KR20110104992A - 다중―레벨 공급 스테이지의 제어 - Google Patents

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Abstract

전압원; 제 1 단자가 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터를 포함하고, 상기 복수의 커패시터들 양단에 복수의 출력 전압들 각각이 형성되는 버크-부스트 컨버터로서, 상기 복수의 전압들 각각의 에러를 결정하기 위한 에러 결정 수단; 상기 결정된 에러들에 따라 상기 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하도록 구성된 내부 제어 루프; 및 상기 결정된 에러들에 따라 버크 모드와 부스트 모드 간의 스위칭을 제어하는데 적합한 외부 제어 루프를 추가로 포함하는, 상기 버크-부스트 컨버터가 기술된다.

Description

다중―레벨 공급 스테이지의 제어{CONTROL OF MULTI-LEVEL SUPPLY STAGE}
본 발명은 효율적인 전력 관리 방법과 단일 전압원으로부터 다중 공급 전압을 공급하는 장치에 관한 것이다.
현대의 제 4 세대 무선 핸드셋 솔루션에서, 전력 관리 집적 회로(PMIC)가 예를 들면 디지털 코어들, 입력부들/출력부들, 아날로그 회로들 및 전력 증폭 단들을 포함한 다양한 블록들에 전력을 공급하는 상이한 값들의 전압들 어레이를 생성할 것이라고 기대한다. 이러한 블록들은 상이한 전압 요구조건들을 가질 것이다. 그 전압들은 2.6V와 5.5V 사이의 통상적인 값인 단자 전압을 가지는 단일 리튬 이온 셀로부터 생성되도록 요구될 것이다.
상기를 제공하기 위하여, 도 1에서 설명되는 소위 말하는 H-브릿지 벅-부스트 토폴로지가 통상적으로 제공된다.
도 1에 관하여, 전압 생성 단(100)이 도시된다. 전압원(110), 통상적으로 배터리는 라인(112)에 입력 전압을 제공한다. 스위칭 제어 소자들은 스위치들(102, 103)로 형성된 버크(buck) 섹션(104)과, 스위치들(105, 106)로 형성된 부스트(boost) 섹션(109)으로 구성된다. 커패시터(107)는 용량성 기억 소자이고, 인덕터(108)는 유도성 기억 소자이다. 전압원(110)은 2.5V의 예시적인 전압 공급을 가진다. 공급 스테이지(100)은 라인(114)의 출력 전압을 제어하기 위하여 버크와 부스트 모드들 사이에서 스위칭해야 한다.
부스트 모드에서, 전압원(110), 통상적으로 배터리는 출력(114)에서의 원하는 전압보다 더 낮은 값을 가진다. 버크 모드에서, 전압원(110)은 출력(114)에서의 원하는 전압보다 더 높은 값을 가진다.
도 1에서 설명되는 바와 같은 토폴로지에 있어서의 문제점은 생성되도록 요구되는 각각의 전압에 대하여 개별 전압 생성 단(100)이 반드시 이용되어야 한다는 것이다. 즉, 전압 생성 단은 한 개 전압을 생성하는 데에만 전적으로 이용되고, n개 전압들이 요구되는 경우, n개 전압 생성 단들(100)이 요구된다. 따라서, 도 1의 전체 회로는 각각 요구되는 전압에 대하여 되풀이되어야 한다. 이것은 다수의 버크-부스트 회로들, 특히 관련된 인덕터들의 확산을 초래한다. 이것은 비용이 추가되고, 공간을 차지하고, 간섭을 생성한다.
이러한 문제점들을 극복하기 위하여, 종래에는 전력 관리 IC들을 개선하는 방법들이 제안되어 왔다. 이러한 방법들은: 온칩 인덕터들; 스위치드 커패시터 솔루션들; 다권선 변성기들을 포함한다.
전압 생성 장치를 제공하는 것이 2008년 5월 15일자로 출원된 UK 특허 출원 번호 제0808873.4(Nujira Limited)호에 보다 최근에 제안되었으며, 이 장치는 전압원; 및 인덕터를 포함하고, 상기 인덕터의 제 1 단자는 전압원에 스위칭가능하게 접속되고; 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터들을 포함하고, 각각의 복수의 전압은 복수의 커패시터들 양단에 형성된다. 따라서, 단일 인덕터, 단일 세트의 버크 스위치들, 단일 세트의 부스트 스위치들, 및 n개 커패시터들, n개 공급 전압들이 생성될 수 있다.
본 발명의 목적은 이러한 장치에 다중 전압 레벨들을 공급하기 위하여 개선된 전력 관리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전압원; 및 인덕터를 포함하고, 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되고; 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터를 포함하는 전압 생성 장치로서, 상기 복수의 전압들 각각의 에러를 결정하기 위한 에러 결정 수단, 및 상기 결정된 에러들에 따라서 상기 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하기 위한 제어 수단을 추가로 포함하는, 상기 전압 생성 장치가 제공된다.
상기 제어 수단은 수단 에러에서 가장 큰 음의 편차를 가지는 상기 복수의 출력들 중 하나와 관련된 커패시터를 스위칭가능하게 접속하도록 구성될 수 있다.
전압 생성 장치는 각각의 커패시터 양단에 형성되는 출력 전압의 에러 편차를 결정하기 위한 에러 결정 수단을 추가로 포함한다.
제어 수단은 복수의 커패시터들 중 오직 하나만이 항상 인덕터의 제 2 단자에 확실하게 접속되는 것을 확실하게 하도록 구성될 수 있다.
제어 수단은 인덕터의 제 2 단자에 복수의 커패시터들 각각을 스위칭가능하게 접속시키는 스위치 어레이에 대하여 복수의 제어 신호들을 생성하는 로직 수단을 포함하고, 상기 제어 신호들 중 하나 이상의 신호가 설정되는 경우, 최저 출력 전압과 관련된 스위치의 제어 신호는 스위치 어레이로 전달된다.
