Current mode controls for 10 MHz synchronous buck converter in low voltage SOC systems are challenging due to the difficulties in sensing inductor current and have a poor load regulation performance because of the low output impedance of transistors in deep sub-micron process. Adaptive current-sensing gain controller is proposed to improve the load regulation performance. Also, to sense inductor current accurately, cross-coupled current sensor with artificial ramp generator is proposed. Also, the proposed current mode DC-DC converter was implemented in a SAMSUNG 45nm CMOS process.
본 논문에서는 고주파의 스위칭 주파수를 가지는 PWM 직류-직류 변환기에서 전류 모드 제어를 가능하게 하는 전류 센서와 저전압에서도 안정된 전압을 출력하도록 하는 전류 센싱 이득 제어기를 설계하였다. 특히, 1.8 V의 낮은 입력 전압에서도 빠른 과도 응답 특성과 안정된 전압을 특성을 갖기 위하여 출력 전류 정보를 이용하여 전류 센서의 이득을 조정하는 제어기를 제안하였으며, 10 MHz의 고주파에서도 매 주기마다 인덕터에 흐르는 전류를 센싱할 수 있는 전류 센서도 함께 제안하였다. 제안한 전류 센싱 이득 제어기를 사용함으로써 출력 전류와 무관하게 일정한 변환기의 DC 루프 이득을 얻을 수 있었고, 이로써 변환기의 로드 레귤레이션 성능을 향상되었다. 또한, 제안하는 회로를 저전력으로 구동이 가능하게 하여 10 MHz의 높은 스위칭 주파수에서 동작하는 직류-직류 변환기가 고효율의 특성을 가지도록 하였다.
