KR20150060580A - 역류 검출기 회로 - Google Patents

역류 검출기 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR20150060580A
KR20150060580A KR1020140165255A KR20140165255A KR20150060580A KR 20150060580 A KR20150060580 A KR 20150060580A KR 1020140165255 A KR1020140165255 A KR 1020140165255A KR 20140165255 A KR20140165255 A KR 20140165255A KR 20150060580 A KR20150060580 A KR 20150060580A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
output
timing
timing control
gate
Prior art date
Application number
KR1020140165255A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101649045B1 (ko
Inventor
페트르 드레흐슬러
이브 테오뒬로
Original Assignee
이엠. 마이크로일레크트로닉-마린 쏘시에떼 아노님
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이엠. 마이크로일레크트로닉-마린 쏘시에떼 아노님 filed Critical 이엠. 마이크로일레크트로닉-마린 쏘시에떼 아노님
Publication of KR20150060580A publication Critical patent/KR20150060580A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101649045B1 publication Critical patent/KR101649045B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/14—Indicating direction of current; Indicating polarity of voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0007—Frequency selective voltage or current level measuring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/18—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to reversal of direct current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Abstract

회로 (1) 는 DCDC 컨버터 (2) 의 역류 조건을 검출하는 것에 대해 설명된다. 이러한 회로는 DCDC 컨버터의 결정된 노드 (7) 의 전압을 감지하기 위해 AND 게이트와 같은 간단한 로직 게이트를 이용하고, 게이팅된 신호 (27) 의 전파는, 지연 셀들 (16 및 17) 과 함께, DCDC 컨버터의 타이밍 제어 신호들 (SW1 및 SW2) 을 이용하여 제어되어, 상기 노드 (7) 에서의 감지된 전압의 양의 상태 또는 음의 상태가 로직 게이트 (18), 플립-플롭 또는 래치 회로 (19), 및 업-다운 카운터 (29) 를 통해 출력 타이밍 제어 회로 (25) 로 깨끗하게 전파되게 한다. 업-다운 카운터는 상기 노드에서의 역류 조건의 존재 또는 부재에 의존하여 증가되거나 감소되고, 업-다운 카운터의 카운트 값 (24) 은 제 2-페이즈 타이밍 제어 신호 (SW2) 의 on-기간의 지속기간을 결정한다.

Description

역류 검출기 회로{REVERSE CURRENT DETECTOR CIRCUIT}
본 발명은 DCDC 컨버터들의 분야에 관한 것으로, 특히, 오직 이에 대한 것은 아니지만, 불연속 모드에서 동작할 수 있는 저 전력 부스트 DCDC 컨버터들에 관한 것이다.
DCDC 컨버터들은 제 1 DC 전압을 제 2, 보통 보다 높은, DC 전압으로 컨버팅하는데 이용된다. 이는, 인덕턴스에 제 1 DC 전압을 인가하고, 일련의 보다 큰 규모의 양방향의 진행 (positive-going) 전압 피크 및 음방향의 진행 (negative-going) 전압 피크 (양방향의 진행 전압 피크 및 음방향의 진행 전압 피크는 그 다음에 출력 커패시터에 의해 정류되고 평활화된다) 와 출력 부하에 제 2 DC 전압으로서의 출력을 생성하도록 인덕턴스에서 흐르는 전류에 변화를 주거나 그 전류를 스위칭함으로써 달성될 수도 있다. 스위칭 사이클에서의 소정의 지점들에서, 회로는 전류가 역 방향으로 흐르는 상태에 진입할 수도 있다. 그러한 역류는 바람직하지 않은데, 증가된 전력 손실을 초래하기 때문이다. 역류의 영향들은 저 전력 DCDC 컨버터들에서 특히 상당한데, 저 전력 DCDC 컨버터들에서, 역류로 인한 전력 손실은 컨버터의 입력부에서 출력부로 전송되는 전력과 비교가능하거나 심지어 그 전력보다 더 클 수도 있다.
