KR20140079284A - 분로 회로를 갖는 dc/dc 컨버터 - Google Patents

분로 회로를 갖는 dc/dc 컨버터 Download PDF

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KR20140079284A
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조셉 엠. 쥬니어 인지노
푸잔 와
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페어차일드 세미컨덕터 코포레이션
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Abstract

본 발명은 일실시예에서 출력 리플을 감소시키기 위해 파워 서플라이를 분로하는 방법을 제공한다. 이 방법은, DC/DC 컨버터 회로의 하나 이상의 성능 파라미터를 결정하는 단계와, 성능 파라미터를 기반으로 하는 제1 기준 신호를 발생하는 단계와, 성능 파라미터에 대해 제1 기준 신호를 비교하는 단계와, 적어도 부분적으로는 성능 파라미터와 제1 기준 신호의 비교에 기초하여 입력 전원에서부터 DC/DC 컨버터 회로의 출력 노드로의 분로 전류를 발생하는 단계를 포함한다.

Description

분로 회로를 갖는 DC/DC 컨버터{DC/DC CONVERTER WITH SHUNT CIRCUITRY}
본 발명은 DC/DC 컨버터 토폴로지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 분로 회로를 포함하는 DC/DC 컨버터 토폴로지에 관한 것이다.
RF 애플리케이션과 같은 다양한 애플리케이션은 유도성 DC/DC 컨버터 파워 서플라이에 의해 야기된 출력 리플(ripple)에 민감하다. 대부분의 DC/DC 컨버터에서의 스위칭 주파수는 DC/DC 컨버터를 최대 듀티 사이클 위에서 동작하게 할 때에 감소할 것이다. 스위칭 주파수의 감소는 대개는 리플 전류의 증가에 의해 야기되는 출력 리플 전압의 증가를 초래한다. DC/DC 컨버터의 듀티 사이클 증가는 공급 전압의 감소 및/또는 부하 전류의 증가에 의해 야기된다. 이러한 문제점을 해소하려는 종래의 접근방법은 로우-드롭-아웃(low-drop-out, LDO)-타입 회로를 이용하는 것을 포함한다. LDO 회로는 자신의 입력에 비례하여 전류를 부하에 출력하며, 이것은 프로세스에서 여전히 상당한 전류를 소비하게 한다.
본 발명에 따라, 파워 서플라이 시스템이 제공되며, 상기 파워 서플라이 시스템은, 출력 노드에 파워를 전달하여 상기 출력 노드에 접속된 부하 회로에 파워를 공급하도록 구성되고, 펄스폭 변조(PWM) 컨트롤러 회로를 포함하며, 상기 펄스폭 변조 컨트롤러 회로가 상기 출력 노드에 전달된 파워의 양에 비례하는 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 발생하도록 구성된, DC/DC 컨버터 회로와; 입력 전원과 상기 출력 노드 사이에 접속되며, 적어도 부분적으로는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클과 제1 듀티 사이클 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 입력 전원에서부터 상기 출력 노드로 분로 전류(shunt current)를 발생하도록 구성되는 분로 회로를 포함한다.
청구된 발명의 대상의 특징 및 장점은 청구 발명 대상에 부합하는 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이며, 이들 실시예에 대한 설명은 첨부 도면을 참조하여 고려되어야 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 부합하는 파워 서플라이 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 듀티 사이클 측정 회로를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 및 제어 회로를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분로 스위치 제어 회로 및 분로 스위치 회로를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 부합하는 동작의 흐름도를 도시하고 있다.
