KR20160069220A - Power converter and power supply method using the same - Google Patents

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KR20160069220A KR1020140174926A KR20140174926A KR20160069220A KR 20160069220 A KR20160069220 A KR 20160069220A KR 1020140174926 A KR1020140174926 A KR 1020140174926A KR 20140174926 A KR20140174926 A KR 20140174926A KR 20160069220 A KR20160069220 A KR 20160069220A
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유두호
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Abstract

An embodiment of the present invention can provide a power device. The power device includes a detection part which detects a current and outputs a detection signal, and a control part which outputs a control signal for controlling the turn-on/off operation of a switch in response to the detection signal. The detection part includes a control device which detects a current flowing along a turn-on range where the switch is turned on and a turn-off range where the switch is turned off, respectively. So, a current supplied to a load can be stably supplied.

Description

전원장치 및 그를 이용한 전원공급방법{POWER CONVERTER AND POWER SUPPLY METHOD USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply apparatus,

본 발명은 전원장치 및 그를 이용한 전원공급방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply apparatus and a power supply method using the same.

일반적으로 벅컨버터, 플라이백 컨버터 등의 스위치모드 전원장치들은 광범위한 전자장비에 사용되고 있다. 또한, 최근 경향은 소비전력을 낮춰 에너지 소비를 줄일 수 있는 방향으로 기술이 전개되고 있다. 이러한 스위치모드 전원장치들의 소비전력을 줄이기 위해서는 불필요한 전류의 사용을 줄이는 방안이 필요하다. 특히, 스위치모드 전원장치는 기설정된 전류를 안정적으로 생성하여 공급하기 위해서는 스위치를 턴온하였을 경우 기설정된 전류보다 더 큰 전류를 흐르도록 하여야 한다. Switch mode power supplies such as buck converters and flyback converters are commonly used in a wide range of electronic equipment. In addition, recent trends have been toward technology that can reduce energy consumption by lowering power consumption. In order to reduce the power consumption of such switch mode power supplies, it is necessary to reduce the use of unnecessary currents. In particular, in order to generate and supply a preset current in a stable manner, the switch mode power supply must supply a current larger than a predetermined current when the switch is turned on.

이때, 흐르는 전류를 리플이 발생하게 되는데, 리플이 크게 발생하면 전류를 공급받는 부하가 손상되는 문제점이 발생할 수 있다.At this time, the ripple is generated in the flowing current. If the ripple is large, the load supplied to the current may be damaged.

KR 2004-0021680(2004.03.10 공개)KR 2004-0021680 (published March 10, 2004) JP 2010-258146 (2010.11.11 공개)JP 2010-258146 (published Nov. 11, 2010)

본 발명의 목적은, 인덕터에 흐르는 전류의 편차를 줄여 부하에 공급되는 전류를 안정적으로 공급하는 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a power supply device which stably supplies a current supplied to a load by reducing a deviation of a current flowing in an inductor and a power supply method using the same.

본 발명의 제1실시형태는, 전류를 감지하여 감지신호를 출력하는 감지부, 및 감지신호에 대응하여 스위치의 턴온/턴오프동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하되, 감지부는 스위치가 턴온된 턴온구간과 스위치가 턴오프된 턴오프구간에서 각각 흐르는 전류를 감지하는 제어장치를 제공하는 것이다. The first embodiment of the present invention includes a sensing unit for sensing a current and outputting a sensing signal and a control unit for outputting a control signal for controlling a turn-on / Off period in which the switch is turned off and a turn-off period in which the switch is turned off.

본 발명의 제2실시형태는, 인덕터와, 턴온/턴오프동작에 의해 상기 인덕터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 스위치를 포함하는 전원생성부, 스위치가 턴온된 턴온구간에서 인덕터에 흐르는 구동전류의 크기와 스위치가 턴오프된 턴오프구간에서 인덕터에 흐르는 구동전류의 크기를 감지하는 감지부, 및 턴온구간에서 감지된 구동전류의 크기와 턴오프구간에서 감지된 구동전류의 크기에 대응하여 스위치의 턴온/턴오프를 제어하는 제어부를 포함하는 전원장치를 제공하는 것이다. A second embodiment of the present invention is directed to a power supply apparatus including an inductor, a power generation section including a switch for controlling the flow of current flowing through the inductor by a turn-on / turn-off operation, And a controller for controlling the magnitude of the driving current detected in the turn-on period and the magnitude of the driving current sensed in the turn-off interval, thereby detecting a magnitude of the driving current flowing through the inductor in a turn- And a control unit for controlling turn-on / turn-off of the power supply.

