KR20170067147A - 전압 레귤레이터 - Google Patents

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Abstract

[과제]출력 드라이버의 열파괴를 미연에 방지할 수 있는 전압 레귤레이터를 제공한다.
[해결 수단]전압 레귤레이터는 과열 보호 회로를 구비하고, 과열 보호 회로는, 온도 센싱 회로와, 전원 단자에 공급되는 전원 전압과 상기 출력 전압의 전압차에 따른 전류를 출력하는 전압차 센싱 회로와, 출력 전류 모니터 회로와, 제2 기준 전압을 생성하는 제2 기준 전압 회로와, 온도 센싱 회로의 출력 전압과, 제2 기준 전압을 비교하는 비교기 회로와, 비교기 회로의 비교 결과가 과열 상태를 나타내고 있을 때, 출력 트랜지스터를 오프시키는 과열 보호 트랜지스터를 가지며, 제2 기준 전압 회로는, 전압차 센싱 회로의 출력 전류 및 출력 전류 모니터 회로의 출력 전류에 기초하여, 제2 기준 전압이 제어된다.

Description

전압 레귤레이터{VOLTAGE REGULATOR}
본 발명은, 과열 보호 회로를 구비한 전압 레귤레이터에 관한 것이다.
일반적으로 전압 레귤레이터는, 출력에 접속된 전자기기의 부하에 따라 전류 공급을 행하고, 발열에 의한 에너지 소비가 전력 손실로 이어진다. 또, 부하 전류가 증대한 경우에는, 과도한 온도 상승에 의해 전압 레귤레이터 자신의 파괴에 이르는 경우가 있다. 그 때문에, 소정의 온도 이상이 되지 않기 위한 과열 보호 회로가 설치되어 있다.
여기서, 종래의 과열 보호 회로를 구비한 전압 레귤레이터에 대해 설명한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
도 3은, 종래의 전압 레귤레이터(200)의 회로도이다.
전압 레귤레이터(200)는, 온도 센싱 회로(115), 기준 전압 회로(114), 비교기 회로(103), 트랜지스터(104 및 110)를 포함하는 과열 보호 회로(123)를 구비하고, 이하와 같이 구성되어 있다.
온도 센싱 회로(115)는, 정전류 회로(101)와 다이오드(102)로 이루어지고, 정전류 회로(101)와 다이오드(102)의 접속점으로부터 전압 VF를 출력한다.
기준 전압 회로(114)는, 기준 전압(106)과 전압 팔로워 회로(105)와 블리더 저항(107, 108, 109)으로 이루어지고, 저항(107)과 저항(108)의 접속점으로부터 전압 VREF를 출력한다.
비교기 회로(103)는, 온도 센싱 회로(115)의 출력인 전압 VF와, 기준 전압 회로(114)의 출력인 전압 VREF를 비교하여, 비교 결과를 출력한다. 비교기 회로(103)의 출력은, 트랜지스터(104)의 게이트와 트랜지스터(110)의 게이트에 입력된다.
트랜지스터(104)는, 소스가 전원 단자에 접속되고, 드레인이 전압 레귤레이터(200)의 출력 트랜지스터(출력 드라이버)(111)의 게이트에 접속되어 있다. 트랜지스터(110)는, 소스가 접지 단자에 접속되고, 드레인이 저항(108)과 저항(109)의 접속점에 접속되어 있다.
출력 트랜지스터(111)의 드레인과 접지 단자의 사이에는 저항(112와 113)으로 이루어지는 분압 회로가 접속되어 있다.
오차 증폭 회로(116)는, 상기 분압 회로로부터의 분압 전압과 기준 전압(117)의 전압을 받고, 출력 단자가 출력 트랜지스터(111)의 게이트에 접속되어 있다.
온도 센싱 회로(115)의 온도 특성은, 다이오드(102)의 순방향 전압의 온도 특성에 기초하여, 출력 전압 VF는, 거의 -2mV/℃의 특성으로 되어 있다. 기준 전압 회로(114)의 출력 전압 VREF는, 블리더 저항(107, 108, 109)의 트리밍 조정을 행함으로써, 임의의 전압치로 설정하는 것이 가능하다.
