KR20180105039A - Dc-dc converter and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중 출력 전압 제어에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to multiple output voltage control, and more particularly, to a DC-DC converter and a method of driving the same.
DC-DC 컨버터(Direct Current-to-Direct Current converter)는 직류 입력 전압을 승압하거나, 강압하여 부하에 요구되는 직류 출력 전압을 생성한다. 부하는 컴퓨터 또는 모바일 장치와 같은 다양한 전자 장치들을 포함할 수 있다. 이러한 전자 장치들은 다양한 기능을 수행하기 위한 소자들을 포함할 수 있다. 전자 장치에 포함된 다양한 소자들은 서로 다른 동작 전압을 가질 수 있다. 따라서, 하나의 DC-DC 컨버터에서 다양한 출력 전압을 생성할 수 있는 다중 출력 DC-DC 컨버터에 대한 수요가 제기되고 있다.A DC-DC converter (direct current-to-direct current converter) boosts or downstages a DC input voltage to generate a DC output voltage required for the load. The load may include various electronic devices such as a computer or a mobile device. Such electronic devices may include elements for performing various functions. The various elements included in the electronic device may have different operating voltages. Thus, there is a need for a multi-output DC-DC converter capable of producing various output voltages in a single DC-DC converter.
다중 출력 DC-DC 컨버터는 다양한 출력 전압을 생성하기 위하여 복수의 전압 출력 단자를 포함할 수 있다. 복수의 전압 출력 단자는 서로 다른 전압 레벨의 직류 출력 전압을 출력 할 수 있다. 복수의 전압 출력 단자는 어떠한 외부 요인에도 부하가 요구하는 정확한 전압 레벨을 출력할 것이 요구된다. 예를 들어, 복수의 전압 출력 단자에 연결되는 부하의 급격한 변화는 DC-DC 컨버터의 정확한 전압 출력을 방해하는 하나의 요인일 수 있다. 따라서, DC-DC 컨버터의 출력 전압의 안정성 및 정확성을 확보하기 위한 요구가 제기되고 있다.A multi-output DC-DC converter may include a plurality of voltage output terminals to generate various output voltages. The plurality of voltage output terminals can output DC output voltages of different voltage levels. The plurality of voltage output terminals are required to output the exact voltage level required by the load for any external factors. For example, a sudden change in load connected to a plurality of voltage output terminals may be one factor that interferes with the correct voltage output of the DC-DC converter. Therefore, there is a demand for securing the stability and accuracy of the output voltage of the DC-DC converter.
본 발명은 복수의 출력 단자에서의 크로스 레귤레이션 발생을 감소시키는 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a DC-DC converter and a driving method thereof for reducing cross-regulation occurrence at a plurality of output terminals.
본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터는 제1 인덕터, 제2 인덕터, 인덕터 네트워크부, 출력 네트워크부, 및 컨트롤러를 포함한다. 제1 인덕터는 입력 전압에 근거하여 제1 인덕터 전류를 출력한다. 제2 인덕터는 입력 전압에 근거하여 제2 인덕터 전류를 출력한다. 인덕터 네트워크부는 컨트롤러에 의하여 생성된 모드 신호에 근거하여 제1 및 제2 인덕터를 전기적으로 연결하거나, 제1 및 제2 인덕터를 전기적으로 분리한다. 인덕터 네트워크부는 직렬 모드 스위치 및 제1 및 제2 분리 모드 스위치를 포함할 수 있다. A DC-DC converter according to an embodiment of the present invention includes a first inductor, a second inductor, an inductor network, an output network, and a controller. The first inductor outputs the first inductor current based on the input voltage. The second inductor outputs the second inductor current based on the input voltage. The inductor network unit electrically connects the first and second inductors or electrically isolates the first and second inductors based on the mode signal generated by the controller. The inductor network portion may include a serial mode switch and first and second split mode switches.
직렬 모드 스위치는 제1 인덕터와 연결되는 일단자 및 제2 인덕터와 연결되는 타단자를 포함한다. 기준 시간 이후의 제1 인덕터 전류 또는 제2 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 직렬 모드 스위치는 스위칭-오프 된다. 제1 분리 모드 스위치는 제1 인덕터와 연결되는 일단자 및 출력 네트워크부와 연결되는 타단자를 포함한다. 제2 분리 모드 스위치는 입력 전압을 수신하는 일단자 및 제2 인덕터와 연결되는 타단자를 포함한다. 기준 시간 이후의 제1 인덕터 전류 또는 제2 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 제1 및 제2 분리 모드 스위치는 스위칭-온 된다.The series mode switch includes one terminal connected to the first inductor and another terminal connected to the second inductor. If the first inductor current or the second inductor current after the reference time is greater than the threshold current, the serial mode switch is switched off. The first isolation mode switch includes a terminal connected to the first inductor and another terminal connected to the output network section. The second isolation mode switch includes a terminal receiving the input voltage and another terminal connected to the second inductor. When the first inductor current or the second inductor current after the reference time is greater than the threshold current, the first and second split mode switches are switched on.
출력 네트워크부는 제1 인덕터 전류 또는 제2 인덕터 전류에 근거하여 제1 출력 단자에 제1 출력 전압을 제공하고, 제2 출력 단자에 제2 출력 전압을 제공한다. 출력 네트워크부는 제1 및 제2 정상 출력 스위치, 및 제1 및 제2 분리 출력 스위치를 포함할 수 있다. 제1 정상 출력 스위치는 제2 인덕터와 제1 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 제1 분리 출력 스위치는 제1 분리 모드 스위치와 제1 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 제2 정상 출력 스위치는 제2 인덕터와 제2 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 제2 분리 출력 스위치는 제1 분리 모드 스위치 및 제2 출력 단자와 연결될 수 있다.The output network portion provides a first output voltage to the first output terminal and a second output voltage to the second output terminal based on the first inductor current or the second inductor current. The output network portion may include first and second normal output switches, and first and second split output switches. The first normal output switch may be connected between the second inductor and the first output terminal. The first split output switch may be connected between the first split mode switch and the first output terminal. The second normal output switch may be connected between the second inductor and the second output terminal. The second separation output switch may be connected to the first separation mode switch and the second output terminal.
컨트롤러는 모드 제어부 및 스위치 제어부를 포함할 수 있다. 모드 제어부는 제1 및 제2 인덕터 전류에 근거하여 모드 신호 및 클럭 변조 신호를 생성한다. 스위치 제어부는 모드 신호 및 클럭 변조 신호에 근거하여 출력 네트워크부 및 인덕터 네트워크부를 제어한다. 모드 제어부는 크로스 레귤레이션 검출기, 클럭 변조기, 전류 계수기, 및 모드 변환기를 포함할 수 있다. 크로스 레귤레이션 검출기는 기준 시간 이후의 제1 인덕터 전류 또는 제2 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 크로스 레귤레이션 신호를 출력한다. 클럭 변조기는 크로스 레귤레이션 신호에 근거하여 클럭 변조 신호의 펄스 폭을 증가시킨다. 전류 계수기는 제1 및 제2 방전 시간 신호를 생성한다. 모드 변환기는 크로스 레귤레이션 신호에 근거하여 분리 모드 신호를 생성한다. 모드 변환기는 제1 및 제2 방전 시간 신호에 근거하여 직렬 모드 신호를 생성한다.The controller may include a mode control unit and a switch control unit. The mode control unit generates a mode signal and a clock modulation signal based on the first and second inductor currents. The switch control unit controls the output network unit and the inductor network unit based on the mode signal and the clock modulation signal. The mode control section may include a cross-regulation detector, a clock modulator, a current counter, and a mode converter. The cross-regulation detector outputs a cross-regulation signal when the first inductor current after the reference time or the second inductor current is greater than the threshold current. The clock modulator increases the pulse width of the clock modulated signal based on the cross-regulation signal. The current counter generates the first and second discharge time signals. The mode converter generates a split mode signal based on the cross regulation signal. The mode converter generates a serial mode signal based on the first and second discharge time signals.
본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 구동 방법은 제1 및 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계, 제1 및 제2 출력 전압들을 제공하는 단계, 분리 모드 신호를 생성하는 단계, 제1 및 제2 인덕터를 전기적으로 분리하는 단계, 및 제3 및 제4 출력 전압들을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 인덕터는 직렬 모드 신호에 근거하여 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 출력 전압들을 제공하는 단계에서, 출력 네트워크부는 인덕터 전류에 근거하여 제1 출력 단자에 제1 출력 전압을 제공하고, 제2 출력 단자에 제2 출력 전압을 제공한다. 제1 출력 전압과 제2 출력 전압은 교번적으로 제공될 수 있다.A method of driving a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention includes connecting a first and a second inductor in series, providing first and second output voltages, generating a split mode signal, And electrically isolating the second inductor, and providing third and fourth output voltages. The first and second inductors are electrically connected based on the serial mode signal. In providing the first and second output voltages, the output network portion provides a first output voltage to the first output terminal and a second output voltage to the second output terminal based on the inductor current. The first output voltage and the second output voltage may be provided alternately.
제1 및 제2 인덕터의 충전 시점으로부터 기준 시간 이후의 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 분리 모드 신호가 생성된다. 이 때, 인덕터 전류와 임계 전류가 동일한 값을 가질 때까지 기준 시간은 연장될 수 있다. 제1 및 제2 인덕터는 분리 모드 신호에 근거하여 전기적으로 분리된다. 분리 모드 신호를 생성하는 단계는 인덕터 전류를 센싱하는 단계, 하이 레벨의 크로스 레귤레이션 신호를 생성하는 단계, 및 직렬 모드 신호를 분리 모드 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.When the inductor current after the reference time from the charging time point of the first and second inductors is larger than the threshold current, a split mode signal is generated. At this time, the reference time can be extended until the inductor current and the threshold current have the same value. The first and second inductors are electrically isolated based on the isolation mode signal. The step of generating a split mode signal may include sensing an inductor current, generating a high level cross-regulation signal, and converting the serial mode signal to a split mode signal.
제3 및 제4 출력 전압들을 제공하는 단계에서, 출력 네트워크부는 제1 인덕터 전류에 근거하여 제1 출력 단자에 제3 출력 전압을 제공한다. 출력 네트워크부는 제2 인덕터 전류에 근거하여 제2 출력 단자에 제4 출력 전압을 제공한다. 이 때, 제1 인덕터 및 제2 인덕터는 분리 모드 신호에 근거하여 동시에 충전될 수 있다. 제1 출력 전압 레벨은 제3 출력 전압 레벨과 같을 수 있고, 제2 출력 전압 레벨은 제4 출력 전압 레벨과 같을 수 있다.In providing the third and fourth output voltages, the output network portion provides a third output voltage to the first output terminal based on the first inductor current. The output network portion provides a fourth output voltage to the second output terminal based on the second inductor current. At this time, the first inductor and the second inductor can be simultaneously charged based on the separation mode signal. The first output voltage level may be equal to the third output voltage level, and the second output voltage level may be equal to the fourth output voltage level.
제3 및 제4 출력 전압들을 제공하는 단계 이후에, DC-DC 컨버터 구동 방법은 제1 및 제2 완전 방전 시간을 측정하는 단계, 직렬 모드 신호를 생성하는 단계, 및 제1 및 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 직렬 모드 신호는 제1 완전 방전 시간이 제1 안정화 시간보다 크고, 제2 완전 방전 시간이 제2 안정화 시간보다 큰 경우 생성될 수 있다.After providing the third and fourth output voltages, the method for driving a DC-DC converter includes the steps of measuring a first and second full discharge time, generating a serial mode signal, and generating a first and a second inductor And connecting them in series. The serial mode signal can be generated when the first full discharge time is greater than the first stabilization time and the second full discharge time is greater than the second stabilization time.
본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방법은 동작 모드를 적응적으로 제어하여 크로스 레귤레이션의 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방법은 동작 모드에 따라, 리플 전류를 감소시키거나 충전 속도를 향상시킬 수 있다.The DC-DC converter and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention can reduce the occurrence of cross regulation by adaptively controlling the operation mode. In addition, the DC-DC converter and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention can reduce the ripple current or improve the charging speed according to the operation mode.
도 1은 DC-DC 컨버터의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모드 제어부의 블록도이다.
도 6은 직렬 모드에서 분리 모드로 변환할 때의 펄스 변조 신호의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 직렬 모드에서의 스위치들의 동작 및 전류의 흐름을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8은 직렬 모드를 유지하는 경우의 크로스 레귤레이션 발생을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9는 직렬 모드에서 분리 모드로 변환하기 위한 스위치들의 동작 및 전류의 흐름을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 구동 방법의 순서도이다.
도 11은 도 10의 S300 단계를 구체화한 순서도이다.1 is a circuit diagram of a DC-DC converter.
2 is a block diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a controller in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a mode control unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a timing chart for explaining the operation of the pulse modulation signal when converting from the serial mode to the separation mode.
7 is a timing chart for explaining the operation of the switches and the current flow in the serial mode.
8 is a timing chart for explaining the occurrence of cross regulation when the serial mode is maintained.
9 is a timing chart for explaining the operation of the switches and the current flow for converting from the serial mode to the separation mode.
