KR20090091128A - 전류 제한 검출기를 이용한 전류 제한 제어 - Google Patents

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Abstract

모바일 디바이스와 같은 디바이스는 단락 회로와 출력 과부하 사건에 노출될 수 있다. 그러한 사건으로부터의 보호를 위해서, 모바일 디바이스는 통상적으로 미리 프로그램된 전류 제한치를 초과하지 않도록 전류를 제한하는 회로를 포함한다. 본 발명의 각종 실시예는 미리 프로그램된 전류 제한치를 검출하고 그 검출에 응답하여 전류를 제한하기 위한 디바이스 및 방법을 포함한다. 일부 실시예에서, 전류 제한 검출기와 전류 제한 제어기 회로 둘다는 스케일된 전류 스위치들을 포함한다. 그 스케일은 미리 프로그램된 전류 제한 검출기와 전류 제한 제어기 회로 간에 실질적으로 유사할 수 있다.
모바일 디바이스, 전류 제한, 부하 스위치, 전류 스위치, 단락 회로

Description

전류 제한 검출기를 이용한 전류 제한 제어{CURRENT LIMIT CONTROL WITH CURRENT LIMIT DETECTOR}
본 발명은 일반적으로 모바일 디바이스에서의 전력 관리에 관한 것으로, 더 구체적으로는 부하 스위치와 같은 디바이스 어플리케이션에서의 전류 제한 제어기에 관한 것이다.
전류 제한은 부하에 전달할 전류에 대한 상한을 두는 것이다. 전류 제한의 통상의 목적은 예컨대 단락 회로 등으로 인한 해로운 영향으로부터 회로의 업 또는 다운스트림을 보호하는 것이다. 전원 및 어댑터에 이용하는 부하 스위치 어플리케이션에서, 전류는 부하 스위치 설정치 아래로 제한될 수 있다. 부하 스위치 어플리케이션은 각종 주변 디바이스에 대한 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus : USB) 커넥터의 전력선을 구동하는 것을 포함한다. 부하 스위치 디바이스의 예로는, 외부 전력 포트를 보호하고 휴대형 전자 제품의 배터리 수명을 연장시키도록 설계된 집적 회로(IC)로서, 어드밴스드 아날로직 테크놀로지스사(Advanced Analogic Technologies, Inc.)(캘리포니아주 서니베일)에서 제조한 전류 제한 부하 스위치 디바이스를 포함한다. 그러한 부하 스위치 디바이스는 예컨대 부하 전류의 큰 변화에 대하여 입력 공급을 보호하는(그렇지 않은 경우에는 그 공급이 규정 범 위를 벗어나게 됨) 집적 전류 제한 회로로 동작한다.
전류 제한 디바이스로서, 부하 스위치는 부하 스위치 설정치까지 전류를 끌어당길 수 있다. 전류가 부하 스위치 설정치를 초과하면, 부하 스위치 내의 전류 제한 회로가 부하 스위치를 흐르는 전류를 제한한다. 통상적으로, 부하 스위치 전류 제한치를 설정하는 데에는 저항기(IC의 외부 또는 내부)를 이용한다. 통상적으로, 부하 스위치의 동작 전압 범위 내에서, 설계자가 선택한 저항값에 기초하여 단일의 전류 제한치를 설정한다. 넓은 동작 전압 범위(및 이에 따라 넓은 부하 전류 범위)에 단일 저항기를 이용하는 것의 한가지 단점은 정밀도의 손실이다. 이러한 손실은, 저항값 및 허용오차가 통상적으로 검출 가능한 전류 증가의 입도(granularity)의 레벨을 결정하기 때문에, 발생할 수 있다.
예컨대, 시스템 설계에서, 사용자는 저항값 RSET를 갖는 저항기를 선택한다. 사용자는 또한 저항값과 연관되는 전류 제한치를 규정함으로써, 두 파라미터 간의 일대일 대응을 확립한다. 전류 제한치는 설계자가 임의로 선택 가능하며 그리고 전류 제한 제어기에 의해 제어된다.
그러므로, 전류 제한 제어기의 설계의 개선이 요구된다. 한가지 바람직한 형태는 미리 정해진 전류 제한치를 초과하지 않도록 회로에서 흐르는 피크 전류를 제한하는 것을 생각할 수 있다.
본 발명은 전술한 관찰에 부분적으로 기초한 것이며, 그 목적에 따라 본 발명의 다양한 실시예들은 미리 정해진 전류 제한치를 초과하지 않도록 전류를 제한하기 위한 디바이스 및 방법을 포함한다. 전류 제한치는 전류 제한 검출기에 의해 검출되는 사용자가 결정한 전류 제한치일 수 있다. 일반적으로, 전류 제한치를 검출하기 위한 디바이스의 각종 구현예들은 대응하는 사용자가 규정한 전류 제한치와 연관되는 단일의 저항 디바이스를 이용할 수 있다. 전류 제한 제어기의 일 구현예는 제어 방식으로 전류를 감소 및 유지하도록 순차로 온(ON), 오프(OFF)되도록 구성된 전류 스위치를 포함한다. 전류 스위치는 전류 제한 검출기에 포함되는 전류 스위치와 거의 동일하게 스케일될 수 있다. 제안하는 새로운 구현예는 통상 유연하고 전류 제한치의 검출과 전류의 제한에 효율적인 다수의 독립된 컴포넌트나 집적 회로(IC)를 이용한다. 구체적인 설명을 위해서, 다수의 예시적인 실시예들을 이하 상세히 설명한다.
일 실시예에 따르면, 전류 제한 검출기를 이용하여 전류 제한을 제어하기 위한 디바이스는, 전류 제한 제어기와, 전류 제한 검출기와, 전류 제한부를 포함한다. 전류 제한 제어기는 전류 스위치를 포함한다. 전류 제한 검출기는 사용자 규정 전류 제한치를 검출하고 그 사용자 규정 전류 제한치와 연관된 신호를 생성하도록 구성된다. 전류 제한부는 증폭기, 미리 정해진 라지 스케일의 라지 스케일 트랜지스터 및 미리 정해진 스몰 스케일의 스몰 스케일 트랜지스터를 포함한다. 상기 미리 정해진 라지 스케일과 상기 미리 정해진 스몰 스케일 간의 비율은 각각 상기 스몰 스케일 트랜지스터와 상기 라지 스케일 트랜지스터를 흐르는 스몰 스케일 전류와 라지 스케일 전류 간의 비율을 제어하도록 미리 설정된다. 상기 스몰 스케일 트랜지스터 및 상기 라지 스케일 트랜지스터는 상기 전류 제한 검출기로부터의 신호에 응답한다. 상기 증폭기는 상기 전류 스위치로부터의 제어 신호에 응답하여 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하도록 구성된다.
