KR20240082131A

KR20240082131A - Dc/dc 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법

Info

Publication number: KR20240082131A
Application number: KR1020230005150A
Authority: KR
Inventors: 노승덕; 박민수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-12-01
Filing date: 2023-01-13
Publication date: 2024-06-10

Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 인덕터 및 서로 연결된 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)를 포함하는 DC/DC 컨버터(330) 및 상기 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어 회로(320)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1스위치의 상기 일단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제2 스위치의 상기 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 이외에도 다양한 실시 예들이 적용될 수 있다.

Description

DC/DC 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법 {ELECTRONIC DEVICE CONTROLLING DC/DC CONVERTER AND METHOD OF OPERATING THE SAME}

본 발명의 다양한 실시예들은 DC/DC 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

벅 컨버터는 인덕터와 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. 이때, 인덕터에 과도한 전류가 도통될 경우, 이로 인한 발열이나 회로의 손상이 발생될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 크기를, 출력 전압과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 제어할 수 있다.

전자 장치의 순간적인 로드 트랜지션이 발생되면, 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 정상적인 전압을 시스템에 공급해주지 못하면, 시스템의 성능 저하가 발생될 수 있다. 하지만, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 크기를 제한할 경우, 벅 컨버터를 통해 시스템에 공급되는 전류가 제한될 수 있어 급격하게 감소된 전압을 빠르게 회복시킬 수 없다.

일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 인덕터 및 서로 연결된 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)를 포함하는 DC/DC 컨버터(330) 및 상기 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어 회로(320)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1스위치의 상기 일단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제2스위치의 상기 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터(330)를 포함하는 전자 장치(101)의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제1스위치(S1)의 일단에서 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제2스위치(S2)의 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 상기 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 상기 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.
도 2b는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 3a는, 일 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 일 실시 예에 따른 센싱 회로들이 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값과 밸리 값을 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터를 제어하는 제어 회로의 동작을 설명하기 위한 표이다.
도 9a와 도 9b는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트들이다.
도 10a와 도 10b는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 11a는, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 11b는, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 12는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터의 출력 전압이 감소된 경우, 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압을 증가시키는 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.

도 2a는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.

도 2a를 참조하면, 비교 실시 예에 따라, 전자 장치(201)는, 입력 전원(210), 제어 회로(220), 벅 컨버터(230), 및 로드(240)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(230)는, 제어 회로(220)의 제어에 따라, 입력 전원(210)으로부터 인가된 입력 전압(VIN)에 기반하여 출력 전압(VOUT)을 생성하고, 출력 전압(VOUT)을 로드(240)에 인가할 수 있다. 예컨대, 벅 컨버터(230)는, 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 및 인덕터(L), 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 예컨대, 로드(240)는, 전자 장치(201)에 포함된 전력을 필요로 하는 다양한 형태의 엘리먼트들을 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(230)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(230)에 포함된 센싱 회로(235)를 통해 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 센싱 회로(235)는, 벅 컨버터(230)에 포함된 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 센싱 회로(235)는, 다양한 방식들(예: current mirror 방식, r-sensing 방식, 또는 DCR(DC resistance) 전류 센싱 방식)에 따라 전류를 센싱할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값이 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(예: 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하기 위한 전류 설정과 관련된 지정된 값(Error))보다 크지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어(예컨대, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 온/오프를 제어)할 수 있다.

도 2b는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.

도 2a를 참조하면, 비교 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 2a의 제어 회로(220))는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(IL)의 피크 값이 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(예: 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하기 위한 전류 설정과 관련된 지정된 값(Error))보다 크지 않도록 벅 컨버터(예: 도 2a의 벅 컨버터(230))에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.

비교 실시 예에 따라, 전자 장치(201)에 순간적인 로드 트랜션트(load transient)가 발생되면, 벅 컨버터의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)은, 임계 전압 아래로 감소될 수 있다. 전자 장치(201)가 벅 컨버터(230)를 통해 정상적인 전압을 로드(240)에 공급해주지 못하면, 성능 저하가 발생될 수 있다.

다만, 제어 회로(220)에 의해 인덕터(L)에 도통되는 전류(IL)의 피크 값이 제한될 수 있고, 벅 컨버터(230)를 통해 로드(240)에 공급되는 전류의 크기가 제한될 수 있다. 즉, 제어 회로(220)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(IL)의 피크 값을 제한하는 동작으로 인해, 벅 컨버터의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 급격하게 감소된 구간(T)에서, 벅 컨버터(230)의 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시키지 못할 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(201)는 성능이 저하될 수 있다. 예컨대, 임계 전압은, 전자 장치(201)의 전자 장치가 안정적으로 동작하도록 전류 제어를 위한 설정한 전압값일 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(301))는, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값을 지정된 값 이하로 제어하는 중에 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 낮아질 경우, 인덕터의 도통되는 전류의 밸리 값을 상기 지정된 값(예: Error) 이상으로 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 낮아질 경우, 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값을 제한하지 않음으로써 벅 컨버터의 출력 전압을 빠르게 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 낮아지더라도 성능 저하의 발생을 감소시킬 수 있다.

