KR20170014066A - 직류-직류 변환기 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전류에 의한 부품의 파손을 방지할 수 있도록 한 직류-직류 변환기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 직류-직류 변환기는 입력전압의 전압값을 변경하여 출력전압을 생성하기 위한 스위칭부와, 상기 출력전압이 공급되는 출력단자와 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 출력전압에 대응한 피드백전압을 생성하기 위한 피드백부와, 상기 피드백전압을 이용하여 상기 스위칭부로 공급될 게이트 펄스를 생성하기 위한 게이트 펄스 생성부와, 상기 피드백전압 및 상기 게이트 펄스를 이용하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하기 위한 전류 보호부와, 상기 피드백전압을 이용하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하기 위한 전압 보호부를 구비한다.

Description

직류-직류 변환기 및 이의 구동방법{DC-DC CONVERTER AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 직류-직류 변환기 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 특히 전류에 의한 부품의 파손을 방지할 수 있도록 한 직류-직류 변환기 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 표시장치(Display Apparatus)의 사용이 증가하고 있다.
표시장치는 주사선들 및 데이터선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들과, 주사선들을 구동하기 위한 주사 구동부 및 데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부를 구비한다.
이와 같은 표시장치는 구동에 필요한 전압을 생성하기 위하여 직류-직류 변환기를 구비한다. 직류-직류 변환기는 인덕터 등의 에너지 저장장치를 이용하여 전압을 변경하는 장치이다. 즉, 직류-직류 변환기는 입력전압을 승압(또는 감압)하여 원하는 전압을 생성하고, 생성된 전압을 출력전압으로 공급한다.
이와 같은 직류-직류 변환기는 높은 전류에 의하여 부품의 파손을 방지하기 위하여 전류 보호부를 구비한다. 전류 보호부는 다수의 저항들을 직렬로 접속하고, 직렬로 접속된 저항들로 흐르는 전류량에 대응하여 직류-직류 변환기의 동작을 제어한다.
즉, 전류 보호부는 전류량에 대응하여 저항들에 인가되는 전압을 검출하고, 검출된 전압에 대응하여 직류-직류 변환기의 동작을 제어한다. 하지만, 다수의 저항들이 직렬로 접속되는 경우 높은 발열이 발생함과 아울러 높은 소비전력이 소모된다. 또한, 동작 마진을 고려하여 저항들에 인가되는 전압값을 설정해야 하기 때문에 급격한 전류 증가에 대응하여 부품이 파손되는 것을 방지하기 어렵다.
따라서, 본 발명은 전류에 의한 부품의 파손을 방지할 수 있도록 한 직류-직류 변환기 및 이의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 직류-직류 변환기는 입력전압의 전압값을 변경하여 출력전압을 생성하기 위한 스위칭부와, 상기 출력전압이 공급되는 출력단자와 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 출력전압에 대응한 피드백전압을 생성하기 위한 피드백부와, 상기 피드백전압을 이용하여 상기 스위칭부로 공급될 게이트 펄스를 생성하기 위한 게이트 펄스 생성부와, 상기 피드백전압 및 상기 게이트 펄스를 이용하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하기 위한 전류 보호부와, 상기 피드백전압을 이용하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하기 위한 전압 보호부를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 스위칭부는 상기 입력전압이 입력되는 입력단자와 상기 출력단자 사이에 접속되는 제 1트랜지스터, 인덕터 및 다이오드와, 상기 인덕터 및 다이오드의 공통노드인 제 1노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 2트랜지스터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 전류 보호부는 상기 피드백전압이 제 1기준전압보다 낮거나, 상기 게이트 펄스에 대응한 직류전압이 제 2기준전압보다 높은 경우 상기 제 1트랜지스터를 턴-오프 상태로 설정한다.
실시 예에 의한, 상기 전류 보호부는 상기 피드백전압과 상기 제 1기준전압을 비교하고, 상기 제 1기준전압이 상기 피드백전압보다 높은 경우 제 1제어신호를 생성하기 위한 제 1비교부와; 상기 게이트 펄스를 상기 직류전압으로 변환하기 위한 직류 변환부와; 상기 직류전압과 상기 제 2기준전압을 비교하고, 상기 직류전압이 상기 제 2기준전압보다 높은 경우 제 2제어신호를 생성하기 위한 제 2비교부와; 상기 제 1제어신호 및 제 2제어신호가 입력될 때 전류 보호신호를 출력하기 위한 논리 게이트와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 논리 게이트에 접속되는 전류 보호 트랜지스터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 전류 보호 트랜지스터는 상기 전류 보호신호가 공급될 때 턴-오프된다.
