• 전기전자학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.586-592
• /
• 2014

본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage Complementary MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 DC-DC Buck 컨버터를 제안하였다. 높은 효율을 얻기 위하여 PWM 제어방식을 사용하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS 스위치 소자를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 제안한 Buck 컨버터는 밴드갭 기준 전압 회로, 삼각파 발생기, 오차 증폭기, 비교기, 보상 회로, PWM 제어 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 전원전압(3.3V)부터 접지까지 출력 진폭의 범위를 갖는 1.2MHz의 주파수를 생성하며, 비교기는 2단 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 이득과 $64^{\circ}$의 위상여유를 갖도록 설계하였다. 또한 제안한 Buck 컨버터는 current-mode PWM 제어회로와 낮은 온 저항을 갖는 스위치를 사용하여 100mA의 출력 전류에서 최대 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA 이하의 대기모드에도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO 레귤레이터를 설계하였으며, 또한 2개의 IC 보호 회로를 내장하여 신뢰성을 확보하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.77-82
• /
• 2013

본 논문에서는 인덕터의 흐르는 전류를 감지하여 출력 전압을 일정하게 유지시키는 Peak Current-mode 방식의 DC-DC Buck Converter를 제안하고, 소신호 모델링에 기초하여 Power Stage 설계 방법과 시스템의 안정도를 설계하는 방법을 제안한다. 또한, dc-dc 컨버터의 신뢰성과 성능을 향상시키기 위해 보호회로를 추가하였다. 그리고 정전기 방지를 위하여 ESD 보호회로를 제안하였다. 제안된 보호회로는 게이트-기판 바이어싱 기술을 이용하여 낮은 트리거 전압을 구현하였다. 시뮬레이션 결과는 일반적인 ggNMOS의 트리거 전압(8.2V) 에 비해 고안된 소자의 트리거 전압은 4.1V 으로 더 낮은 트리거 전압 특성을 나타냈다. 본 논문에서 제안하는 회로의 시뮬레이션은 0.35um BCB 공정 파라미터를 이용하였고, Mathworks 사의 Mathlab과 Synopsys 사의 HSPICE 프로그램을 사용하여 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
• /
• pp.411-414
• /
• 2011

본 논문에서는 DPSS 기능을 갖는 3중 모드 DC-DC buck 변환기를 설계하였다. 설계된 buck 변환기는 부하 전류가 큰 경우(80mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~80mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep-mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 제어 방식에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um 공정을 이용하여 설계되었다. 3.3V의 입력전압을 받아 2.5V의 출력전압으로 강압시키며, 최대 부하전류는 500mA이고, 스위칭 주파수는 1MHz이다. 최대효율은 97.03 %, 칩 크기는 PAD를 포함하여 $1465um{\times}895um$이다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제5권1호
• /
• pp.171-178
• /
• 2010

Resonant parametric perturbation (RPP) method is an effective non-feedback method for controlling chaos. In this paper, the above method is applied for the current programmed buck-boost dc-dc converter which exhibits chaotic for wide parameter variations. The different possible operating regimes leading to chaotic operation of the current mode controlled buck-boost converter is discussed and the control of chaos by RPP method is demonstrated through computer simulations and experimental studies. The converter is stabilized to period 1 operation practically.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제11권1호
• /
• pp.24-28
• /
• 2010

A simulation study of a current-mode direct current (DC)-DC buck converter is presented in this paper. The converter, with a fully integrated power module, is implemented by using sense method metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) and bipolar complementary metal-oxide-semiconductor (BiCMOS) technology. When the MOSFET is used in a current sensor, the sensed inductor current with an internal ramp signal can be used for feedback control. In addition, the BiCMOS technology is applied in the converter for an accurate current sensing and a low power consumption. The DC-DC converter is designed using the standard $0.35\;{\mu}m$ CMOS process. An off-chip LC filter is designed with an inductance of 1 mH and a capacitance of 12.5 nF. The simulation results show that the error between the sensing signal and the inductor current can be controlled to be within 3%. The characteristics of the error amplification and output ripple are much improved, as compared to converters using conventional CMOS circuits.

