KR20100135988A - Single inductor voltage converter - Google Patents

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KR20100135988A KR1020090054126A KR20090054126A KR20100135988A KR 20100135988 A KR20100135988 A KR 20100135988A KR 1020090054126 A KR1020090054126 A KR 1020090054126A KR 20090054126 A KR20090054126 A KR 20090054126A KR 20100135988 A KR20100135988 A KR 20100135988A
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Abstract

PURPOSE: A DC voltage converter is provided to generate DC voltages which have different levels from a single input voltage by using a single inductor. CONSTITUTION: A one end of an inductor(L) is connected to a first node. The other end of the inductor is connected to a second node. A first output voltage is outputted from one end of a first capacitor. A second output voltage is outputted from one end of a second capacitor. A first switch(S1) is located between the first node and an input. A second switch(S2) is located between the second node and a first output. A third switch(S3) is located between the second node and the ground. A fourth switch(S4) is located between the first node and the second output. The first capacitor(C1) is located between the first output and the ground. The second capacitor(C2) is located between the second output and the ground.

Description

단일 인덕터 직류 전압 변환기{SINGLE INDUCTOR VOLTAGE CONVERTER}Single Inductor DC Voltage Converters {SINGLE INDUCTOR VOLTAGE CONVERTER}

본 발명은 직류 전압 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 단일 인덕터를 이용하여 서로 다른 극성을 가진 전압을 생성하는 직류 전압 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a direct current voltage converter, and more particularly, to a direct current voltage converter using a single inductor to generate voltages having different polarities.

일반적으로 직류 전압을 다른 크기의 직류 전압으로 변환하기 위해서 고속 스위칭을 이용한 스위칭 방식의 직류 변환기가 많이 이용된다. 스위칭 방식의 직류 변환기는 전압을 낮추는 벅 변환기(buck converter)와, 전압을 높이는 부스트 변환기(boost converter)로 구분할 수 있다. In general, in order to convert a DC voltage to a DC voltage of a different size, a switching DC converter using high speed switching is widely used. The switching type DC converter may be classified into a buck converter that lowers the voltage and a boost converter that increases the voltage.

도 1a 및 도 1b는 각각 벅 스위칭 변환기와 부스트 스위칭 변환기를 예시한 회로도이다. 도 1a를 참조하면, 스위치(S1a)가 온(on) 되어 있을 때에는 출력(Vout1a)은 커패시터(C1a) 양단에 걸리는 전압이고, 스위치(S1a)가 오프(off) 되어 있을 때에는 출력(Vout1)은 입력(Vin)에서 인덕터(L1a)가 차지하는 전압만큼 떨어진 레벨의 전압이다. 스위치(S1a)가 고속으로 스위칭되면, 출력(Vout1a)은 입력(Vin1a)보다 언제나 낮은 레벨을 가지며, 인덕터(L1a)와 커패시터(C1a)에 의해 평활되어 직류 전압으로 출력된다.1A and 1B are circuit diagrams illustrating a buck switching converter and a boost switching converter, respectively. Referring to FIG. 1A, the output Vout1a is a voltage across the capacitor C1a when the switch S1a is on, and the output Vout1 is when the switch S1a is off. The voltage is at a level separated by the voltage occupied by the inductor L1a at the input Vin. When the switch S1a is switched at a high speed, the output Vout1a always has a lower level than the input Vin1a, and is smoothed by the inductor L1a and the capacitor C1a and output as a direct current voltage.

도 1b를 참조하면, 스위치(S1b)가 온 상태인 동안 인덕터(L1b)가 자화되고 커패시터(C1b)도 충전된다. 스위치(S1b)가 오프되면, 자화되었던 인덕터(L1b)가 에너지원으로 부하에 전력을 공급한다. 스위치(S1b)의 온/오프가 반복되어 정상 상태에 이르면, 출력(Vout1b)은 입력 전압(Vin1)에 인덕터(L1b) 양단의 전압이 더해져서 입력보다 언제나 높은 레벨을 가지며, 인덕터(L1b)와 커패시터(C1b)에 의해 평활되어 직류 전압으로 출력된다.Referring to FIG. 1B, the inductor L1b is magnetized and the capacitor C1b is also charged while the switch S1b is on. When the switch S1b is turned off, the magnetized inductor L1b supplies power to the load as an energy source. When the on / off of the switch S1b is repeated and reaches a steady state, the output Vout1b is always at a higher level than the input by adding the voltage across the inductor L1b to the input voltage Vin1, and the inductor L1b and The capacitor C1b is smoothed and output as a direct current voltage.

종래에 서로 다른 레벨을 가진 전압, 특히 극성이 다른 둘 이상의 전압을 동시에 얻기 위해서는, 이러한 직류 전압 변환기들을 두 개 이상 사용하여야 한다. 종래의 직류 전압 변환기는 각자 하나씩의 인덕터를 가지기 때문에 여러 개의 변환기를 구성하려면 인덕터를 변환기 수만큼 형성해야 한다. 인덕터를 칩 상에서 구현하는 것은 면적을 대단히 많이 차지하기 때문에 이를 복수 개 만들어야 한다는 것은 바람직하지 않다. 만약 용량이 작은 인덕터를 채택한다면 칩 면적을 다소 적게 차지할 수 있겠으나, 이를 위해서는 스위칭 주파수를 높이고 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있어야 하고, 이는 일반적으로 복잡한 제어 회로를 필요로 한다.Conventionally, two or more of these DC voltage converters must be used to simultaneously obtain voltages having different levels, especially two or more voltages having different polarities. Since a conventional DC voltage converter has one inductor, in order to configure several converters, an inductor must be formed by the number of converters. Implementing an inductor on a chip takes up a lot of area, so it is not advisable to make more than one. If a small inductor is used, it can occupy a smaller chip area, but this requires higher switching frequency and effective noise rejection, which usually requires complex control circuitry.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 칩 면적을 적게 차지하고 제어 회로의 복잡함을 증가시키지 않으면서 서로 다른 레벨 내지 극성을 가진 복수의 전압을 발생시키는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to generate a plurality of voltages having different levels or polarities without taking up a small chip area and increasing the complexity of the control circuit.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 전압 변환 회로는 인덕터와 제1 및 제2 커패시터 및 다수의 스위치들을 포함하며,In order to solve this problem, the DC voltage conversion circuit according to an embodiment of the present invention includes an inductor, first and second capacitors, and a plurality of switches,

