KR20200110626A - 전압 변환기에서의 바이어스 제어 - Google Patents

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인피니언 테크놀로지스 오스트리아 아게
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Abstract

본 명세서에 기재된 바와 같은 전력 공급 장치는 전압 변환기, 메인 제어기 및 바이어스 제어기를 포함한다. 전압 변환기는 1차 스테이지 및 2차 스테이지를 포함한다. 제어기는 수신된 피드백 신호에 기초하여 2차 스테이지로부터의 출력 전압의 조절을 제어하도록 동작 가능하다. 이름에서 알 수 있듯이, 2차 스테이지로부터의 출력 전압이 부하에 전력을 공급한다. 특정 부하 조건 동안, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압의 크기를 (새로운 바이어싱 기법을 통해) 바이어스 임계 값보다 높게 유지한다. 보다 구체적으로, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압이 바이어스 임계 값 아래로 떨어지는 것을 방지하여, 저전압 잠금 상태를 방지하도록 동작 가능하고, 그에 따라 제어기는 부하가 출력 전압에 의해 제공되는 소비 전력의 비율을 증가시키는 경우 1차 스테이지에서 2차 스테이지로의 충분한 에너지의 전달을 신속하게 계속할 수 있다.

Description

전압 변환기에서의 바이어스 제어{BIAS CONTROL IN A VOLTAGE CONVERTER}
이름에서 알 수 있듯이, 종래의 전압 변환기는 수신된 입력 전압을, 부하를 구동하기 위한 대응하는 출력 전압으로 변환한다.
특정 전력 공급 장치는 출력 전압을 생성하기 위해 1차 권선, 2차 권선 및 보조 권선을 포함한다. 1차 권선에 의해 생성된 전압 신호는 하나 이상의 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 전압을 생성하기 위한 기초로서 사용될 수 있다. 제어기가 1차 권선에 대한 에너지 입력을 중단하면, 보조 권선에 의해 생성된 전력 공급 전압은 보조 권선에 연결된 전압 변환기의 컴포넌트에 의한 누설 또는 전류 소모로 인해 크기가 감소하는 경향이 있다.
본 개시는 종래의 전력 변환기가 예를 들어 각각의 부하가 적은 전류를 소비하는 딥 로드 드롭아웃(deep load dropout) 동안과 같은 보다 다양한 조건하에서 동작을 제공하도록 개선될 수 있다는 관찰을 포함한다. 본 명세서의 실시예는 부하에 의해 전력이 거의 또는 전혀 소비되지 않는 조건에서도 전압 변환기의 개선된 성능을 제공하고 전력 공급 전압을 임계 값보다 높게 유지하는 새로운 방법을 포함한다.
보다 구체적으로, 본 명세서에 기술된 장치(예를 들어, 전력 공급 장치)는 전압 변환기, 메인 제어기 및 바이어스 제어기를 포함한다. 전압 변환기는 1차 스테이지 및 2차 스테이지를 포함한다. 제어기는 2차 스테이지로부터의 출력 전압의 조절을 제어하도록 작동 가능하다. 이름에서 알 수 있듯이, 2차 스테이지에서 출력되는 출력 전압은 부하에 전력을 공급한다. 일 실시예에서, 전압 변환기는 또한 1차 권선과 같은 소스로부터 전력 공급 전압을 생성한다. 특정 부하 상황 동안(예를 들어, 출력 전압의 크기를 증가시키기 위해 1차 권선에 에너지가 거의 또는 전혀 입력되지 않는 저전력 소비 동안), 제어기에 전력을 공급하는 전력 공급 전압은 1차 권선에 입력되는 에너지 부족과, 보조 권선 또는 다른 회로에 연결된 전압 변환기의 컴포넌트에 의해 야기되는 누설 또는 전류 소모로 인해 감소하는 경향이 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 바이어스 제어기는 1차 권선에 제공되는 전류가 없을 때에도 전력 공급 전압이 제어기에 전력을 공급하기 위해 임계 값보다 높게 유지되도록 (새로운 바이어싱 기법을 통해) 전력 공급 전압의 크기를 바이어스 임계 값보다 크게 유지하도록 동작 가능하다.
일 실시예에서, 바이어스 제어기는 제어기가 잠금 모드(예컨대, 최소 임계 값 미만의 Vcc)를 피할 수 있도록 전력 공급 전압(잠재적으로 바이어스 전압, 전압 레일 등으로 지칭됨)이 최소 바이어스 임계 값 아래로 떨어지는 것을 방지하도록 동작 가능하고, 제어기는 여전히 적절히 조절된 전력 공급 전압으로 전력을 공급받기 때문에, 부하가 출력 전압에 의해 제공되는 전력을 소비하는 속도를 증가시키면 제1 스테이지에서 제2 스테이지로 충분한 에너지를 신속하게 전달한다.
전압 변환기, 메인 제어기, 바이어스 제어기 등과 같은 본 명세서에 설명된 임의의 컴포넌트는 임의의 적절한 방식으로 인스턴스화될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전압 변환기, 제어기 및 바이어스 제어기 각각은 디지털 및/또는 아날로그 전자 회로로서 인스턴스화된다. 더 나아가, 전압 변환기, 메인 제어기, 바이어스 제어기 등과 같은 전력 공급 장치의 컴포넌트들 중 하나 이상은 하드웨어(예컨대, 회로), 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현할 수 있다.
하나의 비 제한적인 예시적인 실시예에서, 전압 변환기는 다수의 권선을 포함하는 변압기를 포함한다. 1차 스테이지는 1차 권선과 보조 권선을 포함한다. 이러한 경우, 1차 권선은 입력 전압으로부터 수신된 에너지를 변압기의 2차 권선으로 전달하도록 작동 가능하다. 보조 권선은 전력 공급 전압을 발생시키도록 작동할 수 있으며, 이 전력 공급 전압은 낮은 전류 소비 모드 동안 바이어스 제어기에 의해 바이어싱된다.
부하가 임계 레벨보다 높게 출력 전압으로부터의 전력을 소비하는 제1 모드 동안, 전력 공급 전압의 크기는 1차 권선에 입력된 에너지로 인해 임계 값보다 크도록 적절히 조절된다. 반대로, 부하가 임계 레벨 아래로 출력 전압으로부터의 전력을 소비하는 제2 모드 동안, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압의 크기를 (최소) 바이어스 임계 값보다 높게 유지하기 위해 전력 공급 전압에 바이어스를 인가하도록 동작 가능하다.
바이어스 제어는 임의의 적절한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 바이어스 제어기는 비교기를 포함하고, 비교기는 전력 공급 전압의 크기를 최소 바이어스 임계 값에 비교하고, 전력 공급 전압의 크기가 최소 바이어스 임계 값과 실질적으로 동일(교차)함을 감지하는 것에 응답하여, 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 활성화시키도록 동작 가능하며, 스위칭 회로의 활성화는 전력 공급 전압의 크기를 최소 바이어스 임계 값보다 높게 증가시켜, 잠금을 방지한다.
일 실시예에서, 보조 권선(또는 다른 적절한 리소스)으로부터 유도된 전력 공급 전압을 바이어싱하기 위해 사전결정된 시간 동안 스위칭 회로를 활성화한 후에, 바이어스 제어기는 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 비활성화시킨다. 따라서 부하에 의한 낮은 전류 소비로 인해, 조절을 통해 출력 전압을 유지하기 위해 1차 권선에서 2차 권선으로 에너지를 즉시 전달할 필요는 없지만, 스위칭 회로를 활성화시키는 짧은 버스트는 전력 공급 전압이 최소 임계 값 아래로 떨어지지 않도록 전력 공급 전압을 충분히 바이어싱한다.
본 명세서의 다른 실시예는 제2 모드(저전력 소비 모드) 동안, 전력 공급 전압을 최소 바이어스 전압 레벨과 최대 바이어스 전압 레벨 사이에서 유지하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 최소 바이어스 임계 값과 최대 바이어스 임계 값 사이에서 전력 공급 전압을 유지하는 것은 2차 스테이지로부터의 출력 전압의 크기를 증가시키는 것에 무시할 만한 또는 아무런 영향을 끼치지 않는다.
전술한 바와 같이, 바이어스 제어기는 비교기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 비교기는 마찬가지로 전력 공급 전압을 최대 바이어스 임계 값에 비교하도록 동작 가능하다. 전력 공급 전압의 크기가 최대 바이어스 임계 값과 실질적으로 동일하거나 교차한다는 것을 검출하는 것에 응답하여, 바이어스 제어기는 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 비활성화시킨다.
또한, 부하가 약한 상황 동안 전력 공급 전압을 바이어싱하는 것의 제어는 임의의 적절한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압의 크기가 최대 바이어스 임계 값 미만으로 유지되도록 1차 스테이지에서 스위칭 회로(예컨대, 하나 이상의 스위치)를 활성화시키는 기간을 제어하도록 동작 가능하고, 스위칭 회로의 활성화는 적은 양의 에너지를 1차 스테이지에서 2차 스테이지로 전달할 수 있다. 그러나, 적은 양의 에너지는 각각의 부하에 전력을 공급하는 출력 전압의 크기의 변화를 야기할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
다른 실시예들에 따르면, 부하에 의한 저전력 소비 동안 전력 공급 전압을 최소 바이어스 임계 값보다 높게 유지하는 것은 1차 스테이지(및 전력 공급 전압 신호에 의해 구동되는 제어기)가, 메인 제어기가 적절히 전력을 공급받지 못해 1차 스테이지의 제어를 통해 출력 전압을 제어하는 것을 방해받거나 못하게 하는 저전압 잠금 모드로 진입하는 것을 방지한다.
