KR101025535B1 - 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위치 트랜지스터가 단락으로 인하여 파괴되는 것을 방지하기 위한 단락 보호 회로를 포함하고 있는 스위치 제어 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단락 전류를 감지하고 단락 보호기능을 제공하며 단락이 발생한 경우에도 회로를 자동적으로 복구하여 정상적으로 작동하도록 하는 단락 보호 회로를 구비한 스위치 제어 회로에 관한 것이다.
본 발명의 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로는, 연결된 소자에 흐르는 전류를 제어하는 스위치 트랜지스터와, 스위치 트랜지스터의 일단에 연결되어 스위치 트랜지스터의 일단의 출력전압을 검출하는 전압검출부와, 출력전압을 입력받아 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것을 감지하고, 단락 전류가 흐르는 경우 스위치 트랜지스터를 제어함으로써 회로의 파손을 보호하는 단락보호회로를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로{ＳＷＩＴＣＨ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＳＨＯＲＴ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＡＵＬＴ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ}
본 발명은 스위치 트랜지스터가 단락으로 인하여 파괴되는 것을 방지하기 위한 단락 보호 회로를 포함하고 있는 스위치 제어 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로의 입력전압이 스위치의 드레인단에 단락되어 일정시간동안 단락상태가 지속되는 경우 스위치 트랜지스터의 단락 전류를 감지하여 스위치 트랜지스터를 특정 지연시간동안 OFF 시켜 스위치 트랜지스터가 파괴되는 것을 방지하고, 특정 지연시간 후 회로는 정상모드로 복구되어 스위치 트랜지스터를 다시 ON시켜 회로의 단락상태 유무를 주기적으로 체크하는 단락 보호 회로를 구비한 스위치 제어 회로에 관한 것이다.
스위치 제어 회로 특히, PWM 방식의 스위치 제어회로는 LED 드라이버, SMPS 시스템 또는 모터드라이버 등에서 주로 사용되고 있다.
도 1은 종래의 PWM 방식의 LED 드라이버 회로를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 PWM 방식의 LED 드라이버 회로는 내부에 PWM 방식의 제어회로부로 구성된 PWM코어회로부(PWM CORE)(100)와 스위치 트랜지스터(120)를 포함하여 이루어진다.
그러나 도 1과 같은 회로에 의하면, 입력전원 VIN(130)으로부터 스위치 트랜지스터(120) 사이에 단락이 발생하는 경우 즉, 스위치 트랜지스터의 드레인단이 입력전원과의 사이에서 단락이 발생한 경우에 스위치 트랜지스터가 지속적으로 ON 상태에 있으면 단락 전류(단락으로 인한 과전류)가 스위치 트랜지스터에 지속적으로 흐르게 되어 스위치 트랜지스터에 열이 발생하게 되고 종국에는 스위치 트랜지스터에 열적 파괴(break down)가 일어나게 된다. 예컨대 다이오드 D1(140)의 단락연결 또는 소자에 문제가 있거나, 회로의 잘못된 배선연결 또는 배선접촉으로 인한 단락 등과 같은 단락 상태에서는 단락 전류(short current)가 스위치 트랜지스터로 흐르게 되어 회로가 파손되는 문제가 종종 발생하게 된다.
