자동 공진 벗어남 방지기능을 내장한 넓은 주파수 제어범위 LLC 공진 컨버터 컨트롤러 IC :A design of wide frequency control range LLC resonant converter controller IC with automatic resonant deviation prevention function

유창재

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자료유형: 학위논문

저자정보: 유창재 (성균관대학교, 성균관대학교 일반대학원)

지도교수: 이강윤

발행연도: 2015

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2015

자동 공진 벗어남 방지기능을 내장한 넓은 주파수 제어범위 LLC 공진 컨버터 컨트롤러 IC

유창재 전자전기컴퓨터공 2015.01 학위논문

2014

LED BLU 제어를 위한 PFM/PWM 듀얼 모드 피드백 기반 LLC 공진 컨버터 제어 IC

유창재 , 김홍진 , 박영준 외 1명 대한전자공학회 학술대회 2014.06 학술대회자료

2013

PFM/PWM 듀얼 모드 피드백 기반 LED BLU 구동용 LLC 공진 변환 제어 IC 설계

유창재 , 김홍진 , 박영준 외 1명 전기전자학회논문지 2013.09 학술저널

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LLC 공진 변환기는 고전압을 효율적으로 DC/DC 변환을 하기 위한 구조의 하나로써 Power MOSFET의 스위칭 주파수에 따라 전압 이득이 변화 하므로 주파수가 외부 피드백에 의해 조절 가능 해야 하며 Power MOSFET의 게이트 스위칭 주파수가 낮아져 ZCS(Zero Current Switching) 영역에 들어갈 경우 Power MOSFET내 Back Gate Diode를 통해 과도한 전류가 흘러 들어감으로써 공진 변환기 시스템에 문제가 발생 할 수 있는 특징이 있다. 따라서 이러한 현상을 막기 위해 기존의 LLC 공진 변환기 제어 IC에서는 사용 가능한 최저 주파수를 크게 제한하여 활용 할 수 있는 최대이득이 감소하는 이슈가 있었다.
본 논문에서는 LLC 공진 변환기의 공진 상태를 감지하여 능동적으로 최저 주파수를 제한 할 수 있는 공진 벗어남 방지 기능을 포함된 LLC 공진 변환기 제어 IC를 제시 한다. 본 논문에서 제안하는 LLC 공진 변환기 시스템 제어 IC는 외부 피드백 전압에 따라 38kHz ~ 400kHz의 넓은 주파수 가변 및 300ns ~ 2us의 Deadtime 가변이 가능하며 OVP(Over Voltage Protection), BROWN-IN/OUT, OCP(Over Current Protection), OLP(Over Load Protection)의 Protection 회로를 내장하여 오동작 시 LLC 공진 변환기 및 제어 IC를 보호 할 수 있도록 하였다.
제안하는 LLC 공진 변환기 제어 IC는 0.35um BCD 공정을 사용하여 설계되었으며, 15V에서 동작하며 사용 전류는 4mA이고 LDO-레귤레이터, Clock Generator, Deadtime Generator, Gate Driver, Protection 회로 등을 집적화 한 총 면적은 2000um x 2000um이다.

#LLC resonant converter #DC/DC Converter #ZVS #Backlight unit #Deadtime

제1장 서 론 3
제2장 Wide Frequency Control Range LLC Resonant Converter Controller IC의 구조 및 동작원리 6
2-1 일반적인 LLC 공진 변환기의 구조 6
2-2 제안하는 LLC 공진 변환기의 전체 구조 12
2-3 Gate Clock Generator 15
2-4 System Initialization Block 19
2-5 Stand-By Mode 21
2-6 Protection 23
제3장 공진 벗어남 방지 기능 26
제4장 Simulation Results 30
4-1 Simulation Circuit Architecture 30
4-2 Top Simulation 32
4-3 Switching Signal Simulation 37
4-4 Stand-By Mode Simulation 39
4-5 Protection Function Simulation 40
제5장 Layout Pattern 및 차별화 포인트 42
제6장 결 론 45
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