KR0111806Y1 - 스위칭 소자 구동 회로 - Google Patents

스위칭 소자 구동 회로

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KR0111806Y1
KR0111806Y1 KR2019940034799U KR19940034799U KR0111806Y1 KR 0111806 Y1 KR0111806 Y1 KR 0111806Y1 KR 2019940034799 U KR2019940034799 U KR 2019940034799U KR 19940034799 U KR19940034799 U KR 19940034799U KR 0111806 Y1 KR0111806 Y1 KR 0111806Y1
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이덕호
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이형도
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    • H03K17/04106—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit in field-effect transistor switches
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    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

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Abstract

PWM IC와 메인 스위칭 소자사이에 입력 임피던스가 높은 FET를 사용하여 PWM IC의 발열을 없애고 신뢰성을 높이는 스위칭 소자 구동회로가 개시되는바, 이는 소정의 듀티비를 갖는 펄스를 출력하는 PWM IC와, 상기 PWM IC에 직렬로 다단 연결되어 상기 PWM IC의 제어에 의해 온/오프되는 입력 임퍼던스가 높은 제1스위칭부와, 상기 제1스위칭부와 교대로 온/오프되는 제2스위칭부와, 상기 PWM IC의 제어에 의해 상기 제1스위칭부가 온되고 제2스위칭부가 오프되면 구동되어 메인 스위칭 소자를 턴온시키고, 상기 제1스위칭부가 오프되고 제2스위칭부가 온되면 메인 스위칭 소자의 축적전하를 그라운드로 바이패스시켜 메인 스위칭 소자를 턴오프시키는 토템폴 버퍼로 구성되어, PWM IC의 소비 전력을 줄여 PWM IC의 발열을 방지함으로써 신뢰성을 높이고, 또한, 토템폴 버퍼를 PWM IC의 외부에 구성하여 메인 스위칭 소자를 빠르게 구동시킴으로써, 메인 스위칭 소자의 구동 효율을 개선하고 스위칭 속도를 높인다.

