KR101187857B1

KR101187857B1 - 전자 컨버터들에 대한 개선된 보호 회로 및 대응하는 방법

Info

Publication number: KR101187857B1
Application number: KR1020107024537A
Authority: KR
Inventors: 마르코 파친; 라팰르 피바
Original assignee: 오스람 아게
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2012-10-05
Also published as: EP2263422A1; CN101983541A; KR20100130637A; CN101983541B; EP2263422B1; ATE533331T1; TW201004111A; WO2009122232A1

Abstract

전자 컨버터를 위한 보호 디바이스, 예컨대 할로겐 램프 등은 공급 전압(Vcc)에 의하여 전원인가되는 비교기(10)를 포함한다. 상기 비교기(10)는 상기 컨버터의 출력 부하를 표시하는 제 1 신호(Vi(P)) 및 상기 컨버터의 온도를 표시하는 제 2 신호(Vref(T°))에 민감한 반전 입력부(12), 비-반전 입력부(14) 및 출력(Vo)을 구비한다. 그러므로 과부하들 및 과열로부터 보호를 달성하기 위하여 상기 비교기(10)의 상기 출력(Vo)은 제 1 신호(Vi(P)) 및 제 2 신호(Vref(T°))의 값들의 함수로서 상기 전자 컨버터를 스위치 오프할 수 있다. 상기 회로는 상기 공급 전압(Vcc)이 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 비교기(10)의 상기 출력(Vo)이 상기 전자 컨버터를 스위치 오프하는 것을 방지하는 센싱 스테이지(100)를 포함한다.

Description

전자 컨버터들에 대한 개선된 보호 회로 및 대응하는 방법{IMPROVED PROTECTION CIRCUIT FOR ELECTRONIC CONVERTERS AND CORRESPONDING METHOD}

본 개시는 전자 컨버터들의 보호에 관한 것이다.

문서 EP-A-1 811 816(청구항 제 1항의 전제부에 반영됨)은 예컨대 할로겐 램프들에 대한 전자 변압기들에서 DC 및 AC 과부하/열의 보호 방식을 통합하기 위한 장치를 개시한다.

이런 디바이스들은 종래의 백열등처럼 그에 의하여 구동되는 광원(들)의 밝기를 조절하기 위하여 조광기(dimmer)를 통하여 메인 파워 서플라이에 연결될 수 있다. 하지만 이러한 장치의 적절한 동작을 보장하는 것은 특히 상기 광원이 최소의 밝기 값으로 조절될 때 결정적인 것으로 드러날 수 있다.

도 1의 블록 다이어그램은 이하에서 다시 기술될 EP-A-1 811 816의 도 3의 블록 다이어그램을 넓은 범위로 재현한다. 부가적으로, 본 명세서에서 도 1은 다이어그램에 도시되는 두 개의 연산 증폭기들(10 및 32)에 공급하기 위하여 전압(Vcc)을 생산하는 일반적으로 P로 명시되는, 현재의 에너지 서플라이어 스테이지(EST)의 존재를 명시적으로 표시한다. 공급 캐패시터(Cs)를 충전하기 위한 에너지는 연속적인 전압(Vbus)(컨버터의 m개의 입력 스테이지들에 대하여 유도됨)으로부터 달성될 수 있거나 또는 디바이스의 보통의 동작 동안에 전압 펌프 회로에 의하여 생성되는 고주파 AC 전압(Vpump)으로부터 달성될 수 있다.

상기 전압(Vbus)은 상기 디바이스가 보호 상태에 있을 때, 즉 Vpump가 제로로 감소될 때에도 또한 Vcc 공급을 보증한다.

