KR100290574B1 - 셀프-발진 드라이버를 위한 소프트 스타트 회로 - Google Patents

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Abstract

밸러스트와 같은, 공진 로드를 구동하기 위한 절반의 브리지 드라이버가 로드의 공진 주파수와 맞는 발진 주파수 타이밍 회로의 첫번째와 두번째의 쌍을 갖는다. 일정한 전압강하 회로는 입력전압(VCC)의 선형 함수로써 핀에서의 바로 그 전압이 이러한 입력 핀에 연결된다. 따라서, VCC가 회로에서 스타트-업(start-up) 동안 증가할 때, 공진 주파수는 처음에는 높지만 VCC가 증가함에 따라 그것의 동작 값은 감소한다. 이것은 소프트 스타트 특징과 공진 로드의 일정시간이 지난 후의 예열 주기를 발생한다. 하나의 구현에서, 일정한 전압 강하 회로는 제너 다이오드이다; 다른 구현에서, 이것은 다이오드로 연결된 대치-병렬의 연속이다.

Description

셀프-발진 드라이버를 위한 소프트 스타트 회로
본 발명은 전력 모스게이트 디바이스 드라이버에 관한 것으로, 특히, 소프트 스타트 특징을 갖는 램프 밸러스트를 위한 셀프-발진 드라이버에 관한 것이다.
제1도의 회로는 IR215X 칩 타입의 칩(10)에 연결된 RT와 CT의 값으로부터 출력 사각파 주파수가 결정되는 기본적으로 알려진 셀프-발진 1/2 브리지이다. 플러스 전압 VT는 적하(dropping) 저항 RS를 통해 핀 VCC에 공급된다. 다이오드(12)로 되어있는 종래 기술의 부트 스트랩(boot strap) 회로는 공급된다. 상기 상태에 따라서, 고 스타팅 전류가 전력 MOSFET(10, 11)을 손상시키는 것이 가능하다.
캘리포니아, 엘 세군도의 국제 조정 협회(International Rectifier Corporation)에 의해 팔리는 IR215X와 그것과 같은 부류의 디바이스와 같은 셀프-발진 MOSFET 드라이버의 기본적인 제한 중의 하나는 RT와 CT입력이 고정된 값일 때, 그들 고유의 일정한 주파수 동작이다.
밸러스트 적용에서, 이러한 경우에, 고 전류는 발진을 시작하자마자, 그리고, 언더전압(undervoltage; UV) 록아웃(lockout) 전압이 한도를 넘은 후에 1/2 브리지(bridge)와 연결된 MOSFET를 요구한다.
안정된 상태 동작을 위한 적절한 실행을 공급하기 위해 MOSFET가 선택된 최적화된 밸러스트 디자인에서, 추가적인 스타팅 전류는 MOSFET를 오버스트레스(overstress)해서, 결과적으로 높은 실패율이 된다.
제1도는 형광 램프와 같은, 가스 방출 램프를 위한 종래 기술의 1/2 브리지 밸러스트 회로의 구성도.
제2도는 본 발명의 구성 회로도.
제3도는 본 발명의 두번째 구현의 구성 회로도.
본 발명의 첫번째 구현에서, 본 발명의 노벨 소프트 스타팅 밸러스트는 제2도에 도시된 바와 같은 타이밍 캐패시터(CT)를 충전과 방전하는 것과 같은, 다이오드 어레이(20)을 사용한다. 어레이(20)는 다섯개의 1N914 다이오드로 구성되고, 캐패시터(CT)의 값은 0.0022μ이다. 저항(RT)는 24.5 k의 저항값을 가진다. 개선된 회로에서, 발진이 시작되면(제1도에서와 같이), 곧바로, 최소한의 언더전압(VUV)은 한도를 넘는다. 그러나, 2 차 다이오드 어레이(20)는 캐패시터 충전 혹은 방전 전압의 일부분을 빼기 때문에, RT와 CT의 발진 주파수는 다이오드가 존재하지 않다면 더 높을 것이다.
VCC가 VUV에서 정상 동작 전압, 일반적으로 약 9 볼트에서 15 볼트으로 증가함에 따라, 다이오드 어레이(20)는 CT충전/방전 전압으로 부터 일정한 전압을 뺀다. CT스위칭 포인트는 증가하는 VCC의 1/3 과 2/3이다. 그래서, 활동적인 CT스위칭 전압 또한 맞추어서 증가한다. 다이오드 어레이 전압이 VCC에 관계없이 일정하다면, CT의 충전과 방전 전압은 VCC의 1/3 과 2/3 으로 한정되지 않는다. 그러나, 사실상, VCC충전과 같은, 이러한 전압은 다음의 식에 의해서 묘사된 것과 같이 VCC의 선형 함수이다.
fOSC∝ 1/VCC+ k
여기서, k는 언더전압 록아웃 전압(undervoltage lockout voltage; VUV)이다.
동작에서, 주파수는 발진의 시작에서 높고, VCC가 증가함에 따라, 감소한다. 이러한 과정이 발생하는 속도는 일정시간이 경과한 후에 예열하는 주기를 실행하곤 할 수 있다; 그 다음에 소프트 램프는 공진에 가깝게 시작한다; 마지막으로, 마지막 발진 주파수로써 제어된 전력 레벨은 도달된다. 전력 중단이 VCC의 감소를 야기할 때마다, 소프트 스타팅 과정은 반복된다.
제3도는 제2도의 다이오드(20)가 2 볼트 제너 다이오드(30)와 캐패시터(31)에 의해 바뀐점에서, 본 발명의 두번째 구현을 보여준다. 변하기 쉬운 플러스(+) 전압은 IR215X 칩의 VCC핀에 인가된다. 주파수(fOSC)는 소프트 스타트 밸러스트 구동 회로에 대한 이상적인 시나리오인 상기 VUV가 VCC에 비례하는 것을 보여준다.
본 발명이 특별한 구현의 관계에서 묘사될 지라도, 많은 다른 다양성과 변경과 다른 사용은 본 기술에 숙달된 사람들에 의해 발현될 것이다. 그러므로, 본 발명이 이점에 있어서 특정한 발견에 의해 한정되어지는 것이 아니라, 단지 첨부된 청구항에 의해 한정되어진다.
본 발명의 회로는 순간적인 입력 전력 중단 후에 조차도, 소프트 스타팅 램프에 의해 상기 문제는 제거된다. 더욱이, 고유적으로 나쁜 신뢰도를 갖는 PTC 써미스터-스타팅 회로(thermistor-starting circuit)에 대한 필요성을 제거한다.
노벨 회로(novel circuit)는 중요한 코스트-세이빙(cost-saving) 실행 상승과 셀프-발진 드라이버를 사용하는 모든 밸러스트에 대한 콤퍼넌트-카운트 오버(component-count over) 디자인 선택의 감소를 생성한다.