도 3a는, 일 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 입력 전원(310), 제어 회로(320), 벅 컨버터(330), 및 로드(340)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 제어 회로(320)의 제어에 따라, 입력 전원(310)으로부터 인가된 입력 전압(VIN)에 기반하여 출력 전압(VOUT)을 생성하고, 출력 전압(VOUT)을 로드(340)에 인가시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 입력 전원(310)은, 벅 컨버터(330)에 입력 전압(VIN)을 인가시킬 수 있다. 예컨대, 입력 전원(310)은, 전자 장치(301)에 포함된 배터리(미도시) 또는 전자 장치(301) 외부의 전력원으로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 로드(340)는, 전자 장치(301)에 포함된 전력을 필요로 하는 다양한 형태의 엘리먼트들을 의미할 수 있다. 로드(340)의 트랜션트(transient)가 발생되면, 벅 컨버터(340)의 출력 전압(VOUT)이 순간적으로 감소될 수 있다. 예컨대, 로드(340)의 트랜션트는, 순간적으로 많은 전력 또는 전류가 필요한 특정 어플리케이션(예: 게임 어플리케이션, 비디오 어플리케이션, 또는 오디오 어플리케이션)이 실행되는 경우에 발생될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 및 인덕터(L), 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 벅 컨버터(330)는, 제1센싱 회로(335) 및 제2센싱 회로(337)을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1스위치(S1)는, P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))로 구현될 수 있고, 제2스위치(S2)는, N형 FET로 구현될 수 있다. 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)는 서로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)의 드레인은 입력 전원(310)에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1)의 소스는 제2스위치(S2)의 드레인에 연결될 수 있다. 제2스위치(S2)의 소스는 그라운드에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1)의 소스와 제2스위치(S2)의 드레인 각각은 인덕터(L)에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)는, 제어 회로(320)의 제어에 따라, 교번적으로 온/오프될 수 있다. 이에 따라, 인덕터(L)에는 인덕터 전류(IL)가 도통될 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)는 제1스위치(S1) 및/또는 제2스위치(S2)를 통해 인덕터(L)에 제공되는 전류를 의미할 수 있다. 인덕터 전류(IL)가 커패시터(C)에 공급됨에 따라 출력 전압(VOUT)이 생성될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1센싱 회로(335)는, 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에서 인덕터 전류(IL)의 피크(peak) 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)의 피크 값은, 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 일 스위칭 주기에서 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 가장 높은 전류값을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1센싱 회로(335)는, 다양한 방식들(예: current mirror 방식, r-sensing 방식, 또는 DCR(DC resistance) 전류 센싱 방식)에 따라 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 제1센싱 회로(335)는, 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에 배치될 수 있다. 제1센싱 회로(335)는, 확인 또는 센싱된 인덕터 전류(IL)의 피크 값에 대한 정보를 제어 회로(320)에 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2센싱 회로(337)는, 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에서 인덕터 전류(IL)의 밸리(valley) 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값은, 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 일 스위칭 주기에서 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 가장 낮은 전류값을 의미할 수 있다. 예컨대, 제2센싱 회로(337)는, 다양한 방식들(예: current mirror 방식, r-sensing 방식, 또는 DCR(DC resistance) 전류 센싱 방식)에 따라 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 제2센싱 회로(337)는, 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에 배치될 수 있다. 제2센싱 회로(337)는, 확인 또는 센싱된 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 대한 정보를 제어 회로(320)에 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 인덕터(L)의 흐르는 전류의 피크 또는 밸리 값을 확인 또는 센싱을 하기 위하여 인덕터(L)와 전기적으로 연결된 센싱 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값과 밸리 값을 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)도 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT), 인덕터 전류(IL)의 피크 값, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 기반하여, 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 온/오프를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(320)는, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 듀티비를 조정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(320)는, 아날로그 회로로 구현되거나 디지털 회로(예: MCU(micro controller unit)로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮지 않을 경우, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 지정된 값보다 크지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 예컨대, 임계 전압은, 미리 지정된 전압값일 수 있다. 예컨대, 임계 전압은, 전자 장치(301)의 성능 저하가 발생될 수 있는 전압값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 지정된 값은, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값일 수 있다. 지정된 값은, 출력 전압(VOUT)의 크기가 변경됨에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 지정된 값은, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 스위칭 주기마다 변경될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮을 경우, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 지정된 값(예: 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 이후, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 높아질 경우, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 지정된 값보다 크지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.