한편, 종래에도 sense register와 같은 소자를 스위치 트랜지스터의 소스단에 부가하여 단락이 발생하였는지 여부를 감지하는 회로가 있기는 하나 단락 자체를 감지하는데 불과한 문제가 있었고, 전하의 충전, 방출을 조절하여 일정 조건이 만족된 경우에 스위치 트랜지스터를 완전히 OFF 시키는 종래의 단락보호회로 역시 단락이 발생한 것으로 감지되어 스위치를 완전히 오프시킨 이후에는 회로의 재활성화를 위해 수동적으로 회로를 복구시켜야만 하는 불편함이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 잘못된 회로의 연결 또는 소자에 문제가 있거나, 잘못된 배선연결 및 접촉으로 인하여 단락이 발생한 경우 스위치 트랜지스터가 파괴되지 않을 만큼의 충분한 OFF지연시간을 갖도록 하여 스위치 트랜지스터가 OFF상태를 유지하도록 한 뒤 재활성화를 하므로 단락이 발생한 경우 스위치 트랜지스터가 파괴되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 단락보호모드에서 정상동작모드로 전환하기 위하여 사용자가 리셋하지 않더라도 일정시간 후 회로가 자동적으로 정상기능을 하도록 하는 것을 목적으로 한다. 즉, 회로의 재활성화를 위하여 별도의 인에이블 신호를 제어하는 외부회로 또는 제어 신호를 요구하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로는, 연결된 소자에 흐르는 전류를 제어하는 스위치 트랜지스터와, 스위치 트랜지스터의 일단에 연결되어 스위치 트랜지스터의 일단의 출력전압을 검출하는 전압검출부와, 출력전압을 입력받아 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것을 감지하고, 단락 전류가 흐르는 경우 스위치 트랜지스터를 제어함으로써 회로의 파손을 보호하는 단락보호회로를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 스위치 트랜지스터를 제어하기 위한 게이트드라이버와, 게이트드라이버로 입력되는 PWM 신호를 출력하는 PWM신호발생부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것이 감지되면 단락 전류가 흐르지 않도록 스위치 트랜지스터를 제어하여 회로가 파손되는 것을 방지함과 동시에 스위치 트랜지스터가 정상동작모드로 자동적으로 복구되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 단락보호회로는, 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것이 감지되어 단락보호모드로 전환된 경우 일정 시간 후에 스위치 제어 회로가 정상동작모드에서 동작하도록 자동적으로 복구시키는 자동복구부를 포함할 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 단락보호회로는, 자동복구부가 스위치 제어 회로를 단락보호모드로부터 자동 복구시키는 시간을 조절하기 위한 복구시간조절부를 포함할 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 단락보호회로는, 전압검출부로부터 검출된 출력전압을 입력받아 출력전압이 일정 시간을 초과하여 유지되는 경우 단락이 발생한 것으로 판단하는 단락감지부와, 단락감지부가 단락이 발생한 것으로 판단한 경우 게이트드라이버를 제어하여 스위치 트랜지스터를 오프하고 단락보호모드로 전환시키도록 하는 게이트드라이버제어부를 포함할 수 있다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로는, 스위치 트랜지스터와, PWM 신호를 생성하여 출력하는 PWM신호발생부와, PWM신호발생부로부터 출력되는 신호를 입력받아 스위치 트랜지스터를 제어하는 게이트드라이버와, 스위치 트랜지스터 및 게이트드라이버에 연결되며, 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것을 감지하는 경우 스위치 트랜지스터를 제어하여 단락 전류가 흐르는 것을 차단하는 단락보호회로를 포함할 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 단락보호회로는, 전압검출부의 출력전압을 입력받는 제1비교기와, 제1비교기의 출력에 따라 히스테리시스 비교기를 제어하기 위한 출력신호를 출력하는 전하펌프회로와, 정상동작모드에서 전하펌프회로의 출력신호가 기준전압 VREF2(H) 이상이면 단락보호모드로 전환하고, 단락보호모드에서 전하펌프회로의 출력신호가 기준전압 VREF2(L) 이하이면 정상동작모드로 전환하도록 제어하는 동작모드제어부를 포함할 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 전하펌프회로는, 제1비교기의 출력을 입력받아 반전시키기 위한 인버터와, 인버터의 출력에 따라 온오프가 제어되는 제1스위치와, 제1스위치에 연결된 제1전류원과, 제1비교기의 출력에 따라 온오프가 제어되는 제2스위치와, 제2스위치에 연결된 제2전류원과, 제1스위치 및 제2스위치에 연결되어 제1스위치 또는 제2스위치의 온오프 상태에 따라 전하를 충전 또는 방전시키고, 히스테리시스 비교기로 출력신호를 출력하는 커패시터를 포함할 수 있다.