10 is a flowchart of a method of driving a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart showing the step S300 of FIG.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 DC-DC 컨버터의 회로도이다. 도 1을 참조하면, DC-DC 컨버터(10)는 인덕터(11), 컨트롤러(12), 제1 접지 스위치(SG1), 제2 접지 스위치(SG2), 인덕터 스위치(SF), 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터(10)는 전원 공급부(미도시)로부터 직류의 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자(IN)를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터(10)는 직류 입력 전압을 승압 또는 강압하여 다양한 전압 레벨을 갖는 복수의 출력 전압(VO1~VOn)을 생성하여 부하에 제공할 수 있다.1 is a circuit diagram of a DC-DC converter. 1, the DC-
인덕터(11)는 입력 단자(IN)와 전기적으로 연결된다. 전원 공급부(미도시)에서 생성된 입력 전압에 근거하여 인덕터(11) 양단에 전압차가 발생하고, 인덕터 전류(IL)가 흐르게 된다. 인덕터 전류(IL)의 증가에 따라, 인덕터(11)는 에너지를 저장할 수 있다. 저장된 에너지는 제1 및 제2 접지 스위치들(SG1, SG2) 및 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)의 온-오프 동작에 근거하여 부하에 전달될 수 있다. 에너지 출력을 위하여 인덕터(11)는 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)와 전기적으로 연결된다.The
인덕터 스위치(SF)는 인덕터(11)와 병렬로 연결된다. 인덕터 스위치(SF)는 인덕터 스위치 제어 신호(SFC)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 인덕터 스위치(SF)가 스위칭-온 되는 경우, 인덕터(11) 양단의 전위 차이가 같아질 수 있다. 이 경우, 인덕터 전류(IL)는 시간의 흐름에 따라 일정할 수 있다. 즉, 인덕터 스위치(SF)는 인덕터(11)에 저장된 에너지를 일정하게 유지하도록 제어될 수 있다.The inductor switch SF is connected in parallel with the
제1 및 제2 접지 스위치들(SG1, SG2)은 접지와 인덕터(11) 사이에 연결된다. 제1 접지 스위치(SG1)는 제1 접지 스위치 제어 신호(SG1C)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프될 수 있다. 제2 접지 스위치(SG2)는 제2 접지 스위치 제어 신호(SG2C)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프될 수 있다. 제1 접지 스위치(SG1)가 스위칭-온 되는 경우, 입력 전압이 인덕터(11)에 인가되지 않는다. 즉, 제1 접지 스위치(SG1)는 인덕터(11)로의 에너지 제공을 차단하도록 제어될 수 있다. 제2 접지 스위치(SG2)가 스위칭-온 되는 경우, 인덕터 전류(IL)는 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)에 전달되지 않는다. 즉, 제2 접지 스위치(SG2)는 에너지의 출력을 차단하도록 제어될 수 있다.The first and second grounding switches (SG1, SG2) are connected between the ground and the inductor (11). The first ground switch SG1 may be switched on or switched off in response to the first ground switch control signal SG1C. The second ground switch SG2 may be switched on or switched off in response to the second ground switch control signal SG2C. When the first ground switch SG1 is switched on, an input voltage is not applied to the
복수의 출력 스위치(Y1~Yn)는 인덕터(11)와 전기적으로 연결된다. 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)는 인덕터(11)로부터 인덕터 전류(IL)를 입력 받는다. 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)는 복수의 출력 단자(O1~On)에 전기적으로 연결된다. 복수의 출력 스위치(Y1~Yn)는 복수의 출력 스위치 제어 신호(Y1C~YnC)에 근거하여 에너지를 전달할 출력 단자를 선택할 수 있다. A plurality of output switches (Y1 to Yn) are electrically connected to the inductor (11). The plurality of output switches Y1 to Yn receive the inductor current IL from the
컨트롤러(12)는 복수의 출력 스위치(Y1~Yn), 제1 접지 스위치(SG1), 제2 접지 스위치(SG2), 및 인덕터 스위치(SF)를 제어하기 위한 제어 신호들을 생성할 수 있다. 컨트롤러(12)는 복수의 출력 전압(VO1~VOn)을 수신하기 위하여 복수의 출력 단자(O1~On)와 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(12)는 인덕터(11)와 전기적으로 연결되고, 인덕터(11)로부터 센싱 전류(ILS)를 수신할 수 있다. 컨트롤러(13)는 센싱 전류(ILS)를 센싱하기 위한 전류 센싱부(13)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(12)는 복수의 출력 전압(VO1~VOn) 및 센싱 전류(ILS)에 근거하여 복수의 출력 스위치(Y1~Yn), 제1 접지 스위치(SG1), 제2 접지 스위치(SG2), 및 인덕터 스위치(SF)를 제어할 수 있다.The
복수의 출력 단자(O1~On)는 서로 다른 레벨의 전압들을 출력할 수 있다. 복수의 출력 단자(O1~On)는 복수의 출력 스위치(Y1~Yn), 제1 접지 스위치(SG1), 및 제2 접지 스위치(SG2)의 온-오프 동작에 근거하여 서로 다른 레벨의 전압들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 접지 스위치(SG2)가 스위칭-온 되는 시간 및, 제1 접지 스위치(SG1)가 스위칭-오프 되는 시간에 기초하여, 인덕터(11)에 저장되는 에너지 레벨이 조절될 수 있다. The plurality of output terminals (O1 to On) can output voltages of different levels. The plurality of output terminals O1 to On are connected to the output switches Y1 to Yn and the first and second grounding switches SG1 and SG2 at different levels based on the ON / OFF operations of the plurality of output switches Y1 to Yn, the first grounding switch SG1, Can be output. The energy level stored in the
복수의 출력 단자(O1~On)는 다양한 레벨의 전압 공급이 요구되는 전자 장치(부하)에 전압을 출력할 수 있다. 특정 출력 단자에 대응하는 부하가 급격하게 변하는 경우, 다른 출력 단자에 제공되는 전압이 변할 수 있다. 즉, 크로스 레귤레이션(Cross-Regulation)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력 단자(O1)에 연결되는 부하가 급격히 상승하는 경우, 요구되는 에너지가 증가할 수 있다. 이 때, 제1 출력 단자(O1)에 에너지를 제공하기 위한 충전 시간 및 방전 시간이 증가할 수 있다. 이 경우, 인덕터(11)는 특정 시간 동안 완전 방전되지 못할 수 있다. 인덕터(11)는 잔여 에너지가 저장된 채로 제2 출력 단자(O2)에 제공할 에너지를 충전할 수 있다. 그 결과, 제2 출력 단자(O2)에 요구되는 전압이 제공되지 못할 수 있다.The plurality of output terminals (O1 to On) can output a voltage to an electronic device (load) requiring supply of various levels of voltage. If the load corresponding to a particular output terminal changes abruptly, the voltage provided to the other output terminal may change. That is, cross-regulation may occur. For example, when the load connected to the first output terminal O1 sharply rises, the required energy may increase. At this time, the charging time and discharging time for providing energy to the first output terminal O1 may increase. In this case, the
이하, 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방법은 직렬 모드 또는 분리 모드로 동작할 수 있다. 다중 출력 DC-DC 컨버터는 특정 출력 단자에 연결된 부하의 급격한 변동에 근거하여 크로스 레귤레이션을 초래할 수 있다. 직렬 모드는 크로스 레귤레이션이 발생되지 않는 정상적인 상태에서의 동작 모드일 수 있다. 직렬 모드에서, 후술될 DC-DC 컨버터는 제1 인덕터 및 제2 인덕터를 전기적으로 연결한다. 분리 모드는 크로스 레귤레이션의 발생 가능성이 나타나는 상태에서의 동작 모드일 수 있다. 분리 모드에서, 후술될 DC-DC 컨버터는 제1 인덕터 및 제2 인덕터를 전기적으로 분리한다.Hereinafter, the DC-DC converter and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention can operate in a serial mode or a discrete mode. A multi-output DC-DC converter can result in cross regulation based on a sudden change in load connected to a particular output terminal. The serial mode may be an operation mode in a normal state in which no cross regulation occurs. In the serial mode, a DC-DC converter to be described later electrically connects the first inductor and the second inductor. The isolation mode may be an operation mode in which a possibility of cross regulation appears. In the isolated mode, the DC-DC converter to be described later electrically disconnects the first inductor and the second inductor.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 블록도이다. 도 2를 참조하면, DC-DC 컨버터(100)는 제1 인덕터(110), 제2 인덕터(120), 인덕터 네트워크부(130), 출력 네트워크부(140), 컨트롤러(150), 제1 분리 전송 선로(TL1), 및 제2 분리 전송 선로(TL2)를 포함한다. DC-DC 컨버터(100)는 전원 공급부(미도시)로부터 직류 입력 전압을 수신한다. DC-DC 컨버터(100)는 입력 전압을 수신하기 위한 입력 단자(IN)를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터(100)는 입력 전압을 승압 하는 부스트(Boost) 컨버터이거나, 입력 전압을 강압하는 벅(Buck) 컨버터일 수 있다.2 is a block diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the DC-
제1 인덕터(110)는 입력 단자(IN)와 연결되는 일단자 및 인덕터 네트워크부(130)와 연결되는 타단자를 포함할 수 있다. 제1 인덕터(110)는 전원 공급부(미도시)에서 생성되는 입력 전압에 근거하여 제1 인덕터 전류(IL1)를 인덕터 네트워크부(130)에 제공할 수 있다. 제1 분리 전송 선로(TL1)는 입력 단자(IN)와 인덕터 네트워크부(130)를 전기적으로 연결한다. 인덕터 네트워크부(130)의 경로 설정에 따라, 제1 인덕터 전류(IL1)가 제1 인덕터(110)를 통하여 인덕터 네트워크부(130)에 제공될 수 있다. 또는, 전류가 제1 분리 전송 선로(TL1)를 통하여 인덕터 네트워크부(130)에 제공될 수 있다.The
제2 인덕터(120)는 인덕터 네트워크부(130)와 연결되는 일단자 및 출력 네트워크부(140)와 연결되는 타단자를 포함할 수 있다. 제2 인덕터(120)는 제2 인덕터 전류(IL2)를 인덕터 네트워크부(130)에 제공할 수 있다. 인덕터 네트워크부(130)의 경로 설정에 따라 제1 인덕터(110)와 제2 인덕터(120)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 인덕터 전류(IL1)와 제2 인덕터 전류(IL2)는 같을 수 있다. 인덕터 네트워크부(130)의 경로 설정에 따라 제1 인덕터(110)와 제2 인덕터(120)가 전기적으로 차단될 수 있다. 이 경우, 제1 인덕터 전류(IL1)와 제2 인덕터 전류(IL2)는 다를 수 있다. The
제2 분리 전송 선로(TL2)는 인덕터 네트워크부(130)와 출력 네트워크부(140)를 전기적으로 연결한다. 인덕터 네트워크부(130)의 경로 설정에 따라, 제1 분리 전송 선로(TL1) 또는 제1 인덕터(110)로부터 제공된 전류가 제2 인덕터(120)로 제공될 수 있다. 또는, 제1 인덕터(110)로부터 제공된 제1 인덕터 전류(IL1)가 제2 분리 전송 선로(TL2)로 제공될 수 있다.The second isolation transmission line TL2 electrically connects the
인덕터 네트워크부(130)는 제1 인덕터(110), 제2 인덕터(120), 제1 분리 전송 선로(TL1), 및 제2 분리 전송 선로(TL2)와 연결된다. 인덕터 네트워크부(130)는 제1 인덕터(110), 제2 인덕터(120), 제1 분리 전송 선로(TL1), 및 제2 분리 전송 선로(TL2) 사이의 네트워크를 구성한다. 인덕터 네트워크부(130)는 네트워크 구성을 위한 스위치들을 포함할 수 있다. 인덕터 네트워크부(130)는 컨트롤러(150)로부터 생성된 인덕터 네트워크 제어 신호(INC)를 수신하여 네트워크를 구성할 수 있다. 인덕터 네트워크 제어 신호(INC)는 인덕터 네트워크부(130)에 포함된 스위치들을 제어하는 복수의 제어 신호들을 포함할 수 있다.The
인덕터 네트워크부(130)는 DC-DC 컨버터(100)의 동작 모드에 따라 네트워크를 재구성할 수 있다. 일반적인 경우, 인덕터 네트워크부(130)는 직렬 모드로 동작한다. 인덕터 네트워크부(130)는 제1 인덕터(110)와 제2 인덕터(120)를 전기적으로 연결한다. 인덕터 네트워크부(130)는 제1 분리 전송 선로(TL1) 및 제2 분리 전송 선로(TL2)로 전류가 흐르지 못하도록 네트워크를 구성한다. 즉, 인덕터 네트워크부(130)는 인덕터 전류가 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)를 통하여 출력 네트워크부(140)에 제공되도록 네트워크를 구성할 수 있다.The
출력 단자에 연결된 부하의 급격한 변동으로 인하여 크로스 레귤레이션의 발생이 예상되는 경우, DC-DC 컨버터(100)의 동작 모드는 분리 모드로 변경된다. 인덕터 네트워크부(130)는 크로스 레귤레이션을 발생시킬 수 있는 출력 단자에 하나의 인덕터가 에너지를 제공하도록 네트워크를 재구성할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 네트워크부(130)는 제1 분리 전송 선로(TL1)와 제2 인덕터(120)를 전기적으로 연결하고, 제2 분리 전송 선로(TL2)와 제1 인덕터(110)를 전기적으로 연결한다. 제1 인덕터(110)와 제2 인덕터(120)는 전기적으로 분리된다. When the occurrence of the cross regulation is expected due to a sudden change of the load connected to the output terminal, the operation mode of the DC-
제1 인덕터(110)는 크로스 레귤레이션을 발생시키는 부하에 에너지를 제공할 수 있다. 이 때, 제2 인덕터(120)는 다른 부하들에 에너지를 제공할 수 있다. 반대로, 제2 인덕터(120)는 크로스 레귤레이션을 발생시키는 부하에 에너지를 제공하고, 제1 인덕터(110)는 다른 부하들에 에너지를 제공할 수 있다. 크로스 레귤레이션의 발생이 예상되는 부하에 연결된 출력 단자는 다른 출력 단자들과 다른 인덕터를 이용하여 에너지를 전달할 수 있다. 따라서, 다른 부하들은 이상 동작에 의한 영향을 받지 않을 수 있다. The
출력 네트워크부(140)는 제2 인덕터(120) 및 제2 분리 전송 선로(TL2)와 연결된다. 출력 네트워크부(140)는 제2 인덕터(120) 또는 제2 분리 전송 선로(TL2)로부터 전류를 입력받는다. 직렬 모드에서, 출력 네트워크부(140)는 제2 인덕터(120)로부터 제2 인덕터 전류(IL2)를 입력받는다. 이 경우, 제2 인덕터 전류(IL2)와 제1 인덕터 전류(IL1)는 동일할 수 있다. 분리 모드에서, 출력 네트워크부(140)는 제2 분리 전송 선로(TL2)로부터 제1 인덕터 전류(IL1)를 입력받는다. 출력 네트워크부(140)는 제2 인덕터(120)로부터 제2 인덕터 전류(IL2)를 입력 받는다.The
