KR102563384B1 - Dual output switched capacitor dc-dc converter with continuous boost ratio and operation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 출력 변환기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 연속적인 승압비를 가진 이중 출력 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기는 복수개의 단위 파워부를 포함하고, 상기 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하는 파워부, 상기 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 전송부, 및 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 이중 출력단 제어부를 포함한다.The present invention relates to a dual output converter, and more particularly to a dual output switched capacitor DC-DC converter with a continuous step-up ratio. A dual output converter according to an embodiment of the present invention includes a plurality of unit power units, and the unit power units are connected in pairs to supply power to first and second output terminals, and to the first and second output terminals. A transmission unit including first and second switches corresponding to each other and controlling the first and second switches to transmit power to the first and second output terminals, and controlling the amount of power of the first output terminal in an analog manner or a dual output stage control unit for controlling the amount of power of the second output stage in a digital manner.

Description

연속적인 승압비를 가진 이중 출력 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기 및 그 동작방법{DUAL OUTPUT SWITCHED CAPACITOR DC-DC CONVERTER WITH CONTINUOUS BOOST RATIO AND OPERATION METHOD THEREOF}Dual output switched capacitor DC-DC converter with continuous step-up ratio and its operation method

본 발명은 이중 출력 변환기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 연속적인 승압비를 가진 이중 출력 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a dual output converter, and more particularly to a dual output switched capacitor DC-DC converter with a continuous step-up ratio.

현재 전력 관리제품들은 전체 시스템을 구성하는 각종 모듈들에게 필요한 전력을 공급하기 위해 여러 개의 직류-직류 변환기와 많은 LDO(Low Drop Out)가 하나의 칩에 집적된다. 이 때 하나의 직류-직류 변환기마다 각각의 외부 소자들을 사용하며, LDO는 낮은 효율로 부하에 전압 전류를 공급하게 된다. 그러나 많은 외부 소자는 비용의 증가뿐만 아니라 넓은 면적을 요구하여 곧 전체 시스템에 대한 비용 부담으로 연결된다.Current power management products integrate several DC-DC converters and many Low Drop Outs (LDOs) on a single chip to supply necessary power to various modules constituting the entire system. At this time, each external device is used for each DC-DC converter, and the LDO supplies voltage and current to the load with low efficiency. However, many external elements require a large area as well as an increase in cost, which soon leads to a burden on the cost of the entire system.

또한, 기존의 이산의 승압비를 가지는 스위치드 커패시터 직류-직류 변압기의 경우 비효율적인 단계가 존재하고, 스위치와 커패시터의 배치의 변화를 위해 추가적인 스위치가 필요하여, 스위치를 구동하기 위한 추가적인 전력 소비가 필요하다. 이에 더해, 이중 출력을 제어하기 위해 각 출력단의 출력을 다른 출력단으로 전달하는 전력 전달 채널 네트워크의 토플로지가 요구된다.In addition, in the case of a conventional switched capacitor DC-DC transformer having a discrete step-up ratio, there is an inefficient step, and an additional switch is required to change the arrangement of the switch and capacitor, requiring additional power consumption to drive the switch. do. In addition to this, a topology of a power delivery channel network is required to transfer the output of each output stage to the other output stage in order to control the dual output.

그러나, 종래의 다중 출력기 기술의 경우 비연속적인 승압비의 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기로 고효율을 보장할 수 없다는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional multi-output technology, there is a problem in that high efficiency cannot be guaranteed with a switched capacitor DC-DC converter with a non-continuous step-up ratio.

본 발명은 연속적인 승압비를 가지는 이중 출력 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기를 제공하는 것에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a dual output switched capacitor DC-DC converter having a continuous step-up ratio.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기는 복수개의 단위 파워부를 포함하고, 상기 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하는 파워부, 상기 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 전송부, 및 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 이중 출력단 제어부를 포함한다.A dual output converter according to an embodiment of the present invention includes a plurality of unit power units, and the unit power units are connected in pairs to supply power to first and second output terminals, and to the first and second output terminals. A transmission unit including first and second switches corresponding to each other and controlling the first and second switches to transmit power to the first and second output terminals, and controlling the amount of power of the first output terminal in an analog manner or a dual output stage control unit for controlling the amount of power of the second output stage in a digital manner.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전송부는 제1 및 제2 모드를 포함하며, 상기 제1 모드는 상기 파워부의 제2 출력을 상기 제1 출력단으로 보내는 모드이고, 상기 제2 모드는 상기 파워부의 제1 출력을 상기 제2 출력단으로 보내는 모드일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the transmission unit includes first and second modes, the first mode is a mode for transmitting the second output of the power unit to the first output terminal, and the second mode is the power It may be a mode in which the negative first output is sent to the second output terminal.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전송부는, 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 전력을 전달하는 전달부, 및 상기 전력을 전달할 때 발생하는 전압 상승 현상을 낮추기 위한 리프레시부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the transmission unit may include a transmission unit for controlling the first and second switches to transmit the power, and a refresh unit for reducing a voltage rise phenomenon occurring when the power is transmitted. there is.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전송부는 상기 파워부의 전력을 상기 이중 출력단 제어부로 전송할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the transmission unit may transmit the power of the power unit to the dual output terminal control unit.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이중 출력단 제어부는 상기 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하는 제1 출력단 제어부, 및 상기 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 제2 출력단 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the dual output stage controller controls the amount of power of the first output stage in the analog method, the first output stage controller controls the amount of power of the first output stage, and the second output stage controller controls the amount of power of the second output stage in the digital method can include

