KR102569340B1 - 내부 아날로그 제어 루프를 사용하여 부하에 전원을 공급하는 전원 및 방법 - Google Patents

내부 아날로그 제어 루프를 사용하여 부하에 전원을 공급하는 전원 및 방법 Download PDF

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Abstract

전원은 공급 전압을 획득하기 위해 공급 전류를 제공하도록 구성된 출력단을 포함한다. 전원은 또한 기준 전압 정보와 측정된 전압 정보를 수신하고, 제어 신호를 제공하도록 구성된 디지털 레귤레이터를 포함한다. 전원은 내부 아날로그 제어 루프를 더 포함하며, 상기 내부 아날로그 제어 루프는 공급 전압에 기초한 아날로그 피드백 신호를 출력단에 제공하여 공급 전압의 조정에 대한 아날로그 조정 기여를 생성하도록 구성된다. 부하에 전력을 공급하는 방법이 또한 개시된다.

Description

내부 아날로그 제어 루프를 사용하여 부하에 전원을 공급하는 전원 및 방법
본 발명에 따른 실시예는 전원에 관한 것이다.
본 발명에 따른 추가 실시예는 부하에 전력을 공급하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 실시예는 디지털 제어 루프 기반 DUT(device-under-test) 전원에 대한 부하 단계 개선과 관련된다.
전원 또는 조정된(regulated) 전원은 많은 기술 응용 분야에 적용된다. 예를 들어, 조정된 전원은 컴퓨터, 멀티미디어 디바이스 등과 같은 대부분의 전기 장치에서 사용된다. 또한 조정된 전원은 일반적으로 특히 높은 요구 사항이 설정되는 전기 실험실 환경에서도 사용된다.
또한, 조정된(또는 제어된) 전원은 일반적으로 피시험 디바이스(또는 여러 피시험 디바이스에 대해)에 하나 이상의 공급 전압을 제공하기 위한 자동화된 테스트 장비에도 사용된다. 예를 들어, 자동화된 테스트 장비에서는, 테스트 프로그램에서 공급 전압을 프로그래밍하고 다른 공급 전압에서 테스트를 수행하는 것이 바람직한 경우가 많다. 또한 피시험 디바이스를 안정적으로 특성화할 수 있도록 자동화된 테스트 장비에서는 매우 잘 정의되고 안정적인 공급 전압을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다.
다음에서는, 몇 가지 기존 해결 방안에 대해 설명될 것이다.
예를 들어, 기존 해결 방안은 디지털 제어 루프 기반 VI 소스(예: 전압-전류 소스) 또는 단일 제어 루프를 사용하는 DUT 전원을 사용한다.
그러나, 종래 기술에 비추어 볼 때, 부하 단계 동작, 정확성 및 구현 노력 사이에 개선된 절충안을 제공하는 전원 개념을 갖추는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 실시예는 공급 전압을 얻기 위해, 공급 전류를 제공하도록 구성된 출력단(output stage)을 포함하는 전원(예를 들어, 자동화된 테스트 장비에서 사용하기 위한 것)을 생성한다. 예를 들어, 출력단은 제어 신호에 기초하여 예를 들면 피시험 디바이스에 공급 전류를 제공한다. 전원은 기준 전압 정보(예, 원하는 공급 전압을 설명하는 디지털 정보(예를 들어, SV)) 및 측정된 전압 정보(예, 아날로그-디지털 변환기의 출력, 이러한 아날로그-디지털 변환기는 실제 공급 전압에 기반하는 신호를 변환함)를 수신하고 제어 신호(예, 출력단을 위한 것 또는 일반적으로 출력단을 제어하기 위한 것)를 제공하도록 구성된 디지털 레귤레이터를 더 포함한다. 또한 전원은 내부 아날로그 제어 루프를 포함하며, 내부 아날로그 제어 루프는 공급 전압에 기반하는 아날로그 피드백 신호를 출력단에 제공하여 아날로그 조정이 공급 전압의 조정에 기여하도록 구성된다. 따라서, 공급 전압의 조정은 아날로그 및 디지털 조정이 결합된 것일 수 있으며, 하나의 기여는 디지털 레귤레이터에서 비롯되고 하나의 기여는 내부 아날로그 제어 루프에서 비롯된다.
본 발명에 따른 이 실시예는 구현 노력은 상당히 적게 드는데 반해, 내부 아날로그 제어 루프가 부하 단계 동작을 개선하는 데 도움이 될 수 있다는 발견에 기초한다. 특히, 디지털 레귤레이터를 내부 아날로그 제어 루프와 결합함으로써, 내부 아날로그 제어 루프의 구현을 위해 복잡도가 낮은 아날로그 제어 회로를 사용하더라도 높은 조정 정확도에 도달할 수 있는데, 이는 디지털 레귤레이터가 일반적으로 비교적 느린 조정 방식 또는 조정 알고리즘을 사용하는 고정밀 조정을 구현하는 데 사용될 수 있으나, 내부 아날로그 제어 루프는 정확도가 낮은 비교적 빠른 조정을 구현할 수 있기 때문이다. 결론적으로, 디지털 레귤레이터와 내부 아날로그 제어 루프의 조합은, 주로 상대적으로 빠르고 복잡하지 않은 내부 아날로그 제어 루프로 인한 빠른 부하 단계 동작을 가능하게 하고, 동시에 주로 비교적 느리고 더 복잡한 디지털 레귤레이터로 인한 높은 조정 정확도를 가능하게 한다. 디지털 레귤레이터는 각 애플리케이션 환경의 특정 요구에 효율적으로 적응할 수 있는 조정 접근법 또는 조정 알고리즘을 적용할 수 있다. 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프는 디지털 레귤레이터가 부하 단계에 응답하기 전에도 부하 단계에 대한 응답으로 공급 전압의 변화에 대응할 수 있다. 따라서, 부하 단계 후 제한된 시간적 환경 내에서 내부 아날로그 제어 루프의 응답은 디지털 레귤레이터의 응답보다 훨씬 더 강할 수 있다(예를 들어, 적어도 5 배 또는 적어도 10 배 더 강함).
또한, 내부 아날로그 제어 루프의 추가는 전원의 부하 단계 응답의 상대적인 개선을 불러 올 디지털 레귤레이터의 (실질적인) 가속(예, 요구되는 아날로그-디지털 변환기 및 요구되는 디지털-아날로그 변환기를 포함)보다 구현하기가 훨씬 쉽고 저렴하다는 점에 유의해야 한다.
