KR102066035B1 - 감지저항단락 판단 회로 및 이를 포함하는 스위치 제어 회로와 전력 공급 장치 - Google Patents

Abstract

실시 예들에 따르면, 입력 감지 전압에 기초하여 설정되는 기간과 전력 스위치의 온 기간에 기초한 시점에 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 감지 저항의 단락을 검출한다. 전류 모드에서는 입력 감지 전압에 기초하여 블랭킹 기간이 설정되고, 전압 모드에서는 입력 감지 전압에 기초하여 단락 저항 검출 기간이 설정된다.

Description

감지저항단락 판단 회로 및 이를 포함하는 스위치 제어 회로와 전력 공급 장치{SENSING RESISTOR SHORT DETERMINATION CIRCUIT, AND SWITCH CONTROL CIRCUIT AND POWER SUPPLY COMPRISING THE SAME}

실시 예들은 감지저항단락 판단기, 이를 포함하는 스위치 제어 회로, 및 스위치 제어 회로를 포함하는 전력 공급 장치에 관한 것이다.

전력 공급 장치의 동작을 제어하는 전력 스위치에 흐르는 스위치 전류는 감지 저항을 사용하여 감지할 수 있다. 감지 저항에 스위치 전류가 흘러 감지 전압이 발생한다. PWM 제어기는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는데 감지 전압을 이용한다.

그런데, 감지 저항이 단락된 경우 감지 전압이 발생하지 않아 전력 스위치의 온 타임이 최대로 제어될 수 있다. 그러면 전력 공급 장치가 비정상적으로 동작하는 문제가 발생할 수 있다.

실시 예들을 통해 감지 저항의 단락을 감지하고자 한다.

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발명의 한 특징에 따른 감지저항단락 판단 회로는, 전력 스위치에 연결된 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하는 입력 전압 검출부, 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 감지전압 비교기, 및 감지 저항의 단락을 결정하지 않는 블랭킹 기간을 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정하는 블랭킹 기간 설정부를 포함한다. 상기 감지 전압은 상기 전력 스위치가 턴 온 되어 상기 입력 전압이 상기 감지 저항에 연결될 때, 상기 전력 스위치로부터 상기 감지 저항으로 흐르는 전류에 의해 생성되고, 상기 블랭킹 기간의 시작은 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되며, 상기 블랭킹 기간은 상기 입력 전압에 따라 결정되고, 상기 비교 신호에 따라 감지 기간 내에 상기 감지 저항의 단락을 검출하며, 상기 감지 기간은 상기 블랭킹 기간이 종료된 후 시작한다.
상기 블랭킹 기간 설정부는, 상기 입력 감지 전압의 변화에 대하여 반대로 상기 블랭킹 기간을 설정한다.
발명의 다른 특징에 따른 입력 전압에 전기적으로 연결되어 있는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어 회로는, 감지 저항, 상기 전력 스위치의 전류가 상기 감지 저항에 흘러 발생하는 감지 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 PWM 제어부, 및 상기 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하고, 상기 감지 저항의 단락을 결정하지 않는 블랭킹 기간을 설정하며, 감지 기간 내에서 상기 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 감지저항단락 판단 회로를 포함한다. 상기 블랭킹 기간의 시작은 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되어 있으며, 상기 블랭킹 기간은 상기 입력 전압에 따라 결정되고, 상기 감지 기간은 상기 블랭킹 기간이 종료된 후 시작한다.
상기 감지저항단락 판단 회로는, 상기 감지 기간 동안 상기 기준 전압이 상기 감지 전압 보다 높을 때, 상기 감지 저항을 단락으로 판단하고, 상기 입력 감지 전압의 변화에 대하여 반대로 상기 블랭킹 기간을 설정한다.
발명의 또 다른 특징에 따른 전력 공급 장치는, 입력 전압에 전기적으로 연결되어 있는 전력 스위치, 상기 전력 스위치를 통해 상기 입력 전압에 연결될 때, 상기 전력 스위치를 통해 흐르는 전류를 감지하기 위해 상기 전력 스위치에 연결되어 있는 감지 저항, 및 상기 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하고, 상기 감지 저항의 단락을 결정하지 않는 블랭킹 기간을 설정하며, 감지 기간 내에서 상기 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 감지저항단락 판단 회로를 포함한다. 상기 블랭킹 기간의 시작은 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되어 있으며, 상기 블랭킹 기간은 상기 입력 전압에 따라 결정되고, 상기 감지 기간은 상기 블랭킹 기간이 종료된 후 시작한다.
실시 예에 따른 감지저항단락 판단기는, 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하는 입력 전압 검출부, 및 전력 스위치에 흐르는 전류가 감지 저항에 흘러 발생하는 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 감지전압 비교기를 포함한다. 상기 감지저항단락 판단기는 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정되는 기간과 상기 전력 스위치의 온 기간에 기초한 시점에 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출한다.
상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 감지 전압에 기초하여 블랭킹 기간을 설정하고, 상기 블랭킹 기간을 나타내는 블랭크 신호를 생성하는 블랭킹 기간 설정부를 더 포함한다. 상기 블랭킹 기간 설정부는, 상기 검출된 입력 전압 조건에서 상기 감지 저항이 정상 상태일 때, 상기 감지 전압이 상기 기준 전압에 도달하는데 소요되는 시간에 기초하여 상기 블랭킹 기간을 설정한다.

