KR102245377B1 - 스너버 회로 및 이의 제어 방법 - Google Patents

스너버 회로 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스위치를 이용하여 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 및 캐패시터 소자 중 어느 하나의 저항 소자 및 캐패시터 소자를 스너버 회로에 연결시킴으로써, 저항값 및 캐패시터값을 용이하게 제어할 수 있는 스너버 회로 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

Description

스너버 회로 및 이의 제어 방법{Snubber circuit and method for controlling the same}
본 발명은 스너버 회로 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스위치를 이용하여 저항값 및 캐패시터값을 용이하게 제어할 수 있는 스너버 회로 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 동작에서 극단적인 스위칭은 전력 컨버터를 포함하여 구성되는 전원 스위치에 크고 다양한 손상을 주게 된다.
예를 들어, 아무런 대책이 없는 상태에서 전력 컨버터가 턴 오프(Turn Off)되는 경우, 스위칭되는 전류가 불규칙하게 변화됨으로써, 전력회로의 기생 인덕턴스에 전압 스파이크가 발생하게 되는데, 이는 전력 컨버터를 포함하여 구성되는 전원 스위치에 큰 손상을 입힐 수 있다는 문제점 있었다.
한편, 근래에는, 전력 컨버터의 스위칭 회로 성능을 향상시키고, 스위치가 개방될 때 기생 인덕턴스에 의해 발생하는 전압 스파이크 및 출력의 과도한 울림(Ringing)을 완화시키기 위하여, 스위칭 보조 회로로서 스너버 회로가 전력용 반도체 스위치와 함께 사용되고 있다.
이러한 스너버 회로는 일시적인 과전압과 과전류를 막고, 전압과 전류의 과도한 변화율을 감쇄시키며, 유효 전압 정격을 장기화 시킬 뿐만 아니라, 병렬로 연결된 스위치의 전류에 대한 균등한 분배를 유지하도록 돕는 이점이 있다.
한편, 이러한 스너버 회로 중, RC 스너버 회로는, 레지스터 및 캐패시터를 포함하여 구성되는 스너버 회로로서, 기생 인덕턴스 및 출력 정전용량에 근거하여 저항값 및 캐패시터값을 조정함으로써, 전압 스파이크 및 출력의 과도한 울림(Ringing)을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
다만, 이러한 RC 스너버 회로는, 전력 컨버터의 인덕턴스 및 정전용량에 따라 저항값 및 캐패시터값을 변경해야 하므로, 저항 소자 및 캐패시터 소자를 상기 인덕턴스 및 정전용량에 근거하여 교체 해야하는 번거로움이 있었다.
또한, 상기 저항 소자 및 캐패시터 소자를 교체하기 위해서는 매번 납땜을 해야하므로, 납땜의 크기가 불필요하게 커질 수 있는 문제점이 있었으며, 납땜의 크기가 주변 회로 및 소자에 영향을 끼칠 정도로 커지는 경우, 주변 회로 및 소자의 불량을 야기시킬 수 있다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0028782호
본 발명의 목적은 스위치를 이용하여 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 및 캐패시터 소자 중 어느 하나의 저항 소자 및 캐패시터 소자를 스너버 회로에 연결시킴으로써, 저항값 및 캐패시터값을 용이하게 제어할 수 있는 스너버 회로 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 하나 이상의 스위치를 이용하여 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 및 캐패시터 소자를 스너버 회로에 연결시킴으로써, 저항값 및 캐패시터값의 제어 가능한 범위를 증가시킬 수 있는 스너버 회로 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스너버 회로는, 저항 소자를 포함하는 저항 회로와, 상기 저항 회로를 상기 스너버 회로에 연결 또는 차단시키는 저항 스위치와, 캐패시터 소자를 포함하는 캐패시터 회로와, 상기 캐패시터 회로를 상기 스너버 회로에 연결 또는 차단시키는 캐패시터 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저항 회로는, 서로 다른 값을 가지며, 병렬로 연결되는 하나 이상의 상기 저항 소자를 포함할 수 있고, 상기 캐패시터 회로는, 서로 다른 값을 가지며, 병렬로 연결되는 하나 이상의 상기 캐패시터 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저항 스위치는, 상기 저항 회로를 연결시키는 경우, 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 중 어느 하나를 연결시킬 수 있고, 상기 캐패시터 스위치는, 상기 캐패시터 회로를 연결시키는 경우, 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 캐패시터 소자 중 어느 하나를 연결시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스너버 회로는, 하나 이상의 상기 저항 스위치 및 캐패시터 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 저항 스위치는, 각각 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 상기 저항 소자 중 어느 하나를 연결시킬 수 있고, 상기 하나 이상의 캐패시터 스위치는, 각각 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 상기 캐패시터 소자 중 어느 하나를 연결시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저항 스위치 및 캐패시터 스위치는, 회전에 근거하여 상기 저항 회로 및 