KR20160122042A - 단일 인덕터 다중 출력 dc/dc 컨버터 - Google Patents

Abstract

본원의 제1 발명에 따른 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터는, 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부; 상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및 상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부를 포함한다.
이에 따라, 부하전류의 크기 변화에 대응하여 인덕터에 흐르는 전류의 상한치와 하한치를 동시에 변경할 수 있기 때문에, 출력 리플을 줄일 수 있고, 다수 부하의 편차 합산 전압의 증감에 따라 인덕터에 흐르는 전류를 조절할 수 있기 때문에 출력 노드의 수를 증감에 적응적으로 대응할 수 있다.

Description

단일 인덕터 다중 출력 DC/DC 컨버터{SINGLE INDUCTOR MULTI OUTPUT DC/DC CONVERTER}

본 발명은 전자기기의 전력 관리 시스템에 사용되는 단일의 인덕터로 입력되어 저장되는 전기 에너지를 복수의 출력 노드에 전달하는 단일 인덕터 다중 출력 DC/DC 컨버터에 관한 것이다.

최신 전자기기들은 긴 배터리 시간과 다양한 기능을 동시에 필요로 한다. 이러한 요구로 인해 전자기기의 전력 관리 시스템에서 단일 인덕터 다 출력(Single Input Multiple Output: SIMO) DC/DC 컨버터가 선호되고 있다.

SIMO DC/DC 컨버터는 다중 출력을 생성하기 위해 출력 수에 대응하는 수만큼의 인덕터를 구비하는 기존의 컨버터와 달리 전류를 공급받는 인덕터를 단지 하나만 구비하는 구조이기 때문에 회로 면적을 그만큼 줄일 수 있다.

예컨대, 도 1은 등록특허 제1284976호에 개시된 SIMO DC/DC 컨버터 회로도로서, 출력 선택부(110), 히스테리시스 비교기(120), 제어부(130), 구동부(140), 출력노드들(150)을 포함한다.

출력 선택부(110), 히스테리시스 비교기(120), 제어부(130) 및 구동부(140)는 출력 노드들(150) 중 현재 전압/전류를 공급받고 있는 n번째의 제1 출력 노드의 전압 수준을 감시한다.

출력 선택부(110)는 예컨대, 1:N 먹스(MUX: Multiplexer)이고, 제1 출력 노드의 현재 출력전압 Vout_n을 비교기(120)에 전달하고, 또한 스펙(sepc.)에 의해 결정되어 있는 상기 제1 출력 노드의 기준전압을 비교기(120)에 전달한다.

비교기(120)는 제1 출력 노드의 출력전압 Vout_n이 제1 출력 노드의 기준 전압 Vref_n 보다 제1 임계치 Vdh 이상 높은지의 여부를 판단한다. Vout_n > Vref_n + Vdh 인 경우, 제어부(130)의 제어에 의해 구동부(140)가 제1 출력 노드에 전류 공급을 중단한다. 또한, 비교기(120)는 상기 Vout_n이 상기 Vref_n 보다 제2 임계치 Vdl 이상 낮은지의 여부도 판단한다.

이러한 판단 결과에 따라 제어부(130)는 상기 제1 출력 노드에 한 번 지속적으로 전류 공급이 수행되는 최대 시간인 tos_n을 증감시킨다.

등록특허 제1284976호 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환기 및 그 제어 방법 공개특허 제2011-0104992호 다중-레벨 공급 스테이지의 제어

Min-yong Jung et al., "An Error-Based Controlled Single-Inductor 10-Output DC-DC Buck Converter with High Efficiency at Light Load Using Adaptive Pulse Modulation", 2015 IEEE International Solid-State Circuits Conference, 2015. 02.

그런데, 등록특허 제1284976호에 따르면, 인덕터에 흐르는 전류의 하한 기준 전류가 고정된 채 상한 기준 전류만 변화하므로 부하전류의 크기가 변화하는 경우에 적응적으로 대응하기가 곤란하다. 예컨대, 인덕터에 흐르는 전류의 하한 기준 전류가 고정되어 있으므로 출력단의 부하가 가벼워 부하 전류의 총합이 하한 기준 전류보다 작을 때(light load) 가벼운 부하에 공급할 수 없다. 또는, 중 부하가 걸리면 상한 기준 전류만 움직이게 되므로, 하한 기준 전류와 상한 기준 전류 간의 간격이 넓어져 충전시간과 방전시간이 길어지므로 응답속도가 느려지고, 출력 리플도 커지게 된다.

또한, 인덕터 전류가 부하 전류보다 커서 인덕터 전류가 상승하는 경우에는 인덕터의 기준치 전류를 낮출 필요가 있다. 또한, 인덕터 전류가 부하 전류보다 작아 인덕터 전류가 하강하는 경우에는 인덕터의 기준치 전류를 상승시킬 필요가 있다.

또한, 고정된 출력 노드의 수에 상응하여 인덕터 전류를 공급하기 때문에 출력 노드의 수를 증가 또는 감소시키는 경우에 적응적으로 대응하기가 어렵다.

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한다.

본원의 제1 발명에 따른 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터는, 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부; 상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및 상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부를 포함한다.

또한, 상기 스위칭 제어부는 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성한다.

또한, 상기 스위칭 제어부는, 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 가진 출력단을 선별하는 최대 편차 전압 선별부; 상기 최대 편차 전압을 가진 출력단 정보를 임시 저장 및 출력하는 제1 래치; 상기 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 가산부; 상기 편차 합산 전압이 상기 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 기준전류 조절부; 상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류를 임시 저장하는 제2 래치; 상기 제2 래치로부터 출력되는 상한 기준 전류 및 하한 기준 전류를 저장하는 기준전류 저장부; 및 상기 제1 래치의 출력에 기반하여 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류(IL)를 상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류와 비교하고, 상기 인덕터의 충방전을 위한 스위칭신호를 생성하는 스위칭부를 포함한다.

