KR101597728B1 - Circuit for protecting over current and operating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과전류 보호 회로 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 부궤환(Negative Feedback) 회로를 포함하며, 출력 전류를 생성하는 출력 회로부, 상기 출력 회로부에 입력되는 전압 신호의 레벨을 제어하는 스위치 소자, 및 상기 스위치 소자의 동작을 조절하는 제어 회로부를 포함하는 과전류 보호 회로를 제안한다.The present invention relates to an overcurrent protection circuit and an operation method thereof. According to the present invention, there is provided an output circuit comprising: an output circuit section including a negative feedback circuit and generating an output current; a switch element for controlling a level of a voltage signal input to the output circuit section; An overcurrent protection circuit including a circuit part is proposed.

Description

과전류 보호 회로 및 그 동작 방법{CIRCUIT FOR PROTECTING OVER CURRENT AND OPERATING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an overcurrent protection circuit,

본 발명은 조명 제품에 LED(발광 다이오드)를 적용하기 위한 관련 규격에 따른 출력 전류 제한을 충족하기 위해, 출력 전류의 레벨을 부궤환(Negative Feedback) 회로로 검출하고, 출력 전류의 레벨이 증가하여 과전류(over current)가 생성되면 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 연결된 스위치 소자의 온/오프를 제어하여 출력 전류의 레벨을 제한할 수 있는 과전류 보호 회로 및 그 동작 방법에 관한 것이다.In order to satisfy an output current limit according to a related standard for applying an LED (Light Emitting Diode) to a lighting product, the present invention detects a level of an output current by a negative feedback circuit, The present invention relates to an overcurrent protection circuit capable of limiting the level of an output current by controlling ON / OFF of a switch element connected to an input terminal of an output current generating circuit when an overcurrent is generated, and an operation method thereof.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 p-n 접합 구조로 형성되고 전자와 홀의 재결합에 의해 빛을 방출하는 반도체 소자로서, 최근 반도체 기술의 발전에 따라 많은 분야에서 응용되고 있다. 특히 LED는 기존의 발광 장치에 비해 효율이 높고 수명이 길며 친환경적이므로 그 적용분야를 계속 넓혀가는 추세이다.2. Description of the Related Art A light emitting diode (LED) is a semiconductor device formed in a p-n junction structure and emitting light by recombination of electrons and holes. In particular, LEDs are more efficient than conventional light emitting devices, have a long life span, and are environmentally friendly.

일반적으로 LED는 그 구조상 수 볼트(volt) 정도의 직류(DC) 전원을 인가하여 구동할 수 있으며, 따라서 일반적으로 가정 또는 회사 등에서 사용하는 상용 교류(AC) 전원으로 LED를 구동하기 위해서는 별도의 수단이 필요하다. 상용 교류 전원으로 LED를 구동하기 위해, LED 구동 장치는 통상 정류 회로, 교류-직류 변환기(AC-DC Converter) 등을 포함한다.In general, an LED can be driven by applying a direct current (DC) power of a few volts in its structure. Therefore, in order to drive an LED by a commercial AC power source generally used in a home or a company, Is required. In order to drive the LEDs with commercial AC power, the LED driving devices usually include a rectifier circuit, an AC-DC converter, and the like.

최근에는 각 국가별로 조명제품에 적용하기 위한 LED 기기와 관련된 규격을 마련하고 있으며, 미국에서는 안전표준 인증기관인 UL(Underwriters Laboratories)이, 캐나다에서는 CUL(Canada Underwriters Laboratories)이 이를 담당하고 있다. 미국과 캐나다 등의 북미 시장에서 요구하는 LED 기기 관련 규격을 만족하기 위해서는, LED로 전달되는 전류의 레벨을 효율적으로 제한할 수 있는 기술이 필요하다. 예를 들어, UL/CUL Class 2에서는 출력 전류의 RMS(Root Mean Square) 값이 어떤 부하 조건(Any Load Condition)에서라도 150W/VMAX 값보다 작을 것을 요구하고 있으며, 출력 전압이 30V이하에서는 출력 전류의 RMS 값이 8A보다 작을 것을 요구하고 있다.In recent years, standards for LED devices have been developed for lighting products in each country. Underwriters Laboratories (UL) and Canada Underwriters Laboratories (CUL) are responsible for the safety standards certification in the United States and Canada. In order to meet the standards for LED devices required in the North American market such as the United States and Canada, a technology capable of effectively limiting the level of the electric current delivered to the LEDs is required. For example, in the UL / CUL Class 2, the RMS (Root Mean Square) value of the output current is required to be smaller than the 150W / V MAX value under any load condition. When the output voltage is 30V or less, Of RMS value is less than 8A.