전압 생성 장치는 최대 전압이 스위칭가능하게 접속된 커패시터에 도달되었는지를 검출하고, 그것에 따라 그 커패시터를 접속 해제하는 수단을 추가로 포함한다.
전압 생성 회로는 스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하는 수단을 추가로 포함하고, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에, 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속한다.
버크-부스트 컨버터는 청구항 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전압 생성 회로를 포함하고, 복수의 커패시터 양단에 형성되는 복수의 출력 전압들의 수단 에러에 따라 버크와 부스트 동작 사이에서 스위칭하도록 컨버터를 제어하는데 적합한 제어 수단을 추가로 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 전압원; 제 1 단자가 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터들을 포함하는 버크-부스트 컨버터를 제공하는데, 여기서 복수의 출력 전압들 각각은 상기 복수의 커패시터들 양단에 형성되고, 상기 복수의 전압들 각각의 에러를 결정하기 위한 에러 결정 수단, 상기 결정된 에러들에 따라서 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하도록 구성된 내부 제어 루프, 및 상기 결정된 에러들에 따라서 버크 모드와 부스트 모드 사이에서의 스위칭을 제어하도록 구성된 외부 제어 루프를 추가로 포함한다.
에러 결정 수단은 복수의 출력 전압들 각각에 대한 에러 편차와 복수의 출력 전압들에 대한 수단 에러를 결정하고, 상기 내부 제어 루프는 복수의 에러 편차들에 따라 동작하고, 상기 외부 제어 루프는 수단 에러에 따라 동작한다.
내부 제어 루프는 최대 에러 편차를 가지는 출력 전압과 관련된 복수의 커패시터들 중 하나를 접속시키는데 적합할 수 있다.
버크-부스트 컨버터는 최대 전압이 스위칭가능하게 접속된 커패시터에 도달되었는지를 검출하고, 그것에 따라 그 커패시터를 접속 해제하는 수단을 추가로 포함한다.
버크-부스트 컨버터는 스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하여, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속시키는 수단을 추가로 포함한다.
또 다른 양태에서, 전압원; 제 1 단자자 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터를 포함하고, 상기 복수의 출력 전압들 각각은 상기 복수의 커패시터들 양단에 형성되는 전압 생성 장치를 제어하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 상기 복수의 전압들 각각의 에러를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 에러들에 따라서 상기 인덕터의 제 2 단자에 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭가능하게 접속하는 단계는 최대 음의 에러 편차를 가지는 복수의 출력 전압들 중 하나와 관련된 커패시터를 스위칭가능하게 접속하는데 적합하다.
상기 방법은 각각의 커패시터 양단에 형성되는 출력 전압의 에러 편차를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
또한, 복수의 커패시터들 중 오직 하나만이 상기 인덕터의 제 2 단자에 항상 확실하게 접속되게 하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 상기 인덕터의 제 2 단자에 복수의 커패시터들 각각을 스위칭가능하게 접속하는 스위치 어레이에 대하여 복수의 제어 신호들을 생성하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제어 신호들 중 하나 이상이 설정되는 경우, 최저 출력 전압과 관련된 스위치에 대한 제어 신호가 스위치 어레이에 전달된다.
상기 방법은 스위칭가능하게 접속되는 커패시터에 최대 전압이 검출되었는지를 검출하여, 그것에 따라 커패시터를 접속 해제하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 방법은 스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하고, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 방법은 버크-부스트 컨버터를 제어하고, 전압 생성 회로를 제어하는 단계들을 포함하고, 복수의 커패시터들 양단에 형성된 복수의 출력 전압들의 수단 에러에 따라서 버크와 부스트 동작 사이에서 스위칭하도록 컨버터를 제어하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양태에서, 전압원; 제 1 단자가 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터들을 포함하고, 상기 복수의 커패시터들 양단에 복수의 출력 전압들 각각이 형성되는 버크-부스트 컨버터를 제어하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 복수의 전압들 각각의 에러를 결정하고, 내부 제어 루프의 제어 하에 결정된 에러들에 따라 상기 인덕터의 제 2 단자에 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하는 단계; 및 외부 제어 루프의 제어 하에 상기 결정된 에러들에 따라 버크 모드와 부스트 모드 사이에서 스위칭하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 복수의 출력 전압들 각각의 에러 편차와 복수의 출력 전압들에 대한 수단 에러를 결정하는 단계, 및 복수의 에러 편차들에 따라 내부 제어 루프를 동작하고 수단 에러에 따라 외부 제어 루프를 동작하는 단계를 추가로 포함한다.
내부 제어 루프는 최대 에러 편차를 가지는 출력 전압과 관련된 복수의 커패시터들 중 하나를 접속하는데 적합하다.
상기 방법은 최대 전압이 스위칭가능하게 접속된 커패시터에 도달되었는지를 검출하여, 그것에 따라 그 커패시터를 접속 해제하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 방법은 스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하여, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 이제 첨부 도면들을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 종래 기술로 알려진 버크-부스트 컨버터를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 제어될 수 있는 버크-부스트 컨버터를 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 버크-부스트 컨버터에 관한 예시적 제어 구조를 도시하는 도면.
도 4는 도 3의 에러 결정 블록에 관한 예시적 구현을 도시하는 도면.
도 5는 도 3의 다중-가변 제어 블록에 관한 예시적 구현을 도시하는 도면.
도 6은 도 3의 최대 트립 레벨 검출기 블록에 관한 예시적 구현을 도시하는 도면.
도 7은 도 3의 최소 트립 레벨 검출기 블록에 관한 예시적 구현을 도시하는 도면.
도 8은 도 5의 가변 다중-가변 제어 블록의 최소 에러 편차 검출기 블록에 관한 예시적 구현을 도시하는 도면.
도 9는 도 2의 버크-부스트 컨버터의 출력 스위치 어레이를 도시하는 도면.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 일례로서 이제 기술된다. 당업자는 실시예들이 본 발명을 쉽게 이해하기 위하여 기술되는 것이며, 본 발명은 기술된 임의 실시예의 상세에 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 규정된다.
