 주기가 지난 후에 출력 전압을 교정하는 다른 종래 기술보다 더 신속하고 정확하게 출력 전압을 교정할 수 있는 효과가 있다. Since the single inductor multiple output buck converter according to an embodiment directly adjusts the output voltage through the control unit of the regulator when the output voltage is out of a predetermined range, it is faster than other prior art that corrects the output voltage after one cycle has elapsed And it has the effect of accurately calibrating the output voltage.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, with respect to the present invention, the preferred embodiments have been looked at. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 단일 인덕터 벅 변환기
110: 전압 생성부 120: 제1 스위치
130: 레귤레이터부 131: 모니터링부
132: 제어부 133: 제2 스위치100: single inductor buck converter
110: voltage generator 120: first switch
130: regulator unit 131: monitoring unit
132: control unit 133: second switch

Claims (11)

전력 배분 방식의 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기로서,
단일 인덕터를 포함하며, 상기 인덕터를 사용하여 복수의 출력 전압을 생성하는, 전압 생성부;
상기 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 출력되도록 스위칭하는, 제1 스위치; 및
복수의 레귤레이터를 포함하며, 상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는, 레귤레이터부;
를 포함하고,
상기 복수의 레귤레이터 각각은
상기 스위칭된 출력 전압을 모니터링하는 모니터링부;
상기 스위칭된 출력 전압에 따라 결정된 지연 값만큼 상기 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 제어부; 및
상기 모니터링 결과에 따라 상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는, 제2 스위치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기.A power distribution single inductor multiple output buck converter comprising:
a voltage generator including a single inductor and generating a plurality of output voltages using the inductor;
a first switch for switching at least one of the generated plurality of output voltages to be output; and
a regulator unit including a plurality of regulators and controlling the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range;
including,
Each of the plurality of regulators is
a monitoring unit monitoring the switched output voltage;
a control unit delaying the switched output voltage by a delay value determined according to the switched output voltage; and
a second switch connecting at least one of a PMOS transistor and an NMOS transistor when it is determined that the switched output voltage is out of a predetermined voltage range according to the monitoring result;
A single inductor multiple output buck converter comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 스위치는
상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최대값을 초과하면 NMOS 트랜지스터를 연결하고, 상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최소값 미만이면 PMOS 트랜지스터를 연결하는 것인, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기.According to claim 1,
the second switch
and coupling an NMOS transistor when the switched output voltage exceeds a maximum value of a predetermined voltage range and coupling a PMOS transistor when the switched output voltage is less than a minimum value of a predetermined voltage range. . 제1항에 있어서,
상기 제2 스위치의 전원 전압은 상기 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기의 전원 전압인, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기.According to claim 1,
and the supply voltage of the second switch is the supply voltage of the single inductor multiple output buck converter. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스위칭된 출력 전압 및 전류값에 기초하여 지연 값을 결정하는 것인, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기.According to claim 1,
The control unit is
and determining a delay value based on the switched output voltage and current values. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 복수의 RC 필터를 포함하는, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기.According to claim 1,
the control unit
and a plurality of RC filters for delaying the switched output voltage. 제1항에 있어서,
상기 레귤레이터부에 포함된 레귤레이터의 수는
상기 전압 생성부에 의해 생성되는 출력 전압의 수에 따라 결정되는, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기.According to claim 1,
The number of regulators included in the regulator part is
a single inductor multiple output buck converter determined according to the number of output voltages generated by the voltage generator. 전력 배분 방식의 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 제어 방법으로서,
단일 인덕터를 사용하여 복수의 출력 전압을 생성하는 단계;
상기 생성된 복수의 출력 전압 중 적어도 하나가 출력되도록 스위칭하는 단계; 및
복수의 레귤레이터를 이용하여, 상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는 단계;
를 포함하고,
상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위 내에서 출력되도록 제어하는 단계는,
상기 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 상기 스위칭된 출력 전압을 모니터링하는 단계;
상기 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 상기 스위칭된 출력 전압에 따라 결정된 지연 값만큼 상기 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 단계; 및
상기 복수의 레귤레이터 중 적어도 하나가 상기 모니터링 결과에 따라 상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우, PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 제어 방법.A method for controlling a single inductor multiple output buck converter with a power distribution method, comprising:
generating a plurality of output voltages using a single inductor;
switching to output at least one of the plurality of generated output voltages; and
controlling the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range using a plurality of regulators;
including,
The step of controlling the switched output voltage to be output within a predetermined voltage range,
monitoring the switched output voltage by at least one of the plurality of regulators;
delaying, by at least one of the plurality of regulators, the switched output voltage by a delay value determined according to the switched output voltage; and
connecting at least one of a PMOS transistor and an NMOS transistor when at least one of the plurality of regulators determines that the switched output voltage is out of a predetermined voltage range according to the monitoring result;
A single inductor multiple output buck converter control method comprising a. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터중 적어도 하나를 연결하는 단계는
상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최대값을 초과하면 NMOS 트랜지스터를 연결하고, 상기 스위칭된 출력 전압이 소정의 전압 범위의 최소값 미만이면 PMOS 트랜지스터를 연결하는 단계를 포함하는, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 제어 방법.9. The method of claim 8,
The step of connecting at least one of the PMOS transistor and the NMOS transistor may include:
and coupling an NMOS transistor when the switched output voltage exceeds a maximum value of a predetermined voltage range and coupling a PMOS transistor when the switched output voltage is less than a minimum value of a predetermined voltage range. How to control a buck converter. 제8항에 있어서,
상기 스위칭된 출력 전압을 지연시키는 단계는
상기 스위칭된 출력 전압 및 전류값에 기초하여 지연 값을 결정하는 단계를 포함하는, 단일 인덕터 다중 출력 벅 변환기 제어 방법.9. The method of claim 8,
Delaying the switched output voltage comprises:
and determining a delay value based on the switched output voltage and current values.
KR1020190160149A 2019-12-04 2019-12-04 Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof KR102401720B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190160149A KR102401720B1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190160149A KR102401720B1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210070097A KR20210070097A (en) 2021-06-14
KR102401720B1 true KR102401720B1 (en) 2022-05-25

