KR20080021538A - 전력 공급 장치 및 그 동작 제어 방법 - Google Patents

전력 공급 장치 및 그 동작 제어 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 전력 공급 장치에서, LDO 및 스위칭 레귤레이터는 서로 병렬로 연결된다. 상기 전력 공급 장치는 외부로부터의 스위칭 신호에 따라 상기 LDO 또는 상기 스위칭 레귤레이터 중 하나를 선택하여 기동시킨다. 작동을 위하여 상기 LDO로부터 상기 스위칭 레귤레이터로의 스위칭이 이루어질 때, 상기 전력 공급 장치는 상기 LDO 및 상기 스위칭 레귤레이터의 동작 구간이 서로 중첩되게 한다. 적어도 상기 동작 구간이 서로 중첩하는 구간 동안, 상기 전력 공급 장치는 상기 스위칭 레귤레이터의 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능이 더 낮게 하며 상기 LDO가 그 동작을 정지한 후에 정상상태로 회복시킨다.
Figure P1020070087240
전력 공급 장치, LDO, 선형 레귤레이터, 스위칭 레귤레이터

Description

전력 공급 장치 및 그 동작 제어 방법{POWER SUPPLY DEVICE AND OPERATIONS CONTROL THEREOF}
본 발명은 경부하시에 전류 소모를 낮추기 위하여 부하 전류에 따라 선형 레귤레이터 역할을 하는 LDO(Low Dropout, 낮은 드롭아우트) 컨버터(이하 LDO라 한다)의 출력 전압 또는 스위칭 레귤레이터의 출력 전압 중 하나를 스위칭하여 출력하며, 이에 따라 전체 전력 소모를 감소시킬 수 있게 하는 전력 공급장치와 그 동작 제어 방법에 관한 것이다.
전원 공급 장치에서 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후에 이를 출력하기 위한 공지의 방법으로서, 스위칭 레귤레이터를 이용하여 높은 변환 효율을 가지고 전력을 변환하는 것이 광범위하게 사용되어왔다. 이러한 경우에, 중부하시에 높은 전력 변환 효율이 얻어질 수 있지만, 경부하시에 스위칭 레귤레이터 자체의 전류 소모가 증가하며, 이에 따라 전체 변환 효율을 낮춘다. 따라서, 중부하시에 높은 효율을 달성하기 위하여 스위칭 레귤레이터가 사용되는 반면, 경부하시에 낮은 전류 소모를 달성하기 위하여 낮은 전류 소모를 갖는 LDO가 사용된다. 또한, LDO 및 스위칭 레귤레이터가 서로 스위칭될 때 출력 전압에서 오버슈트(over shoot) 또는 언더슈트(undershoot)가 발생하기 때문에, LDO 및 스위칭 레귤레이터 사이의 스위칭 방법 및 타이밍을 고려하여 스위칭시에 발생하는 출력 전압에서의 오버슈트 및 언더슈트를 감소시키는 것이 필요하다.
따라서, 출력 전압을 일정하게 제어하기 위하여 LDO에서 스위칭 레귤레이터로의 스위칭시 동시 동작 구간을 설정하고, 스위칭 레귤레이터의 구동부를 이루는 P 채널 트랜지스터와 N 채널 트랜지스터의 구동 성능을 상기 동시 동작 구간 동안 저성능 모드로 스위칭하고, LDO의 동작을 정지한 후에 정상 모드로 스위칭하는 방법이 개시되었다(특허 문서 1(JP-A-2005-130622) 참조).
그러나, LDO에서 스위칭 레귤레이터로의 스위칭 방법을 이용하면, LDO에서 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 고려할 때 LDO와 스위칭 레귤레이터의 동작 부분들이 서로 중첩되는 구간 동안에 스위칭 레귤레이터의 구동부를 이루는 P 채널 트랜지스터의 구동 성능이 저하될 수 있다. 따라서, P 채널 트랜지스터의 온-저항(on-resistance)에 의해 발생하는 손실 부분은 부하 전류가 흐를 때 무시할만한 정도가 아니다. 그 결과, 출력 전압의 강하 또는 이와 유사한 것이 발생하며, 이에 의해 안정된 전압을 공급하는 것을 어렵게 한다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 병렬연결된 LDO 및 스위칭 레귤레이터를 구비하고, 전류 부하 상태에 따라 상기 LDO 및 상기 스위칭 레귤레이터 사이를 스위칭에 의해 사용되며, 이에 의해 전체적으로 고효율을 달성하고 스위칭 시에도 안정된 출력 전압을 공급하는 것을 가능하게 하는 전력 공급 장치; 및 그 동작 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기설정된 출력 단자로부터 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 전압으로 출력하는 전력 공급 장치가 제공된다. 상기 장치는, 상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터; 상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 선형 레귤레이터; 및 외부로부터의 제어 신호 입력에 따라 상기 선형 레귤레이터와 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 구동을 제어하는 타이밍 조정 회로부;를 포함한다. 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터는 상기 외부로부터의 제어 신호에 의해 구동되도록 제어되며 상기 외부로부터의 제어 신호를 이용하여 기동된 후 기설정된 신호가 상기 타이밍 조정 회로부로부터 입력될 때까지 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 상기 입력 전압으로 충전된 인턱터를 방전하는 동기 정류형 트 랜지스터의 전류 구동 성능을 감소시킨다.
또한, 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력되면, 상기 타이밍 조정 회로부는 제1 기설정 시간 동안 상기 선형 레귤레이터를 작동시키고 상기 제1 기설정 시간이 경과하였을 때 상기 선형 레귤레이터의 동작을 정지시킨다.
또한, 상기 타이밍 조정 회로부는 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터가 기동된 후 상기 제1 기설정 시간 보다 더 긴 제2 기설정 시간이 경과할 때까지 상기 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능을 감소시키기 위하여 상기 기설정된 신호를 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로 출력한다.
