KR20010022479A - 벅 부스트 스위칭 조정기 - Google Patents

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Abstract

벅 부스트 스위칭 조정기는 제1 및 제2 비교기(4, 5) 각각에 의해서 제어되는 벅 스위치(1) 및 부스트 스위치(2)를 포함하여 이루어져 있다. 제1 비교기(4)는, 조정기의 출력전압과, 요망된 조정기 출력전압에 상응하는 제어전압간의 차에 응답하여 벅 스위치(1)에 대한 듀티 사이클 제어신호를 발생한다. 제2 비교기(5)는 공급전압에 응답하여 부스트 스위치(2)에 대한 듀티 사이클 제어신호를 발생한다.

Description

벅 부스트 스위칭 조정기{A BUCK BOOST SWITCHING REGULATOR}
예를 들어, 라인 인터페이스 보드 장치(line interface board applications)에 있어서, 라인 인터페이스 보드상의 가입자 라인 인터페이스 회로들에서 공급전압들이 발생된다. DC 공급전압으로부터의 DC/DC 변환기에 의해 발생되는 전압은 통상 -48V이다. 이 DC/DC 변환기들에 의해 발생되어야 할 전압은 통상 적용함에 따라서 -20V와 -120V 사이이다.
접지와 DC 공급전압 사이의 전압들을 발생하려고 하면, 이른바 벅 조정기(buck regulator)를 사용함이 적절하다. DC 공급전압 이하의 전압을 위해서는, 이른바 부스트 조정기(boost regulator)를 사용한다.
몇몇 장치에 있어서는, 공급전압보다 높거나 낮은 전압을 동일 조정기에 의해서 발생시켜야 한다. 이와 같은 경우에 있어서, 통합형 벅 부스트 스위칭 조정기가 필요하다.
공지된 벅 부스트 스위칭 조정기의 예는 US 4,578,630에 공개되어 있다.
상기 공지된 벅 부스트 스위칭 조정기는 안정 문제들을 유발할 수 있는 두 개의 제어루프(contol loop)를 가진다. 더욱이, 공지된 조정기에 있어서는, DC 공급전압상의 AC 성분 형태에 있어 교란의 억제가 불량함으로, 공지된 조정기는 예를 들어 라인 인터페이스 보드 장치에 사용하기가 부적절하였다.
본 발명은, 일반적으로 전압 조정기(voltage regulator)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벅 부스트 스위칭 조정기(buck boost switching regulator)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 벅 부스트 스위칭 조정기의 한실시예를 나타내는 도면.
본 발명의 목적은 전술한 문제점 없이 DC 공급전압보다 높거나 낮은 출력 전압들을 발생할 수 있는 벅 부스트 스위칭 조정기를 제공하는 것이다.
이는, 부스트 스위치의 듀티 사이클(duty cycle)을 주로 스위칭 조정기의 출력전압이 아닌 DC 공급전압에 의해서 제어하는, 본 발명에 의해서 해결된다.
조정기를 안정화시키기 위해, 벅 스위치 루프(buck switch loop)만을 보상할 필요가 있다. 또한, DC 공급전압에 있어 양호한 교란 억제가 이루어지게 된다.
이하, 본 발명에 대해서 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 벅 부스트 스위칭 조정기의 실시예를 나타낸 것으로서, 그 조정기는, 벅 또는 접지 스위치(1)와, 부스트 또는 배터리 스위치(2)를 포함한다. 양 스위치들(1 및 2)을 DMOS 트랜지스터로서 나타내었으나, 다른 타입의 스위치를 동등하게 사용할 수 있다.
트랜지스터들(1 및 2)의 드레인들을, 출력단이 스위칭 조정기의 출력단자들(VO 및 GND)을 형성하는 필터(3)의 각 입력단에 접속한다.
트랜지스터들(1 및 2)의 소오스들을 공급전압 단자(VS) 및 접지 단자(GND)에 각각 접속한다. 단자(VS)에 가해진 DC 공급전압의 DC 레벨은 가변될 수 있고, AC 교란들은 DC 공급전압 상에 나타날 수 있다.
트랜지스터들(1 및 2)의 게이트들, 즉 트랜지스터들(1 및 2)의 듀티 사이클 제어 입력 단자들을 비교기들(4 및 5)의 출력단에 각각 접속한다.
비교기(4)는 듀티 사이클 제어 출력 신호를 발생시켜 트랜지스터(1)의 듀티 사이클을 제어하도록 되어 있다. 이 때문에, 비교기(4)의 한 입력단을, 반복된 램프 신호(ramp signal)를 발생하도록 되어 있는 램프 발생기(6)의 출력단에 접속하는 한편, 이 비교기(4)의 다른 입력단을 증폭기(7)의 출력단에 접속한다. 증폭기(7)의 한입력단을 스위칭 조정기의 출력단자(VO)에 접속하는 한편, 상기 증폭기의 다른 입력단을, 요망된 조정기 출력전압에 상응하는 제어전압을 수신하는 제어전압 단자(VC)에 접속한다. 예컨대, 제어전압 단자(VC)를 스위칭 조정기에 요청하는 가입자 라인 인터페이스 회로에 접속시켜, 요망된 전압을 출력단자(VO)를 통해 그 회로에 공급할 수 있다.
비교기(5)는 듀티 사이클 제어 출력 신호를 발생시켜 트랜지스터(2)의 듀티 사이클을 제어하도록 되어 있다. 이 때문에, 비교기(5)의 한입력단을 램프 발생기(6)의 출력단에 접속하는 한편, 비교기(5)의 다른 입력단을, 단자(VS)에 가해진 공급전압을 요망된 레벨로 증폭하도록 되어 있는 증폭기(8)의 출력단에 접속한다.
본 발명에 따르면, 단자(VO)상의 조정기 출력전압이 벅 스위치, 즉 트랜지스터(1)가 오프일 때 발생될 가장 네가티브한(negative) 출력전압과 같아지도록, 증폭기(8)의 이득 값을 설정한다.
부스트 스위치, 즉 트랜지스터(2)가 어떤 피드백 루프 부분도 아니므로, 어떤한 안정성 문제도 일어나지 않는다. 조정기의 안정성은 벅 스위치 루프내의 보상회로(도시안됨)에 의해서만 단지 확보된다.
더욱이, 부스트 스위치(2)의 듀티 사이클을 단자(VS)에 가해진 DC 공급전압의 변화에 따라서 제어하므로, DC 공급전압상의 교란 억제는 높아지게 된다. DC 공급전압이 아주 불안정할 수 있다는 사실의 관점에서, 이는 지금까지 알려진 벅 부스트 스위칭 조정기들과 비교할 때 큰 장점이 된다.

