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기준전압을 생성하는 기준전압 생성부;입력전압을 펄스폭 변조신호의 시비율에 따라 스위칭하여 다른 크기의 전압으로 부하(Load)에 공급하는 스위칭부; 상기 기준전압 생성부에서 생성된 기준전압과 상기 부하의 출력전압을 입력받아, 상기 기준전압과 상기 출력전압의 차이값에 비례하는 시비율을 갖는 펄스폭 변조신호를 상기 스위칭부로 출력하는 스위칭 신호 생성부 및상기 기준전압 생성부에서 생성된 기준전압과 상기 부하의 출력전압을 입력받아, 상기 출력전압이 상기 기준전압보다 높으면 최소 시비율을 갖는 펄스폭 변조신호로 설정하고, 상기 출력전압이 상기 기준전압보다 낮으면 최대 시비율을 갖는 펄스폭 변조신호로 설정하며, 단위시간 동안 상기 출력전압과 상기 기준전압의 차이값 변화량이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 스위칭 신호 생성부의 출력을 제한하고, 상기 설정된 최소 시비율 또는 최대 시비율을 갖는 펄스폭 변조신호를 상기 스위칭부로 출력할 수 있도록 셋(Set)상태로 설정하는 최대 및 최소 시비율 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 최대 및 최소 시비율 검출부는,상기 단위시간 동안 상기 출력전압과 상기 기준전압의 차이값 변화량이 미리 정해진 값 이하이면, 상기 설정된 최소 시비율 또는 최대 시비율을 갖는 펄스폭 변조신호가 상기 스위칭부로 출력되는 것을 제한하고, 상기 스위칭 신호 생성부의 출력이 상기 스위칭부로 출력되는 리셋(Reset) 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 디지털 직류-직류 변환기는,상기 스위칭 신호 생성부 또는 상기 최대 및 최소 시비율 검출부가 펄스폭 변조신호를 상기 스위칭부로 전달할 때, 상기 스위칭부 구동에 필요한 버퍼를 제공하고, 상기 스위칭부의 오동작이 방지되도록 데드타임을 제공하는 데드타임 버퍼부(Dead Time Buffer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는 PMOS FET(P-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)과 NMOS FET(N-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 포함하되,상기 PMOS FET의 소스가 입력전압에 연결되고, 드레인이 부하에 연결되고, 게이트로 상기 펄스폭 변조신호를 입력받으며, 상기 NMOS FET의 드레인이 PMOS FET의 드레인 및 부하에 연결되고, 소스가 접지에 연결되고, 게이트로 상기 펄스폭 변조신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는 저역필터가 포함되어 스위칭된 입력전압을 직류전압으로 필터링하여 부하로 공급하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는,상기 기준전압 생성부에서 생성된 기준전압과 상기 부하의 출력전압을 입력받아, 상기 기준전압과 상기 출력전압의 차이값을 구하고, 상기 차이값을 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 상기 아날로그-디지털 변환부에서 변환된 디지털 코드를 필터링하는 PID 제어부 및 상기 PID 제어부에서 필터링된 디지털 코드에 따른 시비율로 펄스폭 변조신호를 생성하는 디지털 펄스폭 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 2 항에 있어서, 상기 최대 및 최소 시비율 검출부는 상기 기준전압 생성부에서 생성된 기준전압과 상기 부하의 출력전압을 입력받아 펄스신호로 변환하는 VTC블록(Voltage to Time Converter);상기 VTC블록에서 변환된 기준전압 펄스신호와 출력전압 펄스신호를 분석하여 상기 출력전압이 상기 기준전압보다 높으면 최소 시비율로 펄스폭 변조신호를 설정하고, 상기 출력전압이 상기 기준전압보다 낮으면 최대 시비율로 펄스폭 변조신호를 설정하는 부호비트 검출부(Sign Bit Detector);상기 부호비트 검출부를 통해 상기 출력전압 펄스신호와 상기 기준전압 펄스신호를 전달받아, 상기 출력전압 펄스신호를 디지털 코드로 변환하는 TDC블록(Time to Digital Coverter) 및 상기 TDC블록에서 변환된 디지털 코드가 오버 및 언더 슈트를 나타내는 설정값이면 상기 셋(Set) 상태로 설정하고, 상기 변환된 디지털 코드가 오버 및 언더 슈트를 나타내는 설정값이 아니면 상기 리셋(Reset) 상태로 설정하는 언더 및 오버 슈트 디텍트 컨트롤러(Under and Over Shoot detect Controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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제 6 항에 있어서, 상기 디지털 펄스폭 변조부는, 온도에 무관한 기준전압을 생성하는 밴드갭(Bandgap); 입력된 디지털 코드의 상위비트를 써마미터 코드(Thermometer Code)로 변환하는 바이너리-써마미터 컨버터(Binary to Thermometer Converter); 상기 바이너리-써마미터 컨버터에서 변환된 써마미터 코드에 비례하여 상기 밴드갭에서 출력되는 기준전압을 스위칭하는 스위치부;삼각파 클럭신호를 출력하는 클럭발생부; 비반전 단자로 입력된 상기 클럭발생부에서 출력된 삼각파 클럭신호와, 반전 단자로 입력된 상기 스위치부에서 스위칭된 기준전압을 비교하여 펄스신호를 출력하는 비교기; 상기 비교기에 출력된 펄스신호의 시비율을 보상하는 시비율 보상기 및상기 시비율 보상기에서 출력된 펄스신호를 상기 입력된 디지털 코드의 하위비트 코드만큼 지연시켜 RS 래치를 리셋시키고, 상기 클럭발생부의 클럭신호에 의해 상기 RS 래치가 셋 됨으로써, 시비율을 갖는 펄스폭 변조신호를 출력하는 디지털 펄스폭 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 직류-직류 변환기
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