상술한 방법에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값 이하로 제한하는 중에 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 임계 전압보다 낮아질 경우, 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 전류 설정과 관련된 지정된 값(예: Error)에 의하여 제한하지 않을 수 있다. 또한, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값 이상으로 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 임계 전압보다 낮아질 경우, 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시킬 수 있다. 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 낮아질 경우에 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시켜 전자 장치(301)의 성능을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따라, 제어 회로(320)는, 센싱 회로(예: 제2 센싱회로(337))를 이용하여 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 전류 설정과 관련된 지정된 값 (예: Error) 이상이 되도록 제어할 수 있다.

한편, 벅 컨버터(330) 외 다양한 종류의 DC/DC 컨버터에도 상술한 제어 동작이 적용될 수 있다. 예컨대, 벅 컨버터(330) 외 다른 종류의 컨버터 또는 부스터에도 상술한 제어 동작이 적용될 수 있다.

도 3b는, 일 실시 예에 따른 센싱 회로들이 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값과 밸리 값을 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))는, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 일 스위칭 주기에서, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 교번적으로 온/오프시킬 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)가 온되고 제2스위치(S2)가 오프되면, 인덕터 전류(IL)는 증가할 수 있다. 제1스위치(S1)가 오프되고 제2스위치(S2)가 온되면, 인덕터 전류(IL)는 감소할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1센싱 회로(335)는, 인덕터 전류(IL)에서 증가하는 부분에 대응하는 제1전류(I1)를 센싱할 수 있다. 제1센싱 회로(335)는, 제1전류(I1)에 기반하여, 일 스위칭 주기에서 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 제1센싱 회로(335)는, 인덕터 전류(IL)의 증가하는 부분을 센싱하기 위해 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에 도통되는 전류를 센싱 또는 확인할 수 있다. 또는, 제1센싱 회로(335)는, 인덕터 전류(IL)의 증가하는 부분을 센싱하기 위해 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2센싱 회로(337)는, 인덕터 전류(IL)에서 감소하는 부분에 대응하는 제2전류(I2)를 센싱할 수 있다. 제2센싱 회로(337)는, 제2전류(I2)에 기반하여, 일 스위칭 주기에서 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 제2센싱 회로(337)는, 인덕터 전류(IL)의 감소하는 부분을 센싱하기 위해 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에서 도통되는 전류를 센싱 또는 확인할 수 있다. 또는, 제2센싱 회로(337)는, 인덕터 전류(IL)의 감소하는 부분을 센싱하기 위해 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 인덕터(L)의 흐르는 전류의 피크 또는 밸리 값을 확인 또는 센싱을 하기 위하여 인덕터(L)에 전기적으로 연결된 센싱 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.

도 4는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 401에서, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))는 벅 컨버터(도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)을 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 동작 403에서, 제어 회로(320)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은지 여부를 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 403의 아니오), 동작 409에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1기준 전압은, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값 또는 밸리 값을 제어하기 위해 지정된 전압을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1기준 전압은, 제어 회로(220)에 의해 또는 사용자에 의해 미리 지정될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은 것으로 확인되면(동작 403의 예), 동작 405에서, 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(또는 설정 전류 값)보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전류값(또는 설정 전류 값)은 인덕터(L)에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 대응되도록 설정된 전류 값일 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 전류값(또는 설정 전류 값) 이상이 될 수 있도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크(peak) 값이 전류값(또는 설정 전류 값) 보다 크도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. , 일 실시예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 제1기준 전압보다 작은 경우, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 설정 전류 값이 증가하는 기울기가 결정될 수 있다. 반대로, 출력 전압(VOUT)이 제1기준 전압보다 큰 경우, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 설정 전류 값이 일정하거나 감소하는 기울기가 결정될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따라, 동작 407에서, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이상인지 여부를 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이상이 아닌 것으로 확인되면(동작 407의 아니오), 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이상인 것으로 확인되면(동작 407의 예), 동작 409에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.

