KR20130126651A - 스위치 모드 전원 장치에서의 무손실 인덕터 전류 감지 - Google Patents

스위치 모드 전원 장치에서의 무손실 인덕터 전류 감지 Download PDF

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Abstract

무손실 인덕터 전류 감지 기법은 파워 회로에서의 손실을 도입함 없이 스위치 모드 전원 장치(SMPS)의 파워 인덕터를 통과하는 전류를 정확하게 측정가 위한 SMPS 컨트롤러를 구비한 정합된 동조 상보 필터를 통합한다. 상보 필터는 부품 허용 오차들의 영향을 상당히 감소시키도록 회로 내에서 조정될 수 있어, 과전류 보호 및/또는 폐루프 제어를 위해 파워 인덕터 전류를 정확하게 측정한다. 상보 집적 필터의 주파수 극과 이득은 SMPS 시스템의 동적으로 변하는 동작 조건들에 적응하도록 온 더 플라이(on the fly)로 조정될 수 있다.

Description

스위치 모드 전원 장치에서의 무손실 인덕터 전류 감지{LOSSLESS INDUCTOR CURRENT SENSING IN A SWITCH-MODE POWER SUPPLY}
본 발명은 스위치 모드 전원 장치에 관한 것으로, 특히 상보 동조 필터 정합을 이용한 스위치 모드 전원 장치(switch-mode power supply; SMPS)에서의 무손실 인덕터 전류 감지에 관한 것이다.
동기식 버크 스위치 모드 파워 컨버터(synchronous buck switch-mode power converter)는 SMPS 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 토폴로지(topology)이다. SMPS 토폴로지에서의 전류 감지는 당면 과제일 수 있어서 설계에서 극복해야만 한다. 부하로 주입되는 전류를 알거나 모니터링하면 파워 컨버터를 보호할 수 있으며, 파워 컨버터의 폐쇄 루프 제어 시 동적 성능을 개선할 수 있다.
일부 선행 기술의 전류 감지 기법들은 다음과 같다: 주전력 경로의 직렬 감지 저항, 전류 감지 변압기. 상부 MOSFET 스위치 양단의 전압 강하 감지 및 파워 인덕터(108)로의 보조적인 권선을 이용한 인덕터 전압 적분 측정이다. 도 1은 주전력 경로에 직렬 감지 저항(110)을 구비한 선행 기술의 SMPS를 도시하는 도면이다. 직렬 감지 저항(110)의 양단 전압은 차동 입력 연산 증폭기(114)에 의해 검출되고, 차동 입력 연산 증폭기(114)의 VSENSE 출력은 SMPS에 의해 공급되는 부하 전류에 비례한다. 하지만, 직렬 감지 저항(110)은 원하지 않은 전력 손실을 일으킨다. 대부분의 SMPS 응용 분야에서 고 효율이 통상 최우선시되는 요건이므로, 전력 경로에서의 저항성 회로 성분은 회피되거나 최소화되어야 한다. 단지 드문 경우 그리고 매우 특별한 이유들에 한해, 전력 소비 저항들이 주전력 제어 경로 내에 도입된다. 전체 시스템의 시퀀스, 모니터, 및 제어 전자장치와 같은 보조적인 회로들의 경우에는, 고 저항들이 아주 흔한 일인데, 그 이유는 그것들의 손실 기여가 통상 크지 않기 때문이다.
도 2는 부하로의 전류를 측정하기 위한 전류 감지 변압기를 구비한 선행 기술의 SMPS를 도시하는 도면이다. 전류 감지 변압기(214)는 1차측이 SMPS의 전력 경로에 직렬로 연결되었다. 감지 다이오드(214)와 감지 저항(218)은 SMPS에 의해 공급되는 부하 전류에 비례하는 VSENSE 출력을 제공한다. 이 전류 감지 변압기(214)는 사이클 대 사이클 피크 전류 한계 및 피크 전류 모드 제어를 위한 전류 모니터링을 제공한다. 이 전류 모니터 구성의 경우 전력 손실은 최소화되지만, 구현 비용이 비싸다.
