KR20200008641A - Sense resistor short-circuit detecting circuit and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 감지저항단락 판단 회로 및 감지저항단락 검출 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a sensing resistance short determination circuit and a sensing resistance short detection method.
전력 공급 장치의 동작을 제어하는 전력 스위치에 흐르는 스위치 전류는 감지 저항을 사용하여 감지할 수 있다. 감지 저항에 스위치 전류가 흘러 감지 전압이 발생한다. PWM 제어기는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는데 감지 전압을 이용한다.The switch current flowing through the power switch that controls the operation of the power supply can be sensed using a sense resistor. A switch current flows through the sense resistor to generate a sense voltage. The PWM controller uses the sense voltage to control the switching operation of the power switch.
그런데, 감지 저항이 단락된 경우 감지 전압이 발생하지 않아 전력 스위치의 온 타임이 최대로 제어될 수 있다. 그러면 전력 공급 장치가 비정상적으로 동작하는 문제가 발생할 수 있다. However, when the sensing resistor is shorted, no sensing voltage is generated so that the on time of the power switch can be controlled to the maximum. This may cause a problem of abnormal operation of the power supply.
실시 예들을 통해 감지 저항의 단락을 감지하고자 한다.Through the embodiments will be to detect a short circuit of the sense resistor.
발명의 한 특징에 따른 감지저항단락 판단 회로는, 전력 스위치에 연결된 입력 전압을 검출하여 상기 입력 전압에 따르는 입력 감지 전압을 생성하는 입력 전압 검출부, 감지 전압과 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 감지전압 비교기, 및 상기 전력 스위치가 턴 온 일 때, 상기 입력 감지 전압에 따른 지속 기간을 가지는 블랭킹 신호를 결정하는 블랭킹 기간 설정부를 포함할 수 있다. 상기 감지 전압은, 상기 전력 스위치가 턴 온 일 때, 상기 입력 전압으로부터 상기 전력 스위치 및 상기 감지 저항을 통해 흐르는 전류에 의해 생성될 수 있다. 상기 감지저항단락 판단 회로는, 상기 블랭킹 신호가 활성화일 때 상기 감지 저항의 단락을 검출하지 않고, 상기 블랭킹 신호가 비활성화이고 상기 전력 스위치가 턴 온 일때, 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a sensing resistor short circuit determining circuit includes: an input voltage detector configured to detect an input voltage connected to a power switch and generate an input sensing voltage according to the input voltage; and a comparison signal according to a result of comparing the sensing voltage and a reference voltage. And a blanking period setting unit configured to determine a blanking signal having a duration according to the input sense voltage when the power switch is turned on. The sensing voltage may be generated by a current flowing from the input voltage through the power switch and the sensing resistor when the power switch is turned on. The sensing resistance short circuit determining circuit does not detect a short circuit of the sensing resistor when the blanking signal is active, and when the blanking signal is inactive and the power switch is turned on, a short circuit of the sensing resistor according to the comparison signal is performed. Can be detected.
상기 블랭킹 신호의 활성화는 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기될 수 있다.The activation of the blanking signal may be synchronized with the turn on time of the power switch.
상기 감지저항단락 판단 회로는, 상기 전력 스위치의 턴 온 후 상기 전력 스위치의 턴 오프 결정 전의 기간 동안, 상기 감지 저항의 단락을 검출하지 않을 수 있다. 상기 감지저항단락 판단 회로는, 상기 전력 스위치의 턴 오프 결정 후 상기 전력 스위치의 턴 오프 전의 기간 동안, 상기 블랭킹 신호가 비활성화일 때, 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출할 수 있다.The sensing resistor short determination circuit may not detect a short circuit of the sensing resistor during a period after the power switch is turned on and before the turn off determination of the power switch. The sensing resistor short determination circuit may detect a short circuit of the sensing resistor according to the comparison signal when the blanking signal is inactive for a period of time after the turn-off determination of the power switch is turned off.
