KR20110094824A - 파워 스위치의 단락 검출회로 - Google Patents

파워 스위치의 단락 검출회로 Download PDF

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Abstract

파워 스위치의 단락 검출회로가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 파워 스위치의 단락 검출회로는, 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 파워 스위치 단락 검출회로에 있어서, 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치; 파워 스위치의 인가전압과 제1 스위치의 전류 인입부 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부; 및 전압변화 검출부에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치를 포함하며, 제2 스위치의 온/오프 동작에 기초하여 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

파워 스위치의 단락 검출회로{Short detection circuit for power switch}
본 발명의 실시예는 파워 스위치의 단락 검출회로에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 기준전압을 사용하지 않으면서 파워 스위치 출력단의 단락으로 인해 갑자기 큰 전류가 유입되는 경우에도 안정적으로 파워 스위치에 대한 단락 여부를 검출할 수 있는 파워 스위치의 단락 검출회로에 관한 것이다.
도 1은 파워 스위치의 적용예를 나타낸 도면으로서, 파워 스위치가 오디오 출력 스테이지에 적용된 경우를 나타낸다.
도면을 참조하면, 일반적으로 오디오 출력 스테이지는 파워 스위치(100)가 인덕터(105)를 포함하는 음향 출력부를 중심으로 교차하여 H-브릿지의 형태로 구성되며, 트랜지스터들(M1 내지 M4)의 스위칭 동작에 의해 2가지 상태로 동작한다.
먼저, 상태 ①에서는 트랜지스터 M1 및 M4가 턴온되며, 트랜지스터 M2 및 M3는 턴오프된다. 다음에, 상태 ②에서는 트랜지스터 M2 및 M3가 턴온되며, 트랜지스터 M1 및 M4는 턴오프된다. 이때, M1이 OFF 되고 M3가 ON 되는 순간에 M1 및 M3가 동시에 온(ON) 상태로 존재하는 구간이 발생하게 되면 슛 쓰루 전류(shoot through current)가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 M1이 오프(OFF) 된 후 어느 정도의 시간(dead time)이 지난 다음에 M3가 온 되어야 하며, 또한 M3가 오프 된 후에는 어느 정도의 시간이 지난 다음에 M1이 온 되어야 한다.
한편, 파워 스위치(100)의 상측 파워 스위치(M1) 또는 하측 파워 스위치(M3)는 온/오프 상태에 따라 전류 인입부와 전류 인출부 사이에 전압차가 발생한다. 도 2에 도시한 바와 같은 일반적인 파워 스위치의 단락 검출회로는, 이와 같은 전압차에 기초하여 상측 파워 스위치(110) 또는 하측 파워 스위치(120)가 단락되었는지의 여부를 검출한다. 즉, 상측 파워 스위치(110) 또는 하측 파워 스위치(120)가 턴오프 상태에서는 해당 파워 스위치(110 또는 120)의 양단에는 전압차가 발생하며 온 상태에서는 소정의 전압강하가 발생하게 된다.
비교기(130, 140)는 각각의 파워 스위치(110, 120)의 양단 전압을 각각의 기준전압(150, 160)과 비교하며, 해당 스위치가 온 상태에서 기준전압이상의 전압차가 검출되는 경우에는 단락된 것으로 판단하여 과전류 검출신호를 생성하여 출력한다.
일반적으로, 파워 스위치의 출력단은 인덕터에 연결되며, 상측 파워 스위치(110) 또는 하측 파워 스위치(120)가 켜졌을 때 그 스위치를 통해서 흐르는 전류의 증가 또는 감소의 기울기는 제한된다. 따라서, 파워 스위치가 정상적으로 동작하는 경우에는 상측 파워 스위치(110) 또는 하측 파워 스위치(120)가 켜지더라도 해당 스위치를 통해서 흐르는 전류는 급격하게 증가하거나 감소하지 않으며, 따라서 단락 검출회로의 기준전압도 상당히 안정적이라고 할 수 있다.