도 3은 상부 MOSFET 스위치(104) 양단의 온-전압 강하의 모니터링를 구비한 선행 기술의 SMPS를 도시하는 도면이다. 상부 MOSFET 스위치(104)가 온일 때의 상부 MOSFET 스위치(104)의 양단 전압 강하를 감지함으로써, 상부 MOSFET 스위치(104)를 통과하는 전류를 나타내는 무손실 신호를 얻을 수 있다. 차동 입력 연산 증폭기(314)는 MOSFET 스위치(104)의 양단 전압을 감지하고, 감지 전압 출력 VSENSE을 만든다. 하지만, 이 전압 강하는 부정확한 부하 전류를 나타내며, 또한 MOSFET RDS-ON의 고온 계수로 인해 부정확하게 된다.
도 4는 파워 인덕터로의 보조 권선을 이용한 인덕터 전압 적분 측정을 구비한 선행 기술의 SMPS를 도시하는 도면이다. 보조 권선(416)을 파워 인덕터(108)에 추가함으로써, 파워 인덕터(108)를 통해 통과하는 전류를 나타내는 실질적인 무손실 신호 VSENSE가 제공된다. 하지만, 결합 인덕터에 대한 요건이 SMPS의 마그네틱 부품들의 비용을 증가시킨다.
도 5는 SMPS 인덕터를 통과하는 전류를 측정하기 위한 정합 상보 필터를 구비한 선행 기술의 SMPS를 도시하는 도면이다. 이 정합 상보 필터는 인덕터(108)의 인덕터 코일 저항 RL과 결합하여 인덕터를 통과하는 전류를 감지하기 위해 이용된다. 이 정합 상보 필터는 작은 값의 커패시터 CF(522)와 직렬로 연결된 저항 RF(520)로 이루어진다. 이 직렬 연결 조합은 인덕터(108)과 병렬로 연결된다. 상보 필터 임피던스는 파워 인덕터(108)의 임피던스에 정합, 즉 L/RL = RF * CF가 되고, 커패시터 전압 VCF는 인덕터(108)를 통과하는 전류에 정비례한다. 이것은 다음 식들로부터 용이하게 얻어질 수 있다.
Figure pct00001
L/RL = RF * CF이라면, VCF = IL * RL이 된다.
여기서 VL은 인덕터(108)의 양단 전압 값이며, L은 인덕터(10)의 헨리 인덕턴스 값이며, RL은 인덕터(108)의 옴 코일 저항값이고, IL은 인덕터(108)를 통과하는 암페어 전류 값이고, s는 s 영역(즉, 주파수-영역)에서의 복소 주파수이다. 여기서 VCF는 정합 상보 필터 커패시터 CF(522)의 양단 전압 값이고, CF는 커패시터(522)의 패러드 커패시턴스 값이고, RF는 정합 상보 필터 저항(520)의 옴 저항값이다.
커패시터 CF(522)의 양단 전압 VCF는 차동 증폭기(514)의 입력단들에 인가되고, 차동 증폭기의 VSENSE 출력은 SMPS에 의해 공급되는 부하 전류 IL에 비례한다. SMPS의 고전류 경로 내에 저항 또는 임피던스가 도입되어 있지 않으므로, 인더터(108)를 통과하는 전류의 측정은 무손실이다. 하지만, 정확하고 완벽한 전류 측정 결과를 위해서는 이 상보 필터가 인덕터(108)의 등가 인덕턴스 L과 직렬 저항 RL에 정합되어야 한다. 이 회로는 또한 동작 온도 범위에 걸쳐 개별 부품값의 변화로 인해 고 온도 계수를 가지며, 그 때문에 SMPS의 동작 조건들에 걸쳐 정확성이 감소된다.
따라서 SMPS 파워 인덕터를 통과하는 전류를 정확하게 측정하고, 파워를 낭비하지 않고, 모든 동작 조건에 걸쳐 매우 정확하고, 또한 혼합 신호 집적 회로로 구현함에 있어 유연하고 비용이 저렴한 시스템, 방법 및 장치가 필요하다.