이하의 상세한 설명이 예시 실시예를 참조하여 이루어질 것이지만, 다수의 대안, 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 부합하는 파워 서플라이 시스템(100)을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 파워 서플라이 시스템(100)은 반도체 집적회로 칩, 시스템 온 칩(SoC) 등과 같은 범용의 또는 고객맞춤형(custom) 집적회로와 함께 포함되거나 또는 이들의 일부를 형성할 수 있다. 파워 서플라이 시스템(100)은 일반적으로 부하 회로(112)에 파워를 공급하도록 구성된 DC/DC 컨버터 회로(102)를 포함한다. DC/DC 컨버터 회로(102)는 벅(Buck), 부스트(Boost), 벅-부스트(Buck-Boost), SEPIC, 플라이백(Flyback), Class B 등과 같은 다양한 공지의 스위치드 컨버터 토폴로지 및/또는 기타 공지의 또는 추후 개발될 DC/DC 컨버터 토폴로지를 포함할 수 있으며, 입력 전압 Vin을 수신하고, 부하 회로(112)에 파워를 공급하기 위해 출력 전압 Vout을 발생하도록 구성된다. DC/DC 컨버터 회로(102)는 인덕터 회로(111) 및 출력 커패시터 회로 C에 접속된다. DC/DC 컨버터 회로(102)의 동작은 널리 공지되어 있는 바와 같이 부하 회로(112)에 파워를 제어 가능하게 전달하기 위해 인덕터 회로(111)에 대한 정격전압 공급(energize)을 행한다. 도 11의 예에서, DC/DC 컨버터 회로(102)는 펄스폭 변조(PWM) 컨트롤러 회로(106), 파워 스위치 드라이버 회로(108), 파워 스위치 회로(110), 및 인덕터 회로(111)를 포함한다. PWM 컨트롤러 회로(106)는 제어 가능한 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호 Q(107)를 발생하도록 구성된다. 파워 스위치 드라이버 회로(108)는 하나 이상의 PWM 스위치 제어 신호(109A,…, 109n)를 발생하기 위해 Q를 컨디셔닝하도록 구성된다. 파워 스위치 회로(110)는 인덕터 회로(111)를 충전하기 위해 Vin을 스위치하도록 제어되는 하나 이상의 파워 스위치 디바이스(예컨대, PMOS, NMOS, SiC, BJT 등)를 포함한다. 예컨대, 2 스위치 벅 컨버터(two switch Buck converter)에서, 파워 스위치 회로는 Vin과 접지(또는 기타 기준 전위) 사이에 직렬로 접속된 "하이측" 스위치와 "로우측" 스위치를 포함할 수 있다. 이 예에서, 파워 스위치 드라이버 회로는 "하이측" 스위치를 제어하기 위해 PWM 제어 신호(109A)를 발생하고 또는 "로우측" 스위치를 제어하기 위해 상보의 PWM 제어 신호(109B)를 발생하도록 구성될 수 있다. 널리 공지된 바와 같이, 파워 스위치 회로(110)는 Vout 노드에서 파워를 발생하여 이 노드에 접속된 부하 회로(112)에 공급하기 위해 인덕터 L에 제어 가능하게 정격전압 공급을 행하도록 Q에 의해 제어된다. PWM 컨트롤러 회로(106)는 또한 출력 노드(Vout)로부터 피드백 신호(113)를 수신하도록 구성된다. 피드백 신호(113)는 Vout 노드에 접속된 부하 회로(112)의 부하 상태(부하 요구)를 나타낸다. PWM 컨트롤러 회로(106)는 또한 적어도 부분적으로는 피드백 신호(113)에 기초하여 PWM 신호(107)의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된다.