그러한 디바이스는 상기 증폭기의 입력들 사이에 개재되어 연결되고 차동 전류가 흐르게 하도록 구성된 저항기를 더 포함할 수 있다. 상기 차동 전류는 상기 스몰 스케일 전류와 상기 라지 스케일 전류에 기초할 수 있다. 상기 저항기를 통해 흐르는 차동 전류는 상기 차동 입력 전압을 생성한다. 상기 저항기는 전류 감지 저항기를 포함할 수 있다. 상기 디바이스는 상기 스몰 스케일 트랜지스터의 출력에 연결되고 상기 스몰 스케일 전류를 전압으로 변환하도록 동작하는 전류 제한 변환기를 더 포함할 수 있다.
그러한 디바이스에서, 상기 전류 제한 제어기는 복수의 상기 전류 스위치를 포함할 수 있다. 상기 전류 스위치는 스케일될 수 있으며 상기 미리 정해진 라지 스케일과는 상이한 스케일을 가질 수 있다. 상기 전류 제한 검출기는 하나 이상의 스케일된 전류 제한 스위치들을 포함할 수 있고, 상기 스케일된 전류 제한 스위치들의 스케일들 중 하나는 상기 전류 스위치의 스케일에 대응할 수 있다.
상기 제어 신호는 복수의 전류 스위치를 통해 흐르는 전류들의 합일 수 있다. 상기 제어 신호는 상기 사용자 규정 전류 제한치와 연관될 수 있다. 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치를 초과하는 경우, 상기 라지 스케일 전류를 상기 사용자 규정 전류 제한치로 감소시키는 것과, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치 아래인 경우, 상기 라지 스케일 전류를 그것이 상기 사용자 규정 전류 제한치에 실질적으로 도달할 때까지 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 증폭기는 입력들을 포함할 수 있다. 이들 입력 중 하나는 반전 입력일 수 있고, 다른 하나는 비반전 입력일 수 있다. 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하기 위해서, 상기 증폭기는 또한 그것의 입력들에 인가되는 차동 입력 전압에 응답하여 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 증폭기는 또한 그것의 입력들에 인가되는 차동 입력 전압에 응답하여 출력을 생성하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전류 제한 검출기를 이용하여 전류 제한을 제어하기 위한 방법으로서, 전류 제한 제어기에서, 전류 제한 검출기로부터 신호를 수신하는 단계와, 전류를 제어하는 단계를 포함한다. 상기 신호는 사용자 규정 전류 제한치와 연관된다. 상기 전류를 제어하는 단계는, 실질적으로 상기 사용자 규정 전류 제한치 아래로 전류를 유지하도록 행해진다. 그러한 제어는 각각 라지 스케일 트랜지스터와 스몰 스케일 트랜지스터를 흐르는 라지 스케일 전류와 스몰 스케일 전류를 조절하고, 상기 전류를 생성하도록 결합함으로써 행해질 수 있다. 상기 조절은 수신한 상기 신호에 응답하여 상기 전류 제한 제어기에서 하나 이상의 전류 스위치들을 동작시킴으로써 행해진다.
그러한 방법에서, 상기 스몰 스케일 트랜지스터와 연관된 미리 정해진 스케일과 상기 라지 스케일 트랜지스터와 연관된 미리 정해진 라지 스케일 간의 비율에 기초하여 상기 스몰 스케일 전류와 상기 라지 스케일 전류 간의 비율을 미리 설정할 수 있다. 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치를 초과하는 경우, 상기 라지 스케일 전류를 상기 사용자 규정 전류 제한치로 감소시키는 것과, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치 아래인 경우, 상기 라지 스케일 전류를 그것이 상기 사용자 규정 전류 제한치에 실질적으로 도달할 때까지 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
그러한 방법에서, 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 또한 증폭기의 입력들에 인가되는 차동 입력 전압에 응답할 수 있다. 상기 하나 이상의 전류 스위치들은 스케일될 수 있다. 상기 전류 제한 검출기는 하나 이상의 스케일된 전류 제한 스위치들을 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 전류 제한 스위치들의 스케일들은 상기 하나 이상의 전류 스위치들의 각각의 스케일들에 대응할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전류 제한을 제어하는 디바이스는, 전류 스위치와, 미리 정해진 스몰 스케일의 스몰 스케일 트랜지스터와, 미리 정해진 라지 스케일의 라지 스케일 트랜지스터와, 증폭기를 포함한다. 상기 스몰 스케일 트랜지스터는 스몰 스케일 전류를 전도하도록 구성되며 오프될 때 상기 스몰 스케일 전류의 전도를 차단하도록 동작한다. 상기 라지 스케일 트랜지스터는 라지 스케일 전류를 전도하도록 구성되며 오프될 때 상기 라지 스케일 전류의 전도를 차단하도록 동작한다. 상기 미리 정해진 라지 스케일과 상기 미리 정해진 스몰 스케일 간의 비율은 상기 스몰 스케일 전류와 상기 라지 스케일 전류 간의 비율을 제어하도록 미리 설정된다. 상기 스몰 스케일 트랜지스터 및 상기 라지 스케일 트랜지스터와 상기 전류 스위치는 전류 제한 검출기로부터의 신호의 시퀀스에 응답한다. 상기 신호는 사용자 규정 전류 제한치와 연관된다. 상기 증폭기는 상기 전류 스위치로부터의 제어 신호에 응답하여 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하도록 구성된다.
이들 실시예에서, 각종 가능한 속성들을 미리 설정할 수 있다. 상기 차동 입력 전압은 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류 간의 차에 비례할 수 있다. 상기 차동 입력 전압은 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류 간의 차에 비례할 수 있다. 그러한 조정은 또한 상기 연산 증폭기의 이득에 따라 점차적으로 또는 급속하게 이루어질 수 있다. 상기 디바이스는 집적 회로(IC)로 구현되거나 IC 내의 기능 블럭으로서 구현될 수 있다. 그러한 IC는 또한 모바일 디바이스에서 이용되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 실시예, 특징, 형태 및 이점은 후술하는 바와 같이 본원의 설명, 첨부한 청구의 범위 및 첨부한 도면으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.
본 명세서에 포함되어 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 다양한 형태를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 편의상, 전체 도면에서 동일 또는 유사한 요소에는 동일한 참조 번호를 이용할 것이다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부하 스위치 어플리케이션의 블럭도이다.
도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다른 부하 스위치 어플리케이션의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전류 제한 제어기의 회로 상세를 포함하는, 부하 스위치 어플리케이션의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부하 스위치 디바이스의 회로 상세를 도시한다.