컨버터에 의하여 구동되는 상기 광원이 최소의 밝기 값으로 조절될 때, 안정기(ballast)가 적은 시간 동안(1-2 ㎳ 매 10 ㎳ 마다) 동작하도록, 어쩌면 도시되는 바와 같은 컨버터와 연관되는 조광기는 AC 메인 위상을 "쵸핑(chopping)"함으로써 전형적으로 동작한다. 이런 환경들 하에서, 에너지 서플라이어 스테이지(EST)의 정확한 동작을 보장하는 것은 어려울 수 있고, 그리고 Vcc는 매우 낮은 값(제로로 되지 않고도)으로 떨어질 수 있다.

Vcc가 떨어진다면, 또한 연산 증폭기(비교기)(10)의 반전 입력부(12)로 공급되는 바와 같이 Vref(T°)로 명시되는 기준 값은 상당히 떨어질 수 있고 그러므로 비-반전 입력부(14) 상의 전압보다 더 작아질 수 있고, 그래서 상기 연산 증폭기(10)로부터의 출력 신호(Vo)는 높아진다.

상기 안정기가 차단되도록(shut down)(즉, 상기 컨버터가 스위치 오프됨) 스위치들(Td1 및 Td2)로 하여금 활성화되게 하기 위하여 충분한 양의 제로보다 전압(Vcc)이 여전히 더 큰 동안에 상기의 모든 것들이 발생할 수 있다. 이것은 상기 컨버터에 의하여 구동되는 램프(들)의 용인할 수 없는 깜박임(flickering)을 초래한다.

이런 결점은 상기 안정기가 메인 정현파의 짧은 부분에 걸쳐 동작할 때 그리고 동작하더라도 충분한 에너지를 제공하는 방법으로 상기 에너지 서플라이어 스테이지(P)를 개선함으로써 개념적으로(notionally) 방지할 수 있다. 하지만 이런 접근법은 상기 스테이지의 내부 컴포넌트들 상에 강제되는 요구조건들의 관련된 증가를 수반하고, 이는 PC-보드 상에서 차지하는 공간 및 비용의 관점에서의 증가를 차례로 의미할 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 전술된 결점들이 없는 개선된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 이러한 목적은 이하의 청구항에서 기술되는 특징들을 갖는 회로에 의하여 달성된다. 본 발명은 또한 상응하는 방법에 관한 것이다.