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 출력단 제어부는 시스템 주파수를 조절하여 상기 제1 출력단의 전압이 제1 레퍼런스 전압이 되도록 상기 제1 출력단의 전력을 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first output terminal control unit may adjust the power of the first output terminal so that the voltage of the first output terminal becomes the first reference voltage by adjusting the system frequency.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 출력단 제어부는 상기 제2 출력단의 전압과 제2 레퍼런스 전압을 비교기를 통해 비교하여, 상기 단위 파워부의 할당 및 상기 전송부의 모드를 조절하여 상기 제2 출력단의 전력을 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second output stage control unit compares the voltage of the second output stage and the second reference voltage through a comparator, allocates the unit power unit and adjusts the mode of the transmission unit to adjust the second output stage. power can be adjusted.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 디지털 방식은 양방향 쉬프트 레지스터를 통하여 상기 단위 파워부의 할당을 결정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the digital method may determine the allocation of the unit power unit through a bidirectional shift register.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기의 동작 방법은 복수개의 단위 파워부를 포함하고, 상기 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하는 단계, 상기 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 단계, 및 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 단계를 포함한다.An operating method of a dual output converter according to an embodiment of the present invention includes the steps of including a plurality of unit power units, and supplying power to first and second output terminals by connecting the unit power units in pairs; including first and second switches corresponding to output terminals, and controlling the first and second switches to transmit power to the first and second output terminals; and determining the amount of power of the first output terminal in an analog manner. or controlling the amount of power of the second output terminal in a digital manner.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 단계는 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 전력을 전달하는 단계, 및 상기 전력을 전달할 때 발생하는 전압 상승 현상을 낮추는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of transmitting power to the first and second output terminals includes transmitting the power by controlling the first and second switches, and a voltage rise occurring when the power is transmitted. It may include steps to lower the phenomenon.

본 발명의 이중 출력 변환기는 다중의 변압기를 하나의 변압기를 통해서 공급함에 따라 높은 전력 밀도를 제공할 수 있다.The dual output converter of the present invention can provide high power density by supplying multiple transformers through one transformer.

본 발명의 연속적인 승압비를 가지는 이중 출력 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기는 연속적으로 변하는 입력과 출력의 변화에도 유연하게 반응하여 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.The dual output switched capacitor DC-DC converter having a continuous step-up ratio of the present invention can efficiently supply power by responding flexibly to continuously changing input and output changes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기를 구체적으로 도시한 회로도이다.
도 3, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워부의 동작을 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송부의 스위치 연결구조를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 전송부의 동작을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 전송부의 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 제어부의 양방향 쉬프트 레지스터 동작을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기의 동작방법을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a dual output converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a dual output converter in detail according to an embodiment of the present invention.
3, 4a and 4b are diagrams illustrating the operation of a power unit according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are diagrams illustrating a switch connection structure of a transmission unit according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams illustrating an operation of a transmission unit in a first mode according to an embodiment of the present invention.
7A and 7B are diagrams illustrating an operation of a transmission unit in a second mode according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a bidirectional shift register operation of a dual output controller according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of operating a dual output converter according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시(present disclosure)를 설명한다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. Since the present disclosure can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and related detailed descriptions are described. However, this is not intended to limit the present disclosure to specific embodiments, and should be understood to include all changes and/or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present disclosure. In connection with the description of the drawings, like reference numerals have been used for like elements.

본 개시 가운데 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시에서, "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.Expressions such as "include" or "may include" that may be used in this disclosure indicate the presence of the disclosed function, operation, or component, and do not limit one or more additional functions, operations, or components. In addition, in the present disclosure, terms such as “include” or “have” are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more It should be understood that the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 개시에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.Expressions such as “or” in this disclosure include any and all combinations of the words listed together. For example, "A or B" may include A, may include B, or may include both A and B.

본 개시 가운데 "제 1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들이 본 개시의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In the present disclosure, expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second,” may modify various elements of the present disclosure, but do not limit the elements. For example, the above expressions do not limit the order and/or importance of corresponding components. The above expressions may be used to distinguish one component from another. For example, the first user device and the second user device are both user devices and represent different user devices. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present disclosure.

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 이해될 수 있어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in the present disclosure are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present disclosure. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a dual output converter according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기를 구체적으로 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a dual output converter in detail according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기(10)는 연속적인 승압비를 가지는 이중 출력 스위치드 커패시터 직류-직류 변환기로, 파워부(100), 전송부(200), 및 이중 출력단 제어부(300)를 포함한다.1 and 2, a dual output converter 10 according to an embodiment of the present invention is a dual output switched capacitor DC-DC converter having a continuous step-up ratio, and includes a power unit 100 and a transmission unit 200. ), and a dual output stage control unit 300.

파워부(100)는 복수개의 단위 파워부를 포함하고, 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급할 수 있다. 구체적으로 파워부(100)는 복수 개의 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 전달부(210)에 전력을 공급할 수 있다.The power unit 100 includes a plurality of unit power units, and unit power units connected in pairs may supply power to first and second output terminals. Specifically, the power unit 100 may supply power to the transmission unit 210 by connecting a plurality of unit power units in pairs.

파워부(100)에 대한 구체적인 내용은 도 3 및 도 4에서 후술될 것이다.Details of the power unit 100 will be described later with reference to FIGS. 3 and 4 .

전송부(200)는 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하고, 제1 및 제2 스위치를 제어하여 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송한다.The transmitter 200 includes first and second switches respectively corresponding to the first and second output terminals, and transmits power to the first and second output terminals by controlling the first and second switches.

전송부(200)는 파워부(100)의 전력을 제1 및 제2 출력단에 필요한만큼 전달할 수 있다. 전송부(200)는 대기모드, 제1 및 제2 모드를 포함할 수 있다. 이때, 대기모드는 파워부(100)의 제1 출력이 제1 출력단으로 전송되고, 파워부(100)의 제2 출력이 제2 출력단으로 전송되는 모드일 수 있다. 제1 모드는 스위치의 연결을 통해 파워부(100)의 제2 출력을 이중 출력 변환기(10)의 제1 출력단으로 보내는 모드이고, 제2 모드는 스위치의 연결을 통해 파워부(100)의 제1 출력을 이중 출력 변환기(10)의 제2 출력단으로 보내는 모드일 수 있다.The transmission unit 200 may transfer the power of the power unit 100 to the first and second output terminals as needed. The transmission unit 200 may include a standby mode, first and second modes. At this time, the standby mode may be a mode in which the first output of the power unit 100 is transmitted to the first output terminal and the second output of the power unit 100 is transmitted to the second output terminal. The first mode is a mode in which the second output of the power unit 100 is sent to the first output terminal of the dual output converter 10 through the connection of a switch, and the second mode is a mode in which the second output of the power unit 100 is transmitted through the connection of a switch. It may be a mode in which 1 output is sent to the second output terminal of the dual output converter 10.

