KR200470912Y1 - Power conversion apparatus - Google Patents

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KR200470912Y1 KR2020120006980U KR20120006980U KR200470912Y1 KR 200470912 Y1 KR200470912 Y1 KR 200470912Y1 KR 2020120006980 U KR2020120006980 U KR 2020120006980U KR 20120006980 U KR20120006980 U KR 20120006980U KR 200470912 Y1 KR200470912 Y1 KR 200470912Y1
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헝-처 초우
파오-추안 린
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엑셀리언스 엠오에스 코포레이션
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Abstract

전력변환장치가 개시된다. 이 전력변환장치는 전력 트랜지스터, 열 저항기 및 온도 검출 회로를 포함한다. 전력 트랜지스터의 제어 단자는 제어 신호를 받는다. 전력변환장치는 제어 신호에 따라 입력 전압을 출력 전압으로 변환한다. 열 저항기는 음의 온도 계수를 갖는다. 온도 검출 회로는 제어 신호를 생성하고 이 제어 신호에 따라 전력 트랜지스터의 제어 단자에 구동 전류를 제공한다. 온도 검출 회로는 구동 전류에 따라 초과 온도 보호 신호를 생성한다.A power converter is disclosed. This power converter includes a power transistor, a thermal resistor, and a temperature detection circuit. The control terminal of the power transistor receives a control signal. The power converter converts the input voltage into an output voltage according to the control signal. Thermal resistors have a negative temperature coefficient. The temperature detection circuit generates a control signal and provides a drive current to the control terminal of the power transistor in accordance with the control signal. The temperature detection circuit generates an excess temperature protection signal in accordance with the drive current.

Description

전력변환장치{POWER CONVERSION APPARATUS}Power converter {POWER CONVERSION APPARATUS}

본 고안은 전력변환장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게 본 고안은 전력변환장치의 초과 온도 보호 메커니즘에 대한 것이다.The present invention is directed to a power converter. More specifically, the present invention is directed to an over temperature protection mechanism of a power converter.

도 1은 종래 전력변환장치(100)의 회로 다이어그램이다. 도 1을 참조하면, 전력변환장치(100)는 펄스폭변조신호(PWMS)에 따라 신호구동기(110)를 통해 제어 신호(CTRL)를 생성한다. 제어 신호(CTRL)는 전력 트랜지스터(PM)를 턴온 및 턴오프 하기 위해 전력 트랜지스터(PM)의 게이트에 전달된다. 전력 트랜지스터(PM)의 주기적인 턴온 및 턴오프 동작에 따라, 전력변환장치(100)는 입력 전압을 변환하여 출력 전압을 생성할 수 있다.1 is a circuit diagram of a conventional power converter 100. Referring to FIG. 1, the power converter 100 generates a control signal CTRL through the signal driver 110 according to a pulse width modulated signal PWM. The control signal CTRL is transmitted to the gate of the power transistor PM to turn on and turn off the power transistor PM. According to the periodic turn-on and turn-off operations of the power transistor PM, the power converter 100 may generate an output voltage by converting an input voltage.

전력 트랜지스터(PM) 또는 높은 온도를 발생시킬 수 있는 다른 소자가 높은 온도로 인해 손상되는 것을 방지하기 위해서, 열 저항기(RNTC)가 보호되는 소자 옆에 배치될 수 있고, 종래 전력변환장치(100)는 열 저항기(RNTC), 비교기(COMP1) 및 전류원(I1)으로 구성된 온도 검출 회로를 구비한다. 전류원(I1)은 열 저항기(RNTC)를 통과하는 전류를 제공하고, 이에 따라 전압이 열 저항기(RNTC) 및 비교기(CMP1)의 연결단자에 생성된다. 비교기(COMP1)는, 초과 온도 보호 신호(OPT)를 생성하기 위해서, 이 전압과 소정의 역치 전압(Vref)을 비교하여 주위 온도가 과도하게 높은지를 결정한다.In order to prevent the power transistor PM or another device capable of generating a high temperature from being damaged by the high temperature, a thermal resistor RNTC may be disposed next to the protected device, and the conventional power converter 100 Has a temperature detection circuit consisting of a thermal resistor (RNTC), a comparator (COMP1) and a current source (I1). The current source I1 provides a current passing through the thermal resistor RNTC, whereby a voltage is generated at the connection terminal of the thermal resistor RNTC and the comparator CMP1. The comparator COMP1 compares this voltage with a predetermined threshold voltage Vref to determine whether the ambient temperature is excessively high in order to generate the excess temperature protection signal OPT.