상기 블랭킹 기간 설정부는, 상기 입력 감지 전압의 변화에 대하여 반대 방향으로 상기 블랭킹 기간을 설정한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 전력 스위치의 온 기간 중 상기 블랭킹 신호와 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 비교 신호, 상기 블랭킹 신호, 및 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 제어 신호를 논리 연산하여 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 논리 게이트를 더 포함한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 감지 전압과 상기 입력 감지 전압의 피크 전압에 기초한 소정의 피크 기준 전압을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 설정한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 감지 전압이 상기 피크 기준 전압 보다 높을 때, 상기 단락 저항 검출 기간을 나타내는 입력 하이 신호를 생성하는 입력 비교기를 더 포함한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 단락 저항 검출 기간에서, 상기 전력 스위치의 온 기간 중 상기 전력 스위치의 턴 오프 결정 시점에 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 하이 신호, 상기 비교 신호, 및 상기 전력 스위치의 턴 오프 결정 시점에 동기되어 발생하는 온 타임 신호를 논리 연산하여 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 논리 게이트를 더 포함한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 감지 전압의 피크 전압을 검출하는 피크 검출기, 및 상기 피크 전압에 소정 게인을 곱하여 상기 피크 기준 전압을 생성하는 멀티플라이어를 더 포함한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 전력 스위치의 온 기간 중 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정된 블랭킹 기간이 종료된 시점에 상기 기준 전압이 상기 감지 전압 보다 높을 때, 상기 감지 저항을 단락으로 판단한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 감지 전압과 상기 입력 감지 전압의 피크 전압에 기초한 소정의 피크 기준 전압을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 설정하고, 상기 단락 저항 검출 기간에서 상기 전력 스위치의 온 기간 동안 상기 기준 전압이 상기 감지 전압 보다 높을 때 상기 감지 저항을 단락으로 판단한다.

실시 예에 따른 제어 회로는, 입력 전압에 전기적으로 연결되어 있는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어한다. 상기 제어 회로는, 상기 전력 스위치의 전류가 감지 저항에 흘러 발생하는 감지 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 PWM 제어부, 및 상기 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하고, 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정되는 기간과 상기 전력 스위치의 온 기간에 기초한 시점에 상기 상기 감지 전압이 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 감지저항단락 판단기를 포함한다.

실시 예에 따른 전력 공급 장치는, 입력 전압에 전기적으로 연결되어 있는 전력 스위치, 상기 전력 스위치에 흐르는 전류를 감지하기 위해 상기 전력 스위치에 연결되어 있는 감지 저항, 및 상기 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하고, 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정되는 기간과 상기 전력 스위치의 온 기간에 기초한 시점에 상기 상기 감지 전압이 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 감지저항단락 판단기를 포함한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 전력 스위치의 온 기간 중 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정된 블랭킹 기간이 종료된 시점에 상기 기준 전압이 상기 감지 전압 보다 높을 때, 상기 감지 저항을 단락으로 판단한다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 입력 감지 전압과 상기 입력 감지 전압의 피크 전압에 기초한 소정의 피크 기준 전압을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 설정하고, 상기 단락 저항 검출 기간에서 상기 전력 스위치의 온 기간 동안 상기 기준 전압이 상기 감지 전압 보다 높을 때 상기 감지 저항을 단락으로 판단하는 전력 공급 장치.

상기 전력 공급 장치는, 상기 입력 전압에 연결된 1차측 권선과 절연 커플링되어 있는 보조 권선을 더 포함하고, 상기 전력 스위치의 온 기간 동안 상기 보조 권선의 양단 전압인 보조 전압은 상기 입력 전압에 따르는 음의 전압이다.

상기 감지저항단락 판단기는, 상기 전력 스위치의 온 기간 동안 상기 보조 권선에 연결된 노드의 전압을 소정 전압으로 클램핑하기 위해 상기 보조 권선으로 공급되는 전압 감지 전류를 이용하여 상기 입력 감지 전압을 생성할 수 있다.

실시 예들을 통해 감지 저항의 단락을 감지할 수 있는 감지저항단락 판단기, 이를 포함하는 스위치 제어 회로, 및 스위치 제어 회로를 포함하는 전력 공급 장치를 제공한다.

도 1은 감지저항단락 판단기가 적용된 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.
도 5는 도 4 보다 입력 전압이 더 낮아 졌을 때, 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.
도 7은 정상 상태에서 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 및 피크 기준 전압을 나타낸 파형도이다.
도 8은 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간을 벗어나서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 9는 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간 내에서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 온 기간 신호, 입력 하이 신호, 셧다운 신호, 및 단락보호신호를 나타낸 파형도이다.

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

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

실시 예에 따른 감지저항단락 판단기는 입력 전압에 따라 블랭킹 기간을 조절하여 감지 저항의 단락을 검출한다. 교류 입력이 정류된 입력 전압은 변하고, 입력 전압에 따라 스위치 전류의 상승 기울기가 변한다. 감지 저항이 정상적인 경우, 감지 전압은 스위치 전류에 따라 결정되므로, 입력 전압에 따라 감지 저항의 상승 기울기도 변한다.

감지 저항이 정상 상태인 것을 감지하기 위해 필요한 시간은 입력 전압에 따라 변한다. 예를 들어, 감지 전압의 상승 기울기가 급할수록 감지 전압이 발생하는지를 감지하는데 소요되는 시간이 짧아진다. 반대로 감지 전압의 상승 기울기가 완만할수록 감지 전압이 발생하는지를 감지하는데 소요되는 시간이 길어진다.

실시 예에 따른 감지저항단락 판단기는 입력 전압을 감지하여, 입력 전압에 따라 블랭킹 기간을 조절하고, 블랭킹 기간이 경과한 후에 감지 전압이 소정의 기준 전압보다 작은 경우 감지 저항이 단락된 것으로 판단한다.