실시 예에 의한, 상기 논리 게이트와 상기 전류 보호 트랜지스터 사이에 접속되는 인버터를 더 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 전류 보호 트랜지스터는 상기 인버터로부터 반전된 상기 전류 보호신호가 공급될 때 턴-오프된다.
실시 예에 의한, 상기 논리 게이트는 앤드 게이트이다.
실시 예에 의한, 상기 직류 변환부는 저항 및 커패시터를 포함한 적분기이다.
실시 예에 의한, 상기 전압 보호부는 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 전압 보호신호가 공급될 때 턴-온되어 상기 제 2트랜지스터를 턴-오프 상태로 설정하는 전압 보호 트랜지스터와; 상기 피드백전압과 제 3기준전압을 비교하고, 상기 피드백전압이 상기 제 3기준전압보다 높은 전압으로 설정될 때 상기 전압 보호신호를 공급하기 위한 비교부를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1전원은 상기 입력전압 및 출력전압보다 낮은 전압값으로 설정된다.
실시 예에 의한, 상기 제 1전원은 기저전원(GND)이다.
실시 예에 의한, 상기 피드백부는 상기 출력단자와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 1저항 및 제 2저항을 구비하며, 상기 제 1저항 및 제 2저항의 공통단자의 전압이 상기 피드백전압이다.
본 발명의 실시예에 의한 입력단자와 출력단자 사이에 접속되는 제 1트랜지스터, 인덕터 및 다이오드와, 상기 인덕터 및 다이오드의 공통단자인 제 1노드와 제 1전원 사이에 접속되는 제 2트랜지스터를 포함하는 직류-직류 변환기의 구동방법은; 상기 출력단자로 공급되는 출력전압에 대응한 피드백전압을 이용하여 상기 제 2트랜지스터를 턴-온 및 턴-오프시키기 위한 게이트 펄스를 생성하는 단계와; 상기 게이트 펄스 및 상기 피드백전압에 대응하여 상기 제 1트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 단계를 포함한다.
실시 예에 의한, 상기 게이트 펄스를 생성하는 단계는 상기 피드백전압이 일정한 전압을 유지하도록 상기 게이트 펄스의 듀티비를 제어하는 단계이다.
실시 예에 의한, 상기 제 1트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 단계는 상기 피드백전압과 제 1기준전압을 비교하고, 상기 제 1기준전압이 상기 피드백전압보다 높은 경우 제 1제어신호를 생성하는 단계와, 상기 게이트 펄스를 직류전압으로 변환하는 단계와, 상기 직류전압과 제 2기준전압을 비교하고, 상기 직류전압이 상기 제 2기준전압보다 높은 경우 제 2제어신호를 생성하는 단계와, 상기 제 1제어신호 및 제 2제어신호가 입력될 때 상기 제 1트랜지스터는 턴-오프시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 직류-직류 변환기 및 이의 구동방법에 의하면 전류가 급격히 증가할 때 직류-직류 변환기의 구동을 중지시킨다. 구체적으로, 본원 발명에서는 피드백전압이 제 1기준치 이하로 낮아짐과 동시에 게이트 펄스의 전압이 제 2기준치 이상으로 증가 될 때 인버터와 입력전압의 전기적 접속을 차단한다. 또한, 본원 발명에서는 비교기 및 논리 게이트 등을 이용하여 전류가 급격히 증가되는 조건을 검출하기 때문에 동작의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 직류-직류 변환기를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 게이트 펄스 생성부에서 생성되는 게이트 펄스의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 전압 보호부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 전류 보호부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 전류 보호부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 직류-직류 변환기를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 직류-직류 변환기는 스위칭부(100), 피드백부(102), 전압 보호부(104), 게이트 펄스 생성부(106) 및 전류 보호부(108)를 구비한다.
