KR20050067779A - Over voltage protection circuit using zener diode in the mobile communication terminal - Google Patents

Over voltage protection circuit using zener diode in the mobile communication terminal Download PDF

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KR20050067779A KR1020030098797A KR20030098797A KR20050067779A KR 20050067779 A KR20050067779 A KR 20050067779A KR 1020030098797 A KR1020030098797 A KR 1020030098797A KR 20030098797 A KR20030098797 A KR 20030098797A KR 20050067779 A KR20050067779 A KR 20050067779A
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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 충전 회로에 과전압이 입력되는 경우에 전력 핸들링 규격이 작은 제너 다이오드를 이용하여 내부 회로 및 부품을 과전압으로부터 보호할 수 있도록 한 이동통신 단말기에서의 과전압 방지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an overvoltage protection circuit in a mobile communication terminal that can protect internal circuits and components from overvoltage by using a zener diode having a small power handling standard when an overvoltage is input to a charging circuit of the mobile communication terminal.

본 발명의 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로에 따르면, 전력 핸들링 규격이 작은 즉, 정격 전력이 낮아서 물리적으로 작은 사이즈를 갖는 제너 다이오드를 사용하여 단말기 충전 회로에 과전압이 입력되는 경우에 이러한 과전압으로부터 내부 회로 및 부품을 보호할 수 있게 된다.According to the overvoltage protection circuit using the zener diode in the mobile communication terminal of the present invention, when the overvoltage is input to the terminal charging circuit using a zener diode having a small power handling specification, that is, a low rated power and having a physically small size Internal circuits and components can be protected from such overvoltages.

또한, 본 발명은 정격 전력이 낮아서 물리적으로 작은 사이즈를 갖는 제너 다이오드를 사용하여 과전압 방지 회로를 구현함으로써, 부품 실장을 위한 공간적인 면적에 있어 제약을 받는 이동통신 단말기에서 과전압 방지 회로를 제너 다이오드를 이용하여 효율적으로 구현할 수 있게 된다.In addition, the present invention implements the overvoltage protection circuit using a zener diode having a physically small size due to the low rated power, thereby providing a zener diode in an overvoltage protection circuit in a mobile communication terminal that is restricted in space area for component mounting. It can be implemented efficiently.

Description

이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로{Over Voltage Protection Circuit Using Zener Diode In The Mobile Communication Terminal}Over voltage protection circuit using Zener diode in the mobile communication terminal

본 발명은 이동통신 단말기에서의 과전압 방지 회로에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 충전 회로에 과전압이 입력되는 경우에 전력 핸들링 규격이 작은 제너 다이오드를 이용하여 내부 회로 및 부품을 과전압으로부터 보호할 수 있도록 한 이동통신 단말기에서의 과전압 방지 회로에 관한 것이다. The present invention relates to an overvoltage protection circuit in a mobile communication terminal. In particular, when an overvoltage is input to a charging circuit of a mobile communication terminal, a zener diode having a small power handling standard can be used to protect internal circuits and components from overvoltage. An overvoltage protection circuit in a mobile communication terminal is provided.

최근에 반도체 기술 및 배터리 제조 기술 등의 발전으로 PCS 폰이나 셀룰러폰, PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 다양한 종류의 휴대용 이동통신 단말기들이 제작되어 사용되고 있으며, 이러한 이동통신 단말기는 배터리를 사용하여 단말기 구동에 필요한 전원을 공급하고 있다.Recently, various types of portable mobile terminals such as PCS phones, cellular phones, and PDAs (Personal Digital Assistants) have been manufactured and used due to the development of semiconductor technology and battery manufacturing technology. Supplying power for

이러한 이동통신 단말기에 사용되는 배터리 전압은 통상적으로 최대 4.2V를 사용(최대 순간전류 600mA)하며, 그 단말기 내부 회로는 5V 이상의 과전압 입력시 기기 및 부품들이 손상을 입을 수 있다.The battery voltage used in such a mobile terminal typically uses a maximum of 4.2V (maximum instantaneous current 600mA), and the internal circuit of the terminal may damage devices and components when an overvoltage input of 5V or more is input.

