KR101917119B1 - 저 전력 소비의 mst 구동 ic - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저 전력 소비의 MST 구동 IC에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저 전력 소비의 MST(magnetic secure transmission) 구동 IC(integrated circuit)로서, 양단에 제1 출력단자(xOUT1) 및 제2 출력단자(xOUT2)와 접속되고, MST용 결제 정보 데이터를 포함하는 자기 펄스를 발생시키는 MST 코일; 상기 MST 코일에 MST용 결제 정보 데이터를 포함한 자기 펄스가 발생될 수 있도록 구동하는 4개의 스위칭 소자를 포함하되, 배터리 전압(4V)을 인가받는 스위칭 구동하는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)로 구성되는 하이 사이드 구동부와, 상기 하이 사이드 구동부의 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와 제1 출력단자(xOUT1)와 제2 출력단자(xOUT2)를 통해 각각 직렬 접속되는 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)로 구성되는 로우 사이드 구동부를 포함하는 MST 메인 구동부; 및 상기 MST 메인 구동부의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)의 스위칭 동작에 대응하여 상기 MST 코일에서 발생되는 자기 펄스의 마이너 영역(minor region)에서의 동작전류 소모를 감소시키기 위해 상기 MST 메인 구동부의 제1 및 제2 스위칭 소자에 각각 병렬 접속되는 제5 및 제6 스위칭 소자(Q5, Q6)로 구성되는 하이 사이드 보조 구동부와, 상기 MST 메인 구동부의 제3 및 제4 스위칭 소자(Q3, Q4)에 각각 병렬 접속되는 제7 및 제8 스위칭 소자(Q7, Q8)로 구성되는 로우 사이드 보조 구동부로 구성되는 MST 보조 구동부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 저 전력 소비의 MST 구동 IC에 따르면, MST 코일과, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 메인 구동부, 및 MST 메인 구동부의 4개의 스위칭 소자와 각각 병렬 접속되는 4개의 스위칭 소자, 또는 4개의 스위칭 소자 상단에 각각 연결되는 저항, 또는 4개의 스위칭 소자 하단에 각각 연결되는 저항으로 구성되는 MST 보조 구동부를 포함하여 구성함으로써, MST 감도 메이저 영역에서는 기존 구동 방식을 유지하고, MST 감도 마이너 영역에서는 소비 전류를 감소시킬 수 있도록 구성함으로써, 기존의 MST 구동 IC에서 파워 소비 및 발열 등을 포함하는 사이드 이펙트가 유발되는 문제가 최소화되고, MST의 동작 성능이 향상될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 보조 구동부에 4개의 저항을 연결하는 저항 값 외부 튜닝부를 더 포함하여 구성함으로써, 트랜지스터와 저항 값 외부 튜닝부의 저항 값의 변화를 통해 MST 감도를 효과적으로 컨트롤 하는 방식을 적용할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, MST 코일과 MST 메인 구동부 및 MST 보조 구동부에 보호회로(OVP Switch)를 더 포함하여 구성함으로써, 입력 전압에서의 MST 구동 IC를 더욱 효과적으로 보호할 수 있도록 할 수 있다.

Description

저 전력 소비의 MST 구동 IC{A MAGNETIC SECURE TRANSMISSION DRIVER IC FOR LOW POWER CONSUMPTION}
본 발명은 저 전력 소비의 MST(magnetic secure transmission) 구동 IC에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마그네틱 보안 전송(MST) 구동 방식에서, MST 감도 마이너 영역에서의 전류 소비를 감소시킬 수 있는 구동 방식의 개선된 회로 구조를 갖는 저 전력 소비의 MST 구동 IC에 관한 것이다.
일반적으로 마그네틱 스트라이프 카드(magnetic stripe card)는 도 1에 도시된 바와 같이, 카드 상의 자성 재료의 밴드 상의 작은 철계 자성 입자의 자력을 수정함으로써, 데이터를 저장할 수 있는 카드 유형이다. 이러한 마그네틱 스트라이프 카드의 트랙을 읽을 수 있는 마그네틱 판독 장치는 마그네틱 카드의 트랙(track)의 정보를 읽기 위한 헤더와 코일을 구비하고, 마그네틱 카드의 트랙이 마그네틱 판독 장치의 레일(rail)부 헤더(header)의 위치에서 스와이프(swipe)되는 경우, 헤더와 연결되어 있는 코일 속을 지나는 자기력선이 변환된다. 자기력선의 변화에 대응하는 전류가 마그네틱 판독 장치에서 발생되고, 마그네틱 판독 장치는 이러한 전류로부터 트랙에 수록된 정보를 읽어 처리할 수 있게 된다. 도 1은 종래의 마그네틱 스트라이프 카드(MSC)의 구성 및 마그네틱 카드 판독 장치의 구성을 나타내고 있다.