전력변환장치(100)가 칩에 집적되는 경우, 전력 트랜지스터(PM) 및 열 저항기(RNTC)는 일반적으로 칩의 외부에 배치된다. 따라서, 종래 전력변환장치(100)는 전력 트랜지스터(PM) 및 열 저항기(RNTC)에 각각 연결되는 두 개의 독립적인 핀 GD 및 OT가 필요하다. 이로 인해 칩 면적이 증가하여 제조 비용이 높아진다.When the power converter 100 is integrated in a chip, the power transistor PM and the thermal resistor RNTC are generally disposed outside the chip. Therefore, the conventional power converter 100 requires two independent pins GD and OT respectively connected to the power transistor PM and the thermal resistor RNTC. This increases the chip area and increases manufacturing costs.

본 고안은 온도 검출을 위한 별도의 핀들을 필요로 하지 않는 전력변환장치를 제공한다.The present invention provides a power converter that does not require separate pins for temperature detection.

본 고안의 실시 예에 따른 전력변환장치는 전력 트랜지스터, 열 저항기 및 온도 검출 회로를 포함한다. 전력 트랜지스터는 입력 전압에 연결되고, 전력 트랜지스터의 제어 단자는 제어 신호를 받는다. 전력 트랜지스터는 제어 신호에 따라 입력 전압을 출력 전압으로 변환한다. 열 저항기는 전력 트랜지스터의 제어 단자 및 기준 접지 전압 사이에 직렬로 연결되며, 열 저항기는 음의 온도 계수를 가진다. 온도 검출 회로는 열 저항기 및 전력 트랜지스터에 연결되고, 제어 신호를 생성하고, 제어 신호에 따라 전력 트랜지스터의 제어 단자에 구동 전류를 제공한다. 온도 검출 회로는 구동 전류에 따라 초과 온도 보호 신호를 생성한다.Power converter according to an embodiment of the present invention includes a power transistor, a thermal resistor and a temperature detection circuit. The power transistor is connected to an input voltage, and the control terminal of the power transistor receives a control signal. The power transistor converts the input voltage into an output voltage according to the control signal. The thermal resistor is connected in series between the control terminal of the power transistor and the reference ground voltage, the thermal resistor having a negative temperature coefficient. The temperature detection circuit is connected to the thermal resistor and the power transistor, generates a control signal, and provides a drive current to the control terminal of the power transistor in accordance with the control signal. The temperature detection circuit generates an excess temperature protection signal in accordance with the drive current.

본 고안의 일 실시 예에 있어서, 온도 검출 회로는 구동기, 전류 검출기 및 비교기를 포함한다. 구동기는 펄스폭변조 신호를 받고 펄스폭변조 신호에 따라 제어 신호를 생성하고, 제어 신호에 따라 전력 트랜지스터의 제어 단자에 구동 전류를 제공한다. 전류 검출기는 구동기에 연결되고, 구동 전류를 검출하여 비교 전압을 생성한다. 비교기는 전류 검출기에 연결된다. 비교기는 비교 전압을 받고, 비교 전압을 소정의 역치 전압과 비교하여 초과 온도 보호 신호를 생성한다.In one embodiment of the present invention, the temperature detection circuit includes a driver, a current detector and a comparator. The driver receives the pulse width modulated signal and generates a control signal according to the pulse width modulated signal, and provides a drive current to the control terminal of the power transistor in accordance with the control signal. The current detector is coupled to the driver and detects the drive current to generate a comparison voltage. The comparator is connected to a current detector. The comparator receives a comparison voltage and compares the comparison voltage with a predetermined threshold voltage to produce an excess temperature protection signal.

본 고안의 일 실시 예에 있어서, 구동기는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함한다. 제1 트랜지스터는 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 동작 전압을 받고, 제2 단자는 전력 트랜지스터의 제어 단자에 연결되고 제어 단자는 펄스폭변조 신호를 받는다. 제2 트랜지스터는 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 포함하고, 제2 단자는 기준 접지 전압을 받고, 제1 단자는 전력 트랜지스터의 제어 단자에 연결되고, 제어 단자는 펄스폭변조 신호를 받는다.In one embodiment of the present invention, the driver includes a first transistor and a second transistor. The first transistor includes a first terminal, a second terminal, and a control terminal, the first terminal receives an operating voltage, the second terminal is connected to a control terminal of the power transistor, and the control terminal receives a pulse width modulation signal. The second transistor includes a first terminal, a second terminal and a control terminal, the second terminal receives a reference ground voltage, the first terminal is connected to a control terminal of the power transistor, and the control terminal receives a pulse width modulation signal. .

본 고안의 일 실시 예에서, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 동시에 턴온되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the first transistor and the second transistor are not turned on at the same time.

본 고안의 일 실시 예에서, 전류 검출기는 제1 트랜지스터를 흐르는 구동 전류에 따라 검출 전류를 획득한다. 전류 검출기는 검출 전류를 변환하여 비교 전압을 생성한다.In one embodiment of the present invention, the current detector obtains the detection current according to the driving current flowing through the first transistor. The current detector converts the detected current to produce a comparison voltage.