동일 참조 부호들이 상이한 도면들에 이용되는 이하 설명에서, 그것들은 또 다른 도면의 소자에 대응하는 한 도면의 소자를 나타낸다.
도 2를 참조하여, 제어되는 예시적 전압 공급 스테이지가 설명된다. 전압 공급 스테이지는 단일 전압원으로부터 복수의 공급 전압들을 생성하도록 단일 인덕터와 결합하여 스위치들과 커패시터들의 어셈블리를 제공한다.
도 2를 참조하여, 전력 공급 스테이지는 스위치(102, 103)와, 부스트 스위치 스테이지(209)를 포함하는 버크 스위치 스테이지(104)를 포함한다. 부스트 스위치 스테이지는 스위치(106)와 스위치 어레이(201)를 포함한다. 도 1의 인덕터(108)가 제공된다. 도 1의 커패시터(107)는 통상적으로 복수의 p개 커패시터들로 대체된다. 도시된 예 p=3에서, 복수의 커패시터들은 참조 부호 2021 내지 2023으로 표시된다. 스위치 어레이(201)는 참조 부호들 2041 내지 2043으로 표시되는 3개 출력 라인들 중 하나에 그것의 입력부에서 라인(116)의 신호를 접속한다. 통상적으로, p개 출력 라인이 있다. 커패시터들(2021 내지 2023) 각각은 제 1 단자에서의 출력 라인들(2041 내지 2043) 중 각각의 하나와 제 2 단자에서의 접지 사이에 접속되며, 접지로의 접속은 라인(203)에 제공된다.
3개 스위치들(102, 103, 106)과 인덕터(108)는 도 1의 종래의 버크-부스트 정렬의 스위치들에 대응한다. 스위치(102)는 인덕터(108)의 제 1 단자에 전압 공급(배터리(110))을 선택적으로 접속한다. 스위치(103)는 접지에 인덕터(108)의 제 1 단자를 선택적으로 접속한다. 스위치(106)는 접지에 인덕터(108)의 제 2 단자를 선택적으로 접속한다.
스위치 어레이(201)는 전술된 바와 같이 도 1의 스위치(105)를 대체한다. 스위치 어레이(201)는 라인(116)에서 인덕터(108)의 제 2 단자에 커패시터들(2021 내지 2023) 중 하나의 제 1 단자를 어느 한 시점에 접속하도록 제어된다.
인덕터(108)의 인덕턴스는 커패시터들(2021 내지 2023) 중 어느 것이 접속되는 지에 상관없이 전류가 도통하도록 한다. 스위치(201)가 공급원으로부터 접속 해제되는 경우, 관련 공급 커패시터는 각각의 출력 라인(2041 내지 2043)에 접속되는 각각의 부하(도시되지 않음)로 전류가 유입하게 한다.
커패시터들(2021 내지 2023) 중 임의 하나가 인덕터(108)에 오래 접속될수록, 각각의 출력 전압 라인(2041 내지 2043)의 각각의 공급 전압은 더 높이 올라갈 것이다. 따라서, 라인들(2041 내지 2043)의 각각의 개별 공급을 위해 범위가 제공된다.
실제로, PWM 사이클이 버크 또는 부스트 사이클 인지에 관한 결정은 인덕터 전류를 샘플링한 후에 사이클의 개시에서 취해질 수 있다. 샘플링된 인덕터 전류가 목표 전류보다 큰 경우(전압 제어에 의해 설정되는 바와 같이), 사이클은 버크 사이클인 것으로 설정된다. 샘플링된 인덕터 전류가 목표 전류보다 작은 경우에, 사이클은 부스트 사이클인 것으로 설정된다. 당업자는 버크 또는 부스트 사이클의 가능성 부여를 결정하는 원리들과 예시적 기술들을 잘 알고 있을 것이다. 예시적 기술이 사이클 시작에서의 부스트 또는 버크 모드의 결정을 위해 본 명세서에 기술되지만, 당업자는 다른 기술들이 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
부스트 모드에서, 각각의 PWM 사이클은 프리차지(precharge) 동작을 개시한다. 프리차지 동작에서, 스위치 어레이(201)의 모든 스위치들은 개방되고, 스위치(106)는 폐쇄된다. 프리차지 기간의 길이는 의존적으로 실행한다. 프리자치 기간의 함수는 인덕터(108)를 프리차지하는 것이다. 일단 프리차지 기간이 완료되면, PWM 부스트 사이클의 나머지 동안에 스위치(201)는 후술되는 바와 같이 본 발명의 예시적 장치들에 따라 제어된다. 프라차지 기간 이후에, PWM 부스트 사이클의 나머지 동안에 스위치(106)는 개방된다. 부스트 모드에서 PWM 사이클 동안 죽, 스위치(102)는 계속 '온(on)"이고, 스위치(103)는 계속 "오프(off)'이다. 따라서, 버크 스위치(104)는 배터리(110)가 부스트 사이클 동안에 인덕터(108)의 제 1 단자에 접속되도록 접속된다.
버크 모드에서 PWM 사이클 동안에, 스위치(106)는 계속 개방된다. 스위치(102, 103)는 부스트(이하의 프리자치) 모드에서와 같이 스위치 어레이(201)의 스위칭에 따라 제어된다.
또한 각각의 커패시터가 출력 라인(또는 출력 전압)과 접지 사이에 접속되는 도 2의 구성이 예시적인 것이라는 것에 주목해야 한다. 선택적으로, 예를 들면 각각의 커패시터는 상부 전압 레벨과 하부 전압 레벨 사이에 접속될 수 있다. 하나의 장치에서, 각각의 커패시터는 상부 전압 레벨과 인접한 하부 전압 레벨 사이에 접속되며, 한 커패시터는 최저 전압 레벨과 접지 사이에 접속된다.
따라서, 도 2를 참조하여, 선택적으로: 커패시터(2023)는 라인들(2043, 2042) 간에 접속되고; 커패시터(2022)는 라인들(2042, 2041) 간에 접속되고; 커패시터(2021)는 라인(2041)과 접지 사이에 접속된다.