구체적으로는, 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터는, 제1 입력 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 트랜지스터; 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 상기 입력 전압으로 충전되는 상기 인덕터; 상기 인덕터를 방전하기 위하여 제2 입력 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 제1 동기 정류형 트랜지스터; 상기 제1 동기 정류형 트랜지스터보다 낮은 전류 구동 성능을 가지며, 상기 인덕터를 방전하기 위하여 제3 입력 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 제2 동기 정류형 트랜지스터; 및 상기 출력 단자로부터 출력되는 상기 출력 전압이 상기 기설정된 전압이 되되게 하고 상기 제1 및/또는 제2 동기 정류형 트랜지스터가 상기 스위칭 트랜지스터와 반대로 스위칭 동작을 수행하게 하도록 상기 스위칭 동작에 대하여 스위칭 제어를 수행하는 제어 회로부;를 포함하며, 상기 제어 회로부는 상기 타이밍 조정 회로로부터 상기 동기 정류형 트랜지스터의 구동 성능 을 감소시키기 위한 신호가 입력되는 동안 상기 인덕터를 방전시키기 위하여 상기 제2 동기 정류형 트랜지스터를 사용하고 상기 제1 동기 정류형 트랜지스터를 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프한다.
이 경우에, 상기 제어 회로부는 상기 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭하여 상기 출력 단자의 전압으로 출력하는 오차 증폭 회로를 포함하며, 상기 기설정된 시간은 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 기동시에 상기 오차 증폭 회로의 출력 전압이 상기 오차 증폭 회로가 기동된 후 기설정된 값 이상이 되게 하는데 필요한 시간 이상이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기설정된 출력 단자로부터 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 전압으로 출력하는 전력 공급 장치가 제공된다. 상기 장치는, 상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터; 상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 선형 레귤레이터; 및 외부로부터의 제어 신호 입력에 따라 상기 선형 레귤레이터와 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 구동을 제어하는 타이밍 조정 회로부;를 포함한다. 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터는 상기 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭하여 상기 출력 단자의 전압으로 출력하는 오차 증폭 회로를 포함하고, 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 기동시에 상기 오차 증폭 회로가 기동된 후 상기 오차 증폭 회로의 출력 전압이 기설정된 값 이상이 될 때까지 인덕터를 충전시키는 스위칭 트랜지스터 및 상기 인덕 터를 방전시키는 동기 정류형 트랜지스터 각각을 전기적 연결을 차단하기 위하여 강제로 턴오프한다.
또한, 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭 및 구동을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력되면, 상기 타이밍 조정 회로부는 상기 선형 레귤레이터 및 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 각각을 제1 기설정 시간 동안 작동시키고, 상기 제1 기설정 시간이 경과한 때에 상기 선형 레귤레이터의 동작을 정지시킨다.
구체적으로는, 상기 제1 기설정 시간은 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 기동시에 상기 오차 증폭 회로가 기동된 후 상기 오차 증폭 회로의 출력 전압이 상기 기설정된 값 이상이 되게 하는데 필요한 시간 이상이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 입력 단자로 입력된 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 기설정된 출력 단자에서 출력 전압으로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 및 선형 레귤레이터를 구비하고, 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 또는 상기 선형 레귤레이터 중 하나를 스위칭하여 작동시키는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 기설정 시간 동안 상기 선형 레귤레이터를 작동시키는 단계; 및 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때, 상기 제1 기설정 시간보다 더 긴 제2 기설정 시간이 경과할 때까지 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능을 감소시키는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 선형 레귤레이터의 동작은 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력된 후 상기 제1 기설정 시간이 경과된 때에 정지된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 입력 단자로 입력된 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 기설정된 출력 단자에서 출력 전압으로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 및 선형 레귤레이터를 구비하고, 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 또는 상기 선형 레귤레이터 중 하나를 스위칭하여 작동시키는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법이 제공된다. 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때 상기 출력 단자의 전압으로서 상기 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭함으로써 얻어진 신호 전압이 기설정 값 이상이 될 때까지 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 전압 출력을 강제로 정지시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 선형 레귤레이터는 상기 선형 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때 상기 비례 전압과 상기 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭함으로써 얻어진 신호 전압이 기설정 값 이상이 될 때까지 작동된다.
본 발명에 따른 전력 공급 장치 및 동작 제어 방법의 바람직한 실시예에 따 르면, 선형 레귤레이터는 제1 기설정 시간 동안 작동되며, 동기 정류형 스위칭 레귤레이터에 있는 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능은 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때에 상기 제1 기설정 시간보다 더 긴 제2 기설정 시간이 경과될 때까지 감소된다. 따라서, 경부하시에 낮은 전류 소모를 갖는 선형레귤레이터를 사용하여 낮은 전류 소모를 달성하고 중부하시에 스위칭 레귤레이터를 사용하여 높은 효율을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 스위칭 레귤레이터가 기동된 직후에 발생할 수 있는 출력 전압에서의 언더슈트를 줄이고 안정적인 출력 전압을 공급하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전력 공급 장치 및 동작 제어 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 전압 출력은 출력 단자의 전압으로서 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭함으로써 얻어진 신호 전압이 선형 레귤레이터로부터 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때의 기설정된 값 이상이 될 때까지 강제로 정지된다. 이러한 방법으로 전술한 것과 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 실시예들에 따라 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시예 )
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 공급 장치의 예시적인 회로를 도시하는 도면이다.
도 1에서, 전력 공급 장치(1)는 입력 단자(IN)로 입력된 입력 전압(VBAT)을 기설정된 정전압(V1)으로 변환하며, 변환된 전압을 출력 단자(OUT)에서 부하(10)로 출력 전압(VOUT)으로 출력한다.
