KR101236954B1

KR101236954B1 - 스위치 제어장치

Info

Publication number: KR101236954B1
Application number: KR1020060045068A
Authority: KR
Inventors: 구관본; 박영배; 윤성원
Original assignee: 페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2013-02-25
Also published as: US20070268169A1; US8174961B2; KR20070111796A

Abstract

본 발명은 스위치 제어장치에 관한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르는 스위치 제어장치는 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 제1 신호를 이용하여 메인 스위치를 제어한다. 스위치 제어장치는 제1 신호 및 클록신호를 이용하여 메인 스위치의 온/오프를 제어하는 제어 신호를 생성하는 PWM 제어부, 및 상기 메인 스위치에서 발생하는 열에 대응하여 상기 제어신호를 변경시키는 열차단부를 포함한다. 열차단부는 클록신호와 제어신호를 이용하여 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 변화시킨다.

최대 듀티, 칩(chip), 팩(pack)

Description

스위치 제어장치{THE CONTROL DEVICE OF SWITCH}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치부 및 스위치 제어장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열차단부를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치 제어장치의 동작에 의해 발생하는 신호를 나타낸 파형도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 스위치 제어장치의 동작에 의해 발생하는 신호를 나타낸 파형도이다.

본 발명은 스위치의 온/오프를 제어하는 스위치 제어장치에 관한 것이다. 구체적으로, 스위치의 동작에 따라 열이 발생하고, 이렇게 발생된 열에 의해 스위치가 손상되는 것을 방지하기 위한 스위치 제어장치에 관한 것이다.

특히, 메인 스위치를 포함하는 스위치부와 이를 제어하는 스위치 제어장치를 각각 칩으로 구현하여 2개의 칩을 하나의 팩으로 갖는 경우, 또는 스위치부와 스위 치 제어장치를 각각의 팩으로 구현하는 경우, 메인 스위치에 발생하는 열에 실시간으로 대응하는데 어려움이 있다. 구체적으로, 열 전달에 따른 지연 시간과 전달된 열에 대응하여 메인 스위치의 턴오프를 결정하는데 필요한 시간에 의해 메인 스위치가 과열 상태인 경우에도, 메인 스위치가 턴오프되지 않아 스위치 손상이 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스위치에 발생하는 열에 의해 스위치가 과열상태이면, 지연없이 스위치를 턴오프시킬 수 있는 스위치 제어장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 제1 신호를 이용하여 상기 메인 스위치를 제어하는 스위치 제어장치에 있어서, 상기 제1 신호 및 클록신호를 이용하여 상기 메인 스위치의 온/오프를 제어하는 제어 신호를 생성하는 PWM 제어부, 및 상기 메인 스위치에서 발생하는 열에 대응하여 상기 제어신호를 변경시키는 열차단부를 포함하고, 상기 열차단부는, 상기 클록신호와 상기 제어신호를 이용하여 상기 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 변화시킨다. 상기 열차단부는, 상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 제어신호가 상기 메인 스위치를 턴오프시키도록 변경되면, 상기 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 증가시킨다. 상기 열차단부는, 상기 제어신호에 의해 트리거되고, 상기 클록신호에 따라 열차단 기준전압 변경신호를 생성하는 제1 플립플롭, 상기 열차단 기준전압 변경신 호에 따라 온/오프되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 다른 레벨의 열차단 신호를 생성하여, 상기 PWM 제어부로 출력하는 선택부를 포함한다. 상기 제2 스위치는 제어전극에 인가되는 신호 레벨에 따라 온/오프되는 N채널 타입의 트랜지스터이며, 상기 트랜지스터의 문턱전압은 상기 메인 스위치에 발생하는 열에 의해 변동한다. 그리고, 상기 제1 스위치가 오프상태일 때, 상기 제2 스위치의 제어전극에 제2 전압이 인가되고, 상기 제1 스위치가 온상태일 때, 상기 제2 스위치의 제어전극에 제1 전압이 인가되며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높다. 그리고 상기 열차단부는, 상기 제1 플립플롭의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제어 전극에 출력단이 연결된 인버터를 더 포함한다.

그리고, 상기 열차단부는, 상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 제어신호가 상기 메인 스위치를 턴오프시키도록 변경되는 일이 소정의 횟수 이상 반복되면, 상기 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 증가시킨다. 열차단부는 상기 제어신호에 의해 트리거되고, 상기 클록신호에 따라 열차단 기준전압 변경신호를 생성하는 제1 플립플롭, 상기 열차단 기준전압 변경신호의 레벨 변화를 감지하고, 상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 제어신호가 상기 메인 스위치를 턴오프시키도록 변경되는 일이 소정의 횟수 이상인지 판단하는 카운터, 상기 열차단 기준전압 변경신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 다른 레벨의 열차단 신호를 생성하여, 상기 PWM 제어부로 출력하는 선택부를 포 함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 메인 스위치의 온/오프를 제어하는 스위치 제어장치에 있어서, 상기 메인 스위치의 제어 전극에 연결되어, 상기 메인 스위치의 온/오프를 제어하는 메인 스위치 제어신호를 생성하는 게이트 드라이버, 상기 게이트 드라이버의 입력단에 연결되고, 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 신호, 클록신호 및 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 의해 발생하는 출력전압에 대응하는 신호를 이용하여 상기 게이트 드라이버 제어신호를 생성하는 PWM 제어부, 및 상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 메인 스위치가 턴오프되면, 상기 메인 스위치에 발생하는 열에 대한 응답속도를 증가시키는 열차단부를 포함한다. 그리고 열차단부는, 상기 클록신호 및 상기 게이트 드라이버 제어신호를 입력받고, 상기 게이트 드라이버 제어신호에 의해 트리거되는 제1 플립플롭, 상기 제1 플립플롭의 출력신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및 상기 제2 스위치의 제1 전극에 연결되고, 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 각각 제1 레벨의 열차단 신호 및 제2 레벨의 열차단 신호를 생성하고 출력단을 통해 상기 열차단 신호를 상기 PWM 제어부로 전달하는 선택부를 포함한다. 상기 선택부는, 제1 레벨에 대응하는 전압을 공급하는 제1 전원, 제2 레벨에 대응하는 전압을 공급하는 제2 전원, 상기 제1 전원에 제1 전극이 연결되고, 상기 제2 스위치의 제1 전극에 제어전극이 연결되고, 상기 출력단에 제2 전극이 연결되는 제1 트랜지스터, 상기 제2 전원에 제1 전극이 연결되고, 상기 제2 스위치의 제1 전극에 제어전극이 연결되며, 상기 출력단에 제2 전극이 연결되는 제2 트랜지스터를 포함한다.

