KR101927716B1 - 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치 - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치에 관한 것이다. 스위칭 소자 드라이버는 제 1 전압 입력부를 통해 입력 전원과 연결된 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압을 제공받고, 제 2 전압 입력부를 통해 제 1 전압이 변조된 제 2 전압을 제공받으며, 전압 생성부를 통해 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하고, 전압 출력부를 통해 스위칭 소자의 입력단과 스위칭 소자의 출력단이 서로 연결되도록 제 3 전압을 스위칭 소자의 제어단으로 출력할 수 있다.
Description
본 실시예들은 전력전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위칭 소자 드라이버에 관한 것이다.
일반적으로, 전력전자 장치는 스위칭 소자의 스위칭 특성을 이용하여 전력을 제어 및 변환할 수 있는 장치이다. 특히, 스위칭 소자 드라이버는 스위칭 소자를 구동시킬 수 있는 장치이다.
종래의 스위칭 소자 드라이버는 PreDriver IC를 바탕으로 Voltage Doubler를 구현하고, 이를 기반으로 스위칭 소자를 구동시킨다.
그러나, 이러한 종래 스위칭 소자 드라이버는 PreDriver IC를 통해 구현됨으로써, 암전류가 발생하여 소비전력이 증가하는 문제점이 있다. 그리고, 종래 스위칭 소자 드라이버는 PreDriver IC를 통해 구현됨으로써, 공간 활용도가 저하될 뿐만 아니라 가격이 상승된다는 문제점이 있다.
본 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 실시예들의 목적은 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 공간 활용도를 높일 수 있고 가격을 줄일 수 있는 스위칭 소자 드라이버를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은, 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 공간 활용도를 높일 수 있고 가격을 줄일 수 있는 전원 장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 입력 전원과 연결된 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압을 제공받는 제 1 전압 입력부, 상기 제 1 전압이 변조된 제 2 전압을 제공받는 제 2 전압 입력부, 상기 제 1 전압 입력부로부터 제 1 전압과 상기 제 2 전압 입력부로부터 제 2 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 상기 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하는 전압 생성부 및 상기 전압 생성부로부터 제 3 전압을 제공받고, 상기 스위칭 소자의 입력단과 상기 스위칭 소자의 출력단이 서로 연결되도록 상기 제공받은 제 3 전압을 상기 스위칭 소자의 제어단으로 출력하는 전압 출력부를 포함하는 스위칭 소자 드라이버를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 입력 전원으로부터 제 1 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압을 변조하여 제 2 전압을 생성하며, 상기 생성된 제 2 전압을 바탕으로 상기 입력 전원의 제 1 전압보다 낮은 구동전압을 생성하는 제 1 전원 변환기, 상기 제 1 전원 변환기로부터 구동전압을 제공받아 동작하는 제어기, 상기 입력 전원으로부터 제 1 전압과 상기 제 1 전원 변환기로부터 제 2 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 상기 입력 전원의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하며, 상기 제어기의 제어신호에 따라 상기 생성된 제 3 전압을 출력하는 스위칭 소자 드라이버 및 상기 입력 전원과 부하 사이에 위치하고, 상기 스위칭 소자 드라이버로부터 제 3 전압을 제공받아, 이를 기반으로 상기 입력 전원과 부하를 연결하는 스위칭 소자를 포함하는 전원 장치를 제공하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치에 따르면, 별도의 전용 IC(PreDriver IC)를 사용하지 않고 입력 전원의 전압을 바탕으로 Voltage Doubler를 구현하여 스위칭 소자를 구동할 수 있어 암전류를 최적화시켜 소비 전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있고 가격을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따르면, 전원 변환기 또는 부하에 과전류 발생 시 입력 전원(일 예로, 직류 전원 또는 배터리 전원)의 cut off 기능을 수행할 수 있어, 장치 및 제어기(ECU 등) 등의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 실시예들의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 실시예들의 개시가 완전하도록 하며, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 실시예들은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 실시예들의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 실시예들의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 실시예들의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치를 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치(100)는, 입력 전원(110), 제 1 전원 변환기(120), 제어기(130), 스위칭 소자 드라이버(140) 및 스위칭 소자(150) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
입력 전원(110)은 직류 전원 및 교류 전원 중 적어도 하나의 전원을 포함할 수 있다. 여기서, 직류 전원은 배터리 전원일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류를 제공할 수 있다면, 어떠한 전원이라도 포함할 수 있다. 또한, 입력 전원(110)은 제 1 전압을 제공할 수 있다. 여기서, 제 1 전압은 직류 전압일 수 있다.
제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)과 연결될 수 있다. 또한, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)으로부터 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 예컨대, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)으로부터 직류 전압을 제공받을 수 있다.