본 발명의 특정 예시의 실시예에 따르면, 스위칭 모드 전원 장치에서 인덕터를 통과하는 전류를 측정하기 위한 동조 상보 필터는: 스위치 모드 전원 장치(SMPS)에서 인덕터의 전압원 측에 결합된 제1 입력과, 상기 인덕터의 부하 측에 결합된 제2 입력과, 전류 출력을 구비한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA); 버퍼 증폭기로서 구성되고, 상기 OTA의 전류 출력에 결합된 입력을 구비한 연산 증폭기; 상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 제1 조정가능한 저항; 상기 연산 증폭기의 출력에 결합된 제1 단을 구비한 제2 조정가능한 저항; 및 상기 제2 조정가능한 저항의 제2 단과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 동조 커패시터를 포함하고, 상기 동조 상보 필터로부터의 전압은 상기 제2 조정가능한 저항의 제2 단에서 이용가능하고, 상기 전압은 상기 SMPS의 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타낸다.
본 발명의 또 하나의 특정 예시의 실시예에 따르면, 스위칭 모드 전원 장치에서 인덕터를 통과하는 전류를 측정하기 위한 동조 상보 필터는: 스위치 모드 전원 장치(SMPS)에서 인덕터의 전압원 측에 결합된 제1 입력과, 상기 인덕터의 부하 측에 결합된 제2 입력과, 전류 출력을 구비한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA); 상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 조정가능한 저항; 및 상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 동조 커패시터를 포함하고, 상기 동조 상보 필터로부터의 전압은 상기 OTA의 전류 출력에서 이용가능하고, 상기 전압은 상기 SMPS의 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 특정 예시의 실시예에 따르면, 스위치 모드 전원 장치(SMPS)를 제어하기 위한 시스템은: 파워 인덕터; 상기 파워 인덕터와 전압원의 포지티브 노드 및 네거티브 노드 사이에 각각 결합된 하이 및 로우 스위칭 파워 트랜지스터들; 상기 파워 인덕터와 상기 전압원의 네거티브 노드에 결합된 필터 커패시터; 상기 파워 인덕터에 결합된 동조 상보 필터- 상기 동조 상보 필터는 상기 파워 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 상기 동조 상보 필터의 출력 전압을 제공함으로써 상기 파워 인덕터를 통과하는 전류를 측정함-; 및 상기 하이 및 로우 스위칭 트랜지스터들에 결합된 드라이버 출력들과, 상기 SMPS로부터 조정된 출력 전압을 측정하기 위해 상기 필터 커패시터에 결합된 제1 입력과, 상기 동조 상보 필터의 전압 출력에 결합된 제2 입력을 구비한 SMPS 컨트롤러를 포함하고, 상기 SMPS 컨트롤러는 SMPS 제어 파라미터들로서, 제1 입력에 결합된 조정된 출력 전압과 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 상기 동조 보상 필터로부터 전압 출력을 이용한다.
상술한 구성들에 의해, 본 발명은 SMPS 파워 인덕터를 통과하는 전류를 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명은 이하의 첨부 도면과 관련한 상세한 설명을 참조하면 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 주전력 경로에 직렬 감지 저항을 구비한 종래 기술의 SMPS를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 부하 전류를 측정하기 위한 전류 감지 변압기를 구비한 종래 기술의 SMPS를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 상부 MOSFET 스위치 양단의 온-전압 강하의 모니터링을 구비한 종래 기술의 SMPS를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 파워 인덕터로의 보조 권선을 이용함으로써 인덕터 전압 적분 측정을 구비한 종래 기술의 SMPS를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 SMPS 인덕터를 통과하는 전류를 측정하기 위한 정합 상보 필터를 구비한 종래 기술의 SMPS를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 특정 예시의 실시예에에 따라 SMPS의 인덕터 전류를 손실 없이 측정하기 위한 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 특정 예시의 실시예에에 따라 SMPS의 인덕터 전류를 손실 없이 측정하기 위한 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 회로들에 대한 극 주파수(pole frequency) 조정 그래프를 도시하는 도면이다.