PWM 신호(107)의 듀티 사이클이 증가함에 따라, 출력 노드 Vout에서 리플 전압의 증가가 관찰될 수 있다. 이러한 증가된 리플 전압은 부하 회로(112)의 허용 가능한 한계치를 초과할 수도 있으며, 그러므로 DC/DC 컨버터 회로(102)는 다양한 변화 상태 하에서 부하 회로에 파워를 적절하게 공급하지 못할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 파워 서플라이 시스템(100)은 또한 출력 노드(Vout)에 접속되는 분로 회로(104)를 포함하며, 이 분로 회로는 일반적으로 PWM 신호(107)의 증가된 듀티 사이클, 증가된 부하 전류 요구, 감소된 입력 전압, 감소된 스위칭 주파수 등에 의해 야기된 리플 작용을 감소시키거나 제거하기 위해 부하 회로(112)에 분로 전류(Ishunt)를 제공하도록 구성된다. 분로 회로(104)는 일반적으로 DC/DC 컨버터 회로(102) 및 인덕터 회로(111)를 바이패스하면서 분로 전류가 부하 회로(112)에 전달될 수 있도록 인덕터 회로(111)의 출력에 접속된다. 분로 회로(104)는 DC/DC 컨버터 회로(102)가 부하 회로(112)에 파워를 공급할 때에 부하 회로(112)의 효율 또는 작동에 영향을 줄 수도 있는 하나 이상의 성능 파라미터(예컨대, 리플, 전류, 듀티 사이클 등)에 기초하여 분로 전류를 발생하도록 구성된다. 분로 전류는 부하 회로(112)에 추가의 파워를 제공하여 DC/DC 컨버터 회로(102)의 IR 드롭 작용을 감소시키기 위해 이용될 수 있다. 이에 부가하여, 분로 회로(104)는 아래에 설명되는 바와 같이 다양한 상태 하에서 적어도 부분적으로 DC/DC 컨버터 회로(102)의 작동을 제어하도록 구성된다. 본 발명의 예에서, 분로 회로(104)는, PWM 신호(107)의 듀티 사이클을, 분로 회로(104)가 분로 전류(Ishunt)를 공급하는 것을 개시해야 할 때를 결정하기 위한 성능 파라미터로서 활용한다. 다른 실시예에서는, 예컨대 부하 전류 요구, 입력 전압, 스위칭 주파수 등을 포함한 다른 성능 파라미터가 이용될 수도 있으며, 그러므로, 전술한 예가 성능 파라미터로서 구체적으로 PWM 신호(107)의 듀티 사이클을 이용하고 있지만, 당업자는 출력 노드에서의 리플의 표시와 같은 다른 성능 파라미터가 이용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
분로 회로(104)는 듀티 사이클 측정 회로(116)를 포함하며, 듀티 사이클 측정 회로(116)는 PWM 신호(107)를 수신하고, PWM 신호(107)의 듀티 사이클을 나타내거나 또는 듀티 사이클에 비례하는 듀티 사이클 측정 신호(117)를 발생하도록 구성된다. 분로 회로(104)는 또한 선택된 듀티 사이클을 나타내거나 선택된 듀티 사이클에 비례하는 하나 이상의 기준 신호(115)를 발생하도록 구성된 기준 및 제어 회로(114)를 포함한다. 기준 신호(115)에 의해 나타내진 선택된 듀티 사이클은 DC/DC 컨버터 회로(102)에 의해 발생된 PWM 신호(107)의 듀티 사이클이 Vout에서 수용 불가 리플(unacceptable ripple)을 야기하고 있거나 또는 야기하는 것으로 알려진 때를 나타내는 값으로 될 수 있으며, 이로써 분로 회로(104)를 통해 Vin에서부터 Vout으로 분로 전류(Ishunt)를 제공하는 것은 이들 리플 작용을 감소시키거나 제거할 것이다. 기준 신호(115)의 값은 예컨대 회로 파라미터(예컨대, 인덕터 크기/제한), 부하의 리플 조건, 회로 공차 등을 기반으로 할 수 있다. 기준 및 제어 회로(114)는 또한 특정한 환경 하에서 PWM 컨트롤러 회로(106)를 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 기준 및 제어 회로(114)는 PWM 컨버터 제어 신호(123)를 발생하도록 구성된다. PWM 컨버터 제어 신호(123)는 PWM 컨트롤러 회로(106)를 사전에 정해진 레벨, 예컨대 최대 레벨로 작동하게 제어하도록 구성된다. 예컨대, PWM 컨버터 제어 신호(123)는 PWM 컨트롤러 회로(106)로 하여금 대략 100% 듀티 사이클을 갖는 PWM 제어 신호(107)를 발생하도록 할 수 있다. PWM 컨트롤러 회로(106)가 최대 듀티 사이클로 작동하도록 하는 것은, 증가하는 부하 요구가 Vout에서의 리플의 증가를 초래할 때에 Vout에서의 리플 작용을 감소시키도록 작용할 수 있다.