한편, 스마트폰 등과 같은 휴대 전자 장치는 자기장 통신을 위한 모듈을 구비할 수 있으며, 이러한 휴대 전자 장치는 이러한 모듈을 통해 결제 장치와 자기장 통신을 수행할 수 있다. 도 2는 종래의 무선 통신 방식의 카드 결제 사용 일례의 구성을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자기장 통신 방식에 있어, NFC(near field communication)는 카드 판독 장치가 핑(ping, 자신의 존재를 알리기 위한 피드백 신호)을 전송하고, 해당 호스트에 인접한 사용자의 휴대 전자 장치가 핑에 응답하여 정보를 제공하는 방식으로 통신이 이루어지게 된다. 그러나 오프라인의 상점 등에 구비된 대부분의 카드 판독 장치는 NFC의 인프라가 부족한 실정으로, 기존의 마그네틱 카드의 인식만 가능한 카드 판독 장치가 휴대 전자 장치와 자기장 통신을 통해 비용 등을 결제할 수 있도록 하는 방안이 요구되고 있다. 이에 사용자가 자신의 휴대 전자 장치를 이용하여 손쉽게 휴대 전자 장치를 카드 판독 장치에 근접시키는 행위만으로 비용 등을 결제할 수 있도록 하는 방안으로 MST 기술이 사용되고 있다.
마그네틱 보안 전송(MST) 기술은 신용카드 등의 정보를 모바일 기기 등에 저장하고, 결제 시 저장된 신용카드 정보를 코일을 통해 기존 결제기의 자기 헤드에 전달함으로써 결제가 이루어지도록 하는 기술이다. 이러한 MST 기술이 적용된 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0095889호는 베이스밴드 근접장 자기 스트라이프 데이터 송신기용 시스템 및 방법을 선행기술 문헌으로 개시하고 있다. 여기서, 선행기술 문헌에서는 스마트폰, 또는 다른 전자 디바이스로부터 POS 트랜잭션 단말로 지불 카드 데이터를 송신하는 베이스밴드 근접장 자기 스트라이프 데이터 송신기(MST) 디바이스용 시스템 및 방법에 관한 것으로, MST 디바이스는 드라이버와 인덕터를 포함하고, MST는 지불 카드 데이터를 포함하는 자기 스트라이프 데이터를 수신하고, 수신된 자기 스트라이프 데이터를 프로세싱하고 프로세싱된 자기 스트라이프 데이터를 포함하는 고에너지 자기 펄스를 방출하고, 그 후 프로세싱된 자기 스트라이프 데이터는 POS의 자기 스트라이프 판독기에 의해 원격으로 수신되게 된다.
