KR101186896B1 - 다이오드를 이용한 에스씨피 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력 전압을 정전압으로 가변시키거나, 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호가 입력된 경우 온(ON) 되어 입력 전압이 출력되도록 하고 상기 인에이블 컨트롤 신호가 입력되지 않은 경우 오프(OFF) 되어 입력 전압이 출력되지 않도록 하는 레귤레이터 & 온/오프 로직부, 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 출력부에 캐소드 단자가 연결된 제1 다이오드 및, 상기 제1 다이오드의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 입력부가 연결되어 출력 전압의 쇼트 발생시 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부가 동작되지 않도록 하는 제2 다이오드를 구비한 구동부를 포함하여 이루어진 다이오드를 이용한 SCP 장치에 관한 것으로, 비정상적인 쇼트(abnormal short) 발생시 회로 및 소자를 보호하기 위해, 쇼트(short) 상황이 발생하였을 경우 즉각, 출력 전압을 오프(off)하고, 쇼트(short) 상황 해제 시 다시 정상적으로 자동 복귀를 하도록 한다.

Description

다이오드를 이용한 에스씨피 장치{Short circuit protection apparatus using diode}
본 발명은 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 SCP 회로 없이 다이오드(Diode) 2개를 이용하여 출력 전압이 쇼트(short) 되었을 때 하드웨어(hardware) 적으로 출력 전압을 자동으로 오프(off)하여 쇼트 프로텍션(short protection) 하는, 다이오드를 이용한 SCP 장치에 관한 것이다.
기존에는 별도의 SCP 회로를 복잡하게 구성하거나 퓨즈(fuse) 및 폴리 스위치(poly switch)를 많이 사용하였으나, 이는 쇼트(short) 상황이 해제되었을 경우 복구를 못 하거나 실제 프로텍션(protection) 까지 진입하는데 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
한편, 보통의 레귤레이터 & 온/오프 로직부(즉, 레귤레이터(regulator)와 전압 온/오프 로직부(On/Off logic))에는 SCP 기능이 없다.
그래서, 출력 전압(Output voltage)의 쇼트(Short) 상황 발생시, 레귤레이터(regulator)와 온/오프 로직(on/off logic)에는 과전류가 흐르고, 이로 인해 심한 발열이 발생하며, 심한 경우는 연기 및 불꽃을 발생시키면서 소자가 번트(burnt)되어 화재를 일으킬 위험성이 높아지게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 비정상적인 쇼트(abnormal short) 발생시 회로 및 소자를 보호하기 위해, 쇼트(short) 상황이 발생하였을 경우 즉각, 출력 전압을 오프(off) 하고, 쇼트(short) 상황이 해제되면 다시 정상적으로 자동 복귀를 할 수 있도록 하는, 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이오드를 이용한 SCP 장치는,
비정상적인 쇼트(abnormal short) 발생시 회로 및 소자를 보호하기 위해, 쇼트(short) 상황이 발생하였을 경우 즉각, 출력 전압을 오프(off)하고, 쇼트(short) 상황 해제 시 다시 정상적으로 자동 복귀를 하도록 하는 구조로 된 것이다.
구체적으로는, 입력 전압을 정전압으로 가변시키거나, 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호가 입력된 경우 온(ON) 되어 입력 전압이 출력되도록 하고 상기 인에이블 컨트롤 신호가 입력되지 않은 경우 오프(OFF) 되어 입력 전압이 출력되지 않도록 하는 레귤레이터 & 온/오프 로직부, 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 출력부에 캐소드 단자가 연결된 제1 다이오드 및, 상기 제1 다이오드의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 입력부가 연결되어 출력 전압의 쇼트 발생시 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부가 동작되지 않도록 하는 제2 다이오드를 구비한 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 구동부는 상기 제1 다이오드의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 입력부가 연결된 제2 다이오드 및, 상기 제1 다이오드의 애노드 단자와 상기 제2 다이오드의 애노드 단자에 연결되고, 상기 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호를 입력받아 상기 제2 다이오드로 전달하는 저항을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 쇼트(short) 상황이 발생하였을 경우 출력 전압을 즉시, 오프(off)하여 비정상적인 쇼트(abnormal short) 발생시 과전류로 인한 화재의 위험성 등으로부터 회로 및 소자(예: 레귤레이터 & 온/오프 로직부)를 보호할 수 있다.
그리고, 쇼트(short) 상황이 해제되면, 다시 정상적으로 자동 복귀를 하도록 할 수 있으며, 실제 프로텍션(protection) 까지 진입하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치를 도시한 회로도
도 2는 본 발명에 따른 다이오드를 이용한 SCP 장치의 파형도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치를 도시한 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)를 통해 레귤레이터 & 온/오프 로직부(regulator & on/off logic)(101)가 동작을 하게 되며, 해당 신호가 마이컴(micom)이나 CPU로부터 전달된 경우, 출력 전압(output voltage)으로 전압이 출력되는데, 제1, 2 다이오드(D1, D2)를 추가함으로써 출력 전압(output voltage)의 쇼트(short) 상황에서도 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)를 보호할 수 있고, 쇼트(short) 상황이 해제되면 자동으로 복귀되어 출력 전압이 정상적으로 나오도록 하는 구조이다.