상기 제1 커패시터의 일단에 나타난 전압이 제1 출력 전압으로서 출력되고, 상기 제2 커패시터의 일단에 나타난 전압이 제2 출력 전압으로 출력되고,A voltage appearing at one end of the first capacitor is output as a first output voltage, a voltage appearing at one end of the second capacitor is output as a second output voltage,

상기 다수의 스위치들은, 제1 시구간 동안 입력 전원으로부터 상기 인덕터에 에너지를 제공받아 저장하고 제2 시구간 동안 상기 인덕터에 저장된 에너지 중 일부를 상기 제1 커패시터로 전달하며 제3 시구간동안 상기 인덕터에 저장된 에너지 중 일부를 상기 제2 커패시터로 전달하도록 결선되며, 또한 상기 제1 및 제2 출력 전압이 실질적으로 직류 전압으로 나타나도록 고속으로 스위칭할 수 있다.The plurality of switches may receive and store energy in the inductor from an input power source during a first time period, transfer some of the energy stored in the inductor to the first capacitor during a second time period, and transmit the inductor for a third time period. It is wired to transfer some of the energy stored in the second capacitor, and can also be switched at high speed so that the first and second output voltages appear to be substantially DC voltages.

바람직하게는, 상기 다수의 스위치들은Advantageously, said plurality of switches

상기 제2 시구간 동안 상기 인덕터가 상기 입력 전원과 연결되도록 스위칭되며, 상기 제1 출력 전압이 실질적으로 상기 입력 전원의 전압에 상기 인덕터의 전압을 더한 값으로 출력될 수 있다.The inductor may be switched to be connected to the input power during the second time period, and the first output voltage may be output as the voltage of the input power substantially added to the voltage of the input power.

바람직하게는, 상기 다수의 스위치들은 Advantageously, said plurality of switches

상기 제3 시구간 동안 상기 인덕터가 상기 입력 전원과 분리되도록 스위칭될 수 있다.The inductor may be switched to be separated from the input power during the third time period.

바람직하게는, 상기 제1 및 2 커패시터의 각 타단은 접지 전압에 연결될 수 있다.Preferably, each other end of the first and second capacitors may be connected to a ground voltage.

본 발명의 다른 실시예에 따른 직류 전압 변환 회로는 인덕터와 다수의 커패시터들 및 다수의 스위치들을 포함하며,DC voltage conversion circuit according to another embodiment of the present invention includes an inductor and a plurality of capacitors and a plurality of switches,

상기 다수의 커패시터들 중 각 커패시터의 일단에 나타난 각각의 전압이 출력 전압들로서 출력되고,Each voltage appearing at one end of each of the plurality of capacitors is output as output voltages,

상기 다수의 스위치들은, 서로 중복되지 않는 다수의 시구간들 중 첫 시구간에 입력 전원으로부터 공급되어 상기 인덕터에 저장된 에너지 중 일부를 상기 다수의 시구간들 중 상기 첫 시구간을 제외한 매 시구간 동안마다 상기 다수의 커패시터들 중 한 커패시터에 전달하도록 결선되며, 또한 상기 출력 전압들이 직류 전압으로 나타나도록 고속으로 스위칭할 수 있다.The plurality of switches may be supplied from an input power supply in a first time period among a plurality of time periods that are not overlapped with each other, and the plurality of switches may use some of the energy stored in the inductor every time period except the first time period among the plurality of time periods. It is wired to transfer to one of the capacitors of and can also be switched at high speed so that the output voltages appear as a direct current voltage.

바람직하게는, 상기 다수의 스위치들은,Preferably, the plurality of switches,

상기 첫 시구간을 제외한 나머지 시구간들 중 적어도 한 시구간 동안 상기 인덕터가 상기 입력 전원과 연결되도록 스위칭될 수 있으며, 상기 적어도 한 시구간 동안 에너지를 전달받는 적어도 하나의 커패시터의 일단에서 출력되는 출력 전압은 실질적으로 상기 입력 전원의 전압에 상기 인덕터의 전압을 더한 값으로 출력될 수 있다.An output voltage output from one end of at least one capacitor to receive energy for the at least one time period, wherein the inductor is switched to be connected to the input power source for at least one of the remaining time periods except the first time period May be substantially output as the voltage of the input power plus the voltage of the inductor.

바람직하게는, 상기 다수의 커패시터들의 각 타단은 접지 전압에 연결될 수 있다.Preferably, each other end of the plurality of capacitors may be connected to a ground voltage.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직류 전압 변환 회로는 DC voltage conversion circuit according to another embodiment of the present invention

제1 및 제2 시구간 동안 입력 전원과 인덕터의 일단 사이를 연결하는 제1 스위치;A first switch connecting between the input power supply and one end of the inductor during the first and second time periods;

상기 제2 시구간 동안 상기 인덕터의 타단과 제1 커패시터의 일단 사이를 연결하는 제2 스위치;A second switch connecting between the other end of the inductor and one end of the first capacitor during the second time period;

상기 제1 시구간 및 제3 시구간 동안 상기 인덕터의 타단과 접지 전압 사이를 연결하는 제3 스위치; 및A third switch connecting between the other end of the inductor and a ground voltage during the first time period and the third time period; And

상기 제3 시구간 동안 상기 인덕터의 일단과 제2 커패시터의 일단 사이를 연결하는 제4 스위치를 포함하며,A fourth switch connecting between one end of the inductor and one end of the second capacitor during the third time period,

상기 제1 커패시터의 일단에서 제1 출력 전압이 출력되고, 상기 제2 커패시터의 일단에서 제2 출력 전압이 출력되며, 상기 제1 및 제2 커패시터의 타단은 접지 전압에 연결되도록 연결되고,A first output voltage is output at one end of the first capacitor, a second output voltage is output at one end of the second capacitor, and the other ends of the first and second capacitors are connected to a ground voltage,

상기 제1 내지 제4 스위치들은 상기 제1 및 제2 출력 전압이 실질적으로 직류 전압으로 나타나도록 고속으로 스위칭할 수 있다.The first to fourth switches may switch at high speed such that the first and second output voltages appear to be substantially DC voltages.

