Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Design of a High-Efficiency CMOS DC-DC Boost Converter Using a Current-Sensing Feedback Method

전류 감지 Feedback 기법을 사용한 고효율 CMOS DC-DC Boost 변환기의 설계

  • Jung Kyung-Soo (Integrant) ;
  • Yang Hui-Kwan (University of Seoul, Department of Electrical and Computer Engineering) ;
  • Cha Sang-Hyun (University of Seoul, Department of Electrical and Computer Engineering) ;
  • Lim Jin-Up (University of Seoul, Department of Electrical and Computer Engineering) ;
  • Choi Joong-Ho (University of Seoul, Department of Electrical and Computer Engineering)
  • 정경수 (인티그란트) ;
  • 양희관 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 차상현 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 임진업 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 최중호 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부)
  • Published : 2006.09.01
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Abstract

This paper presents a design of a high-efficiency CMOS DC-DC boost converter using a current-sensing feedback method. High-precision current-sensing circuity is incorporated in order to sense the current flowing in the inductor, which determines the switching scheme of the pulse-width modulation. The external components or large chip area for the frequency compensation can be avoided while maintaining the stable operations of the converter. Various input/output voltage levels can be available through the external resistor strings. The designed DC-DC converter is fabricated in a 0.18-um CMOS technology with a thick-gate oxide option. The converter shows the maximum efficiency over 90% for the output voltage of 3.3V and load current larger than 200mA. The load regulation is 1.15% for the load current change of 100mA.

본 논문은 전류 감지 feedback 기법을 사용한 고효율 CMOS DC-DC boost 변환기의 설계에 관한 것이다. 펄스-폭 변조 방식의 스위칭 동작을 위해 인덕터를 통해 흐르는 전류의 양을 감지하는 고해상도 전류 감지 회로를 설계하였다. 이를 통하여 외부 소자나 큰 면적을 차지하는 주파수 보상 회로 없이 안정적으로 동작하는 변환기 성능을 얻을 수 있다. 또한 외부 저항 열을 사용하여 다양한 입력/출력 전압 특성을 얻을 수 있다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18-um CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 부하 전류 200mA 이상에 대하여 3.3V의 출력을 얻는 변환기에서 최대 효율은 90% 이상, load regulation은 100mA의 변화에 대하여 1.15%의 특성을 나타낸다.

Keywords

References

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