또한, 열차단부는 제3 전원에 일단이 연결되고, 타단은 상기 제2 스위치의 제1 전극에 연결되어 있는 제1 저항, 상기 제1 전원에 일단이 연결되고, 상기 제2 스위치의 제어전극에 타단이 연결되어 있는 제2 저항, 상기 제2 스위치의 제어전극에 일단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제1 전극에 타단이 연결되어 있는 제3 저항, 및 상기 제1 스위치의 제1 전극과 제2 전극 사이에 양단이 연결되어 있는 제4저항을 더 포함한다.

또한, 열차단부는 상기 제1 플립플롭의 출력단에 입력단이 연결되어, 상기 제1 플립플롭의 출력단으로부터 출력되는 신호가 제3 레벨인 구간을 카운트하는 카운터를 더 포함한다. 상기 카운터의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제어 전극에 출력단이 연결되어 있는 인버터를 더 포함한다. 상기 제3 레벨은 하이 레벨이고, 상기 제1 스위치는 N 채널 타입의 트랜지스터이다.

그리고, 상기 PWM 제어부는, 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 전압과 상기 메인 스위치의 동작에 따라 발생하는 출력 전압에 대응하는 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 출력하는 비교부, 상기 클록 신호 및 상기 비교 신호를 각각 셋단 및 리셋단에 입력받아, 상기 클록 신호 및 상기 비교 신호의 논리 연산 결과에 따르는 연산 신호를 생성하는 PWM 래치부, 및 상기 열차단부로부터 출력되는 신호, 상기 클록신호 및 상기 연산 신호를 입력받아 논리 연산 결과에 따라 상기 게이트 드라이버 제어신호를 생성하는 논리 연산부를 포함한다.

그리고 상기 비교부는 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압보다 크면 하이 레벨의 신호를 출력하고, 상기 비교부는 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압보다 작으면 로우 레벨의 신호를 출력한다. 또한, 상기 열차단부는, 상기 클록신호 및 상기 게이트 드라이버 제어신호를 입력받고, 상기 게이트 드라이버 제어신호에 의해 트리거되는 제1 플립플롭, 상기 제1 플립플롭의 출력신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및 상기 제2 스위치의 제1 전극에 연결되고, 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 각각 제1 레벨의 열차단 신호 및 제2 레벨의 열차단 신호를 생성하고 출력단을 통해 상기 열차단 신호를 상기 PWM 제어부로 전달하는 선택부를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치부(2) 및 스위치 제어장치(1)를나타낸 도면이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치부(2) 및 스위치 제어장치(1)는 각각 하나의 칩(chip)으로 구성되어 있으며, 하나의 팩을 구성한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치부(2)는 스위칭 트랜지스터(M) 및 감지 저항(Rsense)을 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위칭 트랜지스터(이하, '메인 스위치'라 함.)(M)는 N 채널 타입의 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)을 사용하였으나, 스위칭 트랜지스터가 이에 한정되는 것은 아니다. 메인 스위치(M)는 스위치 제어장치(1)로부터 출력되는 신호에 따라 온/오프가 제어된다. 감지 저항은 메인 스위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하여 감지 전압(Vsense)을 생성한다. 감지 전압(Vsense)은 스위치 제어장치(1)로 전달된다.

스위치 제어장치(1)는 PWM(pulse width modulater) 제어부(11), 게이트 드라이버(12) 및 열차단부(13)를 포함한다.

PWM 제어부(11)는 감지 전압(Vsense)과 기준 전압(Vref)을 비교하여, 비교 결과에 따라 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성하여 출력한다. 구체적으로, PWM 제어부(11)는 감지 전압(Vsense)이 기준 전압(Vref)과 동일해지는 시점에서 메인 스위치(M)를 턴오프 시키는 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성하고, 클록신호(CLK)의 폴링 에지 타임(falling edge time)에서 다시 턴온시키는 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성하여 출력한다. PWM 제어부(11)는 메인 스위치(M)를 턴온시킨후 감지 전압(Vsense)이 기준 전압(Vref)과 같아지는 시점 또는 클록신 호(CLK)의 라이징 에지 타이밍(rising edge timing)까지 메인 스위치(M)를온상태로 유지하는 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성한다. 그러면 PWM 제어부(11)는 기준 전압(Vref)이 감지 전압(Vsense)에 비해 큰 값을 갖는 경우, 미리 정해진 최대 듀티에 따라 턴오프를 결정한다. 즉, 감지 전압(Vsense)이 기준 전압(Vref)과 같아지지 않더라도, 클록신호(CLK)가 라이징 에지 타이밍이 되는 시점에서 강제로 메인 스위치(M)를턴오프시키는 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준 전압(Vref)은 스위칭 동작에 의해 생성되는 출력 전압에 대응하는 전압이다.

