KR100815481B1 - The overcurrent protection circuit and method - Google Patents

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Abstract

An overcurrent protection circuit and a method thereof are provided to prevent breakdown of a switching device by adding a logic circuit to control on/off of the switching device in a control signal generator. An overcurrent protection circuit includes a gate driver stage(10), an overcurrent detecting circuit(21), and a control signal generator(22). The gate driver stage drives input signals. The overcurrent detecting circuit detects overcurrent and prevents breakdown of a switching device of an output stage. The control signal generator controls on/off of the switching device of the output stage. The control signal generator transmits a signal to control the on/off of the switching device of the output stage to the gate driver stage.

Description

과전류 보호회로 및 그 방법{The Overcurrent protection circuit and method} Overcurrent protection circuit and method

본 발명은 인덕터 로드 드라이브 회로의 과전류 보호회로 및 그 방법에 관한 것으로서, 출력 스위칭 소자에 과전류가 흐를 경우에 발생하는 스위칭 소자의 파괴를 방지하기 위한 방법이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent protection circuit of the inductor load drive circuit and a method thereof, and is a method for preventing destruction of a switching device that occurs when an overcurrent flows in an output switching device.

기존의 인덕터 로드 드라이브 회로의 과전류 보호회로는 과전류 검출 시 출력 스위칭 소자 모두를 오프(OFF)시켜 전류를 흐르지 않게 하는 구조로 되어있으나 이 경우 인덕터에 흐르던 전류가 과전류가 흐르지 않던 스위칭 소자의 바디 다이오드로 흘러 이 바디 다이오드가 파괴될 가능성이 있었다. The overcurrent protection circuit of the conventional inductor load drive circuit has a structure in which all of the output switching elements are turned off when the overcurrent is detected so that no current flows. It could flow and destroy this body diode.

본 발명은 기존의 과전류 보호회로에서 발생할 수 있는 문제점인 스위칭 소자의 바디 다이오드로 과전류가 흘러 스위칭 소자가 파괴되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to prevent the overcurrent flows to the body diode of the switching element which is a problem that can occur in the existing overcurrent protection circuit is destroyed.

본 발명은 인덕터 로드 드라이브 회로에서 과전류 검출 시 기존의 과전류 보호회로와 달리 출력 상, 하측 스위칭 소자 모두를 오프(OFF)시키지 않고 과전류가 검출된 스위칭 소자만 오프(OFF)시키고 과전류가 검출되지 않은 스위칭 소자는 일정 시간동안 온(ON)시켰다가 오프(OFF)시켜준다. 이로 인해 전원 또는 Ground로 연결된 바디 다이오드로만 흐르던 전류가 스위칭 소자로 분배되어 다이오드가 파괴되는 것을 막는다. The present invention, unlike the conventional overcurrent protection circuit when detecting the overcurrent in the inductor load drive circuit, switching off only the switching element in which the overcurrent is detected without switching off both the upper and lower switching elements and switching the overcurrent is not detected The device turns on and off for a period of time. This distributes the current flowing only through the body diode connected to the power supply or ground to the switching element to prevent the diode from being destroyed.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 과전류 검출 후 출력 스위칭 소자의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하여 스위칭 소자의 파괴를 방지할 수 있다. As described above, in the present invention, ON and OFF of the output switching device can be controlled after overcurrent detection to prevent destruction of the switching device.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 Vin 신호와 Vin을 구동하기 위한 게이트 드라이버(10), 과전류 검출 회로(21), 보호 및 제어를 위한 제어 신호 발생기(22) 및 부하(Load) 구동을 위한 소자들로 구성된다. In order to achieve the above object, the present invention provides a gate driver 10 for driving a Vin signal and Vin, an overcurrent detection circuit 21, a control signal generator 22 for protection and control, and a load for driving. It consists of elements.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 기술 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 기존의 과전류 보호회로가 있는 Vin 구동 회로의 구성을 나타낸 블록도이다. 기존의 과전류 검출 및 보호회로(20)의 경우 출력 스위칭 소자의 전류를 검출할 수 있는 블록과 검출 후 출력 스위칭 소자를 오프(OFF)시키기 위한 컨트롤 블록 이 포함되었다. 그러나 이와 같이 출력 스위칭 소자(PMOS1, NMOS1 또는 NMOS2, NMOS3)를 오프(OFF)시킬 경우 과전류가 검출된 스위칭 소자에 흐르던 전류가 스위칭 소자 모두를 오프(OFF)할 경우 과전류가 검출되지 않은 스위칭 소자의 바디 다이오드에 과전류가 흘러 스위칭 소자가 파괴될 가능성이 있었다. 스위치(Sw1)는 과전류 재연을 위한 것이므로 실제로 존재하지는 않는다. 1 is a block diagram showing a configuration of a Vin driving circuit having a conventional overcurrent protection circuit. In the conventional overcurrent detection and protection circuit 20, a block capable of detecting the current of the output switching element and a control block for turning off the output switching element after detection are included. However, when the output switching device (PMOS1, NMOS1 or NMOS2, NMOS3) is turned off in this way, when the current flowing through the switching device in which the overcurrent is detected turns off all of the switching devices, There was a possibility that overcurrent flows in the body diode and the switching element is destroyed. Since the switch Sw1 is for overcurrent replay, it does not actually exist.

