KR101816928B1

KR101816928B1 - 비반전 벅 부스트 전압 컨버터

Info

Publication number: KR101816928B1
Application number: KR1020110008970A
Authority: KR
Inventors: 위 쉘린; 황 충중; 엠. 월터스 마이클
Original assignee: 인터실 아메리카스 엘엘씨
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2018-02-21
Also published as: TW201206040A; CN102142771A; US8305055B2; CN102142771B; US20110187336A1; KR20110089094A; TWI463777B

Abstract

비반전 벅 부스트 전압 컨버터는 입력 전압에 응답하여 조정된 출력 전압을 발생시키기 위한 벅 부스트 전압 조정 회로를 포함한다. 전류 센서는 벅 부스트 전압 조정 회로로의 입력 전류를 모니터링한다. 벅 부스트 모드 제어 회로는 모니터링된 입력 전류에 응답하여 벅 동작 모드에서 피크 전류 모드 제어를 그리고 부스트 동작 모드에서 밸리 전류 모드 제어를 사용해서 벅 부스트 전압 조정 회로를 제어한다.

Description

비반전 벅 부스트 전압 컨버터{NON-INVERTING BUCK BOOST VOLTAGE CONVERTER}

본원은 2010년 1월 29일 출원된 미국가출원 제61/299,511호 "SYSTEM AND METHOD FOR NON-INVERTING BUCK BOOST CONVERTERS"에 대하여 우선권을 주장하며, 여기에 참고로 편입되어 있다.

본원발명은 벅-부스트 컨버터에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 벅 및 부스트 동작 모드간 과도시의 벅-부스트 컨버터의 동작을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

비반전 벅-부스트 컨버터는 그 입력 전압보다 높거나 낮은 포지티브 출력 전압을 얻을 수 있다. 배터리 구동 디바이스가 점점 더 대중적으로 되어감에 따라, 벅-부스트 토폴로지는 그것이 배터리의 방전 사이클과 사용될 수 있으므로 더 매력적인 것으로 되고 있다. 배터리 입력 전압이 그 출력 전압보다 높을 때, 벅-부스트 컨버터는 벅 동작 모드로 기능한다. 벅 동작 모드에서 컨버터는 그 출력에서 사용하기 위한 필요 레벨로 입력 전압을 감소시킨다. 배터리 입력 전압이 그 출력 전압보다 낮을 때, 벅-부스트 컨버터는 그 출력에서 요구되는 레벨로 입력 전압이 증가되는 부스트 동작 모드로 기능한다. 순수한 벅 동작 모드 또는 순수한 부스트 동작 모드의 어느 하나에서의 제어는 몇몇 파워 스위치를 턴 온 또는 턴 오프로 두는 것에 의하여 비교적 쉽게 구현된다.

출력 전압이 입력 전압에 가까울 때 벅 및 부스트 동작 모드간 과도에 대한 시도가 있다. 벅 및 부스트 동작 모드간 과도 동안 벅-부스트 컨버터를 제어하는데 2가지 시도가 있다. 하나는 동적 응답을 제공하는 라인 과도기를 포함한다. 또다른 하나는 출력 리플인데, 발생된 입력 전압이 정상 상태 성능 이슈인 출력 전압에 가깝다. 출력 전압이 입력 전압에 가까울 때 최소 리플 전압을 유지하면서 라인 과도기 및 벅 모드와 부스트 모드간 매끄러운 과도를 얻기 위한 방법을 제공하는 비반전 벅-부스트 컨버터용 제어 기법이 필요하다.

여기에 개시되고 설명되는 본원발명은, 그 일태양으로서, 비반전 벅 부스트 컨버터(non-inverting buck boost converter)를 포함한다. 벅 부스트 전압 조정 회로는 입력 전압에 응답하여 조정된 출력 전압을 발생시킨다. 전류 센서는 벅 부스트 전압 조정 회로로의 입력 전압을 모니터링한다. 벅 부스트 모드 제어 회로는 모니터링된 입력 전류에 응답하여 부스트 동작 모드에서 밸리 전류 제어 모드(valley current control mode)를 그리고 벅 동작 모드에서 피크 전류 제어 모드(peak current control mode)를 사용해서 벅 부스트 전압 조정 회로를 제어한다.

도 1은 벅 부스트 컨버터의 개략선도,
도 2는 본원 개시의 비반전 벅 부스트 컨버터의 기능적 블록 선도,
도 3은 본원 개시의 비반전 벅 부스트 컨버터의 더 상세한 블록 선도,
도 4는 도 3의 비반전 벅 부스트 컨버터의 동작을 예시하는 흐름 선도,
도 5a 내지 도 5c는 벅 동작 모드로부터 부스트 동작 모드로 변환할 때 벅 부스트 컨버터 동작 파형의 예시도, 및
도 6a 내지 도 6c는 부스트 동작 모드로부터 벅 동작 모드로 변환할 때 벅 부스트 컨버터 동작 파형의 예시도.

더 완전한 이해를 위하여 첨부 도면과 결합하여 이하 설명된다.

이제 도면을 보면, 유사한 구성요소를 나타내는데는 줄곧 유사한 참조부호가 사용되고, 비반전 벅 부스트 전압 컨버터의 다양한 도시 및 실시예가 예시 및 설명되고 다른 가능한 실시예가 설명된다. 도면은 꼭 정 크기로 그려진 것은 아니고 어떤 경우에는 예시적 목적만으로 과장 및/또는 간략화되었다. 당업자는 이하의 가능한 실시예에 기초하여 수많은 응용 및 변형이 가능함을 인식할 것이다.