또 다른 실시예에서, 전술한 바와 같이, 전압 변환기는 변압기를 포함하도록 구성될 수 있다. 변압기는 1차 권선, 보조 권선 및 2차 권선을 포함한다. 변압기의 1차 권선 및 보조 권선은 1차 스테이지에 배치되고, 변압기의 2차 권선은 2차 스테이지에 배치된다. 1차 스테이지의 보조 권선은 전력 공급 전압을 생성하도록 작동 가능하다. 특정 조건에서, 전술한 바와 같이, 전력 공급 전압의 크기는 출력 전압을 생성하기 위해 1차 권선에서 2차 권선으로 전달되는 에너지의 양에 따라 변한다.
다른 실시예들에 따르면, 2차 스테이지는 제어(피드백)를 1차 스테이지로 전달하도록 동작 가능한 피드백 회로(또는 발생기)를 포함하도록 구성될 수 있고, 피드백 제어 신호는 부하에 의한 전력 소비가 임계 레벨을 초과하는 조건 동안 1차 스테이지에서 스위치 회로의 활성화를 제어하도록 구성될 수 있다. 2차 스테이지로부터의 피드백은 1차 스테이지에서 스위치 회로의 활성화를 제어하도록 구성될 수 있어서, 1차 스테이지에서 2차 스테이지로 에너지가 전달된다. 일 실시예에서, 부하가 저전력 소비 모드에 있을 때, 2차 스테이지는 1차 스테이지의 스위치를 활성화하여 출력 전압을 증가시키기 위한 피드백을 가끔만 제공할 수 있으며, 이 피드백은 또한 1차 권선에 의해 생성된 전력 공급 전압의 크기를 증가시킨다. 따라서, 2차 스테이지는 상당히 낮은 (부하) 전력 소비 조건 동안 전력 공급 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에 설명된 바와 같은 바이어스 제어기는 2차 스테이지조차 1차 스테이지에서의 스위치의 활성화를 개시하지 않는 극한 조건 동안 전력 공급 전압을 바이어싱하도록 동작한다. 낮은 부하 소비 조건 및 부하에 의한 더 많은 양의 전류가 재개된 후, 정상적인 스위칭 조건에서 스위치 회로의 활성화는 자연스럽게 최소 바이어스 임계 값보다 높게 전력 공급 전압의 크기를 증가시켜 바이어스 제어기가 더 이상 전력 공급 전압을 최소 바이어스 임계 값보다 크게 바이어싱할 필요가 없게 된다. 따라서, 바이어스 제어기를 통해 전력 공급 전압을 바이어스할 필요성은 부하에 의해 소비되는 전력 또는 전류의 양에 의존할 수 있다.
따라서, 본 명세서의 실시예는 1차 스테이지에서 하이 사이드 및 로우 사이드 스위칭 회로의 일반적인 비활성화 동안 전력 공급 전압을 최소 바이어스 임계 값보다 높게 유지하도록 동작 가능한 바이어스 제어기를 포함한다. 전술한 바와 같이, 1차 스테이지에서 스위칭 회로의 활성화는 출력 전압을 생성하기 위해 1차 스테이지에서 2차 스테이지로 에너지를 전달한다. 1차 스테이지에서 스위칭 회로의 비활성화는 출력 전압을 생성하기 위한 1차 스테이지에서 2차 스테이지로의 에너지 전달을 종료하도록 동작가능하며, 이 경우, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압의 크기를 최소 임계 값보다 높게 또는 최소 임계 값과 최대 임계 값 사이의 값으로 유지하기 위한 워치독(watchdog)으로 작용한다.
다른 실시예들에 따르면, 최소 바이어스 임계 값은 부하에 전력을 공급하기 위해 제2 스테이지로부터 출력되는 출력 전압의 크기에 적어도 부분적으로 기초한 적응 임계 값이다.
본 명세서의 실시예는 종래 기술보다 유용하다. 예를 들어, 종래의 기술과 달리, 바이어스 제어기 및 관련 토폴로지는 부하의 큰 전력 소비 스윙 동안 전압 변환기의 지속적인 사용을 제공한다. 즉, 본 명세서에 기술된 방식으로 전력 공급 전압을 바이어싱하는 것은 (예컨대, 보조 권선으로부터 생성된) 전력 공급 전압 및 대응하는 1차 스테이지가, 제어기가 출력 전압을 제어하는 것에 방해를 받는 저전압 잠금 모드로 들어가는 것을 방지한다 .
이들 및 다른 보다 구체적인 실시 양상은 하기에 보다 상세하게 개시된다.
본 명세서에서 논의된 바와 같은 임의의 리소스는 하나 이상의 컴퓨터화된 디바이스, 장치, 하드웨어 등을 포함할 수 있고, 본 명세서에 개시된 임의의 또는 모든 방법 동작을 실행 및/또는 지원할 수 있다. 다시 말해서, 하나 이상의 컴퓨터화된 장치 또는 프로세서는 본 명세서에 설명된 바와 같은 상이한 실시예들을 수행하기 위해 본 명세서에서 설명된 바와 같이 동작하도록 프로그래밍 및/또는 구성될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예는 앞서 요약되고 아래에 상세히 설명되는 단계 및/또는 동작을 수행하는 소프트웨어 프로그램을 포함한다. 그러한 일 실시예는 소프트웨어 명령어가 후속 실행을 위해 인코딩되는 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(즉, 임의의 컴퓨터 판독 가능 하드웨어 저장 매체)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 명령어는 프로세서를 갖는 컴퓨터 장치(하드웨어)에서 실행될 때, 본 명세서에 개시된 동작을 수행하게 프로세서(하드웨어)를 프로그램하고 및/또는 이 프로세서(하드웨어)에게 지시한다. 이러한 구성은 전형적으로 광학 매체(예를 들어, CD-ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 메모리 스틱, 메모리 장치 등과 같은 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 또는 하나 이상의 ROM, RAM, PROM 등에서의 펌웨어 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 기타 매체 상에 배열되거나 인코딩된 소프트웨어, 코드, 명령어 및/또는 다른 데이터(예를 들어, 데이터 구조)로서 제공된다. 소프트웨어 또는 펌웨어 또는 다른 그러한 구성은 컴퓨터화된 장치에 설치되어 컴퓨터화된 장치가 본 명세서에서 설명된 기술을 수행하게 할 수 있다.
따라서, 본 명세서의 실시예는 본 명세서에서 논의된 동작을 지원하는 방법, 시스템, 컴퓨터 프로그램 제품 등에 관한 것이다.
일 실시예는 부하를 구동하는 출력 전압을 생성하기 위해 전압 변환기의 신호 바이어싱 및 대응하는 제어를 용이하게 하기 위한 명령어가 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및/또는 시스템을 포함한다. 명령어들은 컴퓨터 프로세서 하드웨어에 의해 실행되면, 컴퓨터 프로세서 하드웨어(예를 들어, 동일한 위치에 있거나 상이한 위치에 있는 하나 이상의 프로세서 장치 또는 하드웨어)가 피드백 신호를 수신하게 하고, 수신된 피드백 신호의 크기에 기초하여 1차 스테이지로부터 2차 스테이지로의 에너지 전송을 조절하고- 이러한 에너지 전송의 조절은 부하를 구동하기 위해 2차 스테이지로부터 출력된 출력 전압의 크기를 제어함 -, 스위칭 회로를 비활성화하는 동안- 이러한 비활성화는 출력 전압을 생성하기 위해 1차 스테이지로부터 에너지가 전달되는 것을 종료함 - (예컨대, 1차 스테이지로부터의) 전력 공급 전압을 바이어스 임계 값보다 높게 유지하게 한다.
다른 실시예는 부하를 구동하기 위한 출력 전압의 생성을 용이하게 하기 위한 명령어들이 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및/또는 시스템을 포함한다. 명령어들은 컴퓨터 프로세서 하드웨어에 의해 실행되면, 컴퓨터 프로세서 하드웨어(예를 들어, 동일한 위치에 있거나 상이한 위치에 있는 하나 이상의 프로세서 장치 또는 하드웨어)가 수신된 전력 공급 전압을 바이어스 임계 값에 비교하고, 전력 공급 전압의 크기가 바이어스 임계 값과 교차함(실질적으로 동일함)을 검출하는 것에 응답하여 전압 변환기의 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 활성화하고- 이러한 스위칭 회로의 활성화는 전력 공급 전압의 크기를 바이어스 임계 값보다 크게 증가시킴 -, i) 사전결정된 기간 동안 스위칭 회로를 활성화시키거나 또는 ii) 제2 임계 값(최대 바이어스 임계 값)을 교차하는(그 보다 높게 증가하는) 전력 공급 전압의 크기를 검출하는 것에 응답하여, 전압 변환기의 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 비활성화시켜 전력 공급 전압이 제2 임계 값보다 높게 증가하는 것을 방지하게 한다.