Claims (3)

  1. 각기, 제1 및 제2 비교기(4, 5)의 출력단 각각에 접속된 듀티 사이클 입력 단자를 갖는, 벅 스위치(1) 및 부스트 스위치(2)를 포함하여 이루어지는데, 상기 제1 비교기(4)는, 조정기의 출력 전압과, 요망된 조정기 출력 전압에 상응하는 제어전압간의 차에 응답하여, 벅 스위치 듀티 사이클 제어 출력신호를 발생하도록 되어 있고, 상기 제2 비교기(5)는 공급전압에 응답하여 부스트 스위치 듀티 사이클 제어 출력신호를 발생하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 벅 부스트 스위칭 조정기.
  2. 제1항에 있어서, 양 제1 및 제2 비교기(4, 5)의 한입력단을, 반복 램프 신호를 발생하는 램프 발생기(6)의 출력단에 접속하고, 상기 제1 비교기(4)의 다른 입력단을, 조정기의 출력전압과 제어전압간의 차를 증폭하는 증폭기(7)의 출력단에 접속하며, 상기 제2 비교기(5)의 다른 입력단을, 공급전압을 요망된 레벨로 증폭하는 증폭기(8)의 출력단에 접속하는 것을 특징으로 하는 벅 부스트 스위칭 조정기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 비교기(5)의 다른 입력단에 접속된 증폭기(8)는, 공급전압을, 벅 스위치(1)가 오프일 때 조정기로부터 얻어질 가장 네가티브한 출력전압으로 증폭하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 벅 부스트 스위칭 조정기.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107787A (en) * 1998-10-29 2000-08-22 Methode Electronics, Inc. Automobile dashboard light control
JP4439742B2 (ja) * 1999-05-04 2010-03-24 エヌエックスピー ビー ヴィ Ｄｃ−ｄｃコンバータ
WO2000069056A2 (de) * 1999-05-05 2000-11-16 Siemens Ag Österreich Gleichspannungswandler
US6087816A (en) * 1999-06-29 2000-07-11 Maxim Integrated Products, Inc. Step-up/step-down switching regulators and pulse width modulation control therefor
US6459602B1 (en) * 2000-10-26 2002-10-01 O2 Micro International Limited DC-to-DC converter with improved transient response
US6404172B1 (en) * 2000-11-20 2002-06-11 Sigmatel, Inc. Method and apparatus for providing integrated buck or boost conversion
JP4850344B2 (ja) * 2001-03-05 2012-01-11 富士通セミコンダクター株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路及びｄｃ−ｄｃコンバータ
US6677734B2 (en) * 2001-03-29 2004-01-13 Autoliv Asp, Inc. Non-inverting dual voltage regulation set point power supply using a single inductor for restraint control module
US6507174B1 (en) 2001-09-06 2003-01-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Voltage regulator with clamping circuit
US7042199B1 (en) 2003-07-28 2006-05-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Series connected buck-boost regulator
US7432689B2 (en) * 2006-05-05 2008-10-07 Micrel, Inc. Buck-boost control logic for PWM regulator
US7336056B1 (en) * 2007-01-04 2008-02-26 Rf Micro Devices, Inc. Switching power converter that supports both a boost mode of operation and a buck mode of operation using a common duty-cycle timing signal
FR2929053B1 (fr) * 2008-03-21 2013-08-16 Commissariat Energie Atomique Dispositif de commande d'une alimentation de decoupage dc dc non isolee, du type a n voies entrelacees
US8305061B1 (en) 2008-06-04 2012-11-06 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for digitally controlled buck-boost switching regulator
US8106639B1 (en) 2008-06-09 2012-01-31 National Semiconductor Corporation Feed forward control of switching regulator
US8410763B2 (en) * 2010-01-26 2013-04-02 Freescale Semiconductor, Inc. Controller for buck and boost converter
WO2011156691A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Maxim Integrated Products, Inc. Current sensing for led drivers
US8508208B2 (en) * 2010-07-02 2013-08-13 Fairchild Semiconductor Corporation Buck-boost regulator with converter bypass function
US8957644B2 (en) 2010-08-25 2015-02-17 Futurewei Technologies, Inc. High efficiency high power density power architecture based on buck-boost regulators with a pass-through band
US9711962B2 (en) 2012-07-09 2017-07-18 Davide Andrea System and method for isolated DC to DC converter
JP5802638B2 (ja) 2012-09-21 2015-10-28 株式会社東芝 昇降圧型電源回路
US10476372B2 (en) 2014-12-22 2019-11-12 Futurewei Technologies, Inc. Buck-boost power converter and method of operation thereof
CN104917383A (zh) * 2015-06-04 2015-09-16 遵义师范学院 一种直流稳压电源
US9998001B1 (en) * 2017-03-22 2018-06-12 Analog Devices, Inc. Zeno phenomenon avoidance in power controller handoff

