KR20140020295A - 다중모드 동작 ｄｃ―ｄｃ 변환기 - Google Patents

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제임스 이. 씨. 브라운
다니엘 돕킨
파블로 모레노 갈비스
코리 서버슨
로렌스 엠. 번즈
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알투 세미컨턱터, 인코포레이티드
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Abstract

전압 조절기를 동작시키기 위한 방법들, 장치 및 시스템들에 대한 실시예들이 개시된다. 하나의 방법은 스위칭 제어기에 의해, 직렬 스위치 요소 및 션트(shunt) 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 스위칭가능한 출력 필터에 의해, 스위칭 전압을 필터링함으로써 조절된 출력 전압을 생성하는 단계를 포함하고, 스위칭가능한 출력 필터는 스위칭가능한 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다. 하나의 장치는 스위칭 전압 조절기를 포함하고, 스위칭 전압 조절기는 직렬 스위치 요소, 션트 스위치 요소, 스위칭 제어기 및 스위칭된 출력 필터를 포함한다. 스위칭 제어기는 직렬 스위치 요소 및 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된다. 스위칭된 출력 필터는 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하고, 스위칭된 출력 필터는 스위칭된 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다.

Description

다중모드 동작 ＤＣ―ＤＣ 변환기{A MULTIMODE OPERATION DC-DC CONVERTER}
설명된 실시예들은 일반적으로 파워 변환에 관한 것이다. 특히, 설명된 실시예들은 다중 모드들에서 동작가능한 전압 조절기를 위한 시스템들, 방법들 및 장치에 관한 것이다.
스위칭-모드 파워 변환기들은 상이한 DC 전압들 사이를 변환하기 위해 널리 이용된다. 벅 변환기(buck converter)(더 높은-전압 공급장치로부터 감소된 전압을 제공하기 위해 이용된)의 전형적인 예는 도 1에 도시된다.
트랜지스터 스위치들은 스위칭 주파수(fsw)에서, 인덕터를 공급 전압 및 접지에 교번적으로 접속시키기 위해 이용된다. 인덕터의 출력부는 부하에 접속된다.
일부 애플리케이션들에서, 주어진 변환기의 타겟 출력 전압은 그것의 유용한 수명 동안에 고정된다. 다른 애플리케이션들에서, 타겟 출력 전압은 변경될 수 있다. 예를 들면, DC-DC 변환기가 무선 송신기의 출력 증폭기에 파워를 제공하기 위해 이용되는 경우에, 향상된 전체적인 시스템 효율이, 변환기 출력 전압이 송신될 라디오 주파수 파워에 의존하여 변동되면, 획득될 수 있음이 잘 공지된다. 이 절차의 잇점들은 송신될 무선 신호의 본질에 의존하여 크게 변동한다. 예를 들면, 코드-분할 다중 액세스(CDMA)에 기초한 셀룰러 통신들에서 이용된 신호는 기지국에서 대략 동일하게 수신된 파워를 보장하기 위해 각각의 이동국에서 평균 송신 파워의 의도적인 제어를 이용한다. 이 결과를 보장하기 위해, 이동국(전화, 핸드헬드 디바이스, 또는 데이트 모뎀)의 송신된 파워는 주기적으로 조절된다. 많은 표준들에서, 이 조절은 고정된 수의 심볼들이 전송되는 고정된 시간 기간인, 송신 "슬롯"의 시작시 발생한다. 예를 들면, WCDMA 연속 송신에서, 평균 송신 파워는 각각의 667-마이크로초 슬롯의 시작에서 변경된다. 전체적인 시스템 효율을 최적화하기 위해, 송신 파워 증폭기로 전달된 공급 전압은 각각의 슬롯의 시작에서 유사하게 조절될 수 있다. 이 조절은 선형 조절기를 이용하여 성취될 수 있지만, 더 양호한 시스템 효율은 스위칭-모드 변환기로 얻어질 수 있다.
데이터의 다중 스트림들이 코드-분할 또는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 이용하여 동시에 전송되는 현대의 무선 표준들에서, 송신된 신호의 즉각적인 진폭은 하나의 심볼로부터 다음 심볼로 상당히 변동한다. 또 다른 효율 향상들은, 공급 전압이 심볼 단위로 유사하게 조절되면 얻어질 수 있다; 이 모드의 동작은 인벨로프 트래킹(Envelope Tracking)으로서 공지된다. 인벨로프 트래킹은 파워 증폭기 공급 전압의 매우 빠른 조절들을 요구한다; WCDMA 표준에서, 심볼 지속기간은 (1/3.84) 마이크로초이고, 각각의 심볼의 인벨로프는, 다중 코딩된 스트림들이 동시에 송신될 때, 상관되지 않고, 의사-랜덤 방식으로 변동할 수 있다. 공급장치의 부당한 지연 또는 트래킹 에러들은 왜곡된 심볼들에 이를 수 있어서, 스퓨리어스(spurious) 출력 주파수들 및 송신된 신호의 에러 벡터 크기(EVM)의 증가들을 야기한다. 이러한 고속 신호들의 인벨로프 트래킹은 일반적으로 선형 조절기들, 또는 스위칭-모드 변환기와 조합한 선형 조절기를 이용하여 수행될 수 있는데, 이는 낮은-스위칭-주파수 변환기들이 인벨로프 트래킹 애플리케이션들에 대해 요구된 빠른 응답을 제공할 수 없기 때문이다.
