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KR20180044183A - Converter for sensing current dynamically - Google Patents

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KR20180044183A
KR20180044183A KR1020170088791A KR20170088791A KR20180044183A KR 20180044183 A KR20180044183 A KR 20180044183A KR 1020170088791 A KR1020170088791 A KR 1020170088791A KR 20170088791 A KR20170088791 A KR 20170088791A KR 20180044183 A KR20180044183 A KR 20180044183A
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강라우 긴
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주식회사 실리콘마이터스
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Abstract

According to the present invention, a converter comprises a power stage, a current sensor unit, and a control unit. The power stage includes at least one inductor and a plurality of switching elements, and can operate in a buck mode or a boost mode depending on control. A first switching element among the plurality of switching elements is always turned on in the boost mode, and a second switching element among the plurality of switching elements is always turned on in the buck mode. The current sensor unit includes a first sensor to sense the current of the first switching element, and a second sensor to sense the current of the second switching element. And the control unit uses a measurement value of the first sensor to current-control the power stage in the boost mode, and uses a measurement value of the second sensor to current-control the power stage in the buck mode.

Description

동적으로 전류를 센싱하는 컨버터{CONVERTER FOR SENSING CURRENT DYNAMICALLY}CONVERTER FOR SENSING CURRENT DYNAMICALLY < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 전력을 변환하는 컨버터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 컨버터에서 전류를 센싱하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a converter for converting power. More particularly, the present invention relates to a technique for sensing current in a converter.

스위칭 소자(예를 들어, 전력반도체(power semiconductor))를 이용하여 전력을 변환하는 스위치-모드 컨버터로서 벅(buck)타입 컨버터 및 부스트(boost)타입 컨버터가 널리 알려져 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Buck-type and boost-type converters are widely known as switch-mode converters that use a switching device (e.g., a power semiconductor) to convert power.

벅타입 컨버터는 입력전압보다 출력전압을 낮춰서 출력하기 때문에 스텝-다운 컨버터(step-down converter)로 불리우기도 한다. 벅타입 컨버터에서 입력전압 대비 출력전압의 비율은 스위칭 소자의 듀티 사이클(D: duty cycle)에 비례한다.Buck-type converters are called step-down converters because they output the output voltage lower than the input voltage. In a buck converter, the ratio of the input voltage to the output voltage is proportional to the duty cycle (D) of the switching device.

부스트타입 컨버터는 입력전압보다 출력전압을 높혀서 출력하기 때문에 스텝-업 컨버터(step-up converter)로 불리우기도 한다. 부스트타입 컨버터에서 입력전압 대비 출력전압의 비율은 일반적으로 (1-D)에 반비례한다.The boost type converter is called a step-up converter because it outputs the output voltage higher than the input voltage. In a boost-type converter, the ratio of the input voltage to the output voltage is generally inversely proportional to (1-D).

이러한 컨버터는 회로에 흐르는 전류(예를 들어, 스위칭 소자의 전류, 인덕터 전류 혹은 출력전류)를 피드백하는 방식으로 전류제어될 수 있다. 배터리충전과 같이 부하로 일정 전류를 공급하고자 할 때, 혹은 부하로 공급되는 전류(예를 들어, 최대 전류)에 제한을 두고자 할 때, 이러한 전류제어 방식이 적용될 수 있다.Such a converter can be current-controlled in a manner that feeds back the current flowing in the circuit (e.g., the current of the switching element, the inductor current, or the output current). This current control scheme can be applied when a constant current is to be supplied to the load, such as a battery charge, or when the current to be supplied to the load is limited (for example, the maximum current).

한편, 전류제어에 따른 컨버터를 설계하기 위해서는 전류센서에 관련된 요소들이 치명적으로 고려되어야 한다. 매주기마다 온오프되는 스위칭 소자의 전류에는 링잉(ringing)이 발생하게 된다. 그런데, 이러한 링잉은 전류센서(특히, 전류센싱앰프)를 고장나게 할 수 있기 때문에, 링잉의 특성(예를 들어, 크기, 주파수 등)이 일정 한도로 제한되도록 컨버터가 설계되어야 한다.On the other hand, in order to design the converter according to the current control, the elements related to the current sensor must be considered fatal. Ringing occurs in the current of the switching element which is turned on and off in each period. However, since such ringing can cause the current sensor (in particular, the current sensing amplifier) to fail, the converter must be designed so that the ringing characteristics (e.g., size, frequency, etc.) are limited to a certain extent.

링잉의 특성은 스위칭 소자의 온저항(Rds-on), 기생캐패시턴스, 슬루 레이트(slew rate), 및 회로의 기생인덕턴스 등에 의해 결정될 수 있다. 링잉의 특성을 일정 한도로 제한하기 위해서는 이러한 요소들의 설계값이 제한되어져야 한다. 예를 들어, 링잉을 줄이기 위해서는 스위칭 소자의 온저항이 커지고, 기생캐패시턴스가 작아져야 한다.The characteristics of ringing can be determined by on-resistance (Rds-on) of the switching element, parasitic capacitance, slew rate, parasitic inductance of the circuit, and the like. In order to limit the ringing characteristics to a certain limit, the design values of these elements should be limited. For example, in order to reduce the ringing, the on-resistance of the switching element must be large and the parasitic capacitance must be small.

그런데, 링잉을 줄이기 위한 설계 제약들은 컨버터의 다른 성능을 약화시키는 요인이 되기도 한다. 예를 들어, 스위칭 소자의 전류 레이팅(rating)을 높이기 위해서는 스위칭 소자(예를 들어, FET(Field Effect Transistor))의 크기가 커지게 되는데, 이때, 스위칭 소자의 온저항은 작아지고 기생캐패시턴스는 커지게 된다. 다시 말해, 링잉을 줄이기 위해 스위칭 소자의 온저항을 크게 하고 기생캐패시턴스를 작게 하면, 스위칭 소자의 전류 레이팅이 낮아지는 문제가 발생한다.However, design constraints to reduce ringing are also a factor that weakens the other performance of the converter. For example, in order to increase the current rating of the switching device, the size of a switching device (for example, a field effect transistor) becomes large. At this time, the ON resistance of the switching device becomes small and the parasitic capacitance becomes large . In other words, if the ON resistance of the switching element is increased and the parasitic capacitance is reduced to reduce ringing, a problem arises that the current rating of the switching element is lowered.

