KR100962376B1 - 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로 - Google Patents

동기 벅 컨버터의 전류측정 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR100962376B1
KR100962376B1 KR1020080020924A KR20080020924A KR100962376B1 KR 100962376 B1 KR100962376 B1 KR 100962376B1 KR 1020080020924 A KR1020080020924 A KR 1020080020924A KR 20080020924 A KR20080020924 A KR 20080020924A KR 100962376 B1 KR100962376 B1 KR 100962376B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
inductor
component
capacitor
measurement
Prior art date
Application number
KR1020080020924A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090095783A (ko
Inventor
정세교
Original Assignee
경상대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경상대학교산학협력단 filed Critical 경상대학교산학협력단
Priority to KR1020080020924A priority Critical patent/KR100962376B1/ko
Publication of KR20090095783A publication Critical patent/KR20090095783A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100962376B1 publication Critical patent/KR100962376B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/145Indicating the presence of current or voltage
    • G01R19/15Indicating the presence of current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/003Measuring mean values of current or voltage during a given time interval
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 종류의 저항 및 커패시터, 연산회로를 이용하여 저전압으로 동작하는 전자소자의 전원장치로 사용되는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 전압원(100)과 직렬 연결되며 전류의 흐름을 스위칭 제어하는 모스 트랜지스터부(210) 및 스위칭 전압을 평활하는 인덕터-커패시터 필터부(220)로 구성되는 동기 벅 컨버터부(200); 및 상기 인덕터-커패시터 필터부(220)의 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222)에 병렬로 연결되며 인덕터 전류(224)의 직류 성분을 측정하기위한 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402), 상기 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402)에 병렬로 연결되며 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분을 측정하기위한 제 2 측정용 저항(404) 및 제 2 측정용 커패시터(405), 및 상기 제 1 측정용 커패시터(402) 및 제 2 측정용 커패시터(405) 각각의 양단전압(403)(406)으로부터 각각 직류전류 값 및 교류전류 값을 계산하기 위한 연산회로부(410)로 이루어지는 전류측정 회로(400);를 포함하여 구성되는 특징이 있다.
동기 벅 컨버터, 모스 트랜지스터, 직류성분, 교류성분

Description

동기 벅 컨버터의 전류측정 회로 {Current measurement circuit for synchronous buck converter}
본 발명은 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 종류의 저항 및 커패시터, 연산회로를 이용하여 저전압으로 동작하는 전자소자의 전원장치로 사용되는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에 관한 것이다.
통상적으로 마이크로프로세서와 같은 전자소자에 전원을 공급하기 위해서는 저전압 및 고전류의 전원장치가 필요하다. 상기의 필요에 의해서 고전압의 직류를 저전압의 직류로 강압하는 장치가 사용된다. 상기와 같은 장치가 벅 컨버터이며 상기 벅 컨버터는 전류의 흐름을 온오프 제어하는 모스 트랜지스터, 프리휠링 다이오드, 스위칭 전압을 평활하는 인덕터-커패시터 필터로 구성된다.
한편, 상기의 벅 컨버터를 구성함에 있어 저전압 출력을 얻기 용이하도록 상기 프리휠링 다이오드를 대신하여 전압강하가 작은 모스 트랜지스터를 사용한다. 상기와 같이 두 개의 모스 트랜지스터를 이용하여 벅 컨버터를 구성하는 것을 동기 벅 컨버터라고 한다.
상기 동기 벅 컨버터는 저전압 및 고전류 특성을 가지므로 저항을 이용하여 전류를 측정하면 전력손실이 크게 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 동기 벅 컨버터는 전류의 전환 비가 매우 커야하므로 우수한 전류제어 성능이 필요하다. 따라서 전류제어의 성능향상을 위해 상기 동기 벅 컨버터의 정확한 전류측정 회로가 필요하다.
상기의 필요성에 의해 종래의 전류측정 회로를 구비한 동기 벅 컨버터가 발명되었다. 도 1은 종래 기술의 전류측정 회로를 구비한 동기 벅 컨버터의 구성 회로도이며, 도 1을 참조하여 종래 기술을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로는 전압원(100), 상기 전압원(100)과 직렬로 연결되는 동기 벅 컨버터(200), 및 상기 동기 벅 컨버터(200)의 인덕터(221) 및 등가저항(222)에 병렬로 연결된 저항(310), 커패시터(320) 및 상기 커패시터(320)의 양단전압(330)을 증폭시키는 증폭기(340)가 구비되는 전류측정 회로(300)를 포함하여 구성된다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 전류측정 회로(300)의 작용 및 동작에 대해 설명한다.