파워-제어된 이동국이 상당히 기지국에 가까운 경우에, 매우 적은 송신 파워가 간섭을 최소화하는 동안 낮은 비트 에러 레이트들을 제공하는데 충분할 수 있다. 예를 들면, 음성이 송신되고 있을 때, CDMA 또는 WCDMA 이동국 송신 파워는 대단히 자주 10mW 미만, 종종 1mW 미만으로 조절되고, 이는 100mW보다 큰 송신 파워로 벗어나는 것은 매우 드문 경우인 것이 공지된다. 송신된 파워가 적을 때, 인벨로프 트래킹은 소비된 총 파워에서 최소의 이득들을 제공한다. 그러나, 스위칭된 변환기들은 스위칭 파워의 실질적으로 고정된 오버헤드(overhead) 및 제어기 파워 때문에 낮은 파워 레벨들에서 매우 비효율적이다. 변환기 효율성의 실질적인 향상들이 이 경우에 스위칭 트랜지스터들을 시간 기간 동안 비활성화함으로써 얻어질 수 있어서, 출력 전압이 원하는 최소 아래의 전압으로 떨어질 때까지, 부하가 저장 커패시터를 방전하게 한다. 이 형태의 동작은 이력 제어(hysteretic control), 펄스 스키핑(pulse skipping), 버스트 모드(burst mode), 또는 펄스 주파수 변조로서 다양하게 공지된다.
높은 대역폭/높은 파워 및 낮은 대역폭/낮은 파워 조절된 전압들 둘 모두를 제공하는 전압 조절을 위한 방법들 및 장치들을 갖는 것이 바람직하다.
일 실시예는 스위칭 전압 조절기를 포함한다. 스위칭 전압 조절기는 직렬 스위치 요소, 션트(shunt) 스위치 요소, 스위칭 제어기 및 스위칭된 출력 필터를 포함한다. 스위칭 제어기는 직렬 스위치 요소 및 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄(closing) 및 개방(opening)을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된다. 스위칭된 출력 필터는 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하고, 여기서 스위칭된 출력 필터는 스위칭된 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다.
또 다른 실시예는 전압 조절기를 동작시키기 위한 방법을 포함한다. 방법은 스위칭 제어기에 의해, 직렬 스위치 요소 및 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 스위칭가능한 출력 필터에 의해, 스위칭 전압을 필터링함으로써 조절된 출력 전압을 생성하는 단계를 포함하고, 스위칭가능한 출력 필터는 스위칭가능한 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다.
또 다른 실시예는 모바일 디바이스를 포함한다. 모바일 디바이스는 통신 신호들을 송신하기 위한 송신기, 송신 전에 통신 신호들을 증폭하기 위한 파워 증폭기, 및 파워 증폭기에 조절된 전압을 제공하기 위한 다중 모드 스위칭 전압 조절기를 포함한다. 다중 모드 스위칭 전압 조절기는 직렬 스위치 요소, 션트 스위치 요소, 직렬 스위치 요소 및 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된 스위칭 제어기, 및 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하기 위한 스위칭된 출력 필터를 포함하고, 스위칭된 출력 필터는 스위칭된 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다.
설명된 실시예들의 다른 양태들 및 장점들은 예로서 설명된 실시예들의 원리들을 예시하는 첨부된 도면들과 결부하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 종래의 전압 조절기의 일례를 도시한 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 모드 전압 조절기의 일례를 도시한 도면.
도 3a는 도 2의 전압 조절기의 펄스 스키핑 모드(PSM)의 커패시터를 충전하는 전류 소스의 파형의 일례를 도시한 도면.
도 3b는 제 1 전압으로부터 제 2 전압으로 전이할 때, 도 2의 전압 조절기의 PSM 또는 펄스 폭 변조(PWM) 모드의 커패시터를 충전하는 전류 소스의 파형의 일례를 도시한 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 도 2의 PSM 커패시터의 충전을 제어하기 위해 이용될 수 있는 회로의 개략도.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 다중 모드 전압 조절기의 일례를 도시한 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 다중 모드 전압 조절기를 동작시키는 방법의 단계들을 포함하는 흐름도.
도 7은 설명된 실시예들 중 적어도 하나에 따른 다중 모드 전압 조절기에 접속되는 파워 증폭기를 포함하는 모바일 디바이스의 블록도.
설명된 실시예들은 다중 모드들의 동작을 포함하는 전압 조절기들의 구현들의 예들을 제공한다. 예시적인 모드들은 인벨로프 트래킹 모드(ETM) 및 펄스 스키핑 모드(PSM)를 포함한다. 2개의 모드들은 일반적으로 높은-대역폭 및 낮은-대역폭 모드들로서 설명될 수 있다. ETM에 대해, 전압 조절기의 출력은 실질적으로 그것이 PSM에 대해 할 수 있는 것 보다 빨리 변화할 수 있다.
일부 파워 공급장치 구현들은 단지 하나 또는 2개의 모드들의 동작을 지원한다. 인벨로프 트래킹을 위해 적합한 스위치-모드 파워 공급장치들은 낮은-파워 동작에 대해 최적화될 수 없다. 매우-효율적인 이력 현상으로 스위칭된 낮은-파워 공급장치들은 부하가 변동할 때, 주파수를 변동시켜, 원하지 않는 스퓨리어스 송신된 신호들을 야기한다. 설명된 실시예들은 주어진 동작 조건에 대해 최상의 성능을 제공하기 위해 적응적으로 조절되는 동작 모드를 갖는 단일 스위칭-모드 변환기로부터 모든 3가지 모드들(즉, 예를 들면, 인벨로프 트래킹 모드(ETM), 펄스 스키핑 모드(PSM), 및 펄스 폭 변조(PWM) 모드))의 동작을 지원한다.