예를 들어, 제1 모드는 제1 출력단에 전력량이 많아야 할 때 동작되는 모드일 수 있고, 제2 모드는 제2 출력단에 전력량이 많아야 할 때 동작되는 모드일 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 도 5a 내지 도 5c에서 후술될 것이다.For example, the first mode may be a mode operated when the first output terminal needs a large amount of power, and the second mode may be a mode operated when the second output terminal needs a large amount of power. Details related to this will be described later with reference to FIGS. 5A to 5C.

또한, 전송부(200)는 제1 및 제2 스위치를 제어하여 전력을 전달하는 전달부(210) 및 전력을 전달할 때 발생하는 전압 상승 현상을 낮추기 위한 리프레시부(230)를 포함할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b에서 후술될 것이다.In addition, the transmission unit 200 may include a transmission unit 210 for transmitting power by controlling the first and second switches and a refresh unit 230 for reducing a voltage rise phenomenon occurring when power is transmitted. Details related to this will be described later with reference to FIGS. 6A and 6B, and FIGS. 7A and 7B.

이중 출력단 제어부(300)는 제1 출력단 및 제2 출력단의 전력량을 제어한다. 구체적으로, 아날로그 방식으로 제1 출력단의 전력량을 제어하는 제1 출력단 제어부(310) 및 디지털 방식으로 제2 출력단의 전력량을 제어하는 제2 출력단 제어부(330)를 포함한다. The dual output stage controller 300 controls the amount of power of the first output stage and the second output stage. Specifically, it includes a first output stage controller 310 that controls the amount of power of the first output stage in an analog manner and a second output stage controller 330 that controls the amount of power of the second output stage in a digital manner.

이에 더해, 이중 출력단 제어부(300)는 신호 제어부(350)를 더 포함할 수 있다. 이때, 신호 제어부(350)는 P 신호, 전달부(210)가 리프레시 동작을 수행하기 위한 신호, 및 모드 신호를 입력으로 받아, 파워부(100)와 전달부(210)의 스위치를 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다.In addition to this, the dual output stage controller 300 may further include a signal controller 350. At this time, the signal controller 350 receives the P signal, the signal for the transmission unit 210 to perform the refresh operation, and the mode signal as inputs, and controls the switch of the power unit 100 and the transmission unit 210. signal can be output.

제1 출력단 제어부(310)는 에러 앰플리파이어(311), 전압 오실레이터(313), 비중첩위상발생기(315), 및 클럭 신호 생성기(317)를 포함할 수 있다. The first output stage controller 310 may include an error amplifier 311 , a voltage oscillator 313 , a non-overlapping phase generator 315 , and a clock signal generator 317 .

제1 출력단 제어부(310)는 전압 조절 오실레이터(313)를 통해 시스템 주파수를 조절하여 제1 출력단의 전압이 제1 레퍼런스 전압이 되도록 제1 출력단의 전력을 조절할 수 있다.The first output terminal control unit 310 may adjust the system frequency through the voltage control oscillator 313 to adjust the power of the first output terminal so that the voltage of the first output terminal becomes the first reference voltage.

구체적으로, 제1 출력단 제어부(310)는 전압 조절 오실레이터(313)의 공급 전압에 따라서 공급 주파수가 달라질 수 있다. 공급 전압은 에러 앰플리파이어(311)를 통해서 VOUT1이 제1 레퍼런스 전압보다 작아졌을 때, 에러 앰플리파이어(311)의 출력 전압이 감소할 수 있다Specifically, the supply frequency of the first output stage controller 310 may vary according to the supply voltage of the voltage control oscillator 313 . As for the supply voltage, when VOUT1 becomes smaller than the first reference voltage through the error amplifier 311, the output voltage of the error amplifier 311 may decrease.

이때, 파워부(100)에서 공급하는 전류가 증가하여, 로컬 공급 전압이 증가할 수 있다. 따라서, 공급 주파수가 증가하게 되고 신호 제어부(350)에서 생성된 스위치 시그널의 동작 주파수가 증가하여 VOUT1과 VOUT2에 공급하는 전력이 증가하여 VOUT1이 증가될 수 있다. At this time, the current supplied from the power unit 100 may increase, and thus the local supply voltage may increase. Accordingly, the supply frequency increases and the operating frequency of the switch signal generated by the signal controller 350 increases, so that power supplied to VOUT1 and VOUT2 increases, so that VOUT1 can be increased.

반면, VOUT1이 제1 레퍼런스 전압보다 커졌을 경우에는 에러 앰플리파이어(311)의 출력 전압이 증가하고, 파워부(100)의 공급 전류가 감소하여 로컬 공급 전압이 감소함에 따라, 동작 주파수가 작아져 VOUT1과 VOUT2에 공급하는 전력이 감소하여 VOUT1이 감소될 수 있다.On the other hand, when VOUT1 is greater than the first reference voltage, the output voltage of the error amplifier 311 increases, and the supply current of the power unit 100 decreases, resulting in a decrease in the local supply voltage. The power supplied to VOUT2 may decrease and VOUT1 may decrease.

제1 출력단 제어부(310)는 비중첩위상발생기(315)(No-Overlapping Phase generator)를 통해 66개의 P신호가 서로 겹치지 않도록 펄스를 생성할 수 있다. 또한, 클럭 신호 생성기(317)는 전달부(210)가 리프레시 동작을 수행하기 위한 신호와 비교기(331)가 주기적인 동작을 하기위한 신호를 생성할 수 있다.The first output terminal controller 310 may generate pulses so that 66 P signals do not overlap with each other through a non-overlapping phase generator 315. Also, the clock signal generator 317 may generate a signal for the transfer unit 210 to perform a refresh operation and a signal for the comparator 331 to perform a periodic operation.

제2 출력단 제어부(330)는 비교기(331)와 양방향 쉬프트 레지스터(333)를 포함할 수 있다.The second output controller 330 may include a comparator 331 and a bidirectional shift register 333 .