결론적으로, 디지털 레귤레이터와 내부 아날로그 제어 루프의 사용을 결합한 본 명세서에 설명된 전원은 구현 노력(또는 이에 상응하는 비용), 조정 정확도 및 부하 단계 동작 간에 개선된 절충안을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭은 디지털 레귤레이터의 대역폭보다 적어도 5 배, 적어도 10 배, 또는 적어도 20 배 더 크다(여기서, 예를 들어, 디지털 레귤레이터의 대역폭은 50 킬로 헤르츠이거나 50 킬로 헤르츠 정도의 크기일 수 있다).
그러나, 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭을 디지털 레귤레이터의 대역폭보다 훨씬 더 크게 선택하면, 디지털 레귤레이터만 포함하는 전원에 비해 부하 단계 동작을 크게 개선할 수 있다. 나아가, 디지털 레귤레이터의 대역폭보다 훨씬 큰 대역폭을 갖는 내부 아날로그 제어 루프의 구현은 일반적으로 적절한 구현 노력으로 가능하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 구현이 쉽고 빠른 내부 아날로그 제어 루프는 구현 비용을 과도하게 증가시키지 않으면서 부하 단계 동작을 크게 개선할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭(예, 500 킬로 헤르츠에서 1 메가 헤르츠)은 디지털 레귤레이터에 대한 측정된 전압 정보를 제공하는 아날로그-디지털 변환기의 샘플링 레이트(예, 2 메가 헤르츠 또는 2 Msps)의 10 분의 1보다 더 높다. 일반적으로 적당한 노력으로 구현될 수 있는 내부 아날로그 제어 루프는 이러한 높은 대역폭을 가짐으로써, 내부 아날로그 제어 루프가 디지털 레귤레이터보다 부하 단계에 더 빠르게 반응하게 할 수 있다. 즉, 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭을 적절하게 선택함으로써 내부 아날로그 제어 루프의 단기(순간) 응답이 디지털 레귤레이터의 단기 응답(부하 단계 직후)보다 강해지게 할 수 있다. 따라서, 내부 아날로그 제어 루프는 일반적으로 더 많은 비용이 드는 디지털 레귤레이터의 속도 증가없이도 부하 단계 동작을 개선할 수 있다(일반적으로 디지털 레귤레이터에 측정된 전압 정보를 제공하는 아날로그-디지털 변환기의 샘플링 레이트 증가가 필요할 수도 있음).
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프는 비례 컨트롤을 수행하도록 구성된다(즉, 비례 제어기의 역할을 한다). 예를 들어, 이것은 아날로그 제어 루프가 비교적 빠르다는 것을 의미할 수 있지만(예를 들어, 적분 제어보다 빠름) 일반적으로 정상 상태에서도 제어 오류를 남긴다. 즉, 내부 아날로그 제어 루프는 예를 들어, 순수 비례 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 나아가, 디지털 레귤레이터는 적분 제어를 포함하는 폐쇄 루프 제어를 수행하도록 구성될 수 있다(여기서, 적분 제어는 예를 들어 내부 아날로그 제어 루프보다 비교적 느릴 수 있지만 정상 상태에서 제어 오류를 내부 아날로그 제어 루프보다 작은 값으로 줄일 수 있다). 비례 제어는 적은 노력으로 그러나 더 빠른 속도로 구현될 수 있으며, 비례 제어는 부하 단계에서 발생하는 공급 전압 변동(예, 공급 전압 강하 또는 공급 전압 피크)에 대응하는 데 매우 적합하다. 다른 한편으로, 적분 제어를 포함하는 보다 정교한 제어가 디지털 레귤레이터에서 적당한 노력으로 구현될 수 있으며 일반적으로 공급 전압에 대해 원하는 높은 정상 상태 정확도를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 디지털 레귤레이터의 제어 메커니즘(예, 제어 알고리즘)은 (예를 들어, 제어 서브 기능의 시간 상수 및/또는 이득, 비례 제어, 적분 제어 및/또는 차동 제어의 측면에서) 재구성 가능하다. 즉, 디지털 레귤레이터의 기능은 특정 애플리케이션 환경의 특정 요구에 맞게 조정될 수 있으며, 이는 완전한 아날로그 조정이 존재하는 경우에는 매우 어려울 것이다. 반면에, 내부 아날로그 제어 루프는 주로 부하 단계를 처리하기 때문에 내부 아날로그 제어 루프의 특성을 변경할 필요가 없다. 결과적으로, 내부 아날로그 제어 루프의 구현을 위해 간단한 구성가능하지 않은(non-configurable) 아날로그 회로를 사용하여 구현 노력을 절약하는 동시에 재구성 가능한 디지털 레귤레이터를 사용하여 원하는 정도의 적응성을 유지할 수 있다. 따라서 구현 노력과 조정 특성간에 좋은 절충안을 얻을 수 있다.
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프는 디지털 레귤레이션이 효과를 나타내기 전에(또는 조치를 취하기 전에) 전원에 연결된 부하의 전류 소비 변화로 인해 발생하는 부하 단계를 줄이거나 제한하거나 대응하도록 구성된다(예를 들어, 부하 단계를 줄이거나 제한하거나 대응할 수 있다). 이러한 빠른 내부 아날로그 제어 루프를 사용하면, 매우 빠른 디지털 조정을 구현할 필요없이 매우 우수한 부하 단계 동작을 가질 수 있다. 결과적으로 구현 노력과 조정된 결과 사이의 우수한 절충안을 얻을 수 있다.
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프는 공급 전압의 강하(예를 들어, 디지털 조정이 영향을 미치기 전에 전원에 연결된 부하의 전류 소비가 빠르게 증가함으로써 발생할 수 있음)가 공급 전류를 증가시키는 결과로 이어지도록 구성된다. 즉, 내부 아날로그 제어 루프는 공급 전압의 변화(예를 들어, 강하)에 (예를 들어, 출력단의 전력 반도체의 구동 신호에 적절하게 영향을 줌으로써) 대응하도록 구성될 수 있다. 따라서 내부 아날로그 제어 루프는 일반적으로 디지털 레귤레이터보다 훨씬 빠르게 효율적인 방식으로 공급 전압의 급격한 변화에 대응할 수 있다.
결과적으로 공급 전압의 과도한 급격한 변화는 적당한 노력으로 방지될 수 있으며, 이는 전원을 테스트 장비에 사용하기에 적합하게 만든다.