분로 회로(104)는 또한 분로 스위치 제어 회로(118) 및 분로 스위치 회로(120)를 포함한다. 분로 스위치 회로(120)는 일반적으로 Vin과 Vout 사이에 접속된 제어 가능 스위치를 포함한다. 제어 가능 스위치의 전도 상태는 일반적으로 Vout 노드에 전달되는 분로 회로(104)를 통한 분로 전류(Ishunt)의 양을 제어한다. 분로 스위치 제어 회로(118)는 분로 전류를 Vout 노드에 제어 가능하게 전달하기 위해 적어도 부분적으로는 듀티 사이클 기준 신호(115) 및 듀티 사이클 측정 신호(117)에 기초하여 분로 스위치 회로(120)의 전도 상태를 제어하기 위해 스위치 제어 신호(119)를 발생하도록 구성된다. 일반적으로, 듀티 사이클 측정 신호(117)가 듀티 사이클 기준 신호(115)에 의해 표현된 제1 임계치를 초과하면, 분로 스위치 제어 회로는 분로 전류(Ishunt)가 Vin으로부터 Vout으로 흐르도록 분로 스위치 회로를 전도 상태로 하는 스위치 제어 신호(119)를 발생하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 분로 전류는 부하 회로(112)에 추가의 파워를 제공하기 위해 DC/DC 컨버터 회로(102)에 의해 발생된 파워에 추가된다. 분로 스위치 회로(120)는 가변 저항기로서 동작하여 출력 노드에 전달되는 분로 전류(Ishunt)의 양을 제어하도록 스위치 제어 신호(119)에 의해 제어될 수 있다. 이들 동작은 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 듀티 사이클 측정 회로(116')를 도시하고 있다. 이 실시예는 PWM 신호(107)(Q)를 수신하고 듀티 사이클 측정 신호(117)를 발생하도록 구성된 버퍼 회로(202) 및 저역 통과 필터(LPF) 회로(204)를 포함한다. 이 예에서, 듀티 사이클 측정 신호(117)는 PWM 신호(107)의 듀티 사이클에 비례하는 DC 신호이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 및 제어 회로(114')를 도시하고 있다. 이 실시예는 입력 신호 Vin을 함수로 하여 복수의 듀티 사이클 기준 신호(303a,…, 303n)를 발생하도록 구성된 기준 신호 발생 회로(302)를 포함한다. 듀티 사이클 기준 신호(303a,…, 303n)는 각각 PWM 신호(107)의 선택된 듀티 사이클에 비례하는 DC 신호이며, 각각의 기준 신호는 Vin을 함수로 하여 발생될 수 있다. 그러므로, 예컨대, 기준 신호 발생 회로(302)는 4개의 기준 신호(303a, 303b, 303c, 303d)를 발생하도록 구성될 수 있으며, 여기서 기준 신호 303a는 PWM 신호(107)의 95% 듀티 사이클을 나타내거나 이 듀티 사이클에 비례하는 DC 신호이고, 기준 신호 303b는 PWM 신호(107)의 90% 듀티 사이클을 나타내거나 이 듀티 사이클에 비례하는 DC 신호이고, 기준 신호 303c는 PWM 신호(107)의 85% 듀티 사이클을 나타내거나 이 듀티 사이클에 비례하는 DC 신호이고, 기준 신호 303d는 PWM 신호(107)의 80% 듀티 사이클을 나타내거나 이 듀티 사이클에 비례하는 DC 신호이다. 물론, 이것은 발생될 수 있는 듀티 사이클 기준 신호의 개수 및 이들의 각각의 값에 대한 예일 뿐이다. 일반적으로, 듀티 사이클 기준 신호는, 하나 이상의 듀티 사이클 기준 신호가, 출력 노드 Vout에서 원하지 않은 리플 작용을 발생할 수도 있는 PWM 신호(107)의 듀티 사이클과 대략 동일한 값을 갖도록, 예컨대 부하 조건에 기초하여 생성될 수 있다. 일례에서, 기준 신호 발생 회로(302)는, 복수의 저항기가 Vin과 기준 노드(접지) 사이에 함께 직렬 연결되는 레지스터 래더 네트워크(resistor ladder network)를 포함할 수 있다. 이 예에서, 각각의 저항기 양단에서의 전압 강하는 PWM 신호(107)의 듀티 사이클의 사전에 정해진 비율을 표현한다. 다른 예에서, 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호는 회로별로(circuit-by-circuit basis) 값들이 설정될 수 있도록 프로그래밍 가능하거나 및/또는 사용자 정의(user-define)될 수 있다.
