• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.859-866
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• 2020

본 논문에서는 2.9 V ~ 5.6V의 넓은 입력 전압 범위를 가지는 웨어러블 AMOLED용 2-채널 DC-DC 변환기를 설계한다. 양전압 V_POS는 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 V_NEG는 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 4.6V의V_POS와 -0.6V~-2.3V의 V_NEG 전압을 생성한다. 또한 1mA~70mA 부하전류에서 49%~92%의 전력효율과 최대 20mV의 출력 리플을 가졌다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.320-327
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• 2014

최근 휴대용 전자기기의 발달로 인해 전력관리회로 기술의 중요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 휴대기기를 위한 고성능 DC-DC 벅 변환기를 설계하였으며 특히 출력에서의 리플 전압을 작게 하고 수 A급의 대용량 출력전류의 안정적인 구동이 가능하도록 2-페이스 구조를 사용하여 설계하였다. 설계된 전압모드 2-페이스 벅 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 통하여 칩으로 제작되었고 전체 칩의 크기는 $2.35{\times}2.35mm^2$, 동작주파수는 4MHz, 최대 4A의 부하전류를 구동할 수 있으며 최대 변환효율은 91% 이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.139-144
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• 2016

본 논문은 가변 스위칭 주파수 PFM을 이용한 DC-DC 변환기의 집적회로 개발 시, 적용 가능한 주요 기능 블록의 설계에 관한 것이다. DC전압 변환 시 부하에 공급되는 전류가 작거나 출력전압이 설정값 근처에 도달했을 때 PFM 모드로 동작시켜 전력변환 효율을 높일 수 있다. PFM DC-DC 변환기 구현에 필요한 PFM 신호 발생회로, PFM 주파수 제어기, 출력전압감지회로 그리고 과전류보호회로를 설계하였다. 설계를 위한 공정파라미터는 내압 12[V], 최소선폭 $0.35[{\mu}m]$, 2P_2M CMOS 공정을 사용하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권9호
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• pp.1-7
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• 2008

본 논문은 0.35$\mu$m CMOS 공정으로 설계된 무선 모바일 시스템의 전력구동을 위한 3.3V 입력 1.8V 출력의 스텝다운 전압모드 DC-DC 변환기를 제안한다. 제안된 커패시터 멀티플라이어 기법은 오차보정중폭기의 보상회로 블록의 크기를 30%까지 줄여서 칩 안에 집적화 하였다. 이를 통하여 회로의 안정성을 향상시키기 위해서 칩 외부에 위치되었던 수동소자들이 없어지게 되었다. 또한 저 전력 버퍼를 이용해서 기존의 DC-DC 변환기보다 효율을 평균 3%정도 향상 시켰다. 제안한 변환기는 측정 결과, 부하전류 200mA에서 1.17%의 미만의 출력전압 리플을 가지며 최대 83.9%의 전력효율을 가진다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권6호
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• pp.37-48
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• 2005

내장형 시스템의 DC-DC 변환기나 배터리의 효율은 시스템을 구성하는 디바이스들의 종류 및 다양한 동작 패턴에 따른 전류의 시간적인 변화에 영향을 받는다. 이러한 특성은 DC-DC 변환기나 배터리의 효율을 분석하기 위해서는 다양한 부하를 가지는 실제 시스템을 구현, 응용프로그램을 수행하고, 배터리와 DC-DC 변환기를 포함한 전원 공급 회로를 연결하여 실제로 전력 소모를 측정할 것을 요구하지만, 이와 같이 실제 시스템을 구현한다는 것은 엄청난 개발 시간과 비용을 요구한다. 본 논문에서는 부하들의 전력 소모를 측정에 의해 얻어 저장하고 전원 공급 회로로부터 실제 시스템의 부하처럼 전력을 소모하도록 에뮬레이션 해줄 수 있는 시스템을 구현하였다. 구현한 부하 에뮬레이터(load emulator)는 측정한 전력 소모 프로파일의 양을 줄이기 위해 패턴 인식 후 압축하는 알고리즘을 사용하며, 저속 대용량 능동부하(active load)와 고속 소용량 능동부하들로 이루어진 비대칭(heterogeneous) 구조로 구현함으로써 전력 소모의 양이 많고 전력 소모가 신속하게 변하는 디지털 시스템의 부하를 에뮬레이션 할 수 있게 해준다. 구현한 부하 에뮬레이터의 성능을 평가하기 위해 하드디스크의 전력 소모를 측정 및 재생하여 비교하며, 부하 에뮬레이터의 응용으로써 부하의 전력 소모 패턴에 따른 DC-DC 변환기의 효율을 검토해 보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.568-573
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• 2009