본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 인덕터를 가진 직류 전압 변환 회로를 가지고, 하나의 입력 전압로부터 서로 다른 레벨을 가진 직류 전압들을 생성할 수 있으며, 특히 다른 극성을 가진 직류 전압들을 생성할 수 있다.According to embodiments of the present invention, with a DC voltage conversion circuit having one inductor, it is possible to generate DC voltages having different levels from one input voltage, in particular to generate DC voltages having different polarities. have.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하 게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 전압 변환기를 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram illustrating a single inductor voltage converter according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 단일 인덕터 전압 변환기는 하나의 인덕터(L)와 두 개의 커패시터(C1, C2)를 포함하고, 네 개의 스위치 즉 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a single inductor voltage converter includes one inductor L and two capacitors C1 and C2, and includes four switches, namely, first to fourth switches S1, S2, S3, and S4. Include.

본질적으로, 본 발명은 제1 시구간에서 상기 인덕터(L)에 입력 전원으로부터 자기 에너지를 공급받아 저장하고, 제2 시구간에서는 상기 인덕터(L)로부터 제1 커패시터(C1)에 에너지를 전달하면서 제1 커패시터(C1) 양단에 나타난 전압을 제1 출력 전압(Vout1)으로서 출력하며, 제3 시구간에서는 상기 인덕터(L)로부터 제2 커패시터(C2)에 에너지를 전달하면서 제2 커패시터(C2)의 양단에 나타난 전압을 제2 출력 전압(Vout2)으로 출력시키고, 제1 내지 제3 시구간을 반복함으로써 두 가지 레벨을 가지는 출력을 동시에 발생시키는 회로 및 그 방법이다. In essence, the present invention receives and stores magnetic energy from an input power source in the inductor L in a first time period, while transferring energy from the inductor L to the first capacitor C1 in a second time period. The voltage shown across the first capacitor C1 is output as the first output voltage Vout1, and in the third time period, the second capacitor C2 transfers energy from the inductor L to the second capacitor C2. A circuit and a method for simultaneously generating an output having two levels by outputting a voltage shown at both ends of the second output voltage Vout2 and repeating the first to third time periods.

이때, 제2 시구간 동안에, 제1 시구간에 이어 상기 인덕터(L)에 입력 전원으로부터 에너지를 계속 공급받고 저장하는 경우에는 제1 출력 전압은 입력보다 더 높은 레벨이 될 수 있을 것이고, 반면에 제2 시구간 동안 입력 전원으로부터 상기 인덕터(L)로 에너지 공급이 끊길 경우에는 제1 출력 전압은 입력보다 더 낮은 레벨이 될 수 있다.In this case, during the second time period, when energy is continuously supplied and stored from the input power source to the inductor L following the first time period, the first output voltage may be at a higher level than the input, whereas When the energy supply to the inductor L is cut off from the input power supply for two time periods, the first output voltage may be at a lower level than the input.

나아가, 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)의 각각의 일단에서 출력 전압이 출력 되고, 각각의 타단이 접지(GND)에 접속된 경우에는, 제1 출력 전압은 양의 극성을 갖고 제2 출력 전압은 음의 극성을 갖도록 할 수 있다.Furthermore, when the output voltage is output at each one end of the first and second capacitors C1 and C2 and the other end is connected to ground GND, the first output voltage has a positive polarity and the second The output voltage can be made to have a negative polarity.

더 나아가, 추가적인 커패시터와 스위치들을 이용하고, 추가적인 시구간 동안 상기 인덕터(L)로부터 추가 커패시터로 에너지를 전달하면서 추가된 커패시터의 양단 전압을 추가적인 출력 전압으로 출력시킨다면 세 개 이상의 직류 출력 전압을 얻을 수도 있다.Furthermore, three or more DC output voltages may be obtained if additional capacitors and switches are used and the voltage across the added capacitor is output as an additional output voltage while transferring energy from the inductor (L) to the additional capacitor for an additional period of time. have.

구체적으로, 도 2의 실시예에서는, 인덕터(L)의 일단은 제1 노드(N1)에 접속되고, 인덕터의 타단은 제2 노드(N2)에 접속된다. 제1 노드(N1)와 입력(Vin) 사이에는 제1 스위치(S1)가 있다. 제2 노드(N1)와 제1 출력(Vout1) 사이에는 제2 스위치(S2)가 있다. 제2 노드(N2)와 접지(GND) 사이에는 제3 스위치(S3)가 있다. 제1 노드(N1)와 제2 출력(Vout2) 사이에 제4 스위치(S4)가 있다. 제1 출력(Vout1)과 접지(GND) 사이에는 제1 커패시터(C1)가 있고, 제2 출력(Vout2)과 접지(GND) 사이에는 제2 커패시터(C2)가 있다. Specifically, in the embodiment of FIG. 2, one end of the inductor L is connected to the first node N1 and the other end of the inductor is connected to the second node N2. There is a first switch S1 between the first node N1 and the input Vin. There is a second switch S2 between the second node N1 and the first output Vout1. There is a third switch S3 between the second node N2 and the ground GND. There is a fourth switch S4 between the first node N1 and the second output Vout2. There is a first capacitor C1 between the first output Vout1 and ground GND, and a second capacitor C2 between the second output Vout2 and ground GND.

각각의 스위치들에는 스위치의 온/오프를 제어하는 제어 신호들(ph1, ph2, ph3, ph4)이 인가된다. 이 제어 신호들(ph1 내지 ph4)은 외부에서 제공되며, 크게 세 시구간으로 이루어진 제어 단계들을 반복한다. 이 제어 단계들은 추후에 상세하게 설명된다.Each of the switches is applied with control signals ph1, ph2, ph3, ph4 that control the on / off of the switch. These control signals ph1 to ph4 are provided from the outside and repeat the control steps consisting of three time periods. These control steps are described in detail later.