이하, 도면을 참조하여 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 설명한다.

도 1은 감지저항단락 판단기가 적용된 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전력 공급 장치(1)는 정류 회로(10), 커패시터(C1), 트랜스포머(20), 정류 다이오드(D1), 출력 커패시터(C2), 전력 스위치(SW), 감지 저항(RS), 및 스위치 제어 회로(30)를 포함한다.

교류 입력(AC)은 정류 회로(10)를 통해 정류되고, 정류된 교류 입력은 커패시터(C1)를 통해 입력 전압(Vin)이 된다. 정류 회로(10)는 전파 정류 회로인 풀-브릿지 다이오드일 수 있다. 예를 들어, 입력 전압(Vin)은 전파 정류된 정현파일 수 있다.

트랜스포머(20)는 입력 전압(Vin)에 연결된 1차측 권선(CO1)과 출력 전압(Vout)에 연결된 2차측 권선(CO2)을 포함한다. 1차측 권선(CO1)과 2차측 권선(CO2)는 소정의 권선비(1차측 권선의 권선수: 2차측 권선의 권선수)로 절연 커플링되어 있다.

1차측 권선(CO1)의 일단은 입력 전압(Vin)에 연결되어 있고, 1차측 권선(CO1)의 타단은 전력 스위치(SW)의 일전극(드레인)에 연결되어 있다. 1차측 권선(CO1)에는 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 흐르는 전류가 흘러 에너지가 저장된다.

2차측 권선(CO2)의 일단은 정류 다이오드(D1)의 애노드에 연결되어 있고, 2차측 권선(CO2)의 타단은 2차측 그라운드에 연결되어 있다. 전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안, 1차측 권선(CO1)에 저장된 에너지가 2차측 권선(CO2)으로 전달된다.

전력 스위치(SW)는 입력 전압(Vin)에 전기적으로 연결되어 있고, 전력 공급장치(1)의 출력 전력을 제어한다. 전력 스위치(SW)의 게이트는 스위치 제어 회로(30)로부터 공급되는 게이트 전압(VG)이 연결되어 있고, 전력 스위치(SW)의 타전극(소스)는 감지 저항(RS)을 통해 1차측 그라운드에 연결되어 있다. 전력 스위치(SW)는 하이 레벨의 게이트 전압(VG)에 의해 턴 온 되고, 로우 레벨의 게이트 전압(VG)에 의해 턴 오프 된다.

감지 저항(RS)는 전력 스위치(SW)의 소스와 1차측 그라운드 사이에 연결되어 있고, 전력 스위치(SW)에 흐르는 전류에 따라 감지 전압(VCS)이 감지 저항(RS)에 발생한다.

출력 커패시터(C2)는 전력 공급 장치(1)의 양 출력단 사이에 연결되어 있다. 출력 커패시터(C2)의 일전극은 정류 다이오드(D1)의 캐소드에 연결되어 있고, 출력 커패시터(C2)의 타전극은 2차측 그라운드에 연결되어 있다.

2차측 권선(CO2)에 흐르는 전류가 정류 다이오드(D1)를 통과한다. 정류 다이오드(D1)를 통과한 전류는 부하(도시하지 않음)에 공급되거나, 출력 커패시터(C2)를 충전시킬 수 있다.

스위치 제어 회로(30)는 PWM 제어부(200) 및 감지저항단락 판단기(100)를 포함한다.

PWM 제어부(200)는 스위칭 주파수를 결정하는 오실레이터 신호에 동기되어 전력 스위치(SW)를 턴 온 시키고, 감지 전압(VCS)이 출력 전압(VOUT)에 대응하는 피드백 전압에 도달할 때 전력 스위치(SW)를 턴 오프시킬 수 있다(이하, 전류 모드). 또는 PWM 제어부(200)는 오실레이터 신호에 동기되어 전력 스위치(SW)를 턴 온 시키고, 소정의 주기를 가지는 톱니파 신호가 피드백 전압에 도달할 때 전력 스위치(SW)를 턴 오프시킬 수 있다(이하, 전압 모드).

감지저항단락 판단기(100)는 입력 전압(Vin)을 감지하여 입력 감지 전압을 생성하고, 입력 감지 전압(VIS)에 기초하여 설정되는 기간(이하, 블랭킹 기간 또는 단락 저항 검출 기간)과 전력 스위치(SW)의 온 기간에 기초한 시점에 감지 전압(VCS)과 소정의 기준 전압(VR)을 비교한 결과에 따라 감지 저항(RS)의 단락 여부를 판단한다.

먼저, 전류 모드에서는 입력 감지 전압(VIS)에 기초하여 블랭킹 기간이 설정되는데, 감지저항단락 판단기(100)는, 입력 감지 전압(VIS)에 따라 블랭킹 기간을 설정하고, 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 블랭킹 기간이 경과한 시점에 기준 전압(VR)이 감지 전압(VCS) 보다 높을 때 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다.

예를 들어, 감지 저항(RS)이 단락되지 않은 정상 상태일 때, 감지저항단락 판단기(100)는 검출된 입력 전압 조건에서 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하는 제1 기간에 기초하여 블랭킹 기간을 설정할 수 있다. 구체적으로, 블랭킹 기간은 제1 기간에 소정의 마진을 더한 기간으로 설정될 수 있다.

그러나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 방식으로 블랭킹 기간을 설정할 수 있다.

예를 들어, 감지저항단락 판단기(100)는 검출된 입력 전압 조건에서 허용되는 최대 듀티에 대해 소정 비율을 가지도록 블랭킹 기간을 설정할 수 있다. 소정 비율은 설계 조건에 따라 변경가능하다.