스위칭부(100)는 게이트 펄스 생성부(106)로부터의 게이트 펄스(GP)에 대응하여 입력전압(Vin)의 전압값을 변경하여 출력전압(Vout)을 생성한다. 이를 위하여, 스위칭부(100)는 입력단자(1)와 출력단자(2) 사이에 접속되는 제 1트랜지스터(M1), 인덕터(L) 및 다이오드(D)와, 인덕터(L) 및 다이오드(D)의 공통노드인 제 1노드(N1)와 제 1전원(VSS) 사이에 접속되는 제 2트랜지스터(M2)와, 출력단자(2)와 제 1전원(VSS) 사이에 접속되는 출력 커패시터(Cout)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)는 입력전압(Vin)이 공급되는 입력단자(1)와 인덕터(L) 사이에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 전류 보호부(108)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 전류 보호부(108)의 제어에 대응하여 턴-온 및 턴-오프된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 입력전압(Vin)이 인덕터(L)로 공급되고, 이에 따라 직류-직류 변환기가 정상적으로 구동된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프되면 입력전압(Vin)이 인덕터(L)로 공급되지 못하고, 이에 따라 직류-직류 변환기는 출력전압(Vout)을 생성하지 못한다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 PMOS로 형성될 수 있다.
인덕터(L)는 제 1트랜지스터(M1)와 제 1노드(N1) 사이에 접속된다. 이와 같은 인덕터(L)는 전류량에 대응하여 전기 에너지를 충전한다.
다이오드(D)는 제 1노드(N1)와 출력단자(2) 사이에 접속된다. 이와 같은 다이오드(D)는 인덕터(L)에 충전된 에너지를 출력단자(2)로 전달하고, 출력단자(2)의 출력전압(Vout)이 인덕터(L) 쪽으로 공급되는 것을 방지한다. 이를 위하여, 다이오드(D)는 제 1노드(N1)로부터 출력단자(2) 쪽으로 전류가 흐를 수 있도록 접속된다.
제 2트랜지스터(M2)는 제 1노드(N1)와 제 1전원(VSS) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 게이트 펄스 생성부(106)로부터의 게이트 펄스(GP)에 대응하여 턴-온 및 턴-오프된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온 및 턴-오프되면 인덕터(L)에 흐르는 전류에 대응하여 인덕터(L)에 전기에너지가 충전된다. 추가적으로, 제 1전원(VSS)은 입력전압(Vin) 및 출력전압(Vout)보다 낮은 전압으로 설정된다. 일례로, 제 1전원(VSS)은 기저전원(GND)으로 설정될 수 있다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)는 NMOS로 형성될 수 있다.
출력 커패시터(Cout)는 출력단자(2)와 제 1전원(VSS) 사이에 접속된다. 이와 같은 출력 커패시터(Cout)는 다이오드(D)로부터 공급되는 전기 에너지를 저장하고, 저장된 전기 에너지를 출력전압(Vout)으로서 출력단자(2)로 공급한다.
피드백부(102)는 출력전압(Vout)을 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB)을 출력한다. 이를 위하여, 피드백부(102)는 출력단자(2)와 제 1전원(VSS) 사이에 접속되는 제 1저항(R1) 및 제 2저항(R2)을 구비한다. 제 1저항(R1) 및 제 2저항(R2)의 공통노드에는 출력전압(Vout)을 분압하여 생성된 피드백전압(FB)이 인가된다.
게이트 펄스 생성부(106)는 피드백전압(FB)과 도시되지 않은 기준전압 및 램프파형(일례로, 삼각파)을 이용하여 게이트 펄스(GP)를 생성한다. 일례로, 게이트 펄스 생성부(106)는 도 2a에 도시된 바와 같이 피드백전압(FB)이 낮아지는 경우 듀티비가 증가된 게이트 펄스(GP)를 생성한다. 그리고, 게이트 펄스 생성부(106)는 피드백전압(FB)이 높아지는 경우 도 2b에 도시된 바와 같이 듀티비가 감소된 게이트 펄스(GP)를 생성한다.
게이트 펄스(GP)의 듀티비가 증가되면 제 2트랜지스터(M2)의 턴-온시간이 증가하여 출력전압(Vout)의 전압값이 상승하고, 듀티비가 감소되면 제 2트랜지스터(M2)의 턴-온시간이 감소하여 출력전압(Vout)의 전압값이 하강된다. 즉, 게이트 펄스 생성부(106)는 출력전압(Vout)이 일정하게 유지되도록 피드백전압(FB)에 대응하여 게이트 펄스(GP)의 듀티비를 제어한다.