상기 인덕터(221)에 흐르는 인덕터 전류(224)에 의해 상기 인덕터(221) 및 등가저항(222) 양단에 전압이 인가되며 상기 전압(225)은 하기의 수학식 1과 같다.
Figure 112008016497223-pat00001
한편, 상기 인덕터(221) 및 등가저항(222)에 병렬로 연결되는 저항(310) 및 커패시터(320)에서 상기 커패시터 양단에 인가되는 전압(330)은 하기의 수학식 2와 같다.
Figure 112008016497223-pat00002
상기 수학식 2로부터
Figure 112008016497223-pat00003
일 경우,
Figure 112008016497223-pat00004
이 된다. 따라서, 상기의
Figure 112008016497223-pat00005
조건을 만족하도록 상기 저항(310) 및 커패시터(320)의 값을 설정해주면 상기 커패시터 양단 전압(330)은 상기 인덕터 전류(224)와 비례하는 관계를 가지게 된다. 상기와 같은 방법에 의해 얻어지는 상기 커패시터(320)의 양단전압(330)을 적절한 이득을 가지는 상기 증폭기(340)를 이용하여 크기를 변환하면 상기 인덕터 전류(224)를 구할 수 있다. 상기와 같은 전류측정 방법은 상기 인덕터(221)에 직렬로 직접 저항을 삽입하여 전류를 측정하는 방법에 비해 전력 손실이 작은 장점이 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 전류측정 회로(300)에서는 상기 등가저항(222) 값이 바뀌게 되면
Figure 112008016497223-pat00006
이 되어 전류 측정값에 오차가 발생하는 문제점이 있다.
상기 오차가 발생하는 문제점을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 주파수 변동에 따른 인덕터의 저항 값 변화를 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 등가저항(222)은 상기 인덕터 전류(224)가 직류일 경우,
Figure 112008016497223-pat00007
의 저항 값을 가지게 되지만, 상기 인덕터 전류(224)의 주파수가 증가할 경우 인덕터 코어의 와전류에 의해 저항 값이 증가하게 된다. 따라서, 특정 주파수(fs)에서 상기 인덕터(221)의 실효저항 값은
Figure 112008016497223-pat00008
으로 변화하게 되며, 상기의 작용으로 인해 전류측정에 오차가 발생한다.
여기서,
Figure 112008016497223-pat00009
는 직류성분 저항 이고
Figure 112008016497223-pat00010
는 교류성분 저항이다.
상기 도 2를 참조하여 설명한 작용에 의해서 종래의 동기 벅 컨버터(200)의 인덕터 전류(224)는 직류성분 및 고주파의 교류성분을 모두 가지게 된다. 이로 인해 종래의 전류측정 회로(300)를 사용할 경우, 상기 전류측정 회로(300)의 저항(310) 및 커패시터(320) 값의 선정에 있어서
Figure 112009076029580-pat00011
의 값을 적용할 경우 교류성분의 측정에 오차가 발생하고,
Figure 112009076029580-pat00012
의 값을 적용할 경우 직류성분의 측정에 오차가 생기게 된다.
이와 같이, 종래 기술에 의한 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에서는 상기와 같은 원인으로 인하여 직류 또는 교류성분의 전류측정 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로는 직류 측정용 저항 및 커패시터, 고주파 교류 측정용 저항 및 커패시터, 두 개의 증폭기, 평균전류계산기 및 감산기, 및 가산기로 구성된 전류측정 회로를 제공함에 있다.
또한, 상기의 전류측정회로를 제공하여 인덕터 전류의 직류성분 및 교류성분 모두를 정확히 측정함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로는 저전압으로 동작하는 전자소자의 전원장치로 이용되는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에 있어서, 전압원(100)과 직렬 연결되며 전류의 흐름을 스위칭 제어하는 모스 트랜지스터부(210) 및 스위칭 전압을 평활하는 인덕터-커패시터 필터부(220)로 구성되는 동기 벅 컨버터부(200); 및 상기 인덕터-커패시터 필터부(220)의 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222)에 병렬로 연결되며 인덕터 전류(224)의 직류 성분을 측정하기위한 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402), 상기 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402)에 병렬로 연결되며 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분을 측정하기위한 제 2 측정용 저항(404) 및 제 2 측정용 커패시터(405), 및 상기 제 1 측정용 커패시터(402) 및 제 2 측정용 커패시터(405) 각각의 양단전압(403)(406)으로부터 각각 직류전류 값 및 교류전류 값을 계산하기 위한 연산회로부(410)로 이루어지는 전류측정 회로(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 가진다.