특히, 이동통신 단말기의 배터리 충전을 위한 충전회로에는 외부 전원공급장치의 이상 등으로 인해 순간적으로 발생한 과전압이 그대로 입력되는 차단시키기 위한 과전압 방지 회로 설계가 필수적이다.In particular, an overvoltage protection circuit design for blocking the overvoltage generated instantaneously due to an abnormality of an external power supply is input to a charging circuit for charging a battery of a mobile communication terminal.

이와 관련하여 일반적으로 과전압을 방지하는 회로는, 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 특정 역전압에서 제너 항복(Zener Breakdown)이 발생하여 전압 클램핑(Voltage Clamping) 현상을 보이는 제너 다이오드(Zener Diode)를 이용하고 있다.In this regard, a circuit for preventing overvoltage generally includes a Zener diode that exhibits voltage clamping due to zener breakdown at a specific reverse voltage, as shown in FIG. 1. Is using.

그리고, 전술한 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로는 첨부된 도면 도 2에 도시된 바와 같이 구성되며, 이러한 과전압 방지 회로의 역전압에서의 전류-전압 특성은 도 3에 도시된 그래프와 같은 특성을 나타낸다.In addition, the above-described overvoltage protection circuit using the Zener diode is configured as shown in FIG. 2, and the current-voltage characteristic at the reverse voltage of the overvoltage protection circuit has the same characteristics as the graph shown in FIG. 3. .

이러한 과전압 방지 회로를 이동통신 단말기 내의 배터리와 충전 입력 전압 사이에 구현하는 경우 제너 다이오드가 견딜 수 있는 전력 분산(Power dissipation)을 고려해야 하는데, 이동통신 단말기의 경우 충전 전류와 과전압 설정에 따라 차이가 있으나 최소 2W에서 4W 범위의 정격 전력을 갖는 제너 다이오드가 필요하다.When implementing the overvoltage protection circuit between the battery and the charging input voltage in the mobile communication terminal, the power dissipation that the zener diode can withstand must be considered. In the case of the mobile communication terminal, there are differences depending on the charging current and the overvoltage setting. Zener diodes with rated power ranging from at least 2W to 4W are required.

하지만, 종래 이동통신 단말기의 경우 제너 다이오드와 같은 부품 실장을 위한 공간적인 면적에 있어 제약을 받기 때문에 1W 이상의 정격 전력을 갖는 제너 다이오드를 사용할 경우 이동통신 단말기에 적용하기에는 매우 큰 사이즈가 되어 적용하기가 어렵다는 문제점이 있었다. However, in the case of the conventional mobile communication terminal, since the space area for mounting components such as the zener diode is restricted, when the zener diode having a rated power of 1W or more is used, it is very large to be applied to the mobile communication terminal. There was a difficult problem.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 전력 핸들링 규격이 작은 즉, 정격 전력이 낮아서 물리적으로 작은 사이즈를 갖는 제너 다이오드를 이용하여 부품 실장을 위한 공간적인 면적에 제약을 받는 이동통신 단말기에 적용 가능한 과전압 방지 회로를 구현하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to limit the spatial area for component mounting by using a Zener diode having a small power handling specification, that is, a low rated power and having a physically small size. An overvoltage protection circuit applicable to a mobile communication terminal is provided.