도 5는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

동작 501에서, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))는 벅 컨버터(도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)을 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 동작 503에서, 제어 회로(320)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은지 여부를 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 503의 아니오), 동작 509에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은 것으로 확인되면(동작 503의 예), 동작 505에서, 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 동작 507에서, 제어 회로(220)는, 지정된 시간 동안, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 스위치들(S1, S2)을 제어하였는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 상기 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과하였는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 지정된 시간은, 급격하게 감소된 출력 전압(VOUT)을 다시 증가 또는 회복시킬 수 있는 시간을 의미할 수 있다. 지정된 시간은, 제어 회로(220)에 의해 또는 사용자에 의해 미리 지정될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 동작 505의 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과하지 않은 것으로 확인되면(동작 507의 아니오), 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 동작 505의 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과한 것으로 확인되면(동작 507의 예), 동작 509에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.

상기의 도 4와 도 5에서 설명한 방법에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값 이하로 제한하는 중에 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 임계 전압보다 낮아질 경우, 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하지 않을 수 있다. 또한, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값 이상으로 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(220)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 높을 경우 안정성 확보를 위해 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하고, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮아질 경우, 일시적으로 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 성능 저하를 최소화할 수 있다.

도 6은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다. 도 8은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터를 제어하는 제어 회로의 동작을 설명하기 위한 표이다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(620)는, 도 3의 제어 회로(320)와 동일 내지 유사한 기능을 수행할 수 있다. 한편, 도 6에서 설명하는 제어 회로(620)의 구성들은 상술한 제어 동작을 수행하기 위한 일 예시이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(620)는, 제1비교기(611), 제2비교기(612), 제3비교기(613), 제1플립플롭(614), 제2플립플롭(615), 멀티플렉서들(616, 617), 및 비교 회로(618)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1비교기(611)는, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 기반하여 전류 값을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 제1비교기(611)는, 전압 신호들을 입력받고, 비교 결과를 전류 신호로 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2비교기(612)는 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값을 나타내는 신호와 인덕터 전류(IL)의 피크 값에 기반하여, 제1신호를 제1플립플롭(614)의 제1입력단(R)에 출력할 수 있다. 예컨대, 제2비교기(612)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값보다 크지 않으면, 로우 레벨(예컨대, "O")의 제1신호를 출력할 수 있다. 제2비교기(612)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값보다 크면, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제1신호를 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제3비교기(613)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값을 나타내는 신호와 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 기반하여, 제2신호를 제2플립플롭(615)의 제2입력단(S)에 출력할 수 있다. 예컨대, 제2비교기(612)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값이 인덕터 전류(IL)의 밸리 값 보다 크지 않으면, 로우 레벨(예컨대, "O")의 제2신호를 출력할 수 있다. 제2비교기(612)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값이 인덕터 전류(IL)의 밸리 값 보다 크면, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제2신호를 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 비교 회로(618)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호(예: T1)를 멀리플렉서들(616, 617)로 출력할 수 있다. 예컨대, 비교 회로(618)는, 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)를 포함할 수 있다. 히스테리시스 비교기(619)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압(VREF2)을 비교하여 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다. 예컨대, 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)는, 제2기준 전압(VREF2)이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값에 대응하는 전압 값보다 크지 않으면, 로우 레벨(예컨대, "0")의 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다. 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)는, 제2기준 전압(VREF2)이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값에 대응하는 전압 값보다 크면, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다. 즉, 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)는 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮은 경우 로우 레벨의 제3신호(예: T1)를 출력하고, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮지 않은 경우 하이 레벨의 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다.

예컨대, 제1비교기(611)와 히스테리시스 비교기(619) 사이에는 전류값을 전압값으로 변환하기 위한 커패시터가 더 포함될 수 있다. 예컨대 제2기준 전압(VREF2)은, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮은지 여부를 판단하기 위한 전압값일 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1플립플롭(614)은, 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 제1비교기(611)로부터 출력되는 신호가 나타내는 전류 값보다 크지 않도록 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하기 위한 제1제어 신호들(Q1, Q1')을 출력할 수 있다. 예컨대, Q1 신호는 제1멀티플렉서(616)의 제1입력단(0)에 입력되고, Q1' 신호(Q1 신호가 인버팅된 신호)는 제2멀티플렉서(617)의 제1입력단(0)에 입력될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2플립플롭(615)은, 제2신호 및 클럭 신호에 기반하여, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 제1비교기(611)로부터 출력되는 신호가 나타내는 전류 값보다 작지 않도록 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하기 위한 제2제어 신호들(Q2, Q2')을 출력할 수 있다. 예컨대, Q2 신호는 제1멀티플렉서(616)의 제2입력단(1)에 입력되고, Q2' 신호(Q2 신호가 인버팅된 신호)는 제2멀티플렉서(617)의 제2입력단(1)에 입력될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 멀티플렉서들(616, 617)은 제3신호(T1)에 기반하여, 제1제어 신호들(Q1, Q1')을 2개의 스위치들(S1, S2)로 출력하거나 제2제어 신호들(Q2, Q2')을 2개의 스위치들(S1, S2)로 출력할 수 있다. 도 8을 참조하면, 멀티플렉서들(616, 617)은, 로우 레벨(예컨대, "0")의 제3신호(T1)가 인가되면, 제1제어 신호들(Q1, Q1')과 동일한 출력 신호들(M1, M2)을 2개의 스위치들(S1, S2)로 인가할 수 있다. 멀티플렉서들(616, 617)은, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제3신호(T1)가 인가되면, 제2제어 신호들(Q2, Q2')과 동일한 출력 신호들(M1, M2)을 2개의 스위치들(S1, S2)로 인가할 수 있다.