도 2는 일 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 감지저항단락 판단기는 전류 모드에 적용될 수 있다. 일 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기(100)는 입력 전압(Vin)을 검출하기 위해 보조 권선(CO3)을 이용할 수 있다. 보조 권선은 도 1에 도시된 전력 공급 장치(1)의 1차측에 위치하고, 1차측 권선(CO1)과 소정의 권선비로 절연 커클링 되어 있다. 이하, 설명의 편의를 위해서 1차측 권선(CO1)와 보조 권선(CO3)의 권선비는 1:1인것으로 가정한다.

전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 1차측 권선(CO1)의 양단 전압은 입력 전압(Vin)이다. 보조 권선(CO3)의 양단 전압(이하, 보조 전압)(VAUX)의 극성은 1차측 권선(CO1)의 양단 전압의 극성과 반대이므로, 온 기간 동안 보조 권선(CO3)의 양단 전압은 -Vin이다.

전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안, 1차측 권선(CO1)의 양단 전압은 출력 전압(VOUT) 전압에 비례하는 음의 전압이고, 오프 기간 동안 보조 전압(VAUX)은 출력 전압(VOUT)에 비례하는 양의 전압이다.

감지저항단락 판단기(100)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 보조 권선(CO3)으로 공급되는 전압감지 전류(IVS)를 이용하여 입력 전압(Vin)을 검출할 수 있다. 감지저항단락 판단기(100)는 검출된 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)에 따라 블랭킹 기간을 나타내는 블랭킹 신호(BLK)를 생성하고, 감지 전압(VCS)과 소정의 기준 전압(Vref)을 비교한 결과 및 블랭킹 신호(BLK)에 기초하여 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 감지 저항(RS)의 단락 여부를 검출한다. 구체적으로, 감지저항단락 판단기(100)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 감지 전압(VCS)이 기준 전압(RS)에 도달하지 못하는 경우 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다.

구체적으로, 감지저항단락 판단기(100)는 입력 전압 검출기(110), 블랭킹 기간 설정부(120), 감지전압 비교기(130), AND 게이트(140), 및 신호 생성부(150)를 포함한다. 보조 권선(CO3)의 일단은 1차측 그라운드 사이에는 두 개의 저항(R1, R2)가 직렬 연결되어 있고, 보조 권선(CO3)의 타단은 1차측 그라운드에 연결되어 있다.

입력전압 검출기(110)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 발생하는 보조 전압(VAUX)에 따라 전압감지 전류(IVS)를 생성하고, 전압감지 전류(IVS)의 크기에 따라 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)을 생성한다.

구체적으로, 입력전압 검출기(110)는 노드(N1)의 전압을 소정의 전압 이상으로 클램핑하기 위한 전압감지 전류(IVS)를 생성한다. 소정의 전압이 1차측 그라운드 전압인 경우, 온 기간 동안 전압감지 전류(IVS)은 Vin/R1이다. 즉, 온 기간 동안 전압감지 전류(IVS)는 입력 전압(Vin)에 비례할 수 있다. 오프 기간 동안에는 보조 전압(VAUX)이 1차측 그라운드 전압 보다 높으므로 전압감지 전류(IVS)가 흐르지 않는다.

입력전압 검출기(110)는 전압감지 전류(IVS)를 전압으로 변환하여 입력 감지전압(VIS)을 생성한다. 예를 들어, 입력전압 검출기(110)는 전압감지 전류(IVS)를 미러링하고, 미러링된 전류를 저항에 흐르게 하여 발생하는 입력 감지 전압(VIS)을 생성할 수 있다.

블랭킹 기간 설정부(120)는 입력 감지 전압(VIS)에 기초하여 블랭킹 기간을 설정하고, 블랭킹 기간을 나타내는 블랭킹 신호(BLK)를 생성한다. 예를 들어, 블랭킹 기간 설정부(120)는 블랭킹 기간동안 디스에이블 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성할 수 있다.

블랭킹 기간 설정부(120)는 입력 감지 전압(VIS)의 변화에 대해서 반대 방향으로 블랭킹 기간을 설정할 수 있다. 즉, 입력 감지 전압(VIS)이 증가하면 블랭킹 기간은 짧아지고, 입력 감지 전압(VIS)이 감소하면 블랭킹 기간은 길어진다. 블랭킹 기간 설정부(120)는 블랭킹 기간 동안 로우 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성할 수 있다.

감지전압 비교기(130)의 소정의 기준 전압(VR)과 감지 전압(VCS)을 비교한 결과에 따라 비교 신호(CV)를 생성한다. 감지전압 비교기(130)는 기준 전압(VR)이 공급되는 비반전단자(+)와 감지 전압(VCS)이 공급되는 반전 단자(-)를 포함하고, 비반전단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력 이상일 때 하이 레벨의 비교 신호(CV)를 생성하고, 그 반대의 경우 로우 레벨의 비교 신호(CV)를 생성한다.

AND 게이트(140)는 블랭킹 신호(BLK), 게이트 제어 신호(VC), 및 비교 신호(CV)를 논리곱 연산하여 셧다운 신호(SD)를 생성한다. 게이트 제어 신호(VC)는 전력 스위치(SW)의 스위칭 동작을 제어하는 신호 중 하나로서, 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 인에이블 레벨인 신호 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 게이트 전압(VG)이 게이트 제어 신호(VC)일 수 있다.

