KR20070110027A - 집적회로의 동력공급장치 - Google Patents

집적회로의 동력공급장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070110027A
KR20070110027A KR1020077018426A KR20077018426A KR20070110027A KR 20070110027 A KR20070110027 A KR 20070110027A KR 1020077018426 A KR1020077018426 A KR 1020077018426A KR 20077018426 A KR20077018426 A KR 20077018426A KR 20070110027 A KR20070110027 A KR 20070110027A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
circuit
power supply
supply
integrated circuit
Prior art date
Application number
KR1020077018426A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101122940B1 (ko
Inventor
괴란 슈베르트
Original Assignee
콘티 테믹 마이크로일렉트로닉 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티 테믹 마이크로일렉트로닉 게엠베하 filed Critical 콘티 테믹 마이크로일렉트로닉 게엠베하
Publication of KR20070110027A publication Critical patent/KR20070110027A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101122940B1 publication Critical patent/KR101122940B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/50—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor for integrated circuit devices, e.g. power bus, number of leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C5/00—Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14—Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6644—Packaging aspects of high-frequency amplifiers
    • H01L2223/665—Bias feed arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5222—Capacitive arrangements or effects of, or between wiring layers
    • H01L23/5223—Capacitor integral with wiring layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Abstract

장치(12)는 주파가 빠른 그리고/또는 클록 스피드가 빠른 집적회로(13)의 동력 공급에 사용되며, 이 직접회로는 공급되는 회로부하(17)과 회로부하 (17) 에 병렬로 배열되어 있는 내부 커패시터 (15) 를 보여준다. 집적 회로 (13) 은 높은, 특히 최소한 MHz 영역에 있는 클록주파수 (f1) 을 갖고 있다. 특히 전원으로 형성된 서플라이 유닛 (14) 는 직접 내부 커패시터 (15) 에 연결되어 있다. 서플라이 유닛 (14) 는 내부저항을 갖고 있으며, 내부저항의 임피던스는 클록주파수 (f1) 에서 회로부하 (17) 을 공급하는 전류 (ID2) 가 서플라이 유닛 (14) 보다는 내부 커패시터 (15) 에서 더 많이 나올 수 있도록 값의 높이가 정해져 있다.