도 1에 도시된 바와 같이, PWM 제어부(11)는 오실레이터(oscillator : 이하 'OSC'라 함.)(111), NOR 게이트(113), PWM 래치(112) 및 PWM 비교기(114) 를 포함한다.

OSC(111)는 클록신호(CLK)를 생성하여, 열차단부(13) 및 PWM 래치부(112)의 셋단(S)으로 출력한다. 클록신호(CLK)는 일정한 주기(Tperiod)를 갖고 있다.

PWM 비교기(114)는 감지 전압(Vsense)과 기준 전압(Vref)을 입력받아, 이 두 전압을 비교하여 비교결과에 따른 비교 신호(Vcomp)를 PWM 래치부의 리셋단(R)으로 출력한다.

PWM 래치(112)는 셋단(S) 및 리셋단(R)에 입력되는 신호를 논리 연산하여 연산 결과에 따른 신호를 NOR 게이트(113)로 출력한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 PWM 래치부(112)는 SR래치(latch)와 동일하게 동작한다.

NOR 게이트(113)는 OSC(111), PWM 래치부(112) 및 열 차단부(13)로부터 각각 입력되는 신호를 NOR 연산하여 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성하고, 이를 게이트 드라이버(12)로 출력한다.

게이트 드라이버(12)는 PWM 제어부(11)로부터 출력되는 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 입력받아, 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)에 따라 메인 스위치(M)의온/오프 신호를 생성하여 출력한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 메인 스위치(M)는N 채널 타입의 트랜지스터로, 게이트 드라이버(12)는 턴온시 하이 레벨의 전압 신호를 생성하고, 턴오프시 로우 레벨의 전압 신호를 생성한다.

열차단부(13)는 스위칭부(2)로부터 전달되는 열에 대응하여 열차단 신호(Tc)를 생성한다. 구체적으로, 열차단부(13)는 OSC(111) 및 NOR 게이트(113)로부터 입력되는 클록신호(CLK) 및 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 이용하여 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 생성한다. 열차단부(13)는 열차단 기준전압 변경신호(Vct)에 따라 열에 대한 응답속도가 변경된다. 변경된 응답속도에 따라 메인 스위치에서 발생하는 열에 대응하여 메인 스위치(M)의온/오프를 제어하는 열차단신호(Tc)를 생성한다.

이하, 도 2를 참고하여, 열 차단부(13)에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열차단부(13)를 나타낸 도면이다. 열차단부(13)는 열차단 플립플롭(131), 열차단신호 생성부(132) 및 인버터(133)를 포함한다.

열차단 플립플롭(131)은 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)의 폴링 에지 타이밍(falling edge timing)에 트리거된다. 열차단 플립플롭(131)의 셋(S)단에는 클록 신호(CLK)가 입력되고, 리셋(R)단에는 하이 레벨의 신호가 입력된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 열차단 플립플롭(131)은 셋단(S) 및 리셋단(R)의 신호가 모두 하이 레벨로, 논리값이 각각 1일때, Q단으로 출력되는 신호는 하이 레벨을 갖는 것으로 설정하였다. 열차단 플립플롭(131)은 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변하는 폴링 에지 타이밍(falling edge timing)일 때, 셋단(S) 및 리셋단(R)에 입력되는 신호의 논리 연산 결과에 따라 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 생성한다. 생성된 열차단 기준전압 변경신호(Vct)는 열차단신호 생성부(132)로 출력된다. 구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열차단 플립플롭(131)은 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 폴링(falling)할 때, 셋(S)단으로 입력되는 클록신호(CLK)가 하이 레벨이면, 현재 상태에 관계없이 Q단으로 하이 레벨의 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 출력한다.

인버터(133)는 열차단플립플롭(131)의 출력단(Q)으로부터 출력되는 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 반전시켜, 열차단신호 생성부(132)로 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)를 전달한다.

열차단신호 생성부(132)는 복수의 저항(Ra, Rb, Rc, R1), 고전압원(VDD), 열차단 기준전압 변경 스위치(B1), 열감지 스위치(B2), 고전압 스위칭 소자(T1) 및 저전압 스위칭 소자(T2)를 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 열감지 스위치(B2) 및 열차단 기준전압 변경 스위치(B1)는 N 채널 타입의 BJT를 사용한다. BJT는 제어전극에 대응하는 베이스, 제1 및 제2 전극에 각각 대응하는 콜렉터 및 이미터를 포함한다. 이하, 열감지 스위치(B2)는 제2 스위치(B2), 열차단 기준전압 변경 스위치(B1)는 제1 스위치(B1)라고 한다. 고전압 스위칭 소자 및 저전압 스위칭 소자는 각각 p 채널 타입의 MOSFET(T1)(이하, 제1 트랜지스터) 및 n채널 타입의 MOSFET(T2)(이하, 제2 트랜지스터)을 사용한다. MOSFET은 제어전극에 대응하는 게이트 전극, 제1 및 제2 전극에 각각 대응하는 드레인 전극 및 소스 전극을 포함한다.

저항(Ra), 저항(Rb) 및 저항(Rc)는 고전압원(VDD)과 접지 사이에 직렬 연결되어 있다. 저항(Rc)의 양단에는 제1 스위치(B1)가 병렬 연결되어 있으며, 제1 스위치(B1)의 베이스(base)에는 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)가 입력되며, 이미터(emitter)는 접지되어 있다. 저항(Ra)의 일단은 고전압원(VDD)에 연결되어 있고, 타단은 저항(Rb)의 일단에 연결되어 있다. 저항(Rb)의 타단은 저항(Rc)의 일단에 연결되어 있다. 저항(Ra)의 타단과 저항(Rb)의 일단이 만나는 노드(A)는 제2 스위치(B2)의 베이스에 연결되어 있다.

저항(R1)은 고전압원(VDD)에 일단이 연결되고, 타단은 제2 스위치(B2)의 콜렉터(collector)에 연결되어 있다. 제2 스위치(B2)의 에미터는 접지되어 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극은 고전압원(VDD)에 연결되어 있고, 게이트 전극은 저항(R1)의 타단에 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 드레인 전극은 제1 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되어 있고, 게이트 전극은 저항(R1)의 타단에 연결되어 있으며, 소스 전극은 접지되어 있다. 제1 및 제2 트랜지스터의 드레인 전극이 만나는 노드(B)의 전압에 따라 열차단신호(Tc)의 레벨이 결정된다.

제1 스위치(B1)는 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)에 따라 온/오프된다. 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)가 하이 레벨인 경우 제1 스위치(B1)가 턴온되어, 제2 스위치(B2)의 베이스 전극에 입력되는 전압은 저항(Ra) 및 저항(Rb)의 저항비{Rb/(Ra+Rb)}에 따라 고전압원(VDD)이 분배된 제1 전압{(VDD)*(Rb)/(Ra+Rb)}이 된다. 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)가 로우 레벨인 경우 제1 스위치(B1)는 턴오프되어, 제2 스위치(B2)의 베이스 전극에 입력되는 전압은 저항(Ra) 및 저항(Rb)과 저항(Rc)의 저항비{(Rb+Rc)/(Ra+Rb+Rc)}에 따라 고전압원(VDD)이 분배된 제2 전압{(VDD)*(Rb+Rc)/(Ra+Rb+Rc)}이 된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 전압은 제1 전압보다 높은 레벨의 전압이다. 또한, 제2 전압은 상온에서 제2 스위치(B2)의 문턱전압보다 낮은 전압으로 설정할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열차단부(13)는 클록 신호(CLK)와 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 이용하여 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 생성하고, 열차단 기준전압 변경신호(Vct)에 따라 제1 스위치(B1)가 온/오프됨에 따라 메인 스위치(M)의 열에 대한 응답 속도를 달리할 수 있다. 즉, 제1 스위치(B1)가 온되면, 제2 스위치(B2)의 베이스에 인가되는 전압이 낮아져 스위치(M)에서 발생하는 열이 제2 스위치(B2)의 문턱전압을 제1 전압까지 감소시킬 정도로 발생하여야 한다. 즉, 이 때는 메인 스위치(M)의 열에 대한 응답속도는 상대적으로 제1 스위치(B1)가 오프상태일 때보다 느리다. 제1 스위치(B1)가 오프되면, 제2 스위치(B2)의 베이스에 인가되는 제2 전압이 제1 전압보다 높다. 그러면 메인 스위치(M)에서 발생하는 열이 동일한 조건이라면, 제1 스위치(B1)가 온상태일 때보다, 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 제2 전압에 보다 빨리 도달할 수 있다. 따라서 이 때는 메인 스위치(M)의열에 대한 응답속도가 상대적으로 제1 스위치(B1)가 온상태일 때보다 빠르다.

제2 스위치(B2)가 턴온되면, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로는 접지 전압이 인가된다. 그러면, 제1 트랜지스터는 턴온되고, 제2 트랜지스터는 턴오프되어, 열차단신호(Tc)는 고전압원(VDD)과 실질적으로 동일한 레벨의 전압을 갖는다. 반대로 제2 스위치(B2)가 턴오프되면, 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트 전극에는 고전압원의 전압이 인가된다. 그러면, 제2 트랜지스터(T2)는 턴온되고, 제1 트랜지스터(T1)는 턴오프되어, 열차단신호(Tc)는 접지 전압과 실질적으로 동일한 레벨의 전압을 갖는다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치 제어장치(1)의 구체적인 동작에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치 제어장치의 클록신호(CLK), 기준 전압(Vref), 감지 전압(Vsense), 비교 신호(Vcomp), 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv) 및 열차단신호(Tc)를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구간 T11에서, 클록신호(CLK)는 로우 레벨이다. 시점 P1에서, 감지 전압(Vsense)은 기준 전압(Vref)과 같아지고, 이때부터 PWM 비교기(114)는 시점 P2까지 하이 레벨의 비교 신호(Vcomp) 를 PWM 래치(112)로 출력한다. 시점 P1에서, 비교 신호(Vcomp)가 하이 레벨이 되므로, PWM 래치(112)의 리셋(R)단으로 하이 레벨의 신호가 입력되어, PWM 래치(112)의 반전 출력단으로 하이 레벨의 신호가 NOR게이트(113)로 전달된다. NOR게이트(113)는 로우 레벨의 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 생성한다. 이 때, 생성된 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)는 내부 지연(propagation delay)에 의해 기간 Td 만큼 지연되어 로우 레벨이 된다. 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 되는 시점 F1에서, 열차단 플립플롭(131)이 트리거되고, 이때, 셋(S)단으로 입력되는 클록 신호(CLK)가 로우 레벨이므로, 열차단 플립플롭(131)은 로우 레벨의 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 생성한다. 로우 레벨의 열차단 기준전압 변경신호(Vct)는 반전되어 하이 레벨의 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)가 된다. 하이 레벨의 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)에 따라 제1 스위치(B1)는 턴온되고, 제2 스위치(B2)의 베이스에는 제1 전압{(VDD)*(Rb)/(Ra+Rb)}이 입력된다. 그러면, 제2 스위치(B2)는 오프 상태이므로, 트랜지스터(T2)가 온상태이다. 따라서, 열차단신호 생성부(132)는 접지 전압 레벨의 열차단신호(Tc)를 생성한다. 이렇게 생성된 열차단신호(Tc)는 NOR 게이트(113)로 전달되고, NOR 게이트(113)는 PWM 래치(112)로부터 출력되는 하이 레벨의 신호에 의해 로우 레벨의 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)를 게이트 드라이버(12)로 전달한다.

시점 P3에서 기준 전압(Vref)이 감지 전압(Vsense)보다 크므로, PWM비교기(114)는 로우 레벨의 신호를 출력하고, 클록 신호(CLK)는 로우 레벨이 되며, 열차단신호(Tc)는 로우 레벨이므로, 게이트 드라이브 제어신호(Vdriv)는 하이 레벨이 된다. 그리고, 구간 T12에서 감지 전압(Vsense)이 기준 전압(Vref)보다 커지는 타이밍이 발생하지 않으므로, 결국 클록 신호(CLK)가 하이 레벨이 되는 시점 D1에서 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)는 내부 지연만큼 지연된 시점 F2에서 로우 레벨이 된다. 그러면, 시점 P4에서, 메인 스위치(M)가 턴오프되고, 감지전압(Vsense)은 발생하지 않는다. 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)가 로우 레벨이 되는 시점 F2에서, 열차단 플립플롭(131)은 트리거되고, 클록 신호(CLK)가 하이 레벨이므로, 열차단 플립플롭(131)은 하이 레벨의 열차단 기준전압 변경신호(Vct)를 생성한다. 그러면, 로우 레벨의 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)에 의해 제1 스위치(B1)가 턴오프되고, 제2 스위치(B2)의 베이스에는 제2 전압{(VDD)*(Rb+Rc)/(Ra+Rb+Rc)}이 입력된다. 제2 전압은 상온에서 제2 스위치(B2)의 문턱전압보다 낮은 전압이다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 스위치부(2)에서 발생하는 열에 의해, 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 낮아지다가 소정의 온도가 되면, 제2 전압과 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 같아져, 제1스위치(B1)가 턴온된다. 제2 스위치(B2)가 턴온되면, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 접지 전압이 인가되어 턴온되고, 제1 트랜지스터(T1)를 통해 고전압원(VDD)과 실질적으로 동일한 레벨의 열차단신호(Tc)가 NOR 게이트(113)로 출력된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 3에서는, 스위치부(2)에서 발생하는 열에 의해 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 낮아져, 제2 전압과 동일하게 되는 시점을 Tover1로 설정한다.

따라서, 시점 F2에서 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨로 되어, 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)가 로우 레벨이 되고, 제2 스위치(B2)의 베이스로 제2 전압이 입력되지만, 제2 스위치(B2)는 오프상태이다. 따라서 제1 트랜지스터는 오프상태이고, 제2 트랜지스터가 온 상태이므로 열차단신호(Tc)는 로우 레벨을 갖는다.

시점 D2에서, 클록 신호(CLK)가 로우 레벨이 되면, 게이트 드라이버 제어신호(Vdriv)는 하이 레벨이 된다. 구간 T12에서와 마찬가지로, 구간 T13동안에도, 감지 전압(Vsense)이 기준 전압(Vref)과 교차하고 커지는 시점이 존재하지 않는다. 따라서, 최대 듀티에 따라 시점 D3에서, 클록 신호(CLK)가 하이 레벨이 되면, 게이트 드라이버 제어신호는 시점 D3보다 내부지연(Td)만큼 지연된 시점 F3에서 로우 레벨이 된다. 그러면, 시점 P5에서 메인 스위치(M)는 턴오프되고, 감지 전압(Vsense)은 발생하지 않는다.

열차단 기준전압 변경신호(Vct)는 시점 F2에서와 동일하게 생성되며 계속 하이 레벨로 유지된다. 스위치부(2)에서 발생하는 열에 의해, 제2 스위치(B2)의 문턱전압은 낮아지고, 제2 전압은 제2 스위치(B2)의 베이스에 입력된다. 그러다가 시점 Tover1에서, 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 제2 전압과 같아지면, 제2 스위치(B2)는 턴온된다. 그러면, 제1 트랜지스터가 턴온되고, 열차단신호(Tc)는 고전압원(VDD)과 실질적으로 동일한 레벨을 갖는다. 고전압원(VDD)의 레벨은 하이 레벨이므로, NOR 게이트(113)으로 하이 레벨의 열차단신호가 입력되고, 게이트 드라이브 제어신호는 로우 레벨이 된다. 따라서 시점 Tover1이후로, 클록 신호(CLK)가 로우 레벨이 되더라고, 게이트 드라이브 제어신호는 로우 레벨을 유지한다. 다만, 스위치부에서 발생하는 열이 감소하여, 제2 스위치(B2)가 다시 턴오프되고, 제1 트랜지스터가 턴오프되면, 그 다음에 발생하는 클록 신호의 폴링 에지 타이밍에서 게이트 드라이브 제어신호는 하이 레벨이 된다.

이와 같이, 스위치부에서 발생하는 열에 의해 제2 스위치(B2)의 문턱 전압이 낮아지면, 제2 전압에 의해 제2 스위치(B2)가 턴온된다. 그러면, 종래 열전달에 소요되는 시간 때문에 과열상태가 진행되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제2 전압은 제1 전압보다 높은 전압으로, 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 종래에 비해 덜 감소하더라도 보다 빠른 시점에서 제2 스위치(B2)를 턴온시킬 수 있다. 제2 스위치(B2)가 턴온되면, 열차단신호는 하이 레벨이 되어, 게이트 드라이브 제어신호는 로우 레벨이 되고, 스위치부의 메인 스위치는 오프 상태가 된다. 따라서 스위치부의 과열을 조기에 차단할 수 있고, 메인 스위치에 전류가 흐르지 않으므로, 과열 상태에서 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부에 대해서 도 4및 도 5를 참조하여 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부는 열차단 기준전압 변경신호가 하이 레벨인 구간을 카운팅하여 일정 구간동안 반복되는 경우에 하이 레벨의 열차단신호를 출력하도록 제어한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부는 제1 실시예에 비해 카운터(134)를 더 포함한다.

카운터(134)는 열차단플립플롭(131)의 출력단(Q)에 연결되어, 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨인 구간을 카운팅하고, 카운팅 결과에 따라 제1 스위치(B1) 제어 신호(SS)를 생성한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 카운터(134)는 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨인 상태로 클록 신호(CLK)의 2주기 동안 유지되면, 로우 레벨의 제어 신호(SS)를 출력한다. 하이 레벨인 열차단 기준전압 변경신호 구간이 2주기 동안 유지되지 않으면, 하이 레벨의 제어 신호(SS)를 출력한다. 본 발명의 제2 실시예에 다른 카운터(134)는 열차단 기준전압 변경신호(Vct)의 하이 레벨 구간이 2 주기 이상이면, 로우 레벨의 제어 신호(SS)를 출력하는 것으로 설정하였으나, 그 구간은 필요에 따라 변경될 수 있다.

도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부의 동작을 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 시점 F3까지는 제1 실시예와 동일하다. 그러나, 제1 실시예와 달리, 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨이 되자마자, 제1 스위치(B1)로 로우 레벨의 반전 열차단 기준전압 변경신호(/Vct)가 입력되지 않는다. 카운터(134)는 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨인 구간을 카운팅한다. 카운팅결과, 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨인 구간이 2주기 기간에 미치지 못하면, 하이 레벨의 제1 스위치(B1) 제어신호(SS)를 출력한다. 시점 CH에서 열차단 기준전압 변경신호(Vct)가 하이 레벨인 상태로 2 주기 동안 유지되면, 카운터는 로우 레벨의 제1 스위치(B1) 제어신호(SS)를 출력한다. 그러면 제1 스위치(B1)는 턴오프되고, 제2 스위치(B2)의 베이스에는 제2 전압이 입력된다.

제2 스위치(B2)가 제2 전압에 의해 아직 턴오프되지 않은 구간에서는, 제2 트랜지스터가 온상태이므로, 로우 레벨의 열차단신호(Tc)가 출력된다. 그러나, 시점 Tover2에서, 스위치부의 열에 의해 제2 스위치(B2)의 문턱전압이 제2 전압과 같아지면, 제2 스위치(B2)가 턴온되고, 제1 트랜지스터가 턴온된다. 따라서, 열차단 신호(Tc)는 시점 Tover2에서 하이 레벨이 된다.

그 후의 동작은 제1 실시예와 동일하다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 열차단 기준전압 변경신호가 하이 레벨인 구간을 카운트하게 되어, 오동작, 또는 노이즈에 의해서 메인 스위치가 턴오프되는 것을 방지할 수 있다.

지금까지 메인 스위치를 제어하는 스위치 제어장치에 관해 설명하였다. 본 발명에 따르면, 메인 스위치를 포함하는 스위치부와 스위치 제어장치가 각각 하나의 칩으로 형성되고, 각각의 칩을 포함하는 하나의 팩에서, 메인 스위치가 과열상태인 경우 지연없이 메인 스위치를 턴오프시켜 메인 스위치의 손상을 방지할 수 있는 스위치 제어장치를 제공한다. 또한, 메인 스위치 및 스위치 제어장치가 각각 하나의 팩으로 형성된 경우에도 메인 스위치를 과열상태인 경우 지연없이 메인 스위치를 턴오프시켜 메인 스위치의 손상을 방지할 수 있는 스위치 제어장치를 제공한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 과열상태일 때, 스위치에 발생하는 열에 대응하여 지연없이 스위치를 턴오프 시킬 수 있는 스위치 제어장치를 제공한다. 따 라서, 과열로 인해 발생하는 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 일정한 기간동안 스위치에 과열상태가 계속되면 지연없이 스위치를 턴오프 시킬 수 있는 스위치 제어장치를 제공한다. 따라서 일시적인 과열에 따른 스위치의 턴오프를 방지하고, 턴오프 지연에 의해 발생하는 손상을 방지할 수 있다.

그리고 스위치를 포함하는 스위치부 및 스위치 제어장치가 각각 하나의 칩으로 형성되어 하나의 팩을 구성하는 경우, 또는 각각 다른 팩으로 형성되는 경우, 스위치에 발생하는 열에 대응하여 지연없이, 스위치의 과열상태를 감지하여 턴오프 시킬 수 있는 스위치 제어장치를 제공한다.

Claims

메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 제1 신호를 이용하여 상기 메인 스위치를 제어하는 스위치 제어장치에 있어서,

상기 제1 신호 및 클록신호를 이용하여 상기 메인 스위치의 온/오프를 제어하는 제어 신호를 생성하는 PWM 제어부, 및

상기 메인 스위치에서 발생하는 열에 대응하여 상기 제어신호를 변경시키는 열차단부를 포함하고,

상기 열차단부는,

상기 클록신호와 상기 제어신호를 이용하여 상기 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 변화시키는 스위치 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 제어신호가 상기 메인 스위치를 턴오프시키면, 상기 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 증가시키는 스위치 제어장치.
제2항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 제어신호에 의해 트리거되고, 상기 클록신호에 따라 열차단 기준전압 변경신호를 생성하는 제1 플립플롭,

상기 열차단 기준전압 변경신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치,

상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및

상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 다른 레벨의 열차단 신호를 생성하여, 상기 PWM 제어부로 출력하는 선택부를 포함하는 스위치 제어장치.
제3항에 있어서,

상기 제2 스위치는 제어전극에 인가되는 신호 레벨에 따라 온/오프되는 N채널 타입의 트랜지스터이며, 상기 트랜지스터의 문턱전압은 상기 메인 스위치에 발생하는 열에 의해 변동하는 스위치 제어장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 스위치가 오프상태일 때, 상기 제2 스위치의 제어전극에 제2 전압이 인가되고,

상기 제1 스위치가 온상태일 때, 상기 제2 스위치의 제어전극에 제1 전압이 인가되며,

상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 스위치 제어장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 제1 플립플롭의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제어 전극에 출력단이 연결된 인버터를 더 포함하는 스위치 제어장치.
제6항에 있어서,

상기 제어신호가 제1 레벨에서 제2 레벨로 변경될 때, 상기 제1 플립플롭은 트리거되며, 상기 클록신호가 제3 레벨이면, 상기 열차단 기준전압 변경신호는 제4 레벨이되는 스위치 제어장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 스위치는 N 채널 타입의 트랜지스터이고,

상기 제1 레벨, 제3 레벨 및 제4 레벨은 하이 레벨이고, 상기 제2 레벨은 로우 레벨인 스위치 제어장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 플립플롭에서,

상기 클록신호는 셋단으로 입력되고, 리셋단에는 하이 레벨의 신호가 인가되며, 상기 셋단 및 리셋단에 모두 하이 레벨의 신호가 인가되면, 하이 레벨의 열차단 기준전압 변경신호를 생성하는 스위치 제어장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 메인 스위치는 상기 스위치 제어장치와 다른 팩으로 구성되어 있는 스위치 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 제어신호가 상기 메인 스위치를 턴오프시키도록 변경되는 일이 소정의 횟수 이상 반복되면, 상기 메인 스위치의 열에 대한 응답 속도를 증가시키는 스위치 제어장치.
제11항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 제어신호에 의해 트리거되고, 상기 클록신호에 따라 열차단 기준전압 변경신호를 생성하는 제1 플립플롭,

상기 열차단 기준전압 변경신호의 레벨 변화를 감지하고, 상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 제어신호가 상기 메인 스위치를 턴오프시키도록 변경되는 일이 소정의 횟수 이상인지 판단하는 카운터,

상기 열차단 기준전압 변경신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치,

상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제 2 스위치, 및

상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 다른 레벨의 열차단 신호를 생성하여, 상기 PWM 제어부로 출력하는 선택부를 포함하는 스위치 제어장치.
제12항에 있어서,

상기 제2 스위치는 제어전극에 인가되는 신호 레벨에 따라 온/오프되는 N채널 타입의 트랜지스터이며, 상기 트랜지스터의 문턱전압은 상기 메인 스위치에 발생하는 열에 의해 변동하는 스위치 제어장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 스위치가 오프상태일 때, 상기 제2 스위치의 제어전극에 제2 전압이 인가되고,

상기 제1 스위치가 온상태일 때, 상기 제2 스위치의 제어전극에 제1 전압이 인가되며,

상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 스위치 제어장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 플립플롭은,

상기 제어신호가 제1 레벨에서 제2 레벨로 변경될 때, 트리거되며, 이 때, 상기 클록신호가 제3 레벨이면, 상기 열차단 기준전압 변경신호는 제4 레벨이되는 스위치 제어장치.
제15항에 있어서,

상기 제1 스위치는 N 채널 타입의 트랜지스터이고,

상기 제1 레벨, 제3 레벨 및 제4 레벨은 하이 레벨이고, 상기 제2 레벨은 로우 레벨인 스위치 제어장치.
메인 스위치의 온/오프를 제어하는 스위치 제어장치에 있어서,

상기 메인 스위치의 제어 전극에 연결되어, 상기 메인 스위치의 온/오프를 제어하는 메인 스위치 제어신호를 생성하는 게이트 드라이버,

상기 게이트 드라이버의 입력단에 연결되고, 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 신호, 클록신호 및 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 의해 발생하는 출력전압에 대응하는 신호를 이용하여 게이트 드라이버 제어신호를 생성하는 PWM 제어부, 및

상기 클록 신호의 최대 듀티에 의해 상기 메인 스위치가 턴오프되면, 상기 메인 스위치에 발생하는 열에 대한 응답속도를 증가시키는 열차단부

를 포함하는 스위치 제어장치.
제17항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 클록신호 및 상기 게이트 드라이버 제어신호를 입력받고, 상기 게이트 드라이버 제어신호에 의해 트리거되는 제1 플립플롭,

상기 제1 플립플롭의 출력신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치,

상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및

상기 제2 스위치의 제1 전극에 연결되고, 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 각각 제1 레벨의 열차단 신호 및 제2 레벨의 열차단 신호를 생성하고 출력단을 통해 상기 열차단 신호를 상기 PWM 제어부로 전달하는 선택부를 포함하는 스위치 제어장치.
제18항에 있어서,

상기 선택부는,

제1 레벨에 대응하는 전압을 공급하는 제1 전원,

제2 레벨에 대응하는 전압을 공급하는 제2 전원,

상기 제1 전원에 제1 전극이 연결되고, 상기 제2 스위치의 제1 전극에 제어전극이 연결되고, 상기 출력단에 제2 전극이 연결되는 제1 트랜지스터,

상기 제2 전원에 제1 전극이 연결되고, 상기 제2 스위치의 제1 전극에 제어전극이 연결되며, 상기 출력단에 제2 전극이 연결되는 제2 트랜지스터

를 포함하는 스위치 제어장치.
제19항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 제1 전원에 일단이 연결되고, 타단은 상기 제2 스위치의 제1 전극에 연결되어 있는 제1 저항,

상기 제1 전원에 일단이 연결되고, 상기 제2 스위치의 제어전극에 타단이 연결되어 있는 제2 저항,

상기 제2 스위치의 제어전극에 일단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제1 전극에 타단이 연결되어 있는 제3 저항, 및

상기 제1 스위치의 제1 전극과 제2 전극 사이에 양단이 연결되어 있는 제4저항

을 더 포함하는 스위치 제어장치.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 제1 플립플롭의 출력단에 입력단이 연결되어, 상기 제1 플립플롭의 출력단으로부터 출력되는 신호가 제3 레벨인 구간을 카운트하는 카운터를 더 포함하는 스위치 제어장치.
제21항에 있어서,

상기 카운터의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제어 전극에 출력단이 연결되어 있는 인버터를 더 포함하는 스위치 제어장치.
제22항에 있어서,

상기 제3 레벨은 하이 레벨이고, 상기 제1 스위치는 N 채널 타입의 트랜지스터인 스위치 제어장치.
제19항 또는 제20항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 제1 플립플롭의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제1 스위치의 제어 전극에 출력단이 연결된 인버터를 더 포함하는 스위치 제어장치.
제24항에 있어서,

상기 제1 플립플롭은,

상기 게이트 드라이버 제어신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경될 때, 트리거되며, 이 때, 상기 클록신호가 하이 레벨이면, 하이 레벨의 출력신호를 생성하는 스위치 제어장치.
제25항에 있어서,

상기 제1 스위치 및 제2 스위치는 N 채널 타입의 트랜지스터이고,

상기 제1 레벨 및 제2 레벨은 각각 하이 레벨 및 로우 레벨인 스위치 제어장 치.
제26항에 있어서,

상기 제1 트랜지스터는 P 채널 타입의 트랜지스터이고, 상기 제2 트랜지스터는 N 채널 타입의 트랜지스터인 스위치 제어장치.
제27항에 있어서,

상기 제1 전원은 하이 레벨의 전압을 공급하는 전원이고, 상기 제2 전원은 로우 레벨의 전압을 공급하는 전원인 스위치 제어장치.
제17항에 있어서,

상기 PWM 제어부는,

상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 전압과 상기 메인 스위치의 동작에 따라 발생하는 출력 전압에 대응하는 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 출력하는 비교부,

상기 클록 신호 및 상기 비교 신호를 각각 셋단 및 리셋단에 입력받아, 상기 클록 신호 및 상기 비교 신호의 논리 연산 결과에 따르는 연산 신호를 생성하는 PWM 래치부, 및

상기 열차단부로부터 출력되는 신호, 상기 클록신호 및 상기 연산 신호를 입력받아 논리 연산 결과에 따라 상기 게이트 드라이버 제어신호를 생성하는 논리 연 산부를 포함하는 스위치 제어장치.
제29항에 있어서,

상기 비교부는 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압보다 크면 하이 레벨의 신호를 출력하고, 상기 비교부는 상기 메인 스위치에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압보다 작으면 로우 레벨의 신호를 출력하는 스위치 제어장치.
제30항에 있어서,

상기 PWM 래치부는 리셋단에 하이 레벨의 신호가 입력되면, 하이 레벨의 출력을 반전 출력단을 통해 출력하고, 상기 논리 연산부는 NOR 게이트인 스위치 제어장치.
제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열차단부는,

상기 클록신호 및 상기 게이트 드라이버 제어신호를 입력받고, 상기 게이트 드라이버 제어신호에 의해 트리거되는 제1 플립플롭,

상기 제1 플립플롭의 출력신호에 따라 온/오프되는 제1 스위치,

상기 제1 스위치의 온/오프에 따라 제어전극에 인가되는 전압이 달라지는 제2 스위치, 및

상기 제2 스위치의 제1 전극에 연결되고, 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 각각 제1 레벨의 열차단 신호 및 제2 레벨의 열차단 신호를 생성하고 출력단을 통해 상기 열차단 신호를 상기 PWM 제어부로 전달하는 선택부를 포함하는 스위치 제어장치.