비반전 벅 부스트 컨버터는 그 입력 전압보다 높거나 낮은 포지티브 출력 전압을 얻을 수 있다. 배터리 구동 디바이스가 점점 더 대중적으로 되어감에 따라, 이러한 토폴로지는 그것이 배터리의 방전 사이클을 사용할 수 있으므로 더 매력적인 것으로 되고 있다. 배터리 입력 전압이 그 출력 전압보다 높을 때, 벅 부스트 컨버터는 벅 동작 모드로 기능한다. 벅 동작 모드에서, 컨버터는 그 출력에서 사용하기 위한 필요 레벨로 입력 전압을 감소시킨다. 배터리 입력 전압이 그 출력 전압보다 낮을 때, 벅 부스트 컨버터는 그 출력에서 요구되는 레벨로 입력 전압이 증가되는 부스트 동작 모드로 기능한다. 몇몇 파워 스위치를 턴 온 또는 턴 오프로 두는 것에 의하여 순수한 벅 동작 모드 또는 순수한 부스트 동작 모드의 어느 하나에서의 제어를 구현하는 것은 비교적 쉽다. 출력 전압이 입력 전압에 가까울 때 벅 및 부스트 동작 모드간 과도(transition)에 대한 시도가 있다. 벅 및 부스트 동작 모드간 과도 동안 벅 부스트 컨버터를 제어하는데 2가지 시도가 있다. 하나는 라인 과도기(line transient)를 포함하는데, 동적 응답이다. 또다른 하나는 출력 리플인데, 발생된 입력 전압이 정상 상태 성능 이슈인 출력 전압에 가깝다.

이하 설명되는 구현은 출력 전압이 입력 전압에 가까울 때 최소 리플 전압을 여전히 유지하면서도 라인 과도기 및 모드간 매끄러운 과도를 얻는 방법을 제공하고 비반전 벅 부스트 컨버터를 제어하는 기법을 포함한다. 이 기법에서는 복잡도를 줄이고 전반적인 설계를 간소화하도록 다수의 센서 대신에 단 하나의 집적 전류 센서가 이용된다. 컨트롤러는 매 사이클 당(cycle-by-cycle) 검출을 사용하여 부스트 동작 모드에서 밸리 전류 제어 모드를 그리고 벅 동작 모드에서 피크 전류 제어 모드를 사용한다. 이 방법은 컨버터내에서 매끄러운 과도 및 라인 과도기를 제공한다. 출력 전압이 입력 전압에 가까운 때의 경우에서는, 벅 부스트 컨버터는 최대 듀티 사이클을 모니터링함으로써 벅 동작 모드로부터 부스트 동작 모드로 또는 부스트 동작 모드로부터 벅 동작 모드로 자동으로 스위칭한다. 이것은 벅 부스트 컨버터의 제어를 간소화하고 출력 전압 리플을 줄인다. 벅 모드 동작 및 부스트 모드 동작 둘다는 시스템의 복잡도를 줄이고 전반적인 신뢰도를 증가시키는 동일한 집적 전류 센서를 사용한다.

이제 구체적으로 도 1을 보면, 벅 부스트 컨버터의 개략선도가 예시되어 있다. 벅 부스트 컨버터는 입력 전압(V_IN)이 인가되는 입력 전압 노드(102)를 포함한다. 하이 사이드 벅 트랜지스터(104)는 노드(102)와 노드(106)의 사이에 연결된 그 소스/드레인 경로를 갖는 P-채널 트랜지스터를 포함한다. 로우 사이드 벅 트랜지스터(108)는 노드(106)와 그라운드 사이에 연결된 그 드레인/소스 경로를 갖는 N-채널 트랜지스터를 포함한다. 하이 사이드 P-채널 부스트 트랜지스터(114)는 출력 전압 노드(V_OUT; 116)와 노드(112)의 사이에 연결된 그 소스/드레인 경로를 갖는다. 로우 사이드 부스트 트랜지스터(118)는 노드(112)와 그라운드 사이에 연결된 그 소스/드레인 경로를 갖는 N-채널 트랜지스터를 포함한다. 출력 커패시턴스(120)는 출력 전압 노드(116)와 그라운드 사이에 연결되어 있다. 출력 부하 저항(122)은 커패시턴스(120)와 병렬로 노드(116)와 그라운드 사이에 연결되어 있다. 하이 사이드 벅 트랜지스터(104), 로우 사이드 벅 트랜지스터(108), 하이 사이드 부스트 트랜지스터(114) 및 로우 사이드 부스트 트랜지스터(118)의 각각은 벅 부스트 제어 회로(124)에 연결된 그들 게이트를 갖는다. 벅 부스트 제어 회로(124)는 노드(116)로부터 인가된 적어도 그 출력 전압(V_OUT)에 응답할 수 있는 내부 제어 로직을 사용하여 복수의 출력을 거쳐 게이트 제어 신호를 발생시킨다. 벅 동작 모드에서의 듀티 사이클은 D=t_on ₍₁₀₄₎/T로 정의되고, 여기서 t_on은 스위칭 트랜지스터(104)의 온 시간이고 T는 컨버터의 스위칭 주기이다. T는 스위칭 주파수(fsw)의 역이다(T=1/fsw). 부스트 동작 동안, 듀티 사이클은 D=t_on ₍₁₁₄₎/T인 것으로 정의되고, 즉, 스위칭 주기에 의해 나누어진 동기 하이 사이드 부스트 트랜지스터(114)의 온 시간이다.