기준 및 제어 회로(114')는 또한 기준 신호 발생 회로(302)에 의해 발생된 복수의 듀티 사이클 기준 신호(303a,…, 303n) 중에서 제1 기준 신호(예컨대, 기준 신호 115) 및 제2 기준 신호(예컨대, 기준 신호 305)를 선택하도록 구성된 바닥 및 천장 기준 신호 선택 회로(floor and ceiling reference signal selection circuitry)(304)를 포함할 수 있다. 선택된 제1 기준 신호(115)는 "바닥" 값을 표현할 수 있으며, 그 위에서는 분로 회로(104)가 분로 전류를 공급하는 것을 개시하도록 구성된다. 제2 기준 신호(305)는 "천장" 값을 표현할 수 있으며, 그 위에서는 PWM 컨트롤러 회로(106)를 최대 듀티 사이클 상태(전술한)로 되게 할 수 있다. 이를 위해, 기준 및 제어 회로(114')는 또한 비교기 회로(306)를 포함할 수 있으며, 이 비교기 회로는 제2 기준 신호(305)를 듀티 사이클 측정 신호(117)에 대해 비교하고, PWM 컨버터 제어 신호(123)를 발생하도록 구성된다. 듀티 사이클 측정 신호(117)가 제2 기준 신호(305)를 초과하면, PWM 컨버터 제어 신호(123)는 PWM 컨트롤러 회로(106)로 하여금 DC/DC 컨버터 회로(102)에 의해 최대 전류를 전달하도록 대략 100% 듀티 사이클로 작동하도록 할 수 있다. 그러므로, 예컨대, 제2 기준 신호(305)가 PWM 신호(107)의 95% 듀티 사이클을 표현하도록 선택되면, 듀티 사이클 측정 신호(117)가 제2 기준 신호(305)를 초과할 때, 비교기 회로(306)는 PWM 컨버터 제어 신호(123)로 하여금 상태를 변경(예컨대, LOW에서 HIGH로)하도록 할 수 있으며, 이것은 PWM 컨트롤러 회로(106)를 최대 듀티 사이클(예컨대, 100% 듀티 사이클)로 작동하도록 제어하기 위해 이용될 수 있다. 일반적인 사항으로서, 바닥 듀티 사이클 기준 신호(115)는 분로 전류(Ishunt)의 발생을 제어하고, 천장 듀티 사이클 기준 신호(305)는 PWM 컨트롤러 회로(106)를 사전에 정해진(예컨대, 최대의) 듀티 사이클로 작동하게 할 때를 결정한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분로 스위치 제어 회로(118') 및 분로 스위치 회로(120')를 도시하고 있다. 이 실시예는 제1(바닥) 듀티 사이클 기준 신호(115)와 듀티 사이클 측정 신호(117)를 비교하여 스위치 회로(120')의 전도 상태를 제어하기 위한 스위치 제어 신호(119)를 발생하도록 구성된 증폭기 회로(402)를 포함한다. 