인용발명1은 아날로그 전류 출력 회로에 관한 것으로, 전류 출력에 의해 부하 측의 임피던스가 변하는 경우에도 일정한 전류를 출력할 수 있는 회로 구성을 개시하고 있다. 그러나, 인용발명1은 기본적으로 출력 전류가 증가할 때, 그 레벨을 제한하는 과전류 보호 기술을 개시하고 있지 않으며, 단지 정전류(Constant Current) 제어 기술에 관한 내용만을 포괄하고 있다.
Reference 1 relates to an analog current output circuit and discloses a circuit configuration capable of outputting a constant current even when the impedance on the load side changes due to the current output. However, Reference 1 does not disclose an overcurrent protection technique which basically limits the level when the output current increases, and only covers the content of the constant current control technology.

한국공개특허공보 KR 10-2002-0084461Korean Patent Publication No. 10-2002-0084461

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 출력 전류의 레벨을 부궤환 회로로 검출하고, 출력 전류의 레벨이 증가하면 출력 회로부의 입력단에 연결된 스위치 소자를 턴-오프시킨다. 스위치 소자가 턴-오프됨에 따라 출력 회로부의 입력단에 전달되는 전압 신호의 레벨이 증가하면 출력 전류의 레벨을 제한함으로써 과전류 보호 기능을 구현하고, UL, CUL 등에서 요구하는 LED 기기에 관한 규격을 만족시킬 수 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to detect a level of an output current by an auxiliary feedback circuit and to turn off a switch element connected to an input terminal of the output circuit part when the level of the output current increases. When the level of the voltage signal transmitted to the input terminal of the output circuit part increases as the switch element is turned off, the overcurrent protection function is implemented by limiting the level of the output current and the LED device required by UL, CUL, .

본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 부궤환(Negative Feedback) 회로를 포함하며, 출력 전류를 생성하는 출력 회로부, 상기 출력 회로부에 입력되는 전압 신호의 레벨을 제어하는 스위치 소자, 및 상기 스위치 소자의 동작을 조절하는 제어 회로부를 포함하는 과전류 보호 회로를 제안한다.According to a first technical aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: an output circuit section including a negative feedback circuit and generating an output current; a switch element for controlling a level of a voltage signal input to the output circuit section; And a control circuit for controlling the operation of the overcurrent protection circuit.

또한, 상기 제어 회로부는 제1 연산 증폭기를 포함하고, 상기 출력 회로부는 제2 연산 증폭기를 포함하는 과전류 보호 회로를 제안한다.Further, the control circuit section includes a first operational amplifier, and the output circuit section proposes an overcurrent protection circuit including a second operational amplifier.

또한, 상기 스위치 소자는 상기 제1 연산 증폭기의 출력 신호에 의해 턴-온 및 턴-오프가 조절되는 과전류 보호 회로를 제안한다.Also, the switch element proposes an overcurrent protection circuit in which turn-on and turn-off are controlled by an output signal of the first operational amplifier.

또한, 상기 스위치 소자는 상기 제2 연산 증폭기의 비반전 단자에 입력되는 전압 신호의 레벨을 제어하는 과전류 보호 회로를 제안한다.Further, the switch element proposes an overcurrent protection circuit for controlling the level of a voltage signal inputted to the non-inverting terminal of the second operational amplifier.

또한, 상기 출력 전류의 레벨이 임계치 이상으로 증가하면, 상기 제어 회로부는 상기 스위치 소자가 턴-오프하는 과전류 보호 회로를 제안한다.Further, when the level of the output current increases beyond the threshold value, the control circuit section proposes an overcurrent protection circuit in which the switch element is turned off.

또한, 상기 출력 회로부는, 상기 스위치 소자가 턴-오프되어 상기 출력 회로부에 입력되는 전압 신호의 레벨이 증가하면, 상기 출력 전류의 레벨을 제한하는 과전류 보호 회로를 제안한다.
Further, the output circuit section proposes an overcurrent protection circuit that limits the level of the output current when the level of the voltage signal input to the output circuit section increases as the switch element is turned off.