상술한 바와 같이, 게이트 펄스 생성부(106)는 피드백전압(FB)에 대응하여 게이트 펄스(GP)를 생성한다. 이와 같은, 게이트 펄스 생성부(106)는 현재 공지된 다양한 형태의 회로로 구현될 수 있다.
전압 보호부(104)는 피드백전압(FB)에 대응하여 제 2트랜지스터(M2)의 턴-온 및 턴-오프를 제어한다. 일례로, 전압 보호부(104)는 피드백전압(FB)이 미리 설정된 제 3기준전압보다 높은 전압으로 설정되는 경우 제 2트랜지스터(M2)를 턴-오프시킬 수 있다. 이와 같은 전압 보호부(104)는 출력전압(Vout)이 비정상적으로 상승하는 경우 직류-직류 변환기의 동작을 중지시키기 위하여 사용된다.
전류 보호부(108)는 피드백전압(FB) 및 게이트 펄스(GP)에 대응하여 제 1트랜지스터(M1)의 턴-온 및 턴-오프를 제어한다. 이와 같은 전류 보호부(108)는 제 2트랜지스터(M2)로 흐르는 전류가 비정상으로 증가하는 조건에 대응하여 제 1트랜지스터(M1)를 턴-오프 상태로 설정한다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프되면 직류-직류 변환기의 동작이 중지된다.
도 3은 도 1에 도시된 전압 보호부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전압 보호부(104)는 비교부(1041) 및 전압 보호 트랜지스터(Mpv)를 구비한다.
전압 보호 트랜지스터(Mpv)는 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제 1전원(VSS) 사이에 접속된다. 이와 같은 전압 보호 트랜지스터(Mpv)는 비교부(1041)로부터 전압 보호신호(예를 들면, 하이전압)가 공급될 때 턴-온된다. 전압 보호 트랜지스터(Mpv)가 턴-온되면 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 제 1전원(VSS)이 전압이 공급되고, 이에 따라 게이트 펄스(GP)와 무관하게 제 2트랜지스터(M2)가 턴-오프 상태로 설정된다.
비교부(1041)는 피드백전압(FB)과 제 3기준전압(Vref3)을 공급받는다. 피드백전압(FB)을 공급받은 비교부(1041)는 피드백전압(FB)이 제 3기준전압(Vref3)보다 높은 전압값으로 설정되는 경우 전압 보호신호를 출력한다. 여기서, 제 3기준전압(Vref3)은 비정상적인 전압을 판단하기 위한 전압값을 가지며, 실험을 통하여 소정값으로 설정된다.
도 4는 도 1에 도시된 전류 보호부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전류 보호부(108)는 제 1비교부(1081), 제 2비교부(1082), 논리 게이트(1083), 인버터(1084), 직류 변환부(1085) 및 전류 보호 트랜지스터(Mpi)를 구비한다.
전류 보호 트랜지스터(Mpi)는 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극과 제 1전원(VSS) 사이에 접속된다. 그리고, 전류 보호 트랜지스터(Mpi)의 게이트전극은 인버터(1084)를 경유하여 논리 게이트(1083)에 접속된다. 이와 같은 전류 보호 트랜지스터(Mpi)는 인버터(1084)로부터 반전된 전류 보호신호(예를 들면, 로우전압)가 공급될 때 턴-오프된다. 전류 보호 트랜지스터(Mpi)가 턴-오프되면 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로 제 1전원(VSS)의 전압이 공급되지 않고, 이에 따라 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프되면 직류-직류 변환기의 동작이 중지된다.
제 1비교부(1081)는 피드백전압(FB)과 제 1기준전압(Vref1)을 공급받는다. 피드백전압(FB)과 제 1기준전압(Vref1)을 공급받은 제 1비교부(1081)는 제 1기준전압(Vref1)이 피드백전압(FB)보다 높은 전압으로 설정되는 경우 제 1제어신호(예를 들면, 하이전압)를 출력한다.