본 발명의 다른 목적은, 이동통신 단말기에 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로를 구현함으로써, 단말기 충전 회로에 과전압이 입력되는 경우에 이러한 과전압으로부터 내부 회로 및 부품을 보호할 수 있도록 하는데 있다. Another object of the present invention is to implement an overvoltage prevention circuit using a zener diode in a mobile communication terminal, so that the internal circuit and components can be protected from such overvoltage when an overvoltage is input to the terminal charging circuit.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 이동통신 단말기의 충전 회로에 대한 입력 전압이 되는 충전 전압에 병렬로 연결되는 저전력 핸들링 규격을 갖는 제너 다이오드와; 상기 제너 다이오드의 역전류에 의해 구동되는 제1바이폴라 트랜지스터와; 상기 제1바이폴라 트랜지스터의 바이어스 전압을 조절하는 다수의 저항과; 상기 제1바이폴라 트랜지스터에 병렬로 연결되어 충전 회로에 입력되는 충전 전류의 온/오프를 제어하는 P 채널 전계효과 트랜지스터와; 상기 P 채널 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 연결됨과 동시에 상기 제1바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결되어 상기 P 채널 전계효과 트랜지스터를 구동시키는 제2바이폴라 트랜지스터와; 상기 제2바이폴라 트랜지스터의 바이어스 전압을 조절하는 다수의 저항을 포함하여 이루어진 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로를 구현하는데 있다.A feature of the present invention for solving the above object is a Zener diode having a low power handling standard connected in parallel to the charging voltage that is the input voltage to the charging circuit of the mobile communication terminal; A first bipolar transistor driven by a reverse current of the zener diode; A plurality of resistors for adjusting a bias voltage of the first bipolar transistor; A P-channel field effect transistor connected in parallel to the first bipolar transistor to control on / off of a charging current input to a charging circuit; A second bipolar transistor connected to a gate terminal of the P channel field effect transistor and simultaneously connected to a collector terminal of the first bipolar transistor to drive the P channel field effect transistor; An overvoltage protection circuit using a zener diode in a mobile communication terminal including a plurality of resistors for adjusting a bias voltage of the second bipolar transistor is provided.

여기서, 상기 바이폴라 트랜지스터는, NPN형의 에미터 접지형 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.The bipolar transistor is an NPN type emitter grounding transistor.

그리고, 상기 제너 다이오드의 제너 항복 전압과, 상기 제1바이폴라 트랜지스터의 베이스 단자에 병렬로 연결된 바이어스 전압 조절용 저항을 조정하여 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압을 설정하는 것을 특징으로 한다.The zener breakdown voltage of the zener diode and the bias voltage regulating resistor connected in parallel to the base terminal of the first bipolar transistor are adjusted to set a protection voltage which becomes an operating voltage of the overvoltage protection circuit.

또한, 상기 제1바이폴라 트랜지스터는, 충전 회로에 대한 입력 전압이 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압보다 큰 전압으로 입력되는 경우 제너 다이오드의 제너 항복에 의해 흐르는 역전류에 의해 베이스-에미터 정합을 턴온 되게 하고, 컬렉터-에미터간 전압을 하이레벨에서 로우레벨로 떨어지게 함으로써, 충전 전류를 차단시키기 위한 P 채널 전계효과 트랜지스터를 구동시키는 제2바이폴라 트랜지스터를 턴오프 상태로 천이시키는 것을 특징으로 하며, 이때 상기 제2바이폴라 트랜지스터는, 제1바이폴라 트랜지스터의 컬렉터-에미터간 전압이 로우레벨로 떨어지는 경우 베이스-에미터 정합을 턴오프 상태로 천이되게 하고, 베이스-에미터간 전압을 로우레벨에서 하이레벨로 바뀌게 함으로써 P 채널 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스간 채널을 오프 상태로 천이시켜 충전 전류를 차단시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the first bipolar transistor matches base-emitter by a reverse current flowing by zener breakdown of a zener diode when an input voltage to a charging circuit is input at a voltage higher than a protection voltage that becomes an operating voltage of an overvoltage protection circuit. By turning on and dropping the collector-emitter voltage from the high level to the low level, thereby transitioning the second bipolar transistor driving the P-channel field effect transistor to turn off the charge current to a turn-off state, In this case, when the collector-emitter voltage of the first bipolar transistor drops to a low level, the second bipolar transistor transitions the base-emitter match to the turn-off state and moves the base-emitter voltage from a low level to a high level. Drain-to-Source of P-Channel Field Effect Transistors It is characterized in that the charge current is cut off by switching the channel to the off state.