도 2를 보면, 본원의 개시에 따른 비반전 벅 부스트 컨버터 동작의 기능적 블록 선도를 예시하고 있다. 벅 부스트 컨버터 회로(202)는 입력 노드(204)에서 입력 전압(V_IN)을 수신하고 노드(206)에서 출력 전압(V_OUT)을 제공한다. 벅 부스트 컨버터(202)내의 스위칭 트랜지스터는 구동 로직(208)으로부터 제공된 구동 제어 신호에 따라 구동된다. 구동 로직(208)은 PWM 제어 로직(210)으로부터 제공된 PWM 제어 신호에 응답하여 구동 제어 신호를 스위칭 트랜지스터에 발생시킨다. 에러 증폭기 및 PWM 제어 로직(210)은 노드(206)에서 모니터링된 출력 전압에 응답하여 또한 전류 슬로프 제어 보상 로직(212; current slope control compensation logic)으로부터 제공된 전류 제어 전압(VSUM)에 응답하여 PWM 제어 신호를 발생시킨다. 전류 슬로프 제어 보상 로직은 모드 제어 로직(216) 및 전류 센서(214)에 의해 제공된 벅 부스트 컨버터(202)내 모니터링된 전류에 응답하여 에러 증폭기 및 PWM 제어 로직(210)에 VSUM 전압을 발생시킨다. 전류 센서(214)는 벅 부스트 컨버터(202)의 입력 노드(204)에서 제공되는 입력 전류를 측정한다. 모드 제어 로직(216)은 PWM 제어 로직(210)으로부터 제공되는 PWM 신호를 모니터링함으로써 벅 부스트 컨버터(202)가 벅 동작 모드에서 동작하고 있는지 또는 부스트 동작 모드에서 동작하고 있는지를 판정한다. 부가적으로, 모드 제어 로직(216)은 벅 부스트 컨버터(202)내의 스위칭 트랜지스터의 동작을 제어하도록 모드 제어 신호를 구동 로직(208)에 제공한다.

이제 도 3을 보면, 본원 개시의 비반전 벅 부스트 컨버터의 블록선도를 예시하고 있다. 벅 부스트 컨버터(302)는 입력 전압(V_IN)이 인가되는 입력 전압 노드(304)를 포함한다. 전류 센서(306)는 노드(304)를 통하여 입력 전압 전류를 감지하고 감지된 입력 전류(ISNS)를 제공한다. 하이 사이드 벅 트랜지스터(308)는 전류 센서(306)와 노드(310)의 사이에 연결된다. 하이 사이드 벅 트랜지스터(308)는 P-채널 트랜지스터를 포함한다. 하이 사이드 벅 트랜지스터(308)는 구동 신호(HD_BUCK)를 수신하도록 연결된다. 로우 사이드 벅 트랜지스터(312)는 노드(310)와 그라운드 노드(314)의 사이에 연결된 그 드레인/소스 경로를 갖는 N-채널 트랜지스터를 포함한다. 로우 사이드 벅 트랜지스터(312)는 구동 제어 신호(LD_BUCK)를 수신하도록 연결된다. 인덕터(316)는 노드(310)와 노드(318)의 사이에 연결된다.

하이 사이드 부스트 트랜지스터(320)는 출력 전압 노드(V_OUT; 322)와 노드(318)의 사이에 연결된 그 소스/드레인 경로를 갖는 P-채널 트랜지스터를 포함한다. 로우 사이드 부스트 트랜지스터(321)는 노드(318)와 노드(314)의 사이에 연결된 그 드레인/소스 경로를 갖는 N-채널 트랜지스터를 포함한다. 트랜지스터(324)의 게이트는 구동 제어 신호(LD_BOOST)를 수신하도록 연결된다. 하이 사이드 부스트 트랜지스터(320)의 게이트는 구동 제어 신호(HD_BOOST)를 수신하도록 연결된다. 출력 커패시터(326)는 출력 전압 노드(322)와 그라운드 노드(314)의 사이에서 출력 전압 노드(322)에 연결된다. 부가적으로, 부하(328)는 출력 전압 노드(322)와 그라운드 노드(314)의 사이에 출력 커패시턴스(326)와 병렬로 연결된다.

하이 사이드 벅 트랜지스터(308), 로우 사이드 벅 트랜지스터(312), 하이 사이드 부스트 트랜지스터(320) 및 로우 사이드 부스트 트랜지스터(324)의 각각으로의 구동 제어 신호는 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330)와 부스트 모드 제어 로직 및 드라이버(332)로부터 각각 제공된다. 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330)는 SR 래치(334)로부터 제공된 PWM 신호(PWM_BUCK) 및 모드 제어 로직(336)으로부터 제공된 모드 제어 신호에 응답하여 하이 사이드 벅 트랜지스터(308)에 신호(HD_BUCK)를 발생시키고 로우 사이드 벅 트랜지스터(312)에 신호(LD_BUCK)를 발생시킨다. 부스트 모드 제어 로직 및 드라이버(332)는 SR 래치(338)로부터의 PWM 제어 신호(PWM_BOOST) 및 모드 제어 로직(336)으로부터의 모드 제어 신호에 응답하여 트랜지스터(320)에 구동 신호(HD_BOOST)를 트랜지스터(324)에 구동 신호(LD_BOOST)를 발생시킨다. 트랜지스터(308, 312)는 벅 동작 모드에서는 벅 부스트 컨버터(302)를 위한 파워 스위치이다. 벅 동작 모드에서는, 트랜지스터(320)는 항상 턴 온이고 트랜지스터(324)는 항상 턴 오프이다. 마찬가지로, 부스트 동작 모드에서는, 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330)와 부스트 모드 제어 로직 및 드라이버(332)는 파워 FET 스위치를 이루도록 부스트 트랜지스터(320, 324)를 제어한다. 부스트 동작 모드에서는 트랜지스터(308)는 항상 턴 온인 반면 트랜지스터(312)는 오프이다.

