KR20100062890A - 인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법 - Google Patents

인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다.
상기 인버터전압을 공급하기 위한 방법은 전원스위치 및 전기적으로 서로 연결된 인덕터를 제공하는 단계와; 구동게이트에 의한 전원스위치의 게이트를 구동하는 단계; 및 입력전압은 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환되며; 상기 음의 전압에 따른 구동게이트에 로우 구동전압을 공급하는 단계를 포함한다.
인버터회로, 전원스위치, 구동게이트, 부하

Description

인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법{INVERTER CIRCUIT AND METHOD FOR SUPPLYING AN INVERTED VOLTAGE}
본 발명은 인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 전력트랜지스터를 구동하기 위한 양질의 구동력을 갖는 인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다. 실시예에서 회로와 방법은 CCD(CHARGE COUPLE DEVICE)회로 등에 음의 전압을 공급하기 위해 이용될 수 있다.
본 출원의 인터버회로는 CCD회로에 음의 전압을 제공하는 것이다.
도1에 도시된 종래기술에 의한 인버터회로(1)와 같이 전원스위치 구동제어회로(12)는 구동게이트(14)를 통해 전원스위치(Q)를 제어한다. 전원스위치(Q) 및 인덕터(L)의 구동에 의해 배터리(BAT)로부터의 전압(Vin)은 CCD회로에 공급되는 음의전압으로 변환되며, -7V 와 같이 음의 전압이 된다. 전원스위치 구동제어회로(12)는 피드백터미널(FB)로부터 피드백신호를 얻고, 전원스위치(Q)의 게이트를 제어한다. 일반적으로 전원스위치 구동제어회로(12), 구동게이트(14), 전원스위치(Q) 및 1.25V 전원공급회로는 집적회로(10) 내에 집적된다.
상술한 종래기술에 의한 회로는 이하의 문제점을 갖는다.
구동게이트(14)의 하이 구동전압 및 로우 구동전압은 배터리(BAT)와 그라운드에 의해 구성되는 전압(Vin)에 각각 결합된다. 즉 전원스위치(Q)의 게이트는 전압(Vin)과 OV 사이에서 구동한다. 일반적으로 CCD 분야에서 배터리(BAT)는 약 1.8V - 3.2V의 전압(Vin)을 공급하는 두개의 AA 배터리이다. 만약 전원스위치(Q)가 PMOS라면 스위치의 트레스홀드전압(Vt)는 약 -1V가 될 수 있다. 다시 설명하면 상기 회로는 전원스위치(Q)의 게이트에 0.8V - 2.2V의 구동력을 갖으며, 상기 전압은 너무 낮다. 그리고 상기 전원스위치(Q)의 ON 타임 저항은 배터리(BAT)의 전압에 따라 크게 변화한다.
상술한 문제점을 해소하기 위하여 도2에 도시된 바와 같은 회로가 제안되었다. 도2의 인버터회로(2)에서 음의 전압 차지펌프(26)는 집적회로(20)에 제공되고, 구동게이트(24)용 로우 구동전압으로 공급될 수 있는 음의 전압 CPO를 발생하도록 캐패시터의 연결을 스위치한다. 결과적으로 전원스위치(Q)의 구동력과 회로안정성을 현저하게 개선할 수 있다. 그러나 이와 같은 방법은 집적회로에 외부 캐패시터장치를 필요로 하고 집적회로(20)는 다중의 다른 핀을 필요로 하는 단점이 있다. 도면에서와 같이 부가적인 핀 CP, CN 및 CPO 가 기본적인 Vin, LX, FB 및 1.25V 에 부가하여 요구된다. 비용면에서도 바람직하지 않다.
본 발명의 제1 목적은 인버터회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 인버터회로에서 이용되는 집적회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 인버터전압을 공급하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입력전압을 수신하고 상기 입력전압을 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환하는 인버터회로에 있어서, 입력전압에 결합되는 터미널을 갖는 전원스위치와; 전원스위치의 또 다른 터미널에 결합되는 제1 터미널과 그라운드에 결합되는 제2 터미널을 갖는 인덕터와; 상기 제1 터미널은 부하에 음의 전압을 공급하고, 상기 전원스위치의 게이트를 구동하는 구동게이트; 및 상기 구동게이트를 통해 전원스위치를 구동하는 구동신호를 발생하는 전원스위치 구동제어회로;를 포함하며, 상기 구동게이트는 하이 및 로우 구동전압을 수신하며, 상기 로우 구동전압은 직접 또는 간접으로 음의 전압으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 인버터회로를 제공하는 것이다.