도 3은 종래의 마그네틱 보안 전송(MST) 구동 IC의 회로 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 MST 구동 IC는, MST 코일과 4개의 스위칭 소자로 이루어진 드라이버로 구성되게 된다. 이러한 종래의 MST 구동 IC의 구동은, MST 감도 마이너 영역에서 전류 소비가 V-배터리에 많은 영향 및 사이드 이펙트(side effect)를 유발시키게 됨으로써, 파워 소비 및 발열 등의 예상치 못한 부작용을 초래하게 되는 문제가 있었다. 즉, 종래의 MST 구동 IC의 구동에서는, MST 감도 메이저 영역과 MST 감도 마이너 영역에서의 전류 평균(IAVG)=(V-batt(4V))÷(~수백mΩ+~수Ω)=~수A를 동작전류로 소모하고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, MST 코일과, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 메인 구동부, 및 MST 메인 구동부의 4개의 스위칭 소자와 각각 병렬 접속되는 4개의 스위칭 소자, 또는 4개의 스위칭 소자 상단에 각각 연결되는 저항, 또는 4개의 스위칭 소자 하단에 각각 연결되는 저항으로 구성되는 MST 보조 구동부를 포함하여 구성함으로써, MST 감도 메이저 영역에서는 기존 구동 방식을 유지하고, MST 감도 마이너 영역에서는 소비 전류를 감소시킬 수 있도록 구성함으로써, 기존의 MST 구동 IC에서 파워 소비 및 발열 등을 포함하는 사이드 이펙트가 유발되는 문제가 최소화되고, MST의 동작 성능이 향상될 수 있도록 하는, 저 전력 소비의 MST 구동 IC를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 보조 구동부에 4개의 저항을 연결하는 저항 값 외부 튜닝부를 더 포함하여 구성함으로써, 트랜지스터와 저항 값 외부 튜닝부의 저항 값의 변화를 통해 MST 감도를 효과적으로 컨트롤 하는 방식을 적용할 수 있는, 저 전력 소비의 MST 구동 IC를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, MST 코일과 MST 메인 구동부 및 MST 보조 구동부에 보호회로(OVP Switch)를 더 포함하여 구성함으로써, 입력 전압에서의 MST 구동 IC를 더욱 효과적으로 보호할 수 있도록 하는, 저 전력 소비의 MST 구동 IC를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC는,
저 전력 소비의 MST(magnetic secure transmission) 구동 IC(integrated circuit)로서,
양단에 제1 출력단자(xOUT1) 및 제2 출력단자(xOUT2)와 접속되고, MST용 결제 정보 데이터를 포함하는 자기 펄스를 발생시키는 MST 코일;
상기 MST 코일에 MST용 결제 정보 데이터를 포함한 자기 펄스가 발생될 수 있도록 구동하는 4개의 스위칭 소자를 포함하되, 배터리 전압(4V)을 인가받는 스위칭 구동하는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)로 구성되는 하이 사이드 구동부와, 상기 하이 사이드 구동부의 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와 제1 출력단자(xOUT1)와 제2 출력단자(xOUT2)를 통해 각각 직렬 접속되는 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)로 구성되는 로우 사이드 구동부를 포함하는 MST 메인 구동부; 및
상기 MST 메인 구동부의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)의 스위칭 동작에 대응하여 상기 MST 코일에서 발생되는 자기 펄스의 마이너 영역(minor region)에서의 동작전류 소모를 감소시키기 위해 상기 MST 메인 구동부의 제1 및 제2 스위칭 소자에 각각 병렬 접속되는 제5 및 제6 스위칭 소자(Q5, Q6)로 구성되는 하이 사이드 보조 구동부와, 상기 MST 메인 구동부의 제3 및 제4 스위칭 소자(Q3, Q4)에 각각 병렬 접속되는 제7 및 제8 스위칭 소자(Q7, Q8)로 구성되는 로우 사이드 보조 구동부로 구성되는 MST 보조 구동부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 MST 메인 구동부 및 MST 보조 구동부 각각은,
MST 감도의 메이저 영역(Major Region)으로, 상기 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 동시에 스위칭 구동되고, 상기 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제4 스위칭 소자(Q4)와 교번하여 상기 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)가 동시에 스위칭 구동되고,
MST 감도의 마이너 영역(Minor Region)으로, 상기 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제8 스위칭 소자(Q8)가 동시에 스위칭 구동되고, 상기 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제8 스위칭 소자(Q8)와 교번하여 상기 제6 스위칭 소자(Q6) 및 제7 스위칭 소자(Q7)가 동시에 스위칭 구동될 수 있다.
더욱 바람직하게는,
상기 MST 메인 구동부의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)의 구동 시의 내부 저항(Ron)은 ~수백mΩ이고, 상기 MST 보조 구동부의 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 구동 시의 내부 저항(Ron)은 ~수Ω이며, 상기 MST 코일은 ~수Ω으로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는,
상기 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 스위칭 구동되는 MST 감도의 메이저 영역에서는 ~수A의 동작전류가 소모되고, 제5 스위칭 소자 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)가 스위칭 구동되는 MST 감도의 마이너 영역에서는 ~수백mA의 동작 전류가 소모될 수 있다.
더더욱 바람직하게는,
상기 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 MST 감도를 컨트롤하기 위해 저항 값을 변환시키는 저항(R) 값 외부 튜닝부를 더 포함하되,
상기 저항 값 외부 튜닝부는,
상기 제1 출력단자(xOUT1)에 병렬 접속되고, 타단이 제5 및 제7 스위칭 소자(Q5, Q7)에 연결 접속되는 2개의 저항(R1, R2)과, 상기 제2 출력단자(xOUT2)에 병렬 접속되고, 타단이 제6 및 제8 스위칭 소자(Q6, Q8)에 연결 접속되는 2개의 저항(R3, R4)을 포함하여 구성할 수 있다.