도 7은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다.

도 7을 참조하면, 제어 회로(720)는, 도 3의 제어 회로(320)와 동일 내지 유사한 기능을 수행할 수 있다. 한편, 도 7에서 설명하는 제어 회로(720)의 구성들은 상술한 제어 동작을 수행하기 위한 일 예시이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제어 회로(720)는, 제1비교기(711), 제2비교기(712), 제3비교기(713), 제1플립플롭(714), 제2플립플롭(715), 멀티플렉서들(716, 717), 및 비교 회로(718)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(720)는, 비교 회로(718)를 제어하고 도 6의 제어 회로(620)와 동일하게 구현될 수 있다. 예컨대, 제1비교기(711), 제2비교기(712), 제3비교기(713), 제1플립플롭(714), 제2플립플롭(715), 및 멀티플렉서들(716, 717)은, 도 6에서 설명한 제1비교기(611), 제2비교기(612), 제3비교기(613), 제1플립플롭(614), 제2플립플롭(615), 및 멀티플렉서들(616, 617)과 동일하게 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 비교 회로(718)는, 제4비교기(730), 지연 회로(740), 및 AND 게이트(750)를 포함할 수 있다. 예컨대, 비교 회로(718)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 스위치들(S1, S2)의 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과햐였는지 여부를 나타내는 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제4비교기(730)는, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전압값과 제2기준 전압(VREF2)에 기반하여, 제4신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 제2기준 전압(VREF2)이 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전압값보다 낮으면, 제4비교기(730)는 로우 레벨(예: "0")의 제4신호를 출력할 수 있다. 제2기준 전압(VREF2)이 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전압값보다 낮지 않으면, 제4비교기(730)는 하이 레벨(예: "1")의 제4신호를 출력할 수 있다. 즉, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮으면, 제4비교기(730)는, 하이 레벨(예; "1")의 제4신호(예: T1)을 지연 회로(740)와 AND 게이트(750)로 출력할 수 있다. 또는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮지 않으면, 제4비교기(730)는, 로우 레벨(예; "0")의 제4신호(예: T1)을 지연 회로(740)와 AND 게이트(750)로 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 지연 회로(740)는 제4신호(예: T1)를 지정된 시간동안 지연시킨 후, 인버팅된 제4신호를 AND 게이트(750)로 출력할 수 있다. 지연 회로(740)는, 복수의 인버터들(741, 742, 743)을 포함할 수 있다. 복수의 인버터들(741, 742, 743)을 통해 인버팅 동작을 수행함에 따라 지연 회로(740)의 출력이 지연될 수 있다. 한편, 복수의 인버터들(741, 742, 743)의 개수는 예시적인 것이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예컨대, 복수의 인버터들의 개수는 지연 회로(740)의 출력을 지연시키는 시간에 따라 결정될 수 있다.

일 실시 예에 따라, AND 게이트(750)는, 제4신호 및 지연 회로(750)를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다. 예컨대, AND 게이트(750)는 제4비교기(730)로부터 로우 레벨("O")의 제4신호를 수신할 수 있다. 이때, AND 게이트(750)는, 지연 회로(740)로부터 하이 레벨("1")의 신호를 수신하기 때문에, 로우 레벨("0")의 제3신호를 출력할 수 있다. 이후, 순간적으로 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 감소하면, AND 게이트(750)는, 제4비교기(730)로부터 하이 레벨(예; "1")의 제4신호(예: T1)를 수신할 수 있다. 이때, 지연 회로(740)가 새로운 신호(예: 로우 레벨("0")의 신호)를 출력할 때까지, AND 게이트(750)는, 하이 레벨("1")의 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다. 이후, 지연 회로(740)로부터 새로운 신호(예: 로우 레벨("0")의 신호)가 출력되면, AND 게이트(750)는, 로우 레벨("0")의 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다.