또한, 상기 최대 편차 전압 선별부는, 상기 편차 전압 출력부로부터 출력되는 복수의 편차 전압 전체에 대하여 서로 다른 두개의 편차 전압을 비교하여 편차 비교값을 출력하는 편차 전압 비교부; 및 상기 편차 비교값을 논리곱하여 최대 편차 전압을 가진 출력단을 판정하는 최대 편차 전압 판정부를 포함한다.

또한, 상기 가산부는, 연산증폭기의 비반전 단자에 병렬로 입력되는 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력한다.

또한, 상기 기준전류 조절부는, 상기 편차 합산 전압과 상기 상한 기준 전압을 비교하는 상한치 비교기와, 상기 편차 합산 전압과 상기 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 편차 합산 전압 비교부; 상기 상한치 비교기의 출력과 상기 하한치 비교기의 출력을 입력 받아 편차 합산 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정하는 범위 판정부; 및 상기 범위 판정부의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 조정하는 기준전류 캘리브레이터를 포함한다.

또한, 상기 스위칭 제어부는 상기 인덕터를 방전시키는 1 방전 구간 동안 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 복수의 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성한다.

또한, 본원의 제2 발명에 따른 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터는, 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부; 상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및 상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 제1 상한 기준 전압보다 높거나 상기 복수의 편차 전압 중 소정 편차 전압이 제2 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 제1 하한 기준 전압보다 낮거나 상기 소정 편차 전압이 제2 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부를 포함한다.

또한, 상기 기준전류 조절부는, 상기 편차 합산 전압과 상기 제1 상한 기준 전압을 비교하는 제1 상한치 비교기와, 상기 편차 합산 전압과 상기 제1 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 편차 합산 전압 비교부; 상기 소정 편차 전압과 상기 제2 상한 기준 전압을 비교하는 제2 상한치 비교기와, 상기 소정 편차 전압과 상기 제2 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 중부하 전압 비교부; 상기 제1 및 제2 상한치 비교기의 출력과 상기 제1 및 제2 하한치 비교기의 출력을 입력받아 상기 편차 합산 전압 또는 상기 소정 편차 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정하는 범위 판정부; 및 상기 범위 판정부의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 조정하는 기준전류 캘리브레이터를 포함한다.

또한, 본원의 제3 발명에 따른 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터는, 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부; 상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및 상기 복수의 편차 전압 중 소정 편차 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 소정 편차 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부를 포함한다.

또한, 본원의 제4 발명에 따른 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터는, 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부; 상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및 상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 PWM 듀티비를 증가시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 PWM 듀티비를 감소시키는 PWM 제어부를 포함한다.

또한, 상기 PWM 제어부는, 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압의 출력단을 선별하는 최대 편차 전압 선별부; 상기 최대 편차 전압의 출력단 정보를 임시 저장 및 출력하는 제1 래치; 상기 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 가산부; 상기 편차 합산 전압이 상기 상한 기준 전압보다 높으면 상기 PWM 듀티비를 증가시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 하한 기준 전압보다 낮으면 상기 PWM듀티비를 감소시키는 PWM 듀티비 조절부; 상기 PWM 듀비티를 임시 저장 및 출력하는 제2 래치; 상기 제2 래치로부터 출력되는 PWM 듀티비를 저장하는 PWM 듀티비 저장부; 상기 PWM 듀티비에 따라 디지털 값의 PWM 신호를 발생시키는 디지털 PWM 발생부; 및 상기 디지털 값의 PWM 신호를 이용하여 스위칭 신호를 상기 제1 래치로부터 출력되는 최대 편차 전압의 출력단과 연결된 스위치에 인가하는 스위칭 신호 발생부를 포함한다.

또한, 상기 PWM 듀티비 조절부는, 상기 편차 합산 전압과 상하한 기준 전압을 비교하는 편차 합산 전압 비교부; 상기 편차 합산 전압 비교부의 출력을 이용하여 상기 편차 합산 전압의 범위를 판정하는 범위 판정부; 상기 범위 판정부의 출력에 따라 PWM 듀티비를 조정하는 듀티비 캘리브레이터를 포함한다.

또한, 상기 PWM 듀티비 조절부는, 상기 편차 합산 전압과 제1 상하한 기준 전압을 비교하는 편차 합산 전압 비교부; 복수의 부하 중 가장 중요한 부하로 선택된 부하의 편차 전압인 중부하 편차 전압과 제2 상하한 기준 전압을 비교하는 중부하 전압 비교부; 상기 편차 합산 전압 비교부 및 상기 중부하 전압 비교부의 출력을 이용하여 상기 편차 합산 전압의 범위를 판정하는 범위 판정부; 및 상기 범위 판정부의 출력에 따라 PWM 듀티비를 조정하는 듀티비 캘리브레이터를 포함한다.

