모드 전환 제어 가능한 듀얼 모드 벅 변환기

초록

본 논문에서는 모바일, 웨어러블 디바이스, 사물인터넷, 임플란터블 전자 칩 등 휴대용 기기 구동에 적합한 듀얼 모드 벅 변환기를 제안하였다. 휴대용 기기를 구동하기 위해서는 배터리를 오래 사용하기 위해 낮은 부하와 높은 부하에서 높은 전력 변환 효율을 가져야 한다. 제안하는 듀얼 모드 벅 변환기는 기존의 듀얼 모드 벅 변환기에서 PFM에서 PWM 모드로 전환될 때 3비트 디지털 제어를 통해 전환 지점 제어가 가능하고, 개선된 펄스 폭 발생기와 저전력 발진기로 설계하여 소모 전류와 칩 면적을 줄여 더 면적 효율을 높였다. 이 회로는 0.18um BCDMOS 공정을 사용하여 설계되었다. 설계된 회로는 입력전압 3~4.2V에서 출력 전압 1.2V를 내며, 10uA~500mA까지의 부하 전류를 공급한다. 모의실험을 한 결과 출력 전압 리플은 PFM 모드에서9.91mV, PWM 모드에서 1.96mV를 출력하고, 동작 모드에 따라서 PFM 모드에서 90.17%, PWM 모드에서 95.62%의 최대 효율을 갖는다.