출력 네트워크부(140)는 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)과 연결된다. 출력 네트워크부(140)는 제2 인덕터(120) 또는 제2 분리 전송 선로(TL2)로부터 수신한 전류를 제1 내지 제n 출력 단자(O1~On)에 제공한다. 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)은 출력 네트워크부(140)로부터 수신한 전류에 근거하여 출력 전압을 부하에 제공한다. 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)은 도 1의 복수의 출력 단자들(O1~On)과 동일한 구성일 수 있다. 출력 네트워크부(140)는 수신한 전류를 선택적으로 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 출력 네트워크부(140)는 교번적으로 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)에 에너지를 전달할 수 있다. 이를 위하여, 출력 네트워크부(140)는 복수의 스위치들을 포함할 수 있다.The
출력 네트워크부(140)는 DC-DC 컨버터(100)의 동작 모드에 따라 네트워크를 구성할 수 있다. 출력 네트워크부(140)는 컨트롤러(150)로부터 생성된 출력 네트워크 제어 신호(ONC)를 수신하여 네트워크를 구성할 수 있다. 출력 네트워크 제어 신호(ONC)는 출력 네트워크부(140)에 포함된 스위치들을 제어하는 복수의 제어 신호들을 포함할 수 있다. The
직렬 모드에서, 출력 네트워크부(140)는 제2 인덕터(120)와 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On) 중 에너지를 전달할 출력 단자를 전기적으로 연결한다. 이 때, 출력 네트워크부(140)는 제2 분리 전송 선로(TL2)와 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)의 전기적 연결을 차단한다. 분리 모드에서, 출력 네트워크부(140)는 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On) 중 에너지를 전달할 출력 단자를 제2 분리 전송 선로(TL2) 또는 제2 인덕터(120)와 전기적으로 연결한다. 이 때, 제2 분리 전송 선로(TL2)는 제1 인덕터(110)와 전기적으로 연결된다. 직렬 모드에서 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)에 제공되는 출력 전압들 각각의 전압 레벨은 분리 모드에서 제1 내지 제n 출력 단자들 (O1~On)에 제공되는 출력 전압들 각각의 전압 레벨과 동일할 수 있다.In the serial mode, the
컨트롤러(150)는 인덕터 네트워크 제어 신호(INC) 및 출력 네트워크 제어 신호(ONC)를 생성한다. 컨트롤러(150)는 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)에 안정적인 출력 전압이 제공되도록 인덕터 네트워크부(130) 및 출력 네트워크부(140)를 제어한다. 컨트롤러(150)는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)을 수신하기 위하여 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)과 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(150)는 제1 내지 제n 기준 전압들(VREF1~VREFn)을 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)과 각각 비교한다. 제1 내지 제n 기준 전압들(VREF1~VREFn)은 각각 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)의 목표 전압일 수 있다.The
컨트롤러(150)는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)과 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On) 사이의 차이를 보상하도록 인덕터 네트워크부(130) 및 출력 네트워크부(140)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(150)는 제1 인덕터(110)에 흐르는 제1 인덕터 전류(IL1), 및 제2 인덕터(120)에 흐르는 제2 인덕터 전류(IL2)를 센싱할 수 있다. 컨트롤러(150)는 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기를 조절하기 위하여 인덕터 네트워크부(130) 및 출력 네트워크부(140)를 제어할 수 있다. 조절된 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)에 근거하여 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)의 레벨이 조절될 수 있다.The
컨트롤러(150)는 모드 제어부(152)를 포함한다. 모드 제어부(152)는 DC-DC 컨버터(100)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 모드 제어부(152)는 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)에 근거하여 동작 모드를 직렬 모드 또는 분리 모드로 결정할 수 있다. 모드 제어부(152)는 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기에 근거하여 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)의 방전 시간을 측정할 수 있다. 기준 시간 동안 제1 인덕터(110) 또는 제2 인덕터(120)이 완전 방전되지 않은 경우, 모드 제어부(152)는 크로스 레귤레이션의 발생이 예상되는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 모드 제어부(152)는 동작 모드를 분리 모드로 변경할 수 있다.The
모드 제어부(152)는 분리 모드로 변경 후, 크로스 레귤레이션의 발생 가능성이 없다고 판단되는 경우, 다시 동작 모드를 직렬 모드로 변경할 수 있다. 예를 들어, 모드 제어부(152)는 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 전류가 흐르지 않는 시간을 측정하여 크로스 레귤레이션의 발생 가능성을 판단할 수 있다. 크로스 레귤레이션의 발생 가능성 판단에 대한 구체적인 내용은 후술된다. 모드 제어부(152)는 동작 모드를 결정하기 위한 모드 신호를 생성할 수 있다. 모드 신호는 직렬 모드 신호 및 분리 모드 신호를 포함한다. 컨트롤러(150)는 모드 신호에 근거하여 인덕터 네트워크 제어 신호(INC) 및 출력 네트워크 제어 신호(ONC)를 생성한다.If the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도이다. 도 3은 도 2의 블록도를 구체적인 회로도로 나타낸 것으로 이해될 수 있다. 도 3을 참조하면, DC-DC 컨버터(200)는 제1 인덕터(210), 제2 인덕터(220), 인덕터 네트워크부(230), 출력 네트워크부(240), 및 컨트롤러(250)를 포함한다. 컨트롤러(250)는 모드 제어부(252)를 포함한다. 제1 인덕터(210), 및 제2 인덕터(220)는 도 2의 구성과 동일할 수 있다.3 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of FIG. 2 in a specific circuit diagram. 3, the DC-
인덕터 네트워크부(230)는 직렬 모드 스위치(SS), 제1 분리 모드 스위치(S1), 제2 분리 모드 스위치(S2), 제1 인덕터 스위치(SF1), 제2 인덕터 스위치(SF2), 제1 접지 스위치(SG1), 및 제2 접지 스위치(SG2)를 포함한다. 제1 인덕터 스위치(SF1)는 제1 인덕터(210)와 병렬로 연결된다. 제1 인덕터 스위치(SF1)는 제1 인덕터 스위치 제어 신호(SF1C)에 응답하여 스위칭-온 될 수 있다. 그 결과, 제1 인덕터(210)에 저장된 에너지가 일정하게 유지될 수 있다. 제2 인덕터 스위치(SF2)는 제2 인덕터(220)와 병렬로 연결된다. 제2 인덕터 스위치(SF2)는 제2 인덕터 스위치 제어 신호(SF2C)에 응답하여 스위칭-온 될 수 있다. 그 결과, 제2 인덕터(220)에 저장된 에너지가 일정하게 유지될 수 있다.The
제1 접지 스위치(SG1)는 분리 모드에서 제1 인덕터(210)를 충전하기 위하여 이용된다. 제1 접지 스위치(SG1)는 제1 접지 스위치 제어 신호(SG1C)에 응답하여 스위칭-온 될 수 있다. 그 결과, 제1 인덕터(210)에 에너지가 충전될 수 있다. 제2 접지 스위치(SG2)는 직렬 모드에서 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)를 충전하기 위하여 이용된다. 제2 접지 스위치(SG2)는 분리 모드에서 제2 인덕터(220)를 충전하기 위하여 이용된다. 제2 접지 스위치(SG2)는 제2 접지 스위치 제어 신호(SG2C)에 응답하여 스위칭-온 될 수 있다. 그 결과, 분리 모드에서 제2 인덕터(220)에 에너지가 충전될 수 있고, 직렬 모드에서 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)에 에너지가 충전될 수 있다.The first ground switch SG1 is used to charge the
직렬 모드 스위치(SS)는 제1 인덕터(210)와 연결되는 일단자 및 제2 인덕터(220)와 연결되는 타단자를 포함한다. 직렬 모드 스위치(SS)는 직렬 모드 스위치 제어 신호(SSC)를 수신하는 제어 단자를 더 포함할 수 있다. 직렬 모드 스위치(SS)는 직렬 모드 스위치 제어 신호(SSC)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프될 수 있다. 직렬 모드 스위치(SS)는 직렬 모드에서 스위칭-온 되고, 분리 모드에서 스위칭-오프 될 수 있다. 직렬 모드 스위치(SS)는 직렬 모드에서 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)를 전기적으로 연결한다. 직렬 모드 스위치(SS)는 분리 모드에서 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)를 전기적으로 분리한다.The serial mode switch SS includes one terminal connected to the
제1 분리 모드 스위치(S1)는 제1 인덕터(210)와 연결되는 일단자 및 출력 네트워크부(240)와 연결되는 타단자를 포함한다. 제1 분리 모드 스위치(S1)는 제1 분리 모드 제어 신호(S1C)를 수신하는 제어 단자를 더 포함할 수 있다. 제1 분리 모드 스위치(S1)는 제1 분리 모드 제어 신호(S1C)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 제1 분리 모드 스위치(S1)는 직렬 모드에서 스위칭-오프 되고, 분리 모드에서 스위칭-온 될 수 있다. 분리 모드에서 제1 분리 모드 스위치(S1)는 제1 인덕터(210)와 출력 네트워크부(240)를 전기적으로 직접 연결한다.The first isolation mode switch S1 includes one terminal connected to the
제2 분리 모드 스위치(S2)는 제2 인덕터(220)와 연결되는 일단자 및 입력 단자(IN)와 연결되는 타단자를 포함한다. 제2 분리 모드 스위치(S2)는 제2 분리 모드 제어 신호(S2C)를 수신하는 제어 단자를 더 포함할 수 있다. 제2 분리 모드 스위치(S2)는 제2 분리 모드 제어 신호(S2C)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 제2 분리 모드 스위치(S2)는 직렬 모드에서 스위칭-오프 되고, 분리 모드에서 스위칭-온 될 수 있다. 분리 모드에서 제2 분리 모드 스위치(S2)는 제2 인덕터(220)와 입력 단자(IN)를 전기적으로 직접 연결한다.The second isolation mode switch S2 includes one terminal connected to the
직렬 모드에서, 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)는 직렬로 연결된다. 따라서, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)에 동일한 인덕터 전류(IL)가 흐를 수 있다. 직렬 모드에서 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)는 같을 수 있다. 인덕터 전류(IL)는 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)의 인덕턴스들의 합에 의존한다. 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)의 인덕턴스들의 합은 제1 인덕터(210)의 인덕턴스 또는 제2 인덕터(220)의 인덕턴스보다 크다. 인덕턴스가 증가할수록, 출력 단자의 리플 전류는 감소한다. 따라서, DC-DC 컨버터(200)는 직렬 모드에서 출력 단자의 리플 전류를 감소시킬 수 있다.In the serial mode, the
분리 모드에서, 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)는 분리된다. 따라서, 제1 인덕터 전류(IL1)의 전송 경로와 제2 인덕터 전류(IL2)의 전송 경로는 서로 다르다. 제1 인덕터 전류(IL1)(또는 제2 인덕터 전류(IL2))는 크로스 레귤레이션이 예상되는 출력 단자에 제공될 수 있다. 제2 인덕터 전류(IL2)(또는 제1 인덕터 전류(IL1))는 나머지 출력 단자들에 제공될 수 있다. 분리 모드에서 출력 단자에 제공되는 전류는 하나의 인덕터에 근거하여 생성된다. 인덕턴스가 감소할수록, 인덕터의 충전 속도 및 방전 속도는 증가한다. 따라서, DC-DC 컨버터(200)는 급격한 변화가 발생한 부하에 빠른 속도로 출력 전압을 공급할 수 있다.In the isolated mode, the
출력 네트워크부(240)는 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn) 및 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 모두 제2 인덕터(220)와 연결되는 일단자를 포함한다. 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn) 각각의 일단자들은 서로 전기적으로 연결된다. 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On) 중 하나의 출력 단자에 연결되는 타단자를 포함한다. 예를 들어, 제1 정상 출력 스위치(Y1)의 타단자는 제1 출력 단자(O1)에 연결되고, 제2 정상 출력 스위치(Y2)의 타단자는 제2 출력 단자(O2)에 연결된다.The
제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 제1 내지 제n 정상 출력 스위치 제어 신호(Y1C~YnC)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 해당 출력 단자에 출력 전압을 제공하는 시간 동안 스위칭-온 된다. 예를 들어, DC-DC 컨버터(200)가 제1 내지 제n 출력 단자(O1~On)에 순차적으로 출력 전압을 제공하는 경우, 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 순차적으로 스위칭-온 된다. 직렬 모드에서, 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 인덕터 전류(IL)를 수신한다. 분리 모드에서, 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 제2 인덕터 전류(IL2)를 수신한다.The first to nth normal output switches Y1 to Yn may be switched on or switched off in response to the first to the n th normal output switch control signals Y1C to YnC. The first through the n-th normal output switches Y1 through Yn are switched on for a period of time to provide an output voltage to the corresponding output terminal. For example, when the DC-
제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 모두 제1 분리 모드 스위치(S1)의 타단자와 연결되는 일단자를 포함한다. 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn) 각각의 일단자들은 서로 전기적으로 연결된다. 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On) 중 하나의 출력 단자에 연결되는 타단자를 포함한다. 예를 들어, 제1 분리 출력 스위치(X1)의 타단자는 제1 출력 단자(O1)에 연결되고, 제2 분리 출력 스위치(X2)의 타단자는 제2 출력 단자(O2)에 연결된다.The first through the n-th split output switches X1 through Xn all include one terminal connected to the other terminal of the first split mode switch S1. One terminal of each of the first to n < th > separation output switches X1 to Xn are electrically connected to each other. The first to nth divided output switches X1 to Xn include other terminals connected to one of the first to nth output terminals O1 to On. For example, the other terminal of the first separation output switch X1 is connected to the first output terminal O1, and the other terminal of the second separation output switch X2 is connected to the second output terminal O2.