역류 상황을 방지하기 위해, 컨버터를 통한 전력 전송을 여전히 최대화하면서, DCDC 컨버터들은 DCDC 컨버터 회로의 감지 노드에서의 전압에서의 주기적 변동에 응답하여 제어 타이밍 신호들을 동적으로 튜닝함으로써 최적의 스위칭 타이밍을 달성하는 것을 목표로 하는 것이 제안되었다. 예를 들어, 전압은 각각의 순방향 전류 (제 2) 페이즈의 끝에서 미리 결정된 시간에 감지될 수도 있고, 어떠한 역전류도 검출되지 않는 경우, 다음의 순방향 전류 흐름 페이즈의 지속기간이 약간 증가될 수 있다. 역류가 검출되는 경우, 다음의 순방향 전류 페이즈의 지속기간은 다시 약간 감소된다. 이러한 방식으로, DCDC 컨버터 스위칭 타이밍 제어는 바람직한 상황으로 수렴되며, 바람직한 상황에서는, 컨버터에서 흐르는 전류가 제로인 경우 하나의 페이즈에서 다음 페이즈로의 전이가 발생한다. 수십 또는 수백 킬로헤르츠의 사이클 주파수를 갖는 DCDC 컨버터들에서, 이러한 수렴은 빠르게 일어난다.
기존의 역류 검출기들은 통상적으로 전압을 감지하기 위해 아날로그 비교기를 이용한다. 그러나, 원칙적으로 비교기들은 동작하기 위해 일정한 바이어스 전류를 요구하며, 이는 역류 검출기의 전류 소비를 증가시킨다. 그러한 비교기의 전류 소비는 저 전력 컨버터들에서, 그리고 특히 수백 킬로헤르츠의 보다 높은 동작 주파수들에서 무시해도 될 정도가 아니다.
US2009/0237039A1 에서는, 불연속 모드에서 동작하는 DCDC 컨버터의 역류 감지 노드를 역류 검출기에서의 플립-플롭 회로의 비-인버팅 입력에 접속시키는 것이 제안되었다. 그러나, 이러한 배열은 플립-플롭 회로에서의 무시해도 될 정도가 아닌 전류 소비를 또한 암시하는데, 특히, 새로운 감지된 전압의 값은 매 사이클에 대해 플립-플립을 통해 클록킹되어야 하기 때문이다.
위에서의 선행 기술의 역류 검출기 회로들의 단점들 중 적어도 일부를 극복하는 것이 본 발명의 목표이다. 특히, 본 발명은 선행 기술의 역류 검출기들보다 적은 전력을 소비하는 역류 검출기 회로를 제공하는 것을 목표로 한다.
이를 위해, 본 발명은 DCDC 컨버터용 역류 검출기 회로에 관한 것이며, 역류 검출기 회로는:
- DCDC 변환기의 역류 감지 노드에 접속된 감지 입력,
- DCDC 변환기의 전류 흐름 시퀀스 타이밍을 제어하기 위해 배열된 타이밍 제어 회로의 타이밍 제어 출력, 및
- 상기 역류 감지 노드에서의 잔류 전류의 방향을 타이밍 제어 회로에 제공하기 위한 플립-플롭 회로 (19) 를 포함한다.
역류 검출기 회로는 플립-플롭 회로의 데이터 입력에 접속된 게이트 출력, 감지 입력에 접속된 제 1 게이트 입력, 및 입력 게이팅 신호를 수신하는 제 2 게이트 입력을 갖는 로직 게이트를 포함하고, 로직 게이트는, 입력 게이팅 신호가 제 1 논리 값을 갖는 동안에는, 게이트 출력의 로직 상태가 제 1 게이트 입력에 의존하고, 입력 게이팅 신호가 제 2 논리 값을 갖는 경우에는, 게이트 출력의 로직 상태가 제 1 게이트 입력에서 독립적이도록 로직 게이트 회로가 전력 다운 (power-down) 상태에 있어 게이트 출력의 로직 상태가 제 1 게이트 입력과 독립적인 것을 특징으로 한다.
로직 게이트는 제 1 실시형태에서 'AND' 게이트이다. 더 이상 설명되지는 않는 다른 실시형태에서, 로직 게이트는 'OR' 게이트이다. 당업자는 본 발명의 본 설명에서 주어진 사상에 기초하여 이러한 지난 실시형태를 설계하는 것이 가능할 것이다. 진보적인 포락선 검출기 회로의 추가적인 변형들이 종속 청구항들에서 설명된다.
