KR101569902B1

KR101569902B1 - Convertor

Info

Publication number: KR101569902B1
Application number: KR1020080013172A
Authority: KR
Inventors: 이영식
Original assignee: 페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2015-11-18
Also published as: KR20090087744A

Abstract

The present invention relates to a converter.

The converter according to the present invention includes a first switch connected at one end to an output terminal, a gate driver for controlling a switching operation of the first switch, and a negative voltage biasing unit for generating and transmitting a first control signal having a negative voltage to the gate driver The gate driver controls a switching operation of the first switch according to the first control signal and receives a predetermined negative voltage. The first control signal has a voltage equal to the negative voltage or a predetermined high voltage.

Schmitt trigger, anodic junction transistor, negative voltage biasing

Description

Converters {CONVERTOR}

본 발명은 컨버터에 관한 것으로, 출력단에 음의 전압이 발생하는 경우 컨버터를 안정적으로 제어하기 위한 제어 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a converter, and more particularly, to a control circuit for stably controlling a converter when a negative voltage is generated at an output terminal.

컨버터에 연결된 부하의 양단 각각에 양의 전압과 음의 전압이 인가된다. 그러면, 컨버터의 출력단은 높은 양 전압부터 매우 낮은 음 전압까지 스윙(swing)한다. 일반적으로 컨버터의 제어 회로는 접지 전압(ground)을 기준으로 동작하도록 설계된다. 제어 회로는 컨버터에 포함되어 있는 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어한다. 스위칭 동작이란, 스위칭 소자의 온/오프를 의미한다. 그런데 컨버터의 출력단에 음 전압이 인가된 경우, 제어 회로에서 생성된 제어 신호가 스위칭 소자에 전달되지 않을 수 있다. 이는 제어 신호의 기준 레벨인 접지 전압보다 출력단의 음 전압이 낮은 전위이기 때문이다. Positive and negative voltages are applied to both ends of the load connected to the converter. Then, the output of the converter swings from a high positive voltage to a very low negative voltage. In general, the control circuitry of the converter is designed to operate with respect to ground. The control circuit controls the switching operation of the switching element included in the converter. The switching operation means ON / OFF of the switching element. However, when a negative voltage is applied to the output terminal of the converter, the control signal generated in the control circuit may not be transmitted to the switching element. This is because the negative voltage at the output terminal is lower than the ground voltage, which is the reference level of the control signal.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 출력단이 음전압이 되더라도 컨버터의 제어 회로가 스위칭 소자의 스위칭 동작을 정확히 제어할 수 있는 컨버터 를 제공하는 것이다. In order to solve such problems, the present invention provides a converter in which the control circuit of the converter can accurately control the switching operation of the switching element even if the output terminal becomes negative voltage.

본 발명의 한 특징에 따른 컨버터는, 출력단에 일단이 연결된 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 구동부, 및 상기 게이트 구동부에 음 전압을 가지는 제1 제어 신호를 생성하여 전달하는 음 전압 바이어싱부를 포함하고, 상기 게이트 구동부는, 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 제1 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 소정의 음 전압을 입력받으며, 상기 제1 제어 신호는 상기 음 전압과 동일한 전압 또는 소정 레벨 높은 전압을 가진다. 상기 음 전압 바이어싱부는, 제1 레벨 및 제2 레벨을 교대로 가지는 제1 제어 입력 신호를 생성하는 제1 오실레이터, 상기 제1 제어 입력신호의 제1 레벨에 응답하여 턴 온되는 스위칭 소자, 및 상기 스위칭 소자의 일단에 연결되어 있고, 상기 스위칭 소자가 턴 온되어 발생하는 전류가 흐르며, 상기 음 전압이 타단에 인가되는 제1 저항을 포함하며, 상기 제1 제어 신호는 상기 제1 저항의 일단의 전압 신호이다. 상기 음 전압 바이어싱부는, 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 제1 오실레이터 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 더 포함한다. 상기 게이트 구동부는, 상기 제1 저항의 일단에 입력단이 연결되어 있고, 상기 입력단에 입력된 전압이 상기 음 전압보다 소정 전압 높은 제1 전압 이하이면 제3 레벨의 신호를 출력하고, 상기 입력단에 입력된 전압이 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압 이상이면 제4 레벨의 신호를 출력하는 제1 슈미트 트리거, 상기 제3 레벨 및 제4 레벨 각각에 대응하여 제5 레벨 및 제6 레벨의 신호를 출력하는제1 레벨 시프터, 및 상기 제5 레벨의 신호에 응답하여 상기 제1 스위치를 턴 오프 시키고, 상기 제6 레벨의 신호에 응답하여 상기 제1 스위치를 턴 온 시키는 제1 구동 회로를 포함한다. 상기 제1 구동 회로는, 상기 출력단의 전압과 소정 레벨의 전원 전압 사이에서 동작하며, 상기 제5 레벨은 상기 출력단의 전압에 대응하고, 상기 제6 레벨은 상기 전원 전압에 대응한다. 상기 음 전압 바이어싱부는, 상기 스위칭 소자는 양극 접한 트랜지스터로 구현되고, 상기 양극 접한 트랜지스터의 타단과 상기 제1 오실레이터 사이에 제2 저항을 더 포함한다. 상기 양극 접합 트랜지스터는 p 채널 타입이고, 상기 제1 레벨은 하이 레벨이며, 상기 제2 레벨은 로우 레벨이고, 상기 제2 저항은 상기 양극 접합 트랜지스터의에미터와 상기 제1 오실레이터 사이에 연결되어 있고, 상기 제1 저항은 상기 양극 접한 트랜지스터의컬렉터에 일단이 연결되어 있다. 또한, 상기 음 전압 바이어싱부는, 상기 스위칭 소자는 MOSFET(metal oxcide field effection transistor)로 구현되고, 상기 MOSFET의 타단과 상기 제1 오실레이터 사이에 제2 저항을 더 포함한다. 상기 MOSFET는 p 채널 타입이고, 상기 제1 레벨은 하이 레벨이며, 상기 제2 레벨은 로우 레벨이고, 상기 제2 저항은 상기 MOSFET의 소스전극과 상기 제1 오실레이터 사이에 연결되어 있고, 상기 제1 저항은 상기 MOSFET의 드레인 전극에 일단이 연결되어 있다. 또한 상기 음 전압 바이어싱부는, 제1 레벨 및 제2 레벨을 교대로 가지는 제1 제어 입력 신호를 생성하는 제1 오실레이터, 상기 제1 제어 입력 신호의 제1 레벨에 응답하여 턴 온되고, 일단에 제1전원이 연결되어 있는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자의 타단의 전압에 따라 온/오프되면, 일단에 제2 전원이 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자의 타단에 일단이 연결되어있고, 타단 에 제2 전원이 연결되어 있는 제1 저항, 및 상기 제2 스위칭 소자의 타단에 일단이 연결되어 있고, 타단에 상기 음 전압이 발생하는 제2 저항을 포함하며, 상기 제1 제어 신호는 상기 제2 저항의 일단의 전압 신호이다. 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 다른 채널 타입이다. 상기 제1 전원은 접지 전압이며, 상기 제1 스위칭 소자는 n 채널 타입이고, 상기 제2 스위칭 소자는 p 채널 타입이다. 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 양극 접합 트랜지스터이다. 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 MOSFET이다. A converter according to one aspect of the present invention includes a first switch connected at one end to an output terminal, a gate driver for controlling a switching operation of the first switch, and a first control signal having a negative voltage to the gate driver, Wherein the gate driving unit controls the switching operation of the first switch according to the first control signal and receives a predetermined negative voltage, and the first control signal is equal to the negative voltage Voltage or a predetermined high level voltage. The negative voltage biasing unit includes a first oscillator for generating a first control input signal having a first level and a second level alternately, a switching element turned on in response to a first level of the first control input signal, And a first resistor connected to one end of the switching element, the current flowing when the switching element is turned on flows, and the negative voltage is applied to the other end, . The negative voltage biasing unit further includes a second resistor connected between the other end of the switching element and the first oscillator. Wherein the gate driver outputs a third level signal when an input terminal is connected to one end of the first resistor and the voltage input to the input terminal is equal to or lower than a first voltage higher than the negative voltage by a predetermined voltage, And outputs a fourth level signal when the voltage level of the second level is higher than the level of the second voltage higher than the first voltage level, a fifth level signal and a sixth level signal corresponding to the third level and the fourth level, And a first driving circuit for turning off the first switch in response to the signal of the fifth level and turning on the first switch in response to the signal of the sixth level. The first driving circuit operates between a voltage of the output terminal and a power supply voltage of a predetermined level, the fifth level corresponds to the voltage of the output terminal, and the sixth level corresponds to the power supply voltage. The negative voltage biasing unit may further include a second resistor connected between the other end of the positive-polarity transistor and the first oscillator. Wherein the anode junction transistor is a p-channel type, the first level is a high level, the second level is a low level, and the second resistor is coupled between the emitter of the anodic junction transistor and the first oscillator , And the first resistor is connected at one end to the collector of the anode-side transistor. In the negative voltage biasing unit, the switching device is implemented as a MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor), and further includes a second resistor between the other end of the MOSFET and the first oscillator. Wherein the MOSFET is a p-channel type, the first level is a high level, the second level is a low level, the second resistor is connected between the source electrode of the MOSFET and the first oscillator, The resistor is connected at one end to the drain electrode of the MOSFET. The negative voltage biasing unit may further include a first oscillator for generating a first control input signal having a first level and a second level alternately, a second oscillator for turning on in response to the first level of the first control input signal, A first switching element to which a first power source is connected, a second switching element whose one end is connected to a second power source when the second switching element is turned on / off according to a voltage of the other end of the first switching element, And a second resistor having one end connected to the other end and the second power connected to the other end and a second resistor having one end connected to the other end of the second switching element and the negative voltage generated at the other end, The first control signal is a voltage signal at one end of the second resistor. The first switching device and the second switching device are different channel types. The first power source is a ground voltage, the first switching device is an n-channel type, and the second switching device is a p-channel type. The first and second switching elements are anode junction transistors. The first and second switching elements are MOSFETs.