더더욱 바람직하게는,
제1 출력단자(xOUT1)와 상기 제1 및 제5 스위칭 소자(Q1, Q5) 사이에 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9)와, 제2 출력단자(xOUT2)와 제2 및 제6 스위칭 소자(Q2, Q6) 사이에 직렬 접속되는 제10 스위칭 소자(Q10)로 구성되는 보호회로(OVP Switch)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 저 전력 소비의 MST 구동 IC에 따르면, MST 코일과, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 메인 구동부, 및 MST 메인 구동부의 4개의 스위칭 소자와 각각 병렬 접속되는 4개의 스위칭 소자, 또는 4개의 스위칭 소자 상단에 각각 연결되는 저항, 또는 4개의 스위칭 소자 하단에 각각 연결되는 저항으로 구성되는 MST 보조 구동부를 포함하여 구성함으로써, MST 감도 메이저 영역에서는 기존 구동 방식을 유지하고, MST 감도 마이너 영역에서는 소비 전류를 감소시킬 수 있도록 구성함으로써, 기존의 MST 구동 IC에서 파워 소비 및 발열 등을 포함하는 사이드 이펙트가 유발되는 문제가 최소화되고, MST의 동작 성능이 향상될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 보조 구동부에 4개의 저항을 연결하는 저항 값 외부 튜닝부를 더 포함하여 구성함으로써, 트랜지스터와 저항 값 외부 튜닝부의 저항 값의 변화를 통해 MST 감도를 효과적으로 컨트롤 하는 방식을 적용할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, MST 코일과 MST 메인 구동부 및 MST 보조 구동부에 보호회로(OVP Switch)를 더 포함하여 구성함으로써, 입력 전압에서의 MST 구동 IC를 더욱 효과적으로 보호할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 마그네틱 스트라이프 카드(MSC)의 구성 및 마그네틱 카드 판독 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 종래의 무선 통신 방식의 카드 결제 사용 일례의 구성을 도시한 도면.
도 3은 종래의 마그네틱 보안 전송(MST) 구동 IC의 회로 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC의 회로 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC의 다른 일례의 회로 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC의 또 다른 일례의 회로 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC 회로의 출력단자의 타이밍 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC 회로의 변형 일례의 구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC 회로의 또 다른 변형 일례의 구성을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC의 다른 일례의 회로 구성을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC의 또 다른 일례의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC 회로의 출력단자의 타이밍 구성을 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC(100)는, MST 코일(110), MST 메인 구동부(130), 및 MST 보조 구동부(150)를 포함하여 구성될 수 있으며, 저항 값 외부 튜닝부(170) 및 보호회로(OVP Switch)(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
MST 코일(110)은, 양단이 제1 출력단자(xOUT1) 및 제2 출력단자(xOUT2)와 접속되고, MST용 결제 정보 데이터를 포함하는 자기 펄스를 발생시키는 구성이다. 이러한 MST 코일(110)은 마그네틱 보안 전송(MST) 기술에서 근거리 무선 통신으로 기존의 마그네틱 판독 방식의 포스 단말을 통해서도 결제 정보가 전달될 수 있도록 자기 펄스를 송출하는 역할을 한다.
MST 메인 구동부(130)는, MST 코일(110)에 MST용 결제 정보 데이터를 포함한 자기 펄스가 발생될 수 있도록 구동하는 4개의 스위칭 소자를 포함하되, 4V 배터리 전압을 인가받아 스위칭 구동하는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)로 구성되는 하이 사이드 구동부(131)와, 하이 사이드 구동부(131)의 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와 제1 출력단자(xOUT1)와 제2 출력단자(xOUT2)를 통해 각각 직렬 접속되는 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)로 구성되는 로우 사이드 구동부(133)를 포함하는 드라이버의 구성이다. 이러한 MST 메인 구동부(130)는 MST 코일(110)을 이용하여 결제 정보 데이터가 마그네틱 판독 방식의 포스 단말로 전송될 수 있도록 구동하는 역할을 한다.
