KR20000066649A - Switching regulator with charge pump circuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스위칭 레귤레이터에 관한 것으로, 특히 집적회로내에서 큰 면적으로 갖는 리액터를 제거하여 충전 펌프를 갖는 스위칭 레귤레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a switching regulator, and more particularly to a switching regulator having a charge pump by eliminating a reactor having a large area in an integrated circuit.
최근의 전자기기의 발달은 눈부신 바가 있으며, 집적회로화에 의한 고성능화, 소형, 경량화가 진행됨과 동시에 이들 장치에 불가결한 전원공급장치도 소형, 경량화가 요구되고 있다. 이 요구를 충족시키는 안정화 전원으로서 스위칭 방식에 의한 전원, 즉 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply, 이하 SMPS라 칭함.)가 그 주류를 점하고 있다.Recently, the development of electronic devices is remarkable, and as the high performance, small size, and light weight are progressed by the integrated circuit, the power supply device, which is indispensable for these devices, is also required to be small and light in weight. As a stabilizing power supply that satisfies this demand, a power source by a switching method, that is, a switching mode power supply (hereinafter referred to as SMPS), has become mainstream.
일반적으로 SMPS는 입력되는 전원전압을 파워 트랜지스터 등의 고속 스위칭 소자로 온/오프 제어하고, 이때의 온 시간과 오프시간의 비를 변화시켜 듀티비를 제어하여 LC 필터로 평활화함으로써 출력전압을 제어한다.In general, SMPS controls on / off of input power voltage by high speed switching device such as power transistor, and controls output ratio by changing duty ratio by changing ratio of on time and off time at this time and smoothing with LC filter. .
이때 상기 스위칭 전원은 제어소자에 소비되는 전력손실이 적기 때문에 효율이 높고 고주파에서의 스위칭에 의하여 트랜스, 콘덴서, 리액터 등의 부품을 작게 할 수 있으며 소형화가 가능하다는 장점이 있다.In this case, since the switching power source consumes little power loss, the switching power supply has high efficiency, and it is possible to reduce components such as transformers, capacitors, and reactors by switching at high frequencies, and to miniaturize them.
도 1은 일반적인 SMPS의 스위칭 레귤레이터를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a switching regulator of a general SMPS.
도 1을 참조하면, 종래의 LC 필터를 사용한 스위칭 레귤레이터는 입력 전원에 응답하여 충전되는 캐패시터(C1), 입력전원의 에너지를 저장하기 위한 리액터(L), 리액터(L)에 저장된 에너지의 방출을 온/오프 제어하기 위한 스위칭 트랜지스터(Q1), 일단이 리액터(L)의 일단 및 스위칭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자에 연결된 다이오드(D), 일단이 다이오드(D)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제2 충전 캐패시터(C2), 저항(R1)과 저항(R2)으로 구성되어 출력전압의 전압 레벨을 검출하기 위한 전압검출부(10), 설정된 기준전압(Vref)과 전압검출부(10)의 검출전압과의 차전압을 증폭하여 에러증폭신호를 출력하기 위한 에러증폭기(20), 그리고 에러증폭기(20)의 에러증폭신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터(Q1)의 온/오프를 제어하기 위한 PWM제어기(30)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a switching regulator using a conventional LC filter has a capacitor C1 charged in response to an input power supply, a reactor L for storing energy of the input power supply, and a discharge of energy stored in the reactor L. Switching transistor Q1 for on / off control, one end of diode D connected to one end of reactor L and the collector terminal of switching transistor Q1, the other end of which is connected to the other end of diode D and the other end to ground The second charge capacitor C2, the resistor R1 and the resistor R2, the voltage detector 10 for detecting the voltage level of the output voltage, and the detection of the set reference voltage Vref and the voltage detector 10. An error amplifier 20 for outputting an error amplifier signal by amplifying a difference voltage with the voltage, and a PWM controller for controlling on / off of the switching transistor Q1 in response to the error amplifier signal of the error amplifier 20 ( 30).