실시 예에서 감지 저항(RS)의 단락 여부를 지시하는 셧다운 신호(SD)를 생성하기 위해 AND 게이트가 사용되었으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 블랭킹 신호(BLK), 게이트 제어 신호(VC), 및 비교 신호(CV)에 따라 적절한 논리 게이트가 사용될 수 있다.

신호 생성부(150)는 셧다운 신호(SD)에 의해 트리거 되어 감지저항단락검출신호(SRSD)를 생성한다. 예를 들어, 신호 생성부(150)는 셧다운 신호(SD)의 상승 에지에 동기되어 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)를 생성할 수 있다. 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)에 의해 PWM 제어부(200)는 보호 동작으로서 전력 스위치(SW)를 턴 오프 시키는 게이트 전압(VG)을 생성할 수 있다.

도 1에 도시된 일 실시 예에서는 입력 전압(Vin)을 검출하기 위해 보조 권선(CO3)을 이용하였으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 보조 권선(CO3)없이, 감지저항단락 판단기가 입력 전압(Vin)에 연결될 수 있다.

도 3은 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 감지저항단락 판단기(300)는 입력 전압(Vin)과 1차측 그라운드 사이에 직렬 연결된 두 개의 저항(R3, R4)이 연결되어 있는 노드(N2)에 연결되어 있다. 노드(N2)의 전압은 Vin*(R4/(R3+R4))이므로, 입력 전압(Vin)에 비례한다.

감지저항단락 판단기(300)는 블랭킹 기간 설정부(310), 감지전압 비교기(130), AND 게이트(140), 및 신호 생성부(150)를 포함한다. 감지전압 비교기(130), AND 게이트(140), 및 신호 생성부(150)에 대한 설명은 앞선 일 실시 예에와 동일한 바, 생략한다.

블랭킹 기간 설정부(310)는 노드(N2)의 전압(이하, 입력 감지 전압)(VN2)을 입력받고, 입력 감지 전압(VN2)에 기초하여 블랭킹 기간을 설정하며, 블랭킹 기간 동안 디스에이블 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성한다. 예를 들어, 블랭킹 기간 설정부(310)는 입력 감지 전압(VN2)의 변화와 반대 방향으로 블랭킹 기간을 설정하고, 블랭킹 기간 동안 로우 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성할 수 있다.

이하, 도 4 및 5를 참조하여 실시 예들에 따른 동작을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.

도 5는 도 4 보다 입력 전압이 더 낮아 졌을 때, 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 시점 T0에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T1에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T4에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T1-T4은 블랭킹 기간(BT1)이다. 블랭킹 기간 BT1은 시점 T0 직전의 전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. 시점 T1은 시점 T0에 동기된 시점이다. 예를 들어 시점 T0 및 시점 T1은 동일한 시점일 수 있다.

시점 T2에 상승하던 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하여, 비교 신호(CV)는 로우 레벨이 된다. 시점 T3에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되고, 감지 전압(VCS)은 발생하지 않으며, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이 된다.

시점 T5에 다시 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T6에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T7 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T6-T7은 블랭킹 기간(BT2)이다. 블랭킹 기간 BT2은 전력 스위치(SW)의 오프 기간 T3-T5 동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다.

감지 저항(RS)에 단락이 발생하지 않은 정상 상태에서는 위에서 설명한 동작이 유지된다.

시점 T8에 감지 저항(RS)의 단락이 발생한 것으로 가정한다.

시점 T9에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되더라도, 감지 전압(VCS)은 앞선 정상 상태와 같이 정상적인 기울기로 상승하지 않는다. 단락 정도에 따라 차이가 있겠지만, 도 4에서는 설명의 편의를 위해 낮은 기울기로 증가하는 감지 전압(VCS)이 도시되어 있다. 그러나 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고 발생하지 않을 수도 있다.

시점 T10에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T11에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T10-T11는 블랭킹 기간(BT3)이다.

블랭킹 기간 BT3이 종료된 시점 T11에, 감지 전압(VCS)은 기준 전압(VR)보다 작으므로, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이고, 감지 전압(VCS)은 피드백 전압보다 낮으므로, 게이트 제어 신호(VC)는 하이 레벨이다.

시점 T11부터 블랭킹 기간(BT3)이 종료되고, 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 따라서 시점 T11부터 AND 게이트(140)의 모든 입력이 하이 레벨이 되어 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨이 된다. 그러면 시점 T13에 단락 검출 신호(SRSP)가 하이 레벨로 상승한다. 즉, 단락 검출에 따른 보호 동작이 트리거 되어, 시점 T12에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되고, 전력 스위치(SW)는 턴 오프 되고, 셧다운 신호(SD)는 로우 레벨이 된다.

도 4에서는 시점 T11 이후의 보호 동작이 유지되는 동안 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨로 유지되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

입력 전압(Vin)이 낮아지면, 블랭킹 기간은 길어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 시점 T20에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T21에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T24에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T21-T24은 블랭킹 기간(BT4)이다. 블랭킹 기간 BT4은 시점 T20 직전의 전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. 시점 T21은 시점 T20에 동기된 시점이다. 예를 들어 시점 T0 및 시점 T1은 동일한 시점일 수 있다.

시점 T22에 상승하던 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하여, 비교 신호(CV)는 로우 레벨이 된다. 도 5의 입력 전압 레벨이 앞서 설명한 도 4에 비해 낮기 때문에, 도 5에 도시된 감지 전압(VCS)의 상승 기울기는 도 4에 비해 완만한다. 시점 T23에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되고, 감지 전압(VCS)은 발생하지 않고, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이 된다.