또한, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)으로부터 제공받은 제 1 전압을 변조하여 제 2 전압을 생성할 수 있다. 일 예에서, 제 1 전원 변환기(120)는 입력 전원(110)으로부터 제공받은 제 1 전압을 펄스파로 변조하여 제 2 전압을 생성할 수 있다. 다른 예에서, 제 1 전원 변환기(120)는 직류 전원으로부터 제공받은 직류 전압을 펄스파로 변조하여 제 2 전압을 생성할 수 있다. 여기서, 펄스파는 양의 펄스파를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 전원 변환기(120)는 생성된 제 2 전압을 바탕으로 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 낮은 구동전압을 생성할 수 있다. 예컨대, 제 1 전원 변환기(120)는 생성된 제 2 전압을 바탕으로 직류 전원의 직류 전압보다 낮은 구동 직류 전압을 생성할 수 있다.
이러한 제 1 전원 변환기(120)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 전원 변환기(120)는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 직류 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 컨버터라도 포함할 수 있다.
여기서, 벅 컨버터는 레귤레이터를 통해 입력 전원(110)으로부터 제공받은 직류 전압을 양의 펄스파로 변조하여 제 2 전압을 생성할 수 있다. 그리고, 벅 컨버터는 생성된 제 2 전압을 직류 전원의 직류 전압보다 낮은 구동 직류전압으로 변환할 수 있다.
제어기(130)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 또한, 제어기(130)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 구동전압을 제공받을 수 있다. 예컨대, 제어기(130)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 구동 직류전압을 제공받을 수 있다.
또한, 제어기(130)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 구동전압에 의해 동작할 수 있다. 예컨대, 제어기(130)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 직류 구동전압에 의해 동작할 수 있다. 여기서, 제 1 전원 변환기(120)에서 제공되는 구동전압(일 예로, 직류 구동전압)은 제어기(130)를 동작시킬 수 있는 전압일 수 있다.
스위칭 소자 드라이버(140)는 입력 전원(110)과 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 입력 전원(110)으로부터 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 예컨대, 스위칭 소자 드라이버(140)는 직류 전원과 연결되어 직류 전압을 제공받을 수 있다.
또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 제 2 전압을 제공받을 수 있다.
일 예에서, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 입력 전원(110)의 제 1 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다. 다른 예에서, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 직류 전원의 직류 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다. 여기서, 펄스파는 양의 펄스파를 포함할 수 있다.
또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 입력 전원(110)으로부터 제공받은 제 1 전압과 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 2 전압을 이용하여 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
예컨대, 스위칭 소자 드라이버(140)는 입력 전원(110)으로부터 제공받은 제 1 전압과 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 제 2 전압을 합하여 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
일 예에서, 스위칭 소자 드라이버(140)는 입력 전원(110)으로부터 제공받은 제 1 전압과, 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 입력 전원(110)의 제 1 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 이용하여(일 예로, 합하여) 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
다른 예에서, 스위칭 소자 드라이버(140)는 직류 전원으로부터 제공받은 직류 전압과, 제 1 전원 변환기(120)로부터 제공받은 직류 전원의 직류 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 이용하여(일 예로, 합하여) 직류 전원의 직류 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다. 여기서, 펄스파는 양의 펄스파를 포함할 수 있다.
또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)와 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)로부터 제어신호를 제공받을 수 있다. 또한, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)로부터 제공받은 제어신호에 따라 생성된 제 3 전압을 출력할 수 있다.
스위칭 소자(150)는 입력 전원(110)과 부하(200) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 스위칭 소자(150)는 스위칭 소자 드라이버(140)와 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자(150)는 스위칭 소자 드라이버(140)로부터 제 3 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 스위칭 소자(150)는 스위칭 소자 드라이버(140)로부터 제공받은 제 3 전압을 바탕으로 입력 전원(110)과 부하(200)를 연결할 수 있다.
또한, 스위칭 소자(150)는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 트랜지스터는 입력단, 출력단 및 제어단을 포함할 수 있다. 여기서, 입력단은 입력 전원(110)과 연결될 수 있다. 그리고, 출력단은 부하(200) 또는 제 2 전원 변환기(160)에 연결될 수 있다. 그리고, 제어단은 스위칭 소자 드라이버(140)와 연결될 수 있다.
특히, 트랜지스터는 입력단에서의 전압보다 제어단에서의 전압이 큰 경우, 입력단과 출력단이 서로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제어단은 트랜지스터의 게이트단일 수 있으며, 입력단과 출력단은 트랜지스터의 소스단 또는 드레인단일 수 있다. 그리고, 상술한 스위칭 소자 드라이버(140)는 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.
여기서, 트랜지스터는 전계 효과 트랜지스터(FET)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 입력단에서의 전압보다 제어단에서의 전압이 큰 경우, 입력단과 출력단이 서로 연결될 수 있다면 어떠한 트랜지스터라도 포함할 수 있다. 특히, 트랜지스터는 백투백(back to back) 전계 효과 트랜지스터(FET)를 포함할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치(100)는 제 2 전원 변환기(160)를 더 포함할 수 있다.
제 2 전원 변환기(160)는 스위칭 소자(150)와 부하(200) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제 2 전원 변환기(160)는 스위칭 소자(150)에서 출력된 전압을 제공받아 변환하여 부하(200)로 제공할 수 있다.