그런데, 제작공정 또는 사용상의 실수로 인해서 상측 파워 스위치(110) 또는 하측 파워 스위치(120)의 출력이 인가전압(PVDD) 또는 그라운드로 단락되는 경우, 해당 파워 스위치를 통해서 매우 큰 전류가 흐르게 된다. 이때, 도 2와 같은 형태의 일반적인 단락 검출회로에서는 해당 스위치로 갑자기 큰 전류가 흐르게 되면, 그로 인해 기준전압도 순간적으로 흔들리게 되며, 이것은 비교기의 오동작을 야기하여 단락 검출회로의 안정적인 동작을 방해하는 원인이 된다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 기준전압을 사용하지 않으면서 파워 스위치의 출력이 인가전압 또는 그라운드로 단락되어 파워 스위치로 갑자기 큰 전류가 유입되는 경우에도 안정적으로 파워 스위치에 대한 단락 여부를 검출할 수 있는 파워 스위치의 단락 검출회로를 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 스위치의 단락 검출회로는, 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 파워 스위치 단락 검출회로에 있어서, 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치; 파워 스위치의 인가전압과 제1 스위치의 전류 인입부 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부; 및 전압변화 검출부에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치를 포함하며, 제2 스위치의 온/오프 동작에 기초하여 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 파워 스위치는 인가전압과 그라운드 사이에 직렬 연결되고, 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치 및 하측 스위치를 포함하며, 파워 스위치의 출력단은 상측 스위치 및 하측 스위치의 연결 접점에 형성될 수 있다.
또한, 제1 스위치는 구동부가 상측 스위치의 구동부와 연결되며, 전류 인출부가 상측 스위치의 전류 인출부와 연결될 수 있다.
또한, 제1 스위치는 NPN 형으로 구현될 수 있으며, 제2 스위치는 PNP 형으로 구현될 수 있다.
전압변화 검출부는, 인가전압과 출력단 사이의 전압을 분압하는 적어도 하나의 전압 분압소자를 포함할 수 있다.
이 경우, 제2 스위치의 전류 인입부 및 구동부는 전압 분압소자의 양단에 각각 연결될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워 스위치의단락 검출회로는, 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 파워 스위치 단락 검출회로에 있어서, 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치; 제1 스위치의 전류 인출부와 그라운드 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부; 및 전압변화 검출부에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치를 포함하며, 제2 스위치의 온/오프 동작에 기초하여 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 파워 스위치는 인가전압과 그라운드 사이에 직렬 연결되고, 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치 및 하측 스위치를 포함하며, 파워 스위치의 출력단은 상측 스위치 및 하측 스위치의 연결 접점에 형성될 수 있다.
제1 스위치는 구동부가 하측 스위치의 구동부와 연결되며, 전류 인입부가 하측 스위치의 전류 인입부와 연결될 수 있다.
또한, 제1 스위치 및 제2 스위치는 NPN 형으로 구현될 수 있다.
전압변화 검출부는, 제1 스위치의 전류 인입부와 그라운드 사이의 전압을 분압하는 적어도 하나의 전압 분압소자를 포함할 수 있다.
또한, 제2 스위치의 구동부는 전압 분압소자의 일단에 연결되며, 제2 스위치의 전류 인출부는 그라운드에 연결될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 기준전압을 사용하지 않으면서 파워 스위치 출력단자가 인가전압이나 그라운드에 단락되어 파워 스위치로 갑자기 큰 전류가 유입되는 경우에도 안정적으로 단락 검출동작을 할 수 있게 된다.
도 1은 파워 스위치의 적용 예를 나타낸 도면으로서, 파워 스위치가 오디오 출력 스테이지에 적용된 경우를 나타낸다.
도 2는 일반적인 파워 스위치의 과전류 검출회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 스위치의 과전류 검출회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워 스위치의 과전류 검출회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 스위치의 단락 검출회로를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 파워 스위치는 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)를 구비하며, 출력단은 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)의 연결 접점에 형성된 것으로 도시하였다. 그러나, 파워 스위치의 형태는 도시한 형태에 한정되는 것이 아니며, 단독 구조로 구현될 수도 있고, 복수 개가 다양한 형태로 결합될 수도 있다. 또한, 출력단은 도시한 위치에 한정되는 것이 아니며, 상단에 위치하거나 하단에 위치할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파워 스위치의 단락 검출회로는, 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치(330), 파워 스위치의 인가전압(PVDD)과 제1 스위치(330)의 전류 인입부 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부(340), 및 전압변화 검출부(340)에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치(350)를 포함하며, 제2 스위치(350)의 온/오프 동작에 기초하여 파워 스위치에 대한 단락 여부를 검출한다. 이때, 파워 스위치의 단락 검출회로는 제2 스위치(350)의 전류 인출부에서의 전류 레벨을 검출하는 전류 검출부(360)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 파워 스위치는 인가전압(PVDD)과 그라운드 사이에 직렬로 연결되고, 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)를 포함할 수 있다. 또한, 파워 스위치의 출력단(OUT)은 상측 스위치(310) 및 하측 스위치(320)의 연결 접점에 형성될 수 있다. 그러나 파워 스위치의 형태는 도시한 형태에 한정되지 않으며, 단독 구조로 형성될 수도 있고, 복수 개가 다양한 형태로 결합될 수도 있다. 또한, 출력단의 위치는 도시한 위치에 한정되지 않으며, 파워 스위치의 상단에 위치하거나 하단에 위치할 수도 있다.