한편, 본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 출력 전류의 레벨을 검출하는 단계, 상기 출력 전류의 레벨이 소정의 임계치보다 크면, 상기 출력 전류의 레벨을 피드백받아 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 연결되는 스위치 소자를 턴-오프하는 단계, 및 상기 출력 전류의 레벨을 제한하는 단계를 포함하는 과전류 보호 회로의 동작 방법을 제안한다.According to a second technical aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an output current, the method comprising: detecting a level of an output current; outputting a feedback current to the output current when the level of the output current is greater than a predetermined threshold; Turning off the switch element connected to the input terminal, and limiting the level of the output current.

또한, 상기 출력 전류의 레벨이 상기 임계치보다 작으면, 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 전달되는 전압의 레벨에 비례하고, 상기 출력 전류를 검출하기 위한 저항값에 반비례하는 출력 전류를 생성하는 단계를 더 포함하는 과전류 보호 회로의 동작 방법을 제안한다.If the level of the output current is smaller than the threshold value, the output current is inversely proportional to the level of the voltage delivered to the input terminal of the circuit for generating the output current, and inversely proportional to the resistance value for detecting the output current The overcurrent protection circuit further comprising:

또한, 상기 제한 단계는, 상기 스위치 소자가 턴-오프되어 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 전달되는 전압의 레벨이 증가하면, 상기 출력 전류를 제한하는 과전류 보호 회로의 동작 방법을 제안한다.In addition, the limiting step may prove an operation method of the overcurrent protection circuit for limiting the output current when the level of the voltage transmitted to the input terminal of the circuit for generating the output current increases as the switch element is turned off.

또한, 상기 검출 단계는, 부궤환(Negative Feedback) 회로를 이용하여 상기 출력 전류의 레벨을 검출하는 과전류 보호 회로의 동작 방법을 제안한다.
In the detecting step, a method of operating the overcurrent protection circuit for detecting the level of the output current using a negative feedback circuit is proposed.

본 발명에 따르면, 출력 전류의 레벨이 증가하는 경우, 출력 전류에 비례하는 전압 신호를 인가받는 제어 회로부의 출력 신호가 로우(low) 레벨로 감소하게 되고, 그에 따라 출력 회로부의 입력단에 연결된 스위치 소자가 턴-오프된다. 따라서 출력 회로부의 입력단에 인가되는 전압 신호의 레벨이 증가함에 따라 출력 전류의 레벨을 제한하는 과전류 보호(Over Current Protection) 기능이 실행되어 LED 등의 발광 장치에 과전류가 인가되는 것을 방지하고, UL, CUL 등의 규격을 충족시킬 수 있다.
According to the present invention, when the level of the output current increases, the output signal of the control circuit portion receiving the voltage signal proportional to the output current is reduced to a low level, Is turned off. Therefore, an over current protection function for limiting the level of the output current as the level of the voltage signal applied to the input terminal of the output circuit part is increased, thereby preventing the overcurrent from being applied to the light emitting device such as the LED, CUL and so on.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 회로를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 회로를 간단하게 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 회로의 동작 방법을 설명하는 데에 제공되는 흐름도이다.1 is a block diagram briefly showing an overcurrent protection circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram briefly showing an overcurrent protection circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart provided to explain an operation method of an overcurrent protection circuit according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 회로를 간단하게 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram briefly showing an overcurrent protection circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 과전류 보호 회로(100)는 제어 회로부(110), 스위치 소자(120), 및 출력 회로부(130)를 포함할 수 있다. 출력 회로부(130)는 출력 전류의 레벨을 검출하는 전류 검출부(140)와 함께 구비될 수 있으며, 일실시예로 전류 검출부(140)에 의해 검출되는 출력 전류의 레벨은 부궤환(Negative Feedback) 회로에 의해 출력 회로부(130)의 입력단으로 전달될 수 있다.Referring to FIG. 1, the overcurrent protection circuit 100 according to the present embodiment may include a control circuit 110, a switch 120, and an output circuit 130. The output circuit 130 may be provided with a current detector 140 for detecting the level of the output current. In one embodiment, the level of the output current detected by the current detector 140 may be a negative feedback To the input stage of the output circuit section 130. [