과열 상태를 검출하고 있지 않는 통상 상태의 경우는, VF>VREF가 되므로 비교기 회로(103)의 출력은 HIGH 상태가 되고, 트랜지스터(104)는 오프가 된다. 이로 인해, 출력 트랜지스터(111)의 게이트 전압은, 오차 증폭 회로(116)의 출력 단자의 전압이 된다. 따라서, 출력 트랜지스터가 온이 되고, 소정의 전위의 출력 전압 VOUT이 출력된다.
한편, 과열 상태를 검출하고 있는 경우는, VREF>VF가 되므로 콤퍼레이터(103)의 출력은 LOW가 되어, 트랜지스터(104)는 온이 된다. 이로 인해, 출력 트랜지스터(111)의 게이트 전압이 전원 전압이 되기 때문에, 출력 트랜지스터(111)는 오프가 된다. 따라서, 출력 전압 VOUT은 접지 전위가 된다.
이와 같이, 종래의 전압 레귤레이터(200)는, 과열 보호 회로(123)에 의해, 과열 상태를 검출하고 있지 않을 때는, 통상대로 동작하여, 출력 트랜지스터(111)로부터 전원 전위 이하의 소정의 전압 VOUT을 출력하고, 과열 상태를 검출하고 있을 때는, 출력 트랜지스터(111)를 오프로 함으로써, 출력 전압 VOUT을 접지 전위로 한다. 이렇게 하여, 과도한 온도 상승으로부터 전압 레귤레이터 자신을 보호할 수 있다.
또한, 트랜지스터(110)는, 과열 상태로부터 통상 상태가 되는 온도와, 그 반대의 통상 상태로부터 과열 상태가 되는 온도를 각각 다른 온도로 하는, 즉 히스테리시스를 갖게 하기 위해 설치되어 있다.
일본국 특허공개 2005-100295호 공보
고내압이고 대전류인 전압 레귤레이터에서는, 고전압 상태에서의 과도적인 부하 전류의 증가에 의해 큰 전력 손실이 발생한다. 이 전력 손실은, 출력 드라이버의 발열에 의한 에너지 소비에 의한 바가 크다. 그러나, 출력 드라이버와 온도 센싱 회로의 다이오드가 칩 상에 있어서 떨어져 레이아웃되어 있는 경우, 가장 발열하고 있는 출력 드라이버의 중심 부근 온도와 온도 센싱 회로의 다이오드의 온도의 사이에는 열구배에 의한 온도차가 발생한다.
도 3의 종래의 전압 레귤레이터(200)에서는, 과열 보호 회로(123)가 소정의 과열 상태를 검출한 시점에서, 가장 발열하고 있는 출력 드라이버(출력 트랜지스터(111))의 중심 부근 온도는 상기 소정의 과열 상태의 온도 이상이 되고, 출력 드라이버(111)의 내열 온도를 초과하고, 출력 드라이버(111)를 파괴해 버릴 우려가 있다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어지고, 출력 드라이버의 열파괴를 미연에 방지할 수 있는 전압 레귤레이터를 제공한다.