본 고안의 일 실시 예에서, 전류 검출기는 트랜스컨덕턴스 증폭기 및 저항기를 포함한다. 트랜스컨덕턴스 증폭기의 두 입력단자는 각각 제1 트랜지스터의 제1 단자 및 제2 단자에 연결되고, 트랜스컨덕턴스의 출력단자는 비교 전압을 받는 비교기의 일 단자에 연결된다. 저항기의 제1 단자는 트랜스컨덕턴스 증폭기의 출력 단자에 연결되고 비교 전압을 생성하고, 저항기의 제2 단자는 기준 접지 전압에 연결된다.In one embodiment of the present invention, the current detector includes a transconductance amplifier and a resistor. Two input terminals of the transconductance amplifier are connected to the first terminal and the second terminal of the first transistor, respectively, and the output terminal of the transconductance is connected to one terminal of the comparator receiving the comparison voltage. The first terminal of the resistor is connected to the output terminal of the transconductance amplifier and generates a comparison voltage, and the second terminal of the resistor is connected to a reference ground voltage.

본 고안의 일 실시 예에서, 전력변환장치는 변압기 및 정류기를 더 포함한다. 변압기의 제1 권선은 전력 트랜지스터의 제1 단자 및 입력 전압 사이에 연결된다. 정류기는 변압기의 제2 권선에 연결되고, 변압기의 제2 권선의 전압을 정류하여 출력 전압을 생성한다.In one embodiment of the present invention, the power converter further includes a transformer and a rectifier. The first winding of the transformer is connected between the first terminal of the power transistor and the input voltage. The rectifier is connected to the second winding of the transformer and rectifies the voltage of the second winding of the transformer to produce an output voltage.

본 고안의 일 실시 예에서, 정류기는 다이오드 및 커패시터를 포함한다. 다이오드의 양극은 변압기의 제2 권선에 연결되고, 다이오드의 음극은 출력 전압을 생성한다. 커패시터의 제1 단자는 다이오드의 음극에 연결되고 커패시터의 제2 단자는 기준 접지 전압에 연결된다.In one embodiment of the present invention, the rectifier includes a diode and a capacitor. The anode of the diode is connected to the second winding of the transformer, and the cathode of the diode produces an output voltage. The first terminal of the capacitor is connected to the cathode of the diode and the second terminal of the capacitor is connected to the reference ground voltage.

상기 본 고안의 실시 예에 따르면, 열 저항기를 전력 트랜지스터의 제어 단자에 연결하고, 열 저항기를 통해 흐르는 구동 전류의 크기를 검출함으로써, 초과 온도 보호 신호를 생성하기 위해서, 전력변환장치의 주위 환경 온도가 과도하게 높은지 여부를 결정할 수 있다. 이 같은 방식으로 인해, 별도의 핀을 사용하여 열 저항기를 연결할 필요가 없으며, 따라서 전력변환장치가 칩에 집적될 때, 필요한 칩 면적이 감소하고 가격 경쟁력이 높아진다.According to the embodiment of the present invention, in order to generate an over temperature protection signal by connecting the thermal resistor to the control terminal of the power transistor and detecting the magnitude of the driving current flowing through the thermal resistor, the ambient environmental temperature of the power converter Can determine whether is excessively high. In this way, there is no need to use a separate pin to connect the thermal resistors, which reduces the chip area required and increases the price competitiveness when the power converter is integrated into the chip.

본 고안의 상술한 특징들 및 다른 특징들 그리고 이점들이 이해되도록, 첨부된 도면들과 함께 몇몇 실시 예들을 이하에서 상세히 설명한다.
첨부된 도면들은 본 고안을 더 이해시키기 위해 첨부되었으며 본 명세서의 일부분을 이룬다. 도면들은 본 고안의 실시 예들을 도시하고 설명과 함께 본 고안의 원리를 설명한다.
도 1은 종래 전력변환장치의 회로 다이어그램이다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 전력변환장치(200)의 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 온도 검출 회로(210)의 개략적인 다이어그램이다.
도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 전류 검출기(211) 및 구동기(212)의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 본 고안의 일 실시 예에 따른 신호 파형 다이어그램이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Some embodiments are described in detail below in conjunction with the accompanying drawings in order that the above and other features and advantages of the present invention may be understood.
The accompanying drawings are appended to form a further understanding of the subject innovation, and form a part of this specification. The drawings illustrate embodiments of the subject innovation and together with the description describe the principles of the subject innovation.
1 is a circuit diagram of a conventional power converter.
2 is a schematic diagram of a power conversion apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a temperature detection circuit 210 according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a current detector 211 and a driver 212 according to an embodiment of the present invention.
5 is a signal waveform diagram according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 전력변환장치(200)의 개략적인 다이어그램이다. 도 2를 참조하면, 전력변환장치(200)는 전력 트랜지스터(PM), 열 저항기(RNTC) 및 온도 검출 회로(210)를 포함한다. 전력 트랜지스터(PM)는 입력 전압(Vin)에 연결된다. 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자는 제어 신호(CTRL)를 받는다. 전력 트랜지스터(PM)는 제어 신호(CTRL)에 따라 입력 전압(Vin)을 출력 전압(Vout)으로 변환한다. 열 저항기(RNTC)는 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자(예를 들어 게이트)와 기준 접지 전압(GND) 사이에 직렬로 연결된다. 열 저항기(RNTC)는 음의 온도 계수를 가진다. 즉, 열 저항기(RNTC)의 저항은 주위 온도와 반비례한다.2 is a schematic diagram of a power conversion apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the power converter 200 includes a power transistor PM, a thermal resistor RNTC, and a temperature detection circuit 210. The power transistor PM is connected to the input voltage Vin. The control terminal of the power transistor PM receives the control signal CTRL. The power transistor PM converts the input voltage Vin into the output voltage Vout according to the control signal CTRL. The thermal resistor RNTC is connected in series between the control terminal (eg, gate) of the power transistor PM and the reference ground voltage GND. Thermal resistor RNTC has a negative temperature coefficient. In other words, the resistance of the thermal resistor (RNTC) is inversely proportional to the ambient temperature.