제어 회로부(110)는 소정의 입력 신호를 인가 받고, 스위치 소자(120)를 제어하기 위한 신호를 생성한다. 즉, 제어 회로부(110)에 의해 스위치 소자(120)가 턴-온 또는 턴-오프되며, 스위치 소자(120)의 턴-온 또는 턴-오프는 전류 검출부(140)가 검출하는 출력 전류의 레벨에 의해 결정될 수 있다. 제어 회로부(110)가 출력 전류의 레벨에 따라서 스위치 소자(120)의 동작을 제어할 수 있도록, 전류 검출부(140)가 검출하는 출력 전류의 레벨은 제어 회로부(110)의 입력단으로도 전달될 수 있다.The control circuit unit 110 receives a predetermined input signal, and generates a signal for controlling the switch element 120. That is, the switch element 120 is turned on or off by the control circuit 110, and the turn-on or turn-off of the switch element 120 is controlled by the level of the output current detected by the current detector 140 Lt; / RTI > The level of the output current detected by the current detection unit 140 may be also transmitted to the input terminal of the control circuit unit 110 so that the control circuit unit 110 can control the operation of the switch element 120 in accordance with the level of the output current. have.

출력 전류의 레벨이 소정의 임계치를 넘지 않는 수준으로 나타나면, 즉 출력 전류의 레벨이 정상 동작 범위에 포함되면 제어 회로부(110)는 스위치 소자(120)를 턴-온시키고 그에 따라 출력 회로부(130)는 출력 전류가 일정한 값을 갖도록 제어한다. 반면 출력 전류의 레벨이 임계치를 초과하여 과전류 상태에 진입한 것으로 판단되면, 제어 회로부(110)는 스위치 소자(120)를 턴-오프시키고 출력 전류의 레벨을 제한한다. The control circuit unit 110 turns on the switch element 120 and accordingly outputs the output current to the output circuit unit 130. When the level of the output current does not exceed the predetermined threshold, Controls the output current to have a constant value. On the other hand, when it is determined that the level of the output current exceeds the threshold value and the overcurrent state is entered, the control circuit unit 110 turns off the switch element 120 and limits the level of the output current.

제어 회로부(110)와 출력 회로부(130) 각각은, 하나 이상의 연산 증폭기를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 출력 회로부(130)는 부궤환 회로에 의해 전류 검출부(140)가 검출한 출력 전류의 레벨을 입력단으로 전달받으므로, 전류 검출부(140)에 의해 검출된 출력 신호의 레벨은 출력 회로부(130)에 포함되는 제2 연산 증폭기의 반전 단자로 인가된다. 또한, 제어 회로부(110)가 출력 전류의 레벨에 따라 스위치 소자(120)의 턴-온 및 턴-오프를 제어할 수 있도록, 제어 회로부(110)에 포함되는 제1 연산 증폭기의 반전 단자에도 역시 전류 검출부(140)가 검출한 출력 전류의 레벨이 전달될 수 있다. 이하, 도 2의 회로도를 참조하여 본 발명에 따른 과전류 보호 회로(100)를 더욱 자세히 설명한다.
Each of the control circuit portion 110 and the output circuit portion 130 may include one or more operational amplifiers. As described above, since the level of the output current detected by the current detection unit 140 is received by the negative feedback circuit to the input terminal, the output circuit unit 130 outputs the level of the output signal detected by the current detection unit 140 to the output And is applied to the inverting terminal of the second operational amplifier included in the circuit unit 130. [ The inverting terminal of the first operational amplifier included in the control circuit unit 110 is also connected to the inverting terminal of the first operational amplifier 110 so that the control circuit unit 110 can control the turn-on and turn-off of the switching device 120 according to the level of the output current. The level of the output current detected by the current detection unit 140 can be transmitted. Hereinafter, the overcurrent protection circuit 100 according to the present invention will be described in more detail with reference to the circuit diagram of FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 회로를 간단하게 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram briefly showing an overcurrent protection circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 과전류 보호 회로(200)는 제어 회로부(210), 스위치 소자(220), 출력 회로부(230) 등을 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이 제어 회로부(210)는 제1 연산 증폭기(215)를 포함한다. 한편, 출력 회로부(230)는 제2 연산 증폭기(235)와, 출력 전류의 레벨을 검출하여 제2 연산 증폭기(235)의 반전 단자로 전달하는 부궤환 회로(240)를 포함할 수 있다.2, the overcurrent protection circuit 200 according to the present embodiment includes a control circuit portion 210, a switch element 220, an output circuit portion 230, and the like. As described above, the control circuit unit 210 includes a first operational amplifier 215. [ The output circuit unit 230 may include a second operational amplifier 235 and a negative feedback circuit 240 for detecting the level of the output current and transmitting the detected level to the inverting terminal of the second operational amplifier 235.