또한 전술한 구성에서, 동작모드제어부는, 전하펌프회로의 출력신호를 입력받아 기준전압 VREF2(H) 또는 VREF2(L)와 비교하는 히스테리시스 비교기와, 히스테리시스 비교기의 출력 및 PWM신호발생부의 출력을 입력받아 게이트드라이버를 제어하는 AND게이트를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 단락 전류가 감지되더라도 일정 시간 이상 스위치 소자를 충분히 OFF시켜 파손을 방지할 수 있고, 별도의 리셋회로 또는 제어신호가 없어도 자동적으로 다시 스위치 소자를 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 단락보호회로가 자동 재활성화되는 기능을 통해 단락 발생 여부를 주기적으로 검사하며 단락모드시 단락보호회로부를 제외한 전체 회로의 전원을 자동적으로 차단하여 전력 소비를 절감하고 전력 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 PWM 방식의 LED 드라이버 회로를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단락 보호 및 자동복구 기능을 갖는 스위치 제어 회로를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단락보호회로의 일실시예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단락보호회로를 포함하는 PWM 방식 스위치 제어 회로를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단락보호회로를 포함하는 PWM 방식 스위치 제어 회로의 여러 단자에서의 출력신호들의 파형을 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단락 보호 및 자동복구 기능을 갖는 스위치 제어 회로를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단락 보호 및 자동복구 기능을 갖는 스위치 제어 회로는 단락보호회로(210), 게이트드라이버(220), 스위치 트랜지스터(230) 및 전압검출부(240)를 포함하여 이루어질 수 있다.
단락보호회로(210)는 종래의 단락보호회로와는 달리 자동복구기능을 갖는다. 즉, 단락 여부를 검출하여 단락이 발생한 경우 회로를 보호하기 위해 스위칭 트랜지스터를 오프시킨 후 일정 시간이 지난 후 자동적으로 스위칭 트랜지스터를 다시 온(ON)시키는 것을 반복함으로써 전원을 다시 리셋하지 않아도 단락 문제가 해결된 경우 회로가 자동적으로 다시 정상적으로 기능하게 된다.
게이트드라이버(220)는 단락보호회로(210)의 제어에 따라 단락이 발생한 경우에는 스위치 트랜지스터의 게이트의 전원을 차단함으로써 스위치 트랜지스터를 오프시키며, 단락보호회로(210)에 의해 자동복구 신호를 수신하면 다시 스위치 트랜지스터의 상태를 온(On)이 되도록 제어하는 기능을 수행한다.
스위치 트랜지스터(230)는 게이트드라이버(220)의 제어에 따라 상태가 온(on) 또는 오프(off) 상태로 전환된다. 스위치 트랜지스터(230)는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
전압검출부(240)는 스위치 트랜지스터(230)의 소스단에 연결되고 스위치 트랜지스터(230)의 소스단에 흐르는 드라이브 전류값에 따라 소스단의 출력전압값을 검출한다. 이를 위해 스위치 트랜지스터(230)의 소스단에는 감지저항(SENSE RESISTOR)이 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단락보호회로의 일실시예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 단락보호회로는 단락감지부(310), 게이트드라이버제어부(320), 자동복구부(330), 복구시간조절부(340)를 포함하여 이루어질 수 있다.
단락감지부(310)는 전압검출부(240)로부터 검출된 소스단의 출력전압값이 일정시간 이상 기준전압값을 초과하여 유지되는 경우 단락이 발생한 것으로 판단한다. 단락이 발생한 것으로 판단하는데 기준이 되는 기준전압값과 기준전압값이 유지되는 시간값은 미리 정해질 수 있다.
게이트드라이버제어부(320)는 단락감지부(310)에 의해 단락이 발생한 것으로 판단된 경우 게이트드라이버(220)로 하여금 스위치 트랜지스터(230)를 오프시키도록 게이트드라이버(220)를 제어한다. 또한, 게이트드라이버제어부(320)는 자동복구부(330)의 제어에 따라, 게이트드라이버(220)가 스위치 트랜지스터(230)를 온(On)시키도록 게이트드라이버(220)를 제어한다.