모바일 디바이스와 같은 디바이스는 단락 회로 및 출력 과부하 사건에 노출될 수 있다. 그러므로, 전류 제한치를 검출하고 그 검출에 응답하여 공급 전류를 제한할 수 있는 회로로 디바이스를 보호하는 것이 이로울 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들은 전류 제한치를 검출하고 그 검출한 전류 제한치를 초과하지 않도록 출력 전류를 제어하기 위한 디바이스 및 방법을 포함한다. 그러한 디바이스는 전류 제한 검출기와 전류 제한 제어기 회로 둘다에 전류 스위치를 포함할 수 있다. 그러한 전류 스위치는 스케일될 수 있으며, 그 스케일은 전류 제한 검출기와 전류 제한 제어기 회로에서 거의 유사할 수 있다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부하 스위치 디바이스(106)를 구비한 어플리케이션(100)의 구현예를 도시한 블럭도이다. 도시한 바와 같이, 어플리케이션(100)은 범용 직렬 버스(USB) 포트(104)를 통해 부하 스위치 디바이스(106)에 동작가능하게 연결되는 전원 장치(102)를 포함한다. 부하 스위치 디바이스(106)는 시스템 부하(112)에 동작가능하게 연결된다.
전원 장치(102)는 USB 포트(104)에 전기 에너지를 공급하도록 구성된 디바이스 또는 시스템이다. 전원 장치(102)의 예로는 배터리, 직류(DC) 전원 장치, 화학 연료 전지, 태양 에너지, 기타 종류의 에너지 저장 시스템을 포함한다.
부하 스위치 디바이스(106)는 전류 제한 검출기(108)와 전류 제한 제어기(110)를 포함한다. 전류 제한 검출기(108)는 저항 디바이스를 이용하여 전류 제한치를 검출하도록 동작한다. 저항 디바이스는 저항기 또는 전기 저항을 제공할 수 있는(즉, 전류를 방해할 수 있는) 임의의 디바이스일 수 있다. 전류 제한 검출기(108)는 하나 이상의 비교기, 저항기, 그리고 동작가능하게 접속되어 전류 제한치를 검출하는 기능을 하는 전류 스위치(예컨대 트랜지스터)를 포함할 수 있다. 전류 제한 검출기(108)의 일 실시예에 대해서는 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
전류 제한 제어기(110)는 전류 제한 검출기(108)로부터 검출한 전류 제한치를 수신하여 부하 스위치 디바이스(106)를 통해 흐르는 전류를 제한하도록 동작한다. 전류 제한 제어기(110)는 전류 제한 변환기, 연산 증폭기, 저항기(예컨대 전류 감지 저항기), 그리고 이들에 동작가능하게 접속되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
시스템 부하(112)는 부하 스위치 디바이스(106)의 출력에 접속되는 임의의 디바이스일 수 있다. 시스템 부하(112)의 예로는 PCMCIA 카드, 컴팩트 플래시 카드 및 카메라 플래시 LED를 포함한다.
도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다른 부하 스위치 어플리케이션(116)의 블럭도이다. 어플리케이션(116)은 전원 장치(102), 부하 스위치 디바이 스(106), 시스템 부하(112), 그리고 전하 저장 디바이스(114)를 포함한다. 전원 방치(102)는 시스템 부하(112)와 전하 저장 디바이스(114) 둘다에 동작가능하게 연결되는 부하 스위치 디바이스(106)에 동작가능하게 연결된다. 어플리케이션(100)에서와 같이, 부하 스위치 디바이스(106)는 전류 제한 검출기(108)와 전류 제한 제어기(110)를 포함한다.
전하 저장 디바이스(114)는 버스트 파워를 공급하도록 구성된 에너지 저장소로서 동작한다. 전하 저장 디바이스(114)의 예로는 슈퍼캐패시터(supercapacitor)와 같은 에너지 저장 디바이스 및 부스트 컨버터(boost converter)를 포함한다. 일반적으로, 부스트 컨버터는 스위칭 모드 전원 장치로 흔히 간주되는 전압 스텝-업 컨버터이다. 에너지 저장 디바이스는, 부스트 컨버터와는 달리, 전하 저장에 기초한 것이며 전원으로서 이용될 수 있다. 수퍼커패시터는 반복적으로 충전 및 재충전되어 방전 동작들 사이에서 급속 재충전으로 순간적으로 높은 방전 전류를 제공하도록 설계된 고에너지 저장 디바이스의 일종이다. 전하 저장 디바이스(114)는 또한 부스트 컨버터, 슈퍼캐패시터 및 그 밖의 종류의 에너지 저장 디바이스의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 전하 저장 디바이스(114)는 부하 스위치 디바이스(106)의 외부에 배치될 수 있다. 그러한 실시예에서, 전하 저장 디바이스(114)는 부하 스위치 디바이스(106)와 협동하여 부하 스위치 디바이스(106)에 버스트 파워를 공급하도록 구성된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전류 제한 제어기의 회로 상세를 포함하는, 부하 스위치 어플리케이션(200)의 블럭도이다. 부하 스위치 어플리케이 션(200)은 전원 장치(102), 전류 제한 검출기(108), 전류 스위치(T10-T14), 시스템 부하(112), 그리고 전하 저장 디바이스(114)를 포함한다. 전원 장치(102)는 T12와 시스템 부하(112) 및 전하 저장 디바이스(114)에 동작가능하게 연결된다. 전류 제한 검출기(108)는 T10, T12-T14 각각의 게이트에 동작가능하게 연결된다. T10, T12-T14의 소스는 시스템 부하(112) 및 전하 저장 디바이스(114)에 동작가능하게 연결된다. T11의 입력은 전류 제한 검출기(108)에 동작가능하게 연결되고, T11의 출력은 시스템 부하(112)에 동작가능하게 연결된다. 전류 스위치(T10-T14)는 예컨대 트랜지스터일 수 있다.
전류 제한 검출기(108)는 검출한 전류 제한치를 나타내는 신호를 출력하도록 구성된다. 이 신호는 전류 스위치(T10, T12-T14) 중 어떤 것을 온으로 하고 어떤 것을 오프로 하는지를 제어하도록 구성된다. 이 신호는 예컨대 각각이 T10, T12, T13, T14를 각각 온, 오프로 하도록 동작하는 4개의 전류 스위치 제어 신호를 포함할 수 있다. T12만을 온으로 하는 경우, 출력 전류 IOUT는 T12를 통해 흐르는 전류 I12로 제한될 수 있다. T12와 T13 둘다를 온으로 하는 경우, IOUT는 전류 I12와 I13의 합으로 제한될 수 있으며, 다른 경우도 가능하다. 전류 스위치 제어 신호는 하나 이상의 단계에서 검출한 전류 제한치 이하로 실질적으로 IOUT를 감소시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해서, 일 실시예에 있어서, 전류 제한 검출기(108)는 지연 소자를 포함할 수 있으며, 전류 스위치 제어 신호의 수가 지연 소자의 수와 연관될 수 있다. 지연 소자에 대해서는 도 3을 참조하여 더 상세하게 설명한다.