상기한 스위칭 레귤레이터의 동작시, 입력단(IN)을 통해 입력전압(Vin)이 인가되면, 리액터(L)에 에너지를 축적하고, 리액터(L)에 축적된 에너지는 스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프했을 때에 출력단(OUT)측으로 방출된다. 따라서, 출력은 스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프했을 때만 방출되므로, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 통전시간은 제한되고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 온/오프 동작이 반복되어 이용되므로써 출력측에 출력되는 전압을 보다 정밀하게 정류할 수 있다.During the operation of the switching regulator, if the input voltage Vin is applied through the input terminal IN, energy is accumulated in the reactor L, and the energy accumulated in the reactor L is turned off by the switching transistor Q1. Is discharged to the output terminal OUT side. Therefore, since the output is emitted only when the switching transistor Q1 is turned off, the energization time of the switching transistor Q1 is limited, and the on / off operation of the switching transistor Q1 is used repeatedly so that the voltage output to the output side can be seen. It can precisely rectify.
그러나 상기한 종래의 스위칭 레귤레이터에서는 에너지를 저장하기 위하여 리액터를 집적회로 칩내에 구성하여야 하는데 일반적으로 리액터를 집적회로에 형성시키는 것은 칩 자체의 크기가 커지게 되어 칩이 적용되는 제품 자체의 크기가 커지는 문제점이 있다.However, in the above-described conventional switching regulator, a reactor must be configured in an integrated circuit chip to store energy. Generally, forming a reactor in an integrated circuit increases the size of the chip itself, which increases the size of the product itself. There is a problem.
이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스위칭 모드 전원 공급장치에 있어서 스위칭 레귤레이터의 LC필터에 적용된 리액터를 제거하여 집적회로의 크기를 줄일 수 있는 스위칭 레귤레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a switching regulator that can reduce the size of the integrated circuit by removing the reactor applied to the LC filter of the switching regulator in the switching mode power supply. There is a purpose.
도 1은 일반적인 스위칭 모드 전원 공급 장치의 스위칭 레귤레이터를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a switching regulator of a general switching mode power supply.
도 2는 본 발명에 의한 스위칭 레귤레이터를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a switching regulator according to the present invention.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 230 : 전압검출부 100 : 링오실레이터부10: 230: voltage detector 100: ring oscillator
110 : 제1 바이어스회로 120 ; 오실레이터110: first bias circuit 120; Oscillator
130 ; 제1 스위칭부 140 : 인버팅부130; First switching unit 140: inverting unit
15, 310 : 기준전압발생기 20, 300 : 비교부15, 310: reference voltage generator 20, 300: comparison unit
200 : 충전펌프부 210 : 제2 바이어스회로200: charge pump unit 210: second bias circuit
220 ; 제2 스위칭부 30 : PWM 제어기220; Second switching unit 30: PWM controller
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 스위칭 레귤레이터는Switching regulator according to one feature of the present invention for achieving the above object
충방전하는 캐패시터에 의해 발진하는 오실레이터와, 상기 캐패시터의 충방전에 따라 온/오프 제어되는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 온/오프 제어에 따라 제1 발진신호와 이에 반전되는 제2 발진신호를 출력하는 인버팅부를 구비하는 링오실레이터부;An oscillator oscillated by a capacitor for charging and discharging, a switching unit on / off controlled by charging and discharging of the capacitor, a first oscillation signal and a second oscillating signal inverted thereto according to on / off control of the switching unit A ring oscillator unit having an inverting unit to be formed;
상기 제1 발진신호와 제2 발진신호를 제공받아, 충/방전 동작을 반복하는 펌핑동작에 의해 레벨 업된 제1 직류전원을 출력하고, 상기 제1 직류전원의 검출신호인 제2 직류전원을 출력하기 위한 충전펌프부; 그리고Receiving the first oscillation signal and the second oscillation signal, and outputs a first DC power level up by the pumping operation to repeat the charge / discharge operation, and outputs a second DC power source that is a detection signal of the first DC power supply Charge pump unit for; And
기준전압과 상기 제2 직류전원을 비교하여 에러신호를 상기 오실레이터에 제공하기 위한 에러피드백부로 구성된다.And an error feedback unit for providing an error signal to the oscillator by comparing a reference voltage with the second DC power supply.
