• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.267-270
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• 2014

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 출력된 신호를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 이용하였다. 또한 진동소자로부터 최대전력을 수확하기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 적용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $530um{\times}325um$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기의 최대 효율은 각각 97.7%와 89.2%이며, 전체회로의 최대 효율은 87.2%이다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.891-894
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• 2003

본 논문에서는 3-상 클럭을 이용하여 UP/DOWN 변환을 동시에 수행하는 DC/DC 변환기의 설계에 대해 설명한다. 기존의 UP/DOWN DC/DC 변환기의 경우에는 한 스텝당 변화하는 전압의 양이 많아서 출력에 수십 mV의 리플이 존재하게 된다. 이 리플을 줄이기 위해서는 L, C의 값을 크게 해 주어야하는 문제가 있다. 그러나, 설계된 UP/DOWN DC/DC 변환기는 기존의 UP/DOWN DC/DC 변환기의 구조를 가지면서, 3-상 클럭을 이용하여 한 스텝당 변화하는 전압의 양을 작게 하여 작은 L, C의 값을 가지고도 4mV이하의 출력 리플을 갖는 안정된 전압 변환을 하도록 설계하였다. 설계된 변환기는 0.25㎛ standard CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 구현 된 칩의 면적은 1.8 mm × 0.8 mm이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.412-415
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• 2015

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기, MPPT 제어회로, DC-DC 부스트 변환기, 그리고 PMU(Power Management Unit)로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, MPPT 제어회로는 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 효율을 높이는 역할을 한다. DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 공급된 에너지를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 하며 PMU를 통해 부하로 에너지를 전달한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $950um{\times}920um$이다.

• 전자공학회지
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• 제37권8호
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• pp.86-94
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• 2010

본 논문에서는 전류 제어 방식을 갖는 DC-DC 변환기에 사용되는 기울기 보상회로에 있어서 가변적으로 동작하는 기울기 보상회로를 제안하였다. 시비율이 50% 이상으로 동작하는 DC-DC 변환기의 시스템의 안정도를 유지하기 위해서는, 램프 기울기 보상회로가 반드시 필요하다. 고정적인 기울기의 보상은 동작 범위를 제한하게 된다. 제안된 가변 기울기 보상회로는 넓은 범위의 입력 전압과 출력 전압에 적합하도록 설계 되었으며, LED 드라이버 응용분야에 적용하기 위한 DC-DC 변환기에 사용되었다. 동작을 검증하기 위하여, 0.35-um BDC 공정으로 회로를 제작하여 측정하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.31-40
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• 2009

본 논문은 SoC 전원 관리를 위한 고성능 DC-DC 부스트 변환기 설계에 관한 것이다. DC-DC 변환기에서 일반적으로 전하 축전용으로 사용되는 인덕터와 커패시터를 칩 안에 집적하기 위해 그 크기를 크게 감소시키고, 스위칭 주파수를 100MHz로 하였다. 고속 동작에서 전압 방식의 제어를 선택하여 신뢰성을 높였으며 적절한 주파수 보상으로 안정적인 동작 특성을 확보하였다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18${\mu}m$ CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 내부 필터 커패시터를 포함한 칩의 면적은 8.1$mm^2$ 이고, 제어기가 차지하는 면적은 1.15$mm^2$ 이다. 부하 전류 300mA 이상에 대하여 4V의 출력을 얻는 변환기의 최대 효율은 76% 이상, load regulation은 100mA의 변화에 대하여 0.012% (0.5mV) 의 특성을 갖는다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.284-293
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• 2013

본 논문에서는 열전에너지 하베스팅을 위한 저전압 DC-DC 부스트 변환기를 설계하였다. 설계된 변환기는 열전소자의 작은 출력전압으로부터 시동회로를 통해 일정 전압까지 승압된 VDD를 얻으며, 이는 내부 컨트롤 블록을 동작시키는데 사용된다. VDD가 원하는 전압 값에 도달하면 전압감지기가 이를 감지하고 시동회로에 공급되는 전류를 차단하여 전류소모를 최소화한다. 이후 비교기의 출력에 따라 VDD를 위한 DC-DC 변환기와 최종출력 VOUT을 위한 DC-DC 변환기를 번갈아가며 동작시켜서 최종적으로 승압된 VOUT을 얻는다. 모의실험 결과, 설계한 변환기는 200mV의 입력으로부터 2.65V의 VOUT을 출력하며, 최대 전력효율은 63%이다. $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계한 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $1.3mm{\times}0.7mm$이다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권3호
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• pp.14-18
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• 2010

본 논문은 휴대용 배터리 구동시스템을 위한 다양한 출력전압(5-7V,100mA)을 가지는 CMOS DC-DC 변환기를 제안한다. 제안하는 DC-DC 변환기는 Pulse-Frequency Modulation (PFM) 방식을 사용하였고, 기준전압회로, 피드백 저항, 컨트롤러, 내부 파형발생기를 사용하였다. 2개의 외부 수동 소자들 (L,C)을 가진 집적화된 DC-DC 변환기는 0.5um 2-poly 4-metal CMOS 공정에서 설계 되었고 PDA, 휴대폰, 노트북 등에 적용 가능하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.404-407
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• 2011

본 논문은 전류모드에서 동작하는 PWM/PFM DC-DC Boost 변환기의 설계를 하였다. 부하전류가 클 때는 PWM으로 동작하고, 부하 전류가 작을 때는 PFM으로 동작함으로써 높은 효율을 유지할 수 있게 설계하였다. DC-DC Boost 변환기는 $0.35{\mu}m$ 공정으로 설계되었으며, 500KHz의 주파수에 동작하고, 최대 효율은 92.1%이다. 그리고 부하 전류가 최대 600mA까지 구동 할 수 있다. 전체 칩의 크기는 패드를 포함하여 $1300{\mu}m{\times}1070{\mu}m$이다. 따라서 작은 칩 면적으로 넓은 부하전류를 구동할 수 있는 DC-DC Boost 변환기를 설계하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.203-210
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• 2012

기존의 DC-DC 부스트 변환기에 사용되는 non-overlapping gate driver는 dead-time이 고정되어 있기 때문에 body-diode conduction loss 또는 charge-sharing loss가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 loss에 의한 효율 감소를 줄이기 위해 본 논문에서는 dead-time 적응제어 기능을 갖는 PWM DC-DC 부스트 변환기를 설계하였다. 제안된 DC-DC 부스트 변환기는 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 설계되었고, 입력전압 2.5V를 받아서 3.3V의 출력전압으로 승압시킨다. 스위칭 주파수는 500kHz이며, 최대효율은 97.3%이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.247-250
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• 2012

본 논문에서는 열전에너지 하베스팅을 위한 DC-DC 부스트 변환기를 설계하였다. 설계한 변환기는 열전소자의 작은 출력 전압으로부터 start-up 블록을 통해 일정 전압까지 승압된 $V_{DD}$를 얻으며, 이는 내부 블록들을 동작시키는데 사용된다. $V_{DD}$가 원하는 전압 값에 도달하면 detector가 이를 감지하여 start-up 블록을 off 시킴으로써 전류소모를 최소화하였다. 비교기의 출력에 따라 $V_{DD}$를 위한 DC-DC 변환기와 최종출력 $V_{OUT}$을 위한 변환기를 번갈아가며 동작시켜서 최종적으로 승압된 출력을 얻는다. 모의실험 결과, 설계한 변환기는 열전소자로부터 200mV의 전압을 입력받아 2.8V의 전압을 출력한다. 0.35um CMOS공정을 사용하여 설계한 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $1.52mm{\times}0.95mm$이다.