상술한 방법을 통해, 제어 회로(720)는, 지정된 시간 동안 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다,

도 9a와 도 9b는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트들이다.

도 9a는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가, 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값 이하로 제한할 때, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하는 방법에 관한 것이다.

도 9a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 901에서, 제어 회로(320)는, 일 스위칭 주기에서, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))가 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값에 도달할 때까지 증가하도록 제1스위치(S1)를 온시키고 제2스위치(S2)를 오프시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 동작 903에서, 제어 회로(320)는, 인덕터에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))가 상기 전류값에 도달하는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달하지 않은 것으로 확인되면(동작 903의 아니오), 제어 회로(320)는, 계속하여 제1스위치(S1)를 온시키고 제2스위치(S2)를 오프시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달한 것으로 확인되면(동작 903의 예), 동작 905에서, 제어 회로(320)는, 제1스위치(S1)를 오프시키고 제2스위치(S2)를 온시킬 수 있다. 이때, 인덕터 전류(IL)는 감소될 수 있다. 구현에 따라, 제1스위치(S1)는, 클럭 신호(Clk)보다 짧게 온될 수 있다. 일 스위칭 주기가 종료되면, 제어 회로(320)는, 다시 동작 901을 수행할 수 있다.

도 9b는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값 이상으로 제어할 때, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하는 방법에 관한 것이다.

도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 951에서, 제어 회로(320)는, 일 스위칭 주기에서, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))가 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값에 도달할 때까지 감소하도록 제1스위치(S1)를 오프시키고 제2스위치(S2)를 온시킬 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달하지 않은 것으로 확인되면(동작 953의 아니오), 제어 회로(320)는, 계속하여 제1스위치(S1)를 오프시키고 제2스위치(S2)를 온시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달한 것으로 확인되면(동작 953의 예), 동작 955에서, 제어 회로(320)는, 제1스위치(S1)를 온시키고 제2스위치(S1)를 오프시킬 수 있다. 이때, 인덕터 전류(IL)는 증가될 수 있다. 구현에 따라, 제1스위치(S1)는, 클럭 신호(Clk)보다 길게 온될 수 있다. 일 스위칭 주기가 종료되면, 제어 회로(320)는, 다시 동작 951을 수행할 수 있다.

도 10a와 도 10b는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.

도 10a는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값(Error) 이하로 제한할 때, 인덕터 전류(IL)를 나타내는 그래프이다.

도 10a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 일 스위칭 주기에서, 제1플립플롭(614, 714)에 인가되는 클럭 신호가 하이 레벨일 때, 인덕터 전류는 증가할 수 있다. 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제1시간 구간(t1)에서 클럭 신호가 하이 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 증가하지 않고 감소할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간에서 제1시간 구간(t1)을 제외한 구간(예: Clk on time - t1) 동안 온될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 다음 스위칭 주기에서, 마찬가지로 제1플립플롭(614, 714)에 인가되는 클럭 신호가 하이 레벨일 때, 인덕터 전류는 증가할 수 있다. 이때, 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제2시간 구간(t2)에서 클럭 신호가 하이 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 증가하지 않고 감소할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간에서 제2시간 구간(t2)을 제외한 구간(예: Clk on time - t2) 동안 온될 수 있다.

도 10b는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값(Error) 이상으로 제어할 때, 인덕터 전류(IL)를 나타내는 그래프이다.

도 10b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 일 스위칭 주기에서, 제2플립플롭(615, 715)에 인가되는 클럭 신호가 로우 레벨일 때, 인덕터 전류는 감소할 수 있다. 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제3시간 구간(t3)에서 클럭 신호가 로우 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 감소하지 않고 증가할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간과 제3시간 구간(t3) (예: Clk on time+ t3) 동안 온될 수 있다. 이때, 인덕터 전류는, 도 10a와 같이 지정된 값 이하로 제한하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 10b의 인덕터 전류는 도 10a의 인덕터 전류보다 더 많이 증가할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 다음 스위칭 주기에서, 마찬가지로 제2플립플롭(615, 715)에 인가되는 클럭 신호가 하이 레벨일 때, 인덕터 전류는 감소할 수 있다. 이때, 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제4시간 구간(t4)에서 클럭 신호가 로우 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 감소하지 않고 증가할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간과 제4시간 구간(t4) (예: Clk on time+ t4) 동안 온될 수 있다. 마찬가지로, 인덕터 전류는, 도 10a와 같이 지정된 값 이하로 제한하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 10b의 인덕터 전류는 도 10a의 인덕터 전류보다 더 많이 증가할 수 있다. 한편, 도 10b의 인덕터 전류가 증가하는 크기나 형태는 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.