여기서, 상기 모스 트랜지스터부(210)는 제 1 모스 트랜지스터(211) 및 제 2 모스 트랜지스터(212)가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 가지며 상기 인덕터-커패시터 필터부(220)는 상기 제 2 모스 트랜지스터(212)에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 가진다.
또한, 상기 제 1 측정용 커패시터(402)의 양단 전압(403)은 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분에 대한 정보를 가지는 것을 특징으로 가지며 상기 제 2 측정용 커패시터(405)의 양단 전압(406)은 특정 주파수(fs)에 대한 정보를 가지는 것을 특징으로 가진다.
또한, 상기 연산회로부(410)는 상기 제 1 측정용 커패시터의 양단 전압(403)을 증폭하여 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분에 대한 정보를 획득하며 상기 인덕터 전류(224)의 직류전류 값을 계산하기 위한 제 1 연산증폭기(411); 상기 제 2 측정용 커패시터의 양단 전압(406)을 증폭하여 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분에 대한 정보를 획득하며 상기 인덕터 전류(224)의 교류전류 값을 계산하기 위한 제 2 연산증폭기(412); 상기 제 2 연산증폭기(412)에서 증폭한 전압으로부터 상기 인덕터 전류(224)의 교류성분을 추출하기 위한 평균전류 계산기(413) 및 감산기(414); 및 상기 직류 및 교류전류 성분을 합성하기 위한 가산기(415);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 가진다.
여기서, 상기 평균전류 계산기(413)는 상기 제 2 연산증폭기(412)의 출력을 입력으로 받아 상기 인덕터 전류(224)의 직류전류 성분만을 출력하여 상기 감산기(414)의 입력으로 보내는 것을 특징으로 가지며 상기 감산기(414)는 상기 제 2 연산증폭기(412)의 직류전류 성분 및 교류전류 성분이 내재되어 있는 출력을 입력받으며 상기 제 2 연산증폭기(412)의 직류전류 성분 및 교류전류 성분이 내재되어 있는 출력에서 상기 평균전류 계산기(413)를 통해 출력되는 직류전류 성분을 차감하여 교류전류 성분의 출력을 상기 가산기(415)의 입력으로 보내는 것을 특징으로 가진다.
또한, 상기 가산기(415)는 상기 감산기(414)의 출력인 상기 인덕터 전류(224)의 교류전류 성분 및 상기 제 1 연산증폭기(411)의 출력인 상기 인덕터 전류(224)의 직류전류 성분을 합성하여 측정전류(420)를 구하는 것을 특징으로 가진다.
본 발명에 따른 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로는 인덕터 전류의 직류성분 및 교류성분을 각각 추출하는 회로를 적용하여 상기 인덕터 전류를 정확히 측정함으로써 상기 동기 벅 컨버터의 전류제어 성능을 향상시켜 마이크로프로세서와 같은 저전압 및 고전류 전자소자에 안정된 전원을 공급하는 효과가 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 2는 주파수 변동에 따른 인덕터의 저항 값 변화를 나타낸 그래프이며, 도 3은 본 발명의 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로의 구성 회로도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 작용 및 동작에 대해 설명한다.
우선 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전압원(100)과 직렬 연결되며 전류의 흐름을 스위칭 제어하는 모스 트랜지스터부(210) 및 스위칭 전압을 평활하는 인덕터-커패시터 필터부(220)로 구성되는 동기 벅 컨버터부(200); 및 상기 인덕터-커패시터 필터부(220)의 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222)에 병렬로 연결되며 인덕터 전류(224)의 직류 성분을 측정하기위한 제 1 측정용 저항(401) 및 커패시터(402), 상기 제 1 측정용 저항(401) 및 커패시터(402)에 병렬로 연결되며 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분을 측정하기위한 제 2 측정용 저항(404) 및 커패시터(405), 및 상기 제 1 및 제 2 측정용 커패시터(402)(405)의 양단전압(403)(406)으로부터 각각 직류전류 값 및 교류전류 값을 계산하기 위한 연산회로부(410)로 이루어지는 전류측정 회로(400);를 포함하여 구성된다.