도 9는 도 6 및 도 7에 도시한 회로들에 대한 DC 이득 조정 그래프를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 6 및 도 7에 도시한 동조 상보 필터들의 특정 예시의 실시예들을 이용하여 SMPS 시스템을 제어하기 위한 혼합 신호 집적 회로를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명은 여러 가지 변형 및 다른 형태로 실시될 수 있지만, 특정 실시예만을 도면에 도시하고 여기에서 기술한다. 그러나 여기에서 기술한 설명은 개시한 특정 형태로 본 발명을 한정하는 것이 아니라 본 발명은 청구범위에 정의된 바와 같이 모든 변형 및 등가물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면을 참조하면 특정 실시예의 구성이 개략적으로 도시된다. 도면에서 유사한 요소에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하고 같은 종류의 요소에 대해서는 다른 소문자 첨자를 붙여 나타낸다.
도 5에 도시된 정합된 필터는 본 발명의 개시에 따른 SMPS 파워 인덕터 전류를 손실 없이 측정하기 위한, 새롭고, 신규하고 비자명성의 시스템, 방법 및 장치를 위한 기본이다. 정합된 상보 필터는 일 특정 예시의 실시예(도 6)에서 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(operational transconductance amplifier; OTA), 가변 저항 및 가변 커패시터를 포함하는 동조 필터를 이용함으로써, SMPS 컨트롤러 내에 집적된다. 또 하나의 특정 예시의 실시예(도 7)에서, 연산 증폭기는 버퍼로서 구성되고, 독립 이득 및 극 위치 조정을 제공하는 가변 저항이 부가된다.
도 6은 본 발명의 특정 예시의 실시예에 따른 SMPS의 인덕터 전류를 손실 없이 측정하기 위한 회로를 개략적으로 도시한 도면이다. 동조 상보 필터 인덕터 전류 측정 회로는 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA)(622), 가변 저항(624), 및 가변 커패시터(626)를 포함한다. OTA(622)는 전압 가변 적분기(voltage variable integrator)로서 구성되고, 1차(first-order) 저주파 필터로서 사용된다(도 8 및 도 9 참조). 이 적분기의 전달 함수는
Figure pct00002
이다.
도 6에 도시한 OTA(622) 회로는 조정가능한 극 주파수 및 조정가능한 DC 이득을 갖는다. 극 주파수는 커패시터 CF(626)및 저항 RF(624)에 의해 조정되고, DC 이득은 저항 RF(624)에 의해 조정된다. 도 6에 도시한 필터의 전달함수는 다음 식으로 표현된다.
Figure pct00003
전달 함수의 형식에서 나타낸 바와 같이, DC 이득은
Figure pct00004
이고 극 주파수는
Figure pct00005
이다. 극 주파수 및 DC 이득은 독립적으로 조정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 특정 예시의 실시예에 따른 SMPS의 인덕터 전류를 손실 없이 측정하기 위한 회로를 개략적으로 도시하는 도면이다. 동조 상보 필터 인덕터 전류 측정 회로는 연산 트랜스콘덕턴스 증폭기(OTA)(622), 가변 저항(624), 버퍼로 구성된 연산 증폭기(728), 가변 저항(730) 및 가변 커패시터(626)를 포함하고 있다. OTA(622)는 넓은 대역폭을 갖는 전압 가변 입력 이득 스테이지로서 구성된다. 연산 증폭기(728)는 단극 저주파 필터로부터 입력 이득 단을 분리한다. 극 주파수는 저항 RF(624) 및/또는 커패시터 CF(626)를 변화시킴으로써 조정될 수 있으며, DC 이득은 가변 저항 RG(730)를 변화시킴으로써 연속적으로 조정될 수 있다. 도 7에 도시한 필터의 전달 함수는 다음 식으로 표현된다.
Figure pct00006
전달함수의 형식에서 나타낸 바와 같이, DC 이득은
Figure pct00007
이고
극주파수는
Figure pct00008
이다. 극 주파수 및 DC 이득은 독립적으로 조정될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 동조 상보 필터들은 L/RL 제로 정합을 위해 조정, 예를 들어 동조(tuned)될 수 있으며, 또한 감지된 전류 신호를 소정의 전압 레벨로 증폭하기 위해 이득이 조정될 수 있다. 동조 상보 필터들은 또한 부품의 허용 오차의 영향을 상당하게 감소시키도록 회로 내(in-circuit)에서 조정될 수 있다. 동조 상보 필터들은 SMPS의 변화하는 동작 조건에 적응하기 위해 온 더 플라이(on-the-fly)로 조정될 수 있다. 동조 상보 필터들은 SMPS의 과전류 보호 및/또는 폐루프 제어를 위해 인덕터(108)를 정확하게 측정한다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시한 회로들에 대한 극 주파수 조정의 그래프를 도시한 도면이다.