도 11a은, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.

도 11a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320) 또는 도 6의 제어 회로(620))는, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1시점(t5)에서, 전자 장치(201)에 순간적인 로드 트랜션트(load transient)가 발생되면, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 증가할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2시점(t6) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 낮아질 수 있다. 이때, 제어 회로(320 또는 620)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어하는 동작을 시작할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 감소된 구간(T2)에서, 제어 회로(320 또는 620)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 구현에 따라, 제어 회로(320 또는 620)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수도 있다. 해당 구간(T2)에서, 인덕터 전류(IL)는, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)을 초과하여 증가할 수 있다. 예컨대, 도 2b에서 인덕터에 도통되는 전류의 크기보다 더 많은 전류가 인덕터(L)에 도통될 수 있다. 또한, 더 많은 전류가 벅 컨버터(330)에 공급될 수 있다. 이를 통해, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 급격하게 감소된 구간(T2)에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제3시점(t7) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 커질 수 있다. 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 커지면, 제어 회로(320 또는 620)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(320)는, 안정적으로 벅 컨버터(330)를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제4시점(t8)에서, 로드의 상태 변화(예: 로드 트랜션트(load transient))에 기반하여 출력 전압(VOUT)은 안정적인 값을 유지할 수 있다. 또는 충분한 전류가 공급되어 출력 전압이 안정적인 값을 유지할 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 더 이상 증가하지 않을 수 있다

일 실시 예에 따라, 제5시점(t9)에서, 로드의 상태 변화가 생기면(예: 소모 전력 감소) 출력 전압(VOUT)은 증가될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 감소할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제6시점(t10)에서, 출력 전압이 일정한 전압 범위 내로 유지되면, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다. 예컨대, 출력 전압(VOUT)도 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다.

도 11b는, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.

도 11b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320) 또는 도 7의 제어 회로(720))는, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1시점(t11)에서, 전자 장치(201)에 로드의 상태 변화(예: 로드 트랜션트(load transient))가 발생되면, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 증가할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2시점(t12) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 낮아질 수 있다. 이때, 제어 회로(320 또는 720)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어하는 동작을 시작할 수 있다. 제어 회로(320 또는 720)는, 지정된 시간(T3)동안 상기의 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 기반하여 스위치(S1,S2)를 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 지정된 시간(T3)동안, 인덕터 전류(IL)는, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)을 초과하여 증가할 수 있다. 예컨대, 도 2b에서 인덕터에 도통되는 전류의 크기보다 더 많은 전류가 인덕터(L)에 도통될 수 있다. 또한, 더 많은 전류가 벅 컨버터(330)에 공급될 수 있다. 이를 통해, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 급격하게 감소된 구간(t12 내지 t13 구간)에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제3시점(t13) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 커질 수 있다. 다만, 제어 회로(320 또는 720)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 시작한 때로부터 지정된 시간(T3)이 도과하지 않았기 때문에 계속하여 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(320 또는 720)는, 제3시점(t13)부터 "DT"의 시간만큼 더 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 한편, 지정된 시간에 의해 출력 전압(VOUT)이 임계 전압을 회복한 후 “DT” 시간동안 더 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 수행하는 것은 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않을 수 있다. 예컨대, 지정된 시간은 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 떨어진 후 다시 임계 전압을 회복하는 시간과 거의 동일하게 설정될 수도 있다.

일 실시 예에 따라, 제4시점(t14)에서, 로드의 상태 변화(예: 로드 트랜션트(load transient))에 기반하여 출력 전압(VOUT)은 안정적인 값을 유지할 수 있다. 또는 충분한 전류가 공급되어 출력 전압이 안정적인 값을 유지할 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 더 이상 증가하지 않을 수 있다

일 실시 예에 따라, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 시작한 때로부터 지정된 시간(T3)이 도과한 제5시점(t15) 이후, 제어 회로(320 또는 720)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(320 또는 720)는, 안정적으로 벅 컨버터(330)를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제6시점(t16)에서, 로드의 변화가 생기면(예: 소모 전력 감소) 출력 전압(VOUT)은 증가될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 감소할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제7시점(t17)에서, 출력 전압이 일정한 전압 범위 내로 유지되면, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다. 예컨대, 출력 전압(VOUT)도 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다.

도 12는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터의 출력 전압이 감소된 경우, 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압을 증가시키는 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.

