| IP명 | 히스테리티 비교기와 LDO regulator를 활용한 모바일 AP용 DC-DC Converter | ||
|---|---|---|---|
| Category | Mixed | Application | Mobile AP |
| 실설계면적 | 2.5㎛ X 5㎛ | 공급 전압 | 5V |
| IP유형 | Hard IP | 동작속도 | 최대 2MHz |
| 검증단계 | Simulation | 참여공정 | DB180-1402 |
| IP개요 | 최근 전력관리반도체(PMIC) 시장의 수요가 급증하고, 관련 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 그 중에서도 스마트폰, 태블릿 등에 적용되는 모바일용 PMIC에 대한 관 심이 가장 크고, 이 때문에 모바일용 애플리케이션 프로세서(AP)에 공급되는 전력 량을 조절하는 아날로그 반도체 관련 분야에 대한 각 기업들의 투자 및 연구가 본 격화 되고 있다. 하나의 단일 칩에서 다양한 모듈을 구현하기 위해, 각각의 모듈에 필요로 하는 다양한 공급 전원을 생성하는데 있어서 무엇보다도 노이즈에 강하고, 큰 리플이 없는 안정적인 공급전원이 가장 중요하다. 기존의 회로 구조에서는 PWM(Pulse Width Modulation)과 PFM(Pulse Frequency Modulation)을 구동 전류량에 맞추어서 동시에 사용하는 방법 등을 활용하여 공급 전원을 생성하는 방식인데, 이 방식을 활용한 전원은 비교적 리플이 커 안정적인 전원 공급이 힘들고, PFM 방식을 사용하면서 이 때문에 주파수가 계속해서 가변함 으로 인해 회로의 EMI 특성이 나빠지는 등의 단점을 가지고 있다. 제안하는 회로에서는 비교적 높은 스위칭 주파수로 동작하도록 설계해서 외부 소 자들의 크기를 줄일 수 있기 때문에, 모바일용 PMIC에 보다 더 적합하게 설계방향 을 설정하였고, 주파수를 고정시키는 PWM 구조를 활용하여 스위칭 손실이 부하단의 상태에 무관하게 고정적으로 유지시키면서, EMI 특성을 좋게 가져갈 수 있게 설계 하였다. 또한 전압 구동 방식이 아닌 전류 구동 방식을 선택하여, 보상에 필요한 외부 소자를 최소화함으로써, 모바일 어플리케이션에 적합한 구조로 설계하였다. 전류를 센싱하는 과정에서 히스테리시스 비교기를 활용하여 리플을 다소 감소시킬 수는 있지만, 비교기 자체가 가지는 Trip voltage 이상으론 리플을 줄이지 못하는 한계를 개선하기 위해서, LDO(Low DropOut Regulator) 방식을 추가적으로 적용시켜 리플을 보다 더 최소화 하고, 노이즈에 강하다는 LDO의 특성이 모바일용 기기에 적 용되는 AP에 들어가는 PMIC칩에 보다 더 효과적으로 작용한다. 단일 출력단이 안정 적으로 동작한다면, 다양한 출력 전압 및 전류를 공급하는 다 출력단의 Converter 로의 추가 적용도 가능하다. |
||
|
- 레이아웃 사진 -
|
|||