명확성을 위해 위의 단계들의 순서가 추가되었다. 본 명세서에서 설명된 바와 같은 임의의 처리 단계는 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있음에 유의한다.
본 개시의 다른 실시예는 앞서 요약되고 아래에 상세히 개시되는 방법 실시예 단계 및 동작 중 임의의 것을 수행하기 위한 소프트웨어 프로그램 및/또는 각각의 하드웨어를 포함한다.
본 명세서에서 논의된 바와 같은 시스템, 방법, 장치, 컴퓨터 판독가능 저장 매체상의 명령어 등은 예를 들어 프로세서(하드웨어 또는 소프트웨어) 내에서, 운영 체제 내에서 또는 소프트웨어 애플리케이션 내에서 소프트웨어 프로그램, 펌웨어로서, 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 펌웨어의 하이브리드로서, 또는 하드웨어 단독으로서 구현될 수 있음을 이해해야 한다.
본 명세서에서 논의된 바와 같은 실시예가 전압 변환기의 동작을 제어하는 데 적용 가능하지만, 본 명세서에 개시된 개념은 임의의 다른 적합한 전압 변환기 토폴로지에도 유리하게 적용될 수 있음을 유의한다.
또한, 본 명세서의 상이한 특징, 기술, 구성 등 각각이 본 개시의 상이한 장소에서 논의될 수 있지만, 적절한 경우, 각각의 개념은 선택에 따라 서로 독립적으로 또는 서로 결합하여 실행될 수 있는 것으로 의도된다. 따라서, 본 명세서에 기술된 하나 이상의 본 발명은 다수의 상이한 방식으로 구현되고 보여질 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 대한 이러한 예비적인 설명(발명의 내용)은 의도적으로 본 개시 또는 청구된 발명(들)의 모든 실시예 및/또는 차츰 새로워지는 측면을 규정하려 함은 아님을 알아야 한다. 대신에, 이 발명의 내용은 단지 종래 기술에 대비되는 일반적인 실시예들 및 대응하는 신규한 측면을 제시한다. 본 발명(들)의 추가적인 세부사항 및/또는 가능한 관점(치환)을 위해, 독자는 이하에서 더 논의되는 바와 같은 본 개시의 상세한 설명 섹션(실시예의 요약임) 및 대응하는 도면으로 안내된다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 메인 제어기 및 바이어스 제어기를 포함하는 전력 공급 장치를 예시하는 도면이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 전력 공급 장치를 도시하는 예시적인 도면이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따라 다중 모드로 전압 변환기를 동작시키는 타이밍도를 도시하는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따라 다중 모드로 전압 변환기를 동작시키는 타이밍도를 도시하는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따라 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작 가능한 컴퓨터 아키텍처를 예시하는 예시적인 도면이다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 일반적인 방법을 예시하는 예시적인 도면이다.
본 명세서의 실시예의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 상이한 도면에 걸쳐 유사한 도면 부호가 동일한 부분을 나타내는 첨부 도면에 도시된 바와 같이 본 명세서의 다음의 보다 구체적인 설명으로부터 명백할 것이다. 도면이 반드시 축척대로 도시된 것은 아니며, 대신 실시예, 원리, 개념 등을 예시하는 데에 중점을 두었다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 전력 공급 장치는 전압 변환기, 메인 제어기 및 바이어스 제어기를 포함한다. 전압 변환기는 1차 스테이지 및 2차 스테이지를 포함한다. 동작 동안, 제어기는 1차 스테이지에서 생성된 전력 공급 전압에 기초하여 2차 스테이지로부터의 출력 전압의 조절을 제어하도록 동작 가능하다. 2차 스테이지에서 출력되는 출력 전압은 부하에 전력을 공급한다. 낮은 전류 소비와 같은 특정 부하 조건 동안, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압의 크기를 (새로운 바이어싱 기법을 통해) (최소의) 바이어스 임계 값보다 높게, 또는 최소 바이어스 임계 값과 최대 바이어스 임계 값 사이로 유지한다. 일 실시예에서, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압이 최소 바이어스 임계 값(즉, 전압 값) 아래로 떨어지는 것을 방지하여, 전압 공급 전압의 저전압 잠금 상태를 방지하도록 동작 가능하고, 그에 따라 제어기는 부하가 출력 전압에 의해 제공되는 소비 전력의 비율을 증가시키는 경우 1차 스테이지에서 2차 스테이지로의 충분한 에너지의 전달을 신속하게 계속할 수 있다. 또한, 부하에 의한 저전류 소비 동안, 바이어스 제어기는 전력 공급 전압이 최대 바이어스 임계 값보다 높게 증가하는 것을 방지하여 출력 전압의 크기의 증가를 방지한다.
보다 구체적으로, 도 1은 본 명세서의 실시예들에 따른 메인 제어기 및 바이어스 제어기를 포함하는 전력 공급 장치를 예시하는 도면이다.
이 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 전력 공급 장치(100)(장치, 전자 장치 등)는 메인 제어기(140) 및 전압 변환기(135)를 포함한다. 전압 변환기(135)는 부하(118)에 전력을 공급하는 출력 전압(123)을 생성한다.
메인 제어기(140)는 바이어스 제어기(141)를 포함한다. 이와 달리, 바이어스 제어기(141)는 메인 제어기(140)에 대해 이격되어 위치된다.
비 제한적인 예시적인 실시예로서, 전압 변환기(135)는 1차 스테이지(101) 및 2차 스테이지(102)를 포함한다. 전압 변환기(135)는 각각의 변압기(160)를 더 포함한다.
변압기(160)는 1차 권선(161), 2차 권선(162) 및 보조 권선(163)을 포함한다. 1차 권선(161), 2차 권선(162) 및 보조 권선(163)의 조합은 서로 자기적으로 결합된다.
이 예시적인 실시예에서, 1차 스테이지(101)는 입력 전압(120)으로부터 수신된 에너지를 변압기(160)의 1차 권선(161)을 통해 2차 권선(162)으로 전달하는 동작을 제어하는 하나 이상의 스위치(125)를 포함한다.
일 실시예에서, 입력 전압(120)으로부터 수신된 에너지를 1차 권선(161)으로부터 2차 스테이지(102)의 2차 권선으로 전달하는 것의 조절은 부하(118)에 전력을 공급하는 출력 전압(123)의 생성을 초래한다. 1차 권선(161)으로부터 2차 권선(162)으로 에너지를 전달하는 것의 조절은 부하(118)에 전력을 제공하도록 원하는 범위 내로 출력 전압(123)의 크기를 유지한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 각각의 리소스, 컴포넌트, 모듈 등은 임의의 적절한 방식으로 인스턴스화될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 메인 제어기(140), 바이어스 제어기(141), 전압 변환기(135) 등 각각은 하드웨어(예를 들어, 전자 회로), 소프트웨어(예를 들어, 실행형 명령어 세트), 또는 하드웨어와 소프트웨어 리소스의 조합으로 인스턴스화되거나 이를 포함할 수 있다.
또한, 전력 공급 장치(100)와 관련된 하드웨어 실시예 및 대응하는 컴포넌트, 자원 등은 디지털 회로, 아날로그 회로, 또는 아날로그/디지털 전자 회로의 조합으로서 인스턴스화될 수 있음에 유의한다.
일반적으로, 전압 변환기(135)로부터 수신된 피드백 신호(252)는 출력 전압(123)의 크기, 및/또는 적절한 조절 내에서 출력 전압(123)을 유지하기 위해 2차 권선(162)에 더 많은 에너지가 필요한지 여부를 나타낸다. 임계 값을 초과하는 충분한 에너지가 1차 권선(161)으로부터 2차 권선으로 전달되는 정상 부하 조건 동안, 보조 권선(163)은 제어기(140)를 구동하기 위한 임계 값보다 높게 전력 공급 전압(175)(잠재적으로 바이어스 전압, 전압 레일 등으로 지칭됨)의 크기를 유지하기에 충분한 에너지를 수신한다.
예컨대 임계 값 미만의 특정 부하 조건(예를 들어, 부하(118)가 출력 전압(123)으로부터 낮은 수준의 전류만을 소비하는 조건) 동안, 전력 공급 전압(175)의 크기는 이러한 낮은 크기로 감소하는 경향이 있으며, 그에 따라 (피드백(252)에 의해 지시된 바와 같이) 메인 제어기(140)는 더 이상 출력 전압(123)의 크기를 증가시키기 위해 1차 스테이지(101)로부터 2차 스테이지(102)로 에너지를 전달하기 위해 하나 이상의 스위치(125)를 활성화할 필요가 없다.
일 실시예에서, 스위치(125)가 비활성화되면, 메인 제어기(140)는 출력 전압의 크기를 증가시키기 위해 더 이상 1차 권선에서 2차 권선으로 에너지를 전달하지는 않으며, 전력 공급 전압(175)의 크기는 예컨대 전력 공급 전압(175)에 의해 제공되는 전력을 소비하는 전압 변환기(135) 및/또는 제어기(140) 자체의 컴포넌트 및/또는 회로에 의한 기생 소비로 인해 출력 전압(123)보다 더 빠른 속도로 떨어질 수 있다.