전류 스위치 T11은 전류 스위치 T10에 대한 전류 미러일 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서, 전류 스위치 T10은 라지 스케일(large scale) 전류 I10을 전도하도록 구성된 라지 스케일 트랜지스터일 수 있고, 전류 스위치 T11은 스몰 스케일(small scale) 전류 I11을 전도하도록 구성된 스몰 스케일 트랜지스터일 수 있다. T10은 1X로 스케일될 수 있고, T11은 0.002X로 스케일될 수 있다. 전류 I10 및 I11은 T10와 T11의 크기 비율에 의해 결정되는 비율 사이에서 실질적으로 고정된 비율을 갖는다. 그 크기 비율은 500(1/0.002=500)일 수 있다. 따라서, T10은 T11에 대한 전류 미러이며, 스몰 스케일 전류 I11을 500배 확대시킨다.
크기 매칭은 트랜지스터 스케일(즉, 디바이스 치수 감축) 등에 있어서 트랜지스터 기준을 매칭하는 데에 중요할 수 있다. 특정 스케일(즉, 크기)의 트랜지스터들은 통상적으로 집적 회로(IC) 다이 상의 동일한 영역에 레이아웃된다.
일 실시예에 있어서, 전류 제한 검출기(108)는 또한 전류 제한 검출기에서의 전류 경로를 온, 오프로 하도록 구성된 전류 스위치를 포함한다. 전류 제한 검출기(108)와 전류 제한 제어기(110)의 설계는 상호 관련될 수 있다. 예컨대, 전류 제한 검출기(108)로부터 출력되는 각각의 전류 스위치 제어 신호는 전류 제한 검출기(108)에서의 전류 경로와 전류 I12-I14, I10 중 하나와의 관계를 나타낼 수 있다. 특정한 전류 스위치 제어 신호는 예컨대 전류 제한 검출기(108)에서의 대응하는 전류 스위치를 온으로 하는 경우에 T10을 온으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전류 제한 검출기(108)는 각각이 각각의 전류 경로 상에 흐르는 전류 I1-I4를 온, 오프하도록 구성된 전류 스위치 T1-T4를 포함하는 4개 의 전류 경로를 포함할 수 있다. 그러한 전류 I1-I4는 대응하는 전류 스위치에 비례하여, 예컨대 각각 1㎂, 1㎂, 2㎂, 4㎂인 1X, 1X, 2X, 4X로 스케일될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전류 스위치 T10, T14, T13, T12는 마찬가지로 1X, 1X, 2X, 4X로 스케일될 수 있다. 그러한 실시예에서, I10은 I1(둘다 1X로 스케일됨)에, I14는 I2(또한 둘다 1X로 스케일됨)에, I13은 I3(둘다 2X로 스케일됨), I14는 I2(둘다 4X로 스케일됨)에 대응할 수 있다.
일부 부하 스위치 어플리케이션(200)에서, 전류 제한 검출기(108)는 상이하게 구현될 수 있는데, 예컨대 전류 스위치 T10, T12-T14에 대응하는 전류 경로를 포함하지 않을 수 있다. 그러한 실시예들은 그럼에도 불구하고 각각이 전류 제한 검출기(108)로부터 출력되는 전류 스위치 제어 신호에 응답하는 스케일된 트랜지스터 T10, T12-T14를 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 전류 스위치 제어 신호들과 이들에 응답하여 온, 오프되는 각각의 전류 스위치 T10, T12-T14 간의 대응 관계는 사용자가 규정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부하 스위치 디바이스(300)의 회로 상세를 도시한다. 부하 스위치 디바이스(300)는 전류 제한 검출기(302), 전류 제한부(304), 전류 제한 제어기(306), 시스템 부하(112), 그리고 전하 저장 디바이스(114)를 포함한다.
전류 제한 변환기(310)는 전압을 전류로 변환하도록 동작한다. 전류 제한 변환기(310)는 도 3에 도시한 바와 같이 전하 회로나 임의의 부하 스위치 디바이스에 이용될 수 있다.
전류 제한 제어기(306)는 전류 제한 검출기(302), 전류 제한부(304), 그리고 시스템 부하(112) 및 전하 저장 디바이스(114)에 동작가능하게 연결된다. 전류 제한 제어기(306)는, 전류 제한 검출기(302)로부터 검출한 전류 제한치를 수신하면, 검출한 전류 제한치를 초과하지 않도록 시스템 부하(112) 및 전하 저장 디바이스(114)에 출력되는 전류 IOUT를 제어하도록 동작한다. 그러한 제한은 제어 방식으로, 예컨대 실질적으로 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 증분 단계로 행해질 수 있다. 그러한 방식은 예컨대 후술할 전류 제한 검출기(302)에 포함되는 지연 소자의 수에 따라서 점차적이거나 급속한 것일 수 있다. 전류 제한 제어기(306)는 스케일된 트랜지스터 T12, T13, T14(도 2)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, T12는 4X로 스케일되고, T13은 2X로 스케일되며, T14는 1X로 스케일된다. 스케일된 트랜지스터들 간의 크기 비율은 전류 스위치들(T1-T4)의 각각의 비율에 대응할 수 있다. 예컨대, T12는 T1에 대한 T4의 스케일(4㎂ 대 1㎂)에 대응하여 4X로 스케일될 수 있다.
전류 제한부(304)는 전류 제한 변환기(310), 연산 증폭기(314), 트랜지스터 T10 및 T11, 그리고 전류 감지 저항기(RS)를 포함한다. 트랜지스터 T10 및 T11은 스케일된다. 이 실시예에서, T10은 1X로 스케일되고, T11은 0.002X로 스케일된다.
동작시, T11을 통해 흐르는 전류 I11이 전류 제한 변환기(310)의 전류 제한치 ILIM보다 큰 경우, 연산 증폭기(314)는 전류 I11을 ILIM과 거의 같아질 때까지 감소시키려고 한다. I11이 ILIM 아래이면, 연산 증폭기(314)는 실질적으로 I11을 ILIM 이하로 유지한다. ILIM의 값은 예컨대 500×I11일 수 있다.
예시한 실시예에서, RS는 연산 증폭기(314)의 반전 입력과 비반전 입력 사이에 접속된다. 기재한 바와 같이, 연산 증폭기(314)는 비반전 입력에서 I11을 수신하고 반전 입력에서 I10(예컨대, 도 2의 IOUT)을 수신한다. 그러므로 연산 증폭기(314)에 대한 차동 입력 전압은 RS×(I11-I10)이다. 연산 증폭기(314)는 그 차동 입력 전압에 응답하여 전류를 출력하도록 동작한다. 그러한 출력 전류는 T10 및 T11의 각각의 게이트에 피드백된다.
전류 제한 제어부(304)는 전류 제한 제어기(306)와 함께 본질적으로 패스 소자의 기능을 행한다. 일반적으로, 패스 소자는 제어형 가변 저장 디바이스이다. 이것은 증폭된 에러 신호에 의해 구동될 수 있으며, 출력 전류 IOUT가 하강할 때 저항을 증가시키고 출력 전류가 상승할 때 저항을 감소시키도록 동작할 수 있다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 에러 신호는 전류 I11과 I10 간의 차분일 수 있다. 그러한 에러 신호의 증폭은 연산 증폭기(314)의 이득만에 의해서 또는 T10과 T11의 크기 비율과의 조합을 통해서 행해질 수 있다. 출력 전류의 상승 또는 하강 여부는 전류 제한 변환기(310)에 흐르는 전류 제한치 ILIM과 스몰 스케일 전류 I11 간의 관계에 따른다.
간략히, 스몰 스케일 전류 I11이 전류 제한치 ILIM보다 큰 경우, 연산 증폭기(314)는 전류 I11을 ILIM과 거의 같아질 때까지 감소시키려고 한다. 그러한 감소 는 스몰 스케일 트랜지스터 T11을 오프시킴으로써 달성될 수 있다. I11이 ILIM 아래이면, 연산 증폭기(314)는 실질적으로 I11을 ILIM 이하로 유지한다. 그러한 유지는 트랜지스터 T10 및 T11을 모두 온시킴으로써 달성될 수 있으며, 그 결과 전류가 보다 높아진다.
더 구체적으로, 스몰 스케일 전류 I11이 전류 제한치 ILIM보다 큰 경우, 전류의 밸런스(즉, I11-I10)가 RS를 통해 흐른다. 연산 증폭기에 대한 차동 입력 전압은 (I11-I10)×RS가 되며, 이것은 연산 증폭기(314)를 트리거하여 전류 I11을 ILIM과 거의 같아질 때까지 감소시키게 한다. 따라서 연산 증폭기(314)로부터의 출력 전류는 트랜지스터 T11을 오프시키고, 이것은 T11로부터 출력되는 전류를 감소시킨다. 이러한 감소는 적어도 부분적으로는 연산 증폭기(314)의 이득에 따라 점차적으로 또는 급속하게 일어날 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 보다 빠른 턴 오프가 이로울 수 있다.
I11이 전류 제한치 ILIM 아래이면, 연산 증폭기(314)로부터의 출력 전류는 T10 및 T11을 온시킴으로써, 저항 감소와 I11 증가를 보인다. 이것은 I11을 실질적으로 ILIM 이하로 유지시킬 수 있다. ILIM의 값은 예컨대 500×I11일 수 있다. 실 효과는 부하 스위치 디바이스(300)가 전류를 ILIM까지 감소시키고 그 후 실질적으로 ILIM 이하를 유지하도록 조절할 수 있다는 것이다.
출력 전류는 전류 제한 제어기(306)에 의해서 검출한 전류 제한치를 초과하지 않도록 제어된다. 전류 제한치는 전류 제한 검출기(302)에 의해 검출되며 사용자 규정 전류 제한치일 수 있다. 사용자 규정 전류 제한치는 예컨대, 패스 소자(304, 306) 양단에서 소산되는 전력의 미리 정해진 전력 제한값에 기초하여 선택될 수 있다. 집합적으로, 부하 스위치 디바이스(300)의 소자들은 협동하여 패스 소자(304, 306)에서 흐르는 전력 및 전류(즉, 전류 I10, I11)를 제어하고, 시스템 부하(112), 전하 저장 디바이스(114) 또는 둘다에 흐르는 출력 전류 IOUT를 조절한다.
저항기 RS는 전류를 전압으로 변환하도록 구성된 전류 감지 저항기일 수 있다. 일반적으로, 전류 감지 저항기는 전력 소비를 최소화하도록 저 저항으로 설계된다. 조정형 저항은 전압 강하의 형태로 흐르는 전류를 감지하며, 이것은 제어 회로(예컨대, 연산 증폭기(314))에 의해 검출 및 감시될 수 있다.
전류 제한 검출기(302)는 도 1A-B, 2의 전류 제한 검출기(108)와 거의 유사할 수 있다. 전류 제한 검출기(302)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 구현예(302)의 회로 상세는 도 3에 도시되어 있다. 그러한 구현예는 2개의 비교기(COMP1, COMP2), 전류 제한 검출 및 제어 컴포넌트(312), 4개의 전류 경로(I1-I4), 3개의 전류 스위치(T2-T4), 3개의 저항기(R1-R3), 공급 전압 단자(S), 저 참조 전압 단자(L), 고 참조 전압 단자(H), 그리고 저항 디바이스(RSET)를 포함한다. 그러한 구현예(302)는 전체 동작 전압 범위를 확대함으로써 특정한 동작 전압 범위 에서 전류 제한 검출기의 정밀도를 개선하도록 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 표 1에 예시한 바와 같이, 동작 전압 범위는 0.75V 내지 1.5V이다. 표 1은 저항 디바이스의 저항값(RSET)과 대응하는 사용자 규정 전류 제한치 간의 관계를 예시한다. 저항값을 93.75㏀에서 1.5㏁으로 4차수(24 = 16)만큼 증가시킴으로써, 전류 제한치는 마찬가지로 75㎃에서 1.3A로 4차수만큼 증가된다.
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표 1. 저항값과 대응하는 사용자 규정 전류 제한치 간의 관계
범위는 복수의 세그먼트로 분할된다. 각각의 세그먼트에서, 사용자 규정 저항값 (RSET)은 사용자 규정 전류 제한치와 연관되어 있다. 각각이 동일한 동작 전압 범위를 갖는 복수의 세그먼트가 있지만, 선택된 저항값과 규정된 전류 제한치 간에는 일대일 관계가 유지된다.
제1 세그먼트에서, 시스템 설계자는 75㎃와 150㎃ 사이의 전류 제한치와 연관되는 저항값 93.75㏀을 선택하였다. 제2 세그먼트에서, 150㎃와 300㎃ 사이의 전류 제한치와 연관되는 저항값 187.5㏀을 선택하였다. 이들 저항값 및 연관된 전류 제한치들은 사용자에 의해 규정되며, 세그먼트들 간에 중복되지 않는 한, 즉 RSET와 전류 제한치 간에 일대일 관계가 유지되는 한, 임의의 방식에 따라서 선택될 수 있다. 이것은 세그먼트들 간의 적절한 전이를 가능하게 한다. 표 1에서, 세그먼트마다, 저항값과 전류 제한치는 두배로 된다. 다른 실시예에서, 세그먼트들 사이에서, 저항값, 전류 제한치 또는 둘다가 대수적으로 또는 지수적으로 관련될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 세그먼트는 각각 ln(93750) 및 ln(187500)Ω의 RSET를 포함할 수 있다. 연관된 전류 제한치들은 대수적인 패턴에 따라, 어떤 다른 패턴에 따라, 또는 심지어 임의적으로 선택될 수 있다. 동작 전압 범위 및 또한 동작 전류 범위를 확대시킴으로써, 분해능 및 정밀도가 증가될 수 있다.
