초록
본 논문에서는 2.9 V ~ 5.6V의 넓은 입력 전압 범위를 가지는 웨어러블 AMOLED용 2-채널 DC-DC 변환기를 설계한다. 양전압 VPOS는 과도한 입력전압이 인가된다 하더라도 정상 출력 전압을 생성되는 OPC를 내장하고, 경부하 효율을 제고하기 위한 SPWM-PWM 듀얼모드 및 파워 트랜지스터 3-분할을 적용한 부스트 변환기로 설계한다. 음전압 VNEG는 전력 효율을 높이기 위해 0.5x 인버팅 차지펌프를 이용해 설계한다. 제안된 DC-DC 변환기는 0.18-㎛ BCDMOS 공정으로 설계하였다. DC-DC 변환기는 2.9V~5.6V의 입력 전압에 대해 4.6V의VPOS와 -0.6V~-2.3V의 VNEG 전압을 생성한다. 또한 1mA~70mA 부하전류에서 49%~92%의 전력효율과 최대 20mV의 출력 리플을 가졌다.
This paper proposes a 2-ch DC-DC converter with a wide-input voltage range from 2.9V~5.6V for wearable AMOLED displays. For positive voltage VPOS, a boost converter is designed using an over-charged voltage permissible circuit (OPC) which generates a normal output voltage even if over-input voltage is applied, and a SPWM-PWM dual mode with 3-segmented power transistors to improve efficiency at light load. For negative voltage VNEG, a 0.5x regulated inverting charge pump is designed to increase power efficiency. The proposed DC-DC converter was designed using a 0.18-㎛ BCDMOS process. Simulation results show that the proposed DC-DC converter generates VPOS voltages of 4.6 V and VNEG voltage of -0.6V~-2.3V for input voltage of 2.9V to 5.6V. In addition, it has power efficiency of 49%~92%, output ripple voltage has less than 20 mV for load current range of 1 mA~70 mA.