Nowadays, many battery-operated portable devices are developed, PMIC technology which is supplying stable and efficient dc voltage to each blocks comes into the spotlight. Up to now, there are many efforts to make multiple output dc-dc converter. Among them, single-inductor multiple-output(SIMO) converter is more attractive than single-inductor single-output dc-dc converter because of reducing power devices such as inductor, capacitor, so it begins to make a mark from the late 1990’s.
In the LCD display system, the bipolar output voltages are needed to supply power to gate
driver IC. The SIBO structure can be utilize for this application to reduce total area of converter. In this paper, SIBO converter for LCD gate driving with high efficiency and stable operation over wide voltage range is presented. In the proposed SIBO converter has high voltage conversion ratio and wide input, output voltage range. For stable operation over wide voltage range, new control method is proposed. The on duty of power pmos switch is determined by negative voltage feedback using current mode control. Delay control which is main nmos fine control using positive output voltage feedback is added. Efficiency is also very important factor, so in this paper, using two capacitors for energy transfer media, high efficiency is achieved.
Such proposed structure and control method, this paper’s SIBO converter has high efficiency
with 89% and operates stably for all range of output voltages.
최근에, 배터리로 구동되는 휴대용 기기가 발달하면서 각 블락에 안정적이면서 효율적인 dc 전압을 제공하는 PMIC 기술이 각광받고 있다. 이제까지 다중출력 스위칭 컨버터를 개발하기 위해 많은 노력들이 있었다. 그 중에서도, 단일인덕터 다중출력 스위칭 컨버터는 단일인덕터 단일출력 스위칭 컨버터를 사용하는 것보다 인덕터, 캐패시터와 같은 파워소자를 줄일 수 있다는 장점 때문에 1990년대 후반부터 각광받기 시작했다.
LCD 디스플레이 시스템에서, 게이트 드라이버를 구동하기 위해서 양극 출력 전압이 필요로 한다. 단일인덕터 양극출력 스위칭 컨버터 구조는 전체 면적을 줄일 수 있기 때문에 게이트 드라이버 구동에 이용되기 적합하다. 그래서 본 논문에서는, 넓은 출력 전압 범위에서 안정적으로 동작하며 높은 효율을 가지는 단일인덕터 양극출력 스위칭 컨버터를 제안하였다. 제안된 구조는 높은 입출력 전압 변환비와, 넓은 입력, 출력 전압 범위를 만족시킬 수 있도록 설계되었다. 넓은 전압 범위에서 안정적으로 동작시키기 위해서 새로운 컨트롤 방법이 제안되었다. 음전압은 전류모드 PI 제어방법에 의해서 구현되고, 양전압은 주 nmos를 딜레이 조절이라는 것을 통해 미세 조정하여 레귤레이션 시켰다. 효율 또한 중요한 요소이기에, 본 논문에서는 두개의 캐패시터를 추가하여 높은 효율을 얻을 수 있는 방법을 제안하였다.
새로운 구조와 컨트롤 방법을 통해 본 논문에서는 89%의 높은 효율을 가지면서 모든 넓은 전압 범위에서 안정적으로 동작하는 단일인덕터 양극출력 스위칭 컨버터를 제안하였다.