SR 래치(334)는 SR 래치(334)의 S 입력에 제공된 클록 신호 및 SR 래치(334)의 R 입력에 인가된 로직 신호에 응답하여 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330)에 벅 PWM 신호를 발생시킨다. PWM 신호(PWM_Boost)는 SR 래치(338)의 R 입력으로 제공된 클록 입력 및 SR 래치(338)의 S 입력으로 제공된 로직 입력에 응답하여 SR 래치(338)의 Q 출력으로부터 제공된다.

모드 제어 로직(336)은 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330)와 부스트 모드 제어 로직 및 드라이버(332)의 각각에 신호(MODE)를 제공한다. 모드 제어 로직(336)은 SR 래치(334, 338)의 출력으로부터 각각 제공된 신호(PWM_BUCK) 및 신호(PWM_BOOST)에 응답하여 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330)와 부스트 모드 제어 로직 및 드라이버(332)의 각각에 출력 제어 신호(MODE)를 발생시킨다. 최대 듀티 사이클 검출 회로(340)는 입력 전압(V_IN)에 근접하는 출력 전압(V_OUT)에 응답하여 벅 및 부스트 동작 모드 사이에 최대 듀티 사이클 조건이 존재하는 때를 판정한다. 최대 듀티 사이클 조건이 검출되면, 최대 듀티 사이클 검출 회로(340)는 모드 선택 로직(342)에 제공되는 신호(MAX_D)에 대하여 논리적 "하이" 값을 발생시킨다.

모드 선택 로직(342)은 벅 부스트 컨버터(302)가 벅 동작 모드 또는 부스트 동작 모드의 어느 모드로든 스위칭할 필요가 있는지를 판정하고 이러한 변화를 나타내는 모드 제어 신호(MODE)를 발생시킨다. 벅 동작으로부터 부스트 동작으로 또는 부스트 동작으로부터 벅 동작으로 매끄럽게 스위칭하기 위해서, 최대 듀티 사이클의 판정은 최대 듀티 사이클 검출 회로(340)에 의해 제어 기법에 도입된다. 최대 듀티 사이클 조건이 검출되는 언제라도, 신호(MAX_D)는 논리적 "하이" 레벨에 이른다. 정상적으로, 이것은 입력 전압(V_IN)이 출력 전압(V_OUT)에 가까울 때 또는 부하 과도기가 출력에서 발생할 때 일어난다. 모드 선택 로직(342)은 벅 부스트 컨버터(302)의 동작 모드가 벅 또는 부스트 어느 것인지를 판정한다. MAX_D 논리적 "하이" 신호가 검출될 때마다 동작 모드가 토글링되는 간단한 제어 방법이 구현된다. 다수의 MAX_D 신호를 사용함으로써 더 정교한 제어 방법이 적용될 수 있다. 벅 또는 부스트 어느 것이든 벅 부스트 컨버터내에서 동작하는 2개의 모드만이 있다. 모드 선택 로직의 출력 신호("MODE")는 컨버터가 벅 동작 모드에 있는지 또는 부스트 동작 모드에 있는지에 의존하여 예컨대 전류 감지 및 스위치 드라이버 제어 로직 등의 동작 회로를 선택하도록 멀티플렉서 제어 신호처럼 작용한다. 그러므로, MODE 제어 신호는 동작 모드에 의존하여 벅 모드 제어 로직 및 드라이버(330) 또는 부스트 모드 제어 로직 및 드라이버(332) 어느 것이든 선택하고, 또한, 멀티플렉서(344)의 출력으로부터 제공된 전류 감지 보상 신호를 선택한다.

멀티플렉서(344)는 신호(VSUM_BUCK) 또는 신호(VSUM_BOOST) 어느 것이든 수신하도록 연결된다. 신호(VSUM_BUCK)는 가산기 회로(346)에서 함께 더해지는 벅 슬로프 보상 신호, 벅 모드 오프셋 신호 및 전류 센서(306)로부터의 감지된 전류의 합을 포함한다. 신호(VSUM_BOOST)는 부스트 슬로프 보상 신호, 부스트 모드 오프셋 신호 및 전류 센서(306)로부터의 ISNS 입력 전류 측정값을 함께 더함으로써 가산기 회로(348)에서 발생된다. 전류 센서(306)로부터의 감지된 전류(ISNS)는 에러 증폭기(352)가 적절한 DC 바이어스로 동작하고 있는 것을 보증하도록 벅 모드 오프셋 또는 부스트 모드 오프셋과 합산된다. 벅 또는 부스트 보상 슬로프는 큰 듀티 사이클 동작에서의 저조파 발진(sub harmonic oscillation)을 회피하도록 감지된 전류에 더해진다. VSUM_BUCK 및 VSUM_BOOST 보상 신호의 각각은 멀티플렉서(344)의 입력에 제공된다. 벅 부스트 컨버터(302)가 벅 동작 모드에서 동작하고 있는지 또는 부스트 동작 모드에서 동작하고 있는지에 의존하여 VSUM_BUCK(벅 모드) 또는 VSUM_BOOST(부스트 모드) 어느 것이 멀티플렉서(344)에서 신호(MODE)에 응답하여 선택되고 선택된 신호는 출력 전류 보상 신호(V_SUM)로서 제공된다.