자동복구부(330)는 복구시간조절부(340)에 의해 미리 설정된 시간이 경과하면 게이트드라이버제어부(320)를 제어하여 스위치 트랜지스터(230)가 다시 정상동작모드 상태에서 동작하도록 제어한다.
단락보호회로는 단락이 발생한 것으로 감지되면 단락보호모드로 전환되어, 게이트드라이버를 제어하여 스위치 트랜지스터를 오프(off)시켜 단락 전류가 스위치 트지스터의 소스단으로 흐르는 것을 방지한다. 이를 통해 스위치 트랜지스터가 파손을 방지할 수 있다. 그러나, 복구시간조절부(340)에 의해 설정된 시간이 경과하면, 자동복구부(330)는 게이트드라이버제어부(320)가 스위치 트랜지스터(230)를 다시 정상동작모드에서 동작하도록하여 회로가 자동적으로 정상 동작할 수 있도록 한다. 만일, 단락 문제가 해결되지 않아 단락 전류가 계속하여 흐르는 경우에는 반복적으로 스위치 트랜지스터의 온,오프를 자동적으로 제어함으로써 스위치 트랜지스터의 파손을 방지함과 동시에 회로의 기능이 자동적으로 복구될 수 있도록 한다.
단락보호회로는 회로의 구성이 집적회로의 형태로 구현되어 있는 경우 스위치 트랜지스터 및 집적회로의 파손을 방지하기 위해 단락보호모드를 지원한다. 단락보호모드에서는 스위치 트랜지스터에 흐르는 드라이브 전류를 차단하거나 단락보호모드를 제외한 집적회로 전체의 전원을 차단할 수 있다. 또한 단락보호회로는 단락보호모드에서 일정 시간이 경과하면 다시 정상동작모드에서 회로가 동작하도록 자동적으로 회로를 복구한다. 정상동작모드에서는 집적회로 전체의 전원기능이 정상적으로 동작하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단락보호회로를 포함하는 PWM 방식 스위치 제어 회로를 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단락보호회로를 포함하는 PWM 방식 스위치 제어 회로는 감지저항(sense resistor)(410), 제1비교기(420), 전하펌프회로(430), 히스테리시스 비교기(440), AND게이트(450), PWM신호발생부(PWM CORE)(460), 게이트드라이버(470) 및 스위치 트랜지스터(480)를 포함하여 이루어질 수 있다. 스위치 트랜지스터를 온오프시키는 게이트 드라이버가 PWM코어회로부와 스위치 트랜지스터 사이에 위치할 수 있다. 단락보호회로에 포함되는 전하펌프회로(430)는 인버터(431), 제1전류원(432), 제2전류원(433), 제1스위치(434), 제2스위치(435) 및 커패시터(436)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
PWM신호발생부(460)의 출력인 PWM OUT은 AND게이트(450)의 제1입력에 연결되고 AND게이트(450)의 출력은 게이트드라이버(470)의 입력으로 연결되어 단락보호회로가 게이트드라이버(470)를 제어하도록 구성될 수 있다. 게이트드라이버(470)의 출력인 DRIVER OUT은 스위치 트랜지스터(480)의 게이트단에 연결되어 스위치 트랜지스터의 온오프를 제어한다. 회로의 단락이 발생하면, 스위치 트랜지스터(480)의 드레인단은 입력전원(Vin)(미도시)에 연결되는데 단락이 발생하여 스위치 트랜지스터(480)에 단락 전류가 흐르게 되면 스위치 트랜지스터(480)의 소스단에 연결된 감지저항(410)에 의해 단락 전류로 인한 전위차가 발생하게 되어 단락여부를 감지하기 위한 전압(V1)을 검출하게 된다.