그러므로, 예컨대, 제1 듀티 사이클 기준 신호(115)가 PWM 신호(107)의 80% 듀티 사이클을 표현하도록 선택되면, 듀티 사이클 측정 신호(117)가 제1 기준 신호(115)를 초과할 때, 증폭기 회로(402)는 스위치 회로(120')로 하여금 전도를 개시하여 출력 노드 Vout에 전달되는 분로 전류(Ishunt)를 발생하도록 하기에 충분한 스위치 제어 신호(119)를 발생할 수 있다. 듀티 사이클 측정 신호(117)가 증가하면, 스위치 제어 신호의 값은 더 큰 분로 전류값을 제공하도록 증가할 수 있다. 물론, 80%의 값은 일례로서 제공된 것에 불과하며, 다른 실시예에서는 제1 기준 신호의 값이 예컨대 출력 노드에서의 리플 파라미터가 부하 공차를 초과한 때를 기반으로 할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 부합하는 동작들의 흐름도(500)를 도시하고 있다. 이 실시예의 동작은 DC/DC 컨버터 회로의 하나 이상의 성능 파라미터를 결정하는 단계(502)를 포함할 수 있다. 성능 파라미터의 예는 듀티 사이클, 입력 전압, 출력 전압, 부하 전류 조건 등을 포함한다. 동작은 또한 성능 파라미터를 기반으로 하는 제1 기준 신호를 발생하는 단계(504)를 포함할 수 있다. 성능 파라미터의 일례로서 듀티 사이클을 이용하면, 제1 기준 신호는 DC/DC 컨버터 회로의 듀티 사이클을 기반으로 할 수도 있다. 동작은 또한 성능 파라미터를 기반으로 하는 제2 기준 신호를 발생하는 단계(506)를 포함할 수 있다. 계속해서 성능 파라미터의 일례로서 듀티 사이클을 이용하는 예로 설명하면, 제2 기준 신호는 DC/DC 컨버터 회로의 듀티 사이클을 기반으로 할 수 있다. 동작은 또한 성능 파라미터가 제1 기준 신호보다 큰지를 판정하는 단계(508)를 포함할 수 있다. 성능 파라미터가 제1 기준 신호보다 작으면, 동작은 DC/DC 컨버터 회로로부터 부하 회로에 파워를 전달하는 단계(510)를 포함할 수 있다. 성능 파라미터가 제1 기준 신호보다 크면, 동작은 성능 파라미터가 제2 기준 신호보다 큰지를 판정하는 단계(512)를 포함할 수 있다. 성능 파라미터가 제2 기준 신호보다 작으면, 동작은 DC/DC 컨버터 회로로부터 부하 회로로의 파워를 분로하는 단계(514)를 포함할 수 있다. 분로하는 단계는 예컨대 DC/DC 컨버터 회로에 의해 공급되는 파워가 감소되도록 입력 전원을 DC/DC 컨버터 회로의 출력 노드에 커플링하는 단계를 포함할 수 있다. 성능 파라미터가 제2 기준 신호보다 크면, 동작은 DC/DC 컨버터 회로를 사전에 정해진 파워 출력을 발생하도록 제어하는 단계(516)를 포함할 수 있다.