신호(V_SUM)는 멀티플렉서(344)로부터 PWM 비교기(350)의 반전 입력으로 제공된다. PWM 비교기(350)의 비반전 입력은 에러 증폭기(352)로부터 전압 에러 신호(V_COMP)를 수신하도록 연결된다. 에러 증폭기(352)의 출력은 커패시터(354)를 통하여 레지스터(356)와 직렬로 그라운드에 연결된다. 에러 증폭기(352)의 반전 입력은 노드(360)와 그라운드의 사이에 연결된 레지스터 및 노드(360)와 노드(322)의 사이에 연결된 레지스터(358)로 이루어진 레지스터 디바이더를 통하여 노드(322)에서의 출력 전압(V_OUT)을 모니터링한다. 에러 증폭기(352)의 반전 입력은 노드(360)에 연결되어 있다. 에러 증폭기(352)는 그 비반전 입력에 인가된 기준 전압(V_REF)을 벅 부스트 컨버터(302)로부터의 출력 피드백 전압과 비교하여 에러 신호(V_COMP)를 발생시킨다. 신호(V_COMP)는 벅 부스트 컨버터가 벅 동작 모드에서 동작하고 있을 때의 피크 전류 모드 및 벅 부스트 컨버터가 부스트 동작 모드에서 동작하고 있을 때의 밸리 전류 모드 둘다에서 인덕터(316)를 흐르는 인덕터 전류를 결정하도록 사용된다. 벅 동작 및 부스트 동작은 동일한 전압 에러 신호를 공유한다. 멀티플렉서(344)의 출력으로부터의 V_SUM과 전압 에러 신호(V_COMP)의 비교는 파워 트랜지스터(308, 312, 320, 324)의 온/오프 상태를 결정한다.

PWM 비교기(350)의 출력(V_COMP _{_} _out)은 인버터(362)의 입력으로 제공되고 AND 게이트(364)의 제1 입력으로 제공된다. 인버터(362)로부터의 반전된 출력은 OR 게이트(366)의 제1 입력으로 제공된다. OR 게이트(366)의 다른 입력은 최대 듀티 사이클 검출 회로(340)의 출력으로부터의 신호(MAX_D)를 수신하도록 연결된다. OR 게이트(366)의 출력은 래치(334)의 R 입력에 로직 신호를 제공하여 벅 PWM 신호의 발생을 가능하게 한다. AND 게이트(364)의 다른 입력은 인버터(368)의 출력에 연결되어 있다. 인버터(368)의 입력은 최대 듀티 사이클 검출 회로(340)로부터의 신호(MAX_D)를 수신하도록 연결된다. AND 게이트(364)의 출력은 또다른 인버터(370)에 연결된다. 인버터(370)의 출력은 SR 래치(338)의 S 입력에 로직 신호를 제공하여 부스트 PWM 신호를 제공한다.

이제 도 4를 보면, 도 3의 벅 부스트 컨버터의 동작을 기술하는 흐름 선도를 예시하고 있다. 컨버터 동작이 단계(402)에서 개시될 때, 처음에 컨버터는 단계(404)에서 벅 동작 모드로 동작하고 피크 전류 제어 동작 모드로 기능하고 있다. 조회 단계(406)는 최대 듀티 사이클에 대하여 모니터링하고 최대 듀티 사이클이 현재 검출되지 않으면 제어는 단계(404)로 되돌아간다. 최대 듀티 사이클이 검출될 때, 컨버터는 단계(408)에서 부스트 동작 모드로 들어가고 밸리 전류 제어 모드를 사용하여 동작한다. 조회 단계(410)는 최대 듀티 사이클에 대하여 모니터링하고 최대 듀티 사이클이 검출되지 않으면 제어는 단계(408)로 되돌아간다. 최대 듀티 사이클이 검출되면, 컨버터는 단계(404)에서의 벅 동작 모드로 동작하게 다시 변환한다.

이제 도 5a 내지 도 5c를 보면, 벅 부스트 컨버터가 벅 동작 모드로부터 부스트 동작 모드로 과도시의 벅 부스트 컨버터(302)와 연관된 다양한 파형을 예시하고 있다. 트랜지스터(308, 312)는 벅 동작 모드에서의 메인 파워 스위치를 포함한다. 트랜지스터(320)는 벅 동작 모드에서는 항상 온이고 트랜지스터(324)는 벅 동작 모드에서는 항상 오프이다. 입력 전압(V_IN; 502)이 떨어질 때, 스위칭 듀티 사이클은 D ~ Vout/Vin 때문에 증가한다. 입력 전압(V_IN; 502)이 특정 값으로 떨어질 때 듀티 사이클은 최대 스레숄드(최대 듀티 사이클)에 도달하고, 일실시예에서 디지털 비교기를 포함하는 최대 듀티 사이클 검출 로직(340)은 이러한 조건에 응답하여 신호(MAX_D)를 논리적 "하이" 레벨로 설정한다. 동시에, 하이 사이드 트랜지스터(308)는 턴 오프 되고 트랜지스터(312)는 턴 온 된다. 모드 선택 로직(342)은 다음 사이클을 알고 있고 클록 신호가 SR 래치(334)의 입력에 나타날 때 벅 부스트 컨버터(302)는 부스트 모드로 넘어갈 것이다. 제어 신호(MODE)는 클록 펄스가 도착할 때 논리적 "하이" 레벨(벅)로 설정되고, 이제 벅 부스트 컨버터는 부스트 동작으로 구성된다. 그러나, 이러한 조건에서, 입력 전압(V_IN; 502)은 여전히 출력 전압(V_OUT; 504)보다 약간 높아서 부스트 동작 모드가 너무 많은 에너지를 부하내로 펌핑하고 나아가 출력 전압(V_OUT)을 증가시키고 있을 수 있다. 그러므로, 벅 부스트 컨버터(302)는 부스트 사이클 후에 벅 동작 모드로 되돌아가서 출력 전압(V_OUT; 504)이 입력 전압(V_IN) 아래로 떨어질 때까지 하나 이상의 사이클 동안 벅 동작 모드로 남아있는다. V_IN(502)이 더 떨어질 때, 부스트 사이클이 더 많이 있게 될 것이다. 이러한 방식으로, 벅 동작 모드로부터 부스트 동작 모드로의 매끄러운 과도가 제공된다. 또한, 도 5a 내지 도 5c는 멀티플렉서(344)의 출력(V_SUM; 506), 에러 증폭기의 출력(V_COMP; 508) 및 인덕터 전류(510)를 예시하고 있다.