출력 회로부(230)를 살펴보면, 제2 연산 증폭기(235)의 출력 전류 OUT2의 레벨이 저항 R7과 커패시터 C2로 구성된 부궤환 회로(240)를 통해 제2 연산 증폭기(235) 입력단의 반전 단자(-)로 전달된다. 한편, 제2 연산 증폭기(235)의 반전 단자(-)로 전달된 피드백 전압 Vfb는 제어 회로부(210)에 포함된 제1 연산 증폭기(215)의 반전 단자(-)로도 전달된다.The level of the output current OUT2 of the second operational amplifier 235 is connected to the inverting terminal of the input terminal of the second operational amplifier 235 through the negative feedback circuit 240 including the resistor R7 and the capacitor C2, ). The feedback voltage V fb transmitted to the inverting terminal (-) of the second operational amplifier 235 is also transferred to the inverting terminal (-) of the first operational amplifier 215 included in the control circuit unit 210.

이하, 출력 전류의 레벨이 소정의 임계치를 초과하지 않는 상태, 즉 정상 동작 범위에서 도 2에 도시한 회로의 동작을 설명한다.
Hereinafter, the operation of the circuit shown in Fig. 2 will be described in a state where the level of the output current does not exceed the predetermined threshold value, that is, the normal operation range.

일반적인 연산 증폭기의 동작과 마찬가지로, 제1 연산 증폭기(215) 입력단의 비반전 단자(+)의 전압이 반전 단자(-)의 전압보다 클 때, 제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1은 하이(high) 레벨을 갖는다. 반대로, 비반전 단자(+)의 전압이 반전 단자(-)의 전압보다 작으면, 제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1은 로우(low) 레벨을 갖는다. When the voltage of the non-inverting terminal (+) of the input terminal of the first operational amplifier 215 is larger than the voltage of the inverting terminal (-), the output current OUT1 of the first operational amplifier 215 is high (high) level. Conversely, when the voltage of the non-inverting terminal (+) is lower than the voltage of the inverting terminal (-), the output current OUT1 of the first operational amplifier 215 has a low level.

과전류 보호 회로(200)에서 최종 출력되는 전류 OUT2의 레벨이 정상 동작 범위인 경우, 제1 연산 증폭기(215)의 입력단에서 비반전 단자(+)의 전압이 반전 단자(-)의 전압보다 크도록 비반전 단자(+)에 인가되는 전압 V1의 값이 결정된다. 따라서, 정상 동작 범위 내에서는 제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1이 하이 레벨을 갖게 되고, 그에 따라 스위치 소자(220)에 포함되는 트랜지스터 M1의 게이트가 닫힌다. 결국, 저항 R3와 R4에 의해 분배된 전압 V2 - R4*V2/(R3+R4) - 가 제2 연산 증폭기(235)의 비반전 단자(+)에 인가된다.The voltage of the non-inverting terminal (+) at the input terminal of the first operational amplifier 215 is set to be higher than the voltage of the inverting terminal (-) when the level of the current OUT2 finally outputted from the overcurrent protection circuit 200 is in the normal operation range. The value of the voltage V1 applied to the non-inverting terminal (+) is determined. Therefore, within the normal operating range, the output current OUT1 of the first operational amplifier 215 becomes high level, and the gate of the transistor M1 included in the switch element 220 is closed accordingly. As a result, the voltage V2-R4 * V2 / (R3 + R4) - distributed by the resistors R3 and R4 is applied to the non-inverting terminal (+) of the second operational amplifier 235.