상기 연산회로부(410)는 제 1 연산증폭기(411), 제 2 연산증폭기(412), 평균전류 계산기(413), 감산기(414), 및 가산기(415)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 모스 트랜지스터부(210)는 제 1 모스 트랜지스터(211) 및 제 2 모스 트랜지스터(212)로 구성되며, 상기 인덕터-커패시터 필터부(220)는 상기 제 2 모스 트랜지스터(212)에 병렬로 연결되며 인덕터(221), 인덕터 등가저항(222), 및 커패시터(223)가 직렬연결을 가진다.
상기 동기 벅 컨버터(200)의 동작은 상기 전압원(100)의 전압인가로 인하여 상기 제 1 및 제 2 모스 트랜지스터(211)(212)의 스위칭에 의해 작동을 시작한다. 상기 스위칭 작동에 의해 상기 인덕터-커패시터 필터부(220)의 인덕터(221)에 소정의 전류가 흐른다.
상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류(224)는 상기 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222) 양단에 전압강하를 일으키며 이로 인해 상기 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222)에 병렬로 연결되는 상기 제 1 측정용 저항(401), 제 2 측정용 저항(404), 제 1 측정용 커패시터(402), 및 제 2 측정용 커패시터(405)의 양단에도 동일한 전압이 인가된다.
여기서, 상기 인덕터 전류(224)에 의해 상기 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222) 양단에 인덕터 양단전압(225)이 인가되며 상기 인덕터 양단전압(225)
Figure 112008016497223-pat00013
은 하기의 수학식 3과 같다.
Figure 112008016497223-pat00014
한편, 상기 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222)에 병렬로 연결되는 제 1 측정용 저항(401), 제 2 측정용 저항(404), 제 1 측정용 커패시터(402), 및 제 2 측정용 커패시터(405)에서 상기 제 1 측정용 커패시터(402) 및 제 2 측정용 커패시 터(405) 양단에 인가되는 전압은 각각 제 1 측정용 커패시터 양단전압(403)
Figure 112008016497223-pat00015
및 제 2 측정용 커패시터 양단전압(406)
Figure 112008016497223-pat00016
이며 하기의 수학식 4 및 수학식 5와 같다.
Figure 112008016497223-pat00017
Figure 112008016497223-pat00018
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분 측정을 위한 상기 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402) 값은 상기 인덕터 등가저항(222)
Figure 112008016497223-pat00019
값이
Figure 112008016497223-pat00020
인 경우에 대해서
Figure 112008016497223-pat00021
조건을 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분 측정을 위한 제 2 측정용 저항(404) 및 제 2 측정용 커패시터(405) 값은 상기 인덕터 등가저항(222) 값이 특정 주파수(fs)에서
Figure 112008016497223-pat00022
인 경우에 대해서
Figure 112008016497223-pat00023
조건을 만족하도록 설정되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기
Figure 112008016497223-pat00024
는 직류성분 저항이고
Figure 112008016497223-pat00025
는 교류성분 저항이다.
한편, 상기 도 2를 참조하여 설명한 조건에 따라 상기 제 1 측정용 커패시터 양단전압(403)은 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분에 대해서 정확한 정보를 가지게 된다. 상기 제 1 측정용 커패시터 양단전압(403)은 적절한 이득을 가지는 상기 제 1 연산증폭기(411)에 입력되며 상기 제 1 연산증폭기(411)에 의해 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분을 출력한다.
또한, 상기 도 2를 참조하여 설명한 조건에 따라 상기 제 2 측정용 커패시터 양단 전압(406)은 상기 특정 주파수(fs)에 대해서 정확한 정보를 가지게 된다. 하지만 상기 특정 주파수(fs)에 대한 정보는 불필요한 직류성분을 포함하고 있다. 이를 제거하기 위해 상기 제 2 측정용 커패시터 양단전압(406)은 상기 제 2 연산증폭기(412)에 입력되어 증폭된다. 상기 제 2 연산증폭기(412)를 통해 증폭된 출력은 상기 평균전류계산기(413)에 입력되어 상기 평균전류계산기(413)에서 불필요한 직류성분만을 출력한다. 상기 불필요한 직류성분 및 상기 제 2 연산증폭기(412)의 출력은 감산기(414)에 입력되어 상기 인덕터 전류의 직류성분 및 교류성분을 모두 포함하고 있는 상기 제 2 연산증폭기(412)의 출력에서 불필요한 직류성분이 제거된 상기 인덕터 전류(224)의 교류성분을 출력하며 상기 인덕터 전류(224)의 교류성분은 상기 가산기(415)에 입력된다.