본 발명에 따르면, 부하전류의 크기 변화에 대응하여 인덕터에 흐르는 전류의 상한치와 하한치를 동시에 변경할 수 있기 때문에, 출력 리플을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수 부하의 편차 합산 전압의 증감에 따라 인덕터에 흐르는 전류를 조절할 수 있기 때문에 출력 노드의 수를 증감에 적응적으로 대응할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 SIMO DC/DC 컨버터 회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터 회로도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 파형도,
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 파형도,
도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭 파형도,
도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭 파형도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 감산부의 구체 회로도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 최대 편차 전압 선별부의 구체 회로도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가산부의 구체 회로도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류 조절부의 구체 회로도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준전류 조절부의 구체 회로도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터 회로도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 PWM 듀티비 조절부의 구체 회로도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM 듀티비 조절부의 구체 회로도, 및
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 PWM 듀티비가 상이한 경우의 인덕터 전류 파형도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부와, 복수의 출력 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부, 그리고 복수의 편차 전압을 합산하여 합산 편차 전압을 생성하고, 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 편차 합산 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부와, 복수의 출력 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부, 그리고 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 검출하고, 최대 편차 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 최대 편차 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터의 스위칭 제어부는 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 검출하고, 최대 편차 전압을 갖는 부하로 인덕터의 전기 에너지를 방전시킨다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터의 스위칭 제어부는 다중 출력에 연결된 각각의 부하 중 가장 중요한 부하가 중(重) 부하로 판단되면, 상한 기준 전류를 상승시킨다. 여기서, 중 부하(heavy load)라 함은 전원측에서 부하측으로 전달하는 전기에너지보다 부하가 사용하는 전기에너지가 더 큰 경우의 부하를 의미한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터는 직류전원(210), 인덕터 충방전부(220), 다수의 출력단(230), 감산부(240), 최대 편차 전압 선별부(245), 제1 래치(250), 가산부(255), 기준전류 조절부(260), 제2 래치(265), 기준전류 저장부(270), 스위칭부(275), 및 전류 센서(280)를 포함한다.

다수의 출력단(230)의 스위치들을 모두 턴오프, 인덕터 충방전부(220) 내 스위치1(SW1), 및 스위치3(SW3)을 턴온, 스위치2(SW2)를 턴오프시키면 인덕터에 전기 에너지가 충전된다.

다수의 출력단(230)의 스위치들 중 적어도 어느 하나를 턴온, 인덕터 충방전부(220) 내 스위치2(SW2)를 턴온, 그리고 스위치1(SW1)과 스위치3(SW3)을 턴오프시키면 인덕터의 전기 에너지가 방전된다.

다수의 출력단(230)은 도 2에 도시된 바와 같이, 각기 다른 출력전류 및 출력전압을 제공할 수 있다. 다수의 출력단(230: 231, 232, 233, 234, 235)의 분압저항을 적절히 조절하면 1.2볼트의 분압전압(Vd1, Vd2, Vd3, Vd4, Vd5)을 출력하게 할 수 있다.

감산부(240)는 소정의 기준 전압(Vref)에서 다수의 출력단(230) 각각의 분압전압을 감산하여 편차 전압(Verror1, ..., Verror5)을 출력한다.

최대 편차 전압 선별부(245)는 감산부(240)로부터 출력되는 다수의 편차 전압(Verror1, ..., Verror5) 중 최대 편차 전압을 선별하여 출력한다.

제1 래치(250)는 최대 편차 전압 선별부(245)로부터 출력되는 최대 편차 전압의 출력단을 임시 저장하고, 인에이블신호(En1)에 동기 되어 저장중인 데이터를 출력한다. 여기서, 인에이블신호(En)는 인덕터 전류가 충전에서 방전으로 전환될 때 발생한다. 즉, 제1 래치(250)는 다수의 출력단 중 편차 전압이 가장 큰 출력단을 임시적으로 저장하고, 편차 전압이 가장 큰 출력단 정보를 출력함으로써 해당하는 출력단으로 인덕터 전류가 흐르도록 한다.

가산부(255)는 감산부(240)로부터 출력되는 복수의 편차 전압(Verror1, ... , Verror5)을 가산한 편차 합산 전압(

)을 출력한다.

기준전류 조절부(260)는 가산부(255)로부터 출력되는 편차 합산 전압이 상한 기준 전압(Vu)보다 높으면 상한 기준 전류(Irefh)를 상승시키고, 편차 합산 전압이 하한 기준 전압(Vl)보다 낮으면 하한 기준 전류(Irefl)를 하강시킨다. 즉, 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높다는 것은 부하측에서 소비하는 전력이 기준치보다 커서 출력단이 기준 전압보다 낮아진다는 것을 의미한다. 따라서, 이 때에는 상한 기준 전류를 상승시킨다.

제2 래치(265)는 기준전류 조절부(260)로부터 출력되는 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류를 임시 저장하고, 인에이블신호(En)에 동기 되어 저장중인 데이터를 출력한다. 즉, 제2 래치(265)는 해당하는 출력단에 흐르는 인덕터 전류의 상한치와 하한치 정보를 저장 및 출력한다.

기준전류 저장부(270)는 제2 래치(265)로부터 출력되는 상한 기준 전류 및 하한 기준 전류를 저장한다. 기준전류 저장부(270)는 레지스터를 이용하여 구현 가능하다.

스위칭부(275)는 전류 센서(280)로부터 출력되는 인덕터 전류(IL)를 기준전류 저장부(270)로부터 출력되는 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류와 비교하여 인덕터의 충방전을 위한 스위칭 신호를 생성하고, 제1 래치(250)로부터 출력되는 최대 편차 전압의 출력단 스위치를 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 생성한다.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 파형도로서, 출력단의 부하를 A, B, C, D, E로 구분할 때, 스위칭 제어부(275)는 A, A, B, A, A, C, A, A, .. 와 같이 복수의 출력단 중 최대 편차 전압을 갖는 부하에 선택적으로 전류를 공급하도록 스위칭신호를 생성할 수 있다.