청구항들은 본 명세서에 제공되는 본 발명의 개시의 필수 부분이다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 전자 컨버터를 위한 회로는 공급 전압(Vcc)을 이용하는 비교기(10)를 포함하고, 상기 비교기(10)는 출력부(Vo), 비-반전 입력부(14) 및 반전 입력부(12)를 갖고, 상기 비-반전 입력부(14)는 상기 전자 컨버터의 출력 부하를 표시하는 제 1 신호(Vi(P))에 연결되고 상기 반전 입력부(12)는 상기 전자 컨버터의 온도를 표시하는 제 2 신호(Vref(T°))에 연결되며, 이에 의하여 상기 출력부(Vo)는 스위칭가능하고 상기 제 1 신호(Vi(P)) 및 상기 제 2 신호(Vref(T°))의 값들의 함수로서 상기 전자 컨버터를 스위치 오프하도록 구성되는 적어도 하나의 스위치(Td1, Td2)를 구동하며, 상기 회로는 상기 공급 전압(Vcc) 및 상기 비교기(10)의 상기 비-반전 입력부(14) 사이에 삽입되는 센싱 스테이지(100)에 의하여 특징지어지며, 상기 센싱 스테이지(100)는 더 낮은 임계치로 떨어지고 도달하는 상기 공급 전압(Vcc)에 연결되는 입력부(104) 및 상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때 상기 비교기(10)의 상기 출력부(Vo)가 상기 전자 컨버터를 스위칭 오프하는 것을 방지하도록 작동가능한 출력부(102)를 갖는다.
또한, 상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치를 초과할 때, 상기 센싱 스테이지(100)는 상기 비교기(10)의 상기 비-반전 입력부(14)에 연결되는 부동(float) 출력부(102)를 갖는다.
또한, 상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 출력부(102)는 제로(zero)로 강제될 수 있다.
또한, 상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 센싱 스테이지(100)는 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 출력부(102)를 접지(GND)에 연결하도록 스위칭가능한 전자 스위치(108)를 포함한다.
또한, 상기 전자 스위치(108)는 바이폴라 트랜지스터이다.
또한, 상기 센싱 스테이지(100)는: 상기 공급 전압(Vcc)을 센싱(sense)하기 위하여 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 입력부(104)에 연결되는 캐소드를 갖는 제너 다이오드(106); 상기 제너 다이오드(106)의 애노드와 연결되는 베이스 및 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 출력부(102)와 접지(GND) 사이에 연결되는 이미터와 콜렉터를 갖는 바이폴라 트랜지스터(108); 및 상기 트랜지스터(108)의 베이스 및 접지(GND) 사이에 연결되는 저항(110)을 포함한다.
또한, 본원 발명의 일 실시예에 따른 출력부(Vo), 비-반전 입력부(14) 및 반전 입력부(12)를 갖는 비교기(10)에 의하여 전자 컨버터를 보호하는 방법은; 상기 전자 컨버터의 출력 부하를 표시하는 제 1 신호(Vi(P))를 상기 비-반전 입력부(14)에 인가하고 상기 전자 컨버터의 온도를 표시하는 제 2 신호(Vref(T°))를 상기 반전 입력부(12)에 인가하는 단계 ― 이에 의하여 상기 출력부(Vo)는 스위칭가능하고 상기 제 1 신호(Vi(P)) 및 제 2 신호(Vref(T°))의 값들의 함수로서 상기 전자 컨버터를 스위치 오프하도록 구성되는 적어도 하나의 스위치(Td1, Td2)를 구동하고, 상기 비교기(10)는 공급 전압(Vcc)을 통하여 전원인가됨 ―, 더 낮은 임계치로 떨어지고 도달하는 상기 공급 전압(Vcc)을 센싱하는 단계; 및 상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 비교기(10)의 상기 출력부(Vo)가 상기 전자 컨버터를 스위칭 오프하는 것을 방지하는 단계를 포함한다.

이제 본 발명은 단지 예시로, 첨부되는 도시되는 도면들을 참조하여, 기술될 것이고:
도 1은 앞서 부분적으로 논의된, 본 명세서에 기술되는 개선을 구체화하는 예시적인 전자 컨버터의 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 다이어그램에서의 블록들 중 하나의 예시적인 실시예를 더 상세히 도시한다.

이하의 기술에서, 실시예들의 이해를 제공하기 위하여 다수의 특정 상세사항들이 주어진다. 실시예들은 하나 이상의 상기 특정 상세사항들 없이도 실행될 수 있거나, 또는 다른 방법들, 컴포넌트들, 재료들 등을 이용하여 실행될 수 있다. 다른 실례에서, 널리-공지된 구조들, 재료들, 또는 동작들은 상기 실시예들의 양상들을 불명료하게 하는 것을 방지하기 위하여 도시되거나 상세한 설명에 기술되지 않는다.

본 명세서 전체에서의 참조인 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"는 적어도 하나의 실시예에 포함되는 실시예들과 관련하여 기술되는 특정 특징, 구조, 또는 특성을 의미한다. 그러므로, 본 명세서 전체에서의 다양한 곳에서의 "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"라는 어구의 존재는 반드시 동일 실시예를 지칭하는 모든 것은 아니다. 더욱이, 특정 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.

본 명세서에서 제공되는 제목들은 단순히 편의를 위함이며, 실시예들의 의미 또는 범위를 설명하기 위한 것은 아니다.

도 1의 블록 다이어그램은 EP-A-1 811 816의 도 3의 블록 다이어그램을 다양하게 재현한다. 그러므로 이전 출원의 설명은 본 명세서에서 개시되는 컴포넌트들 및 엘리먼트들의 동작 및 구조의 완전한 설명을 위하여 명백하게 참조된다.