그러면, 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 관해 설명하기로 한다.Then, embodiments will be described so that those skilled in the art can easily implement the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 레귤레이터를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a switching regulator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 레귤레이터는 링오실레이터부(100), 충전펌프부(200), 그리고 비교부(300)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the switching regulator according to an exemplary embodiment of the present invention includes a ring oscillator unit 100, a charge pump unit 200, and a comparator 300.
링오실레이터부(100)는 제1 바이어스회로(110), 오실레이터(120), 제1 스위칭부(130), 그리고 인버팅부(140)로 구성된다.The ring oscillator unit 100 includes a first bias circuit 110, an oscillator 120, a first switching unit 130, and an inverting unit 140.
보다 상세히는 제1 바이어스회로(110)는 트랜지스터(Q1), 트랜지스터(Q2), 트랜지스터(Q3) 및 전류원(IS1)으로 구성되어, 트랜지스터(Q1)와 트랜지스터(Q2)의 공통된 게이트단을 통해 제1 바이어스 신호를 오실레이터(120)에 제공한다.In more detail, the first bias circuit 110 is composed of a transistor Q1, a transistor Q2, a transistor Q3, and a current source IS1, and is formed through a common gate terminal of the transistor Q1 and the transistor Q2. The one bias signal is provided to the oscillator 120.
오실레이터(120)는 전원전압(Vcc)에 연결된 트랜지스터(Q4), 캐패시터(C1), 트랜지스터(Q6)와, 트랜지스터(Q4) 및 캐패시터(C1)의 공통된 타단에 접점 A1을 경유하여 일단이 연결된 트랜지스터(Q5)와, 트랜지스터(Q6)의 타단에 접점 A2를 경유하여 연결된 트랜지스터(Q7) 및 캐패시터(C2)로 구성되어, 제1 바이어스회로(110)로부터 제공되는 제1 바이어스 신호에 응답하여 인가되는 전원전압(Vcc)을 충전하고, 상기 제1 바이어스 신호에 응답하여 상기 충전된 전원전압을 방전시켜 제1 스위칭부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.The oscillator 120 has a transistor Q4, a capacitor C1, and a transistor Q6 connected to a power supply voltage Vcc, and one end of which is connected via a contact A1 to a common other end of the transistor Q4 and the capacitor C1. (Q5) and a transistor (Q7) and a capacitor (C2) connected to the other end of the transistor (Q6) via the contact A2, which is applied in response to the first bias signal provided from the first bias circuit (110) The power supply voltage Vcc is charged and the charged power supply voltage is discharged in response to the first bias signal to control the switching operation of the first switching unit 130.
제1 스위칭부(130)는 트랜지스터(Q8)와 트랜지스터(Q9)로 구성된 제1 모스 스위치(132)와 트랜지스터(Q10)와 트랜지스터(Q11)로 구성된 제2 모스 스위치(134)로 구성되어, 상기 오실레이터(120)의 발진동작에 응답하여 온/오프 제어된다.The first switching unit 130 includes a first MOS switch 132 composed of a transistor Q8 and a transistor Q9, and a second MOS switch 134 composed of a transistor Q10 and a transistor Q11. On / off control is performed in response to the oscillation operation of the oscillator 120.