MST 보조 구동부(150)는, MST 메인 구동부(130)의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)의 스위칭 동작에 대응하여 MST 코일(110)에서 발생되는 자기 펄스의 마이너 영역(minor region)에서의 동작전류 소모를 감소시키기 위해 MST 메인 구동부(130)의 제1 및 제2 스위칭 소자에 각각 병렬 접속되는 제5 및 제6 스위칭 소자(Q5, Q6)로 구성되는 하이 사이드 보조 구동부(151)와, MST 메인 구동부(130)의 제3 및 제4 스위칭 소자(Q3, Q4)에 각각 병렬 접속되는 제7 및 제8 스위칭 소자(Q7, Q8)로 구성되는 로우 사이드 보조 구동부(153)로 구성되는 드라이버의 구성이다. 이때, MST 보조 구동부(150)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 상단으로 저항을 각각 연결하여 구성하거나, 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 하단으로 저항을 각각 연결하여 구성되는 형태로도 구성될 수 있다. 이러한 MST 보조 구동부(150)는 MST 메인 구동부(130)와 병렬 접속되어, MST 코일(110)에서 발생되는 자기 펄스의 마이너 영역(minor region)에서의 동작전류 소모를 감소시키는 역할을 한다. 참고로, 자기 펄스의 메이저 영역과 마이너 영역, 및 MST 감도의 메이저 영역과 MST 감도의 마이너 영역은, MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 신호 구간을 의미하되, 자기 펄스의 메이저 영역과 마이너 영역은 MST 코일(110)에서 발생시켜 마그네틱 판독 방식의 포스 단말로 전송되는 자기 펄스 신호이고, MST 감도의 메이저 영역과 MST 감도의 마이너 영역은 MST 코일(110)에서 발생시켜 전송하는 자기 펄스를 수신하여 판독하는 포스 단말의 입장에서의 수신감도의 영역 관점을 구분한 것입니다.
이와 같이 이중화로 구현되는 MST 메인 구동부(130) 및 MST 보조 구동부(150) 각각은 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 메이저 영역(Major Region)으로, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 동시에 스위칭 구동되고, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제4 스위칭 소자(Q4)와 교번하여 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)가 동시에 스위칭 구동될 수 있다. 또한, MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 마이너 영역(Minor Region)으로, 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제8 스위칭 소자(Q8)가 동시에 스위칭 구동되고, 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제8 스위칭 소자(Q8)와 교번하여 제6 스위칭 소자(Q6) 및 제7 스위칭 소자(Q7)가 동시에 스위칭 구동될 수 있다. 즉, 제1 및 제4 스위칭 소자(Q1, Q4)와 제5 및 제8 스위칭 소자(Q5, Q8)가 동시에 온(ON) 후에 제1 및 제4 스위칭 소자(Q1, Q4)는 수㎲ 이후 오프(OFF)되도록 동작될 수 있다. 또한, 제1 및 제4 스위칭 소자(Q1, Q4)가 온(ON)된 후 순차적으로 제5 및 제8 스위칭 소자(Q5, Q8)가 온(ON)된 후 제1 및 제4 스위칭 소자(Q1, Q4)는 수㎲ 이후 오프(OFF)되도록 동작될 수도 있다. 이때, MST 메인 구동부(130)의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4) 각각은 수백mΩ의 내부 저항(Ron)값을 갖고, MST 보조 구동부(150)의 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8) 각각은 수Ω의 내부 저항(Ron)값을 가지며, MST 코일(110)은 수Ω의 저항값을 갖고 있다.
이에 따라, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 스위칭 구동됨에 따라 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 메이저 영역에서는 수A의 동작전류가 소모되고, 제5 스위칭 소자 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)가 스위칭 구동됨에 따라 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 마이너 영역에서는 수백mA의 동작 전류가 소모되게 된다. 즉, MST 감도 메이저 영역(수㎲)에서는 수A의 동작전류가 소모되는 구동방식이 적용되고, MST 감도 마이너 영역(수십㎲)에서는 전류 소비를 기존 대비 20%수준으로 낮게 동작시킬 수 있게 됨으로써, 파워 소비, 및 발열 발생 등의 사이드 이펙트의 유발을 최소화하고, 기존 대비 성능 개선이 향상될 수 있게 된다.