특정 예에서, 전술한 바와 같이, 전력 공급 전압(175)의 크기가 임계 값(Vth1) 아래로 떨어지는 것은 바람직하지 않다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 바이어스 제어기(141)는 이러한 상황을 방지한다.
예를 들어, 다른 실시예들에 따르면, 바이어스 제어기(141)는 저 부하 조건 동안 전력 공급 전압(175)의 크기가 임계 값 아래로 떨어지는 것을 방지하는 모니터 또는 워치독 회로로서 기능한다. 즉, 본 명세서에서 더 논의되는 신규한 바이어싱을 통해, 즉 제어 신호(105)의 생성을 통해, 바이어스 제어기(141)는 (예컨대, 보조 권선(163)의 출력으로부터 유도된) 전력 공급 전압(175)의 크기를 바이어스 임계 값(Vth1)보다 높게 유지한다.
다른 실시예에 따르면, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)이 최소 바이어스 임계 값(Vth1) 아래로 떨어지는 것을 방지하도록 동작 가능하여 메인 제어기(140)는 부하(118)가 출력 전압(123)에 의해 제공되는 전력을 소비하는 속도를 (예컨대, 과도 전류 소비 조건에 응답하여) 갑자기 증가시키는 경우, 1차 스테이지(101)(일명, 전압 변환기(135)의 1차 측)로부터 2차 스테이지(102)(일명, 전압 변환기(135)의 2차 측)로 (입력 전압(120)로부터 수신된) 충분한 에너지를 신속하게 전달할 수 있다(그 이유는 제어기(140)는 바이어싱된 경우 안정적인 전력 공급 전압(175)에 의해 전력을 공급받기 때문이다). 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)이 최대 바이어스 임계 값보다 높게 증가하는 것을 추가로 방지하여, 출력 전압(123)의 크기가 증가하는 것을 방지하고, 또한 출력 전압(123)의 크기가 최대 허용가능 출력 값을 초과할 수 있는(이는 부하(118)에 손상을 줄 수 있음), 가능한 조절을 벗어난 상황(possible out-of-regulation condition)을 방지한다.
이들 실시예의 보다 구체적인 세부 사항은 아래에서 추가로 설명된다.
도 2는 본 명세서의 실시예들에 따른 전력 공급 장치를 도시하는 예시적인 도면이다.
이러한 보다 추체적인 실시예에 도시된 바와 같이, 전력 공급 장치(100)는 메인 제어기(140) 및 전압 변환기(135)를 포함한다.
메인 제어기(140)는 바이어스 제어기(141), 드라이버(221) 및 드라이버(222)를 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, 바이어스 제어기(141)는 비교기(241)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 전압 변환기(135)는 1차 스테이지(101) 및 2차 스테이지(102)를 포함한다. 메인 제어기(140)의 드라이버(221)는 제어 신호(105-1)를 통해 스위치(125-1)의 게이트를 구동 및 제어하도록 연결된다. 메인 제어기(140)의 드라이버(222)는 제어 신호(105-2)를 통해 스위치(125-2)의 게이트를 구동 및 제어하도록 동작 가능하다.
또한 이 예시적인 실시예에서, 1차 스테이지(101)는 피드백 회로(201), 모니터 회로(275), 스위치(125-1), 스위치(125-2), 인덕터(L1), 인덕터(L2), 커패시터(C1), 1차 권선(161) 및 보조 권선(163)을 포함한다. 인덕터(L1, L2) 및 커패시터(C1)는 전력 공급 장치(101)의 공진 동작을 지원한다. LLC 회로가 스위칭되지 않을 때, 하이-사이드 스위치(125-1) 및 로우-사이드 스위치(125-2)는 모두 OFF이다.
더 도시된 바와 같이, 스위치(125-1)의 드레인 노드는 입력 전압(120)에 연결된다. 스위치(125-1)의 소스 노드는 스위치(125-2)의 드레인 노드에 연결된다. 스위치(125-2)의 소스 노드는 접지 기준 전압에 연결된다.
추가로 도시된 바와 같이, 인덕터(L1)는 스위치(1251)의 소스 노드와 1차 권선(161) 사이에 연결된다. 인덕터(L2)는 1차 권선(161)을 가로 질러 병렬로 연결된다. 커패시터(C1)는 인덕터(L2)와 1차 권선(161)의 결합물과 접지 기준에 연결된 스위치(125-2)의 소스 노드 사이의 연결을 제공한다.
1차 스테이지(101)의 모니터 회로(275)는 다이오드(D1), 다이오드(D2), 보조 권선(163) 및 커패시터(Cvcc)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 모니터 회로(275)의 다이오드(D1)는 보조 권선(163)의 제1 노드 또는 단부와 노드(238) 사이에 연결된다. 모니터 회로(275)의 다이오드(D2)는 보조 권선(163)의 제2 노드 또는 단부와 노드(238) 사이에 연결된다. 커패시터(Cvcc)는 노드(238)와 접지 사이에 연결된다. 또한, 노드(238)는 메인 제어기(140)의 입력 노드(Vcc)에 연결된다.
피드백 회로(202)는 출력 전압(123)을 수신하고 광 커플러(291)로 전달되는 피드백 신호(251)를 생성한다. 피드백 회로(201)는 광 커플러(291)를 메인 제어기(140)의 HBFB 노드에 연결한다. 일 실시예에서, 광 커플러(291)는 피드백 회로(201)를 통해 메인 제어기(140)의 HBFB 노드로 공급되는 피드백 신호(252)를 (피드백 신호(251)로부터) 생성한다.
2차 스테이지(102)는 제어 신호(SR0)에 의해 구동되는 스위치(225-1), 제어 신호(SR1)에 의해 구동되는 스위치(225-2), 다이오드(D3), 다이오드(D4), 커패시터(Cout) 및 피드백 회로(202)를 더 포함한다.
도시된 바와 같이, 다이오드(D3)는 스위치(225-1)의 드레인 노드와 스위치 노드(225-1)의 소스 노드 사이에 병렬로 연결된다. 스위치(225-1)의 드레인 노드는 2차 권선(162)의 제1 단부에 연결된다. 스위치(225-1)의 소스 노드는 제2 접지 기준에 연결된다.
다이오드(D4)는 스위치(225-2)의 드레인 노드와 스위치 노드(225-2)의 소스 노드 사이에 병렬로 연결된다. 스위치(225-2)의 드레인 노드는 2차 권선(162)의 제2 단부에 연결된다. 스위치(225-2)의 소스 노드는 제2 접지 기준에 연결된다.
2차 권선(162)의 (중앙) 탭 노드는 노드(277)에 연결된다. 커패시터(Cout)는 노드(277)와 제2 접지 기준 전압 사이에 연결된다. 커패시터(Cout)는 출력 전압(123)을 저장한다.
피드백 회로(202)는 출력 전압(123)을 모니터링하기 위해 노드(277)에 결합된다. 전술한 바와 같이, 피드백 회로(202)는 광 커플러(291)에 입력된 신호(251)를 생성한다. 광 커플러(291)는 수신된 신호(251)를 메인 제어기(140)의 HBFB 노드로 전달되는 각각의 출력 피드백 신호(252)로 변환한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 변압기(160)는 1차 스테이지(101)로부터 2차 스테이지(102)로의 에너지 전달을 지원하는 커플링을 제공한다. 앞서 논의된 바와 같이, 역 방향으로, 광 커플러(291)는 피드백 회로(202)로부터 피드백 회로(201) 및 메인 제어기(140)의 대응하는 HBFB 노드로 피드백(252)을 전달하는 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 피드백 신호(252)는 출력 전압(123)의 크기를 나타내고, 제어기(140)는 스위치(125)를 제어하고 원하는 전압 범위 내에서 출력 전압(123)의 크기를 유지하기 위한 기초로서 피드백 신호(252)를 사용한다.
전력 공급 장치(100)는 바이어스 제어기(141)를 포함한다. (바이어스 제어기(141) 또는 다른 적절한 리소스를 통한) 바이어스 제어는 임의의 적절한 방식으로 달성될 수 있음에 유의한다.
일 실시예에서, 바이어스 제어기(141)는 비교기(241)와 같은 하나 이상의 비교기를 포함한다.
비교기(241)는 전력 공급 전압(175)의 크기를 임계 값(Vth1)(예를 들어, 최소 바이어스 임계 값)에 비교하도록 동작 가능하다. 바이어스 제어기(141)로부터 출력된 하나 이상의 바이어스 제어 신호(268)를 통해, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)의 크기가 최소 바이어스 임계 값(Vth1)과 실질적으로 동일하거나 이보다 작은 것을 검출하는 것에 응답하여 1차 스테이지(101)에서 스위칭 회로(125)를 활성화시킨다.