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버 회로의 제어 방법은, 저항 스위치를 이용하여 상기 스너버 회로로부터 저항 소자를 포함하는 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계와, 캐패시터 스위치를 이용하여 상기 스너버 회로로부터 캐패시터 소자를 포함하는 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저항 회로는, 서로 다른 값을 가지며, 병렬로 연결되는 하나 이상의 상기 저항 소자를 포함할 수 있고, 상기 캐패시터 회로는, 서로 다른 값을 가지며, 병렬로 연결되는 하나 이상의 상기 캐패시터 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는, 상기 저항 회로를 연결시키는 경우, 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 중 어느 하나를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는, 상기 캐패시터 회로를 연결시키는 경우, 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 캐패시터 소자 중 어느 하나를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는, 상기 저항 회로를 연결시키는 경우, 하나 이상의 상기 저항 스위치를 이용하여 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 상기 저항 소자 중 어느 하나 이상의 상기 저항 소자를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는, 상기 캐패시터 회로를 연결시키는 경우, 하나 이상의 상기 캐패시터 스위치를 이용하여 상기 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 캐패시터 소자 중 어느 하나 이상의 상기 캐패시터 소자를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계 및 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는, 회전에 근거하여 상기 저항 회로 및 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 스위치를 이용하여 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 및 캐패시터 소자 중 어느 하나의 저항 소자 및 캐패시터 소자를 스너버 회로에 연결시킴으로써, 저항값 및 캐패시터값을 용이하게 제어할 수 있는 스너버 회로 및 이의 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 하나 이상의 스위치를 이용하여 서로 다른 값을 갖는 하나 이상의 저항 소자 및 캐패시터 소자를 스너버 회로에 연결시킴으로써, 저항값 및 캐패시터값의 제어 가능한 범위를 증가시킬 수 있는 스너버 회로 및 이의 제어 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버 회로의 구현 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버 회로의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스너버 회로의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버 회로(100)의 구현 모습 및 스너버 회로의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다만, 도 1 및 도 2에 도시된 스너버 회로(100)는 일 실시예에 따른 것으로, 그 구성요소들이 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 스너버 회로(100)는 저항 소자 및 캐패시터 소자를 포함하는 분야라면 어떠한 기술 분야에도 적용될 수 있음을 유의한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버 회로(100)는 저항 회로(110), 저항 스위치(120), 캐패시터 회로(130), 캐패시터 스위치(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 저항 회로(110)는 병렬로 연결되며, 서로 다른 값을 갖는 저항 소자를 포함하는 다수의 회로로 구성될 수 있다.
또한, 상기 저항 회로(110)는 일측에 저항 소자를 포함하지 않은 회로 및 단선된 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 저항 회로(110)를 구성하는 서로 다른 값을 갖는 다수의 저항 소자는 반도체 자기저항 소자 및 강자성체 자기저항 소자 중 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
다음으로, 저항 스위치(120)는 상기 저항 회로(110)를 구성하는 서로 다른 값을 갖는 저항 소자를 포함하는 다수의 회로 중 어느 하나의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시키는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 단선된 회로를 스너버 회로(100)에 연결시킴으로써, 상기 저항 회로(110)를 상기 스너버 회로(100)로부터 차단시키는 역할을 할 수도 있다.
이때, 저항 스위치(120)는 회전에 근거하여 상기 저항 회로(110)를 구성하는 다수의 회로 중 어느 하나의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시킬 수 있도록 회전식 스위치로 구현될 수 있으며, 회전이 용이하도록 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 표면 일측에 일(一)자 형태의 홈이 형성될 수 있으나, 홈의 형태가 이에 한정되지는 아니한다.