Description

스위칭 소자 구동 회로
제1도는 종래의 스위칭 소자 구동 회로도.
제2도는 종래의 또 다른 스위칭 소자 구동 회로도.
제3도는 이 고안에 따른 스위칭 소자 구동 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : PWM IC C1 : 콘덴서
R1∼R5 : 저항 D1 : 다이오드
FET∼FET3 : 전계 효과 트랜지스터
Q1∼Q3 : 바이폴라 트랜지스터 T1 : 트랜스
이 고안은 스위칭 소자를 구동시키는 구동 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation ; 이하, PWM이라 칭함) IC와 메인 스위칭 소자사이에 입력 임피던스가 높은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor ; 이하, FET라 칭함)를 사용함으로써, PWM IC가 적은 전류로 메인 스위칭 소자를 구동시켜 PWM IC의 발열을 없애 신뢰성을 높이는 스위칭 소자 구동 회로에 관한 것이다.
제1도는 종래의 스위칭 소자 구동 회로도로서, PWM IC(100)는 PWM IC(100) 내부의 토템폴 버퍼로 구성된 소자를 이용하여 메인 스위칭 소자인 FET1를 직접 구동시킨다.
이때, 상기된 제1도는 상기 FET1의 구동 전류를 PWM IC(100)로부터 직접 공급받으므로 PWM IC(100)가 손상되는 문제점이 있었다.
제2도는 종래의 또다른 스위칭 소자 구동 회로도로서, NPN 타입의 트랜지스터(Q1)와 PNP 타입의 트랜지스터(Q2)로 토템폴 버퍼를 구성한다.
즉, PWM IC(100)에서 하이 펄스가 저항(R1)을 통해 출력되면 상기 토템플 버퍼의 트랜지스터(Q1)가 턴온되면서 트랜지스터(Q2)는 턴오프되므로 메인 스위칭 소자인 FET1의 게이트단에 저항(R2)을 통해 하이 펄스가 인가되어 FET1이 턴온된다.
한편, 상기 PWM IC(100)에서 로우 펄스가 출력되면 상기 토템플 버퍼의 트랜지스터(Q1)는 턴오프되고 트랜지스터(Q2)는 턴온되므로 FET1의 게이트 전압이 트랜지스터(Q2)를 통해 빠르게 바이패스된다. 따라서, 상기 FET1의 게이트에는 로우 전압이 걸리므로 FET1는 즉시 턴오프되면서 로스를 줄여준다.
그러나, 상기된 제2도는 트랜지스터(Q1,Q2)의 베이스가 로우 임피던스이므로 PWM IC(100)로부터 많은 전류를 요구하게 되어 PWM IC(100)의 발열이 커짐으로써, 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.
이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 PWM IC와 메인 스위칭 소자사이에 하이 임피던스 FET와 토템플 버퍼를 구성시켜 메인 스위칭 소자를 구동시킴으로써, PWM IC의 소비 전력을 줄여 PWM IC의 발열을 방지하고 신뢰성을 높이는 스위칭 소자 구동회로를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안에 따른 스위칭 소자 구동회로의 특징은, 소정의 듀티비를 갖는 펄스를 출력하는 PWM 수단과; 상기 PWM 수단에 직렬로 다단 연결되어 상기 PWM 수단의 제어에 의해 온/오프되는 입력 임퍼던스가 높은 제1스위칭 수단과; 상기 제1스위칭 수단과 교대로 온/오프되는 제2스위칭 수단과; 상기 PWM 수단의 제어에 의해 상기 제1스위칭 수단이 온되고 제2스위칭 수단이 오프되면 메인 스위칭 소자를 턴온시키고, 상기 제1스위칭 수단이 오프되고 제2스위칭 수단이 온되면 메인 스위칭 소자의 축적 전하를 그라운드로 바이패스시켜 메인 스위칭 소자를 턴오프시키는 토템폴 버퍼로 구성되는 점에 있다.
이하, 이 고안에 따른 스위칭 소자 구동 회로의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 이 고안에 따른 스위칭 소자 구동 회로도이다.
제3도를 보면, 소정의 듀티비를 갖는 펄스를 출력하는 PWM IC(100)에는 병렬 연결된 스피드 업 콘덴서(C1)와 저항(R1)을 통해 NPN타입의 제1FET(FET1)가 연결되고, 동시에 명령 연결된 역전류 방지용 다이오드(D1)와 저항(R2)을 통해 PNP 타입의 트랜지스터(Q1)가 병렬로 연결된다.
그리고, 상기 제1FET(FET1)의 드레인단에는 바이어스용 저항(R3, R4)이 연결되고, 상기 바이어스 저항(R3, R4) 사이에 PNP 타입의 제2FET(FET2)가 연결된다.
