Dynamic Threshold MOS 스위치를 사용한 고효율 DC-DC Converter 설계

하가산; 구용서; 손정만; 권종기; 정준모

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자료유형: 학술저널

저자정보: 하가산 구용서 손정만 권종기 정준모

저널정보: 한국전기전자학회 전기전자학회논문지 전기전자학회논문지 제12권 제3호

발행연도: 2008.9

수록면: 176 - 183 (8page)

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본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 고 효율 전원 제어 장치 (PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DTMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기(Saw-tooth generator), 밴드갭기준 전압 회로(Band-gap reference circuit), 오차 증폭기(Error amplifier), 비교기(Comparator circuit)가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 그라운드부터 전원 전압(Vdd:3.3V)까지 출력 진폭 범위를 갖는 1.2MHz 발진 주파수를 가지며, 비교기는 2단 연산 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 DC gain과 위상 여유를 갖도록 설계하였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

#DC-DC converter #DTMOS #PMIC #PWM

참고문헌 (8)

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1. [단행본] - 김희준 / / 스위치 모드 파워 서플라이 / 성인당 : 3 ~ 61

2. [단행본] - Baker / / CMOS Circuit Design and layout / Wiley : 900 ~

3. [단행본] - Chris Toumazou / / Trade-Offs in analog Circuit Design / Kluwer Academic Publishers : 139 ~ 2004

4. [학술지(정기간행물)] - Fariborz Assaderaghi / / A Dynamic Threshold Voltage MOSFET for Ultra Low Voltage Operation / IEEE 33 (1) : 1 ~

5. [학술지(정기간행물)] - K. Mark Smith, Jr. / 1997 / A Comparison of Voltage-Mode Soft-Switching Methods for PWM Converters / IEEETrans-Power Electronic 12 (2)

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