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프는 공급 전압의 피드백 또는 출력단으로의 공급 전압(예를 들어, 공급 전압의 스케일링된 버전)에 기초한 아날로그 신호의 피드백을 포함한다. 공급 전압 또는 공급 전압을 기반으로 하는 아날로그 신호를 출력단으로 공급함으로써 내부 아날로그 제어 루프에 의해 활성화되는 폐쇄 루프 제어는 공급 전압 변화에 매우 빠르게 반응할 수 있다. 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프의 레귤레이터를 형성하는 제어 증폭기(예, 차동 증폭기 또는 연산 증폭기)는 출력단의 일부일 수 있으며, 이는 일반적으로 내부 아날로그 제어루프의 매우 낮은 지연을 초래한다. 예를 들어, 상기 제어 증폭기는 또한 디지털 레귤레이터에 의해 제공되는 제어 신호를 고려하여 이로써 부하에 대한 공급 전류를 제공하는 출력단의 전력 소자(예를 들어, 전력 반도체)에 대한 구동 신호를 획득할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프는, 출력단에 대한 구동 신호(예를 들어, 공급 전류를 제공하는 하나 이상의 전력 반도체 디바이스에 대한 구동 신호)를 얻기 위해 디지털 레귤레이터에 의해 제공되는 제어 신호와 공급 전압을 나타내는 피드백 신호(여기서 공급 전압을 나타내는 피드백 신호는 예를 들어, 공급 전압과 같거나 공급 전압에 기초할 수 있음) 사이의 감산(예를 들어, 아날로그 감산)을 포함한다. 예를 들어, 디지털 레귤레이터에 의해 제공되는 제어 신호에서 피드백 신호를 감산함으로써, 하나 이상의 전력 반도체 디바이스에 대한 구동 신호를 매우 효율적인 방식으로 얻을 수 있다. 예를 들어, 감산은 제어 증폭기 또는 연산 증폭기에 의해 수행될 수 있으며, 이러한 차동 증폭기 또는 연산 증폭기의 이득은 예를 들어 안정된 제어 루프, 충분한 대역폭 및 적절한 조정 정확성과 특성을 갖도록 적절하게 조정될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 전원은 또한 디지털 레귤레이터에 대한 피드백 경로, 디지털 레귤레이터에 의해 제공되는 디지털 제어 정보에 기초하여 아날로그 제어 신호를 얻도록 구성된 디지털-아날로그 변환기 및 아날로그 레귤레이터(예, 차동 증폭기 또는 연산 증폭기)를 포함하고, 이는 디지털-아날로그 변환기가 제공하는 아날로그 제어 신호와 공급 전압을 나타내는 아날로그 피드백 신호를 수신하고 디지털-아날로그 변환기가 제공하는 아날로그 제어 신호와 아날로그 피드백 신호에 기초한 출력단을 위한 구동 신호를 제공하도록 구성된다. 그러한 회로 구조는 특히 우수한 조정을 가능하게 한다는 것이 밝혀졌다. 디지털 조정 루프는 디지털 레귤레이터에 대한 피드백 경로(내부 아날로그 제어 루프의 피드백 경로와 다르거나 내부 아날로그 제어 루프와 부분적으로 겹칠 수 있음), 디지털 레귤레이터 및 아날로그 제어 신호를 획득하는 디지털-아날로그 변환기를 포함한다. 또한 디지털-아날로그 변환기에 의해 제공되는 아날로그 피드백 신호와 아날로그 제어 신호는 아날로그 레귤레이터에서 결합되어 출력단의 전력 구성 요소(예, 반도체 디바이스)에 대한 구동 신호를 획득할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 설명된 구조는 디지털 제어 루프와 내부 아날로그 제어 루프 모두를 포함하는 다중 루프 조정의 간단한 구현을 가능하게 할 수 있다. 아날로그 제어 신호(디지털 조정 기반)와 아날로그 피드백 신호(내부 아날로그 제어 루프를 통해 제공됨)를 사용하면, 디지털 조정과 아날로그 조정의 특정 이점을 적당한 노력으로 결합할 수 있고, 여기서 아날로그 레귤레이터에서의 아날로그 제어 신호 및 아날로그 피드백 신호의 조합은 아날로그 조정의 높은 대역폭(또는 등가적으로, 아날로그 조정의 작은 레이턴시)을 초래할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 디지털 레귤레이터에 대한 피드백 경로는 아날로그-디지털 변환기 및 필터(예를 들어, 저역 통과 필터)를 포함한다. 필터(예, 저역 통과 필터)는 부하 연결부(여기서 공급 전압이 부하에 제공됨)와 아날로그-디지털 변환기의 입력 사이에 결합된다. 따라서, 디지털 레귤레이터에 대한 디지털 피드백 정보가 획득되는데, 예를 들어 아날로그-디지털 변환기에 입력되는 신호의 대역폭은 아날로그-디지털 변환기의 제한된 샘플링 레이트를 고려하여 제한되고, 이로써 앨리어싱을 방지한다.
바람직한 실시예에서, 디지털 레귤레이터에 대한 피드백 경로는 부하 연결부와 필터 사이에 연결된 버퍼를 포함한다. 따라서 디커플링이 달성될 수 있으며 부하가 피드백 경로의 영향을 거의 받지 않는다.
바람직한 실시예에서, 전원은 전류 측정을 위한 션트 저항기를 더 포함하며, 이는 출력단과 부하 연결부(여기서 공급 전압이 부하에 제공됨) 사이에 연결된다. 따라서 션트 저항은 전류 측정을 허용하지만 특히 부하 단계의 경우 일부 기생 전압 강하를 제공할 수 있으나 이는 내부 아날로그 제어 루프에 의해 합리적으로 보상될 수 있다. 따라서 션트 저항기의 존재가 부하 단계 동작을 크게 저하시키지 않게 할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 디지털 레귤레이터 및 내부 아날로그 조정 루프를 포함하는 전원을 사용하여 부하에 전력을 공급하는 방법을 생성한다. 예를 들어, 전원은 공급 전압을 획득하기 위해 공급 전류를 제공하도록 구성된 (예를 들어, 제어 신호에 기초하여 피시험 디바이스에 공급 전류를 제공하는) 출력단, 기준 전압 정보(예, 원하는 공급 전압(예, SV)을 설명하는 디지털 정보) 및 측정된 전압 정보(예, 실제 공급 전압에 기반한 신호를 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기의 출력)를 수신하고 출력단에 대한 제어 신호를 제공하도록 구성된 디지털 레귤레이터 및 내부 아날로그 제어 루프를 포함하고, 내부 아날로그 제어 루프는 공급 전압에 기초한 아날로그 피드백 신호를 출력단에 제공하여 공급 전압의 조정에 대한 아날로그 조정 기여를 하도록 구성된다(여기서 공급 전압의 조정은 결합된 아날로그 및 디지털 조정이며, 하나의 기여는 디지털 레귤레이터로부 기인하고 하나의 기여는 내부 아날로그 제어 루프로부터 기인한다). 이 방법은 제 1 시간 상수를 사용하는 내부 아날로그 제어 루프를 사용하여 부하 변화로 인한 공급 전압의 강하 또는 피크를 적어도 부분적으로 보상하는 것, 제 2 시간 상수를 사용하는 디지털 조정을 사용하여 공급 전압을 미세 조정하는 것을 포함한다. 제 1 시간 상수는 제 2 시간 상수보다 예를 들어 적어도 5 배 더 작다.