이때, 제2 연산 증폭기(235)의 입력단에서, 비반전 단자(+)와 반전 단자(-)의 전압은 서로 동일한 전위를 갖도록 제어될 수 있다. 이 경우, 출력 전류 OUT2의 값은 비반전 단자(+)와 반전 단자(-)에 인가되는 전압에 비례하고, 출력 전류 OUT2를 검출하기 위한 센싱 저항에 반비례하는 특성을 나타낼 수 있다. 제2 연산 증폭기(235) 입력단의 비반전 단자(+)와 반전 단자(-)의 전압을 서로 동일하게 함으로써, 제2 연산 증폭기(235)가 출력하는 전류 OUT2를 정전류 제어할 수 있다.
At this time, at the input terminal of the second operational amplifier 235, the voltages of the non-inverting terminal (+) and the inverting terminal (-) can be controlled to have the same potential. In this case, the value of the output current OUT2 is proportional to the voltage applied to the non-inverting terminal (+) and the inverting terminal (-), and may exhibit a characteristic inversely proportional to the sensing resistance for detecting the output current OUT2. The voltage of the non-inverting terminal (+) and the inverting terminal (-) of the input terminal of the second operational amplifier 235 are made equal to each other, so that the current OUT2 output from the second operational amplifier 235 can be subjected to constant current control.

다음으로, 출력 전류의 레벨이 소정의 임계치를 초과하는 상태, 즉, 과전류가 발생하는 상태에서 도 2에 도시한 회로의 동작을 설명한다.
Next, the operation of the circuit shown in Fig. 2 will be described in a state where the level of the output current exceeds a predetermined threshold, that is, a state in which an overcurrent is generated.

조명 장치에 적용되는 LED 기기에 관련한 규격을 정의하는 UL8750, UL1310에 따르면, 출력 전류의 레벨이 지나치게 높아지는 경우 이를 제한하기 위한 과전류 제한 기능이 반드시 필요하다. 예를 들어 UL/CUL Class2의 제한 규격에 따르면, UL Class2는 출력 전압의 Max 값은 60V보다 작아야 하고 CUL Class2 출력 전압의 Max 값은 42.4V보다 작아야 한다. 출력 전류의 RMS 값은 Any load Condition에서라도 150W/VMAX 값보다 작을 것을 요구하고 있으며 출력전압이 30V이하에서는 출력 전류의 RMS 값이 8A보다 작을 것을 요구하고 있다. According to UL8750, UL1310, which defines specifications related to LED devices applied to lighting devices, an overcurrent limiting function is required to limit the output current level when it becomes too high. For example, according to the UL / CUL Class 2 restriction, UL Class 2 should have a Max value of output voltage less than 60V and a Max value of CUL Class 2 output voltage should be less than 42.4V. The RMS value of the output current is required to be smaller than the 150W / V MAX value even under any load condition, and the RMS value of the output current is required to be less than 8A when the output voltage is 30V or less.

정상 동작 범위에서 출력 전압이 40V이고, 출력 전류가 2.1A라면 출력 전력은 84W로 계산될 수 있다. 특히, UL/CUL 규격을 만족시키기 위해서는 어떠한 부하가 적용되는 경우에도, 또한 출력 전류에 의해 동작하는 실제 LED 모듈에 무관하게 위의 조건을 만족시키는 회로가 필요하다.If the output voltage is 40V in the normal operating range and the output current is 2.1A, the output power can be calculated as 84W. Particularly, in order to satisfy the UL / CUL standard, a circuit satisfying the above condition is required irrespective of the load applied, and regardless of the actual LED module operated by the output current.

도 2의 회로도에서 출력 전류의 레벨이 소정의 임계치 이상으로 증가하게 되면, 제2 연산 증폭기(235)의 반전 단자(-)로 전달되는 피드백 전압 Vfb 역시 증가하게 된다. 또한, 피드백 전압 Vfb이 증가하면 제1 연산 증폭기(215)의 반전 단자(-)로 입력되는 전압 레벨 역시 증가한다. 제1 연산 증폭기(215)의 반전 단자(-)로 전달되는 전압 레벨이 비반전 단자(+)로 전달되는 전압 레벨보다 커지면, 제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1은 로우(low) 레벨을 갖게 된다. In the circuit diagram of FIG. 2, when the level of the output current increases beyond a predetermined threshold value, the feedback voltage V fb transmitted to the inverting terminal (-) of the second operational amplifier 235 also increases. Further, when the feedback voltage V fb is increased, the voltage level input to the inverting terminal (-) of the first operational amplifier 215 also increases. When the voltage level transmitted to the inverting terminal (-) of the first operational amplifier 215 becomes larger than the voltage level transmitted to the non-inverting terminal (+), the output current OUT1 of the first operational amplifier 215 becomes low level .