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245286A (en) * 1979-05-21 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Buck/boost regulator
US4395675A (en) 1981-10-22 1983-07-26 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Transformerless noninverting buck boost switching regulator
US4578630A (en) 1984-11-23 1986-03-25 At&T Bell Laboratories Buck boost switching regulator with duty cycle limiting
US4692686A (en) * 1985-08-20 1987-09-08 Thomas Charles E Low-distortion line voltage regulator
US4716357A (en) * 1985-12-06 1987-12-29 Edward Cooper AC voltage regulator with split primary switching
US4733104A (en) * 1985-12-06 1988-03-22 General Electric Company Integrated circuit for controlling power converter by frequency modulation and pulse width modulation
FR2602926B1 (fr) * 1986-08-14 1992-12-24 Telemecanique Electrique Dispositif de reglage et de dialogue notamment pour variateur de vitesse
US4736151A (en) * 1986-12-23 1988-04-05 Sundstrand Corporation Bi-directional buck/boost DC/DC converter
US5402060A (en) * 1993-05-13 1995-03-28 Toko America, Inc. Controller for two-switch buck-boost converter
US5528125A (en) * 1995-04-05 1996-06-18 Texas Instruments Incorporated Buck-boost switch mode power supply with burst topology
US5602463A (en) * 1995-12-11 1997-02-11 Lockheed Martin Corporation DC power supply with enhanced input power factor using a buck and boost converter
US5714863A (en) * 1996-02-20 1998-02-03 Motorola, Inc. Circuit for enhancing power delivery of an energy source
US5847554A (en) * 1997-06-13 1998-12-08 Linear Technology Corporation Synchronous switching regulator which employs switch voltage-drop for current sensing

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Publication number Publication date
EP1002360A1 (en) 2000-05-24
CN1265782A (zh) 2000-09-06
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JP2001512959A (ja) 2001-08-28
SE9702870D0 (sv) 1997-08-06
KR100561945B1 (ko) 2006-03-21
TW354864B (en) 1999-03-21
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AU8371998A (en) 1999-03-01
US5949224A (en) 1999-09-07
CA2299525A1 (en) 1999-02-18
WO1999008370A1 (en) 1999-02-18

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