상세히 설명하면, 다이오드(D)가 파손되었거나, 출력단자(2)가 제 2전원(VSS)에 쇼트되는 등 비정상적 상태에서 피드백전압(FB)은 제 2전원(VSS)(예를 들면, GND)의 전압으로 하강된다. 제 1비교부(1081)는 이와 같은 피드백전압(FB)의 비정상 상태에 대응하여 제 1제어신호를 출력한다. 이를 위하여, 제 1기준전압(Vref1)은 피드백전압(FB)의 비정상 상태에 대응하여 제 2전원(VSS)보다 높은 전압으로 미리 설정된다.
직류 변환부(1085)는 게이트 펄스(GP)를 직류전압으로 변환한다. 이를 위하여, 직류 변환부(1085)는 저항(R) 및 커패시터(C)를 포함하는 적분기로 구성될 수 있다.
제 2비교부(1082)는 직류 변환부(1085)로부터의 직류전압과 제 2기준전압(Vref2)을 공급받는다. 직류전압과 제 2기준전압(Vref2)을 공급받은 제 2비교부(1082)는 직류전압이 제 2기준전압(Vref2)보다 높은 전압으로 설정되는 경우 제 2제어신호(예를 들면, 하이전압)를 출력한다.
상세히 설명하면, 피드백전압(FB)이 비정상적으로 낮아지는 경우 피드백전압(FB)을 상승시키기 위하여 게이트 펄스(GP)의 듀티비가 증가한다.(일례로, Full duty로 증가) 그러면, 제 2트랜지스터(M2)의 턴-온 시간이 증가되고, 이에 따라 제 2트랜지스터(M2)로 높은 전류가 흐른다. 한편, 게이트 펄스(GP)의 듀티비가 증가되면 직류 변환부(1085)로부터의 직류전압이 제 2기준전압(Vref2)보다 높은 전압으로 설정되고, 이에 따라 제 2비교부(1082)는 제 2제어신호를 출력한다. 이를 위하여, 제 2기준전압(Vref2)은 게이트 펄스(GP)의 특정 듀티비에 대응되도록 미리 설정된다.
논리 게이트(1083)는 제 1제어신호 및 제 2제어신호가 입력될 때 전류 보호신호를 출력한다. 즉, 논리 게이트(1083)는 피드백전압(FB)이 비정상적으로 낮아짐과 동시에 게이트 펄스(GP)의 듀티비가 미리 설정된 것보다 증가하는 경우(즉, 특정 듀티비를 초과하는 경우) 전류 보호신호를 출력한다. 이를 위하여, 논리 게이트(1083)는 앤드 게이트(AND GATE)로 설정될 수 있다.
인버터(1084)는 전류 보호신호를 반전하여 전류 보호 트랜지스터(Mpi)로 공급한다. 이때, 반전된 전류 보호신호를 공급받은 전류 보호 트랜지스터(Mpi)가 턴-오프되고, 이에 따라 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프된다.
상술한 바와 같이, 본원 발명의 전류 보호부(108)는 직류-직류 변환기로 과전류가 흐르는 조건, 즉 피드백전압(FB)이 비정성적으로 낮아짐과 동시에 게이트 펄스(GP)의 듀티비가 미리 설정된 것보다 증가되는 경우 제 1트랜지스터(M1)를 턴-오프시킴으로서 직류-직류 변환기의 동작을 중지한다. 또한, 본원 발명의 전류 보호부(108)는 직류 변환부(1085)에 포함된 저항(R) 및 커패시터(C)이 시정수를 제어함으로써 응답속도 등을 설정할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 전류 보호부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5를 설명할 때 도 4와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전류 보호부는 도 4의 전류 보호부와 실질적으로 동일하게 동작한다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에서 전류 보호 트랜지스터(Mpi')는 PMOS로 형성되고, 이에 대응하여 인버터(1084)가 제거된다. 그러면, 전류 보호 트랜지스터(Mpi')는 논리 게이트(1083)로부터 전류 보호신호가 공급될 때 턴-오프된다. 이 외의 동작과정은 도 4와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
1 : 입력단자 2 : 출력단자
100 : 스위칭부 102 : 피드백부
104 : 전압 보호부 106 : 게이트 펄스 생성부
108 : 전류 보호부 1041,1081,1082 : 비교부
1083 : 논리 게이트 1084 : 인버터
1085 : 직류 변환부

Claims (16)

  1. 입력전압의 전압값을 변경하여 출력전압을 생성하기 위한 스위칭부와,
    상기 출력전압이 공급되는 출력단자와 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 출력전압에 대응한 피드백전압을 생성하기 위한 피드백부와,
    상기 피드백전압을 이용하여 상기 스위칭부로 공급될 게이트 펄스를 생성하기 위한 게이트 펄스 생성부와,
    상기 피드백전압 및 상기 게이트 펄스를 이용하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하기 위한 전류 보호부와,
    상기 피드백전압을 이용하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하기 위한 전압 보호부를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭부는
    상기 입력전압이 입력되는 입력단자와 상기 출력단자 사이에 접속되는 제 1트랜지스터, 인덕터 및 다이오드와,
