KR20230083815A

KR20230083815A - Step down power supply with linear and switching hybrid control

Info

Publication number: KR20230083815A
Application number: KR1020210172167A
Authority: KR
Inventors: 안태영
Original assignee: 청주대학교 산학협력단
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-06-12
Anticipated expiration: 2041-12-03
Also published as: KR102624741B1

Abstract

본 발명은 하이브리드 제어 방식의 전원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리니어 및 스위칭 하이브리드 제어 방식의 강압형 컨버터와 이를 포함한 전원 장치에 관한 것이다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 하이브리스 강압형 전원 장치는 하이브리드 메인 스위치를 포함하고, 인가된 입력 전압을 변환시켜 일정한 크기의 출력 전압을 출력하는 전압 변환부, 선형(Linear) 제어 신호 또는 스위칭(Switching) 제어 신호를 상기 하이브리드 메인 스위치에 전송하여 상기 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어하는 제어부 및 제어부의 온, 오프 동작을 결정하기 위해 상기 입력 전압 또는 부하 전류에 기초하여 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 포함한다.The present invention relates to a power supply device of a hybrid control method, and more particularly, to a step-down converter of a linear and switching hybrid control method and a power supply device including the same. A hybrid step-down power supply device according to an embodiment of the present specification includes a hybrid main switch, a voltage conversion unit that converts an applied input voltage and outputs an output voltage of a certain size, a linear control signal or switching ( Switching) a controller that controls the level of the output voltage of the power conversion unit by transmitting a control signal to the hybrid main switch, and a drive that generates a drive signal based on the input voltage or load current to determine the on/off operation of the controller It includes a signal generator.

Description

Linear and switching hybrid control type step-down power supply {STEP DOWN POWER SUPPLY WITH LINEAR AND SWITCHING HYBRID CONTROL}

본 발명은 하이브리드 제어 방식의 전원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리니어 및 스위칭 하이브리드 제어방식의 강압형 컨버터와 이를 포함한 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device of a hybrid control method, and more particularly, to a step-down converter of a linear and switching hybrid control method and a power supply device including the same.

전력분야에서 벅 컨버터(Buck Converter)는 DC-DC 전압 변환 장치로 입력 전압보다 출력 전압이 낮은 강압형(step-down) 변환장치이다. 이러한 강압형 변환장치를 포함한 강압형 전원 장치는 선형(linear) 제어 방식 및 스위칭(switching) 제어 방식의 두가지 제어 방식에 의해 동작할 수 있다. 선형 제어 방식과 스위칭 제어 방식은 각각 서로 반대되는 장, 단점을 가지며, 사용자의 필요에 따라 선택적으로 사용된다.In the field of power, a buck converter is a step-down converter with an output voltage lower than the input voltage as a DC-DC voltage conversion device. A step-down power supply device including such a step-down converter may operate by two control methods: a linear control method and a switching control method. The linear control method and the switching control method each have advantages and disadvantages opposite to each other, and are selectively used according to the user's needs.

도 1은 종래의 선형 제어 방식의 강압형 전원 장치를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a step-down power supply of a conventional linear control method.

먼저, 도 1을 참조하면, 직류전압(Vin)이 회로에 인가되면 저항(R1)과 션트레귤레이터(U1)에 전류가 흐르고 바이어스 되며, 이때 저항(R2, R3, R4)에 의해 출력전압(Vout)은 분배되어 션트레귤레이터에 인가된다. First, referring to FIG. 1, when a DC voltage (Vin) is applied to the circuit, current flows and biases through the resistor (R1) and the shunt regulator (U1). ) is distributed and applied to the shunt regulator.

분배된 출력 전압은 션트레귤레이터의 내부 기준전압과 비교되어 메인 스위치(Q1)의 게이트 전압을 변화시키고, 출력전압을 일정하게 유지시킨다. 여기서, 입출력 커패시터(C1, C3)는 전압 리플 저감용이며, 커패시터(C2)는 출력제어 안정용이다. 또한, 저항(R3)은 출력전압을 미세하게 조정하기 위한 용도이며, 출력전압은 입력전압 변동이나 부하전류 변동에 관계 없이 안정적으로 유지된다.The divided output voltage is compared with the internal reference voltage of the shunt regulator to change the gate voltage of the main switch (Q1) and keep the output voltage constant. Here, the input/output capacitors C1 and C3 are for reducing voltage ripple, and the capacitor C2 is for stabilizing output control. In addition, the resistor R3 is used to finely adjust the output voltage, and the output voltage is maintained stably regardless of input voltage fluctuations or load current fluctuations.

도 2는 종래의 스위칭 제어 방식의 강압형 전원 장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a step-down power supply device of a conventional switching control method.