여기서, 상기 특정주파수(fs)에 대한 정확한 정보는 고주파 교류성분인 것이 바람직하다.
한편, 상기 가산기(415)는 상기 제 1 연산증폭기(411)에서 출력한 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분 및 상기 감산기(414)에서 출력한 불필요한 직류성분을 제거한 상기 인덕터 전류(224)의 교류성분을 입력받아 상기 직류성분 및 교류성분을 합성하여 측정전류(420)를 출력한다.
전술한 과정에 따라 본 발명의 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로는 상기 인덕터 전류의 직류 및 교류성분에 대한 정확한 값을 측정한다.
도 1은 종래 기술에 따른 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로의 구성 예를 나타낸 회로도이며,
도 2는 동기 벅 컨버터의 동작 주파수 변동에 따른 인덕터의 저항 값 변화를 나타낸 그래프이며,
도 3은 본 발명에 따른 동기 벅 컨버터의 전류측정 및 연산회로를 나타낸 회로도이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
100: 전압원 200: 동기 벅 컨버터부
210: 모스 트랜지스터부 211: 제 1 모스 트랜지스터
212: 제 2 모스 트랜지스터 220: 인덕터-커패시터 필터부
221: 인덕터 222: 인덕터 등가저항
223: 커패시터 224: 인덕터 전류
225: 인덕터 양단전압 226: 출력전압
300: 전류측정 회로 310: 측정용 저항
320: 측정용 커패시터 330: 측정용 커패시터 양단전압
340: 증폭기 350: 측정전류
400: 전류측정 회로 401: 제 1 측정용 저항
402: 제 1 측정용 커패시터 403: 제 1 측정용 커패시터 양단전압
404: 제 2 측정용 저항 405: 제 2 측정용 커패시터
406: 제 2 측정용 커패시터 양단전압 410: 연산회로부
411: 제 1 연산증폭기 412: 제 2 연산증폭기
413: 평균전류계산기 414: 감산기
415: 가산기 420: 측정전류

Claims (7)

  1. 저전압으로 동작하는 전자소자의 전원장치로 이용되는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로에 있어서,
    전압원(100)과 직렬 연결되며 전류의 흐름을 스위칭 제어하는 제 1 모스 트랜지스터(211)와 제 2 모스 트랜지스터(212)로 이루어지는 모스 트랜지스터부(210) 및 상기 제 2 모스 트랜지스터(212)에 병렬로 연결되며 스위칭 전압을 평활하는 인덕터-커패시터 필터부(220)로 구성되는 동기 벅 컨버터부(200); 및
    상기 인덕터-커패시터 필터부(220)의 인덕터(221) 및 인덕터 등가저항(222)에 병렬로 연결되며, 인덕터 전류(224)의 직류 성분을 측정하기 위한 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402), 상기 제 1 측정용 저항(401) 및 제 1 측정용 커패시터(402)에 병렬로 연결되며 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분을 측정하기 위한 제 2 측정용 저항(404) 및 제 2 측정용 커패시터(405), 및 상기 제 1 측정용 커패시터(402) 및 제 2 측정용 커패시터(405) 각각의 양단전압(403)(406)으로부터 각각 직류전류 값 및 교류전류 값을 계산하기 위한 연산회로부(410)로 이루어지는 전류측정 회로(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측정용 커패시터(402)의 양단 전압(403)은 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분에 대한 정보를 가지는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 측정용 커패시터(405)의 양단 전압(406)은 특정 주파수(fs)에 대한 정보를 가지는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산회로부(410)는 상기 제 1 측정용 커패시터의 양단 전압(403)을 증폭하여 상기 인덕터 전류(224)의 직류성분에 대한 정보를 획득하며 상기 인덕터 전류(224)의 직류전류 값을 계산하기 위한 제 1 연산증폭기(411);
    상기 제 2 측정용 커패시터의 양단 전압(406)을 증폭하여 상기 인덕터 전류(224)의 고주파 교류성분에 대한 정보를 획득하며 상기 인덕터 전류(224)의 교류전류 값을 계산하기 위한 제 2 연산증폭기(412);
    상기 제 2 연산증폭기(412)에서 증폭한 전압으로부터 상기 인덕터 전류(224)의 교류성분을 추출하기 위한 평균전류 계산기(413) 및 감산기(414); 및
    상기 직류 및 교류전류 성분을 합성하기 위한 가산기(415);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 평균전류 계산기(413)는 상기 제 2 연산증폭기(412)의 출력을 입력으로 받아 상기 인덕터 전류(224)의 직류전류 성분만을 출력하여 상기 감산기(414)의 입력으로 보내는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 감산기(414)는 상기 제 2 연산증폭기(412)의 직류전류 성분 및 교류전류 성분이 내재되어 있는 출력을 입력받으며 상기 제 2 연산증폭기(412)의 직류전류 성분 및 교류전류 성분이 내재되어 있는 출력에서 상기 평균전류 계산기(413)를 통해 출력되는 직류전류 성분을 차감하여 교류전류 성분의 출력을 상기 가산기(415)의 입력으로 보내는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가산기(415)는 상기 감산기(414)의 출력인 상기 인덕터 전류(224)의 교류전류 성분 및 상기 제 1 연산증폭기(411)의 출력인 상기 인덕터 전류(224)의 직류전류 성분을 합성하여 측정전류(420)를 출력하는 것을 특징으로 하는 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로.