스위칭-모드 조절기 또는 파워 공급장치의 일 실시예는 펄스 스키핑 모드에 있는 동안 적당한 동작을 위해 출력 정전용량의 큰 값(예를 들면, 2 마이크로패럿 이상의)을 갖도록 요구될 수 있다. 그러나, 스위칭-모드 조절기의 출력부에서 이 높은 값의 정전용량을 갖는 높은-주파수 모드(인벨로프 트래킹 모드)를 또한 지원하는 것은 가능하지 않을 수 있다. 설명된 실시예들은 낮은 대역폭 펄스 스키핑 모드에 대해 요구된 높은 정전용량, 및 인벨로프 트래킹 모드에 대해 요구된 높은 대역폭(빠르게 변화하는) 출력 둘 모두를 지원하는 모드들을 포함하는 전압 조절기들을 포함한다.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 모드 스위칭 전압 조절기(200)의 일례를 도시한다. 스위칭 전압 조절기(200)는 직렬 스위치 요소(SW1), 션트 스위치 요소(SW2), 스위칭 제어기(210), 및 스위칭된 출력 필터(220)를 포함한다. 적어도 하나의 실시예에 대해, 스위칭 제어기(210)는 직렬 스위치 요소(SW1) 및 션트 스위치 요소(SW2)의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된다. 적어도 하나의 실시예에 대해, 스위칭된 출력 필터(220)는 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하고, 여기서 스위칭된 출력 필터(220)는 스위칭된 출력 필터(220) 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들(커패시터들(C3 및 C1, 및 선택적으로 C2))을 포함한다. C3의 용량성 값은 실질적으로 C1보다 크다. C3은 다중 모드 스위칭 전압 조절기(200)의 펄스 스키핑 모드 동안 이용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 변화 기간("1") 동안, 전류 소스(230)는 펄스 스키핑 모드 동작 동안 PSM 커패시터(C3)를 충전하고, 충전된 기간("2") 동안, 전류 소스(230)는 폐쇄된 스위치와 효과적으로 대체되어, PSM 커패시터(C3)에 접지를 접속시킨다. 전류 소스(230)의 포함 및 전류 조절을 제어하기 위한 제 2 제어기(211)가 도 2에 도시된다. 제 2 제어기(211)로서 도시될지라도, 적어도 일부 실시예들이 공통이거나 공유된 제어기인 스위칭 제어기(210) 및 제어기(211)를 포함하는 것이 이해되어야 한다.
예를 들면, 단순한 스위치가 PSM 동작 동안 커패시터(C3)를 접속시키기 위해 이용되었으면(즉 예를 들면, C3를 접지에 접속시킨다), 출력 전압은 스위치가 OFF 상태로부터 ON 상태로 전이할 때, 급작스러운 변화를 겪을 것이다. 변화의 크기는 PSM 커패시터(C3) 상에 저장된 전하에 의존할 것이고, 결과적으로 시스템의 과거 이력에 의존한다. 전형적인 조건들에서, 이 급작스러운 외란(disturbance)은 타겟 출력 전압의 가장 큰 최근의 변화 만큼 클 수 있고, 변환기가 조절을 복구할 수 있을때까지, 지속될 것이다. 많은 애플리케이션들에서, 출력 전압의 이러한 큰 외란들은 바람직하지 않거나 수용가능하지 않다.
출력 전압의 외란들은 PSM 스위치 디바이스(전류 소스(230)로서 도시된)가 트랜지스터로서 구현될 수 있는 사실을 이용함으로써 최소화될 수 있다. 트랜지스터가, 드레인(FET에 대한) 또는 콜렉터(collector)(BJT에 대한)에 인가된 전압이 포화된 영역에서의 동작을 보장하기 위해 충분한 한 전류 소스로서 구성될 수 있음이 잘 공지된다. 공통적으로 이용된 방식은 큰 트랜지스터의 게이트 또는 베이스를 더 작은 트랜지스터의 게이트 또는 베이스에, 그렇지 않으면 공지된 적은 전류가 통과하도록 강요되는 동일한 트랜지스터의 게이트 또는 베이스에 접속시키는 것이다. 그 다음, 더 큰 트랜지스터를 통한 전류는 작은 트랜지스터를 통한 전류에 비례한다; 이 정렬은 전류 미러(current mirror)로서 공지된다. 다른 수단이 또한 이용될 수 있다. 따라서, 스위치 트랜지스터는 PSM 커패시터(C3)가 접속되지 않는(인벨로프 트래킹과 같은) 동작 모드와 그것이 접속되는 동작 모드 사이의 전이 동안 램핑(ramping)된 전류 소스로서 이용될 수 있다. 출력 전압은 타겟 출력 값에서 빠르게 안정화될 수 있고, PSM 커패시터(C3)는 출력에서의 원하지 않는 외란들 없이 상기 타겟 출력 전압에 대해 제어적으로 충전될 수 있다.
도 3a는 도 2의 전압 조절기의 펄스 스키핑 모드(PSM)의 커패시터를 충전하는 전류 소스의 파형의 일례를 도시한다. 초기에, 전압 조절기는 인벨로프 트래킹(모드(a))에 있다. 전류 소스(230)를 이용하기 위해, 변환기는 PSM 커패시터(모드(b))를 충전하는 처리 동안 펄스-폭-변조된(PWM) 모드에서 계속 동작한다. 인벨로프 트래킹 동작이 종료될 때, PSM 스위치를 즉시 턴 온(turn on)하기 보다, 실시예들은 고정된 전류를 제공하도록 구성되고, 전류는 0으로부터 최대 값으로 램핑한다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 전류들이 명료성을 위해 직렬 및 션트 스위치들의 스위칭 주기에 걸쳐 평균화됨이 이해되어야 한다.
도 3a를 참조하면, 전류 소스가 램핑되는 레이트는 출력 전압에서 허용된 최대 외란에 의해 설정되고, 전형적으로 주어진 애플리케이션의 요구조건들, 및 PWM 제어기의 대역폭에 의해 확립된다. 램프 레이트의 편리한 추정은 주파수(ω)의 함수로서 변환기의 활성 출력 임피던스가 측정 또는 시뮬레이션으로부터 공지되면, 얻어질 수 있다. 등가 주파수(
Figure pct00001
)를 이용하여, 전압 외란(
Figure pct00002
)은 다음으로서 추정될 수 있다.