동작시, 통상적으로 파워업시, 표 1에 따른 전류 제한 검출기 방식을 포함하는 부하 스위치 디바이스는 전류 제한치를 검출한다. 예컨대, 저항값은 1.5㏁인 것으로 상정한다. 시동시, 전류 제한 검출기를 통해 흐르는 전류 ISET는 전압 VSET=RSET×ISET가 상위 동작 전압, 즉 1.5V보다 크게 되도록 될 수 있다. 그러한 경우, 전류 제한 검출기는 전류 ISET를 감소시킴으로써 응답할 수 있다. 전류 제한 검출기를 통해 흐르는 그 감소된 전류는 그럼에도 불구하고 저항 디바이스 양단에 1.5V보다 큰 전압 VSET을 생성할 수 있다. 그러한 경우에, 전류 ISET는 더 감소될 수 있다. 생성된 전압이 1.5V 아래이면, 전류는 더 이상 감소되지 않는데, 그 이유는 그 때 전류 제한 검출기가 동작 전압 범위 내에서 동작하기 때문이다. 그 때, 전류 ISET는 대응하는 전류 제한치가 무엇인지를 나타내는데, 즉 ISET와 전류 제한치의 관계에 기초하여, ISET의 결정도 전류 제한치를 설정한다. 전류 제한치는 예컨대 부하 스위치 디바이스 내의 메모리에 저장되어 있어도 된다. 이와 같이 검출한 전류 제한치는 전류 제한 검출기에 연결된 전류 제한 제어기에 전달될 수 있다. 그 후, 전류 제한 제어기는 전류 제한치 아래로 전류를 제한하고 그 레벨 이하로 유지할 수 있다.
전류 제한치는 통상적으로 부하 스위치 디바이스가 통합되거나 다른 방법으로 동작가능하게 연결되는 시스템 또는 디바이스의 설치 또는 셋업 후에 일단 검출된다. 그 후, 전류 제한치는 통상적으로 파워가 리사이클, 예컨대 파워업, 웨이크업 등과 같이 부하 스위치 어플리케이션이 재시동되기까지는 새로 검출되지 않는다. 따라서, 전류 제한 검출기는 통상적으로 휴지 상태, 즉 전류 검출 기능을 수행하지 않는 상태를 유지한다.
부하 스위치 디바이스를 통해 흐르는 총 검출 전류 ISET는 하나 이상의 단계로 변화될 수 있다. 표 1에 예시한 실시예는 총 전류 흐름의 계단식 감소에 의한 전류 제한치의 계단식 검출을 참작한다. 그러한 계단식 검출은 ISET가 전류 경로들 각각에 흐르는 전류들의 합을 포함하는 부하 스위치 디바이스에 다수의 전류 경로를 포함함으로써 달성될 수 있다. 또한, 각 전류 경로는 각자의 트랜지스터가 온 또는 오프로 될 때 해당 경로 상의 전류의 흐름을 개시 또는 정지시킬 수 있는 전류 스위치(예컨대, 트랜지스터 T1, T2, T3, T4)를 포함할 수 있다. 표 1에 예시한 실시예는 4개의 전류 경로를 포함한다. 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4)을 온으로 하는 신호들을 각각 S1, S2, S3, S4로 표시한다. 부하 스위치 디바이스의 상태는 트랜지스터들을 제어하는 신호들, 즉 집합 {S1, S2, S3, S4}의 상태이다. 인에이블 신호(EN)는 상태, 즉 어떤 개개의 신호가 활성화되는지를 규정한다. 신호 S1에 의해 제어되는 트랜지스터 T1을 갖는 전류 경류 상을 흐르는 전류 I1은 1㎂이다. 각각 트랜지스터 T2, T3, T4를 갖는 전류 경로들 상을 흐르는 전류 I2, I3, I4는 각각 1㎂, 2㎂, 4㎂이다. 주의할 점으로, 도 3에 예시한 실시예(302)는 S1 신호에 응답하여 전류 경로 I1 상을 흐르는 전류를 온, 오프로 하도록 구성된 전류 스위치 T1을 포함하지 않는다.
표 1을 되돌아가서, 예컨대, 제1 인에이블 신호(EN1)는 S1 + S2 + S3 + S4로 규정될 수 있다. 온으로 된 경우, 트랜지스터 T1-T4는 연관된 전류 I1-I4가 흐르게 하고, 오프로 된 경우, 트랜지스터 T1-T4는 연관된 전류 경로 상을 흐르는 전류를 차단한다. 따라서, EN1은 4개의 트랜지스터를 모두 온시킬 수 있다. 이 경우, 8㎂의 총 전류는 신호 S1-S4에 의해 온으로 될 때 트랜지스터 T1-T4를 통해 흐르는 전류 I1, I2, I3, I4의 합으로 이루어진다. 설명한 바와 같이, 전류 제한치는 사용자에 의해 규정된다. 설계자가 93.75㏀의 저항값 RSET를 선택한 경우, 전류 제한치는 표 1에 의해 75㎃로 설정된다. 설계자가 187.5㏀의 저항값을 선택한 경우, 전류 제한치는 150㎃로 설정된다. 설계자는 예컨대 전류 제한 검출기가 통합될 부하 스위치 디바이스에 대한 하나 이상의 어플리케이션에 기초하여 전류 제한치를 설정할 수 있다.
계단식 전류 제한치 검출은 제1 단계에서 S1-S4를 모두 활성화시켜 총 검출 전류 ISET를 초기에 8㎂로 함으로써 달성될 수 있다. 그 후, 제2 단계에서, S4를 비활성화시켜 총 전류를 4㎂(즉, I1+I2+I3=1㎂+1㎂+2㎂)로 제한할 수 있다. 제3 단계에서, S3을 또한 비활성화시켜 총 전류를 I1+I2, 즉 2㎂로 제한할 수 있다. 또한, 계단식 감소는 S2 및 그 후 S1을 비활성화시켜 전류를 I1(즉, 1㎂) 및 그 후 0㎂ 또는 거의 0㎂(예컨대, 바이어스 전류만으로 또는 바이어스 전류없이)으로 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 계단식 감소도 가능하다. 다른 각종 시퀀스의 계단식 감소 및 이에 따른 전류 제한치의 계단식 검출도 가능하다. 그러한 계단식 검출은 각종 레벨의 스텝 입도 또는 전류 증가를 포함할 수 있다.
