KR100636526B1 - 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로는, 다이오드와 비교 회로를 이용하여 과전류에 있어서 신속히 반응하도록 하고, 이를 통하여 큰 과전류에 대해서도 기기를 충분히 보호할 수 있는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전원 전압을 제1 기준 전압과 비교하여 과전압인 경우에 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하는 과전압 방지부; 전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 전원 전압을 차단하는 제1 스위치; 상기 제1 스위치를 통과한 통과전원 전압을 인가받고, 상기 통과전원 전압을 제2 기준 전압과 비교하여 저전압인 경우에 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하는 과전류 방지부; 및 상기 통과전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 상기 통과전원 전압을 차단하는 제2 스위치를 포함한다.
과전압 방지, 과전류 방지, 배터리
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 과전압 제거 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로를 나타낸 블록도,
도 3은 도 2에 따른 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 내에 장착된 복수개의 스위치를 나타낸 회로도,
도 4는 도 2에 따른 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 내에 장착된 과전압 방지부를 나타낸 회로도,
도 5는 도 2에 따른 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 내에 장착된 과전류 방지부를 나타낸 회로도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 과전압 방지부 220 : 제1 스위치
230 : 과전류 방지부 240 : 제2 스위치
본 발명은 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로에 관한 것으로, 휴대용 단말기에 있어서 DC 전원에 대한 소전압, 소전력의 과전압에 대하여 기기를 보호하는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 과전압 제거 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도로서, 이러한 종래의 기술에 따른 과전압 제거 장치는, 한 단자가 전원 전압 소스에 연결되고, 전원 전압에 의한 과전류 입력 시 자동으로 오픈(open)되어 과전류로부터 기기를 보호하는 폴리스위치(110); 폴리스위치(110)와 스위치부(130) 사이에 장착되고, 전원 전압이 과전압인 경우에 전압 분배 과정을 통하여 스위치 턴오프 신호를 생성하는 과전압 방지부(120); 및 전원 전압을 도통시키고, 과전압 방지부(120)로부터 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 전원 전압을 차단하는 스위치부(130)로 각각 구성된다.
상술한 종래의 기술에 의하면, 과전압이 인가되었을 때, 과전압 방지부(120)에서 스위치부(130) 내 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 전원 전압과 동일한 레벨을 갖는 스위치 턴오프 신호를 입력시킴으로써 스위치부(130)가 턴오프된다. 이를 통하여 과전압을 보호한다.
또한, 과전류는, 폴리스위치(110)의 바이메탈과 같은 성질을 이용하여 일정한 크기 이상의 전류가 흐르게 되면 바이메탈이 자동적으로 오픈되도록 하여 차단하게 된다. 그 후, 폴리스위치(110)는, 일정한 시간이 흐르면 바이메탈의 성질에 의해 자동적으로 쇼트 상태로 돌아온다.
그러나, 상술한 종래의 기술에 의하면, 폴리스위치(110)의 특성 상 과전류에 바로 반응하지 못하므로, 단말기 장치에 무리를 준 다음에야 오픈되고, 이로 인하여 큰 과전류에 대해서는 기기를 보호해주지 못하는 문제점이 있다. 즉, 폴리스위치(110)의 느린 반응 특성 때문에 기기가 탄다던지, 라인이 끊어진다던지 하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 다이오드와 비교 회로를 이용하여 과전류에 있어서 신속히 반응하도록 하고, 이를 통하여 큰 과전류에 대해서도 기기를 충분히 보호할 수 있는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로는, 전원 전압을 제1 기준 전압과 비교하여 과전압인 경우에 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하는 과전압 방지부; 전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 전원 전압을 차단하는 제1 스위치; 상기 제1 스위치를 통과한 통과전원 전압을 인가받고, 상기 통과전원 전압을 제2 기준 전압과 비교하여 저전압인 경우에 상기 과 전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하는 과전류 방지부; 및 상기 통과전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 상기 통과전원 전압을 차단하는 제2 스위치를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로는, 과전압 방지부(210), 제1 스위치(220), 과전류 방지부(230) 및 제2 스위치(240)를 포함한다.