전력 공급 장치(1)는 선형 레귤레이터 역할을 하는 LDO(2), DC-DC 컨버터 역할을 하는 스위칭 레귤레이터(3), 및 외부로부터 입력된 스위칭 신호(Smc)에 따라 LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3)의 구동을 제어하는 타이밍 조정 회로(4)로 이루어져 있다. 스위칭 신호(Smc)는 슬립 모드와 같은 낮은 전류 소모 동작 모드에서 LDO(2)를 작동시키고 정상 동작 모드에서 스위칭 레귤레이터(3)를 작동시키기 위하여 입력된다. LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3)의 출력 단자 및 입력 단자는 전력 공급 장치(1)의 출력 단자(OUT) 및 입력 단자(IN)에 각각 연결된다. 타이밍 조정 회로(4)가 타이밍 조정 회로부를 구성하며, LDO(2)를 제외한 스위칭 레귤레이터(3)와 타이밍 조정 회로(4), 인덕터(L), 및 커패시터(C)(소정의 경우, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23) 중 적어도 하나는 제외된다)는 단일 IC 상에 집적될 수 있다는 점에 주목하라.
LDO(2)는 입력 전압(VBAT)을 감소시켜 기설정된 정전압(V1)으로 변환하고, 변환된 전압을 출력 단자(OUT)으로부터 출력 전압(VOUT)으로 출력한다. 또한, LDO(2)는, 예를 들어, 로-레벨의 제어 신호(Sc1)와 같은 기설정된 제어 신호(Sc1)가 타이밍 조정 회로(4)로부터 입력될 때 동작하며, 전류 소모를 줄이기 위하여 하이-레벨의 제어 신호(Sc1)가 타이밍 조정 회로(4)로부터 입력될 때 동작을 정지한다.
스위칭 레귤레이터(3)는 입력 전압(VBAT)을 감소시켜 기설정된 정전압(V1)으로 변환하고, 변환된 전압을 출력 단자(OUT)으로부터 출력 전압(VOUT)으로 출력한다. 또한, 스위칭 레귤레이터(3)는, 예를 들어, 하이-레벨의 스위칭 신호(Smc)와 같은 기설정된 스위칭 신호(Smc)가 입력될 때 동작하며, 전류 소모를 줄이기 위해 로-레벨의 스위칭 신호(Smc)가 입력될 때 동작을 정지한다.
LDO(2)는 기설정된 기준 전압(Vr1)을 생성하고 출력하는 제1 기준 전압 발생 회로(11), 오차 증폭 회로(12), PMOS 트랜지스터로 이루어진 출력 트랜지스터(M11), 출력 전압(VOUT)을 검출하기 위한 저항(R11, R12)을 포함한다.
출력 트랜지스터(M11)는 입력 전압(VBAT)과 출력 단자(OUT) 사이에 연결되고, 출력 트랜지스터(M11)의 게이트는 오차 증폭 회로(12)의 출력 단자에 연결된다. 저항(R11, R12)은 출력 단자(OUT)과 접지 전위(GND) 사이에 직렬로 연결되며, 출력 전압(VOUT)의 분배에 의해 발생된 분배 전압(VFB1)은 저항(R11, R12) 사이의 접속점에서 출력된다. 기준 전압(Vr1)은 오차 증폭 회로(12)의 반전 입력 단자로 입력되며, 분배 전압(VFB1)은 오차 증폭 회로(12)의 비반전 입력 단자로 입력된자. 또한, 타이밍 조정 회로(4)로부터의 제어 신호(Sc1)는 제1 기준 전압 발생 회로(11) 및 오차 증폭 회로(12)에 입력된다.
한편, 스위칭 레귤레이터(3)는 입력 전압(VBAT)의 출력을 제어하기 위한 스위칭 동작을 수행하고 PMOS 트랜지스터로 이루진 스위칭 스랜지스터(M21)와 NMOS 트랜지스터로 이루어진 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23)을 포함한다. 동기 정류형 트랜지스터(M23)는 동기 정류형 트랜지스터(M22)보다 낮은 전류 구동 성능을 갖는다. 더하여, 스위칭 레귤레이터(3)는 기설정된 기준 전압(Vr2)을 생성하여 출력하는 제2 기준 전압 발생 회로(21), 출력 전압(VOUT)을 검출하기 위한 저항(R21, R22), 인덕터(L), 평활용의 커패시터(C), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24) 및 출력 제어 회로(25)를 포함한다. 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23)은 각각 제1 및 제2 동기 정류형 트랜지스터를 이루며, 제2 기준 전압 발생 회로(21), 출력 전압(VOUT)을 검출하기 위한 저항(R21, R22), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24) 및 출력 제어 회로(25)는 제어 회로부를 이룬다는 점에 주목하라.
출력 전압(VOUT)을 검출하기 위한 저항(R21, R22)은 분배 전압(VFB2)을 생성하여 출력하기 위하여 출력 전압(VOUT)을 분배한다. 또한, 오차 증폭 회로(22)는 입력 분배 전압(VFB2)와 기준 전압(Vr2) 사이의 전압 편차를 증폭하여 출력 신호(ERROUT)를 생성·출력한다. 또한, 발진 회로(23)는 기설정된 주파수(예를 들어, 2MHz)를 갖는 삼각파 신호(OSCOUT)를 생성하여 출력하며, PWM 비교기(24)는 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압을 삼각파 신호(OSCOUT)의 전압과 비교하고, 비교 결과에 따라 PWM 제어를 수행하기 위하여 온-듀티 사이클 펄스 신호(PWMOUT)를 생성하며, 생성된 신호를 출력 제어 회로(25)에 출력한다. 출 력 제어 회로(25)는 입력 펄스 신호(PWMOUT)에 따라 제어 신호(PGATE, NGATE1, NGATE2)를 생성하여 출력한다.