본 발명의 전압 레귤레이터는, 출력 전압을 출력하는 출력 트랜지스터와, 제1 기준 전압을 생성하는 제1 기준 전압 회로와, 상기 출력 전압을 분압하여 생성된 분압 전압을 출력하는 분압 회로와, 상기 제1 기준 전압과, 상기 분압 전압이 입력되고, 상기 출력 전압을 일정하게 하도록 상기 출력 트랜지스터를 제어하는 오차 증폭 회로와, 과열 상태를 검출하여 상기 출력 트랜지스터를 오프시키는 과열 보호 회로를 구비하고, 상기 과열 보호 회로는, 온도에 따른 전압을 출력하는 온도 센싱 회로와, 전원 단자에 공급되는 전원 전압과 상기 출력 전압의 전압차에 따른 전류를 출력하는 전압차 센싱 회로와, 상기 출력 트랜지스터에 흐르는 전류에 따른 전류를 출력하는 출력 전류 모니터 회로와, 제2 기준 전압을 생성하는 제2 기준 전압 회로와, 상기 온도 센싱 회로의 출력 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 비교기 회로와, 상기 비교기 회로의 비교 결과를 게이트에 받고, 상기 비교 결과가 과열 상태를 나타내고 있을 때, 상기 출력 트랜지스터를 오프시키는 과열 보호 트랜지스터를 가지며, 상기 제2 기준 전압 회로는, 상기 전압차 센싱 회로의 출력 전류 및 상기 출력 전류 모니터 회로의 출력 전류에 기초하여, 상기 제2 기준 전압이 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 전원 단자에 공급되는 전원 전압과 상기 출력 전압의 전압차에 따른 전류를 출력하는 전압차 센싱 회로의 출력 전류와 출력 트랜지스터에 흐르는 전류에 따른 전류를 출력하는 출력 전류 모니터 회로의 출력 전류에 기초하여 제2 기준 전압이 제어된다. 이러한 구성에 의해, 출력 트랜지스터의 소비 전력이 증가했던 것에 기초하여 출력 트랜지스터를 오프시킬 수 있다. 따라서, 출력 트랜지스터의 열파괴를 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태의 과열 보호 회로를 내장한 전압 레귤레이터의 회로도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 과열 보호 회로 내의 기준 전압 회로, 전력 검출 회로, 전압차 센싱 회로, 출력 전류 모니터 회로의 회로도이다.
도 3은, 종래의 과열 보호 회로를 내장한 전압 레귤레이터의 회로도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 전압 레귤레이터(100)의 회로도이다.
전압 레귤레이터(100)는, 출력 트랜지스터(출력 드라이버)(18), 오차 증폭 회로(19), 기준 전압 회로(20), 저항(21 및 22)으로 이루어지는 분압 회로, 및 과열 보호 회로(23)를 구비하고, 이하와 같이 구성되어 있다.
오차 증폭 회로(19)는, 출력 전압 VOUT이 분압 회로에 의해 분압되어 생성된 분압 전압 VFB와 기준 전압 회로(20)에 의해 생성된 기준 전압 VREF1을 비교한다. 오차 증폭 회로(19)는, 비교 결과로서 전압 VEAO를 출력하고, 출력 트랜지스터(18)의 게이트에 공급한다.
이러한 구성에 의해, 전압 레귤레이터(100)는, 통상 상태에 있어서, 출력 단자로부터 일정한 출력 전압 VOUT을 출력한다.
과열 보호 회로(23)는, 온도 센싱 회로(11), 기준 전압 회로(12), 비교기 회로(13), PMOS 트랜지스터(과열 보호 트랜지스터)(14), 스위치(15), 전압차 센싱 회로(16), 및 출력 전류 모니터 회로(17)에 의해 구성되어 있다.
온도 센싱 회로(11)는, 도 3에 나타내는 온도 센싱 회로(115)와 같은 구성을 가지며, 그 온도 특성은, 다이오드의 순방향 전압의 온도 특성으로 생성되고, 출력 전압 VF는, 거의 -2mV/℃의 특성으로 되어 있다.
비교기 회로(13)는, 온도 센싱 회로(11)의 출력 전압 VF와 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2를 비교하고, 비교 결과로서 전압 VCMP를 출력한다. 비교기 회로(13)의 출력 전압 VCMP는, 소스가 전원 단자(10)에, 드레인이 출력 트랜지스터(18)의 게이트에 접속된 PMOS 트랜지스터(14)의 게이트에 공급된다.
전압차 센싱 회로(16)는, 전원 단자(10), 전압 레귤레이터(100)의 출력 단자, 및 스위치(15)의 일단에 접속되어 있다.