도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 파형도로서, 최대 편차 전압이 하한 기준 전압보다 낮아 하한 기준 전류(Irefl)를 제2 하한 기준 전류(Irefl2)로 하강시킨 상태이다. 이때 제1 상한 기준 전류(Irefh1)와 제1 하한 기준 전류(Irefl1)의 차이가 α(예컨대, Irefh1 - Irefl1 = α)라 하면, 제2 상한 기준 전류(Irefh2)도 제2 하한 기준 전류(Irefl2)와 α만큼의 간격을 유지하도록 하강시킨다.

도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭 파형도로서, 최대 편차 전압이 상한 기준 전압보다 높아 상한 기준 전류(Irefh)를 제3 상한 기준 전류(Irefh3)로 상승시킨 상태이다. 이때에도 마찬가지로, 제3 하한 기준 전류(Irefl3)를 제3 상한 기준 전류(Irefh3)와 α만큼의 간격을 유지하도록 상승시킨다.

도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭 파형도로서, 출력단의 부하를 A, B, C, D, E로 구분할 때, 스위칭 제어부(275)는 인덕터에 1회 충전 후, 하한 기준 전류에 도달하기까지 출력단의 스위치들을 선택적으로 스위칭하여 최대 편차 전압을 갖는 부하에 전류를 공급하도록 스위칭 신호를 생성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 감산부의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 감산부(240)는 복수의 연산증폭기(OP-Amp: 410, ... , 450)를 이용한다. 예컨대, 제1 연산증폭기(410)는 비반전단자(+)에 소정의 기준 전압(Vref, 1.2V)을 공급하고, 반전단자(-)에 출력단의 분압 전압(Vd1, Vd2, Vd3, Vd4, Vd5)를 공급받아 기준 전압과 분압 전압의 차를 제1 편차 전압(Verror1)으로 출력한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 최대 편차 전압 선별부(245)의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 최대 편차 전압 선별부(245)는 편차 전압 비교부(510), 및 최대 편차 전압 판정부(520)를 포함한다.

편차 전압 비교부(510)는 감산부(240)로부터 출력되는 전체 편차 전압에 대하여 서로 다른 두개의 편차 전압을 비교하여 편차 비교값을 출력한다. 예컨대, 편차 전압이 5개이면, 10개의 비교기를 사용한다.

최대 편차 전압 판정부(520)는 편차 전압 비교부(510)로부터 출력되는 편차 비교값을 논리곱하여 최대 편차 전압을 판정하여 출력한다. 예컨대, 분압 전압1(Vd1)이 가장 낮아 편차가 가장 크면 앤드게이트1(AND1)이 "H"레벨 신호를 출력한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가산부(255)의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 가산부(255)는 연산증폭기를 이용하고, 연산증폭기의 비반전단자(+)에 병렬로 입력되는 제1 내지 제5 편차 전압(Verror1, ... , Verror5)을 가산하여 편차 합산 전압(

)을 출력한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류 조절부(260)의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 기준전류 조절부(260)는 편차 합산 전압 비교부(710), 범위 판정부(720), 및 기준전류 캘리브레이터(730)를 포함한다.

편차 합산 전압 비교부(710)는 편차 합산 전압과 상한 기준 전압(Vu)을 비교하는 상한치 비교기(711)와, 편차 합산 전압과 하한 기준 전압(Vl)을 비교하는 하한치 비교기(713)를 포함한다.

범위 판정부(720)는 상한치 비교기(711)의 출력과 하한치 비교기(713)의 출력을 입력받아 편차 합산 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정한다. 예컨대, 상한치 비교기(711)의 출력이 "L"이고, 하한치 비교기(713)의 출력이 "H"이면, 제1 출력(output1)을 "H"로 출력한다. 상한치 비교기(711)의 출력과 하한치 비교기(713)의 출력 모두 "H"이면, 제2 출력(output2)을 "H"로 출력한다. 상한치 비교기(711)의 출력과 하한치 비교기(713)의 출력 모두 "L"이면 제3 출력(output3)을 "H"로 출력한다. 여기서, 범위 판정부(720)는 복수의 논리소자를 이용하여 다양하게 구현할 수 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 설계적 사항이므로 구체적인 회로는 생략하기로 한다.

기준전류 캘리브레이터(730)는 범위 판정부(720)의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 유지, 상승, 또는 하강시킬 수 있다. 예컨대, 범위 판정부(720)의 제1 출력(output1)이 "H"이면 상한 기준 전류(Irefh)와 하한 기준 전류(Irefl)의 레벨을 현재대로 유지하고, 제2 출력(output2)이 "H"이면 상한 기준 전류(Irefh)와 하한 기준 전류(Irefl)의 레벨을 한 단계(x)만큼 상승시키고, 제3 출력(output3)이 "H"이면 상한 기준 전류(Irefh)와 하한 기준 전류(Irefl)의 레벨을 한 단계(x)만큼 하강시킨다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기준전류 조절부(260)는 편차 합산 전압 대신 중부하 편차 전압을 적용할 수 있다. 즉, 사용자가 가장 중요하다고 결정한 부하를 중부하로 선정하고 중부하 편차 전압(예컨대, Verror1)을 상한 기준 전압 및 하한 기준 전압과 비교하여 기준 전류의 레벨을 조정할 수 있다. 이때에는 도 2에서 가산부(255) 대신 감산부(240)의 출력을 직접 이용할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기준전류 조절부(260)의 구체 회로도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 편차 합산 전압에 따라 기준 전류의 레벨을 조정하거나, 중부하 편차 전압에 따라 기준 전류의 레벨을 조정할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기준전류 조절부(260)는 편차 합산 전압 비교부(810), 중부하 전압 비교부(820), 범위 판정부(830), 및 기준전류 캘리브레이터(840)를 포함한다.