스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 입력 단자(IN)과 접지 전위(GND) 사이에서 직렬로 연결되며, 동기 정류형 트랜지스터(M23)는 동기 정류형 트랜지스터(M22)와 병렬로 연결된다. 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23) 사이의 접속점은 Lx이다. 인덕터(L)는 접속점(Lx) 및 출력 단자(OUT) 사이에 연결되며, 저항(R21, R22)은 출력 단자(OUT)과 접지 전위(GND) 사이에서 직렬로 연결되며, 커패시터(C)는 출력 단자(OUT)과 접지 전위(GND) 사이에 연결되며, 분배 전압(VFB2)는 저항(R21, R22) 사이의 접속점에서 출력된다. 또한, 분배 전압(VFB2) 및 기준 전압(Vr2)은 오차 증폭 회로(22)의 반전 입력 단자(-) 및 비반전 입력 단자(+)에 각각 입력되며, 오차 증폭 회로(22)의 출력 단자는 PWM 비교기(24)의 반전 입력 단자(-)에 연결된다.
또한, 삼각파 신호(OSCOUT)는 PWM 비교기(24)의 비반전 입력 단자(+)로 입력되며, PWM 비교기(24)로부터 출력된 펄스 신호(PWMOUT)는 출력 제어 회로(25)에 입력된다. 출력 제어 회로(25)는 입력 펄스 신호(PWMOUT)에 따라 제어 신호(PGATE, NGATE1, NGATE2)를 생성하여 출력한다. 제어 신호들(PGATE, NGATE1, NGATE2)은 스위칭 트랜지스터(M21)의 게이트, 동기 정류형 트랜지스터(M22)의 게이트, 및 동기 정류형 트랜지스터(M23)의 게이트에 입력된다. 또한, 스위칭 신호(Smc)는 제2 기준 전압 발생 회로(21), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 및 출력 제어 회로(25)에 연결되며, 타이밍 조정 회로(4)로부터의 제어 신호(Sc2)가 출력 제어 회로(25)에 더 입력된다. 접속점(Lx)에서의 전압은 인덕터(L)와 커패시터(C)에 의해 평활해지고, 출력 단자(OUT)로부터 출력 전압(VOUT)으로 출력된다.
이러한 구성에서, 도 2는 도 1의 전력 공급 장치에 대한 예시적인 동작을 도시하는 타이밍 차트이다. 도 2를 참조하여, 도 1의 전력 공급 장치의 동작이 설명된다.
로-레벨의 스위칭 신호(Smc)가 입력되는 구간 동안, 타이밍 조정 회로(4)는 하이-레벨의 제어 신호(Sc1)를 출력하며, 제2 기준 전압 발생 회로(21), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24) 및 출력 제어 회로(25)는 전류 소모를 줄이기 위하여 동작을 개별적으로 정지한다. 이 시점에서, 스위칭 트랜지스터(M21)와 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23)은 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴-오프 되며, 타이밍 조정 회로(4)로부터 출력되는 제어 신호(Sc2)는 하이-레벨 또는 로-레벨일 수 있으며, 타이밍 조정 회로(4)는 제어 신호(Sc2) 출력을 중지할 수 있다.
LDO(2)의 제1 기준 전압 발생 회로(11)와 오차 증폭 회로(12)는 개별적으로 동작하며, 오차 증폭 회로(12)는 분배 전압(VFB1)이 제1 기준 전압(Vr1)이 되도록 출력 트랜지스터(M11)의 동작을 제어하고, 출력 트랜지스터(M11)에서 부하(10)로 출력되는 출력 전류를 제어한다. 이러한 방법으로, 로-레벨의 스위칭 신호(Smc) 입력이 LDO(2)가 동작하게 하고 스위칭 레귤레이터(3)가 그 동작을 정지하게 하기 때문에, LDO(2)의 출력 전압이 전력 공급 장치(1)의 출력 단자(OUT)으로부터 출력된다.
다음으로, 스위칭 신호(Smc)가 하이-레벨로 상승하게 되면, 타이밍 조정 회로(4)가 하이-레벨의 제어 신호(Sc2)를 출력하는 동안, 제2 기준 전압 발생 회로(21), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 및 출력 제어 회로(25)는 스위칭 레귤레이터(3)를 기동하도록 개별적으로 동작한다. 그 결과, LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3)는 함께 동작 상태에 있으며, 스위칭 레귤레이터(3)의 출력 제어 회로(25)는 낮은 전류의 구동 성능을 갖는 동기 정류형 트랜지스터(M23)를 사용하고, 높은 전류 구동 성능을 갖는 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 전기적인 연결을 차단하기 위하여 턴오프되며, 이에 따라 낮은 전류 구동을 수행하기 위한 저성능 모드를 구축하게 한다.
스위칭 레귤레이터(3)에서, 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압은 출력 전압(VOUT)이 증가함에 따라 감소되며, PWM 비교기(24)로부터의 펄스 신호(PWMOUT)의 듀티 사이클은 감소한다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(M21)의 ON 시간은 짧아지고, 이에 따라, 동기 정류형 트랜지스터, 예를 들어, 낮은 전류 구동 성능 모드에 있는 동기 정류형 트랜지스터(M23)의 ON 시간은 길어지며, 출력 전압(VOUT)은 감소되도록 제어된다.
또한, 출력 전압(VOUT)이 감소함에 따라 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압은 상승되며, PWM 비교기(24)로부터의 펄스 신호(PWMOUT)의 듀티 사이클은 증가된다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(M21)의 ON 시간은 길어지면, 이에 따라, 동기 정류형 트랜지스터, 예를 들어, 낮은 전류 구동 성능 모드에 있는 동기 정류형 트랜지스터(M23)의 ON 시간은 짧아지며, 출력 전압(VOUT)은 상승되도 록 제어된다. 이러한 동작의 반복을 통하여, 출력 전압(VOUT)은 기설정된 전압으로 일정하게 되도록 제어된다.