본 발명에 따른 단일 인덕터 전압 변환기는 입력 전압(Vin)을 인가받아, 입력 전압(Vin)의 레벨보다 높아진 전압으로서 바람직하게는 양의 극성을 가진(positive) 제1 전압(Vout1)과, 입력 전압(Vin)의 레벨보다 낮아진 전압으로서 바람직하게는 음의 극성을 가진(negative) 제2 전압(Vout2)을 생성할 수 있다.The single inductor voltage converter according to the present invention is applied with an input voltage Vin, a voltage higher than the level of the input voltage Vin, preferably a positive first voltage Vout1 and an input voltage. As a voltage lower than the level of Vin, a second voltage Vout2, which is preferably negative, may be generated.

도 2의 회로를 간단히 설명하면, 정상 상태에서, 제1 출력(Vout1)은 인덕터(L)의 양단에 걸린 전압에 입력 전압(Vin)이 더해져서 입력 전압(Vin)보다 높은 전압으로, 즉 포지티브 전압으로 출력된다. 제2 출력(Vout2)은 정상 상태에서, 접지 전압보다 제2 커패시터(C2)에 걸리는 전압만큼 낮은 전압으로, 즉 네가티브 전압으로 출력된다. 이렇게 하여 하나의 변환기 회로를 가지고 극성이 서로 다른 두 개의 전압을 동시에 출력시킬 수 있다.Briefly describing the circuit of FIG. 2, in a steady state, the first output Vout1 is a voltage higher than the input voltage Vin by adding the input voltage Vin to the voltage across the inductor L, i.e., positive It is output as a voltage. In the normal state, the second output Vout2 is output as a voltage lower than the voltage applied to the second capacitor C2 than the ground voltage, that is, as a negative voltage. In this way it is possible to simultaneously output two voltages of different polarity with one converter circuit.

각각의 출력은 인덕터(L)와 커패시터들(C1, C2)에 의해 제공되는 필터링 효과에 따라 적절하게 평활되어 출력될 수 있다. 실시예에 따라서는 각각의 출력(Vout1, Vout2)과 부하 사이에 저주파 통과 필터를 추가함으로써 스위치들의 스위칭에 의해 발생하는 리플을 감소 내지 제거할 수 있다.Each output may be appropriately smoothed and output according to the filtering effect provided by the inductor L and the capacitors C1 and C2. In some embodiments, the addition of a low pass filter between the respective outputs Vout1 and Vout2 and the load can reduce or eliminate the ripple caused by switching of the switches.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 스위치에 인가하는 제어 신호들을 설명하는 표이다.3 is a table illustrating control signals applied to the switch of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

도 3과 도 2를 참조하면, 스위치들의 제어는 세 시구간으로 이루어진다. 제1 시구간(phase 1)에서는 제1 스위치(S1)가 온, 제2 스위치(S2)가 오프, 제3 스위치(S3)가 온, 제4 스위치(S4)는 오프로 된다. 이 상태에서, 전류 경로(Path1)는 입력(Vin)에서 인덕터(L)를 거쳐 접지(GND)에 이르는 경로로 형성되며, 전류에 의해 인덕터(L)가 자화된다. 제1 커패시터(C1)에 충전된 전압은 제1 출력(Vout1)으로 출력되고, 제2 커패시터(C2)에 충전된 전압이 제2 출력(Vout2)으로 출력된다.Referring to Figures 3 and 2, the control of the switches is made of three time periods. In the first time period (phase 1), the first switch S1 is turned on, the second switch S2 is turned off, the third switch S3 is turned on, and the fourth switch S4 is turned off. In this state, the current path Path1 is formed as a path from the input Vin through the inductor L to the ground GND, and the inductor L is magnetized by the current. The voltage charged in the first capacitor C1 is output to the first output Vout1, and the voltage charged in the second capacitor C2 is output to the second output Vout2.

제2 시구간(phase 2)에서는 제1 스위치(S1)는 온, 제2 스위치(S2)가 온이 되 고, 제3 스위치(S3)는 오프, 제4 스위치(S4)도 오프로 된다. 이 상태에서, 전류 경로(Path2)는 입력(Vin)에서 인덕터(L)와 제1 커패시터(C1)를 거쳐 접지(GND)에 이르는 경로로 형성되며, 인덕터(L)를 자화시키던 전류가 이제는 제1 커패시터(C1)를 흐르면서 제1 커패시터(C1)를 충전시킨다. 동작 초기에는 제1 커패시터(C1)가 아직 충분히 충전되지 않은 상태이기 때문에 제1 출력(Vout1)이 낮게 나타날 수 있지만, 동작 단계들이 충분히 반복되어 정상 상태가 되면 제1 커패시터(C1)의 양단은 입력(Vin)의 전압에 인덕터(L) 양단의 전압이 더해진 값으로 입력(Vin)의 전압보다 크게 나타난다. 한편, 이 시구간에서 제2 출력(Vout2)은 제2 커패시터(C2)에 충전된 전압이다.In the second time period (phase 2), the first switch S1 is turned on, the second switch S2 is turned on, the third switch S3 is turned off, and the fourth switch S4 is turned off. In this state, the current path Path2 is formed as a path from the input Vin through the inductor L and the first capacitor C1 to the ground GND, and the current which magnetized the inductor L is now zero. One capacitor C1 is charged to charge the first capacitor C1. In the initial stage of operation, the first output Vout1 may appear low because the first capacitor C1 is not sufficiently charged yet. The voltage at (Vin) is added to the voltage across the inductor (L) and is larger than the voltage at the input (Vin). In the meantime, the second output Vout2 is a voltage charged in the second capacitor C2.