제2 출력단 제어부(330)는 비교기(331)를 통해 제2 출력단의 전압과 제2 레퍼런스 전압을 비교하여, 단위 파워부의 할당 및 전송부(200)의 모드를 조절하여 제2 출력단의 전력을 조절할 수 있다. 이때, 단위 파워부의 할당은 디지털 방식인 양방향 쉬프트 레지스터(333)를 이용하여 결정될 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 도 2에서 후술될 것이다.The second output control unit 330 compares the voltage of the second output terminal and the second reference voltage through the comparator 331, allocates the unit power unit, and adjusts the mode of the transmission unit 200 to adjust the power of the second output terminal. can At this time, the allocation of the unit power unit may be determined using a digital bidirectional shift register 333. Details related to this will be described later with reference to FIG. 2 .

제2 출력단 제어부(330)는 VOUT2와 제2 레퍼런스 전압을 비교기(331)를 통해 비교할 수 있다. 예를 들어, 제2 레퍼런스 전압보다 VOUT2가 작게 되면 비교기(331) 출력은 Low가 나오고, VOUT2가 크게 되면 비교기(331) 출력은 High가 나올 수 있다.The second output controller 330 may compare VOUT2 and the second reference voltage through the comparator 331 . For example, when VOUT2 is lower than the second reference voltage, the output of the comparator 331 may output Low, and when VOUT2 increases, the output of the comparator 331 may output High.

이를 통해서, 제2 출력단 제어부(330)는 Q<1:33>이라는 33비트의 출력과 모드를 양방향 쉬프트 레지스터(333)에서 출력할 수 있다. 이때, 신호 제어부(350)는 33비트의 출력과 모드 신호는 33개의 단위 파워부의 G_OUT1,2<1:2> 신호를 제어할 수 있다.Through this, the second output stage controller 330 can output a 33-bit output and mode called Q<1:33> from the bidirectional shift register 333. At this time, the signal control unit 350 can control the G_OUT1,2<1:2> signals of 33 unit power units with 33-bit output and mode signals.

또한, 제2 출력단 제어부(330)는 모드에 따라서 전달부(210)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, VOUT2가 제2 레퍼런스 전압보다 작다면 VOUT2를 증가시키기 위하여 제2 모드로 동작하도록 할 수 있다.In addition, the second output terminal control unit 330 may control the operation of the delivery unit 210 according to the mode. For example, if VOUT2 is less than the second reference voltage, the second mode may be operated in order to increase VOUT2.

즉, 신호 제어부(350)는 제2 출력단 제어부(330)의 결과에 기초하여, VOUT1으로 전달하는 전류를 VOUT2로 보내게 되고, Q 신호가 1에서 0으로 바뀌어 Q<k>가 0으로 변하게 되면 k번째 단위 파워부에서 G_OUT1<1> 스위치를 끄고 G_OUT<2>를 동작시켜, VOUT1으로 갈 전류를 전달부(210)를 거쳐 VOUT2로 보낼 수 있다. 이때, 신호 제어부(350)는 Q 신호가 첫번째 단위 파워부부터 시작하여 선형 검색을 통해 목표하는 단위 파워부가 될 때까지 제어할 수 있다.That is, the signal controller 350 sends the current transmitted to VOUT1 to VOUT2 based on the result of the second output stage controller 330, and when the Q signal changes from 1 to 0 and Q<k> changes to 0, In the k-th unit power unit, the G_OUT1<1> switch is turned off and G_OUT<2> is operated so that the current going to VOUT1 can be sent to VOUT2 via the transfer unit 210. In this case, the signal controller 350 may control the Q signal starting from the first unit power unit until it reaches a target unit power unit through a linear search.

반대로, 제2 출력단 제어부(330)는 VOUT2가 제2 레퍼런스 전압보다 크다면 VOUT2를 감소시키기 위하여 제1 모드로 동작하도록 할 수 있다. 즉, VOUT2으로 전달하는 전류를 VOUT1로 보내게 되고, Q 신호가 0에서 1로 바뀌어 Q<k>가 1으로 변하게 되면 k번째 단위 파워부에서 G_OUT2<1> 스위치를 끄고 G_OUT2<2>를 동작시켜, VOUT2으로 갈 전류를 전달부(210)를 거쳐 VOUT1로 보낼 수 있다.Conversely, if VOUT2 is greater than the second reference voltage, the second output controller 330 may operate in the first mode to decrease VOUT2. That is, the current delivered to VOUT2 is sent to VOUT1, and when the Q signal changes from 0 to 1 and Q<k> changes to 1, the kth unit power unit turns off the G_OUT2<1> switch and operates G_OUT2<2>. so that the current going to VOUT2 can be sent to VOUT1 via the transfer unit 210.

상술한 바와 같이 본 발명의 이중 출력 변환기(10)는 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하고, 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하며, 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 할 수 있다.As described above, in the dual output converter 10 of the present invention, unit power units are connected in pairs to supply power to the first and second output terminals, and first and second switches corresponding to the first and second output terminals, respectively. The power may be controlled to transmit power to the first and second output terminals, and the amount of power of the first output terminal may be controlled in an analog manner or the amount of electric power of the second output terminal may be controlled in a digital manner.

상술한 구조를 가지는 본 발명의 이중 출력 변환기(10)는 다중의 변압기를 하나의 변압기를 통해서 공급함에 따라 높은 전력 밀도를 제공할 수 있다. 또한, 연속적으로 변하는 입력과 출력의 변화에도 유연하게 반응하여 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.The dual output converter 10 of the present invention having the above structure can provide high power density by supplying multiple transformers through one transformer. In addition, it is possible to efficiently supply power by flexibly responding to continuously changing input and output changes.

도 3, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워부의 동작을 도시한 도면이다.3, 4a and 4b are diagrams illustrating the operation of a power unit according to an embodiment of the present invention.

도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 파워부는 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 전류 및 전력을 전송할 수 있다.Referring to FIGS. 3 , 4A and 4B , the unit power units may be connected in pairs to transmit current and power.

파워부는 33개의 단위 파워부를 포함할 수 있으며, 한 개의 파워부가 페이즈 별로 동작할 수 있다. 이때, 파워부는 캐패시터에 입력단 전하의 저장과 저장된 전하를 출력 부하의 공급이 동시에 일어나기 때문에 연속적인 승압비를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기한 구조를 가진 파워부를 포함하는 이중 출력 변환기는 입력과 출력의 변화에 유연하게 반응하여 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.The power unit may include 33 unit power units, and one power unit may operate for each phase. At this time, the power unit can have a continuous step-up ratio because the capacitor stores the charge of the input terminal and supplies the stored charge to the output load at the same time. Accordingly, the dual output converter including the power unit having the above structure can efficiently supply power by responding flexibly to changes in input and output.