• 전기학회논문지
• /
• 제67권4호
• /
• pp.531-537
• /
• 2018

This paper propose a bidirectional dc-to-dc converter employing dual inductor for current ripple reduction. Conventional bidirectional dc-to-dc converter uses a single inductor for two different modes; boost and buck; therefore it is difficult to satisfy the optimized inductance value for each mode. To improve this problem, the proposed converter adds two switches, a diode, and one inductor. By proper switching of the additional switch, the proposed converter operates with a inductor in boost mode, but it works with dual inductor in buck mode. Hence in both modes the proposed bidirectional converter can be operated with optimized inductance values. Most of all the optimized inductance in buck mode can reduce the current ripple and its effective value(rms), which are directly related to the temperature increase resulted in short lifetime of battery. To verify the validity of the proposed approach, we first analyzes the operation of the proposed converter theoretically, and implement computer-aided simulations and experiments using a prototype.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권8호
• /
• pp.24-31
• /
• 2008

최근 휴대용 멀티미디어 기기에 있어서 파워 컨버터 블록이 매우 중요한 블록으로 부각되고 있다. 본 논문에서는 휴대 기기를 위한 고성능 DC-DC buck 컨버터를 설계하였다. DC-DC buck 컨버터의 컨트롤러에는 전류를 이용한 컨트롤 방법을 사용하였다. 설계된 전류 방식 DC-DC buck 컨버터는 standard $0.18{\mu}m$ 공정을 통하여 칩으로 제작 되었고, 전체 칩의 크기는 $1.2mm^2$이다. 제작된 칩은 $1\sim1.5MHz$의 주파수에서 동작 하였고, 최대 400mA의 부하 전류를 구동할 수 있다. 또한 컨버터의 최대 변환 효율은 86%이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권6호
• /
• pp.25-32
• /
• 2011

본 논문에서는 휴대기기를 위한 고효율 전류구동방식의 DC-DC 벅 변환기를 제안한다. 제안된 전류구동방식의 DC-DC 컨버터는 파워스위치의 전도손실을 최소화하는 적응형 사구간 제어기법을 적용하여 부하전류에 따라 효율을 2~5%이상 향상시킨다. 설계된 DC-DC 벅 변환기는 0.35${\mu}m$ CMOS공정을 이용하여 칩으로 제작 되었으며, 전체 칩의 크기는 0.97$mm^2$이다. 제작된 칩의 입력전압범위는 2.5V~3.3V이고, 출력전압은 1.8V이며 리플전압은 10mV이하로 나타내고 있다. 최대 500mA의 부하 전류에서 구동할 수 있도록 설계 하였고, 200mA에서 최대 93%의 전력효율을 나타내고 있다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제7권4호
• /
• pp.318-327
• /
• 2007

The design and performance analysis of a power factor corrected (PFC), single-phase, single switch flyback buck-boost ac-dc converter is carried out for low power battery charging applications. The proposed configuration of the flyback buck-boost ac-dc converter consists of only one switch and operates in discontinuous current mode (DCM), resulting in simplicity in design and manufacturing and reduction in input current total harmonic distortion (THD). The design procedure of the flyback buck-boost ac-dc converter is presented for the battery charging application. To verify and investigate the design and performance, a simulation study of the flyback buck-boost converter in DCM is performed using the PSIM6.0 platform. A laboratory prototype of the proposed single switch flyback buck-boost ac-dc converter is developed and test results are presented to validate the design and developed model of the system.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.134-142
• /
• 2011

본 논문에서는 3중 모드 고효율 DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 설계된 벅 변환기는 부하 전류가 큰 경우(100mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~100mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 모드에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 설계된 변환기는 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um공정을 이용하여 설계되었다. 최대 효율은 96.4% 이고, 최대 부하 전류는 500mA이다. 입력과 출력 전압은 각각 3.3V와 2.5V이며, 칩 크기는 PAD를 포함하여 1.15mm ${\times}$ 1.10mm이다.