블랭킹 기간(BT5) 및 블랭킹 기간(BT6)는 직전 전력 스위치(SW)의 오프 기간 (OFF1, OFF2)동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. 감지 저항(RS)에 단락이 발생하지 않은 정상 상태에서는 위에서 설명한 동작이 유지된다.

시점 T25에 감지 저항(RS)의 단락이 발생한 것으로 가정한다.

시점 T26에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되더라도, 감지 전압(VCS)은 앞선 정상 상태와 같이 상승하지 않는다.

시점 T27에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 28에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 블랭킹 기간(BT6)이 종료된 시점 T28에, 감지 전압(VCS)은 기준 전압(VR)보다 작으므로, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이고, 감지 전압(VCS)은 피드백 전압보다 낮으므로, 게이트 제어 신호(VC)는 하이 레벨이다.

시점 T28부터 블랭킹 기간(BT6)이 종료되고, 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 따라서 시점 T28부터 AND 게이트(140)의 모든 입력이 하이 레벨이 되어 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨이 된다. 그러면 시점 T30에 단락 검출 신호(SRSP)가 하이 레벨로 상승한다. 즉, 단락 검출에 따른 보호 동작이 트리거 되어, 시점 T29에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되고, 전력 스위치(SW)는 턴 오프 되고, 셧다운 신호(SD)는 로우 레벨이 된다.

이와 같이, 입력 전압에 따라 블랭킹 기간이 가변하고, 블랭킹 기간이 경과한 후의 감지 전압에 따라 감지 저항의 단락 여부를 판단할 수 있다.

이하, 전압 모드에서의 감지 저항의 단락을 판단하는 실시 예에 대해서 설명한다. 전압 모드에서 감지저항단락 판단기는 입력 감지 전압에 기초하여 단락 저항 검출 기간을 설정하고, 단락 저항 검출 기간에서 상기 전력 스위치의 온 기간 동안 기준 전압(VR)이 감지 전압(VS)보다 높을 때 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다.

도 6은 또 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.

감지저항단락 판단기(400)는 입력 전압(Vin)을 검출하고, 검출된 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)의 피크 전압(VP)을 검출하며, 피크 전압(VP)에 기초하여 피크 기준 전압(VPR)을 설정한다. 감지저항단락 판단기(400)는 입력 감지 전압(VIS)과 피크 기준 전압(VPR)을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 설정하고, 단락 저항 검출 기간에서 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하지 못하는 경우 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다.

도 6에 도시된 감지저항단락 판단기(400)는 보조 권선(CO3)으로 공급되는 전압 감지 전류(IVS)를 이용하여 입력 전압(Vin)을 검출하는 것으로 도시되어 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고 도 3에 도시된 실시 예와 같이 감지저항단락 판단기(400)는 입력 전압(Vin)에 연결될 수 있다.

감지저항단락 판단기(400)는 입력 전압 검출기(410), 피크 검출기(420), 멀티플라이어(430), 입력 비교기(440), 감지전압 비교기(450), AND 게이트(460), 및 신호 생성부(470)를 포함한다.

입력 전압 검출기(410)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 발생하는 보조 전압(VAUX)에 따라 전압감지 전류(IVS)를 생성하고, 전압감지 전류(IVS)의 크기에 따라 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)을 생성한다. 입력 전압 검출기(410)은 도 2에 도시된 입력 전압 검출기(110)과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

피크 검출기(420)는 입력 감지 전압(VIS)을 입력받고, 입력 감지 전압(VIS)의 피크를 검출하여 피크 전압(VP)을 생성한다.

멀티플라이어(430)는 피크 전압(VP)에 소정 게인을 곱하여 단락 저항 검출 기간을 결정하는 피크 기준 전압(VPR)을 생성한다. 실시 예에 따른 게인은 입력 전압(Vin)이 낮은 전압일 때 감지 저항(RS)의 단락 여부를 판단하지 않기 위해 설정된다. 예를 들어, 감지 저항(RS)의 단락에 의한 것이 아니라 입력 전압(Vin)의 레벨에 의해, 감지 전압(VCS)이 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 기준 전압(VR) 보다 작을 수 있다. 입력 전압(Vin)이 소정 전압 이상일 때 감지 저항(RS)의 단락을 검출하는 단락 저항 검출 기간이 설정되도록 멀티플라이어(430)의 게인이 설정될 수 있다.

입력 비교기(440)는 입력 감지 전압(VIS)과 피크 기준 전압(VPR)을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 지시하는 입력 하이 신호(VIH)을 생성한다.

감지전압 비교기(450)의 기준 전압(VR)과 감지 전압(VCS)을 비교한 결과에 따라 비교 신호(CV)를 생성한다. 감지전압 비교기(450)는 기준 전압(VR)이 공급되는 비반전단자(+)와 감지 전압(VCS)이 공급되는 반전 단자(-)를 포함하고, 비반전단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력 이상일 때 하이 레벨의 비교 신호(CV)를 생성하고, 그 반대의 경우 로우 레벨의 비교 신호(CV)를 생성한다.

AND 게이트(460)는 입력 하이 신호(VIH), 온 타임 신호(TON), 및 비교 신호(CV)를 논리곱 연산하여 셧다운 신호(SD)를 생성한다. 온 타임 신호(TON)는 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되는 시점에 동기되어 발생하는 신호이다. 온 타임 신호(TON)에 대해서는 도 8을 참조하여 후술한다.