인버팅부(140)는 제1 인버터(142), 제2 인버터(144), 그리고 제3 인버터(146)로 구성되어 상기 제1 스위칭부(130)의 온/오프 제어에 응답하여 제1 발진출력신호와 상기 제1 발진출력신호에 반전되는 제2 발진출력신호를 상기 충전펌프부(200)에 출력한다.The inverting unit 140 includes a first inverter 142, a second inverter 144, and a third inverter 146 to generate a first oscillation in response to on / off control of the first switching unit 130. An output signal and a second oscillation output signal inverted to the first oscillation output signal are output to the charge pump unit 200.
보다 상세히는, 제1 인버터(142)의 입력단은 제1 스위칭부(130)의 출력신호를 제공받아 반전된 제1 반전신호를 제2 인버터(144)에 제공하고, 제2 인버터(144)는 제1 인버터(142)로부터 제1 반전신호를 제공받아 제1 출력발진신호를 제3 인버터(146) 및 충전펌프(200)에 각각 출력한다.More specifically, the input terminal of the first inverter 142 receives the output signal of the first switching unit 130 to provide the inverted first inverted signal to the second inverter 144, the second inverter 144 is The first inverter receives the first inverted signal from the inverter 142 and outputs the first output oscillation signal to the third inverter 146 and the charge pump 200, respectively.
제3 인버터(146)는 제2 인버터(144)로부터 제1 출력발진신호를 제공받아 반전시키고, 제1 출력발진신호가 반전된 제2 출력발진신호를 충전펌프(200)에 제공한다.The third inverter 146 receives the first output oscillation signal from the second inverter 144 and inverts it, and provides the charging pump 200 with the second output oscillation signal in which the first output oscillation signal is inverted.
충전펌프부(200)는 다이오드(D1), 캐패시터(C3), 제2 바이어스회로(210), 제2 스위칭부(220), 다이오드(D2), 캐패시터(C4), 그리고 전압검출부(230)로 구성된다.The charge pump unit 200 is connected to the diode D1, the capacitor C3, the second bias circuit 210, the second switching unit 220, the diode D2, the capacitor C4, and the voltage detector 230. It is composed.
캐패시터(C3)는 다이오드(D1)를 경유하여 레벨 다운된 전원전압을 충전한다.Capacitor C3 charges the down-level power supply voltage via diode D1.
제2 바이어스회로(210)는 제1 전류원(IS2), 트랜지스터(Q18), 트랜지스터(Q21), 트랜지스터(Q24), 트랜지스터(Q27)로 구성되어, 제2 바이어스 신호를 제2 스위칭부(220)에 발생한다.The second bias circuit 210 is composed of a first current source IS2, a transistor Q18, a transistor Q21, a transistor Q24, and a transistor Q27 so that the second bias signal may receive a second bias signal. Occurs in
제2 스위칭부(220)는 제2 바이어스신호를 제공받고, 제1 발진출력신호와 제2 발진출력신호에 응답하여 캐패시터(C3)의 충/방전 동작을 제어한다.The second switching unit 220 receives the second bias signal and controls the charge / discharge operation of the capacitor C3 in response to the first oscillation output signal and the second oscillation output signal.
다이오드(D2)는 일단이 다이오드(D1)의 타단 및 캐패시터(C3)에 연결된다.One end of the diode D2 is connected to the other end of the diode D1 and the capacitor C3.
캐패시터(C4)는 다이오드(D2)를 경유하는 충전된 전원전압을 소정 시간동안 저장하고, 제2 스위칭부(220)의 스위칭 제어에 응답하여 제1 직류전원을 출력단(OUT)을 통해 출력한다.The capacitor C4 stores the charged power supply voltage via the diode D2 for a predetermined time and outputs the first DC power through the output terminal OUT in response to the switching control of the second switching unit 220.
전압검출부(230)는 저항(R1)과 저항(R2)으로 구성되어 캐패시터(C4)로부터 출력되는 제1 직류전원(Vout1)을 전압 분배하여 전압분배된 제2 직류전원(Vout2)을 에러피드백부(300)에 제공한다.The voltage detector 230 includes a resistor R1 and a resistor R2 and divides the voltage of the second DC power supply Vout2 distributed by voltage distribution of the first DC power supply Vout1 output from the capacitor C4 to the error feedback unit. Provided at 300.