도 9는 도 6 및 도 7에 도시한 회로들에 대한 DC 이득 조정의 그래프를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 6 및 도 7에 도시한 동조 상보 필터들의 특정 예시의 실시예들을 이용하여 SMPS 시스템을 제어하는 혼합 신호 집적 회로 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 혼합 신호 집적 회로 장치(1002)는 SMPS 컨트롤러(1004), 파워 트랜지스터 드라이버들(1006), 마이크로컨트롤러(1008) 및 관련 메모리(1010), OTA(622), 연산 증폭기(728), DC 이득 설정 저항(730), 극 주파수 설정 저항(624) 및 극 주파수 설정 커패시터(626)를 포함한다. SMPS 컨트롤러(1004)는 SMPS의 파워 MOSFET 스위치들(104 및 106)에 파워 제어 신호를 제공하는 파워 트랜지스터 드라이버들(1006)을 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM), 펄스 주파수 변조(PWM), 펄스 밀도 변조(PDM) 등의 신호를 생성할 수 있다. SMPS 컨트롤러(1004)는 전압 조정된 출력 전압 VOUT와, OTA(622), 연산 증폭기(728), 가변 저항(624 및 730) 그리고 동조 커패시터(626)를 포함하는 동조 상보 필터로부터 측정된 인덕터 전류 신호 VO를 모니터한다.
OTA(622), 연산 증폭기(728), 가변 저항들(624 및 730) 및 동조 커패시터(626)는 위에서 상세히 기술한 바와 같이 접속되고 동작한다. 마이크로컨트롤러(1008)는 SMPS 컨트롤러(1004)용의 설정 파라미터들뿐만 아니라 가변 저항(624 및 730)을 제어할 수 있다(파선은 제어 신호를 나타냄). 마이크로컨트롤러(1008)는 SMPS 컨트롤러(1004)와 같은 기능을 수행할 수 있으며, SMPS 컨트롤러(1004)를 대체할 수 있음이 이해되고, 이러한 사실은 본 발명의 영역 내에 있다. 마이크로컨트롤러(1008)는 아날로그 입력들과 아날로그 디지털 변환 회로(도시 않음)를 갖는다. 혼합 신호 집적 회로 장치(1002)를 작동하는 프로그램은 마이크로컨트롤러(1008)와 관련된 메모리(1010) 내에 저장될 수 있다. 추가의 커패시터(626a)가 혼합 신호 집적 회로 장치(1002) 외부에 내부 커패시터(626)과 병렬로 추가될 수 있다. 마이크로컨트롤러(1008)는 가변 저항들(624 및 730)의 제어와 결합하여 커패시터(626)의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다. 마이크로컨트롤러(1008)에 의해 커패시터(626) 및/또는 가변 저항(624 및 730)을 제어함으로써 최적 전류 측정을 위해 SMPS의 변하는 동작 조건들 하에서 동조 상보 필터의 이득 및/또는 극 주파수를 온 더 플라이로 동적 조정할 수 있다. 본 발명의 개시에 따른 동조 상보 필터 구현(들)은 스위치 모드 파워 컨버터(SMPC), 브러시리스 dc 모터들 등에 적용될 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들을 본 발명의 예시의 실시예들을 참조로 하여 도시, 기술 및 정의하였지만, 이러한 참조는 개시한 형태로의 한정을 의미하는 것이 아니고, 이러한 한정을 암시하는 것도 아니다. 개시한 주제는 본 발명이 속하는 당업자들에게 일어나는 형태와 방식으로 상당한 변형, 변경 및 등가물로 될 수 있고 본 발명의 이점을 갖게 된다. 본 발명에서 도시하고 기술한 실시예들은 예일 뿐이고, 본 발명의 영역을 한정하고자 하는 것은 아니다.