신호 생성부(470)는 셧다운 신호(SD)에 의해 트리거 되어 감지저항단락검출신호(SRSD)를 생성한다. 예를 들어, 신호 생성부(470)는 셧다운 신호(SD)의 상승 에지에 동기되어 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)를 생성할 수 있다. 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)에 의해 PWM 제어부(200)는 보호 동작으로서 전력 스위치(SW)를 턴 오프 시키는 게이트 전압(VG)을 생성할 수 있다.

이하, 도 7 내지 10을 참조하여 감지저항단락 판단기(400)의 동작을 설명한다.

도 7은 정상 상태에서 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 및 피크 기준 전압을 나타낸 파형도이다.

도 7에서는 전파 정류된 정현파를 따르는 입력 전압(Vin)에 대응하여, 입력 감지 전압(VIS)도 전파 정류된 정현파로 도시되어 있다. 그러나 입력 전압(Vin)의 파형이 도 7에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

감지 전압(VCS)은 전력 스위치(SW)의 턴 온 기간 동안 입력 전압(Vin)에 따르는 기울기로 상승하고, 전력 스위치(SW)의 턴 오프 시점에 영전압으로 하강하는 파형이다. 설명의 편의를 위해서, 도 7에 도시된 감지 전압(VCS)은 매 스위칭 주기마다 발생하는 감지 전압(VCS)의 피크들을 연결한 파형으로 도시되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 피크 기준 전압(VPR)은 피크 전압(VP)에 멀티플라이어(430)의 게인이 곱해져 피크 전압(VP)보다 낮은 레벨이다.

입력 감지 전압(VIS)이 피크 기준 전압(VPR) 보다 높은 기간인 P1, P2, 및 P3가 단락 저항 검출 기간으로 설정되고, 입력 하이 신호(VIH)은 기간 P1, P2, 및 P3에서 하이 레벨이다.

도 8은 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간을 벗어나서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.

도 8에서, 감지 저항(RS)의 단락은 단락 저항 검출 기간(P12)이 종료된 후, 시점 T31에 발생하는 것으로 가정한다.

정상 상태에서 입력 감지 전압(VIS)이 발생하고, 입력 감지 전압(VIS)은 피크 기준 전압(VPR) 보다 단락 저항 검출 기간(P11, P12) 동안 높다. 따라서 입력 하이 신호(VIH)은 단락 저항 검출 기간(P11, P12) 동안 하이 레벨이다.

시점 T31에 감지 저항(RS)의 단락에 의해 감지 전압(VCS)이 발생하지 않는다. 다만, 단락 저항 검출 기간(P12)이 종료되고, 입력 하이 신호(VIH)이 로우 레벨이므로, AND 게이트(460)의 출력인 셧다운 신호(SD)는 로우 레벨이다. 따라서 단락보호신호(SRSP)는 트리거 되지 않는다.

시점 T32부터 입력 감지 전압(VIS)이 피크 기준 전압(VPR)보다 높고, 입력 하이 신호(VIH)이 하이 레벨로 상승한다. 그러면, 온 타임 신호(TON)가 하이 레벨이 되는 시점(전력 스위치의 턴 오프 시점)에 AND 게이트(460)의 모든 입력이 하이 레벨이 되고, 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨로 상승한다. 그러면, 시점 T33에 단락보호신호(SRSP)가 하이 레벨로 트리거 되고, 보호 동작이 시작된다. 보호 동작에 의해 전력 스위치(SW)의 스위칭 동작이 정지된다. 그러면 시점 T33 이후부터 입력 감지 전압(VIS)은 발생하지 않고, 입력 하지 전압(VIH)도 발생하지 않는다.

다만, 도 3에 도시된 방식으로 입력 전압(Vin)을 검출하는 경우에는, 도 8에 점선으로 도시된 바와 같이 입력 감지 전압(VIS) 및 입력 하이 신호(VIH)이 발생할 수 있다.

도 9는 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간 내에서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.

정상 상태에서 입력 감지 전압(VIS)이 발생하고, 입력 감지 전압(VIS)은 피크 기준 전압(VPR) 보다 단락 저항 검출 기간(P21, P22) 동안 높다. 따라서 입력 하이 신호(VIH)은 단락 저항 검출 기간(P21, P22) 동안 하이 레벨이다.

시점 T41에 감지 저항(RS)의 단락에 의해 감지 전압(VCS)이 발생하지 않는다. 그러면, 시점 T41 이후에, 온 타임 신호(TON)가 하이 레벨이 되는 시점(전력 스위치의 턴 오프 시점)에 AND 게이트(460)의 모든 입력이 하이 레벨이 되고, 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨로 상승한다. 그러면, 시점 T42에 단락보호신호(SRSP)가 하이 레벨로 트리거 되고, 보호 동작이 시작된다. 보호 동작에 의해 전력 스위치(SW)의 스위칭 동작이 정지된다. 그러면 시점 T42부터 입력 감지 전압(VIS)은 발생하지 않고, 입력 하이 신호(VIH)도 발생하지 않는다.

다만, 도 3에 도시된 방식으로 입력 전압(Vin)을 검출하는 경우에는, 도 9에 점선으로 도시된 바와 같이 입력 감지 전압(VIS) 및 입력 하이 신호(VIH)이 발생할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여 단락 저항이 발생한 경우의 단락보호신호(SRSP)의 발생 과정을 구체적으로 설명한다.

도 10은 또 다른 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 온 기간 신호, 입력 하이 신호, 셧다운 신호, 및 단락보호신호를 나타낸 파형도이다. 도 10은 단락 저항 검출 기간의 일부를 나타내고 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 시점 T50에 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T51에 상승하던 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하여, 비교 신호(CV)는 로우 레벨이 된다. 시점 T52에 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되고, 감지 전압(VCS)은 발생하지 않으며, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이 된다.