제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 제1 내지 제n 분리 출력 스위치 제어 신호(X1C~XnC)에 응답하여 스위칭-온 되거나 스위칭-오프될 수 있다. 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 해당 출력 단자에 출력 전압을 제공하는 시간 동안 스위칭-온 된다. 예를 들어, DC-DC 컨버터(200)가 제1 내지 제n 출력 단자(O1~On)에 순차적으로 출력 전압을 제공하는 경우, 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 순차적으로 스위칭-온 된다. 직렬 모드에서, 제1 분리 모드 스위치(S1)가 스위칭-오프 되므로, 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 전류를 수신하지 않는다. 분리 모드에서, 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 제1 인덕터 전류(IL1)를 수신한다.The first to nth divided output switches X1 to Xn may be switched on or switched off in response to the first to nth divided output switch control signals X1C to XnC. The first to n < th > separate output switches X1 to Xn are switched on for a period of time to provide an output voltage to the corresponding output terminal. For example, when the DC-
제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)이 전류를 수신하는 경로는 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)이 전류를 수신하는 경로와 다르다. 직렬 모드에서, 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)로 출력 전압을 제공하도록 인덕터 전류(IL)를 수신할 수 있다. 분리 모드에서, 제1 내지 제n 정상 출력 스위치들(Y1~Yn)은 정상적인 부하들에 제2 인덕터 전류(IL2)를 제공할 수 있다. 분리 모드에서, 제1 내지 제n 분리 출력 스위치들(X1~Xn)은 크로스 레귤레이션을 초래할 수 있는 부하에 제1 인덕터 전류(IL1)를 제공할 수 있다.The path through which the first through the n-th normal output switches Y1 through Yn receive the current is different from the path through which the first through the n-th split output switches X1 through Xn receive the current. In the serial mode, the first to the n-th normal output switches Y1 to Yn may receive the inductor current IL to provide the output voltage to the first to the n-th output terminals O1 to On. In the isolated mode, the first through the n th normal output switches Y1 through Yn can provide the second inductor current IL2 to the normal loads. In the isolated mode, the first to n < th > separate output switches X1 to Xn may provide a first inductor current IL1 to a load that may result in cross regulation.
이와 달리, 출력 네트워크부(240)는 크로스 레귤레이션이 발생되지 않는 범위에서 다양한 방식으로 네트워크를 구성할 수 있다. 예를 들어, 출력 네트워크부(240)는 크로스 레귤레이션을 초래할 수 있는 부하에 제2 인덕터 전류(IL2)를 제공할 수 있다. 또는, 출력 네트워크부(240)는 크로스 레귤레이션이 예상되는 부하 및 완전 방전될 시간이 확보되는 일부 부하들에 제1 인덕터 전류(IL1)를 제공할 수 있다. Alternatively, the
출력 네트워크부(240)는 신속한 전압 공급의 필요성 및 안정성을 고려하여 최적화된 출력 네트워크를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 인덕터(210)의 인덕턴스와 제2 인덕터(220)의 인덕턴스는 다를 수 있다. 이 경우, 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)는 서로 다른 충방전 속도를 가질 수 있고, 서로 다른 리플 전류를 생성할 수 있다. 크로스 레귤레이션이 발생하지 않는 범위에서, 출력 네트워크부(240)는 더 높은 인덕턴스를 갖는 인덕터에 저장된 에너지를 빠른 전압 공급이 요구되는 부하에 제공할 수 있다. The
컨트롤러(250)는 인덕터 네트워크부(230) 및 출력 네트워크부(240)를 제어한다. 컨트롤러(250)는 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)를 센싱한다. 즉, 컨트롤러(250)는 제1 인덕터 전류(IL1)의 크기에 의존하는 제1 센싱 전류(ILS1)를 수신하고, 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기에 의존하는 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신한다. 컨트롤러(250)는 인덕터 네트워크부(230)에 포함된 스위치들을 스위칭-온 시키거나 스위칭-오프 시키기 위한 신호들(S1C, S2C, SSC, SF1C, SF2C, SG1C, SG2C)을 생성할 수 있다. 컨트롤러(250)는 출력 네트워크부(240)에 포함된 스위치들의 스위칭-온 시키거나 스위칭-오프 시키기 위한 신호들(Y1C~YnC, X1C~XnC)을 생성할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 블록도이다. 도 4는 도 3의 컨트롤러(250)의 일 실시예로 이해될 것이다. 도 4를 참조하면, 컨트롤러(250)는 전류 센싱부(251), 모드 제어부(252), 출력 제어부(253), 및 스위치 제어부(254)를 포함한다. 전류 센싱부(251)는 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신한다. 전류 센싱부(251)는 도 3의 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 직렬 모드에서, 제1 센싱 전류(ILS1)와 제2 센싱 전류(ILS2)는 동일한 크기를 가질 수 있다. 제1 센싱 전류(ILS1)의 크기는 제1 전류(IL1)의 크기와 비례할 수 있다. 제2 센싱 전류(ILS2)의 크기는 제2 전류(IL2)의 크기와 비례할 수 있다.4 is a block diagram of a controller in accordance with an embodiment of the present invention. 4 will be understood as an embodiment of the
전류 센싱부(251)는 제1 센싱 전류(ILS1)와 제2 센싱 전류(ILS2)를 모드 제어부(252), 출력 제어부(253), 및 스위치 제어부(254)에 출력할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 전류 센싱부(251)는 제1 인덕터 전류(IL1)의 크기 정보를 포함하는 제1 인덕터 전류 데이터, 및 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기 정보를 포함하는 제2 인덕터 전류 데이터를 출력할 수 있다. 이 경우, 전류 센싱부(251)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다. 이하, 전류 센싱부(251)는 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)를 출력하는 것으로 가정한다.The
모드 제어부(252)는 전류 센싱부(251)로부터 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신한다. 모드 제어부(252)는 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)의 크기에 근거하여 모드 신호(MD)를 생성한다. 모드 제어부(252)는 모드 신호(MD)를 스위치 제어부(254)에 제공한다. 모드 신호(MD)는 직렬 모드로 동작할 때 생성되는 직렬 모드 신호, 및 분리 모드로 동작할 때 생성되는 분리 모드 신호를 포함한다. 모드 제어부(252)는 크로스 레귤레이션의 발생 가능성에 근거하여 직렬 모드 신호 또는 분리 모드 신호를 생성할 수 있다. The
모드 제어부(252)는 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)의 크기에 근거하여 클럭 변조 신호(P_CLK)를 생성한다. 모드 제어부(252)는 클럭 변조 신호(P_CLK)를 출력 제어부(253)에 제공한다. 제1 인덕터(210) 또는 제2 인덕터(220)가 완전 방전되지 않는 경우, 제1 인덕터 전류(IL1) 또는 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기는 임계 전류보다 클 수 있다. 임계 전류는 0일 수 있다. 모드 제어부(252)는 임계 전류에 도달할 때까지 펄스를 유지하여 클럭 변조 신호(P_CLK)를 생성할 수 있다.The
출력 제어부(253)는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)을 수신한다. 출력 제어부(253)는 도 3의 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)과 전기적으로 연결될 수 있다. 출력 제어부(253)는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)과 제1 내지 제n 기준 전압들(VREF1~VREFn)을 각각 비교한다. 출력 제어부(253)는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)과 제1 내지 제n 기준 전압들(VREF1~VREFn) 각각의 차이를 증폭할 수 있다. 증폭된 차이값들에 근거하여 출력 제어부(253)는 제1 내지 제n 출력 제어 신호들(P1~Pn)을 생성한다. DC-DC 컨버터(200)는 제1 내지 제n 출력 제어 신호들(P1~Pn)에 근거하여 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)을 조절할 수 있다.The
출력 제어부(253)는 전류 센싱부(251)로부터 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신한다. 출력 제어부(253)는 센싱된 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)에 근거하여 제1 내지 제n 출력 제어 신호들(P1~Pn)을 생성할 수 있다. 제1 인덕터 전류(IL1) 또는 제2 인덕터 전류(IL2)의 레벨이 변경될 경우, 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)이 조절될 수 있다. 출력 제어부(253)는 제1 인덕터 전류(IL1) 또는 제2 인덕터 전류(IL2)를 제어하는 제1 내지 제n 출력 제어 신호들(P1~Pn)을 생성할 수 있다. 출력 제어부(253)는 모드 제어부(252)로부터 클럭 변조 신호(P_CLK)를 수신한다. 출력 제어부(253)는 클럭 변조 신호(P_CLK)를 기준 클럭으로 사용할 수 있다.The
스위치 제어부(254)는 전류 센싱부(251)로부터 제1 센싱 전류(ILS1) 및 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신한다. 스위치 제어부(254)는 모드 제어부(252)로부터 모드 신호(MD)를 수신한다. 스위치 제어부(254)는 출력 제어부(253)로부터 제1 내지 제n 출력 제어 신호들(P1~Pn)을 수신한다. 스위치 제어부(254)는 제1 센싱 전류(ILS1), 제2 센싱 전류(ILS2), 모드 신호(MD) 및 제1 내지 제n 출력 제어 신호들(P1~Pn)에 근거하여 인덕터 네트워크부(230) 및 출력 네트워크부(240)에 포함된 스위치들을 제어하기 위한 신호들을 생성할 수 있다. The
스위치 제어부(254)는 직렬 모드 또는 분리 모드에 대응되는 네트워크를 구성하기 위한 스위치 제어 신호들을 생성할 수 있다. 스위치 제어부(254)는 모드 신호(MD)에 근거하여 스위치 제어 신호들을 생성할 수 있다. 스위치 제어부(254)는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)이 제1 내지 제n 기준 전압들(VREF1~VREFn)에 대응하도록 스위치 제어 신호들을 생성할 수 있다. 스위치 제어부(254)는 제1 인덕터 전류(IL1) 또는 제2 인덕터 전류(IL2)를 제어하는 스위치 제어 신호들을 생성할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모드 제어부의 블록도이다. 도 5의 모드 제어부(2520)는 도 4의 모드 제어부(252)의 일 실시예로 이해될 것이다. 도 5를 참조하면, 모드 제어부(2520)는 클럭 생성기(2521), 클럭 변조기(2522), 크로스 레귤레이션 검출기(2523), 전류 계수기(2524), 및 모드 변환기(2525)를 포함한다. 클럭 생성기(2521)는 클럭 신호(CLK)를 생성한다. 생성된 클럭 신호(CLK)는 클럭 변조기(2522), 크로스 레귤레이션 검출기(2523), 및 전류 계수기(2524)에 제공된다.5 is a block diagram of a mode control unit according to an embodiment of the present invention. The
클럭 변조기(2522)는 클럭 생성기(2521)로부터 클럭 신호(CLK)를 수신한다. 클럭 변조기(2522)는 클럭 신호(CLK)에 근거하여 클럭 변조 신호(P_CLK)를 생성한다. 클럭 변조기(2522)는 DC-DC 컨버터(200)의 구동에 이용되는 시간만큼의 클럭 신호(CLK)를 카운팅할 수 있다. 클럭 변조기(2522)는 클럭 신호(CLK)의 클럭 신호(CLK)를 분주하여 클럭 변조 신호(P_CLK)를 생성한다. 클럭 변조 신호(P_CLK)는 출력 전압을 생성하기 위한 기준 클럭일 수 있다. 클럭 변조 신호(P_CLK)는 도 4의 출력 제어부(253)에 제공된다.The
클럭 변조기(2522)는 후술될 크로스 레귤레이션 검출기(2523)로부터 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1) 또는 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)를 수신한다. 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1) 또는 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)가 하이 레벨로 출력 되는 시간 동안, 클럭 변조기(2522)는 클럭 변조 신호(P_CLK)의 펄스를 유지할 수 있다. 클럭 변조기(2522)는 클럭 변조 신호(P_CLK)의 펄스가 유지되는 시간만큼 DC-DC 컨버터(200)의 동작 상태를 유지할 수 있다. 즉, 클럭 변조 신호(P_CLK)에 근거하여 제1 인덕터(210) 또는 제2 인덕터(220)의 완전 방전 시간이 확보될 수 있다.The
크로스 레귤레이션 검출기(2523)는 제1 크로스 레귤레이션 검출기(2523a) 및 제2 크로스 레귤레이션 검출기(2523b)를 포함한다. 제1 크로스 레귤레이션 검출기(2523a)는 전류 센싱부(251)로부터 제1 센싱 전류(ILS1)를 수신할 수 있다. 제2 크로스 레귤레이션 검출기(2523b)는 전류 센싱부(251)로부터 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신할 수 있다. 제1 크로스 레귤레이션 검출기(2523a) 및 제2 크로스 레귤레이션 검출기(2523b)는 클럭 생성기(2521)로부터 클럭 신호(CLK)를 수신할 수 있다. 제1 크로스 레귤레이션 검출기(2523a) 및 제2 크로스 레귤레이션 검출기(2523b)는 클럭 변조기(2522)로부터 클럭 변조 신호(P_CLK)를 수신할 수 있다.The
크로스 레귤레이션 검출기(2523)는 클럭 신호(CLK) 또는 클럭 변조 신호(P_CLK)를 이용하여 특정 출력 단자에 출력 전압을 제공하는 기준 시간을 판단할 수 있다. 기준 시간의 종료 시점에 제1 센싱 전류(ILS1)의 크기가 임계 전류보다 큰 경우, 제1 크로스 레귤레이션 검출기(2523a)는 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1)를 하이 레벨로 출력할 수 있다. 기준 시간의 종료 시점에 제2 센싱 전류(ILS2)의 크기가 임계 전류보다 큰 경우, 제2 크로스 레귤레이션 검출기(2523b)는 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)를 하이 레벨로 출력할 수 있다. 임계 전류는 제1 인덕터(210) 또는 제2 인덕터(220)가 완전 방전된 경우의 전류로 정의된다. 예를 들어, 임계 전류는 0일 수 있다.The
일반적으로, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)는 기준 시간의 종료 시점에서 완전 방전되어야 한다. 만약 기준 시간의 종료 시점에서 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)가 완전 방전되지 않으면, 다음 기준 시간 동안 출력 전압을 제공하는 출력 단자에 크로스 레귤레이션이 발생할 수 있다. 따라서, 크로스 레귤레이션 검출기(2523)는 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)가 추가적인 방전 시간을 확보하도록 제1 및 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR1, CR2)를 클럭 변조기(2522)에 제공할 수 있다. 또한, 크로스 레귤레이션 검출기(2523)는 DC-DC 컨버터(200)의 동작 모드 변환을 위하여 제1 및 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR1, CR2)를 모드 변환기(2525)에 제공할 수 있다.In general, the
전류 계수기(2524)는 제1 전류 계수기(2524a) 및 제2 전류 계수기(2524b)를 포함한다. 제1 전류 계수기(2524a)는 전류 센싱부(251)로부터 제1 센싱 전류(ILS1)를 수신할 수 있다. 제2 전류 계수기(2524b)는 전류 센싱부(251)로부터 제2 센싱 전류(ILS2)를 수신할 수 있다. 제1 전류 계수기(2524a) 및 제2 전류 계수기(2524b)는 클럭 생성기(2521)로부터 클럭 신호(CLK)를 수신할 수 있다. 제1 전류 계수기(2524a) 및 제2 전류 계수기(2524b)는 클럭 변조기(2522)로부터 클럭 변조 신호(P_CLK)를 수신할 수 있다.The