도 3을 참조하여, 다중 레벨 공급의 생성을 위한 전체 제어 아키텍처(300)가 도시된다. 제어 아키텍처(300)는 에러 결정 블록(302)과, 다중-가변 제어 블록(304)과, 최대 트립 레벨 제어 블록(600)과, 최소 트립 레벨 제어 블록(700), PWM 제어기(306)와, 버크 스위치 블록(308) 및 부스트 스위치 제어기 블록(310)을 포함한다.
에러 결정 블록(302), 다중 가변 제어 블록(304), 최대 트립 레벨 제어 블록(600), 및 최소 트립 레벨 제어 블록(700)이 결합하여 버크-부스트 컨버터에 예시적 내부 제어 루프, 즉 제 1 제어 루프를 제공한다. PWM 제어기(306)는 버크-부스트 컨버터에 예시적 외부 제어 루프, 즉 제 2 제어 루프를 제공한다.
제어 구조(300)의 외부 제어 루프는 본질에 있어서 버크 또는 부스트 모드가 실행되는지를 결정하고 인덕터 전류를 제어하는 종래의 버크-부스트 제어기와 동일한 전반적 기능을 제공한다.
버크 또는 부스트 모드에 이용되는 종래의 버크-부스트 구성의 전압 에러 피드백은 에러 결정 블록(302)으로부터의 평균 에러(Emean) 피드백으로 기술된 실시예에서 대체되고, 그것에 관한 생성은 또한 이후에 논의된다. 평균 에러는 버크 또는 부스트 모드가 실행되는 지를 결정하기 위하여 PWM 제어기에 의해 이용된다.
공지된 버크-부스트 컨버터들에서, 단일 출력 전압이 생성되는 경우, 제어 기능은 전압 에러 피드백에 따라서 버크 또는 부스트 동작 중 하나를 선택하여, 이러한 전압 에러가 제로가 되게 구동한다. 종래의 다중 전압 구성에서, 다중 버크-부스트 컨버터들이 제공되며, 각각은 전압 에러 피드백에 기초하여 그것 자체를 제어한다.
그러나, 도 2 및 도 3에서 설명되는 구성에서, 버크 또는 부스트 모드를 결정하는 이러한 종래의 기술은 다중 출력 전압들이 있는 경우 이용될 수 없다. n-레벨 공급에 있어서, 제로가 되게 조절된 그것들의 전압 에러를 가지는 요구조건을 만족시켜야 하는 n개 출력 전압들이 있다.
에러 결정 블록(302)은 n개 출력 전압들의 n개 출력 전압 에러들이 각각의 출력 전압 노드에서의 단일 비동일 값으로 감소되는 것을 확실하게 한다. 이것은 중간(평균) 에러를 결정하고 출력 커패시터의 전압이 평균 에러 전압이 제로가 되게 구동하도록 확실하게 함으로써 달성된다. 이론적으로, 제공될 수 있는 출력 전압의 개수에 제한이 없다.
전술된 바와 같이, 외부 제어 루프는 또한 인덕터 전류를 제어하는데 이용된다. 이러한 제어 없이, 배터리 전압이 하이이고, 버크-부스트 컨버터가 계속해서 버크 모드인 경우, 평균 에러를 제어하는 의미가 없고 모든 출력 전압들은 동시에 상향으로 드리프트한다. 이것을 피하기 위하여, 외부 제어 루프는 버크 방전 또는 부스트 프리차지의 지속 기간을 변경함으로써 인덕터 전류를 제어한다.
도 4를 참조하여, 실제 전력 레일 전압들로부터 에러 전압들을 유도하고, 평균(또는 중간) 에러를 유도하는 도 3의 에러 결정 블록(302)의 실행이 설명된다.
전술된 바와 같이, 도시되고 기술되는 예시적인 구성들은 명확하게 하기 위하여 3개 공급 레벨들과 3개 전력 레일들을 설명하지만, 동일 제어 구성은 임의 개수 n에 통상적으로 적용될 수 있다.
출력 라인들(2041, 2042, 2043)의 3개 전압들(V1, V2, V3)은 3개 감산 수단들(4021, 4022, 4023)의 각각의 제 1 입력들에 인가된다. 각각의 감산 수단들(4021, 4022, 4023)에의 제 2 입력은 각각의 기준 소스들(4011, 4012, 4013)로부터 국부적으로 유도된 각각의 기준 전압들이다. 각각의 기준 전압들은 V1ref, V2ref, V3ref로 표시된다. 기준 소스들은 바람직하게는 정밀한 대역 갭 기준으로부터 얻어진다.
기준 전압들(V1ref, V2ref, V3ref)은 에러 전압들(V1error, V2error, V3error)을 생성하도록 출력 라인들(2041, 2042, 2043)의 실제 출력 전압들(V1, V2, V3)에서 감산된다. 이러한 에러 전압들은 각각의 전압 레벨의 절대 에러들을 나타낸다.
전압들(V1error, V2error, V3error)은 평균 에러 값과 복수의 에러 편차 값으로 변환된다. 평균 에러는 에러 전압들(V1error, V2error, V3error)의 평균 즉 중간을 나타낸다. 복수의 에러 편차 값들은 평균 에러로부터의 각각의 에러 전압(V1error, V2error, V3error)의 편차 값을 나타낸다.
평균은 에러 전압들(V1error, V2error, V3error)을 평균화 수단(420)에 적용함으로써 얻어진다. 평균화 수단(420)은 예를 들면, 저항기들(4031, 4032, 4033)의 네트워크에 의해 제공된다. 저항기들의 네트워크는 각각의 저항기들(4031, 4032, 4033)의 제 1 단자가 출력 라인들(2041, 2042, 2043) 중 각각의 라인에 접속된다. 저항기들(4031, 4032, 4033) 각각의 제 2 단자는 저항기(403x)의 제 1 단자가 접속되는 공통 노드에 접속된다. 저항기(403x)의 제 2 단자는 접지에 접속된다. 평균 에러는 Emean으로 표시되고, 공통 노드에 형성된다.