과전압 방지부(210)는, 전원 전압(카키트 또는 배터리 전원)을 인가받고, 전원 전압을 제1 기준 전압과 비교하여 과전압인 경우에 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 후술하는 제1 스위치(220) 및 후술하는 제2 스위치(240)로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제1 기준 전압은 4.5V 또는 5.0V인 것이 바람직하다.
또한, 제1 스위치(220)는, 전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지부(210)로부터의 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 후술하는 과전류 방지부(230)로부터의 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 전원 전압을 차단하는 역할을 한다.
한편, 과전류 방지부(230)는, 상기 제1 스위치(220)를 통과한 통과전원 전압을 인가받고, 상기 통과전원 전압을 제2 기준 전압과 비교하여 저전압인 경우에 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하고, 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 상기 제1 스위치(220) 및 후술하는 제2 스위치(240)로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제2 기준 전압은 3.2V(최초 동작 전압)인 것이 바람직하다.
또한, 제2 스위치(240)는, 상기 통과전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지부(210)로부터의 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 상기 과전류 방지부(230)로부터의 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 상기 통과전원 전압을 차단하는 역할을 한다.
도 3은 도 2에 따른 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 내에 장착된 복수개의 스위치(220, 240)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 풀다운 저항(310)은, 제1 단자가 접지되고, 제2 단자가 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호의 소스에 연결되어, 상기 과전압 방지부(210) 및 상기 과전류 방지부(230)가 동작하지 않는 경우에, 전원 전압의 도통이 원활히 이루어지도록 하는 역할을 한다.
또한, 파워PFET(320)는, 게이트 단자가 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호의 소스에 연결되고, 소스 단자가 상기 전원 전압 또는 상기 통과전원 전압의 소스에 연결되어, 드레인 단자로 도 통된 전원 전압 또는 통과전원 전압을 인가하는 역할을 한다.
도 4는 도 2에 따른 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 내에 장착된 과전압 방지부(210)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전압 분배부(410)는, 상기 전원 전압을 인가받아 분배 전압을 생성하는 역할을 한다.
또한, 비교부(420)는, 상기 분배 전압과 상기 제1 기준 전압(VREF1)을 비교하고, 상기 분배 전압이 높은 경우에는 제2 논리 단계(High)의 신호를 생성하며, 상기 제1 기준 전압(VREF1)이 높은 경우에는 제1 논리 단계(Low)의 신호를 생성하는 역할을 한다.
한편, 출력단(430)은, 상기 비교부(420)의 출력 신호가 제2 논리 단계(High)인 경우에는 전원 전압과 동일한 레벨의 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 출력하고, 상기 비교부(420)의 출력 신호가 제1 논리 단계(Low)인 경우에는 접지 레벨의 신호를 출력하는 역할을 한다.
또한, 쇼트키 다이오드(440)는, 상기 출력단(430)의 출력 신호를 도통시키고, 소모 전류를 감소시키는 역할을 한다.
도 5는 도 2에 따른 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로 내에 장착된 과전류 방지부(230)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전압 분배부(510)는, 상기 통과전원 전압을 인가받아 분배 전압을 생 성하는 역할을 한다.
또한, 비교부(520)는, 상기 분배 전압과 상기 제2 기준 전압(VREF2)을 비교하고, 상기 분배 전압이 높은 경우에는 제2 논리 단계(High)의 신호를 생성하며, 상기 제2 기준 전압(VREF2)이 높은 경우에는 제1 논리 단계(Low)의 신호를 생성하는 역할을 한다.
한편, 출력단(530)은, 상기 비교부(520)의 출력 신호가 제2 논리 단계(High)인 경우에는 상기 통과전원 전압과 동일한 레벨의 신호를 출력하고, 상기 비교부(520)의 출력 신호가 제1 논리 단계(Low)인 경우에는 접지 레벨의 신호를 출력하는 역할을 한다.
또한, 인버터(540)는, 상기 출력단(530)의 출력 신호를 반전하는 역할을 한다.