본 논문에서 0.13um CMOS 공정으로 설계된 배터리 기반 휴대용 통신 시스템 구동용의 온칩 시동회로를 갖는 스텝다운 CMOS DC-DC 변환기를 제안하였다. 1MHz의 스위칭 주파수를 기반으로 설계된 벅 변환기에는 온칩 시동회로와 커패시터 멀티플라이어 기법을 이용한 보상회로를 포함시켰다. 칩 측정 결과 2.5V ${\sim}$3.3V의 입력 전압을 1.2V로 강압시키는데 최대 87.2%의 효율을 갖는다. 최대 부하 전류, 출력 전류 리플 및 전압 리플은 각각 500mA, 25mA, 24mV 이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권2호
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• pp.95-103
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• 2007

동적 전압 조절(Dynamic voltage scaling, DVS) 기법은 가장 효과적이면서 가장 잘 알려진 전력 관리 기법 중 하나이다. DVS가 효율적인 여유 시간(Slack time) 분배 방법, 전압 할당 방법 등 다양한 방면에서 연구되었지만, 전압 변경 가능 프로세서 이외의 장치들에 대한 영향은 제대로 연구되지 못했다. DC-DC 변환기는 오늘날 대부분의 내장형 시스템에서 내부 장치들을 위한 다양한 값의 공급 전압 생성 및 전압 안정화 기능을 제공하는 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 공급 전압의 계속적인 변경이 필요한 DVS를 적용하기 위해서는 필수적인 구성 요소이다. 이 논문에서는 DC-DC 변환기의 전력 소모를 포함한 시스템의 에너지 소모에 대해 분석하고 이를 바탕으로 DC-DC 변환기를 포함하는 시스템 또는 이와 유사한 형태의 에너지 소모 특성을 가지는 시스템에서 에너지 소모를 최소화하는 새로운 에너지 최적 오프라인 DVS 스케줄링 알고리즘을 제안하고, 실험 결과를 통해 제안된 알고리즘이 어떤 종류의 설정에서도 기존의 DVS 알고리즘보다 더 적은 에너지 소모의 스케줄을 생성함을 보여준다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.89-93
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• 2017

본 논문은 Buck-Boost DC-DC 변환기를 이용하여 다중 대역으로 존재하는 RF 신호를 수집하여 에너지를 생성하는 에너지 수집 시스템에 대하여 소개한다. 수집된 전기에너지를 사용하는 부하의 저항이 지속적으로 변하는 환경에서는 부하 저항이 변하여도 DC-DC 변환기의 입력저항이 변하지 않는 Buck-Boost DC-DC 변환기를 사용하였다. 입력으로 들어오는 RF 신호의 주파수 대역이 다양하므로 다중대역을 다 처리 할 수 있도록 정류기를 대역별로 설계하고 정류기 앞에 각 대역별로 매칭 회로를 추가하였다. 크기가 매우 작은 RF 신호를 효과적으로 수집하기 위한 정류기를 위하여 각 대역에서 수집하여 발생시킨 전압을 계속 누적하여 축적하는 방법을 고안하여 매우 작은 크기의 입력 신호에도 일정한 전압이 출력되게끔 회로를 설계하였다. 입력이 -20 dBm의 크기를 가진 RF 신호에도 출력 효율이 20% 정도까지 낼 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.361-364
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• 2013

기존의 DC-DC 부스트 변환기에서 사용되는 non-overlapping gate driver는 dead-time이 고정되어 있기 때문에 body-diode conduction loss 또는 charge-sharing loss가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 손실을 줄이기 위해 사용된 기존의 적응제어 방식의 경우는 CCM 동작 시 전력트랜지스터가 동시에 on이 되는 구간이 발생하여 시스템 효율이 감소하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문 에서는 이러한 문제점을 해결할 dead-time 적응제어 기능과 power switching 기능을 갖는 DC-DC 부스트 변환기를 설계 하였다. CMOS 0.35um 공정을 사용하였고, 2.5V 입력으로 3.3V의 출력전압을 얻으며, 스위칭 주파수는 500kHz 이다. 부하전류 150mA일 때 가장 높은 95.3%의 효율을 얻었다. 설계된 회로의 칩 면적은 $1720um{\times}1280um$이다.

• 산업기술연구
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• 제29권B호
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• pp.145-149
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• 2009

A RF-DC converter is one of the most important components for a wireless power transmission. It has been developed for many applications such as space solar power system, and Radio Frequency Identification(RFID). In this paper, we designed three types of RF-DC converter and compare the performance of each. All types RF-DC convertoer have a maximum conversion efficiency at input power level of 0 dBm~5 dBm and RF-DC converter of third type was the best performance that has a 21.9% of conversion efficiency.