Design of DC-DC Converter for Light-Load with Variable Output Voltage Using SFM

본 논문에서는 SFM(Switching Frequency Modulation) 방식을 이용하여 경 부하에서 높은 효율을 가지는 출력전압 가변형 DC-DC 변환기를 설계한다. 본 DC-DC 변환기는 기존의 PFM 방식과 같이 스위칭 주파수를 가변하는 방식을 사용함으로써 경 부하에서 높은 효율을 가진다. 그러나 VCO(Voltage Controlled Oscillator)를 가진 램프 오실레이터를 이용하여 구현함으로써 회로를 간단하게 구현 가능하다. 본 DC-DC 변환기는 회로의 기준전압을 변경함으로써 출력 전압을 가변 할 수 있다. 제안한 회로에 대해 동부 0.35μm BCD 공정을 이용하여 설계하였고, Hspice를 이용하여 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션 결과, 본 DC-DC 변환기는 경 부하 전류 10mA ~ 50mA에서 입력 전압 2.9V ~ 4.2V에 대해 직류 출력 전압 -1.0V ~ -0.7V를 가지고, 최대 89.5%의 전력효율을 가졌고, 출력 전압 리플은 3mV로 작은 값을 가졌다.