편차 합산 전압 비교부(810)는 편차 합산 전압과 제1 상한 기준 전압(Vu1)을 비교하는 제1 상한치 비교기(811)와, 편차 합산 전압과 제1 하한 기준 전압(Vl1)을 비교하는 하한치 비교기(813)를 포함한다.

중부하 전압 비교부(820)는 중부하 편차 전압(Verror1)과 제2 상한 기준 전압(Vu2)을 비교하는 제2 상한치 비교기(821)와, 중부하 편차 전압(Verror1)과 제2 하한 기준 전압(Vl2)을 비교하는 하한치 비교기(823)를 포함한다. 여기서, 제1 상한 기준 전압과 제2 상한 기준 전압은 동일 레벨이거나 상이한 레벨일 수 있다. 또한, 제1 하한 기준 전압과 제2 하한 기준 전압은 동일 레벨이거나 상이한 레벨일 수 있다.

범위 판정부(830)는 제1 및 제2 상한치 비교기(811, 821)의 출력과 제1 및 제2 하한치 비교기(813, 823)의 출력을 입력받아 편차 합산 전압 또는 중부하 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정한다. 예컨대, 제1 또는 제2 상한치 비교기(811, 821)의 출력이 "L"이고, 제1 및 제2 하한치 비교기(813, 823)의 출력이 "H"이면, 제1 출력(output1)을 "H"로 출력한다. 제1 또는 제2 상한치 비교기(811, 821)의 출력과 제1 및 제2 하한치 비교기(813, 823)의 출력 모두 "H"이면, 제2 출력(output2)을 "H"로 출력한다. 제1 또는 제2 상한치 비교기(811, 821)의 출력과 제1 및 제2 하한치 비교기(813, 823)의 출력 모두 "L"이면 제3 출력(output3)을 "H"로 출력한다. 여기서, 범위 판정부(830)는 복수의 논리소자를 이용하여 다양하게 구현할 수 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 설계적 사항이므로 구체적인 회로는 생략하기로 한다.

기준전류 캘리브레이터(840)는 범위 판정부(830)의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 유지, 상승, 또는 하강시킬 수 있다. 예컨대, 범위 판정부(830)의 제1 출력(output1)이 "H"이면 상한 기준 전류(Irefh)와 하한 기준 전류(Irefl)의 레벨을 현재대로 유지하고, 제2 출력(output2)이 "H"이면 상한 기준 전류(Irefh)와 하한 기준 전류(Irefl)의 레벨을 한 단계(x)만큼 상승시키고, 제3 출력(output3)이 "H"이면 상한 기준 전류(Irefh)와 하한 기준 전류(Irefl)의 레벨을 한 단계(x)만큼 하강시킨다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터 회로도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 SIMO DC/DC 컨버터는 직류전원(910), 인덕터 충방전부(920), 다수의 출력단(930), 감산부(940), 최대 편차 전압 선별부(945), 제1 래치(950), 가산부(955), 듀티비 조절부(960), 제2 래치(965), 듀티비 저장부(970), 디지털 PWM 발생부(975), 및 스위칭 신호 발생부(980)를 포함한다.

다수의 출력단(930)의 스위치들을 모두 턴오프, 인덕터 충방전부(920) 내 스위치1(SW1), 및 스위치3(SW3)을 턴온, 스위치2(SW2)를 턴오프시키면 인덕터에 전기 에너지가 충전된다.

다수의 출력단(930)의 스위치들 중 적어도 어느 하나를 턴온, 인덕터 충방전부(920) 내 스위치2(SW2)를 턴온, 그리고 스위치1(SW1)과 스위치3(SW3)을 턴오프시키면 인덕터의 전기 에너지가 방전된다.

다수의 출력단(930)은 도 2에 도시된 바와 같이, 각기 다른 출력전류 및 출력전압을 제공할 수 있다. 다수의 출력단(930: 931, 932, 933, 934, 935)의 분압저항을 적절히 조절하면 1.2볼트의 분압전압(Vd1, Vd2, Vd3, Vd4, Vd5)을 출력하게 할 수 있다.

감산부(940)는 소정의 기준 전압(Vref)에서 다수의 출력단(930) 각각의 분압전압을 감산하여 편차 전압(Verror1, ..., Verror5)을 출력한다.

최대 편차 전압 선별부(945)는 감산부(940)로부터 출력되는 복수의 편차 전압(Verror1, ..., Verror5) 중 최대 편차 전압을 선별하여 출력한다.

제1 래치(950)는 최대 편차 전압 선별부(945)로부터 출력되는 최대 편차 전압의 출력단을 임시 저장하고, 인에이블신호(En1)에 동기 되어 저장중인 데이터를 출력한다. 여기서, 인에이블신호(En1)는 인덕터 전류가 충전에서 방전으로 전환될 때 발생한다.

가산부(255)는 감산부(240)로부터 출력되는 복수의 편차 전압(Verror1, ... , Verror5)을 가산한 편차 합산 전압(

)을 출력한다.

듀티비 조절부(960)는 가산부(955)로부터 출력되는 편차 합산 전압이 상한 기준 전압(Vu)보다 높으면 PWM 듀티비를 증가시키고, 편차 합산 전압이 하한 기준 전압(Vl)보다 낮으면 PWM 듀티비를 감소시킨다. 즉, 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높다는 것은 부하측에서 소비하는 전력이 기준치보다 커서 출력단이 기준 전압보다 낮아진다는 것을 의미한다. 따라서, 이 때에는 PWM 듀티비를 증가시킨다.

