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소형 휴대기기용 DC-DC 변환기를 위한 전압 보호회로 설계
Design of a Voltage Protection Circuit for DC-DC Converter of the Potable Device Application 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the institute of electronics engineers of Korea. IE. 산업전자, v.49 no.1, 2012년, pp.18 - 23  

박호종 (인제대학교 나노공학부) ,  허윤석 (인제대학교 나노시스템공학과) ,  박용수 (충청대학교 전기전자학부) ,  김남태 (인제대학교 전자지능로봇공학과) ,  송한정 (인제대학교 나노공학부)

초록
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본 논문에서 소형 휴대기기용 DC-DC 변환기를 위한 전압보호회로를 설계 하였다. 제안하는 전압보호회는 저전압 보호회로(UVLO)와 고전압 보호회로(OVP) 로 구성되며, 비교기와 바이어스 회로를 사용하여 구현하였다. XFAB $1{\mu}m$ CMOS 공정을 SPICE 모의실험을 통하여 특성 확인을 하였다. 모의실험 결과, 저전압 보호회로(UVLO)는 입력 전압이 4.8 V 이상이 되면 턴-온 되며, 4.2 V 이하가 되면 턴-오프가 되어 저전압의 입력전압이 인가될 때 회로의 오작동을 막을 수 있다. 고전압 보호회로(OVP)는 기준전압 3.8V 이상의 출력전압이 발생하였을 때 회로를 차단하여 소자의 파괴를 막아 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다. 또 가상의 DC-DC 변환기 제어회로에 연결한 결과 전압의 이상에 따른 전압보호회로의 동작여부를 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 전압보호회로는 DC-DC 변환기의 보호회로 셀로 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a potable device application for DC-DC converter was designed for voltage protection circuit. Voltage protection circuit to offer the under voltage lock out and over voltage protection consists of a comparator and bais circuits were implemented using. XFAB 1um CMOS process, SPICE simu...

주제어

#Protection circuit   #DC-DC converter  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 소형 휴대기기용 DC-DC변환기를 위한 전압보호회로를 설계하였다. 제안하는 전압보호회로는 저전압 보호회로(UVLO)와 고전압 보호회로(OVP)로 구성되며, 비교기와 바이어스 회로를 사용하여 구현하였다.
  • 본 논문에서는 전원 관리 회로인 DC-DC변환기의 입력전압과 출력전압의 오작동을 줄이기 위해 저전압 차단회로(Under Voltage Lock Out : UVLO)와 고전압 보호회로(Over Voltage Protection : OVP)를 설계하여 하나의 전압보호회로를 구성하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PMIC의 대표적인 종류로는 어떤 것이 있는가? [3] 이를 위해 적은 전력을 소모하여 일정한 전압을 출력하는 전원관리 회로가 필요하게 되었으며[4], 이런 소형 휴대기기들의 주 전원 기능들을 하나의 칩으로 만든 PMIC(Power Management Integrated Circuit)의 중요성이 크게 부각되고 있다[5～6]. 이런 PMIC의 대표적인 종류에는 DC-DC 변환기가 있으며 중요성이 증대되는 만큼 신뢰성과 안정성을 위한 보호회로가 필수적이다.
소형 휴대기기들이 다양한 기능들을 동작하기 위해서 필요한 것은? 소형 휴대기기들은 다양한 기능들을 동작하기 위해서는 배터리에 의한 전원 전압 하에서 다양한 동작 전압을 공급 받아야 한다.[3] 이를 위해 적은 전력을 소모하여 일정한 전압을 출력하는 전원관리 회로가 필요하게 되었으며[4], 이런 소형 휴대기기들의 주 전원 기능들을 하나의 칩으로 만든 PMIC(Power Management Integrated Circuit)의 중요성이 크게 부각되고 있다[5～6].
설계하고자하는 전압보호회로가 응용된 DC-DC변환기의 전압보호회로의 구성 및 기능은? 설계하고자 하는 전압보호회로는 저전압 보호회로(UVLO)와 고전압 보호회로(OVP)로 구성되어있으며, 저전압 보호회로(UVLO)를 통해 기준전압보다 낮은 전압에서의 불필요한 작동을 막아 전력손실을 막을 수 있으며, 고전압 보호회로(OVP)를 통해 기준전압 이상의 전압이 흐르게 되면 회로구동을 차단하여 회로 소자의 손상을 막아 회로를 보호하게 된다. 이로 인해 적정 전압에서 회로가 구동될 수 있도록 한다.
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참고문헌 (6)

  1. J.N. Ross, "The Essence of Power Electronics, 1st ed." London, UK.:Prentice Hall, 1997. 

  2. P.Gray, P.J. Hurst, S.H. Lewis, and R.G. Meyer,"Analysis and Design of Analog Integrated Circuits," 4th ed. New York, Wiley, 2001. 

  3. R. Mammano, "Switching power supply topology: Voltage mode vs. current mode," Texas Instruments Inc., Dallas, TX, Unitrode Design Note DN-62, 1994. 

  4. 한수빈, 박석인, 송유진 등, "최근의 LED 구동 IC의 종류 및 특성", 조명전기설비학회 추계학술대회 논문집. pp. 105-107, 2008. 

  5. "Power management." Texas Instruments Incorporated, Dallas, TX, http://www.ti.com 

  6. "Power supplies, power management, and battery management," Maxim Integrated Products, Sunnyvale, CA, http://www.maxim-ic.com 

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