출력 전류 모니터 회로(17)는, 전원 단자(10), 오차 증폭 회로(19)의 출력 단자, 및 스위치(15)의 일단에 접속되어 있다.
스위치(15)는, 타단이 기준 전압 회로(12)에 접속되고, 비교기 회로(13)의 출력 전압 VCMP에 의해 온/오프가 제어된다. 스위치(15)는, 전압 VCMP가 HIGH일 때 온, LOW일 때 오프가 된다.
다음에, 도 1에 나타내는 기준 전압 회로(12), 스위치(15), 전압차 센싱 회로(16), 및 출력 전류 모니터 회로(17)의 상세에 대해 도 2를 이용하여 설명한다.
기준 전압 회로(12)는, 정전류 회로(31), 저항(32), 전압 팔로워 회로(33), 블리더 저항(34, 35, 36), 및 스위치(37)에 의해 구성되어 있다.
블리더 저항(34, 35, 36)은, 전압 팔로워 회로(33)의 출력과 접지 단자 VSS의 사이에 접속되어 있다.
스위치(37)는, 일단이 저항(35)과 저항(36)의 접속점에, 타단이 접지 단자 VSS에 접속되고, 비교기 회로(13)의 출력 전압 VCMP에 의해 온/오프가 제어된다. 스위치(37)는, 전압 VCMP가 HIGH일 때 온, LOW일 때 오프가 된다.
정전류 회로(31)와 저항(32)의 접속점은, 전압 팔로워 회로(33)의 한쪽의 입력 단자에 접속되어 있다.
전압차 센싱 회로(16)는, 소스가 전원 단자(10)에 접속되고, 게이트가 VOUT에 접속되고, 드레인이 스위치(15)의 일단에 접속된 트랜지스터(38)로 구성되어 있다. 또, 출력 전류 모니터 회로(17)는, 소스가 전원 단자(10)에 접속되고, 게이트가 도 1에 나타내는 출력 트랜지스터(18)의 게이트에 접속되고, 드레인이 스위치(15)의 일단에 접속된 트랜지스터(39)로 구성되어 있다.
다음에, 과열 보호 회로(23)의 동작에 대해서, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.
기준 전압 회로(12)는, 통상 상태에 있어서는, 과열 상태를 검출하기 위한 소정의 온도에 대응하는 소정의 전압치의 전압 VREF2를 출력하고 있다.
자기 발열이나 주위 온도의 상승에 의해, 전압 레귤레이터(100)의 온도가 상승해 가면, 온도 센싱 회로(11)의 출력 전압 VF는 약 -2mV/℃의 특성으로 저하해 간다. 그리고, 온도 센싱 회로(11)의 출력 전압 VF가 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2를 밑돌면, 비교기 회로(13)는 LOW를 출력한다.
이로 인해, PMOS 트랜지스터(14)가 온이 되므로, 출력 트랜지스터(18)의 게이트 전압이 높아진다. 따라서, 출력 트랜지스터(18)가 오프되고, 전압 레귤레이터의 출력 전압 VOUT이 LOW가 된다.
다음에, 본 발명의 주된 특징인 출력 드라이버의 열파괴를 미연에 방지하는 과열 보호 회로(23)의 동작에 대해 설명한다.
상술의 통상 상태로부터, 전원 단자(10)의 전원 전압과 출력 전압 VOUT의 전압차가 커지면, 전압차 센싱 회로(16)의 트랜지스터(38), 스위치(15), 저항(32)을 통해 전원 단자(10)으로부터 접지 단자 VSS에 전류가 흐른다. 또, 출력 트랜지스터(18)에 흐르는 출력 전류가 커지면, 출력 전류 모니터 회로(17)의 트랜지스터(39), 스위치(15), 저항(32)을 통해 전원 단자(10)로부터 접지 단자 VSS에 전류가 흐른다.