예를 들어, 상기 홈은 십(十)자 형태로 형성될 수도 있으며, 상기 일(一)자 또는 십(十)자 형태의 홈이 형성됨으로써, 상기 저항 스위치(110)를 드라이버(Driver)를 이용하여 회전시키는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 캐패시터 회로(130)는 병렬로 연결되며, 서로 다른 값을 갖는 캐패시터 소자를 포함하는 다수의 회로로 구성될 수 있다.
또한, 상기 캐패시터 회로(130)는 일측에 캐패시터 소자를 포함하지 않은 회로 및 단선된 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 캐패시터 회로(130)를 구성하는 서로 다른 값을 갖는 다수의 캐패시터 소자는 알루미늄 전해 캐패시터 소자, 탄탈 캐패시터 소자, 세라믹 캐패시터 소자, 스티롤 캐패시터 소자, 슈퍼 캐패시터 소자, 마일러 캐패시터 소자, 폴리프로필렌 캐패시터 소자, 마이카 캐패시터 소자, 시멘스 MKT 적층 캐패시터 소자, 가변용량 캐패시터 소자 중 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
다음으로, 캐패시터 스위치(140)는 상기 캐패시터 회로(130)를 구성하는 서로 다른 값을 갖는 캐패시터 소자를 포함하는 다수의 회로 중 어느 하나의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시키는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 캐패시터 회로(130)를 구성하는 다수의 회로 중 단선된 회로를 스너버 회로(100)에 연결시킴으로써, 상기 캐패시터 회로(130)를 스너버 회로(100)로부터 차단시키는 역할을 할 수도 있다.
이때, 상기 캐패시터 스위치(140)는 회전에 근거하여 상기 캐패시터 회로(130)를 구성하는 다수의 회로 중 어느 하나의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시킬 수 있도록 회전식 스위치로 구현될 수 있으며, 회전이 용이하도록 표면 일측에 일(一)자 또는 십(十)자 형태의 홈이 형성될 수 있다.
한편, 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)는 전술한 바와 같이, 회전에 근거하여 다수의 회로 중 어느 하나의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시키는 회전식 스위치로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
예를 들어, 상기 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)는 버튼식 스위치로 구현될 수도 있으며, 이 경우, 상기 저항 회로(110) 및 캐패시터 회로(130)를 구성하는 다수의 회로가 각각 다수의 버튼에 대응하여 형성되며, 다수의 회로 중 사용자에 의해 눌러지는 버튼에 대응하는 회로를 스너버 회로(100)에 연결시키도록 상기 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)가 구현될 수 있다.
또한, 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)는 자체적으로 저항 회로(110) 및 캐패시터 회로(130)를 스너버 회로(100)로부터 연결 또는 차단시킬 수 있도록 온(On)/오프(Off) 버튼을 구비할 수 있다.
예를 들어, 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)가 온(On)/오프(Off) 버튼을 구비하는 경우, 사용자는 오프(Off) 버튼을 누름으로써, 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)를 단선된 회로에 맞춰 회전시키지 않고도 상기 저항 회로(110) 및 캐패시터 회로(130)를 스너버 회로(100)로부터 차단시킬 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 저항 스위치(120) 및 캐패시터 스위치(140)는 다수의 회로 중 둘 이상의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시킬 수 있도록 둘 이상의 회전식 스위치를 포함하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 저항 스위치(120,120`)가 형성되는 경우, 사용자는 각각의 저항 스위치(120,120`)를 회전시킴으로써, 저항 회로(110)를 구성하는 다수의 회로 중 상기 저항 스위치(120,120`)의 회전에 대응하는 각각의 회로를 스너버 회로(100)에 연결시킬 수 있다.
한편, 이때, 저항 스위치(120,120`)에 의해 연결되는 두 개의 회로가 모두 저항 소자를 포함하는 경우, 상기 저항 소자를 포함하는 두 개의 회로가 병렬로 연결됨으로써, 사용자로 하여금 서로 다른 값을 갖는 두 개의 저항 소자를 병렬로 연결하여 능동적으로 저항 값을 제어하도록 할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 0.75ohm의 저항 값을 갖는 저항 회로(110)가 필요한 경우, 상기 저항 스위치(120,120`)를 각각 3ohm 및 1ohm의 값을 갖는 저항 소자를 포함하는 회로에 연결시켜, 상기 두 개의 회로가 병렬로 연결되도록 함으로써, 상기 저항 회로(110)가 0.75ohm의 저항 값을 갖도록 제어할 수 있다.