이러한 제 2 전원 변환기(160)는 DC-AC 컨버터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류 전압을 제공받아 교류 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 컨버터라도 포함할 수 있다. 여기서, DC-AC 컨버터는 인버터(inverter)라 지칭될 수 있다.
부하(200)는 스위칭 소자(150) 또는 제 2 전원 변환기(160)와 연결될 수 있다. 또한, 부하(200)는 스위칭 소자(150) 또는 제 2 전원 변환기(160)로부터 출력되는 전기 에너지를 제공받을 수 있다. 또한, 부하(200)는 스위칭 소자(150) 또는 제 2 전원 변환기(160)로부터 출력되는 전기 에너지를 소비할 수 있다.
또한, 부하(200)는 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 스위칭 소자(150) 또는 제 2 전원 변환기(160)로부터 출력되는 전기 에너지를 소비할 수 있다면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다. 여기서, 모터는 차량의 조향 장치에 포함된 조향모터일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 전원 장치는, 제 1 전원 변환기를 통해 입력 전원으로부터 제공받은 제 1 전압을 변조하여 제 2 전압을 생성하며, 생성된 제 2 전압을 바탕으로 입력 전원의 제 1 전압보다 낮은 구동전압을 생성하고, 스위칭 소자 드라이버를 통해 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 입력 전원의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하고, 제어기의 제어신호에 따라 생성된 제 3 전압을 출력하며, 스위칭 소자를 통해 스위칭 소자 드라이버로부터 제 3 전압을 제공받아, 이를 기반으로 입력 전원과 부하를 연결시킴으로써, 별도의 전용 IC(PreDriver IC)를 사용하지 않고 입력 전원의 전압을 바탕으로 Voltage Doubler를 구현하여 스위칭 소자를 구동할 수 있어 암전류를 최적화시켜 소비 전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있고 가격을 줄일 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 제어기(130)는 입력 전원(110), 제 1 전원 변환기(120), 스위칭 소자 드라이버(140), 스위칭 소자(150), 제 2 전원 변환기(160) 및 부하(200)와 연결되어 이들의 동작을 제어 및 모니터링할 수 있다.
예컨대, 제어기(130)는 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 및 부하에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태 정보를 획득할 수 있다.
그리고, 제어기(130)는 제 2 전원 변환기(160)로부터 획득된 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 정보 및 부하로부터 획득된 부하에 대한 동작 상태 정보 중 적어도 하나의 동작 상태 정보를 검사하여, 제 2 전원 변환기(160)에 대한 동작 상태 및 부하(200)에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태를 검사할 수 있다.
예컨대, 제어기(130)는 제 2 전원 변환기(160)로부터 획득된 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 정보 및 부하(200)로부터 획득된 부하에 대한 동작 상태 정보 중 적어도 하나의 동작 상태 정보와 기 설정된 각각의 정상 동작 상태 정보를 검사하여, 제 2 전원 변환기(160)에 대한 동작 상태 및 부하(200)에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태를 검사할 수 있다.
그리고, 제어기(130)는 검사 결과에 따라 제어신호를 생성하여 스위칭 소자 드라이버(140)로 제공할 수 있다. 즉, 제어기(130)는 검사 결과에 따라 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호에 기반하여 스위칭 소자 드라이버(140)의 동작을 제어할 수 있다.
일 예에서, 제어기(130)는 검사 결과 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태값 및 부하에 대한 동작 상태값 중 적어도 하나의 동작 상태값이 기 설정된 각각의 정상 동작 상태 범위에 해당하는 경우, 제 1 제어신호를 생성하여 스위칭 소자 드라이버(140)로 제공할 수 있다.
그리고, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)로부터 제공받은 제 1 제어신호에 따라 동작이 제어될 수 있다. 즉, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)로부터 제공받은 제 1 제어신호에 따라, 생성된 제 3 전압을 스위칭 소자(150)로 출력할 수 있다.
다른 예에서, 제어기(130)는 검사 결과 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태값 및 부하에 대한 동작 상태값 중 적어도 하나의 동작 상태값이 기 설정된 각각의 정상 동작 상태 범위를 초과하는 경우, 제 2 제어신호를 생성하여 스위칭 소자 드라이버(140)로 제공할 수 있다.
그리고, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)로부터 제공받은 제 2 제어신호에 따라 동작이 제어될 수 있다. 즉, 스위칭 소자 드라이버(140)는 제어기(130)로부터 제공받은 제 2 제어신호에 따라, 생성된 제 3 전압을 스위칭 소자(150)로 출력하지 않을 수 있다.
