KR100413590B1 - 소스전압 극성절환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전소자에 인가되는 소스 전압의 극성을 절환하기 위한 장치에 관한 것으로, 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 부하측으로 공급되는 소스전압을 차단하기 위한 제1스위칭부와; 소스전압 인가 제어신호 입력에 따라 상기 제1스위칭부를 온/오프 제어하기 위한 스위칭 제어부와; 상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하측으로의 소스전압 인가를 차단하기 위한 제2스위칭부와; 상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하측으로의 소스전압 인가를 차단하기 위한 제3스위칭부와; 상기 제2, 제3스위칭부 출력단 각각과 부하 양단 각각의 사이에 접속되어 역방향 서지전압 유입을 차단하기 위한 역방향 서지 방지부와; 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하의 일단을 접지시키기 위한 제4스위칭부와; 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하의 나머지 일단을 접지시키기 위한 제5스위칭부와; 소스전압 극성절환신호 입력에 따라 상기 제2 내지 제5스위칭부중 한 쌍의 스위칭부를 온시키고 나머지 한 쌍의 스위칭부는 상대적으로 오프시켜 부하에 정전압 혹은 역방향 전압을 인가하기 위한 소스전압 극성절환부;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

소스전압 극성절환장치{APPARATUS FOR SWITCHING POLARITY OF SOURCE VOLTAGE}

본 발명은 온도 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 열전소자에 인가되는 소스 전압의 극성을 절환하기 위한 장치에 관한 것이다.

작업 챔버내의 온도를 일정하게 유지하기 위한 장치로서 열전소자를 이용한 온도 제어 시스템이 사용되고 있다. 이러한 온도 제어 시스템에서 사용되고 있는 열전소자는 인가되는 소스전압의 극성 변화에 따라 온도조절판을 냉각하거나 가열하는 특성을 가지고 있다.

도 1은 열전소자에 인가되는 소스(source)전압의 극성을 절환하여 제어하고자 하는 피대상물 주변의 온도를 제어하는 극성절환장치의 일예를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 소스전압(DC 소스 전압) 극성절환장치는 온도 제어 시스템(도시하지 않았음)으로부터 인가되는 소스전압 인가제어신호의 진폭레벨을 기준전압과 비교하여 소스전압의 공급경로를 차단 제어하는 소스 전압 인가 제어부(10)를 포함한다. 그리고 상기 온도 제어 시스템로부터 인가되는 소스전압 극성절환신호에 따라 열전소자(60)로 인가되는 DC 소스전압의 공급경로를 가변시켜 극성을 절환시키는 소스 전압 극성절환부(40)를 포함한다.

즉, 도 1에 도시한 소스 전압 극성절환장치는 열전소자(30)를 가열 혹은 냉각시키기 위해 온도 제어 시스템으로부터 출력되는 소스 전압 극성절환신호에 따라 릴레이(20)를 온/오프 동작시킴으로서, 소스 전압 인가 제어부(10)에 의해 턴온 동작하는 트랜지스터 TR1을 통해 공급되는 소스 전압을 열전 소자(30)에 정(+)전압 혹은 역(-)전압의 형태로 인가하여 열전 소자(30)를 가열 혹은 냉각시키게 된다.

이러한 소스전압 극성절환장치는 열전 소자(30)에 인가되는 소스 전압의 극성을 절환시키기 위해 릴레이(20)를 사용하기 때문에 다음과 같은 문제가 발생하게 된다.