이제 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 부스트 동작 모드로부터 벅 동작 모드로 벅 부스트 컨버터(302)의 변환을 예시하고 있다. 입력 전압(V_IN; 602)이 출력 전압(V_OUT; 604)보다 매우 낮을 때, 벅 부스트 컨버터는 순수한 부스트 동작 모드로 작동되고 있다. 트랜지스터(320, 324)는 부스트 동작 모드에서 메인 파워 스위치를 포함하는 한편 트랜지스터(308)는 항상 온이고 트랜지스터(312)는 항상 오프이다. 입력 전압(V_IN; 602)이 증가할 때, 스위칭 듀티 사이클은 벅 부스트 컨버터(302)가 밸리 제어 동작 모드에 있기 때문에 증가하고 있다. 입력 전압(V_IN; 602)이 특정 레벨로 증가하여 듀티 사이클이 최대 스레숄드 레벨(최대 듀티 사이클)에 도달할 때, 디지털 비교기를 포함하는 최대 듀티 사이클 검출 로직(340)은 이러한 조건에 응답하고 신호(MAX_D)를 논리적 "하이" 레벨로 설정한다. 동시에, 하이 사이드 트랜지스터(320)는 턴 오프 되고 로우 사이드 트래지스터(324)는 턴 온 된다. 모드 선택 로직(342)은 다음 사이클을 알고 있고, 클록 신호가 나타날 때, 컨버터는 부스트 모드로 넘어갈 것이다. 신호("MODE")는 클록 신호가 도착할 때 논리적 "로우" 레벨(부스트 모드)로 설정되고 전체 벅 부스트 컨버터는 벅 동작 모드로 구성된다. 그러나, 이러한 조건에서, 입력 전압(V_IN; 602)은 여전히 출력 전압(V_OUT; 604)보다 더 낮다. 그러므로, 벅 동작 모드가 너무 많은 에너지를 부하로 끌어당기고 있을 수 있고 출력 전압(V_OUT; 604)은 감소한다. 그러므로, 벅 부스트 컨버터(302)는 벅 사이클 후에 부스트 동작 모드로 되돌아가서 출력 전압(604)이 증가할 때까지 하나 이상의 사이클 동안 부스트 동작 모드로 남아있는다. 입력 전압(V_IN; 602)이 더 증가할 때, 벅 사이클이 더 많이 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트로부터 벅으로의 매끄러운 과도가 제공된다.

도 6a 내지 도 6c는 멀티플렉서(314)의 출력(V_SUM; 606), 에러 전압 출력(V_COMP; 608) 및 인덕터 전류(610)를 더 예시하고 있다.

출력 전압(V_OUT)이 입력 전압(V_IN)에 가까울 때, 벅 부스트 컨버터(302)는 벅 모드로부터 부스트 모드로 및 부스트 모드로부터 벅 모드로 스위칭하고 있다. 단지 벅 모드 및 부스트 모드만의 독립적인 벅-부스트 모드는 없다. 이 제어 방법은 벅 동작 모드에서 피크 전류 제어 모드를 그리고 부스트 동작 모드에서 밸리 전류 제어 모드를 사용함으로써 매끄러운 과도를 보장한다. 이 방법의 주요 이점은 에러 신호(V_COMP)가 모드 과도 동안 어떠한 급변화도 갖지 않는다는 것이다. 신호(V_COMP)는 출력 전압(V_OUT)의 직접 함수이므로, 에러 신호(V_COMP)가 안정적이면 출력 전압(V_OUT)이 안정적이다. 상기한 바와 같이, 멀티플렉서의 출력(V_SUM)은 입력 전류(ISNS), 벅 또는 부스트 모드 오프셋 및 슬로프 보상 신호의 합산이다. 벅 및 부스트 동작 모드에서의 오프셋의 서로 다른 값은 전 사이클에서의 최대 슬로프 보상에 기초하여 선택된다. 보통, 서로 다른 오프셋 값은 최대 슬로프 보상 전압의 2배이다. 예컨대, 슬로프 보상이 1V/us이고 스위칭 주파수가 1MHz이면, 서로 다른 오프셋 값은 1V/us*1us*2로서 2V이다. 벅 모드에서의 오프셋이 Vos이면, 부스트 모드에 대한 오프셋은 Vos+2V이다. 이러한 방식의 시스템 동작은 경부하 및 중부하 조건 둘다에서 우월한 라인 과도기를 제공한다. 또한 출력 전압이 입력 전압에 가까울 때 전압 리플은 작다. 이 제어 방법은 단지 단일의 집적 전류 센서 및 매 사이클 당 검출을 필요로 하므로 간단하다.

그 비반전 벅 부스트 전압 컨버터는 벅 동작 모드와 부스트 동작 모드간 과도시의 개선된 동작을 제공한다는 본원의 개시를 당업자는 인식할 것이다. 본원의 도면 및 상세한 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 개시된 특정 형태 및 실시예로 국한하려는 것이 아니다. 반대로, 이하의 청구범위에 정의된 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 수정, 변형, 재배열, 대체, 대안, 설계 선택 및 균등물 등을 더 포함함이 당업자에게는 명백할 것이다. 그러므로, 이하의 청구범위는 그러한 모든 수정, 변형, 재배열, 대체, 대안, 설계 선택 및 균등물 등을 망라하는 것으로 해석되게 하려는 것이다.