에러 전압들(V1error, V2error, V3error)은 평균 에러(Emean)로부터의 감산을 위해 각각의 또 다른 감산 수단들(4041, 4042, 4043)에 제 1 입력들로서 인가된다. 평균 에러(Emean)는 감산 수단들(4041, 4042, 4043) 각각에 제 2 입력으로서 제공된다. 감산 수단들(4041, 4042, 4043)은 각각의 출력 전압들(V1, V2, V3)과 관련된 각각의 에러 편차 값들(E1, E2, E3)을 제공한다. 이러한 에러 편차 값들(E1, E2, E3)은 다중 가변 제어 블록(304)으로의 입력들을 형성한다.
도 5를 참조하여, 다중 가변 제어 블록(304)의 실행이 설명된다. 다중 가변 제어 블록(304)은 최소 레벨 검출기(501); 3개 래치들(5021, 5022, 5023); OR 게이트(505); 한 쌍의 AND 게이트들(503a, 503b); 및 3개 출력 AND 게이트들(5041, 5042, 5043)을 포함한다.
통상적으로, 래치들(502)의 개수와 출력 AND 게이트들(504)의 개수는 출력 전압들의 개수에 대응하고, 그래서 이론적으로 n개 래치들과 n개 출력 AND 게이트들이 제공될 수 있다. 각각의 출력 AND 게이트는 스위치 어레이(201)의 스위치들 중 하나를 제어하는 출력을 가진다. 또한, 다중 가변 제어 루프(304)의 동작이 이제 기술된다.
입력 에러 편차 값들(E1, E2, E3)은 최소 레벨 검출기(501)로의 입력들로서 인가된다. 최소 레벨 검출기(501)는 3개 디지털 플래그 신호들(M1, M2, M3)을 출력하고, 입력 에러 편차 값들(E1, E2, E3)에 각각 대응한다. 최소 레벨 검출기는 최상위 음의, 즉 가장 큰 에러(제로에 가장 가깝지 않은)를 가지는 에러 편차를 검출한다. 그 다음, 최상위 음의 에러를 가지는 에러 편차 값과 관련된 플래그는 최소 레벨 검출기(501)에 의해 설정되고, 나머지 플래그는 설정되지 않는다.
플래그 신호들(M1, M2, M3)은 스위치들(201) 중 하나가 임의 순간에 동작하는 것을 차례로 제어하는 래치들(502) 주변의 상태 머신을 제어하는데 이용된다.
각각의 래치는 데이터 입력(D), 래치 인에이블 입력(LE), 세트 입력(SET), 리셋 입력(RS), 출력(Q) 및 반전 출력(Qbar)을 가진다. 래치들(5021, 5022, 5023)의 데이터 입력들 각각은 각각의 플래그 신호들(M1, M2, M3)을 수신하도록 접속된다. 래치들(5021, 5022, 5023)의 래치 인에이블 입력들 각각은 라인(510)의 래치 인에이블 신호(LE)를 수신하도록 접속된다. 래치들(5021, 5022, 5023)의 세트 입력들 각각은 라인들(5121, 5122, 5123)의 각각의 세트 입력(SET1, SET2, SET3)을 수신하도록 접속된다. 제 3 래치(5023)의 리셋 입력은 접속되지 않는다. 제 2 래치(5022)의 리셋 입력은 라인(5123)의 세트 신호(SET3)에 접속된다. 제 1 래치(5021)의 리셋 입력은 OR 게이트(505)의 출력에 접속되며, 라인(5123)의 세트 신호(SET3)와 라인(5122)의 세트 신호(SET2)를 그것의 입력들로서 수신한다. 제 1 래치(5021)의 출력은 AND 게이트(5041)에 관하여 제 1 입력을 형성한다. 제 2 래치(5022)의 출력은 AND 게이트(502a)에 관하여 제 1 입력을 형성한다. 제 3 래치(5023)의 출력은 AND 게이트(504b)에 관하여 제 1 입력을 형성한다. 제 1 래치(5021)의 반전 출력은 AND 게이트(503a)에 관하여 제 2 입력을 형성하고, AND 게이트(503b)에 관하여 제 2 입력을 형성한다. 제 2 래치(5022)의 반전 출력은 AND 게이트(503b)에 관하여 제 3 입력을 형성한다. 제 3 래치(5023)의 반전 출력은 접속되지 않는다. AND 게이트들(503a, 503b) 각각의 출력들은 AND 게이트들(5042, 5043)에 관하여 제 1 입력들을 형성한다. 라인(514)에 대한 부스트 프리차지 제어 신호는 AND 게이트들(5041, 5042, 5043) 각각에 관하여 제 2 입력을 형성한다.
전술된 바와 같이, 다중-가변 제어 블록(304)은 입력들로서 에러 편차 값들(E1, E2, E3)과; 래치 인에이블 입력(LE)과; 세트 입력들(SET1, SET2, SET3); 및 부스트 프리차지 입력을 수신한다. 다중 가변 제어 블록(304)은 스위치 어레이(201)의 스위치들을 제어하도록 제어 신호들을 생성하고, 그 신호들은 도 5에서 SW1, SW2, SW3로 표시된다.
통상적으로, 레지스터들(502)은 플래그들(M)의 값들을 래치한다. AND 게이트들(503)은 오직 한 개의 래치된 출력이 임의 일정 시간에 스위치들에 확실하게 전달되도록 동작한다.
AND 게이트들(504)은 부스트 프리차지 사이클 동안에 스위치 제어들로 래치들의 출력들이 불능이 되게 한다. 따라서, 임의 래치의 출력에 상관없이, 부스트 프리차지 사이클이 동작 상태가 되는 경우, 라인(514)의 신호는 출력 AND 게이트들(504)의 출력 스위치들 모두가 로우(low)가 되고, 스위치 어레이(201)의 출력 스위치 모두가 개방되도록 설정된다. 부스트 프리차지 동작이 불능이 되면, 출력 AND 게이트들(504)은 그것들의 출력에 그것들의 입력에서의 신호를 단순히 전달한다.
