KR0159719B1

KR0159719B1 - 로직회로 보호장치

Info

Publication number: KR0159719B1
Application number: KR1019960003307A
Authority: KR
Inventors: 김호진
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-02-12
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR970063858A

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 로직회로를 구비하는 장치에 관한 것으로, 특히 로직회로를 과전압으로부터 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.

[발명이 해결하고자하는 기술적 과제]

로직전압을 공급하는 정전압 공급수단이 파손되는 경우 과전압 유입을 차단하여 로직회로를 보호할 수 있는 로직회로 보호장치를 제공함에 있다.

[발명의 해결방법의 요지]

교류상용전압을 정류하여 직류전압으로 출력하는 전원공급수단과, 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 직류전압을 상기 장치의 구동을 위한 규정레벨의 구동전압으로 전환하여 출력하는 제1정전압 전원공급수단과, 상기 제1정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 규정레벨의 구동전원을 로직전압으로 전환하여 상기 로직회로로 출력하는 제2정전압 전원공급수단과, 상기 제2정전압 전원공급수단으로부터 규정레벨 이상의 과전압이 출력되는 경우 이를 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 규정레벨의 직류전압과 비교함으로서 일정 논리레벨의 과전압검출신호를 발생하여 출력하는 과전압 검출수단과, 상기 과전압 검출수단과 제1정전압 전원공급수단사이에 접속되어 상기 과전압 검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호의 논리레벨에 따라 스위칭 온/오프 동작함으로서 상기 제1정전압전원공급수단으로부터 출력되는 구동전압을 규정레벨이하의 직류전압으로 강하시키는 전원제어수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

[발명의 중요한 용도]

로직회로를 구비하는 장치에 있어서 과전압으로부터 로직회로 보호에 이용될 수 있다.

Description

로직회로 보호장치

제1도는 로직회로를 구비하는 장치에 있어서 상기 로직회로에 정전압을 공급하기 위한 전원장치의 일예를 보인 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 로직회로 보호장치의 블록구성도.

제3도는 제2도의 상세회로도.

본 발명은 로직(logic)회로를 구비하는 장치의 전원제어에 관한 것으로, 특히 로직회로를 과전압으로부터 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 규정레벨의 직류전압으로 구동되는 로직회로를 구비하는 장치들은 로직회로를 과전압으로부터 보호하기 위한 수단으로서 전원부에 직류 안정화 전원장치를 구비하고 있다. 상기 직류 안정화 전원장치는 외부로부터 인가되는 교류상용전압을 정류하는 정류회로와, 정류회로의 출력단에 접속되어 로직회로에 안정된 정전압을 공급하기 위한 레귤레이터(regulator)로 통상 구성된다. 이하 정전압 공급수단으로서 레귤레이터를 사용한 제1도를 참조하여 종래 로직회로에 정전압을 공급하는 전원장치의 문제점을 살펴보기로 한다.