Description

집적회로의 동력공급장치 {DEVICE FOR SUPPLYING AN INTEGRATED CIRCUIT WITH POWER}
본 발명은 주파가 빠른 또는/그리고 클록 스피드(clock speed)가 빠른 집적회로의 동력공급장치(device for supplying an integrated circuit with power)에 관한 것인데, 집적회로는 공급되는 회로 부하(circuit load)와 회로 부하에 병렬로 접속된 내부 축전기(internal capacitor)를 보여주고 있다.
오늘날 다른 기술 분야와 마찬가지로 자동차기술 분야에서도 마이크로프로세서나 마이크로컨트롤러의 형태로 집적회로의 사용이 증가하고 있다. 집적 회로의 작동에는 동력공급장치가 필요하다. 기존에 알려진 장치들은 보통 집적회로의 입력단자와 어스 사이에 병렬로 연결되어있는 외부의 차단축전기와 이에 병렬로 연결된 전압원을 포함한다. 전압원은 차단축전기를 충전하고, 집적회로에 전달된 동력은 방전 전류에 의하여 차단축전기로부터 추출된다. 이를 통하여 이상적인 전압원의 가능한 한 실제적인 재현이 되어야 한다. 하지만 기존의 동력공급장치의 경우에는, 특히 집적회로의 클록 주파수(clock frequency)가 10 MHz 보다 큰 값을 가질 때, 원하지 않은 전자기에너지 방사가 많이 발생한다. 이는 경우에 따라서 자동차산업이 요구하는 전자파 적합 등록 기준을 충족시키지 못하게 되는 것도 의미한다.
따라서 발명의 과제는 도입부에 적혀 있는 장치로서, 높은 클록 레이트(clock rate)에서도, 특히 MHz 대역에서, 집적회로가 동력을 공급받을 수 있음과 동시에 자동차산업의 전자파 적합 등록 기준도 충족할 수 있도록 해주는 장치를 제시함에 있다.
이 과제의 해결을 위하여 청구항 1의 특징에 일치하는, 빠른 클록 스피드의 집적회로의 동력공급장치를 설명한다. 본 발명은 근본적으로 다음의 두 가지 조치에 기반을 두고 있다. 첫째는 추가 차단축전기에 의한 외부 회로를 포기한다. 대신에 집적회로의 내부에 이미 존재하는 내부 버스 축전기를 사용한다. 둘째는 기존에 알려진 장치에 투입된 낮은 저항의 전압원 대신에 가능하면 높은 내부저항에 의한 동력공급이 적용된다.
이 두 조치의 조합은 버스 커패시터(bus capacitor)의 충전과 방전의 주파수 분리를 야기한다. 버스 커패시터의 방전이 높은 클록 주파수(clock frequency)와 더불어 일어나는 반면에 충전은 뚜렷하게 더 낮은 주파수에서 이루어진다. 후자는 버스 커패시터(bus capacitor)와 서플라이 유닛(supply unit)에 있는 높은 저항을 가진 내부저항의 조합이 갖는 저역통과여파(low pass filter)에 기인하여 발생한다.
충전과 관련하여 나타나는 충전주파수는 방전과 관련하여 나타나는 방전 주파수보다 최소한 한 자리수가 낮으며, 이 방전 주파수는 주로 집적회로의 클록 레이트의 기본파(=클록 주파수)와 고조파에 의하여 결정된다. 부수적인 간섭은 대개 기본 주파수가 절반의 클록 레이트로 작동하는 내부 커뮤니케이션에 의하여 발생한다. 주파수가 높은 방전주파수의 신호 범위는 공간적으로 좁게 한정되어 있고, 대체로 집적회로의 내부에만 존재한다. 반면에 주파수가 낮은 충전주파수의 신호 범위는 집적회로가 고정되어 있는 회로기판도 통과한다. 두 신호 범위는 뚜렷한 전자기 에너지의 방사를 일으키지 않는다. - 집적회로 내부의 좁은 공간에 기인하는 방전 신호 범위와 낮은 주파수에 근거를 둔 충전 신호 범위.
전체적으로 볼 때, 빠른 클록 레이트를 가진 집적회로도 발명에 의거한 장치로서 언급할 만한 전자기에너지의 방사 없이 전기에너지를 공급받을 수 있다. 자동차 산업의 전자기 적합 기준은 높은 MHz 영역의 클록주파수에서도 충족될 수 있다.
발명에 따른 장치의 유리한 구성은 청구항 1 항에 따르는 요구에 기인한다.