도 2를 참조하면, 직류전압(Vin)이 회로에 인가되면 펄스폭 변조(PWM) 제어 집적회로소자(TL494)에 제어 전압(Vcc)이 인가되어 동작이 시작된다. 이후, 내부 회로(CT, RT)에 의해 결정된 일정한 스위칭 주파수와 펄스폭이 메인 스위치(TIP32A)를 스위칭하여 안정된 출력 전압을 얻게 된다. 출력 전압은 저항(5.1K)를 거쳐 제어 소자에 인가되고, 출력 전압은 입력전압 변동이나 부하전류 변동에 관계 없이 일정 전압으로 유지된다.Referring to FIG. 2 , when a direct current voltage (Vin) is applied to the circuit, a control voltage (Vcc) is applied to a pulse width modulation (PWM) control integrated circuit device (TL494) to start operation. Thereafter, a constant switching frequency and pulse width determined by the internal circuits CT and RT switch the main switch TIP32A to obtain a stable output voltage. The output voltage is applied to the control element through a resistor (5.1K), and the output voltage is maintained at a constant voltage regardless of input voltage fluctuations or load current fluctuations.

도 3은 선형 제어 전원 장치와 스위칭 제어 전원 장치의 부하 전류와 전력변환 효율을 비교하여 나타낸 도면이고, 도 4는 선형 제어 방식과 스위칭 제어 방식의 회로 특성을 비교하여 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a comparison of load current and power conversion efficiency of a linear control power supply and a switching control power supply, and FIG. 4 is a diagram showing a comparison of circuit characteristics of a linear control method and a switching control method.

도 3을 참조하면, 가로축은 부하 전류를 나타내고, 세로축은 전력변환효율을 나타낸다. 선형 제어 방식은 입력과 출력 전압의 차이에 따라 효율이 달라 지므로 평균 60%대의 낮은 효율을 나타내지만, 스위칭 방식은 출력 전압에 따른 효율의 상관 관계가 낮아서 전반적인 효율이 높다.Referring to FIG. 3, the horizontal axis represents the load current, and the vertical axis represents the power conversion efficiency. The linear control method shows a low efficiency of 60% on average because the efficiency varies according to the difference between the input and output voltage, but the switching method has a low efficiency correlation according to the output voltage, so the overall efficiency is high.

도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이 선형 제어 방식은 출력 전압과 입력 전의 차이가 클수록 효율이 낮아지기 때문에 출력 전압의 범위가 제한되지만, 스위칭 제어방식은 출력 전압에 따라 효율이 크게 달라지지 않기 때문에 출력 전압의 가변이 쉽다.Referring to FIG. 4, as described above, in the linear control method, the output voltage range is limited because the efficiency decreases as the difference between the output voltage and the input voltage increases, but in the switching control method, the efficiency does not vary greatly depending on the output voltage, Easy to change voltage.

또한, 선형 제어 방식은 도 1과 같이 회로구성이 비교적 간단하지만, 스위칭 제어 방식은 도 2와 같이 복잡하며, 선형 제어 방식은 출력 전압 리플이 저주파 리플인데 반해, 스위칭 제어 방식은 고주파 리플을 갖는다.In addition, the linear control method has a relatively simple circuit configuration as shown in FIG. 1, but the switching control method is complex as shown in FIG.

또한, 응답속도는 선형 제어 방식이 빠르고, 스위칭 제어 방식이 늦으며, 효율은 선형 제어 방식이 낮고, 스위칭 제어 방식이 상대적으로 높다는 특징이 있다.In addition, the linear control method is fast in response speed, the switching control method is slow, and the efficiency is low in the linear control method and relatively high in the switching control method.

이와 같이 스위칭 제어 방식 및 선형 제어 방식은 각각 서로 반대되는 장, 단점을 갖는다. 따라서, 어느 하나의 제어 방식만으로는 높은 효율 및 빠른 응답 속도의 장점을 모두 취할 수 없는 문제점이 있다.As described above, the switching control method and the linear control method each have advantages and disadvantages opposite to each other. Therefore, there is a problem in that it is impossible to take advantage of both high efficiency and fast response speed with only one control method.

본 명세서의 목적은 선형 제어 방식 및 스위칭 제어 방식을 선택적으로 구동함으로써 출력 전압을 안정적으로 유지시키고, 높은 효율 및 빠른 응답 속도를 갖는 하이브리드 강압형 전원 장치를 제공하는 것이다.An object of the present specification is to provide a hybrid step-down power supply device that stably maintains an output voltage by selectively driving a linear control method and a switching control method, and has high efficiency and fast response speed.

또한, 본 명세서의 목적은 선형 제어용 스위치 및 스위칭 제어용 스위치를 모두 포함하는 하나의 하이브리드 메인 스위치를 이용한 하이브리드 강압형 전원 장치를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present specification is to provide a hybrid step-down power supply device using one hybrid main switch including both a linear control switch and a switching control switch.

본 명세서의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 명세서의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Objects of the present specification are not limited to the above-mentioned purposes, and other objects and advantages of the present specification not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present specification. Further, it will be readily apparent that the objects and advantages of this specification may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.

본 명세서의 일 실시예에 따른 하이브리스 강압형 전원 장치는 하이브리드 메인 스위치를 포함하고, 인가된 입력 전압을 변환시켜 일정한 크기의 출력 전압을 출력하는 전압 변환부, 선형(Linear) 제어 신호 또는 스위칭(Switching) 제어 신호를 상기 하이브리드 메인 스위치에 전송하여 상기 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어하는 제어부 및 제어부의 온, 오프 동작을 결정하기 위해 상기 입력 전압 또는 부하 전류에 기초하여 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 포함한다.A hybrid step-down power supply device according to an embodiment of the present specification includes a hybrid main switch, a voltage conversion unit that converts an applied input voltage and outputs an output voltage of a certain size, a linear control signal or switching ( Switching) a controller that controls the level of the output voltage of the power conversion unit by transmitting a control signal to the hybrid main switch, and a drive that generates a drive signal based on the input voltage or load current to determine the on/off operation of the controller It includes a signal generator.