또한, 상측 스위치(310), 하측 스위치(320), 제1 스위치(330) 및 제2 스위치(350)는, 접합형 FET(Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), JFET(Junction gate FET) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 스위치(310, 320, 330, 350)는 NPN 형으로 구현되거나, PNP 형으로 구현될 수 있다.
NPN 형으로 구현된 스위치의 경우, 구동부는 FET 계열의 게이트 및 BJT, IGBT 계열의 베이스를 포함한다. 또한, 전류 인입부는 FET 계열의 드레인, BJT, IGBT 계열의 콜렉터를 포함한다. 또한, 전류 인출부는 FET 계열의 소스, BJT, IGBT 계열의 에미터를 포함한다.
PNP 형으로 구현된 스위치의 경우, 구동부는 FET 계열의 게이트 및 BJT, IGBT 계열의 베이스를 포함한다. 또한, 전류 인입부는 FET 계열의 소스, BJT, IGBT 계열의 에미터를 포함한다. 또한, 전류 인출부는 FET 계열의 드레인, BJT, IGBT 계열의 콜렉터를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 스위치(310, 320, 330, 350)는 FET 계열로 구현될 수 있다. 또한, 상측 스위치(310), 하측 스위치(320) 및 제1 스위치(330)는 NPN 형으로 구현되며, 제2 스위치(350)는 PNP 형으로 구현될 수 있다.
또한, 제1 스위치(330)의 게이트는 상측 스위치(310)의 게이트와 연결되어 서로 연동하여 동작하도록 구현될 수 있다. 또한, 상측 스위치(310)의 드레인에는 인가전압(PVDD)이 연결되며, 상측 스위치(310)의 소스 및 제1 스위치(330)의 소스가 서로 연결될 수 있다. 또한, 전압변화 검출부(340)는 인가전압(PVDD)와 제1 스위치(330)의 드레인 사이의 전압을 분압하는 전압 분압소자와, 인가전압(PVDD)와 제1 스위치(330)의 드레인 사이의 전압 레벨을 조절하는 다이오드를 포함할 수 있다. 도 3에는 전압변화 검출부(340)가 분압 저항 R1, R2 및 다이오드(D1)를 구비하며, 분압 저항 R2의 일단이 상측 스위치(310)의 드레인에 연결되고 타단이 분압 저항 R1의 일단에 연결되며, 분압 저항 R1의 타단은 다이오드(D1)의 애노드(anode)에 연결되고, 다이오드(D1)의 캐소드(cathod)가 제1 스위치(330)의 드레인에 연결된 것으로 도시하였다.
그러나, 제1 스위치(330) 및 전압변화 검출부(340)는 도시한 형태에 한정되지 않으며, 다양하게 변형된 형태로 연결될 수도 있다. 예를 들어, 분압 저항 R2의 일단이 상측 스위치(310)의 드레인에 연결되고 타단이 분압 저항 R1의 일단에 연결되며, 분압 저항 R1의 타단은 제1 스위치(330)의 드레인에 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치(330)의 소스는 다이오드(D1)의 애노드에 연결되며, 다이오드(D1)의 캐소드가 상측 스위치(310)의 소스에 연결될 수 있다.
또는, 분압 저항 R2의 일단이 상측 스위치(310)의 드레인에 연결되고 타단이 제1 스위치(330)의 드레인에 연결되며, 제1 스위치(330)의 소스는 분압 저항 R1의 일단에 연결될 수 있다. 이 경우, 분압 저항 R1의 타단은 다이오드(D1)의 애노드에 연결되며, 다이오드(D1)의 캐소드가 상측 스위치(310)의 소스에 연결될 수 있다.