구체적으로, 도 3에 개시된 바와 같이 단위 파워부의 MOSFET를 스위치로 치환하여 설명하면, 첫번째 페이즈(1)에서는 VSS에 연결되어 있는 스위치가 닫히고 VOUT에 연결되어 있는 스위치가 닫혀있게 된다.Specifically, as shown in FIG. 3, if the MOSFET of the unit power unit is replaced with a switch, in the first phase (1), the switch connected to VSS is closed and the switch connected to VOUT is closed.

그 후, 순차적으로 B10에 연결되어 있는 스위치에서부터 B1에 연결되어 있는 스위치가 온/오프되면, 두번째 페이즈(M)가 동작을 하게 되고, VOUT2에 연결되어 있는 스위치가 닫히고 T1에서부터 T6까지의 스위치가 온/오프하게되면, 세번째 페이즈(N) 동작을 하게된다.After that, when the switch connected to B1 from the switch connected to B10 is turned on/off sequentially, the second phase (M) operates, the switch connected to VOUT2 closes, and the switches from T1 to T6 When turned on/off, the third phase (N) operation is performed.

이때, M은 10개, N은 6개로 총 34개의 페이즈가 존재할 수 있다. 따라서, 상기의 방법으로 34개의 페이즈 동작을 한 단위 파워부가 동작할 수 있게 된다.At this time, M is 10 and N is 6, so a total of 34 phases may exist. Therefore, in the above method, the unit power unit can operate 34 phase operations.

파란색은 VOUT1으로 전달되는 전류 및 전력의 이동을 표현한 것이다. 구체적으로 도 4a를 참조하면, 도 3에서 j를 7로 가정했을 때의 전류 및 전력이 VOUT1으로 전달되는 과정은 다음과 같다. 단위 파워부의 스위치가 VIN과 B7이 연결되어 있으며, B7과 VOUT1이 연결되어 있다. 즉, VIN의 입력전압에서부터 전류 및 전력을 B7을 거쳐 VOUT1으로 전달하게 된다.Blue represents the movement of current and power delivered to VOUT1. Specifically, referring to FIG. 4A , a process of transferring current and power to VOUT1 when j is assumed to be 7 in FIG. 3 is as follows. The switch of the unit power unit has VIN and B7 connected, and B7 and VOUT1 connected. That is, current and power are transferred from the input voltage of VIN to VOUT1 through B7.

반면, 빨간색은 VOUT2으로 전달되는 전류 및 전력의 이동을 표현한 것이다. 구체적으로 도 4b를 참조하면, 도 3에서 i를 2로 가정했을 때의 전류 및 전력이 VOUT2로 전달되는 과정은 다음과 같다. 단위 파워부의 스위치가 VSS와 T2가 연결되어 있으며, T2가 VOUT2로 연결되어 있다. 즉, VSS의 입력전압에서부터 전류 및 전력을 T2를 거쳐 VOUT2로 전달하게 된다.On the other hand, the red color represents the movement of current and power delivered to VOUT2. Specifically, referring to FIG. 4B , a process of transferring current and power to VOUT2 when i is assumed to be 2 in FIG. 3 is as follows. The switch of the unit power unit is connected to VSS and T2, and T2 is connected to VOUT2. That is, current and power from the input voltage of VSS are transferred to VOUT2 through T2.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송부의 스위치 연결구조를 도시한 도면이다.5A to 5C are diagrams illustrating a switch connection structure of a transmission unit according to an embodiment of the present invention.

도 5a를 참조하면, 대기 상태에서의 전송부의 동작은 다음과 같다. 대기 상태에서의 전송부는 스위치와 관련없이, 파워부의 제1 출력 전압을 이중 출력 변환기의 제1 출력단으로 전달하고, 파워부의 제2 출력전압을 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 전달한다.Referring to FIG. 5A , an operation of the transmitter in the standby state is as follows. The transmission unit in the standby state transfers the first output voltage of the power unit to the first output terminal of the dual output converter and transfers the second output voltage of the power unit to the second output terminal of the dual output converter regardless of the switch.

도 5b를 참조하면, 제1 모드에서의 전송부의 동작은 다음과 같다. 제1 모드에서의 전송부는 제1 출력단에 전달되는 전력량이 많아야하는 모드로, 파워부의 제2 출력을 이중 출력 변환기의 제1 출력단으로 보내는 모드이다. 즉, 스위치 제어를 통해 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 전달될 전력을 제1 출력단으로 전달하도록 하는 모드이다.Referring to FIG. 5B , an operation of the transmission unit in the first mode is as follows. The transmission unit in the first mode is a mode in which the amount of power transmitted to the first output terminal must be high, and is a mode in which the second output of the power unit is sent to the first output terminal of the dual output converter. That is, it is a mode in which power to be delivered to the second output terminal of the dual output converter is transferred to the first output terminal through switch control.

전송부는 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 제1 모드에서 제1 스위치는 이중 출력 변환기의 제1 출력단에 연결되고 제2 스위치는 파워부의 제2 출력에 대응되는 바텀 플레이트 전압(VBP)에 연결될 수 있다.The transmission unit includes first and second switches corresponding to first and second output terminals, respectively. In the first mode, the first switch is connected to the first output terminal of the dual output converter and the second switch is connected to the second output terminal of the power unit. It may be connected to the corresponding bottom plate voltage (V BP ).

도 5c를 참조하면, 제2 모드에서의 전송부의 동작은 다음과 같다. 제2 모드에서의 전송부는 제2 출력단에 전달되는 전력량이 많아야하는 모드로, 파워부의 제1 출력을 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 보내는 모드이다. 즉, 스위치 제어를 통해 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 전달될 전력을 제2 출력단으로 전달하도록 하는 모드이다.Referring to FIG. 5C , an operation of the transmission unit in the second mode is as follows. The transmission unit in the second mode is a mode in which the amount of power transmitted to the second output terminal must be large, and is a mode in which the first output of the power unit is sent to the second output terminal of the dual output converter. That is, it is a mode in which power to be delivered to the second output terminal of the dual output converter is transferred to the second output terminal through switch control.