에러피드백부(300)는 기준전압발생부(310)와 비교부(320)로 구성되고, 상기 기준전압발생부(310)는 기준전압(Vref)을 상기 비교부(320)에 발생하며, 상기 비교부(320)는 상기 기준전압(Vref)과 상기 제2 직류전원(Vout2)을 비교하여 두 신호의 차신호인 에러신호를 상기 오실레이터(120)의 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)의 접점(A)에 제공하여 제1 스위칭부(130)의 제2 스위치(134)의 스위칭 동작을 온/오프 제어하여 상기 링오실레이터부(100)의 주파수를 가변시킨다.The error feedback unit 300 includes a reference voltage generator 310 and a comparison unit 320. The reference voltage generator 310 generates a reference voltage Vref to the comparison unit 320. The comparator 320 compares the reference voltage Vref with the second DC power supply Vout2 and contacts the transistor Q4 and the transistor Q5 of the oscillator 120 with an error signal that is a difference signal between the two signals. (A) to control the switching operation of the second switch 134 of the first switching unit 130 on / off to vary the frequency of the ring oscillator unit (100).
상기한 도 2에서의 작용 및 효과를 설명하면 하기와 같다.Referring to the operation and effect in FIG. 2 described above is as follows.
설명의 편의를 위하여, 오실레이터(120)의 트랜지스터(Q4)와 트랜지스터(Q5)의 접점을 접점(A1), 캐패시터(C2)와 트랜지스터(Q7)의 접점을 접점(A2), 제1 모스 스위치(132)와 제2 모스 스위치(134)의 접점을 접점(A3), 제1 인버터(142)의 공통 게이트 입력단을 접점(A4), 그리고 제3 인버터(146)의 공통 게이트 입력단을 접점(A5)이라 각각 칭한다.For convenience of description, the contact point of the transistor Q4 and the transistor Q5 of the oscillator 120 is the contact point A1, the contact point of the capacitor C2 and the transistor Q7 is the contact point A2 and the first MOS switch ( 132 and the contact of the second MOS switch 134 (A3), the common gate input terminal of the first inverter 142 is a contact (A4), and the common gate input terminal of the third inverter 146 is a contact (A5) It is called each.
먼저 상기 링오실레이터부(100), 충전펌프부(200) 및 에러피드백부(300)에 각각 전원전압(Vcc)이 인가되면 오실레이터부(120)의 캐패시터(C2)가 충전된다. 이때 충전시간은 트랜지스터(Q6)의 전류량과 캐패시터(C2)의 크기에 따라 조절된다.First, when a power supply voltage Vcc is applied to the ring oscillator unit 100, the charge pump unit 200, and the error feedback unit 300, the capacitor C2 of the oscillator unit 120 is charged. At this time, the charging time is adjusted according to the amount of current of the transistor Q6 and the size of the capacitor C2.
초기에 접점(A5)이 로우상태이므로, 캐패시터(C2)의 충전전압을 제1 모스 스위치(132)의 트랜지스터(Q8)를 통해서 제2 스위치(134)의 입력단인 접점(A4)에 전달되고, 상기 캐패시터(C2)의 충전전압의 크기에 따라서 제1 스위칭부(130)의 입력단인 접점(A4)이 로우상태에서 하이 레벨 상태로 전환되며, 접점(A4)에 의해서 제1 인버터(142)의 출력인 접점(A3)이 로우로 되며, 상기 접점(A3)에 의하여 제2 인버터(144)의 출력단, 접점(A5)을 하이 레벨로 전환된다.Since the contact point A5 is initially low, the charging voltage of the capacitor C2 is transferred to the contact point A4, which is an input terminal of the second switch 134, through the transistor Q8 of the first MOS switch 132. According to the magnitude of the charging voltage of the capacitor C2, the contact point A4, which is an input terminal of the first switching unit 130, is changed from a low state to a high level state, and the contact point A4 of the first inverter 142 is changed. The output contact A3 becomes low, and the output terminal of the second inverter 144 and the contact A5 are switched to the high level by the contact A3.