청구항 2 에 따른 변형은 간단하게 이루어질 수 있다. 이상적인 경우에 무한대로 높은 내부저항으로 특징 지워지는 전원은 낮은 저항의 전압원을 적용 경우에 따라 크기가 정해지는 내부저항에 직렬로 접속시킴으로써 구성될 수 있다. 전압원은 간단하게 설치될 수 있다. 이는 특히 전압에 의해 조절되는 전압원에도 적용된다.
청구항 3 에 따른 구성은 동력 전달이 수요에 일치하도록 한다.
그리고 청구항 4 에 따른 조치는 컨트롤 유닛이 유리하게 낮은 제어속도를 갖게 만든다. 내부 커패시터에서 전압이 갑자기 떨어지는 변화는 로우 패스 필터에 기인하여 충전에너지가 천천히 공급되게 한다.
청구항 5 에 따른 변형은 고주파수 신호 범위가 유의미한 규모로 집적회로 외부, 즉 예를 들면 회로기판의 입력과 출력 부분에서도, 나타나고 거기에서 방사되는 것을 막아준다.
청구항 6에 따른 조치는 내부저항의 실현에 투입된 개별 요소의 션트 커패시턴트(shunt capacitance)의 지나친 영향을 막아준다. 션트 커패시턴트는 좋지 않다. 왜냐하면 높은 주파수에서 낮은 임피던스값을 보여주기 때문이다.
저항과 페라이트 엘리먼트의 직렬 접속은 페라이트 엘리먼트의 션트 커패시턴트의 원치 않는 영향을 감소시켜준다. 저항의 기생 션트 커패시턴트 영향도 여러 저항이 직렬로 접속될 때 마찬가지로 줄어든다. 비용과 효용 간의 적절한 절충은 특히 4개의 낮은 용량의 저항을 직렬로 접속할 때 좋다. 최소한 1개의 저용량 저항이 전체 배열의 브릿징 용량을 줄이고 효과적인 기본 어테뉴에이션(attenuation)을 제공하는 반면에, 페라이트 엘리먼트는 높은 클록 주파수 영역에서 원하는 높은 손실을 보여준다.
앞에 언급한 장점을 보여주는 구성은 임의적으로 다양하게 조합할 수 있다.
발명의 다른 특징, 장점, 구체적인 사항은 그림을 사용한 실시예의 설명을 통하여 나타난다.
그림 1 과 2 현 기술 수준에 따른 회로의 동력 공급 장치.
그림 3 과 4 발명에 따른 회로 동력 공급 장치의 실시예.
그림 5 그림 3 과 4 에 따른 동력 공급 컨트롤 관련 블록회로도.
그림 6 발명에 따른 회로의 동력공급제어장치의 실시예.
그림 7 그림 6 에 따른 동력 공급의 내부저항의 실시예
서로 일치하는 부분은 그림 1 에서 7 에서 동일한 관련 표시로 나타난다.
그림 1 과 2 에서는 현재 기술에 따른, 집적회로 2의 동력 공급을 위한 장치 1 이 묘사되어 있다. 집적회로 2 의 공급 입력부 3 은 외부의 차단축전기 4 와 전압원으로 구성된 서플라이 유닛 5 와 병렬로 배열되어 있다. 집적회로 2, 차단축전기 4, 그리고 서플라이 유닛 5 는 케이블룸 7 이 연결되어 있는 이중의 회로기판 6 위에 배열되어 있다. 그림 2 에 따른 대체 회로도에서, 예를 들면 빠른 클록주파수의 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러 또는 빠른 주파수의 램으로 실시되는 집적회로 2 가 콤플렉스한 임피던스 8 로 나타나 있다. 게다가 어스 회귀 전로에서 두 개의 커먼 모드 인덕턴스(common mode inductance) 9 와 10 이 배열되어 있는데 여기에 안테나지붕 커패시터 11 이 병렬로 배치되어 있다.
알려진 동력 공급 장치 1은 다음과 같이 작용한다. 서플라이 유닛 5 는 전원압 UQ1 을 공급한다. 예를 들어 약 100 nF 의 전기용량을 가진 차단 축전기 4 가 병렬 접속됨으로써 이상적인 전압원이 형성된다. 파워 서플라이 유닛(power supply unit) 5 는 충전전류 IC1 을 공급하고, 이 충전 전류는 차단축전기 4 를 충전한다. 차단 축전기 4 에서 나온 방전 전류 ID1 은 집적회로 2 에 동력을 공급한다. 충전전류회로는 그림 1 에서 파선으로, 방전전류회로는 직선으로 나타나 있다. 집적회로 2 를 작동할 때마다 차단축전기 4 에서도 부하의 일부가 나오게 된다. 이로 인하여 발생하는 전위차는 파워 서플라이 유닛 5 에 의하여 즉시 재충전됨으로써 보 정이 이루어진다.