예를 들어, 제어 신호(105)의 생성을 통해, 스위칭 회로의 활성화(토글링)(예컨대, 활성화 동안 스위치(125-1) 및 스위치(125-2)는 ON과 OFF사이에서 스위칭되는데, 제1 사이클에서, 스위치(125-1)는 ON이고 스위치(152-2)는 OFF이고, 제2 사이클에서, 스위치(125-1)가 OFF이고 스위치(152-2)는 ON이고, 제3 사이클에서, 스위치(125-1)는 ON이고 스위치(152-2)는 OFF이고, 제4 사이클에서, 스위치(125-1)는 OFF이고 스위치(152-2)는 ON 등임)는 1차 권선(161)을 통해 입력 전압(120)으로부터 전류의 흐름을 야기하고, 보조 권선(163)은 에너지의 일부를 수신하여 전압(175)의 크기를 최소 바이어스 임계 값(Vth1)보다 높게 증가시킨다. 스위치 회로(125)의 비활성화는 스위치(125-1) 및 스위치(125-2)가 모두 OFF 상태로 설정됨을 의미한다. 또한, 스위치(125-1) 및 스위치(125-2)는 모두 절대 동시에 ON 상태일 수는 없는데, 그 이유는 동시에 ON 상태면 소스(120)(Vin)를 대응하는 접지 기준으로 단락시키기 때문이다.
일 실시예에서, 보조 권선(163)(또는 다른 적절한 리소스)으로부터 유도된 전력 공급 전압(175)을 바이어싱하기 위해 적어도 짧은 시간 동안 스위칭 회로(125)의 활성화(전술한 토글링) 후에, 바이어스 제어기(141)는 1차 스테이지(101)에서 스위칭 회로(125)를 비활성화한다(스위치(125-1) 및 스위치(125-2) 모두를 OFF시킨다). 따라서, 조절을 통해(예를 들어, 크기를 증가시킴으로써) 출력 전압(123)을 유지하기 위해 1차 권선(161)으로부터 2차 권선(162)으로 에너지를 즉시 전달할 필요는 없지만, 스위칭 회로(125)를 활성화시키는 짧은 버스트가 전압(175)을 충분히 바이어스하여 최소 임계 값(Vth1) 아래로 실질적으로 떨어지지 않도록 한다. 일 실시예에서, 전력 공급 전압(175)은 느슨한 조절(UVLO 초과 및 절대 최대 정격 미만이어야 함)만을 필요로 한다. 본 명세서의 실시예는 Naux*Vbias를 항상 Ns*Vout 미만으로 유지하는 변압기(160)의 권선 또는 권선비를 제어하는 것을 포함하며, 여기서 Ns = 2차 권선(162)의 권선수이고, Naux는 보조 권선(163)의 권선수이며, Vbias = Vcc 또는 전력 공급 장치 전압(175)이다.
사전결정된 시간 동안 스위치 회로(125)를 활성화시키는 것에 대한 대안으로서, 본 명세서의 다른 실시예는 부하(118)에 의한 낮은 전류 소비 동안 전력 공급 전압(175)(Vcc)을 바이어싱하는 제2 모드 동안, 바이어스 제어기(141)가 아래에서 더 논의되는 바와 같이 최소 전압 레벨(예컨대, Vth1)과 최대 바이어스 전압 레벨(Vth2) 사이에서 전력 공급 전압(175)을 유지하도록 구성될 수 있다는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 전력 공급 전압(175)을 임계 값(Vth1)보다 높게 또는 최소 바이어스 임계 값(Vth1)과 최대 바이어스 임계 값(Vth2) 사이로 유지하는 것은 2차 스테이지(102)로부터 출력 전압(123)의 크기를 증가시키는 데 무시할 수 있는 영향을 미치거나 또는 영향을 전혀 미치지 않는다.
본 명세서의 실시예는 종래 기술보다 유용하다. 예를 들어, 종래의 기술과 달리, 바이어스 제어기 및 관련 토폴로지는 부하의 큰 전력 소비 스윙 동안 전압 변환기의 지속적인 사용을 제공한다. 즉, 본 명세서에서 기술된 방식으로 전압을 바이어싱하면 전력 공급기 전압(175)(예를 들어 보조 권선으로부터의 전압) 및 대응하는 1차 스테이지가 제어기가 출력 전압을 제어할 수 없는 저전압 또는 잠금 모드로 진입하는 것을 방지한다.
Figure pat00001
수학식 1
Figure pat00002
수학식 2
여기서 Np = 1차 권선(161)의 권선수이고, Ns = 2차 권선(162)의 권선수이며, Naux = 보조 권선(163)의 권선수이다.
피드백 조절을 통해 스위칭하는 동안, Vout(출력 전압(123)) 및 Vcc(전력 공급 전압(175))는 변압기(160)의 권선비(수학식 1 및 2 참조)에 의해 정의된다.
그러나 버스트 페이즈(burst phase) 동안, Vout 및 Vcc는 그들의 부하에 따라 감소한다.
그러면 VCC가 그의 최소 "생존" 또는 잠금 레벨 아래로 떨어질 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3
Figure pat00004
수학식 4
Figure pat00005
수학식 5
Vcc가 떨어진 후, 바이어스 제어기(141)를 통한 스위칭 동작은 Vcc를 최소 "생존" (Vcc.uv-lo) 레벨보다 훨씬 높은 레벨로 되돌린다.
동시에, 스위치 회로(125)의 활성화는 관련된 "새로운" 출력 전압(Vnew.out)이 출력 전압(123)의 현재 크기보다 큰 경우에만 출력 커패시터(Cout)를 충전할 것이다.
"새로운" Vout(일명, Vnew.out)이 출력 전압(123)의 실제 크기보다 낮으면, 커패시터(Cvcc)의 전압(175)만이 충전될 것이다(전압 크기가 증가될 것이다). 따라서, 각각의 권선과 관련된 권선수는 전압(175)의 바이어싱을 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
예 : NAUX/NS=1.33, VOUT =12V,"VCC"=16V
이제 VCC = 15, VNEW.OUT = 15V/1.33 = 11.2V<12V이면, 출력 전압(123)의 증가는 없다.
이 예시적인 실시예에서, 제어기(140)는 (예를 들어, 부하(118)가 커패시터(Cout)의 추가 충전을 보증하기 위해 충분한 전류를 소비하지 않을 때, 출력 전압(123)의 크기를 불필요하게 증가시키는 것과 같은) 심각한 부작용없이 Vcc(전력 공급 전압(175)) 발생을 제공한다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따라 다중 모드에서 전압 변환기를 동작시키는 타이밍도를 도시하는 예시적인 도면이다.
그래프(300)는 본 명세서의 실시예에 따라 제1 모드에서 출력 전압(123)을 유지하고 제2 모드 동안 전압(175)(Vcc)을 바이어싱하기 위해 1차 권선(161)으로부터 2차 권선(162)으로의 에너지 전달을 제어하는 것을 도시한다.
부하(118)가 출력 전압(123)으로부터 전력을 (예를 들어, 임계 소비 레벨을 초과하여) 소비하는 제1 모드 동안(예컨대, 시간 T1과 시간 T5 사이 동안), 전압(175)의 크기는 변압기(160)의 권선에서의 권선수에 따라 출력 전압(123)의 크기를 그에 비례하여 추적하도록 동작가능하다.
전술한 바와 같이, 제어기(140)는 2차 스테이지(102)로부터 피드백(252)을 수신한다. 구체적으로, 이 예시적인 실시예에서, 제어기(140)는 제어기(140)의 HBFB 노드에서 피드백(252)을 수신한다.
시간(T1)에서 신호(HBFB)의 크기가 HBFBLLC SW-ON의 임계 값으로 증가하는 것을 검출한 것에 응답하여, 제어기(140)는 시간 T1과 T2 사이 또는 그 주변에서 (한번 이상의) 제어 신호(105-1,105-2)의 펄싱을 통해 ON 상태로의 스위치 회로(125)의 활성화를 개시한다. 전술한 바와 같이, 스위치 회로(125)의 활성화 동안, 제어 신호(105-1,105-2)를 통해, 스위치(125-1)는 ON인 반면 스위치(125-2)는 OFF이고, 스위치(125-2)가 ON으로 제어되면 스위치(125-1)는 OFF로 제어된다(위의 활성화 예를 참조). 시간 T1과 T2 사이의 제어 신호(105-1) 및 제어 신호(105-2)는 실시예에 따라 하나 이상의 펄스(예컨대, 하이 사이드 및 로우 사이드 버스트 펄스)를 포함할 수 있음에 유의한다.
추가로 도시된 바와 같이, 시간 T1과 T2 사이의 상이한 시간에서 전술한 바와 같은 방식으로 스위치(125-1,125-2)를 활성화하게 되면 출력 전압(123)의 크기가 증가될 뿐만 아니라 전압(175)(Vcc)의 크기도 증가된다.
유사한 방식으로, 제1 모드 동안, 시간 T3과 T4 사이에서, 수신된 피드백 신호(252)에 기초하여, 제어기(140)는 시간 T3과 T4 사이에서 제어 신호(105-1) 및 제어 신호(105-2)의 펄싱을 통해 ON 상태로의 제어 스위치 회로(125)의 활성화를 개시한다.
반대로, 부하(118)가 출력 전압(123)으로부터 공급되는 전력(또는 전류)을 매우 적게(예컨대, 임계 레벨 아래로) 소비하는 제2 모드(예를 들어, 시간 T5와 T9 사이) 동안, 바이어스 제어기(141)는 전압(175)의 크기를 최소 바이어스 임계 값(Vth1)보다 높게 유지하기 위해 전력 공급 전압(175)에 바이어스를 인가하도록 동작가능하다.