상기 입력 감지 전압의 증가에 응답하여 상기 블랭킹 신호의 지속 기간이 감소하고, 상기 입력 감지 전압의 감소에 응답하여 상기 블랭킹 신호의 지속 기간이 증가할 수 있다.The duration of the blanking signal may decrease in response to the increase in the input sense voltage, and the duration of the blanking signal may increase in response to the decrease in the input sense voltage.
발명의 다른 특징에 따른 감지 저항의 단락을 검출하는 방법은, 입력 전압 검출 회로를 이용하여, 전력 스위치에 연결된 입력 전압에 대응하는 입력 감지 전압을 결정하는 단계, 블랭킹 기간 설정 회로를 이용하여, 상기 입력 감지 전압에 의해 결정되는 기간 동안 활성화되는 블랭킹 신호를 생성하는 단계, 감지전압 비교 회로를 이용하여, 감지 전압이 기준 전압 보다 낮은지 결정하는 단계, 상기 전력 스위치가 턴 온 인지 결정하는 단계, 및 상기 블랭킹 신호가 비활성화이고 상기 전력 스위치가 턴 온 일 때, 상기 감지 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 것에 응답하여 셧다운 신호를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 감지 전압은 상기 감지 저항을 이용하여 생성되고, 상기 감지 저항은 상기 전력 스위치에 직렬 연결되어 있을 수 있다. According to another aspect of the present invention, a method of detecting a short circuit of a sensing resistor may include determining an input sensing voltage corresponding to an input voltage connected to a power switch using an input voltage detecting circuit, and using a blanking period setting circuit. Generating a blanking signal that is activated for a period of time determined by an input sense voltage, using a sense voltage comparison circuit to determine whether the sense voltage is lower than a reference voltage, determining whether the power switch is on, and And when the blanking signal is inactive and the power switch is turned on, activating a shutdown signal in response to the sensing voltage being lower than the reference voltage. The sensing voltage may be generated using the sensing resistor, and the sensing resistor may be connected in series with the power switch.
실시 예들을 통해 감지 저항의 단락을 감지할 수 있는 감지저항단락 판단 회로 및 감지저항단락 검출 방법을 제공한다. The present invention provides a sensing resistor short determination circuit and a sensing resistor short detection method capable of detecting a short circuit of the sensing resistor.
도 1은 감지저항단락 판단기가 적용된 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.
도 5는 도 4 보다 입력 전압이 더 낮아 졌을 때, 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.
도 7은 정상 상태에서 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 및 피크 기준 전압을 나타낸 파형도이다.
도 8은 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간을 벗어나서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 9는 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간 내에서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 온 기간 신호, 입력 하이 신호, 셧다운 신호, 및 단락보호신호를 나타낸 파형도이다. 1 is a diagram illustrating a power supply device to which a sense resistance short determiner is applied.
2 is a diagram illustrating a detection resistance short circuit determiner according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram illustrating a sensing resistor short determiner according to another exemplary embodiment.
4 is a waveform diagram illustrating a sense voltage, a comparison signal, a gate control signal, a blanking signal, a shutdown signal, and a short detection signal according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a sensing voltage, a comparison signal, a gate control signal, a blanking signal, a shutdown signal, and a short circuit detection signal when the input voltage is lower than that of FIG. 4.
6 is a diagram illustrating a sensing resistance short circuit determiner according to another exemplary embodiment.
7 is a waveform diagram illustrating an input sensing voltage, a sensing voltage, an input high signal, and a peak reference voltage according to another embodiment in a steady state.
8 is a waveform diagram illustrating an input sense voltage, a sense voltage, an input high signal, a peak reference voltage, and a short protection signal according to another embodiment when a short circuit of the sense resistor occurs outside the short circuit resistance detection period.
9 is a waveform diagram illustrating an input sensing voltage, a sensing voltage, an input high signal, a peak reference voltage, and a short protection signal according to another embodiment when a short circuit of the sensing resistor occurs within a short circuit resistance detection period.