우선 릴레이의 응답속도가 길기(20ms 내지 50ms) 때문에 온도조절 편차가 심하며, 이러한 온도조절편차의 심화현상은 곧 온도제어시간이 길어질 수 밖에 없는 단점을 가지게 된다. 또한 스위치 절환시 접촉 단자의 채터링(chattering) 현상이 발생할 수 있기 때문에 안정된 온도제어를 수행할 수 없으며, 릴레이(20) 소자의라이프 사이클(life cycle)(1000회 ∼ 2000회)에 의존적이기 때문에 극성절환장치의 수명이 짧다는 단점이 있다. 아울러 극성절환장치가 온도 제어 시스템의 온도제어요구에 반응하는 속도가 길기 때문에 미세한 정도의 온도 편차를 줄이는데 필수적이라 할 수 있는 예측제어가 불가능하다는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 극성절환장치의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 제어하고자 하는 피대상물 혹은 피대상 공간의 온도를 보다 빠르게 가열 혹은 냉각시킬 수 있는 소스전압 극성절환장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 소스 전압의 극성절환을 위해 사용되는 스위치 소자의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 수 KW까지의 소스 전력을 요구하는 온도 제어 시스템에 적용할 수 있는 극성절환장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 온도 제어 시스템의 온도제어 요구에 응답하여 신속히 반응함으로서, 고정밀 온도 제어 시스템에 적용됨은 물론 미세한 온도 조절이 가능한 극성절환장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 열전소자에 인가되는 소스(source)전압의 극성을 절환하기 위한 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소스전압 극성절환장치의 블록구성도.

도 3은 도 2중 소스전압 극성절환부(100)를 제외한 극성절환장치의 상세회로도.

도 4는 도 2중 소스전압 극성절환부(100)의 상세 회로도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 소스전압 극성절환장치는,

전계 효과 트랜지스터를 사용하여 부하측으로 공급되는 소스(source)전압을 차단하기 위한 제1스위칭부와;

소스전압 인가 제어신호 입력에 따라 상기 제1스위칭부를 온/오프 제어하기위한 스위칭 제어부와;

상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하측으로의 소스전압 인가를 차단하기 위한 제2스위칭부와;

상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하측으로의 소스전압 인가를 차단하기 위한 제3스위칭부와;

상기 제2스위칭부와 제3스위칭부 출력단 각각과 부하 양단 각각의 사이에 접속되어 역방향 서지전압 유입을 차단하기 위한 역방향 서지 방지부와;

전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하의 일단을 접지시키기 위한 제4스위칭부와;

전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하의 나머지 일단을 접지시키기 위한 제5스위칭부와;

소스전압 극성절환신호 입력에 따라 상기 제2 내지 제5스위칭부중 한 쌍의 스위칭부를 온시키고 나머지 한 쌍의 스위칭부는 상대적으로 오프시켜 상기 부하에 정전압 혹은 역방향 전압을 인가하기 위한 소스전압 극성절환부;를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제1 내지 제3스위칭부들 각각은 전계 효과 트랜지스터로서 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터를 포함하며, 그 트랜지스터의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 제거하기 위해 소스와 게이트단에 저항과 커패시터가 병렬접속된 오동작 방지회로를 포함함을 특징으로 하며,

상기 스위칭 제어부는 상기 소스전압 인가 제어신호를 기준전압과 비교하여 스위치 온/오프 제어신호를 발생하기 위한 비교기와;

상기 스위치 온/오프 제어신호 입력에 따라 상기 전계 효과 트랜지스터의 게이트단을 접지시키기 위한 제1트랜지스터와;

상기 전계 효과 트랜지스터의 스위칭 온/오프 응답속도를 결정하기 위해 상기 제1트랜지스터의 베이스와 에미터단에 병렬 접속되어 있는 저항 및 커패시터;를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소스전압 극성절환장치의 블록구성도를 도시한 것이며, 도 3은 도 2중 소스전압 극성절환부(100)를 제외한 극성절환장치의 상세회로도를, 도 4는 도 2중 소스전압 극성절환부(100)의 상세 회로도를 각각 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 소스전압 극성절환장치는 도 2에 도시한 바와 같이 4개의 스위칭부(50,60,80,110,120)와, 스위칭 제어부(90), 소스전압 극성 절환부(100) 및 역방향 서지 방지부(70)로 이루어진다.