전류 계수기(2524)는 클럭 신호(CLK) 또는 클럭 변조 신호(P_CLK)를 이용하여 특정 출력 단자에 출력 전압을 제공하는 기준 시간을 판단할 수 있다. 제1 전류 계수기(2524a)는 기준 시간 내에 제1 인덕터(210)의 완전 방전된 시간을 카운팅할 수 있다. 제2 전류 계수기(2524b)는 기준 시간 내에 제2 인덕터(220)의 완전 방전된 시간을 카운팅할 수 있다. 제1 전류 계수기(2524a)는 제1 센싱 전류(ILS1)가 임계 전류 이하인 제1 완전 방전 시간을 측정하여, 제1 방전 시간 신호(DT1)를 생성할 수 있다. 제2 전류 계수기(2524b)는 제2 센싱 전류(ILS2)가 임계 전류 이하인 제2 완전 방전 시간을 측정하여, 제2 방전 시간 신호(DT2)를 생성할 수 있다.The
모드 변환기(2525)는 크로스 레귤레이션 검출기(2523)로부터 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1) 및 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)를 수신한다. 모드 변환기(2525)는 전류 계수기(2524)로부터 제1 방전 시간 신호(DT1) 및 제2 방전 시간 신호(DT2)를 수신한다. 모드 변환기(2525)는 클럭 변조기(2522)로부터 클럭 변조 신호(P_CLK)를 수신한다. 모드 변환기(2525)는 모드 신호(MD)를 생성한다. 모드 신호(MD)는 직렬 모드 신호 및 분리 모드 신호를 포함한다. 모드 변환기(2525)는 직렬 모드 신호 또는 분리 모드 신호를 스위치 제어부(254)에 제공할 수 있다.The
모드 변환기(2525)는 레지스터(2526)를 포함한다. 레지스터(2526)는 현재 주기의 동작 모드를 저장할 수 있다. 예를 들어, 레지스터(2526)는 클럭 변조 신호(P_CLK)에서의 주기의 시작 시점의 동작 모드를 저장할 수 있다. 모드 변환기(2525)는 제1 및 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR1, CR2)에 근거하여 직렬 모드 신호를 분리 모드 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1) 또는 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)가 하이 레벨인 경우, 모드 변환기(2525)는 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)를 전기적으로 분리하기 위하여 분리 모드 신호를 생성한다. The
모드 변환기(2525)는 제1 방전 시간 신호(DT1) 및 제2 방전 시간 신호(DT2)에 근거하여 분리 모드 신호를 직렬 모드 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 제1 방전 시간 및 제2 방전 시간이 충분히 긴 경우, 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)를 직렬로 연결하여도 크로스 레귤레이션이 발생하지 않을 것이다. 제1 방전 시간이 제1 안정화 시간보다 크고, 제2 방전 시간이 제2 안정화 시간보다 큰 경우, 직렬 모드로 변환하여도 크로스 레귤레이션이 발생하지 않는다. 따라서, 모드 변환기(2525)는 직렬 모드 신호를 생성한다. 제1 안정화 시간 및 제2 안정화 시간은 도 9에서 구체적으로 정의된다.The
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 타이밍도이다. 도 6은 직렬 모드에서 분리 모드로 변환할 때의 펄스 변조 신호의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 6의 가로축은 시간을 나타낸다. 도 6의 세로축은 시간의 흐름에 다른 클럭 신호(CLK), 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1)(또는 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)), 및 클럭 변조 신호(P_CLK)의 크기를 나타낸다.6 to 9 are timing diagrams of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. 6 is a timing chart for explaining the operation of the pulse modulation signal when converting from the serial mode to the separation mode. The horizontal axis in Fig. 6 represents time. The vertical axis in Fig. 6 indicates the magnitudes of the clock signal CLK, the first cross-regulation signal CR1 (or the second cross-regulation signal CR2), and the clock modulation signal P_CLK in the course of time.
클럭 신호(CLK)는 도 5의 클럭 생성기(2521)에서 생성된다. 클럭 변조 신호(P_CLK)는 도 5의 클럭 변조기(2522)에서 생성된다. 클럭 변조기(2522)는 클럭 변조 신호(P_CLK)를 생성하기 위하여 클럭 신호(CLK)를 카운팅할 수 있다. 도 6은 예시적으로 클럭 신호(CLK)의 3회의 주기 반복시 클럭 변조 신호(P_CLK)의 레벨이 변환되는 것으로 도시된다. 다만, 이에 제한되지 않고, 클럭 변조 신호(P_CLK)는 클럭 신호(CLK)보다 수백배 낮은 클럭 주파수를 갖도록 클럭 신호(CLK)로부터 분주되어 생성될 수 있다. The clock signal CLK is generated in the
클럭 변조 신호(P_CLK)는 DC-DC 컨버터의 기준 클럭일 수 있다. 특정 출력 단자에 출력 전압을 제공하는 기준 시간은 클럭 변조 신호(P_CLK)의 주기와 같을 수 있다. 클럭 변조 신호(P_CLK)의 주기 동안 제1 인덕터(110, 210) 또는 제2 인덕터(120, 220)는 충전 및 방전될 수 있다. 클럭 변조 신호(P_CLK)동안 제1 인덕터(110, 210)(또는 제2 인덕터(120, 220))가 완전 방전 되지 않은 경우, 크로스 레귤레이션 검출기(2523)는 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1)(또는 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2))를 하이 레벨로 변경할 수 있다.The clock modulated signal (P_CLK) may be the reference clock of the DC-DC converter. The reference time for providing the output voltage to a specific output terminal may be equal to the period of the clock modulated signal P_CLK. During the period of the clock modulation signal P_CLK, the
제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1)는 제1 인덕터(110, 210)가 완전 방전될 때까지 하이 레벨로 유지된다. 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1)가 하이 레벨로 유지되는 시간은 지연 시간(Td)으로 정의된다. 지연 시간(Td)의 최대값은 제한될 수 있다. 제1 인덕터(110, 210)가 완전 방전될 때까지, 클럭 변조 신호(P_CLK)의 펄스가 유지된다. 즉, 제1 인덕터(110, 210)의 완전 방전을 위하여 해당 출력 단자에 대한 기준 시간을 증가시킨다. 이후, DC-DC 컨버터의 동작 모드가 변경되고, 다시 클럭 변조 신호(P_CLK)의 주기는 정상적으로 유지된다.The first cross-regulation signal CR1 is maintained at a high level until the
도 7은 직렬 모드에서의 도 3의 스위치들의 동작 및 인덕터 전류의 흐름을 설명하기 위한 타이밍도이다. 설명의 이해를 돕기 위해, 도 7은 도 3을 참조하여 설명된다. 도 7의 가로축은 시간을 나타낸다. 도 7의 세로축은 시간의 흐름에 따른 직렬 모드 스위치 제어 신호들(SSC), 제1 및 제2 분리 모드 제어 신호들(S1C, S2C), 제1 및 제2 접지 스위치 제어 신호들(SG1C, SG2C), 제1 및 제2 정상 출력 스위치 제어 신호들(Y1C, Y2C), 및 인덕터 전류(IL)의 크기를 나타낸다. 7 is a timing chart for explaining the operation of the switches of FIG. 3 and the flow of the inductor current in the serial mode. To facilitate understanding of the description, Fig. 7 is described with reference to Fig. The horizontal axis in Fig. 7 represents time. The vertical axis of FIG. 7 shows the serial mode switch control signals SSC, the first and second separation mode control signals S1C and S2C, the first and second ground switch control signals SG1C and SG2C ), The first and second normal output switch control signals Y1C and Y2C, and the inductor current IL.
도 7에 도시된 각각의 스위치 제어 신호들은 하이 레벨에서 스위치들을 스위칭-온 시키고, 로우 레벨에서 스위치들을 스위칭-오프 시키는 것으로 가정한다. 다만, 이에 제한되지 않고, 각각의 스위치 제어 신호들은 하이 레벨에서 스위치들을 스위칭-오프 시키고, 로우 레벨에서 스위치들을 스위칭-온 시킬수 있다. 이 경우, 도 7의 스위치 제어 신호들의 파형은 반대가 될 것이다. 도 7의 직렬 모드에서, 직렬 모드 스위치 제어 신호(SSC)는 하이 레벨로 유지된다. 또한, 제1 및 제2 분리 모드 제어 신호들(S1C, S2C), 그리고 제1 접지 스위치 제어 신호(SG1C)는 로우 레벨로 유지된다.It is assumed that each of the switch control signals shown in FIG. 7 switches on the switches at the high level and switches off the switches at the low level. However, without being limited thereto, each switch control signal may switch off the switches at a high level and switch on the switches at a low level. In this case, the waveform of the switch control signals in Fig. 7 will be opposite. In the serial mode of FIG. 7, the serial mode switch control signal SSC is held at a high level. In addition, the first and second isolation mode control signals S1C and S2C and the first ground switch control signal SG1C are maintained at a low level.
도 7은 출력 단자가 2개인 것으로 가정한다. DC-DC 컨버터는 제1 기준 시간(Ta) 동안 제1 출력 단자(O1)에 출력 전압을 제공하고, 및 제2 기준 시간(Tb) 동안 제2 출력 단자(O2)에 출력 전압을 제공한다. 제1 기준 시간(Ta)과 제2 기준 시간(Tb)은 같을 수 있다. 도 7에 따른 DC-DC 컨버터는 제1 출력 단자(O1)과 제2 출력 단자(O2)에 교번적으로 출력 전압을 제공할 수 있다. 제1 출력 단자(O1) 및 제2 출력 단자(O2)에 출력 전압을 제공하는 시간은 다중 출력 주기(Ts)로 정의된다.Fig. 7 assumes that there are two output terminals. The DC-DC converter provides the output voltage to the first output terminal O1 during the first reference time Ta and provides the output voltage to the second output terminal O2 during the second reference time Tb. The first reference time Ta and the second reference time Tb may be the same. The DC-DC converter according to FIG. 7 can alternately provide an output voltage to the first output terminal O1 and the second output terminal O2. The time for providing the output voltage to the first output terminal O1 and the second output terminal O2 is defined as a multiple output period Ts.
제1 기준 시간(Ta)은 제1 충전 시간(Ta1), 제1 방전 시간(Ta2), 및 제1 휴지 시간(Ta3)을 포함한다. 제1 충전 시간(Ta1)에 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 충전된다. 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)이 입력 전압에 의하여 충전되도록, 제2 접지 스위치 제어 신호(SG2C)는 제2 접지 스위치(SG2)를 스위칭-온 시킨다. 제1 방전 시간(Ta2)에 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 방전된다. 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)에 충전된 에너지가 제1 출력 단자(O1)로 전달되기 위하여 제1 정상 출력 스위치 제어 신호(Y1C)는 제1 정상 출력 스위치(Y1)를 스위칭-온 시킨다. 제1 휴지 시간(Ta3)에 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 완전 방전된다. 이 때, 인덕터 전류(IL)의 크기는 임계 전류인 0일 수 있다.The first reference time Ta includes a first charging time Ta1, a first discharging time Ta2, and a first resting time Ta3. The first and
제2 기준 시간(Tb)은 제2 충전 시간(Tb1), 제2 방전 시간(Tb2), 및 제2 휴지 시간(Tb3)을 포함한다. 제2 충전 시간(Tb1)에 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 충전된다. 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)이 입력 전압에 의하여 충전되도록, 제2 접지 스위치 제어 신호(SG2C)는 제2 접지 스위치(SG2)를 스위칭-온 시킨다. 제2 방전 시간(Tb2)에 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 방전된다. 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)에 충전된 에너지가 제2 출력 단자(O2)로 전달되기 위하여 제2 정상 출력 스위치 제어 신호(Y2C)는 제2 정상 출력 스위치(Y2)를 스위칭-온 시킨다. 제2 휴지 시간(Tb3)에 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 완전 방전된다. The second reference time Tb includes a second charging time Tb1, a second discharging time Tb2, and a second pause time Tb3. The first and
제1 출력 단자(O1)와 제2 출력 단자(O2)에 연결되는 부하는 서로 다를 수 있다. 제1 출력 단자(O1)에 요구되는 에너지와 제2 출력 단자(O2)에 요구되는 에너지가 다른 경우, 충전 시간, 방전 시간, 및 휴지 시간은 다를 수 있다. 또한, 제1 기준 시간(Ta)에 제공되는 인덕터 전류(IL)와 제2 기준 시간(Tb)에 제공되는 인덕터 전류(IL)는 서로 다를 수 있다. 제2 출력 단자(O2)에 요구되는 에너지가 제1 출력 단자(O1)에 요구되는 에너지보다 큰 경우, 제2 충전 시간(Tb1) 및 제2 방전 시간(Tb2)의 합은 제1 충전 시간(Ta1) 및 제1 방전 시간(Ta2)의 합보다 길 수 있다. 또한, 제2 휴지 시간(Tb3)은 제1 휴지 시간(Ta3)보다 짧을 수 있다.The loads connected to the first output terminal O1 and the second output terminal O2 may be different from each other. When the energy required for the first output terminal O1 and the energy required for the second output terminal O2 are different, the charging time, the discharging time, and the stopping time may be different. The inductor current IL provided in the first reference time Ta and the inductor current IL provided in the second reference time Tb may be different from each other. When the energy required for the second output terminal O2 is greater than the energy required for the first output terminal O1, the sum of the second charging time Tb1 and the second discharging time Tb2 is the first charging time Ta1) and the first discharge time Ta2. Also, the second dwell time Tb3 may be shorter than the first dwell time Ta3.