이때, 제2 모드에서 제1 스위치는 파워부의 제1 출력단에 대응되는 상단 플레이트 전압(VTP) 연결되고, 제2 스위치는 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 연결될 수 있다.In this case, in the second mode, the first switch may be connected to the top plate voltage (V TP ) corresponding to the first output terminal of the power unit, and the second switch may be connected to the second output terminal of the dual output converter.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 전송부의 동작을 도시한 도면이다.6A and 6B are diagrams illustrating an operation of a transmission unit in a first mode according to an embodiment of the present invention.

구체적으로 도 6a는 제1 모드에서의 전달부의 동작을 도시한 것이고 도 6b는 제1 모드에서의 리프레시부의 동작을 도시한 도면이다.Specifically, FIG. 6A illustrates an operation of a transfer unit in the first mode, and FIG. 6B is a diagram illustrating an operation of a refresh unit in the first mode.

도 6a를 참조하면, 제1 모드에서의 전달부는 바텀 플레이트 전압에 충전되며 제1 출력단으로 전류를 전달하여 전력을 전달할 수 있다. 이때, 입력단의 전압(바텀 플레이트 전압과 상단 플레이트 전압의 차)은 (VOUT1-VOUT2)-ΔV일 수 있다.Referring to FIG. 6A , the transfer unit in the first mode may be charged to the bottom plate voltage and transfer current to the first output terminal to transfer power. At this time, the voltage of the input terminal (the difference between the bottom plate voltage and the top plate voltage) may be (VOUT1-VOUT2)-ΔV.

도 6b를 참조하면, 제1 모드에서의 리프레시부는 바텀 플레이트 전압에 전하가 충전됨에 따라 전압이 상승하게 되어, 상승된 전압을 낮추거나 쌓인 전하를 방출할 수 있다.Referring to FIG. 6B , the refresh unit in the first mode increases the voltage as charges are charged in the bottom plate voltage, thereby lowering the increased voltage or discharging accumulated charges.

즉, 리프레시부는 오른쪽 캐패시터에 VOUT1만큼 충전되어 있고, 왼쪽 캐패시터는 병렬 연결되어 절반의 전압인 {(VOUT1-VOUT2)-ΔV}/2만큼 충전되어 상단 플레이트에서 전위차로 인하여 충전된 전하가 VOUT1으로 방출되어 상승된 전압을 낮출수 있다.That is, the capacitor on the right side of the refresh unit is charged as much as VOUT1, and the capacitor on the left is connected in parallel and is charged by half the voltage {(VOUT1-VOUT2)-ΔV}/2, and the charged charge is released to VOUT1 due to the potential difference on the top plate. It can lower the raised voltage.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 전송부의 동작을 도시한 도면이다.7A and 7B are diagrams illustrating an operation of a transmission unit in a second mode according to an embodiment of the present invention.

도 7a를 참조하면, 제2 모드에서의 전달부는 상단 플레이트 전압에 충전되며 제2 출력단으로 전류를 전달하여 전력을 전달할 수 있다. 이때, 입력단의 전압(바텀 플레이트 전압과 상단 플레이트 전압의 차)은 (VOUT1-VOUT2)+ΔV일 수 있다.Referring to FIG. 7A , the transfer unit in the second mode may be charged to the upper plate voltage and transfer current to the second output terminal to transfer power. At this time, the voltage of the input terminal (the difference between the bottom plate voltage and the top plate voltage) may be (VOUT1-VOUT2) + ΔV.

도 7b를 참조하면, 제2 모드에서의 리프레시부는 상단 플레이트 전압에 전하가 충전됨에 따라 전압이 상승하게 되어, 상승된 전압을 낮추거나 쌓인 전하를 방출할 수 있다.Referring to FIG. 7B , the refresh unit in the second mode increases the voltage as charges are charged in the upper plate voltage, thereby lowering the increased voltage or discharging accumulated charges.

즉, 리프레시부는 오른쪽 캐패시터에 VOUT1-VOUT2만큼 충전되어 있고, 왼쪽 캐패시터는 병렬 연결되어 절반의 전압인 {(VOUT1-VOUT2)-ΔV}/2만큼 충전되어 바텀 플레이트에서 전위차로 인하여 충전된 전하가 VOUT2로 방출되어 상승된 전압을 낮출수 있다.That is, the capacitor on the right side of the refresh part is charged as much as VOUT1-VOUT2, and the capacitor on the left is connected in parallel and charged by half the voltage {(VOUT1-VOUT2)-ΔV}/2, so that the charge charged due to the potential difference on the bottom plate is transferred to VOUT2. can be released to lower the raised voltage.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 제어부의 양방향 쉬프트 레지스터 동작을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a bidirectional shift register operation of a dual output controller according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 양방향 쉬프트 레지스터는 제2 모드이고 비교기의 결과가 H(high)일 경우, 제2 출력단의 전달 출력을 낮추기 위하여 좌 쉬프트하여 단위 파워부의 할당량을 높이게 된다. 제2 모드이고 비교기의 결과가 L일 경우, 전달 출력을 높이기 위하여 우 쉬프트하여 단위 파워부의 할량을 낮추게 된다.Referring to FIG. 8 , when the bidirectional shift register is in the second mode and the result of the comparator is H (high), it is shifted left to lower the transfer output of the second output terminal, thereby increasing the allocated amount of the unit power unit. In the second mode, when the result of the comparator is L, a right shift is performed to increase the transfer output, thereby lowering the amount of the unit power unit.

반면, 제1 모드이고, 비교기의 결과가 H일 경우에는 제2 출력단의 전달 전력을 높이기 위하여 우 쉬프트하고, 비교기의 결과가 L일 경우에는 좌 쉬프트를 한다.On the other hand, in the first mode, when the result of the comparator is H, right shift is performed to increase the transmission power of the second output terminal, and when the result of the comparator is L, shift is performed to the left.