제1스위칭부(50)는 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 부하인 열전소자(130)로 소스(source)전압을 공급하거나 차단하는데 이용된다. 이러한 제1스위칭부(50)는 스위칭 제어부(90)에 의해 온/오프 제어되며, 이때의 스위칭 제어부(90)는 온도 제어 시스템으로부터 입력되는 소스전압 인가 제어신호에 따라 상기 제1스위칭부(50)를 스위칭 제어한다. 이러한 제1스위칭부(50)와 스위칭 제어부(90)의 상세 구성이 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제1스위칭부(50)는 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P1)를 포함하며, 그 트랜지스터(P1)의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 제거하기 위해 소스와 게이트단에는 저항(R1)과 커패시터(C1)가 병렬접속되어 있는데, 이러한 저항(R1)과 커패시터(C1)는 스파이크 노이즈에 의해 극성절환장치의 오동작을 방지하기 위한 회로이다. 그리고 이러한 오동작 방지회로는 후술할 제2스위칭부(60) 및 제3스위칭부(80) 각각에도 포함되어 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터의 온/오프 동작시 소스와 게이트단이 동전위를 유지하도록 지원하여 준다.

한편 상기 제1스위칭부(50)에 구비된 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터의 게이트단은 스위칭 제어부(90)의 일 구성요소인 트랜지스터(TR2)의 콜렉터단에 접속되어 있다. 상기 스위칭 제어부(90)는 온도 제어 시스템으로부터 출력되는 소스전압 인가 제어신호를 기준전압과 비교하여 스위치 온/오프 제어신호를 발생하기 위한 비교기(91)와, 상기 스위치 온/오프 제어신호 입력에 따라 상기 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P1)의 게이트단을 접지시키기 위한 트랜지스터(TR2)와, 상기 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P1)의 스위칭 온/오프 응답속도를 결정하기 위해 상기 트랜지스터(TR2)의 베이스와 에미터단에 병렬 접속되어 있는 저항(C4) 및 커패시터(C4)를 포함한다. 이때 트랜지스터(TR2)의 베이스와 에미터단에 병렬접속되어 있는 저항(R4) 및 커패시터(C4)의 RC시정수를 시스템 성능을 고려하여 설정함으로서, 온도 제어 시스템의 온도제어 요구에 응답하는 응답속도가 결정될 수 있는 것이다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 제1스위칭부(50)의 출력단에는 소스전압 극성 절환부(100)에 의해 스위칭 온/오프 제어되는 제2스위칭부(60)가 접속되어 있는데, 이러한 제2스위칭부(60) 역시 상기 제1스위칭부(50)와 같이 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P2)와 그 소스와 게이트단에 접속되어 있는 저항(R2) 및 커패시터(C2)를 포함하고 있으며, 소스전압 극성 절환부(100)에 의해 열전 소자(130)로 소스전압을 공급하거나 차단하는 역할을 수행한다.

그리고 제3스위칭부(80) 역시 상기 제1스위칭부(50)의 출력단에 접속되어 상기 열전 소자(130)로 소스전압을 공급하거나 차단하는 역할을 수행하는데, 이러한 제3스위칭부(80) 또한 도 3에 도시한 바와 같이 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P3)와 저항(R3) 및 커패시터(C3)를 구비하고 소스전압 극성 절환부(100)에 의해 스위칭 제어된다. 후술하겠지만 상기 제2스위칭부(60)와 제3스위칭부(80)는 소스전압 극성절환부(100)에 의해 하나가 스위칭 온 되면 나머지 하나는 스위칭 오프상태가 된다.

역방향 서지 방지부(70)는 상기 제2스위칭부(60)와 제3스위칭부(80) 출력단 각각과 열전소자(130) 양단 각각의 사이에 접속되어 소스전압의 극성절환으로 인한 역방향 서지전압 유입을 차단하는 역할을 수행한다. 이러한 역방향 서지방지부(70)는 도 3에 도시한 바와 같이 포워드 드롭 전압이 작은 쇼트키(schottky) 다이오드(D1,D2)를 이용할 수 있다.