도 2는 도 1의 타이밍도의 일예이다. 본 발명에서는 피 모스 트랜지스터(PMOS1)의 과전류 보호회로에 대한 예(1-a)로 설명한다. 이 타이밍도와 같이 기존의 과전류 보호회로는 스위치(Sw1)가 온(ON)되어 출력 스위칭 소자인 피 모스 트랜지스터(PMOS1)에 일정 이상의 전류가 흐르면 과전류 검출 및 보호회로(20)에 의해 검출되며 이때 sigA 신호의 의해 출력 스위칭 소자(PMOS1, NMOS1)모두를 오프(OFF)시켰다. 이와 같은 과전류 보호회로의 경우 출력단의 인덕터(L1)에 흐르던 전류가 출력 스위칭 소자 오프(OFF) 시 엔 모스 트랜지스터(NMOS1)의 바디 다이오드로 모두 흘러 엔 모스 트랜지스터(NMOS1)가 파괴될 가능성이 있었다. 엔 모스 트랜지스터(NMOS1) 과전류 보호회로의 경우는 피 모스 트랜지스터(PMOS1)의 경우에 반대 개념으로 동작한다. 2 is an example of the timing diagram of FIG. 1. In the present invention, the overcurrent protection circuit of the PMOS transistor PMOS1 will be described as an example (1-a). As shown in the timing diagram, the conventional overcurrent protection circuit is detected by the overcurrent detection and protection circuit 20 when a switch Sw1 is turned on and a predetermined current flows through the PMOS transistor PMOS1 which is an output switching element. By the signal, both the output switching elements PMOS1 and NMOS1 were turned OFF. In the case of such an overcurrent protection circuit, the current flowing through the inductor L1 at the output terminal flows to the body diode of the transistor NMOS1 when the output switching element is turned off, which may destroy the transistor NMOS1. In the case of the NMOS transistor overcurrent protection circuit, the NMOS transistor NMOS1 operates in the opposite concept to the PMOS transistor PMOS1.

도 3은 본 발명에서 제공하는 제어 신호 발생기(22)가 추가된 Vin 드라이버단의 회로도이다. 제어 신호 발생기(22)는 과전류 검출 시 기존과 같이 sigA신호에 의해 출력 스위칭 소자 모두를 오프(OFF)시키지 않기 위한 블록이다. 과전류 검출 시 과전류 검출회로의 출력신호(sigA)를 받아 제어 신호 발생기(22) 블록에 의해 출력 스위칭 소자(PMOS1, NMOS1)의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하기 신호(sigB)를 게이트 드라이버(20)단으로 보낸다. 이 신호(sigB)는 과전류가 검출된 스위칭 소자는 오프(OFF)시키고 과전류가 검출되지 않은 스위칭 소자는 일정시간 동안만 온(ON)시키기 위한 제어 신호를 만들기 위한 블록이다. . 3 is a circuit diagram of a Vin driver stage in which a control signal generator 22 provided in the present invention is added. The control signal generator 22 is a block for not turning off all of the output switching elements by the sigA signal as before when detecting the overcurrent. When the overcurrent is detected, the control signal generator 22 receives the output signal sigA of the overcurrent detection circuit and gates the signal sigB for controlling the ON and OFF of the output switching elements PMOS1 and NMOS1 by the control signal generator block. Send to the driver 20 stage. The signal sigB is a block for generating a control signal for turning off the switching element in which an overcurrent is detected and turning on the switching element in which an overcurrent is not detected. .