다만, 도 3에 도시된 저항 스위치(120,120`) 및 캐패시터 스위치(140,140`)는 일 실시예에 따른 것으로, 그 구현모습 및 구성요소들이 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구현모습 및 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100: 스너버 회로
110: 저항 회로
120: 저항 스위치
130: 캐패시터 회로
140: 캐패시터 스위치

Claims (10)

  1. 스너버 회로에 있어서,
    서로 다른 값을 가지며 병렬로 연결되는 복수의 저항 소자를 포함하는 저항 회로;
    상기 저항 회로를 상기 스너버 회로에 연결 또는 차단시키는 저항 스위치;
    서로 다른 값을 가지며 병렬로 연결되는 복수의 캐패시터 소자를 포함하는 캐패시터 회로; 및
    상기 캐패시터 회로를 상기 스너버 회로에 연결 또는 차단시키는 캐패시터 스위치;를 포함하되,
    상기 저항 스위치는,
    상기 저항 회로를 연결시키는 경우, 상기 복수의 저항 소자 중 어느 하나를 연결시키고,
    상기 캐패시터 스위치는,
    상기 캐패시터 회로를 연결시키는 경우, 상기 복수의 캐패시터 소자 중 어느 하나를 연결시키며,
    상기 저항 스위치 및 상기 캐패시터 스위치는 각각 복수로 구비되되,
    상기 복수의 저항 스위치는, 상기 저항 회로가 상기 스너버 회로에 의도하는 저항값으로 연결되도록 각각 독립적으로 제어되되, 상기 복수의 저항 스위치는 서로 다른 값을 가지는 저항 소자를 연결하도록 구성되고,
    상기 복수의 캐패시터 스위치는, 상기 캐패시터 회로가 상기 스너버 회로에 의도하는 캐패시터값으로 연결되도록 각각 독립적으로 제어되되, 상기 복수의 캐패시터 스위치는 서로 다른 값을 가지는 캐패시터 소자를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
    스너버 회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저항 스위치 및 캐패시터 스위치는,
    회전에 근거하여 상기 저항 회로 및 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 것을 특징으로 하는,
    스너버 회로.
  6. 스너버 회로의 제어 방법에 있어서,
    저항 스위치를 이용하여 상기 스너버 회로에 저항 소자를 포함하는 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계;
    캐패시터 스위치를 이용하여 상기 스너버 회로에 캐패시터 소자를 포함하는 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계;를 포함하되,
    상기 저항 회로는, 서로 다른 값을 가지며 병렬로 연결되는 복수의 저항 소자를 포함하고,
    상기 캐패시터 회로는, 서로 다른 값을 가지며 병렬로 연결되는 복수의 캐패시터 소자를 포함하고,
    상기 저항 스위치 및 상기 캐패시터 스위치는 각각 복수로 구비되며,
    상기 복수의 저항 스위치는, 상기 저항 회로가 상기 스너버 회로에 의도하는 저항값으로 연결되도록 각각 독립적으로 제어되되, 상기 복수의 저항 스위치는 서로 다른 값을 가지는 저항 소자를 연결하도록 구성되고,
    상기 복수의 캐패시터 스위치는, 상기 캐패시터 회로가 상기 스너버 회로에 의도하는 캐패시터값으로 연결되도록 각각 독립적으로 제어되되, 상기 복수의 캐패시터 스위치는 서로 다른 값을 가지는 캐패시터 소자를 연결하도록 구성되며,
    상기 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는,
    상기 저항 회로를 연결시키는 경우, 상기 복수의 저항 스위치의 제어에 따라 서로 다른 값을 가지는 복수의 저항 소자를 연결시키는 단계;를 포함하고,
    상기 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는,
    상기 캐패시터 회로를 연결시키는 경우, 상기 복수의 캐패시터 스위치의 제어에 따라 서로 다른 값을 가지는 복수의 캐패시터 소자를 연결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스너버 회로의 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 저항 회로를 연결 또는 차단시키는 단계 및 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 단계는,
    회전에 근거하여 상기 저항 회로 및 캐패시터 회로를 연결 또는 차단시키는 것을 특징으로 하는,
    스너버 회로의 제어 방법.
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