한편 열전 소자(130)의 양단 각각과 접지(GND)단 사이에는 소스전압 극성절환부(100)에 의해 스위칭 제어되는 제4스위칭부(110)와 제5스위칭부(120)가 접속되어 있다. 이러한 제4스위칭부(110)와 제5스위칭부(120)는 도 3에 도시한 바와 같이 N채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P4,P5)로 구성되며 상기 소스전압 극성절환부(100)에 의해 열전소자(130)의 일측을 접지시킨다.

마지막으로 소스전압 극성절환부(100)는 온도 제어 시스템으로부터 출력되는 소스전압 극성절환신호 입력에 따라 상기 제2 내지 제5스위칭부중 한 쌍의 스위칭부를 온시키고 나머지 한 쌍의 스위칭부는 상대적으로 오프시켜 상기 열전소자(130)에 정전압 혹은 역방향 전압을 인가한다. 이러한 소스전압 극성절환부(100)는 도 4에 도시한 바와 같이 극성절환신호에 따라 4개의 스위칭 제어신호(①∼④)를 발생시키는 역할을 수행하는데, 스위칭 제어신호 ①과 ②는 열전소자(130)에 정(+)전압을 인가하기 위한 신호로 가정했을 때 스위칭 제어신호 ③과 ④는 역(-)전압을 인가하기 위한 신호로 정의할 수 있다. 이러한 소스전압 극성절환부(100)는 온도 제어 시스템으로부터 입력되는 극성절환신호(H)와 기준전압(C)을 비교하기 위한 두 개의 비교기(92,93)와 각각의 비교기 출력단에 베이스가 접속되어 제2스위칭부(60)와 제3스위칭부(80)에 구비되어 있는 전계 효과 트랜지스터의 게이트 제어전압을 발생시키기 위한 트랜지스터(Q1,Q4)와, 상기 비교기(92,93) 각각으로부터 출력되는 신호의 논리레벨에 따라 제4스위칭부(110) 및제5스위칭부(120)에 포함된 전계 효과 트랜지스터의 게이트 제어전압을 발생시키기 위한 트랜지스터(Q3, Q6)와, 트랜지스터 Q1 및 Q4의 베이스와 에미터단에 접속되어 스파이크 노이즈를 제거하기 위한 오동작 방지회로(C12와 R12, C19와 R19)를 포함한다.

이하 도 3과 도 4를 참조하여 상술한 구성을 가지는 소스전압 극성절환장치의 동작을 설명하면,

우선 온도 제어 시스템으로부터 열전소자를 가열하기 위한 신호가 입력되면, 즉 "하이"레벨의 소스전압 인가제어신호와 "하이"레벨의 소스전압 극성절환신호가 입력되면, 스위칭 제어부(90)의 트랜지스터 TR2가 턴온됨에 따라서 제1스위칭부(50)의 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P1) 역시 스위칭 온 된다. 이에 따라 DC 소스 전압이 제2스위칭부(60)와 제3스위칭부(80) 각각에 공급된다.

한편 "하이"레벨의 소스전압 극성절환신호가 소스전압 극성절환부(100)에 입력되면 도 4에 도시된 비교기 92에서는 "하이"레벨의 신호가 출력되어 트랜지스터 Q1이 턴온됨으로서 제2스위칭부(60)에 구비된 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P2)는 스위칭 온되고, 이에 따라 제2스위칭부(60)에 인가된 소스전압은 다이오드 D1을 통해 열전소자(130)에 공급될 수 있는 것이다. 또한 비교기 92에서 출력된 "하이"레벨의 신호는 트랜지스터 Q2를 턴온시킴에 따라서 문턱전압 이상의 게이트제어전압이 제4스위칭부(110)의 N채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P4)에 인가됨으로서 열전소자(130)의 일측은 접지된다.

이러한 경우 비교기 93에서는 상대적으로 "로우"레벨의 신호가 출력됨으로서제3스위칭부(80)와 제5스위칭부(120)에 각각 구비된 전계 효과 트랜지스터(P3,P5)는 스위칭 오프상태를 유지하게 된다.