또한, 쇼트키 다이오드(550)는, 상기 인버터(540)의 출력 신호를 도통시키고, 소모 전류를 감소시키는 역할을 한다.
상술한 본 발명의 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.
과전압이 인가된 경우에는, 과전압 방지부(210)에서 전원 전압을 제1 기준 전압인 4.5V 또는 5.0V와 비교한 결과 전원 전압이 높으므로 과전압인 경우로 판명되고, 그 후, 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하게 된다. 이러한 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호가 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240)로 입력되어 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240)를 턴오프 시킨다. 결국, 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240)에 의해 전원 전압이 차단된다.
또한, 과전류가 인가된 경우에는, 과전류 방지부(230)에서 전원 전압을 제2 기준 전압인 3.2V와 비교한 결과 전원 전압이 낮으므로 과전류인 경우로 판명되고, 그 후, 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하게 된다. 이러한 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호가 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240)로 입력되어 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240)를 턴오프 시킨다. 결국, 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240)에 의해 전원 전압이 차단된다. 여기서, 전원 전압을 제2 기준 전압인 3.2V와 비교한 결과 전원 전압이 낮은 경우에 과전류로 판명되는 이유는, 전원 전압이 접지 전압이 되는 것이 과전류라는 신호이므로, 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(240) 사이의 전압이 3.2V보다 낮아질 것이기 때문이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 다이오드와 비교 회로를 이용하여 과전류에 있어서 신속히 반응하도록 하고, 이를 통하여 큰 과전류에 대해서도 기기를 충분히 보호할 수 있는 장점 이 있다.
Claims (6)
- 제 1 스위치와 제 2 스위치 그리고 과전압 방지부와 과전류 방지부를 포함하여 구성되며,상기 과전압 방지부는 전원 전압을 제1 기준 전압과 비교하여 과전압인 경우에 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하고,상기 과전류 방지부는 상기 제 1 스위치를 통과한 통과전원 전압을 인가받고, 상기 통과전원 전압을 제2 기준 전압과 비교하여 저전압인 경우에 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 생성하며,상기 제 1 스위치는 전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 전원 전압을 차단하고,상기 제 2 스위치는 상기 통과전원 전압을 도통시키고, 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호 또는 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호를 입력받으면 상기 통과전원 전압을 차단하며,상기 제 1 스위치는,제 1 단자가 접지되고, 제 2 단자가 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호의 소스에 연결된 풀다운 저항과, 게이트 단자가 상기 과전압 방지용 스위치 턴오프 신호의 소스에 연결되고, 소스 단자가 상기 전원 전압의 소스에 연결되어, 드레인 단자로 도통된 전원 전압을 인가하는 파워 PFET(P-type Field Effect Transistor)를 포함하여 구성되고,상기 제 2 스위치는,제 1 단자가 접지되고, 제2 단자가 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호의 소스에 연결된 풀다운 저항과, 게이트 단자가 상기 과전류 방지용 스위치 턴오프 신호의 소스에 연결되고, 소스 단자가 상기 통과전원 전압의 소스에 연결되어, 드레인 단자로 도통된 통과전원 전압을 인가하는 파워 PFET를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로.
- 제1항에 있어서,상기 제2 기준 전압은 최초 동작 전압인것을 특징으로 하는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 과전류 방지부는,상기 통과전원 전압을 인가받아 분배 전압을 생성하는 전압 분배부;상기 분배 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하고, 상기 분배 전압이 높은 경우에는 제2 논리 단계의 신호를 생성하며, 상기 제2 기준 전압이 높은 경우에는 제1 논리 단계의 신호를 생성하는 비교부;상기 비교부의 출력 신호가 제2 논리 단계인 경우에는 상기 통과전원 전압과 동일한 레벨의 신호를 출력하고, 상기 비교부의 출력 신호가 제1 논리 단계인 경우에는 접지 레벨의 신호를 출력하는 출력단; 및상기 출력단의 출력 신호를 반전하여 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 출력하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로.
- 제5항에 있어서, 상기 과전류 방지부는,상기 인버터의 출력 신호를 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 도통시키는 쇼트키 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 과전압 및 과전류 방지 회로.
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