또한, 본 명세서의 일 실시예에서 하이브리드 메인 스위치는 선형 제어용 스위치 및 스위칭 제어용 스위치를 모두 포함한다.In addition, in one embodiment of the present specification, the hybrid main switch includes both a linear control switch and a switching control switch.

본 명세서의 일 실시예에서 제어부는 선형 제어 신호를 생성하는 선형 제어부 및 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the control unit includes a linear control unit generating a linear control signal and a switching control unit generating a switching control signal.

본 명세서의 일 실시예에서 구동 신호는 입력 전압의 분배 전압을 션트 레귤레이터의 내부 기준 전압과 비교하여 생성된다.In one embodiment of the present specification, the driving signal is generated by comparing a divided voltage of the input voltage with an internal reference voltage of the shunt regulator.

본 명세서의 일 실시예에서 내부 기준 전압은 제1 내부 기준 전압 및 제2 내부 기준 전압을 포함하고, 제1 내부 기준 전압은 상기 제2 내부 기준 전압보다 크다.In one embodiment of the present specification, the internal reference voltage includes a first internal reference voltage and a second internal reference voltage, and the first internal reference voltage is greater than the second internal reference voltage.

본 명세서의 일 실시예에서 구동 신호 생성부는 분배 전압이 상기 제1 내부 기준 전압 이상이면 상기 구동 신호를 1로 생성하고, 분배 전압이 상기 제2 내부 기준 전압 이하이면 상기 구동 신호를 0으로 생성한다.In one embodiment of the present specification, the driving signal generating unit generates the driving signal as 1 when the divided voltage is greater than or equal to the first internal reference voltage, and generates the driving signal as 0 when the divided voltage is less than or equal to the second internal reference voltage. .

본 명세서의 일 실시예에서 제어부는 구동 신호가 1이면 상기 선형 제어부가 동작하지 않고, 상기 스위칭 제어부가 동작하며, 구동 신호가 0이면 상기 선형 제어부가 동작하고, 상기 스위칭 제어부 동작하지 않는다.In one embodiment of the present specification, when the drive signal is 1, the linear control unit does not operate and the switching control unit operates, and when the driving signal is 0, the linear control unit operates and the switching control unit does not operate.

본 명세서의 일 실시예에 따른 하이브리드 강압형 전원 장치는 선형 제어 방식 및 스위칭 제어 방식을 선택적으로 구동함으로써 출력 전압을 안정적으로 유지시키고, 높은 효율 및 빠른 응답 속도를 가질 수 있다.The hybrid step-down power supply device according to an embodiment of the present specification can stably maintain an output voltage and have high efficiency and fast response speed by selectively driving a linear control method and a switching control method.

또한, 본 명세서의 일 실시예에 따른 하이브리드 강압형 전원 장치는 선형 제어용 스위치 및 스위칭 제어용 스위치를 모두 포함하는 하나의 하이브리드 메인 스위치를 이용할 수 있다.In addition, the hybrid step-down power supply device according to an embodiment of the present specification may use one hybrid main switch including both a linear control switch and a switching control switch.

도 1은 종래의 선형 제어 방식의 강압형 전원 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 스위칭 제어 방식의 강압형 전원 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 선형 제어 전원 장치와 스위칭 제어 전원 장치의 부하전류와 전력변환 효율을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 4는 선형 제어 방식과 스위칭 제어 방식의 회로 특성을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 전압 변환부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 제어부 및 구동 신호 생성부의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 전압 변환부에 제어부 및 구동 신호 생성부가 결합된 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 선형 제어부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 스위칭 제어부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에서 구동 신호 생성부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압에 따른 구동 신호의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에서 구동 신호에 따른 제어 방식을 나타낸 표이다.
도 13은 본 발명의 실시예에서 구동 신호 생성부와 선형 제어부의 연결을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에서 구동 신호 생성부, 스위칭 제어부 및 전압 변환부의 연결을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압에 따른 선형 제어와 스위칭 제어의 동작 구간을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에서 부하 전류에 따른 선형 제어와 스위칭 제어의 동작 구간을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압의 변동에 따라 제어 방식이 변화하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 강압형 전원 장치의 전체 구성 회로도를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a step-down power supply of a conventional linear control method.
2 is a diagram illustrating a step-down power supply device of a conventional switching control method.
3 is a diagram illustrating a comparison between load current and power conversion efficiency of a linear control power supply and a switching control power supply.
4 is a diagram illustrating a comparison of circuit characteristics of a linear control method and a switching control method.
5 is a diagram showing a voltage conversion unit in one embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a control unit and a drive signal generation unit in one embodiment of the present invention.
7 is a diagram in which a control unit and a driving signal generator unit are coupled to a voltage conversion unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a circuit configuration of a linear control unit in one embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a circuit configuration of a switching control unit in one embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a circuit configuration of a driving signal generating unit in one embodiment of the present invention.
11 is a graph showing a change in a driving signal according to an input voltage according to an embodiment of the present invention.
12 is a table showing a control method according to a driving signal according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating the connection of a drive signal generator and a linear controller in an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating the connection of a driving signal generator, a switching control unit, and a voltage converter in an embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing operating sections of linear control and switching control according to an input voltage according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram showing operating sections of linear control and switching control according to load current in another embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating a process of changing a control method according to a change in input voltage in one embodiment of the present invention.
18 is a diagram showing an overall configuration circuit diagram of a hybrid step-down power supply device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시예에서 전압 변환부를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에서 제어부 및 구동 신호 생성부의 블록도를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에서 전압 변환부에 제어부 및 구동 신호 생성부가 결합된 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에서 선형 제어부의 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에서 스위칭 제어부의 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 10는 본 발명의 일 실시예에서 구동 신호 생성부의 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압에 따른 구동 신호의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에서 구동 신호에 따른 제어 방식을 나타낸 표이다.5 is a diagram showing a voltage conversion unit in one embodiment of the present invention, Figure 6 is a block diagram showing a control unit and a drive signal generator in one embodiment of the present invention, Figure 7 is a diagram showing a block diagram in one embodiment of the present invention A diagram showing a combination of a control unit and a driving signal generator in a voltage conversion unit, FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of a linear control unit in one embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a circuit configuration of a switching control unit in one embodiment of the present invention. 10 is a diagram showing a circuit configuration of a driving signal generating unit in an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a graph showing a change in a driving signal according to an input voltage in an embodiment of the present invention. 12 is a table showing a control method according to a driving signal in an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 명세서의 하이브리드 강압형 전원 장치는 전압 변환부(100), 제어부(200, 300) 및 구동 신호 생성부(400)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the hybrid step-down power supply device of the present specification may include a voltage converter 100, controllers 200 and 300, and a drive signal generator 400.