충전 전류 IC1 과 방전 전류 ID1 은 전반적으로 클록 스피드가 빠른 집적회로 2 를 통해, 특히 집적회로 2 의 클록 주파수 f1 을 통해 결정되는, 동일한 주파수 영역을 포함한다. 따라서 충전과 방전 전류 회로의 서플라이 라인과 리턴 라인에서 집중 엘리먼트로서 커믄 모드 인덕턴스 9 내지는 10 (그림 2) 으로 상징되고, 동일하게 높은 클록 주파수 f1 으로 전압강하를 초래하는 자기장 HCM1 과 HCM2 가 나타난다. 회로기판 6 의 서플라이 라인과 리턴 라인 내부에 전기장 ECM1 (그림 1) 과 연결되어 있고, 인덕턴스 9 와 10 (그림 2) 의 동력 저장 특성으로 커믄 모드 전류 ICM 을 형성하는 커먼 모드 전압 UCM 이 형성된다.
발명의 범위 내에서 회로기판 6 과 케이블룸 7 로 이루어진 전체 배열이 쌍극자 종류의 안테나 반응을 보인다는 것이 인식되었다. 따라서 커믄 모드 전류 ICM 은 최소한 일정 범위 내에서 반사된다. 반사 정도는 클록주파수 f1 에 강하게 영향을 받는다. 쌍극자 반응을 근거로 반사는 클록주파수 f1 의 제곱으로 증가한다. 높은, 예를 들면 n x 10 MHz 영역에 속하는 클록주파수 f1 은 따라서 아주 높은 반사로 이어진다. 반사된 에너지는 대부분 안테나 지붕 축전기 11 (그림 2) 의 변위 전류, 즉 커믄 모드 전류 ICM 에서 발생한다.
알려진 장치 1 의 반사 반응 설명에 따르면, 특히 장치 1 이 자동차기술에 투입될 때 적용되는 전자파 차단 기준이 증가하는 클록주파수 f1 때문에 더 이상 충족될 수 없게 된다.
그림 3 에서 7 사이에 나타나 있는, 발명에 의거한 동력공급장치의 실시예들 은 알려진 장치 1 의 단점들을 피해간다. 이들은 많이 감소된 반사 반응을 보여주고, 이는 자동차 산업이 요구하는 전자파 차단 기준을 높은 클록 주파수 f1 에서도 충족하게 된다.
그림 3 과 4 에는 집적 회로 13 의 동력 공급을 위한, 발명에 따른 장치 12 의 첫 실시예가 서플라이 유닛 14 로 기술되어 있다. 장치 1 과는 달리 장치 12는 별개의 외부 차단 축전기 4 가 없다. 대신에 집적회로 13의 공급 버스의 구성 요소로서 공급 입력부 16 에 병렬로 배치되고, 예를 들어, 약 5 nF 의 용량을 가지고 있는 내부 버스 축전기 15 를 사용한다. 어차피 존재하는 버스 축전기 15 를 사용함으로써 실현 비용이 줄어든다. 게다가 서플라이 유닛 14 는 낮은 저항의 전압원으로서의 장치 1 과는 달리 높은 저항의 전원으로서 형성된다.
그림 4 에 따르면 집적회로 13 은 버스 커패시터 15 와 원래 공급될, 그리고 어스 회귀 전로에서 임피던스로 상징되는 회로 부하 17 외에 커믄 모드 인덕턴스 18 과 이에 병렬로 배치된 안테나 지붕 축전기 19 를 포함한다. 따라서 전반적으로 회로기판 6 을 따라 흐르는 충전전류회로는 어스 회귀 전로에서 커믄 모드 인덕턴스 20 과 안테나 지붕 충전기 21 의 병렬 배열을 보여준다.
다음에는 발명에 의한 장치 12 의 작용 방식을 보다 상세하게 기술한다. 충전 전류 회로와 방전 전류 회로는 공간적으로나 주파수에 있어서나 분리되어 있다. 방전 전류회로는 집적회로 13 의 표면에 한정되어 있는 반면에 충전 전류 회로는 주로 회로기판 6 에 흐르고 있다. 방전 전류 ID2 로 버스 커패시터 15 로부터 동력을 얻고, 회로 부하 17 에 연결되는 방전 전류 ID2 는 높은 클록 주파수 f1 에 의 하여 정해지는 주파수 범위를 보여준다. 반면에 버스 커패시터 15 의 전하는 뚜렷하게 낮은 충전주파수 f2 를 보여주고, 서플라이 유닛 14 에 의해 전원전류 IQ 로서 제공되는 충전 전류 IC2 에 의하여 발생한다.