도 8은 직렬 모드를 유지하는 경우의 크로스 레귤레이션 발생을 설명하기 위한 타이밍도이다. 설명의 이해를 돕기 위해, 도 8은 도 3을 참조하여 설명된다. 도 8의 가로축은 시간을 나타낸다. 도 8의 세로축은 시간의 흐름에 따른 인덕터 전류(IL)의 크기를 나타낸다. 다중 출력 주기(Ts)는 제1 기준 시간(Ta) 및 제2 기준 시간(Tb)을 포함한다. 제1 기준 시간(Ta)에 인덕터 전류(IL)는 제1 출력 단자(O1)에 제공되고, 제2 기준 시간(Tb)에 인덕터 전류(IL)는 제2 출력 단자(O2)에 제공된다.8 is a timing chart for explaining the occurrence of cross regulation when the serial mode is maintained. To facilitate understanding of the description, FIG. 8 is described with reference to FIG. The horizontal axis in Fig. 8 represents time. The vertical axis of FIG. 8 represents the magnitude of the inductor current IL with the passage of time. The multiple output period Ts includes a first reference time Ta and a second reference time Tb. The inductor current IL is supplied to the first output terminal O1 at the first reference time Ta and the inductor current IL is supplied to the
제1 기준 시간(Ta)동안 DC-DC 컨버터는 제1 출력 단자(O1)에 에너지를 제공한다. 제1 기준 시간(Ta)동안 제1 출력 단자(O1)에 제공되는 에너지는 제1 넓이(A1)에 의존한다. 제1 넓이(A1)는 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)이 방전되는 시간 동안의 인덕터 전류(IL)의 적분값이다. 제1 넓이(A1)가 클수록, 제1 출력 단자(O1)에 제공되는 에너지는 상승한다.During the first reference time Ta, the DC-DC converter provides energy to the first output terminal O1. The energy provided to the first output terminal (O1) during the first reference time (Ta) depends on the first width (A1). The first area A1 is an integral value of the inductor current IL during the time during which the first and
제2 기준 시간(Tb)동안 DC-DC 컨버터는 제2 출력 단자(O2)에 에너지를 제공한다. 도 7과 달리, 제2 출력 단자(O2)에 연결된 부하가 급격하게 변하는 경우, 제2 출력 단자(O2)에 제공되는 에너지는 변하게 된다. 예를 들어, 제2 출력 단자(O2)에 연결된 부하가 과부하 상태인 경우, 제2 출력 단자(O2)에 요구되는 에너지는 증가할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)의 충전 시간 및 방전 시간은 증가한다. 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)의 충전 시간 및 방전 시간의 합이 제2 기준 시간(Tb)보다 큰 경우, 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)은 완전 방전되지 않는다. 즉, 인덕터 전류(IL)는 임계 전류 0에 도달하지 못하고, 제2 기준 시간(Tb)에 휴지 시간은 제공되지 않는다.During the second reference time Tb, the DC-DC converter provides energy to the second output terminal O2. 7, when the load connected to the second output terminal O2 is abruptly changed, the energy provided to the second output terminal O2 is changed. For example, when the load connected to the second output terminal O2 is in an overload state, the energy required for the second output terminal O2 may increase. In this case, the charging time and the discharging time of the first and
다시 제1 기준 시간(Ta)이 시작되는 시점에, 인덕터 전류(IL)의 크기는 임계 전류보다 크다. 따라서, 이전 제1 기준 시간(Ta)과 동일한 충전 시간 동안 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)을 충전하는 경우, 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)에 충전되는 에너지는 증가한다. 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)을 완전 방전하기 위해 요구되는 방전 시간은 이전 제1 기준 시간(Ta)에서의 방전 시간보다 크다. 즉, 제2 넓이(A2)는 제1 넓이(A1)보다 크다. 제1 출력 단자(O1)에 요구되는 에너지보다 많은 양의 에너지가 부하에 제공되므로, 크로스 레귤레이션이 발생한다.At the start of the first reference time Ta again, the magnitude of the inductor current IL is larger than the threshold current. Therefore, when the first and
도 9는 직렬 모드에서 분리 모드로 변환하기 위한 스위치들의 동작 및 전류의 흐름을 설명하기 위한 타이밍도이다. 설명의 이해를 돕기 위해, 도 9는 도 3을 참조하여 설명된다. 도 9의 가로축은 시간을 나타낸다. 도 9의 세로축은 시간의 흐름에 따른 직렬 모드 스위치 제어 신호(SSC), 제1 및 제2 분리 모드 제어 신호들(S1C, S2C), 제1 및 제2 접지 스위치 제어 신호들(SG1C, SG2C), 제1 및 제2 정상 출력 스위치 제어 신호들(Y1C, Y2C), 제1 분리 출력 스위치 제어 신호(X1C), 제1 인덕터 전류(IL1), 및 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기를 나타낸다. 9 is a timing chart for explaining the operation of the switches and the current flow for converting from the serial mode to the separation mode. To facilitate understanding of the description, Fig. 9 is described with reference to Fig. The horizontal axis in Fig. 9 represents time. The vertical axis of FIG. 9 shows the serial mode switch control signal SSC, the first and second separation mode control signals S1C and S2C, the first and second grounding switch control signals SG1C and SG2C, The first and second normal output switch control signals Y1C and Y2C, the first separation output switch control signal X1C, the first inductor current IL1 and the second inductor current IL2.
도 9에 도시된 각각의 스위치 제어 신호들은 하이 레벨에서 스위치들을 온 상태로 제어하고, 로우 레벨에서 스위치들을 오프 상태로 제어하는 것으로 가정한다. 다만, 이에 제한되지 않고, 각각의 스위치 제어 신호들은 하이 레벨에서 스위치들을 스위칭-오프 시키고, 로우 레벨에서 스위치들을 스위칭-온 시킬수 있다. 이 경우, 도 7의 스위치 제어 신호들의 파형은 반대가 될 것이다.It is assumed that each of the switch control signals shown in FIG. 9 controls the switches at the high level to the ON state and controls the switches to the OFF state at the low level. However, without being limited thereto, each switch control signal may switch off the switches at a high level and switch on the switches at a low level. In this case, the waveform of the switch control signals in Fig. 7 will be opposite.
직렬 모드에서, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)가 직렬로 연결되므로, 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)는 동일하다. 제1 기준 시간(Ta)동안 DC-DC 컨버터는 제1 출력 단자(O1)에 에너지를 제공한다. 제2 기준 시간(Tb)동안 DC-DC 컨버터는 제2 출력 단자(O2)에 에너지를 제공한다. 제2 기준 시간(Tb)동안 제1 및 제2 인덕터들(210, 220)이 완전 방전되지 않는 경우, 제2 기준 시간(Tb)의 종료 시점에서 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기는 0보다 크다. 이 경우, 제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1) 및 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)는 하이 레벨로 변경된다.In the serial mode, since the
제1 크로스 레귤레이션 신호(CR1) 및 제2 크로스 레귤레이션 신호(CR2)는 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)가 임계 전류 0에 도달할 때까지 하이 레벨을 유지한다. 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)는 지연 시간(Td) 동안 0에 도달한다. 지연 시간(Td) 동안, 직렬 모드 스위치 제어 신호(SSC), 제1 및 제2 분리 모드 제어 신호들(S1C, S2C), 제1 및 제2 접지 스위치 제어 신호들(SG1C, SG2C), 및 제1 및 제2 정상 출력 스위치 제어 신호들(Y1C, Y2C)의 크기는 유지된다.The first cross-regulation signal CR1 and the second cross-regulation signal CR2 maintain the high level until the first inductor current IL1 and the second inductor current IL2 reach the threshold current 0. The first inductor current IL1 and the second inductor current IL2 reach zero during the delay time Td. During the delay time Td, the serial mode switch control signal SSC, the first and second separation mode control signals S1C and S2C, the first and second grounding switch control signals SG1C and SG2C, 1 and the second normal output switch control signals Y1C and Y2C are maintained.
제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)가 임계 전류 0에 도달하거나 지연 시간(Td)의 최대값을 초과하는 순간, 제1 및 제2 크로스 레귤레이션 신호들(CR1, CR2)은 로우 레벨로 변경된다. 이 때, DC-DC 컨버터의 동작 모드는 분리 모드로 변경된다. 직렬 모드 스위치 제어 신호(SSC)는 로우 레벨로 변경된다. 제1 및 제2 분리 모드 제어 신호들(S1C, S2C)은 하이 레벨로 변경된다. 따라서, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)는 전기적으로 분리된다. 분리 모드에서, 제1 인덕터 전류(IL1)와 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기는 서로 독립적으로 결정된다.The first and second cross-regulation signals CR1 and CR2 are at the instant when the first inductor current IL1 and the second inductor current IL2 reach the threshold current 0 or exceed the maximum value of the delay time Td It is changed to the low level. At this time, the operation mode of the DC-DC converter is changed to the separation mode. The serial mode switch control signal SSC is changed to the low level. The first and second separation mode control signals S1C and S2C are changed to the high level. Thus, the
분리 모드에서, 도 9는 제1 인덕터(210)가 제1 출력 단자(O1)에 에너지를 제공하고, 제2 인덕터(220)가 제2 출력 단자(O2)에 에너지를 제공하는 것으로 가정하였다. 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)가 서로 다른 인덕턴스를 갖는 경우, 충전 속도 및 방전 속도가 서로 다를 수 있다. 도 9의 경우, 제1 인덕터(210)의 인덕턴스가 제2 인덕터(220)의 인덕턴스보다 작다. 따라서, 제1 인덕터 전류(IL1)의 기울기가 제2 인덕터 전류(IL2)의 기울기보다 크고, 제1 인덕터(210)의 충전 속도가 제2 인덕터(220)의 충전 속도보다 빠르다.In the isolated mode, FIG. 9 assumes that the
분리 모드의 다중 출력 주기(Ts')는 제1 충방전 시간(T'a) 및 제1 완전 방전 시간(TZ1)의 합과 같을 수 있다. 또는, 분리 모드의 다중 출력 주기(Ts')는 직렬 모드의 다중 출력 주기(Ts)와 같을 수 있다. 분리 모드의 다중 출력 주기(Ts')는 직렬 모드의 제1 기준 시간(Ta) 및 제2 기준 시간(Tb)의 합과 같을 수 있다. 제1 충방전 시간(T'a)에 제1 인덕터(210)는 충전 및 방전된다. 제1 완전 방전 시간(TZ1)에 제1 인덕터(210)는 완전 방전된다. 제2 충방전 시간(T'b)에 제2 인덕터(220)는 충전 및 방전된다. 제2 완전 방전 시간(TZ2)에 제2 인덕터(220)는 완전 방전된다.The multiple discharge period Ts' of the separation mode may be equal to the sum of the first charge / discharge time T'a and the first full discharge time TZ1. Alternatively, the multiple output period Ts' of the split mode may be equal to the multiple output period Ts of the serial mode. The multiple output period Ts' of the separation mode may be equal to the sum of the first reference time Ta and the second reference time Tb in the serial mode. The
제1 접지 스위치 제어 신호(SG1C)가 제1 접지 스위치(SG1)를 스위칭-온 시키는 동안, 제1 인덕터(210)는 충전된다. 제1 분리 출력 스위치 제어 신호(X1C)가 제1 분리 출력 스위치(X1)를 스위칭-온 시키는 동안, 제1 인덕터(210)는 방전되고, 제1 출력 단자(O1)에 에너지를 전달한다. 제2 접지 스위치 제어 신호(SG2C)가 제2 접지 스위치(SG2)를 스위칭-온 시키는 동안, 제2 인덕터(220)는 충전된다. 제2 정상 출력 스위치 제어 신호(X2C)가 제2 정상 출력 스위치(X2)를 스위칭-온 시키는 동안, 제2 인덕터(220)는 방전되고, 제2 출력 단자(O2)에 에너지를 전달한다.While the first ground switch control signal SG1C switches on the first ground switch SG1, the
직렬 모드에서 분리 모드로 변경되는 시점에, 제1 접지 스위치 제어 신호(SG1C) 및 제2 접지 스위치 제어 신호(SG2C)는 하이 레벨로 변경될 수 있다. 즉, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)는 동시에 충전될 수 있다. 분리 모드에서, 제1 출력 단자(O1)에 제공되는 에너지와 제2 출력 단자(O2)에 제공되는 에너지는 서로 다른 인덕터를 이용하여 동시에 저장될 수 있다. 따라서, 직렬 모드에 비하여, 분리 모드에서 제1 출력 단자(O1) 및 제2 출력 단자(O2)에 빠른 에너지 제공이 가능하다. 특히, 과부하 등으로 인하여 많은 에너지가 요구되는 제2 출력 단자(O2)에 에너지가 빠르게 제공될 수 있다.At the time of changing from the serial mode to the separation mode, the first ground switch control signal SG1C and the second ground switch control signal SG2C can be changed to the high level. That is, the
DC-DC 컨버터는 제1 완전 방전 시간(TZ1) 및 제2 완전 방전 시간(TZ2)에 근거하여 분리 모드를 다시 직렬 모드로 변환할 수 있다. 제1 완전 방전 시간(TZ1)이 제1 안정화 시간(Tst1)보다 크고, 제2 완전 방전 시간(TZ2)이 제2 안정화 시간(Tst2)보다 큰 경우, DC-DC 컨버터의 동작 모드는 직렬 모드로 변환된다. 출력 단자가 2개인 경우, 제1 안정화 시간(Tst1)은 수학식 1에서 정의된다. 제2 안정화 시간(Tst2)은 수학식 2에서 정의된다.The DC-DC converter can convert the isolation mode back to the serial mode based on the first full discharge time TZ1 and the second full discharge time TZ2. When the first full discharge time TZ1 is greater than the first stabilization time Tst1 and the second full discharge time TZ2 is greater than the second stabilization time Tst2, the operation mode of the DC- . When there are two output terminals, the first stabilization time Tst1 is defined in Equation (1). The second stabilization time Tst2 is defined in Equation (2).