대기모드에서 비교기의 결과가 H인 경우에는 제1 모드, 비교기의 결과가 L인 경우에는 제2 모드로 전달부의 방향성을 결정할 수 있다.In the standby mode, when the result of the comparator is H, the first mode and when the result of the comparator is L, the directionality of the transfer unit may be determined in the second mode.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 출력 변환기의 동작방법을 도시한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of operating a dual output converter according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, S11 단계는 복수 개의 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급한다. 예를 들어, 33개의 단위 파워부 중 한 개의 파워부가 페이즈 별로 동작할 수 있다. 이때, 캐패시터에 입력단 전하의 저장과 저장된 전하를 출력 부하의 공급이 동시에 일어나기 때문에 연속적인 승압비를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기한 구조를 가진 이중 출력 변환기는 입력과 출력의 변화에 유연하게 반응하여 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.Referring to FIG. 9 , in step S11, a plurality of unit power units are connected in pairs to supply power to first and second output terminals. For example, one of the 33 unit power units may operate for each phase. At this time, since the storage of the charge of the input terminal in the capacitor and the supply of the stored charge to the output load occur simultaneously, it is possible to have a continuous step-up ratio. Accordingly, the dual output converter having the above structure can efficiently supply power by responding flexibly to changes in input and output.

S13 단계는 제1 및 제2 출력단에 대응하는 스위치를 제어하여 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송한다. 예를 들어, 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 단계는, 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 전력을 전달하는 단계 및 전력을 전달할 때 발생하는 전압 상승 현상을 낮추는 단계를 포함할 수 있다.Step S13 controls switches corresponding to the first and second output terminals to transmit power to the first and second output terminals. For example, transmitting power to the first and second output terminals may include transmitting the power by controlling the first and second switches and reducing a voltage rise phenomenon occurring when the power is transmitted. there is.

전력은 스위치의 연결을 통해 제2 출력을 이중 출력 변환기의 제1 출력단으로 전송하거나, 스위치의 연결을 통해 제1 출력을 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 전송할 수 있다.Power may be transmitted to the first output terminal of the dual output converter through the connection of the switch, or transfer the first output to the second output terminal of the dual output converter through the connection of the switch.

S15 단계는 제1 출력단의 전력량을 제어해야하는지에 대해 판단하는 단계이다. 예를 들어, S13 단계에서 제1 스위치가 이중 출력 변환기의 제1 출력단에 연결되고 제2 스위치가 파워부의 제2 출력에 대응되는 바텀 플레이트 전압(VBP)에 연결되었다면, 제1 출력단의 전력량을 제어해야하는 것으로 판단하여 S17 단계로 넘어갈 수 있다.Step S15 is a step of determining whether to control the amount of power of the first output stage. For example, in step S13, if the first switch is connected to the first output terminal of the dual output converter and the second switch is connected to the bottom plate voltage (V BP ) corresponding to the second output of the power unit, the amount of power of the first output terminal When it is determined that control is required, step S17 may be performed.

반면, S13 단계에서 제1 스위치가 파워부의 제1 출력단에 대응되는 상단 플레이트 전압(VTP) 연결되고, 제2 스위치가 이중 출력 변환기의 제2 출력단으로 연결되었다면, 제2 출력단의 전력량을 제어해야하는 것으로 판단하여 S19 단계로 넘어갈 수 있다.On the other hand, in step S13, if the first switch is connected to the top plate voltage (V TP ) corresponding to the first output terminal of the power unit and the second switch is connected to the second output terminal of the dual output converter, the amount of power of the second output terminal must be controlled It is determined that it is, and the step S19 may be performed.

S17 단계는 아날로그 방식으로 제1 출력단의 전력량을 제어한다. 예를 들어, 제1 출력단 제어부는 전압 조절 오실레이터를 통해 시스템 주파수를 조절하여 전력량을 제어할 수 있다.Step S17 controls the amount of power of the first output stage in an analog manner. For example, the first output stage control unit may control the amount of power by adjusting the system frequency through a voltage control oscillator.

S19 단계는 디지털 방식으로 제2 출력단의 전력량을 제어한다. 예를 들어, 제2 출력단 제어부는 비교기를 통해 제2 출력단의 전압과 제2 레퍼런스 전압을 비교하여, 단위 파워부의 할당 및 전송부의 모드를 조절하여 제2 출력단의 전력을 조절할 수 있다.Step S19 digitally controls the amount of power of the second output stage. For example, the second output stage control unit may adjust the power of the second output stage by comparing the voltage of the second output stage and the second reference voltage through a comparator, and adjusting the mode of the unit power unit allocation and transmission unit.

상술한 바와 같이 본 발명의 이중 출력 변환기는 단위 파워부가 쌍으로 연결되어 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하고, 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하며, 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 할 수 있다.As described above, in the dual output converter of the present invention, the unit power units are connected in pairs to supply power to the first and second output terminals, and to control the first and second switches corresponding to the first and second output terminals, respectively. Power may be transmitted to the first and second output terminals, and the amount of power of the first output terminal may be controlled in an analog manner or the amount of electric power of the second output terminal may be controlled in a digital manner.

상술한 방법를 가지는 본 발명의 이중 출력 변환기는 다중의 변압기를 하나의 변압기를 통해서 공급함에 따라 높은 전력 밀도를 제공할 수 있다. 또한, 연속적으로 변하는 입력과 출력의 변화에도 유연하게 반응하여 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.The dual output converter of the present invention having the above method can provide high power density by supplying multiple transformers through one transformer. In addition, it is possible to efficiently supply power by flexibly responding to continuously changing input and output changes.