나아가, 상기 제1바이폴라 트랜지스터는, 충전 회로에 대한 입력 전압이 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압보다 작은 전압으로 입력되는 경우 제너 다이오드의 역전류가 감소됨에 따라 베이스-에미터 정합을 턴오프 되게 하고, 컬렉터-에미터간 전압을 로우레벨에서 하이레벨로 바귀게 함으로써, 충전 전류를 차단시키기 위한 P 채널 전계효과 트랜지스터를 구동시키는 제2바이폴라 트랜지스터를 턴온 상태로 천이시키는 것을 특징으로 하며, 이때 상기 제2바이폴라 트랜지스터는, 제1바이폴라 트랜지스터의 컬렉터-에미터간 전압이 하이레벨로 떨어지는 경우 베이스-에미터 정합을 턴온 상태로 천이되게 하고, 베이스-에미터간 전압을 하이레벨에서 로우레벨로 떨어지게 함으로써 P 채널 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스간 채널을 온 상태로 천이시켜 충전 전류를 통과시키는 것을 특징으로 한다. Further, the first bipolar transistor turns off the base-emitter match as the reverse current of the zener diode is reduced when the input voltage to the charging circuit is input at a voltage smaller than the protection voltage which becomes the operating voltage of the overvoltage protection circuit. And shifting the collector-emitter voltage from a low level to a high level, thereby turning on a second bipolar transistor for driving a P-channel field effect transistor to block charge current. The second bipolar transistor causes the base-emitter match to transition to the on state when the collector-emitter voltage of the first bipolar transistor drops to a high level, and causes the base-emitter voltage to fall from a high level to a low level. On-phase channel of drain-source channel of channel field effect transistor Transition to the state is characterized by passing the charging current.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 이동통신 단말기의 충전 회로부에 제너 다이오드의 전압 클램핑 특성을 이용한 과전압 방지 회로를 구현하되, 낮은 정격 전력을 갖는 즉, 전력 핸들링(Power Handling) 규격이 작은 제너 다이오드를 사용하고도 큰 충전 전류에 대해서 과전압 보호 기능을 갖는 과전압 방지 회로를 구현하고자 하는데, 이러한 과전압 방지 회로는 첨부한 도면 도 4와 같이 구현할 수 있다.The present invention implements an overvoltage protection circuit using a voltage clamping characteristic of a zener diode in a charging circuit of a mobile communication terminal, but has a low rated power, that is, a large charging current even when a zener diode having a small power handling specification is used. An overvoltage protection circuit having an overvoltage protection function is to be implemented, and the overvoltage protection circuit may be implemented as shown in FIG. 4.

즉, 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로는 도 4에 도시한 바와 같이, 충전 회로에 대한 입력 전압이 되는 충전 전압(Vin)에 병렬로 연결되는 제너 다이오드(Z)와, 그 제너 다이오드(Z)의 역전류에 의해 구동되는 NPN형의 에미터 접지형 트랜지스터인 제1바이폴라 트랜지스터(Bipolar Transistor)(TR1)와, 그 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)의 바이어스(bias) 전압을 조절하기 위한 다수의 저항(Rb1, Rb2, Rc1)과, 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)에 병렬로 연결되어 충전 회로로 입력되는 충전 전류의 온/오프(on/off)를 제어하기 위한 P 채널 전력 증폭기인 P 채널 전계효과 트랜지스터(P-MOSFET)와, 그 P 채널 전계효과 트랜지스터(P-MOSFET)의 게이트 단자에 연결됨과 동시에 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 단자에 연결되어 P 채널 전계효과 트랜지스터(P-MOSFET)를 구동시키는 NPN형의 에미터 접지형 트랜지스터인 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)와, 그 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)의 바이어스 전압을 조절하기 위한 다수의 저항(R1, R2, Rc2)을 구비하여 이루어진다. That is, the overvoltage protection circuit using the zener diode in the mobile communication terminal according to the present invention, as shown in Figure 4, the zener diode (Z) connected in parallel to the charging voltage (Vin) that is the input voltage to the charging circuit And a first bipolar transistor TR1, which is an NPN-type emitter grounding transistor driven by the reverse current of the zener diode Z, and a bias of the first bipolar transistor TR1. P for controlling the on / off of the charging current input to the charging circuit connected in parallel with the plurality of resistors Rb1, Rb2, Rc1 for adjusting the voltage and the first bipolar transistor TR1. A P-channel field effect transistor (P-MOSFET), which is a channel power amplifier, and a gate terminal of the P-channel field effect transistor (P-MOSFET), and a P-channel electric field connected to a collector terminal of the first bipolar transistor TR1. Filial piety And a second bipolar transistor TR2 which is an NPN-type emitter ground transistor for driving the transistor P-MOSFET, and a plurality of resistors R1 and R2 for adjusting the bias voltage of the second bipolar transistor TR2. , Rc2).