따라서 소스전압 극성절환부(100)에 의해 열전 소자(130)에는 정(+)전압의 DC 소스전압이 인가되어 열전 소자(130)는 가열동작하게 된다.

한편 열전소자(130)를 냉각시키고자 한다면 온도 제어 시스템에서는 "하이"레벨의 소스전압 인가제어신호와 "로우"레벨의 소스전압 극성절환신호가 출력될 것이다. 이러한 경우 "하이"레벨의 소스전압 인가제어신호에 의해 스위칭 제어부(90)의 트랜지스터 TR2가 턴온됨에 따라서 제1스위칭부(50)의 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P1) 역시 스위칭 온 된다. 이에 따라 DC 소스 전압이 제2스위칭부(60)와 제3스위칭부(80) 각각에 공급된다.

그리고 "로우"레벨의 소스전압 극성절환신호가 소스전압 극성절환부(100)에 입력됨으로서, 도 4에 도시된 비교기 93에서는 "하이"레벨의 신호가 출력되어 트랜지스터 Q4가 턴온됨으로서 제3스위칭부(80)에 구비된 P채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P3)가 스위칭 온된다. 이에 따라 제3스위칭부(60)에 인가된 소스전압은 다이오드 D2를 통해 열전소자(130)에 역(-)전압의 형태로 공급될 수 있는 것이다. 이러한 경우 비교기 93에서 출력된 "하이"레벨의 신호는 트랜지스터 Q5를 턴온시킴에 따라서 문턱전압 이상의 게이트제어전압이 제5스위칭부(120)의 N채널 접합형 전계 효과 트랜지스터(P5)에 인가됨으로서 열전소자(130)의 일측은 P5를 통해 접지된다. 한편 비교기 92에서는 상대적으로 "로우"레벨의 신호가 출력됨으로서 제2스위칭부(60)와 제4스위칭부(110)에 각각 구비된 전계 효과 트랜지스터(P2,P4)는 스위칭 오프상태를 유지하게 된다.

따라서 소스전압 극성절환부(100)에 의해 열전 소자(130)에는 역(-)전압의 DC 소스전압이 인가되어 열전 소자(130)는 냉각동작하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 열전 소자(130)에 정전압 혹은 역전압의 소스전압을 극성전환하여 인가함에 있어서 전계 효과 트랜지스터를 스위치 소자로 사용하고, 그 스위치 소자의 동작을 RC시정수로서 조정 가능하도록 시스템을 설계함으로서 온도 제어 시스템의 제어요구에 신속히 반응할 수 있는 극성절환장치를 제공할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전계 효과 트랜지스터를 전원공급경로상의 스위치 소자로 사용하기 때문에 제어하고자 하는 피대상물 혹은 피대상 공간의 온도를 온도 제어 시스템의 요구에 응답하여 신속하게 가열 혹은 냉각시킬 수 있는 장점이 있으며, 소스 전압의 극성절환을 위해 사용되는 스위치 소자의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 기존의 극성절환장치는 스위칭 속도나 열 손실의 문제 등으로 용량면에서 100∼500W 미만으로 제약을 받았으나, 본 발명은 수 KW까지의 소스 전력을 부하에 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한 RC시정수에 따라 소스 전압의 온/오프 타임과 극성 절환의 스위칭 응답 속도 제어가 가능하기 때문에 고밀도, 고효율을 요구하는 장비에 응용할 수 있는 이점이 있다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. (정정) 다수의 스위치를 갖는 스위칭부와; 역방향 서지전압 유입을 차단하기 위한 역방향 서지 방지부와; 그리고, 상기 스위칭부를 통해 부하의 양단에 인가되는 소스전압의 극성을 절환시키는 소스전압 극성절환부를 포함하여 구성된 소스전압 극성절환장치에 있어서,