접점(A3)이 로우상태에서 제1 모스 스위치(132)의 트랜지스터(Q9)가 오프되고, 제2 모스 스위치(134)의 트랜지스터(Q10)가 온된다.When the contact A3 is in a low state, the transistor Q9 of the first MOS switch 132 is turned off and the transistor Q10 of the second MOS switch 134 is turned on.
접점(A5)이 하이인 상태에서 제1 모스 스위치(132)의 트랜지스터(Q8)가 오프되고, 제2 모스 스위치(134)의 트랜지스터(Q11)가 온된다. 따라서, 트랜지스터(Q8,Q9)가 모두 오프되고, 트랜지스터(Q10, Q11)는 모두 온된다.In the state where the contact A5 is high, the transistor Q8 of the first MOS switch 132 is turned off, and the transistor Q11 of the second MOS switch 134 is turned on. Therefore, both transistors Q8 and Q9 are turned off, and both transistors Q10 and Q11 are turned on.
또한, 접점(A5)이 하이인 상태에서 오실레이터(120)의 트랜지스터(Q4)가 오프되고, 트랜지스터(Q7)가 온된다. 그러면 캐패시터(C1)는 충전되고, 캐패시터(C2)는 방전하게 된다. 이때 캐패시터(C1)의 충전시간은 트랜지스터(Q5)의 전류량에 의해서, 캐패시터(C2)의 방전시간은 트랜지스터(Q7)의 전류량에 의해서 결정된다.In the state where the contact A5 is high, the transistor Q4 of the oscillator 120 is turned off and the transistor Q7 is turned on. Then, the capacitor C1 is charged and the capacitor C2 is discharged. At this time, the charging time of the capacitor C1 is determined by the amount of current of the transistor Q5, and the discharge time of the capacitor C2 is determined by the amount of current of the transistor Q7.
제2 모스 스위치(134)가 온상태이므로 접점(A1)의 크기는 제2 모스 스위치(134)를 통해서 접점(A4)에 전달되고, 접점(A1)이 하이에서 로우로 변화되면 접점(A4)도 하이에서 로우로 전환되고, 제1 모스 스위치(132)의 출력인 접점(A3)이 로우에서 하이로 전환된다. 그러면 접점(A3)에 의해서 제1 모스 스위치(132)의 트랜지스터(Q9)가 온되고, 제2 모스 스위치(134)의 트랜지스터(Q10)가 오프된다. 그리고, 제2 모스 스위치(134)의 출력인 접점(A5)이 하이에서 로우레벨로 전환되고, 접점(A5)에 의해서 제1 모스 스위치(132)의 제8 트랜지스터(Q8)가 온, 제2 모스 스위치(134)의 트랜지스터(Q11)가 오프되며, 충방전회로의 트랜지스터(Q4)가 온되고, 트랜지스터(Q7)가 오프된다.Since the second MOS switch 134 is in an on state, the size of the contact A1 is transmitted to the contact A4 through the second MOS switch 134, and when the contact A1 is changed from high to low, the contact A4. In the drawing, the transition from high to low is performed, and the contact point A3, which is the output of the first MOS switch 132, is switched from low to high. The transistor Q9 of the first MOS switch 132 is turned on by the contact A3, and the transistor Q10 of the second MOS switch 134 is turned off. The contact A5, which is the output of the second MOS switch 134, is switched from high to low level, and the eighth transistor Q8 of the first MOS switch 132 is turned on by the contact A5. The transistor Q11 of the MOS switch 134 is turned off, the transistor Q4 of the charge / discharge circuit is turned on, and the transistor Q7 is turned off.