Claims

입력 전압에 응답하여 조정된 출력 전압을 발생시키기 위한 벅 부스트 전압 조정 회로;
상기 벅 부스트 전압 조정 회로로의 입력 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서; 및
모니터링된 상기 입력 전류에 응답하여 벅 동작 모드에서 피크 전류 모드 제어를 사용하고 부스트 동작 모드에서 밸리 전류 모드 제어를 사용해서 상기 벅 부스트 전압 조정 회로를 제어하기 위한 벅 부스트 모드 제어 회로;를 포함하고,
상기 벅 부스트 모드 제어 회로는
최대 듀티 사이클 검출 신호, 에러 전압 및 보상 전압에 응답하여 벅 PWM 제어 신호 및 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키기 위한 PWM 제어 로직;
상기 벅 PWM 제어 신호 및 모드 신호에 응답하여 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호를 발생시키기 위한 벅 모드 제어 및 구동 회로;
상기 부스트 PWM 제어 신호 및 상기 모드 신호에 응답하여 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호를 발생시키기 위한 부스트 모드 제어 및 구동 회로; 및
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호 및 상기 모드 신호를 발생시키기 위한 모드 제어 로직;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
삭제
제1 항에 있어서,
조정된 상기 출력 전압 및 기준 전압에 응답하여 상기 에러 전압을 발생시키기 위한 에러 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제1 항에 있어서,
보상 전압을 발생시키기 위한 전류 제어 보상 회로를 더 포함하고,
제1 상태의 상기 모드 신호에 응답하여, 보상 신호는 모니터링된 상기 입력 전류, 벅 모드 오프셋 신호 및 벅 모드 슬로프 보상 신호를 포함하고, 제2 상태의 상기 모드 신호에 응답하여, 상기 보상 신호는 모니터링된 상기 입력 전류, 부스트 모드 오프셋 신호 및 부스트 모드 슬로프 보상 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제4 항에 있어서,
상기 전류 제어 보상 회로는
벅 전압 보상 신호를 발생시키도록 상기 벅 모드 슬로프 보상 신호, 상기 벅 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 더하기 위한 제1 가산기;
부스트 전압 보상 신호를 발생시키도록 상기 부스트 모드 슬로프 보상 신호, 상기 부스트 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 더하기 위한 제2 가산기; 및
상기 모드 신호에 응답하여 상기 전압 보상 신호로 상기 벅 전압 보상 신호와 상기 부스트 전압 보상 신호의 사이에서 선택하기 위한 멀티플렉서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제1 항에 있어서,
상기 모드 제어 로직은
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호에 응답하여 최대 듀티 사이클 조건을 검출하고 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호를 발생시키기 위한 최대 듀티 사이클 검출 회로; 및
상기 최대 듀티 사이클 검출 신호에 응답하여 상기 부스트 동작 모드 및 상기 벅 동작 모드 중 하나에서의 동작을 나타내는 상기 모드 신호를 발생시키기 위한 모드 선택 회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제1 항에 있어서,
상기 벅 부스트 전압 조정 회로는
하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터;
로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터;
하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터; 및
로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터;를 더 포함하고,
상기 벅 동작 모드에서는 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터는 턴 온되고 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터는 턴 오프되고 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 및 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터는 선택적으로 스위칭되고,
상기 부스트 동작 모드에서는 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터는 턴 온되고 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터는 턴 오프되고 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 및 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터는 선택적으로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제1 항에 있어서,
상기 PWM 제어 로직은
상기 보상 전압과 상기 에러 전압을 비교하고 그에 응답하여 PWM 신호를 발생시키기 위한 PWM 비교기;
상기 PWM 신호 및 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호에 응답하여 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 발생시키기 위한 제2PWM 제어 로직;
상기 제1 PWM 신호 및 클록 신호에 응답하여 상기 벅 PWM 제어 신호를 발생시키기 위한 제1 래치; 및
상기 제2 PWM 신호 및 상기 클록 신호에 응답하여 상기 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키기 위한 제2 래치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
입력 전압에 응답하여 조정된 출력 전압을 발생시키기 위한 벅 부스트 전압 조정 회로;
상기 벅 부스트 전압 조정 회로로의 입력 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서;
최대 듀티 사이클 검출 신호, 에러 전압 및 보상 전압에 응답하여 벅 PWM 제어 신호 및 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키기 위한 PWM 제어 로직;
상기 벅 PWM 제어 신호 및 모드 신호에 응답하여 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호를 발생시키기 위한 벅 모드 제어 및 구동 회로;
상기 부스트 PWM 제어 신호 및 상기 모드 신호에 응답하여 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호를 발생시키기 위한 부스트 모드 제어 및 구동 회로;
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호 및 상기 모드 신호를 발생시키기 위한 모드 제어 로직; 및
상기 보상 전압을 발생시키기 위한 전류 제어 보상 회로;를 포함하고,
제1 상태의 상기 모드 신호에 응답하여, 보상 신호는 벅 모드 슬로프 보상 신호, 벅 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 포함하고 제2 상태의 상기 모드 신호에 응답하여, 상기 보상 신호는 부스트 모드 슬로프 보상 신호, 부스트 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제9 항에 있어서,
조정된 상기 출력 전압 및 기준 전압에 응답하여 상기 에러 전압을 발생시키기 위한 에러 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제9 항에 있어서,
상기 전류 제어 보상 회로는
벅 전압 보상 신호를 발생시키도록 상기 벅 모드 슬로프 보상 신호, 상기 벅 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 더하기 위한 제1 가산기;
부스트 전압 보상 신호를 발생시키도록 상기 부스트 모드 슬로프 보상 신호, 상기 부스트 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 더하기 위한 제2 가산기; 및