한편, 스위칭 신호(Smc)가 스위칭 레귤레이터(3)를 기동하기 위하여 하이-레벨로 상승되면, 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)는 원하는 전압에 도달하지 않으며, 이에 따라, 스위칭 트랜지스터(M21)의 온-듀티 사이클에서 필요한 값과의 오차를 발생시킨다. 스위칭 레귤레이터(3)가 기동된 직후에 온-듀티 사이클이 특히 작기 때문에, 언더슈트(undershoot)가 출력 전압(VOUT)에서 발생되게 된다. 따라서, 스위칭 트랜지스터(M21)의 온-듀티 사이클이 작더라도, 스위칭 레귤레이터(3)의 기동시에 동기 정류형 트랜지스터의 구동 성능 감소는 접지 전위(GND)로의 동기 정류형 트랜지스터의 전류 인입 성능을 더 낮게 하며, 이에 따라 출력 전압(VOUT)에서의 언더슈트를 감소시키는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 스위칭 신호(Smc)가 하이-레벨로 상승한 후에 제1 기설정 시간(T1)이 경과하면, 타이밍 조절 회로(4)는 제어 신호(Sc1)가 로-레벨로 하강하게 하며, 전류 소모를 줄이기 위해 제1 기준 전압 발생 회로(11)와 오차 증폭 회로(12)를 정지시키며, LDO(2)의 동작을 정지시키기 위해 출력 트랜지스터(M11)를 턴오프 한다. LDO(2)의 동작이 정지되었을 때 오차 증폭 회로(12)의 동작만이 정지될 수 있다는 것에 주목하라. 더하여, 스위칭 신호(Smc)가 하이-레벨로 상승한 후 제1 기설정 시간(T1)보다 더 긴 제2 기설정 시간이 경과하면, 타이밍 조절 회로(4)는 제어 신호(Sc2)가 로-레벨로 하강하게 하며, 스위칭 레귤레이터(3)의 출력 제어 회로(25)는 높은 전류 구동 성능을 갖는 동기 정류형 트랜지스터(M22)를 사용 하고 낮은 전류 구동 성능을 갖는 동기 정류형 트랜지스터(M23)가 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프되게 되고, 이에 의해 저성능 모드에서 정상모드로 이동한다. 제1 기설정 시간(T1)은 스위칭 레귤레이터(3)의 기동시에 오차 증폭 회로(22)의 출력 신호(ERROUT)의 전압이 기설정된 값 이상이 되게 하는데 필요한 시간 이상이 되도록 설정된다.
상술한 설명에서, 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23)은 스위칭에 의해 각각 정상 모드 및 저성능 모드에서 사용되는 방식으로 사용된다. 대신에, 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23)가 정상 모드에서 사용되고, 저성능 모드에서는 동기 정류형 트랜지스터(M23)만에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 공급 장치(1)에서, 입력 전압(VABT)을 기설정된 출력 전압으로 변환하여 공통 출력 단자(OUT)로 출력하는 LDO(2)와, 입력 전압(VBAT)을 스위칭하여 기설정된 출력 전압(VOUT)으로 변환되게 하고 공통 출력 단자(OUT)으로 변환된 전압을 출력하는 스위칭 레귤레이터(3)는 서로 병렬로 연결된다. 전력 공급 장치(1)는 외부로부터의 스위칭 신호(Smc)에 따라 LDO(2)또는 스위칭 레귤레이터(3) 중 하나를 선택하여 작동시킨다. 작동을 위하여 LDO(2)로부터 스위칭 레귤레이터(3)로 스위칭을 할 때, 전력 공급 장치(1)는 LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3)의 동작 구간이 서로 중첩되게 한다. 동작 구간이 서로 중첩하는 구간 동안, 전력 공급 장치(1)는 스위칭 레귤레이터(3)의 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능을 더 낮게 하며, LDO(2)가 그 동작을 정지한 후에 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능이 정상 상태로 회복되게 한다. 따라서, 경부하시에 낮은 전류 소모를 갖는 LDO(2)의 사용에 의해 낮은 전류 소모를 달성하고, 중부하시에 스위칭 레귤레이터(3)의 사용에 의해 높은 효율을 달성하는 것이 가능하다. 더하여, 스위칭 레귤레이터(3)가 기동한 직후에 발생할 수 있는 출력 전압(VOUT)에서의 언더슈트를 감소시키고 안정된 출력 전압을 공급하는 것이 가능하다.
(제2 실시예 )
상기 제1 실시예에서, 낮은 전류 구동 성능을 갖는 동기 정류형 트랜지스터는 스위칭 레귤레이터(3)가 기동된 후에 제2 기설정 시간(T2)이 경과될 때까지 사용된다. 대신에, 스위칭 레귤레이터(3)의 기동시에 오차 증폭 회로(22)의 출력 전압이 기설정된 값 이상이 될 때까지 스위칭 트랜지스터 및 동기 정류형 트랜지스터 모두가 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프될 수 있다. 이제, 제2 실시예로서의 수정물에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 공급 장치의 예시적인 회로를 도시하는 도면이다. 도 3에서, 도 1의 것과 같거나 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호로 표시되며 아래에서 설명되지 않는다. 여기에서, 도 1과 상이한 부분만 설명한다.
도 3은 도 1의 동기 정류형 트랜지스터(M23)가 제거되고, 비교기(41) 및 제3 기준 전압(Vr3)을 생성하는 제3 기준 전압 발생 회로(42)이 추가되어, 도 1의 출력 제어 회로(25)의 동작이 변경되고, 도 1의 스위칭 레귤레이터(3)의 각 구성요소가 타이밍 조정 회로(4)로부터의 제어 신호(Sc2)에 따라 그 동작을 동작시키거나 정지시킨다는 점에서 도 1과 다르다. 따라서, 도 1의 출력 제어 회로(25), 스위칭 레귤레이터(3), 타이밍 조정 회로(4), 및 전력 공급 장치(1)는 여기에서 각각 출력 제어 회로(25a), 스위칭 레귤레이터(3a), 타이밍 조정 회로(4a), 및 전력 공급 장치(1a)로 표시된다.