그러면 다시 제1 모스 스위치(132)가 온되고, 제2 모스 스위치(134)가 오프되어 접점(A2)의 크기가 제1 모스 스위치(132)를 통해서 접점(A4)으로 전달되며, 상기 회로 동작이 반복되게 된다.Then, the first MOS switch 132 is turned on again, the second MOS switch 134 is turned off, and the size of the contact A2 is transmitted to the contact A4 through the first MOS switch 132, and the circuit operation Will be repeated.
이러한 충방전회로, CMOS 스위치, 인버터의 동작에 따라서 제1 출력발진신호(OSC_OUT1)는 하이/로우 신호가 나타나게 되며, 제2 출력발진신호(OSC_OUT2)는 상기 제1 출력발진신호(OSC_OUT1)의 반전신호를 제공하고 있다.In response to the operation of the charge / discharge circuit, the CMOS switch, and the inverter, the first output oscillation signal OSC_OUT1 is displayed as a high / low signal, and the second output oscillation signal OSC_OUT2 is inverted from the first output oscillation signal OSC_OUT1. Providing a signal.
또한 충전펌프부(200)는 오실레이터의 출력인 제1 발진신호와 제2 발진신호를 스위칭 트랜지스터인 트랜지스터(Q20, Q23, Q26)가 받아서 캐패시터(C3)를 충/방전시키는 동작을 반복하는 충전 펌프 동작으로 출력 전압은 상승하게 된다.In addition, the charge pump unit 200 receives the first oscillation signal and the second oscillation signal, which are outputs of the oscillator, by the transistors Q20, Q23, and Q26, which are switching transistors, and repeats the operation of charging / discharging the capacitor C3. In operation, the output voltage rises.
즉, 제1 출력발진신호(OSC_OUT1)가 하이인 경우에는 트랜지스터(Q23, Q26)가 온되어서, 캐패시터(C3)가 충전되고, 제2 출력발진신호(OSC_OUT2)가 로우인 경우에는 트랜지스터(Q23, Q26)가 오프되어 출력전압이 상승하게 된다.That is, when the first output oscillation signal OSC_OUT1 is high, the transistors Q23 and Q26 are turned on so that the capacitor C3 is charged, and when the second output oscillation signal OSC_OUT2 is low, the transistors Q23 and Q26 are turned off. Q26) is turned off to raise the output voltage.
또한 에러피드백부(300)는 일정한 기준전압(Vref)과 출력전압(Vout2)을 비교해서 출력전압(Vout2)이 상기 기준전압보다 낮을 경우에는 동작주파수는 낮게되며, 출력전압(Vout2)이 기준전압(Vref)보다 높을 경우에는 동작주파수는 높게된다.In addition, the error feedback unit 300 compares a predetermined reference voltage (Vref) and the output voltage (Vout2), when the output voltage (Vout2) is lower than the reference voltage, the operating frequency is low, the output voltage (Vout2) is a reference voltage If it is higher than (Vref), the operating frequency is high.
따라서, 본 발명에 의한 회로는 주파수 가변을 이용해서 충전 펌프량을 조절하고 출력전압을 안정하게 할 수 있다.Therefore, the circuit according to the present invention can adjust the charge pump amount and stabilize the output voltage by using the frequency variable.
상기한 본 발명에 의하면, 종래의 LC 필터를 사용한 스위칭 레귤레이터에서 집적회로상에서 많은 면적을 차지하는 리액터(L)를 제거하고 충전 펌프를 스위칭 레귤레이터에 적용시킴으로써 작은 크기의 칩으로도 안정된 승압 회로를 구현시킬 수 있다.According to the present invention described above, in a switching regulator using a conventional LC filter, the reactor L, which occupies a large area on an integrated circuit, is removed, and a charge pump is applied to the switching regulator to realize a stable boost circuit even with a small chip. Can be.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
Claims (3)
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