10 is a waveform diagram illustrating a sensing voltage, a comparison signal, an on-period signal, an input high signal, a shutdown signal, and a short circuit protection signal according to another exemplary embodiment.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
실시 예에 따른 감지저항단락 판단기는 입력 전압에 따라 블랭킹 기간을 조절하여 감지 저항의 단락을 검출한다. 교류 입력이 정류된 입력 전압은 변하고, 입력 전압에 따라 스위치 전류의 상승 기울기가 변한다. 감지 저항이 정상적인 경우, 감지 전압은 스위치 전류에 따라 결정되므로, 입력 전압에 따라 감지 저항의 상승 기울기도 변한다.The detection resistance short circuit determiner according to the embodiment detects a short circuit of the detection resistor by adjusting the blanking period according to the input voltage. The input voltage at which the AC input is rectified changes, and the rising slope of the switch current changes according to the input voltage. If the sense resistor is normal, the sense voltage is determined by the switch current, so the rising slope of the sense resistor also varies with the input voltage.
감지 저항이 정상 상태인 것을 감지하기 위해 필요한 시간은 입력 전압에 따라 변한다. 예를 들어, 감지 전압의 상승 기울기가 급할수록 감지 전압이 발생하는지를 감지하는데 소요되는 시간이 짧아진다. 반대로 감지 전압의 상승 기울기가 완만할수록 감지 전압이 발생하는지를 감지하는데 소요되는 시간이 길어진다.The time required to detect the sense resistor is normal depends on the input voltage. For example, the steeper the rising slope of the sense voltage, the shorter the time taken to detect whether the sense voltage occurs. Conversely, the slower the slope of the sense voltage rises, the longer it takes to detect whether the sense voltage occurs.
실시 예에 따른 감지저항단락 판단기는 입력 전압을 감지하여, 입력 전압에 따라 블랭킹 기간을 조절하고, 블랭킹 기간이 경과한 후에 감지 전압이 소정의 기준 전압보다 작은 경우 감지 저항이 단락된 것으로 판단한다.The sensing resistor short determiner according to the embodiment senses the input voltage, adjusts the blanking period according to the input voltage, and determines that the sensing resistor is shorted when the sensing voltage is smaller than the predetermined reference voltage after the blanking period elapses.
이하, 도면을 참조하여 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 설명한다.Hereinafter, a sensing resistor short determiner according to an exemplary embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 감지저항단락 판단기가 적용된 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a power supply device to which a sense resistance short determiner is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 전력 공급 장치(1)는 정류 회로(10), 커패시터(C1), 트랜스포머(20), 정류 다이오드(D1), 출력 커패시터(C2), 전력 스위치(SW), 감지 저항(RS), 및 스위치 제어 회로(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1,
교류 입력(AC)은 정류 회로(10)를 통해 정류되고, 정류된 교류 입력은 커패시터(C1)를 통해 입력 전압(Vin)이 된다. 정류 회로(10)는 전파 정류 회로인 풀-브릿지 다이오드일 수 있다. 예를 들어, 입력 전압(Vin)은 전파 정류된 정현파일 수 있다. The AC input AC is rectified through the
트랜스포머(20)는 입력 전압(Vin)에 연결된 1차측 권선(CO1)과 출력 전압(Vout)에 연결된 2차측 권선(CO2)을 포함한다. 1차측 권선(CO1)과 2차측 권선(CO2)는 소정의 권선비(1차측 권선의 권선수: 2차측 권선의 권선수)로 절연 커플링되어 있다.The
1차측 권선(CO1)의 일단은 입력 전압(Vin)에 연결되어 있고, 1차측 권선(CO1)의 타단은 전력 스위치(SW)의 일전극(드레인)에 연결되어 있다. 1차측 권선(CO1)에는 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 흐르는 전류가 흘러 에너지가 저장된다.One end of the primary winding CO1 is connected to the input voltage Vin, and the other end of the primary winding CO1 is connected to one electrode (drain) of the power switch SW. In the primary winding CO1, a current flowing during the on-period of the power switch SW flows to store energy.