상기 모드 신호에 응답하여 상기 전압 보상 신호로 상기 벅 전압 보상 신호와 상기 부스트 전압 보상 신호의 사이에서 선택하기 위한 멀티플렉서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제9 항에 있어서,
상기 모드 제어 로직은
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호에 응답하여 최대 듀티 사이클 조건을 검출하고 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호를 발생시키기 위한 최대 듀티 사이클 검출 회로; 및
상기 최대 듀티 사이클 검출 신호에 응답하여 부스트 동작 모드 및 벅 동작 모드 중 하나에서의 동작을 나타내는 상기 모드 신호를 발생시키기 위한 모드 선택 회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제9 항에 있어서,
상기 벅 부스트 전압 조정 회로는
하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터;
로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터;
하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터; 및
로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터;를 더 포함하고,
벅 동작 모드에서는 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터는 턴 온 되고 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터는 턴 오프되고 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 및 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터는 선택적으로 스위칭되고,
부스트 동작 모드에서는 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터는 턴 온 되고 상기 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터는 턴 오프 되고 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호에 응답하여 상기 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 및 상기 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터는 선택적으로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
제9 항에 있어서,
상기 PWM 제어 로직은
상기 보상 전압과 상기 에러 전압을 비교하고 그에 응답하여 PWM 신호를 발생시키기 위한 PWM 비교기;
상기 PWM 신호 및 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호에 응답하여 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 발생시키기 위한 제2PWM 제어 로직;
상기 제1 PWM 신호 및 클록 신호에 응답하여 상기 벅 PWM 제어 신호를 발생시키기 위한 제1 래치; 및
상기 제2 PWM 신호 및 상기 클록 신호에 응답하여 상기 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키기 위한 제2 래치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터.
입력 전압에 응답하여 조정된 출력 전압을 발생시키는 단계;
비반전 벅 부스트 전압 조정 회로로의 입력 전류를 모니터링하는 단계;
모니터링된 상기 입력 전류에 응답하여 벅 동작 모드에서 피크 전류 모드 제어를 사용해서 상기 비반전 벅 부스트 전압 조정 회로를 제어하는 단계; 및
모니터링된 상기 입력 전류에 응답하여 부스트 동작 모드에서 밸리 전류 모드 제어를 사용해서 상기 비반전 벅 부스트 전압 조정 회로를 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 벅 동작 모드에서 제어하는 단계는
최대 듀티 사이클 검출 신호, 에러 전압 및 보상 전압에 응답하여 벅 PWM 제어 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 벅 PWM 제어 신호 및 모드 신호에 응답하여 하이 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 로우 사이드 벅 스위칭 트랜지스터 제어 신호를 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
삭제
제15 항에 있어서,
상기 부스트 동작 모드에서 제어하는 단계는
상기 최대 듀티 사이클 검출 신호, 상기 에러 전압 및 상기 보상 전압에 응답하여 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키는 단계;
상기 부스트 PWM 제어 신호 및 상기 모드 신호에 응답하여 하이 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호 및 로우 사이드 부스트 스위칭 트랜지스터 제어 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호 및 상기 모드 신호를 발생시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
제17 항에 있어서,
조정된 상기 출력 전압 및 기준 전압에 응답하여 상기 에러 전압을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
제17 항에 있어서,
상기 보상 전압을 발생시키는 단계를 더 포함하고, 제1 상태의 상기 모드 신호에 응답하여, 보상 신호는 모니터링된 상기 입력 전류, 벅 모드 오프셋 신호 및 벅 모드 슬로프 보상 신호를 포함하고 제2 상태의 상기 모드 신호에 응답하여 상기 보상 신호는 모니터링된 상기 입력 전류, 부스트 모드 오프셋 신호 및 부스트 모드 슬로프 보상 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
제19 항에 있어서,
상기 보상 전압을 발생시키는 단계는
벅 전압 보상 신호를 발생시키도록 상기 벅 모드 슬로프 보상 신호, 상기 벅 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 더하는 단계;
부스트 전압 보상 신호를 발생시키도록 상기 부스트 모드 슬로프 보상 신호, 상기 부스트 모드 오프셋 신호 및 모니터링된 상기 입력 전류를 더하는 단계; 및
상기 모드 신호의 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태에 응답하여 상기 전압 보상 신호로 상기 벅 전압 보상 신호와 상기 부스트 전압 보상 신호 사이에서 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
제17 항에 있어서,
상기 최대 듀티 사이클 검출 신호 및 상기 모드 신호를 발생시키는 단계는
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호에 응답하여 최대 듀티 사이클 조건을 검출하는 단계;
검출된 상기 최대 듀티 사이클 조건에 응답하여 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 최대 듀티 사이클 검출 신호에 응답하여 상기 부스트 동작 모드 및 상기 벅 동작 모드 중 하나에서의 동작을 나타내는 상기 모드 신호를 발생시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
제17 항에 있어서,
상기 벅 PWM 제어 신호 및 상기 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키는 단계는
상기 보상 전압과 상기 에러 전압을 비교하고 그에 응답하여 PWM 신호를 발생시키는 단계;
상기 PWM 신호 및 상기 최대 듀티 사이클 검출 신호에 응답하여 제1 PWM 신호 및 제2 PWM 신호를 발생시키는 단계;
상기 제1 PWM 신호 및 클록 신호에 응답하여 벅 PWM 제어 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 제2 PWM 신호 및 상기 클록 신호에 응답하여 상기 부스트 PWM 제어 신호를 발생시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비반전 벅 부스트 전압 컨버터를 제어하는 방법.
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