도 3에서, 전력 공급 장치(1a)는 입력 단자(IN)로 입력된 입력 전압(VBAT) 을 기설정된 정전압(V1)으로 변환하며, 변환된 전압을 출력 단자(OUT)에서 부하(10)로 출력 전압(VOUT)으로 출력한다.
전력 공급 장치(1a)는 LDO(2), DC-DC 컨버터 역할을 하는 스위칭 레귤레이터(3a), 및 외부로부터 입력된 스위칭 신호(Smc)에 따라 LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3a)의 구동을 제어하는 타이밍 조정 회로(4a)로 이루어진다. 스위칭 신호(Smc)는 슬립 모드와 같은 낮은 전류 소모 동작 모드에서 LDO(2)를 작동시기고 정상 동작 모드에서 스위칭 레귤레이터(3a)를 작동시키기 위하여 입력된다. LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3a)의 출력 단자 및 입력 단자는 전력 공급 장치(1a)의 출력 단자(OUT) 및 입력 단자(IN)에 각각 연결된다. 타이밍 조정 회로(4a)가 타이밍 조정 회로부를 구성하며, LDO(2)를 제외한 스위칭 레귤레이터(3a)와 타이밍 조정 회로(4a), 인덕터(L), 및 커패시터(C)(소정의 경우, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22, M23) 중 적어도 하나는 제외된다)는 단일 IC 상에 집적될 수 있다는 점에 주목하라.
스위칭 레귤레이터(3a)는 입력 전압(VBAT)을 감소시켜 기설정된 정전압(V1) 으로 변환하고, 변환된 전압을 출력 단자(OUT)에서 출력 전압(VOUT)로 출력한다. 또한, 스위칭 레귤레이터(3a)는, 예를 들어, 하이-레벨의 제어 신호(Sc2)와 같은 기설정된 제어 신호(Sc2)가 타이밍 조정 회로(4a)로부터 입력될 때 동작하며, 전류 소모를 줄이기 위해 로-레벨의 제어 신호(Sc2)가 타이밍 조정 회로(4a)로부터 입력될 때 그 동작을 정지한다.
스위칭 레귤레이터(3a)는 스위칭 트랜지스터(M21), 동기 정류형 트랜지스터(M22), 제2 기준 전압 발생 회로(21), 출력 전압(VOUT)을 검출하기 위한 저항(R21, R22), 인덕터(L), 평활용 커패시터(C), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 출력 제어 회로(25a), 비교기(41), 및 기설정된 기준 전압(Vr3)을 생성하여 출력하는 제3 기준 전압 발생 회로(42)를 포함한다. 제2 기준 전압 발생 회로(21), 출력 전압(VOUT)을 검출하기 위한 저항(R21, R22), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 출력 제어 회로(25a), 비교기(41), 및 제3 기준 전압 발생 회로(42)는 제어 회로부를 이룬다는 것에 주목하라.
출력 제어 회로(25a)는 입력 펄스 신호(PWMOUT)에 따라 제어 신호(PGATE, NGATE)를 생성하여 출력한다. 제어 신호(PGATE, NGATE)는 각각 스위칭 트랜지스터(M21, M22)의 게이트로 입력된다. 또한, 기준 전압(Vr3) 및 출력 신호(ERROUT)는 각각 비교기(41)의 반전 입력 단자(-)과 비반전 입력 단자(+)에 입력되며, 비교기(41)로부터의 출력 신호(CMPOUT)는 출력 제어 회로(25a)에 입력된다. 또한, 타이밍 조정 회로(4a)로부터의 제어 신호(Sc2)는 제2 기준 전압 발생 회로(21), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 출력 제어 회로(25a), 비교 기(41), 및 제3 기준 전압 발생 회로(42)로 입력된다.
이러한 구성에서, 도 4는 도 3의 전력 공급 장치에 대한 예시적인 동작을 도시하는 타이밍 차트이다. 도 4를 참조하여, 도 3의 전력 공급 장치의 동작이 설명된다.
로-레벨의 스위칭 신호(Smc)가 입력되는 구간 동안, 타이밍 조정 회로(4a)는 하이-레벨의 제어 신호(Sc1)와 로-레벨의 제어 신호(Sc2)를 출력한다. 따라서, LDO(2)의 제1 기준 전압 발생 회로(11) 및 오차 증폭 회로(12)는 개별적으로 동작하며, 오차 증폭 회로(12)는 분배 전압(VFB1)이 기준 전압(Vr1)이 되도록 출력 트랜지스터(M11)의 동작을 제어하며 출력 트랜지스터(M11)에서 부하(10)로 출력된 출력 전류를 제어한다.
이와 반대로, 스위칭 레귤레이터(3), 제2 기준 전압 발생 회로(21), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 출력 제어 회로(25a), 비교기(41), 및 제3 기준 전압 발생 회로(42)는 전류 소모를 줄이기 위하여 동작을 개별적으로 정지한다. 이 시점에서, 스위칭 트랜지스터(M21)와 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프되며, 이에 따라 스위칭 레귤레어티(3a)의 동작을 정지시킨다. 이러한 방법으로, 로-레벨의 스위칭 신호(Smc) 입력은 LDO(2)가 동작하게 하며, 스위칭 레귤레이터(3)가 그 동작을 정지하게 하기 때문에, LDO(2)의 출력 전압은 전력 공급 장치(1a)의 출력 단자(OUT)로부터 출력된다.
