기술개요
- 본 발명은 DC-DC 전압 변환기 또는 전압 스케일러에 관한 것.
- 스위치드 커패시터 어레이를 이용한 전압 스케일러 및 전압제어방법에 관한 것.
기술개발현황
- 높은 에너지 효율이 요구되는 경우에 인덕터 기반의 DC-DC전압 변환기나 전압 스케일러가 많이 사용됨.
- 소형 전압 변환기가 요구되는 경우에는 LDO 전압 변환기가 많이 사용됨.
- DC-DC 전압 변환기는 인덕터를 하나의 칩에 집적하기 어렵고 인덕터의 사이즈가 크기 때문에 소형 디바이스에 적용하기 곤란함.
- LDO 전압 변환기는 크기는 작지만 에너지 효율이 낮아 저전력 응용회로에 적용하기 어려움.
- 최근 스위치드 커패시터 DC-DC 전압 변환기가 상대적으로 작은 크기, 반도체 칩으로의 집적가능성, 다양한 출력전압 레벨 등의 장점으로 시스템 온 칩 컨버터에 많이 사용되는 추세임.
기술효과
- 본 발명은 전압 스케일러가 포함하는 복수의 커패시터 상호 간 직렬접속 및 병렬접속 등을 재구성함으로써 복수의 커패시터에 저장된 에너지를 재활용하여 에너지 효율이 높은 전압 스케일러 및 전압 제어방법을 제공함.
기술의 차별성 및 우수성
- 본 발명은 전압 스케일러는 복수의 스위치와 복수의 커패시터를 포함하는 스위치드 커패시터 어레이 및 복수의 스위치를 제어하는 제어부를 포함함.
- 제어부는 충전모드에서 전압 스케일러의 입출력 전압비에 따라 복수의 커패시터 간의 직렬접속 및 병렬접속을 구성함.
- 제어부는 에너지 재활용 모드에서 스위치드 커패시터 어레이의 출력전압이 소정값보다 작아지면, 복수의 스위치를 제어하여 복수의 커패시터 간의 직렬접속 및 병렬접속을 재구성하는 것이 특징임.
- 에너지를 재활용하여 에너지 효율이 높아지는 것이 가장 큰 특징임.
시장동향
- 2019년 전원관리 회로 시장은 전년 대비 15 % 증가한 85억 달러에 이를 것으로 전망하고 있음.
- 세계 DC-DC 컨버터 시장규모는 2019년 85억 달러에서 2025년 198억 달러로 연평균 15.1 % 성장할 것으로 전망됨.