여기서, 기 설정된 각각의 정상 동작 상태 범위는 하나의 값으로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수개의 값으로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 전원 장치는, 제어기를 통해 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 및 부하에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태를 검사함과 아울러 검사 결과에 따라 스위칭 소자 드라이버를 제어하고, 스위칭 소자 드라이버를 통해 스위칭 소자의 온 또는 오프를 제어함으로써, 전원 변환기 또는 부하에 과전류 발생 시 입력 전원(일 예로, 직류 전원 또는 배터리 전원)의 cut off 기능을 수행할 수 있어, 장치 및 제어기(ECU 등) 등의 소손을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 전압 입력부(141), 제 2 전압 입력부(142), 전압 생성부(143) 및 전압 출력부(144) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 전압 입력부(141)는 입력 전원(110)과 연결된 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 구체적으로, 제 1 전압 입력부(141)는 입력 전원(110) 또는 스위칭 소자(150)의 입력단과 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 전압 입력부(141)는 입력 전원(110)으로부터 또는 입력 전원(110)과 연결된 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 제 1 전압을 제공받을 수 있다.
예컨대, 제 1 전압 입력부(141)는 직류 전원과 연결된 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 직류 전압을 제공받을 수 있다. 구체적으로, 제 1 전압 입력부(141)는 직류 전원 또는 스위칭 소자(150)의 입력단과 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 전압 입력부(141)는 직류 전원으로부터 또는 직류 전원과 연결된 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 직류 전압을 제공받을 수 있다.
제 2 전압 입력부(142)는 제 1 전압이 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다. 구체적으로, 제 2 전압 입력부(142)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결될 수 있다. 그리고, 제 2 전압 입력부(142)는 제 1 전원 변환기(120)로부터 입력 전원(110)의 제 1 전압이 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다.
일 예에서, 제 2 전압 입력부(142)는 제 1 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다. 구체적으로, 제 2 전압 입력부(142)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결되어 제 1 전원 변환기(120)로부터 입력 전원(110)의 제 1 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다.
다른 예에서, 제 2 전압 입력부(142)는 직류 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다. 구체적으로, 제 2 전압 입력부(142)는 제 1 전원 변환기(120)와 연결되어 제 1 전원 변환기(120)로부터 직류 전원의 직류 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받을 수 있다. 여기서, 펄스파는 양의 펄스파를 포함할 수 있다.
전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)와 연결될 수 있다. 전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)로부터 제 1 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 전압 생성부(143)는 제 2 전압 입력부(142)와 연결될 수 있다. 전압 생성부(143)는 제 2 전압 입력부(142)로부터 제 2 전압을 제공받을 수 있다.
또한, 전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)로부터 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압 입력부(142)로부터 제공받은 제 2 전압을 이용하여 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 또는 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
예컨대, 전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)로부터 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압 입력부(142)로부터 제공받은 제 2 전압을 서로 합하여 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 또는 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
일 예에서, 전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)로부터 제공받은 제 1 전압과, 제 2 전압 입력부(142)로부터 제공받은 제 1 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 이용하여(일 예로, 합하여) 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 또는 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
다른 예에서, 전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)로부터 제공받은 직류 전압과, 제 2 전압 입력부(142)로부터 제공받은 직류 전압이 펄스파로 변조된 제 2 전압을 이용하여(일 예로, 합하여) 입력 전원(110)의 제 1 전압보다 높은 또는 스위칭 소자(150)의 입력단으로 공급되는 직류 전압보다 높은 제 3 전압을 생성할 수 있다.
전압 출력부(144)는 전압 생성부(143)와 연결될 수 있다. 또한, 전압 출력부(144)는 전압 생성부(143)로부터 제 3 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 전압 출력부(144)는 스위칭 소자(150)의 입력단과 스위칭 소자(150)의 출력단이 서로 연결되도록 전압 생성부(143)로부터 제공받은 제 3 전압을 스위칭 소자(150)의 제어단으로 출력할 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(150)의 출력단은 상술한 바와 같이, 부하(200) 또는 제 2 전원 변환기(160)와 연결될 수 있다. 즉, 전압 출력부(144)는 제어기(130)로부터 제공받은 제어신호에 따라 입력 전원(110)과, 부하(200) 또는 제 2 전원 변환기(160)가 서로 연결되도록 전압 생성부(143)로부터 제공받은 제 3 전압을 스위칭 소자(150)의 제어단으로 출력할 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(150)는 입력단, 출력단 및 제어단을 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이에, 전압 출력부(144)는 전압 생성부(143)로부터 제 3 전압을 제공받고, 트랜지스터의 입력단과 트랜지스터의 출력단이 연결되도록 전압 생성부(143)로부터 제공받은 제 3 전압을 트랜지스터의 제어단으로 출력할 수 있다. 이러한 트랜지스터는 도 1을 참조하여 상술하였으므로, 설명의 간명성을 위해 생략한다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버(140)는 전압 충전부(145)를 더 포함할 수 있다.
전압 충전부(145)는 제 2 전압 입력부(142)와 전압 생성부(143) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 전압 충전부(145)는 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압을 충전하여 충전된 제 3 전압을 생성할 수 있다. 예컨대, 전압 충전부(145)는 차지 펌프를 통해 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압을 충전하여 충전된 제 3 전압을 생성할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 역류 방지부(146)를 더 포함할 수 있다.