이로 인해, 저항(32)에 흐르는 전류가 증가하기 때문에, 정전류 회로(31)와 저항(32)의 접속점의 전압 VREF2B가 높아진다. 따라서, 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2가 상기 소정의 전압치보다 높아진다. 즉, 전압차 센싱 회로(16)의 출력 전류 및 출력 전류 모니터 회로(17)의 출력 전류에 기초하여, 제2 기준 전압 VRERF2가 제어되게 된다.
온도 센싱 회로(11)의 출력 전압의 약 -2mV/℃의 특성은 변하지 않기 때문에, 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2가 높아지는 것은, 과열 상태를 검출하기 위한 온도를 내리는 것이 된다.
따라서, 전압차 센싱 회로(16), 출력 전류 모니터 회로(17), 스위치(15) 및 기준 전압 회로(12)에 의해 높아진 기준 전압 VREF2가 온도 센싱 회로(11)의 출력 전압 VF를 초과하면, 비교기 회로(13)의 출력 전압 VCMP가 LOW가 되고, PMOS 트랜지스터(14)가 온이 된다.
이로 인해, 출력 트랜지스터(18)의 게이트에 공급되는 전압 VEAO가 전원 단자(10)의 전원 전압이 되고, 출력 트랜지스터(18)가 오프가 되고, 전압 레귤레이터의 출력 전압 VOUT이 LOW가 된다. 즉, 전압 레귤레이터의 출력이 정지한다.
이때, 비교기 회로(13)의 출력 전압 VCMP가 LOW가 된 것에 기초하여, 스위치(15 및 37)는 오프가 된다.
여기서, 스위치(15)를 오프로 하고 있는 것은, 과열 상태를 검출하여 출력을 정지시켜도, 스위치(15)를 그대로 온으로 해 두면, 출력이 정지한 것에 의해 출력 전류 모니터 회로의 전류가 제로가 되고, 곧바로 통상 상태로 돌아가 버릴 우려가 있기 때문이다.
또, 스위치(37)를 오프로 하고 있는 것은, 과열 상태를 해제하는 온도를 내리기 때문이다. 즉, 상술한 바와 같이 하여 높아진 기준 전압 VREF2는, 스위치(37)를 오프로 함으로써, 저항(36)의 저항치분, 상기 소정의 전압치보다 더 높은 전압으로 설정된다. 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2를 높게 함으로써, 한번 과열 상태를 검출한 후에 과열 상태를 해제하는 기준이 되는 온도를 낮게 할 수 있다.
과열 상태를 검출한 것으로, 전압 레귤레이터의 출력이 정지하여 온도가 하강해 가면, 온도 센싱 회로(11)의 출력 전압은 상승한다. 과열 상태를 해제하는 소정의 온도를 밑돌면, 온도 센싱 회로(11)의 출력 전압이 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2를 웃돌고, 비교기 회로(13)는 HIGH를 출력한다. 그러면, PMOS 트랜지스터(14)가 오프가 되므로, 출력 트랜지스터(18)의 게이트 전압이 낮아진다. 따라서, 출력 트랜지스터(18)가 온이 되고, 전압 레귤레이터의 출력 전압 VOUT이 다시 소정의 전압이 된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 온도 센싱 회로(11)가 센싱하고 있는 온도가 상기 소정의 온도보다 낮은 경우라도, 전압차 센싱 회로(16)가 출력하는 전원 전압과 출력 전압 VOUT의 전압차에 따른 전류와 출력 전류 모니터 회로(17)가 출력하는 출력 트랜지스터에 흐르는 전류에 따른 전류에 기초하여, 즉 출력 트랜지스터(18)의 소비 전력에 기초하여, 기준 전압 회로(12)의 출력 전압 VREF2를 제어함으로써, 과열 상태를 검출하는 기준이 되는 온도를 내리는 것이 가능해진다. 따라서, 출력 트랜지스터의 열파괴를 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 전력 손실이 큰 경우에는, 검출 온도의 설정을 내릴 수 있다. 또, 양산시의 과열 보호 회로의 기능 테스트에 있어서, 전력 손실을 크게 설정함으로써 검출 온도가 내려가고 저온에서의 테스트가 가능해진다. 저온에서의 테스트가 가능해지면, 설정 온도까지의 대기 시간 단축이나, 고온 대응의 부재가 불용이 되고 코스트의 삭감에 효과가 있다.