버스 커패시터 15 와 서플라이 유닛 14 의 높은 내부저항은 로우 패스를 형성하는데 이는 충전 전류 IC2의 뚜렷하게 낮은 주파수를 야기한다. 내부저항이 무한대로 높은 이상적인 경우에 충전 전류 IC2는 동일한 영역만 가진다. 그러나 실용적인 실현에서도 충전주파수 f2 는 클록주파수 f1 보다 최소한 자리수가 하나 낮다. 충전주파수 f2 는 전형적으로 kHz 영역에서, 클록주파수 f1 은 50MHz 에서 300MHz 사이에서 움직인다. 그렇게 낮은 충전주파수 f2 에서 충전전류 IC2 와 연결된 자기장 HCM4 는 비례적으로 주파수 감소에 미미한 커믄 모드 전압 UCM2 에 이어진다. 전체 배열의 쌍극 구조의 효율성은 f2 와 비교할 때 심지어 f1 의 주파수 감소의 제곱과 더불어 줄어들어 - 만약 발생한다면 - 회로기판 6 내부에서 아주 낮은 커믄 모드 전류 ICM2가 형성되고 유의미한 반사는 전혀 일어나지 않는다. 따라서 커믄 모드 인덕턴스 20 과 안테나 지붕 축전기 21 은 다음 그림 6 에서 제외되었다.
집적회로 13 의 내부에서 방전전류 ID2 를 수반하는 자기장 HCM3는 더 높은 주파수 범위에 근거하여 전기장 ECM2 와 커믄 모드 전압 UCM1의 형성으로 이어진다. 그에 따라서 어스 회귀 전로에서 커믄 모드 전류 ICM1이 형성된다. 집적회로 13 의 전류 ID2 에 둘러싸인 표면이 장치 1 에서 ID1 에 둘러싸인 회로기판 6 의 표면보다 뚜렷하게 작기 때문에 장치 1 에 비해 반사가 뚜렷하게 줄어든다. 이상적 인 서플라이 유닛 14 를 전제로 할 때, 장치 1 과 12에서 각각 측정된, 즉 고주파수의 전류 IC1 과 IC2 내지는 ID2 에 둘러 싸인 표면의 비교 평가에서 반사는 팩터 약 10,000 정도 감소된다.
그림 5 에서 회로장치 13 의 동력 공급 제어를 위한 블록회로도를 볼 수 있다. 이 컨트롤 컨셉의 실현은 그림 6 에 나와 있는, 집적회로 13 의 동력공급을 위한 장치 22 의 실시예에 나타나 있다. 제어장치는 회로 부하 17 이 지속적인 부하전압 UL 을 동력공급을 위하여 준비되도록 한다.
여기에서는 버스 충전기 15 에 하강하는 전압의 중간값을 균일하게 유지하는 것만이 중요하므로 부하전압 UL은 공급 입력부 16 에서 직접 연결될 수 있다. 그리고 여기에서 커믄 모드 인덕턴스 18 과 경우에 따라서 추가로 존재하는 본드 인덕턴스는 무시해도 된다.
컨트롤 유닛 22a 는 공급 입력부 16 에 연결되어 있는, 로우 패스 저항 24 와 로우 패스 커패시터 25 로 구성되어 있는 로우 패스(low pass) 23 과 기준점(reference junction) 26, 컨트롤러 27, U/I 컨버터를 포함한다. 도표 6 에 따른 실시예에서 기준점 26, 컨트롤러 27 은 전압으로 조절되는 전원압 29 에 통합되어 있다. U/I 컨버터 28 은 특히 클록 주파수 f1 영역에서 저항이 높은 내부저항 30 으로 실현된다. 전압원 29 와 저항이 높은 내부 저항 30 의 직렬 접속은 컨트롤 유닛 22a 의 구성요소로서 실시되는 파워 서플라이 유닛 14 를 구성한다. 이 직렬접속은 한 전원의 재구성이다.
그림 5 와 6 에 관련하여 다음은 장치 22 에서 투입되는 제어된 동력 공급의 작용 방식을 설명한다. 첫 접근에서 공급 입력부 16 에도 있는 부하 전압 UL 은 로우패스 축전기 25 에서 적절한 부하전압 ULM으로 파악되고, 전압원 29 에 통합된 기준점 26 으로 이어진다.
주어진 레퍼런스 전압 UR 에 대한 편차에 따라 컨트롤러 27 이 자신의 출력에서 그리고 전압원 29 의 출력에서 전원압 UQ2 이 있도록 조정된다. 후자는 높은 저항의 내부 저항 30 에 의하여 충전 전류 IC2 로 변환되고 이 전류는 동력 공급을 위하여 집적회로 13 에 이어진다. 부하 편차 또는 우연하게 발생하는 다른 영향으로 일어나는 편차는 블록회로도에서 그림 5 에 따라 노이즈 . I 로 충전 전류 IC2 의 가동을 통하여 고려된다.
로우패스 23 의 해당 크기 결정에 따라 제어 속도가 컨트롤러의 트랜지션 주파수(transition frequency)가 회로 13 의 진동의 기본파 (= 클록주파수 f1) 보다 작도록 제한된다. 특히 이 트랜지션 주파수는 최소한 클록주파수 f1 보다 자릿수가 하나 낮다. 클록주파수 f1 이 예를 들어 50 MHz 인 경우, 제어를 전형적으로 초래하거나 통과하게 하는 최고 주파수는 1MHz 보다 작거나 같다. 이를 통하여 반사와 관련 있는 고주파수의 신호범위가 회로기판 6 에서 실제로 발생하지 않게 된다.
정확하게 말하면, 마지막 진술은 무한대의 내부저항 30 에서만 적용된다. 실제로는 내부저항 30 은 유한값을 나타내어 1차 저주파수의 충전 전류 영역 IC21 과 2차 고주파 충전 전류량 IC22 로부터 충전 전류 IC2 가 구성된다.
1차 충전 전류 IC21 는 버스 축전기 15 의 충전에 기여하고 2차 충전전류량IC22 는 역시 고주파인, 회로 부하 17 의 방전전류 ID2 와 함께 전달된다. 여기에 서 내부 버스 축전기 15 에서 뽑아낸 충전 전류 ID2는 충전 전류회로에서 뽑아낸 고주파 2차 충전전류 IC22 보다 뚜렷하게 크다. 해당 어테뉴에이션 a (f)는 다음과 같이 나타난다.
이때 내부저항 30 의 값은 RI, 버스 축전기 15의 값은 CB 그리고 주파수는 f 로 나타난다. 여기에서 내부저항 30이 순수 저항으로 이상화되는 게 전제조건이다. 하지만 보다 자세하게 보면 기생 션트 커패시턴스가 함께 고려되어야 한다.
션트 커패시던스(shunt capacitance) 는 특히 고주파수의 경우에 내부저항 30 의 저항의 저저항 브릿징을 나타내므로 원하지 않는 것이다. 이 영향을 최소화하기 위하여 내부저항 30 은 주로 여러 저항의 직렬접속으로 실현된다.
그림 7 에서 내부저항 30 의 적절한 실시예가 나타나있다. 이 내부저항은 전체적으로 4개의 낮은 용량의 부분 저항 31, 32, 33, 34 그리고 페라이트 엘리먼트 35의 직렬접속을 포함한다.
부분 저항 31에서 34 는 각각 옴 저항 36, 37, 38 내지는 39 그리고 션트 커패시던트 40, 41, 42, 내지는 43 을 가지고 있다. 직렬로 연결된 부분저항 31 에서 34 의 수가 높으면 높을수록 예를 들어 0.5 pF 보다 작은 값을 가지고 있는 기생 션트 커패시던스 40 에서 43 의 원치 않는 영향이 그만큼 작아진다. 직렬로 연결된 4개의 부분 저항 31에서 34 에서 비용과 효율 사이의 적절한 절충이 결과로 나타난다.
내부저항 30 의 직렬 접속에 마찬가지로 포함되어 있는 페라이트 엘리먼트 35 는 페라이트 저항 44, 페라이트 인덕턴스 45 그리고 거기에 병렬로 배열된 페라 이트 축전기 46의 직렬 접속을 포함한다. 페라이트 엘리먼트 35에 직렬로 배열된 부분 저항 31 에서 34 는 병렬로 놓여 있는 페라이트 축전기 46 의 영향을 감소시킨다.
페라이트 엘리먼트 35의 직류저항이 0Ω 인 반면에 특히 페라이트 인덕턴스 45 의 저항이 고주파에서, 무엇보다도 반송주파수(carrier frequency) f1 과 고조파에서 원하는 높은 손실 저항을 KΩ 영역에서 초래하고, 전기회로에서 고주파의 에너지를 열에너지로의 전환을 통해 얻어낸다. 옴 저항 36 에서 39 는 전체 100Ω 정도 된다. 이 저항들은 전체 배열의 브릿징 용량을 감소시키고, 효율적인 기본 어테뉴에이션을 제공한다. 그림 7 에 따른 내부저항 30 은 주파수의 영향을 받는, 특히 증가하는 주파수와 함께 증가하는 전체 임피던스값을 가지고 있다.
부분 저항 31 에서 34 는 지원하는 페라이트 축전기 46 을 원래값의 약 24분의 1 로 감소시킨다. 그외에 장치 22, 회로기판 6, 케이블룸 7 으로 이루어진 전체 배열의 공명주파수를 약 5배로 증가시킨다.
내부저항 30 의 크기 결정에서 가능하면 가장 큰 저항값 RI 과 실현가능한 전원압 UQ2 의 비교가 이루어진다. 증가하는 저항 RI 에서 즉 보통 n x 100mA 영역에 있는 필요한 전류의 세기로 충전 전류 IC2 를 얻기 위하여 더 높은 전원압 UQ2 가 필요하다. 예를 들어 상향/하향 회로 컨트롤러로 되어 있는 컨트롤러 27 은 값이 보통 몇 볼트에서 몇 십 볼트 사이에서 움직이는 적절한 부하전압 ULM 과 전원압 UQ2을 위하여 배열되어 있다. 그러나 내부저항 30 의 크기는 클록주파수 f1 에서 회로 부하 17 에 공급되는 고주파수의 전류가 서플라이 유닛 14 에서보다 버스 축전기 15 에서 더 큰 양이 나올 수 있도록 하는 임피던스값이 되도록 정해진다..