제2 래치(965)는 PWM 듀티비 조절부(960)로부터 출력되는 PWM 듀티비를 임시 저장하고, 인에이블신호2(En2)에 동기 되어 저장중인 PWM 듀티비를 출력한다. 여기서, 인에이블신호2(En2)는 예컨대, 인에이블신호1(En1)이 10회 생성될 때마다 1회 생성될 수 있다. 이는 스위칭 신호 발생부(980) 내부 혹은 외부에 카운터를 사용하여 구현할 수 있음은 이 기술분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자라면 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

듀티비 저장부(970)는 제2 래치(965)로부터 출력되는 PWM 듀티비를 저장한다. 듀티비 저장부(970)는 레지스터를 이용하여 구현 가능하다.

디지털 PWM 발생부(975)는 듀티비 저장부(970)로부터 출력되는 PWM 듀티비에 따라 디지털 값의 PWM 신호를 발생시킨다.

스위칭 신호 발생부(980)는 디지털 값의 PWM 신호를 이용하여 스위칭 신호를 발생시키고, 발생된 스위칭 신호를 제1 래치(950)로부터 출력되는 최대 편차 전압의 출력단 스위치에 인가한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 PWM 듀티비 조절부의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 PWM 듀티비 조절부(960)는 편차 합산 전압 비교부(1010), 범위 판정부(1020), 및 PWM 듀티비 캘리브레이터(1030)를 포함한다.

편차 합산 전압 비교부(1010)는 편차 합산 전압과 상한 기준 전압(Vu)을 비교하는 상한치 비교기(1011)와, 편차 합산 전압과 하한 기준 전압(Vl)을 비교하는 하한치 비교기(1013)를 포함한다.

범위 판정부(1020)는 상한치 비교기(1011)의 출력과 하한치 비교기(1013)의 출력을 입력받아 편차 합산 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정한다. 예컨대, 상한치 비교기(1011)의 출력이 "L"이고, 하한치 비교기(1013)의 출력이 "H"이면, 제1 출력(output1)을 "H"로 출력한다. 상한치 비교기(1011)의 출력과 하한치 비교기(1013)의 출력 모두 "H"이면, 제2 출력(output2)을 "H"로 출력한다. 상한치 비교기(1011)의 출력과 하한치 비교기(1013)의 출력 모두 "L"이면 제3 출력(output3)을 "H"로 출력한다. 여기서, 범위 판정부(1020)는 복수의 논리소자를 이용하여 다양하게 구현할 수 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 설계적 사항이므로 구체적인 회로는 생략하기로 한다.

듀티비 캘리브레이터(1030)는 범위 판정부(1020)의 출력에 따라 PWM 듀티비를 유지, 증가, 또는 감소시킬 수 있다. 예컨대, 범위 판정부(1020)의 제1 출력(output1)이 "H"이면 PWM 듀티비(RD)를 현재대로 유지하고, 제2 출력(output2)이 "H"이면 PWM 듀티비(RD)를 소정 비율(x) 증가시키고, 제3 출력(output3)이 "H"이면 PWM 듀티비(RD)를 소정 비율(x) 감소시킨다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM 듀티비 조절부(960)는 편차 전압 합산값 대신 중부하 편차 전압을 적용할 수 있다. 즉, 사용자가 가장 중요하다고 결정한 부하를 중부하로 선정하고 중부하 편차 전압(예컨대, Verror1)을 상한 기준 전압 및 하한 기준 전압과 비교하여 PWM 듀티비를 조정할 수 있다. 이때에는 도 9에서 가산부(955) 대신 감산부(940)의 출력을 직접 이용할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM 듀티비 조절부의 구체 회로도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 편차 합산 전압에 따라 PWM 듀티비를 조정하거나, 중부하 편차 전압에 따라 PWM 듀티비를 조정할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PWM 듀티비(960)는 편차 합산 전압 비교부(1110), 중부하 전압 비교부(1120), 범위 판정부(1130), 및 PWM 듀티비 캘리브레이터(1140)를 포함한다.

편차 합산 전압 비교부(1110)는 편차 합산 전압과 제1 상한 기준 전압(Vu1)을 비교하는 제1 상한치 비교기(1111)와, 편차 합산 전압과 제1 하한 기준 전압(Vl1)을 비교하는 하한치 비교기(1113)를 포함한다.

중부하 전압 비교부(1120)는 중부하 편차 전압(Verror1)과 제2 상한 기준 전압(Vu2)을 비교하는 제2 상한치 비교기(1121)와, 중부하 편차 전압(Verror1)과 제2 하한 기준 전압(Vl2)을 비교하는 하한치 비교기(1123)를 포함한다. 여기서, 제1 상한 기준 전압과 제2 상한 기준 전압은 동일 레벨이거나 상이한 레벨일 수 있다. 또한, 제1 하한 기준 전압과 제2 하한 기준 전압은 동일 레벨이거나 상이한 레벨일 수 있다.

범위 판정부(1130)는 제1 및 제2 상한치 비교기(1111, 1121)의 출력과 제1 및 제2 하한치 비교기(1113, 1123)의 출력을 입력받아 편차 합산 전압 또는 중부하 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정한다. 예컨대, 제1 또는 제2 상한치 비교기(1111, 1121)의 출력이 "L"이고, 제1 및 제2 하한치 비교기(1113, 1123)의 출력이 "H"이면, 제1 출력(output1)을 "H"로 출력한다. 제1 또는 제2 상한치 비교기(1111, 1121)의 출력과 제1 및 제2 하한치 비교기(1113, 1123)의 출력 모두 "H"이면, 제2 출력(output2)을 "H"로 출력한다. 제1 또는 제2 상한치 비교기(1111, 1121)의 출력과 제1 및 제2 하한치 비교기(1113, 1123)의 출력 모두 "L"이면 제3 출력(output3)을 "H"로 출력한다. 여기서, 범위 판정부(1130)는 복수의 논리소자를 이용하여 다양하게 구현할 수 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 설계적 사항이므로 구체적인 회로는 생략하기로 한다.