전압 변환부(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 하이브리드 메인 스위치(Q2)를 포함하고, 인가된 입력 전압을 변환시켜 일정한 크기의 출력 전압을 출력한다. 여기서, 하이브리드 메인 스위치는 선형 제어용 스위치 및 스위칭 제어용 스위치(예컨대, Tip 32A 트랜지스터) 모두를 포함하는 하나의 소자일 수 있으며, 후술할 선형 제어 신호 또는 스위칭 제어 신호를 선택적으로 입력 받아 전압 변환을 수행한다. 한편, 입력 전압 및 출력 전압은 직류(DC)일 수 있다.As shown in FIG. 5 , the voltage conversion unit 100 includes a hybrid main switch Q2 and converts the applied input voltage to output a constant-level output voltage. Here, the hybrid main switch may be a single element including both a linear control switch and a switching control switch (e.g., a Tip 32A transistor), and selectively receives a linear control signal or a switching control signal to be described later and performs voltage conversion. . Meanwhile, the input voltage and the output voltage may be direct current (DC).

전압 변환부(100)에는 직류의 입력 전압(V_INPUT)이 인가되고, 하이브리드 메인 스위치(Q2)가 직렬로 배치된다. 또한, 전압 변환부(100)에는 하이브리드 메인 스위치를 선형 방식으로 제어하기 위한 단자(LIN_GATE)와 저항(R31)이 구비되고, 하이브리드 메인 스위치를 스위칭 방식으로 제어하기 위한 단자(PWM_GATE)와 절연 구동 회로(DRIVER1)가 구비된다. A DC input voltage V_INPUT is applied to the voltage converter 100, and a hybrid main switch Q2 is disposed in series. In addition, the voltage converter 100 includes a terminal (LIN_GATE) and a resistor (R31) for controlling the hybrid main switch in a linear manner, and a terminal (PWM_GATE) for controlling the hybrid main switch in a switching manner and an isolated driving circuit. (DRIVER1) is provided.

전압 변환부(100)에 인가된 입력 전압은 하이브리드 메인 스위치, 환류다이오드(D5)와 리플 저감 필터용 인덕터(L1) 및 커패시터(C4)를 거쳐 변환되고, 변환된 출력 전압(V_OUT)은 부하 저항(RLOAD)에 인가된다.The input voltage applied to the voltage converter 100 is converted through a hybrid main switch, a freewheeling diode D5, an inductor L1 for a ripple reduction filter, and a capacitor C4, and the converted output voltage V_OUT is a load resistance (RLOAD).

제어부(200, 300)는 선형 제어 신호 또는 스위칭 제어 신호를 상기 하이브리드 메인 스위치에 전송하여 상기 전압 변환부의 출력 전압의 크기를 제어한다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(200, 300)는 선형 제어 신호를 생성하는 선형 제어부(200) 및 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부(300)를 포함할 수 있다.The controllers 200 and 300 transmit a linear control signal or a switching control signal to the hybrid main switch to control the output voltage of the voltage converter. Specifically, as shown in FIG. 6 , the control units 200 and 300 may include the linear control unit 200 generating a linear control signal and the switching control unit 300 generating a switching control signal.