제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1이 로우 레벨로 변하면, 스위치 소자(220)에 포함되는 트랜지스터 M1의 게이트가 오픈(open)된다. 트랜지스터 M1의 게이트가 오픈됨에 따라 제2 연산 증폭기(235)의 비반전 단자(+)로 입력되는 전압 레벨이 순간적으로 증가하게 되고, 과전류 보호 기능이 동작하여 출력 전류 OUT2의 레벨을 제한하게 된다.
When the output current OUT1 of the first operational amplifier 215 changes to a low level, the gate of the transistor M1 included in the switch element 220 is opened. As the gate of the transistor M1 is opened, the voltage level input to the non-inverting terminal (+) of the second operational amplifier 235 instantaneously increases and the overcurrent protection function operates to limit the level of the output current OUT2.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 회로의 동작 방법을 설명하는 데에 제공되는 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart provided to explain an operation method of an overcurrent protection circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 과전류 보호 회로(200)의 동작 방법은, 출력 전류 OUT2의 레벨을 검출하는 것으로 시작된다(S30). 이어서 출력 전류 OUT2의 레벨이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단하고(S32), S32 단계의 판단 결과 출력 전류 OUT2의 레벨이 임계치보다 작은 것으로 판단되면 별다른 과전류 보호 동작 없이 출력 전류 OUT2의 레벨을 지속적으로 검출한다.Referring to FIG. 3, the operation method of the overcurrent protection circuit 200 according to the present embodiment starts with detecting the level of the output current OUT2 (S30). If it is determined in step S32 that the level of the output current OUT2 is smaller than the threshold value, the level of the output current OUT2 is continuously maintained .

S32 단계의 비교 결과, 출력 전류 OUT2의 레벨이 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 출력 전류 OUT2의 레벨에 대응하는 전압 신호가 제1 연산 증폭기(215)의 반전 단자(-)에 인가되며, 그에 따라 제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1이 로우 레벨을 갖게 된다. 따라서, 제1 연산 증폭기(215)의 출력 전류 OUT1을 인가받는 트랜지스터 M1의 게이트 단자가 오픈(open)되고, 스위치 소자(220)는 턴-오프된다(S34).If it is determined in step S32 that the level of the output current OUT2 exceeds the threshold value, a voltage signal corresponding to the level of the output current OUT2 is applied to the inverting terminal (-) of the first operational amplifier 215, The output current OUT1 of the first operational amplifier 215 becomes low level. Therefore, the gate terminal of the transistor M1 receiving the output current OUT1 of the first operational amplifier 215 is open, and the switch element 220 is turned off (S34).

스위치 소자(220)가 턴-오프 됨에 따라 전압 V2가 제2 연산 증폭기(235)의 비반전 단자(+)에 인가되고, 결국 제2 연산 증폭기(235)의 기준 전압이 큰 폭으로 증가하게 된다. 이때, 제어 회로부(210)에서 미리 결정된 값에 의해 과전류 보호 기능이 동작하게 되고(S36), 출력 전류 OUT2의 레벨을 제한함으로써 출력 전류 OUT2에 의해 동작하는 LED 등의 조명 기기의 파손을 방지할 수 있다.
As the switch element 220 is turned off, the voltage V2 is applied to the non-inverting terminal (+) of the second operational amplifier 235, resulting in a large increase in the reference voltage of the second operational amplifier 235 . At this time, the overcurrent protection function is operated according to a predetermined value in the control circuit unit 210 (S36). By limiting the level of the output current OUT2, it is possible to prevent damage to the lighting device such as an LED operated by the output current OUT2 have.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.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, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

100, 200 : 과전류 보호 회로
110, 210 : 제어 회로부
120, 220 : 스위치 소자
130, 230 : 출력 회로부100, 200: Overcurrent protection circuit
110, 210: control circuit
120, 220: Switch element
130, 230: output circuit portion

Claims (10)