실시예에서 본 발명에 의한 인버터회로는 로우 구동전압회로를 포함하며, 로우 구동전압회로는 직접적으로 또는 간접적으로 음의 전압을 수신하고 구동게이트에 의해 수신되는 로우 구동전압을 발생하는 것을 특징으로 한다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입력전압을 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환하도록 구동하는 전원스위치 및 전기적으로 서로 연결되는 인덕터를 포함하는 인버터회로에서 이용하기 위한 집적회로에 있어서, 상기 집적회 로는, 상기 전원스위치의 게이트를 구동하는 구동게이트; 및 상기 구동게이트를 통해 전원스위치를 구동하는 구동신호를 발생하는 전원스위치 구동제어회로;를 포함하며, 상기 구동게이트는 하이 및 로우 구동전압을 수신하며, 상기 로우 구동전압은 직접 또는 간접으로 음의 전압으로부터 얻어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 전원스위치는 상기 집적회로의 내측 또는 외측에 구비될 수 있다.
실시예에서 상기 집적회로는 직접 또는 간접적으로 음의 전압을 수신하고 구동게이트에 의해 수신되는 로우 구동전압을 발생하는 로우 구동전압회로를 포함한다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인버터전압을 공급하기 위한 방법에 있어서, 전원스위치 및 전기적으로 서로 연결되는 인덕터를 제공하는 단계와; 구동게이트에 의한 전원스위치의 게이트를 구동하는 단계; 입력전압은 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환되며, 및 상기 음의 전압에 따른 구동게이트에 로우 구동전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 음의 전압에 따른 구동게이트에 로우 구동전압을 공급하는 단계는, 상기 구동게이트가 노드에서 로우 구동전압을 수신하며 상기 노드는 음의 전압에 결합되는 단계; 또는 구동게이트에 의해 수신되는 로우 구동전압을 발생하는 부하의 터미널에 결합되는 로우 구동전압회로를 제공하는 단계; 또는 인덕터 및 구동게이트에 의해 수신되는 로우 구동전압을 발생하도록 전원스위치 사이에 연결되는 노드와 결합되는 로우 구동전압회로를 제공하는 단계를 포함한다.
상술한 본 발명에 의한 인버터회로 및 인버터전압을 공급하기 위한 방법에 의하면 집적회로(30)의 내부장치는 직접적으로 하이 전압을 접하는 것이 필요하지 않고 이로 인해 회로안정성이 증가될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
실시예에서 CCD 회로에 공급되는 -7V의 음의 전압이 인가된다. 상기 음의 전압은 여러가지 다양한 실시예 중의 하나의 실시예일 뿐이며 다양한 전압이 인가될 수 있다.
도3은 본 발명에 의한 제1 실시예이며 인버터회로의 구조를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 인버터회로(3)는 CCD 회로에 공급되는 음의 전압을 얻으며 구동게이트(34)를 위한 로우 구동전압(V-)과 같이 집적회로의 내측에 음의 전압을 공급한다. 그 결과로, 상기 인버터회로는 전원스위치(Q)에 대한 게이트 구동력 및 회로안정성을 현저하게 개선한다. 도2에 도시된 종래기술에 의한 인버터회로와 비교하여 집적회로 외측의 캐패시터장치들이 요구되지 않는다. 또한 집 적회로(30)는 세 개의 핀이 요구되지 않는다; 도시된 CP, CN, 및 CPO 그리고 하나의 핀(V-). 집적회로의 핀 갯수는 집적회로(20)의 갯수 보다 적다.
도4는 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 것이며, 로우 구동전압회로(36)를 제공한다. 상기 로우 구동전압회로(36)는 CCD 회로에 공급되는 음의 전압을 수신하고 구동전압 (V-)로 변환하며, 구동게이트(34)에 공급된다. 다시 설명하면 구동게이트(34)는 CCD 회로에 인가되는 음의 전압으로 간접적으로 로우 구동전압을 수신하는 것이다. 상기 로우 구동전압회로(36)는 이하의 장점을 갖는다.