제어부(200, 300)는 생성된 선형 제어 신호 또는 스위칭 제어 신호를 하이브리드 메인 스위치에 선택적으로 전송함으로써 전압 변환부(100)가 선형 방식 또는 스위칭 방식으로 동작하도록 제어할 수 있다. 이때, 스위칭 제어 신호는 펄스폭 변조(PWM) 신호일 수 있다.The controllers 200 and 300 may control the voltage conversion unit 100 to operate in a linear or switching manner by selectively transmitting the generated linear control signal or switching control signal to the hybrid main switch. In this case, the switching control signal may be a pulse width modulation (PWM) signal.

도 6 및 도 7을 참조하면, 구동 신호 생성부(400)에는 입력 전압 단자(110)가 연결되며, 선형 제어부(200)는 선형 제어 출력 전압 단자(115) 및 선형 제어 신호 단자(LIN_GATE)와 연결되고, 스위칭 제어부(300)는 하이브리드 강압형 전원 장치의 출력 전압 검출 단자(113) 및 스위칭 제어 신호 단자(PWM_GATE)와 연결된다. 6 and 7 , the input voltage terminal 110 is connected to the driving signal generator 400, and the linear controller 200 includes the linear control output voltage terminal 115 and the linear control signal terminal LIN_GATE. and the switching controller 300 is connected to the output voltage detection terminal 113 and the switching control signal terminal PWM_GATE of the hybrid step-down power supply.

도 8을 참조하면, 선형 제어부(200)에서 집적회로 소자인 션트레귤레이터(TL4311)는 입력 전압(V_INPUT)에서 저항(R16)을 경유하는 전류에 의해 바이어스되고, 선형 제어 출력 전압(V_L)에서 분배 저항(R19, R17)에 의해 분배된 전압이 션트레귤레이터(TL4311)에 인가되면 선형 제어부(200)는 분배 전압을 내부 기준 전압과 비교하여 전압 변환부(100)가 선형 방식으로 제어되도록 선형 제어 신호(112)를 생성한다. Referring to FIG. 8, in the linear control unit 200, the shunt regulator TL4311, which is an integrated circuit element, is biased by the current passing through the resistor R16 at the input voltage V_INPUT, and at the linear control output voltage V _L When the voltage divided by the distribution resistors R19 and R17 is applied to the shunt regulator TL4311, the linear control unit 200 compares the divided voltage with the internal reference voltage and performs linear control so that the voltage conversion unit 100 is controlled in a linear manner. Generates signal 112.

한편, 후술할 구동 신호 생성부(400)에 의해 생성된 선형 제어 구동 신호는 선형 제어 구동 신호 단자(LIN_OUT)를 통해 수신되고, 트랜지스터(npn2)는 선형 제어 구동 신호에 따라 션트레귤레이터를 조정함으로써 선형 제어부의 온, 오프 동작을 제어한다.Meanwhile, the linear control driving signal generated by the driving signal generator 400 to be described later is received through the linear control driving signal terminal LIN_OUT, and the transistor npn2 adjusts the shunt regulator according to the linear control driving signal to form a linear control signal. Controls the on/off operation of the controller.

도 9를 참조하면, 스위칭 제어부(300)의 출력 전압(V_OUT)은 분배 저항(R33, R34)에 의해 분배 전압(301)으로 분배되고, 분배 전압(301)은 기준 전압(V_REF) 및 소프트 스타트 시정수(R32, C36)에 따른 커페시터 전압(V_C)과 함께 오차증폭기(OP_AMP5)의 입력으로 인가된다.Referring to FIG. 9, the output voltage V_OUT of the switching control unit 300 is divided into a divided voltage 301 by the distribution resistors R33 and R34, and the distribution voltage 301 is the reference voltage V _REF and the soft It is applied to the input of the error amplifier OP_AMP5 together with the capacitor voltage (V _C ) according to the start time constant (R32, C36).

이후, 오차증폭기(OP_AMP5)의 출력 신호는 제어 전압을 제한하는 전압제한기(LIM4)를 거치게 되며, 스위칭 제어부(300)는 전압제한기(LIM4)를 거친 오차증폭기(OP_AMP5)의 출력 신호로부터 PWM 발생용 비교기(COMP7) 및 삼각파 발생기(VSAW1)를 통해 스위칭 제어 신호(310)를 생성한다.Thereafter, the output signal of the error amplifier OP_AMP5 passes through the voltage limiter LIM4 for limiting the control voltage, and the switching control unit 300 receives PWM from the output signal of the error amplifier OP_AMP5 passing through the voltage limiter LIM4. The switching control signal 310 is generated through the generating comparator COMP7 and the triangle wave generator VSAW1.

구동 신호 생성부(400)는 제어부(200, 300)의 온, 오프 동작을 결정하기 위해 입력 전압 또는 부하 전류에 기초하여 구동 신호를 생성한다.The drive signal generator 400 generates a drive signal based on an input voltage or load current to determine on/off operations of the controllers 200 and 300 .