온도 검출 회로(210)는 열 저항기(RNTC) 및 전력 트랜지스터(PM)에 연결된다. 온도 검출 회로(210)는 제어 전압(CTRL)을 생성하고 이 제어 전압(CTRL)에 따라 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자에 구동 전류를 제공한다. 열 저항기(RNTC) 및 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자가 서로 연결되어 있어, 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자에 기생 용량을 충전할 뿐만 아니라 구동 전류가 열 저항기(RNTC)를 더 구동한다.The temperature detection circuit 210 is connected to the thermal resistor RNTC and the power transistor PM. The temperature detection circuit 210 generates a control voltage CTRL and provides a driving current to the control terminal of the power transistor PM according to the control voltage CTRL. The control terminals of the thermal resistor RNTC and the power transistor PM are connected to each other so that not only the parasitic capacitance is charged to the control terminal of the power transistor PM, but the driving current further drives the thermal resistor RNTC.

열 저항기(RNTC)의 주위 환경 온도가 증가할 때, 열 저항기(RNTC)의 저항은 감소하고, 이 경우, 점차로 감소되는 저항의 열 저항기(RNTC)를 구동하기 위해 필요한 구동 전류의 전류 값은 증가한다. 반면, 온도 검출 회로(210)는, 주위 환경 온도의 다양한 상태를 알기 위해서, 구동 전류의 크기를 검출함으로써 열 저항기(RNTC)의 저항의 다양한 상태를 알 수 있다. 즉, 온도 검출 회로(210)는 구동 전류에 따라 초과 온도 보호 신호를 생성한다.When the ambient temperature of the thermal resistor RNTC increases, the resistance of the thermal resistor RNTC decreases, in which case the current value of the driving current required to drive the thermal resistor RNTC of the gradually decreasing resistance increases. do. On the other hand, the temperature detection circuit 210 may know various states of the resistance of the thermal resistor RNTC by detecting the magnitude of the driving current in order to know various states of the ambient environment temperature. That is, the temperature detection circuit 210 generates an excess temperature protection signal in accordance with the drive current.

한편, 전력변환장치(200)는 변압기(T1), 정류기(250) 및 저항기(Rcs)를 더 포함한다. 변압기(T1)의 제1 권선은 전력 트랜지스터(PM)의 제1 단자 및 입력 전압(Vin) 사이에 직렬로 연결되고, 변압기(T1)의 제2 권선은 정류기(250)에 연결된다. 전력 트랜지스터(PM)가 제어 신호(CTRL)에 따라 순차적으로 턴온 및 턴오프 되면, 변압기(T1) 제1 권선의 전압이 제1 권선의 전압 변동을 통해 제2 권선에 변화되어 나타난다. 정류기(250)는 변압기(T1) 제2 권선에 나타나는 전압을 받아 정류하여 출력 전압(Vout)을 생성한다.Meanwhile, the power converter 200 further includes a transformer T1, a rectifier 250, and a resistor Rcs. The first winding of the transformer T1 is connected in series between the first terminal of the power transistor PM and the input voltage Vin, and the second winding of the transformer T1 is connected to the rectifier 250. When the power transistor PM is sequentially turned on and off according to the control signal CTRL, the voltage of the first winding of the transformer T1 is changed to the second winding through the voltage variation of the first winding. The rectifier 250 receives the voltage appearing in the second winding of the transformer T1 and rectifies the rectifier to generate an output voltage Vout.

