WO2024117854A1 - Dc/dc 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

Dc/dc 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

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WO2024117854A1
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switch
current
inductor
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electronic device
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노승덕
박민수
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to an electronic device that controls a DC/DC converter and a method of operating the same.
  • the buck converter may include an inductor and multiple switches. At this time, if excessive current is passed through the inductor, heat generation or damage to the circuit may occur. Accordingly, the electronic device can control the size of the current conducted in the inductor included in the buck converter so that it is not larger than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the reference voltage.
  • the output voltage of the buck converter may rapidly decrease. At this time, if normal voltage is not supplied to the system, system performance may deteriorate. However, if the size of the current conducted in the inductor included in the buck converter is limited, the current supplied to the system through the buck converter may be limited, making it impossible to quickly recover the rapidly reduced voltage.
  • the electronic device 101 includes a DC/DC converter 330 including an inductor and a first switch (S1) and a second switch (S2) connected to each other, and a device operatively connected to the DC/DC converter. It may include a control circuit 320.
  • one end of the first switch may be connected to a power source, the other end of the first switch may be connected to one end of the second switch, and the other end of the second switch may be connected to ground.
  • the control circuit may be set to check the peak value of the current conducted to the inductor at the one end of the first switch.
  • the control circuit according to one embodiment may be set to check the valley value of the current conducted to the inductor at the other end of the second switch.
  • the control circuit is configured to control the first switch and the It can be set to control the second switch.
  • the control circuit according to one embodiment is configured to set the output voltage of the DC/DC converter to a threshold while controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted in the inductor is not greater than the current value. If it is confirmed that the voltage is less than the current value, the first switch and the second switch can be set to be controlled so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value.
  • a method of operating an electronic device 101 including a DC/DC converter 330 includes switching the switch S1 included in the DC/DC converter at one end of the first switch S1 included in the DC/DC converter. It may include an operation of checking the peak value of the current flowing through the inductor.
  • a method of operating the electronic device according to an embodiment may include checking the valley value of the current conducted to the inductor at the other end of the second switch (S2) included in the DC/DC converter. there is.
  • the one end of the first switch may be connected to a power source, the other end of the first switch may be connected to one end of the second switch, and the other end of the second switch may be connected to ground.
  • a method of operating the electronic device includes preventing the peak value of the current conducted in the inductor from being greater than the current value corresponding to the difference between the output voltage of the DC/DC converter and the first reference voltage. It may include an operation of controlling a switch and the second switch.
  • a method of operating the electronic device includes controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value, while controlling the output of the DC/DC converter. When it is confirmed that the voltage is less than the threshold voltage, the operation of controlling the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value may be included.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2A is a diagram showing a buck converter and a control circuit for controlling the buck converter according to a comparative example.
  • Figure 2b is a graph showing the output voltage of the buck converter and the current conducted in the inductor included in the buck converter according to a comparative example.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a buck converter and a control circuit that controls the buck converter, according to an embodiment.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a method in which sensing circuits check the peak value and valley value of a current conducted in an inductor included in a buck converter, according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining an operation in which a control circuit controls a current conducted in an inductor included in a buck converter according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flow chart for explaining an operation in which a control circuit controls a current conducted in an inductor included in a buck converter according to an embodiment.
  • Figure 6 is a circuit diagram showing a buck converter and a control circuit that controls the buck converter according to an embodiment.
  • Figure 7 is a circuit diagram showing a buck converter and a control circuit that controls the buck converter according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a table for explaining the operation of a control circuit that controls a buck converter according to an embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B are flow charts to explain how a control circuit controls two switches included in a buck converter, according to an embodiment.
  • FIGS. 10A and 10B are graphs for explaining a method of controlling two switches included in a buck converter according to an embodiment.
  • FIG. 11A is a graph showing the current conducted in the inductor and the output voltage of the buck converter according to one embodiment.
  • Figure 11b is a graph showing the current conducted in the inductor and the output voltage of the buck converter according to one embodiment.
  • FIG. 12 is a graph illustrating the effect of increasing the output voltage by supplying more current when the output voltage of the buck converter according to an embodiment is reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with at least one of the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • a first network 198 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123
  • the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or ultra-reliable and low-latency (URLLC). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing.
  • MIMO massive array multiple-input and multiple-output
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199). According to one embodiment, the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected. Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side)
  • peripheral devices e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2A is a diagram showing a buck converter and a control circuit for controlling the buck converter according to a comparative example.
  • the electronic device 201 may include an input power source 210, a control circuit 220, a buck converter 230, and a load 240.
  • the buck converter 230 generates an output voltage (VOUT) based on the input voltage (VIN) applied from the input power source 210 under the control of the control circuit 220, and the output voltage (VOUT) can be applied to the load 240.
  • the buck converter 230 may include a first switch (S1), a second switch (S2), an inductor (L), and a capacitor (C).
  • the load 240 may refer to various types of elements that require power included in the electronic device 201.
  • the control circuit 220 may check the peak value of the current conducted in the inductor (L) included in the buck converter 230.
  • the control circuit 220 may check the peak value of the current conducted to the inductor (L) through the sensing circuit 235 included in the buck converter 230.
  • the sensing circuit 235 may be placed at a location corresponding to the drain of the first switch S1 included in the buck converter 230.
  • the sensing circuit 235 may sense current according to various methods (e.g., current mirror method, r-sensing method, or DC resistance (DCR) current sensing method).
  • the control circuit 220 determines that the peak value of the current conducted in the inductor L is a current value corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the reference voltage (e.g., the inductor current IL). Control the first switch (S1) and the second switch (S2) so that it is not greater than a specified value (Error) related to the current setting to limit the peak value (e.g., the first switch (S1) and the second switch (S2) can be controlled on/off).
  • a specified value Error
  • Figure 2b is a graph showing the output voltage of the buck converter and the current conducted in the inductor included in the buck converter according to a comparative example.
  • the control circuit determines that the peak value of the current IL conducted in the inductor L is equal to the output voltage VOUT and the reference.
  • Buck converter e.g., buck converter 230 in FIG. 2A
  • the current value corresponding to the difference between the voltages e.g., a specified value (Error) associated with the current setting to limit the peak value of the inductor current (IL)
  • Error a specified value associated with the current setting to limit the peak value of the inductor current (IL)
  • the output voltage (VOUT) of the buck converter may rapidly decrease. At this time, the output voltage VOUT may be reduced below the threshold voltage. If the electronic device 201 fails to supply a normal voltage to the load 240 through the buck converter 230, performance may be degraded.
  • the peak value of the current (IL) conducted to the inductor (L) may be limited by the control circuit 220, and the size of the current supplied to the load 240 through the buck converter 230 may be limited. there is. That is, the control circuit 220 operates to limit the peak value of the current (IL) conducted to the inductor (L), and a section (T) in which the output voltage (VOUT) of the buck converter is suddenly reduced below the threshold voltage. ), the output voltage (VOUT) of the buck converter 230 may not be increased quickly. Because of this, the performance of the electronic device 201 may deteriorate.
  • the threshold voltage may be a voltage value set for current control so that the electronic device of the electronic device 201 operates stably.
  • An electronic device (e.g., the electronic device 301 of FIG. 3) according to various embodiments of the present invention described below controls the peak value of the current conducted in the inductor included in the buck converter to below a specified value.
  • the valley value of the inductor's conduction current can be controlled to exceed the specified value (e.g., Error).
  • the electronic device according to various embodiments of the present invention can quickly increase the output voltage of the buck converter by not limiting the peak value of the current conducted to the inductor when the output voltage of the buck converter suddenly decreases. there is.
  • electronic devices according to various embodiments of the present invention can reduce the occurrence of performance degradation even when the output voltage of the buck converter suddenly decreases.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a buck converter and a control circuit that controls the buck converter, according to an embodiment.
  • the electronic device 301 may include an input power source 310, a control circuit 320, a buck converter 330, and a load 340.
  • the buck converter 330 generates an output voltage (VOUT) based on the input voltage (VIN) applied from the input power source 310 under the control of the control circuit 320, and the output voltage (VOUT) can be applied to the load 340.
  • the input power source 310 may apply the input voltage (VIN) to the buck converter 330.
  • the input power source 310 may be implemented as a battery (not shown) included in the electronic device 301 or a power source external to the electronic device 301.
  • the load 340 may refer to various types of elements that require power included in the electronic device 301.
  • the output voltage (VOUT) of the buck converter 340 may momentarily decrease.
  • a transient in the load 340 may occur when a specific application (eg, a game application, a video application, or an audio application) that momentarily requires a lot of power or current is executed.
  • the buck converter 330 may include a first switch (S1), a second switch (S2), an inductor (L), and a capacitor (C).
  • the buck converter 330 may further include a first sensing circuit 335 and a second sensing circuit 337.
  • the first switch (S1) may be implemented with a P-type field effect transistor (FET), and the second switch (S2) may be implemented with an N-type FET.
  • the first switch (S1) and the second switch (S2) may be connected to each other.
  • the drain of the first switch S1 may be connected to the input power source 310.
  • the source of the first switch (S1) may be connected to the drain of the second switch (S2).
  • the source of the second switch S2 may be connected to ground.
  • the source of the first switch (S1) and the drain of the second switch (S2) may each be connected to the inductor (L).
  • the first switch S1 and the second switch S2 may be alternately turned on/off under the control of the control circuit 320.
  • the inductor current (IL) may be conducted in the inductor (L).
  • the inductor current IL may refer to the current provided to the inductor L through the first switch S1 and/or the second switch S2.
  • the output voltage (VOUT) can be generated.
  • the first sensing circuit 335 may check or sense the peak value of the inductor current IL at a point corresponding to the drain of the first switch S1.
  • the peak value of the inductor current (IL) may mean the highest current value of the inductor current (IL) conducted to the inductor (L) in one switching cycle of the first switch (S1) and the second switch (S2).
  • the first sensing circuit 335 checks or senses the peak value of the inductor current (IL) according to various methods (e.g., current mirror method, r-sensing method, or DCR (DC resistance) current sensing method). can do.
  • the first sensing circuit 335 may be placed at a point corresponding to the drain of the first switch S1.
  • the first sensing circuit 335 may provide information about the peak value of the confirmed or sensed inductor current IL to the control circuit 320.
  • the second sensing circuit 337 may check or sense the valley value of the inductor current IL at a point corresponding to the source of the second switch S2.
  • the valley value of the inductor current (IL) means the lowest current value of the inductor current (IL) conducted to the inductor (L) in one switching cycle of the first switch (S1) and the second switch (S2). You can.
  • the second sensing circuit 337 checks or senses the valley value of the inductor current (IL) according to various methods (e.g., current mirror method, r-sensing method, or DCR (DC resistance) current sensing method). can do.
  • the second sensing circuit 337 may be placed at a point corresponding to the source of the second switch S2.
  • the second sensing circuit 337 may provide information about the valley value of the confirmed or sensed inductor current IL to the control circuit 320.
  • the buck converter 330 may further include a sensing circuit (not shown) electrically connected to the inductor (L) to check or sense the peak or valley value of the current flowing through the inductor (L). You can.
  • the control circuit 320 may check the peak value and valley value of the inductor current IL.
  • the control circuit 320 can also check the output voltage (VOUT) of the buck converter 330.
  • the control circuit 320 controls the first switch S1 and the second switch based on the output voltage VOUT of the buck converter 330, the peak value of the inductor current IL, and the valley value of the inductor current IL. (S2) can be controlled on/off.
  • the control circuit 320 may adjust the duty ratio of the first switch (S1) and the second switch (S2).
  • the control circuit 320 may be implemented as an analog circuit or a digital circuit (eg, a micro controller unit (MCU)).
  • MCU micro controller unit
  • the control circuit 320 when the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 is not lower than the threshold voltage, the first switch ( S1) and the second switch (S2) can be controlled.
  • the threshold voltage may be a pre-specified voltage value.
  • the threshold voltage may be determined as a voltage value at which performance of the electronic device 301 may deteriorate.
  • the designated value may be a current value corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the reference voltage.
  • the specified value may change as the magnitude of the output voltage (VOUT) changes.
  • the designated value may change every switching cycle of the first switch (S1) and the second switch (S2).
  • the control circuit 320 sets the valley value of the inductor current IL to a specified value (e.g., the output voltage VOUT) when the output voltage VOUT of the buck converter 330 is lower than the threshold voltage.
  • the first switch (S1) and the second switch (S2) can be controlled so that the current value is not smaller than the current value corresponding to the difference between the reference voltage and the reference voltage.
  • the control circuit 320 switches the first switch (S1) and the second switch so that the peak value of the inductor current (IL) is not greater than the specified value.
  • the switch (S2) can be controlled.
  • the control circuit 320 limits the peak value of the inductor current (IL) conducted to the inductor (L) included in the buck converter 330 to a specified value or less. If the output voltage (VOUT) suddenly falls below the threshold voltage, the peak value of the inductor current (IL) may not be limited by a specified value (e.g., Error) related to the current setting. Additionally, the control circuit 320 may control the valley value of the inductor current IL to be greater than or equal to a specified value. Through this, when the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 suddenly falls below the threshold voltage, the control circuit 220 supplies more current to the buck converter 330 to lower the output voltage of the buck converter 330. (VOUT) can be increased quickly. The control circuit 320 can improve the performance of the electronic device 301 by rapidly increasing the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 when the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 suddenly decreases. there is.
  • a specified value e.g.
  • control circuit 320 may check the valley value of the inductor current IL using a sensing circuit (eg, the second sensing circuit 337).
  • the control circuit 320 may control the valley value of the inductor current IL to be greater than or equal to a specified value (eg, Error) related to current setting.
  • control operation can also be applied to various types of DC/DC converters other than the buck converter 330.
  • control operation can be applied to other types of converters or boosters other than the buck converter 330.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a method in which sensing circuits check the peak value and valley value of a current conducted in an inductor included in a buck converter, according to an embodiment.
  • the control circuit switches the first switch (S1) and the second switch (S2) in one switching cycle.
  • (S1) and the second switch (S2) can be turned on/off alternately.
  • the inductor current IL may increase.
  • the inductor current (IL) may decrease.
  • the first sensing circuit 335 may sense the first current I1 corresponding to an increasing portion of the inductor current IL.
  • the first sensing circuit 335 can check the peak value of the inductor current IL in one switching cycle based on the first current I1.
  • the first sensing circuit 335 may sense or check the current conducted at a point corresponding to the drain of the first switch S1 in order to sense an increasing portion of the inductor current IL.
  • the first sensing circuit 335 may be disposed at a point corresponding to the drain of the first switch S1 to sense an increasing portion of the inductor current IL.
  • the second sensing circuit 337 may sense the second current I2 corresponding to a decreasing portion of the inductor current IL.
  • the second sensing circuit 337 may check the valley value of the inductor current IL in one switching cycle based on the second current I2.
  • the second sensing circuit 337 may sense or check the current conducted at a point corresponding to the source of the second switch S2 in order to sense the decreasing portion of the inductor current IL.
  • the second sensing circuit 337 may be disposed at a point corresponding to the source of the second switch S2 to sense the decreasing portion of the inductor current IL.
  • the buck converter 330 may further include a sensing circuit (not shown) electrically connected to the inductor (L) to check or sense the peak or valley value of the current flowing through the inductor (L). You can.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining an operation in which a control circuit controls a current conducted in an inductor included in a buck converter according to an embodiment.
  • a control circuit e.g., control circuit 320 in Figure 3A controls the output voltage (VOUT) of the buck converter (buck converter 330 in Figure 3A). You can check it.
  • control circuit 320 may check whether the output voltage VOUT is less than the threshold voltage.
  • the control circuit 320 inductor (L) included in the buck converter 330 switches (S1) included in the buck converter 330 so that the peak value of the current (e.g., inductor current (IL)) conducted through is not greater than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the first reference voltage.
  • S2 can be controlled.
  • the first reference voltage may mean a voltage designated to control the peak value or valley value of the current conducted in the inductor (L).
  • the first reference voltage may be specified in advance by the control circuit 220 or by the user.
  • the control circuit 320 controls the current conducted in the inductor L (e.g., the inductor current).
  • Switches (S1) included in the buck converter 330 so that the valley value of (IL)) is not smaller than the current value (or set current value) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage. , S2) can be controlled.
  • the current value (or set current value) may be a current value set to correspond to the valley value of the current conducted in the inductor (L).
  • the control circuit 320 uses switches included in the buck converter 330 so that the valley value of the current conducted in the inductor (L) is greater than or equal to the current value (or set current value). S1, S2) can be controlled.
  • the control circuit 320 controls the switches S1 and S2 included in the buck converter 330 so that the peak value of the current conducted in the inductor L is greater than the current value (or set current value). can do.
  • the slope at which the set current value increases may be determined based on the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage.
  • a slope at which the set current value is constant or decreases may be determined based on the difference between the output voltage VOUT and the first reference voltage.
  • the technical idea of the present invention may not be limited thereto.
  • control circuit 220 may check whether the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 is greater than or equal to the threshold voltage.
  • the control circuit 320 controls the current conducted in the inductor L (Yes : Control the switches (S1, S2) included in the buck converter 330 so that the valley value of the inductor current (IL) is not smaller than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the first reference voltage. You can.
  • the control circuit 320 includes the Included in the buck converter 330 so that the peak value of the current (e.g., inductor current (IL)) conducted in the inductor (L) is not greater than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the first reference voltage. Switches S1 and S2 can be controlled.
  • the peak value of the current e.g., inductor current (IL)
  • IL inductor current
  • FIG. 5 is a flow chart for explaining an operation in which a control circuit controls a current conducted in an inductor included in a buck converter according to an embodiment.
  • a control circuit may check the output voltage (VOUT) of the buck converter (buck converter 330 in FIG. 3A).
  • control circuit 320 may check whether the output voltage VOUT is less than the threshold voltage.
  • the control circuit 320 converts the inductor (L) included in the buck converter 330.
  • Switches (S1) included in the buck converter 330 so that the peak value of the current (e.g., inductor current (IL)) conducted through is not greater than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the first reference voltage. , S2) can be controlled.
  • the control circuit 320 controls the current conducted in the inductor L (e.g., the inductor current). (IL)) to control the switches (S1, S2) included in the buck converter 330 so that the valley value is not smaller than the current value corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage.
  • the control circuit 220 determines that, during a specified time, the valley value of the current conducted in the inductor L is a current corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the first reference voltage. It can be checked whether the switches S1 and S2 are controlled so as not to be less than the value. For example, the control circuit 220 may check whether a specified time has elapsed from when the control was started. For example, the designated time may mean a time during which the rapidly decreased output voltage (VOUT) can be increased or recovered again. The designated time may be pre-specified by the control circuit 220 or by the user.
  • the control circuit 320 may determine the current conducted in the inductor L (e.g., inductor L).
  • the switches (S1, S2) included in the buck converter 330 can be controlled so that the valley value of the current (IL) is not smaller than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the first reference voltage. .
  • the control circuit 320 controls the inductor included in the buck converter 330.
  • a switch included in the buck converter 330 so that the peak value of the current (e.g., inductor current (IL)) conducted in (L) is not greater than the current value corresponding to the difference between the output voltage and the first reference voltage. (S1, S2) can be controlled.
  • IL inductor current
  • the control circuit 320 limits the peak value of the inductor current (IL) conducted to the inductor (L) included in the buck converter 330 to a specified value or less. If the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 suddenly falls below the threshold voltage, the peak value of the inductor current (IL) may not be limited. Additionally, the control circuit 320 may control the valley value of the inductor current IL to be greater than or equal to a specified value. Through this, the control circuit 220 limits the peak value of the inductor current (IL) to ensure stability when the output voltage (VOUT) is higher than the threshold voltage, and temporarily when the output voltage (VOUT) is lower than the threshold voltage. By supplying more current to the buck converter 330, performance degradation can be minimized.
  • Figure 6 is a circuit diagram showing a buck converter and a control circuit that controls the buck converter according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a table for explaining the operation of a control circuit that controls a buck converter according to an embodiment.
  • control circuit 620 may perform the same or similar functions as the control circuit 320 of FIG. 3 . Meanwhile, the configurations of the control circuit 620 described in FIG. 6 are examples for performing the above-described control operation, and the technical idea of the present invention may not be limited thereto.
  • control circuit 620 includes a first comparator 611, a second comparator 612, a third comparator 613, a first flip-flop 614, a second flip-flop 615, It may include multiplexers 616, 617, and a comparison circuit 618.
  • the first comparator 611 determines a current value based on the difference between the output voltage (VOUT) of the buck converter (e.g., buck converter 330 in FIG. 3A) and the first reference voltage (VREF1).
  • VOUT the output voltage
  • VREF1 the first reference voltage
  • a signal representing can be output.
  • the first comparator 611 may receive voltage signals and output the comparison result as a current signal.
  • the second comparator 612 sends the first signal to the first flip-flop 614 based on the signal representing the current value output from the first comparator 611 and the peak value of the inductor current IL. ) can be output to the first input terminal (R).
  • the second comparator 612 may output the first signal at a low level (e.g., “O”) if the peak value of the inductor current IL is not greater than the current value output from the first comparator 611. You can. If the peak value of the inductor current IL is greater than the current value output from the first comparator 611, the second comparator 612 may output a first signal at a high level (eg, “1”).
  • the third comparator 613 sends the second signal to the second flip-flop ( It can be output to the second input terminal (S) of 615).
  • the second comparator 612 may output a second signal at a low level (e.g., “O”) if the current value output from the first comparator 611 is not greater than the valley value of the inductor current (IL). You can. If the current value output from the first comparator 611 is greater than the valley value of the inductor current IL, the second comparator 612 may output a second signal at a high level (eg, “1”).
  • the comparison circuit 618 may output a third signal (e.g., T1) indicating whether the output voltage (VOUT) is lower than the threshold voltage to the multiplexers 616 and 617.
  • the comparison circuit 618 may include a hysteresis comparator 619.
  • the hysteresis comparator 619 may compare the voltage value corresponding to the current value output from the first comparator 611 with the second reference voltage VREF2 and output a third signal (eg, T1).
  • the hysteresis comparator 619 is set to a low level (e.g., “0”) if the second reference voltage VREF2 is not greater than the voltage value corresponding to the current value output from the first comparator 611.
  • a third signal (e.g. T1) can be output.
  • the hysteresis comparator 619 generates a high level (e.g., “1”) third signal when the second reference voltage VREF2 is greater than the voltage value corresponding to the current value output from the first comparator 611.
  • T1 can be output. That is, the hysteresis comparator 619 outputs a low-level third signal (e.g., T1) when the output voltage (VOUT) is lower than the threshold voltage, and outputs a high level signal (e.g., T1) when the output voltage (VOUT) is not lower than the threshold voltage.
  • a third level signal (e.g. T1) can be output.
  • a capacitor for converting a current value into a voltage value may be further included between the first comparator 611 and the hysteresis comparator 619.
  • the second reference voltage VREF2 may be a voltage value for determining whether the output voltage VOUT is lower than the threshold voltage.
  • the first flip-flop 614 is configured so that, based on the first signal and the clock signal, the peak value of the inductor current IL is greater than the current value indicated by the signal output from the first comparator 611.
  • First control signals (Q1, Q1') to control the two switches (S1, S2) may be output.
  • the Q1 signal is input to the first input terminal (0) of the first multiplexer 616
  • the Q1' signal (the inverted signal of the Q1 signal) is input to the first input terminal (0) of the second multiplexer 617. It can be.
  • the second flip-flop 615 determines whether the valley value of the inductor current IL is smaller than the current value indicated by the signal output from the first comparator 611, based on the second signal and the clock signal.
  • Second control signals (Q2, Q2') to control the two switches (S1, S2) may be output.
  • the Q2 signal is input to the second input terminal (1) of the first multiplexer 616
  • the Q2' signal (the inverted signal of the Q2 signal) is input to the second input terminal (1) of the second multiplexer 617. It can be.
  • the multiplexers 616 and 617 output the first control signals Q1 and Q1' to the two switches S1 and S2 or the second control signals Q1 and Q1' based on the third signal T1.
  • Control signals (Q2, Q2') can be output to two switches (S1, S2).
  • the multiplexers 616 and 617 output the same output signal as the first control signals Q1 and Q1′.
  • M1, M2 can be applied to two switches S1, S2.
  • the multiplexers 616 and 617 When the third signal T1 of a high level (e.g., “1”) is applied, the multiplexers 616 and 617 generate output signals M1 and M2 that are the same as the second control signals Q2 and Q2′. Can be applied to two switches (S1, S2).
  • Figure 7 is a circuit diagram showing a buck converter and a control circuit that controls the buck converter according to an embodiment.
  • control circuit 720 may perform the same or similar functions as the control circuit 320 of FIG. 3 . Meanwhile, the configurations of the control circuit 720 described in FIG. 7 are examples for performing the above-described control operation, and the technical idea of the present invention may not be limited thereto.
  • the control circuit 720 includes a first comparator 711, a second comparator 712, a third comparator 713, a first flip-flop 714, a second flip-flop 715, It may include multiplexers 716 and 717, and a comparison circuit 718.
  • the control circuit 720 controls the comparison circuit 718 and may be implemented identically to the control circuit 620 of FIG. 6 .
  • the first comparator 711, the second comparator 712, the third comparator 713, the first flip-flop 714, the second flip-flop 715, and the multiplexers 716 and 717 are shown in FIG. Same as the first comparator 611, second comparator 612, third comparator 613, first flip-flop 614, second flip-flop 615, and multiplexers 616 and 617 described in 6. It can be implemented as follows.
  • the comparison circuit 718 may include a fourth comparator 730, a delay circuit 740, and an AND gate 750.
  • the comparison circuit 718 operates the switches S1 and S2 so that the valley value of the inductor current IL is not smaller than the current value corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the first reference voltage VREF1.
  • a third signal indicating whether a designated time has elapsed from the start of control can be output to the multiplexers 716 and 717.
  • the fourth comparator 730 generates a fourth signal based on the voltage value corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage (VREF1) and the second reference voltage (VREF2). can be output. For example, if the second reference voltage (VREF2) is lower than the voltage value corresponding to the difference between the first reference voltages (VREF1), the fourth comparator 730 generates a fourth signal at a low level (e.g., “0”). Can be printed. If the second reference voltage (VREF2) is not lower than the voltage value corresponding to the difference between the first reference voltages (VREF1), the fourth comparator 730 may output a fourth signal of a high level (e.g., “1”). You can.
  • the fourth comparator 730 sends a fourth signal (e.g., T1) of a high level (e.g., “1”) to the delay circuit 740 and the AND gate ( 750).
  • a fourth signal e.g., T1 of a high level (e.g., “1”)
  • the fourth comparator 730 connects the fourth signal (e.g., T1) of low level (e.g., “0”) to the delay circuit 740 and the AND gate ( 750).
  • the delay circuit 740 may delay the fourth signal (eg, T1) for a specified time and then output the inverted fourth signal to the AND gate 750.
  • the delay circuit 740 may include a plurality of inverters 741, 742, and 743. As an inverting operation is performed through a plurality of inverters 741, 742, and 743, the output of the delay circuit 740 may be delayed. Meanwhile, the number of the plurality of inverters 741, 742, and 743 is illustrative, and the technical idea of the present invention may not be limited thereto. For example, the number of inverters may be determined according to the time for delaying the output of the delay circuit 740.
  • the AND gate 750 outputs a third signal to the multiplexers 716 and 717 based on the fourth signal and the inverted fourth signal delayed and output through the delay circuit 750. can do.
  • the AND gate 750 may receive a fourth signal of low level (“O”) from the fourth comparator 730.
  • the AND gate 750 receives a high level (“1”) signal from the delay circuit 740, it can output a low level (“0”) third signal.
  • the AND gate 750 receives a fourth signal (e.g., T1) of a high level (e.g., “1”) from the fourth comparator 730. can do.
  • the AND gate 750 transmits the high level (“1”) third signal to the multiplexers. It can be output as (716, 717).
  • a new signal e.g., a low-level (“0”) signal
  • the AND gate 750 sends the low-level (“0”) third signal to the multiplexers 716. , 717).
  • the control circuit 720 switches so that the valley value of the inductor current IL is not less than the current value corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the first reference voltage VREF1 for a specified time. (S1, S2) can be controlled,
  • FIGS. 9A and 9B are flow charts to explain how a control circuit controls two switches included in a buck converter, according to an embodiment.
  • FIG. 9A shows a buck converter (e.g., buck converter 330 in FIG. 3A) when the control circuit (e.g., control circuit 320 in FIG. 3A) limits the peak value of the inductor current IL to below a specified value. ) relates to a method of controlling two switches (S1, S2) included in
  • the control circuit 320 in one switching cycle, controls a current conducted in the inductor L included in the buck converter 330 (e.g., inductor current ( Turn on the first switch (S1) and turn off the second switch (S2) so that IL)) increases until it reaches a current value corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage (VREF1). You can.
  • a current conducted in the inductor L included in the buck converter 330 e.g., inductor current ( Turn on the first switch (S1) and turn off the second switch (S2) so that IL)
  • VOUT output voltage
  • VREF1 first reference voltage
  • the control circuit 320 may check whether the current conducted in the inductor (eg, inductor current IL) reaches the current value. For example, if it is confirmed that the inductor current IL has not reached the current value (No in operation 903), the control circuit 320 continues to turn on the first switch S1 and turns on the second switch S2. It can be turned off.
  • the current conducted in the inductor eg, inductor current IL
  • the control circuit 320 when it is confirmed that the inductor current IL has reached the current value (example of operation 903), in operation 905, the control circuit 320 turns off the first switch S1 and turns the second switch S1 off.
  • the switch (S2) can be turned on. At this time, the inductor current (IL) may be reduced.
  • the first switch S1 may be turned on shorter than the clock signal Clk.
  • the control circuit 320 may perform operation 901 again.
  • FIG. 9B shows the buck converter (e.g., the buck converter 330 in FIG. 3A) when the control circuit (e.g., the control circuit 320 in FIG. 3A) controls the valley value of the inductor current IL to be more than a specified value. ) relates to a method of controlling two switches (S1, S2) included in
  • the control circuit 320 controls a current (e.g., inductor current ( Turn off the first switch (S1) and turn on the second switch (S2) so that IL)) decreases until it reaches a current value corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage (VREF1). You can. For example, if it is confirmed that the inductor current IL has not reached the current value (No in operation 953), the control circuit 320 continues to turn off the first switch S1 and turns on the second switch S2. It can be turned on.
  • a current e.g., inductor current ( Turn off the first switch (S1) and turn on the second switch (S2) so that IL)
  • the control circuit 320 when it is confirmed that the inductor current IL has reached the current value (example of operation 953), in operation 955, the control circuit 320 turns on the first switch S1 and turns on the second switch S1.
  • the switch (S1) can be turned off. At this time, the inductor current (IL) may increase.
  • the first switch S1 may be turned on longer than the clock signal Clk.
  • the control circuit 320 may perform operation 951 again.
  • FIGS. 10A and 10B are graphs for explaining a method of controlling two switches included in a buck converter according to an embodiment.
  • FIG. 10A is a graph showing the inductor current IL when a control circuit (e.g., the control circuit 320 of FIG. 3A) limits the peak value of the inductor current IL to a specified value (Error) or less.
  • a control circuit e.g., the control circuit 320 of FIG. 3A
  • the inductor current may increase.
  • the inductor current may no longer increase but may decrease even if the clock signal is at a high level in the first time period (t1).
  • the first switch S1 may be turned on during a period in which the clock signal is at a high level excluding the first time period t1 (eg, Clk on time - t1) in the corresponding switching cycle.
  • the inductor current may increase.
  • the inductor current may no longer increase but may decrease even if the clock signal is at a high level in the second time period (t2).
  • the first switch S1 may be turned on during a period in which the clock signal is at a high level excluding the second time period t2 (eg, Clk on time - t2) in the corresponding switching cycle.
  • FIG. 10B is a graph showing the inductor current IL when a control circuit (e.g., the control circuit 320 of FIG. 3A) controls the valley value of the inductor current IL to be more than a specified value (Error).
  • a control circuit e.g., the control circuit 320 of FIG. 3A
  • the inductor current may decrease.
  • the inductor current may no longer decrease but increase even if the clock signal is at a low level in the third time period (t3).
  • the first switch S1 may be turned on during the period when the clock signal is at a high level and the third time period t3 (eg, Clk on time + t3) in the corresponding switching cycle.
  • the inductor current may not be limited to less than a specified value as shown in FIG. 10A. Accordingly, the inductor current in FIG. 10B may increase more than the inductor current in FIG. 10A.
  • the inductor current in the next switching cycle, when the clock signal applied to the second flip-flops 615 and 715 is at a high level, the inductor current may decrease. At this time, when the inductor current reaches the specified value (Error), the inductor current may increase without further decreasing even if the clock signal is at a low level in the fourth time period (t4).
  • the first switch S1 may be turned on during the period when the clock signal is at a high level and the fourth time period t4 (eg, Clk on time + t4) in the corresponding switching cycle.
  • the inductor current may not be limited below a specified value, as shown in FIG. 10A. Accordingly, the inductor current in FIG. 10B may increase more than the inductor current in FIG. 10A. Meanwhile, the size and shape of the increase in inductor current in FIG. 10B are merely illustrative, and the technical idea of the present invention may not be limited thereto.
  • FIG. 11A is a graph showing the current conducted in the inductor and the output voltage of the buck converter according to one embodiment.
  • the control circuit (e.g., the control circuit 320 of FIG. 3a or the control circuit 620 of FIG. 6) is a buck converter (e.g., the buck converter 330 of FIG. 3a). ) so that the peak value of the inductor current (IL) conducted in the inductor (L) included in is not greater than the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 and the first reference voltage.
  • the first switch (S1) and the second switch (S2) included in the buck converter 330 can be controlled.
  • the output voltage VOUT of the buck converter 330 may rapidly decrease. there is. At this time, the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage may increase.
  • the output voltage VOUT may become lower than the threshold voltage.
  • the control circuit (320 or 620) operates the first switch (S1) so that the valley value of the inductor current (IL) is not smaller than the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage. and the second switch S2 can be started.
  • the control circuit 320 or 620 determines that the valley value of the inductor current IL is the output voltage.
  • the first switch (S1) and the second switch (S2) can be controlled so that the current value (Error) corresponding to the difference between (VOUT) and the first reference voltage is not smaller than the current value (Error).
  • the control circuit 320 or 620 operates the first switch ( S1) and the second switch (S2) can also be controlled.
  • the inductor current IL may increase beyond the current value Error corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the first reference voltage. For example, in FIG.
  • more current may be conducted in the inductor (L) than the amount of current conducted in the inductor. Additionally, more current can be supplied to the buck converter 330. Through this, in the section (T2) where the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 is suddenly reduced below the threshold voltage, the control circuit 320 supplies more current to the buck converter 330 to increase the output voltage. (VOUT) can be increased quickly.
  • the output voltage VOUT may be greater than the threshold voltage.
  • the control circuit determines that the peak value of the inductor current (IL) conducted to the inductor (L) included in the buck converter 330 is The first switch (S1) and the second switch (S2) included in the buck converter 330 so as not to be greater than the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 and the first reference voltage. ) can be controlled. Through this, the control circuit 320 can stably control the buck converter 330.
  • the output voltage VOUT may maintain a stable value based on a change in the state of the load (eg, load transient).
  • sufficient current can be supplied so that the output voltage can maintain a stable value.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage may no longer increase.
  • the output voltage VOUT may increase.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the reference voltage may decrease.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage is at the same level as before. can be maintained.
  • the output voltage (VOUT) can also be maintained at the same level as before.
  • Figure 11b is a graph showing the current conducted in the inductor and the output voltage of the buck converter according to one embodiment.
  • the control circuit (e.g., the control circuit 320 of FIG. 3a or the control circuit 720 of FIG. 7) is a buck converter (e.g., the buck converter 330 of FIG. 3a). ) so that the peak value of the inductor current (IL) conducted in the inductor (L) included in is not greater than the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 and the first reference voltage.
  • the first switch (S1) and the second switch (S2) included in the buck converter 330 can be controlled.
  • the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 This can be drastically reduced.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage may increase.
  • the output voltage VOUT may become lower than the threshold voltage.
  • the control circuit (320 or 720) operates the first switch (S1) so that the valley value of the inductor current (IL) is not smaller than the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage. and the second switch S2 can be started.
  • the control circuit 320 or 720 may perform an operation of controlling the switches S1 and S2 based on the valley value of the inductor current IL during a designated time T3. For example, during the specified time T3, the inductor current IL may increase beyond the current value Error corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the first reference voltage. For example, in FIG.
  • more current may be conducted in the inductor (L) than the amount of current conducted in the inductor. Additionally, more current can be supplied to the buck converter 330. Through this, in the section (t12 to t13 section) where the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 is suddenly reduced below the threshold voltage, the control circuit 320 supplies more current to the buck converter 330. Thus, the output voltage (VOUT) can be quickly increased.
  • the output voltage VOUT may be greater than the threshold voltage.
  • the control circuit 320 or 720 continues to control the valley value of the inductor current IL because the specified time T3 has not elapsed since the start of the operation to control the valley value of the inductor current IL.
  • the action can be performed.
  • the control circuit 320 or 720 may perform an operation to control the valley value of the inductor current IL for a period of time of “DT” from the third time point t13.
  • the specified time may be set to be approximately equal to the time for the output voltage VOUT to recover to the threshold voltage after dropping below the threshold voltage.
  • the output voltage VOUT may maintain a stable value based on a change in the state of the load (eg, load transient).
  • sufficient current can be supplied so that the output voltage can maintain a stable value.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the reference voltage may no longer increase.
  • the control circuit (320 or 720) operates the buck converter (
  • the peak value of the inductor current (IL) conducted in the inductor (L) included in 330) is greater than the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 and the first reference voltage.
  • the first switch (S1) and the second switch (S2) included in the buck converter 330 can be controlled to prevent this.
  • the control circuit 320 or 720 can stably control the buck converter 330.
  • the output voltage VOUT may increase.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage may decrease.
  • the current value (Error) corresponding to the difference between the output voltage (VOUT) and the first reference voltage is at the same level as before. can be maintained.
  • the output voltage (VOUT) can also be maintained at the same level as before.
  • FIG. 12 is a graph illustrating the effect of increasing the output voltage by supplying more current when the output voltage of the buck converter according to an embodiment is reduced.
  • the control circuit e.g., The control circuit 320 of FIG. 3A operates the first switch S1 and the second switch so that the valley value of the inductor current IL is not smaller than the current value Error corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the reference voltage. 2 switches (S2) can be controlled.
  • the inductor current IL may increase beyond the current value Error corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the reference voltage.
  • a current 1210 greater than the current value Error corresponding to the difference between the output voltage VOUT and the reference voltage may be conducted in the inductor L.
  • the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 can be increased faster than before (eg, graph above the arrow).
  • the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 may increase more quickly and greater than the threshold voltage than before (eg, graph above arrow).
  • the electronic device 301 can minimize performance degradation even if a voltage-drop phenomenon in which the output voltage (VOUT) of the buck converter 330 is momentarily reduced occurs.
  • the electronic device 101 includes a DC/DC converter 330 including an inductor and a first switch (S1) and a second switch (S2) connected to each other, and a device operatively connected to the DC/DC converter. It may include a control circuit 320.
  • one end of the first switch may be connected to a power source, the other end of the first switch may be connected to one end of the second switch, and the other end of the second switch may be connected to ground.
  • the control circuit may be set to check the peak value of the current conducted to the inductor at the one end of the first switch.
  • the control circuit according to one embodiment may be set to check the valley value of the current conducted to the inductor at the other end of the second switch.
  • the control circuit is configured to control the first switch and the It can be set to control the second switch.
  • the control circuit according to one embodiment is configured to set the output voltage of the DC/DC converter to a threshold while controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value. If it is confirmed that the voltage is less than the current value, the first switch and the second switch can be set to be controlled so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value.
  • control circuit controls the plurality of switches so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value, and the output voltage of the DC/DC converter is greater than the threshold voltage. If this is confirmed, the first switch and the second switch can be set to be controlled so that the peak value of the current flowing through the inductor is not greater than the current value.
  • control circuit controls the plurality of switches so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value for a specified time, and then the peak value of the current conducted in the inductor is It can be set to control the first switch and the second switch so that the current value is not greater than the current value.
  • the peak value of the current conducted through the inductor can be confirmed at a point corresponding to the drain of the first switch implemented with the P-type field effect transistor (FET).
  • the valley value of the current conducted through the inductor may be confirmed at a point corresponding to the source of the second switch implemented with an N-type FET.
  • the control circuit is at least part of an operation of controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted in the inductor is not greater than the current value, and the current is adjusted to the current value. It can be set to control the first switch in the on state and control the second switch in the off state until . According to one embodiment, the control circuit is at least part of an operation of controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted in the inductor is not greater than the current value, and the current is adjusted to the current value. After reaching , the first switch may be set to be controlled in an off state and the second switch may be controlled in an on state.
  • the control circuit is at least part of an operation of controlling the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value, and the current is set to the current value. It can be set to control the first switch in the off state and control the second switch in the on state until .
  • the control circuit is at least part of an operation of controlling the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value, and the current is set to the current value. After reaching, it can be set to control the first switch to be in an on state and the second switch to be in an off state.
  • the control circuit may include a first comparator set to output the current value based on the difference between the output voltage and the first reference voltage.
  • the control circuit may include a second comparator set to output a first signal based on the peak value of the current and the current value.
  • the control circuit may include a third comparator set to output a second signal based on the valley value of the current and the current value.
  • the control circuit may include a comparison circuit set to output a third signal indicating whether the output voltage is lower than the threshold voltage.
  • the control circuit is for controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted in the inductor is not greater than the current value, based on the first signal and the clock signal. It may include a first flip-flop set to output first control signals. According to one embodiment, the control circuit controls the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value, based on the second signal and the clock signal. It may include a second flip-flop set to output second control signals for: According to one embodiment, based on the third signal, the control circuit outputs the first control signals to the first switch and the second switch or outputs the second control signals to the first switch and the second switch. It may include a plurality of multiplexers set to output through 2 switches.
  • the comparison circuit has a hysteresis set to output the third signal indicating whether the output voltage is lower than the threshold voltage based on the voltage value corresponding to the current value and the second reference voltage.
  • hysteresis may include a comparator.
  • the comparison circuit is set to output a fourth signal indicating whether the output voltage is lower than the threshold voltage, based on the voltage value corresponding to the current value and the second reference voltage.
  • 4Can include a comparator.
  • the comparison circuit may include a delay circuit configured to delay and output the fourth signal inverted through a plurality of inverters.
  • the comparison circuit may include an AND gate set to output the third signal based on the fourth signal and the inverted fourth signal delayed and output through the delay circuit.
  • the DC/DC converter may include a buck converter.
  • a method of operating the electronic device 101 including the DC/DC converter 330 includes conducting an inductor included in the DC/DC converter at one end of the first switch included in the DC/DC converter. It may include an operation to check the peak value of the current.
  • a method of operating the electronic device according to an embodiment may include checking the valley value of the current conducted to the inductor at the other end of the second switch included in the DC/DC converter.
  • the one end of the first switch may be connected to a power source
  • the other end of the first switch may be connected to one end of the second switch
  • the other end of the second switch may be connected to ground.
  • a method of operating the electronic device includes preventing the peak value of the current conducted in the inductor from being greater than the current value corresponding to the difference between the output voltage of the DC/DC converter and the first reference voltage. It may include an operation of controlling a switch and the second switch.
  • a method of operating the electronic device includes controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value, while controlling the output of the DC/DC converter. When it is confirmed that the voltage is less than the threshold voltage, the operation of controlling the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value may be included.
  • a method of operating the electronic device includes controlling the plurality of switches so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value, and the output voltage of the DC/DC converter is lower than the threshold voltage. If it is confirmed that it is greater than the current value, the operation of controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value may be further included.
  • a method of operating the electronic device includes controlling the plurality of switches so that the valley value of the current conducted through the inductor is not less than the current value for a specified time, and then controlling the plurality of switches to control the peak value of the current conducted through the inductor. It may further include controlling the first switch and the second switch so that the current value is not greater than the current value.
  • the peak value of the current conducted through the inductor can be confirmed at a point corresponding to the drain of the first switch implemented with the P-type field effect transistor (FET).
  • the valley value of the current conducted through the inductor may be confirmed at a point corresponding to the source of the second switch implemented with an N-type FET.
  • the operation of controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value includes controlling the first switch and the second switch until the current reaches the current value. It may include controlling the first switch to be in an on state and controlling the second switch to be in an off state. According to one embodiment, the operation of controlling the first switch and the second switch so that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value includes, after the current reaches the current value, the first switch It may include controlling the switch to be in an off state and controlling the second switch to be in an on state.
  • the operation of controlling the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value includes the operation of controlling the first switch and the second switch until the current reaches the current value. It may include controlling the first switch to be in an off state and controlling the second switch to be in an on state.
  • the operation of controlling the first switch and the second switch so that the valley value of the current conducted in the inductor is not less than the current value according to an embodiment includes, after the current reaches the current value, the first switch It may include controlling the switch to be in an on state and controlling the second switch to be in an off state.
  • a method of operating the electronic device may include outputting the current value based on a difference between the output voltage and the first reference voltage through a first comparator.
  • a method of operating the electronic device may include outputting a first signal based on the peak value of the current and the current value through a second comparator.
  • a method of operating the electronic device may include outputting a second signal based on the valley value of the current and the current value through a third comparator.
  • a method of operating the electronic device according to an embodiment may include outputting a third signal indicating whether the output voltage is lower than the threshold voltage through a comparison circuit.
  • a method of operating the electronic device includes the first flip-flop, based on the first signal and the clock signal, such that the peak value of the current conducted through the inductor is not greater than the current value. It may include an operation of outputting first control signals for controlling a switch and the second switch.
  • a method of operating the electronic device includes, through a second flip-flop, based on the second signal and the clock signal, the valley value of the current conducted in the inductor is greater than the current value. It may include outputting second control signals for controlling the first switch and the second switch.
  • a method of operating the electronic device includes outputting the first control signals to the first switch and the second switch based on the third signal through multiplexers, or outputting the second control signals to the first switch. It may include an operation of outputting output to the first switch and the second switch.
  • the operation of outputting the third signal through the comparison circuit is to set the output voltage to the threshold based on a voltage value corresponding to the current value and a second reference voltage through a hysteresis comparator. It may include an operation of outputting the third signal indicating whether the voltage is lower than the voltage.
  • the operation of outputting the third signal through the comparison circuit includes, through a fourth comparator, based on a voltage value corresponding to the current value and a second reference voltage, so that the output voltage is the threshold voltage. It may include an operation of outputting a fourth signal indicating whether the signal is lower than the current level.
  • the operation of outputting the third signal through the comparison circuit according to an embodiment may include the operation of delaying and outputting the fourth signal inverted through a plurality of inverters through a delay circuit.
  • the operation of outputting the third signal through the comparison circuit according to an embodiment is based on the fourth signal through an AND gate and the inverted fourth signal delayed and output through the delay circuit. 3 It may include the operation of outputting a signal.
  • the DC/DC converter may include a buck converter.
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to those components in other respects (e.g., importance or order) is not limited.
  • One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.” Where mentioned, it means that any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document are one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory 1436 or external memory 1438) that can be read by a machine (e.g., electronic device 1401). It may be implemented as software (e.g., program 1440) including these.
  • a processor e.g., processor 1420
  • a device e.g., electronic device 1401
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves). This term refers to cases where data is stored semi-permanently in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.

Landscapes

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Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 인덕터 및 서로 연결된 1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)를 포함하는 DC/DC 컨버터(330) 및 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어회로(320)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 1스위치의 타단은 제2스위치의 일단과 연결되고, 제2스위치의 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 제어 회로는, 제1스위치의 일단에서 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하도록 설정될 수 있고; 제2 스위치의 타단에서 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하도록 설정될 수 있고; 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 제1스위치 및 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있고; 및 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 전류 값보다 크지 않도록 제1스위치 및 제2스위치를 제어하는 중에 DC/DC 컨버터의 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 전류 값보다 작지 않도록 제1스위치 및 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 이외에도 다양한 실시 예들이 적용될 수 있다.

Description

DC/DC 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법
본 발명의 다양한 실시예들은 DC/DC 컨버터를 제어하는 전자 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
벅 컨버터는 인덕터와 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. 이때, 인덕터에 과도한 전류가 도통될 경우, 이로 인한 발열이나 회로의 손상이 발생될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 크기를, 출력 전압과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 제어할 수 있다.
전자 장치의 순간적인 로드 트랜지션이 발생되면, 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 정상적인 전압을 시스템에 공급해주지 못하면, 시스템의 성능 저하가 발생될 수 있다. 하지만, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 크기를 제한할 경우, 벅 컨버터를 통해 시스템에 공급되는 전류가 제한될 수 있어 급격하게 감소된 전압을 빠르게 회복시킬 수 없다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 인덕터 및 서로 연결된 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)를 포함하는 DC/DC 컨버터(330) 및 상기 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어 회로(320)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1스위치의 상기 일단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제2스위치의 상기 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터(330)를 포함하는 전자 장치(101)의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제1스위치(S1)의 일단에서 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제2스위치(S2)의 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 상기 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 상기 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.
도 2b는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 3a는, 일 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 일 실시 예에 따른 센싱 회로들이 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값과 밸리 값을 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터를 제어하는 제어 회로의 동작을 설명하기 위한 표이다.
도 9a와 도 9b는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트들이다.
도 10a와 도 10b는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 11a는, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 11b는, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 12는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터의 출력 전압이 감소된 경우, 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압을 증가시키는 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2a는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 비교 실시 예에 따라, 전자 장치(201)는, 입력 전원(210), 제어 회로(220), 벅 컨버터(230), 및 로드(240)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(230)는, 제어 회로(220)의 제어에 따라, 입력 전원(210)으로부터 인가된 입력 전압(VIN)에 기반하여 출력 전압(VOUT)을 생성하고, 출력 전압(VOUT)을 로드(240)에 인가할 수 있다. 예컨대, 벅 컨버터(230)는, 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 및 인덕터(L), 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 예컨대, 로드(240)는, 전자 장치(201)에 포함된 전력을 필요로 하는 다양한 형태의 엘리먼트들을 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(230)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(230)에 포함된 센싱 회로(235)를 통해 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 센싱 회로(235)는, 벅 컨버터(230)에 포함된 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 센싱 회로(235)는, 다양한 방식들(예: current mirror 방식, r-sensing 방식, 또는 DCR(DC resistance) 전류 센싱 방식)에 따라 전류를 센싱할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값이 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(예: 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하기 위한 전류 설정과 관련된 지정된 값(Error))보다 크지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어(예컨대, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 온/오프를 제어)할 수 있다.
도 2b는, 비교 실시 예에 따른, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 2a를 참조하면, 비교 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 2a의 제어 회로(220))는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(IL)의 피크 값이 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(예: 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하기 위한 전류 설정과 관련된 지정된 값(Error))보다 크지 않도록 벅 컨버터(예: 도 2a의 벅 컨버터(230))에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.
비교 실시 예에 따라, 전자 장치(201)에 순간적인 로드 트랜션트(load transient)가 발생되면, 벅 컨버터의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)은, 임계 전압 아래로 감소될 수 있다. 전자 장치(201)가 벅 컨버터(230)를 통해 정상적인 전압을 로드(240)에 공급해주지 못하면, 성능 저하가 발생될 수 있다.
다만, 제어 회로(220)에 의해 인덕터(L)에 도통되는 전류(IL)의 피크 값이 제한될 수 있고, 벅 컨버터(230)를 통해 로드(240)에 공급되는 전류의 크기가 제한될 수 있다. 즉, 제어 회로(220)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(IL)의 피크 값을 제한하는 동작으로 인해, 벅 컨버터의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 급격하게 감소된 구간(T)에서, 벅 컨버터(230)의 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시키지 못할 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(201)는 성능이 저하될 수 있다. 예컨대, 임계 전압은, 전자 장치(201)의 전자 장치가 안정적으로 동작하도록 전류 제어를 위한 설정한 전압값일 수 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(301))는, 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값을 지정된 값 이하로 제어하는 중에 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 낮아질 경우, 인덕터의 도통되는 전류의 밸리 값을 상기 지정된 값(예: Error) 이상으로 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 낮아질 경우, 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값을 제한하지 않음으로써 벅 컨버터의 출력 전압을 빠르게 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 벅 컨버터의 출력 전압이 급격하게 낮아지더라도 성능 저하의 발생을 감소시킬 수 있다.
도 3a는, 일 실시 예에 따른, 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 입력 전원(310), 제어 회로(320), 벅 컨버터(330), 및 로드(340)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 제어 회로(320)의 제어에 따라, 입력 전원(310)으로부터 인가된 입력 전압(VIN)에 기반하여 출력 전압(VOUT)을 생성하고, 출력 전압(VOUT)을 로드(340)에 인가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 입력 전원(310)은, 벅 컨버터(330)에 입력 전압(VIN)을 인가시킬 수 있다. 예컨대, 입력 전원(310)은, 전자 장치(301)에 포함된 배터리(미도시) 또는 전자 장치(301) 외부의 전력원으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 로드(340)는, 전자 장치(301)에 포함된 전력을 필요로 하는 다양한 형태의 엘리먼트들을 의미할 수 있다. 로드(340)의 트랜션트(transient)가 발생되면, 벅 컨버터(340)의 출력 전압(VOUT)이 순간적으로 감소될 수 있다. 예컨대, 로드(340)의 트랜션트는, 순간적으로 많은 전력 또는 전류가 필요한 특정 어플리케이션(예: 게임 어플리케이션, 비디오 어플리케이션, 또는 오디오 어플리케이션)이 실행되는 경우에 발생될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 및 인덕터(L), 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 벅 컨버터(330)는, 제1센싱 회로(335) 및 제2센싱 회로(337)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1스위치(S1)는, P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))로 구현될 수 있고, 제2스위치(S2)는, N형 FET로 구현될 수 있다. 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)는 서로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)의 드레인은 입력 전원(310)에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1)의 소스는 제2스위치(S2)의 드레인에 연결될 수 있다. 제2스위치(S2)의 소스는 그라운드에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1)의 소스와 제2스위치(S2)의 드레인 각각은 인덕터(L)에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)는, 제어 회로(320)의 제어에 따라, 교번적으로 온/오프될 수 있다. 이에 따라, 인덕터(L)에는 인덕터 전류(IL)가 도통될 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)는 제1스위치(S1) 및/또는 제2스위치(S2)를 통해 인덕터(L)에 제공되는 전류를 의미할 수 있다. 인덕터 전류(IL)가 커패시터(C)에 공급됨에 따라 출력 전압(VOUT)이 생성될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1센싱 회로(335)는, 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에서 인덕터 전류(IL)의 피크(peak) 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)의 피크 값은, 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 일 스위칭 주기에서 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 가장 높은 전류값을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1센싱 회로(335)는, 다양한 방식들(예: current mirror 방식, r-sensing 방식, 또는 DCR(DC resistance) 전류 센싱 방식)에 따라 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 제1센싱 회로(335)는, 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에 배치될 수 있다. 제1센싱 회로(335)는, 확인 또는 센싱된 인덕터 전류(IL)의 피크 값에 대한 정보를 제어 회로(320)에 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2센싱 회로(337)는, 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에서 인덕터 전류(IL)의 밸리(valley) 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값은, 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 일 스위칭 주기에서 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 가장 낮은 전류값을 의미할 수 있다. 예컨대, 제2센싱 회로(337)는, 다양한 방식들(예: current mirror 방식, r-sensing 방식, 또는 DCR(DC resistance) 전류 센싱 방식)에 따라 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 확인 또는 센싱할 수 있다. 예컨대, 제2센싱 회로(337)는, 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에 배치될 수 있다. 제2센싱 회로(337)는, 확인 또는 센싱된 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 대한 정보를 제어 회로(320)에 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 인덕터(L)의 흐르는 전류의 피크 또는 밸리 값을 확인 또는 센싱을 하기 위하여 인덕터(L)와 전기적으로 연결된 센싱 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값과 밸리 값을 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)도 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT), 인덕터 전류(IL)의 피크 값, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 기반하여, 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 온/오프를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(320)는, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 듀티비를 조정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(320)는, 아날로그 회로로 구현되거나 디지털 회로(예: MCU(micro controller unit)로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮지 않을 경우, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 지정된 값보다 크지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 예컨대, 임계 전압은, 미리 지정된 전압값일 수 있다. 예컨대, 임계 전압은, 전자 장치(301)의 성능 저하가 발생될 수 있는 전압값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 지정된 값은, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값일 수 있다. 지정된 값은, 출력 전압(VOUT)의 크기가 변경됨에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 지정된 값은, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 스위칭 주기마다 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮을 경우, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 지정된 값(예: 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 이후, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 높아질 경우, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 지정된 값보다 크지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.
상술한 방법에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값 이하로 제한하는 중에 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 임계 전압보다 낮아질 경우, 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 전류 설정과 관련된 지정된 값(예: Error)에 의하여 제한하지 않을 수 있다. 또한, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값 이상으로 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 임계 전압보다 낮아질 경우, 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시킬 수 있다. 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 낮아질 경우에 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시켜 전자 장치(301)의 성능을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어 회로(320)는, 센싱 회로(예: 제2 센싱회로(337))를 이용하여 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 확인할 수 있다. 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 전류 설정과 관련된 지정된 값 (예: Error) 이상이 되도록 제어할 수 있다.
한편, 벅 컨버터(330) 외 다양한 종류의 DC/DC 컨버터에도 상술한 제어 동작이 적용될 수 있다. 예컨대, 벅 컨버터(330) 외 다른 종류의 컨버터 또는 부스터에도 상술한 제어 동작이 적용될 수 있다.
도 3b는, 일 실시 예에 따른 센싱 회로들이 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값과 밸리 값을 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 3의 제어 회로(320))는, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)의 일 스위칭 주기에서, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 교번적으로 온/오프시킬 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)가 온되고 제2스위치(S2)가 오프되면, 인덕터 전류(IL)는 증가할 수 있다. 제1스위치(S1)가 오프되고 제2스위치(S2)가 온되면, 인덕터 전류(IL)는 감소할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1센싱 회로(335)는, 인덕터 전류(IL)에서 증가하는 부분에 대응하는 제1전류(I1)를 센싱할 수 있다. 제1센싱 회로(335)는, 제1전류(I1)에 기반하여, 일 스위칭 주기에서 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 제1센싱 회로(335)는, 인덕터 전류(IL)의 증가하는 부분을 센싱하기 위해 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에 도통되는 전류를 센싱 또는 확인할 수 있다. 또는, 제1센싱 회로(335)는, 인덕터 전류(IL)의 증가하는 부분을 센싱하기 위해 제1스위치(S1)의 드레인에 대응하는 지점에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2센싱 회로(337)는, 인덕터 전류(IL)에서 감소하는 부분에 대응하는 제2전류(I2)를 센싱할 수 있다. 제2센싱 회로(337)는, 제2전류(I2)에 기반하여, 일 스위칭 주기에서 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 확인할 수 있다. 예컨대, 제2센싱 회로(337)는, 인덕터 전류(IL)의 감소하는 부분을 센싱하기 위해 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에서 도통되는 전류를 센싱 또는 확인할 수 있다. 또는, 제2센싱 회로(337)는, 인덕터 전류(IL)의 감소하는 부분을 센싱하기 위해 제2스위치(S2)의 소스에 대응하는 지점에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)는, 인덕터(L)의 흐르는 전류의 피크 또는 밸리 값을 확인 또는 센싱을 하기 위하여 인덕터(L)에 전기적으로 연결된 센싱 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 4는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 401에서, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))는 벅 컨버터(도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 403에서, 제어 회로(320)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은지 여부를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 403의 아니오), 동작 409에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1기준 전압은, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크 값 또는 밸리 값을 제어하기 위해 지정된 전압을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1기준 전압은, 제어 회로(220)에 의해 또는 사용자에 의해 미리 지정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은 것으로 확인되면(동작 403의 예), 동작 405에서, 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(또는 설정 전류 값)보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전류값(또는 설정 전류 값)은 인덕터(L)에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 대응되도록 설정된 전류 값일 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 전류값(또는 설정 전류 값) 이상이 될 수 있도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 피크(peak) 값이 전류값(또는 설정 전류 값) 보다 크도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다. , 일 실시예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 제1기준 전압보다 작은 경우, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 설정 전류 값이 증가하는 기울기가 결정될 수 있다. 반대로, 출력 전압(VOUT)이 제1기준 전압보다 큰 경우, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 설정 전류 값이 일정하거나 감소하는 기울기가 결정될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 407에서, 제어 회로(220)는, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이상인지 여부를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이상이 아닌 것으로 확인되면(동작 407의 아니오), 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이상인 것으로 확인되면(동작 407의 예), 동작 409에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.
도 5는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
동작 501에서, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))는 벅 컨버터(도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 503에서, 제어 회로(320)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은지 여부를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 503의 아니오), 동작 509에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 작은 것으로 확인되면(동작 503의 예), 동작 505에서, 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 507에서, 제어 회로(220)는, 지정된 시간 동안, 인덕터(L)에 도통되는 전류의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 스위치들(S1, S2)을 제어하였는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 상기 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과하였는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 지정된 시간은, 급격하게 감소된 출력 전압(VOUT)을 다시 증가 또는 회복시킬 수 있는 시간을 의미할 수 있다. 지정된 시간은, 제어 회로(220)에 의해 또는 사용자에 의해 미리 지정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 동작 505의 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과하지 않은 것으로 확인되면(동작 507의 아니오), 제어 회로(320)는, 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 밸리(valley) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 동작 505의 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과한 것으로 확인되면(동작 507의 예), 동작 509에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))의 피크(peak) 값이 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다.
상기의 도 4와 도 5에서 설명한 방법에 따라, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값 이하로 제한하는 중에 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 임계 전압보다 낮아질 경우, 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하지 않을 수 있다. 또한, 제어 회로(320)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값 이상으로 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(220)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 높을 경우 안정성 확보를 위해 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 제한하고, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮아질 경우, 일시적으로 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 성능 저하를 최소화할 수 있다.
도 6은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다. 도 8은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터를 제어하는 제어 회로의 동작을 설명하기 위한 표이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(620)는, 도 3의 제어 회로(320)와 동일 내지 유사한 기능을 수행할 수 있다. 한편, 도 6에서 설명하는 제어 회로(620)의 구성들은 상술한 제어 동작을 수행하기 위한 일 예시이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(620)는, 제1비교기(611), 제2비교기(612), 제3비교기(613), 제1플립플롭(614), 제2플립플롭(615), 멀티플렉서들(616, 617), 및 비교 회로(618)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1비교기(611)는, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 기반하여 전류 값을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 제1비교기(611)는, 전압 신호들을 입력받고, 비교 결과를 전류 신호로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2비교기(612)는 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값을 나타내는 신호와 인덕터 전류(IL)의 피크 값에 기반하여, 제1신호를 제1플립플롭(614)의 제1입력단(R)에 출력할 수 있다. 예컨대, 제2비교기(612)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값보다 크지 않으면, 로우 레벨(예컨대, "O")의 제1신호를 출력할 수 있다. 제2비교기(612)는, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값보다 크면, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제1신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제3비교기(613)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값을 나타내는 신호와 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 기반하여, 제2신호를 제2플립플롭(615)의 제2입력단(S)에 출력할 수 있다. 예컨대, 제2비교기(612)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값이 인덕터 전류(IL)의 밸리 값 보다 크지 않으면, 로우 레벨(예컨대, "O")의 제2신호를 출력할 수 있다. 제2비교기(612)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값이 인덕터 전류(IL)의 밸리 값 보다 크면, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제2신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 비교 회로(618)는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호(예: T1)를 멀리플렉서들(616, 617)로 출력할 수 있다. 예컨대, 비교 회로(618)는, 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)를 포함할 수 있다. 히스테리시스 비교기(619)는, 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압(VREF2)을 비교하여 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다. 예컨대, 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)는, 제2기준 전압(VREF2)이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값에 대응하는 전압 값보다 크지 않으면, 로우 레벨(예컨대, "0")의 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다. 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)는, 제2기준 전압(VREF2)이 제1비교기(611)로부터 출력된 전류 값에 대응하는 전압 값보다 크면, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다. 즉, 히스테리시스(hysteresis) 비교기(619)는 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮은 경우 로우 레벨의 제3신호(예: T1)를 출력하고, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮지 않은 경우 하이 레벨의 제3신호(예: T1)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1비교기(611)와 히스테리시스 비교기(619) 사이에는 전류값을 전압값으로 변환하기 위한 커패시터가 더 포함될 수 있다. 예컨대 제2기준 전압(VREF2)은, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮은지 여부를 판단하기 위한 전압값일 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1플립플롭(614)은, 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 제1비교기(611)로부터 출력되는 신호가 나타내는 전류 값보다 크지 않도록 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하기 위한 제1제어 신호들(Q1, Q1')을 출력할 수 있다. 예컨대, Q1 신호는 제1멀티플렉서(616)의 제1입력단(0)에 입력되고, Q1' 신호(Q1 신호가 인버팅된 신호)는 제2멀티플렉서(617)의 제1입력단(0)에 입력될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2플립플롭(615)은, 제2신호 및 클럭 신호에 기반하여, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 제1비교기(611)로부터 출력되는 신호가 나타내는 전류 값보다 작지 않도록 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하기 위한 제2제어 신호들(Q2, Q2')을 출력할 수 있다. 예컨대, Q2 신호는 제1멀티플렉서(616)의 제2입력단(1)에 입력되고, Q2' 신호(Q2 신호가 인버팅된 신호)는 제2멀티플렉서(617)의 제2입력단(1)에 입력될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 멀티플렉서들(616, 617)은 제3신호(T1)에 기반하여, 제1제어 신호들(Q1, Q1')을 2개의 스위치들(S1, S2)로 출력하거나 제2제어 신호들(Q2, Q2')을 2개의 스위치들(S1, S2)로 출력할 수 있다. 도 8을 참조하면, 멀티플렉서들(616, 617)은, 로우 레벨(예컨대, "0")의 제3신호(T1)가 인가되면, 제1제어 신호들(Q1, Q1')과 동일한 출력 신호들(M1, M2)을 2개의 스위치들(S1, S2)로 인가할 수 있다. 멀티플렉서들(616, 617)은, 하이 레벨(예컨대, "1")의 제3신호(T1)가 인가되면, 제2제어 신호들(Q2, Q2')과 동일한 출력 신호들(M1, M2)을 2개의 스위치들(S1, S2)로 인가할 수 있다.
도 7은, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터와 이를 제어하는 제어 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7을 참조하면, 제어 회로(720)는, 도 3의 제어 회로(320)와 동일 내지 유사한 기능을 수행할 수 있다. 한편, 도 7에서 설명하는 제어 회로(720)의 구성들은 상술한 제어 동작을 수행하기 위한 일 예시이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(720)는, 제1비교기(711), 제2비교기(712), 제3비교기(713), 제1플립플롭(714), 제2플립플롭(715), 멀티플렉서들(716, 717), 및 비교 회로(718)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(720)는, 비교 회로(718)를 제어하고 도 6의 제어 회로(620)와 동일하게 구현될 수 있다. 예컨대, 제1비교기(711), 제2비교기(712), 제3비교기(713), 제1플립플롭(714), 제2플립플롭(715), 및 멀티플렉서들(716, 717)은, 도 6에서 설명한 제1비교기(611), 제2비교기(612), 제3비교기(613), 제1플립플롭(614), 제2플립플롭(615), 및 멀티플렉서들(616, 617)과 동일하게 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 비교 회로(718)는, 제4비교기(730), 지연 회로(740), 및 AND 게이트(750)를 포함할 수 있다. 예컨대, 비교 회로(718)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 스위치들(S1, S2)의 제어를 시작한 때로부터 지정된 시간이 도과햐였는지 여부를 나타내는 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제4비교기(730)는, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전압값과 제2기준 전압(VREF2)에 기반하여, 제4신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 제2기준 전압(VREF2)이 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전압값보다 낮으면, 제4비교기(730)는 로우 레벨(예: "0")의 제4신호를 출력할 수 있다. 제2기준 전압(VREF2)이 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전압값보다 낮지 않으면, 제4비교기(730)는 하이 레벨(예: "1")의 제4신호를 출력할 수 있다. 즉, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮으면, 제4비교기(730)는, 하이 레벨(예; "1")의 제4신호(예: T1)을 지연 회로(740)와 AND 게이트(750)로 출력할 수 있다. 또는, 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 낮지 않으면, 제4비교기(730)는, 로우 레벨(예; "0")의 제4신호(예: T1)을 지연 회로(740)와 AND 게이트(750)로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 지연 회로(740)는 제4신호(예: T1)를 지정된 시간동안 지연시킨 후, 인버팅된 제4신호를 AND 게이트(750)로 출력할 수 있다. 지연 회로(740)는, 복수의 인버터들(741, 742, 743)을 포함할 수 있다. 복수의 인버터들(741, 742, 743)을 통해 인버팅 동작을 수행함에 따라 지연 회로(740)의 출력이 지연될 수 있다. 한편, 복수의 인버터들(741, 742, 743)의 개수는 예시적인 것이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예컨대, 복수의 인버터들의 개수는 지연 회로(740)의 출력을 지연시키는 시간에 따라 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, AND 게이트(750)는, 제4신호 및 지연 회로(750)를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다. 예컨대, AND 게이트(750)는 제4비교기(730)로부터 로우 레벨("O")의 제4신호를 수신할 수 있다. 이때, AND 게이트(750)는, 지연 회로(740)로부터 하이 레벨("1")의 신호를 수신하기 때문에, 로우 레벨("0")의 제3신호를 출력할 수 있다. 이후, 순간적으로 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 감소하면, AND 게이트(750)는, 제4비교기(730)로부터 하이 레벨(예; "1")의 제4신호(예: T1)를 수신할 수 있다. 이때, 지연 회로(740)가 새로운 신호(예: 로우 레벨("0")의 신호)를 출력할 때까지, AND 게이트(750)는, 하이 레벨("1")의 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다. 이후, 지연 회로(740)로부터 새로운 신호(예: 로우 레벨("0")의 신호)가 출력되면, AND 게이트(750)는, 로우 레벨("0")의 제3신호를 멀티플렉서들(716, 717)로 출력할 수 있다.
상술한 방법을 통해, 제어 회로(720)는, 지정된 시간 동안 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값보다 작지 않도록 스위치들(S1, S2)을 제어할 수 있다,
도 9a와 도 9b는, 일 실시 예에 따른 제어 회로가 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트들이다.
도 9a는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가, 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값 이하로 제한할 때, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 9a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 901에서, 제어 회로(320)는, 일 스위칭 주기에서, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))가 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값에 도달할 때까지 증가하도록 제1스위치(S1)를 온시키고 제2스위치(S2)를 오프시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 903에서, 제어 회로(320)는, 인덕터에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))가 상기 전류값에 도달하는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달하지 않은 것으로 확인되면(동작 903의 아니오), 제어 회로(320)는, 계속하여 제1스위치(S1)를 온시키고 제2스위치(S2)를 오프시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달한 것으로 확인되면(동작 903의 예), 동작 905에서, 제어 회로(320)는, 제1스위치(S1)를 오프시키고 제2스위치(S2)를 온시킬 수 있다. 이때, 인덕터 전류(IL)는 감소될 수 있다. 구현에 따라, 제1스위치(S1)는, 클럭 신호(Clk)보다 짧게 온될 수 있다. 일 스위칭 주기가 종료되면, 제어 회로(320)는, 다시 동작 901을 수행할 수 있다.
도 9b는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값 이상으로 제어할 때, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 2개의 스위치들(S1, S2)을 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 951에서, 제어 회로(320)는, 일 스위칭 주기에서, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 전류(예: 인덕터 전류(IL))가 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압(VREF1) 사이의 차이에 대응하는 전류값에 도달할 때까지 감소하도록 제1스위치(S1)를 오프시키고 제2스위치(S2)를 온시킬 수 있다. 예컨대, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달하지 않은 것으로 확인되면(동작 953의 아니오), 제어 회로(320)는, 계속하여 제1스위치(S1)를 오프시키고 제2스위치(S2)를 온시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 인덕터 전류(IL)가 상기 전류값에 도달한 것으로 확인되면(동작 953의 예), 동작 955에서, 제어 회로(320)는, 제1스위치(S1)를 온시키고 제2스위치(S1)를 오프시킬 수 있다. 이때, 인덕터 전류(IL)는 증가될 수 있다. 구현에 따라, 제1스위치(S1)는, 클럭 신호(Clk)보다 길게 온될 수 있다. 일 스위칭 주기가 종료되면, 제어 회로(320)는, 다시 동작 951을 수행할 수 있다.
도 10a와 도 10b는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터에 포함된 2개의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 10a는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가 인덕터 전류(IL)의 피크 값을 지정된 값(Error) 이하로 제한할 때, 인덕터 전류(IL)를 나타내는 그래프이다.
도 10a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 일 스위칭 주기에서, 제1플립플롭(614, 714)에 인가되는 클럭 신호가 하이 레벨일 때, 인덕터 전류는 증가할 수 있다. 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제1시간 구간(t1)에서 클럭 신호가 하이 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 증가하지 않고 감소할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간에서 제1시간 구간(t1)을 제외한 구간(예: Clk on time - t1) 동안 온될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 다음 스위칭 주기에서, 마찬가지로 제1플립플롭(614, 714)에 인가되는 클럭 신호가 하이 레벨일 때, 인덕터 전류는 증가할 수 있다. 이때, 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제2시간 구간(t2)에서 클럭 신호가 하이 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 증가하지 않고 감소할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간에서 제2시간 구간(t2)을 제외한 구간(예: Clk on time - t2) 동안 온될 수 있다.
도 10b는, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))가 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 지정된 값(Error) 이상으로 제어할 때, 인덕터 전류(IL)를 나타내는 그래프이다.
도 10b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 일 스위칭 주기에서, 제2플립플롭(615, 715)에 인가되는 클럭 신호가 로우 레벨일 때, 인덕터 전류는 감소할 수 있다. 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제3시간 구간(t3)에서 클럭 신호가 로우 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 감소하지 않고 증가할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간과 제3시간 구간(t3) (예: Clk on time+ t3) 동안 온될 수 있다. 이때, 인덕터 전류는, 도 10a와 같이 지정된 값 이하로 제한하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 10b의 인덕터 전류는 도 10a의 인덕터 전류보다 더 많이 증가할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 다음 스위칭 주기에서, 마찬가지로 제2플립플롭(615, 715)에 인가되는 클럭 신호가 하이 레벨일 때, 인덕터 전류는 감소할 수 있다. 이때, 인덕터 전류가 지정된 값(Error)에 도달하면, 제4시간 구간(t4)에서 클럭 신호가 로우 레벨이더라도 인덕터 전류는 더이상 감소하지 않고 증가할 수 있다. 예컨대, 제1스위치(S1)는, 해당 스위칭 주기에서, 클럭 신호가 하이 레벨인 구간과 제4시간 구간(t4) (예: Clk on time+ t4) 동안 온될 수 있다. 마찬가지로, 인덕터 전류는, 도 10a와 같이 지정된 값 이하로 제한하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 10b의 인덕터 전류는 도 10a의 인덕터 전류보다 더 많이 증가할 수 있다. 한편, 도 10b의 인덕터 전류가 증가하는 크기나 형태는 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 11a은, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 11a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320) 또는 도 6의 제어 회로(620))는, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1시점(t5)에서, 전자 장치(201)에 순간적인 로드 트랜션트(load transient)가 발생되면, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 증가할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2시점(t6) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 낮아질 수 있다. 이때, 제어 회로(320 또는 620)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어하는 동작을 시작할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 감소된 구간(T2)에서, 제어 회로(320 또는 620)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 구현에 따라, 제어 회로(320 또는 620)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수도 있다. 해당 구간(T2)에서, 인덕터 전류(IL)는, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)을 초과하여 증가할 수 있다. 예컨대, 도 2b에서 인덕터에 도통되는 전류의 크기보다 더 많은 전류가 인덕터(L)에 도통될 수 있다. 또한, 더 많은 전류가 벅 컨버터(330)에 공급될 수 있다. 이를 통해, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 급격하게 감소된 구간(T2)에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제3시점(t7) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 커질 수 있다. 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압보다 커지면, 제어 회로(320 또는 620)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(320)는, 안정적으로 벅 컨버터(330)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제4시점(t8)에서, 로드의 상태 변화(예: 로드 트랜션트(load transient))에 기반하여 출력 전압(VOUT)은 안정적인 값을 유지할 수 있다. 또는 충분한 전류가 공급되어 출력 전압이 안정적인 값을 유지할 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 더 이상 증가하지 않을 수 있다
일 실시 예에 따라, 제5시점(t9)에서, 로드의 상태 변화가 생기면(예: 소모 전력 감소) 출력 전압(VOUT)은 증가될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 감소할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제6시점(t10)에서, 출력 전압이 일정한 전압 범위 내로 유지되면, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다. 예컨대, 출력 전압(VOUT)도 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다.
도 11b는, 일 실시 예에 따른 인덕터에 도통되는 전류와 벅 컨버터의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 11b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320) 또는 도 7의 제어 회로(720))는, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1시점(t11)에서, 전자 장치(201)에 로드의 상태 변화(예: 로드 트랜션트(load transient))가 발생되면, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 급격하게 감소될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 증가할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2시점(t12) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 낮아질 수 있다. 이때, 제어 회로(320 또는 720)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어하는 동작을 시작할 수 있다. 제어 회로(320 또는 720)는, 지정된 시간(T3)동안 상기의 인덕터 전류(IL)의 밸리 값에 기반하여 스위치(S1,S2)를 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 지정된 시간(T3)동안, 인덕터 전류(IL)는, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)을 초과하여 증가할 수 있다. 예컨대, 도 2b에서 인덕터에 도통되는 전류의 크기보다 더 많은 전류가 인덕터(L)에 도통될 수 있다. 또한, 더 많은 전류가 벅 컨버터(330)에 공급될 수 있다. 이를 통해, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 급격하게 감소된 구간(t12 내지 t13 구간)에서, 제어 회로(320)는, 벅 컨버터(330)에 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압(VOUT)을 빠르게 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제3시점(t13) 이후, 출력 전압(VOUT)은 임계 전압보다 커질 수 있다. 다만, 제어 회로(320 또는 720)는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 시작한 때로부터 지정된 시간(T3)이 도과하지 않았기 때문에 계속하여 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(320 또는 720)는, 제3시점(t13)부터 "DT"의 시간만큼 더 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 한편, 지정된 시간에 의해 출력 전압(VOUT)이 임계 전압을 회복한 후 “DT” 시간동안 더 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 수행하는 것은 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않을 수 있다. 예컨대, 지정된 시간은 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 떨어진 후 다시 임계 전압을 회복하는 시간과 거의 동일하게 설정될 수도 있다.
일 실시 예에 따라, 제4시점(t14)에서, 로드의 상태 변화(예: 로드 트랜션트(load transient))에 기반하여 출력 전압(VOUT)은 안정적인 값을 유지할 수 있다. 또는 충분한 전류가 공급되어 출력 전압이 안정적인 값을 유지할 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 더 이상 증가하지 않을 수 있다
일 실시 예에 따라, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값을 제어하는 동작을 시작한 때로부터 지정된 시간(T3)이 도과한 제5시점(t15) 이후, 제어 회로(320 또는 720)는, 벅 컨버터(330)에 포함된 인덕터(L)에 도통되는 인덕터 전류(IL)의 피크 값이 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 크지 않도록 벅 컨버터(330)에 포함된 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(320 또는 720)는, 안정적으로 벅 컨버터(330)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제6시점(t16)에서, 로드의 변화가 생기면(예: 소모 전력 감소) 출력 전압(VOUT)은 증가될 수 있다. 이때, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 감소할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제7시점(t17)에서, 출력 전압이 일정한 전압 범위 내로 유지되면, 출력 전압(VOUT)과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)은 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다. 예컨대, 출력 전압(VOUT)도 기존과 동일한 레벨을 유지할 수 있다.
도 12는, 일 실시 예에 따른 벅 컨버터의 출력 전압이 감소된 경우, 더 많은 전류를 공급하여 출력 전압을 증가시키는 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 벅 컨버터(예: 도 3a의 벅 컨버터(330))의 출력 전압(VOUT)이 임계 전압 이하로 감소된 구간(T4)에서, 제어 회로(예: 도 3a의 제어 회로(320))는, 인덕터 전류(IL)의 밸리 값이 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 작지 않도록 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 제어할 수 있다. 해당 구간(T4)에서, 인덕터 전류(IL)는, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)을 초과하여 증가할 수 있다. 예컨대, 출력 전압(VOUT)과 기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류값(Error)보다 더 큰 전류(1210)가 인덕터(L)에 도통될 수 있다. 이를 통해, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)은 기존(예컨대, 화살표 위의 그래프)보다 더 빠르게 증가될 수 있다. 또한, 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)은 기존(예컨대, 화살표 위의 그래프)보다 더 빠르게 임계 전압보다 크게 증가될 수 있다.
상술한 방법에 따라, 전자 장치(301)는, 순간적으로 벅 컨버터(330)의 출력 전압(VOUT)이 감소되는 전압-드롭(voltage-drop) 현상이 발생되더라도, 성능 저하를 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 인덕터 및 서로 연결된 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)를 포함하는 DC/DC 컨버터(330) 및 상기 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어 회로(320)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1스위치의 상기 일단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제2스위치의 상기 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, 상기 P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하도록 설정된 제1비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하도록 설정된 제2비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하도록 설정된 제3비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하도록 설정된 비교 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치을 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하도록 설정된 제1플립플롭을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하도록 설정된 제2플립플롭을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 제어 회로는, 상기 제3신호에 기반하여, 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하도록 설정된 복수의 멀티플렉서들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 히스테리시스(hysteresis) 비교기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 상기 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하도록 설정된 제4비교기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하도록 설정된 지연 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 상기 비교 회로는, 상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 AND 게이트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 DC/DC 컨버터는, 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 DC/DC 컨버터(330)를 포함하는 전자 장치(101)의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제1스위치의 일단에서 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제2스위치의 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 제1스위치의 상기 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 상기 타단은 접지에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, 상기 P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인될 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은, 상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제1비교기를 통해, 상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제2비교기를 통해, 상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제3비교기를 통해, 상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 비교 회로를 통해, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제1플립플롭을 통해, 상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 제2플립플롭을 통해, 상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 크도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 멀티플렉서들을 통해, 상기 제3신호에 기반하여 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, 히스테리시스(hysteresis) 비교기를 통해, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, 제4비교기를 통해, 상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, 지연 회로를 통해, 복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 비교 회로를 통해 상기 제3신호를 출력하는 동작은, AND 게이트를 통해, 상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 DC/DC 컨버터는, 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1401)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1436) 또는 외장 메모리(1438))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1440))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1401))의 프로세서(예: 프로세서(1420))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치(101)에 있어서,
    인덕터 및 서로 연결된 제1스위치 및 제2스위치를 포함하는 DC/DC 컨버터(330), 여기서 상기 제1스위치의 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 타단은 접지에 연결되고; 및
    상기 DC/DC 컨버터와 작동적으로 연결된 제어 회로(320)를 포함하고, 상기 제어 회로는,
    상기 제1스위치의 상기 일단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하고,
    상기 제2스위치의 상기 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하고,
    상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하고,
    상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인되고,
    상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인되는 전자 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
    상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하고,
    상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
    상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 온 상태로 제어하고,
    상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 출력 전압과 상기 제1기준 전압 사이의 차이에 기반하여 상기 전류 값을 출력하도록 설정된 제1비교기;
    상기 전류의 상기 피크 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제1신호를 출력하도록 설정된 제2비교기;
    상기 전류의 상기 밸리 값과 상기 전류 값에 기반하여, 제2신호를 출력하도록 설정된 제3비교기;
    상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제3신호를 출력하도록 설정된 비교 회로;
    상기 제1신호 및 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제1제어 신호들을 출력하도록 설정된 제1플립플롭;
    상기 제2신호 및 상기 클럭 신호에 기반하여, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하기 위한 제2제어 신호들을 출력하도록 설정된 제2플립플롭; 및
    상기 제3신호에 기반하여, 상기 제1제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하거나 상기 제2제어 신호들을 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치로 출력하도록 설정된 복수의 멀티플렉서들을 포함하는 전자 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 회로는,
    상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 히스테리시스(hysteresis) 비교기를 포함하는 전자 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교 회로는,
    상기 전류 값에 대응하는 전압 값과 상기 제2기준 전압에 기반하여, 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 낮은지 여부를 나타내는 제4신호를 출력하도록 설정된 제4비교기;
    복수의 인버터들을 통해 인버팅된 상기 제4신호를 지연하여 출력하도록 설정된 지연 회로; 및
    상기 제4신호 및 상기 지연 회로를 통해 지연하여 출력된 인버팅된 제4신호에 기반하여 상기 제3신호를 출력하도록 설정된 AND 게이트를 포함하는 전자 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터는, 벅 컨버터(buck converter)를 포함하는 전자 장치.
  11. DC/DC 컨버터(330)를 포함하는 전자 장치(101)의 동작 방법에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제1스위치의 일단에서 상기 DC/DC 컨버터에 포함된 인덕터에 도통되는 전류의 피크(peak) 값을 확인하는 동작;
    상기 DC/DC 컨버터에 포함된 제2스위치의 타단에서 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값을 확인하는 동작, 여기서 상기 제1스위치의 상기 일단은 전원 소스와 연결되고 상기 제1스위치의 타단은 상기 제2스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2스위치의 상기 타단은 접지에 연결되고;
    상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압과 제1기준 전압 사이의 차이에 대응하는 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작; 및
    상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 임계 전압보다 작은 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리(valley) 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 중에 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력 전압이 상기 임계 전압보다 큰 것이 확인되면, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    지정된 시간동안 상기 인덕터에 도통되는 전류의 밸리 값이 상기 전류 값보다 작지 않도록 상기 복수의 스위치를 제어한 후, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 피크 값은, P형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor(FET))으로 구현된 상기 제1스위치의 드레인에 대응하는 지점에서 확인되고,
    상기 인덕터에 도통되는 상기 전류의 밸리 값은, N형 FET로 구현된 상기 제2스위치의 소스에 대응하는 지점에서 확인되는 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덕터에 도통되는 전류의 피크 값이 상기 전류 값보다 크지 않도록 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 제어하는 동작은,
    상기 전류가 상기 전류 값에 도달할 때까지, 상기 제1스위치를 온 상태로 제어하고 상기 N형 FET를 오프 상태로 제어하는 동작; 및
    상기 전류가 상기 전류 값에 도달한 이후, 상기 제2스위치를 오프 상태로 제어하고 상기 N형 FET를 온 상태로 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
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