본 발명의 제3실시형태는 스위치가 턴온된 턴온구간에서, 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 단계, 스위치가 턴오프된 턴오프구간에서, 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 단계, 및 턴온구간과 턴오프구간에서 인덕터에 흐르는 전류의 평균이 일정하도록 스위치의 턴온/턴오프 시간을 제어하는 단계를 포함하는 전원공급방법을 제공하는 것이다.A third embodiment of the present invention is a method for controlling an electronic device including the steps of sensing a current flowing in an inductor in a turn-on period of a switch, sensing a current flowing in the inductor in a turn-off period in which the switch is turned off, And controlling the turn-on / turn-off time of the switch such that an average of the currents flowing in the inductor in the section is constant.

본 발명에 따른 전원장치 및 그를 이용한 전원공급방법에 의하면, 인덕터에 흐르는 전류의 리플을 작게 함으로써 부하에 전류를 안정적으로 공급할 수 있다.According to the power supply apparatus and the power supply method using the power supply apparatus according to the present invention, the current can be stably supplied to the load by reducing the ripple of the current flowing in the inductor.

도 1은 본 발명에 따른 전원장치의 제1실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어장치의 제1실시예를 나타내는 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전원장치의 제2실시예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전원장치의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 5은 도 2에 도시된 제어장치의 동작의 제1실시예를 나타내는 순서도이다.1 is a structural diagram showing a first embodiment of a power supply apparatus according to the present invention.
2 is a structural diagram showing the first embodiment of the control apparatus shown in Fig.
3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply apparatus according to the present invention.
4 is a timing chart showing the operation of the power supply apparatus shown in Fig.
5 is a flowchart showing a first embodiment of the operation of the control apparatus shown in Fig.

본 발명에 따른 전원장치 및 그를 이용한 전원공급방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.The above and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In this specification, the terms first, second, etc. are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited by these terms.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 전원장치의 제1실시예를 나타내는 구조도이다. 1 is a structural diagram showing a first embodiment of a power supply apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 전원장치(100)는 소정의 전압을 출력하는 전원생성부(110)와, 전원생성부(110)를 제어하는 제어장치(120)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the power supply apparatus 100 may include a power generator 110 for outputting a predetermined voltage and a controller 120 for controlling the power generator 110.

전원생성부(110)는 입력된 전압(Vin)을 승압 또는 강압하여 소정의 전압(Vout)을 출력할 수 있다. 전원생성부(110)는 LED(Light emitting diode) 등의 부하에 전류를 공급할 수 있다. 제어장치(120)는 전원생성부(110)를 제어하여 전원장치(100)가 입력된 전압의 전압이 일정하지 않더라도 소정의 전압을 출력할 수 있게 할 수 있다. 제어장치(120)는 부하에 공급되는 전류의 양에 대응하여 전원생성부(110)를 제어할 수 있다. 하기의 도 2에 도시된 것과 같이 전원생성부(110)는 인덕터와, 스위치(Q1)를 포함할 수 있고, 제어장치(120)가 스위치(Q1)의 턴온/턴오프 동작에 대응하여 인덕터(L)에 흐르는 전류의 크기를 감지하여 전원생성부(110)에서 소정의 전압을 생성할 수 있게 할 수 있다. 또한, 제어장치(120)는 스위치(Q1)의 턴온시에 인덕터(L)에 흐르는 전류와 스위치(Q1)의 턴오프시에 인덕터(L)에 흐르는 전류를 각각 감지하여 인덕터(L)에 흐르는 전류의 평균이 일정하도록 제어할 수 있다. 따라서, 인덕터(L)에 흐르는 전류의 리플이 감소될 수 있다.
The power generation unit 110 may output a predetermined voltage Vout by stepping up or down the input voltage Vin. The power generator 110 may supply current to a load such as an LED (Light Emitting Diode). The controller 120 may control the power generator 110 to enable the power supply 100 to output a predetermined voltage even if the voltage of the input voltage is not constant. The control device 120 can control the power generation unit 110 in accordance with the amount of the current supplied to the load. 2, the power supply generating unit 110 may include an inductor and a switch Q1, and the control unit 120 may control the turn-on / turn-off operation of the switch Q1 so that the inductor L to generate a predetermined voltage in the power generation unit 110. In this case, The controller 120 detects the current flowing through the inductor L when the switch Q1 is turned on and the current flowing through the inductor L when the switch Q1 is turned off, So that the average of the currents can be controlled to be constant. Therefore, the ripple of the current flowing in the inductor L can be reduced.

도 2는 도 1에 도시된 제어장치의 제1실시예를 나타내는 구조도이다. 2 is a structural diagram showing the first embodiment of the control apparatus shown in Fig.

도 2를 참조하면, 제어장치(120)는 전류의 크기에 대응하여 감지신호를 출력하는 감지부(121a)와, 감지신호에 대응하여 스위치(Q1)의 턴온/턴오프동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부(122a)를 포함할 수 있다. 2, the control unit 120 includes a sensing unit 121a for outputting a sensing signal corresponding to the magnitude of a current, a control unit 120a for controlling a turn-on / And a controller 122a.