정류기(250)는 다이오드(D1) 및 커패시터(C1)를 포함하고, 다이오드(D1)의 양극은 변압기(T1) 제2 권선에 연결되고 다이오드(D1)의 음극은 커패시터(C1)의 일 단자에 연결되고, 커패시터(C1)의 다른 단자(다이오드(D1)에 연결되지 않은 단자)는 기준 접지 전압(GND)에 연결된다.The rectifier 250 includes a diode D1 and a capacitor C1, the anode of the diode D1 is connected to the second winding of the transformer T1 and the cathode of the diode D1 is connected to one terminal of the capacitor C1. The other terminal of the capacitor C1 (terminal not connected to the diode D1) is connected to the reference ground voltage GND.

본 실시 예에서, 열 저항기(RNTC)와 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자가 동일한 단자에 연결되어 있어, 전력변환장치(200)가 칩에 집적될 때, 별도의 핀들이 없이, 단지 하나의 핀(GD)이 제공되어 열 저항기(RNTC)와 전력 트랜지스터(PM)를 연결한다.In this embodiment, the thermal resistor RNTC and the control terminal of the power transistor PM are connected to the same terminal, so that when the power converter 200 is integrated in the chip, only one pin, without separate pins (GD) is provided to connect the thermal resistor (RNTC) and the power transistor (PM).

또한, 저항기(Rcs)는 전력 트랜지스터(PM) 및 기준 접지 전압(GND) 사이에 직렬로 연결되고, 전력 트랜지스터(PM)를 통해 흐르는 전류를 검출하는데 사용된다.In addition, the resistor Rcs is connected in series between the power transistor PM and the reference ground voltage GND, and is used to detect a current flowing through the power transistor PM.

도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 온도 검출 회로(210)의 개략적인 다이어그램이다. 도 3을 참조하면, 온도 검출 회로(210)는 전류 검출기(211), 구동기(212) 및 비교기(CMP2)를 포함한다. 구동기(212)는 핀(GD)을 통해 열 저항기(RNTC)에 연결된다. 구동기(212)는 펄스폭변조(PWM) 신호(PWMS)를 받고 이 펄스폭변조 신호(PWMS)에 따라 제어 신호(CTRL)를 생성한다. 구동기(212)는 제어 신호(CTRL)에 따라 핀(GD)을 통해 구동 전류를 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자에 제공한다. 3 is a schematic diagram of a temperature detection circuit 210 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the temperature detection circuit 210 includes a current detector 211, a driver 212, and a comparator CMP2. Driver 212 is connected to thermal resistor RNTC via pin GD. The driver 212 receives the pulse width modulated signal PWM and generates the control signal CTRL according to the pulse width modulated signal PWM. The driver 212 provides a driving current to the control terminal of the power transistor PM through the pin GD according to the control signal CTRL.

전류 검출기(211)는 구동기(212)에 연결되고 구동기(212)가 제공하는 구동 전류에 따라 비교 전압(CPV)을 생성한다. 비교기(CMP2)는 전류 검출기(211)에 연결되고, 비교 전압(CPV)을 받고, 초과 온도 보호 신호(OPT)를 생성하기 위해 비교 전압(CPV)와 소정의 역치 전압(Vref)을 비교한다.The current detector 211 is connected to the driver 212 and generates a comparison voltage CPV according to the driving current provided by the driver 212. The comparator CMP2 is connected to the current detector 211, receives a comparison voltage CPV, and compares the comparison voltage CPV with a predetermined threshold voltage Vref to generate an over temperature protection signal OPT.

상세히 설명하면, 주변 환경 온도가 증가할 때, 열 저항기(RNTC)의 저항은 그에 따라 감소하고, 열 저항기(RNTC)를 구동하기에 충분한, 제어 신호(CTRL)에 따라 구동기(212)가 생성하는 구동 전류도 또한 증가한다. 전류 검출기(211)는 점차로 증가하는 구동 전류를 검출하고 점차로 증가된 전압값의 비교 전압(CPV)을 생성한다. 비교 전압(CPV)이 소정 역치 전압(Vref)보다 높을 때, 비교기(CMP2)는 초과 온도 보호 신호(OPT)를 생성하여 전력변환장치(200)가 초과 온도 상태임을 알린다.In detail, when the ambient temperature increases, the resistance of the thermal resistor RNTC decreases accordingly, which the driver 212 generates in accordance with the control signal CTRL, which is sufficient to drive the thermal resistor RNTC. Drive current also increases. The current detector 211 detects a gradually increasing driving current and generates a comparison voltage CPV of gradually increasing voltage values. When the comparison voltage CPV is higher than the predetermined threshold voltage Vref, the comparator CMP2 generates the excess temperature protection signal OPT to indicate that the power converter 200 is in the excess temperature state.