Figure pct00003
램프 시간 및 전류 레벨은 애플리케이션 요구조건에 의해 설정된 미리 결정된 경계들 내에서 외란을 유지하기 위해 요구된 것으로서 조절될 수 있다. 전류 소스 램프 및 충전 동작들 동안, PSM 스위치는 타겟 출력 전압과 PSM 커패시터에 걸친 전압 사이의 차를 흡수한다. 출력 전압은 C1 및 C2의 충전 상태에 의해 설정되고, 상기 C1 및 C2는 인벨로프 트래킹 동작에 작은 것이 되도록 선택된다. 따라서, 출력 전압은 PSM 커패시터를 충전하기 위해 요구된 시간과 관계 없이, 요구된 바와 같이 용이하게 조절될 수 있다.
전류(Iadj)의 크기는 변환기의 출력 전류 용량을 초과하지 않고 주어진 애플리케이션의 요구조건들을 만족시키기 위해 주어진 출력 커패시터(CPSM)(도 2에서 C3으로서 도시된) 및 전압들(VOUT)의 범위에 대해, 충분하게 빠른 충전 응답을 제공하도록 선택된다. 요구된 시간은 PSM 커패시터에 걸친 초기 전압과 타겟 출력 전압 사이의 차에 비례한다:
Figure pct00004
PSM 커패시터에 걸친 전압이 출력 전압에 근접할 때, PSM 스위치 트랜지스터를 통한 전류는 그것이 선형 동작에 진입함에 따라 강하할 것이다. PSM 스위치 트랜지스터에 걸친 전압이 충분하게 0에 가까워질 때, PSM 스위치 트랜지스터는 출력 전압(모드(c))에서의 또 다른 외란 없이 완전하게 턴 온하도록 설정될 수 있다. PSM 커패시터는 완전하게 충전되고, 변환기는 PWM 모드에서 계속 동작할 수 있거나, 이전에 설명된 바와 같이 PSM 모드로 전이할 수 있다.
도 3b는 제 1 전압으로부터 제 2 전압으로 전이할 때, 도 2의 전압 조절기의 PSM 또는 펄스 폭 변조(PWM) 모드의 커패시터를 충전하는 전류 소스의 파형의 일례를 도시한다. 이 실시예에 대해, PSM 커패시터는 제 1 값으로부터 제 2 값으로 조절된 출력 전압을 변화시킬 때, 잠깐 동안 스위칭 아웃(switching out)된다. 초기에, 전압 조절기는 PSM 또는 PWM(모드(a))에 있다. 전류 소스(230)를 이용하기 위해, 변환기는 PSM/PWM 커패시터(모드(b))를 충전하는 처리 동안 PSM 또는 PWM 모드에서 계속 동작한다. 제 1 값으로부터 제 2 값으로 조절된 전압을 스텝(step)할 때, PSM 스위치를 즉시 턴 온하는 대신에, 실시예들은 고정된 전류를 제공하도록 구성되고, 전류는 0으로부터 최대 값으로 램핑한다. 이전에 언급된 바와 같이, 도 3a 및 도 3b에 도시된 전류들은 명료성을 위해 직렬 및 션트 스위치들의 스위칭 주기에 걸쳐 평균화됨이 이해되어야 한다.
도 3a의 설명과 유사하게, 전류 소스가 램핑되는 레이트는 출력 전압에서 허용된 최대 외란에 의해 설정되고, 전형적으로 주어진 애플리케이션의 요구조건들, 및 PWM 제어기의 대역폭에 의해 확립된다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 2의 PSM 커패시터(C3)의 충전을 제어하기 위해 이용될 수 있는 회로의 개략도를 도시한다. 3개의 연속적인 회로들이 도 3a에 도시된 3개의 모드들((a)--램핑 모드, (b)--전류 소스 모드, (c)--충전된 모드)을 반영한다. 도 2의 커패시터(C3)는 도 4에서 CPSM으로서 도시된다. 트랜지스터들(Q1 및 Q2)로 구성된 제 1 전류 미러는 곱해진 기준 전류(NIREF)를 제공하고, 상기 기준 전류(NIREF)는 초기에 도 4의 일부(모드(a))에 도시된 바와 같이, PSM 스위치 트랜지스터(QPSM)의 게이트로 지향된다. NIREF의 크기는 게이트 정전용량의 공지된 값들 및 QPSM의 임계 전압에 원하는 램프 시간(tRAMP)을 제공하도록 선택된다.
QPSM를 통한 전류가 증가함에 따라, Q3을 통한 스케일링된 전류가 또한 증가한다. tRAMP의 끝까지, Q2로부터의 모든 전류는 Q3으로 지향되고, QPSM를 통한 전류는 필요한 전류를 소싱(sourcing)하기 위한 스위칭된 변환기(410)의 능력을 초과하지 않고 적합한 충전 시간들을 제공하기 위해 상기 언급된 바와 같이 선택된 MNIREF(모드(b))의 원하는 값에서 일정하다. 커패시터(CPSM)의 밑면 상의 전압이 윈도우 비교기(420)의 윈도우 범위 내에 속하도록 충분하게 적어질 때, QPSM의 게이트는 FET를 (모드(c))로 완전하게 턴 온하도록 높게 취해질 수 있다. 비교기 윈도우의 폭은, 출력 전압의 결과적인 외란이 애플리케이션에 대해 수용가능하게 적음을 보장하기 위해 선택된다.