보다 구체적으로, 시간 T5 이후의 제2 모드 동안, 메인 제어기(140)는 피드백(252)을 수신한다. 그러나, 이 예시적인 실시예에서, 피드백(252)은 메인 제어기(140)가 스위치 회로(125)에 펄스를 인가하게 하지는 않으며, 따라서, 피드백(252)의 크기는 시간 T6과 T9 사이에서 임계 값(HBFBLLC SW-ON)보다 높아지지 않는다. 그러나, 전술한 바와 같이, 바이어스 제어기(141)는 전압(175)을 전압 임계 값(Vth1)에 비교한다. (노드 Vcc에서) 전압(175)의 크기가 최소 임계 값(Vth1)을 가로지르는(실질적으로 동일하거나 그 아래로 떨어질 것이라는) 검출에 응답하여, 바이어스 제어기(141)는 제어 신호(105-1,105-2)의 펄싱을 통해 시간(T6)에서 또는 그 주위에서 ON 상태로의 스위치 회로(125)의 활성화를 개시한다. .
일 실시예에서, 바이어스 제어기(141)는 또한 전력 공급 전압(175)을 전압 임계 값(Vth2)(예컨대, 최대 임계 값)에 비교한다. 최대 임계 값(Vth2)을 가로지르는 것과 같이 (메인 제어기(140)의 노드 Vcc에서) 전력 공급 전압(175)의 크기가 증가하는 것을 검출한 것에 응답하여, 바이어스 제어기(141)는 시간 T7 주변에서 제어 신호(105-1,105-2)의 펄싱의 종료를 통해 OFF 상태로의 제어 스위치 회로(125)의 비활성화를 개시한다. 따라서, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 장치(175)를 최소 임계 값보다 높게 유지하기 위해 시간 T6과 T7 사이에서 스위치 회로(125)를 활성화시키는 버스트를 개시한다.
언급된 바와 같이, 시간 T6과 T7 사이에서 제어 신호(1051, 105-2)를 활성화시키는 것은 실시예에 따라 하나 이상의 펄스(예컨대, 높은 버스트 펄스)를 포함할 수 있다.
추가로 도시된 바와 같이, 시간 T6과 T7 사이의 스위치 회로(125)의 활성화는 전력 공급 전압(175)(예컨대, Vcc)의 크기를 증가시키지만, 2차 권선에서의 전압이 출력 전압(123)의 전류 크기보다 작기 때문에 전력 공급 전압(175)(Vcc)의 크기에는 변화가 없다.
일반적인 BM(Burst Mode) 고정 리플 제어기에서, HBFB 노드는 LLC 스위치 오프 임계 값을 설정할 수 있다. Vcc(전력 공급 전압(175))가 VCC.LLCON 임계 값(Vth1) 미만으로 떨어지면, 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)이 잠금 전압(VCC.UV-LO) 아래로 떨어질 때 발생하는 잠금 모드를 피하기 위해 1차 권선(161)에 대한 LLC 스위칭을 개시한다. 나중에, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)(Vcc)의 크기가 VCC.LLCOFF 임계 값(Vth2) 위로 증가함으로 인해 1차 권선(161)에 대한 LLC(공진)를 중단한다. 일 실시예에서, 관련 VOUT.NEW가 출력 전압(123)의 크기 미만인 한, 제어기는 출력 전압(123)에 대한 부작용없이 Vcc 조정을 제공한다. VCC.LLCON 및 VCC.LLCOFF 임계 값은 동일하거나 다른 임계 값 설정일 수 있음을 유의한다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따라 다중 모드에서 전압 변환기를 동작시키는 타이밍도를 도시하는 예시적인 도면이다.
그래프(400)는 본 명세서의 실시예에 따라 제1 모드 동안 출력 전압(123)을 유지하고 제2 모드 동안 전력 공급 전압(175)(Vcc)의 바이어싱을 위해 1차 권선(161)으로부터 2차 권선(162)으로 에너지를 전달하는 것에 대한 제어를 도시한다.
도시된 바와 같이, 부하(118)가 임계 레벨을 초과하는 출력 전압(123)으로부터의 전력을 소비하는 제1 모드(예컨대, 시간 T11와 시간 T15 사이) 동안, 전력 공급 전압(175)의 크기는 변압기(160)의 권선에서의 권선수에 따라 그에 비례하여 출력 전압(123)의 크기를 추적하도록 동작가능하다.
전술한 바와 유사한 방식으로, 제어기(140)는 2차 스테이지(102)로부터 피드백(252)을 수신한다. 구체적으로, 메인 제어기(140) 및 바이어스 제어기(141)는 제어기(140)의 HBFB 노드에서 피드백(252)을 수신한다.
노드(HBFB)에서 피드백(252) 신호의 크기가 HBFBLLC SW-ON의 임계 값으로 증가하는 것을 검출한 것에 응답하여, 제어기(140)는 시간 T11과 T12 사이에서 제어 신호(105-1,105-2)의 펄싱을 통해 ON 상태로의 스위치 회로(125)의 활성화를 개시한다. 시간 T11과 T12 사이의 제어 신호들(105-1,105-2)은 실시예에 따라 하나 이상의 펄스(예컨대, 하이 사이드 및 로우 사이드 버스트 펄스)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 시간 T11과 T12 사이의 스위치 회로(125)의 활성화는 출력 전압(123)의 크기를 증가시킬뿐만 아니라 전압(175)(Vcc)의 크기도 증가시킨다.
유사한 방식으로, 제1 모드 동안, 시간 T13과 T14 사이에서, 제어기(140)는 피드백 신호(252)에 기초하여 시간 T13과 T14 사이에서 제어 신호(105-1,105-2)를 펄싱함으로써 ON 상태로의 스위치 회로(125)의 활성화를 개시한다.
반대로, 부하(118)가 출력 전압(123)으로부터 공급된 전력(또는 전류)을 거의 소비하지 않는 (예를 들어 소비 임계 레벨 미만인) 제2 모드(예를 들어, 시간 T15와 T18 사이) 동안, 바이어스 제어기(141)는 저전압 잠금 임계 값(VCC.UV-LO)(이는 전력 공급 장치가 잠금 모드로 들어감에 따라 전압 변환기(135)의 추가 동작을 방지할 수 있음)보다 높은 최소 바이어스 임계 값(Vth1)(VCC.LLC-ON)을 초과하여 전력 공급 전압(175)의 크기를 유지하기 위해 전력 공급 전압(175)에 바이어스를 인가하도록 동작가능하다.
보다 구체적으로, 제2 모드 동안, 피드백 회로(202) 및 피드백 회로(201)를 통해, 제어기(140)는 2차 스테이지(102)로부터 피드백(252)을 수신한다. 그러나, 이 예시적인 실시예에서, 시간 T15와 T17 사이에서, 피드백(252)은 이 피드백(252)이 시간 T15과 시간 T17 사이에서 임계 값(HBFBLLC SW-ON)을 초과하지 않기 때문에 스위치 회로(125)에 하이 사이드 및 로우 사이드 버스트 펄스를 인가할 것을 메인 제어기(140)에게 지시하지는 않는다. 그러나, 시간 T15 이후의 이러한 시간 동안, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)의 크기를 전압 임계 값(Vth1)(VCC.LLC-ON)에 비교한다.
(노드 Vcc에서) 전력 공급 전압(175)의 크기가 최소 임계 값(Vth1)(VCC.LLC-ON)을 가로지르는 것(실질적으로 동일하거나 그 아래로 떨어질 것)이 검출된 것에 응답하여, 바이어스 제어기(141)는 T16 부근에서 제어 신호(105-1,105-2)의 펄싱을 통해 ON 상태로의 스위치 회로(125)의 활성화를 개시한다. 이 예시적인 실시예에서, 스위치 회로(125)의 펄싱을 종료하기 위해 전력 공급 전압(175)을 제2 전압 임계 값(Vth2)(예를 들어, 최대 임계 값)과 비교하는 대신, 바이어스 제어기(141)는 스위치 활성화 시간 T16에 대해 사전결정된 기간 동안 스위치 회로(125)의 활성화를 유지한다.
시간 T17에서 사전결정된 시간의 만료를 검출하는 것에 응답하여, 바이어스 제어기(141)는 시간(T17) 부근에서 제어 신호(105-1,105-2)의 펄싱을 종료함으로써 OFF 상태로 제어 스위치 회로(125)의 활성화를 종료한다. 따라서, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)(Vcc)을 바이어싱하기 위해 시간 T16과 T17 사이에서 스위치 회로(125)를 활성화시키는 버스트를 개시한다.
시간 T16과 T17 사이의 제어 신호(105-1,105-2)는 실시예에 따라 하나 이상의 펄스(예컨대, 하이 사이드 및 로우 사이드 버스트의 펄스)를 포함할 수 있음에 유의한다.
그래프(400)에 더 도시된 바와 같이, 시간 T16과 T17 사이의 스위치 회로(125)의 활성화는 전력 공급 전압(175)의 크기를 증가시키지만, 2차 권선(162)에서의 전압이 출력 전압(123)의 현재 크기보다 작기 때문에 출력 전압(123)의 크기에는 변화가 없다.