하기에서 논의될 바와 같이, 역류 검출기 회로로 역류 감지 전압을 게이팅하기 위해, AND 게이트와 같은 단순한 로직 게이트의 이용은, 입력단이 DCDC 컨버터의 스위칭 사이클의 대부분 동안에 효과적으로 전력 다운될 수 있다는 것을 의미하는데, 즉, DCDC 컨버터의 메인 스위치들 양자 모두가 전도성이지 않은 경우 (OFF), 이러한 입력단에서 수신된 전압 신호는 플립-플롭 회로에 영향이 없거나 플립-플롭 회로로 더 송신되지 않을 수 있으며, 역류 감지가 일어나는 스위칭 사이클의 짧은 부분의 예외를 갖는다. 이러한 방식으로, 역류 검출기 회로의 플립-플롭 회로를 동작시키기 위해 전력이 요구되는 시간을 상당히 줄이고, 그렇게 함으로써 역류 검출기 회로의 전체 전력 소비를 줄이는 것이 가능하다. 실제로, 플립-플립 회로는 일반적으로 플립-플립 회로의 데이터 입력에서의 전압 신호가 명확한 로직 상태 '0' 또는 '1' 에 대응하지 않는 경우 플립-플롭 회로의 전력 소비를 증가시킨다. 이는, 역류 감지 노드에서의 전압에 있어서, 짧은 기간 후에, DCDC 컨버터의 메인 스위치들 양자 모두가 OFF 되는 경우이다. 상기 짧은 기간에서, 역류 감지 노드에서의 잔류 전류의 방향에 따라, 이러한 노드에서의 전압이 증가하거나 강하게 감소하여, 이러한 짧은 기간 동안에, 역류 검출 회로의 감지 입력에서의 전압은 의미 있는 논리적 값에 대응한다. 이것이 역류 감지 노드에서의 잔류 전류의 방향을 검출하는데 이용되고, 따라서 플립-플롭 회로에 송신되는 입력 신호이다. 이러한 짧은 기간 후에, 감지 입력에서 수신되는 입력 신호의 전압은 일반적으로 의미 없는 논리적 값 주위에서 발진한다. 본 발명의 역류 검출기 회로는 그러한 발진 신호 및 의미 없는 논리적 값이 플립-플롭 회로에 송신되지 않도록 배열된다. 로직 게이트의 구성은 제 2 게이트 입력이 제 1 게이트 입력 (감지 입력) 과 독립적인 논리 값을 게이트 출력으로 하게 하는 논리 값을 갖는 경우 이러한 로직 게이트로의 과도한 소비가 없는 그러한 방식으로 이루어진다.
본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이며, 도 1 은, 본 발명에 따른 역류 검출기 회로의 일 실시형태를 도시한다.
도면은 본 발명의 근본적인 소정의 원리들을 이해하기 위한 보조물로서 제공되고, 보호받고자 하는 범위에서의 임의의 제한을 의미하는 것으로 취해져서는 안된다는 것이 유의되어야 한다. 동일한 참조 부호들이 도면에서의 많은 곳에서 이용되는 경우, 이것들은 동일하거나 대응하는 피쳐들을 지칭하고자 한다. 그러나, 상이한 참조 부호들의 이용은 그 부호가 지칭하는 피쳐들 사이의 상이함을 의미하는 것으로 취해져서는 안된다.
부스트 컨버터의 예가 본 출원에서 이용되었지만, 본 발명의 원리들은 다른 유형의 컨버터에서의 역류 검출에 적용될 수 있는 것으로 이해될 것임에 유의한다. 본 출원에서 이용되는 용어 OFF 상태 및 용어 ON 상태는 반드시 특정 신호 전압을 표시하지 않는다는 것에 또한 유의한다. 오히려, 그것들은 특정 논리 상태를 표시한다.
도 1 은 유도 코일 (4), 스위치들 (5 및 6) 에 의해 형성된 동기식 정류기 배열체, 및 출력 커패시터 (10) 를 포함하는 부스트 DCDC 컨버터를 도시한다. 입력 전압 소스 (3) 로부터의 에너지는, 출력 부하 (9) 를 거쳐, 입력 전압 (VIN) 으로부터 출력 단자 (8) 에서 상이한 출력 전압 (VOUT) 으로 컨버팅된다. 원칙적으로 DCDC 컨버터들은, 3 가지 모드들 - 연속, 불연속, 및 OFF 모드로 동작한다. 연속 모드는 연속적인 코일 전류로 특징지어진다. 불연속 모드에서, 코일에서의 전류는 차단되고 역류 조건이 생길 수 있다. 본 발명은 이러한 불연속 모드에 관련된 것이다.