이 방법은 전술한 전원과 동일한 고려 사항에 기초한다. 특히, 이 방법은 구현 복잡성, 조정 정확도 및 부하 단계 동작 간의 우수한 절충을 가능하게 한다. 내부 아날로그 제어 루프와 디지털 조정의 조합은 과도하게 비싼 고속 디지털 조정 없이도 우수한 정상 상태 조정 정확도를 달성하면서 부하 변화에 신속하게 대응하는 데 도움이 된다(여기서 매우 높은 정확도와 높은 샘플링 레이트를 모두 갖춘 아날로그-디지털 변환기는 일반적으로 비용이 많이 든다는 점에 유의해야 한다). 따라서 서로 다른 기능, 즉 부하 단계에 대한 빠른 반응과 정상 상태의 정확한 조정을 서로 다른 조정 속도를 갖는 두 개의 서로 다른 구성 요소(즉, 내부 아날로그 제어 루프와 디지털 조정)에 분산함으로써 특히 우수한 전체 기능이 적절한 구현 노력으로 달성될 수 있다.
그러나 여기에 설명된 방법은 임의의 특징, 기능 및 전원과 관련하여 본 명세서에 개시된 세부 사항 중 임의의 것에 의해 선택적으로 보완될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 방법은 선택적으로 그러한 특징, 기능 및 세부 사항 둘 다에 의해 개별적으로 그리고 조합되어 보완될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명에 따른 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 획득될 수 있는 조정 기능의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 아날로그 루프를 갖는 디지털 컨트롤의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 4는 기존 디지털 제어 루프의 개략적인 블록도를 나타낸다.
5.1. 도 1에 따른 전원
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원(100)의 개략적인 블록도를 도시한다.
전원(100)은 기준 전압(110)을 수신하고 그에 기초하여 부하 연결부(112)에서 출력 전류 Isup 또는 동등하게, 출력 전압 Vsup을 제공하도록 구성된다(부하는 부하 연결부에서 전원에 연결될 수 있다). 전원은 (원하는) 공급 전압 Vsup을 얻기 위해 공급 전류 Isup를 제공하는 출력단(120)을 포함한다. 예를 들어, 출력단(120)은 디지털 레귤레이터(130)에 의해 제공되는 제어 신호(132) 및 내부 아날로그 제어 루프를 통해 제공되는 아날로그 피드백 신호(142)에 따라 공급 전류 Isup를 제공할 수 있다. 디지털 레귤레이터(132)는 기준 전압 정보(110)(예, 원하는 공급 전압을 설명하는 디지털 정보, 예를 들어 SV) 및 측정된 전압 정보(134)(예, 실제 공급 전압 Vsup에 기반하는 신호를 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기의 출력)를 수신하도록 구성된다. 더욱이, 디지털 레귤레이터(130)는 제어 신호(132)를 제공하도록 구성된다. 내부 아날로그 제어 루프는 아날로그 피드백 신호(142)를 출력단에 제공하도록 구성되어, 공급 전압의 조정에 대해 아날로그 조정 기여를 한다. 예를 들어, 아날로그 피드백 신호는 공급 전압 Vsup에 기반할 수 있다.
따라서, 공급 전압(Vsup)의 조정은 아날로그와 디지털이 결합된 조정이며, 여기서 하나의 기여는 디지털 레귤레이터(130)에서 기인하고 하나의 기여는 내부 아날로그 제어 루프에서 기인한다. 예를 들어, 제어 신호(132)의 아날로그 표현 및 아날로그 피드백 신호(142) 모두가 출력단에 공급될 수 있으며, 여기서 출력단(120)은 전류 Isup의 조정을 위해 제어 신호(132)의 아날로그 표현과 아날로그 피드백 신호(142)를 모두 고려할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(132)의 아날로그 표현과 아날로그 피드백 신호(142) 사이의 차이는 공급 전류 Isup의 조정을 위해 출력단(120)에 의해 고려될 수 있다.
전원(100)에서, 내부 아날로그 제어 루프 및 디지털 레귤레이터(130)는 모두 공급 전압 Vsup의 조정을 지원하며, 내부 아날로그 제어 루프는 일반적으로 부하 단계에 대해 더 빠른 응답을 제공하고, 디지털 레귤레이터(130)는 일반적으로 정상 상태 공급 전압에 대한 보다 정확한 조정을 제공한다. 그러나 디지털 레귤레이터와 내부 아날로그 제어 루프의 조합은 전체적인 조정 동작을 개선하는 비용 효율적인 방법이라는 사실이 밝혀졌다.
일반적으로 내부 아날로그 제어 루프는 부하 단계의 경우 더 나은 조정 특성을 포함하는 반면, 디지털 레귤레이터는 정상 상태 공급 전압의 조정에 대해 더 나은 조정 특성을 포함한다.
그러나, 전원(100)은 본 명세서에 개시된 특징, 기능 및 세부 사항 중 임의의 것에 의해 선택적으로 보완될 수 있음에 유의해야 한다.
다음에서, 전원(100)에 의해 달성될 수 있는 조정 특성의 예가 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 도 2는 시간에 따른 공급 전압 Vsup의 시간적 에볼루션(evolution)의 개략적 표현을 도시한다. 횡축(210)은 시간을 나타내고, 종축(212)은 공급 전압 Vsup을 나타낸다. 도 2에서 알 수 있듯이 공급 전압 Vsup은 초기에 Vsup1 값을 갖는다. 그러나, 시간 t1에 부하 단계(load step)가 있는데, 이는 부하 연결부(112)에 연결된 부하가 부하 전류를 증가시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 부하 전류의 증가는 갑작스럽게 또는 단계적으로 증가할 수 있다. 부하 단계에 응답하여, 공급 전압(Vsup)이 감소하고, 감소 속도는 예를 들어, 부하에 병렬로 연결된 하나 이상의 커패시턴스에 의해 제한될 수 있다. 부하에 병렬로 연결된 이러한 커패시턴스는 전원(100)의 일부일 수 있거나, 외부 구성 요소일 수 있다. 그러나 시간 t2에서는, 내부 아날로그 제어 루프가 효과적일 수 있으며 공급 전압의 추가 감소에 대응할 수 있다. 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프는 출력단에 피드백을 제공하여 공급 전류 Isup를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프를 통한 피드백은 공급 전류 Isup를 제공(또는 전달)할 수 있는 출력단의 전원 장치의 구동 신호가 증가되는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 공급 전류 Isup도 이전 상태에 비해 증가되고, 따라서 출력단(120)은 공급 전압 Vsup의 강하에 대응한다. 따라서, t2 시점에서 공급 전압 Vsup이 다시 목표 값 Vsup1(예를 들어 기준 전압 정보에 의해 정의될 수 있음)을 향해 증가하기 시작함을 알 수 있다. 시간 t3부터 시작하여, 디지털 레귤레이터도 활성화될 수 있으며 공급 전압 Vsup을 원하는 값 Vsup1으로 미세 조정할 수 있다.