본 개시를 위하여, 전력원(20)(예컨대, 메인 전압)으로부터 라인 필터(22) 및 하프-브릿지 정류기(24)를 통하여 유도되는 전기 전력을 변압기(Tr)의 제 2차 와인딩에 연결되는 광원(26)에 제공하는 도 1에 도시되는 컨버터를 연상시키기에 충분할 것이다. 광원(26)은 예컨대 하나 이상의 할로겐 램프들, 형광등들, 고 광속(high flux) LED들 등을 포함할 수 있다.

이런 장치는 하프-브릿지 토폴리지에 기초하는 스위칭 컨버터의 예시이다. 이런 컨버터 레이아웃은 그 자체로 해당 기술분야에서 널리 공지된 것이고, 그러므로 본 명세서에 더 상세한 기술을 제공하도록 하는 것은 불필요하다.

상기 변압기(Tr)의 제 1차 와인딩은 편광(polarization) 인덕턴스(Lc)를 갖고, 그리고 두 개의 전자 스위치들(예컨대, MOSFET들 또는 BJT들)(Ta, Tb)을 포함하는 하프-브릿지 장치를 통하여 구동되고, 상기 하프-브릿지 장치는 각각 연관된 게이트 인덕턴스(La, Lb), 및 두 개의 캐패시터들(Ca, Cb)을 구비하고, 연관된 보호 다이오드(Da, Db)를 각각 구비한다.

상기 두 개의 전자 스위치들(Ta, Tb)은 다이악(diac)(30)을 구동하는 제어 회로(38)에 의하여 대안적으로 스위칭 온 및 스위칭 오프될 수 있다. 상기 다이악(30)은 상기 전자 스위치들(Ta, Tb)의 게이트들 및 정류기(24)의 출력에 연결되는 "상부" 저항(Rs) 및 스위치(Td2)를 통하여 접지될 수 있는 "하부" 저항(Rd1)으로 구성되는 분압기의 중간점 사이에 삽입된다. 캐패시터(Cs)는 상기 저항(Rd1)과 병렬로 연결된다. 다른 저항(Rd2)은 상기 전자 스위치(Tb2)의 게이트와 연결되고; 상기 저항(Rd2)은 스위치(Td1)를 통하여 접지되도록 적응된다.

스위치들(Td1 및 Td2) 모두는 비교기로서 동작하는 연산 증폭기(op-amp)(10)의 출력 전압(Vo)에 의하여 구동되고, 상기 비교기(10)의 출력 전압(Vo)에 연결되는 애노드 및 제어 회로(38)에 연결되는 캐소드를 갖는 보호 다이오드(D2)(사선들로 도시됨)가 바람직하게 제공된다.

상기 연산 증폭기/비교기(10)의 반전 입력부(12)는 예컨대, 온도가 상승함에 따라 감소하는, 연속적인, 온도 의존 전압의 형태로 신호 Vref(T°)를 수신한다.

상기 비-반전 입력부(14)는 부하를 나타내는 연속 전압(이하의 더 상세한 설명에 따라 생성됨)의 형태로, 그러므로 컨버터 회로의 출력에서의 전력의 형태로 신호를 수신한다. 보다 명확히 말하면, 부하-의존 신호 Vi(P)는 저항(R1)을 통하여 상기 비-반전 입력부(14)에 인가된다.

다른 저항(R2)은 상기 비-반전 입력부(14)에 연결된다. 상기 저항(R2)은 제너 다이오드(VZ)에 직렬-연결되고, 상기 연산 증폭기(10)의 출력 Vo에 차례로 연결된다.

도시되는 실시예에서, 상기 연산 증폭기(10)는 단일 공급 전압 Vcc에 의하여 전원이 인가된다. 이중 공급 +/- Vcc의 실시예에서는; 하지만 단일 공급 전압은 이중 공급 전압보다 획득하는 것이 더 쉽다.

컴포넌트들(10, R1, R2 및 Dz)은 검출되는 온도 부하 및/또는 변칙 전류의 결과로서 출력 Vo가 값 Voh에 도달할 때, 출력 Vo이 컨버터를 비-활성화시키도록 이용되는 회로를 형성한다.

상기 비교기(10)의 출력에 연결되는 캐소드를 구비하는 제너 다이오드(Vz)는 전압원(Vb)의 병렬 연결에 등가물(제너 다이오드의 애벌런치(avalanche) 전압인 Vb를 가짐)로서 간주 될 수 있고 그리고 다이오드(Do)는 V와 같은 순방향 전압을 갖는다.

상기 컴포넌트들(Rs, Cs 및 다이악(30))로 구성되는 회로는 공급 전압의 각각의 제로 포인트에서 상기 하프-브릿지의 점화를 가능하게 한다. Ca 및 Cb 사이의 중간점에 그 위에 중첩되는(superimposed) 고 (발진) 주파수 리플을 갖는 DC 전압이 있고, 상기 고 (발진) 주파수 리플의 진폭은 컨버터 출력에 인가되는 부하에 의존한다.

이런 의존성은 상기 비교기(10)의 비-반전 입력부(14)를 피딩(feed)하기 위한 부하-의존 신호 Vi(P)을 발생시키도록 이용될 수 있다. 관련되는 센싱(sensing) 장치는 다이오드 Da와 병렬로 연결되는 제 1 저항(Ra1)에 부가하여, 상기 변압기 Tr 의 제 2차 와인딩과 연결되는 캐패시터 Cd에 더하여 상기 캐패시터 Cd 및 접지 사이에 삽입되는 전압 분배기를 형성하는 두 개의 저항기들(Ra2 및 Rb)로 필수적으로 구성되는 네트워크를 포함한다.

상기 저항기들(Ra2 및 Rb)로 구성되는 상기 전압 분배기는 캐패시터들(Ca 및Cb) 사이의 중간점에 존재하는 리플 신호를 스케일링하고, 저항(Rc)을 통하여, 그것을 RC 네트워크를 로딩(load)하는 다이오드(Dp)를 포함하는 유사(quasi) 피크-검출기 네트워크에 피딩한다. 상기 RC 네트워크는 전하 및 상기 검출기의 방전 시 상수들을 공동으로 정의하는 캐패시터 Cp 및 저항 Rd의 병렬 접속을 포함한다. 그 결과, 상기 캐패시터 Cp에 걸친 연속 전압은 컨버터 출력(즉, 변압기(Tr))에 인가되는 부하를 나타낸다(사실상, 비례함).

전압-추종기(즉, 임피던스 분리기)로서 동작하는 추가의 연산 증폭기(32)는 인가되는 부하-의존 신호 Vi(P)로서의 신호를, 상기 저항(R1)을 통하여, 비교기(10)의 비-반전 입력ㅂ(14)에 전달하기 위하여 이용된다.

공급 전압 Vcc 및 접지 사이에 삽입되는 다른 전압 분배기는 비교기(10)의 반전 입력(12)에 인가될 온도-의존 신호 Vref(T°)를 생성하기 위하여 R4과 병렬인 NTC(음(negative) 온도 계수)저항 ― 실선으로 도시됨 ― 및/또는 R3와 병렬인 PTC(양(positive) 온도 계수)저항 ― 사선으로 도시됨 ―을 갖는 두 개의 저항들(R3 및 R4)를 포함한다. 본 명세서에서 고려되는 예시적인 실시예에서 상기 신호 Vref(T°)는 상기 온도의 증가와 함께 감소한다.

상기 NTC 및/또는 상기 PTC 저항들과 병렬인 고정 저항들(R3 및 R4)은 상기 NTC/PTC 저항들의 열 전압/온도 특성들을 선형화(linearize)하고 그리고 출력 허용량(tolerance)을 부드럽게 한다.

도 1의 다이어그램에서, 비교기(10)의 출력으로부터 스위치들(Td1 및 Td2)까지의 연결들은 추구하는 보호가 단지 상기 컨버터의 AC 공급의 존재에서만 동작하거나 또는 DC 공급의 존재에서도 또한 각각 동작하도록 의도하는 것인지에 따른 옵션에 이런 연결들이 제공될 수 있다는 것을 표시하기 위하여 절단된 선들로 도시된다.

상기 저항들(Rd2 및 Rd1)은 이를 테면 MOSFET 또는 BJT와 같은, 활성 컴포넌트가 출력에서 보이는 고유 저항을 나타낸다.

낮은 임피던스 경로가 상기 캐패시터(Cs)와 병렬로 존재한다면, 상기 컨버터가 멈추도록, 상기 하프-브릿지는 상기 공급 전압의 제로 이후에 재-점화될 수 없다. 이것은 DC 동작의 경우에서는 적용되지 않고, 그리고 낮은 임피던스 경로는 예컨대 스위치 온 함으로써, 즉 스위치(Td1)를 닫음으로써, "낮은-면" 스위치(Tb)의 베이스 및 이미터와 병렬로 생성된다. 이런 임피던스는 매우 낮을 수 있고, 예컨대 과열에 의하여 자기-파괴의 계속되는 위험을 갖고, MOSFET 또는 BJT Tb의 불량한 구동을 갖는 상기 하프-브릿지의 지속되는 동작 때문에 Tb의 불량 재-점화를 방지하거나 상기 하프-브릿지의 오작동을 방지하기 위하여 상기 다이악(30)으로부터 오는(come) 전류 및/또는 상기 인덕터(Lb)로부터 오는 전류 모두는 상기 저항(R2)을 통하여 흐른다.

표시되는 바와 같이, 컨버터에 의하여 구동되는 상기 광원이 최소의 밝기 값으로 조절될 때, 안정기가 적은 시간 동안(1-2 ㎳ 매 10 ㎳ 마다) 동작하도록, 어쩌면 도 1에 도시되는 바와 같은 컨버터와 연관되는 조광기는 AC 메인 위상을 "쵸핑(chopping)"함으로써 전형적으로 동작한다. 이런 환경들 하에서, Vcc는 매우 낮은 값으로 떨어질 수 있고, 그러므로 어쩌면 더 낮은 임계치 이하로 떨어지고 그리고 도달한다.

Vcc가 떨어진다면, 연산 증폭기 (비교기)(10)의 반전 입력(12) 상의 전압이 비-반전 입력(14) 상의 전압보다 더 작아질 수 있도록, Vref(T°)으로 명시되는 기준 값은 또한 상당히 떨어질 수 있고, 이에 의하여 상기 연산 증폭기(10)로부터의 출력 신호(Vo)는 높아진다. 이는 안정기가 차단되고(shut down) 그리고 스위치들이 상기 컨버터를 차단(off)하도록 스위치들(Td1 및 Td2)로 하여금 활성화되게 하기 위하여 충분한 양의 제로보다 전압(Vcc)이 여전히 더 큰 동안에 발생할 수 있다.

도 1에 도시되는 개선된 장치에서, 이런 결점은 상기 연산 증폭기(10)의 비-반전 입력(14) 및 전압 Vcc 사이에 삽입되는 센싱 스테이지(100)를 제공함으로써 방지된다.

보다 명확하게 말하면, 상기 센싱 스테이지(100)는 상기 스테이지가 안정기의 보통의 동작 동안에 유도(influence)가 없도록 상기 연산 증폭기(10)의 비-반전 입력(14)에 연결되는 부동(float) 출력(102)을 갖는다.

상기 센싱 스테이지(100)는 전압 Vcc를 센싱하기 위하여 입력 핀(104)을 포함한다. Vcc가 주어진 더 낮은 임계치 이하로 떨어질 때, 심지어 Vref(T°)가 상당하게 떨어지더라도, 연산 증폭기(10)가 임의의 경우에 활성화되는 것이 방지되도록 상기 센싱 스테이지(100)의 출력(102)은 제로로 된다.

장치가 조광기와 연결되고 그리고 이에 의하여 구동되는 광원의 최소의 밝기 레벨로 조절될 때조차도, 이런 장치는 보호 스테이지가 안정기의 동작에 불리하게 영향을 미치지 않을 것이라는 것을 보장한다.

이런 장치의 이점은 보통의 백열등으로서 광원을 조절하기 위하여 기존의 조광기를 구비하는 안정기를 연결하기 위한 가능성을 유지하는 동안에 DC 및 AC 동작에서 과부하/열 보호를 보증한다는 것에 있다.

도 2에 도시되는 예시적인 실시예에서, 센싱 스테이지(100)는 세 개의 SMD 컴포넌트들을 이용하여 구현되고, 그러므로 EST 스테이지(P)의 임의의 고가의 개선을 방지한다.

문제의 컴포넌트들은:

- Vcc를 센싱(sense)하는 입력 라인(104)과 연결되는 캐소드를 구비하는 제너 다이오드(106);

- 상기 제너 다이오드(106)의 애노드와 연결되는 베이스를 구비하고 그리고 출력 라인(102)과 연결되는 이미터를 구비하는 바이폴라 p-n-p 트랜지스터(BJT)(108); 및

- 상기 트랜지스터의 콜렉터가 접지되는, 상기 트랜지스터(108)의 콜렉터 및 베이스 사이에 연결되는 저항(110)이다.

저항(110)에 걸리는 전압(VRs)(이는 Vcc에서 상기 제너 다이오드(106)에 걸리는 전압(Vdzs)을 뺀 것임)이 상기 연산 증폭기(10)의 반전 입력(12)에서의 최대 전압보다 더 크기만 하면, 상기 트랜지스터(108)는 컷-오프(cut-off)되고(즉, 블록킹됨) 그리고 아무것 일도 일어나지 않는다.

상기 안정기를 감광(dim)하는 것의 결과로서, 전압(Vcc)이 떨어지기 시작할 수 있고 그리고 연산 증폭기(10)의 반전 입력(12)의 전압이 비-반전 입력(14) 상의 전압보다 더 낮아지게 되는 경향이 있을 때(Vcc와 그것의 직접적인 비례 때문임), 상기 저항(110)에 걸리는 전압이 연산 증폭기(10)의 비-반전 입력(14)의 전압보다 충분히 더 낮아지기 때문에(V14 + Vν는 임계치를 나타냄) 상기 트랜지스터(108)는 활성화된다. 활성화될 때에(즉, 전도성을 띰), 트랜지스터(108)가 접지(GND)로 "풀(pull)"하고, 즉시 0으로 되는 연산 증폭기(10)의 비-반전 입력(14)은 출력(Vo)을 비활성시킨다.

연산 증폭기(10)의 비-반전 입력(14)에서의 전압이 그것의 가장 높은 값(비교기(10)를 포함하는 슈미트 트리거(Schmitt Triger) 장치의 가장 높은 임계 전압을 의미함)에 도달할 때, 상기 트랜지스터(108)가 활성화되지 않고, 그러므로 보호 스테이지의 보통 동작이 반대의 영향을 받지 않도록 보장하는 것을 보증하도록 상기 제너 다이오드(106)가 선택될 수 있다.

본 발명의 근원적인 원리들에의 선입관에 얽매이지 않고, 단지 예시에 의하여 기술되는 것들에 관하여, 상기 상세한 설명들 및 실시예들은, 첨부되는 청구항들에 의하여 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 심지어 뚜렷하게,변화할 수 있다.