Family

ID=76417575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190160149A KR102401720B1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102401720B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102031009B1 (en) * 2018-04-23 2019-11-08 성균관대학교산학협력단 Dc-dc buck converter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101631677B1 (en) * 2014-12-08 2016-06-21 고려대학교 산학협력단 Single inductor multiple output dc-dc buck converter in digital control and method for controlling using the same
KR102163063B1 (en) * 2017-08-30 2020-10-07 한국전자통신연구원 Dc-dc converter driving device and method for driving dc-dc converter using the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102031009B1 (en) * 2018-04-23 2019-11-08 성균관대학교산학협력단 Dc-dc buck converter

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210070097A (en) 2021-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7391190B1 (en) Apparatus and method for three-phase buck-boost regulation
US10924010B2 (en) Control circuit and control method for switching regulator and switching regulator with the same
KR102435623B1 (en) Reconfigurable switched capacitor power converter techniques
CN107112895B (en) Switching regulator and control method thereof
EP2978118B1 (en) Power converter and power conditioner
US9013165B2 (en) Switching regulator including a configurable multi-mode PWM controller implementing multiple control schemes
CN105075090A (en) Buck-boost converter with buck-boost transition switching control
CA2963665A1 (en) Two-phase three-level converter and controller therefor
US7646186B2 (en) Holdover circuit for a power converter using a bi-directional switching regulator
US8339110B2 (en) Single stage hybrid charge pump
US6788039B2 (en) Low power inductorless DC-DC Regulator with capacitive charging/discharging
US20120294052A1 (en) Monotonic pre-bias start-up of a dc-dc converter
Upadhyay et al. A wide bandwidth electronic load
CN211046763U (en) Electronic converter and step-down switching converter
CN115485958A (en) SIMO DC-DC converter
US20120292996A1 (en) Multi-output dc-to-dc conversion apparatus with voltage-stabilizing function
EP4125201A1 (en) Three-level direct current converter, power supply system, and chip
US11588403B2 (en) Buck-boost converting circuit
US9344000B2 (en) Power module varying bias power and distributed power supply apparatus
US9413232B2 (en) Droop reduction circuit for charge pump buck converter
TWI555319B (en) Single-inductor multiple-output power converter employing adaptive gate biasing technology
US5343378A (en) Power circuit
US7495424B1 (en) Overload compensation circuit with improved recovery response for a power supply
KR102401720B1 (en) Single inductor multiple output buck converter and method for controlling thereof
US9823677B2 (en) Power converter

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right