한편, 제1비교기(420)의 제1입력에는 상기 전압(V1)이 입력되고, 제2입력에는 단락 발생 여부를 판단하기 위한 기준전압(VREF1)이 입력으로 설정될 수 있다. 제1비교기(420)의 출력은 전하펌프회로(430)로 입력된다.
제1비교기(420)의 출력은 분기되어 인버터(431)와 제2스위치(435)에 연결되고, 인버터(431)의 출력은 제1스위치(434)에 연결된다. 제1스위치(434)와 제2스위치(435)의 일단에는 각각 제1전류원(432)과 제2전류원(433)이 연결된다. 제1전류원(432)의 전류 세기는 제2전류원(433)의 전류 세기와 다르게 설정될 수 있으며 조절이 가능하다.
제1스위치(434)와 제2스위치(435)의 다른 일단은 서로 연결되고 여기에 커패시터(436)의 일단이 연결된다. 또한, 제1스위치(434), 제2스위치(435) 및 커패시터(436)이 연결된 단자의 출력(V2)은 히스테리시스 비교기의 제1입력에 연결된다. 히스테리시스 비교기(440)의 비교기준전압으로는 기준전압 VREF2(H) 또는 VREF2(L)이 설정된다. 히스테리시스 비교기(440)의 출력은 AND게이트(450)의 제2입력에 연결된다. 단락보호모드에서는 VREF2(L)가 히스테리시스 비교기(440)의 비교기준전압이 되고 정상동작모드에서는 VREF2(H)가 히스테리시스 비교기(440)의 비교기준전압이 된다.
도 4와 같은 단락보호회로를 구성하는 경우 최소한의 소자들로 구성되므로 소형 사이즈를 요구하는 스위치 제어 회로를 제조하는데 바람직하다.
다음으로 회로의 동작 과정을 도 4 및 도 5을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단락보호회로를 포함하는 PWM 방식 스위치 제어 회로의 여러 단자에서의 출력신호들의 파형을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르기 시작하면 감지저항(410)에 의해 출력(V1)이 검출되어 제1비교기(420)에 입력된다. 검출된 출력(V1)이 기준전압 VREF1 보다 크면 제1비교기(420)의 출력은 하이(High)에서 로우(Low)로 전환된다.
제1비교기(420)의 출력이 로우로 전환되면 인버터(431)의 출력은 하이로 전환되므로 제1스위치(434)가 온(On) 상태로 전환되고, 제1전류원(432)로부터 전류가 흘러 커패시터(436)에 전하가 충전된다.
커패시터(436)에 전하가 충전되어 일정시간(t1)이 흐르면 히스테리시스 비교기(440)의 기준전압 VREF2(H)보다 출력(V2)가 크게 되고 히스테리시스 비교기(440)의 출력은 로우로 전환되며, AND게이트의 출력도 로우로 전환된다. AND게이트의 출력이 로우로 전환되면 게이트드라이버는 스위치 트랜지스터를 오프시킨다.
스위치 트랜지스터가 오프되면 단락 전류는 흐르지 않게 되므로 V1은 VREF1보다 낮아지게 된다. 이 때 제1비교기의 출력은 다시 하이 상태로 전환되고 제1스위치는 오프 상태로 전환되며 제2스위치가 온 상태로 전환된다.
제2스위치가 온 상태로 전환되면, 제2전류원(433)에 전류가 흐르게 되고 커패시터(436)에 충전된 전하가 방전된다.
한편, 일정시간(t2) 동안 커패시터에 충전된 전하가 방전되면, 출력V2는 히스테리시스 비교기의 기준전압 VREF(L) 보다 낮아지게 되고, 히스테리시스 비교기의 출력은 하이로 전환되어 단락보호회로는 게이트드라이버가 PWM신호발생부의 출력에 따라 스위치 트랜지스터를 제어하도록 한다. 즉, PWM신호에 따라 게이트드라이버가 스위치 트랜지스터의 출력을 제어함으로써 회로가 자동적으로 복구되어 정상적으로 기능하게 된다.