Claims

전자 컨버터를 위한 회로로서,
상기 회로는 공급 전압(Vcc)을 이용하는 비교기(10)를 포함하고, 상기 비교기(10)는 출력부(Vo), 비-반전 입력부(14) 및 반전 입력부(12)를 갖고, 상기 비-반전 입력부(14)는 상기 전자 컨버터의 출력 부하를 표시하는 제 1 신호(Vi(P))에 연결되고 상기 반전 입력부(12)는 상기 전자 컨버터의 온도를 표시하는 제 2 신호(Vref(T°))에 연결되며, 이에 의하여 상기 출력부(Vo)는 스위칭가능하고 상기 제 1 신호(Vi(P)) 및 상기 제 2 신호(Vref(T°))의 값들의 함수로서 상기 전자 컨버터를 스위치 오프하도록 구성되는 적어도 하나의 스위치(Td1, Td2)를 구동하며,
상기 회로는 상기 공급 전압(Vcc) 및 상기 비교기(10)의 상기 비-반전 입력부(14) 사이에 삽입되는 센싱 스테이지(100)에 의하여 특징지어지며, 상기 센싱 스테이지(100)는 더 낮은 임계치로 떨어지고 도달하는 상기 공급 전압(Vcc)에 연결되는 입력부(104) 및 상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때 상기 비교기(10)의 상기 출력부(Vo)가 상기 전자 컨버터를 스위칭 오프하는 것을 방지하도록 작동가능한 출력부(102)를 갖는,
전자 컨버터를 위한 회로.
제1항에 있어서,
상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치를 초과할 때, 상기 센싱 스테이지(100)는 상기 비교기(10)의 상기 비-반전 입력부(14)에 연결되는 부동(float) 출력부(102)를 갖는,
전자 컨버터를 위한 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 출력부(102)는 제로(zero)로 강제될 수 있는,
전자 컨버터를 위한 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 센싱 스테이지(100)는 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 출력부(102)를 접지(GND)에 연결하도록 스위칭가능한 전자 스위치(108)를 포함하는,
전자 컨버터를 위한 회로.
제4항에 있어서,
상기 전자 스위치(108)는 바이폴라 트랜지스터인,
전자 컨버터를 위한 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 센싱 스테이지(100)는:
상기 공급 전압(Vcc)을 센싱(sense)하기 위하여 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 입력부(104)에 연결되는 캐소드를 갖는 제너 다이오드(106);
상기 제너 다이오드(106)의 애노드와 연결되는 베이스 및 상기 센싱 스테이지(100)의 상기 출력부(102)와 접지(GND) 사이에 연결되는 이미터와 콜렉터를 갖는 바이폴라 트랜지스터(108); 및
상기 트랜지스터(108)의 베이스 및 접지(GND) 사이에 연결되는 저항(110)을 포함하는,
전자 컨버터를 위한 회로.
출력부(Vo), 비-반전 입력부(14) 및 반전 입력부(12)를 갖는 비교기(10)에 의하여 전자 컨버터를 보호하는 방법으로서,
상기 방법은;
상기 전자 컨버터의 출력 부하를 표시하는 제 1 신호(Vi(P))를 상기 비-반전 입력부(14)에 인가하고 상기 전자 컨버터의 온도를 표시하는 제 2 신호(Vref(T°))를 상기 반전 입력부(12)에 인가하는 단계 ― 이에 의하여 상기 출력부(Vo)는 스위칭가능하고 상기 제 1 신호(Vi(P)) 및 제 2 신호(Vref(T°))의 값들의 함수로서 상기 전자 컨버터를 스위치 오프하도록 구성되는 적어도 하나의 스위치(Td1, Td2)를 구동하고, 상기 비교기(10)는 공급 전압(Vcc)을 통하여 전원인가됨 ― ,
더 낮은 임계치로 떨어지고 도달하는 상기 공급 전압(Vcc)을 센싱하는 단계; 및
상기 공급 전압(Vcc)이 상기 더 낮은 임계치에 도달할 때, 상기 비교기(10)의 상기 출력부(Vo)가 상기 전자 컨버터를 스위칭 오프하는 것을 방지하는 단계
를 포함하는,
전자 컨버터를 보호하는 방법.