제3 시구간(phase 3)에서는 제1 스위치(S1)는 오프, 제2 스위치(S2)도 오프가 되고, 반면에 제3 스위치(S3)는 온, 제4 스위치(S4)도 온이 된다. 이 상태에서, 전류 경로(Path3)는 입력(Vin)과는 단절되고, 자화된 인덕터(L)로부터 제3 스위치(S3), 제2 커패시터(C2) 및 제4 스위치(S4)를 거치는(즉, 시계 방향) 폐 회로로서 구성된다. 인덕터(L)에 축적된 자기장 에너지는 인덕터(L)에서 제3 스위치(S3), 제2 커패시터(C2), 제4 스위치(S4)로 흐르는 전류에 의해 제2 커패시터(C2)의 전기장 에너지로 변환되고, 제2 커패시터(C2)가 충전된다. 이때, 제2 커패시터(C2)에는 전류가 제3 스위치(S3) 쪽에서 공급되기 때문에, 제2 커패시터(C2)의 양 말단 중 제4 스위치(S4)와 접속된 말단 쪽의 전압, 즉 제2 출력(Vout2)이 다른 쪽 전압보다 더 낮으며, 제3 스위치(S3)와 접속된 말단 쪽은 접지(GND) 전압이기 때문에, 제2 출력(Vout2)은 음의 극성을 갖게 된다. 한편, 이 시구간에서 제1 출력(Vout1)은 제1 커패시터(C1)의 전압이다.In the third time period (phase 3), the first switch S1 is turned off and the second switch S2 is turned off, while the third switch S3 is turned on and the fourth switch S4 is turned on. . In this state, the current path Path3 is disconnected from the input Vin and passes through the third switch S3, the second capacitor C2 and the fourth switch S4 from the magnetized inductor L (i.e., Clockwise) as a closed circuit. The magnetic field energy accumulated in the inductor L is the electric field energy of the second capacitor C2 by the current flowing from the inductor L to the third switch S3, the second capacitor C2, and the fourth switch S4. Is converted, and the second capacitor C2 is charged. At this time, since the current is supplied to the second capacitor C2 from the third switch S3, the voltage at the terminal side connected to the fourth switch S4 of both terminals of the second capacitor C2, that is, the second output. Since Vout2 is lower than the other voltage and the terminal connected to the third switch S3 is the ground GND voltage, the second output Vout2 has a negative polarity. On the other hand, in this time period, the first output Vout1 is the voltage of the first capacitor C1.

상기 제1 시구간 내지 제3 시구간은 고속으로 반복되며, 정상 상태에 이르면 제1 출력(Vout1)은 입력(Vin)보다 높은 전압으로 출력되고, 제2 출력(Vout2)은 입력(Vin)보다 낮고 극성은 네가티브인 전압으로 출력된다.The first to third time periods are repeated at high speed, and when the steady state is reached, the first output Vout1 is output at a voltage higher than the input Vin, and the second output Vout2 is greater than the input Vin. The low polarity is output with a negative voltage.

제1 시구간 내지 제3 시구간의 지속 시간은 어느 크기의 출력을 원하는지에 따라 적절하게 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 출력(Vout1) 또는 제2 출력(Vout2)의 레벨을 높게 얻으려면, 제1 시구간의 지속 시간을 늘리고, 제2 또는 제3 시구간의 지속 시간은 줄여 얻을 수 있을 것이다.The duration of the first time period to the third time period may be appropriately determined depending on which size of output is desired. For example, in order to obtain a high level of the first output Vout1 or the second output Vout2, the duration of the first time period may be increased, and the duration of the second or third time period may be reduced.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 MOSFET을 이용하여 구현한 단일 인덕터 전압 변환기를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a single inductor voltage converter implemented using a MOSFET according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 4의 회로는 도 3의 회로와 본질적으로 동일한 구성을 가지며, 다만 도 3의 스위치들(S1 내지 S4)을 각각 PMOS(M1, M2)와 NMOS(M3, M4)로 구현한 것임을 알 수 있다. 실시예에 따라, 스위치는 적절한 다른 형태로도 구현될 수 있다.Referring to FIG. 4, the circuit of FIG. 4 has essentially the same configuration as the circuit of FIG. 3, except that the switches S1 to S4 of FIG. 3 are converted into PMOS M1 and M2 and NMOS M3 and M4, respectively. It can be seen that it is implemented. Depending on the embodiment, the switch can also be implemented in other suitable forms.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3의 MOSFET에 인가하는 제어 신호들을 설명하는 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating control signals applied to the MOSFET of FIG. 3 in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4와 도 5를 함께 참조하면, 제1 내지 제4 트랜지스터들(M1 내지 M4)의 제어는 제1 내지 제4 제어 신호들(ph1 내지 ph4)에 의해 세 단계로 이루어진다. 제1 시구간(phase 1)에서는 제1 내지 제4 제어 신호들(ph1, ph2, ph3, ph4)은 각각 로우(low), 하이(high), 하이, 로우의 레벨을 가지고, 제1 내지 제4 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4)은 각각 온, 오프, 온, 오프로 된다. 이 상태에서, 전류 경로는 입력(Vin)에서 인덕터(L)를 거쳐 접지(GND)에 이르는 경로로 형성되며, 전류에 의해 인덕터(L)가 자화된다. 제1 커패시터(C1)에 충전된 전압은 제1 출력(Vout1)으로 출력되고, 제2 커패시터(C2)에 충전된 전압이 제2 출력(Vout2)으로 출력된다.4 and 5, the control of the first to fourth transistors M1 to M4 is performed in three steps by the first to fourth control signals ph1 to ph4. In the first time period (phase 1), the first to fourth control signals ph1, ph2, ph3, and ph4 have low, high, high, and low levels, respectively. The four transistors M1, M2, M3, M4 are turned on, off, on and off, respectively. In this state, the current path is formed as a path from the input Vin through the inductor L to the ground GND, and the inductor L is magnetized by the current. The voltage charged in the first capacitor C1 is output to the first output Vout1, and the voltage charged in the second capacitor C2 is output to the second output Vout2.