다음으로, 스위칭 신호(Smc)가 하이-레벨로 상승되면, 타이밍 조정 회로(4a)는 하이-레벨의 제어 신호(Sc2)를 출력한다. 따라서, 제2 기준 전압 발생 회 로(21), 오차 증폭 회로(22), 발진 회로(23), PWM 비교기(24), 출력 제어 회로(25a), 비교기(41), 및 제3 기준 전압 발생 회로(42)는 스위칭 레귤레이터(3a)를 기동시키기 위하여 개별적으로 동작한다. 그 결과, LDO(2) 및 스위칭 레귤레이터(3a)는 함께 동작 상태에 있다. 비교기(41)가 동작할 때, 오차 증폭 회로(22)의 출력 신호(ERROUT)의 전압과 기준 전압(Vr3)은 서로 비교된다. 비교기(41)는 출력 신호(REEOUT)의 전압이 기준 전압(Vr3)보다 작으면 로-레벨의 신호(CMPOUT)를 출력하고, 출력 신호(REEOUT)의 전압이 기준 전압(Vr3) 이하이면 하이-레벨의 신호(CMPOUT)를 출력한다.
로-레벨의 신호(CMPOUT)가 입력되는 구간 동안, 입력 펄스 신호(PWMOUT)에 관계없이 출력 제어 회로(25a)는 제어 신호(PGATE)가 하이-레벨이 되게 하며 제어 신호(NGATE)가 로-레벨이 되게 한다. 따라서, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프된다. 출력 신호(CMPOUT)가 하이-레벨이 되면, 출력 제어 회로(25a)는 입력 펄스 신호(PWMOUT)에 따라 제어 신호(PGATE, NGATE)를 생성하여 출력하고 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22)의 스위칭 동작을 수행한다.
스위칭 신호(Smc)가 스위칭 레귤레이터(3a)를 기동시키기 위하여 하이-레벨로 상승되면, 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)는 원하는 전압에 이르지 않으며, 이에 따라, 스위칭 트랜지스터(M21)의 온-듀티 사이클에서 필요한 값과의 오차를 발생시킨다. 스위칭 레귤레이터(3)이 기동된 직후에 온-듀티 사이클이 특히 작기 때문에, 언더슈트(undershoot)가 출력 전압(VOUT)에서 발생되게 된 다. 따라서, 스위칭 레귤레이터(3a)의 기동시에, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 전기적 연결을 차단하기 위하여 강제로 턴오프되고 LDO(2)의 출력 전압이 출력 단자(OUT)으로부터 출력되게 한다. 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압이 Vr3 이상이 되면, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 스위칭 레귤레이터(3a)에서 출력 단자(OUT)로 출력 전압을 출력하기 위한 스위칭 동작을 수행하게 하며, 이에 따라 출력 전압(VOUT)에서의 언더슈트를 감소시키는 것이 가능하게 된다.
오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압이 기준 전압(Vr3) 이상이 되면, 출력 전압(VOUT)이 스위칭 레귤레이터(3a)에서 증가함에 따라 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압은 감소되며, PWM 비교기(24)로부터의 펄스 신호(PWMOUT)의 듀티 사이클은 증가된다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(M21)의 ON 시간은 짧아지고, 이에 따라, 동기 정류형 트랜지스터(M23)의 ON 시간은 길어지며, 출력 전압(VOUT)은 감소되도록 제어된다.
또한, 오차 증폭 회로(22)로부터의 출력 신호(ERROUT)의 전압은 출력 전압(VOUT)이 감소함에 따라 상승되며, PWM 비교기(24)로부터의 펄스 신호(PWMOUT)의 듀티 사이클은 감소한다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(M21)의 ON 시간은 길어지며, 이에 따라, 동기 정류형 트랜지스터(M22)의 ON 시간은 짧아지고, 출력 전압(VOUT)은 상승되도록 제어된다. 이러한 동작의 반복을 통하여, 출력 전압(VOUT)은 기설정된 전압으로 일정하게 되도록 제어된다.
다음으로, 스위칭 신호(Smc)가 하이-레벨로 상승한 후에 제1 기설정 시 간(T1)이 경과하면, 타이밍 조절 회로(4a)는 제어 신호(Sc1)가 로-레벨로 하강하게 하며, 전류 소모를 줄이기 위해 제1 기준 전압 발생 회로(11)와 오차 증폭 회로(12)를 정지시키며, LDO(2)의 동작을 정지시키기 위해 출력 트랜지스터(M11)를 턴오프 한다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 공급 장치(1a)는 외부로부터의 스위칭 신호(Smc)에 따라 LDO(2) 또는 스위칭 레귤레이터(3a) 중 하나를 선택하여 작동시킨다. 작동을 위하여 LDO(2)로부터 스위칭 레귤레이터(3a)로 스위칭을 할 때, 전력 공급 장치(1a)는 LDO(2)와 스위칭 레귤레이터(3a)의 동작 구간이 서로 중첩되게 한다. 스위칭 레귤레이터(3a)가 기동되면, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류형 트랜지스터(M22)는 오차 증폭 회로(22)의 출력 전압(ERROUT)이 기준 전압(Vr3) 이상이 될 때까지 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프된다. 중첩된 구간은 오차 증폭 회로(22)의 출력 신호(ERROUT)의 전압이 기준 전압 이상이 되게 하는데 필요한 시간 이상이 되도록 설정된다. 따라서, 제1 실시예와 동일한 효과를 획득하는 것이 가능하다.
본 출원은 그 전문이 원용되는 2006년 9월 1일 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2006-237871호에 기초한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 공급 장치의 예시적인 회로를 도시하는 도면이다;
도 2는 도 1의 전력 공급 장치에 대한 예시적인 동작을 도시하는 타이밍 차트이다;
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 공급 장치의 예시적인 회로를 도시하는 도면이다; 그리고,
도 4는 도 3의 전력 공급 장치에 대한 예시적인 동작을 도시하는 타이밍 차트이다.