그리고, 상술한 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압(Vp)은 아래의 수학식 1과 같으며, 제너 항복 전압(Vz)과 저항 Rb1, Rb2를 조정하여 설정하게 되며, 그 보호 전압(Vp)보다 큰 전압을 갖는 입력 전압(Vin)이 인가되는 경우 즉, 과전압 방지 회로에 과전압이 입력되는 경우에 과전압 방지 회로가 동작하게 된다.In addition, the protection voltage Vp as the operating voltage of the overvoltage protection circuit described above is represented by Equation 1 below, and is set by adjusting the zener breakdown voltage Vz and the resistors Rb1 and Rb2, and the protection voltage Vp. The overvoltage protection circuit operates when an input voltage Vin having a voltage greater than) is applied, that is, when an overvoltage is input to the overvoltage protection circuit.

이와 같은 과전압 방지 회로의 동작에 있어서, 입력 전압(Vin)이 보호 전압(Vp)보다 큰 전압으로 입력되면, 제너 다이오드(Z)에서 제너 항복이 발생하여 역전류가 흐르게 되고, 이 역전류가 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)의 베이스-에미터 정합을 턴온(Turn-On)시켜 컬렉터-에미터간 전압(Vb)을 하이레벨(high level)의 입력 전압(Vin)에서 로우레벨(low level)로 떨어지게 된다.In the operation of the overvoltage protection circuit as described above, when the input voltage Vin is input at a voltage larger than the protection voltage Vp, a zener breakdown occurs in the zener diode Z so that a reverse current flows, and this reverse current is zero. 1 Turn on the base-emitter match of the bipolar transistor TR1 to cause the collector-emitter voltage Vb to fall from the high level input voltage Vin to the low level. do.

그리고, 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)의 컬렉터-에미터간 전압(Vb)이 하이레벨의 입력 전압(Vin)에서 로우레벨로 떨어짐에 따라 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)의 베이스-에미터 정합이 턴온 상태에서 턴오프(Turn-Off) 상태로 천이되어 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)의 베이스-에미터간 전압(Vg)이 로우레벨에서 하이레벨로 바뀌게 되며, 그 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)의 베이스-에미터간 전압(Vg)이 하이레벨로 바뀌게 됨에 따라 P 채널 전계효과 트랜지스터(P-MOSFET)의 드레인-소스간 채널이 오프(off) 상태로 되면서 충전 전류를 차단시킴으로써, 입력 전압(Vin)이 보호 전압(Vp)보다 큰 과전압으로 입력되는 경우 이러한 과전압에 의해 내부 회로 및 부품이 손상되는 것을 보호하게 된다.As the collector-emitter voltage Vb of the first bipolar transistor TR1 falls from the high level input voltage Vin to the low level, the base-emitter matching of the second bipolar transistor TR2 is turned on. Transitions from the turn-off state to the base-emitter voltage Vg of the second bipolar transistor TR2 from the low level to the high level, and the base-emi of the second bipolar transistor TR2. As the inter-terminal voltage (Vg) goes to a high level, the drain-source channel of the P-channel field-effect transistor (P-MOSFET) is turned off to cut off the charging current, thereby preventing the input voltage (Vin) from the protection voltage. When input with an overvoltage greater than (Vp), this overvoltage protects the internal circuits and components from damage.