제 1 역류 방지부(146)는 제 1 전압 입력부(141)와 전압 생성부(143) 사이에 위치할 수 있다. 일 예에서, 제 1 역류 방지부(146)는 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압의 역류를 방지할 수 있다. 구체적으로, 제 1 역류 방지부(146)는 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압이 제 1 전압 입력부(141)로 역류되지 않도록 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압을 블로킹(blocking)할 수 있다.
다른 예에, 제 1 역류 방지부(146)는 전압 충전부(145)에서 충전된 제 3 전압의 역류를 방지할 수 있다. 구체적으로, 제 1 역류 방지부(146)는 전압 충전부(145)에서 충전된 제 3 전압이 제 1 전압 입력부(141)로 역류되지 않도록 전압 충전부(145)에서 충전된 제 3 전압을 블로킹(blocking)할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버(140)는 전압 정류부(147)를 더 포함할 수 있다.
전압 정류부(147)는 전압 생성부(143)와 전압 출력부(144) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 전압 정류부(147)는 전압 생성부(143)와 연결될 수 있다. 또한, 전압 정류부(147)는 전압 생성부(143)로부터 생성된 제 3 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 전압 정류부(147)는 전압 생성부(143)로부터 제공받은 제 3 전압을 정류하여 정류된 제 3 전압을 생성할 수 있다. 또한, 전압 정류부(147)는 정류된 제 3 전압을 전압 출력부(144)로 제공할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버(140)는 제 2 역류 방지부(148)를 더 포함할 수 있다.
제 2 역류 방지부(148)는 전압 생성부(143)와 전압 출력부(144) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제 2 역류 방지부(148)는 전압 출력부(144)로 입력되는 제 3 전압의 역류를 방지할 수 있다. 구체적으로, 제 2 역류 방지부(148)는 전압 출력부(144)로 입력되는 제 3 전압이 전압 생성부(143)로 역류되지 않도록 전압 출력부(144)로 입력되는 제 3 전압을 블로킹(blocking)할 수 있다.
제 2 역류 방지부(148)는 전압 생성부(143)와 전압 정류부(147) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제 2 역류 방지부(148)는 전압 정류부(147)에서 정류된 제 3 전압의 역류를 방지할 수 있다. 구체적으로, 제 2 역류 방지부(148)는 전압 정류부(147)에서 정류된 제 3 전압이 전압 생성부(143)로 역류되지 않도록 전압 정류부(147)에서 정류된 제 3 전압을 블로킹(blocking)할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버는, 제 1 전압 입력부를 통해 입력 전원과 연결된 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압을 제공받고, 제 2 전압 입력부를 통해 제 1 전압이 변조된 제 2 전압을 제공받으며, 전압 생성부를 통해 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하고, 전압 출력부를 통해 스위칭 소자의 입력단과 스위칭 소자의 출력단이 서로 연결되도록 제 3 전압을 스위칭 소자의 제어단으로 출력함으로써, 별도의 전용 IC(PreDriver IC)를 사용하지 않고 입력 전원의 전압을 바탕으로 Voltage Doubler를 구현하여 스위칭 소자를 구동할 수 있어 암전류를 최적화시켜 소비 전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 높일 수 있고 가격을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예들에 따른 전원 장치(100)는, 입력 전원(110), 제 1 전원 변환기(120), 제어기(130), 스위칭 소자 드라이버(140), 스위칭 소자(150) 및 제 2 전원 변환기(160) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
입력 전원(110)은 배터리 전원(111)과 필터(113) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 배터리 전원(111)은 배터리 전압을 제공할 수 있다. 필터(113)는 배터리 전압을 제공받아 필터링하여 노드 1(N1)로 제 1 전압(V1)을 제공할 수 있다. 여기서, 필터(113)는 도면에 도시된 바와 같이, 리액터들과 캐패시터들 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 전원 변환기(120)는 벅 컨버터(buck converter) 등을 포함하여 이루어 질 수 있다. 즉, 벅 컨버터는 레귤레이터(121)를 통해 노드 1(N1)의 제 1 전압(V1)을 제공받아 양의 펄스파로 변조하여 노드 2(N2)로 제 2 전압(V2)을 제공할 수 있다. 그리고, 벅 컨버터는 다이오드들, 리액터들 및 캐패시터들을 통해 노드 2(N2)의 제 2 전압(V2)을 노드 1(N1)의 제 1 전압(V1)보다 낮은 구동 직류전압으로 변환할 수 있다.
제어기(130)는 MCU(131)등을 포함하여 이루어질 수 있다. MCU(131)는 벅 컨버터로부터 제공되는 구동 직류전압에 의해 동작될 수 있다. 즉, 구동 직류전압은 MCU(131)를 동작시킬 수 있는 전압일 수 있다.