Claims (6)

  1. 동력 공급 장치로서,
    주파가 빠른 그리고/또는 클록 스피드가 빠른 집적 회로(13; 51; 52)에 동력을 공급하며, 집적회로는 공급될 회로부하(17)와 회로부하(17)에 병렬로 배열된 내부 캐패시터(15)를 보여주며, 동시에
    a) 집적회로 (13, 51, 52)는 높은, 특히 최소한 MHz 에 놓여 있는 클록주파수(f1)를 보여주며,
    b) 특히 전원으로 형성되어 있는 서플라이 유닛(14; 56; 61)이 직접 상기 내부 커패시터(15)에 연결되어 있고 동시에
    c) 상기 서플라이 유닛(14; 56; 61)은 내부 저항(30)을 가지고 있으며, 상기 내부 저항의 임피던스값은 클록주파수(f1)와 특히 고조파에서 회로부하(17)를 공급하는 전류(ID2, IC22)가 서플라이 유닛(14; 56; 61) 보다는 내부 커패시터(15)에서 더 많이 나오게끔 높게 되어 있는, 동력 공급 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    서플라이 유닛(14; 56; 61)이 전원으로 작용하는, 전압원(29)과 내부저항 (30)으로 구성된 직렬접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    컨트롤 유닛(22a)이 서플라이 유닛(14; 56; 61)에 의하여 집적회로(13; 51; 52)에 사용 가능하도록 되어 있는 동력의 제어장치로 예정되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    컨트롤 유닛(22a)이 회로 부하(17)에서 강하하는 전압(UL, ULM) 파악을 위해 내부 축전기(15)에 연결된 로우 패스(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 공급 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    서플라이 유닛(14; 56; 61)의 도움으로 이루어지는 공급이 트랜지션 주파수와 더불어 로우패스 반응을 보여주고, 트랜지션 주파수는 클록주파수(f1) 보다 낮은 것을 특징으로 하는 동력 공급 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    내부저항(30)이 최소한 하나의 저용량 저항(31, 32, 33, 34)와 특히 직렬 접속된 페라이트 엘리먼트(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 공급 장치.
KR1020077018426A 2005-03-10 2005-03-10 집적회로의 동력공급장치 KR101122940B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/DE2005/000433 WO2006094469A1 (de) 2005-03-10 2005-03-10 Einrichtung zur energieversorgung eines integrierten schaltkreises