Claims (12)

  1. 기설정된 출력 단자로부터 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 전압으로 출력하는 전력 공급 장치에 있어서,
    상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터;
    상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 선형 레귤레이터; 및
    외부로부터의 제어 신호 입력에 따라 상기 선형 레귤레이터와 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 구동을 제어하는 타이밍 조정 회로부;
    를 포함하며,
    상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터는 상기 외부로부터의 제어 신호에 의해 구동되도록 제어되며 상기 외부로부터의 제어 신호를 이용하여 기동된 후 기설정된 신호가 상기 타이밍 조정 회로부로부터 입력될 때까지 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 상기 입력 전압으로 충전된 인덕터를 방전하는 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능을 감소시키는 전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위 칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력되면, 상기 타이밍 조정 회로부는 제1 기설정 시간 동안 상기 선형 레귤레이터를 작동시키고 상기 제1 기설정 시간이 경과하였을 때 상기 선형 레귤레이터의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타이밍 조정 회로부는 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터가 기동된 후 상기 제1 기설정 시간 보다 더 긴 제2 기설정 시간이 경과할 때까지 상기 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능을 감소시키기 위하여 상기 기설정된 신호를 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로 출력하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터는,
    제1 입력 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 상기 입력 전압으로 충전되는 상기 인덕터;
    상기 인덕터를 방전하기 위하여 제2 입력 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 제1 동기 정류형 트랜지스터;
    상기 제1 동기 정류형 트랜지스터보다 낮은 전류 구동 성능을 가지며, 상기 인덕터를 방전하기 위하여 제3 입력 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 제2 동기 정류형 트랜지스터; 및
    상기 출력 단자로부터 출력되는 상기 출력 전압이 상기 기설정된 전압이 되되게 하고 상기 제1 및/또는 제2 동기 정류형 트랜지스터가 상기 스위칭 트랜지스터와 반대로 스위칭 동작을 수행하게 하도록 상기 스위칭 동작에 대하여 스위칭 제어를 수행하는 제어 회로부;
    를 포함하며
    상기 제어 회로부는 상기 타이밍 조정 회로로부터 상기 동기 정류형 트랜지스터의 구동 성능을 감소시키기 위한 신호가 입력되는 동안 상기 인덕터를 방전시키기 위하여 상기 제2 동기 정류형 트랜지스터를 사용하고 상기 제1 동기 정류형 트랜지스터를 전기적 연결을 차단하기 위하여 턴오프하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 회로부는 상기 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭하여 상기 출력 단자의 전압으로 출력하는 오차 증폭 회로를 포함하며,
    상기 기설정된 시간은 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 기동시에 상기 오차 증폭 회로의 출력 전압이 상기 오차 증폭 회로가 기동된 후 기설정된 값 이상이 되게 하는데 필요한 시간 이상인 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  6. 기설정된 출력 단자로부터 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 전압으로 출력하는 전력 공급 장치에 있어서,
    상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터;
    상기 출력 단자에 상기 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 출력 단자로 출력하는 선형 레귤레이터; 및
    외부로부터의 제어 신호 입력에 따라 상기 선형 레귤레이터와 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 구동을 제어하는 타이밍 조정 회로부;
    를 포함하며,
    상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터는 상기 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭하여 상기 출력 단자의 전압으로 출력하는 오차 증폭 회로를 포함하고, 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 기동시에 상기 오차 증폭 회로가 기동된 후 상기 오차 증폭 회로의 출력 전압이 기설정된 값 이상이 될 때까지 인덕터를 충전시키는 스위칭 트랜지스터 및 상기 인덕터를 방전시키는 동기 정류형 트랜지스터 각각을 전기적 연결을 차단하기 위하여 강제로 턴오프하는 전력 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭 및 구동을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력되면, 상기 타이밍 조정 회로부는 상기 선형 레귤레이터 및 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 각각을 제1 기설정 시간 동안 작동시키고, 상기 제1 기설정 시간이 경과한 때에 상기 선형 레귤레이터의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기설정 시간은 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 기동시에 상기 오차 증폭 회로가 기동된 후 상기 오차 증폭 회로의 출력 전압이 상기 기설정된 값 이상이 되게 하는데 필요한 시간 이상인 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  9. 입력 단자로 입력된 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 기설정된 출력 단자에서 출력 전압으로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 및 선형 레귤레이터를 구비하고, 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 동기 정류형 스위칭 레귤 레이터 또는 상기 선형 레귤레이터 중 하나를 스위칭하여 작동시키는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법에 있어서,
    제1 기설정 시간 동안 상기 선형 레귤레이터를 작동시키는 단계; 및
    상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때, 상기 제1 기설정 시간보다 더 긴 제2 기설정 시간이 경과할 때까지 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 동기 정류형 트랜지스터의 전류 구동 성능을 감소시키는 단계;
    를 포함하는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 선형 레귤레이터의 동작은 상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력된 후 상기 제1 기설정 시간이 경과된 때에 정지되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법.
  11. 입력 단자로 입력된 입력 전압을 기설정된 전압으로 변환한 후 기설정된 출력 단자에서 출력 전압으로 출력하는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터 및 선형 레귤레이터를 구비하고, 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 동기 정류형 스위칭 레귤 레이터 또는 상기 선형 레귤레이터 중 하나를 스위칭하여 작동시키는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법에 있어서,
    상기 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때 상기 출력 단자의 전압으로서 상기 출력 전압에 비례하는 비례 전압과 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭함으로써 얻어진 신호 전압이 기설정 값 이상이 될 때까지 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 전압 출력을 강제로 정지시키는 단계를 포함하는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선형 레귤레이터는 상기 선형 선형 레귤레이터로부터 상기 동기 정류형 스위칭 레귤레이터로의 스위칭을 나타내는 상기 외부로부터의 제어 신호가 입력될 때 상기 비례 전압과 상기 기설정된 기준 전압 사이의 전압 편차를 증폭함으로써 얻어진 신호 전압이 기설정 값 이상이 될 때까지 작동되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치의 동작 제어 방법.
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