전력변환장치(200)가 초과 온도 상태일 때, 주위 환경 온도를 적절히 감소시키기 위해서, 전력변환장치(200)는 전력 트랜지스터(PM)(턴오프 상태로 유지)의 작동을 일시적으로 중단할 수 있고 또는 전력 트랜지스터(PM)의 작동 턴온 및 턴오프 빈도를 감소시킬 수 있다.When the power converter 200 is in an over temperature state, in order to appropriately reduce the ambient temperature, the power converter 200 may temporarily stop the operation of the power transistor PM (keep turned off). Alternatively, the operation turn on and turn off frequency of the power transistor PM may be reduced.

도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 전류 검출기(211) 및 구동기(212)의 개략적인 다이어그램이다. 도 4를 참조하면, 구동기(211)는 스위치로 동작하는 트랜지스터들 M1 및 M2를 포함한다. 트랜지스터(M1)는 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 구비한다. 트랜지스터(M1)의 제1 단자는 동작 전압(VCC)을 받고, 제2 단자는 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자에 연결되고, 제어 단자는 펄스폭변조 신호(PWMS)를 받는다. 트랜지스터(M2) 역시 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 구비한다. 트랜지스터(M2)의 제2 단자는 기준 접지 전압(GND)을 받고, 제1 단자는 전력 트랜지스터(PM)의 제어 단자에 연결되고, 제어 단자는 펄스폭변조 신호(PWMS)를 받는다. 트랜지스터들 M1 및 M2는 동시에 턴온 될 수 없다.4 is a schematic diagram of a current detector 211 and a driver 212 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the driver 211 includes transistors M1 and M2 that operate as switches. Transistor M1 has a first terminal, a second terminal and a control terminal. The first terminal of the transistor M1 receives an operating voltage VCC, the second terminal is connected to a control terminal of the power transistor PM, and the control terminal receives a pulse width modulation signal PWM. Transistor M2 also has a first terminal, a second terminal and a control terminal. The second terminal of the transistor M2 receives a reference ground voltage GND, the first terminal is connected to a control terminal of the power transistor PM, and the control terminal receives a pulse width modulation signal PWM. Transistors M1 and M2 cannot be turned on at the same time.

트랜지스터(M1)가 턴온(트랜지스터 M2가 턴오프) 될 때, 구동 전류(IUD)가 트랜지스터(M1)의 제1 단자 및 제2 단자 사이에 생성되고, 이 구동 전류(IUD)는 핀(GD)에 제공된다. 또한, 트랜지스터(M2)가 턴온(트랜지스터 M1이 턴오프) 될 때, 트랜지스터(M2)의 제1 단자는 전류(ILD)를 트랜지스터(M2)의 제2 단자로 흘린다(drain).When transistor M1 is turned on (transistor M2 is turned off), drive current IUD is generated between the first and second terminals of transistor M1, and this drive current IUD is pin GD. Is provided. In addition, when the transistor M2 is turned on (transistor M1 is turned off), the first terminal of the transistor M2 flows the current ILD to the second terminal of the transistor M2.

전류 검출기(211)는 트랜스컨덕턴스 증폭기(GM1) 및 저항기(RA)를 포함한다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(GM1)의 두 입력 단자는 각각 트랜지스터(M1)의 제1 단자 및 제2 단자에 연결되고, 트랜스컨덕턴스 증폭기(GM1)의 출력 단자는 저항기(RA)의 일 단자 및 비교기(CMP2)의 음의 입력 단자에 연결된다. 또한, 저항기(RA)의 다른 단자(트랜스컨덕턴스 증폭기(GM1)에 연결되지 않은 단자)는 기준 접지 전압(GND)에 연결된다. 구동 전류(IUD)가 트랜지스터(M1)의 제1 단자 및 제2 단자를 통해 흐를 때, 트랜지스터(M1)의 제1 단자 및 제2 단자의 교차 전압(cross voltage)이 트랜스컨덕턴스 증폭기(GM1)에 전달된다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(GM1)는 트랜지스터(M1)의 제1 단자 및 제2 단자의 교차 전압(cross voltage)에 대응하여 전류를 발생하고, 이 같은 전류가 저항기(RA)를 통해 기준 접지 전압(GND)으로 흐른다.The current detector 211 includes a transconductance amplifier GM1 and a resistor RA. Two input terminals of the transconductance amplifier GM1 are connected to the first terminal and the second terminal of the transistor M1, respectively, and the output terminal of the transconductance amplifier GM1 is one terminal of the resistor RA and the comparator CMP2. It is connected to the negative input terminal of. Also, the other terminal of the resistor RA (terminal not connected to the transconductance amplifier GM1) is connected to the reference ground voltage GND. When the driving current IUD flows through the first terminal and the second terminal of the transistor M1, the cross voltage of the first terminal and the second terminal of the transistor M1 is applied to the transconductance amplifier GM1. Delivered. The transconductance amplifier GM1 generates a current corresponding to the cross voltage of the first terminal and the second terminal of the transistor M1, and this current passes through the resistor RA to the reference ground voltage GND. Flows into.