감지부(121a)는 감지부(121a)는 인덕터(L)와 스위치(Q1)사이에 연결될 수 있고 인덕터(L)에 흐르는 전류의 크기를 감지할 수 있다. 감지부(121a)는 인덕터(L)에 흐르는 전류에 대응하는 전압을 감지하고 감지신호를 생성하여 제어부(122a)에 전달할 수 있다. 감지신호는 인덕터(L)에 흐르는 전류에 대응할 수 있다. 제어부(122a)는 감지신호를 전달받아 스위치(Q1)의 턴온시에 인덕터(L)에 흐르는 전류의 크기와 스위치(Q1)의 턴오프시에 인덕터(L)에 흐르는 전류를 파악하여 스위치(Q1)의 턴온/턴오프를 제어할 수 있다. 스위치(Q1)의 턴온/턴오프동작에 의해 입력전압(Vin)에서 접지방향으로 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 감지부(121a)가 인덕터(L)와 스위치(Q1) 사이에 연결될 수 있어 스위치(Q1)의 턴온구간과 턴오프구간에 인덕터(L)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
The sensing unit 121a may be connected between the inductor L and the switch Q1 and may sense the magnitude of the current flowing through the inductor L. [ The sensing unit 121a senses a voltage corresponding to the current flowing in the inductor L, generates a sensing signal, and transmits the sensing signal to the controller 122a. The sense signal may correspond to the current flowing in the inductor L. The control unit 122a receives the sensing signal and recognizes the magnitude of the current flowing through the inductor L when the switch Q1 is turned on and the current flowing through the inductor L when the switch Q1 is turned off, ) Can be controlled. The current flowing from the input voltage Vin to the ground can be sensed by the turn-on / turn-off operation of the switch Q1. The sensing unit 121a may be connected between the inductor L and the switch Q1 to sense the current flowing through the inductor L during the turn-on and turn-off periods of the switch Q1.

도 3은 본 발명에 따른 전원장치의 제2실시예를 나타내는 회로도이고, 도 4는 도 3에 도시된 전원장치의 동작을 나타내는 타이밍도이다. FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply device according to the present invention, and FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the power supply device shown in FIG.

도 3을 참조하면, 전원장치(300)는 출력단(Vout)에 병렬로 연결되는 출력캐패시터(Co)와, 출력단(Vout)과 제1노드(N1) 사이에 연결되어 출력단(Vout)에 흐르는 전류를 전달받는 인덕터(L)와, 제1노드(N1)와 입력단(Vin) 사이에 연결되는 프라휠링다이오드(D)와, 제1전극은 제1노드(N1)에 연결되고 제2전극은 접지에 연결되고 게이트전극은 제어부(122a)와 연결되며, 제어신호에 의해 턴온/턴오프동작이 결정되는 스위치(Q1)를 포함하는 전원생성부(310)와, 인덕터(L)와 제1노드(N1)사이에 연결되고 감지저항(Rsense1, Rsense2)을 포함하는 감지부(321a)를 포함할 수 있다. 또한, 전원생성부(310)는 감지부(321a)에서 출력되는 감지신호를 통해 스위치(Q1)의 턴온/턴오프동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부(322a)를 포함할 수 있다. 감지부(321a)는 제1감지저항(Rsense1)과 제2감지저항(Rsense2)을 포함할 수 있다. 제1감지저항(Rsense1)과 제2감지저항(Rsense2)을 통해 분압된 전압이 감지신호일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1감지저항(Rsense1)은 복수의 저항(r1,r2,r3,r4)을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 저항 중 하나(r1)은 출력단과 제1노드(N1) 사이에서 인덕터(L)과 직렬려 연결될 수 있다. 하지만, 제1감지저항(Rsense1)에 포함되는 저항의 수는 이에 한정되는 것은 아니며, 감지부(321a)는 스위치(Q1)의 턴온시간에 흐르는 전류와 스위치(Q1)의 턴오프시간에 흐르는 전류를 센싱하기 때문에, 인덕터(L)에 많은 전류가 흐를 수 있어 제1센싱저항(Rsense1)에 포함되는 저항의 수는 도시된 것 보다 더 많이 연결되게 하는 것도 가능하다.3, the power supply 300 includes an output capacitor Co connected in parallel to an output terminal Vout, a current control circuit 300 connected between the output terminal Vout and the first node N1, A first electrode connected to the first node N1 and a second electrode connected to the ground N1, and a second electrode connected to the first node N1. The inductor L is connected between the first node N1 and the input terminal Vin, A gate electrode connected to the control unit 122a and including a switch Q1 whose turn-on / turn-off operation is determined by a control signal, and an inductor L connected to the first node N1, and includes a sensing unit 321a including sense resistors Rsense1 and Rsense2. The power generation unit 310 may include a control unit 322a that outputs a control signal for controlling the turn-on / turn-off operation of the switch Q1 through the sensing signal output from the sensing unit 321a. The sensing unit 321a may include a first sense resistor Rsense1 and a second sense resistor Rsense2. The voltage divided through the first sense resistor Rsense1 and the second sense resistor Rsense2 may be a sense signal. However, the present invention is not limited thereto. Also, the first sense resistor Rsense1 may include a plurality of resistors r1, r2, r3, r4. In addition, one of the plurality of resistors r1 may be connected in series with the inductor L between the output terminal and the first node N1. However, the number of the resistors included in the first sense resistor Rsense1 is not limited to this, and the sensing portion 321a may be configured such that the current flowing during the turn-on time of the switch Q1 and the current flowing during the turn- It is possible to cause a large amount of current to flow in the inductor L so that the number of resistors included in the first sensing resistor Rsense1 can be made to be larger than that shown in the figure.