인터로크 메커니즘은 스위치 어레이(201)의 스위치들 중 하나만이 한 개 이상의 래치들(502)의 데이터 출력이 언제든지 하이인 경우에도 동작하게끔 하도록 AND 게이트들(503)에 의해 제공된다. 한 개 이상의 래치들(502)이 하이인 경우에, 바람직하게는 래치들 중 최저 래치만이 동작하고, 보다 더 높은 레벨들은 출력으로부터 중지하게 된다. 도 5에서 알 수 있듯이, 출력 어레이의 각각의 스위치들(예에서 3개 스위치)을 제어하는 출력 신호들은 3개 각각의 래치들의 데이터 출력들에 의해 제공된다. 최저 래치(5021)의 출력은 출력 AND 게이트(5041)에 직접 전달되고, 따라서 이 출력이 하인 경우에, 각각의 스위치는 항상 가능하게 될 것이다(부스트 프리차지가 발생하고 있지 않다고 가정한 경우). 다른 래치들의 데이터 출력들은 AND 게이트들(503)을 통해 그것들의 출력 AND 게이트들(504)에 전달되어, 특정 래치의 출력이 하이로 설정되면, 그것은 임의 낮은 래치의 출력도 또한 하이로 설정되는 경우에 그것의 관련 출력 AND 게이트에 전달되지 않는다.
개시 시에, 최저(최상위 음의) 에러 편차 값과 관련된 플래그 M은 설정되고, 래치들이 라인(510)의 제어 신호(LE)에 의해 가능케 되는 경우 각각의 래치들(502)에 래칭된다. 오직 한 플래그만이 설정되는 경우, 오직 한 래치만이 그 안에서 래칭되는 하이 값을 가지며, 따라서 오직 한 래치의 데이터 출력이 하이로 설정된다.
최상위 음의 에러 편차 값과 관련된 플래그의 설정 및 래칭은 최상위 음의 에러 편차 값을 가지는 출력 커패시터(202)는 스위치드 모드 인덕터(108)로부터 충전된다. 커패시턴스는 계속해서 충전되고, 그 결과 에러 편차 값이 작아지게 되고, 전력 공급 출력 전압이 발생하는 신호를 이상적으로 변경한다.
임의 커패시터의 변경은 최소 전압들 트립 회로(600)에 의해 모니터링되고, 적절하게 종료되고, 그것의 예시적 구현은 도 6에서 상세히 설명된다. 에러 편차 값들(E1, E2, E3)은 비교기들(6021, 6022, 6023)에 관한 각각의 제 1 입력들로서 인가된다. 비교기들에 관한 제 2 입력들은 공통 기준 신호에 의해 제공된다. 각각의 비교기는 공통 기준 신호에 의해 설정되는 트립 전압이 초과되는 지를 검출하도록 동작한다. 각 비교기들(6021, 6022, 6023)의 출력은 각각의 AND 게이트(6011, 6012, 6013)의 각각의 제 1 입력에 제공된다. AND 게이트들 각각에 관한 제 2 입력은 다중 가변 제어 블록(304)의 각각의 스위치 출력들(SW1, SW2, SW3)에 의해 제공된다(AND 게이트들(504)로부터). 이것은 현재 충전되고 있는 커패시터와 관련된 비교기 출력만이 각각의 AND 게이트들(601)의 출력들에 전달되게끔, 즉 AND 게이트들(601) 중 오직 하나만이 가능케 되게끔 한다. AND 게이트들(6021, 6022, 6023)의 출력들은 OR 게이트(302)에 관하여 입력들로서 제공되고, 그것의 출력은 라인(510)의 래치 인에이블 신호(LE)를 생성한다. 따라서, 일단 현재 충전되고 있는 커패시터의 비교기 동작이 임계치가 도달되었음을 나타내면, 커패시터의 충전은 정지되고, 래치 인에이블 신호는 현재 최고 에러 편차 값을 가지는 다음 커패시터가 충전되도록 플래그들(M)에서 래치하도록 생성된다.
비교기들(602)에 관한 입력에 대하여 최대 전압 트립을 검출하는 트립 전압과 관련된 임계치는 의존적으로 구현된다.
충전 과정 동안에, 출력 커패시터들(202) 중 하나의 커패시터 양단의 전압은 최소 허용 에러 편차 값 이하로 떨어지고, 즉 에러 편차 값은 임계치를 초과할 정도로 크게 된다. 이것이 발생하는 경우, 바람직하게는 신속하게 그 커패시터를 충전하는 것이 요구된다. 이것은 도 7에서 상세히 설명되는 바와 같이 최소 전압 트립 회로(700)에 의해 제어된다.
최소 전압 트립 회로(700)에서, 에러 편차 값들(E1, E2, E3)은 비교기들(7021, 7022, 7023)에 관하여 각각의 제 1 입력들로서 인가된다. 각 비교기(702)에 관한 제 2 입력은 임계치 신호를 포함하는 공통 기준 신호에 의해 제공된다. 비교기들(7021, 7022, 7023)의 출력들은 라인들(5121, 5122, 1523)의 각각의 SET 신호들(SET1, SET2, SET3)을 발생한다. 비교기들(7021, 7022, 7023) 중 임의 비교기는 음의 편차 값이 임계치에 의해 규정되는 최소 레벨 트립 보다 작은 경우에 트립핑(tripping)하고, 관련 SET 신호는 각각의 래치에 전달된다. 따라서, 과도한 음의 편차 값 에러가 검출되는 경우, 대응하는 래치는 설정되고, 나머지 래치들 모두는 리셋된다. 그것들이 인터로크 로직에 의해 무시되기 때문에, 래치들을 낮은 레벨로 리셋할 필요는 없다. 도 5의 로직 게이트(505)는 주어진 래치가 설정되는 경우 다른 필요한 래치들로 하여금 리셋되게 한다. 세팅(5023)은 5022, 5021를 리셋한다. 세팅(5022)은 5021를 리셋한다.