PWM 듀티비 캘리브레이터(1140)는 범위 판정부(1130)의 출력에 따라 PWM 듀티비를 유지, 증가, 또는 감소시킬 수 있다. 예컨대, 범위 판정부(1130)의 제1 출력(output1)이 "H"이면 PWM 듀티비를 현재대로 유지하고, 제2 출력(output2)이 "H"이면 PWM 듀티비를 소정 비율(x)만큼 증가시키고, 제3 출력(output3)이 "H"이면 PWM 듀티비를 소정 비율(x)만큼 감소시킨다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 PWM 듀티비가 상이한 경우의 인덕터 전류 파형도로서, RD1은 PWM 듀티비가 80%인 경우 인덕터에 흐르는 전류 파형이고, RD2는 PWM 듀티비가 82%인 경우 인덕터에 흐르는 전류 파형이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

210: 직류전원
220: 인덕터 충방전부
230: 복수의 출력단
240: 감산부
245: 최대 편차 전압 선별부
250: 제1 래치
255: 가산부
260: 기준전류 조절부
265: 제2 래치
270: 기준전류 저장부
275: 스위칭부
280: 전류 센서

Claims (23)

1. 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부;
   상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및
   상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부
   를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스위칭 제어부는 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
   상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 가진 출력단을 선별하는 최대 편차 전압 선별부;
   상기 최대 편차 전압을 가진 출력단 정보를 임시 저장 및 출력하는 제1 래치;
   상기 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 가산부;
   상기 편차 합산 전압이 상기 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 기준전류 조절부;
   상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류를 임시 저장하는 제2 래치;
   상기 제2 래치로부터 출력되는 상한 기준 전류 및 하한 기준 전류를 저장하는 기준전류 저장부; 및
   상기 제1 래치의 출력에 기반하여 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류(IL)를 상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류와 비교하고, 상기 인덕터의 충방전을 위한 스위칭신호를 생성하는 스위칭부
   를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 최대 편차 전압 선별부는,
   상기 편차 전압 출력부로부터 출력되는 복수의 편차 전압 전체에 대하여 서로 다른 두개의 편차 전압을 비교하여 편차 비교값을 출력하는 편차 전압 비교부; 및
   상기 편차 비교값을 논리곱하여 최대 편차 전압을 가진 출력단을 판정하는 최대 편차 전압 판정부
   를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 가산부는, 연산증폭기의 비반전 단자에 병렬로 입력되는 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
6. 제3항에 있어서, 상기 기준전류 조절부는,
   상기 편차 합산 전압과 상기 상한 기준 전압을 비교하는 상한치 비교기와, 상기 편차 합산 전압과 상기 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 편차 합산 전압 비교부;
   상기 상한치 비교기의 출력과 상기 하한치 비교기의 출력을 입력 받아 편차 합산 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정하는 범위 판정부; 및
   상기 범위 판정부의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 조정하는 기준전류 캘리브레이터
   를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 스위칭 제어부는 상기 인덕터를 방전시키는 1 방전 구간 동안 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 복수의 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
8. 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부;
   상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및
   상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 제1 상한 기준 전압보다 높거나 상기 복수의 편차 전압 중 소정 편차 전압이 제2 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 제1 하한 기준 전압보다 낮거나 상기 소정 편차 전압이 제2 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부
   를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 스위칭 제어부는 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
   