제2 시구간(phase 2)에서는 제1 내지 제4 제어 신호들(ph1, ph2, ph3, ph4)은 각각 로우, 로우, 로우, 로우의 레벨을 가지고, 제1 내지 제4 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4)은 각각 온, 온, 오프, 오프로 된다. 이 상태에서, 전류 경로는 입력(Vin)에서 인덕터(L)와 제1 커패시터(C1)를 거쳐 접지(GND)에 이르는 경로로 형성되며, 인덕터(L)를 자화시키던 전류가 이제는 제1 커패시터(C1)를 흐르면서 제1 커패시터(C1)를 충전시킨다. 회로가 정상 상태에 이르면, 제1 커패시터(C1)의 양단은 입력(Vin)의 전압에 인덕터(L) 양단의 전압이 더해진 값으로 입력(Vin)의 전압보다 크게 나타난다. 한편, 이 시구간에서 제2 출력(Vout2)은 제2 커패시터(C2)에 충전된 전압이다.In the second time period (phase 2), the first to fourth control signals ph1, ph2, ph3, and ph4 have low, low, low, and low levels, respectively, and the first to fourth transistors M1, M2, M3, and M4 are turned on, on, off and off respectively. In this state, the current path is formed as a path from the input Vin through the inductor L and the first capacitor C1 to the ground GND, and the current which magnetized the inductor L is now the first capacitor ( The first capacitor C1 is charged while flowing C1). When the circuit reaches a steady state, both ends of the first capacitor C1 are larger than the voltage of the input Vin as the voltage of the inductor L is added to the voltage of the input Vin. In the meantime, the second output Vout2 is a voltage charged in the second capacitor C2.

제3 시구간(phase 3)에서는 제1 내지 제4 제어 신호들(ph1, ph2, ph3, ph4)은 각각 하이, 하이, 하이, 하이의 레벨을 가지고, 제1 내지 제4 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4)은 각각 오프, 오프, 온, 온으로 된다. 이 상태에서, 전류 경로는 입력(Vin)과는 단절되고, 자화된 인덕터(L)로부터 제3 스위치(S3), 제2 커패시터(C2) 및 제4 스위치(S4)를 거치는 폐 회로로서 구성된다. 인덕터(L)에 축적된 자기장 에너지는 인덕터(L)에서 제3 스위치(S3), 제2 커패시터(C2), 제4 스위치(S4)로 흐 르는 전류에 의해 제2 커패시터(C2)의 전기장 에너지로 변환되고, 제2 커패시터(C2)가 충전된다. 제2 출력(Vout2)은 접지(GND)보다 낮게 나타나므로 음의 극성을 갖게 된다. 이 시구간에서 제1 출력(Vout1)은 제1 커패시터(C1)의 전압이다.In the third time period (phase 3), the first to fourth control signals ph1, ph2, ph3, and ph4 have high, high, high, and high levels, respectively, and the first to fourth transistors M1, M2, M3, M4) are turned off, off, on and on, respectively. In this state, the current path is disconnected from the input Vin and is configured as a closed circuit passing from the magnetized inductor L through the third switch S3, the second capacitor C2 and the fourth switch S4. . The magnetic field energy accumulated in the inductor L is the electric field energy of the second capacitor C2 by the current flowing from the inductor L to the third switch S3, the second capacitor C2, and the fourth switch S4. Is converted to and the second capacitor C2 is charged. Since the second output Vout2 is lower than the ground GND, the second output Vout2 has a negative polarity. In this time period, the first output Vout1 is the voltage of the first capacitor C1.

상기 제1 시구간 내지 제3 시구간은 고속으로 반복되며, 정상 상태에 이르면 제1 출력(Vout1)은 입력(Vin)보다 높은 전압으로 출력되고, 제2 출력(Vout2)은 입력(Vin)보다 낮고 극성은 네가티브인 전압으로 출력된다.The first to third time periods are repeated at high speed, and when the steady state is reached, the first output Vout1 is output at a voltage higher than the input Vin, and the second output Vout2 is greater than the input Vin. The low polarity is output with a negative voltage.

제1 내지 제4 제어 신호들의 펄스 주기는 제1 내지 제3 시구간의 반복 주기이고, 각 제어 신호들의 듀티(pulse duty)는 어느 크기의 출력을 원하는지에 따라 적절하게 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 출력(Vout1) 및 제2 출력의 레벨을 높게 얻으려면, 제2 및 제3 제어 신호의 듀티를 늘리고, 제1 및 제4 제어 신호의 듀티를 줄여 얻을 수 있을 것이다.The pulse period of the first to fourth control signals is a repetition period of the first to third time periods, and the duty of each control signal may be appropriately determined depending on which size of output is desired. For example, in order to obtain high levels of the first output Vout1 and the second output, the duty of the second and third control signals may be increased, and the duty of the first and fourth control signals may be reduced.

실제 트랜지스터들로 구현할 경우에, 트랜지스터의 스위칭 동작이 순간적으로 일어나지 않기 때문에, 각 시구간의 전환 시점에서 원치 않는 단락 조건이 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 시구간에서 제2 시구간로 전환되는 시점에, 제어 신호의 타이밍에 따라 제2 트랜지스터(M2)와 제3 트랜지스터가 짧은 시간 동안 둘 다 통전 상태에 놓일 수 있다. 이 경우에 제1 트랜지스터(C1)에 충전된 전하가 순간적으로 방전되면서 회로 소자를 파괴하거나, 적어도 원하는 전압이 생성되지 않을 것이다. When implemented with real transistors, since switching operations of the transistors do not occur instantaneously, unwanted short-circuit conditions may occur at the time of switching between each time period. For example, at the time of switching from the first time period to the second time period, both the second transistor M2 and the third transistor may be in an energized state for a short time according to the timing of the control signal. In this case, the electric charge charged in the first transistor C1 is instantaneously discharged to destroy the circuit element, or at least the desired voltage will not be generated.

따라서, 이를 방지하기 위해, 실시예에 따라, 상기 트랜지스터들은 스위칭 전환 시점에 소정의 데드 타임(dead time)을 갖도록 제어될 수 있다. Therefore, in order to prevent this, according to an embodiment, the transistors may be controlled to have a predetermined dead time at the switching transition time.