시점 T53에 전력 스위치(SW)의 턴 오프가 결정되면, 온 타임 신호(TON)가 하이 레벨로 상승한 후 시점 T54에 로우 레벨로 하강한다. 턴 오프가 결정된 시점 T53과 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되는 시점 T52 사이에는 소정의 지연이 있을 수 있다. 예를 들어, PWM 제어부(200)에서 전력 스위치(SW)의 턴 오프가 결정되는 시점 T53과 로우 레벨의 게이트 전압(VG)에 의해 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되는 시점 T52 사이에는 전달 지연(△d)이 있을 수 있다.

이와 같이, 정상 상태에서는AND 게이트(460)의 입력 모두가 하이 레벨이 되는 구간이 발생하지 않는다.

시점 T55에 감지 저항(RS)이 단락되었다고 가정한다. 전력 스위치(SW)가 턴 온 되더라도 감지 전압(VCS)은 도 10에 되시된 바와 같이, 턴 온 기간(P30) 동안 기준 전압(VR)에 도달하지 않는다.

그러면, 비교 신호(CV)가 하이 레벨로 유지된 상태에서, 온 타임 신호(TON)가 기간 T56-T57 동안 하이 레벨 펄스로 발생한다. 시점 T56에 AND 게이트(460)의 모든 입력이 하이 레벨이 되고, 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨로 상승하며, 온 타임 신호(TON)가 로우 레벨로 하강하는 시점 T57에 셧다운 신호(SD)도 로우 레벨로 하강한다.

시점 T56에 셧다운 신호(SD)의 상승에 의해 단락보호신호(SRSP)가 하이 레벨로 상승하고, 보호 동작이 기동된다.

이와 같이, 실시 예들에 의해 감지 저항의 단락 여부를 판단할 수 있다.

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.

전력 공급 장치(1)
정류 회로(10)
커패시터(C1)
트랜스포머(20)
정류 다이오드(D1)
출력 커패시터(C2)
전력 스위치(SW)
감지 저항(RS)
스위치 제어 회로(30)
감지저항단락 판단기(100, 300, 400)
PWM 제어부(200)
입력 전압 검출기(110, 410)
블랭킹 기간 설정부(120, 310)
감지전압 비교기(130, 450)
AND 게이트(140, 460)
신호 생성부(150, 470)
보조 권선(CO3)
피크 검출기(420)
멀티플라이어(430)
입력 비교기(440)
저항(R1, R2, R3, R4)
1차측 권선(CO1)
2차측 권선(CO2)

Claims (21)

1. 전력 스위치에 연결된 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하는 입력 전압 검출부,
   감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 감지전압 비교기, 및
   감지 저항의 단락을 결정하지 않는 블랭킹 기간을 상기 입력 감지 전압에 기초하여 설정하는 블랭킹 기간 설정부를 포함하고,
   상기 감지 전압은 상기 전력 스위치가 턴 온 되어 상기 입력 전압이 상기 감지 저항에 연결될 때, 상기 전력 스위치로부터 상기 감지 저항으로 흐르는 전류에 의해 생성되고, 상기 블랭킹 기간의 시작은 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되며, 상기 블랭킹 기간은 상기 입력 전압에 따라 결정되고,
   상기 비교 신호에 따라 감지 기간 내에 상기 감지 저항의 단락을 검출하며, 상기 감지 기간은 상기 블랭킹 기간이 종료된 후 시작하는, 감지저항단락 판단 회로.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 블랭킹 기간 설정부는, 상기 입력 감지 전압의 변화에 대하여 반대로 상기 블랭킹 기간을 설정하는 감지저항단락 판단 회로.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 입력 전압에 전기적으로 연결되어 있는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어 회로에 있어서,
    감지 저항,
    상기 전력 스위치의 전류가 상기 감지 저항에 흘러 발생하는 감지 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 PWM 제어부, 및
    상기 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하고, 상기 감지 저항의 단락을 결정하지 않는 블랭킹 기간을 설정하며, 감지 기간 내에서 상기 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 감지저항단락 판단 회로를 포함하고,
    상기 블랭킹 기간의 시작은 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되어 있으며, 상기 블랭킹 기간은 상기 입력 전압에 따라 결정되고, 상기 감지 기간은 상기 블랭킹 기간이 종료된 후 시작하는, 스위치 제어 회로.
14. 제13항에 있어서,
    상기 감지저항단락 판단 회로는,
    상기 감지 기간 동안 상기 기준 전압이 상기 감지 전압 보다 높을 때, 상기 감지 저항을 단락으로 판단하고,
    상기 입력 감지 전압의 변화에 대하여 반대로 상기 블랭킹 기간을 설정하는, 스위치 제어 회로.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 입력 전압에 전기적으로 연결되어 있는 전력 스위치,
    상기 전력 스위치를 통해 상기 입력 전압에 연결될 때, 상기 전력 스위치를 통해 흐르는 전류를 감지하기 위해 상기 전력 스위치에 연결되어 있는 감지 저항, 및
    상기 입력 전압을 검출하여 입력 감지 전압을 생성하고, 상기 감지 저항의 단락을 결정하지 않는 블랭킹 기간을 설정하며, 감지 기간 내에서 상기 감지 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는 감지저항단락 판단 회로를 포함하고,
    상기 블랭킹 기간의 시작은 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되어 있으며, 상기 블랭킹 기간은 상기 입력 전압에 따라 결정되고, 상기 감지 기간은 상기 블랭킹 기간이 종료된 후 시작하는 전력 공급 장치.
    
    
    
    
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