2차측 권선(CO2)의 일단은 정류 다이오드(D1)의 애노드에 연결되어 있고, 2차측 권선(CO2)의 타단은 2차측 그라운드에 연결되어 있다. 전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안, 1차측 권선(CO1)에 저장된 에너지가 2차측 권선(CO2)으로 전달된다.One end of the secondary winding CO2 is connected to the anode of the rectifying diode D1, and the other end of the secondary winding CO2 is connected to the secondary ground. During the off period of the power switch SW, energy stored in the primary winding CO1 is transferred to the secondary winding CO2.
전력 스위치(SW)는 입력 전압(Vin)에 전기적으로 연결되어 있고, 전력 공급장치(1)의 출력 전력을 제어한다. 전력 스위치(SW)의 게이트는 스위치 제어 회로(30)로부터 공급되는 게이트 전압(VG)이 연결되어 있고, 전력 스위치(SW)의 타전극(소스)는 감지 저항(RS)을 통해 1차측 그라운드에 연결되어 있다. 전력 스위치(SW)는 하이 레벨의 게이트 전압(VG)에 의해 턴 온 되고, 로우 레벨의 게이트 전압(VG)에 의해 턴 오프 된다.The power switch SW is electrically connected to the input voltage Vin, and controls the output power of the
감지 저항(RS)는 전력 스위치(SW)의 소스와 1차측 그라운드 사이에 연결되어 있고, 전력 스위치(SW)에 흐르는 전류에 따라 감지 전압(VCS)이 감지 저항(RS)에 발생한다.The sensing resistor RS is connected between the source of the power switch SW and the primary ground, and the sensing voltage VCS is generated in the sensing resistor RS according to the current flowing through the power switch SW.
출력 커패시터(C2)는 전력 공급 장치(1)의 양 출력단 사이에 연결되어 있다. 출력 커패시터(C2)의 일전극은 정류 다이오드(D1)의 캐소드에 연결되어 있고, 출력 커패시터(C2)의 타전극은 2차측 그라운드에 연결되어 있다.The output capacitor C2 is connected between both output terminals of the
2차측 권선(CO2)에 흐르는 전류가 정류 다이오드(D1)를 통과한다. 정류 다이오드(D1)를 통과한 전류는 부하(도시하지 않음)에 공급되거나, 출력 커패시터(C2)를 충전시킬 수 있다.Current flowing in the secondary winding CO2 passes through the rectifying diode D1. The current passing through the rectifying diode D1 may be supplied to a load (not shown) or may charge the output capacitor C2.
스위치 제어 회로(30)는 PWM 제어부(200) 및 감지저항단락 판단기(100)를 포함한다. The
PWM 제어부(200)는 스위칭 주파수를 결정하는 오실레이터 신호에 동기되어 전력 스위치(SW)를 턴 온 시키고, 감지 전압(VCS)이 출력 전압(VOUT)에 대응하는 피드백 전압에 도달할 때 전력 스위치(SW)를 턴 오프시킬 수 있다(이하, 전류 모드). 또는 PWM 제어부(200)는 오실레이터 신호에 동기되어 전력 스위치(SW)를 턴 온 시키고, 소정의 주기를 가지는 톱니파 신호가 피드백 전압에 도달할 때 전력 스위치(SW)를 턴 오프시킬 수 있다(이하, 전압 모드).The
감지저항단락 판단기(100)는 입력 전압(Vin)을 감지하여 입력 감지 전압을 생성하고, 입력 감지 전압(VIS)에 기초하여 설정되는 기간(이하, 블랭킹 기간 또는 단락 저항 검출 기간)과 전력 스위치(SW)의 온 기간에 기초한 시점에 감지 전압(VCS)과 소정의 기준 전압(VR)을 비교한 결과에 따라 감지 저항(RS)의 단락 여부를 판단한다. The sensing resistance
먼저, 전류 모드에서는 입력 감지 전압(VIS)에 기초하여 블랭킹 기간이 설정되는데, 감지저항단락 판단기(100)는, 입력 감지 전압(VIS)에 따라 블랭킹 기간을 설정하고, 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 블랭킹 기간이 경과한 시점에 기준 전압(VR)이 감지 전압(VCS) 보다 높을 때 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다. First, in the current mode, a blanking period is set based on the input sensing voltage VIS, and the sensing resistance
예를 들어, 감지 저항(RS)이 단락되지 않은 정상 상태일 때, 감지저항단락 판단기(100)는 검출된 입력 전압 조건에서 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하는 제1 기간에 기초하여 블랭킹 기간을 설정할 수 있다. 구체적으로, 블랭킹 기간은 제1 기간에 소정의 마진을 더한 기간으로 설정될 수 있다.For example, when the sensing resistor RS is in a normal state in which the short circuit is not shorted, the sensing resistor
그러나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 방식으로 블랭킹 기간을 설정할 수 있다.However, the embodiment is not limited thereto, and the blanking period may be set in another manner.