10: 전원 단자 11: 온도 센싱 회로
12, 20: 기준 전압 회로 13: 비교기 회로
15, 37: 스위치 16: 전압차 센싱 회로
17: 출력 전류 모니터 회로 19: 오차 증폭 회로
31: 정전류 회로 33: 전압 팔로워 회로

Claims (6)

  1. 출력 전압을 출력하는 출력 트랜지스터와,
    제1 기준 전압을 생성하는 제1 기준 전압 회로와,
    상기 출력 전압을 분압하여 생성된 분압 전압을 출력하는 분압 회로와,
    상기 제1 기준 전압과 상기 분압 전압이 입력되고, 상기 출력 전압을 일정하게 하도록 상기 출력 트랜지스터를 제어하는 오차 증폭 회로와,
    과열 상태를 검출하여 상기 출력 트랜지스터를 오프시키는 과열 보호 회로를 구비하고,
    상기 과열 보호 회로는,
    온도에 따른 전압을 출력하는 온도 센싱 회로와,
    전원 단자에 공급되는 전원 전압과 상기 출력 전압의 전압차에 따른 전류를 출력하는 전압차 센싱 회로와,
    상기 출력 트랜지스터에 흐르는 전류에 따른 전류를 출력하는 출력 전류 모니터 회로와,
    제2 기준 전압을 생성하는 제2 기준 전압 회로와,
    상기 온도 센싱 회로의 출력 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 비교기 회로와,
    상기 비교기 회로의 비교 결과를 게이트에 받고, 상기 비교 결과가 과열 상태를 나타내고 있을 때, 상기 출력 트랜지스터를 오프시키는 과열 보호 트랜지스터를 가지며,
    상기 제2 기준 전압 회로는, 상기 전압차 센싱 회로의 출력 전류 및 상기 출력 전류 모니터 회로의 출력 전류에 기초하여, 상기 제2 기준 전압이 제어되는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압차 센싱 회로의 출력 및 상기 출력 전류 모니터 회로의 출력과 상기 제2 기준 전압 회로의 사이에 설치되고, 상기 출력 트랜지스터가 온으로 되어 있을 때 온하고, 오프로 되어 있을 때 오프하는 제1 스위치를 더 구비하고,
    상기 제2 기준 전압 회로는,
    상기 전원 단자와 상기 제1 스위치의 일단의 사이에 접속된 정전류 회로와,
    상기 제1 스위치의 일단과 접지 단자의 사이에 접속된 저항 소자와,
    상기 제1 스위치의 일단의 전압을 입력으로서 받는 전압 팔로워 회로와,
    상기 전압 팔로워 회로의 출력과 접지 단자의 사이에 순서대로 접속된 제1, 제2, 및 제3 저항을 포함하는 블리더 저항과,
    일단이 상기 제2 저항과 제3 저항의 접속점에, 타단이 접지 단자에 접속되고, 상기 출력 트랜지스터가 온으로 되어 있을 때 온하고, 오프로 되어 있을 때 오프하는 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항의 접속점의 전압이 상기 제2 기준 전압이 되는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전압차 센싱 회로는, 소스가 상기 전원 단자에 접속되고, 게이트가 상기 출력 전압에 접속되고, 드레인이 상기 제1 스위치의 일단에 접속된 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력 전류 모니터 회로는, 소스가 상기 전원 단자에 접속되고, 게이트가 상기 출력 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 드레인이 상기 제1 스위치의 일단에 접속된 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 출력 전류 모니터 회로는, 소스가 상기 전원 단자에 접속되고, 게이트가 상기 출력 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 드레인이 상기 제1 스위치의 일단에 접속된 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스위치는, 상기 비교기 회로의 출력에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072886A (ko) * 2019-12-09 2021-06-18 주식회사 현대케피코 인버터 게이트 드라이버의 전압 및 온도 센싱 장치 및 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10418986B2 (en) * 2015-12-14 2019-09-17 Monolithic Power Systems, Inc. Monolithic integrated circuit switch device with output current balancing for parallel-connection
US10732655B2 (en) * 2016-06-02 2020-08-04 Zeon Corporation Energy harvesting apparatus and current control circuit
CN110419015B (zh) * 2016-12-26 2021-03-09 德州仪器公司 用于使用浮动带隙参考和温度补偿进行负输出电压有源箝位的方法和设备
TWI643528B (zh) * 2017-10-11 2018-12-01 茂達電子股份有限公司 適應式的背光裝置、系統及其控制方法
