고성능 부스트 정전압 변환기의 정류 특성

Abstract

이동통신 단말기인 휴대폰을 필두로 PDA, PMP 등과 같은 휴대기기의 설계 주기(design cycle)는 새로운 제품이 시장에 출시 된지 단 수 개월 만에 또 다른 수많은 신제품이 시장에 쏟아져 나올 정도로 빨라지고 있다. 이와 함께 반도체 직접회로 기술의 비약적인 발전으로 전자기기의 경박화, 소형화가 이루어지면서 전지를 에너지원으로 하는 이들 휴대기기의 개발속도를 더욱 가속화하고 있다. 따라서 개발되는 시스템에 따라 각각 파워 솔루션을 설계하는 것 보다, 일반적인 휴대기기에 적합한 정형화된 파워 플랫폼을 기초로 한 파워 솔루션을 가져가는 것이 유리하다. 이와 같이 정형화된 파워 플랫폼을 이용하여 설계 주기를 단축하기 위해서는 재사용 가능한 고성능의 기준회로 또는 플랫폼을 설계하기 위한 전략(strategy) 등이 선행되어야 한다. 결국 좋은 플랫폼을 대상으로 재사용가능하고 쉽게 재설계 가능한 IP를 확보해야 한다. 일반적으로 이런 파워 솔루션에서 전지의 단일전압은 정전압 변환기를 탑재하여 각 디바이스가 필요로하는 전압으로 전력을 공급하게 된다. 결국 이동 단말기 전원관리장치의 가장 핵심적인 부분이 되는 고효율의 정전압 변환기에 대한 연구개발의 요구가 급속하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 이동통신 기기에 응용하기에 적합한 인덕터형 정전압 변확기를 제안하였다. 제안된 정전압 변환기는 Hynix 0.35um CMOS 공정으로 모의실험을 하였으며 입력 Voltage 2.5~3.3V, 출력 전압 5V를 가지는 부스트 정전압 변환기를 대상으로하다. 제안하는 중점은 다음과 같이 레귤레이션 성능을 향상시키기 위하여 2가지 방식을 제안한다. 첫 번째는 정전압 발생이 얼마나 빨리 이루어질 수 있는가에 대한 반응 속도에 대한 것과 두 번째로 외부 환경의 변인에 대하여 얼마나 일정한 전압을 외부 부하로 전달 가능한가에 대한 제안이다.; In semiconductor industries, the trend of every device is getting towards smaller size, higher speed, and lower power. and also portable power is increasingly becoming the most important application area for power semiconductor integrated circuits. Small form factor, high efficiency and low cost are the most desired features for portable power ICs. As potable supply voltage must have different value among many circuits in one chip, There is necessary for a DC-DC converter to make respectively different voltages from a regular supply voltage. Switch mode dc/dc converter is a solution of power supply system for this portable application, switch mode dc/dc converter have a good performance - High efficiency, good regulation, small size. Now switch mode dc/dc converter efficiency is generally 80~95%. This factor is deveopled for long-time and is hard to raise this factor without another new technology material. But for good performance, regulation factor is to be impove. This factor must be challenging task to design DC/DC converter This paper presents a high efficient Boost DC-DC converter with reliable regulation for mobile devices. It reduces the output error according to load of Boost DC-DC converter and have fast response of output voltage recovery. It can obtain 5V output voltage from 2.5~3.3V supply voltage which has 200mA output current load. It improved about 33% of recorvery response and acceptable load regulation as compared with convertional circuit.