Ts는 다중 출력 주기를 나타낸다. L1은 제1 인덕터(210)의 인덕턴스를 나타낸다. L2는 제2 인덕터(220)의 인덕턴스를 나타낸다. aa는 여유 시간을 나타낸다. 출력 단자가 2개인 경우, 직렬 모드에서 DC-DC 컨버터는 다중 출력 주기(Ts) 동안 두 개의 출력 단자에 교번적으로 에너지를 제공한다. 따라서, 제1 안정화 시간(Tst1) 및 제2 안정화 시간(Tst2)은 다중 출력 주기(Ts)의 0.5배를 기준으로 계산된다. L1 및 L2의 합이 클수록, 제1 안정화 시간(Tst1) 및 제2 안정화 시간(Tst2)은 늘어난다. L1 및 L2의 합이 클수록 직렬 모드에서의 충전 및 방전 시간이 증가하므로, 크로스 레귤레이션 방지를 위하여 더 많은 안정화 시간이 요구된다.Ts represents a multiple output period. L1 represents the inductance of the
수학식 1을 참고하면, 제1 인덕터의 인덕턴스(L1)가 클수록 제1 안정화 시간(Tst1)은 줄어든다. 제2 인덕터의 인덕턴스(L2)가 클수록 제1 안정화 시간(Tst1)은 늘어난다. 분리 모드에서 직렬 모드로 변경될 때, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)의 직렬 연결로 인하여 충방전 속도는 느려진다. 제1 인덕터의 인덕턴스(L1)가 제2 인덕터의 인덕턴스(L2)보다 큰 경우, 모드 변환에 따른 제1 인덕터 전류(IL1)의 변화가 상대적으로 작다. 따라서, 제1 인덕터의 인덕턴스(L1)가 크고 제2 인덕터의 인덕턴스(L2)가 작아질수록, 요구되는 제1 안정화 시간(Tst1)이 작아진다. Referring to Equation (1), the larger the inductance L1 of the first inductor, the smaller the first stabilization time Tst1. As the inductance L2 of the second inductor increases, the first stabilization time Tst1 increases. When the mode is changed from the isolation mode to the serial mode, the charging / discharging speed is slowed due to the series connection of the
수학식 2를 참고하면, 동일한 이유로 제2 인덕터의 인덕턴스(L2)가 클수록 제2 안정화 시간(Tst2)은 줄어든다. 또한, 제1 인덕터의 인덕턴스(L1)가 클수록 제2 안정화 시간(Tst2)은 늘어난다. 제2 인덕터의 인덕턴스(L2)가 제1 인덕터의 인덕턴스(L1)보다 큰 경우, 모드 변환에 따른 제2 인덕터 전류(IL2)의 변화가 상대적으로 작기 때문이다. 수학식 1 및 수학식 2를 동시에 만족하여야 크로스 레귤레이션의 가능성이 없는 것으로 판단되고, DC-DC 컨버터는 분리 모드에서 직렬 모드로 변환된다.Referring to Equation 2, the second stabilization time Tst2 decreases as the inductance L2 of the second inductor increases for the same reason. Further, the second stabilization time Tst2 increases as the inductance L1 of the first inductor increases. This is because, when the inductance L2 of the second inductor is larger than the inductance L1 of the first inductor, the change in the second inductor current IL2 due to mode conversion is relatively small. Equation 1 and Equation 2 must be satisfied at the same time to determine that there is no possibility of cross regulation, and the DC-DC converter is converted from the split mode to the serial mode.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 구동 방법의 순서도이다. DC-DC 컨버터의 구동 방법은 도 2의 DC-DC 컨버터(100) 또는 도 3의 DC-DC 컨버터(200)에서 수행된다. 도 10은 DC-DC 컨버터(100, 200)가 직렬 모드로 동작하는 중에 크로스 레귤레이션이 발생하여 분리 모드로 변환되고, 다시 직렬 모드로 변환되는 동작을 나타낸다. 다만, 이러한 동작 모드의 변환은 하나의 실시예로 이해될 것이고, 크로스 레귤레이션 발생 가능성에 근거하여 다양한 동작 모드 변환이 가능하다. 이하, 도 3 내지 도 5의 구성 요소와 대응하여 DC-DC 컨버터의 구동 방법이 설명된다.10 is a flowchart of a method of driving a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. The driving method of the DC-DC converter is performed in the DC-
S100 단계에서, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)는 직렬로 연결된다. S100 단계는 인덕터 네트워크부(230)에서 수행될 수 있다. 모드 제어부(252)는 직렬 모드 신호를 생성하고, 컨트롤러(250)는 직렬 모드 신호에 근거하여 직렬 모드 스위치(SS)를 제어한다. 직렬 모드 스위치(SS)는 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)를 직렬로 연결한다. 직렬 모드 스위치(SS)는 스위칭-온 된다.In step S100, the
S200 단계에서, 직렬 모드에 근거하여 출력 전압이 복수의 출력 단자에 제공된다. S200 단계는 출력 네트워크부(240)에서 수행될 수 있다. 출력 네트워크부(240)는 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)에 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn) 중 대응되는 출력 전압을 제공한다. S200 단계는 직렬 모드로 동작하므로, 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)은 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)에 흐르는 인덕터 전류(IL)에 근거하여 제공된다. 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)은 출력 네트워크부(240)의 스위칭 동작에 근거하여 제1 내지 제n 출력 단자들(O1~On)에 교번적으로 제공될 수 있다.In step S200, an output voltage is provided to a plurality of output terminals based on the serial mode. Step S200 may be performed in the
S300 단계에서, 인덕터 전류(IL)와 임계 전류가 비교된다. S300 단계는 컨트롤러(250)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, S300 단계는 모드 제어부(252)에서 수행될 수 있다. 컨트롤러(250)는 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)의 충전 시점으로부터 기준 시간 이후의 인덕터 전류(IL)를 센싱한다. 인덕터 전류(IL)가 임계 전류보다 큰 경우, S400 단계가 진행된다. 임계 전류는 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)의 완전 방전을 판단하기 위한 기준 전류일 수 있다. 예를 들어, 임계 전류는 0일 수 있다. 인덕터 전류(IL)가 0인 경우, 직렬 모드를 유지하기 위하여 S200 단계가 진행된다.In step S300, the inductor current IL and the threshold current are compared. Step S300 may be performed in the
S400 단계에서, 컨트롤러(250)는 분리 모드 신호를 생성한다. 즉, 크로스 레귤레이션의 발생 가능성이 높으므로, DC-DC 컨버터(200)는 분리 모드로 동작된다. S400 단계는 모드 제어부(252, 2520)의 모드 변환기(2525)에서 수행될 수 있다. S500 단계에서, 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)는 전기적으로 분리된다. S500 단계는 인덕터 네트워크부(230)에서 수행될 수 있다. 컨트롤러(250)는 분리 모드 신호에 근거하여 직렬 모드 스위치(SS)와 제1 및 제2 분리 모드 스위치(S1, S2)를 제어한다. 직렬 모드 스위치(SS)는 스위칭-오프 된다.In step S400, the
S600 단계에서, 분리 모드에 근거하여 출력 전압이 복수의 출력 단자에 제공된다. S600 단계는 출력 네트워크부(240)에서 수행될 수 있다. 출력 네트워크부(240)는 부하의 급격한 변화에 근거하여 크로스 레귤레이션을 발생시킬 가능성을 갖는 출력 단자와 다른 출력 단자들을 분리하여 출력 전압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 크로스 레귤레이션을 발생시키는 출력 단자에 제1 인덕터(210)를 이용하여 출력 전압이 제공되고, 나머지 출력 단자들에 제2 인덕터(220)를 이용하여 출력 전압이 제공될 수 있다. S200 단계에서, 복수의 출력 단자에 제공되는 출력 전압의 레벨은 S600 단계에서, 복수의 출력 단자에 제공되는 출력 전압의 레벨과 같을 수 있다.In step S600, an output voltage is provided to a plurality of output terminals based on the isolation mode. The step S600 may be performed in the
S700 단계에서, 제1 완전 방전 시간과 제1 안정화 시간이 비교된다. S800 단계에서, 제2 완전 방전 시간과 제2 안정화 시간이 비교된다. 제1 완전 방전 시간은 제1 인덕터(210)에 의하여 출력 전압이 제공되는 출력 단자의 완전 방전 시간으로 정의될 수 있다. 제2 완전 방전 시간은 제2 인덕터(220)에 의하여 출력 전압이 제공되는 출력 단자의 완전 방전 시간으로 정의될 수 있다. S700 단계 및 S800 단계는 컨트롤러(250)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, S700 단계 및 S800 단계는 전류 계수기(2524) 및 모드 변환기(2525)에서 수행될 수 있다.In step S700, the first full discharge time and the first stabilization time are compared. In the step S800, the second full discharge time and the second stabilization time are compared. The first full discharge time may be defined as the full discharge time of the output terminal to which the output voltage is supplied by the
제1 완전 방전 시간이 제1 안정화 시간보다 크고 제2 완전 방전 시간이 제2 안정화 시간보다 큰 경우, 직렬 모드로 변환하여도 크로스 레귤레이션이 발생하지 않는다. 따라서, S900 단계가 진행된다. 제1 완전 방전 시간이 제1 안정화 시간보다 작거나, 제2 완전 방전 시간이 제2 안정화 시간보다 작은 경우, 직렬 모드로 변환시 크로스 레귤레이션이 발생할 수 있다. 따라서, 분리 모드를 유지하기 위하여 S600 단계가 진행된다.When the first full discharge time is larger than the first stabilization time and the second full discharge time is larger than the second stabilization time, the cross regulation does not occur even when the mode is changed to the serial mode. Therefore, step S900 is performed. When the first full discharge time is smaller than the first stabilization time or the second full discharge time is shorter than the second stabilization time, cross regulation may occur during conversion to the serial mode. Therefore, step S600 is performed to maintain the separation mode.
S900 단계에서, 컨트롤러(250)는 다시 직렬 모드 신호를 생성한다. 즉, DC-DC 컨버터(200)는 분리 모드에서 직렬 모드로 변환되어 동작한다. S1000 단계에서 도시된 바와 같이, 출력 전압의 제공이 계속적으로 요구되는 경우, S100 단계가 진행된다. 이 경우, 제1 인덕터(210)와 제2 인덕터(220)는 서로 직렬로 연결된다.In step S900, the
도 11은 인덕터 전류와 임계 전류를 비교하여 크로스 레귤레이션의 가능성을 판단하는 S300 단계를 구체화한 순서도이다. S310 내지 S340단계는 컨트롤러(250)에서 수행될 수 있다. S310 단계에서, 컨트롤러(250)는 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)를 센싱한다. S310 단계는 전류 센싱부(251)에서 수행될 수 있다. 제1 인덕터 전류(IL1) 및 제2 인덕터 전류(IL2)는 직렬 모드에서 인덕터 전류(IL)일 수 있다.11 is a flowchart illustrating a step S300 of comparing the inductor current with the threshold current to determine the possibility of cross regulation. Steps S310 to S340 may be performed in the
S320 단계에서, 컨트롤러(250)는 크로스 레귤레이션 신호를 생성한다. 크로스 레귤레이션 신호는 제1 및 제2 크로스 레귤레이션 신호들(CR1, CR2)을 포함한다. S320 단계는 모드 제어부(252) 또는 크로스 레귤레이션 검출기(2523)에서 수행될 수 있다. 제1 인덕터 전류(IL1) 또는 제2 인덕터 전류(IL2)의 크기가 기준 시간 이후에 임계 전류보다 큰 경우, 크로스 레귤레이션 신호는 하이 레벨로 변경될 수 있다.In step S320, the
S330 단계에서, 컨트롤러(250)는 인덕터 전류(IL)가 임계 전류가 될 때까지 기준 시간을 연장한다. S330 단계는 모드 제어부(252) 또는 클럭 변조기(2522)에서 수행될 수 있다. 컨트롤러(250)는 제1 인덕터(210) 및 제2 인덕터(220)가 완전 방전될 때까지 기준 시간을 연장한다. 예를 들어, 컨트롤러(250)는 인덕터 전류(IL)가 0이 될 때까지 인덕터 네트워크부(230) 및 출력 네트워크부(240)의 스위치 동작을 유지할 수 있다. 그 결과, DC-DC 컨버터는 다음 출력 단자에 출력 전압을 정확히 제공할 수 있다. S340 단계에서, 컨트롤러(250)는 직렬 모드 신호를 분리 모드 신호로 변환한다. S340 단계는 모드 제어부(252) 또는 모드 변환기(2525)에서 수행될 수 있다. S340 단계에서, DC-DC 컨버터는 분리 모드로 동작한다.In step S330, the
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 상술한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.The above description is a concrete example for carrying out the present invention. The present invention includes not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply modified or easily changed. In addition, the present invention includes techniques that can be easily modified by using the above-described embodiments.