스위칭 소자 드라이버(140)는 제 1 전압 입력부(141), 제 2 전압 입력부(142), 전압 생성부(143), 전압 출력부(144), 전압 충전부(145), 제 1 역류 방지부(146), 전압 정류부(147) 및 제 2 역류 방지부(148) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 전압 입력부(141)는 노드 1(N1)의 제 1 전압(V1)을 제공받을 수 있다. 그리고, 제 2 전압 입력부(142)는 노드 2(N2)의 제 2 전압(V2)을 제공받을 수 있다.
전압 생성부(143)는 제 1 전압 입력부(141)로부터 노드 1(N1)의 제 1 전압(V1)과 제 2 전압 입력부(142)로부터 노드 2(N)의 제 2 전압(V2) 제공받아 이들을 합하여 제 3 전압(V3)을 생성할 수 있다.
특히, 제 2 전압 입력부(142)와 전압 생성부(143) 사이에는 전압 충전부(145)를 포함할 수 있다. 이러한 전압 충전부(145)는 제 1 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 캐패시터(C1)는 차지 펌프를 통해 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압(V3)을 충전하여 충전된 제 3 전압(V3)을 생성할 수 있다.
그리고, 제 1 전압 입력부(141)와 전압 생성부(143) 사이에는 제 1 역류 방지부(146)를 포함할 수 있다. 이러한 제 1 역류 방지부(146)는 제 1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 다이오드(D1)는 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압(V3) 또는 전압 충전부(145)에서 충전된 제 3 전압(V3)이 제 1 전압 입력부(141) 즉, 입력 전원(110)으로 역류되는 것을 방지(또는, 블로킹)할 수 있다.
전압 정류부(147)는 전압 생성부(143)와 전압 출력부(144) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 전압 정류부(147)는 제 2 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 캐패시터(C2)는 전압 생성부(143)에서 생성된 제 3 전압(V3) 또는 전압 충전부(145)에서 충전된 제 3 전압(V3)을 제공받아 정류하여 노드 3에 제 4 전압(V4)을 생성할 수 있다.
특히, 전압 생성부(143)와 전압 정류부(147) 사이에는 제 2 역류 방지부(148)를 포함할 수 있다. 이러한 제 2 역류 방지부(148)는 제 2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 다이오드(D2)는 노드 3(N3)의 제 4 전압(V4)이 전압 생성부(143)로 역류되는 것을 방지(또는, 블로킹)할 수 있다.
전압 출력부(144)는 제어기(130)의 제어신호에 따라 스위칭 하여 노드 3(N3)의 제 4 전압(V4)을 스위칭 소자(150)로 제공할 수 있다. 전압 출력부(144)는 도면에 도시된 바와 같이, 스위치(SW)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제어기(130)의 제어신호에 따라 스위칭할 수 있다면 어떠한 소자(일 예로, 트랜지스터 등)라도 포함할 수 있다.
스위칭 소자(150)는 백투백(back to back) 전계 효과 트랜지스터(FET) (이하, back to back FET라 지칭함)를 포함할 수 있다. 이러한 back to back FET(151)는 게이트단의 제 4 전압(V4)이, 입력 전원(110)과 연결된 소스단 또는 드레인단의 제 1 전압(V1)보다 클 경우, 턴 온(ON)되어 입력 전원(110)과 제 2 전원 변환기(160) 사이를 연결시킬 수 있다.
제 2 전원 변환기(160)는 인버터(161)를 포함할 수 있다. 이러한 인버터(161)는 back to back FET(151)을 통해 출력되는 전압(즉, 제 1 전압(V1))을 제공받아 변환하여 교류 전압을 생성할 수 있다.
부하(200)는 모터(201)를 포함할 수 있다. 이러한 모터(201)는 인버터(161)에서 출력되는 교류 전압 또는 교류 전류에 기반하여 구동될 수 있다. 특히, 모터(201)는 차량의 조향 장치에 포함된 조향모터일 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하면, MCU(131)는 인버터(161) 또는 모터(201) 동작을 제어 및 모니터링할 수 있다. 즉, MCU(131)는 인버터(161) 및 모터(201)에 대한 동작 상태를 검사하고, 검사 결과 인버터(161) 및 모터(201)에 대한 동작 상태가 정상인 경우, 전압 출력부(144)의 스위치(SW)를 턴 온(ON)시킬 수 있다.
스위치(SW)가 턴 온(ON)된 경우, 입력 전원(110)의 제 1 전압(V1)보다 높은 제 4 전압(V4)이 back to back FET(151)의 게이트단으로 제공되어 back to back FET(151)가 턴 온(ON)될 수 있다. 이를 통해, 입력 전원(110)과 인버터(161) 사이에 전압(또는, 전류) 경로가 형성되어 인버터(161) 또는 모터(201)를 구동시킬 수 있다.
그리고, MCU(131)는 인버터(161) 또는 모터(201)의 동작을 제어 및 모니터링할 수 있다. 즉, MCU(131)는 인버터(161) 및 모터(201)에 대한 동작 상태를 검사하고, 검사 결과 인버터(161) 및 모터(201)에 대한 동작 상태가 불량인 경우, 전압 출력부(144)의 스위치(SW)를 턴 오프(OFF)시킬 수 있다.