제1도는 로직전압으로 구동되는 마이컴(106)에 정전압을 공급하기 위한 종래의 전원장치의 일예를 보인 블록구성도를 나타낸 것이다. 제1도에서 상기 전원장치는 외부로부터 인가되는 교류상용전압 ACin을 정류하여 직류전압을 출력하는 전원공급부(100)와, 전원공급부(100)로부터 출력되는 직류전압을 시스템(하기 설명에서 시스템이라함은 로직회로를 구비하는 장치를 의미하는 것으로 가정한다)구동에 필요한 규정레벨의 시스템 구동전압(Vs)으로 변환하여 출력하는 제1레귤레이터(102)와, 상기 제1레귤레이터(102)로부터 출력되는 시스템 구동전압(Vs)을 로직전압으로 변환하여 마이컴(106)으로 출력하는 제2레귤레이터(104)와, 로직전압에 의해 구동되는 마이컴(106)으로 구성된다. 통상적으로 상기 시스템 구동전압(Vs)은 5[V] 로직전압에 비해 통상적으로 고전압(27[V])을 나타낸다. 제1도의 제2레귤레이터(104)는 마이컴(104)에 로직전압 이상의 고전압이 인가되는 것을 방지하기 위해 통상 항복전압이 5[V]인 제너다이오드를 구비한다. 그러나 제2레귤레이터(104)를 구성하는 부품들의 파손이나 결함으로 인해 제1레귤레이터(102)로부터 출력되는 시스템 구동전압(Vs)이 제2레귤레이터(104)의 제너다이오드에 직접 인가된다면, 제너다이오드는 내압을 견디지 못하고 파손된다. 이때 제2레귤레이터(104)의 입력단과 출력단이 단락된다면 제1레귤레이터(102)로부터 출력되는 시스템 구동전압(Vs)이 마이컴(106)에 직접 인가됨으로써 마이컴(106)이 파손되는 결과를 초래한다. 즉 로직회로를 구비하는 종래 전원장치에 있어서 상기 로직회로에 정전압(즉 로직전압)을 공급하는 레귤레이터가 단락되는 경우 상기 로직회로를 보호할 수 없는 문제점가 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 로직전압을 공급하는 정전압 공급수단이 파손되는 경우 과전압 유입을 차단하여 로직회로를 보호할 수 있는 로직회로 보호장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로직회로를 구비하는 장치에 있어서, 교류상용전압을 정류하여 직류전압으로 출력하는 전원공급수단과, 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 직류전압을 상기장치의 구동을 위한 규정레벨의 구동전압으로 전환하여 출력하는 제1정전압 전원공급수단과, 상기 제1정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 규정레벨의 구동전원을 로직전압으로 전환하여 상기 로직회로로 출력하는 제2정전압 전원공급수단과, 상기 제2정전압 전원공급수단으로부터 규정레벨 이상의 과전압이 출력되는 경우 이를 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 규정레벨의 직류전압과 비교함으로서 일정 논리레벨의 과전압검출신호를 발생하여 출력하는 과전압 검출수단과, 상기 과전압 검출수단과 제1정전압 전원공급수단사이에 접속되어 상기 과전압 검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호의 논리레벨에 따라 스위칭 온/오프 동작함으로서 상기 제1정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 구동전압을 규정레벨이하의 직류전압으로 강하시키는 전원제어수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 하기 설명에서 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서 구체적인 회로구성 및 부품들과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 로직회로 보호장치의 블록 구성도를 도시한 것이다. 제2도를 참조하면, 전원공급부(200)는 교류상용전압 ACin을 직류전압으로 정류하여 출력한다. 제1레귤레이터(202)는 전원공급부(200)로부터 출력되는 직류전압을 시스템구동을 위해 필요한 규정레벨의 시스템 구동전압(Vs)으로 변환하여 출력하며, 제2레귤레이터(204)는 제1레귤레이터(202)로부터 출력되는 시스템 구동전압(Vs)을 규정레벨의 로직전압으로 변환하여 출력한다. 한편 마이컴(206)은 상기 제2레귤레이터(204)로부터 출력되는 로직전압에 의해 구동하며 상기 시스템의 전반적인 동작을 제어한다. 과전압 검출부(208)는 상기 전원공급부(200) 및 제2레귤레이터(204)로부터 각각 입력되는 전압을 비교하여 과전압 검출시 그에 따른 일정 논리상태의 과전압검출신호를 전원제어부(210)로 출력한다. 전원제어부(210)는 과전압 검출부(208)로부터 입력되는 과전압검출신호의 논리상태에 따라 제1레귤레이터(202)로부터 출력되는 구동전압(Vs)을 설정 레벨 이하로 강하시킴으로서 상기 제1레귤레이터(202)로부터 출력되는 구동전압(Vs)을 제어한다. 상기 설정 레벨은 후술하는 바와 같이 마이컴(206)을 포함한 로직회로들의 동작을 정지시킬만큼 낮은 전압 레벨을 말한다.

제3도는 본 발명에 따른 제2도의 상세회로도를 도시한 것으로서 이하 제3도를 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명에서 전원공급부(200)는 교류상용전압 ACin을 입력하여 이를 정류 및 평활시켜 28[V]의 전압을 출력하며, 제1레귤레이터(202)는 상기 전원공급부(200)의 출력전압을 27[V] 시스템구동전압(Vs)으로 강하시켜 출력하고, 제2레귤레이터(204)는 정상 상태하에서 상기 제1레귤레이터(202)의 시스템구동전압(Vs)을 5[V] 로직전압으로 출력하는 것으로 가정한다.