예를 들어, 제1 시구간에서 제2 시구간으로 전환 시점에서, 제2 제어 신호가 그 전환 시점보다 소정의 데드 타임만큼 늦게 로우로(즉, 약간 늦게 오프에서 온으로) 전환되거나, 또는 제3 제어 신호가 그 전환 시점보다 소정의 데드 타임만큼 먼저 로우로(좀더 일찍 온에서 오프로) 전환되게 할 수 있다. 또한, 제2 시구간에서 제3 시구간으로 전환 시점에서, 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호가 그 전환 시점보다 소정의 데드 타임만큼 먼저 하이로(즉, 좀더 일찍 오프로) 전환되거나, 또는 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호가 그 전환 시점보다 소정의 데드 타임만큼 늦게 하이로(즉, 좀더 늦게 온으로) 전환되게 할 수 있다. 나아가, 제3 시구간에서 다시 제1 시구간으로 전환될 시점에서, 제1 제어 신호가 그 전환 시점보다 소정의 데드 타임만큼 늦게 로우로(즉, 약간 늦게 온으로) 전환되거나, 또는 제4 제어 신호가 그 전환 시점보다 소정의 데드 타임만큼 먼저 로우로(좀더 일찍 오프로) 전환되게 할 수 있고, 또한 제3 제어 신호가 전환 시점 전후로 소정의 데드 타임 동안 로우로 되었다가 다시 하이로(즉, 잠깐 동안 오프) 될 수 있다.For example, at the time of switching from the first time period to the second time period, the second control signal is switched low (i.e. slightly later off to on) later by the predetermined dead time than the switching time point, or It is possible to cause the three control signals to be switched low (on earlier on to off) by a predetermined dead time before their switching time. Further, at the time of switching from the second time period to the third time period, the first control signal and the second control signal are switched high (ie, earlier off) earlier by a predetermined dead time than the switching time point, or The third control signal and the fourth control signal can be switched high (i.e., later on) later by a predetermined dead time than the switching time. Further, at the time when the third time period is switched back to the first time period, the first control signal is switched low (ie, slightly later on) later by a predetermined dead time than the switching time point, or the fourth control. The signal can be switched low (off earlier) by a predetermined dead time earlier than its switching point, and the third control signal is low for a predetermined dead time before and after the switching point and then high again (i.e., Can be off for a while).

이렇게 시구간의 전환 시점에 스위치들에 데드 타임을 줌으로써, 원치 않는 전류 경로가 생기지 않도록 트랜지스터들을 제어할 수 있다.By giving the dead time to the switches at this point in time, the transistors can be controlled to avoid unwanted current paths.

도 6은 도 4의 회로 및 도 5의 제어 신호 파형으로 예시한 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 전압 변환기를 시뮬레이션한 결과로서 얻은 출력 파형을 예시한 것이다.FIG. 6 illustrates an output waveform obtained as a result of simulating a single inductor voltage converter according to an embodiment of the present invention illustrated by the circuit of FIG. 4 and the control signal waveform of FIG. 5.

시뮬레이션은, 인덕터가 2.2 uH, 커패시터는 각각 20 uF이고, 입력(Vin)은 5 V, 스위칭 시구간들의 주기는 1 usec의 조건으로 이루어졌다. 제1 시구간은 약 0.5 usec 동안 지속되고, 제2 및 제3 시구간이 각각 약 0.25 usec 동안 이어진다. 데드 타임은 제1 시구간의 끝에서는 제3 제어 신호에, 제2 시구간의 끝에서는 제1 및 제2 제어 신호에, 나아가 제3 시구간의 끝에서는, 제3 및 제4 제어 신호에 주어진다.In the simulation, the inductors were 2.2 uH, the capacitors were 20 uF, respectively, the input Vin was 5 V, and the switching time periods were 1 usec. The first time period lasts for about 0.5 usec, and the second and third time periods each last about 0.25 usec. The dead time is given to the third control signal at the end of the first time period, the first and second control signals at the end of the second time period, and further to the third and fourth control signals at the end of the third time period.

이러한 조건 하에서 도 4의 회로가 시뮬레이션되었을 경우에, 제1 출력(Vout1)이 0에서 점차 증가하여 동작을 시작한 지 0.5 msec 내에 약 +6V로 수렴하고, 제2 출력(Vout2)이 0에서 시작하여 점차 낮아져서 0.5 msec 이내에 약 -6V로 수렴하는 것을 볼 수 있다.Under these conditions, when the circuit of FIG. 4 is simulated, the first output Vout1 gradually increases from 0, converges to about + 6V within 0.5 msec, and the second output Vout2 starts at 0 Gradually lowered, you can see the convergence to about -6V within 0.5 msec.

이렇게 본 발명의 실시예들은 단일 인덕터를 가진 하나의 회로로써 극성이 서로 다른 두 개의 직류 전압을 출력할 수 있다.Thus, embodiments of the present invention can output two DC voltages having different polarities as one circuit having a single inductor.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications will fall within the scope of the invention.

도 1a 및 도 1b는 각각 벅 스위칭 변환기와 부스트 스위칭 변환기를 예시한 회로도이다.1A and 1B are circuit diagrams illustrating a buck switching converter and a boost switching converter, respectively.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 전압 변환기를 나타내는 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a single inductor voltage converter according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 스위치에 인가하는 제어 신호들을 설명하는 표이다.3 is a table illustrating control signals applied to the switch of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 MOSFET을 이용하여 구현한 단일 인덕터 전압 변환기를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a single inductor voltage converter implemented using a MOSFET according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3의 MOSFET에 인가하는 제어 신호들을 설명하는 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating control signals applied to the MOSFET of FIG. 3 in accordance with an embodiment of the present invention.

도 6은 도 4의 회로 및 도 5의 제어 신호 파형으로 예시한 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 인덕터 전압 변환기를 시뮬레이션한 결과로서 얻은 출력 파형을 예시한 것이다.FIG. 6 illustrates an output waveform obtained as a result of simulating a single inductor voltage converter according to an embodiment of the present invention illustrated by the circuit of FIG. 4 and the control signal waveform of FIG. 5.