또한, 다이오드(D2)의 방향은 도시한 방향에 한정되지 않으며, 도시된 방향과 반대 방향으로 연결될 수도 있다.
제2 스위치(350)의 소스 및 게이트는 적어도 하나의 전압 분압소자의 양단에 각각 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 스위치(350)의 드레인에는 출력되는 전류의 레벨을 검출하는 전류 검출부(360)가 마련될 수 있다. 도 3에는 제2 스위치(350)의 소스가 분압 저항 R2의 일단에 연결되며, 제2 스위치(350)의 게이트가 분압 저항 R2의 타단에 연결된 것으로 도시하였다.
파워 스위치가 정상 동작하는 경우, 상측 스위치(310)가 턴온되면 상보적으로 동작하는 하측 스위치(320)는 오프 상태이며, 출력단(OUT)에는 인가전압(PVDD)에 거의 유사한 전압이 걸리게 되고, 상측 스위치(310)와 연동하여 턴온된 제1 스위치(330)에 의해 전압변화 검출부(340)의 분압 저항 R1 및 R2의 양단에는 0에 가까운 전압이 걸리게 된다. 따라서, 분압 저항 R2의 양단에 연결된 제2 스위치(350)의 게이트와 소스 사이의 전압도 0에 가깝기 때문에 제2 스위치(350)의 소스와 드레인 사이에는 전류가 흐르지 못하며, 제2 스위치(350)의 드레인의 전류는 'LOW' 상태에 있게 된다.
만일, 파워 스위치의 출력단(OUT)이 그라운드에 단락되면, 상측 스위치(310)를 턴온되는 순간에 상측 스위치(310)와 연동하여 턴온된 제1 스위치(330)에 의해 전압변화 검출부(340)의 분압 저항 R1 및 R2의 양단에는 인가전압(PVDD)이 걸리게 되며, 그에 따라 분압 저항 R2에 걸린 전압도 상승한다. 여기서, 분압 저항 R2에 걸리는 전압은 저항 R1 및 R2의 비를 조절하여 결정될 수 있다. 이때, 출력단의 그라운드 단락으로 인해 상측 스위치(310)에는 과전류가 흐르기 때문에, 순간적으로 분압 저항 R2의 양단에 걸리는 전압도 제2 스위치(350)를 턴온시킬 수 있을 정도로 충분히 크다. 제2 스위치(350)가 턴온되면 제2 스위치(350)의 드레인에는 인가전압(PVDD)이 걸리게 되며, 따라서 제2 스위치(350)의 드레인에서 검출된 신호는 'HIGH'가 된다. 이 경우, 제2 스위치(350)의 드레인에서의 신호 레벨은 다이오드의 개수, 전압 분배저항의 비율, 전류 검출부(360)의 전류 세기 등에 의해 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워 스위치의 단락 검출회로를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 파워 스위치는 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치(410) 및 하측 스위치(420)를 구비하며, 출력단은 상측 스위치(410) 및 하측 스위치(420)의 연결 접점에 형성된 것으로 도시하였다. 그러나, 파워 스위치의 형태는 도시한 형태에 한정되는 것이 아니며, 단독 구조로 구현될 수도 있고, 복수 개가 다양한 형태로 결합될 수도 있다. 또한, 출력단은 도시한 위치에 한정되는 것이 아니며, 상단에 위치하거나 하단에 위치할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파워 스위치의 단락 검출회로는, 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치(430), 제1 스위치(430)의 전류 인출부와 그라운드 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부(440), 및 전압변화 검출부(440)에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치(450)를 포함하며, 제2 스위치(450)의 온/오프 동작에 기초하여 파워 스위치에 대한 단락 여부를 검출한다. 이때, 파워 스위치의 단락 검출회로는 제2 스위치(450)의 전류 인입부에서의 전류 레벨을 검출하는 전류 검출부(460)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 파워 스위치는 인가전압(PVDD)과 그라운드 사이에 직렬로 연결되고, 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치(410) 및 하측 스위치(420)를 포함할 수 있다. 또한, 파워 스위치의 출력단(OUT)은 상측 스위치(410) 및 하측 스위치(420)의 연결 접점에 형성될 수 있다. 그러나 파워 스위치의 형태는 도시한 형태에 한정되지 않으며, 단독 구조로 형성될 수도 있고, 복수 개가 다양한 형태로 결합될 수도 있다. 또한, 출력단의 위치는 도시한 위치에 한정되지 않으며, 파워 스위치의 상단에 위치하거나 하단에 위치할 수도 있다.