결론적으로, 부하 단계 직후에 전압 강하는 주로 부하와 병렬로 연결된 커패시턴스에 의해 제한된다. 그러나 내부 아날로그 제어 루프는 디지털 레귤레이터가 영향을 미치기 전에 상당히 효과적이다. 내부 아날로그 제어 루프는 일반적으로 전압 강하를 허용 가능한 값으로 제한할 수 있지만, 일반적으로 공급 전압을 원하는 값 Vsup1으로 완전히 되돌릴 수는 없다. 이는 부분적으로 내부 아날로그 제어가 예를 들어 비례 제어 기능만 제공할 수 있고 통합 제어 기능을 제공하지 않을 수 있다는 사실 때문이다. 그러나 디지털 레귤레이터는 마침내 예를 들어, 통합 제어 구성 요소를 사용하여 공급 전압을 매우 정밀하게 조정하여 결과적으로 공급 전압을 일정 시간 후 원하는 값 Vsup1(또는 원하는 값에 매우 근접한 값)으로 되돌릴 수 있다. 따라서 내부 아날로그 제어 루프와 디지털 레귤레이터는 부하 단계 직후와 정상 상태 모두에서 양호한 공급 전압 조정을 제공하도록 서로를 보완할 수 있다.
도 2를 참조하여 설명된 전원(100)의 동작은 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭이 디지털 레귤레이터(130)의 대역폭보다 (예를 들어, 5 배, 10 배 또는 20 배) 더 크다는 사실에 의해 달성될 수 있다. 또한, 이 기능은 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭이 측정된 전압 정보(134)를 디지털 레귤레이터에 제공하는아날로그-디지털 변환기의 샘플링 레이트의 10 분의 1보다 높다는 사실에 의해서도 달성될 수 있다.
예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프의 빠른 반응은 내부 아날로그 제어 루프가 비례 제어(또는 비례 제어만)를 수행하도록 구성될 수 있다는 사실에 의해 달성될 수 있다. 대조적으로, 디지털 레귤레이터는 더 진보된 제어 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디지털 레귤레이터(130)는 적분 제어를 포함하는 폐쇄 루프 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 디지털 레귤레이터(130)는 비례 적분 조정을 수행하거나 비례 적분 차동 조정(PID-regulation)을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러나, 디지털 레귤레이터(130)는 또한 상이한 제어 기능을 수행할 수 있고 비선형 조정 특성을 포함할 수도 있다.
나아가, 디지털 레귤레이터(130)에 의해 수행되는 제어 기능(또는 제어 메커니즘 또는 제어 알고리즘)은 소프트웨어에 의해 정의될 수 있고, 특정 요구 사항으로 수정 및 적응될 수 있기 때문에, 선택적으로 디지털 레귤레이터는 재구성 가능할 수 있음에 유의해야 한다. 따라서, 디지털 레귤레이터(130)는 아날로그 폐쇄 루프 제어 기여를 제공하는 내부 제어 루프와 비교할 때 이의 구성 측면에서 더 유연 할 수 있다. 위에서 설명한 대로, 내부 아날로그 제어 루프는 (예를 들어, 부하 연결부(112)를 통해) 전원에 연결된 부하의 전류 소비 변화로 인한 공급 전압 변동(예, 공급 전압 강하 또는 공급 전압 오버 슈트)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프는 디지털 조정이 활성화되기 전에도 공급 전압 변동에 대응할 수 있을 만큼 충분히 빠를 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 공급 전압의 강하(시간 t1의 도 2 참조)는 공급 전류 Isup의 증가를 초래할 수 있으며, 이는 초기에 내부 아날로그 제어 루프를 통한 피드백에 의해 초래될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 개시된 다른 특징, 기능 및 세부 사항 중 임의의 것이 선택적으로 전원(100)에 적용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 반면에, 전원(100)에 대해 설명된 특징, 기능 및 세부 사항 중 임의의 것은 본 명세서에 개시된 다른 실시예 중 임의의 것에 선택적으로 도입될 수 있다.
5.2 도 3에 따른 실시예
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원(300)의 개략적인 블록도를 도시한다.
전원(300)은 기준 전압 정보 또는 원하는 전압 정보(310)를 수신하고, 이를 기반으로 부하 연결부(312)에 결합될 수 있는 부하(314)에 공급 전압 Vsup을 제공하도록 구성된다. 부하(314)는, 예를 들어, 피시험 디바이스 또는 일반적으로 말하면 저항기로 표시되는 제 1 부하 구성 요소(314a)를 포함한다. 그러나, 부하 구성 요소(314a)가 반드시 저항기일 필요는 없지만, 예를 들어 집적 회로일 수 있다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 예를 들어 부하(314)는 (예를 들어, 제 2 부하 구성 요소로서) 커패시턴스(314b)를 또한 포함할 수 있으며, 이는 제 1 부하 구성 요소 또는 피시험 디바이스(314a)에 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 커패시턴스(314b)는 "부하 단계"의 경우, 즉 부하 구성 요소(314)가 전류 소비를 갑자기 변경하는 경우에, 공급 전압 Vsup의 갑작스런 변화를 방지하는 데 유용할 수 있다. 전류 소비의 이러한 갑작스런 변화는 예를 들어 부하 구성 요소(314a)가 활성화되거나 전력 소비 동작을 수행하도록 지시될 때(예를 들어, 유휴 상태 이후) 발생할 수 있다.
그러나, 부하(314)는 일반적으로 전원(300)의 일부가 아니라 부하 연결부(312)를 통해 전원에 결합된다는 점에 유의해야 한다.
전원(300)은 중요한 구성 요소로서, 예를 들어 아날로그 제어 신호(322) 및 아날로그 피드백 신호(342)에 따라 공급 전류 Isup를 제공할 수 있는 출력단(320)을 포함한다.