Claims (16)

  1. 소프트 스타트 특징을 공진 로드(resonant load)에 전하기 위한 공진 로드용 제어 회로로써; 상기 전력 MOSFET가 턴 온과 턴 오프 둘중에 하나 일 때의 주파수에 의해 결정되어진 주파수에서 상기 로드를 구동하기 위해 상기 공진 로드에 연결된 1/2 브리지로써 연결된 전력 MOSFET의 한쌍으로 구성된 상기 제어 회로와; 상기 전력 MOSFET의 한쌍에 연결된 전압 전원(VCC)과; 상기 전압 전원(VCC)과 게이트 턴-온 신호가 출력 터미널에서 나타나고, 상기 전력 MOSFET의 한쌍의 게이트 터미널에 연결되는 것에 의해 출력 터미널에 연결되는 회로 방법을 포함하는 상기 제어 회로와; 상기 입력 터미널의 입력에 의해 제어되는 상기 출력 터미널의 동작의 주파수와; 전압(VCC)이 그것의 동작하는 값 쪽으로 증가하는 상기 회로의 소프트 스타트를 야기하는 것에 의해, 상기 입력 터미널에 적용되는 전압으로 부터 일정한 전압을 빼기 위해 상기 입력 터미널에 연결된 일정한 전압 수단으로 구성된 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공진 로드가 램프 밸러스트인 제어 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일정한 전압 수단이 제너 다이오드로 구성된 제어 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 일정한 전압 수단은 서로 일치하는 대치-병렬에서의 다이오드의 적어도 두개의 연속으로 구성된 제어 회로.
  5. 제3항에 있어서, 상기 공진 로드는 램프 밸러스트인 제어 회로.
  6. 제4항에 있어서, 상기 공진 로드는 램프 밸러스트인 제어 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 입력 터미널에서의 전압이 VCC더하기 상수의 역에 비례하는 상기 공진 로드의 발진의 주파수를 발생하기 위해 변하는 제어 회로.
  8. 제2항에 있어서, 상기 입력 터미널에서의 전압이 VCC더하기 상수의 역에 비례하는 상기 공진 로드의 발진의 주파수를 발생하기 위해 변하는 제어 회로.
  9. 제5항에 있어서, 상기 입력 터미널에서의 전압이 VCC더하기 상수의 역에 비례하는 상기 공진 로드의 발진의 주파수를 발생하기 위해 변하는 제어 회로.
  10. 제6항에 있어서, 상기 입력 터미널에서의 전압이 VCC더하기 상수의 역에 비례하는 상기 공진 로드의 발진의 주파수를 발생하기 위해 변하는 제어 회로.
  11. 제1항에 있어서, 입력과 출력 터미널을 갖는 상기 회로 수단이 IR215X 집적회로 칩의 부류에 속하는 제어 회로.
  12. 제11항에 있어서, 상기 입력 터미널이 상기 칩의 RT와 CT터미널로 구성된 제어 회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 입력 터미널에서의 전압이 VCC더하기 상수의 역에 비례하는 상기 공진 로드의 발진의 주파수를 발생하기 위해 변하는 제어 회로.
  14. 제13항에 있어서, 상기 공진 로드가 램프 밸러스트인 제어 회로.
  15. 제14항에 있어서, 상기 공진 로드가 램프 밸러스트인 제어 회로.
  16. 제15항에 있어서, 상기 공진 로드가 램프 밸러스트인 제어 회로.
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