예를 들어, 감지저항단락 판단기(100)는 검출된 입력 전압 조건에서 허용되는 최대 듀티에 대해 소정 비율을 가지도록 블랭킹 기간을 설정할 수 있다. 소정 비율은 설계 조건에 따라 변경가능하다. For example, the sensing resistance
도 2는 일 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a detection resistance short circuit determiner according to an exemplary embodiment.
도 2에 도시된 감지저항단락 판단기는 전류 모드에 적용될 수 있다. 일 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기(100)는 입력 전압(Vin)을 검출하기 위해 보조 권선(CO3)을 이용할 수 있다. 보조 권선은 도 1에 도시된 전력 공급 장치(1)의 1차측에 위치하고, 1차측 권선(CO1)과 소정의 권선비로 절연 커클링 되어 있다. 이하, 설명의 편의를 위해서 1차측 권선(CO1)와 보조 권선(CO3)의 권선비는 1:1인것으로 가정한다.2 may be applied to a current mode. The sensing resistor
전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 1차측 권선(CO1)의 양단 전압은 입력 전압(Vin)이다. 보조 권선(CO3)의 양단 전압(이하, 보조 전압)(VAUX)의 극성은 1차측 권선(CO1)의 양단 전압의 극성과 반대이므로, 온 기간 동안 보조 권선(CO3)의 양단 전압은 -Vin이다.During the on period of the power switch SW, the voltage across the primary winding CO1 is the input voltage Vin. Since the polarity of the voltage across the auxiliary winding CO3 (hereinafter referred to as auxiliary voltage) VAUX is opposite to the polarity of the voltage across the primary winding CO1, the voltage across the auxiliary winding CO3 during the on period is -Vin. .
전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안, 1차측 권선(CO1)의 양단 전압은 출력 전압(VOUT) 전압에 비례하는 음의 전압이고, 오프 기간 동안 보조 전압(VAUX)은 출력 전압(VOUT)에 비례하는 양의 전압이다. During the off period of the power switch SW, the voltage across the primary winding CO1 is a negative voltage proportional to the output voltage VOUT voltage, and during the off period the auxiliary voltage VAUX is proportional to the output voltage VOUT. It is a positive voltage.
감지저항단락 판단기(100)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 보조 권선(CO3)으로 공급되는 전압감지 전류(IVS)를 이용하여 입력 전압(Vin)을 검출할 수 있다. 감지저항단락 판단기(100)는 검출된 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)에 따라 블랭킹 기간을 나타내는 블랭킹 신호(BLK)를 생성하고, 감지 전압(VCS)과 소정의 기준 전압(Vref)을 비교한 결과 및 블랭킹 신호(BLK)에 기초하여 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 감지 저항(RS)의 단락 여부를 검출한다. 구체적으로, 감지저항단락 판단기(100)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 감지 전압(VCS)이 기준 전압(RS)에 도달하지 못하는 경우 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다. The sensing resistance
구체적으로, 감지저항단락 판단기(100)는 입력 전압 검출기(110), 블랭킹 기간 설정부(120), 감지전압 비교기(130), AND 게이트(140), 및 신호 생성부(150)를 포함한다. 보조 권선(CO3)의 일단은 1차측 그라운드 사이에는 두 개의 저항(R1, R2)가 직렬 연결되어 있고, 보조 권선(CO3)의 타단은 1차측 그라운드에 연결되어 있다.Specifically, the sense resistor