예를 들어, 출력단(320)은 제어 증폭기 또는 차이 증폭기 또는 연산 증폭기를 포함할 수 있어서, 공급 전류 Isup가 예를 들어 아날로그 제어 신호(322)와 아날로그 피드백 신호(342) 사이의 차이에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 출력단(320)은 하나 이상의 구동 신호에 따라 공급 전류 Isup를 제공하는 하나 이상의 전력 반도체 디바이스를 포함할 수 있으며, 여기서 하나 이상의 전력 반도체 디바이스에 대한 상기 하나 이상의 구동 신호는 아날로그 제어 신호(322) 및 아날로그 피드백 신호(342)(예를 들어, 아날로그 제어 신호(322)와 아날로그 피드백 신호(342) 간의 차이)에 따라 결정될 수 있다. 더욱이, 출력단(320)의 출력은 예를 들어 션트 저항기(324) 및 연결부(326)를 통해 부하 연결부(312)과 결합될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
션트 저항기(324)는 예를 들어 1A 범위에 대해 100 밀리 옴의 값을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 션트 저항기(324)는 전류 측정을 허용하기 위해 공급 전류 Isup에 비례하는 전압 강하를 생성하도록 제공될 수 있다. 그러나, 션트 저항기(324)는 선택적인 것으로 간주될 수 있고, 다른 값의 션트 저항기가 또한 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
연결(326)은 예를 들어, 인쇄 회로 기판상의 케이블 및/또는 트레이스 및/또는 하나 이상의 니들(예를 들어, 스프링 장착 니들 접촉부)을 포함할 수 있다. 그러나, 출력단(320)의 출력을 부하 연결부(312)과 연결하기 위해 임의의 유형의 전기 연결이 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
더욱이, 전원(300)은 또한 기준 전압 정보(310)(예, "SV") 및 측정된 전압 정보(334)를 수신하는 디지털 레귤레이터(330)를 포함한다는 점에 유의해야 한다. 디지털 레귤레이터(330)는 기준 전압 정보(310) 및 측정된 전압 정보(334)에 기초한 디지털 제어 신호 또는 디지털 제어 정보를 디지털-아날로그 변환기(336)에 제공한다. 디지털-아날로그 변환기(336)는 디지털 제어 신호(332)에 기초한 아날로그 제어 신호(322)를 제공할 수 있다.
디지털 레귤레이터(330)는 임의의 조정 메커니즘 또는 조정 알고리즘을 사용할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 디지털 레귤레이터(330)는 통합 제어를 포함하는 조정 메커니즘 또는 조정 알고리즘을 사용할 수 있다. 그러나, 또한, 디지털 레귤레이터(330)는 바람직하게 비례 제어 구성 요소를 사용할 수도 있고, 선택적으로 차동 제어 구성 요소를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 디지털 레귤레이터(330)는 PI 제어 기능 또는 PID 제어 기능을 수행하도록 구성될 수 있다(PI는 비례 적분을 의미하고 PID는 비례 적분 차동을 의미함).
측정된 전압 정보(334)는 피드백 경로(350)를 통해 디지털 조정(330)에 제공될 수 있다. 피드백 경로(350)는 예를 들어 버퍼(352), 필터(354) 및 아날로그-디지털 변환기(356)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피드백 경로(350)는 부하(314) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)의 터미널과 디지털 조정 사이에 있을 수 있다. 예를 들어, 피드백 경로(350)는 필터(354)가 공급 전압 Vsup 또는 전류 측정에 영향을 미치는 것을 방지하는 버퍼(352)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼(352)의 입력은 부하(314) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)의 단자에 연결되고, 버퍼(352)의 출력은 필터(354)의 입력에 연결된다. 필터(354)는 예를 들어 에일리어싱 아티팩트를 방지하기 위한 저역 통과 특성을 구성한다. 그러나, 필터(354)는 또한 아날로그-디지털 변환에 대한 잡음을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 필터(354)의 출력은 아날로그-디지털 변환기(356)의 입력에 연결될 수 있으며, 이는 예를 들어 필터(354)의 출력 신호를 아날로그-디지털 변환할 수 있다. 또한, 입력 신호에 기초하여 아날로그-디지털 변환기에 의해 제공되는 디지털 출력 정보는 측정된 전압 정보(334)를 구성할 수 있고, 디지털 조정부(330)에 입력될 수 있다.
따라서, 디지털 조정부(330)는 측정된 전압 정보(334)로서 부하(314) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)에 존재하는 공급 전압의 필터링되고 아날로그-디지털 변환된 표현을 수신할 수 있다.
그러나, 버퍼(352) 및 필터(354)는 선택적인 것으로 간주될 수 있으며, 아날로그-디지털 변환기(356)의 입력은 예를 들어, 부하(314) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)의 단자에 직접 연결될 수 있다.
그러나, 전원(300)은 또한 아날로그 피드백 신호(342)를 출력단(320)에 공급함으로써 형성되는 내부 아날로그 제어 루프를 포함한다. 즉, 출력단(320)의 입력은 부하(314) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)의 단자에 (예를 들어, 임의의 추가 필터 및/또는 임의의 중간 디지털 처리없이) 직접 결합될 수 있다. 따라서, 아날로그 피드백 신호(342)는 부하(314) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)에 존재하는 공급 전압을 나타낼 수 있다. 그러나 다르게 말하면, 측정된 전압 정보(334)와 아날로그 피드백 신호(342)는 모두 부하(314) 또는 부하 구성 요소(314a)에 존재하는 공급 전압 Vsup을 나타낼 수 있지만, 아날로그 피드백 신호(342)는 디지털 레귤레이터(330)에 입력되는 디지털 측정 전압 정보(334)보다 훨씬 빠르게 공급 전압 Vsup의 변화를 따르는 것이 분명하며, 이는 아날로그 피드백 신호(342)가 아날로그-디지털 변환기(356)에 의해 수행되는 비교적 느린 아날로그-디지털 변환 프로세스를 방지하기 때문이다(그리고 일반적으로 또한 필터링을 거치지 않음).