트랜지스터(QPSM)이 오프될 때, 커패시터(CPSM)의 밑면은 플로팅 상태가 되고, 출력 전압의 변화들이 뒤따른다. 특히, 출력 전압이, PSM 커패시터 전압이 설정된 것으로부터 실질적으로 감소하면, 커패시터의 밑면에 대한 즉각적인 포텐셜은 접지보다 낮을 수 있다(0미만). 트랜지스터(QPSM)가 NMOS 트랜지스터로서 구현되면, 드레인 확산부에 인가된 다이오드 순방향 전압(Vf)보다 큰 크기의 음의 전압은 우물형(well) 또는 바디(body) 포텐셜이 접지에서 홀딩(holding)되면, 그것으로 하여금 순방향-바이어스되도록 할 것이다. 순방향-바이어스된 다이오드는 빠르게 PSM 커패시터를 방전할 것이고, 이는 일시적으로 출력 전압을 클램핑(clamping)한다. 이것은 인벨로프 트래킹 동작 동안 바람직하지 않다. 따라서, MOS 트랜지스터가 이용될 때, 그것은 우물에 위치되어야 하고, 상기 우물형 포텐셜은 소스 또는 드레인 확산부들의 원하지 않는 순방향 바이어스를 회피하기 위해 요구된 바와 같이, 트랜지스터의 드레인 또는 소스 측에 접속되도록 구성되어야 한다.
도 2를 다시 참조하면, 실시예들은 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 제어기를 포함한다. 더 상세한 실시예에 대해, 이것은 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 제어기를 포함한다. 또 다른 실시예에 대해, 이것은 스위칭 전압 조절기가 높은-대역폭 모드로부터 낮은-대역폭 모드로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 제어기를 포함한다. 일 실시예에 대해, 스위칭된 출력 필터의 설정들의 선택은 스위칭 전압 조절기를 이용하는 통신 디바이스의 송신 프로토콜의 슬롯 당 한번 만큼 자주 행해질 수 있다.
일부 실시예들에 대해, 제어기는 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있다는 표시자를 수신한다. 모드는 예를 들면, 스위칭 전압 조절기가 위치되는 모바일 디바이스의 제어기에 의해 선택될 수 있다.
이전에 설명된 바와 같이, 스위칭 출력 필터의 실시예들은 PSM 커패시터를 포함하고, 상기 PSM 커패시터는 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있는 것으로 결정될 때 충전된다. 특히, PSM 커패시터는 PSM 커패시터 상의 전압이, 미리 결정된 임계치 내의 출력 전압에 대한 전압 리플(voltage ripple)을 유지하는 동안 출력 전압과 대략 동일할 때까지 충전된다.
또한, 이전에 설명된 바와 같이, 스위칭 전압 조절기의 일 실시예는 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있는 것으로 결정될 때 PSM 커패시터를 충전하기 위한 전류 소스를 포함한다. PSM 커패시터는 PSM 커패시터 상의 전압이 출력 전압의 과도한 외란 없이 출력 전압과 동일하게 설정될 때까지 충전된다. 과도한 외란인 것으로 고려되는 것은 일반적으로 애플리케이션 특정이고, VOUT에 대한 최대 리플을 설정하는 것이다.
적어도 일부 실시예들에서, 전류 소스에 의해 전도되거나 소싱된 전류의 크기는 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있음을 결정할 때, 램핑된다. 이전에 설명된 바와 같이, 일 실시예에 대해, 전도된 전류의 충전 램프(도 3a에 도시된 바와 같이)는 주어진 출력 커패시터(CPSM) 및 전압들의 범위(VOUT)에 대해, 변환기의 출력 전류 용량을 초과하지 않고 주어진 애플리케이션의 요구조건들을 만족시키기 위해 충분하게 빠른 충전 응답을 제공하도록 선택된다.
일 실시예에 대해, 인벨로프 트래킹으로부터 비-인벨로프 트래킹으로의 전이가 검출될 때, 스위칭된 출력 필터의 설정들은 스위칭된 출력 필터의 비-인벨로프 트래킹 용량의 직렬 저항을 점진적으로 감소시키도록 조절된다. 즉, 도 5에 도시될 바와 같이, 큰 PSM 커패시터는 점진적으로 감소하는 직렬 저항으로 스위칭 인(switching in)한다.
설명된 실시예들은 모드들의 스위칭보다 다른 목적들을 위해 이용될 수 있다. 특히, 설명된 실시예들은 더 일반적으로 하나의 값으로부터 또 다른 값으로 조절된 전압을 빠르게 스위칭하기 위해 이용될 수 있다. 조절된 출력 전압의 더 빠른 변화들에 대해, 일 실시예는 제 1 값으로부터 제 2 값으로 조절된 출력 전압을 변화시킬 때, PSM 커패시터를 스위칭 아웃(switching out)하는 것을 포함한다. 일 실시예는 또한 조절된 출력 전압이 제 2 값으로 변경된 후에 커패시터(C3)를 충전하기 위한 전류 소스를 포함하고, 전류 소스에 의해 전도되거나 소싱된 전류의 크기는 램핑된다.
이 실시예가 제 1 값으로부터 제 2 값으로의 급격한 변화를 포함하고, 이전에 설명된 PSM 모드가 적용가능하지 않음을 주의해야 한다. 이 실시예에 대해, 큰 커패시터(C3)는 조절된 전압의 급격한 전압 변화를 허용하기 위해 구성가능한 출력 필터로부터 순간적으로 스위칭된다.