전원생성부(310)는 로사이드 벅컨버터일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 스위치(Q1)는 MOS(Metal oxide silicon) 트랜지스터, FET(Field effect transistor), BJT(Bipolar junction transistor)일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(322a)는 제어신호를 통해 스위치(Q1)의 턴온/턴오프의 구간의 비를 제어할 수 있고 스위치(Q1)의 스위칭 주파수를 제어할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The power generation unit 310 may be a passive buck converter, but is not limited thereto. The switch Q1 may be a metal oxide silicon (MOS) transistor, a field effect transistor (FET), or a bipolar junction transistor (BJT). However, the present invention is not limited thereto. The control unit 322a can control the ratio of the turn-on / turn-off period of the switch Q1 through the control signal and control the switching frequency of the switch Q1. However, the present invention is not limited thereto.

상기와 같이 구성된 전원장치(300)의 동작을 도 4를 이용하여 설명할 수 있다. 먼저, 턴온구간(T1)에서 스위치(Q1)가 턴온될 수 있다. 스위치(Q1)가 턴온되면, 인덕터(L)를 통해 스위치(Q1)로 전류가 흐를 수 있다. 이때, 인덕터(L)에 흐르는 전류는 증가할 수 있다. 인덕터(L)에 흐르는 전류가 증가하면 제1감지저항(Vsense1)에 흐르는 전류가 증가할 수 있다. 즉, 제1감지저항(Vsense1) 중 인덕터와 직렬로 연결되어 있는 저항(r1)으로 흐르는 전류가 증가할 수 있다. 이때, 제1감지저항(Vsense1)의 다른 저항들(r2,r3,r4)에 의해 저항(r1)에 인가되는 전압에 대응되는 전압이 제2감지저항(Vsense2)에 인가될 수 있어, 저항(r1)으로 흐르는 전류가 증가하면 제2감지저항(Vsense2)에 형성되는 감지전압(Vsense)이 증가할 수 있다. 제어부(322a)는 턴온구간(T1)에서는 감지전압(Vsense)이 증가하여 제1기준전압(Vref)과 같아지면 스위치(Q1)의 턴온시간을 감지전압(Vsense)이 제1기준전압(Vref)과 같아진 시점부터 소정 시간(t1) 동안 유지하도록 할 수 있다. 이로 인해, 턴온구간(T1)에서 인덕터(L)에는 제1기준전압(Vref)에 대응되는 전류보다 더 큰 전류가 흐르게 할 수 있다. 그리고, 턴오프구간(T2)에서 스위치(Q1)가 턴오프되면, 인덕터(L)를 통해 프리휠링다이오드(D)로 전류가 흐를 수 있다. 이때, 인덕터(L)에 흐르는 전류는 감소할 수 있다. 인덕터(L)에 흐르는 전류가 감소하면 감지신호의 감지전압(Vsense)이 감소할 수 있다. 즉, 제1감지저항(Vsense1) 중 인덕터와 직렬로 연결되어 있는 저항(r1)으로 흐르는 전류가 감소할 수 있다. 이때, 제1감지저항(Vsense1)의 다른 저항들(r2,r3,r4)에 의해 저항(r1)에 인가되는 전압에 대응되는 전압이 제2감지저항(Vsense2)에 인가될 수 있어, 저항(r1)으로 흐르는 전류가 감소하면 제2감지저항(Vsense2)에 형성되는 감지전압(Vsense)이 감소할 수 있다. 제어부(322a)는 감지전압(Vsense)과 제1기준전압(Vref)을 다시 비교하고 감지전압(Vsense)이 감소하여 제1기준전압(Vref)과 같아지면 감지전압(Vsense)이 제1기준전압(Vref)과 같아진 시점부터 소정 시간(t2)동안 유지하도록 할 수 있다. 이로 인해, 턴오프구간(T2)에서 인덕터(L)에는 제1기준전압(Vref)에 대응되는 전류보다 더 작은 전류가 흐를 수 있다. 하지만, 제1소정시간(t1)과 제2소정시간(t2)동안 유지하지 않을 수도 있다.The operation of the power supply apparatus 300 configured as described above can be described with reference to FIG. First, the switch Q1 may be turned on in the turn-on period T1. When the switch Q1 is turned on, a current can flow through the inductor L to the switch Q1. At this time, the current flowing in the inductor L may increase. If the current flowing in the inductor L increases, the current flowing in the first sense resistor Vsense1 may increase. That is, the current flowing to the resistor r1 connected in series with the inductor among the first sense resistors Vsense1 may increase. At this time, a voltage corresponding to the voltage applied to the resistor r1 by the other resistors r2, r3 and r4 of the first sense resistor Vsense1 can be applied to the second sense resistor Vsense2, the sensing voltage Vsense formed in the second sensing resistor Vsense2 may increase. The control unit 322a controls the turn-on time of the switch Q1 such that the sense voltage Vsense becomes equal to the first reference voltage Vref when the sense voltage Vsense increases to be equal to the first reference voltage Vref in the turn- It is possible to maintain the same for a predetermined time t1. Therefore, in the turn-on period T1, a larger current can flow in the inductor L than the current corresponding to the first reference voltage Vref. When the switch Q1 is turned off in the turn-off period T2, a current can flow through the inductor L to the freewheeling diode D. At this time, the current flowing in the inductor L can be reduced. When the current flowing in the inductor L decreases, the sense voltage Vsense of the sense signal may decrease. That is, the current flowing to the resistor r1 connected in series with the inductor among the first sense resistors Vsense1 can be reduced. At this time, a voltage corresponding to the voltage applied to the resistor r1 by the other resistors r2, r3 and r4 of the first sense resistor Vsense1 can be applied to the second sense resistor Vsense2, the detection voltage Vsense formed in the second sense resistor Vsense2 may decrease. The control unit 322a compares the sense voltage Vsense with the first reference voltage Vref again and if the sense voltage Vsense decreases to become equal to the first reference voltage Vref, It can be maintained for a predetermined time t2 from the time when it becomes equal to the reference voltage Vref. Therefore, in the turn-off period T2, a current smaller than the current corresponding to the first reference voltage Vref can flow in the inductor L. [ However, it may not be held for the first predetermined time t1 and the second predetermined time t2.