구체적으로, 구동 신호 생성부(400)는 하이브리드 강압형 전원 장치에 인가된 입력 전압의 분배 전압을 션트 레귤레이터의 내부 기준 전압과 비교하여 구동 신호를 생성한다. Specifically, the drive signal generator 400 compares the divided voltage of the input voltage applied to the hybrid step-down power supply with the internal reference voltage of the shunt regulator to generate a drive signal.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 입력 전압(V_INPUT)이 구동 신호 생성부(400)에 인가되면, 저항(R22)과 션트레귤레이터(TL431)에 의해 내부 기준 전압(V_R)이 발생되고, 분배 저항(R21, R20, R18)에 의해 분배 전압(V_D)이 발생된다. 여기서, 발생되는 내부 기준 전압은 2.5V일 수 있다. That is, as shown in FIG. 10 , when the input voltage V_INPUT is applied to the drive signal generator 400, the internal reference voltage V _R is generated by the resistor R22 and the shunt regulator TL431, and the distribution A divide voltage (V _D ) is generated by resistors R21, R20, and R18. Here, the generated internal reference voltage may be 2.5V.

발생된 분배 전압 및 기준 전압 각각은 비교기(COMP8)에 인가되고, 분배 전압 및 기준 전압의 비교를 통해 스위치(npn3)의 온, 오프 동작이 결정된다. 상세하게, 내부 기준 전압(V_R)은 제1 내부 기준 전압 및 제2 내부 기준 전압을 포함하고, 제1 내부 기준 전압은 제2 내부 기준 전압보다 클 수 있다.Each of the generated divided voltage and reference voltage is applied to the comparator COMP8, and the on/off operation of the switch npn3 is determined through comparison between the divided voltage and the reference voltage. In detail, the internal reference voltage V _R includes a first internal reference voltage and a second internal reference voltage, and the first internal reference voltage may be greater than the second internal reference voltage.

이후, 구동 신호 생성부(400)는 스위치(npn3)의 동작에 따라 구동 신호(410)를 생성한다.Then, the drive signal generator 400 generates the drive signal 410 according to the operation of the switch npn3.

도 11을 참조하면, 구동 신호 생성부(400)는 분배 전압(V_D)이 제1 내부 기준 전압 이상이면 구동 신호를 1로 생성하고, 분배 전압(V_D)이 제2 내부 기준 전압 이하이면 상기 구동 신호를 0으로 생성한다. 이때, 제1 내부 기준 전압은 35V이고, 제2 내부 기준 전압은 30V 일 수 있다.Referring to FIG. 11 , the driving signal generator 400 generates a driving signal of 1 when the divided voltage V _D is equal to or greater than the first internal reference voltage, and generates a driving signal of 1 when the divided voltage V _D is equal to or less than the second internal reference voltage. The drive signal is generated as 0. In this case, the first internal reference voltage may be 35V and the second internal reference voltage may be 30V.

즉, 입력 전압이 35V가 되면 스위치(npn3)가 턴온되어 구동 신호 1이 생성되고, 입력 전압이 다시 30V로 낮아질 때 스위치(npn3)가 턴오프되어 구동 신호 0이 생성된다. 이와 같이, 턴온 전압과 턴오프 전압을 5V 간격으로 만드는 경우 히스테리시스 특성을 통해 입력 전압의 노이즈, 리플로 인한 오동작을 방지할 수 있고, 안정적인 제어 동작을 수행할 수 있다.That is, when the input voltage reaches 35V, the switch npn3 is turned on to generate a driving signal 1, and when the input voltage drops to 30V again, the switch npn3 is turned off to generate a driving signal 0. As such, when the turn-on voltage and the turn-off voltage are set at 5V intervals, malfunction due to noise and ripple of the input voltage can be prevented through hysteresis characteristics, and stable control operation can be performed.

제어부(200, 300)는 이와 같이 생성된 구동 신호에 따라 전압 변환부(100)를 선형 또는 스위칭 방식으로 제어한다. 도 12를 참조하면, 구동 신호는 선형 제어 구동 신호(LIN_SW)와 스위칭 제어 구동 신호(PWM_SW)를 포함한다. The controllers 200 and 300 control the voltage conversion unit 100 in a linear or switching manner according to the driving signal generated in this way. Referring to FIG. 12 , the driving signal includes a linear control driving signal LIN_SW and a switching control driving signal PWM_SW.

구동 신호가 1인 경우 제어부(200, 300)는 스위칭 방식으로 전압 변환부(100)를 제어하고(LIN_SW:OFF, PWM_SW:ON), 구동 신호가 0인 경우 제어부(200, 300)는 선형 방식으로 전압 변환부(100)를 제어한다(LIN_SW:ON, PWM_SW:OFF). When the driving signal is 1, the controllers 200 and 300 control the voltage converter 100 in a switching manner (LIN_SW:OFF, PWM_SW:ON), and when the driving signal is 0, the controllers 200 and 300 control the voltage converter 100 in a linear manner. The voltage converter 100 is controlled (LIN_SW: ON, PWM_SW: OFF).

즉, 구동 신호가 1이면 선형 제어부(200)가 동작하지 않고, 스위칭 제어부(300)가 동작하며, 구동 신호가 0이면 선형 제어부(200)가 동작하고, 스위칭 제어부(300)가 동작하지 않는다.That is, when the driving signal is 1, the linear controller 200 does not operate and the switching controller 300 operates, and when the driving signal is 0, the linear controller 200 operates and the switching controller 300 does not operate.

이와 같이, 제어부(200, 300)는 입력 전압이 높으면 스위칭 방식, 입력 전압이 낮으면 선형 방식으로 전압 변환부(100)를 제어함으로써 입력 전압에 따라 유연하게 제어 방식을 변경할 수 있다. In this way, the controllers 200 and 300 can flexibly change the control method according to the input voltage by controlling the voltage conversion unit 100 in a switching method when the input voltage is high and in a linear method when the input voltage is low.