조절된 전압의 변화의 레이트는 애플리케이션에 의존할 수 있고, 원하는 조절된 출력 전압에 대해 인벨로프 트래킹 커패시터(들)(C2 및 선택적으로 C3)를(을) 슬루(slew)하기 위해 요구된 시간을 포함한다. 다중 모드 전압 조절기들의 설명된 실시예들은 모바일 디바이스들에서 이용될 수 있다. 모바일 디바이스들은 WCDMA와 같은 무선 통신 프로토콜을 이용할 수 있다. 전형적으로, 통신 프로토콜은 슬롯 경계들을 포함하고 더 큰 커패시터(C3)에 의해 억제된 스퓨리어스 신호들은 억제되도록 요구되지 않는다. 따라서, 슬롯 경계들은 조절된 출력 전압을 빠르게 변화시키기 위한 적절한 시간들, 및 더 큰 커패시터(C3)의 일시적인 분리를 제공한다. 그러나, 조절된 출력 전압의 변화는 슬롯 경계에 의해 할당된 시간 내에 완료되어야 한다. 전압 변환기의 주어진 최대 전류에 대한 제 1 전압으로부터 제 2 전압으로의 슬루에서의 시간 향상은 (C3/(C1+C2))에 의해 근사화될 수 있고, 스위칭 주파수의 제약들 내의 설계에 의해 선택될 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 다중 모드 전압 조절기의 일례를 도시한다. 제한된 출력 외란으로 PSM 커패시터를 충전하기 위한 이 실시예는 복수의 스위치들 및 변동하는 직렬 저항기 값들을 이용한다. 2개 이상의 스위치들은 스위치들의 일부 또는 모두와 직렬로 접속된 저항의 값들을 변동시키면서, PSM 커패시터의 밑면을 접지에 접속시키기 위해 병렬로 제공된다. 저항들은 흐를 수 있는 최대 충전 전류를 제한하고, 따라서 결과적으로 발생할 수 있는 출력 전압에 대한 최대 외란을 제한하는 역할을 한다. 도 5에 도시된 실시예는 3개의 스위치들, 직렬 저항기들을 갖는 2개의 스위치들을 포함한다. 이 회로의 동작을 이해하기 위해, 먼저 도시된 바와 같이 모든 스위치들이 개방되어 있고, 구성이 인벨로프 트래킹 동작을 위해 적절하다고 가정한다. 제 1 단계로서, 접속된 PSM 커패시터와의 PSM 또는 PWM 동작으로 전이하기 위해, 스위치(S3)이 폐쇄되어, CPSM의 밑면과 접지 사이의 저항기(R3)를 접속시킨다. 저항기(R3)는 50옴(ohms)과 같은, 큰 값이 되도록 여기서 추정되어, 스위치가 폐쇄될 때 출력 전압의 적은 변화를 야기한다. 일단 PSM 커패시터가 부분적으로 충전되면, 스위치(S2)가 폐쇄된다. 저항기(R2)는 25옴과 같은, R3보다 적은 값이다. 저항기들의 상대적 값들은 그들이 회로로 스위칭될 때, CPSM에 대한 나머지 충전에 대응하도록 선택되어, 각각의 스위칭 이벤트가 Vout의 수용가능한 적은 외란을 생성한다. 도면에 도시된 예에서, 일단 CPSM 상의 전압이 최대 허용된 출력 외란보다 적으면, 스위치(S1)는 폐쇄되고, PSM 커패시터의 밑면은 접지에 고정된다.
각각의 스위치의 폐쇄가 변환기의 응답 시간에 비해 빠르다고 추정하면, 각각의 스위치 이벤트에서 출력 전압의 외란은 대략 스위치가 폐쇄된 순간에서 PSM 커패시터에 걸쳐 전압에 의해 승산된, 직렬 저항에 대한 변환기의 등가의 개방-루프 저항의 비와 동일하다:
Figure pct00005
여기서, n은 폐쇄되는 스위치에 대한 식별자이고, δGn은 스위치(n)이 폐쇄될 때, PSM 커패시터의 밑면에 제공된 컨덕턴스(conductance)의 변화이다. 예를 들면, 허용가능한 가장 큰 출력 외란이 40mV라고 가정하자. 변환기가 1옴의 개방-루프 출력 저항을 갖게 되면, R1 및 R2의 값들은 각각 50 및 35옴이고, 2볼트가 초기에 PSM 커패시터에 걸쳐 제공되며, 제 1 단계는,
Figure pct00006
가 될 것이다.
조절기의 폐쇄된-루프 응답은 응답 시간 후에 이 외란을 보상하여, 출력 전압을 조절된 타겟 값으로 리턴(return)시킬 것이다. 커패시터에 걸친 전압이 다음 단계의 시간에 1V로 강하하면, 출력 전압 외란은:
Figure pct00007
일 것이다.
그 다음, PSM 커패시터 상의 전압은 40mV로 강하하도록 허용되고, 그 후에 S1이 폐쇄되며 처리가 완료된다. 요구된 총 시간은 다양한 구성들의 RC 시간 제약들, 및 각각의 단계가 초기 전압을 방전해야 하는 정도에 의해 결정된다. 저항기들의 더 많은 스테이지들(stages)은, 가시적인 애플리케이션에 의해 요구되면 PSM 커패시터를 충전하도록 요구된 총 시간을 감소시키기 위해 부가될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 스위치들(S1, S2, 등)이 MOS 디바이스들로서 구현되면, 의도하지 않은 순방향-바이어스된 접합들을 회피하기 위해 바디 전압들의 확립 시에 극성 변환의 가능성을 설명할 필요가 있을 수 있다.
PSM 커패시터 충전 메커니즘은 또한 변환기의 타겟 출력 전압이 드문 간격들에서 빠르게 변화될 필요가 있고, 상기 간격들 사이에서 일정하게 유지되는 경우에 이용될 수 있다. PSM 커패시터는 정전압 동작에서 출력부에 접속된다. 타겟 출력 전압의 변화가 요구될 때, PSM 커패시터는 PSM 스위치 또는 스위치들을 개방시킴으로써 분리되고, 새로운 타겟 출력 전압은 변환기에 제공된다. PSM 커패시터가 접속되지 않기 때문에, 변환기는 단지 도 2에서 C1 및 C2와 같은, 나머지 용량들을 충전할 필요가 있고, 이들 정전용량들은 이전에 설명된 바와 같이 출력 전압의 빠른 변화들을 허용하도록 선택된다. 요구된 전하의 총량은 더 큰 CPSM의 출력 전압을 변화시키기 위해 이용된 전하로부터 상당히 감소되고, 따라서 출력 전압은 새로운 값에서 빠르게 안정화된다. 새로운 타겟 출력 전압에 도달된 후에, 상기 설명된 PSM 커패시터 충전 동작이 수행될 수 있다. 절차의 끝에서, PSM 커패시터는 다시 출력 전압에 접속되고, 출력 전압 레벨은 실질적으로 새로운 타겟 값에서 일정하게 유지된다.