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070110027A true KR20070110027A (ko) 2007-11-15
KR101122940B1 KR101122940B1 (ko) 2012-03-22

Family

ID=35781333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077018426A KR101122940B1 (ko) 2005-03-10 2005-03-10 집적회로의 동력공급장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8008965B2 (ko)
EP (1) EP1856739B1 (ko)
JP (1) JP4930862B2 (ko)
KR (1) KR101122940B1 (ko)
CN (1) CN101203956B (ko)
DE (1) DE112005003364A5 (ko)
WO (1) WO2006094469A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006042800A1 (de) * 2006-09-08 2008-03-27 Conti Temic Microelectronic Gmbh Geregelte Energieversorgung eines Schaltkreises
DE102007032092A1 (de) * 2006-11-27 2008-05-29 Conti Temic Microelectronic Gmbh Schaltungsanordnung zur Energieversorgung eines integrierten Schaltkreises

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551668A (en) 1982-07-28 1985-11-05 Reliance Electric Company Voltage sensing at loads remotely connected to power supplies
JP2833522B2 (ja) 1995-04-27 1998-12-09 日本電気株式会社 半導体装置
JP2002305248A (ja) * 1996-10-08 2002-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路
JPH10124159A (ja) 1996-10-18 1998-05-15 Advantest Corp 電圧印加回路
JPH10135336A (ja) * 1996-10-25 1998-05-22 Toshiba Corp 半導体集積回路装置、半導体集積回路装置が発するノイズの低減方法、半導体集積回路装置の内部電源システム
US6445039B1 (en) 1998-11-12 2002-09-03 Broadcom Corporation System and method for ESD Protection
JP3252827B2 (ja) 1999-04-21 2002-02-04 日本電気株式会社 電源電圧変動抑制回路
JP2003045978A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Niigata Seimitsu Kk 半導体装置
JP3697184B2 (ja) 2001-08-27 2005-09-21 株式会社ルネサステクノロジ 電圧調整モジュール（ｖｒｍ）
US7123083B2 (en) 2001-10-15 2006-10-17 Micronas Gmbh Active filter circuit with operational amplifier
DE10224451A1 (de) 2002-05-29 2003-12-18 Celon Ag Medical Instruments Hochfrequenzapplikationsvorrichtung
US7061142B1 (en) 2003-05-28 2006-06-13 Cisco Technology, Inc. Inline power device detection
DE102006042800A1 (de) * 2006-09-08 2008-03-27 Conti Temic Microelectronic Gmbh Geregelte Energieversorgung eines Schaltkreises

Also Published As

Publication number Publication date
JP4930862B2 (ja) 2012-05-16
WO2006094469A1 (de) 2006-09-14
CN101203956A (zh) 2008-06-18
KR101122940B1 (ko) 2012-03-22
CN101203956B (zh) 2010-10-06
JP2008537324A (ja) 2008-09-11
US20080197820A1 (en) 2008-08-21
EP1856739A1 (de) 2007-11-21
US8008965B2 (en) 2011-08-30
EP1856739B1 (de) 2012-02-01
DE112005003364A5 (de) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910003294B1 (ko) 고주파수 dc-dc변환장치
JP4065008B2 (ja) 分散型ｄｃ電源ネットワーク
US7602159B2 (en) Common mode noise reduction using parasitic capacitance cancellation
CN107370468B (zh) 一种用于磁谐振耦合无线电能传输的功放源
CN100409727C (zh) 真空等离子体发生器
US6587019B2 (en) Dual directional harmonics dissipation system
JPH04229076A (ja) 放射電磁妨害を抑制した電源
CN108347160A (zh) 一种dc-dc变换器的滤波方法、装置和终端
KR101122940B1 (ko) 집적회로의 동력공급장치
US20190058323A1 (en) Overvoltage protection circuit for protecting overvoltage corresponding to wide range of input voltage
CN109314460B (zh) 电力转换装置
US7057375B2 (en) Power factor correction
US20180337559A1 (en) Power limiting in a wireless power transmitter
US3675116A (en) Improvement in resonant charging circuit
CN115001473A (zh) 电容传感装置、寄生电容补偿方法、电子设备和芯片
JP5536454B2 (ja) 回路の制御されるエネルギ供給装置
US7026728B2 (en) System for supplying electrical power to a load by a transmission path which has been split into two parts
CN101150907A (zh) 光源驱动装置
CN103733490B (zh) 与用在汽车仪表板的接收器或显示器中的开关调节器的使用相联系的用于扩展频谱的系统
CN219322153U (zh) 无线充电电路
FI88233C (fi) Resonansstroemkaella
KR20240027409A (ko) 임피던스 매칭 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 송신 방법
Jin et al. A Practical Design Approach for Single-Inductor Multiple-Output (SIMO) DC-AC Inverter
SU851748A1 (ru) Устройство электропитани выходныхКАСКАдОВ РАдиОпЕРЕдАТчиКОВ
CN117116215A (zh) 一种背光驱动电路、背光模组及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150213

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160212

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170216

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190214

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200213

Year of fee payment: 9