도 4는 본 발명에 따른 타이밍 도이다. 스위치(Sw1)가 온(ON)되어 출력 스위칭 소자(PMOS1)에 흐르는 전류가 일정 이상 증가될 경우 과검출 검출회로(21)의 출력신호(sigA)도 변화하게 된다. 이 출력 전압(sigA)이 반전될 경우 과전류가 흐르는 것으로 판단하여 제어 신호 발생기의 출력신호(sigB)의 의해 과전류가 흐르는 출력 스위칭 소자(PMOS1)는 오프(OFF)시키고 과전류가 흐르지 않는 스위칭 소자(NMOS1)는 일정 시간(Delay)동안 온(ON)시켰다가 일정시간 후에는 과전류가 흐르지 않던 스위칭 소자(NMOS1)도 오프(OFF)시킨다. 이와 같이 본 발명에서는 바디 다이오드로 흐를 과전류가 스위칭 소자에 분배되어 바디 다이오드 파괴에 따른 스위칭 소자의 파괴를 막는다. 4 is a timing diagram according to the present invention. When the switch Sw1 is turned ON and the current flowing through the output switching element PMOS1 is increased by a predetermined value or more, the output signal sigA of the overdetection detection circuit 21 also changes. When the output voltage sigA is inverted, it is determined that an overcurrent flows, so that the output switching element PMOS1 through which the overcurrent flows by the output signal sigB of the control signal generator is turned off and the overcurrent does not flow. ) Turns ON for a predetermined time, and then turns off the switching element NMOS1 that does not flow over current after a predetermined time. As described above, in the present invention, the overcurrent flowing to the body diode is distributed to the switching element to prevent the destruction of the switching element due to the breakdown of the body diode.

도 5는 과전류 검출 시 과전류가 검출되지 않은 스위칭 소자에 대한 기존 과전류 보호회로에 따른 스위칭 소자(NMOS1)의 전류 및 바디 다이오드의 전류 흐름(5-a)과 본 발명에 의한 스위칭 소자의 전류 및 바디 다이오드의 전류 흐름(5-b)을 비교한 도이다. 과전류 검출 시 기존의 경우는 출력단 스위칭 소자의 오프(OFF)에 의해 과전류 검출 레벨의 전류가 모두 과전류가 검출되지 않은 스위칭 소자(NMOS1)의 바디 다이오드로 흘러 스위칭 소자의 파괴 가능성이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 전류 흐름도(5-b)에서 볼 수 있듯이 과전류 검출 후 과전류가 검출되지 않은 스위칭 소자를 온(ON) 시킴으로써 바디 다이오드에 흐르던 전류가 스위칭 소자와 분배되어 흐른다. 5 shows the current flow of the switching element (NMOS1) and the current of the body diode (5-a) and the current and the body of the switching element according to the present invention according to the existing overcurrent protection circuit for the switching element is not detected when the overcurrent is detected. This is a diagram comparing the current flow (5-b) of the diode. In the case of the overcurrent detection, in the conventional case, the current of the overcurrent detection level flows to the body diode of the switching element NMOS1 in which the overcurrent is not detected by the OFF of the output stage switching element. However, as shown in the current flow chart 5-b according to the present invention, after the overcurrent is detected, the current flowing in the body diode is distributed with the switching element by turning on the switching element in which the overcurrent is not detected.

이와 같이 바디 다이오드로 흐르는 전류가 감소함으로써 출력 스위칭 소자의 파괴를 막을 수 있다. As such, the current flowing to the body diode is reduced, thereby preventing destruction of the output switching device.

상술한 바와 같이 본 발명은 기존의 과전류 보호회로에서 별도의 추가 없이 출력단 스위칭 소자의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하기 위한 로직(Logic)회로를 제어 신호 발생기에 추가함으로써 스위칭 소자의 파괴를 막을 수 있다. As described above, the present invention destroys the switching element by adding a logic circuit to the control signal generator to control ON and OFF of the output stage switching element without additional addition in the existing overcurrent protection circuit. Can be prevented.

도 1은 출력단 스위칭 소자의 구조가 P-NMOS(1-a) 또는 N-NMOS(1-b)로 구성 되어 있으며 기존의 과전류 보호회로가 있는 Vin 드라이버의 회로도.  1 is a circuit diagram of a Vin driver in which an output stage switching element has a P-NMOS (1-a) or N-NMOS (1-b) structure and has a conventional overcurrent protection circuit.