도 13은 본 발명의 실시예에서 구동 신호 생성부와 선형 제어부의 연결을 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시예에서 구동 신호 생성부, 스위칭 제어부 및 전압 변환부의 연결을 나타낸 도면이다.13 is a diagram showing the connection of the drive signal generator and the linear controller in an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a diagram showing the connections of the drive signal generator, the switching controller and the voltage converter in the embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 구동 신호 생성부(400)는 선형 제어부(200)의 선형 제어 구동 신호 단자(LIN_OUT)와 연결되며, 구동 신호 생성부(400)에서 생성된 선형 제어 구동 신호(LIN_SW)가 선형 제어부(200)에 인가됨에 따라 선형 제어부(200)는 온, 오프 동작을 수행한다.Referring to FIG. 13 , the drive signal generator 400 is connected to the linear control drive signal terminal LIN_OUT of the linear controller 200, and the linear control drive signal LIN_SW generated by the drive signal generator 400 is As applied to the linear control unit 200, the linear control unit 200 performs an on/off operation.

도 14를 참조하면, 구동 신호 생성부(400)는 스위칭 제어부(300) 및 전압 변환부(100)와 연결되며, 구동 신호 생성부(400)에서 생성된 스위칭 제어 구동 신호(PWM_SW)는 스위칭 제어 신호(310)와 함께 논리적으로 곱해지는 곱셈기(AND1)에 입력된다. Referring to FIG. 14 , the drive signal generator 400 is connected to the switching controller 300 and the voltage converter 100, and the switching control drive signal PWM_SW generated by the drive signal generator 400 controls the switching. It is input to multiplier AND1 where it is logically multiplied with signal 310.

논리 곱에 의해 스위칭 제어 구동 신호(PWM_SW) 및 스위칭 제어 신호(310)가 모두 인가되는 경우 스위칭 제어 신호(310)는 곱셈기(AND1) 및 저항(R36)을 거쳐 스위칭 제어 신호 단자(PWM_GATE)에 제공된다. When both the switching control driving signal PWM_SW and the switching control signal 310 are applied by logical multiplication, the switching control signal 310 is provided to the switching control signal terminal PWM_GATE via the multiplier AND1 and the resistor R36. do.

도 15는 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압에 따른 선형 제어와 스위칭 제어의 동작 구간을 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 다른 실시예에서 부하 전류에 따른 선형 제어와 스위칭 제어의 동작 구간을 나타낸 도면이다.15 is a diagram showing an operation period of linear control and switching control according to an input voltage in one embodiment of the present invention, and FIG. 16 shows an operation period of linear control and switching control according to a load current in another embodiment of the present invention. is the drawing shown.

도 15를 참조하면, 본 발명의 하이브리드 강압형 전원 장치(10)는 허용되는 입력 전압 범위 내의 입력 전압에 따라 선형 제어 방식 또는 스위칭 제어 방식으로 동작한다. Referring to FIG. 15 , the hybrid step-down power supply 10 of the present invention operates in a linear control method or a switching control method according to an input voltage within an allowable input voltage range.

구체적으로, 입력 전압에 따른 분배 전압이 최소 허용 전압(V_{IN min})보다 크고 제2 내부 기준 전압과 같거나 작은 경우 영역C, 분배 전압이 제2 내부 기준 전압보다 크고 제1 내부 기준 전압과 같거나 작은 경우 영역B, 분배 전압이 제1 내부 기준 전압보다 크고 최대 허용 전압(V_{IN max})과 같거나 작은 경우 영역A 라고 하면, 본 발명의 하이브리드 강압형 전원 장치(10)는 영역 B, C에서 선형 제어 방식으로 동작(LIN_SW: ON)하고, 영역 A, B에서 스위칭 제어 방식으로 동작(PWM_SW: ON)한다.Specifically, region C, when the divided voltage according to the input voltage is greater than the minimum allowable voltage (V _{IN min} ) and equal to or less than the second internal reference voltage, the divided voltage is greater than the second internal reference voltage and equal to the first internal reference voltage. Assuming region B when the divided voltage is greater than the first internal reference voltage and equal to or smaller than the maximum allowable voltage (V _{IN max} ), the hybrid step-down power supply 10 of the present invention is region B, C It operates in a linear control method (LIN_SW: ON) and operates in a switching control method (PWM_SW: ON) in areas A and B.

도 16을 참조하면, 본 발명의 하이브리드 강압형 전원 장치(10)는 부하에 흐르는 전류의 크기에 따라 선형 제어 방식 또는 스위칭 제어 방식으로 동작한다. Referring to FIG. 16 , the hybrid step-down power supply 10 of the present invention operates according to a linear control method or a switching control method according to the magnitude of the current flowing through the load.