저항 값 외부 튜닝부(170)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 MST 감도를 컨트롤하기 위해 저항 값을 변환시키는 구성이다. 이러한 저항 값 외부 튜닝부(170)는 일단이 제1 출력단자(xOUT1)에 병렬 접속되고, 타단이 제5 및 제7 스위칭 소자(Q5, Q7)에 연결 접속되는 2개의 저항(R1, R2)과, 일단이 제2 출력단자(xOUT2)에 병렬 접속되고, 타단이 제6 및 제8 스위칭 소자(Q6, Q8)에 연결 접속되는 2개의 저항(R3, R4)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 저항 값 외부 튜닝부(170)는 스위칭 소자와 저항으로 R 값을 변화시켜 MST 감도를 제어할 수 있게 된다.
보호회로(OVP Switch)(190)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 출력단자(xOUT1)와 제1 및 제5 스위칭 소자(Q1, Q5) 사이에 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9)와, 제2 출력단자(xOUT2)와 제2 및 제6 스위칭 소자(Q2, Q6) 사이에 직렬 접속되는 제10 스위칭 소자(Q10)로 구성되는 구성이다. 이러한 보호회로(OVP Switch)(190)는 MST 구동 방식에서, MST 단품 IC 및 MST+OVP IC의 적용이 가능하도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC 회로의 변형 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC 회로의 또 다른 변형 일례의 구성을 도시한 도면이다. 도 8은 MST 코일(110)과, MST 메인 구동부(130), 및 MST 보조 구동부(150)의 구성에 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 MST 감도를 컨트롤하기 위해 저항 값을 추가로 구성한 저항 값 외부 튜닝부(170)의 구성이다. 이러한 저항 값 외부 튜닝부(170)는 제1 출력단자(xOUT1)에 병렬 접속되고, 타단이 제5 및 제7 스위칭 소자(Q5, Q7)에 연결 접속되는 2개의 저항(R1, R2)과, 제2 출력단자(xOUT2)에 병렬 접속되고, 타단이 제6 및 제8 스위칭 소자(Q6, Q8)에 연결 접속되는 2개의 저항(R3, R4)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 9는 MST 코일(110)과, MST 메인 구동부(130), 및 MST 보조 구동부(150)의 구성에 IC의 보호 기능을 위해 적용되는 보호회로(OVP Switch)(190)의 구성이다. 이러한 보호회로(190)는 제1 출력단자(xOUT1)와 제1 및 제5 스위칭 소자(Q1, Q5) 사이에 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9)와, 제2 출력단자(xOUT2)와 제2 및 제6 스위칭 소자(Q2, Q6) 사이에 직렬 접속되는 제10 스위칭 소자(Q10)로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 저 전력 소비의 MST 구동 IC는, MST 코일과, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 메인 구동부, 및 MST 메인 구동부의 4개의 스위칭 소자와 각각 병렬 접속되는 4개의 스위칭 소자, 또는 4개의 스위칭 소자 상단에 각각 연결되는 저항, 또는 4개의 스위칭 소자 하단에 각각 연결되는 저항으로 구성되는 MST 보조 구동부를 포함하여 구성함으로써, MST 감도 메이저 영역에서는 기존 구동 방식을 유지하고, MST 감도 마이너 영역에서는 소비 전류를 감소시킬 수 있도록 구성함으로써, 기존의 MST 구동 IC에서 파워 소비 및 발열 등을 포함하는 사이드 이펙트가 유발되는 문제가 최소화되고, MST의 동작 성능이 향상될 수 있도록 할 수 있게 된다. 또한, 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MST 보조 구동부에 4개의 저항을 연결하는 저항 값 외부 튜닝부를 더 포함하여 구성함으로써, 트랜지스터와 저항 값 외부 튜닝부의 저항 값의 변화를 통해 MST 감도를 효과적으로 컨트롤 하는 방식을 적용할 수 있으며, MST 코일과 MST 메인 구동부 및 MST 보조 구동부에 보호회로(OVP Switch)를 더 포함하여 구성함으로써, 입력 전압에서의 MST 구동 IC를 더욱 안정적으로 보호할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 MST 구동 IC
110: MST 코일
130: MST 메인 구동부
131: 하이 사이드 구동부
133: 로우 사이드 구동부
150: MST 보조 구동부
151: 하이 사이드 보조 구동부
153: 로우 사이드 보조 구동부
170: 저항 값 외부 튜닝부
190: 보호회로(OVP Switch)
Q1 내지 Q10: 제1 내지 제10 스위칭 소자
R1 내지 R4: 저항

Claims (6)

  1. 저 전력 소비의 MST(magnetic secure transmission) 구동 IC(integrated circuit)(100)로서,
    양단이 제1 출력단자(xOUT1) 및 제2 출력단자(xOUT2)와 접속되고, MST용 결제 정보 데이터를 포함하는 자기 펄스를 발생시키는 MST 코일(110);
