PFM/PWM 듀얼 모드 피드백 기반 LED BLU 구동용 LLC 공진 변환 제어 IC 설계

Abstract

본 논문은 Pulse Frequency Modulation(PFM)/Pulse Width Modulation(PWM) 듀얼 모드 피드백 기반 LED 백라이트 유닛 구동용 LLC 공진 변환 제어 IC 설계에 대한 내용을 제시한다. 공진형 변환기에서 하나의 변압기를 사용하면서, 두 가지 출력 전압을 생성할 수 있는 구조를 제안하였으며, Master 출력은 PFM 방식으로 Slave 출력은 PWM 방식으로 제어하도록 설계 하였다. 2차 측 Master 출력을 제어하기 위해서 파워 스위치 제어 신호의 주파수를 조절하는 PFM 피드백과 2차 측 Slave 출력을 제어하기 위해서 파워 스위치 제어 신호의 펄스 폭을 조절하는 PWM 피드백 회로를 설계하였다. 설계된 IC는 <TEX>$0.35{\mu}m$</TEX> 2 Poly 3 Metal BCD(Bipolar-CMOS-DMOS) 공정을 이용하여 레이아웃 되었으며, 면적은 <TEX>$2.3mm{\times}2.2mm$</TEX> 이다. 또한, 설계한 칩은 5 V 공급 전압으로부터 26 mA의 전류를 소모하였다. This paper presents a design of LLC resonant converter IC for LED backlight unit based on PFM/PWM dual-mode feedback. Dual output LLC resonant architecture with a single inductor is proposed, where the master output is controlled by the PFM and slave output is controlled by the PWM. To regulate the master output PFM is used as feedback to control the frequency of the power switch. On the other hand, PWM feedback is used to control the pulse width of the power switch and to regulate the slave output. This chip is fabricated in 0.35um 2P3M BC(Bipolar-CMOS-DMOS) Process and the die area is <TEX>$2.3mm{\times}2.2mm$</TEX>. Current consumptions is 26mA from 5V supply.