도 1 에 도시된 역류 검출기 회로 (1) 는 코일 (4) 과 동기화 정류기에서의 스위치들 (5 및 6) 의 공통 접속 (7) 에서의 전압을 감지하도록 배열된다. 이러한 공통 접속 (7) 은 역류 감지 노드 또는 감지 노드라고 본 출원에서 또한 지칭된다. 코일 (4) 에서 흐르는 전류는 입력 전압 소스 (3) 로부터 출력 부하 (9) 로 흘러야 할 것이며, 그렇지 않으면 역류 조건이 존재한다. 그러한 역류는 전력 소비를 증가시키고, 따라서 방지되어야 한다. DCDC 컨버터의 각각의 스위칭 사이클의 제 2 페이즈의 끝에서 전류가 어느 방향으로 흐르는지를 결정하기 위해, 스위치들 (5 및 6) 양자 모두가 스위칭 오프되고 (OFF 상태), 감지 노드 (7) 에서의 전압은 역류 검출기 회로 (1) 에 의해 모니터링된다. 감지 노드 (7) 에서의 전압이 상승하는 경우, 전류는 순방향으로 있고, 전압이 강하하는 경우, 역류 조건이 존재한다.
타이밍 제어 회로 (29 & 25) 는 DCDC 컨버터의 타이밍 사이클의 제 1 페이즈 동안에 제 1-페이스 스위치 (5) 는 ON 인 반면 제 2-페이즈 스위치 (6) 는 스위칭 OFF 되게 한다. 제 1 페이즈 후에, 제 2-페이즈 스위치 (6) 가 스위칭 ON 되어 타이밍 사이클의 제 2 페이즈가 일어나고, 그 다음에 타이밍 제어 회로에 의해 결정된 시간 기간 후에 다시 제 2-페이즈 스위치 (6) 는 스위칭 OFF 된다. 스위치 드라이버 회로 (26) 는 아날로그 지연 셀 (25) 에 의해 발생된 제어 신호를 부스팅하고, 스위치 드라이버 회로의 출력에서 제 2-페이즈 스위치 (6) 및 역류 검출기 회로 (1) 의 제 1 타이밍 제어 입력 (13) 에 제어 신호 (SW2) 를 제공하도록 배열된다. 역류 검출기 회로 (1) 의 제 2 타이밍 제어 입력 (14) 에, 특히 제 1-페이즈 스위치 (5) 에 추가적인 타이밍 제어 신호 (SW1) 가 제공된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 역류 검출기는 회로 노드 (7) 상의 전압을 감지하기 위해 단일 로직 게이트를 이용한다. 로직 게이트는, 예를 들어, 비교기보다 상당히 적은 전류를 소비한다. 감지 노드 (7) 상의 전압을 감지하는데 이용되는 AND 게이트 (18) 는, 제 2-페이즈 타이밍 제어 신호 (SW2) 가 높은 경우, 도 1 에서 도시된 변형에서, 타이밍 사이클의 대부분의 동안에 효과적으로 전력 다운될 수 있다. 본 발명에서, 감지 노드 (7) 에 의해 제공되는 아날로그 신호는 로직 게이트에 의해 논리 값으로 컨버팅되고, 그 다음에 플립-플롭 회로 (19) 에 제공된다. 비교기 또는 플립-플롭 회로에 대한 직접적인 접속을 갖는 선행 기술의 해결책들은 상당한 전류 소비를 요구하고 본 발명에 따른 AND 게이트를 갖는 경우에서처럼 전력 다운될 수 없다.
SW2 ON 시간 기간의 지속기간은 프로그램가능한 아날로그 지연 셀 (25) 에 의해 설정된다. 이러한 아날로그 지연 셀은 업-다운 컨버터 (29) 로부터 출력되는 카운트 값 (24) 에 의해 ON 시간이 제어되는 타이밍 제어 신호 (SW2) 를 발행한다. 보다 높은 값은 카운트는 보다 긴 ON 기간을 의미하며, 반면 보다 낮은 값은 보다 짧은 ON 기간을 의미한다. 전력을 절약하기 위해, 아날로그 지연 셀 (25) 은 오직 DCDC 컨버터 사이클의 제 2 페이스 동안에만 인에이블되며, 타이밍 제어 신호 SW1 인 경우에는 OFF 된다. 아날로그 타이밍 발생기 그 자체의 이용은 또한 전력 소비를 줄이는 것을 돕는데, SW2 ON 시간을 제어하기 위해 고속 클록을 요구하지 않기 때문이다. 역류 검출기 회로 (1) 는 따라서 임의의 고속 발진기 신호에 대한 필요 없이 동작할 수도 있고, DCDC 컨버터 (2) 의 타이밍 제어 신호들로부터 모든 타이밍 정보를 취할 수도 있다.