도 2는 기존 방법에 따른 타이밍도.  2 is a timing diagram according to the conventional method.

도 3은 출력단 스위칭 소자의 구조가 P-NMOS(3-a) 또는 N-NMOS(3-b)로 구성 되어 있으며 본 발명에서 제공하는 제어 신호 발생기가 추가된 Vin 드라이버단의 회로도.  FIG. 3 is a circuit diagram of a Vin driver stage in which an output stage switching element has a P-NMOS (3-a) or an N-NMOS (3-b) structure and a control signal generator provided by the present invention is added.

도 4는 본 발명에 따른 타이밍도.  4 is a timing diagram in accordance with the present invention.

도 5는 기존 발명에 따른 스위칭 소자 전류 및 바디 다이오드 전류 흐름(5-a)과 본 발명에 따른 스위칭 소자 전류 및 바디 다이오드 전류 흐름(5-b)의 비교도.  Figure 5 is a comparison of the switching element current and body diode current flow (5-a) and the switching element current and body diode current flow (5-b) according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings

10: 게이트 드라이버(Gate Driver) 20: 과전류 검출 및 보호회로  10: Gate Driver 20: Overcurrent Detection and Protection Circuit

21: 과전류 검출회로 22: 제어 신호 발생기  21: overcurrent detection circuit 22: control signal generator

30: 인덕터 로드 드라이브 회로  30: inductor load drive circuit

NMOS1 ∼ NMOS3: 엔 모스 트랜지스터 PMOS1: 피 모스 트랜지스터  NMOS1-NMOS3: NMOS transistor PMOS1: PMOS transistor

C1, C2: 캐패시터 L1: 인덕터  C1, C2: Capacitor L1: Inductor

COMP: 비교기 LOAD: 부하  COMP: Comparator LOAD: Load

Claims (3)

입력신호 구동을 위한 게이트 드라이버 단과 과전류 검출 및 출력단 스위칭 소자의 파괴를 막기 위한 과전류 검출 회로 및 출력단 스위칭 소자의 온(ON)/오프(OFF)를 제어하기 위한 제어 신호 발생기(22)를 구비한 인덕터 로드 드라이브 회로에서의 과전류 보호회로.  Inductor with gate driver stage for input signal driving, overcurrent detection circuit for preventing overcurrent detection and destruction of output stage switching element and control signal generator 22 for controlling ON / OFF of output stage switching element Overcurrent protection circuit in the load drive circuit. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 출력단 스위칭 소자의 게이트(Gate) 전압과 과전류 검출에 따른 전압으로 출력단 스위칭 소자의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하는 제어 신호 발생기(22)를 구비한 인덕터 로드 드라이버 회로에서의 과전류 보호회로.  Overcurrent protection circuit in the inductor load driver circuit having a control signal generator 22 for controlling the ON and OFF of the output switching element by the gate voltage of the output switching element and the voltage according to the overcurrent detection . 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 과전류 검출회로의 출력신호를 받아 출력단 스위칭 소자 중 과전류가 흐르는 스위칭 소자는 오프(OFF)시키고 과전류가 흐르지 않는 스위칭 소자는 일정시간 온(ON)시킨 후 오프(OFF)시키기 위한 제어신호를 발생하는 제어신호 발생기를 구비한 인덕터 로드 드라이버 회로에서의 과전류 보호회로.Receives the output signal of the overcurrent detection circuit and turns off the switching elements in which the overcurrent flows among the output stage switching elements, and generates a control signal for turning off the switching elements in which the overcurrent does not flow for a predetermined time and then turning them off. An overcurrent protection circuit in an inductor load driver circuit having a signal generator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016114416A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-21 주식회사 실리콘웍스 Inductive load driving circuit including balancing circuit for clamping circuit and control method therefor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095002A (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Noritsu Koki Co Ltd Photograph processor
JP2007095001A (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Noritsu Koki Co Ltd Print processing system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095002A (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Noritsu Koki Co Ltd Photograph processor
JP2007095001A (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Noritsu Koki Co Ltd Print processing system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
국내 공개특허공보 제1995-0010266호
국내 공개특허공보 제1995-0024408호

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016114416A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-21 주식회사 실리콘웍스 Inductive load driving circuit including balancing circuit for clamping circuit and control method therefor

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