Claims (8)

인덕터와 제1 및 제2 커패시터 및 다수의 스위치들을 포함하는 직류 전압 변환 회로에 있어서,A DC voltage converting circuit comprising an inductor, first and second capacitors and a plurality of switches, 상기 제1 커패시터의 일단에 나타난 전압이 제1 출력 전압으로서 출력되고, 상기 제2 커패시터의 일단에 나타난 전압이 제2 출력 전압으로 출력되고,A voltage appearing at one end of the first capacitor is output as a first output voltage, a voltage appearing at one end of the second capacitor is output as a second output voltage, 상기 다수의 스위치들은, 제1 시구간 동안 입력 전원으로부터 상기 인덕터에 에너지를 제공받아 저장하고 제2 시구간 동안 상기 인덕터에 저장된 에너지 중 일부를 상기 제1 커패시터로 전달하며 제3 시구간동안 상기 인덕터에 저장된 에너지 중 일부를 상기 제2 커패시터로 전달하도록 결선되며, 또한 상기 제1 및 제2 출력 전압이 실질적으로 직류 전압으로 나타나도록 고속으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.The plurality of switches may receive and store energy in the inductor from an input power source during a first time period, transfer some of the energy stored in the inductor to the first capacitor during a second time period, and transmit the inductor for a third time period. Wired to transfer a portion of the energy stored in the second capacitor, and switching at a high speed such that the first and second output voltages appear substantially as a direct current voltage. 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 스위치들은The method of claim 1, wherein the plurality of switches 상기 제2 시구간 동안 상기 인덕터가 상기 입력 전원과 연결되도록 스위칭되며, 상기 제1 출력 전압이 실질적으로 상기 입력 전원의 전압에 상기 인덕터의 전압을 더한 값으로 출력되는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.The inductor is switched to be connected to the input power source during the second time period, and the first output voltage is substantially output as the voltage of the input power source plus the voltage of the inductor. . 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 스위치들은 The method of claim 1, wherein the plurality of switches 상기 제3 시구간 동안 상기 인덕터가 상기 입력 전원과 분리되도록 스위칭되 는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.And the inductor is switched to be separated from the input power during the third time period. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 2 커패시터의 각 타단은 접지 전압에 연결되는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.The DC voltage converting circuit of claim 1, wherein each other end of the first and second capacitors is connected to a ground voltage. 인덕터와 다수의 커패시터들 및 다수의 스위치들을 포함하는 직류 전압 변환 회로에 있어서,In a DC voltage conversion circuit comprising an inductor and a plurality of capacitors and a plurality of switches, 상기 다수의 커패시터들 중 각 커패시터의 일단에 나타난 각각의 전압이 출력 전압들로서 출력되고,Each voltage appearing at one end of each of the plurality of capacitors is output as output voltages, 상기 다수의 스위치들은, 서로 중복되지 않는 다수의 시구간들 중 첫 시구간에 입력 전원으로부터 공급되어 상기 인덕터에 저장된 에너지 중 일부를 상기 다수의 시구간들 중 상기 첫 시구간을 제외한 매 시구간 동안마다 상기 다수의 커패시터들 중 한 커패시터에 전달하도록 결선되며, 또한 상기 출력 전압들이 직류 전압으로 나타나도록 고속으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.The plurality of switches may be supplied from an input power supply in a first time period among a plurality of time periods that are not overlapped with each other, and the plurality of switches may use some of the energy stored in the inductor every time period except the first time period among the plurality of time periods. And transfer at high speed so that the output voltages appear as direct current voltages. 청구항 5에 있어서, 상기 다수의 스위치들은,The method of claim 5, wherein the plurality of switches, 상기 첫 시구간을 제외한 나머지 시구간들 중 적어도 한 시구간 동안 상기 인덕터가 상기 입력 전원과 연결되도록 스위칭되며, 상기 적어도 한 시구간 동안 에너지를 전달받는 적어도 하나의 커패시터의 일단에서 출력되는 출력 전압은 실질적으로 상기 입력 전원의 전압에 상기 인덕터의 전압을 더한 값으로 출력되는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.The inductor is switched to be connected to the input power for at least one of the remaining time periods except the first time period, and an output voltage output from one end of at least one capacitor receiving energy during the at least one time period is substantially And the voltage of the input power is added to the voltage of the inductor. 청구항 5에 있어서, 상기 다수의 커패시터들의 각 타단은 접지 전압에 연결되는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.The DC voltage converting circuit of claim 5, wherein each other end of the plurality of capacitors is connected to a ground voltage. 제1 및 제2 시구간 동안 입력 전원과 인덕터의 일단 사이를 연결하는 제1 스위치;A first switch connecting between the input power supply and one end of the inductor during the first and second time periods; 상기 제2 시구간 동안 상기 인덕터의 타단과 제1 커패시터의 일단 사이를 연결하는 제2 스위치;A second switch connecting between the other end of the inductor and one end of the first capacitor during the second time period; 상기 제1 시구간 및 제3 시구간 동안 상기 인덕터의 타단과 접지 전압 사이를 연결하는 제3 스위치; 및A third switch connecting between the other end of the inductor and a ground voltage during the first time period and the third time period; And 상기 제3 시구간 동안 상기 인덕터의 일단과 제2 커패시터의 일단 사이를 연결하는 제4 스위치를 포함하며,A fourth switch connecting between one end of the inductor and one end of the second capacitor during the third time period, 상기 제1 커패시터의 일단에서 제1 출력 전압이 출력되고, 상기 제2 커패시터의 일단에서 제2 출력 전압이 출력되며, 상기 제1 및 제2 커패시터의 타단은 접지 전압에 연결되도록 연결되고,A first output voltage is output at one end of the first capacitor, a second output voltage is output at one end of the second capacitor, and the other ends of the first and second capacitors are connected to a ground voltage, 상기 제1 내지 제4 스위치들은 상기 제1 및 제2 출력 전압이 실질적으로 직류 전압으로 나타나도록 고속으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 직류 전압 변환 회로.And said first to fourth switches switch at high speed such that said first and second output voltages appear substantially as direct current voltages.
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