도 5는 본 고안의 일 실시 예에 따른 신호 파형이다. 펄스폭변조 신호(PWMS)가 낮은 전압 레벨에서 높은 전압 레벨로 천이할 때, 핀(GD) 상의 전압은 그에 따라 높은 레벨로 올라간다(pulled high). 펄스폭변조 신호(PWMS)가 낮은 전압 레벨에서 높은 전압 레벨로 천이하는 순간, 구동기(212)가 제공하는 구동 전류(IUD)는 즉시 높은 레벨로 올라가고(pulled high), 이어서 일정한 전류 레벨로 떨어진다. 이제 구동 전류(IUD)가 안정적으로 되어, 비교기는 구동 전류(IUD)에 따라 생성된 비교 전압을 소정의 역치 전압과 비교하여 초과 온도 보호 신호를 생성한다.5 is a signal waveform according to an embodiment of the present invention. When the pulse width modulated signal PWM transitions from a low voltage level to a high voltage level, the voltage on pin GD rises accordingly to a high level. As soon as the pulse width modulation signal PWM transitions from a low voltage level to a high voltage level, the drive current IUD provided by the driver 212 immediately rises to a high level and then falls to a constant current level. The drive current IUD is now stable, and the comparator generates an over temperature protection signal by comparing the comparison voltage generated according to the drive current IUD with a predetermined threshold voltage.

또한, 펄스폭변조 신호(PWMS)가 높은 전압 레벨에서 낮은 전압 레벨로 천이할 때, 구동기는 전류(ILD)를 배출하고(drain), 핀(GD) 상의 전압이 이에 따라 낮은 레벨로 내려간다(pulled down).In addition, when the pulse width modulation signal PWMS transitions from a high voltage level to a low voltage level, the driver drains the current ILD and the voltage on the pin GD goes down to the low level accordingly ( pulled down).

요약하면, 열 저항기를 전력 트랜지스터의 제어 단자에 연결하고 전력 트랜지스터의 제어 단자를 흐르는 구동 전류의 크기를 측정하는 것에 의해, 주위 환경 온도의 다양한 상태가 결정되고 초과 온도 보호 신호를 생성한다. 이 같은 방식으로 인해, 열 저항기를 연결하기 위한 추가의 핀이 필요 없어 칩 면적을 줄일 수 있고 제품의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.In summary, by connecting the thermal resistor to the control terminal of the power transistor and measuring the magnitude of the drive current flowing through the control terminal of the power transistor, various states of the ambient environment temperature are determined and produce an over temperature protection signal. This approach eliminates the need for additional pins for connecting thermal resistors, reducing chip area and improving product price competitiveness.

다양한 변경 및 변화가 본 고안의 사상을 벗어나지 않는 범위에서 본 고안의 구조에 가해질 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 상술한 점에 비추어, 본 고안은 이하의 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내에서 본 고안의 다양한 변경 및 변화를 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to the structure of the present invention without departing from the spirit of the present invention. In view of the foregoing, the present invention includes various modifications and variations of the present invention within the scope of the following claims and their equivalents.

Claims (8)