또한, 상기 제2FET(FET2)의 소오스단과 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단은 결합되어 있으며, 상기 제2FET(FET2)의 소오스단과 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단 사이에는 토템폴 버퍼가 연결된다.
이때, 상기 토템폴 버퍼는 NPN 타입의 트랜지스터(Q2)와 PNP 타입의 트랜지스터(Q3)로 구성된다.
그리고, 상기 토템폴 버퍼의 출력단에는 메인 스위칭 소자인 제3FET(FET3)가 저항(R5)을 통해 연결되고, 상기 제3FET(FET3)의 드레인단에는 상기 제3FET(FET3)의 스위칭에 의해 구동되어 1차측 전압을 2차측에 유기시키는 트랜스(T1)가 연결된다.
이와 같이 구성된 이 고안은 PWM IC(100)로부터 하이 펄스가 스피드 업 콘덴서(C1) 및 저항(R1)을 통해 발생되면, 이 하이 펄스는 입력 임피던스가 매우 큰 제1FET(FET1)를 턴온시키고, 상기 제1FET(FET1)가 턴온하게 되면 PNP 타입의 제2FET(FET2)의 게이트 전위가 제2FET(FET2)의 소오스 전위보다 턴온 임계(Threthold)이하로 내려가게 되어 제2FET(FET2)가 턴온하게 된다.
이때, 트랜지스터(Q1)는 턴오프 상태에 있게 되므로 상기 제2FET(FET2)가 턴온하면 토템폴 버퍼의 트랜지스터(Q2)가 턴온하여 메인 스위칭 소자인 제3FET(FET3)을 턴온시킨다.
따라서, 트랜스(T1)의 코일에 전류가 흘러 트랜스(T1)의 1차측 전압이 자속을 통하여 2차측에 유기된다.
이때, 상기 PWM IC(100)는 임퍼던스가 매우 높은 제1FET(FET1)를 구동하게 도므로 소모 전류가 적어져 PWM IC(100)의 발열을 효과적으로 막을 수 있으며, 또한, 메인 스위칭 소자인 제3FET(FET3)는 토템폴 버퍼의 트랜지스터(Q2)가 강력하게 구동시키므로 제3FET(FET3)의 구동 효율 및 스위칭 속도를 높일 수 있다.
한편, 상기 PWM IC(100)로부터 로우 펄스가 인가되면 제1, 제2FET(FET2)는 턴오프되고, 트랜지스터(Q1)는 턴온된다.
따라서, 토템폴 버퍼의 트랜지스터(Q2, Q3)의 베이스 전하가 트랜지스터(Q1)를 통해 바이패스되므로 트랜지스터(Q2)는 턴오프되고, 트랜지스터(Q3)는 턴온된다.
이때, 상기 토템플 버퍼의 트랜지스터(Q3)가 턴온되면 제3FET(FET3)의 게이트에 축적(Stroage)된 전하가 빠르게 트랜지스터(Q3)를 통해 바이패스 된다.
따라서, 제3FET(FET3)는 빠르게 턴오프되어 스위칭 로스를 줄일 수 있다.
즉, 트랜지스터(Q1)도 토템폴 버퍼의 트랜지스터(Q3)의 축적 전하를 빠르게 해줌으로 인해 제3FET(FET3)의 구동을 효과적으로 진행할 수 있다.
이상에서와 같이 이 고안에 따른 스위칭 소자 구동 회로에 의하면, PWM IC와 메인 스위칭 소자 사이에 하이 임피던스 FET와 토템폴 버퍼를 구성시켜 메인 스위칭 소자를 구동시킴으로써, PWM IC의 소비 전력을 줄여 PWM IC의 발열을 방지하고 신뢰성을 높이며, 또한, 토멘폴 버퍼를 PWM IC의 외부에 구성하여 메인 스위칭 소자를 빠르게 구동시킴으로써, 메인 스위칭 소자의 구동 효율을 개선하고 스위칭 속도를 높이는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 소정의 듀티비를 갖는 펄스를 출력하는 펄스폭 변조 수단과; 상기 펄스폭 변조 수단에 직렬로 다단 연결되어 상기 펄스폭 변조 수단의 제어에 의해 온/오프되는 입력 임퍼던스가 높은 제1스위칭수단과; 상기 제1스위칭 수단과 교대로 온/오프되는 제2스위칭 수단과; 상기 펄스폭 변조 수단의 제어에 의해 상기 제1스위칭 수단이 온되고 제2스위칭 수단이 오프되면 메인 스위칭 소자를 턴온시키고, 상기 제1스위칭 수단이 오프되고 제2스위칭 수단이 온되면 메인 스위칭 수단의 축적 전하를 그라운드로 바이패스시켜 메인 스위칭 소자를 턴오프시키는 토템폴 버퍼로 구성되는 스위칭 소자 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 제1스위칭 수단은, 전계 효과 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 스위칭 소자 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2스위칭 수단은, 바이폴라 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 스위칭 소자 구동회로.
KR2019940034799U 1994-12-21 1994-12-21 스위칭 소자 구동 회로 KR0111806Y1 (ko)

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