반대로, 입력 전압(Vin)이 보호 전압(Vp)보다 낮아지면, 제너 다이오드(Z)에서 제너 항복이 발생하지 않고 역전류가 감소됨에 따라 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)의 베이스-에미터 정합이 턴오프되어 컬렉터-에미터간 전압(Vb)이 로우레벨에서 하이레벨로 바뀌게 된다.On the contrary, when the input voltage Vin is lower than the protection voltage Vp, the base-emitter matching of the first bipolar transistor TR1 is turned on as zener breakdown does not occur in the zener diode Z and the reverse current is reduced. Off, the collector-emitter voltage Vb changes from low level to high level.

그리고, 제1바이폴라 트랜지스터(TR1)의 컬렉터-에미터간 전압(Vb)이 하이레벨로 바뀜에 따라 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)의 베이스-에미터 정합이 턴오프 상태에서 턴온 상태로 천이되어 베이스-에미터간 전압(Vg)이 로우레벨로 떨어지게 되며, 그 제2바이폴라 트랜지스터(TR2)의 베이스-에미터간 전압(Vg)이 로우레벨로 떨어짐에 따라 P 채널 전계효과 트랜지스터(P-MOSFET)의 드레인-소스간 채널이 온 상태가 되면서 충전 전류를 통과시킴으로써 정상적인 충전 동작을 수행할 수 있게 된다.Then, as the collector-emitter voltage Vb of the first bipolar transistor TR1 changes to a high level, the base-emitter matching of the second bipolar transistor TR2 transitions from a turn-off state to a turn-on state and then the base- The inter-emitter voltage Vg drops to a low level, and as the base-emitter voltage Vg of the second bipolar transistor TR2 falls to a low level, the drain of the P-channel field effect transistor P-MOSFET is reduced. As the channel between the sources is turned on, the charging current passes to perform a normal charging operation.

상술한 바와 같은 과전압 방지 회로를 구현하는데 있어, 도 4의 저항값으로 과전압 방지 회로를 구현하는 경우 첨부한 도면 도 5와 같은 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있는데, 이러한 과전압 방지 회로의 경우 제너 다이오드의 항복 전압과 바이폴라 트랜지스터의 베타값의 편차를 고려하더라도 6.5V 전후에서 과전압 방지 동작을 수행하게 된다.In the implementation of the overvoltage protection circuit as described above, in the case of implementing the overvoltage protection circuit with the resistance value of FIG. 4, the simulation result as shown in FIG. 5 is obtained. In the case of such an overvoltage protection circuit, the breakdown voltage of the zener diode is obtained. Even if the beta values of the and bipolar transistors are considered, the overvoltage protection operation is performed around 6.5V.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다. In addition, the embodiments according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various alternatives, modifications, and changes can be made within the scope apparent to those skilled in the art.

이상과 같이, 본 발명의 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로에 따르면, 전력 핸들링 규격이 작은 즉, 정격 전력이 낮아서 물리적으로 작은 사이즈를 갖는 제너 다이오드를 사용하여 단말기 충전 회로에 과전압이 입력되는 경우에 이러한 과전압으로부터 내부 회로 및 부품을 보호할 수 있게 된다.As described above, according to the overvoltage protection circuit using the zener diode in the mobile communication terminal of the present invention, the overvoltage is applied to the terminal charging circuit using a zener diode having a small power handling specification, that is, a low rated power and having a physically small size. When input, it is possible to protect internal circuits and components from such overvoltages.