입력 전압에 연결된 전력 트랜지스터;
상기 전력 트랜지스터의 제어 단자 및 기준 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 열 저항기; 그리고,
상기 열 저항기 및 상기 전력 트랜지스터에 연결되고 제어 신호를 생성하고 상기 제어 신호에 따라 상기 전력 트랜지스터의 상기 제어 단자에 구동 전류를 제공하는 온도 검출 회로를 포함하는 전력변환장치로서,
상기 전력 트랜지스터의 제어 단자는 제어 신호를 받고, 상기 전력 트랜지스터는 상기 제어 신호에 따라 상기 입력 전압을 출력 전압으로 변경하고,
상기 열 저항기는 음의 온도 계수를 가지고,
상기 온도 검출 회로는 상기 구동 전류에 따라 초과 온도 보호 신호를 생성하는
전력변환장치.A power transistor coupled to the input voltage;
A thermal resistor connected in series between the control terminal of the power transistor and a reference ground voltage; And,
A power conversion device coupled to said thermal resistor and said power transistor and generating a control signal and providing a drive current to said control terminal of said power transistor in accordance with said control signal,
The control terminal of the power transistor receives a control signal, the power transistor changes the input voltage to an output voltage according to the control signal,
The thermal resistor has a negative temperature coefficient,
The temperature detection circuit generates an excess temperature protection signal in accordance with the drive current.
Power inverter. 제1 항에 있어서,
상기 온도 검출 회로는:
펄스폭변조 신호를 받고 상기 펄스폭변조 신호에 따라 상기 제어 신호를 생성하고 상기 제어 신호에 따라 상기 전력 트랜지스터의 상기 제어 단자에 상기 구동 전류를 제공하는 구동기;
상기 구동기에 연결되고 상기 구동 전류를 검출하는 것에 의해 비교 전압을 생성하는 전류 검출기; 그리고,
상기 전류 검출기에 연결되고, 상기 비교 전압을 받고 상기 초과 온도 보호 신호를 생성하기 위해 상기 비교 전압을 소정의 역치 전압과 비교하는 비교기
를 포함하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
The temperature detection circuit is:
A driver receiving a pulse width modulation signal and generating the control signal according to the pulse width modulation signal and providing the drive current to the control terminal of the power transistor in accordance with the control signal;
A current detector coupled to the driver and generating a comparison voltage by detecting the drive current; And,
A comparator coupled to the current detector and comparing the comparison voltage with a predetermined threshold voltage to receive the comparison voltage and generate the excess temperature protection signal
Power converter comprising a. 제2 항에 있어서,
상기 구동기는:
제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 포함하는 제1 트랜지스터; 그리고,
제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 포함하는 제2 트랜지스터
를 포함하고,
상기 제1 트랜지스터의 제1 단자는 동작 전압을 받고 제2 단자는 상기 전력 트랜지스터의 상기 제어 단자에 연결되고, 제어 단자는 상기 펄스폭변조 신호를 받고,
상기 제2 트랜지스터의 제2 단자는 상기 기준 접지 전압을 받고, 제1 단자는 상기 전력 트랜지스터의 상기 제어 단자에 연결되고, 제어 단자는 상기 펄스폭변조 신호를 받는
전력변환장치.The method of claim 2,
The driver is:
A first transistor comprising a first terminal, a second terminal, and a control terminal; And,
A second transistor comprising a first terminal, a second terminal and a control terminal
Lt; / RTI >
A first terminal of the first transistor receives an operating voltage, a second terminal is connected to the control terminal of the power transistor, a control terminal receives the pulse width modulation signal,
The second terminal of the second transistor receives the reference ground voltage, the first terminal is connected to the control terminal of the power transistor, and the control terminal receives the pulse width modulation signal.
Power inverter. 제3 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 동시에 턴온 되지 않는
전력변환장치.The method of claim 3,
The first transistor and the second transistor are not turned on at the same time
Power inverter. 제3 항에 있어서,
상기 전류 검출기는 상기 제1 트랜지스터를 통해 흐르는 상기 구동 전류에 따라 검출 전류를 획득하고,
상기 전류 검출기는 상기 검출 전류를 변경하여 상기 비교 전압을 생성하는
전력변환장치.The method of claim 3,
The current detector acquires a detection current according to the driving current flowing through the first transistor,
The current detector changes the detected current to generate the comparison voltage.
Power inverter. 제4 항에 있어서,
상기 전류 검출기는:
두 입력 단자가 각각 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자 및 제2 단자에 연결되고, 출력 단자가 상기 비교 전압을 받는 상기 비교기의 일 단자에 연결되는 트랜스컨덕턴스 증폭기; 그리고
제1 단자가 상기 트랜스컨덕턴스의 출력 단자에 연결되고 제2 단자가 상기 기준 접지 전압에 연결되며 상기 비교 신호를 생성하는 저항기
를 포함하는 전력변환장치.5. The method of claim 4,
The current detector is:
A transconductance amplifier having two input terminals respectively connected to a first terminal and a second terminal of the first transistor, and an output terminal connected to one terminal of the comparator receiving the comparison voltage; And
A resistor connected to an output terminal of the transconductance and a second terminal to the reference ground voltage and generating the comparison signal
Power converter comprising a. 제1 항에 있어서,
변압기; 그리고
정류기
를 더 포함하고,
상기 변압기의 제1 권선이 상기 전력 트랜지스터의 제1 단자 및 상기 입력 전압 사이에 연결되고,
상기 정류기는 상기 변압기의 제2 권선에 연결되고 상기 출력 전압을 생성하기 위해 상기 변압기의 제2 권선의 전압을 정류하는
전력변환장치.The method according to claim 1,
Transformers; And
rectifier
Further comprising:
A first winding of the transformer is connected between the first terminal of the power transistor and the input voltage,
The rectifier is connected to the second winding of the transformer and rectifies the voltage of the second winding of the transformer to produce the output voltage.
Power inverter. 제7 항에 있어서,
상기 정류기는:
양극이 상기 변압기의 제2 권선에 연결되고 음극이 상기 출력 전압을 생성하는 다이오드; 그리고,
제1 단자가 상기 다이오드의 음극에 연결되고 제2 단자가 상기 기준 접지 전압에 연결되는 커패시터
를 포함하는 전력변환장치.The method of claim 7, wherein
The rectifier is:
A diode having an anode connected to the second winding of the transformer and a cathode producing the output voltage; And,
A capacitor having a first terminal connected to the cathode of the diode and a second terminal connected to the reference ground voltage
Power converter comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120058818A (en) * 2010-11-30 2012-06-08 엘지이노텍 주식회사 Circuit for preventing thermal damage of power IC, and power IC system using thereof

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