초기에, 재설정 후에, 제 2-페이즈 타이밍 제어 신호 (SW2) 의 ON 기간은 가장 짧은 값을 가지고, 카운트 값 (24) 은 통상적으로 제로이다. 제 1 페이즈 동안에, 제 1-페이즈 타이밍 신호 (SW1) 가 ON 인 경우, 코일 (4) 에서의 전류는 상승한다. 그 다음에, 제 2 페이즈 동안에, 제 2-페이즈 타이밍 제어 신호 (SW2) 가 ON 인 경우, 코일 (4) 은 전압 소스 (3) 에 직렬로 접속되고, 전류가 출력 부하 (9) 로 전달된다. 전류는 이러한 제 2 페이즈 동안에 떨어진다. 제 2 페이즈의 끝에서, 제 2-페이즈 타이밍 제어 신호 (SW2) 는 상승하고, 스위치들 (1 및 2) 양자 모두는 스위칭 OFF 된다 (도 1 에서 SW1=0 및 SW2=1). 회로 노드 (7) 에서의 전압 레벨은 AND 게이트 (18) 에 의해 감지되고, 그를 통해 플립-플롭 회로 (19) 의 데이터 입력으로 게이팅된다. 로직 게이트 (18) 의 출력에서의 결과적인 논리 값은 그 다음에 지연된 신호 (SW2D) 의 상승 에지에 의해 플립-플립 (19) 에 클록킹되어 (clock) 저장되며, 지연된 신호는 SW2 의 시간-지연된 버전이다. SW2D 의 지연은 지연 셀 (16) 에 의해 달성되고 SW2 가 완전히 OFF 되고 7 에서의 전압이 의미 있는 값으로 설정될 때까지 SW2D 가 높아지는 것을 막기 위해 포함된다.
추가 지연 셀은 AND 게이트 (18) 의 게이팅 입력에 추가적인 지연을 제공함으로써, 감지 또는 오픈 상태로 좀더 길게 AND 게이트 (18) 를 홀딩한다. 이러한 추가 지연은 플립-플롭 (19) 의 홀드 시간 및 업-다운 카운터 (29) 의 설정 시간을 보장하는 것을 제공한다. SW2 가 스위칭 OFF 되는 경우, AND 게이트 (18) 는 전력 소비 없이 정의된 로직 상태에 머물 충분한 전하를 보유한다. 코일 (4) 에서의 순방향 전류는 SW1 및 SW2 가 제 2 페이즈의 끝에서 스위칭 OFF 되는 경우 회로 노드 (7) 에서의 전압이 상승하게 하며, AND 게이트 (18) 의 출력이 '1' 의 논리 값을 갖는 결과를 갖는다. 업-다운 카운터 (29) 는 증가되고, 아날로그 지연 셀 (25) 에 의해 정의된 ON 기간은 증가된다. 이러한 시퀀스는 역류가 검출될 때까지 매 사이클 반복되며, 역류가 검출되는 지점에서, 회로 노드 (7) 에서의 전압이 역류로 인해 떨어지고, AND 게이트 (18) 의 출력이 낮아지고, 플립-플롭 (19) 이 논리적 '0' 을 저장한다. 업-다운 카운터 (29) 는 따라서 감소되고, 아날로그 지연 셀 (25) 은 다음 사이클에서 역류를 방지하기 위해 약간 SW2 의 지속기간을 짧게 한다. 다음 사이클에서의 SW2 의 짧아진 지속기간 때문에, 회로 노드 (7) 에서의 전압이 더 감지되는 경우 순방향 전류 조건이 보통 존재한다. 플립-플롭 (19) 은 대안으로 입력을 출력으로 래칭할 (latch) 수 있는 다른 유형의 회로에 의해 대체될 수도 있다는 것에 유의한다. AND 게이트는 유리하게는, 게이트 신호가 OFF 상태에 있는 경우 게이트의 전력 소비가 사실상 제로인 공지된 방식 또는 다른 공지된 구성들로 관통 (pass-through) 게이트로서 배열된 NMOS 트랜지스터를 이용하여 구현될 수도 있다.