우선 제1레귤레이터(202)는 전원공급부(200)의 출력단자에 접속된 저항(R1)과, 상기 저항(R1)과 접지사이에 직렬접속된 제너다이오드(ZD1) 및 다이오드(D1)와, 상기 저항(R1)과 제너다이오드(ZD1)의 접속점(Vp)에 베이스가 접속된 트랜지스터(Q1)와, 전원공급부(200)의 출력단자와 제2레귤레이터(204)의 입력단자에 콜렉터와 에미터가 각각 접속된 트랜지스터(Q2)로 구성된다. 또한 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터와 콜렉터는 트랜지스터(Q2)의 베이스와 전원공급부(200)의 출력단자에 각각 접속되고 상기 접속점(Vp)은 전원제어부(210)의 저항(R6)과 연결되어 진다. 한편 본 발명의 실시예에서는 상기 제너다이오드(ZD1)의 항복전압이 27[V]인 것으로 가정하는 한편, 트랜지스터 Q2의 에미터와 마이컴(206)사이에 접속되어 있는 제2레귤레이터(204)는 마이컴(206)에 로직전압 이상의 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위해 항복전압이 5[V]인 제너다이오드 및 소정 소자들로 구성되는 것으로 가정한다. 이러한 경우 상기 제2레귤레이터(204)는 정상상태하에서 소정의 로직전압을 마이컴(206)으로 출력하지만 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 제3도에서는 구성 소자들의 파손 및 결함으로 인해 단락된 상태를 도시하였다.

과전압 검출부(208)는 전원공급부(200)의 출력단자와 접지 사이에 직렬접속된 저항(R3, R4)과, 제2레귤레이터(204)의 출력단자와 접지사이에 직렬접속된 저항(R2, R5)과, 비반전입력단자(+)와 반전입력단자가 상기 저항(R3와 R4, R2와 R5)의 접속점 Vr 및 Vc와 각각 연결되어 입력전압에 따른 일정 논리상태의 과전압검출신호를 전원제어부(210)의 저항(R7)으로 출력하는 비교기(OP)로 구성된다. 상기 비교기(OP)의 비반전입력단자(+) 및 반전입력단자(-)로 입력되는 전압은 저항(R3와 R4, R2와 R5)에 의해 결정된다. 하기 설명에서는 상기 비교기(OP)가 정상상태하에서 하이상태의 논리레벨값을 출력하는 반면 비정상상태(제2레귤레이터가 단락된 상태)하에서 로우상태의 논리레벨값을 출력하도록 상기 저항(R3와 R4, R2와 R5)값을 설정한다. 예를들면 비교기(OP)의 반전입력단자(-)에 13.5[V]의 전압(Vc)이 인가되도록 저항(R2, R5)값을 동일하게 설정하고, 비교기(OP)의 비반전 입력단자(+)에는 기준전압(Vr)으로서 3[V]가 인가되도록 저항(R3, R4)값을 설정하여 준다.

전원제어부(210)는 과전압 검출부(208)의 비교기(OP) 출력단자와 접속된 저항(R7)과, 상기 저항(R7)과 베어스가 접속되는 한편 콜렉터가 접지되어 상기 비교기(OP)로부터 입력되는 과전압검출신호의 논리상태에 따라 턴-온/오프 동작하는 트랜지스터 Q3와, 상기 트랜지스터 Q3의 에미터와 제1레귤레이터(202)의 접속점(Vp)사이에 접속되는 저항(R6)으로 구성된다. 이하 상술한 구성을 갖는 로직회로 보호장치의 동작예를 제3도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