도 5가 일실시예에 따른 여러 동작을 예시하고 있지만, 이들 동작의 전부가 필수적인 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 실제로, 본 발명의 다른 실시예에서는, 도 5에 도시된 동작 및/또는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 동작이 어떠한 도면에도 구체적으로 나타내지 않았지만 역시 본 발명에 전체적으로 부합하는 방식으로 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 하나의 도면에 명확하게 도시되지 않은 특징 및/또는 동작에 관한 청구항들은 본 발명의 범위 및 내용 내에 있는 것으로 간주된다. 이에 부가하여, 본 명세서에 사용된 바와 같은 "회로"라는 표현은 예컨대 하드웨어에 내장된 회로, 프로그래머블 회로, 스테이트 머신 회로, 및/또는 예컨대 집적회로의 일부분으로서 포함될 수도 있는 분리된 요소와 같은 대형 시스템에 이용 가능한 회로를 단독으로 또는 임의의 조합으로 포함할 수 있다. 이에 부가하여, 본 명세서에 설명된 스위치 디바이스의 어떠한 것도 예컨대 MOS 트랜지스터, BJT, SiC 트랜지스터 등과 같은 공지의 또는 추후 개발될 스위치 회로의 어떠한 타입도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 채용되는 용어 및 표현은 설명을 위한 용어로서 이용되며, 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 이러한 용어 및 표현의 사용에 있어서, 도시되고 설명된 특징(또는 그 일부분)의 임의의 동등한 구성을 배제하려는 의도가 없으며, 청구항들의 범위 내에서 다양한 수정이 가능하다는 것을 인지할 것이다. 이에 따라, 청구항들은 이러한 등가 구성 전부를 포괄하는 것으로 고려된다. 본 명세서에는 다양한 특징, 양태 및 실시예가 기술되어 있다. 이러한 특징, 양태 및 실시예는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 변형예 및 수정예에 대해서뿐만 아니라 서로 조합될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 조합, 변형예 및 수정예를 포괄하는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 파워 서플라이 시스템에 있어서,
    출력 노드에 파워를 전달하여 상기 출력 노드에 접속된 부하 회로에 파워를 공급하도록 구성되고, 펄스폭 변조(PWM) 컨트롤러 회로를 포함하며, 상기 펄스폭 변조 컨트롤러 회로가 상기 출력 노드에 전달된 파워의 양에 비례하는 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 발생하도록 구성된, DC/DC 컨버터 회로; 및
    입력 전원과 상기 출력 노드 사이에 접속되며, 적어도 부분적으로는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클과 제1 듀티 사이클 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 입력 전원에서부터 상기 출력 노드로 분로 전류(shunt current)를 발생하도록 구성되는 분로 회로
    를 포함하는, 파워 서플라이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 듀티 사이클 기준 신호는, 상기 출력 노드에서의 리플 파라미터를 리플 임계치를 초과하게 하는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 대략적으로 나타내거나 또는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클에 대략적으로 비례하는 값을 갖도록 선택되는, 파워 서플라이 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분로 전류는 상기 출력 노드에서 상기 DC/DC 컨버터 회로에 의해 발생된 파워에 추가되는, 파워 서플라이 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분로 회로는 또한 적어도 부분적으로는 제2 듀티 사이클 기준 신호에 대한 상기 PWM 신호의 듀티 사이클의 비교에 기초하여 PWM 컨트롤러 신호를 발생하도록 구성되며, 상기 PWM 컨트롤러 신호는 상기 PWM 컨트롤러 회로를 제어하여 상기 PWM 컨트롤러 회로가 사전에 선택된 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 발생하게 하도록 구성되는, 파워 서플라이 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사전에 선택된 듀티 사이클은 최대 듀티 사이클인, 파워 서플라이 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 듀티 사이클 기준 신호는, 상기 출력 노드에서의 리플 파라미터를 리플 임계치를 초과하게 하는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 대략적으로 나타내거나 또는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클에 대략적으로 비례하는 값을 갖도록 선택되는, 파워 서플라이 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 분로 회로는 또한 적어도 부분적으로는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클과 상기 제2 듀티 사이클 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 분로 전류를 중단시키도록 구성되는, 파워 서플라이 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터 회로와 상기 출력 노드 사이에 접속된 인덕터 회로를 더 포함하는, 파워 서플라이 시스템.