통상적으로, 실시예는 단일의 저항값의 단일 저항 디바이스를 포함한다. 그러므로, 통상적으로 표 1의 행들 중 한 행에서의 파라미터들만이 임의의 일 실시예에 적용 가능하다. 다른 실시예들도 가능하다. 예컨대, 실시예는 병렬로 동작하는 2개 이상의 저항 디바이스를 포함할 수 있다. 그러한 실시예는 사용자 어플리케이션이 예컨대 사용자 어플리케이션으로부터 출력되는 선택 신호를 통해 저항 디바이스들을 선택하도록 할 수 있다.
전류 제한 검출 및 제어 컴포넌트(312)는 지연 소자들(FF1-FF3)(도 3에 도시 생략)을 포함할 수 있다. 지연 소자들(FF1-FF3)의 출력은 전류 제한 제어기(306)에 공급될 수 있다.
지연 소자들(FF1-FF3)은 서로 직렬로 동작가능하게 연결되어, 직렬로 상태 시퀀스를 유지하도록 동작할 수 있다. 특정한 지연 소자(예컨대, FF1)의 출력은 직렬 구성에서 그것의 뒤를 잇는 지연 소자(예컨대, FF2)의 상태로의 변화를 일으키도록 구성될 수 있다. 각 상태는 전류 제한 제어기(306)에 포함된 하나 이상의 트랜지스터들 중 어떤 것이 온으로 되고 어떤 것이 오프로 되는지를 규정할 수 있다. 지연 소자들은 플립플롭 레지스터(FF)일 수 있다. FF의 예로는 D-FF 및 JK FF를 포함한다.
지연 소자의 포함은 전류 제한 검출기(302)가 포함된 FF의 수에 기초한 길이의 시퀀스를 기억하도록 할 수 있다. 예시한 실시예에서, 전류 제한 검출기(302)는 예컨대 COMP1에 동작가능하게 연결된 3개의 FF(즉, FF1, FF2, FF3)를 포함하며, 따라서 전류 제한 검출기는 길이의 시퀀스 3(COMP1의 동작에 대하여)을 기억하도록 구성된다. 대안적인 실시예로서, 보다 많거나 적은 지연 소자를 포함할 수 있다. 지연 소자의 수가 증가할수록, 기억할 수 있는 시퀀스의 길이, 그리고 달성가능한 전류 분해능도 증가한다. 예컨대, 표 1에서 규정한 인에이블 신호 EN1을 포함하는 실시예에 있어서, 상태 시퀀스는 8㎂(I1-I4 모두)가 흐르고 있는 제1 상태로부터 4㎂(I1-I3, 그러나 I4는 제외)가 흐르고 있는 제2 상태로, 그리고 그 제2 상태로부터 2㎂(I1 및 I2, 그러나 I3 및 I4는 제외)가 흐르고 있는 제3 상태로 ISET의 계단식 감소를 허용한다.
1.5V 참조 전압과 같은 값들, 즉 COMP1과 연관된 고 임계 전압(또는 상태 트립 포인트), COMP2와 연관된 저 임계 전압 0.75V, 또는 둘다는 저항기 허용오차(예컨대, 저항기 R1-R3 중 하나 이상) 때문에 변할 수 있다. 저항기 허용오차의 예로는 5%, 10% 및 그 이상을 포함한다. 이들 값은 또한 레일(rail) 전압(전원 장치(102)와 같은, 전원 장치가 공급하는 전압)의 변동으로 인해 변할 수 있다. 도 3의 실시예에서, 레일 전압은 2.0V이다.
본원에 개시한 실시예들의 다양한 구성도 가능하다. 예컨대, 트랜지스터들(예컨대, T2-T4, T10-T14)은 접합 전계 효과 트랜지스터(FET), 금속 산화물 반도체 FET(MOSFET) 또는 이들의 조합 등, 전계 효과 트랜지스터(FET)를 포함할 수 있다. 트랜지스터들은 또한 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT)를 포함할 수 있는데, 여기서 이전의 게이트(FET의 용어)에 대한 참조는 이미터(BJT의 용어)에 대응한다. 전류 제한부(304)는 전류 감지 저항기(예컨대, RS) 이외의 저항기를 포함할 수 있다. 그러나, 일부 구성에서, 이것은 최적의 성능보다 못한 결과를 초래할 수 있다. 예컨대, 전력 소비가 최적으로 최소화되는 것보다 못하거나, 컴포넌트의 수가 더 많이 필요하다는 것 등이다. 일부 실시예에서, 전하 저장 디바이스(114)는 부하 스위치 디바이스(300)의 외부에 위치하여 그것과 협동하도록 구성될 수 있다.
부하 스위치 디바이스(300)는 또는 그 일부는 다수의 방법으로 구현될 수 있다. 독립적인 컴포넌트들을 이용하여 구현하거나, 바람직하게는 IC로 구현되거나 IC 내의 기능 블럭으로서 구현될 수 있다. 그러한 IC는 또한 모바일 디바이스에서 이용되도록 구성될 수 있다. 모바일 디바이스의 예로는 랩탑, 셀 폰, PDA, 게임 보이(game boy), 다른 배터리 동작 토이 등을 포함한다.
요컨대, 본 발명에 대해서는 그의 바람직한 형태를 참조하여 매우 상세히 설명하였으나, 다른 형태도 가능하다. 그러므로, 첨부한 청구의 범위의 사상 및 범주는 본원에 포함된 바람직한 형태의 설명으로 한정되어서는 안된다.