제1 실시예에서 로우 구동전압(V-)이 CCD 회로에 공급되는 음의 전압이기 때문에, 집적회로(30)의 내부장치는 직접적으로 하이 전압으로 구동되고 하이 전압에 내구력있는 장치를 이용하는 것이 필요하다. 또한 CCD 회로에 공급되는 음의 전압은 필터되는 것이 필요한 리플(RIPPLE)을 갖는다. 도4에 도시된 제2 실시예에서 로우 구동전압회로(36)는 전압강하 또는 필터기능을 제공할 수 있으며, 구동게이트(34)에 공급되는 로우 구동전압(V-)은 보다 낮은 절대값을 갖는다. 결과적으로 집적회로(30)의 내부장치는 직접적으로 하이 전압을 접하는 것이 필요하지 않고 또한 회로안정성이 증가된다. 상기 로우 구동전압회로(36)는 전압분기회로, 전압강하회로 또는 필터회로가 될 수 있다. 또한 다른 형태의 회로가 포함될 수 있다.
상기 두 실시예에서 CCD 회로에 공급되는 음의 전압이 집적회로(30)로 얻어지며, 이와 같은 본 발명에 의한 사상은 제한되지 않는다. 도5는, 전원스위치(Q) 와 인덕터(L) 사이에 연결되는 노드(LX)에서의 전압에 따른 로우 구동전압(V-)을 발생하는 본 발명에 의한 제3 실시예를 도시한다. 도시된 구조는 CCD 회로에 공급 되는 음의 전압으로부터 로우 구동전압을 발생하도록 형성될 수 있다. 상기 노드(LX)에서의 전압은 CCD 회로에 공급되는 음의 전압과 관련되는 것이며 노드를 통과하는 전류의 흐름은 주기적으로 변화하고, 일정하지 않다. 그러므로 바람직한 실시예에서 로우 구동전압회로(38)는 직류전압평균회로가 될 수 있고, 상기 DC 전압평균회로는 노드(LX)에서 전압의 DC 전압평균값을 얻고, 로우 구동전압(V-)와 같이 구동게이트(34)에 상기 전압을 공급한다. 상기 실시예는 도4에 도시된 제2 실시예의 발명의 사상을 부가하여 포함할 수 있다. 즉, 상기 로우 구동전압회로(38)는 전압분할회로, 전압강하회로, 필터회로, DC 전압평균회로 이외의 회로를 부가하여 포함할 수 있다.
상기 로우 구동전압회로(38)는 노드(LX)의 전압으로부터 상기 회로의 입력을 얻을 수 있기 때문에, 상기 회로는 집적회로(30)의 핀 갯수를 감소할 수 있다.
본 발명은 발명의 실시예에서 참조번호와 함께 구체적으로 설명된다. 본 발명의 구체적인 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
예컨대 본 발명은 CCD 회로 이외의 음의 전압을 필요로 하는 분야에서 이용될 수 있다. 또한 다른 실시예에서 본 발명과 연결된 1.25V 회로 및 외부 캐패시터가 구체적으로 설명될 수 있다. 또한 다른 실시예에서 전원스위치(Q)가 집적회 로의 외측에 구비되는 이산장치가 될 수 있다.
앞에서 언급한 바와 같이 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도1은 종래기술에 의한 인버터회로의 구조를 도시한 것이고,
도2는 종래기술에 의한 또 다른 인버터회로의 구조를 도시한 것이고,
도3 내지 도5는 본 발명에 의한 인버터회로의 구조를 도시한 것이다.