스위치(SW)가 턴 오프(OFF)된 경우, back to back FET(151)의 게이트단으로 제 4 전압(V4)이 제공되지 않아 back to back FET(151)가 턴 오프(OFF)될 수 있다. 이를 통해, 입력 전원(110)과 인버터(161) 사이에 전압(또는, 전류) 경로가 형성되지 않아 인버터(161) 또는 모터(201)의 구동을 정지시킬 수 있다.
전술한 본 실시예들에 따른 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치에 대한 일 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 실시예들은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 실시예들에 속한다.
100: 전원 장치 110: 입력 전원
120: 제 1 전원 변환기 130: 제어기
140: 스위칭 소자 드라이버 141: 제 1 전압 입력부
142: 제 2 전압 입력부 143: 전압 생성부
144: 전압 출력부 145: 전압 충전부
146: 제 1 역류 방지부 147: 전압 정류부
148: 제 2 역류 방지부 150: 스위칭 소자
160: 제 2 전원 변환기 200: 부하
120: 제 1 전원 변환기 130: 제어기
140: 스위칭 소자 드라이버 141: 제 1 전압 입력부
142: 제 2 전압 입력부 143: 전압 생성부
144: 전압 출력부 145: 전압 충전부
146: 제 1 역류 방지부 147: 전압 정류부
148: 제 2 역류 방지부 150: 스위칭 소자
160: 제 2 전원 변환기 200: 부하
Claims (20)
- 입력 전원과 연결된 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압을 제공받는 제 1 전압 입력부;
상기 제 1 전압이 변조된 제 2 전압을 제공받는 제 2 전압 입력부;
상기 제 1 전압 입력부로부터 제 1 전압과 상기 제 2 전압 입력부로부터 제 2 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 상기 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하는 전압 생성부; 및
상기 전압 생성부로부터 제 3 전압을 제공받고, 상기 스위칭 소자의 입력단과 상기 스위칭 소자의 출력단이 서로 연결되도록 상기 제공받은 제 3 전압을 상기 스위칭 소자의 제어단으로 출력하는 전압 출력부를 포함하는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전압 입력부는,
직류 전원과 연결된 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 직류 전압을 제공받고,
상기 제 2 전압 입력부는,
상기 직류 전압이 양의 펄스파로 변조된 제 2 전압을 제공받는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전압 생성부는,
상기 제 1 전압 입력부로부터 제 1 전압과 상기 제 2 전압 입력부로부터 제 2 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압을 서로 합하여 상기 스위칭 소자의 입력단으로 공급되는 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스위칭 소자는,
입력단, 출력단 및 제어단을 포함하는 트랜지스터를 포함하고,
상기 전압 출력부는,
상기 전압 생성부로부터 제 3 전압을 제공받고, 상기 트랜지스터의 입력단과 상기 트랜지스터의 출력단이 연결되도록 상기 제공받은 제 3 전압을 트랜지스터의 제어단으로 출력하는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전압 입력부와 상기 전압 생성부 사이에 위치하고, 상기 전압 생성부에서 생성된 제 3 전압을 충전하는 전압 충전부를 더 포함하는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전압 입력부와 상기 전압 생성부 사이에 위치하고, 상기 전압 생성부에서 생성된 제 3 전압의 역류를 방지하는 제 1 역류 방지부를 더 포함하는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전압 생성부와 상기 전압 출력부 사이에 위치하고, 상기 전압 생성부로부터 제 3 전압을 제공받아 정류하여 정류된 제 3 전압을 상기 전압 출력부로 제공하는 전압 정류부를 더 포함하는 스위칭 소자 드라이버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전압 생성부와 상기 전압 출력부 사이에 위치하고, 상기 전압 출력부로 입력되는 제 3 전압의 역류를 방지하는 제 2 역류 방지부를 더 포함하는 스위칭 소자 드라이버.