즉, 비정상적인 쇼트(abnormal short) 발생시 회로 및 소자를 보호하기 위해, 쇼트(short) 상황이 발생하였을 경우 즉각, 출력 전압을 오프(off)하고, 쇼트(short) 상황 해제 시 다시 정상적으로 자동 복귀를 하도록 하는 구조로 된 것이다.
구체적으로는, 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101), 제1 다이오드(102) 및, 제2 다이오드(103)를 구비한 구동부를 포함하여 이루어진 구조로 된 것이다.
즉, 입력 전압을 정전압으로 가변시키거나, 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호가 입력된 경우 온(ON) 되어 입력 전압이 출력되도록 하고 상기 인에이블 컨트롤 신호가 입력되지 않은 경우 오프(OFF) 되어 입력 전압이 출력되지 않도록 하는 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101), 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)의 출력부에 캐소드 단자가 연결된 제1 다이오드(102) 및, 상기 제1 다이오드(102)의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)의 입력부가 연결되어 출력 전압의 쇼트 발생시 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)가 동작되지 않도록 하는 제2 다이오드(103)를 구비한 구동부를 포함하여 이루어진 구조로 된 것이다.
추가로, 상기 구동부는 상기 제1 다이오드(102)의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)의 입력부가 연결된 제2 다이오드(103) 및, 상기 제1 다이오드(102)의 애노드 단자와 상기 제2 다이오드(103)의 애노드 단자에 연결되고, 상기 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호를 입력받아 상기 제2 다이오드(103)로 전달하는 저항(104)을 포함하여 이루어진 구조이다.
여기서, 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)는 출력부에 캐소드 단자를 통해 제1 다이오드(102)가 연결되고, 입력부에 캐소드 단자를 통해 제2 다이오드(103)가 연결된 것으로, 상기 제2 다이오드(103)를 통해 입력되는 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)를 통해 동작을 하게 된다. 동작은 입력 전압을 정전압으로 가변시키거나, 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호가 입력된 경우 온(ON) 되어 입력 전압이 출력되도록 하고, 상기 인에이블 컨트롤 신호가 입력되지 않은 경우 오프(OFF) 되어 입력 전압이 출력되지 않도록 하는 방식으로 이루어진다.
제1 다이오드(102)는 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)의 출력부에 캐소드 단자가 연결되고, 애노드 단자가 상기 제2 다이오드(103)의 애노드 단자에 연결된 것으로, 정상적인 경우 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)가 저항(R1)과 제2 다이오드(D2)를 통해 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)로 입력되어 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)를 구동하게 되는데, 이때 제1 다이오드(D1)는 아무런 기능을 하지 않다가, 쇼트(Short) 상황이 되면 제1 다이오드(102)의 캐소드 쪽이 그라운드(GND)가 된다. 그리고, 제1 다이오드(102)의 캐소드 쪽이 그라운드 레벨(GND level)이 되면 제1 다이오드(102)의 애노드 쪽은 다이오드(diode)의 순방향 전압(forward voltage) 만큼의 오프셋(offset)을 갖게 된다. 통상 0.7V로 가정을 하면, 제1 다이오드(102)의 애노드 쪽에는 0.7V의 전압이 걸리게 된다.
제2 다이오드(103)는 상기 제1 다이오드(102)의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)의 입력부가 연결되어 출력 전압의 쇼트 발생시 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)가 동작되지 않도록 하는 것으로, 구동부에 포함된다. 상기 구동부는 상기 제1 다이오드(102)의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)의 입력부가 연결된 제2 다이오드(103) 및, 상기 제1 다이오드(102)의 애노드 단자와 상기 제2 다이오드(103)의 애노드 단자에 연결되고, 상기 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호를 입력받아 상기 제2 다이오드(103)로 전달하는 저항(104)을 포함하여 이루어진 구조이다.
이하, 도 1의 본 발명에 따른 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치의 동작을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 정상적인 경우 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)가 저항(R1)과 제2 다이오드(D2)를 통해 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)로 입력되어 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)를 구동하게 되는데, 이때 제1 다이오드(D1)는 아무런 기능을 하지 않는다.
그러다가, 쇼트(Short) 상황이 되면 제1 다이오드(102)의 캐소드 쪽(D1.2)이 그라운드(GND)가 된다. 제1 다이오드(102)의 캐소드 쪽(D1.2)이 그라운드 레벨(GND level)이 되면 제1 다이오드(102)의 애노드 쪽(D1.1)은 다이오드(diode)의 순방향 전압(forward voltage) 만큼의 오프셋(offset)을 갖게 된다.