비교기들(702)에 관한 입력을 위해 최소 전압 트립을 검출하는 트립 전압과 관련된 임계치는 의존적인 실행을 한다.
도 8은 도 5의 최소 레벨 검출기(501)의 예시적인 구현을 도시하고 있다. 복수의 트랜지스터(8021, 8022, 8023)는 그것의 베이스 단자들에서 반전 에러 편차 값들(-E1, -E2, -E3)를 수신하도록 접속된다. 트랜지스터들(8021, 8022, 8023) 각각의 이미터 단자들은 공통 포인트에 접속된다. 전류원(803)은 공통 포인트와 접지 사이에 접속된다. 트랜지스터들(8021, 8022, 8023)의 콜렉터 단자들은 복수의 각각의 트랜지스터들(8061, 8062, 8063)의 콜렉터 단자들에 접속된다. 복수의 트랜지스터들(8061, 8062, 8063)의 베이스 단자들은 기준 전압(REF)에 접속된다. 복수의 트랜지스터들(8061, 8062, 8063)의 이미터 단자들은 공급 전압(Vcc)을 전송하는 공급 레일에 접속된다. 트랜지스터들(8061, 8021; 8062, 8022; 8063, 8023) 각각의 공통 콜렉터 접속들은 증폭기들(8041, 8042, 8043)의 각각의 세트의 각각의 입력들에 접속된다. 또한, 공급 레일에 접속된 이미터 단자와, 트랜지스터(8062)의 베이스에 접속된 베이스 단자와, 및 그것의 베이스 단자 및 전류원의 제 1 단자에 접속되는 콜렉터 단자를 가지는 트랜지스터(810)가 제공되며, 전류원의 다른 단자는 접지에 접속된다.
도 8의 에러 편차 값들 극성은 최소 전압이 최대 전압이 되도록 이전 도면들과 비교하여 반전된다. 이것은 전류원(803)이 그것의 베이스 단자에 인가되는 최대 전압을 바이어싱하는 어떤 트랜지스터(802)를 통해 전달된다. 이것은 트랜지스터(802)의 대응 출력을 떨어뜨리고 대응 로직 버퍼(804)를 활성화한다. 트랜지스터(810)는 부하로 동작한다.
도 7의 예시적 구현이 BJT 트랜지스터들을 도시하고 있지만, 다른 기술들에서의 동일한 기능 블록들은 대체될 수 있다.
도 9는 다중 가변 제어 블록에 의해 생성된 제어 신호들(SW1, SW2, SW3)이 스위칭 디바이스들과 상호 작용하는 방법을 도시하고 있다. 스위쳐(switcher) 인덕터(108)는 커패시터들(202)에 스위치들(201)의 뱅크를 통한 전류를 공급한다. 다중 가변 제어 블록으로부터의 제어 신호들(SW1, SW2, SW3)은 선택된 출력 커패시터들(2021~2023)을 충전하도록 스위치들(2011~ 2013)을 제어한다.
또한 도 9에 도시된 것은 스위치(106)이며, 부스트 프리차지 동작 동안에 부스트 프리차지 신호에 의해 제어된다.
바람직하게는, 도 2의 버크-부스트 컨버터가 불연속 모드를 지원하고, 그렇지 않으면 제어가 충전되기보다는 방전되는 커패시터들에 악영향을 줄 것이다. 불연속 모드에서, 제어기는 도통이 재개시할 때까지 인덕터(108)로 하여금 스위치드 커패시터에 접속되게 할 것이고, 그 스위치드 커패시터는 계속해서 충전될 수 있다.
다중 가변 제어 블록의 동작에 이용 가능한 파라미터들에는 psu의 출력 커패시턴스와 및 리플 리미트들이 있다. 리플 리미트는 최대 허용 가능 리플을 설정하고, 커패시터의 값은 주어진 부하 전류에 대한 업데이트율을 설정한다. 업데이트율과 그것의 스위칭 손실들을 감소하기 위하여 가능한 한 큰 출력 커패시터를 가지는 것이 바람직하다. 한가지 바람직한 특징은 부하 전력에 따라서 부하 전류의 드롭(drop)이 업데이트율과 그것의 스위칭 손실들을 감소시킨다는 것이다.
본 발명은 본 발명과 그것의 실시예들을 설명할 목적으로 특정 일례들과 실시예들을 참조하여 본 명세서에서 기술된다. 본 발명은 본 명세서에서 기술되는 임의 실시예에 관한 명세에 한정되지 않는다. 임의 실시예의 임의 특징은 다른 실시예들의 특징들과 결합하여 실행되며, 어떤 실시예도 배제하지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 규정된다.
102, 103, 106: 스위치
104: 버크 스위치 스테이지 107: 커패시터
108: 인덕터 201: 스위치 어레이
209: 부스트 스위치 스테이지 501: 최소 레벨 검출기
702: 비교기 802, 810: 트랜지스터

Claims (26)

  1. 전압 생성 장치로서,
    전압원; 제 1 단자가 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터를 포함하고, 상기 복수의 커패시터들 양단에 복수의 출력 전압들 각각이 형성되는, 상기 전압 생성 장치에 있어서:
    상기 복수의 전압들 각각에서의 에러를 결정하기 위한 에러 결정 수단; 및
    상기 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하기 위한 제어 수단을 포함하는, 전압 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 평균 에러로부터 최상위 음의 편차를 가지는 상기 복수의 출력 저압들 중 하나와 관련된 커패시터를 스위칭가능하게 접속하도록 구성되는, 전압 생성 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 커패시터 양단에 형성되는 출력 전압의 에러 편차를 결정하기 위한 에러 결정 수단을 추가로 포함하는, 전압 생성 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 복수의 커패시터들 중 오직 하나만이 상기 인덕터의 제 2 단자에 접속되는 것을 확실하게 하도록 구성되는, 전압 생성 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 각각을 스위칭가능하게 접속하는 스위치 어레이에 대하여 복수의 제어 신호들을 생성하는 로직 수단을 포함하고, 상기 제어 신호들 중 하나 이상이 설정되는 경우, 최저 출력 전압과 관련된 상기 스위치의 제어 신호는 상기 스위치 어레이에 전달되는, 전압 생성 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대 전압이 스위칭가능하게 접속된 커패시터에 도달되었는지를 검출하고, 그것에 따라 상기 커패시터를 접속 해제하는 수단을 추가로 포함하는, 전압 생성 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하는 수단을 추가로 포함하고, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에, 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속하는 것인, 전압 생성 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 커패시터들 양단에 형성된 상기 복수의 출력 전압들의 평균 에러에 따라 버크와 부스트 동작 사이에서 스위칭하도록 상기 컨버터를 제어하는데 적합한 제어 수단을 추가로 포함하는, 전압 생성 장치.