전원(300)의 기능과 관련하여, 내부 아날로그 제어 루프의 존재로 인해 공급 전류 Isup는 공급 전압 Vsup의 강하에 응답하여 빠르게 증가할 수 있고, 반응(공급 전류 Isup의 증가)의 속도는 출력단의 조정 증폭기와 출력단의 전력 반도체 디바이스의 관성에 의해서만 제한된다. 따라서 부하 단계 직후에, 조정(예, 공급 전류 Isup의 증가)이 내부 아날로그 제어 루프에 의해 영향을 받는다. 달리 말하면, 부하 단계에 응답하여 공급 전압 Vsup의 결과적인 변동이 측정된 전압 정보(334)에 반영될 때까지 비교적 높은 전파 시간이 존재한다. 공급 전압의 변동이 디지털 제어 신호(332)에 또는 심지어 아날로그 제어 신호(322)에 반영될 때까지 훨씬 더 큰 지연이 있고, 이는 아날로그-디지털 변환기(356), 디지털 레귤레이터(330) 및 디지털-아날로그 변환기(336)에 의해 부과된 지연 때문이다. 따라서, (부하 단계에 응답하여 발생하는) 공급 전압의 변동(예, 강하) 직후에, 아날로그 제어 신호(322)는 여전히 일정하게 유지되지만, 아날로그 피드백 신호(342)는 이미 공급 전압 변동을 반영한다. 예를 들어, 공급 전류 Isup는 아날로그 제어 신호(322)와 아날로그 피드백 신호(342)의 차이에 의해 결정될 수 있기 때문에, 공급 전류 Isup는 내부 아날로그 제어 루프의 존재로 인한 공급 전압의 변화에 응답하여 매우 빠르게 변할 수 있다. 특히, 아날로그 제어 신호(322)가 공급 전압의 변화에 대한 응답을 나타내기 전에도, 내부 아날로그 제어 루프의 존재로 인해 공급 전류 Isup가 변경될 수 있다. 따라서, (예를 들면, 공급 전류 Isup의 적절한 변화 형태로의) 공급 전압 Vsup의 변화에 대한 반응은 디지털 조정 루프(또는 디지털 제어 루프)의 레이턴시를 줄일 필요없이 내부 제어 루프의 존재에 의해 크게 가속화된다. 그러나 시간이 지남에 따라, 디지털 조정(330)도 유효하게 되며 내부 아날로그 제어 루프만 사용하는 것보다 더 정확한 공급 전압 조정으로 이어질 수 있다.
위의 논의를 감안하면 내부 아날로그 제어 루프의 존재가 상당한 이점을 가져다주는 것이 분명하다.
그러나, 도 3에 따른 전원은 도 2를 참조하여 설명된 것과 유사한 조정 특성을 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
더욱이, 전원(300)은 개별적으로 그리고 조합하여 본 명세서에 설명된 특징, 기능 및 세부 사항 중 임의의 것에 의해 선택적으로 보완될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
또한, 전원(300)(및 전원(100))은, 예를 들어 자동화된 테스트 장비에 사용될 수 있고, 피시험 디바이스는 부하(300) 또는 제 1 부하 구성 요소(314a)의 역할을 할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이 경우, 커패시턴스(314b)는 전원의 일부일 수 있고/있거나 DUT를 운반하는 부하 보드에 배열될 수 있다. 기준 전압 정보(310)는 예를 들어 자동화된 테스트 장비의 제어 회로에 의해 제공될 수 있으며, 기준 전압 정보(310)의 시간적 에볼루션은 예를 들어 테스트 프로그램에 의해 결정될 수 있다.
5.3 도 4에 따른 참조 예
도 4는 기준 전원(400)의 개략적인 블록도를 도시한다. 그러나, 기준 전원(400)은 내부 아날로그 제어 루프가 없다는 사실을 제외하고는 전원(300)과 유사하다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 공급 전압의 변화에 대한 기준 전원(400)의 반응은 일반적으로 공급 전압의 변동에 대한 전원(300)의 반응보다 상당히 느리다.
5.4 결론
본 발명에 따른 실시예는 디지털 제어 루프 기반 전원 또는 DUT 전원에 대한 부하 단계를 개선시킨다는 점에 유의해야 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 추가적인 내부 아날로그 제어 루프가 단일 제어 루프를 사용하는 디지털 제어 루프 기반 VI 소스 또는 DUT 전원에 추가된다. 추가 내부 아날로그 제어 루프를 사용하면 부하 단계 동작이 크게 향상된다. 즉, 본 발명에 따른 실시예는 부하 단계 동작을 개선하기 위해 문제를 해결한다. 예를 들어, 표준 접근 방식은 약 100 밀리 볼트의 출력에서 강하 전압을 가지며, 전압(또는 원하는 공급 전압)으로 돌아오는 데 약 100μs가 걸린다. 내부 피드백 루프(또는 내부 아날로그 피드백 루프)를 사용하면 부하 단계를 20 밀리 볼트까지 개선할 수 있으며 단 몇 μs가 소요된다(예를 들어, 조정이 활성화될 때까지 또는 전압이 다시 허용 범위로 돌아올 때까지).
본 발명에 따른 실시예는 매우 높은 샘플 레이트의 전압 측정 아날로그-디지털 변환기(예를 들어, 아날로그-디지털 변환기(356))를 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 전압 정밀도는 디지털 레귤레이터에 의해 제공될 수 있고, 고속 조정 루프(또는 일반적으로 고속 조정)은 로컬 아날로그 제어 루프(또는 내부 아날로그 제어 루프)에 의해 제공된다.
결론적으로, 디지털 제어 루프를 내부 고속 제어 루프와 결합하는 것이 본 발명(또는 본 발명에 따른 실시예)의 기본 아이디어이다.
실시예의 구성 및 동작에 관한 세부 사항이 예를 들어 도 1, 2 및 3에 도시되어 있다.
결론적으로, 상이한 조정 개념의 장점을 결합한 전원의 개념이 개시되었다. 디지털 레귤레이터는 일반적으로 매우 유연하며, 예를 들어 대역폭 및/또는 조정 특성을 조정할 수 있다. 그러나 일반적으로 아날로그 제어 증폭기를 포함하는 내부 아날로그 제어 루프는 일반적으로 디지털 레귤레이터보다 훨씬 빠르다. 일부 실시예에서, 내부 아날로그 제어 루프는 디지털 레귤레이터(또는 디지털 레귤러를 포함하는 디지털 제어 루프)보다 적어도 10 배 빠르다. 예를 들어, 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭은 디지털 레귤레이터를 포함하는 (외부) 디지털 제어 루프의 대역폭보다 적어도 10 배 더 크다. 예를 들어, 디지털 레귤레이터는 약 50kHz 또는 50kHz 정도의 대역폭을 가질 수 있는 반면, 내부 아날로그 제어 루프는 500kHz에서 1MHz 범위의 대역폭을 가질 수 있다.
또한 내부 아날로그 제어 루프는 순수 비례 레귤레이터만 포함할 수 있다(외부 디지털 제어 루프는 통합 레귤레이터 구성 요소도 포함할 수 있음). 예를 들어, 아날로그 조정 증폭기의 입력(출력단의 일부일 수 있음)은 전원의 출력 또는 전원의 부하 연결부과 직접 연결될 수 있다. 이러한 직접 연결은 특히 높은 대역폭의 아날로그 조정으로 이어질 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따른 실시예는 복잡성과 조정 특성 사이에 좋은 절충안을 제공한다.