또한, 제어부(322a)는 턴온구간(T1)과 턴오프구간(T2)에서 흐르는 인덕터(L)에 흐르는 전류의 평균이 제1기준전압(Vref)에 대응되는 전압이 되도록 스위치(Q1)의 턴온/턴오프를 제어하여 인덕터(L)에 흐르는 전류의 리플이 개선되게 할 수 있다.
The control unit 322a controls the turn-on and turn-off periods of the switch Q1 so that the average of the currents flowing in the inductor L flowing in the turn-on period T1 and the turn-off interval T2 becomes a voltage corresponding to the first reference voltage Vref. / Turn off of the inductor L can be controlled to improve the ripple of the current flowing in the inductor L. [

도 5는 도 2에 도시된 제어장치의 동작의 제1실시예를 나타내는 순서도이다. 5 is a flowchart showing a first embodiment of the operation of the control apparatus shown in Fig.

도 5를 참조하면, 제어장치(120)는 스위치(Q1)가 턴온된 턴온구간(T1)에서, 인덕터(L)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 제어장치(120)는 감지부(121a)를 포함하며 스위치(Q1)가 턴온된 상태에서 인덕터(L)에 흐르는 전류를 전달받아 감지신호를 생성할 수 있다. 감지부(121a)는 감지저항을 포함하며, 감지저항에 인가되는 전압에 대응하는 감지신호를 생성할 수 있다. 감지저항은 복수의 저항을 포함할 수 있다. 스위치(Q1)가 턴온된 턴온구간(T1)에서 감지신호의 감지전압(Vsense)은 점차적으로 증가될 수 있다. 턴온구간(T1)은 스위치(Q1)가 턴온된 시점부터 제어장치(120)에서 감지전압(Vsense)과 제1기준전압(Vref)을 비교하여 감지전압(Vsense)이 제1기준전압(Vref)과 같아진 시점에서부터 소정시간 경과할 때까지 스위치(Q1)의 턴온이 유지되는 구간일 수 있다. 감지전압(Vsense)과 제1기준전압(Vref)은 제어부(122a)에서 비교할 수 있다. 5, the control device 120 can sense the current flowing in the inductor L at the turn-on period T1 when the switch Q1 is turned on. The controller 120 includes a sensing unit 121a and is capable of receiving a current flowing through the inductor L and generating a sensing signal when the switch Q1 is turned on. The sensing unit 121a may include a sense resistor and may generate a sense signal corresponding to a voltage applied to the sense resistor. The sense resistor may comprise a plurality of resistors. The sense voltage Vsense of the sense signal can be gradually increased in the turn-on period T1 in which the switch Q1 is turned on. The turn-on period T1 is obtained by comparing the sense voltage Vsense with the first reference voltage Vref from the time when the switch Q1 is turned on so that the sense voltage Vsense becomes equal to the first reference voltage Vref, The turn-on of the switch Q1 may be maintained until a predetermined time elapses from the time when the switch Q1 becomes equal to the turn-on time of the switch Q1. The sensing voltage Vsense and the first reference voltage Vref may be compared in the controller 122a.

또한, 제어장치(120)는 스위치(Q1)가 턴오프된 턴오프구간(T2)에서, 인덕터(L)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 제어장치(120)는 감지부(121a)를 통해 스위치(Q1)가 턴오프된 상태에서 인덕터(L)에 흐르는 전류를 전달받아 감지신호를 생성할 수 있다. 스위치(Q1)가 턴오프된 턴오프구간(T2)은 감지전압(Vsense)이 점차적으로 감소될 수 있고 제어장치(120)의 제어부(122a)에서 감지전압(Vsense)과 제1기준전압(Vref)을 비교하여 감지전압(Vsense)이 제1기준전압(Vref)과 같아진 시점에서부터 소정시간 경과할 때까지 스위치(Q1)의 턴오프를 유지하는 구간일 수 있다. In addition, the control device 120 can sense the current flowing in the inductor L in the turn-off period T2 in which the switch Q1 is turned off. The controller 120 may receive the current flowing through the inductor L in a state where the switch Q1 is turned off through the sensing unit 121a to generate a sensing signal. The turn-off period T2 in which the switch Q1 is turned off may be such that the sense voltage Vsense can be gradually reduced and the sense voltage Vsense and the first reference voltage Vref2 in the control unit 122a of the control device 120, Off period of the switch Q1 from the time when the sensing voltage Vsense becomes equal to the first reference voltage Vref until a predetermined time elapses.

또한, 제어장치(120)는 턴온구간(T1)과 턴오프구간(T2)에서 인덕터(L)에 흐르는 전류의 평균이 일정하도록 스위치(Q1)의 턴온/턴오프 시간을 제어할 수 있다. 스위치(Q1)의 턴온/턴오프 시간은 스위치(Q1)의 턴온구간과 턴오프구간의 비를 조절하거나 스위치(Q1)의 스위칭주파수를 조절함으로써 달성할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 것과 같이 턴온구간(T1)에서 감지전압이 제1기준전압(Vref)보다 더 클 수 있도록 스위치(Q1)의 턴온시간을 제어장치(120)의 제어부(122a)에서 제어할 수 있고 제어부(122a)는 턴온구간(T1)에서 인덕터(L)에 흐르는 전류가 제1기준전압(Vref)에 대응되는 전류보다 더 크게 흐를 수 있도록 감지전압(Vsense)과 제1기준전압(Vref)을 비교하고 감지전압(Vsense)이 증가하여 제1기준전압(Vref)과 같아진 시점에서 소정시간동안 스위치가 턴온을 유지하도록 할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 것과 같이 턴오프구간(T2)에서 인덕터(L)에 흐르는 전류가 제1기준전압(Vref)에 대응되는 전류보다 더 작게 흐를 수 있도록 스위치(Q1)의 턴오프시간을 제어장치(120)의 제어부(122a)에서 제어할 수 있고 제어부(122a)는 감지전압(Vsense)과 제1기준전압(Vref)을 비교하고 감지전압(Vsense)이 감소하여 제1기준전압(Vref)과 같아진 시점에서 소정시간동안 스위치(Q1)가 턴오프를 유지하도록 할 수 있다. Also, the controller 120 can control the turn-on / turn-off time of the switch Q1 such that the average current flowing through the inductor L in the turn-on period T1 and the turn-off interval T2 is constant. The turn-on / turn-off time of the switch Q1 can be achieved by adjusting the ratio of the turn-on period and the turn-off period of the switch Q1 or by adjusting the switching frequency of the switch Q1. 5, the turn-on time of the switch Q1 is controlled by the control unit 122a of the control device 120 so that the sensed voltage may be greater than the first reference voltage Vref in the turn-on period T1. The controller 122a may control the sense voltage Vsense and the first reference voltage Vref so that the current flowing in the inductor L may flow larger than the current corresponding to the first reference voltage Vref in the turn- Vref). When the sensing voltage Vsense increases and becomes equal to the first reference voltage Vref, the switch can be kept turned on for a predetermined time. 5, the turn-off time of the switch Q1 is controlled so that the current flowing in the inductor L can flow less than the current corresponding to the first reference voltage Vref in the turn-off period T2 The control unit 122a of the control device 120 controls the control unit 122a to compare the sensing voltage Vsense with the first reference voltage Vref and to reduce the sensing voltage Vsense to the first reference voltage Vref , The switch Q1 can be kept turned off for a predetermined time.

본 명세서의 청구항들에서, 특정 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 요소는 특정 기능을 수행하는 임의의 방식을 포괄하고, 이러한 요소는 특정 기능을 수행하는 회로 요소들의 조합, 또는 특정 기능을 수행하기 위한 소프트웨어를 수행하기 위해 적합한 회로와 결합된, 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트웨어를 포함할 수 있다.In the claims hereof, the elements depicted as means for performing a particular function encompass any way of performing a particular function, such elements being intended to encompass a combination of circuit elements that perform a particular function, Or any form of software, including firmware, microcode, etc., in combination with circuitry suitable for carrying out the software for the processor.

본 명세서에서 본 발명의 원리들의 '일 실시예' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 발명의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형례들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. Reference throughout this specification to " one embodiment ", etc. of the principles of the invention, and the like, as well as various modifications of such expression, are intended to be within the spirit and scope of the appended claims, it means. Thus, the appearances of the phrase " in one embodiment " and any other variation disclosed throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment.

본 명세서에서 '연결된다' 또는 '연결하는' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는' 으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.It will be understood that the term " connected " or " connecting ", and the like, as used in the present specification are intended to include either direct connection with other components or indirect connection with other components. Also, the singular forms in this specification include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, components, steps, operations, and elements referred to in the specification as " comprises " or " comprising " refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and / or devices.

100: 전원장치 110: 전원생성부
120: 제어장치 121a: 감지부
122a: 제어부 Vin: 입력전압
Q1: 스위치 L: 인덕터100: Power supply unit 110: Power generation unit
120: Control device 121a:
122a: Control section Vin: Input voltage
Q1: Switch L: Inductor

Claims (17)