업-다운 카운터 (29) 는 유리하게는 추가적인 에너지-절감 피쳐를 제공할 수도 있는데, 여기서는 업-다운 카운터가 감소되면, 다시 동작을 시작하기 전에 미리 결정된 횟수의 타이밍 사이클들 동안 전력 다운하고 플립-플롭 (19) 의 출력 업에 응답하여 카운트 값 (24) 을 조정하도록 구성된다. 다시 말해, 카운트 값이 N 에서 N-1 로 그리고 다시 N 으로 변하자 마자, 로직은 M 기간들 동안 카운터를 중지시킨다. 이러한 측정은 제로-스위칭 조건으로의 빠른 초기 수렴을 보장하나, 그 다음에, 역류 검출기가 수렴을 달성하면, 매 사이클보다 덜 빈번하게 수렴 조건의 유지가 이행되는 것을 허용한다는 점에서 효율성을 증가시키도록 돕는다.

Claims (15)

  1. DCDC 컨버터 (2) 용 역류 검출기 회로 (1) 로서,
    상기 역류 검출기 회로 (1) 는,
    - 상기 DCDC 컨버터 (2) 의 역류 감지 노드 (7) 에 접속된 감지 입력 (12),
    - 상기 DCDC 컨버터 (2) 의 전류 흐름 시퀀스 타이밍을 제어하기 위해 배열된 타이밍 제어 회로의 타이밍 제어 출력, 및
    - 상기 역류 감지 노드에서의 잔류 전류의 방향을 상기 타이밍 제어 회로에 제공하기 위한 플립-플롭 회로 (19) 를 포함하고;
    상기 역류 검출기 회로는, 상기 플립-플롭 회로의 데이터 입력에 접속된 게이트 출력 (27), 상기 감지 입력 (12) 에 접속된 제 1 게이트 입력, 및 입력 게이팅 신호 (23) 를 수신하는 제 2 게이트 입력을 갖는 로직 게이트 (18) 를 포함하고, 상기 로직 게이트는, 상기 입력 게이팅 신호가 제 1 논리 값을 갖는 동안에는, 상기 게이트 출력의 로직 상태가 제 1 게이트 입력에 의존하고, 상기 입력 게이팅 신호가 제 2 논리 값을 갖는 경우에는, 로직 게이트 회로가 전력 다운 상태에 있어 상기 게이트 출력의 로직 상태가 상기 제 1 게이트 입력과 독립적이도록 구성되고 접속되는, 역류 검출기 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 DCDC 컨버터 (2) 의 제 1 타이밍 제어 신호 (SW2) 를 수신하기 위한 제 1 타이밍 제어 입력 (13),
    - 제 1 지연 기간 만큼 상기 제 1 타이밍 제어 신호 (SW2) 를 지연시킴으로써 제 1 지연된 타이밍 신호 (SW2DD) 를 제공하는 제 1 지연 수단 (16, 17), 및
    - 상기 타이밍 제어 회로를 형성하는 업-다운 카운터 (29) 를 포함하고,
    상기 업-다운 카운터는, 상기 업-다운 카운터가 제 1 클록킹 로직 상태로 변화시키는 상기 제 1 지연된 타이밍 신호에 의해 클록킹될 때 상기 게이트 출력 (27) 이 제 1 게이트 출력 로직 상태에 있는 경우 카운트 값 (24) 을 증가시키고, 상기 업-다운 카운터가 상기 제 1 클록킹 로직 상태로 변화시키는 상기 제 1 지연된 타이밍 신호에 의해 클록킹될 때 상기 게이트 출력 (27) 이 제 2 게이트 출력 로직 상태에 있는 경우 상기 카운트 값 (24) 을 감소시키도록, 상기 제 1 지연된 타이밍 신호 (SW2DD) 에 의해 클록킹되는, 역류 검출기 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 업-다운 카운터 (29) 는 상기 제 1 지연된 타이밍 신호 (SW2DD) 가 제 2 클록킹 로직 상태를 가질 때 전력 다운 상태에 진입하도록 구성되는, 역류 검출기 회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 입력 게이팅 신호 (23) 는 상기 제 1 지연된 타이밍 신호 (SW2DD) 인, 역류 검출기 회로.