- 입력 전원으로부터 제 1 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압을 변조하여 제 2 전압을 생성하며, 상기 생성된 제 2 전압을 바탕으로 상기 입력 전원의 제 1 전압보다 낮은 구동전압을 생성하는 제 1 전원 변환기;
상기 제 1 전원 변환기로부터 구동전압을 제공받아 동작하는 제어기;
상기 입력 전원으로부터 제 1 전압과 상기 제 1 전원 변환기로부터 제 2 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 상기 입력 전원의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하며, 상기 제어기의 제어신호에 따라 상기 생성된 제 3 전압을 출력하는 스위칭 소자 드라이버; 및
상기 입력 전원과 부하 사이에 위치하고, 상기 스위칭 소자 드라이버로부터 제 3 전압을 제공받아, 이를 기반으로 상기 입력 전원과 부하를 연결하는 스위칭 소자를 포함하는 전원 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전원 변환기는,
직류 전원으로부터 직류 전압을 제공받고, 상기 제공받은 직류 전압을 양의 펄스파로 변조하여 제 2 전압을 생성하며, 상기 생성된 제 2 전압을 바탕으로 상기 직류 전원의 직류 전압보다 낮은 구동 직류전압을 생성하는 전원 장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 전원 변환기는,
레귤레이터를 통해 상기 제공받은 직류 전압을 양의 펄스파로 변조하여 제 2 전압을 생성하고, 상기 생성된 제 2 전압을 상기 직류 전원의 직류 전압보다 낮은 구동 직류전압으로 변환하는 벅 컨버터(buck converter)를 포함하는 전원 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 스위칭 소자와 부하 사이에 위치하고, 상기 스위칭 소자에서 출력된 전압을 제공받아 변환하여 부하로 제공하는 제 2 전원 변환기를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 및 부하에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태를 검사하고, 검사 결과에 따라 제어신호를 생성하여 스위칭 소자 드라이버로 제공하는 전원 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 및 부하에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태를 검사하고, 검사 결과 상기 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태값 및 부하에 대한 동작 상태값 중 적어도 하나의 동작 상태값이 기 설정된 각각의 정상 동작 상태 범위에 해당하는 경우, 제 1 제어신호를 생성하여 스위칭 소자 드라이버로 제공하며,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
상기 제어기로부터 제공받은 제 1 제어신호에 따라 상기 생성된 제 3 전압을 스위칭 소자로 출력하는 전원 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태 및 부하에 대한 동작 상태 중 적어도 하나의 동작 상태를 검사하고, 검사 결과 상기 제 2 전원 변환기에 대한 동작 상태값 및 부하에 대한 동작 상태값 중 적어도 하나의 동작 상태값이 기 설정된 각각의 정상 동작 상태 범위를 초과하는 경우, 제 2 제어신호를 생성하여 스위칭 소자 드라이버로 제공하며,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
상기 제어기로부터 제공받은 제 2 제어신호에 따라 상기 생성된 제 3 전압을 스위칭 소자로 출력하지 않는 전원 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
입력 전원으로부터 제 1 전압을 제공받는 제 1 전압 입력부;
상기 제 1 전원 변환기로부터 제 2 전압을 제공받는 제 2 전압 입력부;
상기 제 1 전압 입력부로부터 제 1 전압과 상기 제 2 전압 입력부로부터 제 2 전압을 제공받고, 상기 제공받은 제 1 전압과 제 2 전압을 이용하여 상기 입력 전원의 제 1 전압보다 높은 제 3 전압을 생성하는 전압 생성부; 및
상기 제어기로부터 제공받은 제어신호에 따라 상기 전압 생성부로부터 제공받은 제 3 전압을 상기 스위칭 소자로 출력하는 전압 출력부를 포함하는 전원 장치.
- 제 15 항에 있어서,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
상기 제 2 전압 입력부와 상기 전압 생성부 사이에 위치하고, 상기 전압 생성부에서 생성된 제 3 전압을 충전하는 전압 충전부를 더 포함하는 전원 장치.
- 제 15 항에 있어서,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
상기 제 1 전압 입력부와 상기 전압 생성부 사이에 위치하고, 상기 전압 생성부에서 생성된 제 3 전압의 역류를 방지하는 제 1 역류 방지부를 더 포함하는 전원 장치.
- 제 15 항에 있어서,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
상기 전압 생성부와 상기 전압 출력부 사이에 위치하고, 상기 전압 생성부로부터 제 3 전압을 제공받아 정류하여 정류된 제 3 전압을 상기 전압 출력부로 제공하는 전압 정류부를 더 포함하는 전원 장치.
- 제 15 항에 있어서,
상기 스위칭 소자 드라이버는,
상기 전압 생성부와 상기 전압 출력부 사이에 위치하고, 상기 전압 출력부로 입력되는 제 3 전압의 역류를 방지하는 제 2 역류 방지부를 더 포함하는 전원 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 스위칭 소자는,
상기 입력 전원과 연결된 입력단, 부하에 연결된 출력단 및 상기 스위칭 소자 드라이버와 연결된 제어단을 포함하는 트랜지스터를 포함하고,
상기 트랜지스터는,
상기 입력단에서의 전압보다 상기 제어단에서의 전압이 큰 경우, 상기 입력단과 상기 출력단이 서로 연결되는 전원 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170140315A KR101927716B1 (ko) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170140315A KR101927716B1 (ko) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101927716B1 true KR101927716B1 (ko) | 2018-12-11 |
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ID=64671658
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| KR1020170140315A KR101927716B1 (ko) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | 스위칭 소자 드라이버 및 전원 장치 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101927716B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007306708A (ja) | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Nec Electronics Corp | ゲート駆動回路 |
| JP2012010566A (ja) | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| WO2015056340A1 (ja) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 三菱電機株式会社 | 直流電源装置、電動機駆動装置、空気調和機および冷蔵庫 |
| JP2015091209A (ja) | 2013-11-07 | 2015-05-11 | 富士通株式会社 | 充放電信号回路およびｄｃｄｃコンバータ |
-
2017
- 2017-10-26 KR KR1020170140315A patent/KR101927716B1/ko active IP Right Grant
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