전력 스위치 채널 폭 프로그래밍을 이용한 저전력 DC-DC 벅 변환기

Title
전력 스위치 채널 폭 프로그래밍을 이용한 저전력 DC-DC 벅 변환기
Authors
유태경
Keywords
전력스위치채널폭프로그래밍을이용한저전력dcdc벅변환기
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 논문에서는 휴대기기 중에서도 저전력을 요구하는 휴대기기의 전력을 관리하는 고효율의 SMPS DC-DC 벅 변환기를 제안하였다. 한정된 배터리의 수명을 연장시키는 목적으로 파워 스위치의 전도 손실과 게이트 구동 손실을 줄일 수 있는 방안을 제시하였다. 본 논문에 제안한 회로의 적용 모델은 ADAS1000에 전력 관리를 목적으로 두었으며 서론에서는 다양한 제어 회로를 소개하면서 장단점을 구별 하였다. 본론에서는 ADAS1000에 적합한 제어 회로를 설명 하였으며 각각의 서블럭의 동작 설명과 본 논문에서 제안하는 파워 스위치의 채널 폭 조절 회로에 관하여 설명하였다. 4장에서는 실험한 결과를 표와 그래프를 통해서 제시 하였으며 기존의 채널 변경 회로와 성능을 비교하였으며 ADAS1000에 적용할 수 있는 논문과의 비교함으로써 본 논문의 실용 가능성을 제시하였다. 모의실험은 cadence사의 spectra를 이용하였으며 레이아웃 검증은 calibre를 이용하였다. 모의실험 내용은 통합된 삼각파 및 소프트 시동회로의 스위치 동작 파형과 PWG에 스위치 파형을 형성하는 파형과 사구간 제어기 회로의 동작을 보여주고 있으며 그리고 제안하는 파워 스위치 채널 변경 회로의 동작을 그래프를 통하여 확인하였다. 제안한 SMPS DC-DC 벅 변환기는 0.18㎛ CMOS 공정으로 제작 하였으며 Thick gate를 이용하여 설계하였다. 입력 전압은 3.3V를 받아서 1.8V를 내고 있으며 50KHz의 스위칭 주파수에 60mV의 전압 리플이 있으며 80% 이상의 효율을 나타내고 있다. 전체 소비 전력은 64mW이며 피크 전류는 250mA이다. 마지막으로 결론에서 본 논문의 방법론에 대한 적용 대상과 기능의 가능성을 보여주면서 마무리 짓는다.
Description
요 약 ⅱ Abstract ⅲ 목 차 ⅳ 그 림 목 차 vi 표 목 차 ⅷ 제 1 장 서 론 1 제 2 장 DC-DC 벅 변환기의 개요 3 2.1 DC-DC 벅 변환기 및 귀환 시스템 3 2.2 인덕터를 이용하는 DC-DC 변환기의 종류 7 2.2.1 DC-DC 변환기에 사용되는 궤환 파라미터 7 2.2.2 DC-DC 변환기의 인덕터에 인가되는 스위칭 주파수 9 2.2.3 DC-DC 변환기의 동작모드 11 2.3 저전력 휴대기기에 사용되는 DC-DC변환기의 제어회로 12 2.4 전력 손실의 유형과 감소시키기 방안 13 2.4.1 DC-DC 변환기의 전력 손실 유형 13 2.4.2 DC-DC 변환기의 전력 손실을 줄이기 위한 방안 14 2.4.3 기존의 손실을 줄이기 위한 방법과 문제점 15 제 3 장 전력 스위치 채널 폭 프로그래밍을 이용한 저전력 DC-DC 벅 변환기 17 3.1 저전력 DC-DC 벅 변환기 17 3.1.1 저전력 DC-DC 벅 변환기의 구성블록 17 3.1.2 제안한 SMPS 타입의 결정 20 3.2 전력 스위치 채널 폭 프로그래밍 회로 23 3.2.1 저전력 ECG 측정 칩의 DC-DC 변환기의 전력 스위치 구조 결정 23 3.2.2 감지한 전류의 제어 방법 24 3.3 아날로그 블록 설계 25 3.3.1 통합된 삼각파와 소프트 시동 회로 설계 25 3.3.2 오차 증폭기 설계 27 3.3.3 비교기 설계 28 3.3.4 부하 전류 감지 회로 설계 29 3.3.5 전류 변환 회로 30 3.4 디지털 블록 설계 33 3.4.1 듀티 제어 블록과 파워스위치 드라이버 설계 33 3.4.2 사구간 제어기 설계 34 3.4.3 파워 스위치 설계 34 제 4 장 실험 결과 및 고찰 36 4.1 모의실험 결과 및 성능 분석 36 4.1.1 채널 폭 프로그래밍 회로 모의실험 결과 36 4.1.2 통합된 삼각파와 소프트 시동회로 동작 결과 39 4.1.3 저전력 DC-DC 벅 변환기의 동작 실험정리 40 4.1.4 사구간 제어기 실험 결과 43 4.1.5 PWG 동작 파형 44 4.2 성능 비교 및 고찰 45 4.2.1 기존에 제안된 논문과의 비교 45 4.2.2 저전력 SMPS 논문과의 비교 46 제 5 장 결 론 47 참고 문헌 48
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23517
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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