   상기 스위칭부는 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 부하측으로 공급되는 소스(source)전압을 차단하기 위한 제1스위칭부, 소스전압 인가 제어신호 입력에 따라 상기 제1스위칭부를 온/오프 제어하기 위한 스위칭 제어부, 상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하측으로의 소스전압 인가를 차단하기 위한 제2스위칭부, 상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하측으로의 소스전압 인가를 차단하기 위한 제3스위칭부 및 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하의 일단을 접지시키기 위한 제4스위칭부, 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 상기 부하의 나머지 일단을 접지시키기 위한 제5스위칭부로 이루어지고,

   상기 소스전압 극성절환부는 비반전단자와 반전단자로 각각 입력되는 상기 소스전압 극성절환신호와 기준전압의 크기를 비교하기 위한 제1비교기, 비반전단자와 반전단자로 각각 입력되는 기준전압과 소스전압 극성절환신호의 크기를 비교하기 위한 제2비교기, 상기 비교기들 출력단 각각에 베이스가 접속되어 제2스위칭부와 제3스위칭부에 구비되어 있는 전계 효과 트랜지스터의 게이트 제어전압을 발생시키기 위한 제1군의 트랜지스터들, 상기 비교기 각각으로부터 출력되는 신호의 논리레벨에 따라 상기 제4스위칭부와 제5스위칭부에 포함된 전계 효과 트랜지스터의 게이트 제어전압을 발생시키기 위한 제2군의 트랜지스터들 및 상기 제1군의 트랜지스터 각각의 베이스와 에미터 사이에 접속되어 스파이크 노이즈를 제거하기 위한 저항 및 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 소스전압 극성절환장치.
2. 제1FET를 사용하여 부하일측(+)으로 공급되는 소스전압을 차단하되, 상기 제1FET의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 제거하기 위해 제1FET의 소스와 게이트단에 저항과 커패시터가 병렬 접속되는 제1스위칭부와;

   소스전압 인가 제어신호 입력에 따라 상기 제1FET를 온/오프 제어하되, 상기 소스전압 인가 제어신호를 기준전압과 비교하여 스위치 온/오프 제어신호를 발생하는 비교기와, 상기 스위치 온/오프 제어신호에 따라 상기 제1FET의 게이트단을 접지시키는 제1트랜지스터와, 상기 제1FET의 스위칭 온/오프 응답속도를 결정하기 위해 상기 제1트랜지스터의 베이스와 에미터단에 병렬 접속되는 저항과 커패시터를 포함하는 스위칭 제어부와;

   상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 제2FET를 사용하여 상기 부하일측(+)으로의 소스전압 인가를 차단하되, 제2FET의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 제거하기 위해 제2FET의 소스와 게이트단에 저항과 커패시터가 병렬 접속되어 있는 제2스위칭부와;

   상기 제1스위칭부의 출력단에 접속되며 제3FET를 사용하여 상기 부하 타측(-)으로의 소스전압 인가를 차단하되, 제3FET의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 제거하기 위해 제3FET의 소스와 게이트단에 저항과 커패시터가 병렬 접속되어 있는 제3스위칭부와;

   상기 제2스위칭부와 제3스위칭부 출력단 각각과 부하 양단 각각의 사이에 접속되어 역방향 서지전압 유입을 차단하기 위한 역방향 서지 방지부와;

   제4FET를 사용하여 상기 부하의 일측(-)을 접지시키는 제4스위칭부와;

   제5FET를 사용하여 부하의 나머지 일측(+)을 접지시키는 제5스위칭부와;

   소스전압 극성절환신호 입력에 따라 상기 제2 내지 제5스위칭부중 한 쌍의 스위칭부를 온시키고 나머지 한 쌍의 스위칭부는 상대적으로 오프시켜 상기 부하에 정전압 혹은 역방향 전압을 인가하기 위한 소스전압 극성절환부;를 포함함을 특징으로 하는 소스전압 극성절환장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서, 상기 제4스위칭부와 제5스위칭부는 접지단에 드레인단자가 접속되어 있는 N채널 접합형 전계 효과 트랜지스터임을 특징으로 하는 소스전압 극성절환장치.
5. 삭제