Claims (30)

  1. 스위칭 모드 전원 장치에서 인덕터를 통과하는 전류를 측정하기 위한 동조 상보 필터로서,
    스위치 모드 전원 장치(SMPS)에서 인덕터의 전압원 측에 결합된 제1 입력과, 상기 인덕터의 부하 측에 결합된 제2 입력과, 전류 출력을 구비한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA);
    버퍼 증폭기로서 구성되고, 상기 OTA의 전류 출력에 결합된 입력을 구비한 연산 증폭기;
    상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 제1 조정가능한 저항;
    상기 연산 증폭기의 출력에 결합된 제1 단을 구비한 제2 조정가능한 저항; 및
    상기 제2 조정가능한 저항의 제2 단과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 동조 커패시터를 포함하고,
    상기 동조 상보 필터로부터의 전압은 상기 제2 조정가능한 저항의 제2 단에서 이용가능하고, 상기 전압은 상기 SMPS의 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 동조 상보 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 OTA, 상기 연산 증폭기, 상기 제1 및 제2 조정가능한 저항들 및 상기 동조 커패시터는 1차 저주파 필터를 포함하는 동조 상보 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 OTA는 넓은 주파수 밴드폭을 구비한 전압 가변 입력 이득 스테이지로서 구성되는 동조 상보 필터
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 제2 조정가능한 저항의 저항값을 변경함으로써 조정되는 동조 상보 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 제2 조정가능한 저항의 저항값을 변경함으로써 상기 인덕터의 제로 주파수와 정합하도록 조정되는 동조 상보 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 동조 커패시터의 커패시턴스값을 변경함으로써 조정되는 동조 상보 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 동조 커패시터의 커패시턴스값을 변경함으로써 상기 인덕터의 제로 주파수와 정합하도록 조정되는 동조 상보 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 이득은 상기 제1 조정가능한 저항의 저항값을 변경함으로써 조정되는 동조 상보 필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 인덕터를 통과하는 전류를 측정하는 동안에 조정되는 동조 상보 필터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 OTA, 상기 연산 증폭기, 상기 제1 및 제2 조정가능한 저항들 및 상기 동조 커패시터는 혼합 신호 집적 회로의 반도체 다이에 제조되는 동조 상보 필터.
  11. 제1O항에 있어서,
    상기 집적 회로에 제조된 마이크로컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 제1 및 제2 조정가능한 저항들의 저항값들 및 상기 동조 커패시턴값을 제어하는 동조 상보 필터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 다이에 제조된 스위치 모드 전원 장치 컨트롤러와 하이 및 로우 파워 트랜지스터 드라이버들을 더 포함하는 동조 상보 필터.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 다이에 제조된 상기 동조 커패시터에 결합된 외부 동조 커패시터를 더 포함하는 동조 상보 필터.
  14. 스위칭 모드 전원 장치에서 인덕터를 통과하는 전류를 측정하기 위한 동조 상보 필터로서,
    스위치 모드 전원 장치(SMPS)에서 인덕터의 전압원 측에 결합된 제1 입력과, 상기 인덕터의 부하 측에 결합된 제2 입력과, 전류 출력을 구비한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA);
    상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 조정가능한 저항; 및
    상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 동조 커패시터를 포함하고,
    상기 동조 상보 필터로부터의 전압은 상기 OTA의 전류 출력에서 이용가능하고, 상기 전압은 상기 SMPS의 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 동조 상보 필터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 OTA는 전압 가변 적분기로서 구성되고, 1차 저주파 필터로서 작용하는 동조 상보 필터.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 조정가능한 저항의 저항값을 변경함으로써 조정되는 동조 상보 필터.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 조정가능한 저항의 저항값을 변경함으로써 상기 인덕터의 제로 주파수와 정합하도록 조정되는 동조 상보 필터.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 동조 커패시터의 커패시턴스값을 변경함으로써 조정되는 동조 상보 필터.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 동조 커패시터의 커패시턴스값을 변경함으로써 상기 인덕터의 제로 주파수와 정합하도록 조정되는 동조 상보 필터.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 이득은 상기 조정가능한 저항의 저항값을 변경함으로써 조정되는 동조 상보 필터.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터의 극 주파수는 상기 인덕터를 통과하는 전류를 측정하는 동안에 조정되는 동조 상보 필터.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 OTA, 상기 조정가능한 저항 및 상기 동조 커패시터는 혼합 신호 집적 회로의 반도체 다이에 제조되는 동조 상보 필터.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 집적 회로에 제조된 마이크로컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 조정가능한 저항의 저항값 및 상기 동조 커패시턴값을 제어하는 동조 상보 필터.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 반도체 다이에 제조된 스위치 모드 전원 장치 컨트롤러와 하이 및 로우 파워 트랜지스터 드라이버들을 더 포함하는 동조 상보 필터.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 반도체 다이에 제조된 상기 동조 커패시터에 결합된 외부 동조 커패시터를 더 포함하는 동조 상보 필터.