만일, 회로가 자동적으로 복구된 이후에도 단락 전류가 계속하여 흐르는 경우에는 위와 같은 과정이 반복되어 다시 t1 시간이 경과한 후에는 t2시간동안 단락보호모드로 들어가게 된다. 단락보호모드 동안에는 단락보호회로를 제외한 다른 모든 회로의 전원을 차단함으로써 전력소모를 줄일 수가 있다.
또한, 단락보호모드에서 일정시간이 경과한 후에는 회로가 다시 정상적으로 자동복구되어 사용자가 일일이 수동으로 리셋하지 않더라도 회로가 정상적으로 기능하게 되며 단락 문제가 발생하더라도 t1보다 상대적으로 매우 긴 시간(t2) 동안 주요 회로의 전원을 자동적으로 차단하기 때문에 전력 소모를 크게 절감할 수 있는 장점이 있다. 한편, 제1전류원에 흐르는 전류의 세기는 제2전류원에 흐르는 전류의 세기보다 응용회로의 정해진 사양에 따라 수십 배 정도로 설정할 수 있다. 보다 전력 소모를 절감하기 위해서는 t1에 비하여 t2의 시간을 상대적으로 길게 설정하는 것이 바람직하며, 이는 제1전류원의 전류세기를 조절을 통해 수행될 수 있다. t2의 지속시간은 0.1 ms 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 도 4와는 달리 별도의 게이트드라이버를 구성하지 않고 단락보호회로가 직접 스위치 트랜지스터(480)를 제어하도록 설계할 수도 있으며, 일정시간을 경과하여 소정의 횟수 이상 단락보호모드에 들어가게 되는 경우 단락발생통지신호를 전송하거나 전체회로의 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.
도 5를 참조하면, PWM 신호 발생부의 출력이 하이로 유지되고 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 경우, 출력 V1이 VREF1 보다 높아지며 t1 시간이 경과하게 되면 V2가 VREF2(H) 보다 크게 되므로 게이트드라이버의 출력이 로우로 전환되어 스위치 트랜지스터가 오프되는 단락보호모드에 들어가게 된다. 따라서 단락 전류(I Drive)는 더 이상 흐르게 되지 않게 되고 출력 V1도 로우로 전환된다. 출력 V1이 로우로 전환되고 t2 시간이 경과하게 되면 V2가 VREF2(L) 보다 낮아지게 되므로 단락보호모드가 자동적으로 해제되어 게이트드라이버는 PWM신호발생부에 의해 정상적으로 제어되게 된다. 만일, 단락보호모드가 해제된 이후에도 다시 단락 전류가 흐르게되면 자동적으로 단락보호모드에 들어가게 된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 PWM코어회로부 120 스위치 트랜지스터
130 입력전원(Vin) 140 다이오드 D1
210 단락보호회로 220 게이트드라이버
230 스위치 트랜지스터 240 전압검출부
310 단락감지부 320 게이트드라이버제어부
330 자동복구부 340 복구시간조절부
410 감지저항 420 제1비교기
430 전하펌프회로 431 인버터
432 제1전류원 433 제2전류원
434 제1스위치 435 제2스위치
436 커패시터 440 히스테리시스 비교기
450 AND게이트 460 PWM신호발생부
470 게이트드라이버 480 스위치 트랜지스터

Claims (10)

  1. 연결된 소자에 흐르는 전류를 제어하는 스위치 트랜지스터;
    상기 스위치 트랜지스터의 일단에 연결되어 상기 스위치 트랜지스터의 일단의 출력전압을 검출하는 전압검출부; 및
    상기 출력전압을 입력받아 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것을 감지하고, 단락 전류가 흐르는 경우 상기 스위치 트랜지스터를 제어함으로써 회로의 파손을 보호하는 단락보호회로를 포함하되,
    스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것이 감지되면 상기 단락보호회로는 단락 전류가 흐르지 않도록 상기 스위치 트랜지스터를 제어하여 단락보호모드로 전환시키고 일정 시간이 경과한 후에 상기 스위치 트랜지스터는 정상동작모드로 자동적으로 복구되며,
    단락 상태가 지속되는 경우, 상기 정상동작모드로의 자동 복구와 단락보호모드로의 전환이 일정한 주기로 반복되는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 트랜지스터를 제어하기 위한 게이트드라이버; 및