10, 100, 200: DC-DC 컨버터
110, 210: 제1 인덕터
120, 220: 제2 인덕터
130, 230: 인덕터 네트워크부
140, 240: 출력 네트워크부
12, 150, 250: 컨트롤러
152, 252, 2520: 모드 제어부10, 100, 200: a DC-
120, 220:
140, 240:
152, 252 and 2520:
Claims (18)
상기 입력 전압에 근거하여 제2 인덕터 전류를 출력하는 제2 인덕터;
상기 제1 인덕터 전류 또는 상기 제2 인덕터 전류에 근거하여 제1 출력 단자에 제1 출력 전압을 제공하고, 제2 출력 단자에 제2 출력 전압을 제공하는 출력 네트워크부;
상기 제1 출력 단자 및 상기 제2 출력 단자에 대한 크로스 레귤레이션을 판단하고, 상기 판단에 근거하여 모드 신호를 생성하는 컨트롤러; 및
상기 모드 신호에 근거하여 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터를 전기적으로 연결하거나, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터를 전기적으로 분리하는 인덕터 네트워크부를 포함하는 DC-DC 컨버터.A first inductor for outputting a first inductor current based on an input voltage;
A second inductor for outputting a second inductor current based on the input voltage;
An output network section for providing a first output voltage to the first output terminal and a second output voltage to the second output terminal based on the first inductor current or the second inductor current;
A controller for determining a cross regulation with respect to the first output terminal and the second output terminal, and generating a mode signal based on the determination; And
And an inductor network portion electrically connecting the first inductor and the second inductor based on the mode signal or electrically separating the first inductor and the second inductor.
상기 인덕터 네트워크부는,
상기 제1 인덕터와 연결되는 일단자 및 상기 제2 인덕터와 연결되는 타단자를 포함하고, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터의 충전 시점으로부터 기준 시간 이후의 상기 제1 인덕터 전류 또는 상기 제2 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 스위칭-오프 되는 직렬 모드 스위치를 포함하는 DC-DC 컨버터.The method according to claim 1,
The inductor network unit includes:
A first inductor connected to the first inductor, and another terminal connected to the second inductor, wherein the first inductor current or the second inductor after the reference time from the charging time of the first inductor and the second inductor, DC-DC converter comprising a series mode switch that is switched off when the current is greater than a threshold current.
상기 인덕터 네트워크부는,
상기 제1 인덕터와 연결되는 일단자 및 상기 출력 네트워크부와 연결되는 타단자를 포함하는 제1 분리 모드 스위치; 및
상기 입력 전압을 수신하는 일단자 및 상기 제2 인덕터와 연결되는 타단자를 포함하는 제2 분리 모드 스위치를 더 포함하고,
상기 제1 분리 모드 스위치 및 상기 제2 분리 모드 스위치는 상기 충전 시점으로부터 상기 기준 시간 이후의 상기 제1 인덕터 전류 또는 상기 제2 인덕터 전류가 상기 임계 전류보다 큰 경우, 스위칭-온 되는 DC-DC 컨버터.3. The method of claim 2,
The inductor network unit includes:
A first isolation mode switch including one terminal connected to the first inductor and another terminal connected to the output network section; And
Further comprising a second isolation mode switch including a terminal receiving the input voltage and another terminal connected to the second inductor,
Wherein the first isolation mode switch and the second isolation mode switch are turned on when the first inductor current or the second inductor current after the reference time from the charging time is greater than the threshold current, .
상기 출력 네트워크부는,
상기 제2 인덕터와 연결되는 일단자 및 상기 제1 출력 단자와 연결되는 타단자를 포함하는 제1 정상 출력 스위치;
상기 제1 분리 모드 스위치와 연결되는 일단자 및 상기 제1 출력 단자와 연결되는 타단자를 포함하는 제1 분리 출력 스위치;
상기 제2 인덕터와 연결되는 일단자 및 상기 제2 출력 단자와 연결되는 타단자를 포함하는 제2 정상 출력 스위치; 및
상기 제1 분리 모드 스위치와 연결되는 일단자 및 상기 제2 출력 단자와 연결되는 타단자를 포함하는 제2 분리 출력 스위치를 포함하는 DC-DC 컨버터.The method of claim 3,
The output network unit includes:
A first normal output switch including one terminal connected to the second inductor and another terminal connected to the first output terminal;
A first separation output switch including one terminal connected to the first separation mode switch and another terminal connected to the first output terminal;
A second normal output switch including one terminal connected to the second inductor and another terminal connected to the second output terminal; And
And a second isolation output switch including a terminal connected to the first isolation mode switch and another terminal connected to the second output terminal.
상기 컨트롤러는,
상기 제1 인덕터 전류 및 상기 제2 인덕터 전류를 센싱하여 상기 모드 신호 및 클럭 변조 신호를 생성하는 모드 제어부; 및
상기 모드 신호 및 상기 클럭 변조 신호에 근거하여 상기 출력 네트워크부 및 상기 인덕터 네트워크부를 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 DC-DC 컨버터.The method according to claim 1,
The controller comprising:
A mode controller for sensing the first inductor current and the second inductor current to generate the mode signal and the clock modulation signal; And
And a switch control unit for controlling the output network unit and the inductor network unit based on the mode signal and the clock modulation signal.
상기 모드 제어부는,
충전 시점으로부터 기준 시간 이후의 상기 제1 인덕터 전류 또는 상기 제2 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 크로스 레귤레이션 신호를 출력하는 크로스 레귤레이션 검출기;
상기 크로스 레귤레이션 신호에 근거하여 상기 클럭 변조 신호의 펄스 폭을 증가시키는 클럭 변조기; 및
상기 크로스 레귤레이션 신호에 근거하여 모드 신호를 생성하는 모드 변환기를 포함하는 DC-DC 컨버터.6. The method of claim 5,
The mode control unit includes:
A cross-regulation detector for outputting a cross-regulation signal when the first inductor current or the second inductor current after the reference time from the charging time is greater than the threshold current;
A clock modulator for increasing a pulse width of the clock modulated signal based on the cross regulation signal; And
And a mode converter for generating a mode signal based on the cross-regulation signal.
상기 모드 신호는 분리 모드 신호를 포함하고,
상기 모드 변환기는,
상기 크로스 레귤레이션 신호를 수신하는 경우 분리 모드 신호를 생성하고,
상기 스위치 제어부는,
상기 분리 모드 신호에 근거하여 상기 제1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터를 전기적으로 분리하는 DC-DC 컨버터.The method according to claim 6,
Wherein the mode signal comprises a split mode signal,
The mode converter includes:
Generates a separation mode signal when receiving the cross regulation signal,
The switch control unit,
And the first inductor and the second inductor are electrically separated based on the separation mode signal.
상기 모드 제어부는,
상기 제1 인덕터 전류가 상기 임계 전류 이하인 제1 완전 방전 시간을 측정하여 제1 방전 시간 신호를 생성하는 제1 전류 계수기; 및
상기 제2 인덕터 전류가 상기 임계 전류 이하인 제2 완전 방전 시간을 측정하여 제2 방전 시간 신호를 생성하는 제2 전류 계수기를 더 포함하는 DC-DC 컨버터.The method according to claim 6,
The mode control unit includes:
A first current counter for generating a first discharge time signal by measuring a first full discharge time at which the first inductor current is less than or equal to the threshold current; And
Further comprising a second current counter for measuring a second full discharge time at which the second inductor current is below the threshold current to generate a second discharge time signal.
상기 모드 신호는 직렬 모드 신호를 포함하고,
상기 모드 변환기는,
상기 제1 방전 시간 신호 및 상기 제2 방전 시간 신호를 수신하고, 상기 제1 완전 방전 시간이 제1 안정화 시간보다 크고, 상기 제2 완전 방전 시간이 제2 안정화 시간보다 큰 경우 직렬 모드 신호를 생성하고,
상기 스위치 제어부는,
상기 직렬 모드 신호에 근거하여 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터를 전기적으로 연결시키는 DC-DC 컨버터.9. The method of claim 8,
Wherein the mode signal comprises a serial mode signal,
The mode converter includes:
And generates a serial mode signal when the first full discharge time is greater than the first stabilization time and the second full discharge time is greater than the second stabilization time and,
The switch control unit,
And the first inductor and the second inductor are electrically connected to each other based on the serial mode signal.
상기 컨트롤러는,
상기 제1 출력 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 제1 출력 제어 신호를 상기 스위치 제어부에 제공하고, 상기 제2 출력 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 제2 출력 제어 신호를 상기 스위치 제어부에 제공하는 출력 제어부를 더 포함하는 DC-DC 컨버터.6. The method of claim 5,
The controller comprising:
Comparing the first output voltage with a first reference voltage to provide a first output control signal to the switch control section and comparing the second output voltage with a second reference voltage to provide a second output control signal to the switch control section The DC-DC converter further comprising:
출력 네트워크부가 제1 인덕터 및 제2 인덕터에 흐르는 인덕터 전류에 근거하여 제1 출력 단자에 제1 출력 전압을 제공하고, 제2 출력 단자에 제2 출력 전압을 제공하는 단계;
컨트롤러가 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터의 충전 시점으로부터 기준 시간 이후의 상기 인덕터 전류가 임계 전류보다 큰 경우, 분리 모드 신호를 생성하는 단계;
상기 인덕터 네트워크부가 상기 분리 모드 신호에 근거하여 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터를 전기적으로 분리하는 단계;
상기 출력 네트워크부가 상기 제1 인덕터에 흐르는 제1 인덕터 전류에 근거한 제3 출력 전압을 상기 제1 출력 단자에 제공하고, 상기 제2 인덕터에 흐르는 제2 인덕터 전류에 근거한 제4 출력 전압을 상기 제2 출력 단자에 제공하는 분리 모드 전압 제공 단계를 포함하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.Connecting the first inductor and the second inductor in series based on the inductor network portion serial mode signal;
Providing an output network portion with a first output voltage at a first output terminal and a second output voltage at a second output terminal based on an inductor current flowing through the first inductor and the second inductor;
Generating a split mode signal when the controller has the inductor current after the reference time from the charging time of the first inductor and the second inductor larger than the threshold current;
The inductor network part electrically separating the first inductor and the second inductor based on the separation mode signal;
Wherein the output network section provides a third output voltage to the first output terminal based on a first inductor current flowing in the first inductor and a fourth output voltage based on a second inductor current flowing in the second inductor, Output terminal of the DC-DC converter.
상기 제1 및 제2 출력 전압들을 제공하는 단계는,
제1 기준 시간 동안 상기 제1 출력 전압을 제공하는 단계; 및
상기 제1 출력 시간 이후의 제2 기준 시간 동안 상기 제2 출력 전압을 제공하는 단계를 포함하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.12. The method of claim 11,
Wherein providing the first and second output voltages comprises:
Providing the first output voltage for a first reference time; And
And providing the second output voltage during a second reference time after the first output time.
상기 분리 모드 신호를 생성하는 단계는,
상기 인덕터 전류가 상기 임계 전류와 동일한 값을 가질 때까지 상기 기준 시간을 연장하는 단계를 포함하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the generating the separation mode signal comprises:
And extending the reference time until the inductor current has the same value as the threshold current.
상기 분리 모드 신호를 생성하는 단계는,
상기 컨트롤러가 상기 인덕터 전류를 센싱하는 단계;
상기 인덕터 전류가 상기 임계 전류보다 큰 경우 하이 레벨의 크로스 레귤레이션 신호를 생성하는 단계; 및
상기 크로스 레귤레이션 신호에 근거하여 상기 직렬 모드 신호를 상기 분리 모드 신호로 변환하는 단계를 포함하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the generating the separation mode signal comprises:
Sensing the inductor current by the controller;
Generating a high-level cross-regulation signal when the inductor current is greater than the threshold current; And
And converting the serial mode signal into the separation mode signal based on the cross-regulation signal.
상기 제3 및 제4 출력 전압들을 제공하는 단계는,
상기 분리 모드 신호에 근거하여 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터가 동시에 충전되는 단계를 포함하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.12. The method of claim 11,
Wherein providing the third and fourth output voltages comprises:
And charging the first inductor and the second inductor simultaneously based on the isolation mode signal.
상기 제1 출력 전압의 전압 레벨과 상기 제3 출력 전압의 전압 레벨은 동일하고, 상기 제2 출력 전압의 전압 레벨과 상기 제4 출력 전압의 전압 레벨은 동일한 DC-DC 컨버터 구동 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the voltage level of the first output voltage and the voltage level of the third output voltage are the same and the voltage level of the second output voltage and the voltage level of the fourth output voltage are the same.
상기 컨트롤러가 상기 제1 인덕터 전류가 상기 임계 전류 이하인 제1 완전 방전 시간을 측정하고, 상기 제2 인덕터 전류가 상기 임계 전류 이하인 제2 완전 방전 시간을 측정하는 단계;
상기 컨트롤러가 상기 제1 완전 방전 시간이 제1 안정화 시간보다 크고, 상기 제2 완전 방전 시간이 제2 안정화 시간보다 큰 경우, 상기 직렬 모드 신호를 생성하는 단계; 및
상기 인덕터 네트워크부가 상기 직렬 모드 신호에 근거하여 분리된 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계를 더 포함하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.12. The method of claim 11,
The controller measuring a first full discharge time at which the first inductor current is less than or equal to the threshold current and a second full discharge time at which the second inductor current is less than or equal to the threshold current;
The controller generating the serial mode signal if the first full discharge time is greater than the first stabilization time and the second full discharge time is greater than the second stabilization time; And
Wherein the inductor network unit further comprises serially connecting the first inductor and the second inductor separated based on the serial mode signal.
상기 임계 전류의 크기는 0이고, 상기 제1 안정화 시간 및 상기 제2 안정화 시간은 상기 기준 시간 및 상기 제1 및 제2 인덕터들의 인덕턴스에 의존하는 DC-DC 컨버터 구동 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the magnitude of the threshold current is zero and the first stabilization time and the second stabilization time depend on the reference time and the inductance of the first and second inductors.
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|---|---|---|---|
| US15/913,591 US10819232B2 (en) | 2017-03-14 | 2018-03-06 | DC-DC converter and driving method thereof |
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