  26. 스위치 모드 전원 장치(SMPS)를 제어하기 위한 시스템으로서,
    파워 인덕터;
    상기 파워 인덕터와 전압원의 포지티브 노드 및 네거티브 노드 사이에 각각 결합된 하이 및 로우 스위칭 파워 트랜지스터들;
    상기 파워 인덕터와 상기 전압원의 네거티브 노드에 결합된 필터 커패시터;
    상기 파워 인덕터에 결합된 동조 상보 필터- 상기 동조 상보 필터는 상기 파워 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 상기 동조 상보 필터의 출력 전압을 제공함으로써 상기 파워 인덕터를 통과하는 전류를 측정함 -;
    상기 하이 및 로우 스위칭 트랜지스터들에 결합된 드라이버 출력들과, 상기 SMPS로부터 조정된 출력 전압을 측정하기 위해 상기 필터 커패시터에 결합된 제1 입력과, 상기 동조 상보 필터의 전압 출력에 결합된 제2 입력을 구비한 SMPS 컨트롤러를 포함하고,
    상기 SMPS 컨트롤러는 SMPS 제어 파라미터들로서, 제1 입력에 결합된 조정된 출력 전압과 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 상기 동조 보상 필터로부터 전압 출력을 이용하는 스위치 모드 전원 장치 제어 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터는,
    상기 SMPS에서 상기 인덕터의 전압원 측에 결합된 제1 입력과, 상기 인덕터의 부하 측에 결합된 제2 입력과, 및 전류 출력을 구비한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA);
    버퍼 증폭기로서 구성되고, 상기 OTA의 전류 출력에 결합된 입력을 구비한 연산 증폭기;
    상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 제1 조정가능한 저항;
    상기 연산 증폭기의 출력에 결합된 제1 단을 구비한 제2 조정가능한 저항; 및
    상기 제2 조정가능한 저항의 제2 단과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 동조 커패시터를 포함하고,
    상기 동조 상보 필터로부터의 전압은 상기 제2 조정가능한 저항의 상기 제2 단에서 이용가능하고, 상기 전압은 상기 SMPS의 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 스위치 모드 전원 장치 제어 시스템.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 동조 상보 필터는,
    상기 SMPS에서 인덕터의 전압원 측에 결합된 제1 입력과, 상기 인덕터의 부하 측에 결합된 제2 입력과, 및 전류 출력을 구비한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA);
    상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 조정가능한 저항;
    상기 OTA의 전류 출력과 상기 전압원의 리턴단 사이에 결합된 동조 커패시터를 포함하고,
    상기 동조 상보 필터로부터의 전압은 상기 OTA의 전류 출력에서 이용가능하고, 상기 전압은 상기 SMPS의 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 스위치 모드 전원 장치 제어 시스템.
  29. 제27항에 있어서,
    혼합 신호 집적 회로의 집적 회로 다이에 제조된 상기 동조 상보 필터 및 상기 SMPS 컨트롤러를 구비한 집적 회로 다이를 더 포함하는 스위치 모드 전원 장치 제어 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 집적 회로 다이에 제조된 마이크로컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 동조 상보 필터와 상기 SMPS 컨트롤러를 제어하는 스위치 모드 전원 장치 제어 시스템.
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