KR1020080020924A 2008-03-06 2008-03-06 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로 KR100962376B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080020924A KR100962376B1 (ko) 2008-03-06 2008-03-06 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080020924A KR100962376B1 (ko) 2008-03-06 2008-03-06 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090095783A KR20090095783A (ko) 2009-09-10
KR100962376B1 true KR100962376B1 (ko) 2010-06-10

Family

ID=41296066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080020924A KR100962376B1 (ko) 2008-03-06 2008-03-06 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100962376B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101356912B1 (ko) * 2012-01-27 2014-01-28 교통안전공단 가변 인덕턴스 회로장치 및 그 가변 인덕턴스 회로 장치를 이용한 자기장 무선통신 시스템
KR101319303B1 (ko) * 2012-09-12 2013-10-16 국방과학연구소 전동기 구동장치 및 이의 제어방법
CN102981032B (zh) * 2012-11-13 2015-09-16 深圳鼎信芯微电子有限公司 一种用于全电感电流波形的检测电路及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200379282Y1 (ko) 2004-12-28 2005-03-18 주식회사 미디어테크놀로지 고압방전등의 안정기회로
KR100759897B1 (ko) 2006-08-02 2007-09-18 삼성전자주식회사 전류 검출 회로 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200379282Y1 (ko) 2004-12-28 2005-03-18 주식회사 미디어테크놀로지 고압방전등의 안정기회로
KR100759897B1 (ko) 2006-08-02 2007-09-18 삼성전자주식회사 전류 검출 회로 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090095783A (ko) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI648942B (zh) 用於檢測開關模式電源的電流檢測電路及其檢測方法
US9599520B2 (en) Method for determining and operating temperature of an electronic component
US8232784B2 (en) Circuits and methods for current sensing
JP4337469B2 (ja) Dc−dcコンバータの電流検出方法及び電流検出装置
JP2006211815A (ja) マルチフェーズdc−dcコンバータ及びマルチフェーズdc−dcコンバータの制御回路
JP5715401B2 (ja) ボルテージレギュレータ
US20130063113A1 (en) Load current sensing circuit and method
JP2012160048A (ja) 電源回路とその制御方法及び電子機器
KR100962376B1 (ko) 동기 벅 컨버터의 전류측정 회로
JP2010200517A (ja) 電源制御装置、電源制御方法および電子機器
US20060031736A1 (en) Actuation circuit for a switch in a switch-mode converter for improving the response to sudden changes
TWI341965B (en) Voltage regulator and method for generating indicator signal in voltage regulator
JP5057950B2 (ja) 絶縁抵抗計
CN109782053A (zh) 电源装置
JP7068858B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2011130562A (ja) ローサイド電流検出回路
JP5286017B2 (ja) 絶縁型コンバータ
JP2009145277A (ja) 電流検出回路
JP2007151228A (ja) インバータ電源装置
KR20200124063A (ko) 아날로그 및 디지털 제어를 이용한 고주파 스위칭 컨버터 제어장치
JP3633891B2 (ja) 電源のダミー回路
KR20230087789A (ko) 전류 측정 장치 및 방법
CN110114684B (zh) 用于测量导电体中的电流的电流测量装置和方法
JP3978672B2 (ja) 電圧印加電流測定器
JP5495288B2 (ja) 電源装置、および電源装置の出力安定化方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130327

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee