본 논문은 휴대용 배터리 구동시스템을 위한 다양한 출력전압(5-7V,100mA)을 가지는 CMOS DC-DC 변환기를 제안한다. 제안하는 DC-DC 변환기는 Pulse-Frequency Modulation (PFM) 방식을 사용하였고, 기준전압회로, 피드백 저항, 컨트롤러, 내부 파형발생기를 사용하였다. 2개의 외부 수동 소자들 (L,C)을 가진 집적화된 DC-DC 변환기는 0.5um 2-poly 4-metal CMOS 공정에서 설계 되었고 PDA, 휴대폰, 노트북 등에 적용 가능하다.
본 논문은 휴대용 배터리 구동시스템을 위한 다양한 출력전압(5-7V,100mA)을 가지는 CMOS DC-DC 변환기를 제안한다. 제안하는 DC-DC 변환기는 Pulse-Frequency Modulation (PFM) 방식을 사용하였고, 기준전압회로, 피드백 저항, 컨트롤러, 내부 파형발생기를 사용하였다. 2개의 외부 수동 소자들 (L,C)을 가진 집적화된 DC-DC 변환기는 0.5um 2-poly 4-metal CMOS 공정에서 설계 되었고 PDA, 휴대폰, 노트북 등에 적용 가능하다.
In this paper, we describe a CMOS DC-DC converter with a variable output voltage(5-7V @100mA) for a portable battery-operated system applications. The proposed DC-DC converter is used along with a Pulse-Frequency Modulation (PFM) method and consists of reference circuit, a feedback resistor, a contr...
In this paper, we describe a CMOS DC-DC converter with a variable output voltage(5-7V @100mA) for a portable battery-operated system applications. The proposed DC-DC converter is used along with a Pulse-Frequency Modulation (PFM) method and consists of reference circuit, a feedback resistor, a controller, and an internal oscillator. The integrated DC-DC converter with two external passive components(L,C) has been designed and fabricated on a 0.5um 2-poly 3-metal CMOS process and could be applied to the Personal Digital Assistants(PDA), cellular Phone, Laptop Computer, etc.
In this paper, we describe a CMOS DC-DC converter with a variable output voltage(5-7V @100mA) for a portable battery-operated system applications. The proposed DC-DC converter is used along with a Pulse-Frequency Modulation (PFM) method and consists of reference circuit, a feedback resistor, a controller, and an internal oscillator. The integrated DC-DC converter with two external passive components(L,C) has been designed and fabricated on a 0.5um 2-poly 3-metal CMOS process and could be applied to the Personal Digital Assistants(PDA), cellular Phone, Laptop Computer, etc.
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문제 정의
본 논문에서는 저전압의 공급전압으로부터 가변적인 전원을 공급할 수 있는 컨버터를 보이기 위해 기준전압 발생기, 오실레이터, 컨트롤러 등으로 구성되어 Ml을 on/off 시키면서 부스팅하는 전류모드 충전방식이 사용되는 DC-DC 컨버터를 제안한다.
제안 방법
본 논문에서는 휴대용 멀티기기를 위한 승압형 DC-DC 변환기를 설계하였고 PFM방식을 사용하여 입력전압 3.7V에서 5-8V의 출력전압을 얻을 수 있었으며 출력 리플 전압은 약 50mV. 인덕터 전류는 100mA 가진다.
최근에는 넓은 범위의 출력 전류를 구동하기 위해 제어 칩 내부에 PWM과 PFM의두 가지 방식을 선택 할 수 있도록 설계한 제품도 출시되고 있다. 설계된 DC-DC 변환기는 휴대용 배터리 전원을 사용하는 PDA (Personal Digital Assistants), 셀룰러폰, 랩탑 컴퓨터, 카메라 레코더 등 저전력, 소형시스템의 패널 드라이버 IC에 광범위하게 사용되는 5V-8V의 출력 전압을 얻을 수 있는 DC-DC 변환기를 설계하였다.
이에 저전압과 고전압의 구동전원을 사용하는 시스템을 하나의 칩으로 구현하기 위해서 여러 개의 전원전압을 발생시킬 수 있는 전력변환기를 칩 내부에 적용하는 것이 불가피하게 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 DC-DC 변환기를 제안한다. DC-DC 변환기는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시키는 전력변환기로써 3.
国 설계된 기준전압 발생회로를 그림 3에 나타내었다. 제안된 기준전압 발생 회로는 서로 같은 저)1전류 및 제 2전류를 생성하기 위한 PMOS 캐스코드 전류원과 능동 캐스코드 전류원, 그리고 이 PMOS 캐스코드 전류원과전류미러를 형성하여 출력단에 제1 및 제2전류와 동일한 출력 전류를 생성하기 위한 출력 트랜지스터부로 구성되어있으며, ”〕출력단과 접지 전압단 사이에 접속된 부하저항을 포함한다.
출력전압의 리플은 50mV가 측정 되었다.본 논문에서 제안하는 승압형 DCTX 변환기는 3.7V 입력전압에서 5V-8V의 출력전압을 얻을 수 있었고, 출력전압의 리플은 약 &)mV가 나타난 것을 알 수가 있었다. 그리고 그림 11에서는 부하전류가 변할 때 출력전압변화를 나타낸 것으로, 일정한 출력전압을 유지함을 확인할 수 있다.
후속연구
약 94%의 효율을 가지며 light loadOlOOmA) 에서약 55mV의 변화로 일정한 전압을 유지한다. 또한 출력 전원의 조절은 외부 피드백 저항과 내부 비교기에 의하여 가능하게 설계 되었고 전지의 에너지원으로 하는 휴대기기에 적용될 것으로 예상된다.
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