CN108616260B (zh) * 2018-04-02 2022-05-10 广州慧智微电子股份有限公司 一种功率放大器的电源电路
CN108306258B (zh) * 2018-04-04 2023-12-29 奥然生物科技(上海)有限公司 一种用于加热器的过温检测电路和过温保护电路
CN112362180B (zh) * 2020-10-15 2022-08-12 国网思极紫光(青岛)微电子科技有限公司 用于过温保护的温差检测电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100295A (ja) 2003-09-26 2005-04-14 Seiko Instruments Inc サーマルシャットダウン回路
KR20090079816A (ko) * 2008-01-18 2009-07-22 세이코 인스트루 가부시키가이샤 전압 조정기
JP2011061966A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Seiko Instruments Inc ボルテージレギュレータ
KR20150107627A (ko) * 2014-03-14 2015-09-23 세이코 인스트루 가부시키가이샤 과열 보호 회로 및 전압 레귤레이터

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0747798A3 (en) * 1995-06-07 1998-02-11 Acme Electric Corporation Temperature and current dependent regulated voltage source
JP2006309312A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sharp Corp レギュレータ
JP2008197892A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Sharp Corp シリーズレギュレータ
JP2008276611A (ja) * 2007-05-01 2008-11-13 Nec Electronics Corp 過電流保護回路
CN101178608A (zh) * 2007-12-07 2008-05-14 南京大学 一种具有温度保护电路的低压差线性稳压器
JP5099505B2 (ja) * 2008-02-15 2012-12-19 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
JP5309641B2 (ja) * 2008-03-24 2013-10-09 ミツミ電機株式会社 充電制御用半導体集積回路
US8148907B2 (en) * 2009-04-11 2012-04-03 Sadwick Laurence P Dimmable power supply
JP6211887B2 (ja) * 2013-10-15 2017-10-11 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 ボルテージレギュレータ
CN104679089B (zh) * 2013-11-26 2016-03-09 上海贝岭股份有限公司 用于集成led驱动芯片的梯级过温补偿保护系统及电路
CN104821552B (zh) * 2014-10-20 2018-04-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 过温保护方法、电路以及带该电路的线性驱动电路
JP6417945B2 (ja) * 2015-01-07 2018-11-07 ミツミ電機株式会社 電源回路
JP6416638B2 (ja) * 2015-01-21 2018-10-31 エイブリック株式会社 ボルテージレギュレータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100295A (ja) 2003-09-26 2005-04-14 Seiko Instruments Inc サーマルシャットダウン回路
KR20090079816A (ko) * 2008-01-18 2009-07-22 세이코 인스트루 가부시키가이샤 전압 조정기
JP2011061966A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Seiko Instruments Inc ボルテージレギュレータ
KR20150107627A (ko) * 2014-03-14 2015-09-23 세이코 인스트루 가부시키가이샤 과열 보호 회로 및 전압 레귤레이터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072886A (ko) * 2019-12-09 2021-06-18 주식회사 현대케피코 인버터 게이트 드라이버의 전압 및 온도 센싱 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9829900B2 (en) 2017-11-28
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KR102473993B1 (ko) 2022-12-05
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CN106843357B (zh) 2020-03-17

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