우선 정상상태하에서 상기 로직회로 보호장치의 동작을 살펴보면, 전원공급부(200)는 교류상용전압 ACin을 입력하여 이를 정류 및 평활시켜 28[V]의 전압으로 출력하고, 그에 따라 제1레귤레이터(20)는 상기 전원공급부(200)의 출력전압을 27[V] 시스템구동전압(Vs)으로 강하시켜 출력한다. 이때 제2레귤레이터(204)는 상기 제1레귤레이터(202)의 시스템구동전압(Vs)을 5[V] 로직전압으로 출력함으로서 마이컴(206)은 정상 동작하게 된다. 정상 동작하에서 비교기(OP)로부터 출력되는 과전압검출신호의 논리레벨은 하이상태로서 전원제어부(210)의 트랜지스터 Q3는 턴-오프상태를 유지하게 된다. 만약 제2레귤레이터(204)가 구성 소자들의 파손이나 결함으로 인해 제3도에 도시된 바와 같이 단락된다면 제1레귤레이터(202)의 출력전압 27[V]가 마이컴(206)과 비교부(208)에 동시에 인가된다. 이때 비교기(OP)의 비반전입력단자(+) 및 반전입력단자(-)에는 저항(R2와 R5, R3와 R4)에 의해 분압된 전압(Vc, Vr)이 각각 인가된다. 그 결과 비교기(OP)로부터 하이상태로 출력중인 과전압검출신호는 로우상태로 반전되어 출력된다. 이에 따라 전원제어부(210)의 트랜지스터 Q3는 로우상태의 과전압검출신호에 의해 턴-온됨으로서 전원공급부(200)로부터 출력되는 28[V]전압은 저항 R1 및 R6에 의해 분압된다. 이때 상기 저항 R1과 R6의 접속점(Vp)의 전위가 2[V]미만이 되도록 상기 저항(R1, R6)값을 설정하여 준다면 제1레귤레이터(202)로부터 출력되는 전압은 27[V]에서 약 1.5[V]정도록 강하되어 출력된다. 그 결과 비정상상태하에서 제1레귤레이터(202)로부터 출력 중인 27[V] 전압은 1.5[V] 전압으로 강하되어 마이컴(206)에 인가됨으로서 과전압으로부터 상기 마이컴(206)을 보호할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 로직회로에 정전압의 로직전원을 공급하는 레귤레이터의 장애로 인하여 규졍레벨 이상의 과전압이 로직회로에 인가될 경우 이를 검출하여 레귤레이터의 출력전압을 설정 레벨 이하로 강하시킴으로써 로직회로를 보호할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

로직회로를 구비하는 장치의 로직회로 보호장치에 있어서, 교류상용전압을 정류하여 직류전압으로 출력하는 전원공급수단과, 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 직류전압을 상기 장치의 구동을 위한 규정레벨의 구동전압으로 전환하여 출력하는 제1정전압 전원공급수단과, 상기 제1정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 규정레벨의 구동전원을 로직전압으로 전환하여 상기 로직회로로 출력하는 제2정전압 전원공급수단과, 상기 제2정전압 전원공급수단으로부터 규정레벨 이상의 과전압이 출력되는 경우 이를 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 규정레벨의 직류전압과 비교함으로서 일정 논리레벨의 과전압검출신호를 발생하여 출력하는 과전압 검출수단과, 상기 과전압 검출수단과 제1정전압 전원공급수단사이에 접속되어 상기 과전압 검출수단으로부터 출력되는 과전압검출신호의 논리레벨에 따라 스위칭 온/오프 동작함으로서 상기 제1정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 구동전압을 규정레벨이하의 직류전압으로 강하시키는 전원제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 로직회로 보호장치.
제1항에 있어서, 상기 과전압 검출수단은; 상기 제2정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 로직전압을 분압하기 위해 상기 제2정전압 전원공급수단의 출력단과 접지사이에 직렬접속된 제1 및 제2저항과, 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 직류전압을 분압하기 위해 상기 전원공급수단의 출력단과 접지사이에 직렬접속된 제3 및 제4저항과, 상기 제1 및 제2저항의 접속점에 비빈전입력단자가 연결되고 상기 제3 및 제4저하의 접속점에 반전입력단자가 연결됨으로서 입력전압 비교에 따른 일정 논리레벨의 과전압검출신호를 발생하여 상기 제어수단으로 출력하는 비교기로 구성됨을 특징으로 하는 로직회로 보호장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 내지 제4저항은 상기 제2정전압 전원공급수단으로부터 출력되는 로직전압이 규정레벨 이상의 과전압으로 출력되는 경우 이에 응답하여 상기 비교기가 일정 논리레벨의 과전압검출신호를 발생하도록 설정됨을 특징으로 하는 로직회로 보호장치.
제3항에 있어서, 상기 전원제어수단은; 상기 비교기의 출력단과 접속된 제5저항과; 상기 제5저항과 접지에 각각 베어스와 콜렉터가 접속되어 상기 과전압검출신호의 논리레벨에 따라 턴-온 및 턴-오프동작하는 트랜지스터와, 상기 제1정전압 전원공급수단의 출력전압을 안정화시키기 위한 역방향 제너다이오드의 캐소드와 상기 트랜지스터의 에미터사이에 접속된 제6저항으로 구성됨을 특징으로 하는 로직회로 보호장치.
제4항에 있어서, 상기 제6저항 양단에 인가되는 전압은 로직전압 미만의 전압이 인가되도록 상기 제6저항을 설정함을 특징으로 하는 로직회로 보호장치.