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 업-다운 컨버터 (29) 는, 상기 역류 검출기 회로의 수렴 조건을 검출하고, 상기 업-다운 카운터를 미리 결정된 시간 기간 동안 전력 다운 모드에 두도록 구성된 카운트-오버라이드 (count-override) 수단을 포함하는, 역류 검출기 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수렴 조건은 상기 업-다운 카운터 (29) 의 증가-감소-증가 또는 감소-증가-증가 시퀀스를 포함하는, 역류 검출기 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 지연 기간보다 짧은 제 2 지연 기간 만큼 제 1 타이밍 제어 신호 (SW2) 를 지연시킴으로써 제 2 지연된 타이밍 신호 (SW2D) 를 발생시키도록 배열된 제 2 지연 수단 (16) 을 포함하는, 역류 검출기 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로직 회로 (18) 는 AND 게이트에 의해 형성되는, 역류 검출기 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어 회로는 상기 DCDC 컨버터 (2) 의 제 2 페이즈 타이밍을 제어하기 위한 출력 타이밍 제어 신호 (15, SW2) 를 발생시키도록 구성된 출력 타이밍 제어 회로 (25) 를 포함하며, 상기 출력 타이밍 제어 신호 (15, SW2) 는 카운트 값 (24) 에 의존하는 제어 기간을 갖는, 역류 검출기 회로.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 플립-플롭 회로 (19) 는, 제 2 지연된 타이밍 신호 (SW2D) 의 제어 하에, 제 2 지연 기간 동안에 상기 게이트 출력 (27) 을 저장하도록 배열되고, 상기 업-다운 카운터 (29) 는, 상기 업-다운 카운터 (29) 가 클록킹될 때 플립-플롭 회로 출력 (28) 이 제 1 게이트 출력 로직 상태에 있는 경우 상기 카운트 값 (24) 을 증가시키고, 상기 업-다운 카운터 (29) 가 클록킹될 때 래칭된 게이트 출력 (28) 이 제 2 게이트 출력 로직 상태에 있는 경우 상기 카운트 값 (24) 을 감소시키도록 상기 제 1 지연된 타이밍 신호 (SW2DD) 에 의해 클록킹되는, 역류 검출기 회로.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 출력 타이밍 제어 회로 (25) 는 아날로그 지연 셀을 포함하는, 역류 검출기 회로.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 출력 타이밍 제어 회로 (25) 는 출력 회로 제어 신호 (22) 를 수신하고, 상기 출력 타이밍 제어 회로 (25) 는, 상기 출력 회로 제어 신호 (22) 가 미리 결정된 로직 상태에 있을 때, 전력 다운 상태에 진입하도록 구성되는, 역류 검출기 회로.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 출력 회로 제어 신호 (22) 는 상기 DCDC 컨버터 (2) 의 제 2 타이밍 제어 신호 (SW1) 인, 역류 검출기 회로.
  14. DCDC 컨버터 (2) 로서,
    - 제 1 항에 기재된 역류 검출기 회로 (1),
    - 리액티브 소자 (4), 및
    - 제 2 페이즈 타이밍을 갖는 제 1 타이밍 제어 신호 (SW2) 에 의해 제어되는 제 1 스위칭 소자 (6), 및 제 1 페이즈 타이밍을 갖는 제 2 타이밍 제어 신호 (SW1) 에 의해 제어되는 제 2 스위칭 소자 (5) 를 포함하고,
    상기 제 2 페이즈 타이밍은 출력 타이밍 제어 회로에 의해 제어되고, 상기 제 2 타이밍 제어 신호 (SW1) 는 출력 회로 제어 신호 (22) 인, DCDC 컨버터.
  15. DCDC 컨버터 (2) 로서,
    - 제 8 항에 기재된 역류 검출기 회로 (1),
    - 리액티브 소자 (4), 및
    - 제 2 페이즈 타이밍을 갖는 제 1 타이밍 제어 신호 (SW2) 에 의해 제어되는 제 1 스위칭 소자 (6), 및 제 1 페이즈 타이밍을 갖는 제 2 타이밍 제어 신호 (SW1) 에 의해 제어되는 제 2 스위칭 소자 (5) 를 포함하고,
    상기 제 2 페이즈 타이밍은 출력 타이밍 제어 회로에 의해 제어되고, 상기 제 2 타이밍 제어 신호 (SW1) 는 출력 회로 제어 신호 (22) 인, DCDC 컨버터.