통상 0.7V로 가정을 하면, 제1 다이오드(102)의 애노드 쪽(D1.1)에는 0.7V의 전압이 걸리게 된다.
이때, 제2 다이오드(103)의 애노드 쪽(D2.1) 역시, 제1 다이오드(102)의 애노드 쪽(D1.1)과 같으므로 0.7V의 전압이 같이 걸리게 된다. 그리고, 제2 다이오드(103)의 캐소드 쪽(D2.2)은 0.7V의 전압 드롭(drop)이 발생하게 되어 실제 인에이블(ENABLE)은 0V의 전위가 되어 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)가 동작을 하지 않게 된다.
그렇게 하여, 쇼트(Short) 상황 발생시, 레귤레이터 & 온/오프 로직부(101)를 보호하게 된다.
더불어, 쇼트(Short) 상황이 해제가 되면 정상적일 경우와 같이 저항(R1)과 제2 다이오드(D2)를 통해서 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)가 입력되어, 회로가 동작하게 되어 출력 전압이 나오게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)를 통해 레귤레이터 & 온/오프 로직부(regulator & on/off logic)가 동작을 하게 되며, 해당 신호가 마이컴(micom)이나 CPU로부터 전달된 경우, 출력 전압(output voltage)으로 전압이 출력되는데, D1, D2를 추가함으로써 출력 전압(output voltage)의 쇼트(short) 상황에서도 레귤레이터 & 온/오프 로직부를 보호할 수 있고, 쇼트(short) 상황이 해제되면 자동으로 복귀되어 출력 전압이 정상적으로 나오도록 할 수 있다.
즉, 비정상적인 쇼트(abnormal short) 발생시 회로 및 소자를 보호하기 위해, 쇼트(short) 상황이 발생하였을 경우 즉각, 출력 전압을 오프(off) 하고, 쇼트(short) 상황 해제 시 다시 정상적으로 자동 복귀를 하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치의 파형도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 쇼트(Short) 상황이 되면 제1 다이오드의 캐소드 쪽(D1.2)이 그라운드(GND)가 된다. 제1 다이오드의 캐소드 쪽(D1.2)이 그라운드 레벨(GND level)이 되면 제1 다이오드의 애노드 쪽(D1.1)(여기서는, A부분)은 다이오드(diode)의 순방향 전압(forward voltage) 만큼의 오프셋(offset)을 갖게 된다. 통상 0.7V로 가정을 하면, 제1 다이오드의 애노드 쪽(D1.1)에는 0.7V의 전압이 걸리게 된다.
이때, 제2 다이오드의 애노드 쪽(D2.1) 역시, 제1 다이오드의 애노드 쪽(D1.1)과 같으므로 0.7V의 전압이 같이 걸리게 된다. 그리고, 제2 다이오드의 캐소드 쪽(D2.2)(여기서는, C부분)은 0.7V의 전압 드롭(drop)이 발생하게 되어 실제 인에이블(ENABLE)은 0V의 전위가 되어 레귤레이터 & 온/오프 로직부가 동작을 하지 않게 된다. 그렇게 하여, 쇼트(Short) 상황 발생시, 레귤레이터 & 온/오프 로직부를 보호하게 된다.
더불어, 쇼트(Short) 상황이 해제가 되면 정상적일 경우와 같이 저항(R1)과 제2 다이오드(D2)를 통해서 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호(ENABLE_CNTL_SIGNAL)가 입력되어, 회로가 동작하게 되어 출력 전압(여기서는, D부분)이 나오게 된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 레귤레이터 & 온/오프 로직부 102 : 제1 다이오드
103 : 제2 다이오드 104 : 저항

Claims (2)

  1. 입력 전압을 정전압으로 가변시키거나, 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호가 입력된 경우 온(ON) 되어 입력 전압이 출력되도록 하고 상기 인에이블 컨트롤 신호가 입력되지 않은 경우 오프(OFF) 되어 입력 전압이 출력되지 않도록 하는 레귤레이터 & 온/오프 로직부;
    상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 출력부에 캐소드 단자가 연결된 제1 다이오드; 및
    상기 제1 다이오드의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 입력부가 연결되어 출력 전압의 쇼트 발생시 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부가 동작되지 않도록 하는 제2 다이오드를 구비한 구동부를 포함하여 이루어진 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 제1 다이오드의 애노드 단자에 애노드 단자가 연결되고, 캐소드 단자에 상기 레귤레이터 & 온/오프 로직부의 입력부가 연결된 제2 다이오드; 및
    상기 제1 다이오드의 애노드 단자와 상기 제2 다이오드의 애노드 단자에 연결되고, 상기 출력 제어용 신호인 인에이블 컨트롤 신호를 입력받아 상기 제2 다이오드로 전달하는 저항을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다이오드를 이용한 SCP(Short Circuit Protection) 장치.
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