    상기 인덕터 및 다이오드의 공통노드인 제 1노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 2트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전류 보호부는 상기 피드백전압이 제 1기준전압보다 낮거나, 상기 게이트 펄스에 대응한 직류전압이 제 2기준전압보다 높은 경우 상기 제 1트랜지스터를 턴-오프 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전류 보호부는
    상기 피드백전압과 상기 제 1기준전압을 비교하고, 상기 제 1기준전압이 상기 피드백전압보다 높은 경우 제 1제어신호를 생성하기 위한 제 1비교부와;
    상기 게이트 펄스를 상기 직류전압으로 변환하기 위한 직류 변환부와;
    상기 직류전압과 상기 제 2기준전압을 비교하고, 상기 직류전압이 상기 제 2기준전압보다 높은 경우 제 2제어신호를 생성하기 위한 제 2비교부와;
    상기 제 1제어신호 및 제 2제어신호가 입력될 때 전류 보호신호를 출력하기 위한 논리 게이트와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 논리 게이트에 접속되는 전류 보호 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전류 보호 트랜지스터는 상기 전류 보호신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 논리 게이트와 상기 전류 보호 트랜지스터 사이에 접속되는 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전류 보호 트랜지스터는 상기 인버터로부터 반전된 상기 전류 보호신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 논리 게이트는 앤드 게이트인 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 직류 변환부는 저항 및 커패시터를 포함한 적분기인 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 전압 보호부는
    상기 제 2트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 전압 보호신호가 공급될 때 턴-온되어 상기 제 2트랜지스터를 턴-오프 상태로 설정하는 전압 보호 트랜지스터와;
    상기 피드백전압과 제 3기준전압을 비교하고, 상기 피드백전압이 상기 제 3기준전압보다 높은 전압으로 설정될 때 상기 전압 보호신호를 공급하기 위한 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1전원은 상기 입력전압 및 출력전압보다 낮은 전압값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1전원은 기저전원(GND)인 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 피드백부는 상기 출력단자와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 1저항 및 제 2저항을 구비하며, 상기 제 1저항 및 제 2저항의 공통단자의 전압이 상기 피드백전압인 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기.
  14. 입력단자와 출력단자 사이에 접속되는 제 1트랜지스터, 인덕터 및 다이오드와, 상기 인덕터 및 다이오드의 공통단자인 제 1노드와 제 1전원 사이에 접속되는 제 2트랜지스터를 포함하는 직류-직류 변환기의 구동방법에 있어서;
    상기 출력단자로 공급되는 출력전압에 대응한 피드백전압을 이용하여 상기 제 2트랜지스터를 턴-온 및 턴-오프시키기 위한 게이트 펄스를 생성하는 단계와;
    상기 게이트 펄스 및 상기 피드백전압에 대응하여 상기 제 1트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변화기의 구동방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 게이트 펄스를 생성하는 단계는 상기 피드백전압이 일정한 전압을 유지하도록 상기 게이트 펄스의 듀티비를 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기의 구동방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 단계는
    상기 피드백전압과 제 1기준전압을 비교하고, 상기 제 1기준전압이 상기 피드백전압보다 높은 경우 제 1제어신호를 생성하는 단계와,
    상기 게이트 펄스를 직류전압으로 변환하는 단계와,
    상기 직류전압과 제 2기준전압을 비교하고, 상기 직류전압이 상기 제 2기준전압보다 높은 경우 제 2제어신호를 생성하는 단계와,
    상기 제 1제어신호 및 제 2제어신호가 입력될 때 상기 제 1트랜지스터는 턴-오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 변환기의 구동방법.
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