  9. 파워 서플라이 시스템에 있어서,
    입력 전원과 DC/DC 컨버터 회로의 출력 노드 사이에 접속되는 분로 회로를 포함하며, 상기 분로 회로가 적어도 부분적으로는 상기 DC/DC 컨버터 회로에 의해 발생된 PWM 신호의 듀티 사이클과 제1 듀티 사이클 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 입력 전원에서부터 상기 출력 노드로의 분로 전류를 발생하게 하도록 구성되는, 파워 서플라이 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 듀티 사이클 기준 신호는, 상기 출력 노드에서의 리플 파라미터를 리플 임계치를 초과하게 하는 상기 DC/DC 컨버터 회로에 의해 발생된 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 대략적으로 나타내거나 또는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클에 대략적으로 비례하는 값을 갖도록 선택되는, 파워 서플라이 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 분로 회로는 또한 적어도 부분적으로는 제2 듀티 사이클 기준 신호에 대한 상기 PWM 신호의 듀티 사이클의 비교에 기초하여 PWM 컨트롤러 신호를 발생하도록 구성되며, 상기 PWM 컨트롤러 신호는 상기 DC/DC 컨버터 회로를 제어하여 상기 DC/DC 컨버터 회로가 사전에 선택된 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 발생하게 하도록 구성되는, 파워 서플라이 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 듀티 사이클 기준 신호는, 상기 출력 노드에서의 리플 파라미터를 리플 임계치를 초과하게 하는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 대략적으로 나타내거나 또는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클에 대략적으로 비례하는 값을 갖도록 선택되는, 파워 서플라이 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 분로 회로는 또한 적어도 부분적으로는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클과 상기 제2 듀티 사이클 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 분로 전류를 중단시키도록 구성되는, 파워 서플라이 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 사전에 선택된 듀티 사이클은 최대 듀티 사이클인, 파워 서플라이 시스템.
  15. 출력 리플을 감소시키기 위해 파워 서플라이를 분로하는 방법에 있어서,
    DC/DC 컨버터 회로의 하나 이상의 성능 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 성능 파라미터를 기반으로 하는 제1 기준 신호를 발생하는 단계;
    상기 성능 파라미터에 대해 상기 제1 기준 신호를 비교하는 단계; 및
    적어도 부분적으로는 상기 성능 파라미터와 상기 제1 기준 신호의 비교에 기초하여 입력 전원에서부터 상기 DC/DC 컨버터 회로의 출력 노드로의 분로 전류를 발생하는 단계
    를 포함하는, 파워 서플라이를 분로하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 성능 파라미터는 듀티 사이클, 출력 전압, 입력 전압 및 출력 리플로부터 선택되는, 파워 서플라이를 분로하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 성능 파라미터를 기반으로 하는 제2 기준 신호를 발생하는 단계;
    상기 제2 기준 신호에 대해 상기 성능 파라미터를 비교하는 단계; 및
    적어도 부분적으로는 상기 성능 파라미터와 상기 제2 기준 신호의 비교에 기초하여 사전에 정해진 파워 출력을 갖도록 상기 DC/DC 컨버터 회로를 제어하는 단계
    를 더 포함하는, 파워 서플라이를 분로하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    적어도 부분적으로는 상기 성능 파라미터와 상기 제2 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 분로 전류를 중단시키는 단계를 더 포함하는, 파워 서플라이를 분로하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 기준 신호는, 상기 출력 노드에서의 리플 파라미터를 리플 임계치를 초과하게 하는, 상기 DC/DC 컨버터 회로에 의해 발생된, PWM 신호의 듀티 사이클을 대략적으로 나타내거나 또는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클에 대략적으로 비례하는 값을 갖도록 선택되는, 파워 서플라이를 분로하는 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제2 기준 신호는, 상기 출력 노드에서의 리플 파라미터를 리플 임계치를 초과하게 하는, 상기 DC/DC 컨버터 회로에 의해 발생된, PWM 신호의 듀티 사이클을 대략적으로 나타내거나 또는 상기 PWM 신호의 듀티 사이클에 대략적으로 비례하는 값을 갖도록 선택되는, 파워 서플라이를 분로하는 방법.
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