    상기 MST 코일(110)에 MST용 결제 정보 데이터를 포함한 자기 펄스가 발생될 수 있도록 구동하는 4개의 스위칭 소자를 포함하되, 4V 배터리 전압을 인가받아 스위칭 구동하는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)로 구성되는 하이 사이드 구동부(131)와, 상기 하이 사이드 구동부(131)의 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와 제1 출력단자(xOUT1)와 제2 출력단자(xOUT2)를 통해 각각 직렬 접속되는 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)로 구성되는 로우 사이드 구동부(133)를 포함하는 MST 메인 구동부(130); 및
    상기 MST 메인 구동부(130)의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)의 스위칭 동작에 대응하여 상기 MST 코일(110)에서 발생되는 자기 펄스의 마이너 영역(minor region)에서의 동작전류 소모를 감소시키기 위해 상기 MST 메인 구동부(130)의 제1 및 제2 스위칭 소자에 각각 병렬 접속되는 제5 및 제6 스위칭 소자(Q5, Q6)로 구성되는 하이 사이드 보조 구동부(151)와, 상기 MST 메인 구동부(130)의 제3 및 제4 스위칭 소자(Q3, Q4)에 각각 병렬 접속되는 제7 및 제8 스위칭 소자(Q7, Q8)로 구성되는 로우 사이드 보조 구동부(153)로 구성되는 MST 보조 구동부(150)를 포함하되,
    상기 MST 메인 구동부(130) 및 MST 보조 구동부(150) 각각은,
    상기 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 메이저 영역(Major Region)으로, 상기 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제4 스위칭 소자(Q4)가 동시에 스위칭 구동되고, 상기 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제4 스위칭 소자(Q4)와 교번하여 상기 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)가 동시에 스위칭 구동되고, 상기 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 마이너 영역(Minor Region)으로, 상기 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제8 스위칭 소자(Q8)가 동시에 스위칭 구동되고, 상기 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제8 스위칭 소자(Q8)와 교번하여 상기 제6 스위칭 소자(Q6) 및 제7 스위칭 소자(Q7)가 동시에 스위칭 구동되고,
    상기 MST 메인 구동부(130)의 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4) 각각은 수백mΩ의 내부 저항(Ron)값을 갖고, 상기 MST 보조 구동부(150)의 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8) 각각은 수Ω의 내부 저항(Ron)값을 가지며, 상기 MST 코일(110)은 수Ω의 저항값을 갖고,
    상기 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 스위칭 구동됨에 따라 상기 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 메이저 영역에서는 수A의 동작전류가 소모되고, 제5 스위칭 소자 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)가 스위칭 구동됨에 따라 상기 MST 코일(110)에서 발생시키는 자기 펄스의 MST 감도의 마이너 영역에서는 수백mA의 동작 전류가 소모되는 것을 특징으로 하는, 저 전력 소비의 MST 구동 IC.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5 내지 Q8)의 MST 감도를 컨트롤하기 위해 저항 값을 변환시키는 저항(R) 값 외부 튜닝부(170)를 더 포함하되,
    상기 저항 값 외부 튜닝부(170)는,
    일단이 상기 제1 출력단자(xOUT1)에 병렬 접속되고, 타단이 제5 및 제7 스위칭 소자(Q5, Q7)에 연결 접속되는 2개의 저항(R1, R2)과, 일단이 상기 제2 출력단자(xOUT2)에 병렬 접속되고, 타단이 제6 및 제8 스위칭 소자(Q6, Q8)에 연결 접속되는 2개의 저항(R3, R4)을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 저 전력 소비의 MST 구동 IC.
  6. 제1항에 있어서,
    제1 출력단자(xOUT1)와 상기 제1 및 제5 스위칭 소자(Q1, Q5) 사이에 직렬 접속되는 제9 스위칭 소자(Q9)와, 제2 출력단자(xOUT2)와 제2 및 제6 스위칭 소자(Q2, Q6) 사이에 직렬 접속되는 제10 스위칭 소자(Q10)로 구성되는 보호회로(OVP Switch)(190)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 저 전력 소비의 MST 구동 IC.
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