또한, 상측 스위치(410), 하측 스위치(420), 제1 스위치(430) 및 제2 스위치(450)는, 접합형 FET, MOSFET, BJT, IGBT, JFET 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 스위치(410, 420, 430, 450)는 NPN 형으로 구현되거나, PNP 형으로 구현될 수 있다.
NPN 형으로 구현된 스위치의 경우, 구동부는 FET 계열의 게이트 및 BJT, IGBT 계열의 베이스를 포함한다. 또한, 전류 인입부는 FET 계열의 드레인, BJT, IGBT 계열의 콜렉터를 포함한다. 또한, 전류 인출부는 FET 계열의 소스, BJT, IGBT 계열의 에미터를 포함한다.
PNP 형으로 구현된 스위치의 경우, 구동부는 FET 계열의 게이트 및 BJT, IGBT 계열의 베이스를 포함한다. 또한, 전류 인입부는 FET 계열의 소스, BJT, IGBT 계열의 에미터를 포함한다. 또한, 전류 인출부는 FET 계열의 드레인, BJT, IGBT 계열의 콜렉터를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 스위치(410, 420, 430, 450)는 FET 계열의 NPN 형으로구현된다.
또한, 제1 스위치(430)의 게이트는 하측 스위치(420)의 게이트와 연결되어 서로 연동하여 동작하도록 구현될 수 있다. 또한, 하측 스위치(420)의 소스는 그라운드와 연결되며, 하측 스위치(420)의 드레인 및 제1 스위치(430)의 드레인이 서로 연결될 수 있다. 또한, 전압변화 검출부(440)는 그라운드와 제1 스위치(430)의 소스 사이의 전압을 분압하는 전압 분압소자와, 그라운드와 제1 스위치(430)의 소스 사이의 전압 레벨을 조절하는 다이오드를 포함할 수 있다. 도 4에는 전압변화 검출부(440)가 분압 저항 R3, R4 및 다이오드(D2)를 구비하며, 분압 저항 R4의 일단이 그라운드에 연결되고 그 타단이 제2 스위치(450)의 게이트 및 분압 저항 R3의 일단에 연결된 것으로 도시하였다. 이때, 분압 저항 R3의 타단은 다이오드(D2)의 캐소드에 연결되며, 다이오드(D2)의 애노드는 제1 스위치(430)의 소스에 연결된다.
그러나, 제1 스위치(430) 및 전압변화 검출부(440)는 도시한 형태에 한정되지 않으며, 다양하게 변형된 형태로 연결될 수도 있다. 예를 들어, 분압 저항 R4의 일단이 그라운드에 연결되고 그 타단이 제2 스위치(450)의 게이트 및 분압 저항 R3의 일단에 연결되며, 분압 저항 R3의 타단이 제1 스위치(430)의 소스에 연결되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치(430)의 드레인은 다이오드(D2)의 캐소드에 연결될 수 있으며, 다이오드(D2)의 애노드는 하측 스위치(420)의 드레인과 연결될 수 있다.
또는, 분압 저항 R4의 일단이 그라운드에 연결되고 그 타단이 제1 스위치(430)의 소스 및 제2 스위치(450)의 게이트에 연결되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치(430)의 드레인은 분압 저항 R3의 일단에 연결되며, 분압 저항 R3의 타단이 다이오드(D2)의 캐소드에 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 다이오드(D2)의 애노드는 하측 스위치(420)의 드레인과 연결될 수 있다.
또한, 다이오드(D2)의 방향은 도시한 방향에 한정되지 않으며, 도시된 방향과 반대 방향으로 연결될 수도 있다.
또한, 제2 스위치(450)의 소스는 그라운드에 연결되며, 드레인에는 입력되는 전류의 레벨을 검출하는 전류 검출부(460)가 마련될 수 있다.
파워 스위치가 정상 동작하는 경우, 하측 스위치(420)가 턴온되면 상보적으로 동작하는 상측 스위치(410)는 오프 상태이며, 출력단(OUT)에는 그라운드에 거의 유사한 전압이 걸리게 되고, 하측 스위치(420)와 연동하여 턴온된 제1 스위치(430)에 의해 전압변화 검출부(440)의 분압 저항 R3 및 R4의 양단에는 0에 가까운 전압이 걸리게 된다. 따라서, 제2 스위치(450)의 게이트와 소스 사이의 전압도 0에 가깝기 때문에 제2 스위치(450)의 소스와 드레인 사이에는 전류가 흐르지 못하며, 제2 스위치(450)의 드레인의 전류는 그 신호는 'HIGH' 상태에 있게 된다.