10. 제8항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
    상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압의 출력단을 선별하는 최대 편차 전압 선별부;
    상기 최대 편차 전압의 출력단 정을 임시 저장 및 출력하는 제1 래치;
    상기 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 가산부;
    상기 편차 합산 전압이 상기 제1 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 제1 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 기준전류 조절부;
    상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류를 임시 저장 및 출력하는 제2 래치;
    상기 제2 래치로부터 출력되는 상한 기준 전류 및 하한 기준 전류를 저장하는 기준전류 저장부; 및
    상기 제1 래치의 출력에 기반하여 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류(IL)를 상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류와 비교하여 상기 인덕터의 충방전을 위한 스위칭 신호를 생성하고, 상기 제1 래치의 출력단을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 스위칭부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 최대 편차 전압 선별부는,
    상기 편차 전압 출력부로부터 출력되는 복수의 편차 전압에 대하여 서로 다른 두 개의 편차 전압을 비교하여 편차 비교값을 출력하는 편차 전압 비교부; 및
    상기 편차 비교값을 논리곱하여 최대 편차 전압을 판정하는 최대 편차 전압 판정부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 가산부는, 연산증폭기의 비반전 단자에 병렬로 입력되는 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
13. 제10항에 있어서, 상기 기준전류 조절부는,
    상기 편차 합산 전압과 상기 제1 상한 기준 전압을 비교하는 제1 상한치 비교기와, 상기 편차 합산 전압과 상기 제1 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 편차 합산 전압 비교부;
    상기 소정 편차 전압과 상기 제2 상한 기준 전압을 비교하는 제2 상한치 비교기와, 상기 소정 편차 전압과 상기 제2 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 중부하 전압 비교부;
    상기 제1 및 제2 상한치 비교기의 출력과 상기 제1 및 제2 하한치 비교기의 출력을 입력받아 상기 편차 합산 전압 또는 상기 소정 편차 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정하는 범위 판정부; 및
    상기 범위 판정부의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 조정하는 기준전류 캘리브레이터
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
14. 제8항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는 상기 인덕터를 방전시키는 1 방전 구간 동안 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 복수의 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
15. 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부;
    상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및
    상기 복수의 편차 전압 중 소정 편차 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 소정 편차 전압이 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 스위칭 제어부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
16. 제15항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
    상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압의 출력단을 선별하는 최대 편차 전압 선별부;
    상기 최대 편차 전압의 출력단 정보를 임시 저장 및 출력하는 제1 래치;
    상기 소정 편차 전압이 상기 제1 상한 기준 전압보다 높으면 상한 기준 전류를 상승시키고, 상기 소정 편차 전압이 상기 제1 하한 기준 전압보다 낮으면 하한 기준 전류를 하강시키는 기준전류 조절부;
    상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류를 임시 저장하는 제2 래치;
    상기 제2 래치로부터 출력되는 상한 기준 전류 및 하한 기준 전류를 저장하는 기준전류 저장부; 및
    상기 제1 래치의 출력에 기반하여 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류(IL)를 상기 상한 기준 전류 또는 하한 기준 전류와 비교하고, 상기 인덕터의 충방전을 위한 스위칭 신호를 생성하는 스위칭부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는 상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압을 갖는 부하로 상기 인덕터의 전기 에너지를 방전시키도록 스위칭 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
18. 제16항에 있어서, 상기 최대 편차 전압 선별부는,
    상기 편차 전압 출력부로부터 출력되는 복수의 편차 전압 전체에 대하여 서로 다른 두 개의 편차 전압을 비교하여 편차 비교값을 출력하는 편차 전압 비교부; 및
    상기 편차 비교값을 논리곱하여 최대 편차 전압을 판정하는 최대 편차 전압 판정부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
19. 제16항에 있어서, 상기 기준전류 조절부는,
    상기 소정 편차 전압과 상기 상한 기준 전압을 비교하는 상한치 비교기와, 상기 소정 편차 전압과 상기 하한 기준 전압을 비교하는 하한치 비교기를 포함하는 편차 합산 전압 비교부;
    상기 상한치 비교기의 출력과 상기 하한치 비교기의 출력을 입력 받아 소정 편차 전압이 어느 전압 범위에 있는지를 판정하는 범위 판정부; 및
    상기 범위 판정부의 출력에 따라 기준 전류의 레벨을 조정하는 기준전류 캘리브레이터
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
20. 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 변환부;
    상기 변환부의 상기 다중 출력의 각 전압을 소정 기준전압과 각각 대비하여 복수의 편차 전압을 출력하는 편차 전압 출력부; 및
    상기 복수의 편차 전압을 합산하여 편차 합산 전압을 생성하고, 상기 편차 합산 전압이 상한 기준 전압보다 높으면 PWM 듀티비를 증가시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 PWM 듀티비를 감소시키는 PWM 제어부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
21. 제20항에 있어서, 상기 PWM 제어부는,
    상기 복수의 편차 전압 중 최대 편차 전압의 출력단을 선별하는 최대 편차 전압 선별부;
    상기 최대 편차 전압의 출력단 정보를 임시 저장 및 출력하는 제1 래치;
    상기 복수의 편차 전압을 가산하여 편차 합산 전압을 출력하는 가산부;
    상기 편차 합산 전압이 상기 상한 기준 전압보다 높으면 상기 PWM 듀티비를 증가시키고, 상기 편차 합산 전압이 상기 하한 기준 전압보다 낮으면 상기 PWM듀티비를 감소시키는 PWM 듀티비 조절부;
    상기 PWM 듀비티를 임시 저장 및 출력하는 제2 래치;
    상기 제2 래치로부터 출력되는 PWM 듀티비를 저장하는 PWM 듀티비 저장부;
    상기 PWM 듀티비에 따라 디지털 값의 PWM 신호를 발생시키는 디지털 PWM 발생부; 및
    상기 디지털 값의 PWM 신호를 이용하여 스위칭 신호를 상기 제1 래치로부터 출력되는 최대 편차 전압의 출력단과 연결된 스위치에 인가하는 스위칭 신호 발생부
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
22. 제21항에 있어서, 상기 PWM 듀티비 조절부는,
    상기 편차 합산 전압과 상하한 기준 전압을 비교하는 편차 합산 전압 비교부;
    상기 편차 합산 전압 비교부의 출력을 이용하여 상기 편차 합산 전압의 범위를 판정하는 범위 판정부;
    상기 범위 판정부의 출력에 따라 PWM 듀티비를 조정하는 듀티비 캘리브레이터
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.
    
23. 제21항에 있어서, 상기 PWM 듀티비 조절부는,
    상기 편차 합산 전압과 제1 상하한 기준 전압을 비교하는 편차 합산 전압 비교부;
    복수의 부하 중 가장 중요한 부하로 선택된 부하의 편차 전압인 중부하 편차 전압과 제2 상하한 기준 전압을 비교하는 중부하 전압 비교부;
    상기 편차 합산 전압 비교부 및 상기 중부하 전압 비교부의 출력을 이용하여 상기 편차 합산 전압의 범위를 판정하는 범위 판정부;
    상기 범위 판정부의 출력에 따라 PWM 듀티비를 조정하는 듀티비 캘리브레이터
    를 포함하는 단일 인덕터 다중 출력 직류-직류 컨버터.

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