  9. 버크-부스트 컨버터(buck-boost converter)로서.
    전압원; 제 1 단자가 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터들을 포함하고, 복수의 출력 전압들 각각이 상기 복수의 커패시터들 양단에 형성되는, 상기 버크-부스트 컨버터에 있어서:
    상기 복수의 전압들 각각에서의 에러를 결정하기 위한 에러 결정 수단;
    상기 결정된 에러들에 따라 상기 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하도록 구성된 내부 제어 루프; 및
    상기 결정된 에러들에 따라 버크 모드와 부스트 양식 간의 스위칭을 제어하는데 적합한 외부 제어 루프를 포함하는, 버크-부스트 컨버터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 에러 결정 수단은 상기 복수의 출력 전압들 각각에 대한 에러 편차와 상기 복수의 출력 전압들에 대한 평균 에러를 결정하고, 상기 내부 제어 루프는 상기 복수의 에러 편차들에 따라 동작하도록 구성되고, 상기 외부 제어 루프는 상기 평균 에러에 따라서 동작하도록 구성되는, 버크-부스트 컨버터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내부 제어 루프는 최대 에러 편차를 가지는 상기 출력 전압과 관련된 상기 복수의 커패시터들 중 하나와 접속하도록 구성되는, 버크-부스트 컨버터.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대 전압이 스위칭가능하게 접속된 커패시터에 도달되었는지를 검출하고, 그것에 따라 그 커패시터를 접속 해제하는 수단을 추가로 포함하는, 버크-부스트 컨버터.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하고, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속하도록 구성되는 수단을 추가로 포함하는, 버크-부스트 컨버터.
  14. 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 전압 생성 장치는 전압원; 제 1 단자가 상기 전압원에 스위칭가능하게 접속되는 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속되는 복수의 커패시터를 포함하고, 복수의 출력 전압들 각각은 상기 복수의 커패시터들 양단에 형성되는, 상기 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법에 있어서:
    상기 복수의 전압들 각각의 에러를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 에러들에 따라서 상기 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하는 단계를 포함하는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스위칭가능하게 접속하는 단계는 평균 에러에서 최상위 음의 편차를 가지는 상기 복수의 출력 전압들 중 하나와 관련된 상기 커패시터를 스위칭가능하게 접속하도록 구성되는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 커패시터 양단에 형성된 상기 출력 전압의 상기 에러 편차를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 커패시터들 중 오직 하나만이 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 항상 접속되는 것을 확실하게 하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 커패시터들 중 하나를 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속하는 스위치 어레이에 대하여 복수의 제어 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제어 신호들 중 하나 이상이 설정되는 경우, 최저 출력 전압과 관련된 스위치에 대한 상기 제어 신호는 상기 스위치 어레이에 전달되는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 항에 있어서,
    최대 전압이 상기 스위칭가능하게 접속된 커패시터에 도달되었는지를 검출하고, 그에 따라 그 커패시터를 접속 해제하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하고, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에, 그 커패시터를 스위칭가능하게 접속하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  21. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 전압 생성 회로를 제어하는 단계들, 및 상기 복수의 커패시터들 양단에 형성된 상기 복수의 출력 전압들의 평균 에러에 따라 버크-부스트 동작 사이에서 스위칭하도록 상기 컨버터를 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 생성 장치를 제어하기 위한 방법.
  22. 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법으로서,
    전압원; 상기 전압원에 제 1 단자가 스위칭가능하게 접속된 인덕터; 및 상기 인덕터의 제 2 단자에 스위칭가능하게 접속된 복수의 커패시터들을 포함하고, 복수의 출력 전압들 각각은 상기 복수의 커패시터들 양단에 형성되는, 상기 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법에 있어서:
    상기 복수의 전압들 중 하나의 에러를 결정하는 단계;
    내부 제어 루프 제어 하에서, 상기 결정된 에러들에 따라 상기 인덕터의 제 2 단자에 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 스위칭가능하게 접속하는 단계; 및
    외부 제어 루프의 제어 하에서, 상기 결정된 에러들에 따라 버크 모드와 부스트 모드 사이에서 스위칭하는 단계를 포함하는, 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 출력 전압들 각각에 대한 에러 편차를 결정하는 단계와, 상기 복수의 에러 편차들에 따라 상기 내부 제어 루프를 동작하고 상기 평균 에러에 따라 상기 외부 제어 루프를 동작하는 단계를 추가로 포함하는, 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 내부 제어 루프는 최대 에러 편차를 가지는 상기 출력 전압과 관련된 상기 복수의 커패시터들 중 하나를 접속하도록 구성되는, 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법.
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭가능하게 접속된 커패시터에 최대 전압이 도달되었는지를 검출하고, 그것에 따라 그 커패시터를 접속해제하는 단계를 추가로 포함하는, 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭가능하게 접속되지 않은 커패시터들 모두를 모니터링하고, 최소 허용 에러 편차 이하로 떨어지는 임의 커패시터와 관련된 전압 검출 시에, 스위칭가능하게 그 커패시터를 접속하는 단계를 추가로 포함하는, 버크-부스트 컨버터를 제어하기 위한 방법.
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