만일, 파워 스위치의 출력단(OUT)이 인가전압(PVDD)에 단락되면, 하측 스위치(420)를 턴온되는 순간에 하측 스위치(420)와 연동하여 턴온된 제1 스위치(430)에 의해 전압변화 검출부(440)의 분압 저항 R3 및 R4의 양단에는 인가전압(PVDD)이 걸리게 되며, 그에 따라 분압 저항 R4에 걸린 전압도 상승한다. 여기서, 분압 저항 R4에 걸리는 전압은 저항 R3 및 R4의 비를 조절하여 결정될 수 있다. 이때, 출력단의 인가전압(PVDD) 단락으로 인해 하측 스위치(420)에는 과전류가 흐르기 때문에, 순간적으로 분압 저항 R4의 양단에 걸리는 전압도 제2 스위치(450)를 턴온시킬 수 있을 정도로 충분히 크다. 제2 스위치(450)가 턴온되면 제2 스위치(450)의 드레인은 그라운드에 걸리게 되며, 따라서 제2 스위치(450)의 드레인에서 검출된 신호는 'LOW'가 된다. 이 경우, 제2 스위치(450)의 드레인에서의 신호 레벨은 다이오드의 개수, 전압 분배저항의 비율, 전류 검출부(460)의 전류 세기 등에 의해 결정될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
310, 410: 상측 파워 스위치
320, 420: 하측 파워 스위치
330, 430: 제1 스위치
340, 440: 제2 스위치
350, 450: 전압변화 검출부
360, 460: 전류 검출부

Claims (13)

  1. 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 파워 스위치 단락 검출회로에 있어서,
    상기 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치;
    상기 파워 스위치의 인가전압과 상기 제1 스위치의 전류 인입부 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부; 및
    상기 전압변화 검출부에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치
    를 포함하며,
    상기 제2 스위치의 온/오프 동작에 기초하여 상기 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 파워 스위치는 상기 인가전압과 그라운드 사이에 직렬 연결되고, 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치 및 하측 스위치를 포함하며, 상기 파워 스위치의 출력단은 상기 상측 스위치 및 상기 하측 스위치의 연결 접점에 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 구동부가 상기 상측 스위치의 구동부와 연결되며, 전류 인출부가 상기 상측 스위치의 전류 인출부와 연결된 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 NPN 형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제2 스위치는 PNP 형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전압변화 검출부는,
    상기 인가전압과 상기 출력단 사이의 전압을 분압하는 적어도 하나의 전압 분압소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 스위치의 전류 인입부 및 구동부는 상기 전압 분압소자의 양단에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  8. 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 파워 스위치 단락 검출회로에 있어서,
    상기 파워 스위치에 연동하여 온/오프 동작하는 제1 스위치;
    상기 제1 스위치의 전류 인출부와 그라운드 사이의 전압의 변화를 검출하는 전압변화 검출부; 및
    상기 전압변화 검출부에 의해 검출된 전압의 변화에 기초하여 온/오프 동작하는 제2 스위치
    를 포함하며,
    상기 제2 스위치의 온/오프 동작에 기초하여 상기 파워 스위치의 출력단에 대한 단락 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 파워 스위치는 인가전압과 상기 그라운드 사이에 직렬 연결되고, 서로 상보적으로 구동되는 상측 스위치 및 하측 스위치를 포함하며, 상기 파워 스위치의 출력단은 상기 상측 스위치 및 상기 하측 스위치의 연결 접점에 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 구동부가 상기 하측 스위치의 구동부와 연결되며, 전류 인입부가 상기 하측 스위치의 전류 인입부와 연결된 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 NPN 형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  12. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 전압변화 검출부는,
    상기 제1 스위치의 전류 인입부와 상기 그라운드 사이의 전압을 분압하는 적어도 하나의 전압 분압소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제2 스위치의 구동부는 상기 전압 분압소자의 일단에 연결되며, 상기 제2 스위치의 전류 인출부는 그라운드에 연결된 것을 특징으로 하는 파워 스위치의 단락 검출회로.
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