도 6은 일 실시예에 따른 다중 모드 전압 조절기를 동작시키는 방법의 단계들을 포함하는 흐름도이다. 제 1 단계(610)는 스위칭 제어기에 의해, 직렬 스위치 요소 및 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하는 단계를 포함한다. 제 2 단계(620)는 스위칭가능한 출력 필터에 의해, 스위칭 전압을 필터링함으로써 조절된 출력 전압을 생성하는 단계를 포함하고, 스위칭가능한 출력 필터는 스위칭가능한 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다.
설명된 바와 같이, 실시예들은 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드(높은-대역폭 모드)로부터 비-인벨로프 트래킹 모드(낮은-대역폭 모드)로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 것을 포함한다.
설명된 바와 같이, 실시예들은 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있다는 표시자를 수신하는 스위칭 전압 조절기를 포함한다.
설명된 바와 같이, 실시예들은 PSM 커패시터를 포함하는 스위칭가능한 출력 필터를 포함하고, 또한 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있는 것으로 결정될 때 PSM 커패시터를 충전하는 것을 포함한다.
설명된 바와 같이, 실시예들에 대해, 전류 소스에 의해 전도되거나 소싱된 전류의 크기는 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있음을 결정할 때 전류 소스의 값을 램핑하는 것을 포함한다.
설명된 바와 같이, 실시예들은 2개 이상의 스위칭된 출력 필터 설정들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에 대해, 스위칭가능한 출력 필터의 설정들은 스위칭 전압 조절기를 이용하는 통신 디바이스의 송신 프로토콜의 슬롯 당 한번 만큼 자주 선택된다.
적어도 일부 실시예들은 원하는 조절된 출력 전압이 얻어질 때까지, 제 1 값으로부터 제 2 값 조절된 출력 전압을 변화시킬 때 PSM 커패시터를 스위칭 아웃하는 단계를 포함한다. 특히, 일 실시예는 조절된 출력 전압이 제 2 값으로 변화한 후에, 전류 소스로 PSM 커패시터를 충전하는 단계를 포함하고, 전류 소스에 의해 전도되거나 소싱된 전류의 크기는 램핑된다.
도 7은 설명된 실시예들 중 적어도 하나에 따른 다중 모드 전압 조절기(200)에 접속되는 파워 증폭기(740)를 포함하는 모바일 디바이스(700)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스(700)는 또한 안테나(705), 송신기(780), 송신 필터(760), 수신 필터(770), 낮은 잡음 증폭기(LNA)(750), 수신기(790), 및 기저-대역 회로 및 제어부들(795)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 기저-대역 회로 및 제어부들(795)은 다중 모드 전압 조절기(200)에 모드 선택을 제공한다. 일 실시예에 대해, 선택은 다중 모드 전압 조절기(200)가 높은 대역폭 모드(예를 들면, 인벨로프 트래킹(ET) 모드)에서 또는 낮은 대역폭 모드(예를 들면, 펄스 스키핑(PS) 모드)에서 동작하는지의 여부에 기초한다.
이전에 설명된 실시예들과 유사하게, 다중 모드 전압 조절기(200)는 전압 변환기(710)를 포함하고, 상기 전압 변환기(710)는 직렬 스위치 요소, 션트 스위치 요소, 및 직렬 스위치 요소와 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된 스위칭 제어기를 포함한다. 다중 모드 전압 조절기(200)는 또한 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하기 위한 구성가능한 출력 필터(720)(즉, 스위칭된 출력 필터)를 포함하고, 구성가능한 출력 필터(720)는 구성가능한 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함한다. 다중 모드 전압 조절기(200)의 전압 변환기 제어기(720)(스위칭 제어기를 또한 포함할 수 있는)는 기저-대역 회로 및 제어부들(795)로부터 모드 선택을 수신하고, 그에 따라 구성가능한 출력 필터(720)의 설정들을 선택한다. 그 다음, 다중 모드 전압 조절기(200)는 그에 따라 파워 증폭기(740)에 높거나 낮은 대역폭 조절된 전압을 제공한다.
개시된 실시예들이 변환기 동작 모드들의 변화들의 맥락에서 설명될지라도, 구성가능한 출력 필터는 또한 변환기의 동작 모드가 변화하지 않을 때 이용될 수 있지만, 출력에 대한 상세한 요구조건들은 변화한다. 예를 들면, 구성가능한 출력 필터는 인덕터의 출력 측에 제공된 정전용량을 조절함으로써, 2개 이상의 출력 대역폭들 사이를 스위칭하는 능력을 제공할 수 있다. 조절가능한 출력 대역폭은 입력 대역폭이 일정하지 않을 수 있는 경우; 예를 들면, 인벨로프 트래킹이, 송신된 RF 신호의 대역폭이 주어진 송신기에 할당된 리소스 블록들의 수에 의존하여 변동할 수 있는 롱-텀 에볼루션(Long-Term Evolution; LTE) 무선 표준에서 이용될 때 이롭다. 출력 용량의 변화가 보통인 이러한 경우들에서, 상기 설명된 바와 같이, 하나의 용량 상태로부터 또 다른 용량 상태로의 제어된 전이를 준비하는 것이 반드시 필요하지 않을 수 있다.
특정 실시예들이 설명되고 예시될지라도, 실시예들은 그렇게 설명되고 예시되는 부분들의 특정 형태들 또는 배치들로 제한되지 않아야 한다.