KR1020140165255A 2013-11-26 2014-11-25 역류 검출기 회로 KR101649045B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13194504.0 2013-11-26
EP13194504.0A EP2876795A1 (en) 2013-11-26 2013-11-26 Reverse current detector circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150060580A true KR20150060580A (ko) 2015-06-03
KR101649045B1 KR101649045B1 (ko) 2016-08-17

Family

ID=49639794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140165255A KR101649045B1 (ko) 2013-11-26 2014-11-25 역류 검출기 회로

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9535101B2 (ko)
EP (2) EP2876795A1 (ko)
JP (1) JP5841223B2 (ko)
KR (1) KR101649045B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11133663B2 (en) * 2017-12-20 2021-09-28 Apple Inc. Reverse current protection circuit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281743A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Hitachi Ltd 半導体集積回路および携帯用電子機器
JP2006158097A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Renesas Technology Corp 電源制御用半導体集積回路および電子部品並びに電源装置
JP2010193547A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Toyota Motor Corp 同期整流型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2013110795A (ja) * 2011-11-17 2013-06-06 Renesas Electronics Corp Ｄｃーｄｃコンバータ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001332085A (ja) * 2000-05-17 2001-11-30 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置及びシンクロナスメモリ
EP2104213B1 (fr) * 2008-03-19 2012-05-30 The Swatch Group Research and Development Ltd. Procédé d'asservissement d'un convertisseur DC-DC en mode discontinu
JP5422922B2 (ja) * 2008-05-29 2014-02-19 富士電機株式会社 同期整流型ｄｃ−ｄｃコンバータの逆流防止回路
CN103187854B (zh) * 2011-12-31 2016-01-20 意法半导体研发(深圳)有限公司 用于控制电源转换器中的dcm-ccm振荡的系统和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281743A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Hitachi Ltd 半導体集積回路および携帯用電子機器
JP2006158097A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Renesas Technology Corp 電源制御用半導体集積回路および電子部品並びに電源装置
JP2010193547A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Toyota Motor Corp 同期整流型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2013110795A (ja) * 2011-11-17 2013-06-06 Renesas Electronics Corp Ｄｃーｄｃコンバータ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2876795A1 (en) 2015-05-27
US20150146329A1 (en) 2015-05-28
KR101649045B1 (ko) 2016-08-17
JP5841223B2 (ja) 2016-01-13
EP2876796B1 (en) 2019-05-08
US9535101B2 (en) 2017-01-03
JP2015104312A (ja) 2015-06-04
EP2876796A1 (en) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101176734B1 (ko) 가변 전압 ｄｃ-ｄｃ 변환기
TWI405391B (zh) 直流－直流轉換系統及其模式切換方法
US11901831B2 (en) Apparatus and methods for controlling a switch drive signal following mode transitions in a switching power converter
US20150002115A1 (en) Series-capacitor buck converter multiphase controller
KR102028318B1 (ko) 디지털 방식의 역전류를 차단할 수 있는 저전력 직류-직류 변환 장치 및 그것의 동작 방법
CN107959421B (zh) Buck-boost型直流转换器及其控制方法
CN102122888A (zh) 升降转换电路的控制电路以及控制方法
KR20060096086A (ko) 스위칭 레귤레이터
JP2008072835A (ja) スイッチングレギュレータ及びそのスイッチングレギュレータを有する半導体装置
TWI521837B (zh) 用於電力轉換器的積體電路控制器、切換式電力轉換器及用於控制電力轉換器之方法
WO2020123478A1 (en) Secondary winding sense for hard switch detection on the secondary side of a transformer in a power converter
CN110391746B (zh) 具有自动模式切换的pfm电源管理系统
EP2704301B1 (en) DC-DC converter and control method thereof
TWI683520B (zh) 多相dc-dc電源轉換器及其驅動方法
US20200076305A1 (en) Electronic converter and method of operating an electronic converter
TW201705663A (zh) 用於磁滯電流控制模式的單電感雙輸出電源轉換器及其控制方法
CN108880259B (zh) 用于转换器的次级侧电流模式控制
JP2016528858A (ja) 電圧を変換するコンバータユニット及び方法
TWI565210B (zh) 用於非連續導通模式的單電感雙輸出電源轉換器及其控制方法
CN104362839A (zh) 一种四管变换器控制电路、四管变换器及其轻载控制方法
KR101649045B1 (ko) 역류 검출기 회로
KR101692169B1 (ko) 불연속 전류 동작 모드에서 역전류를 차단할 수 있는 저전력 직류-직류 변환 장치 및 방법
CN111953209B (zh) 开关型变换器及其控制电路和控制方法
KR20160016190A (ko) 가변 펄스를 이용하는 벅 변환기
CN112467976B (zh) 开关变换器及其控制电路和控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant