Internet of everything (IoE) products, such as smart watch, smart patch, and smart sensor, with ultra-limited battery time have been spread in today’s life. For powering these devices, it is very important to design a power IC with a high efficiency at an ultra-light load condition because the IoE devices are almost working in the idle mode. Therefore, in this paper, for high efficiency in wide load range, an accurate zero-current sensor and a switched-inductor-capacitor (SIC) converter are presented. The proposed zero current sensor can detect zero-inductor current accurately. Also, the proposed SIC converter achieves minimum power conversion efficiency of 85% in the output load range from 100μA to 300mA. The Proposed DC-DC converter was fabricated in a $0.18 \mu m$ CMOS process.
본 논문에서는 스위칭 컨버터의 효율 향상을 위한 기법을 소개한다.
Chapter 2에서는 DCM모드에서 효율을 높이기 위한 Accurate Zero Current Sensor를 제안하였다. Zero Current Sensor는 Switching node를 센싱하여야 하므로 정확한 비교가 힘들었다. 일반적으로 사용하는 Sensor를 사용할 시에는 많은 에러 요인에 의해 부정확한 센싱이 초래된다. 본 연구에서는 Digital Feedback을 통해 에러요인에 의한 부정확성을 제거하였다.
Chapter 3에서는 ultra-light load에서 효율을 향상시키기 위한 Embedded Switched Capacitor Converter 구조를 제시하였다. 작은 부하에서 inductor-based Converter가 낮은 효율을 갖는 단점을 극복하기 위해 Capacitor방식을 사용하였다. Digital Load Sensor를 이용해 Mode 변환을 가능케 함으로써 Robust control이 가능하다.