도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 감소된 구간(T4)에서, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 해당 구간(T4)에서, 인덕터 전류(IL)는, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)을 초과하여 증가할 수 있다. 예컨대, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 더 큰 전류(1210)가 인덕터(L)에 도통될 수 있다. 이를 통해, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)은 기존(예컨대, 화살표 위의 그래프)보다 더 빠르게 증가될 수 있다. 또한, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)은 기존(예컨대, 화살표 위의 그래프)보다 더 빠르게 임계 전압보다 크게 증가될 수 있다.

상술한 방법에 따라, 전자 장치(301)는, 순간적으로 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 감소되는 전압-드롭(voltage-drop) 현상이 발생되더라도, 성능 저하를 최소화할 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, 상기 P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인될 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하도록 설정된 제1비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하도록 설정된 제2비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하도록 설정된 제3비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하도록 설정된 비교 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치을 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하도록 설정된 제1플립플롭을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하도록 설정된 제2플립플롭을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 제3신호에 기반하여, 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하도록 설정된 복수의 멀티플렉서들을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 히스테리시스(hysteresis) 비교기를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 상기 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하도록 설정된 제4비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하도록 설정된 지연 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 AND 게이트를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 DC/DC 컨버터는, 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터(330)를 포함하는 전자 장치(101)의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제1스위치의 일단에서 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제2스위치의 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 상기 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 상기 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제1비교기를 통해, 상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제2비교기를 통해, 상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제3비교기를 통해, 상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 비교 회로를 통해, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제1플립플롭을 통해, 상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제2플립플롭을 통해, 상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 크도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 멀티플렉서들을 통해, 상기 제3신호에 기반하여 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, 히스테리시스(hysteresis) 비교기를 통해, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, 제4비교기를 통해, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, 지연 회로를 통해, 복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, AND 게이트를 통해, 상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1401)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1436) 또는 외장 메모리(1438))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1440))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1401))의 프로세서(예: 프로세서(1420))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

301: 전자 장치
310: 입력 전원
320: 제어 회로
330: 벅 컨버터
335: 제1센싱 회로
337: 제2센싱 회로
340: 로드

Claims

전자 장치(101)에 있어서,
인덕터 및 서로 연결된 제1스위치 및 제2스위치를 포함하는 DC/DC 컨버터(330), 여기서 상기 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 타단은 접지에 연결되고; 및
상기 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어 회로(320)를 포함하고, 상기 제어 회로는,
상기 제1스위치의 상기 일단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하고,
상기 제2스위치의 상기 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하고,
상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하고,
상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인되고,
상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인되는 전자 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하고,
상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하고,
상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하도록 설정된 제1비교기;
상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하도록 설정된 제2비교기;
상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하도록 설정된 제3비교기;
상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하도록 설정된 비교 회로;
상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하도록 설정된 제1플립플롭;
상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하도록 설정된 제2플립플롭; 및
상기 제3신호에 기반하여, 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하도록 설정된 복수의 멀티플렉서들을 포함하는 전자 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 회로는,
상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 히스테리시스(hysteresis) 비교기를 포함하는 전자 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 회로는,
상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 상기 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하도록 설정된 제4비교기;
복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하도록 설정된 지연 회로; 및
상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 AND 게이트를 포함하는 전자 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DC/DC 컨버터는, 벅 컨버터(buck converter)를 포함하는 전자 장치.
DC/DC 컨버터(330)를 포함하는 전자 장치(101)의 동작 방법에 있어서,
상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제1스위치의 일단에서 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하는 동작;
상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제2스위치의 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하는 동작, 여기서 상기 제1스위치의 상기 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 상기 타단은 접지에 연결되고;
상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작; 및
상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항에 있어서,
상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인되고,
상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인되는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은,
상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 N형 FET를 오프 상태로 제어하는 동작; 및
상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 N형 FET를 온 상태로 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은,
상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 N형 FET를 온 상태로 제어하는 동작; 및
상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하고 상기 N형 FET를 오프 상태로 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
제1비교기를 통해, 상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하는 동작;
제2비교기를 통해, 상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하는 동작;
제3비교기를 통해, 상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하는 동작;
비교 회로를 통해, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하는 동작;
제1플립플롭을 통해, 상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하는 동작;
제2플립플롭을 통해, 상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 크도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하는 동작; 및
멀티플렉서들을 통해, 상기 제3신호에 기반하여 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은,
히스테리시스(hysteresis) 비교기를 통해, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은,
제4비교기를 통해, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 상기 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하는 동작;
지연 회로를 통해, 복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하는 동작; 및
AND 게이트를 통해, 상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DC/DC 컨버터는, 벅 컨버터(buck converter)를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.