    상기 게이트드라이버로 입력되는 PWM 신호를 출력하는 PWM신호발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 복구의 주기는 제1전류원과 제2전류원의 전류비에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단락보호회로는,
    상기 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것이 감지되어 단락보호모드로 전환된 경우 일정 시간 후에 스위치 제어 회로가 정상동작모드에서 동작하도록 자동적으로 복구시키는 자동복구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단락보호회로는,
    상기 자동복구부가 스위치 제어 회로를 단락보호모드로부터 자동 복구시키는 시간을 조절하기 위한 복구시간조절부를 더 포함하며,
    상기 단락보호회로는 상기 단락 전류가 계속하여 흐르는 경우 상기 단락 전류가 흐르지 않도록 상기 스위치 트랜지스터를 다시 제어하고, 상기 자동복구부는 상기 복구시간조절부에 의해 설정된 시간이 경과한 경우 자동적으로 스위치 제어 회로를 단락보호모드로부터 자동 복구시키는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 단락보호회로는,
    상기 전압검출부로부터 검출된 출력전압을 입력받아 상기 출력전압이 일정 시간을 초과하여 유지되는 경우 단락이 발생한 것으로 판단하는 단락감지부; 및
    상기 단락감지부가 단락이 발생한 것으로 판단한 경우, 스위치 트랜지스터를 제어하는 기능을 수행하는 게이트 드라이버를 제어하여 스위치 트랜지스터를 오프하고 단락보호모드로 전환시키도록 하는 게이트드라이버제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  7. PWM 신호를 생성하여 출력하는 PWM신호발생부;
    상기 PWM신호발생부로부터 출력되는 신호를 입력받아 스위치 트랜지스터를 제어하는 게이트드라이버; 및
    상기 스위치 트랜지스터 및 상기 게이트드라이버에 연결되며, 상기 스위치 트랜지스터에 단락 전류가 흐르는 것을 감지하는 경우 상기 스위치 트랜지스터를 제어하여 단락 전류가 흐르는 것을 차단하는 단락보호회로를 포함하되,
    상기 단락보호회로는,
    상기 전압검출부의 출력전압을 입력받는 제1비교기;
    상기 제1비교기의 출력에 따라 히스테리시스 비교기를 제어하기 위한 출력신호를 출력하는 전하펌프회로; 및
    정상동작모드에서 상기 전하펌프회로의 출력신호가 기준전압 VREF2(H) 이상이면 단락보호모드로 전환하고, 단락보호모드에서 상기 전하펌프회로의 출력신호가 기준전압 VREF2(L) 이하이면 정상동작모드로 전환하도록 제어하는 동작모드제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 전하펌프회로는,
    상기 제1비교기의 출력을 입력받아 반전시키기 위한 인버터;
    인버터의 출력에 따라 온오프가 제어되는 제1스위치;
    상기 제1스위치에 연결된 제1전류원;
    상기 제1비교기의 출력에 따라 온오프가 제어되는 제2스위치;
    상기 제2스위치에 연결된 제2전류원; 및
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치에 연결되어 상기 제1스위치 또는 제2스위치의 온오프 상태에 따라 전하를 충전 또는 방전시키고, 상기 히스테리시스 비교기로 출력신호를 출력하는 커패시터를 포함하는 것으로 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 동작모드제어부는,
    상기 전하펌프회로의 출력신호를 입력받아 기준전압 VREF2(H) 또는 VREF2(L)와 비교하는 히스테리시스 비교기; 및
    상기 히스테리시스 비교기의 출력 및 상기 PWM신호발생부의 출력을 입력받아 상기 게이트드라이버를 제어하는 AND게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 단락보호회로를 구비한 스위치 제어 회로.
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