200: 스위칭 전압 조절기 210: 스위칭 제어기
211: 제어기 220: 스위칭된 출력 필터
230: 전류 소스 700: 모바일 디바이스
705: 안테나 740: 파워 증폭기
750: 낮은 잡음 증폭기 760: 송신 필터
770: 수신 필터 780: 송신기
790: 수신기
795: 기저-대역 회로 및 제어부들

Claims (23)

  1. 스위칭 전압 조절기에 있어서:
    직렬 스위치 요소;
    션트(shunt) 스위치 요소;
    상기 직렬 스위치 요소 및 상기 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄(closing) 및 개방(opening)을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된 스위칭 제어기; 및
    상기 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하기 위한 스위칭된 출력 필터로서, 상기 스위칭된 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함하는, 상기 스위칭된 출력 필터를 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드(envelope tracking mode)로부터 펄스 스키핑 모드(pulse skipping mode)로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 것을 추가로 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 것을 추가로 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기는, 상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있다는 표시자를 수신하는, 스위칭 전압 조절기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭 출력 필터는 PSM 커패시터를 포함하고, 상기 PSM 커패시터는 상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있는 것으로 결정될 때 충전되는, 스위칭 전압 조절기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 PSM 커패시터는 상기 PSM 커패시터 상의 전압이, 미리 결정된 임계치 내의 출력 전압에 대한 전압 리플(voltage ripple)을 유지하는 동안 상기 출력 전압과 대략 동일할 때까지 충전되는, 스위칭 전압 조절기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭 출력 필터는 PSM 커패시터를 포함하고, 상기 스위칭 전압 조절기는 또한 상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있는 것으로 결정될 때 상기 PSM 커패시터를 충전하기 위한 전류 소스를 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 펄스 스키핑 모드로 스위칭하고 있음을 결정할 때 상기 전류 소스에 의해 전도되거나 소싱된 전류의 크기를 램핑하는 것을 추가로 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    2개 이상의 스위칭된 출력 필터 설정들의 선택을 제어하도록 동작하는 제어기를 추가로 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    인벨로프 트래킹으로부터 비-인벨로프 트래킹으로 전이할 때, 상기 스위칭된 출력 필터의 설정들은 상기 스위칭된 출력 필터의 비-인벨로프 트래킹 용량의 직렬 저항을 점진적으로 감소시키는, 스위칭 전압 조절기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭된 출력 필터의 설정들의 선택은 상기 스위칭 전압 조절기를 이용하는 통신 디바이스의 송신 프로토콜의 슬롯 당 한번 만큼 자주 행해질 수 있는 것인, 스위칭 전압 조절기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제 1 값으로부터 제 2 값으로 상기 조절된 출력 전압을 변화시킬 때, PSM 커패시터를 스위칭 아웃(switching out)하는 것을 추가로 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기는 또한 상기 조절된 출력 전압이 상기 제 2 값으로 변화한 후에, 상기 PSM 커패시터를 충전하기 위한 전류 소스를 포함하는, 스위칭 전압 조절기.
  14. 전압 조절기를 동작시키는 방법에 있어서:
    스위칭 제어기에 의해, 직렬 스위치 요소 및 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하는 단계;
    스위칭가능한 출력 필터에 의해, 상기 스위칭 전압을 필터링함으로써 조절된 출력 전압을 생성하는 단계로서, 상기 스위칭가능한 출력 필터는 상기 스위칭가능한 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기가 인벨로프 트래킹 모드로부터 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있는지의 여부를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스위칭 전압 조절기는, 상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있다는 표시자를 수신하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스위칭 출력 필터는 PSM 커패시터를 포함하고, 상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있는 것으로 결정될 때 상기 PSM 커패시터를 충전하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    전류 소스에 의해 전도되거나 소싱된 전류의 크기는 상기 스위칭 전압 조절기가 상기 인벨로프 트래킹 모드로부터 상기 비-인벨로프 트래킹 모드로 스위칭하고 있음을 결정할 때 상기 전류 소스의 값을 램핑하는 단계를 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    2개 이상의 스위칭된 출력 필터 설정들 중 하나를 선택하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 스위칭가능한 출력 필터의 설정들을 선택하는 단계는 상기 스위칭 전압 조절기를 이용하는 통신 디바이스의 송신 프로토콜의 슬롯 당 한번 만큼 자주 행해질 수 있는 것인, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    제 1 값으로부터 제 2 값으로 상기 조절된 출력 전압을 변화시킬 때, 원하는 조절된 출력 전압이 얻어질 때까지, PSM 커패시터를 스위칭 아웃(switching out)시키는 단계를 추가로 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 조절된 출력 전압이 상기 제 2 값으로 변화한 후에, 전류 소스로 상기 PSM 커패시터를 충전하는 단계를 추가로 포함하는, 전압 조절기를 동작시키는 방법.
  23. 모바일 디바이스에 있어서:
    통신 신호들을 송신하기 위한 송신기;
    송신 전에 상기 통신 신호들을 증폭하기 위한 파워 증폭기; 및
    상기 파워 증폭기에 조절된 전압을 제공하기 위한 다중 모드 스위칭 전압 조절기로서,
    직렬 스위치 요소;
    션트 스위치 요소;
    상기 직렬 스위치 요소 및 상기 션트 스위치 요소의 제어된 폐쇄 및 개방을 통해 스위칭 전압을 생성하도록 구성된 스위칭 제어기; 및
    상기 스위칭 전압을 필터링하고 조절된 출력 전압을 생성하기 위한 스위칭된 출력 필터를 포함하는, 상기 다중 모드 스위칭 전압 조절기를 포함하고,
    상기 스위칭된 출력 필터는 상기 스위칭된 출력 필터 내에 선택적으로 포함되는 복수의 커패시터들을 포함하는, 모바일 디바이스.
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