또한, 본 발명은 정격 전력이 낮아서 물리적으로 작은 사이즈를 갖는 제너 다이오드를 사용하여 과전압 방지 회로를 구현함으로써, 부품 실장을 위한 공간적인 면적에 있어 제약을 받는 이동통신 단말기에서 과전압 방지 회로를 제너 다이오드를 이용하여 효율적으로 구현할 수 있게 된다.In addition, the present invention implements the overvoltage protection circuit using a zener diode having a physically small size due to the low rated power, thereby providing a zener diode in an overvoltage protection circuit in a mobile communication terminal that is restricted in space area for component mounting. It can be implemented efficiently.

도 1은 일반적인 제너 다이오드의 전류-전압 특성을 도시한 그래프.1 is a graph showing the current-voltage characteristics of a typical zener diode.

도 2는 종래의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로를 개략적으로 도시한 도면.2 is a schematic view of an overvoltage protection circuit using a conventional zener diode.

도 3은 도 2에 도시한 과전압 방지 회로의 역전압에서의 전류-전압 특성을 도시한 그래프.3 is a graph showing current-voltage characteristics at reverse voltage of the overvoltage protection circuit shown in FIG. 2;

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로를 도시한 회로도.4 is a circuit diagram illustrating an overvoltage protection circuit using a zener diode in a mobile communication terminal according to the present invention.

도 5는 도 4에 도시한 과전압 방지 회로의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프. FIG. 5 is a graph showing a simulation result of the overvoltage protection circuit shown in FIG. 4. FIG.

Claims (7)