또한, 본 발명의 한 특징에 따른 컨버터는 상기 출력단에 일단이 연결되어 있는 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 음 전압 바이어싱부는 상기 게이트 구동부에 음 전압을 가지는 제2 제어 신호를 생성하고, 상기 게이트 구동부는 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 제2 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2 제어 신호는 상기 음 전압과 동일한 전압 또는 소정 레벨 높은 전압을 가진다. 상기 음 전압 바이어싱부는, 제1 레벨 및 제2 레벨을 교대로 가지는 제1 제어 입력 신호를 생성하는 제1 오실레이터, 상기 제1 제어 입력 신호의 제1 레벨에 응답하여 턴 온되는 스위칭 소자, 및 상기 스위칭 소자의 일단에 연결되어 있고, 상기 스위칭 소자가 턴 온되어 발생하는 전류가 흐르며, 상기 음 전압이 타단에 인가되는 제1 저항을 포함하며, 상기 제2 제어 신호는 상기 제1 저항의 일단의 전압 신호이다. 상기 음 전압 바이어싱부는, 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 제1 오실레이터 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 더 포함한다. 상기 게이트 구동부는, 상기 제1 저항의 일단에 입력단이 연결되어 있고, 상기 입력단에 입력된 전압이 상기 음 전압보다 소정 전압 높은 제1 전압 이하이면 제3 레벨의 신호를 출력하고, 상기 입력단에 입력된 전압이 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압 이상이면 제4 레벨의 신호를 출력하는 제1 슈미트 트리거, 및 상기 제3 레벨의 신호에 응답하여 상기 제2 스위치를 턴 오프 시키고, 상기 제4 레벨의 신호에 응답하여 상기 제2 스위치를 턴 온 시키는 제1 구동 회로를 포함한다. 상기 제2 스위치의 타단에는 상기 음 전압이 인가되고, 상기 게이트 구동부는, 상기 제3 레벨 및 제4 레벨 각각에 대응하여 제5 레벨 및 제6 레벨의 신호를 출력하는 제1 레벨 시프터를 더 포함하며, 상기 제1 구동 회로는, 상기 제5 레벨의 신호에 응답하여 상기 제2 스위치를 턴 오프 시키고, 상기 제6 레벨의 신호에 응답하여 상기 제2 스위치를 턴 온 시킨다. 상기 제1 구동 회로는, 소정의 제3 전압과 상기 음 전압 사이에서 동작하며, 상기 제5 레벨은 상기 음 전압에 대응하고, 상기 제6 레벨은 상기 제3 전압에 대응한다. According to another aspect of the present invention, a converter further includes a second switch having one end connected to the output terminal, the negative voltage biasing unit generates a second control signal having a negative voltage to the gate driving unit, The gate driving unit controls the switching operation of the second switch according to the second control signal, and the second control signal has a voltage equal to or higher than the negative voltage. The negative voltage biasing unit includes a first oscillator for generating a first control input signal having a first level and a second level alternately, a switching element turned on in response to a first level of the first control input signal, And a first resistor connected to one end of the switching element, the current flowing when the switching element is turned on flows, and the negative voltage is applied to the other end, . The negative voltage biasing unit further includes a second resistor connected between the other end of the switching element and the first oscillator. Wherein the gate driver outputs a third level signal when an input terminal is connected to one end of the first resistor and the voltage input to the input terminal is equal to or lower than a first voltage higher than the negative voltage by a predetermined voltage, A first Schmitt trigger for outputting a fourth level signal when the voltage level of the fourth level is higher than a second voltage higher than the first voltage and a second Schmitt trigger for turning off the second switch in response to the third level signal, And a first driving circuit for turning on the second switch in response to a signal of the first switch. The negative voltage is applied to the other end of the second switch, and the gate driver further includes a first level shifter for outputting signals of a fifth level and a sixth level corresponding to the third level and the fourth level, respectively And the first driving circuit turns off the second switch in response to the signal of the fifth level and turns on the second switch in response to the signal of the sixth level. The first driving circuit operates between a predetermined third voltage and the negative voltage, the fifth level corresponds to the negative voltage, and the sixth level corresponds to the third voltage.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면, 음 전압으로 바이어싱된 제어 신호를 게이트 구동부에 전달할 수 있는 컨버터를 제공한다.As described above, according to an aspect of the present invention, there is provided a converter capable of transmitting a control signal biased with a negative voltage to a gate driver.

그러면, 출력단에 발생하는 음 전압에 관계없이, 스위치의 스위칭 동작을 안정적으로 제어할 수 있는 컨버터를 제공한다. Thus, a converter that can stably control the switching operation of the switch regardless of the negative voltage generated at the output terminal is provided.

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 여기 에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

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. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하 본 발명의 실시예에 따른 컨버터에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 이하 '스위칭 동작'이란, 스위치가 턴온 된후, 일정시간 온 상태를 유지하다가 턴오프되고, 다시 턴온되기 전까지 턴오프를 유지하는 동작을 의미한다. Hereinafter, a converter according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, the term " switching operation " refers to an operation in which the switch is turned on, remains on for a predetermined time, is turned off, and remains turned off until turned on again.

도 1은 발명의 실시예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a control circuit of a converter according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컨버터는 음 전압 바이어싱부(negative voltage biasing unit)(100), 게이트 구동부(200), 상측 스위치(310), 하측 스위치(320), 양 전원(330), 및 음 전원(340)을 포함한다. 게이트 구동부(200)는 9개의 연결단자(1-9)를 통해 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결되어 있다. 연결단자 3과 9는 실질적으로 동일한 전위를 가지는 동일한 연결 단자이다. 설명의 편의를 위해 구분하여 도시하였다. 1, a converter according to an embodiment of the present invention includes a negative voltage biasing unit 100, a gate driving unit 200, an upper switch 310, a lower switch 320, (330), and a negative power supply (340). The gate driver 200 is electrically connected to the other components through nine connection terminals 1-9. Connection terminals 3 and 9 are identical connection terminals having substantially the same potential. For convenience of explanation.

음 전압 바이어싱부(100)는 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320) 각각의 스위칭 동작시, 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320) 각각의 게이트 구동부 제어 신호(HIN, LIN)를 음 전압으로 바이어싱 한다. 음 전압 바이어싱부(100)는 제1 바이어싱부(120) 및 제2 바이어싱부(110)를 포함한다. 제1 바이어싱부(120)는 제1 제어 입력 신호(V1)를 생성하는 제1 오실레이터(121), 저항(122), 양극 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor : 이하 'BJT'라 함.)(123) 및 저항(124)을 포함한다. 제2 바이어싱부(110)는 제2 제어 입력 신호(V2)를 생성하는 제2 오실레이터(111), 저항(112), BJT(113) 및 저항(114)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 BJT(113, 123)는 p-채널 타입의 pnp BJT이다. 제1 제어 입력신호(V1)이 하이 레벨이면, BJT(123)의 에미터의 전압과 베이스의 전압차가 문턱 전압 이상이 되어 BJT(123)는 턴 온 된다. 턴온 된 BJT(123)에 흐르는 전류가 저항(124)에 흘러 저항(124)의 양단에는 전압(VN1)이 발생한다. 그러면, 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)는 음 전원(-Vneg)의 전압에서 전압(VN1)만큼 상승한 전압 레벨을 가진다. 제1 제어 입력신호(V1)가 로우 레벨이면, BJT(123)는 턴 오프 된다. 그러면, 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)는 음 전원(-Vneg)의 전압과 동일한 레벨이 된다. 제2 제어 입력 신호(V2)가 하이 레벨이면, BJT(113)의 에미터의 전압과 베이스의 전압차가 문턱 전압 이상이 되어 BJT(113)는 턴 온 된다. 턴온 된 BJT(113)에 흐르는 전류가 저항(114)에 흘러 저항(114)의 양단에는 전압(VN2)이 발생한다. 그러면, 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)는 음 전원(-Vneg)의 전압에서 전압(VN2)만큼 상승한 전압 레벨을 가진다. 제2 제어 입력신호(V2)가 로우 레벨이면, BJT(113)는 턴 오프 된다. 그러면, 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)는 음 전원(-Vneg)의 전압과 동일한 레벨이 된다. 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)는 상측 스위치(310)의 온/오프를 제어하기 위한 신호이다. 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)는 하측 스위치(320)의 온/오프를 제어하기 위한 신호이다. The negative voltage biasing unit 100 switches the gate drive unit control signals HIN and LIN of the upper switch 310 and the lower switch 320 to the negative voltage VIN during the switching operation of the upper switch 310 and the lower switch 320, Lt; / RTI > The negative voltage biasing unit 100 includes a first biasing unit 120 and a second biasing unit 110. The first biasing unit 120 includes a first oscillator 121 for generating a first control input signal V1, a resistor 122, a bipolar junction transistor (BJT) 123, And a resistor (124). The second biasing portion 110 includes a second oscillator 111, a resistor 112, a BJT 113 and a resistor 114 for generating a second control input signal V2. The BJTs 113 and 123 according to the embodiment of the present invention are p-channel type pnp BJTs. When the first control input signal V1 is at a high level, the voltage difference between the emitter of the BJT 123 and the base becomes equal to or higher than the threshold voltage, and the BJT 123 is turned on. A current flowing in the turned on BJT 123 flows to the resistor 124 and a voltage VN1 is generated across the resistor 124. [ Then, the first gate driver control signal HIN has a voltage level which is increased by the voltage VN1 from the voltage of the negative power source -Vneg. If the first control input signal V1 is low level, the BJT 123 is turned off. Then, the first gate driver control signal HIN is at the same level as the voltage of the negative power source -Vneg. When the second control input signal V2 is at the high level, the voltage difference between the emitter of the BJT 113 and the base becomes equal to or higher than the threshold voltage, and the BJT 113 is turned on. A current flowing in the turned on BJT 113 flows to the resistor 114 and a voltage VN2 is generated across the resistor 114. [ Then, the second gate driver control signal LIN has a voltage level which is increased by the voltage VN2 from the voltage of the negative power source -Vneg. If the second control input signal V2 is low level, the BJT 113 is turned off. Then, the second gate driver control signal LIN becomes the same level as the voltage of the negative power source -Vneg. The first gate driver control signal HIN is a signal for controlling on / off of the upper switch 310. The second gate driver control signal LIN is a signal for controlling ON / OFF of the lower switch 320.

게이트 구동부(200)는 제1 및 제2 게이트 구동부 제어 신호(HIN, LIN) 각각에 따라 제1 및 제2 게이트 제어 신호(Vgs1, Vgs2) 각각을 생성한다. 게이트 구동부(200)는 슈미트 트리거(203, 204), 레벨 시프터(201), 제1 구동 회로(220), 제2 구동 회로(230), 기생 다이오드(201, 202) 및 저항(205, 206)을 포함한다. 기생 다이오드(201)는 연결단자(9)와 연결단자(4) 사이에 형성되어 있고, 기생 다이오드(202)는 연결단자(9)와 연결단자(7) 사이에 형성되어 있다. 컨버터가 정상 동작하기 위해서는 기생 다이오드(201,202)는 순방향 바이어스 되지 않는 것이 바람직하다. 접점(NOUT)의 전압이 음의 전압이 되더라도, 연결단자(9)를 통해 인가되는 공통 전압(COM)은 음의 전원(-Vneg)의 전압이므로, 기생 다이오드(201, 202)는 순방향 바이어스 되지 않는다. The gate driver 200 generates the first and second gate control signals Vgs1 and Vgs2 according to the first and second gate driver control signals HIN and LIN, respectively. The gate driver 200 includes schmitt triggers 203 and 204, a level shifter 201, a first driving circuit 220, a second driving circuit 230, parasitic diodes 201 and 202 and resistors 205 and 206, . The parasitic diode 201 is formed between the connection terminal 9 and the connection terminal 4 and the parasitic diode 202 is formed between the connection terminal 9 and the connection terminal 7. In order for the converter to operate normally, the parasitic diodes 201 and 202 are preferably not forward-biased. The parasitic diodes 201 and 202 are not forward biased because the common voltage COM applied through the connection terminal 9 is the voltage of the negative power source -Vneg even if the voltage of the contact node NOUT becomes a negative voltage Do not.

슈미트 트리거(203)는 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)에 따라 하이 레벨 또는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 슈미트 트리거(203)는 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)가 공통 전압(COM)보다 높은 소정의 전압(이하, '저임계 전압'이라 함.)(LT1)보다 작을 때, 로우 레벨의 신호를 출력하고, 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)가 전압(Vcc)보다 낮은 소정의 전압(이하, '고임계 전압'이라 함.)(HT1)이상일 때는 하이 레벨의 신호를 출력한다. 슈미트 트리거(203)의 동작 범위는 공통 전압(COM) 및 전압(Vcc)에 의해 결정되고, 제1 구동 회로(220)의 동작 범위는 연결 단자(4, 6)를 통해 인가되는 전압(VS, VB)에 따라 결정된다. 이에 따라 슈미트 트리거(203)의 출력 신호가 제1 구동 회로(220)의 동작 범위를 벗어날 수 있다. 동작 범위란, 입력 신호에 따라 결정되는 출력 신호가 가지는 전압 범위를 의미한다. 이를 방지하기 위해, 레벨 시프터(210)는 슈미트 트리거(203)의 출력 신호를 제1 구동 회로(220)에 적절한 범위로 시프트시켜 출력한다.The Schmitt trigger 203 outputs a signal of a high level or a low level according to the first gate driver control signal HIN. The Schmitt trigger 203 generates a low level signal when the first gate driver control signal HIN is lower than a predetermined voltage (hereinafter referred to as a "low threshold voltage") LT1 that is higher than the common voltage COM And outputs a high level signal when the first gate driving unit control signal HIN is equal to or higher than a predetermined voltage (hereinafter, referred to as a "high threshold voltage") HT1 that is lower than the voltage Vcc. The operating range of the Schmitt trigger 203 is determined by the common voltage COM and the voltage Vcc and the operating range of the first driving circuit 220 is determined by the voltages VS, VB). Accordingly, the output signal of the Schmitt trigger 203 may be out of the operating range of the first driving circuit 220. The operating range means a voltage range of an output signal determined according to an input signal. In order to prevent this, the level shifter 210 shifts the output signal of the Schmitt trigger 203 to a range suitable for the first driving circuit 220 and outputs it.

제1 구동 회로(220)는 슈미트 트리거(203)의 하이 레벨 출력 신호가 시프트 된 신호에 따라 상측 스위치(310)를 턴 온 시키기 위한 제1 게이트 제어 신호(Vgs1)를 생성한다. 제1 구동 회로(220)는 슈미트 트리거(203)의 로우 레벨 출력 신호가 시프트 된 신호에 따라 상측 스위치(310)를 턴 오프 시키기 위한 제1 게이트 제어 신호(Vgs1)를 생성한다. 제1 게이트 제어 신호(Vgs1)는 연결단자(5)를 통해 상측 스위치(310)의 게이트 전극으로 전달된다. The first driving circuit 220 generates the first gate control signal Vgs1 for turning on the upper switch 310 in accordance with the shifted signal of the high level output signal of the Schmitt trigger 203. [ The first driving circuit 220 generates a first gate control signal Vgs1 for turning off the upper switch 310 in accordance with the signal to which the low level output signal of the Schmitt trigger 203 is shifted. The first gate control signal Vgs1 is transferred to the gate electrode of the upper switch 310 through the connection terminal 5. [

슈미트 트리거(204)는 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)에 따라 하이 레벨 또는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 슈미트 트리거(204)는 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)가 슈미트 트리거(204)의 저임계 전압(LT2)보다 작을 때, 로우 레벨의 신호를 출력하고, 제3 게이트 구동부 제어 신호(LIN)가 슈미트 트리거(204)의 고임계 전압(HT2) 이상일 때는 하이 레벨의 신호를 출력한다. 슈미트 트리거(204) 및 제2 구동 회로(230)의 동작 범위는 전압(Vcc) 및 공통 전압(COM)이 따라 결정되는 바, 별도의 레베 시프터를 필요로 하지 않는다. The Schmitt trigger 204 outputs a signal of a high level or a low level according to the second gate driver control signal LIN. The Schmitt trigger 204 outputs a low level signal when the second gate driving unit control signal LIN is lower than the low threshold voltage LT2 of the Schmitt trigger 204 and the third gate driving unit control signal LIN And outputs a signal of a high level when it is higher than the high threshold voltage HT2 of the Schmitt trigger 204. [ Since the operating range of the Schmitt trigger 204 and the second driving circuit 230 is determined by the voltage Vcc and the common voltage COM, a separate level shifter is not required.

제2 구동 회로(230)는 하이 레벨의 슈미트 트리거(204)의 출력 신호에 따라 하측 스위치(320)를 턴 온 시키기 위한 제2 게이트 제어 신호(Vgs2)를 생성한다. 제2 구동 회로(230)는 로우 레벨의 슈미트 트리거(204)의 출력 신호에 따라 하측 스위치(320)를 턴 오프 시키기 위한 제2 게이트 제어 신호(Vgs2)를 생성한다. 제2 게이트 제어 신호(Vgs2)는 연결단자(8)를 통해 하측 스위치(320)의 게이트 전극으로 전달된다. The second driving circuit 230 generates a second gate control signal Vgs2 for turning on the lower switch 320 in accordance with the output signal of the Schmitt trigger 204 of the high level. The second driving circuit 230 generates a second gate control signal Vgs2 for turning off the lower switch 320 in accordance with the output signal of the Schmitt trigger 204 of low level. The second gate control signal Vgs2 is transferred to the gate electrode of the lower switch 320 through the connection terminal 8. [

제1 구동 회로(220)의 전원(313)은 연결단자(4)와 연결단자(6) 사이에 연결되어 있고, 전압(VB)과전압(VS)간의 차를 유지한다. 제2 구동 회로(230)의 전원(312)은 연결단자(7)과 연결단자(9) 사이에 연결되어 있고, 전압(Vcc)과 공통 전압(COM)간의 차를 유지한다. The power source 313 of the first driving circuit 220 is connected between the connection terminal 4 and the connection terminal 6 and maintains a difference between the voltage VB and the voltage VS. The power supply 312 of the second driving circuit 230 is connected between the connection terminal 7 and the connection terminal 9 and maintains a difference between the voltage Vcc and the common voltage COM.

상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)는 MOSFET(metal oxcide semiconductor field effection transistor) 또는 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 을 사용하여 구현되며, 바디 다이오드(311, 321)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)은 n-channel 타입의 MOSFET 또는 IGBT 소자로 구현된다. 따라서 제1 및 제2 게이트 제어 신호(Vgs1, Vgs2)가 하이 레벨이면 턴 온 되고, 로우 레벨이면 턴 오프된다. 상측 스위치(310)의 소스 전극과 하측 스위치(320)의 드레인 전극이 만나는 접점이 출력단이되며, 부하는 출력단과 접지 사이에 연결되어 있다. 전원(+Vpos)은 상측 스위치(310)의 드레인 전극과 접지 사이에 연결되어 있고, 음 전원(-Vneg)은 하측 스위치(320)의 소스 전극과 접지 사이에 연결되어 있다. The upper switch 310 and the lower switch 320 are implemented using a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and include body diodes 311 and 321. The upper switch 310 and the lower switch 320 according to the embodiment of the present invention are implemented as n-channel type MOSFETs or IGBT devices. Accordingly, the first and second gate control signals Vgs1 and Vgs2 are turned on when the signal is high level and turned off when the first and second gate control signals Vgs1 and Vgs2 are low. The contact point where the source electrode of the upper switch 310 and the drain electrode of the lower switch 320 meet becomes an output terminal, and the load is connected between the output terminal and the ground. The power source (+ Vpos) is connected between the drain electrode of the upper switch 310 and the ground, and the negative power source (-Vneg) is connected between the source electrode of the lower switch 320 and the ground.

도 2를 참조하여 본 발명의 한 실시 예에 따른 컨버터의 동작을 설명한다.The operation of the converter according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 구동 파형을 나타낸 것이다. FIG. 2 shows driving waveforms of a converter according to an embodiment of the present invention.

기간(T1)동안, 신호(V1)가 하이 레벨이면, 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)는 전압(VN1)만큼 상승한 음의 전압(VH1)이 된다. 전압(VH1)은 고임계 전압(HT1)보다 크다. 그러면 슈미트 트리거(203)는 하이 레벨의 신호를 레벨 시프터(210)로 출력하고, 레벨 시프터(210)는 이를 적절한 레벨의 신호로 변환하여 제1 구동 회로(220)로 전달한다. 상측 스위치(310)는 하이 레벨의 제1 게이트 제어 신호(Vgs1)에 따라 턴 온이다. 기간(T1)동안, 신호(V2)는 로우 레벨이므로, 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)는 음 전원(-Vneg)의 전압이 되고, 슈미트 트리거(204)는 로우 레벨의 출력 신호를 제2 구동 회로(230)에 전달한다. 하측 스위치(320)는 로우 레벨의 제2 게이트 제어 신호(Vgs2)에 따란 턴 오프이다. 그러면 출력단(NOUT)의 전압은 전원(Vpos)의 전압이 된다.During the period T1, when the signal V1 is at the high level, the first gate driver control signal HIN becomes the negative voltage VH1 which is increased by the voltage VN1. The voltage VH1 is greater than the high threshold voltage HT1. Then, the Schmitt trigger 203 outputs a high-level signal to the level shifter 210, and the level shifter 210 converts the high-level signal into an appropriate level signal and transmits the signal to the first driving circuit 220. The upper switch 310 is turned on according to the first gate control signal Vgs1 of the high level. During the period T1, since the signal V2 is at the low level, the second gate driver control signal LIN becomes the voltage of the negative power source -Vneg, and the Schmitt trigger 204 outputs the low- To the drive circuit (230). And the lower switch 320 is turned off according to the second gate control signal Vgs2 of the low level. Then, the voltage of the output terminal NOUT becomes the voltage of the power source Vpos.

기간(T2)동안, 신호(V2)가 하이 레벨이면, 제2 게이트 구동부 제어 신호(LIN)는 전압(VN2)만큼 상승한 음의 전압(VH2)이 된다. 전압(VH2)은 고임계 전압(HT2)보다 크다. 그러면 슈미트 트리거(204)는 하이 레벨의 신호를 제2 구동 회로(230)로 전달한다. 하측 스위치(320)는 하이 레벨의 제2 게이트 제어 신호(Vgs2)에 따라 턴 온이다. 기간(T2)동안, 신호(V1)는 하이 레벨이므로, 제1 게이트 구동부 제어 신호(HIN)는 음 전원(-Vneg)의 전압이 되고, 슈미트 트리거(203)는 로우 레벨의 출력 신호를 레벨 시프터(210)로 전달한다. 상측 스위치(310)는 로우 레벨의 제1 게이트 제어 신호(Vgs1)에 따라 턴 오프이다. 그러면 출력단(NOUT)의 전압은 음 전원(-Vneg)의 전압이 된다.During the period T2, when the signal V2 is at the high level, the second gate driver control signal LIN becomes the negative voltage VH2 which is increased by the voltage VN2. The voltage VH2 is greater than the high threshold voltage HT2. Then, the Schmitt trigger 204 transfers a high level signal to the second driving circuit 230. And the lower switch 320 is turned on in accordance with the second gate control signal Vgs2 of the high level. During the period T2, since the signal V1 is at the high level, the first gate driver control signal HIN becomes the voltage of the negative power source -Vneg, and the Schmitt trigger 203 outputs the low- (210). The upper switch 310 is turned off according to the low level first gate control signal Vgs1. Then, the voltage of the output terminal (NOUT) becomes the voltage of the negative power source (-Vneg).

이와 같은 동작을 반복하면서, 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)을 교 대로 온/오프 시킨다. While repeating this operation, the upper switch 310 and the lower switch 320 are turned on / off alternately.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 음 전압 바이어싱 부(100)는 제1 및 제2 게이트 구동부 제어 신호를 음 전압으로 바이어싱 하여 게이트 구동부(200)에 입력한다. 그리고 게이트 구동부(200)에는 음 전원(-Vneg)의 전압이 기준 전위로 인가된다. 따라서 게이트 구동부(200)는 종전과 달리 음 전원(-Vneg)의 전압을 기준으로 게이트 구동부 제어 신호에 따라 상측 및 하측 스위치(310, 320)를 제어할 수 있다. 이에 따라 출력단(NOUT)의 전압이 음의 전압으로 변동하여도, 게이트 구동부(200)는 상측 및 하측 스위치(310, 320)를 정확히 제어할 수 있는 게이트 제어 신호(Vgs1, Vgs2)를 생성할 수 있다.As described above, the negative voltage biasing unit 100 according to the embodiment of the present invention biases the first and second gate driver control signals to the negative voltage and inputs them to the gate driver 200. [ The voltage of the negative power source -Vneg is applied to the gate driver 200 as a reference potential. Therefore, the gate driver 200 can control the upper and lower switches 310 and 320 according to the gate driver control signal, based on the voltage of the negative power source -Vneg, unlike the previous one. Accordingly, even if the voltage of the output terminal NOUT varies to a negative voltage, the gate driver 200 can generate the gate control signals Vgs1 and Vgs2 that can accurately control the upper and lower switches 310 and 320 have.

이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다. Hereinafter, the control circuit of the converter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 is a diagram showing a control circuit of the converter according to the second embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 제어 회로는 게이트 구동부(400)가 앞서 설명한 게이트 구동부(200)와 달리 공통 전압(COM)으로 접지 전압이 인가된다. 구체적으로, 연결 단자 (9)에전압(Vsub)와 전압(+Vsub)의 합인 접지 전압이 인가된다. 그리고 전압(Vsub)이 제2 구동 회로(230)에 추가적으로 인가되므로, 제2 구동 회로(230)와 슈미트 트리거(204)회로 간에 전압(Vsub)만큼의 동작 범위 차이가 발생한다. 따라서슈미 트리거(204)의 출력 신호를 제2 구동회로(230)에 전달하기 위해 레벨 시프터(240)가 더 필요하다. 레벨 시프터(240)는 레벨 시프터(210)와 동일한 기능을 수행한다. In the control circuit shown in FIG. 3, a ground voltage is applied to the common voltage COM, unlike the gate driver 200 described earlier with respect to the gate driver 400. Specifically, a ground voltage, which is the sum of the voltage (Vsub) and the voltage (+ Vsub), is applied to the connection terminal (9). Since the voltage Vsub is additionally applied to the second driving circuit 230, an operation range difference of the voltage Vsub is generated between the second driving circuit 230 and the Schmitt trigger 204 circuit. Therefore, the level shifter 240 is further required to transfer the output signal of the Schmitt trigger 204 to the second driving circuit 230. [ The level shifter 240 performs the same function as the level shifter 210.

또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 컨버터는 앞서 설명한 컨버터와 달리, 하나의 스위치만을 포함할 수 있으며, 이때 컨버터의 제어 회로는 한 스위치의 스위칭 동작을 제어한다. In addition, the converter according to the third embodiment of the present invention may include only one switch, unlike the above-described converter, in which the control circuit of the converter controls the switching operation of one switch.

도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram showing a control circuit of the converter according to the third embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 음 전압 바이어싱부(130)는 제3 제어 입력 신호를 생성하는 제3 오실레이터(131), 저항(132), BJT(133) 및 저항(134)을 포함한다. 저항(134) 양단에 발생하는전압은 게이트 구동부 제어신호(HIN2)로 게이트 구동부(410)에 입력된다. 전원(314)은 전압(VCC)와 공통 전압(COM)간의 전압차를 일정하게 유지한다. 공통 전압(COM)은 음 전원(-Vneg)의 전압이다. 도 1에서 설명한 실시 예와 비교하여, 하측 스위치(320)를 구동시키기 위한 구성만을 제외한 다른 구성은 동일하다. 게이트 구동부(410)는 저항(416), 슈미트 트리거(413), 기생 다이오드(411), 레벨 시프터(415) 및 구동 회로(417)를 포함한다. 슈미트 트리거(413)은 게이트 구동부 제어 신호(HIN2)에 따라 하이 레벨 또는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 레벨 시프터(415)는 슈미트 트리거(413)의 출력 신호를 구동 회로(417)의 동작 범위에 적합하도록 시프트 시켜, 구동 회로(417)로 출력한다. 구동 회로(417)는 스위치(510)를 온/오프 시키는 게이트 제어 신호를 스위치(510)의 게이트 전극으로 출력한다. 전압(513)은 전압(VB)과 전압(VS) 차를 유지한다. 4, the negative voltage biasing unit 130 includes a third oscillator 131, a resistor 132, a BJT 133, and a resistor 134 that generate a third control input signal. The voltage generated across the resistor 134 is input to the gate driver 410 as the gate driver control signal HIN2. The power source 314 maintains a constant voltage difference between the voltage VCC and the common voltage COM. The common voltage COM is the voltage of the negative power source (-Vneg). Compared to the embodiment described with reference to FIG. 1, the configuration except for the configuration for driving the lower switch 320 is the same. The gate driver 410 includes a resistor 416, a Schmitt trigger 413, a parasitic diode 411, a level shifter 415, and a driving circuit 417. The Schmitt trigger 413 outputs a signal of a high level or a low level in accordance with the gate driver control signal HIN2. The level shifter 415 shifts the output signal of the Schmitt trigger 413 in accordance with the operating range of the driving circuit 417 and outputs it to the driving circuit 417. The driving circuit 417 outputs a gate control signal for turning on / off the switch 510 to the gate electrode of the switch 510. The voltage 513 maintains the voltage VB and the voltage VS difference.

지금까지 음 전압 바이어싱부(100, 130)에서 저항(112, 122, 132)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 저항(112, 122, 132)를 포함하지 않고 동작할 수 있다. 또한, BJT소자 대신 동일한 채널 타입의 MOSFET 소자를 사용할 수 있다.Although the negative voltage biasing units 100 and 130 include the resistors 112, 122 and 132 as described above, the present invention can operate without the resistors 112, 122 and 132. Further, a MOSFET device of the same channel type can be used instead of the BJT device.

도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 컨버터를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a converter according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시 예의 컨버터와 유사하다. 다만, 본 발명의 제3 실시 예의 컨버터와 달리 전원(513)을 포함하지 않고, 전원(314)이 전압(VB)을 제공한다. 그리고 스위치(510)의 드레인 전극이 부하(도시하지 않음)에 연결된다. Which is similar to the converter of the third embodiment of the present invention. However, unlike the converter of the third embodiment of the present invention, the power source 314 does not include the power source 513, but provides the voltage VB. And the drain electrode of the switch 510 is connected to a load (not shown).

도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 컨버터를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a converter according to a fifth embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 제5 실시 예의 컨버터는 제4 실시 예와 달리 레벨 시프터를 포함하지 않는다. 전압(VS)은 음 전원(-Vneg)의 전압과 동일하고 전압(VCC)이 구동 회로(435)에 입력된다. 그러면, 슈미트 트리거(433)의 출력 신호가 구동 회로(435)의 동작을 제어하기 적절한 범위의 값을 가진다. As shown in Fig. 6, the converter of the fifth embodiment does not include a level shifter unlike the fourth embodiment. The voltage VS is equal to the voltage of the negative power source -Vneg and the voltage VCC is input to the driving circuit 435. [ Then, the output signal of the Schmitt trigger 433 has a value in a range suitable for controlling the operation of the driving circuit 435. [

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로에서, 음 전압 바잉어싱부(130`)의 변형 예를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a modified example of the negative voltage bar carving part 130 'in the control circuit of the converter according to the third embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 음 전압 바이어싱부(130`)가 바이어스 전압원(Vbias)를 더 포함하고 있다. 바이어스 전압원(Vbias)이 스위칭 소자인 BJT(133)의 베이스에 인가되어 있고, 제3 오실레이터(131)의 제3 제어 입력 신호는 하이 레벨과 로우 레벨을 교대로 가진다. 제3 제어 입력 신호의 하이 레벨은 BJT(133)를 턴 온 시킬 수 있도록 바이어스 전압원(Vbias)에 비해 충분히 높은 레벨이다. 제3 제어 입력 신호의 로우 레벨은 BJT(133)를 턴 오프 시킬 수 있는 레벨로서, 바이어스 전압원(Vbias)와 동일한 레벨일 수 있다. The negative voltage biasing unit 130 'shown in FIG. 7 further includes a bias voltage source Vbias. The bias voltage source Vbias is applied to the base of the BJT 133 as the switching element and the third control input signal of the third oscillator 131 alternately has a high level and a low level. The high level of the third control input signal is at a level sufficiently higher than the bias voltage source Vbias so as to turn on the BJT 133. [ The low level of the third control input signal is a level at which the BJT 133 can be turned off, and may be at the same level as the bias voltage source Vbias.

도 7에 도시된 음 전압 바이어싱부(130`)는 제1, 2, 4 및 5 실시 예에서도 적용 가능하다.The negative voltage biasing unit 130 'shown in FIG. 7 is also applicable to the first, second, fourth and fifth embodiments.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 음 전압 바이어싱부의 또 다른 변형 예를 나타낸 도면이다.8 is a view showing still another modification of the negative voltage biasing unit according to the embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 음 전압 바이어싱부(140)은 두 개의 스위칭 소자를 이용하여 구현할 수 있다.As shown in FIG. 8, the negative voltage biasing unit 140 may be implemented using two switching elements.

음 전압 바이어싱부(140)는 제4 제어 입력 신호를 생성하는 제4 오실레이터 (141), 저항(143, 145), 스위칭 소자인 BJT(142, 144) 및 전원(146)을 포함한다.The negative voltage biasing section 140 includes a fourth oscillator 141 which generates a fourth control input signal, resistors 143 and 145, BJTs 142 and 144 which are switching elements, and a power source 146.