부궤환(Negative Feedback) 회로를 포함하며, 출력 전류를 생성하는 출력 회로부;
상기 출력 회로부에 입력되는 전압 신호의 레벨을 제어하는 스위치 소자; 및
상기 스위치 소자의 동작을 조절하는 제어 회로부를 포함하고,
상기 제어 회로부는 제1 연산 증폭기를 포함하고,
상기 출력 회로부는 제2 연산 증폭기를 포함하며,
상기 출력 회로부의 출력은 상기 부궤환 회로에 의해 검출되어 상기 제2 연산 증폭기의 반전 단자에 입력되고,
상기 출력 회로부는 출력 전류의 레벨이 소정의 임계치보다 작으면, 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 전달되는 전압의 레벨에 비례하고, 상기 출력력 전류를 검출하기 위한 저항값에 반비례하는 출력 전류를 생성하고,
상기 출력 전류의 레벨이 상기 임계치보다 크면, 포토 커플러를 통해 보호 신호를 전송하는 과전류 보호 회로.
An output circuit portion including a negative feedback circuit and generating an output current;
A switch element for controlling a level of a voltage signal input to the output circuit portion; And
And a control circuit portion for controlling the operation of the switch element,
Wherein the control circuit section includes a first operational amplifier,
Wherein the output circuit portion includes a second operational amplifier,
An output of the output circuit portion is detected by the sub feedback circuit and input to an inverting terminal of the second operational amplifier,
Wherein the output circuit part is configured to output an output current proportional to a level of a voltage delivered to an input terminal of the circuit for generating the output current and inversely proportional to a resistance value for detecting the output current, Lt; / RTI >
And an overcurrent protection circuit that transmits a protection signal through an optocoupler if the level of the output current is greater than the threshold value.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스위치 소자는 상기 제1 연산 증폭기의 출력 신호에 의해 턴-온 및 턴-오프가 조절되는 과전류 보호 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the switch element is controlled to be turned on and off by an output signal of the first operational amplifier.
제1항에 있어서,
상기 스위치 소자는 상기 제2 연산 증폭기의 비반전 단자에 입력되는 전압 신호의 레벨을 제어하는 과전류 보호 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the switch element controls the level of the voltage signal input to the non-inverting terminal of the second operational amplifier.
제1항에 있어서,
상기 출력 전류의 레벨이 임계치 이상으로 증가하면, 상기 제어 회로부는 상기 스위치 소자를 턴-오프하는 과전류 보호 회로.
The method according to claim 1,
And the control circuit portion turns off the switch element when the level of the output current increases beyond a threshold value.
제5항에 있어서, 상기 출력 회로부는,
상기 스위치 소자가 턴-오프되어 상기 출력 회로부에 입력되는 전압 신호의 레벨이 증가하면, 상기 출력 전류의 레벨을 제한하는 과전류 보호 회로.
6. The semiconductor memory device according to claim 5,
The overcurrent protection circuit limits the level of the output current when the level of the voltage signal input to the output circuit portion increases as the switch element is turned off.
출력 전류의 레벨을 검출하는 단계;
상기 출력 전류의 레벨이 소정의 임계치보다 크면, 상기 출력 전류의 레벨을 피드백받아 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 연결되는 스위치 소자를 턴-오프하여 포토 커플러를 통해 보호 신호를 전송하는 단계;
상기 출력 전류의 레벨을 제한하는 단계; 및
상기 출력 전류의 레벨이 상기 임계치보다 작으면, 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 전달되는 전압의 레벨에 비례하고, 상기 출력 전류를 검출하기 위한 저항값에 반비례하는 출력 전류를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 검출 단계는,
부궤환(Negative Feedback) 회로를 이용하여 상기 출력 전류의 레벨을 검출하여 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 연산 증폭기의 반전 단자에 입력하는 과전류 보호 회로의 동작 방법.
Detecting a level of an output current;
Transmitting a protection signal through a photocoupler by turning off a switch element connected to an input terminal of the circuit for generating the output current by receiving a feedback of the level of the output current if the level of the output current is greater than a predetermined threshold value;
Limiting the level of the output current; And
Generating an output current proportional to a level of a voltage transmitted to an input terminal of the circuit for generating the output current and inversely proportional to a resistance value for detecting the output current when the level of the output current is smaller than the threshold value Including,
Wherein the detecting step comprises:
A method of operating an overcurrent protection circuit for detecting a level of the output current by using a negative feedback circuit and inputting the detected level to an inverting terminal of an operational amplifier of a circuit for generating the output current.
삭제delete 제7항에 있어서, 상기 제한 단계는,
상기 스위치 소자가 턴-오프되어 상기 출력 전류를 생성하는 회로의 입력단에 전달되는 전압의 레벨이 증가하면, 상기 출력 전류를 제한하는 과전류 보호 회로의 동작 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the output current is limited when the level of the voltage transmitted to the input terminal of the circuit for generating the output current increases as the switch element is turned off.
삭제delete
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