따라서, 전형적인 BM(Burst Mode) 고정 리플 제어기에서, 메인 제어기(140)의 HBFB 노드는 LLC 스위치 오프 임계 값을 설정할 수 있다. Vcc가 VCC.LLCON 임계 값 아래로 떨어지면, 제어기(141)는 사전결정된(또는 최소 기간) 동안 LLC 스위칭(펄스 버스트)을 개시한다. 나중에, 종료 후, LLC 회로의 공진 동작은 VCC.LLCOFF 임계 값을 초과하는 전압 175(Vcc)의 크기의 증가로 인해 중단된다. 일 실시예에서, 관련 VOUT.NEW가 출력 전압(123)의 크기 미만인 한, 제어기는 출력 전압(123)에 대한 부작용없이 (전력 공급 전압(175)의) Vcc 조절을 제공한다. VCC.LLCON 및 VCC.LLCOFF 임계 값은 동일하거나 다른 임계 값 설정일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 명세서의 실시예는 종래 기술보다 유용하다. 예를 들어, (정상 범위 전류 소비의 제1 모드 동안) 출력 전압(123)의 조절을 제공하기 위해 전압 변환기(135)를 제어하는 것과 (부하(118)에 의한 매우 낮은 전류 소비의 제2 모드 동안) 임계 값(Vth1)보다 높게 전력 공급 전압(175)의 바이어싱을 제어하는 것을 결합하면, 낮은 전류 소비 모드 동안 전압 변환기(135)가 잠금 상태를 피하는 것이 보장된다. (부하(118)에 의한 매우 낮은 전류 소비의 제2 모드 동안) 임계 값(Vth2) 아래로 전력 공급 전압(175)의 바이어싱을 제어하는 것은 낮은 전류 소비 모드 동안 출력 전압(123)이 불필요하게 증가하지 않도록 보장한다. 전력 공급 전압(175)을 바이어싱하는 저전력 소비는 간단한 회로를 사용하여 더 높은 효율의 전력 변환을 제공한다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따라 전술한 바와 같은 동작들 중 임의의 것을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템의 예시적인 블록도이다.
본 명세서에서 논의된 바와 같은 임의의 리소스(예를 들어, 메인 제어기(140), 바이어스 제어기(141), 전압 변환기(135) 등)는 본 명세서에서 논의된 바와 같은 상이한 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 프로세서 하드웨어 및/또는 대응하는 실행 가능 명령어를 포함하도록 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 예의 컴퓨터 시스템(550)은 비 일시적 유형의 매체(디지털 정보가 저장 및 인출될 수 있는 임의의 적합한 유형의 하드웨어 저장 매체일 수 있음)와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(512), 프로세서(513)(컴퓨터 프로세서 하드웨어), I/O 인터페이스(514) 및 통신 인터페이스(517)를 결합하도록 동작 가능한 상호 접속부(511)를 포함한다.
I/O 인터페이스(들)(514)는 저장소(580)에 대한 연결을 지원한다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(512)는 메모리, 광학 저장 장치, 하드 드라이브, 플로피 디스크 등과 같은 임의의 하드웨어 저장 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(512)는 명령어 및/또는 데이터를 저장한다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(512)는 본 명세서에서 논의된 임의의 동작을 수행하기 위해 제어기 애플리케이션(140-1)(예를 들어, 명령어를 포함함)으로 인코딩될 수 있다.
일 실시예의 동작 동안, 프로세서(513)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(512)에 저장된 제어기 애플리케이션(140-1)에서 명령어를 시작, 실시, 실행, 해석 또는 수행하기 위해 상호 접속부(511)를 사용하여 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(512)에 액세스한다. 제어기 애플리케이션(140-1)의 실행은 본 명세서에서 논의된 바와 같은 임의의 동작 및/또는 프로세스를 수행하기 위한 제어기 프로세스(140-2)를 생성한다.
당업자는 컴퓨터 시스템(550)이 제어기 애플리케이션(140-1)을 실행하기 위해 하드웨어 리소스의 할당 및 사용을 제어하는 운영 체제와 같은 다른 프로세스 및/또는 소프트웨어 및 하드웨어 컴포넌트를 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
다른 실시예에 따르면, 컴퓨터 시스템은 전력 공급 장치, 스위치형 커패시터 변환기, 전력 변환기, 모바일 컴퓨터, 개인용 컴퓨터 시스템, 무선 장치, 무선 액세스 포인트, 기지국, 전화 장치, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑, 노트북, 넷북 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 핸드헬드 컴퓨터, 워크스테이션, 네트워크 컴퓨터, 애플리케이션 서버, 저장 장치, 카메라, 캠코더, 셋톱 박스, 모바일 장치, 비디오 게임 콘솔, 핸드헬드 비디오 게임 장치와 같은 소비자 전자 장치, 스위치, 모뎀, 라우터, 셋톱 박스, 콘텐츠 관리 장치, 핸드헬드 원격 제어 장치와 같은 주변 장치, 모든 유형의 컴퓨팅 또는 전자 장치를 포함하나 이에 국한되지 않는 임의의 다양한 유형의 장치에 상주할 수 있음을 유의한다. 컴퓨터 시스템(550)은 임의의 위치에 상주하거나 본 명세서에서 논의된 기능을 구현하기 위해 임의의 네트워크 환경에서 임의의 적절한 리소스에 포함될 수 있다.
상이한 리소스들에 의해 지원되는 기능은 이제 도 6의 흐름도를 통해 논의될 것이다. 아래 순서도에서의 단계는 적절한 순서로 실행될 수 있음을 유의한다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 예시적인 방법을 도시한 흐름도(600)이다. 위에서 논의한 개념과 관련하여 약간의 중복이 있을 것이다.
처리 동작(610)에서, 메인 제어기(140)는 전압 변환기(135)의 1차 스테이지(101)로부터 전력 공급 전압(175)을 수신한다.
처리 동작(620)에서, 메인 제어기(140)는 피드백 전압 신호(252)의 크기에 기초하여 1차 스테이지(101)(예를 들어 1차 권선(161))로부터 2차 스테이지(102)(예를 들어 2차 권선(162))로의 에너지의 전달을 조절한다. 에너지의 전달의 조절은 부하(118)에 전력을 공급하기 위해 2차 스테이지(102)로부터 출력된 출력 전압(123)의 크기를 적어도 부분적으로 제어한다.
처리 동작(630)에서, 바이어스 제어기(141)는 부하(118)에 의한 낮은 전류 소비 동안, 예를 들어 전압 변환기(135)의 1차 스테이지(101)의 스위치(125)가 비활성화되는 경우 전력 공급 전압(175)을 바이어스 임계 값(예컨대 임계 값(Vth1))보다 높게 유지하는데, 이는 출력 전압(123)을 발생시키기 위한 1차 스테이지(101)로부터 2차 스테이지(102)로의 에너지의 전달을 종료시키거나 실질적으로 감소시킨다. 낮은 전류 소비 모드에 있을 때 1차 권선(161)으로부터 2차 권선(162)으로 에너지를 전달할 필요가 없기 때문에, 후술하는 바와 같이 전력 공급 전압(175)의 크기가 모니터링되고 임계 값 아래로 떨어지는 것이 방지된다.
처리 동작(630)과 관련된 하위 처리 동작(632)에서, 전력 공급 전압(175)을 최소 임계 값(Vth1)보다 높게 유지하기 위해, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)의 크기를 바이어스 임계 값(Vth1)에 비교한다.
처리 동작(630)과 관련된 하위 처리 동작(634)에서, 바이어스 제어기(141)는 전력 공급 전압(175)의 크기가 바이어스 임계 값(Vth1)과 교차하거나 실질적으로 동일한 것을 검출하는 것에 응답하여 1차 스테이지(101)에서 스위칭 회로(125)를 활성화하하는데, 이 스위칭 회로(125)의 활성화는 전력 공급 전압(175)의 크기를 바이어스 임계 값(Vth1)보다 높게 증가시킨다.
처리 동작(630)과 관련된 하위 처리 동작(636)에서, 사전결정된 기간 동안 스위칭 회로(125)를 활성화하는 것, 또는 전력 공급 전압(175)의 크기가 제2 임계 값(최대 바이어스 임계 값(Vth2))을 가로지르는 것을 검출하는 것에 후속하여, 바이어스 제어기(141)는 1차 스테이지(101)에서 스위칭 회로(125)를 비활성화하여 전력 공급 전압(175)이 제2 임계 값(Vth2)보다 높게 증가하는 것을 방지한다. 일 실시예에서, 전술한 바와 같이, 스위치 회로(125)의 활성화는 바이어스 모드에서 그 기간이 충분히 짧아서, 스위치 회로(125)의 활성화는 출력 전압(123)의 크기를 증가 시키는데 무시할만한 영향을 미치거나 영향을 미치지 않는다.
본 명세서의 기술은 전력 공급 장치 분야에 사용하기에 매우 적합하다는 것을 다시 주목한다. 그러나, 본 명세서의 실시예는 이러한 분야에 사용되는 것으로 제한되지 않으며, 본 명세서에서 논의된 기술은 다른 분야(예를 들어, 플라이 백, 포워드, 하프 브리지 LLC 및 풀 브리지 전력 공급 장치 아키텍처 등)에도 매우 적합하다는 점에 유의해야한다.