전류를 감지하여 감지신호를 출력하는 감지부; 및
상기 감지신호에 대응하여 스위치의 턴온/턴오프동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
상기 감지부는 상기 스위치가 턴온된 턴온구간과 상기 스위치가 턴오프된 턴오프구간에서 각각 흐르는 전류를 감지하는 제어장치. A sensing unit for sensing a current and outputting a sensing signal; And
And a control unit for outputting a control signal for controlling a turn-on / turn-off operation of the switch in response to the detection signal,
Wherein the sensing unit senses a current flowing in each of a turn-on period during which the switch is turned on and a turn-off period during which the switch is turned off. 제1항에 있어서,
상기 감지부는 인덕터와 상기 스위치 사이에 연결되고, 상기 감지신호는 상기 인덕터에 흐르는 전류에 대응하는 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the sensing unit is coupled between the inductor and the switch, and wherein the sensing signal corresponds to a current flowing in the inductor. 제2항에 있어서,
상기 감지부는 복수의 저항을 포함하며, 상기 복수의 저항 중 제1저항은 상기 인덕터와 상기 스위치 사이에 연결되는 제어장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the sensing unit includes a plurality of resistors, and a first one of the plurality of resistors is connected between the inductor and the switch. 제3항에 있어서,
상기 제1저항에 인가된 전압에 대응하여 상기 감지신호를 출력하는 제어장치. The method of claim 3,
And outputs the sensing signal corresponding to a voltage applied to the first resistor. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 제1기준전압과 상기 감지신호에 대응하는 감지전압을 비교하여 상기 스위치의 턴온/턴오프동작을 제어하는 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit controls the turn-on / turn-off operation of the switch by comparing a first reference voltage and a sensing voltage corresponding to the sensing signal. 제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스위치가 턴온된 후 상기 제1기준전압과 상기 감지전압이 같아지는 시점부터 소정시간 동안 상기 스위치의 턴온을 유지하고, 상기 스위치가 턴오프된 후 상기 제1기준전압과 상기 감지전압이 같아지는 시점부터 소정시간 동안 상기 스위치의 턴오프를 유지하는 제어장치.6. The method of claim 5,
The control unit maintains the turn-on of the switch for a predetermined time after the first reference voltage and the sense voltage become equal after the switch is turned on, and after the switch is turned off, Off state of the switch for a predetermined period of time from the point of time when the switch is turned on. 인덕터와, 턴온/턴오프동작에 의해 상기 인덕터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 스위치를 포함하는 전원생성부;
상기 스위치가 턴온된 턴온구간에서 상기 인덕터에 흐르는 구동전류의 크기와 상기 스위치가 턴오프된 턴오프구간에서 상기 인덕터에 흐르는 구동전류의 크기를 감지하여 감지신호를 출력하는 감지부; 및
상기 턴온구간에서 감지된 상기 구동전류의 크기와 상기 턴오프구간에서 감지된 상기 구동전류의 크기에 대응하여 상기 스위치의 턴온/턴오프를 제어하는 제어부를 포함하는 전원장치.An inductor and a switch for controlling a current flowing in the inductor by a turn-on / turn-off operation;
A sensing unit for sensing a magnitude of a driving current flowing in the inductor in a turn-on period of the switch and a magnitude of a driving current flowing in the inductor in a turn-off period in which the switch is turned off, and outputting a sensing signal; And
And a controller for controlling the turn-on / turn-off of the switch according to a magnitude of the drive current sensed in the turn-on interval and a magnitude of the drive current sensed in the turn-off interval. 제7항에 있어서,
상기 감지부는 인덕터와 상기 스위치 사이에 연결되는 전원장치.8. The method of claim 7,
Wherein the sensing unit is connected between the inductor and the switch. 제8항에 있어서,
상기 감지부는 복수의 저항을 포함하며, 상기 복수의 저항 중 제1저항은 상기 인덕터와 상기 스위치 사이에 연결되는 전원장치.9. The method of claim 8,
Wherein the sensing unit includes a plurality of resistors, and a first one of the plurality of resistors is coupled between the inductor and the switch. 제9항에 있어서,
상기 감지신호는 상기 제1저항에 인가된 전압에 대응하는 전원장치.10. The method of claim 9,
Wherein the sense signal corresponds to a voltage applied to the first resistor. 제9항에 있어서,
상기 인덕터의 일단은 상기 제1저항을 통해 제1노드에 연결되고 상기 인덕터의 타단은 출력단에 연결되고, 상기 스위치의 제1전극은 상기 제1노드에 연결되고 상기 스위치의 제2전극은 접지에 연결되고 상기 스위치의 게이트전극은 상기 제어부와 연결되는 전원장치.10. The method of claim 9,
One end of the inductor is connected to the first node through the first resistor and the other end of the inductor is connected to the output terminal, the first electrode of the switch is connected to the first node, and the second electrode of the switch is connected to the ground And a gate electrode of the switch is connected to the control unit. 제7항에 있어서,
상기 제어부는 제1기준전압과 상기 감지신호에 대응하는 감지전압을 비교하여 상기 스위치의 턴온/턴오프동작을 제어하는 전원장치.8. The method of claim 7,
Wherein the control unit controls the turn-on / turn-off operation of the switch by comparing a first reference voltage with a sense voltage corresponding to the sense signal. 제12항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스위치가 턴온된 후 상기 제1기준전압과 상기 감지전압이 같아지는 시점부터 소정시간 동안 상기 스위치의 턴온을 유지하고, 상기 스위치가 턴오프된 후 상기 제1기준전압과 상기 감지전압이 같아지는 시점부터 소정시간 동안 상기 스위치의 턴오프를 유지하는 전원장치.13. The method of claim 12,
The control unit maintains the turn-on of the switch for a predetermined time after the first reference voltage and the sense voltage become equal after the switch is turned on, and after the switch is turned off, Off state of the switch for a predetermined period of time from a point of time when the switch is turned on. 제7항에 있어서,
상기 전원생성부는 로사이드 벅컨버터인 전원장치.8. The method of claim 7,
Wherein the power generator is a passive buck converter. 스위치가 턴온된 턴온구간에서, 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 단계;
상기 스위치가 턴오프된 턴오프구간에서, 상기 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 단계; 및
상기 턴온구간과 상기 턴오프구간에서 상기 인덕터에 흐르는 전류의 평균이 일정하도록 상기 스위치의 턴온/턴오프 시간을 제어하는 단계를 포함하는 전원공급방법.Sensing a current flowing in the inductor in a turn-on period in which the switch is turned on;
Sensing a current flowing through the inductor in a turn-off period in which the switch is turned off; And
And controlling the turn-on / turn-off time of the switch such that an average of currents flowing through the inductor in the turn-on period and the turn-off interval is constant. 제15항에 있어서,
상기 스위치의 턴온시간에 상기 인덕터에 흐르는 전류에 대응하는 감지신호의 감지전압은 증가하며, 상기 감지전압과 제1기준전압을 비교하여 상기 감지전압이 상기 제1기준전압과 같아진 시점부터 소정 시간 동안 유지되게 하고, 상기 스위치의 턴오프시간에 상기 감지전압은 감소하며, 상기 감지전압과 상기 제1기준전압을 비교하여 상기 감지전압이 상기 제1기준전압과 같아진 시점부터 소정시간 동안 유지되게 하는 전원공급방법. 16. The method of claim 15,
The sensing voltage of the sensing signal corresponding to the current flowing in the inductor at the turn-on time of the switch is increased, and the sensing voltage is compared with the first reference voltage, and the sensing voltage is compared with the first reference voltage, The sensing voltage is decreased at the turn-off time of the switch, and the sensing voltage is compared with the first reference voltage to maintain the sensing voltage for a predetermined time from the time when the sensing voltage becomes equal to the first reference voltage Power supply method. 제16항에 있어서,
상기 스위치의 턴온/턴오프시간에 상기 인덕터에 흐르는 전류의 평균값은 상기 제1기준전압에 대응하여 상기 인덕터에 흐르는 전류의 평균값이 되는 전원공급방법.17. The method of claim 16,
Wherein an average value of a current flowing through the inductor at a turn-on / turn-off time of the switch is an average value of a current flowing through the inductor in correspondence with the first reference voltage.
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