Claims (14)

  1. 전원(100; 300)으로서,
    공급 전압(Vsup)을 획득하기 위해 공급 전류(Isup)를 제공하도록 구성된 출력단(120; 320)과,
    기준 전압 정보(110; 310) 및 측정된 전압 정보(134; 334)를 수신하고 제어 신호(132; 332)를 제공하도록 구성된 디지털 레귤레이터(130; 330)와,
    상기 공급 전압(Vsup)에 기초한 아날로그 피드백 신호(142; 342)를 제공하도록 구성된 내부 아날로그 제어 루프 - 상기 아날로그 피드백 신호(142; 342)는 상기 공급 전압(Vsup)의 조정에 대한 아날로그 조정 기여(analog regulation contribution)로서 상기 출력단(120; 320)에 제공됨 - 를 포함하며,
    상기 내부 아날로그 제어 루프는 상기 출력단에 대한 구동 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 구동 신호는 상기 디지털 레귤레이터에 의하여 제공된 상기 제어 신호와 상기 공급 전압(Vsup)을 포함하는 상기 아날로그 피드백 신호 사이의 감산에 기초하고,
    상기 내부 아날로그 제어 루프는 비례 제어(proportional control)를 수행하도록 더 구성되며, 상기 디지털 레귤레이터는 적분 제어(integral control)를 포함하는 폐쇄 루프 제어를 수행하도록 구성되고, 상기 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭은 상기 디지털 레귤레이터의 대역폭보다 크며,
    상기 전원은 상기 디지털 레귤레이터(330)로 상기 측정된 전압 정보를 제공하는 피드백 경로(350)를 더 포함하고,
    상기 디지털 레귤레이터는 상기 공급 전압과 상기 측정된 전압 정보에 기반한 상기 제어 신호를 제공하는
    전원(100; 300).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 아날로그 제어 루프의 상기 대역폭은 상기 디지털 레귤레이터(130; 330)의 상기 대역폭보다 적어도 5 배, 적어도 10 배, 또는 적어도 20 배 더 큰
    전원(100; 300).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭은 상기 디지털 레귤레이터(130; 330)에 상기 측정된 전압 정보(134; 334)를 제공하는 아날로그-디지털 변환기(356)의 샘플링 레이트의 10 분의 1보다 큰
    전원(100; 300).
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 디지털 레귤레이터(130; 330)의 제어 메커니즘은 재구성가능한
    전원(100; 300).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내부 아날로그 제어 루프는 상기 디지털 레귤레이터(130; 330)가 유효해지기 전에 상기 전원에 연결된 부하(314)의 전류 소비의 변화로 인한 공급 전압 변동을 줄이거나 제한하거나 대응하도록 구성되는
    전원(100; 300).
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내부 아날로그 제어 루프는 상기 공급 전압(Vsup)의 강하가 상기 공급 전류(Isup)의 증가를 초래하도록 구성되는
    전원(100; 300).
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내부 아날로그 제어 루프는 상기 공급 전압(Vsup) 또는 상기 공급 전압(Vsup)에 기초한 아날로그 신호의 피드백을 포함하는
    전원(100; 300).
  9. 삭제
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전원은
    상기 디지털 레귤레이터에 의해 제공되는 디지털 제어 정보(332)에 기초하여 아날로그 제어 신호(322)를 획득하도록 구성된 디지털-아날로그 변환기(336)와,
    상기 디지털-아날로그 변환기(336)에 의해 제공되는 상기 아날로그 제어 신호(322)와 상기 공급 전압(Vsup)을 나타내는 아날로그 피드백 신호(342)를 수신하며 상기 디지털-아날로그 변환기(336)에 의해 제공되는 아날로그 제어 신호(322) 및 상기 아날로그 피드백 신호(342)에 기초하여 상기 출력단에 대한 구동 신호를 제공하도록 구성된 아날로그 레귤레이터(320)를 포함하고,
    상기 아날로그 레귤레이터는 상기 출력단 내에 포함되고, 차동 증폭기 또는 연산 증폭기를 포함하는
    전원(100; 300).
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 레귤레이터에 대한 상기 피드백 경로(350)는 아날로그-디지털 변환기(356) 및 필터(354)를 포함하고,
    상기 필터(354)는 부하 연결부(112; 312)과 상기 아날로그-디지털 변환기(356)의 입력 사이에 연결되는
    전원(100; 300).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디지털 레귤레이터(330)에 대한 상기 피드백 경로는 상기 부하 연결부(112; 312)와 상기 필터(354) 사이에 결합되는 버퍼(352)를 포함하는
    전원(100; 300).
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전원은 상기 출력단(120; 320)과 부하 연결부(112; 312) 사이에 결합되는 전류 측정을 위한 션트 저항기(324)를 더 포함하는
    전원(100; 300).
  14. 전원을 공급하는 방법으로서,
    공급 전압을 생성하도록 작동 가능한 출력단을 사용하여 공급 전류를 제공하는 단계와,
    디지털 레귤레이터를 사용하여 기준 전압 정보 및 측정된 전압 정보를 수신하는 단계와,
    상기 디지털 레귤레이터를 사용하여 제어 신호를 제공하는 단계와,
    내부 아날로그 제어 루프를 사용하여 아날로그 피드백 신호를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 아날로그 피드백 신호는 상기 출력단에 제공되고, 상기 아날로그 피드백 신호는 상기 공급 전압에 기초하며, 상기 아날로그 피드백 신호는 상기 공급 전압의 조정에 대한 아날로그 조정 기여(analog regulation contribution)를 만들고,
    상기 내부 아날로그 제어 루프는 상기 출력단에 대한 구동 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 구동 신호는 상기 디지털 레귤레이터에 의하여 제공된 상기 제어 신호와 상기 공급 전압(Vsup)을 포함하는 상기 아날로그 피드백 신호 사이의 감산에 기초하고, 상기 내부 아날로그 제어 루프는 비례 제어(proportional control)를 수행하도록 더 구성되며, 상기 디지털 레귤레이터는 적분 제어(integral control)를 포함하는 폐쇄 루프 제어를 수행하도록 구성되고, 상기 내부 아날로그 제어 루프의 대역폭은 상기 디지털 레귤레이터의 대역폭보다 크며,
    상기 측정된 전압 정보는 피드백 경로를 통하여 상기 디지털 레귤레이터로 제공되고,
    상기 디지털 레귤레이터는 상기 공급 전압과 상기 측정된 전압 정보에 기반한 상기 제어 신호를 제공하는
    전원을 공급하는 방법.
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