[도면부호의 설명]
3 ... 인버터회로 30 ... 집적회로
34 ... 구동게이트 36, 38 ... 로우 구동전압회로

Claims (20)

  1. 입력전압을 수신하고 상기 입력전압을 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환하는 인버터회로에 있어서,
    입력전압에 결합되는 터미널을 갖는 전원스위치와;
    전원스위치의 또 다른 터미널에 결합되는 제1 터미널과 그라운드에 결합되는 제2 터미널을 갖는 인덕터와; 상기 제1 터미널은 부하에 음의 전압을 공급하고,
    상기 전원스위치의 게이트를 구동하는 구동게이트; 및
    상기 구동게이트를 통해 전원스위치를 구동하는 구동신호를 발생하는 전원스위치 구동제어회로;를 포함하며,
    상기 구동게이트는 하이 및 로우 구동전압을 수신하며, 상기 로우 구동전압은 직접 또는 간접으로 음의 전압으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동게이트는 노드에서 로우 구동전압을 수신하며 상기 노드는 부하의 터미널과 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  3. 제1항에 있어서,
    로우 구동전압회로를 포함하며, 로우 구동전압회로는 직접적으로 또는 간접 적으로 음의 전압을 수신하고 구동게이트에 의해 수신되는 로우 구동전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로우 구동전압회로는 부하의 터미널에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 로우 구동전압회로는 인덕터 및 전원스위치 사이에 연결된 노드에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 로우 구동전압회로는 전압구동회로, 전압강하회로 및 필터회로로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 로우 구동전압회로는 DC 전압평균회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  8. 입력전압을 수신하고 상기 입력전압을 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환 하는 인버터회로에서 이용하기 위한 집적회로에 있어서,
    상기 집적회로는,
    입력전압에 결합되는 터미널을 갖는 전원스위치와;
    상기 전원스위치의 게이트를 구동하는 구동게이트; 및
    상기 구동게이트를 통해 전원스위치를 구동하는 구동신호를 발생하는 전원스위치 구동제어회로;를 포함하며,
    상기 구동게이트는 하이 및 로우 구동전압을 수신하며, 상기 로우 구동전압은 직접 또는 간접으로 음의 전압으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 직접회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동게이트는 노드에서 로우 구동전압을 수신하며 상기 노드는 부하의 터미널과 결합되는 것을 특징으로 하는 직접회로.
  10. 제8항에 있어서,
    구동게이트에 로우 구동전압을 공급하기 위한 로우 구동전압회로를 포함하며, 로우 구동전압회로는 터미널의 부하에 결합되는 것을 특징으로하는 직접회로.
  11. 제8항에 있어서,
    구동게이트에 로우 구동전압을 공급하기 위한 로우 구동전압회로를 포함하며, 로우 구동전압회로는 전원스위치의 다른 터미널에 결합되는 것을 특징으로하는 직접회로.
  12. 입력전압을 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환하도록 구동하는 전원스위치 및 전기적으로 서로 연결되는 인덕터를 포함하는 인버터회로에서 이용하기 위한 집적회로에 있어서,
    상기 집적회로는,
    상기 전원스위치의 게이트를 구동하는 구동게이트; 및
    상기 구동게이트를 통해 전원스위치를 구동하는 구동신호를 발생하는 전원스위치 구동제어회로;를 포함하며,
    상기 구동게이트는 하이 및 로우 구동전압을 수신하며, 상기 로우 구동전압은 직접 또는 간접으로 음의 전압으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 직접회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 구동게이트는 노드에서 로우 구동전압을 수신하며 상기 노드는 부하의 터미널과 결합되는 것을 특징으로 하는 직접회로.
  14. 제12항에 있어서,
    구동게이트에 로우 구동전압을 공급하기 위한 로우 구동전압회로를 포함하며, 로우 구동전압회로는 터미널의 부하에 결합되는 것을 특징으로하는 직접회로.
  15. 제12항에 있어서,
    구동게이트에 로우 구동전압을 공급하기 위한 로우 구동전압회로를 포함하며, 로우 구동전압회로는 전원스위치의 다른 터미널에 결합되는 것을 특징으로하는 직접회로.
  16. 인버터전압을 공급하기 위한 방법에 있어서,
    전원스위치 및 전기적으로 서로 연결되는 인덕터를 제공하는 단계와;
    구동게이트에 의한 전원스위치의 게이트를 구동하는 단계;
    입력전압은 부하에 공급되는 음의 전압으로 변환되며, 및
    상기 음의 전압에 따른 구동게이트에 로우 구동전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터전압을 공급하기 위한 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 음의 전압에 따른 구동게이트에 로우 구동전압을 공급하는 단계는, 상기 구동게이트는 노드에서 로우 구동전압을 수신하며 상기 노드는 음의 전압에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터전압을 공급하기 위한 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 음의 전압에 따른 구동게이트에 로우 구동전압을 공급하는 단계는, 직접적으로 또는 간접적으로 음의 전압을 수신하고 구동게이트에 의해 수신되는 로우 구동전압을 구동하는 로우 구동전압회로를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터전압을 공급하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 로우 구동전압회로는 부하의 터미널에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터전압을 공급하기 위한 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 로우 구동전압회로는 상기 인덕터와 전원스위치 사이에 연결되는 노드에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터전압을 공급하기 위한 방법.
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