본 발명이 특히 그의 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 당업자라면, 첨부한 청구항에서 정의된 바와 같은 본 출원의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에서 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 변형은 본 출원의 범위에 포함되려 한다. 이와 같이, 본 출원의 실시예에 대한 전술한 설명은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명에 대한 임의의 제한은 다음의 청구 범위에 제시되어 있다.

Claims (20)

1차 스테이지 및 2차 스테이지를 포함하는 전압 변환기와,
전력 공급 전압에 의해 구동되는 메인 제어기- 상기 메인 제어기는 피드백 전압 신호에 기초하여 상기 2차 스테이지로부터의 출력 전압의 조절을 제어하도록 동작 가능하고, 상기 2차 스테이지로부터 출력된 상기 출력 전압은 부하를 구동함 -과,
상기 전력 공급 전압의 크기를 바이어스 임계 값보다 높게 유지하도록 동작 가능한 바이어스 제어기를 포함하는
장치.
제1항에 있어서,
상기 1차 스테이지는 1차 권선 및 보조 권선을 포함하고, 상기 보조 권선은 상기 전력 공급 전압을 발생시키도록 동작가능하고,
상기 부하가 전류 소비 임계 레벨을 초과하는 전력을 소비하는 제1 모드 동안, 상기 전력 공급 전압의 크기는 상기 출력 전압의 크기를 추적하도록 동작 가능한
장치.
제2항에 있어서,
상기 바이어스 제어기는, 상기 부하가 상기 전류 소비 임계 레벨 아래의 상기 출력 전압으로부터 전력을 소비하는 제2 모드 동안, 상기 전력 공급 전압의 크기를 상기 바이어스 임계 값보다 높게 유지하도록 상기 전력 공급 전압을 바이어싱하되, 상기 바이어스 임계 값은 최소 바이어스 임계 값인
장치.
제1항에 있어서,
상기 바이어스 제어기는 비교기를 포함하고,
상기 비교기는
상기 전력 공급 전압의 크기를 상기 바이어스 임계 값에 비교하고,
상기 전력 공급 전압의 크기가 실질적으로 상기 바이어스 임계 값 이하임을 검출하는 것에 응답하여 상기 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 활성화시키도록 동작 가능하되, 상기 스위칭 회로의 활성화는 상기 전력 공급 전압의 크기를 상기 바이어스 임계 값보다 높게 증가시키는
장치.
제4항에 있어서,
상기 비교기는 사전결정된 기간 동안 상기 스위칭 회로를 활성화한 것에 후속하여, 상기 1차 스테이지에서 상기 스위칭 회로를 비활성화시키도록 더 동작 가능한
장치.
제1항에 있어서,
상기 바이어스 임계 값은 최소 바이어스 임계 값이고,
상기 전력 공급 전압의 크기를 상기 바이어스 임계 값과 상기 최대 바이어스 임계 값 사이로 유지하는 것은 상기 2차 스테이지로부터의 상기 출력 전압의 크기를 증가시키는데 무시할만한 영향을 미치는
장치.
제4항에 있어서,
상기 제어기는
상기 전력 공급 전압을 최대 바이어스 임계 값에 비교하고,
상기 전력 공급 전압의 크기가 실질적으로 상기 최대 바이어스 임계 값 이상임을 감지하는 것에 응답하여 상기 1차 스테이지에서 상기 스위칭 회로를 비활성화시키도록 더 동작 가능한
장치.
제1항에 있어서,
상기 바이어스 임계 값은 최소 바이어스 임계 값이고,
상기 바이어스 제어기는 상기 전력 공급 전압의 크기가 최대 바이어스 임계 값보다 작게 유지되도록 상기 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 활성화시키는 기간을 제어하도록 동작 가능하고, 상기 스위칭 회로의 활성화는 상기 1차 스테이지로부터 상기 2차 스테이지로 에너지를 전달하는
장치.
제1항에 있어서,
상기 부하에 의한 저전력 소비 동안 상기 전력 공급 전압을 상기 바이어스 임계 값보다 높게 유지하는 것은 상기 메인 제어기가 상기 1차 스테이지의 제어를 통해 상기 출력 전압을 제어하는 것을 방해받는 저전압 잠금 모드로 들어가는 것을 방지하는
장치.
제1항에 있어서,
1차 권선, 보조 권선 및 2차 권선을 포함하는 변압기와,
상기 변압기의 1차 권선 및 보조 권선은 상기 1차 스테이지에 배치되고,
상기 변압기의 2차 권선은 상기 2차 스테이지에 배치되는
장치.
제10항에 있어서,
상기 1차 스테이지에서의 상기 보조 권선은 상기 전력 공급 전압을 발생시키도록 동작 가능하고, 상기 전력 공급 전압의 크기는 상기 출력 전압을 생성하기 위해 상기 1차 권선으로부터 상기 2차 권선으로 전달되는 에너지의 양에 따라 변하는
장치.
제1항에 있어서,
상기 2차 스테이지는 상기 1차 스테이지에 제어 신호를 전달하도록 동작 가능한 피드백 회로를 포함하고, 상기 제어 신호는 상기 부하에 의한 전력 소비가 임계 레벨을 초과하는 상황 동안 상기 1차 스테이지에서 스위치 회로의 활성화를 제어하고,
상기 제어 신호를 통한 상기 스위치 회로의 활성화는 i) 상기 1차 스테이지에서 상기 2차 스테이지로 에너지를 전달하고, ii) 상기 전력 공급 전압의 크기를 상기 바이어스 임계 값보다 충분히 높게 증가시키는
장치.
제1항에 있어서,
상기 바이어스 제어기는 상기 1차 스테이지에서 스위칭 회로의 비활성화 동안 상기 전력 공급 전압을 상기 바이어스 임계 값보다 높게 유지하도록 동작 가능하고, 상기 1차 스테이지에서 상기 스위칭 회로의 비활성화는 상기 출력 전압을 생성하기 위한 상기 1차 스테이지에서 상기 2차 스테이지로의 에너지 전달을 종료하는
장치.
제7항에 있어서,
상기 최대 바이어스 임계 값은 상기 출력 전압의 크기에 적어도 부분적으로 기초한 적응적 임계 값인
장치.
1차 스테이지 및 2차 스테이지를 포함하는 전압 변환기로부터 출력 전압을 생성하는 방법으로서,
전력 공급 전압 신호를 수신하는 단계와,
피드백 신호의 크기에 기초하여 상기 1차 스테이지로부터 상기 2차 스테이지로의 에너지의 전송을 조절하는 단계- 상기 에너지 전송의 조절은 부하에 전력을 공급하기 위해 상기 2차 스테이지로부터 출력된 출력 전압의 크기를 제어함 -와,
상기 전력 공급 전압을 바이어스 임계 값보다 높게 유지하는 단계를 포함하는
방법.
제15항에 있어서,
상기 전력 공급 전압을 유지하는 단계는
상기 전력 공급 전압을 상기 바이어스 임계 값에 비교하는 단계와,
상기 전력 공급 전압의 크기가 실질적으로 상기 바이어스 임계 값 이하인 것을 검출하는 것에 응답하여 상기 1차 스테이지에서 스위칭 회로를 활성화시키는 단계- 상기 스위칭 회로의 활성화는 상기 전력 공급 전압의 크기를 제1 바이어스 임계 값보다 높게 증가시킴 -를 더 포함하는
방법.
제16항에 있어서,
사전결정된 기간 동안 스위칭 회로를 활성화한 것에 후속하여, 상기 전력 공급 전압이 제2 바이어스 임계 값보다 높게 증가하는 것을 방지하기 위해 상기 1차 스테이지에서 상기 스위칭 회로를 비활성화하는 단계를 더 포함하는
장치.
제17항에 있어서,
상기 바이어스 임계 값과 상기 제2 바이어스 임계 값 사이에서 상기 전력 공급 전압을 유지하는 것은 상기 2차 스테이지로부터 출력되는 상기 출력 전압의 크기를 증가시키는데 무시할만한 영향을 미치는
방법.
제16항에 있어서,
상기 전력 공급 전압이 실질적으로 최대 바이어스 임계 값 이상인 것을 검출하는 것에 응답하여 상기 1차 스테이지에서 상기 스위치 회로를 비활성화시키는 단계를 더 포함하는
방법.
명령어가 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 하드웨어로서,
상기 명령어는 컴퓨터 프로세서 하드웨어에 의해 수행되면, 상기 컴퓨터 프로세서 하드웨어로 하여금:
전력 공급 전압 신호를 수신하고,
수신된 피드백 신호의 크기에 기초하여 전압 변환기의 1차 스테이지로부터 2차 스테이지로의 에너지의 전송을 조절하고- 상기 에너지 전송의 조절은 부하에 전력을 공급하기 위해 상기 2차 스테이지로부터 출력된 출력 전압의 크기를 제어함 -,
상기 부하가 전류 소비 임계 값 미만으로 전류를 소비하는 동안 상기 전력 공급 전압의 크기를 바이어스 임계 값보다 높게 유지하게 하는
컴퓨터 판독 가능 저장 하드웨어.
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