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- 저자 : 하가산 (검색결과 4 건)
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DT-CMOS 스위치를 사용한 휴대기기용 고효율 전원제어부 설계
하가산,이강윤,하재환,주환규,구용서,Ha, Ka-San,Lee, Kang-Yoon,Ha, Jae-Hwan,Ju, Hwan-Kyu,Koo, Yong-Seo 한국전기전자학회 2009 전기전자학회논문지 Vol.13 No.2
본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자를 사용한 모바일 기기용 고 효율 전원 제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 휴대기기에서 필요한 높은 출력 전압과 낮은 출력 전압을 제공하기 위하여, 부스트 변환기(Boost Converter)와 벅 변환기(Buck Converter)를 원칩(One-chip)으로 구현하였다. 그리고 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항 스위칭 소자를 사용하여 구현한 부스트 변환기와 벅 변환기는 100mA 출력 전류에서 92.1%와 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다. The high efficiency power management IC(PMIC) with DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) switching device for portable application is proposed in this paper. Because portable applications need high output voltages and low output voltage, Boost converter and Buck converter are embedded in One-chip. PMIC is controlled with PWM control method in order to have high power efficiency at high current level. DTMOS with low on-resistance is designed to decrease conduction loss. Boost converter and Buck converter, are based on Voltage-mode PWM control circuits and low on-resistance switching device, achieved the high efficiency near 92.1% and 95%, respectively, at 100mA output current. And Step-down DC-DC converter in stand-by mode below 1mA is designed with LDO in order to achive high efficiency.
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Dynamic Threshold MOS 스위치를 사용한 고효율 DC-DC Converter 설계
하가산,구용서,손정만,권종기,정준모,Ha, Ka-San,Koo, Yong-Seo,Son, Jung-Man,Kwon, Jong-Ki,Jung, Jun-Mo 한국전기전자학회 2008 전기전자학회논문지 Vol.12 No.3
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 $64^{\circ}$ 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. The high efficiency power management IC(PMIC) with DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) switching device is proposed in this paper. PMIC is controlled with PWM control method in order to have high power efficiency at high current level. DTMOS with low on-resistance is designed to decrease conduction loss. The control parts in Buck converter, that is, PWM control circuits consist of a saw-tooth generator, a band-gap reference circuit, an error amplifier and a comparator circuit as a block. The Saw-tooth generator is made to have 1.2 MHz oscillation frequency and full range of output swing from ground to supply voltage(VDD:3.3V). The comparator is designed with two stage OP amplifier. And the error amplifier has 70dB DC gain and $64^{\circ}$ phase margin. DC-DC converter, based on Voltage-mode PWM control circuits and low on-resistance switching device, achieved the high efficiency near 95% at 100mA output current. And DC-DC converter is designed with LDO in stand-by mode which fewer than 1mA for high efficiency.
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정준봉,김찬규,하가산,우원명,강정일,한상규 전력전자학회 2023 전력전자학회 논문지 Vol.28 No.2
The 3-level buck converter features half the switch voltage stress of the conventional synchronous buck converter. The operating frequency of the output inductor is also twice the switching frequency. The slope of the inductor current can be reduced as well due to the flying capacitor voltage, which can greatly reduce the size of the output inductor. Therefore, the 3-level buck converter can achieve high efficiency and high power density. The flying capacitor voltage must be half the input voltage to achieve the abovementioned strength. Most conventional control schemes for the voltage balance of the flying capacitor adopt a peak or valley current mode control method using real-time current sensing. Therefore, the control algorithm is complicated, and high performance and expensive digital controller is required. This study proposes an independent two-loop voltage mode control scheme that can guarantee the flying capacitor voltage to be half of the input voltage. The proposed control scheme can be simply implemented without current detection and does not require complicated control algorithms. Thus, simple and low-cost micro controller can be used. Experimental results from a rated prototype of 500 W are provided to verify the performance of the proposed control scheme.
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