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- 저자 : 손준배(Joon-Bae Son) (검색결과 2 건)
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MOSFET를 이용한 고효율 SCALDO 레귤레이터 구현
권오순,손준배,김태림,송종규,Kwon, O-Soon,Son, Joon-Bae,Kim, Tea-Rim,Song, Jong-Gyu 한국전기전자학회 2015 전기전자학회논문지 Vol.19 No.3
A SCALDO(Supercapacitor Assisted LDO) regulator is a new regulator having advantages of a SMPS(Switch Mode Power Supply) which has a good efficiency and a LDO(Low Drop-out) regulator which has stable output characteristics and good EMI(Electro Magnetic Interference) characteristics. However, a conventional SCALDO regulator needs a lot of power consumption to control its switches and it drops an efficiency of the circuit. In this paper, to reduce switching power consumption and improve an efficiency of the circuit, a new SCALDO regulator adopting MOSFETs as its switching parts is proposed and it is found out that the proposed SCALDO regulator has the maximum 9.5% higher efficiency than the conventional SCALDO regulator. We also try to simplify production process of the circuit by changing switching control method of the circuit from MCU(Micro-controller unit) based firmware control to hardware control using a comparator and a T-F/F(Flip Flop). SCALDO(Supercapacitor Assisted LDO) 레귤레이터는 기존에 널리 사용되고 있는 SMPS(Switch Mode Power Supply)의 장점인 높은 효율과 LDO(Low Drop-out) 레귤레이터의 장점인 안정적인 출력 및 우수한 EMI(Electro Magnetic Interference)특성을 함께 가지는 레귤레이터로 현재 새롭게 연구되고 있는 전원회로이다. 하지만, 현재까지 연구된 SCALDO 레귤레이터의 경우 회로 내부의 스위치제어에 많은 전력이 소비되어 회로 전체의 효율이 감소되는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존 SCALDO 레귤레이터의 단점을 극복하고 저전력으로 구동이 가능한 MOSFET를 SCALDO 레귤레이터에 적용함으로써 스위치제어 소비전력을 최소화하여 회로 전체의 효율을 향상시킨 새로운 SCALDO 레귤레이터를 구현 하였으며, 기존 SCALDO 대비 효율이 최대 9.5% 상승됨을 확인하였다. 또한 기존의 MCU(Micro-controller unit)를 이용한 펌웨어제어를 비교기 및 T-F/F(Flip Flop)을 이용한 하드웨어 제어로 대체함으로써 회로의 제작과정을 단순화 하였다.
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사전충전모드를 통한 SCALDO 레귤레이터의 초기 동작특성 개선
권오순(O-Soon Kwon),손준배(Joon-Bae Son),송종규(Jong-Gyu Song) 한국전기전자학회 2016 전기전자학회논문지 Vol.20 No.3
SCALDO(Supercapacitor Assisted LDO) 레귤레이터는 기존 LDO(Low Drop-out) 레귤레이터(이하 LDO)의 낮은 효율을 개선하기 위해 연구되고 있는 회로로서, 회로의 입력단과 LDO사이에 슈퍼커패시터를 부착하여 입력과 출력전압의 차이에 의해 발생하는 불필요한 전력손실을 재사용함으로써 LDO의 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 SCALDO 레귤레이터는 현재 연구 중에 있는 회로로 몇 가지 개선되어야 할 사항들이 남아있다. 그 중 한 가지는 회로의 최초동작 시 LDO에 인가되는 과전압문제이다. 회로의 최초동작 시 슈퍼커패시터가 완전히 방전되어 있어 충전모드 시 입력과 슈퍼커패시터, LDO가 직렬로 연결되는 SCALDO 레귤레이터 특성 상 입력전압이 LDO에 짧은 시간동안 그대로 인가되는데, 입력전압이 출력전압보다 최소 2배 이상 크기 때문에 이는 LDO에 상당히 큰 부담이 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 과전압 문제를 해소하기 위해 회로 동작 전 슈퍼커패시터를 충전시킬 수 있는 사전충전부가 포함된 새로운 SCALDO 레귤레이터를 제안하였으며, 실험을 통해 동작 초기 LDO에 인가되는 과전압이 상당부분 감소됨을 확인하였다. A SCALDO(Supercapacitor Assisted LDO) regulator is a newly studied regulator to improve the efficiency of a LDO regulator. Commonly a LDO regulator has very low efficiency and a SCALDO regulator can improve it considerably because this regulator can reuse meaninglessly wasted energy at the LDO regulator by a supercapacitor witch is attached between input and a LDO regulator. However this regulator has several challenges because it is a being studied regulator. One of them is an overvoltage issue. At initial operating of this regulator, a supercapacior is totally discharged and input is connected with a supercapacitor and a LDO regulator in series. Thus, input voltage is enabled to a LDO regulator and this input voltage is a significant value to a LDO regulator because commonly input voltage is bigger than twice output voltage. In this paper, to solve this overvoltage issue, we proposed a new SCALDO regulator that has a pre-charger for charging a supercapacitor before starting operation. And we found that a proposed SCALDO regulator can properly reduce overvoltage of a LDO regulator through experiments.
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