구체적으로, 부하 전류(I_RLOAD)의 크기가 0보다 크고 중부하전류 중부하전류(Io min)와 같거나 작은 경우 영역1, 부하 전류의 크기가 중부하전류(Io min)보다 크고 최대부하전류(Io max)와 같거나 작은 경우 영역 2라고 하면, 본 발명의 하이브리드 강압형 전원 장치(10)는 영역 1에서 선형 제어 방식으로 동작(LIN_SW: ON)하고, 영역2에서 스위칭 제어 방식(PWM_SW: ON)으로 동작한다.Specifically, when the magnitude of the load current (I _RLOAD ) is greater than 0 and equal to or smaller than the heavy load current (Io min), region 1, the magnitude of the load current is greater than the heavy load current (Io min) and the maximum load current If it is equal to or smaller than (Io max), if it is region 2, the hybrid step-down power supply 10 of the present invention operates in a linear control method (LIN_SW: ON) in region 1, and operates in a switching control method (PWM_SW: ON) in region 2. ON) to operate.

이와 같이, 본 명세서의 하이브리드 강압형 전원 장치(10)는 입력 전압 또는 부하 전류의 크기에 따라 서로 다른 제어 방식으로 동작함으로써 출력 전압을 안정적으로 유지시키고, 선형 방식 및 스위칭 방식의 장점인 높은 효율 및 빠른 응답 속도를 모두 가질 수 있다.As described above, the hybrid step-down power supply 10 of the present specification stably maintains the output voltage by operating in different control methods according to the magnitude of the input voltage or load current, and has high efficiency and They can all have fast response speeds.

도 17은 본 발명의 일 실시예에서 입력 전압의 변동에 따라 제어 방식이 변화하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 강압형 전원 장치의 전체 구성 회로도를 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a process of changing a control method according to a change in input voltage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a circuit diagram showing the overall configuration of a hybrid step-down power supply device according to an embodiment of the present invention. am.

도 17을 참조하면, 위로부터 입력 전압(V_INPUT), 출력 전압(V_OUT), 구동 신호(410), 스위칭 제어 신호(310), 스위칭 전압(V_D5)을 각각 나타낸다. Referring to FIG. 17 , an input voltage (V_INPUT), an output voltage (V_OUT), a driving signal 410, a switching control signal 310, and a switching voltage (V _D5 ) are respectively shown from above.

입력 전압이 높아짐에 따라 스위치(npn3)가 턴온되면 구동 신호 1이 생성되고, 펄스폭 변조(PWM) 신호인 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 방식으로 제어된다. 스위칭 제어 방식으로 동작하는지 여부는 도 18의 소자 D5에 인가된 스위칭 전압 (V_D5)을 측정함으로써 확인할 수 있다. When the switch npn3 is turned on as the input voltage increases, driving signal 1 is generated and controlled in a switching manner according to a switching control signal that is a pulse width modulation (PWM) signal. Whether or not it operates in the switching control method can be confirmed by measuring the switching voltage (V _D5 ) applied to the element D5 of FIG. 18 .

이와 반대로, 입력 전압이 낮아지면 구동 신호 0이 생성되며 하이브리드 강압형 전원 장치(10)는 선형 제어 신호에 따라 선형 방식으로 제어된다. 선형 제어 방식 및 스위칭 제어 방식 모두 출력 전압은 24V로 안정적으로 출력되는 것을 알 수 있다. Conversely, when the input voltage is lowered, a drive signal 0 is generated and the hybrid step-down power supply 10 is controlled in a linear manner according to the linear control signal. It can be seen that the output voltage is stably output at 24V in both the linear control method and the switching control method.

이와 같이, 낮은 입력 전압에서는 부하 응답 속도가 빠른 선형 제어 방식으로 전원 장치가 동작 되며, 높은 입력 전압에서는 효율 특성이 우수한 스위칭 제어 방식으로 전원 장치가 동작될 수 있다.As such, at a low input voltage, the power supply device may be operated in a linear control method having a fast load response speed, and at a high input voltage, the power device may be operated in a switching control method having excellent efficiency characteristics.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings illustrated, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in this specification, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.

Claims

a voltage conversion unit including a hybrid main switch and converting an applied input voltage to output an output voltage having a predetermined level;
a control unit controlling an output voltage of the power conversion unit by transmitting a linear control signal or a switching control signal to the hybrid main switch;
And a driving signal generating unit for generating a driving signal based on the input voltage or load current to determine an on/off operation of the control unit.
Hybrid step-down power supply.

According to claim 1,
The hybrid main switch
Includes both switches for linear control and switches for switching control.
Hybrid step-down power supply.

According to claim 1,
The control unit
Including a linear control unit for generating a linear control signal and a switching control unit for generating a switching control signal
Hybrid step-down power supply.

According to claim 3,
The driving signal is
Generated by comparing the divided voltage of the input voltage with the internal reference voltage of the shunt regulator
Hybrid step-down power supply.

According to claim 4,
The internal reference voltage is
a first internal reference voltage and a second internal reference voltage;
The first internal reference voltage is greater than the second internal reference voltage.
Hybrid step-down power supply.

According to claim 5,
The drive signal generator
generating the driving signal as 1 when the divided voltage is greater than or equal to the first internal reference voltage;
Generating the driving signal as 0 when the divided voltage is less than or equal to the second internal reference voltage.
Hybrid step-down power supply.

According to claim 6,
The control unit
When the driving signal is 1, the linear control unit does not operate and the switching control unit operates;
When the driving signal is 0, the linear controller operates, and the switching controller does not operate.
Hybrid step-down power supply.