Claims (25)

  1. 전류 제한 검출기를 이용하여 전류 제한을 제어하기 위한 디바이스로서,
    전류 스위치를 포함하는 전류 제한 제어기와,
    사용자 규정 전류 제한치를 검출하고 그 사용자 규정 전류 제한치와 연관된 신호를 생성하도록 구성된 전류 제한 검출기와,
    증폭기, 미리 정해진 라지 스케일(large scale)의 라지 스케일 트랜지스터 및 미리 정해진 스몰 스케일(small scale)의 스몰 스케일 트랜지스터를 포함하는 전류 제한부 - 상기 미리 정해진 라지 스케일과 상기 미리 정해진 스몰 스케일 간의 비율은 각각 상기 스몰 스케일 트랜지스터와 상기 라지 스케일 트랜지스터를 흐르는 스몰 스케일 전류와 라지 스케일 전류 간의 비율을 제어하도록 미리 설정되며, 상기 스몰 스케일 트랜지스터 및 상기 라지 스케일 트랜지스터와 상기 전류 스위치는 상기 전류 제한 검출기로부터의 신호에 응답하고, 상기 증폭기는 상기 전류 스위치로부터의 제어 신호에 응답하여 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하도록 구성됨 -
    를 포함하는 전류 제한 제어 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제한 제어기는 복수의 상기 전류 스위치를 포함하며, 상기 제어 신호는 복수의 전류 스위치를 통해 흐르는 전류들의 합인 전류 제한 제어 디바이 스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호는 상기 사용자 규정 전류 제한치와 연관되는 전류 제한 제어 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치를 초과하는 경우, 상기 라지 스케일 전류를 상기 사용자 규정 전류 제한치로 감소시키는 것을 포함하는 전류 제한 제어 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치 아래인 경우, 상기 라지 스케일 전류를 그것이 상기 사용자 규정 전류 제한치에 실질적으로 도달할 때까지 증가시키는 것을 포함하는 전류 제한 제어 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증폭기는 입력들을 포함하는 연산 증폭기이며, 상기 라지 스케일 전류 와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하기 위해서, 상기 증폭기는 또한 그것의 입력들에 인가되는 차동 입력 전압에 응답하여 출력을 생성하도록 구성되고, 상기 차동 입력 전압은 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류 간의 차에 비례하는 전류 제한 제어 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증폭기의 입력들 사이에 개재되어 연결되고 차동 전류가 흐르게 하도록 구성된 저항기를 더 포함하며,
    상기 차동 전류는 상기 스몰 스케일 전류와 상기 라지 스케일 전류에 기초하고, 상기 저항기를 통해 흐르는 차동 전류는 상기 차동 입력 전압을 생성하는 전류 제한 제어 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저항기는 전류 감지 저항기를 포함하는 전류 제한 제어 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 증폭기는 입력들을 포함하며, 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하기 위해서, 상기 증폭기는 또한 그것의 입력들에 인가되는 차동 입력 전압에 응답하여 출력을 생성하도록 구성되고, 상기 차동 입력 전압은 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류의 합에 비례하는 전류 제한 제어 디바 이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 증폭기의 이득에 따른 페이스(pace)로 실행되는 전류 제한 제어 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스몰 스케일 트랜지스터의 출력에 연결되고 상기 스몰 스케일 전류를 전압으로 변환하도록 동작하는 전류 제한 변환기를 더 포함하는 전류 제한 제어 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 집적 회로(IC)로 구현되거나 상기 IC 내의 기능 블럭으로서 구현되는 전류 제한 제어 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 IC는 모바일 디바이스에서 이용되도록 구성되는 전류 제한 제어 디바이스.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전류 스위치는 스케일되며 상기 미리 정해진 라지 스케일과는 상이한 스케일을 갖는 전류 제한 제어 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전류 스위치는 스케일되며, 상기 전류 제한 검출기는 하나 이상의 스케일된 전류 제한 스위치들을 포함하고, 상기 스케일된 전류 제한 스위치들의 스케일들 중 하나는 상기 전류 스위치의 스케일에 대응하는 전류 제한 제어 디바이스.
  16. 전류 제한 검출기를 이용하여 전류 제한을 제어하기 위한 방법으로서,
    전류 제한 제어기에서, 전류 제한 검출기로부터, 사용자 규정 전류 제한치와 연관된 신호를 수신하는 단계와,
    각각 라지 스케일 트랜지스터와 스몰 스케일 트랜지스터를 흐르는 라지 스케일 전류와 스몰 스케일 전류를 조절하고 상기 전류를 생성하도록 결합함으로써 실질적으로 상기 사용자 규정 전류 제한치 아래로 전류를 유지하도록 전류를 제어하는 단계 - 상기 조절은 수신한 상기 신호에 응답하여 상기 전류 제한 제어기에서 하나 이상의 전류 스위치들을 동작시킴으로써 행해짐-
    를 포함하는 전류 제한 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스몰 스케일 트랜지스터와 연관된 미리 정해진 스케일과 상기 라지 스 케일 트랜지스터와 연관된 미리 정해진 라지 스케일 간의 비율에 기초하여 상기 스몰 스케일 전류와 상기 라지 스케일 전류 간의 비율을 미리 설정하는 전류 제한 제어 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치를 초과하는 경우, 상기 라지 스케일 전류를 상기 사용자 규정 전류 제한치로 감소시키는 것을 포함하는 전류 제한 제어 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 라지 스케일 전류가 상기 사용자 규정 전류 제한치 아래인 경우, 상기 라지 스케일 전류를 그것이 상기 사용자 규정 전류 제한치에 실질적으로 도달할 때까지 증가시키는 것을 포함하는 전류 제한 제어 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 또한 증폭기의 입력들에 인가되는 차동 입력 전압에 응답하며, 상기 차동 입력 전압은 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류 간의 차에 비례하는 전류 제한 제어 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 차동 입력 전압은 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류 간의 차에 비례하는 전류 제한 제어 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하는 것은, 상기 증폭기의 이득에 따른 페이스(pace)로 실행되는 전류 제한 제어 방법.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전류 스위치들은 스케일되며, 그들 중 적어도 하나는 상기 미리 정해진 라지 스케일과는 상이한 스케일을 갖는 전류 제한 제어 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전류 스위치들은 스케일되며, 상기 전류 제한 검출기는 하나 이상의 스케일된 전류 제한 스위치들을 포함하고, 상기 하나 이상의 전류 제한 스위치들의 스케일들은 상기 하나 이상의 전류 스위치들의 각각의 스케일들에 대응하는 전류 제한 제어 방법.
  25. 전류 제한을 제어하는 디바이스로서,
    전류 스위치와,
    스몰 스케일 전류를 전도하도록 구성되며 오프(OFF)될 때 상기 스몰 스케일 전류의 전도를 차단하도록 동작하는 미리 정해진 스몰 스케일의 스몰 스케일 트랜지스터와,
    라지 스케일 전류를 전도하도록 구성되며 오프될 때 상기 라지 스케일 전류의 전도를 차단하도록 동작하는 미리 정해진 라지 스케일의 라지 스케일 트랜지스터 - 상기 미리 정해진 라지 스케일과 상기 미리 정해진 스몰 스케일 간의 비율은 상기 스몰 스케일 전류와 상기 라지 스케일 전류 간의 비율을 제어하도록 미리 설정되며, 상기 스몰 스케일 트랜지스터 및 상기 라지 스케일 트랜지스터와 상기 전류 스위치는 사용자 규정 전류 제한치와 연관된 전류 제한 검출기로부터의 신호에 응답함 - 와,
    상기 전류 스위치로부터의 제어 신호에 응답하여 상기 라지 스케일 전류와 상기 스몰 스케일 전류를 조절하도록 구성된 증폭기
    를 포함하는 전류 제한 제어 디바이스.
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