전원(146)은 저항(143)의 일단에 전압(VDD)을 인가한다. 제4 오실레이터(141)는 제4 제어 입력 신호를 BJT(142)의 베이스에 출력한다. BJT(142)의 에미터에는 접지 전압이 인가되고, 컬렉터는 BJT(144)의 베이스 및 저항(143)의 타단에 연결되어 있다. BJT(144)의 에미터는 저항(143)의 일단에 연결되어 있고, 컬렉터는 저항(145)의 일단에 연결되어 있다. 저항(145)의 타단은 접지 전압이 인가되며, 접지 전압과 저항(145)의 타단 사이에는 전압(Vsub)차가 인가된다. 즉, 저항(145)의 타단에는 음 전압(-Vsub)이 인가된다. 저항(145)의 타단과 BJT(144)의 컬렉터 사이의 접점이 게이트 구동부 제어 신호가 발생하는 음 전압 바이어싱부(140)의 출력단이 된다. BJT(142) 및 BJT(144) 각각은 n-channel 및 p-channnel 타입이다. 제4 제어 입력신호가 하이 레벨이면, BJT(142)가 턴온되어, 접지 전압이 BJT(144)의 베이스 전극에 인가되고, BJT(144)가 턴 온된다. 그러면, 전압(VDD)과 접지 전압차에 대응하는전류가 BJT(144)에 흐르고, 이 전류가 저항(145)에 흐를 때, 저항(145)의 양단에 발생하는 전압만큼 음 전압(-Vsub)에서 상승한 전압이 게이트 구동부 제어 신호가 된다. 또한, BJT 소자 대신 동일 채널 타입의 MOSFET을 사용할 수 있다. The power source 146 applies a voltage (VDD) to one end of the resistor 143. The fourth oscillator 141 outputs a fourth control input signal to the base of the BJT 142. A ground voltage is applied to the emitter of the BJT 142, and the collector is connected to the base of the BJT 144 and the other end of the resistor 143. The emitter of the BJT 144 is connected to one end of the resistor 143, and the collector is connected to one end of the resistor 145. A ground voltage is applied to the other end of the resistor 145, and a voltage Vsub difference is applied between the ground voltage and the other end of the resistor 145. That is, the negative voltage (-Vsub) is applied to the other end of the resistor 145. The contact point between the other end of the resistor 145 and the collector of the BJT 144 becomes the output terminal of the negative voltage biasing unit 140 generating the gate driving unit control signal. Each of BJT 142 and BJT 144 is of n-channel and p-channnel type. When the fourth control input signal is at the high level, the BJT 142 is turned on, the ground voltage is applied to the base electrode of the BJT 144, and the BJT 144 is turned on. Then, when a current corresponding to the voltage VDD and the ground voltage difference flows in the BJT 144 and this current flows to the resistor 145, the negative voltage -Vsub is generated by the voltage generated across the resistor 145, The gate driving unit control signal. Also, a MOSFET of the same channel type can be used instead of the BJT element.

도 8에 도시된 음 전압 바이어싱부(140)는 본 발명의 제1 내지 5 실시 예에 모두 적용 가능하다. The negative voltage biasing unit 140 shown in FIG. 8 is applicable to the first to fifth embodiments of the present invention.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram showing a control circuit of the converter according to the second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing a control circuit of the converter according to the third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a control circuit of a converter according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로를 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a control circuit of a converter according to a fifth embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 컨버터의 제어 회로의 변형예를 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing a modification of the control circuit of the converter according to the third embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 음 전압 바이어싱부의 변형 예를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a modification of the negative voltage biasing unit according to the embodiment of the present invention.

Claims

A first switch whose one end is connected to the output terminal,

A gate driver for controlling the switching operation of the first switch,

And a negative voltage biasing unit for generating and transmitting a first control signal to the gate driver,

Wherein the gate driver comprises:

Wherein the first control signal controls the switching operation of the first switch according to the first control signal and receives a predetermined negative voltage, the first control signal has a voltage equal to or higher than the negative voltage,

Wherein the negative voltage biasing unit comprises:

A first oscillator for generating a first control input signal alternately having a first level and a second level,

A first switching element that is turned on in response to a first level of the first control input signal and is connected to a first power source at one end,

A second switching element which is turned on / off according to a voltage of the other terminal of the first switching element and whose second power source is connected at one end,

A first resistor having one end connected to the other end of the first switching element and a second power connected to the other end,

And a second resistor having one end connected to the other end of the second switching element and the negative voltage generated at the other end,

Wherein the first control signal is a voltage signal at one end of the second resistor.

delete

The method according to claim 1,

Wherein the gate driver comprises:

And a third level signal is output when the voltage input to the input terminal is equal to or lower than a first voltage which is higher than the negative voltage by a predetermined voltage, A first Schmitt trigger for outputting a fourth level signal when the second voltage is higher than a second voltage higher than the first voltage,

A first level shifter for outputting signals of a fifth level and a sixth level corresponding to the third level and the fourth level, respectively,

And a first driving circuit for turning off the first switch in response to the signal of the fifth level and turning on the first switch in response to the signal of the sixth level.

5. The method of claim 4,

Wherein the first driving circuit comprises:

Wherein the fifth level corresponds to the voltage of the output stage and the sixth level corresponds to the power supply voltage.

delete

The method according to claim 1,

Wherein the first switching element and the second switching element are different channel types.

12. The method of claim 11,

Wherein the first power source is a ground voltage, the first switching device is an n-channel type, and the second switching device is a p-channel type.

13. The method of claim 12,

Wherein the first and second switching elements are BJTs.

13. The method of claim 12,

Wherein the first and second switching elements are metal oxide field effect transistors (MOSFETs).

The method according to claim 1,

And a second switch having one end connected to the output terminal,

Wherein the negative voltage biasing unit generates a second control signal having a negative voltage to the gate driving unit and the gate driving unit controls the switching operation of the second switch in accordance with the second control signal, And has a voltage equal to or higher than the negative voltage.

16. The method of claim 15,

Wherein the negative voltage biasing unit comprises:

A second oscillator for generating a second control input signal having a first level and a second level alternately,

A third switching element that is turned on in response to a first level of the second control input signal,

A third resistor connected to one end of the third switching element, a current generated when the third switching element is turned on flows, and the negative voltage is applied to the other end,

/ RTI >

And the second control signal is a voltage signal at one end of the third resistor.

17. The method of claim 16,

Wherein the negative voltage biasing unit comprises:

And a fourth resistor connected between the other end of the third switching element and the second oscillator.

18. The method of claim 17,

Wherein the gate driver comprises:

A third resistor connected to an input terminal of the third resistor and configured to output a third level signal when the voltage input to the input terminal is equal to or lower than a first voltage higher than the negative voltage by a predetermined voltage, A first Schmitt trigger for outputting a fourth level signal when the second voltage is higher than a second voltage higher than the first voltage,

And a first driving circuit for turning off the second switch in response to the third level signal and turning on the second switch in response to the fourth level signal.

19. The method of claim 18,

The negative voltage is applied to the other end of the second switch,

Wherein the gate driver comprises:

Further comprising a first level shifter for outputting signals of a fifth level and a sixth level corresponding to the third level and the fourth level, respectively,

Wherein the first driving circuit comprises:

And turns off the second switch in response to the signal of the fifth level, and turns on the second switch in response to the signal of the sixth level.

20. The method of claim 19,

Wherein the first driving circuit comprises:

Wherein the fifth level corresponds to the negative voltage, and the sixth level corresponds to the third voltage.