10 : 이중 출력 변환기
100 : 파워부
200 : 전송부
210 : 전달부
230 : 리프레시부
300 : 이중 출력단 제어부
310 : 제1 출력단 제어부
311 : 에러 앰플리파이어
313 : 전압 조절 오실레이터
315 : 비중첩위상발생기
317 : 클럭 신호 생성기
330 : 제2 출력단 제어부
331 : 비교기
333 : 양방향 쉬프트 레지스터
350 : 신호 제어부10: dual output converter
100: power unit
200: transmission unit
210: delivery unit
230: refresh unit
300: dual output stage control unit
310: first output stage control unit
311: error amplifier
313: voltage regulation oscillator
315: non-overlapping phase generator
317: clock signal generator
330: second output stage control unit
331: comparator
333: bidirectional shift register
350: signal control unit

Claims (10)

쌍으로 연결된 복수개의 단위 파워부에서 출력되는 제1 및 제2 출력에 기초하여 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하는 파워부;
상기 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 전송부; 및
아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 이중 출력단 제어부를 포함하고,
상기 파워부는, 연속적인 승압비를 갖고,
상기 전송부는 대기 모드, 제1 모드 및 제2 모드를 포함하며,
상기 대기 모드는 상기 파워부의 제1 및 제2 출력이 상기 제1 및 제2 출력단으로 각각 전송되는 모드이고,
상기 제1 모드는 상기 파워부의 제2 출력을 상기 제1 출력단으로 보내는 모드이고,
상기 제2 모드는 상기 파워부의 제1 출력을 상기 제2 출력단으로 보내는 모드인, 이중 출력 변환기.a power unit supplying power to first and second output terminals based on first and second outputs output from a plurality of unit power units connected in pairs;
a transmitter including first and second switches respectively corresponding to the first and second output terminals, and controlling the first and second switches to transmit power to the first and second output terminals; and
A dual output stage controller controlling the amount of power of the first output stage in an analog manner or the amount of power of the second output stage in a digital manner;
The power unit has a continuous step-up ratio,
The transmission unit includes a standby mode, a first mode and a second mode,
The standby mode is a mode in which first and second outputs of the power unit are transmitted to the first and second output terminals, respectively;
The first mode is a mode in which the second output of the power unit is sent to the first output terminal,
The second mode is a mode in which the first output of the power unit is sent to the second output terminal, the dual output converter. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전송부는,
상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 전력을 전달하는 전달부; 및
상기 전력을 전달할 때 발생하는 전압 상승 현상을 낮추기 위한 리프레시부를 포함하는, 이중 출력 변환기.According to claim 1,
The transmission unit,
a transfer unit controlling the first and second switches to transfer the power; and
A dual output converter including a refresh unit for lowering a voltage rise phenomenon that occurs when transmitting the power. 제1항에 있어서,
상기 전송부는,
상기 파워부의 전력을 상기 이중 출력단 제어부로 전송하는, 이중 출력 변환기.According to claim 1,
The transmission unit,
A dual output converter for transmitting power from the power unit to the dual output stage control unit. 제1항에 있어서,
상기 이중 출력단 제어부는,
상기 아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하는 제1 출력단 제어부; 및
상기 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 제2 출력단 제어부를 포함하는, 이중 출력 변환기.According to claim 1,
The dual output stage control unit,
a first output stage controller controlling the amount of power of the first output stage in the analog manner; and
and a second output stage controller for controlling the amount of power of the second output stage in the digital manner. 제5항에 있어서,
상기 제1 출력단 제어부는 시스템 주파수를 조절하여 상기 제1 출력단의 전압이 제1 레퍼런스 전압이 되도록 상기 제1 출력단의 전력을 조절하는, 이중 출력 변환기.According to claim 5,
Wherein the first output terminal control unit adjusts the power of the first output terminal so that the voltage of the first output terminal becomes a first reference voltage by adjusting the system frequency, the dual output converter. 제5항에 있어서,
상기 제2 출력단 제어부는 상기 제2 출력단의 전압과 제2 레퍼런스 전압을 비교기를 통해 비교하여, 상기 단위 파워부의 할당 및 상기 전송부의 모드를 조절하여 상기 제2 출력단의 전력을 조절하는, 이중 출력 변환기.According to claim 5,
The second output stage control unit compares the voltage of the second output stage and a second reference voltage through a comparator and adjusts the power of the second output stage by adjusting the allocation of the unit power unit and the mode of the transmission unit. . 제7항에 있어서,
상기 디지털 방식은 양방향 쉬프트 레지스터를 통하여 상기 단위 파워부의 할당을 결정하는, 이중 출력 변환기.According to claim 7,
The digital method determines the allocation of the unit power unit through a bidirectional shift register. 쌍으로 연결된 복수개의 단위 파워부에서 출력되는 제1 및 제2 출력에 기초하여 제1 및 제2 출력단에 전력을 공급하는 단계;
상기 제1 및 제2 출력단에 각각 대응하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 단계; 및
아날로그 방식으로 상기 제1 출력단의 전력량을 제어하거나 디지털 방식으로 상기 제2 출력단의 전력량을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 복수개의 단위 파워부는, 연속적인 승압비를 갖고,
상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 단계는,
대기 모드, 제1 모드 또는 제2 모드로 동작하는 단계를 포함하고,
상기 대기 모드는 상기 제1 및 제2 출력이 상기 제1 및 제2 출력단으로 각각 전송되는 모드이고,
상기 제1 모드는 상기 제2 출력을 상기 제1 출력단으로 보내는 모드이고,
상기 제2 모드는 상기 제1 출력을 상기 제2 출력단으로 보내는 모드인, 이중 출력 변환기의 동작방법.supplying power to first and second output terminals based on first and second outputs output from a plurality of unit power units connected in pairs;
including first and second switches corresponding to the first and second output terminals, respectively, and transmitting power to the first and second output terminals by controlling the first and second switches; and
Controlling the amount of power of the first output terminal in an analog manner or controlling the amount of power of the second output terminal in a digital manner;
The plurality of unit power units have a continuous step-up ratio,
Transmitting power to the first and second output terminals,
Operating in a standby mode, a first mode or a second mode,
The standby mode is a mode in which the first and second outputs are transmitted to the first and second output terminals, respectively;
The first mode is a mode in which the second output is sent to the first output terminal,
The second mode is a mode in which the first output is sent to the second output terminal, the operating method of the dual output converter. 제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 출력단에 전력을 전송하는 단계는,
상기 제1 및 제2 스위치를 제어하여 상기 전력을 전달하는 단계; 및
상기 전력을 전달할 때 발생하는 전압 상승 현상을 낮추는 단계를 포함하는, 이중 출력 변환기의 동작방법.According to claim 9,
Transmitting power to the first and second output terminals,
transmitting the power by controlling the first and second switches; and
A method of operating a dual output converter comprising the step of lowering a voltage rise phenomenon that occurs when transmitting the power.
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