이동통신 단말기의 충전 회로에 대한 입력 전압이 되는 충전 전압에 병렬로 연결되는 저전력 핸들링 규격을 갖는 제너 다이오드와;A zener diode having a low power handling specification connected in parallel to a charging voltage that is an input voltage to the charging circuit of the mobile communication terminal; 상기 제너 다이오드의 역전류에 의해 구동되는 제1바이폴라 트랜지스터와;A first bipolar transistor driven by a reverse current of the zener diode; 상기 제1바이폴라 트랜지스터의 바이어스 전압을 조절하는 다수의 저항과;A plurality of resistors for adjusting a bias voltage of the first bipolar transistor; 상기 제1바이폴라 트랜지스터에 병렬로 연결되어 충전 회로에 입력되는 충전 전류의 온/오프를 제어하는 P 채널 전계효과 트랜지스터와;A P-channel field effect transistor connected in parallel to the first bipolar transistor to control on / off of a charging current input to a charging circuit; 상기 P 채널 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 연결됨과 동시에 상기 제1바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결되어 상기 P 채널 전계효과 트랜지스터를 구동시키는 제2바이폴라 트랜지스터와;A second bipolar transistor connected to a gate terminal of the P channel field effect transistor and simultaneously connected to a collector terminal of the first bipolar transistor to drive the P channel field effect transistor; 상기 제2바이폴라 트랜지스터의 바이어스 전압을 조절하는 다수의 저항을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.And a plurality of resistors for adjusting a bias voltage of the second bipolar transistor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바이폴라 트랜지스터는, NPN형의 에미터 접지형 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.The bipolar transistor is an NPN type emitter grounding transistor, characterized in that the over-voltage protection circuit using a zener diode in the mobile communication terminal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제너 다이오드의 제너 항복 전압과, 상기 제1바이폴라 트랜지스터의 베이스 단자에 병렬로 연결된 바이어스 전압 조절용 저항을 조정하여 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.In the mobile communication terminal characterized in that for adjusting the zener breakdown voltage of the zener diode and the resistor for regulating the bias voltage connected in parallel to the base terminal of the first bipolar transistor to set the protection voltage to be the operating voltage of the overvoltage protection circuit. Overvoltage protection circuit using Zener diode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1바이폴라 트랜지스터는, 충전 회로에 대한 입력 전압이 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압보다 큰 전압으로 입력되는 경우 제너 다이오드의 제너 항복에 의해 흐르는 역전류에 의해 베이스-에미터 정합을 턴온 되게 하고, 컬렉터-에미터간 전압을 하이레벨에서 로우레벨로 떨어지게 함으로써, 충전 전류를 차단시키기 위한 P 채널 전계효과 트랜지스터를 구동시키는 제2바이폴라 트랜지스터를 턴오프 상태로 천이시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.The first bipolar transistor turns on the base-emitter match by reverse current flowing by zener breakdown of the zener diode when the input voltage to the charging circuit is input at a voltage greater than the protection voltage that becomes the operating voltage of the overvoltage protection circuit. And a second bipolar transistor for driving a P-channel field effect transistor to cut off the charging current by turning the collector-emitter voltage from a high level to a low level in a turn-off state. Overvoltage protection circuit using Zener diode 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제2바이폴라 트랜지스터는, 제1바이폴라 트랜지스터의 컬렉터-에미터간 전압이 로우레벨로 떨어지는 경우 베이스-에미터 정합을 턴오프 상태로 천이되게 하고, 베이스-에미터간 전압을 로우레벨에서 하이레벨로 바뀌게 함으로써 P 채널 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스간 채널을 오프 상태로 천이시켜 충전 전류를 차단시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.The second bipolar transistor causes the base-emitter match to transition to a turn-off state when the collector-emitter voltage of the first bipolar transistor drops to a low level, and changes the base-emitter voltage from a low level to a high level. And a charge current is cut off by switching the drain-source channel of the P-channel field effect transistor to an off state, thereby preventing a charge current. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1바이폴라 트랜지스터는, 충전 회로에 대한 입력 전압이 과전압 방지 회로의 동작 전압이 되는 보호 전압보다 작은 전압으로 입력되는 경우 제너 다이오드의 역전류가 감소됨에 따라 베이스-에미터 정합을 턴오프 되게 하고, 컬렉터-에미터간 전압을 로우레벨에서 하이레벨로 바귀게 함으로써, 충전 전류를 차단시키기 위한 P 채널 전계효과 트랜지스터를 구동시키는 제2바이폴라 트랜지스터를 턴온 상태로 천이시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.The first bipolar transistor causes the base-emitter match to be turned off as the reverse current of the zener diode decreases when the input voltage to the charging circuit is input at a voltage less than the protection voltage which becomes the operating voltage of the overvoltage protection circuit. And converting the collector-emitter voltage from a low level to a high level, thereby causing the second bipolar transistor for driving the P-channel field effect transistor to block the charging current to be turned on. Overvoltage protection circuit using Zener diode. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2바이폴라 트랜지스터는, 제1바이폴라 트랜지스터의 컬렉터-에미터간 전압이 하이레벨로 떨어지는 경우 베이스-에미터 정합을 턴온 상태로 천이되게 하고, 베이스-에미터간 전압을 하이레벨에서 로우레벨로 떨어지게 함으로써 P 채널 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스간 채널을 온 상태로 천이시켜 충전 전류를 통과시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 제너 다이오드를 이용한 과전압 방지 회로.The second bipolar transistor causes the base-emitter match to transition to the on state when the collector-emitter voltage of the first bipolar transistor falls to a high level, and the voltage between the base-emitter falls from a high level to a low level. An overvoltage protection circuit using a zener diode in a mobile communication terminal, characterized by transitioning a drain-source channel of a P-channel field effect transistor to an on state to pass a charging current.
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KR100618774B1 (en) * 2005-01-28 2006-08-31 주식회사 팬택앤큐리텔 Apparatus for protecting overvoltage in a mobile communication terminal
KR100777160B1 (en) * 2006-11-01 2007-11-16 주식회사 케이이씨 Power circuit for mobile phone and semiconductor package thereof
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WO2022154438A1 (en) * 2021-01-12 2022-07-21 주식회사 엘지에너지솔루션 Relay drive circuit and battery system comprising same

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