링잉에 의한 전류센싱의 문제와 컨버터의 다른 성능을 개선하는 문제의 최적 솔루션을 찾는 것은 컨버터 설계에 있어서 항상 골치거리가 되고 있다.Finding the optimal solution to the problem of current sensing by ringing and improving the other performance of the converter has always been a headache for converter design.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 전류의 링잉을 고려하지 않고 다른 부분을 설계할 수 있는 컨버터 기술을 제공하는 것이다.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a converter technology which, in one aspect, can design other parts without considering current ringing.

다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 스위칭 소자의 온오프에 의한 링잉이 전류센싱값에 치명적인 영향을 미치지 않도록 하는 컨버터 기술을 제공하는 것이다.In another aspect, an object of the present invention is to provide a converter technology that prevents ringing due to on-off of a switching element from having a critical influence on a current sensing value.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 파워스테이지, 전류센서부 및 제어부를 포함하는 컨버터를 제공한다.In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention provides a converter including a power stage, a current sensor section, and a control section.

파워스테이지는 적어도 하나의 인덕터 및 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 제어에 따라 벅모드 혹은 부스트모드로 작동할 수 있다. 그리고, 부스트모드에서 복수의 스위칭 소자 중 제1스위칭 소자는 상시적으로 턴온되고, 벅모드에서 복수의 스위칭 소자 중 제2스위칭 소자는 상시적으로 턴온될 수 있다.The power stage includes at least one inductor and a plurality of switching elements, and can operate in a buck mode or a boost mode depending on the control. In the boost mode, the first switching element among the plurality of switching elements is always turned on, and the second switching element among the plurality of switching elements in the buck mode is always turned on.

전류센서부는 제1스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제1센서 및 제2스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제2센서를 포함할 수 있다.The current sensor unit may include a first sensor that senses a current of the first switching element and a second sensor that senses a current of the second switching element.

그리고, 제어부는 부스트모드에서 제1센서의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어하고, 벅모드에서 제2센서의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어할 수 있다.The controller may control the power stage using the measured value of the first sensor in the boost mode and current control the power stage using the measured value of the second sensor in the buck mode.

다른 측면에서, 본 발명은, 파워스테이지, 전류센서부 및 제어부를 포함하는 컨버터를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a converter including a power stage, a current sensor section, and a control section.

파워스테이지는 인덕터 및 4개의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 이 중 제1스위칭 소자는 일측이 입력전압과 연결되고 타측은 인덕터와 연결될 수 있다. 그리고, 제2스위칭 소자는 일측이 출력전압과 연결되고 타측은 인덕터와 연결될 수 있다. 그리고, 제3스위칭 소자는 일측이 제1스위칭 소자 및 인덕터와 연결되고 타측은 저전압라인(예를 들어, 그라운드)과 연결될 수 있다. 그리고, 제4스위칭 소자는 일측이 제2스위칭 소자 및 인덕터와 연결되고 타측은 저전압라인과 연결될 수 있다.The power stage may include an inductor and four switching elements. One of the first switching elements may be connected to the input voltage and the other terminal may be connected to the inductor. The second switching element may have one side connected to the output voltage and the other side connected to the inductor. The third switching element may be connected to the first switching element and the inductor on one side and to the low voltage line (for example, ground) on the other side. The fourth switching element may have one side connected to the second switching element and the inductor, and the other side connected to the low voltage line.

전류센서부는 제1스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제1센서 및 제2스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제2센서를 포함할 수 있다.The current sensor unit may include a first sensor that senses a current of the first switching element and a second sensor that senses a current of the second switching element.

그리고, 제어부는 파워스테이지를 벅모드 혹은 부스트모드로 작동시키고, 부스트모드에서 제1센서의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어하고, 벅모드에서 제2센서의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어할 수 있다.Then, the control unit operates the power stage in the buck mode or the boost mode, controls the power stage by using the measured value of the first sensor in the boost mode, and controls the power stage by using the measured value of the second sensor in the buck mode. Current can be controlled.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 적어도 하나의 인덕터 및 복수의 스위칭 소자를 포함하는 컨버터를 제어하는 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method of controlling a converter comprising at least one inductor and a plurality of switching elements.

제어방법은, 컨버터를 벅모드 혹은 부스트모드로 제어하는 단계, 복수의 스위칭 소자 중 각 모드에서 상시적으로 턴온되는 스위칭 소자의 전류를 측정하는 단계, 및 전류의 측정값을 이용하여 컨버터를 전류제어하는 단계를 포함할 수 있다.The control method includes controlling the converter in a buck mode or a boost mode, measuring the current of the switching device that is always turned on in each of the plurality of switching devices, .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각 모드에서 온오프 스위칭이 이루어지지 않는 스위칭 소자의 전류를 동적으로 센싱함으로써 전류의 링잉을 고려하지 않고 컨버터의 다른 부분(예를 들어, 스위칭 주파수, 전류 레이팅 등)을 설계할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 다른 부분의 성능 개선이 용이해질 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to dynamically sense the current of a switching device which is not subjected to ON / OFF switching in each mode, Etc.) can be designed. As a result, the performance improvement of other portions can be facilitated.

또한, 본 발명에 의하면, 스위칭 소자의 온오프에 의한 링잉이 전류측정값에 치명적인 영향을 미치지 않는 장점이 있다. 이에 따라, 컨버터는 링잉을 고려하지 않거나 심각하게 처리하지 않고 전류측정값을 획득할 수 있게 된다.Further, according to the present invention, there is an advantage that ringing due to on / off of the switching element does not have a fatal influence on the current measurement value. This allows the converter to obtain current measurements without considering ringing or seriously processing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터의 구성도이다.
도 2는 파워스테이지의 일 예시 구성도이다.
도 3은 부스트모드에서의 스위칭 소자의 온오프 제어를 나타내는 도면이다.
도 4는 부스트모드에서의 각 스위칭 소자에 대한 온오프 제어 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 벅모드에서의 스위칭 소자의 온오프 제어를 나타내는 도면이다.
도 6은 벅모드에서의 각 스위칭 소자에 대한 온오프 제어 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 제1전류에 대한 전류센서의 측정값을 나타내는 도면이다.
도 8은 파워스테이지에 복수의 전류센서가 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 벅모드 및 부스트모드에서의 제1센서 및 제2센서의 측정값을 나타내는 도면이다.
도 10은 전류센서부의 일 예시 구성도이다.
도 11은 신호생성부의 일 예시 구성도이다.
도 12는 신호생성부의 다른 예시 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 제어방법의 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of an example of a power stage.
3 is a diagram showing on-off control of the switching element in the boost mode.
4 is a diagram showing an on-off control waveform for each switching element in the boost mode.
5 is a diagram showing ON / OFF control of a switching element in a buck mode.
6 is a diagram showing an on-off control waveform for each switching element in the buck mode.
7 is a diagram showing the measured value of the current sensor for the first current.
8 is a view showing that a plurality of current sensors are arranged on a power stage.
9 is a view showing measured values of the first sensor and the second sensor in the buck mode and the boost mode.
10 is a configuration diagram of an example of the current sensor unit.
11 is a configuration diagram of an example of the signal generating unit.
12 is another exemplary configuration diagram of the signal generating unit.
13 is a flowchart of a converter control method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a converter according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 컨버터(100)는 파워스테이지(110), 전류센서부(120), 제어부(130), 출력캐패시터(Cout) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the converter 100 may include a power stage 110, a current sensor 120, a controller 130, an output capacitor Cout, and the like.

컨버터(100)는 벅모드로 작동될 수도 있고, 부스트모드로 작동될 수도 있기 때문에 벅 부스트 컨버터로 호칭될 수 있으나, 본 발명이 이러한 명칭으로 제한되는 것은 아니다.Converter 100 may be referred to as a buck-boost converter because it may be operated in a buck mode or may be operated in a boost mode, but the present invention is not limited to this name.

파워스테이지(110)에는 인덕터 및 복수의 스위칭 소자-예를 들어, 전력반도체-가 포함될 수 있다. 파워스테이지(110)는 스위칭 소자를 온오프제어하여 전력원으로부터 공급되는 입력전압(Vin)을 출력전압(Vout)으로 변환하여 부하로 공급할 수 있다. 스위칭 소자로는 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), 다이오드(Diode) 등의 전력반도체가 적용될 수 있으나, 이외에도 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등 다른 형태의 전력반도체가 적용될 수도 있다.The power stage 110 may include an inductor and a plurality of switching elements-for example, a power semiconductor. The power stage 110 controls the switching element on and off so that the input voltage Vin supplied from the power source can be converted into the output voltage Vout and supplied to the load. As the switching device, a power semiconductor such as a MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) or a diode may be applied, but other types of power semiconductor such as a BJT (Bipolar Junction Transistor) may be applied.

전류센서부(120)는 파워스테이지(110)에 흐르는 전류에 대한 측정값(Is)을 이용하여 센싱신호(SENSE)를 생성하고 센싱신호(SENSE)를 제어부(130)로 전달할 수 있다.The current sensor unit 120 may generate the sensing signal SENSE using the measured value Is of the current flowing through the power stage 110 and may transmit the sensing signal SENSE to the controller 130. [

제어부(130)는 센싱신호(SENSE)를 이용하여 파워스테이지(110)를 전류제어할 수 있다. 전류제어로는 평균전류제어(Average Current Control), 최대전류제어(Peak Current Control) 등이 적용될 수 있다.The controller 130 may control the power stage 110 using a sensing signal SENSE. As the current control, an average current control and a peak current control may be applied.

한편, 제어부(130)는 파워스테이지(110)를 벅모드로 제어할 수도 있고, 부스트모드로 제어할 수도 있다. 제어부(130)는 파워스테이지(110)에 대한 모드신호(MODE)를 전류센서부(120)로 전달하고 전류센서부(120)는 모드신호(MODE)에 따라 센싱신호(SENSE)를 생성할 수 있다.Meanwhile, the controller 130 may control the power stage 110 in the buck mode or in the boost mode. The control unit 130 may transmit the mode signal MODE to the current sensor unit 120 and the current sensor unit 120 may generate the sensing signal SENSE according to the mode signal MODE. have.

도 2는 파워스테이지의 일 예시 구성도이다.2 is a configuration diagram of an example of a power stage.

도 2를 참조하면, 파워스테이지(110)는 인덕터(L1)를 포함하고, 인덕터(L1)의 일측에 연결되는 제1스위치부(210) 및 인덕터(L2)의 타측에 연결되는 제2스위치부(220)를 포함할 수 있다.2, the power stage 110 includes an inductor L1 and includes a first switch unit 210 connected to one side of the inductor L1 and a second switch unit 210 connected to the other side of the inductor L2. (Not shown).

제1스위치부(210)에는 일측은 입력전압(Vin)과 연결되고 타측은 인덕터(L1)와 연결되는 제1스위칭 소자(SW1)가 배치되고, 일측은 제1스위칭 소자(SW1) 및 인덕터(L1)와 연결되고 타측은 저전압라인(예를 들어, 그라운드)과 연결되는 제3스위칭 소자(SW3)가 배치될 수 있다. 위치적으로 보면, 입력전압(Vin)이 전달되는 입력노드와 인덕터(L1)의 일측 사이에 제1스위칭 소자가 위치하고, 저전압라인(예를 들어, 그라운드)과 인덕터(L1)의 일측 사이에 제3스위칭 소자(SW3)가 위치할 수 있다. 그리고, 이러한 제1스위칭 소자(SW1) 및 제3스위칭 소자(SW3)를 온오프제어하는 제1드라이버(212)가 제1스위치부(210)에 배치될 수 있다.The first switch unit 210 has a first switch SW1 connected to the input voltage Vin and a second switch SW1 connected to the inductor L1 and a first switch SW1 and an inductor And a third switching element SW3 connected to the low voltage line (for example, ground) may be disposed on the other side. The first switching element is located between the input node to which the input voltage Vin is transferred and one side of the inductor L1 and the first switching element is connected between the low voltage line (e.g., ground) and one side of the inductor L1. 3 switching element SW3 can be located. A first driver 212 for on-off controlling the first switching device SW1 and the third switching device SW3 may be disposed in the first switch unit 210. [

제2스위치부(220)에는 일측은 출력전압(Vout)과 연결되고 타측은 인덕터(L1)와 연결되는 제2스위칭 소자(SW2)가 배치되고, 일측은 제2스위칭 소자(SW2) 및 인덕터(L1)와 연결되고 타측은 저전압라인과 연결되는 제4스위칭 소자(SW4)가 배치될 수 있다. 위치적으로 보면, 출력전압(Vout)이 공급되는 출력노드와 인덕터(L1)의 타측 사이에 제2스위칭 소자(SW2)가 위치하고, 저전압라인과 인덕터(L1)의 타측 사이에 제4스위칭 소자(SW4)가 위치할 수 있다. 그리고, 이러한 제2스위칭 소자(SW2) 및 제4스위칭 소자(SW4)를 온오프제어하는 제2드라이버(222)가 제2스위치부(220)에 배치될 수 있다.The second switching unit 220 includes a second switching unit SW2 having one side connected to the output voltage Vout and the other side connected to the inductor L1 and one side connected to the second switching unit SW2 and the inductor And a fourth switching element SW4 connected to the low voltage line may be disposed on the other side. The second switching element SW2 is located between the output node to which the output voltage Vout is supplied and the other side of the inductor L1 and the fourth switching element SW2 is connected between the low voltage line and the other side of the inductor L1. SW4 may be located. The second driver 222 for on / off-controlling the second switching device SW2 and the fourth switching device SW4 may be disposed on the second switch unit 220.

파워스테이지(110)는 스위칭 소자들(SW1 ~ SW4)에 대한 제어에 따라 벅모드 혹은 부스트모드로 작동될 수 있다.The power stage 110 can be operated in the buck mode or the boost mode according to the control on the switching elements SW1 to SW4.

도 3은 부스트모드에서의 스위칭 소자의 온오프 제어를 나타내는 도면이고, 도 4는 부스트모드에서의 각 스위칭 소자에 대한 온오프 제어 파형을 나타내는 도면이다.Fig. 3 is a diagram showing the on / off control of the switching element in the boost mode, and Fig. 4 is a diagram showing an on / off control waveform for each switching element in the boost mode.

부스트모드에서, 제1스위치부(210)의 스위칭 소자들(SW1 및 SW3)은 상시적으로 턴온되거나 턴오프될 수 있다. 예를 들어, 부스트모드에서 제1스위칭 소자(SW1)는 상시적으로 턴온되고, 제3스위칭 소자(SW3)는 상시적으로 턴오프될 수 있다. 이러한 제어를 위해 제1드라이버(212)는 부스트모드 구간에서 제1스위칭 소자(SW1)의 게이트-소스로 계속해서 턴온전압(ON)을 공급하고 제3스위칭 소자(SW3)의 게이트-소스로 계속해서 턴오프전압(OFF)을 공급할 수 있다.In the boost mode, the switching elements SW1 and SW3 of the first switch unit 210 can be always turned on or off. For example, in the boost mode, the first switching device SW1 is normally turned on and the third switching device SW3 is always turned off. For this control, the first driver 212 continuously supplies the turn-on voltage ON to the gate-source of the first switching device SW1 in the boost mode section and continues to the gate-source of the third switching device SW3 So that the turn-off voltage (OFF) can be supplied.

부스트모드에서, 제2스위치부(220)의 스위칭 소자들(SW2 및 SW4)은 매주기마다 순차적으로 온오프되면서 컨버터를 부스트 컨버터로 작동시킬 수 있다.In the boost mode, the switching elements SW2 and SW4 of the second switch unit 220 can be turned on and off sequentially every cycle to operate the converter as a boost converter.

예를 들어, 일 주기(T)에서 제4스위칭 소자(SW4)가 듀티 구간(D) 동안 턴온되고 제2스위칭 소자(SW2)가 턴오프되면서 인덕터(L1)에 전류를 빌드업(build-up)하고, 이외 구간(1-D) 동안 제4스위칭 소자(SW4)가 턴오프되고 제2스위칭 소자(SW2)가 턴온되면서 인덕터(L1)에 저장된 전류를 출력캐패시터로 전달시킬 수 있다.For example, when the fourth switching device SW4 is turned on during the duty period D and the second switching device SW2 is turned off in one cycle T, the current is built-up in the inductor L1 The fourth switching device SW4 is turned off and the second switching device SW2 is turned on during the other period 1-D to transfer the current stored in the inductor L1 to the output capacitor.

이러한 제어를 위해 제2드라이버(222)는 부스트모드 구간에서 매주기마다 제2스위칭 소자(SW2)와 제4스위칭 소자(SW4)를 순차적으로 온오프제어할 수 있다.For this control, the second driver 222 may sequentially turn on and off the second switching device SW2 and the fourth switching device SW4 at every cycle in the boost mode section.

도 5는 벅모드에서의 스위칭 소자의 온오프 제어를 나타내는 도면이고, 도 6은 벅모드에서의 각 스위칭 소자에 대한 온오프 제어 파형을 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing on-off control of a switching element in a buck mode, and Fig. 6 is a diagram showing an on-off control waveform for each switching element in a buck mode.

벅모드에서, 제2스위치부(220)의 스위칭 소자들(SW2 및 SW4)은 상시적으로 턴온되거나 턴오프될 수 있다. 예를 들어, 벅모드에서 제2스위칭 소자(SW2)는 상시적으로 턴온되고, 제4스위칭 소자(SW4)는 상시적으로 턴오프될 수 있다. 이러한 제어를 위해 제2드라이버(222)는 벅모드 구간에서 제2스위칭 소자(SW2)의 게이트-소스로 계속해서 턴온전압(ON)을 공급하고 제4스위칭 소자(SW4)의 게이트-소스로 계속해서 턴오프전압(OFF)을 공급할 수 있다.In the buck mode, the switching elements SW2 and SW4 of the second switch portion 220 can be turned on or off at all times. For example, in the buck mode, the second switching element SW2 is always turned on, and the fourth switching element SW4 is always turned off. For this control, the second driver 222 continuously supplies the turn-on voltage ON to the gate-source of the second switching device SW2 in the buck mode section and continues to the gate-source of the fourth switching device SW4 So that the turn-off voltage (OFF) can be supplied.

벅모드에서, 제1스위치부(210)의 스위칭 소자들(SW1 및 SW3)은 매주기마다 순차적으로 온오프되면서 컨버터를 벅 컨버터로 작동시킬 수 있다.In the buck mode, the switching elements SW1 and SW3 of the first switch section 210 can be turned on and off sequentially every cycle to operate the converter as a buck converter.

예를 들어, 일 주기(T)에서 제1스위칭 소자(SW1)가 듀티 구간(D) 동안 턴온되고 제3스위칭 소자(SW3)가 턴오프되면서 인덕터(L1)에 고전압(입력전압)을 연결시키고, 이외 구간(1-D) 동안 제1스위칭 소자(SW1)가 턴오프되고 제3스위칭 소자(SW3)가 턴오프되면서 인덕터(L1)에 저전압(그라운드전압)을 연결시킬 수 있다.For example, in one period T, the first switching device SW1 is turned on during the duty period D and the third switching device SW3 is turned off, thereby connecting a high voltage (input voltage) to the inductor L1 (Ground voltage) to the inductor L1 while the first switching device SW1 is turned off and the third switching device SW3 is turned off during the other period (1-D).

이러한 제어를 위해 제1드라이버(212)는 벅모드 구간에서 매주기마다 제1스위칭 소자(SW1)와 제3스위칭 소자(SW3)를 순차적으로 온오프제어할 수 있다.For this control, the first driver 212 may sequentially turn on and off the first switching device SW1 and the third switching device SW3 at every cycle in the buck mode section.

한편, 도 5에 도시된 것과 같이 제1스위칭 소자(SW1)로 흐르는 제1전류(Isw1)를 센싱하기 위한 전류센서(514)가 제1스위칭 소자(SW1)와 제1노드(N1) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제1노드(N1)는 제1스위칭 소자(SW1), 제3스위칭 소자(SW3) 및 인덕터(L1)가 만나는 노드이다. 전류센서(514)는 센서저항일 수도 있고, 홀센서일 수도 있다.5, the current sensor 514 for sensing the first current Isw1 flowing to the first switching element SW1 is connected between the first switching element SW1 and the first node N1, . Here, the first node N1 is a node where the first switching device SW1, the third switching device SW3, and the inductor L1 meet. The current sensor 514 may be a sensor resistor or a Hall sensor.

컨버터는 전류센서(514)의 측정값(Is)을 이용하여 전류제어할 수 있는데, 전류센서(514)가 측정하는 제1전류(Isw1)는 제1스위칭 소자(SW1)의 온오프 스위칭에 따라 링잉을 포함할 수 있어 문제가 된다.The converter can control the current using the measured value Is of the current sensor 514 and the first current Isw1 measured by the current sensor 514 is controlled according to the on-off switching of the first switching device SW1 It may involve ringing, which is a problem.

도 7은 제1전류에 대한 전류센서의 측정값을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing the measured value of the current sensor for the first current.

도 5 및 도 7을 참조하면, 제1스위칭 소자(SW1)는 듀티 구간(D)에서 턴온되었다가 이외 구간(1-D)에서 턴오프된다. 그런데, 제1스위칭 소자(SW1)가 턴오프될 때, 제1전류(Isw1)가 흐르는 경로의 기생인덕터에 저장된 에너지가 다른 회로구성(예를 들어, 스위칭 소자들의 기생캐패시터)과 공진하면서 링잉이 발생하게 된다.Referring to FIGS. 5 and 7, the first switching device SW1 is turned on in the duty period D and turned off in the other period (1-D). However, when the first switching device SW1 is turned off, the energy stored in the parasitic inductor on the path through which the first current Isw1 flows resonates with another circuit configuration (for example, a parasitic capacitor of the switching devices) .

링잉은 전류센서(514)의 측정값을 통해 전류센서부로 전달되면서 전류센서부 혹은 컨버터에 장애를 일으킬 수 있다.The ringing may be transmitted to the current sensor unit through the measured value of the current sensor 514 to cause a failure in the current sensor unit or the converter.

이러한 링잉의 문제를 해결하기 위해 컨버터에 복수의 전류센서를 배치할 수 있다.To solve this ringing problem, a plurality of current sensors can be arranged in the converter.

도 8은 파워스테이지에 복수의 전류센서가 배치되는 것을 나타내는 도면이다.8 is a view showing that a plurality of current sensors are arranged on a power stage.

도 8을 참조하면, 컨버터(예를 들어, 전류센서부)는 제1스위칭 소자(SW1)로 흐르는 제1전류(Isw1)를 센싱하는 제1센서(814) 및 제2스위칭 소자(SW2)로 흐르는 제2전류(Isw2)를 센싱하는 제2센서(816)를 포함할 수 있다. 위치상으로 제1센서(814)는 제1스위칭 소자(SW1) 및 제1노드(N1) 사이에 위치할 수 있고, 제2센서(816)는 제2스위칭 소자(SW2) 및 제2노드(N2) 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 제2노드(N2)는 인덕터(L1), 제2스위칭 소자(SW2) 및 제4스위칭 소자(SW4)가 만나는 노드이다.8, the converter (for example, current sensor unit) includes a first sensor 814 and a second switching device SW2 for sensing a first current Isw1 flowing to the first switching device SW1 And a second sensor 816 for sensing a second current Isw2 flowing therethrough. The first sensor 814 may be located between the first switching element SW1 and the first node N1 and the second sensor 816 may be located between the second switching element SW2 and the second node N1, N2. ≪ / RTI > Here, the second node N2 is a node where the inductor L1, the second switching device SW2, and the fourth switching device SW4 meet.

컨버터는 파워스테이지를 벅모드 혹은 부스트 모드로 작동시킬 수 있는데, 제1스위칭 소자(SW1)는 부스트모드에서 상시적으로 턴온되고, 제2스위칭 소자(SW2)는 벅모드에서 상시적으로 턴온될 수 있다.The converter can operate the power stage in a buck mode or a boost mode, in which the first switching device SW1 is normally turned on in the boost mode and the second switching device SW2 is turned on constantly in the buck mode have.

그리고,컨버터(예를 들어, 제어부)는 제1센서(814)의 측정값 및 제2센서(816)의 측정값을 이용하여 전류제어할 수 있는데, 부스트모드에서는 제1센서(814)의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어하고, 벅모드에서는 제2센서(816)의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어할 수 있다.In the boost mode, the converter (e. G., The control unit) can control the current using the measured value of the first sensor 814 and the measured value of the second sensor 816, Value in the buck mode and the current value of the power stage using the measured value of the second sensor 816 in the buck mode.

벅모드에서 제2스위칭 소자(SW2)는 상시적으로 턴온되어 있기 때문에 제2스위칭 소자(SW2)로 흐르는 제2전류(Isw2) 및 그 측정값(Is2)에는 링잉이 크게 발생하지 않는다.Since the second switching device SW2 is normally turned on in the buck mode, the second current Isw2 flowing to the second switching device SW2 and the measured value Is2 do not significantly increase ringing.

또한, 부스트모드에서 제1스위칭 소자(SW1)는 상시적으로 턴온되어 있기 때문에 제1스위칭 소자(SW1)로 흐르는 제1전류(Isw1) 및 그 측정값(Is1)에는 링잉이 크게 발생하지 않는다.In addition, since the first switching device SW1 is always turned on in the boost mode, the first current Isw1 flowing to the first switching device SW1 and the measured value Is1 do not largely ring.

컨버터(예를 들어, 제어부)는 파워스테이지를 벅모드 혹은 부스트모드로 작동시키고, 각각의 모드에서 상시적으로 턴온되는 스위칭 소자의 전류를 센싱함으로써 링잉의 문제없이 전류제어를 수행할 수 있게 된다.The converter (for example, the control section) can operate the power stage in the buck mode or the boost mode, and can sense the current of the switching device, which is normally turned on in each mode, to perform current control without ringing problems.

도 9는 벅모드 및 부스트모드에서의 제1센서 및 제2센서의 측정값을 나타내는 도면이다.9 is a view showing measured values of the first sensor and the second sensor in the buck mode and the boost mode.

도 9를 참조하면, 벅모드에서 온오프 스위칭이 이루어지는 제1스위칭 소자의 전류(제1전류)의 측정값(Is1)에는 링잉이 나타나고 있는데, 반해, 상시적으로 턴온되어 있는 제2스위칭 소자(제2전류)의 측정값(Is2)에는 링잉이 크게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, ringing appears in the measured value Is1 of the current (first current) of the first switching device in which the on-off switching is performed in the buck mode, whereas the second switching device It can be seen that the measured value Is2 of the first current (second current) does not show much ringing.

또한, 부스트모드에서 온오프 스위칭이 이루어지는 제2스위칭 소자의 전류(제2전류)의 측정값(Is2)에는 링잉이 나타나고 있는데, 반해, 상시적으로 턴온되어 있는 제1스위칭 소자(제1전류)의 측정값(Is1)에는 링잉이 크게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다.Ringing appears in the measured value Is2 of the current (second current) of the second switching element in which on-off switching is performed in the boost mode. On the other hand, the first switching element (first current) It can be confirmed that the ringing does not appear in the measured value Is1 of the ring magnet.

컨버터는 각 모드에 따라 링잉이 크게 나타나지 않는 측정값(스위칭이 이루어지지 않는 소자의 전류 측정값)을 이용하여 전류제어를 수행함으로써 링잉이 전류측정값에 영향을 미치지 않게 할 수 있을 뿐만 아니라 전류의 링잉을 고려하지 않고 다른 부분이 설계되도록 할 수 있다.The converter performs the current control by using the measurement value (the current measurement value of the device which is not switched) which does not show ringing largely according to each mode, so that the ringing can not affect the current measurement value, It is possible to design another part without considering ringing.

도 10은 전류센서부의 일 예시 구성도이다.10 is a configuration diagram of an example of the current sensor unit.

도 10을 참조하면, 전류센서부(120)는 제1센서(814) 및 제2센서(816)를 포함한다. 그리고, 전류센서부(120)는 제어부로부터 수신되는 모드신호(MODE)에 따라 제1센서(814)의 측정값(Is1) 및 제2센서(816)의 측정값(Is2) 중 하나를 선택하여 센싱신호(SENSE)를 생성하는 신호생성부(1010)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the current sensor unit 120 includes a first sensor 814 and a second sensor 816. The current sensor unit 120 selects one of the measured value Is1 of the first sensor 814 and the measured value Is2 of the second sensor 816 according to the mode signal MODE received from the controller And a signal generator 1010 for generating a sensing signal SENSE.

도 11은 신호생성부의 일 예시 구성도이다.11 is a configuration diagram of an example of the signal generating unit.

도 11을 참조하면, 신호생성부(1010a)는 제1센서 측정값(Is1)을 처리하는 제1전류센싱앰프(A1) 및 제2센서 측정값(Is2)을 처리하는 제2전류센싱앰프(A2)를 포함한다. 그리고, 신호생성부(1010a)는 모드신호(MODE)에 따라 제1전류센싱앰프(A1) 및 제2전류센싱앰프(A2)의 출력 중 하나를 선택하는 먹스(1111)를 이용하여 센싱신호(SENSE)를 생성할 수 있다.11, the signal generator 1010a includes a first current sensing amplifier A1 for processing a first sensor measurement value Is1 and a second current sensing amplifier for processing a second sensor measurement value Is2 A2. The signal generator 1010a generates a sensing signal by using the mux 1111 that selects one of the outputs of the first current sensing amplifier A1 and the second current sensing amplifier A2 according to the mode signal MODE. SENSE).

이때, 제1전류센싱앰프(A1)는 모드신호(MODE)가 벅모드를 지시할 때, 입력신호를 차단하거나 출력신호를 내보내지 않을 수 있다. 또한, 제2전류센싱앰프(A2)는 모드신호(MODE)가 부스트모드를 지시할 때, 입력신호를 차단하거나 출력신호를 내보내지 않을 수 있다.At this time, the first current sensing amplifier A1 may not block the input signal or output the output signal when the mode signal MODE indicates the buck mode. Also, the second current sensing amplifier A2 may not block the input signal or output the output signal when the mode signal MODE indicates the boost mode.

도 12는 신호생성부의 다른 예시 구성도이다.12 is another exemplary configuration diagram of the signal generating unit.

도 12를 참조하면, 신호생성부(1010b)는 스위치(S1) 및 전류센싱앰프(AMP)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the signal generator 1010b may include a switch S1 and a current sensing amplifier AMP.

스위치(S1)는 모드신호(MODE)에 따라 제1센서 측정값(Is1) 및 제2센서 측정값(Is2) 중 하나를 전류센싱앰프(AMP)로 전달할 수 있다. 그리고, 전류센싱앰프(AMP)는 스위치(S1)로부터 수신된 측정값을 이용하여 센싱신호(SENSE)를 생성할 수 있다.The switch S1 may transmit one of the first sensor measurement value Is1 and the second sensor measurement value Is2 to the current sensing amplifier AMP according to the mode signal MODE. Then, the current sensing amplifier AMP can generate the sensing signal SENSE using the measurement value received from the switch S1.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 제어방법의 흐름도이다.13 is a flowchart of a converter control method according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 컨버터는 파워스테이지를 벅모드 혹은 부스트모드로 제어할 수 있다(S1302).Referring to FIG. 13, the converter may control the power stage in a buck mode or a boost mode (S1302).

이때, 컨버터는 각 모드에서 컨버터에 포함된 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나의 스위칭 소자를 상시적으로 턴온할 수 있다.At this time, the converter can always turn on at least one of the plurality of switching elements included in the converter in each mode.

예를 들어, 컨버터는 4개의 스위칭 소자를 포함하고 이 중 두 개의 스위칭 소자를 이용하여 파워스테이지를 벅모드로 제어할 수 있다. 그리고, 컨버터는 나머지 두 개의 스위칭 소자 중 하나를 상시적으로 턴온시키고 다른 하나를 상시적으로 턴오프시킬 수 있다.For example, the converter includes four switching elements, two of which can be used to control the power stage in buck mode. Then, the converter can turn on one of the remaining two switching elements at all times and always turn off the other one.

다른 예로서, 컨버터는 4개의 스위칭 소자를 포함하고 이 중 두 개의 스위칭 소자를 이용하여 파워스테이지를 부스트모드로 제어할 수 있다. 그리고, 컨버터는 나머지 두 개의 스위칭 소자 중 하나를 상시적으로 턴온시키고 다른 하나를 상시적으로 턴오프시킬 수 있다.As another example, the converter includes four switching elements, and two of the switching elements can be used to control the power stage in the boost mode. Then, the converter can turn on one of the remaining two switching elements at all times and always turn off the other one.

컨버터는 복수의 스위칭 소자 중 각 모드에서 상시적으로 턴온되는 스위칭 소자의 전류를 측정할 수 있다(S1304). 그리고, 컨버터는 이러한 전류의 측정값을 이용하여 파워스테이지를 전류제어할 수 있다(S1306).The converter can measure the current of the switching device which is always turned on in each mode among the plurality of switching devices (S1304). Then, the converter can perform current control of the power stage using the measured value of the current (S1306).

컨버터는 전류를 측정할 때(S1304), 둘 이상의 스위칭 소자의 전류를 측정할 수 있다. 이때, 전류가 측정되는 둘 이상의 스위칭 소자 중 제1스위칭 소자는 제1모드에서 상시적으로 턴온되고 제2모드에서는 온오프 스위칭할 수 있다. 그리고, 둘 이상의 스위칭 소자 중 제2스위칭 소자는 제1모드에서 온오프 스위칭하고 제2모드에서 상시적으로 턴온될 수 있다.The converter can measure the current of two or more switching elements when measuring current (S1304). At this time, the first one of the two or more switching devices whose current is measured may be normally turned on in the first mode and on / off switched in the second mode. Then, the second one of the two or more switching elements can switch on and off in the first mode and can be always turned on in the second mode.

컨버터는 전류를 제어할 때(S1306), 각 모드에 따라 적어도 하나의 측정값을 이용하여 컨버터를 전류제어할 수 있다.When the converter controls the current (S1306), at least one measured value may be used to control the converter according to each mode.

예를 들어, 컨버터는 제1모드에서 제1스위칭 소자의 전류 측정값을 이용하여 컨버터를 전류제어할 수 있고, 제2모드에서 제2스위칭 소자의 전류 측정값을 이용하여 컨버터를 전류제어할 수 있다.For example, the converter can current control the converter using the current measurement value of the first switching element in the first mode, and can control the converter current using the current measurement value of the second switching element in the second mode have.

다른 예로서, 컨버터는 제1모드에서 제1스위칭 소자의 전류 측정값과 제2스위칭 소자의 전류 측정값을 조합(예를 들어, 가중치 평균)하여 이용할 수 있고, 제2모드에서 제1스위칭 소자의 전류 측정값과 제2스위칭 소자의 전류측정값을 조합(예를 들어, 가중치 평균)하여 이용할 수 있다. 이때, 컨버터는 측정값을 조합할 때, 각 모드에서 상시적으로 턴온되는 스위칭 소자의 전류 측정값에 가중치를 높게 둘 수 있다.As another example, the converter may use the current measurement value of the first switching element and the current measurement value of the second switching element in the first mode by combining (e.g., weighted average), and in the second mode, (For example, a weighted average) of the current measurement value of the first switching element and the current measurement value of the second switching element. At this time, when the measured value is combined, the converter can be set to a high weight in the current measurement value of the switching element that is always turned on in each mode.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 및 그 제어방법에 대해 설명하였다. 이러한 실시예에 따르면, 각 모드에서 온오프 스위칭이 이루어지지 않는 스위칭 소자의 전류를 동적으로 센싱함으로써 전류의 링잉을 고려하지 않고 컨버터의 다른 부분(예를 들어, 스위칭 주파수, 전류 레이팅 등)을 설계할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 다른 부분의 성능 개선이 용이해질 수 있다.The converter according to the embodiment of the present invention and the control method thereof have been described above. According to this embodiment, different portions of the converter (e.g., switching frequency, current rating, etc.) are designed without considering the ringing of the current by dynamically sensing the current of the switching elements that are not on- There is an advantage to be able to do. As a result, the performance improvement of other portions can be facilitated.

또한, 이러한 실시예에 의하면, 스위칭 소자의 온오프에 의한 링잉이 전류측정값에 치명적인 영향을 미치지 않는 장점이 있다. 이에 따라, 컨버터는 링잉을 고려하지 않거나 심각하게 처리하지 않고 전류측정값을 획득할 수 있게 된다.Further, according to this embodiment, there is an advantage that ringing due to on / off of the switching element does not have a fatal influence on the current measurement value. This allows the converter to obtain current measurements without considering ringing or seriously processing.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be construed as further including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (10)

적어도 하나의 인덕터 및 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 제어에 따라 벅모드 혹은 부스트모드로 작동하며, 상기 부스트모드에서 상기 복수의 스위칭 소자 중 제1스위칭 소자가 상시적으로 턴온되고, 상기 벅모드에서 상기 복수의 스위칭 소자 중 제2스위칭 소자가 상시적으로 턴온되는 파워스테이지;
상기 제1스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제1센서 및 상기 제2스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제2센서를 포함하는 전류센서부; 및
상기 부스트모드에서 상기 제1센서의 측정값을 이용하여 상기 파워스테이지를 전류제어하고, 상기 벅모드에서 상기 제2센서의 측정값을 이용하여 상기 파워스테이지를 전류제어하는 제어부
를 포함하는 컨버터.Wherein the first switching element of the plurality of switching elements is always turned on in the boost mode and the first switching element of the plurality of switching elements is continuously turned on in the boost mode, A power stage in which the second switching element of the plurality of switching elements is always turned on;
A current sensor part including a first sensor for sensing a current of the first switching element and a second sensor for sensing a current of the second switching element; And
A controller for current-controlling the power stage using the measured value of the first sensor in the boost mode, and current-controlling the power stage using the measured value of the second sensor in the buck mode,
/ RTI > 제1항에 있어서,
상기 전류센서부는,
상기 제어부로부터 모드신호를 수신하고 상기 모드신호에 따라 상기 제1센서의 측정값 및 상기 제2센서의 측정값 중 하나를 선택하여 센싱신호를 생성하고 상기 센싱신호를 상기 제어부로 전달하는 컨버터.The method according to claim 1,
The current sensor unit includes:
Receiving a mode signal from the control unit and selecting one of the measurement value of the first sensor and the measurement value of the second sensor according to the mode signal to generate a sensing signal and deliver the sensing signal to the control unit. 제2항에 있어서,
상기 전류센서부는, 스위치 및 전류센싱앰프를 포함하고,
상기 스위치는 상기 모드신호에 따라 상기 제1센서의 측정값 및 상기 제2센서의 측정값 중 하나를 상기 전류센싱앰프로 전달하고,
상기 전류센싱앰프는 상기 스위치로부터 수신된 측정값을 이용하여 상기 센싱신호를 생성하는 컨버터.3. The method of claim 2,
Wherein the current sensor unit includes a switch and a current sensing amplifier,
Wherein the switch transmits one of the measured value of the first sensor and the measured value of the second sensor to the current sensing amplifier in accordance with the mode signal,
Wherein the current sensing amplifier generates the sensing signal using a measurement value received from the switch. 제1항에 있어서,
상기 파워스테이지에서,
입력노드와 상기 인덕터의 일측 사이에 상기 제1스위칭 소자가 위치하고, 출력노드와 상기 인덕터의 타측 사이에 상기 제2스위칭 소자가 위치하며, 상기 인덕터의 일측과 저전압라인 사이에 제3스위칭 소자가 위치하고, 상기 인덕터의 타측과 저전압라인 사이에 제4스위칭 소자가 위치하는 컨버터.The method according to claim 1,
In the power stage,
The first switching element is located between the input node and one side of the inductor, the second switching element is located between the output node and the other side of the inductor, and a third switching element is located between one side of the inductor and the low voltage line And a fourth switching element is located between the other side of the inductor and the low voltage line. 제4항에 있어서,
상기 부스트모드에서 상기 제1스위칭 소자는 상시적으로 턴온되고 상기 제3스위칭 소자는 상시적으로 턴오프되며, 상기 벅모드에서 상기 제2스위칭 소자는 상시적으로 턴온되고 상기 제4스위칭 소자는 상시적으로 턴오프되는 컨버터.5. The method of claim 4,
In the boost mode, the first switching device is always turned on and the third switching device is always turned off, the second switching device is always turned on in the buck mode, and the fourth switching device is normally turned on Converters that are turned off. 인덕터, 일측은 입력전압과 연결되고 타측은 상기 인덕터와 연결되는 제1스위칭 소자, 일측은 출력전압과 연결되고 타측은 상기 인덕터와 연결되는 제2스위칭 소자, 일측은 상기 제1스위칭 소자 및 상기 인덕터와 연결되고 타측은 저전압라인과 연결되는 제3스위칭 소자, 및 일측은 상기 제2스위칭 소자 및 상기 인덕터와 연결되고 타측은 상기 저전압라인과 연결되는 제4스위칭 소자를 포함하는 파워스테이지;
상기 제1스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제1센서 및 상기 제2스위칭 소자의 전류를 센싱하는 제2센서를 포함하는 전류센서부; 및
상기 파워스테이지를 벅모드 혹은 부스트모드로 작동시키고, 상기 부스트모드에서 상기 제1센서의 측정값을 이용하여 상기 파워스테이지를 전류제어하고, 상기 벅모드에서 상기 제2센서의 측정값을 이용하여 상기 파워스테이지를 전류제어하는 제어부
를 포함하는 컨버터.A first switching element having one end connected to the input voltage and the other end connected to the inductor, a second switching element having one end connected to the output voltage and the other end connected to the inductor, and the other end connected to the first switching element and the inductor And a fourth switching element connected to the second switching element and the inductor at one side and connected to the low voltage line at the other side, and a second switching element connected to the low voltage line at the other side.
A current sensor part including a first sensor for sensing a current of the first switching element and a second sensor for sensing a current of the second switching element; And
The method comprising: operating the power stage in a buck mode or a boost mode; controlling current in the power stage using the measured value of the first sensor in the boost mode; and using the measured value of the second sensor in the buck mode, A control unit for controlling the current of the power stage
/ RTI > 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 벅모드에서, 상기 제2스위칭 소자를 상시적으로 턴온시키고 상기 제1스위칭 소자 및 상기 제3스위칭 소자를 순차적으로 턴온시키며,
상기 부스트모드에서, 상기 제1스위칭 소자를 상시적으로 턴온시키고 상기 제2스위칭 소자 및 상기 제4스위칭 소자를 순차적으로 턴온시키는 컨버터.The method according to claim 6,
Wherein,
In the buck mode, the second switching element is always turned on and the first switching element and the third switching element are sequentially turned on,
And in the boost mode, the first switching device is always turned on and the second switching device and the fourth switching device are sequentially turned on. 적어도 하나의 인덕터 및 복수의 스위칭 소자를 포함하는 컨버터를 제어하는 방법에 있어서,
상기 컨버터를 벅모드 혹은 부스트모드로 제어하는 단계;
상기 복수의 스위칭 소자 중 각 모드에서 상시적으로 턴온되는 스위칭 소자의 전류를 측정하는 단계; 및
상기 전류의 측정값을 이용하여 상기 컨버터를 전류제어하는 단계
를 포함하는 컨버터 제어방법.A method of controlling a converter comprising at least one inductor and a plurality of switching elements,
Controlling the converter to a buck mode or a boost mode;
Measuring a current of a switching device that is always turned on in each mode among the plurality of switching devices; And
Controlling the current of the converter using the measured value of the current
/ RTI > 제8항에 있어서,
상기 벅모드 혹은 부스트모드로 제어하는 단계에서,
각 모드에서 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나의 스위칭 소자는 상시적으로 턴온시키는 컨버터 제어방법.9. The method of claim 8,
In the step of controlling to the buck mode or the boost mode,
Wherein at least one switching element among the plurality of switching elements is always turned on in each mode. 제8항에 있어서,
상기 전류를 측정하는 단계에서,
둘 이상의 스위칭 소자의 전류를 측정하고,
상기 컨버터를 전류제어하는 단계에서,
각 모드에 따라 적어도 하나의 전류 측정값을 이용하여 상기 컨버터를 전류제어하는 컨버터 제어방법.9. The method of claim 8,
In the step of measuring the current,
Measuring currents of the two or more switching elements,
In the current control of the converter,
Wherein the converter is current controlled using at least one current measurement value according to each mode.
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