입력전압 검출기(110)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 발생하는 보조 전압(VAUX)에 따라 전압감지 전류(IVS)를 생성하고, 전압감지 전류(IVS)의 크기에 따라 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)을 생성한다.The
구체적으로, 입력전압 검출기(110)는 노드(N1)의 전압을 소정의 전압 이상으로 클램핑하기 위한 전압감지 전류(IVS)를 생성한다. 소정의 전압이 1차측 그라운드 전압인 경우, 온 기간 동안 전압감지 전류(IVS)은 Vin/R1이다. 즉, 온 기간 동안 전압감지 전류(IVS)는 입력 전압(Vin)에 비례할 수 있다. 오프 기간 동안에는 보조 전압(VAUX)이 1차측 그라운드 전압 보다 높으므로 전압감지 전류(IVS)가 흐르지 않는다. In detail, the
입력전압 검출기(110)는 전압감지 전류(IVS)를 전압으로 변환하여 입력 감지전압(VIS)을 생성한다. 예를 들어, 입력전압 검출기(110)는 전압감지 전류(IVS)를 미러링하고, 미러링된 전류를 저항에 흐르게 하여 발생하는 입력 감지 전압(VIS)을 생성할 수 있다.The
블랭킹 기간 설정부(120)는 입력 감지 전압(VIS)에 기초하여 블랭킹 기간을 설정하고, 블랭킹 기간을 나타내는 블랭킹 신호(BLK)를 생성한다. 예를 들어, 블랭킹 기간 설정부(120)는 블랭킹 기간동안 디스에이블 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성할 수 있다. The blanking
블랭킹 기간 설정부(120)는 입력 감지 전압(VIS)의 변화에 대해서 반대 방향으로 블랭킹 기간을 설정할 수 있다. 즉, 입력 감지 전압(VIS)이 증가하면 블랭킹 기간은 짧아지고, 입력 감지 전압(VIS)이 감소하면 블랭킹 기간은 길어진다. 블랭킹 기간 설정부(120)는 블랭킹 기간 동안 로우 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성할 수 있다. The blanking
감지전압 비교기(130)의 소정의 기준 전압(VR)과 감지 전압(VCS)을 비교한 결과에 따라 비교 신호(CV)를 생성한다. 감지전압 비교기(130)는 기준 전압(VR)이 공급되는 비반전단자(+)와 감지 전압(VCS)이 공급되는 반전 단자(-)를 포함하고, 비반전단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력 이상일 때 하이 레벨의 비교 신호(CV)를 생성하고, 그 반대의 경우 로우 레벨의 비교 신호(CV)를 생성한다.The comparison signal CV is generated based on a result of comparing the predetermined reference voltage VR of the
AND 게이트(140)는 블랭킹 신호(BLK), 게이트 제어 신호(VC), 및 비교 신호(CV)를 논리곱 연산하여 셧다운 신호(SD)를 생성한다. 게이트 제어 신호(VC)는 전력 스위치(SW)의 스위칭 동작을 제어하는 신호 중 하나로서, 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 인에이블 레벨인 신호 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 게이트 전압(VG)이 게이트 제어 신호(VC)일 수 있다. The AND
실시 예에서 감지 저항(RS)의 단락 여부를 지시하는 셧다운 신호(SD)를 생성하기 위해 AND 게이트가 사용되었으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 블랭킹 신호(BLK), 게이트 제어 신호(VC), 및 비교 신호(CV)에 따라 적절한 논리 게이트가 사용될 수 있다. In an embodiment, the AND gate is used to generate the shutdown signal SD indicating whether the sensing resistor RS is shorted, but embodiments of the present invention are not limited thereto. Appropriate logic gates may be used in accordance with the blanking signal BLK, the gate control signal VC, and the comparison signal CV.
신호 생성부(150)는 셧다운 신호(SD)에 의해 트리거 되어 감지저항단락검출신호(SRSD)를 생성한다. 예를 들어, 신호 생성부(150)는 셧다운 신호(SD)의 상승 에지에 동기되어 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)를 생성할 수 있다. 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)에 의해 PWM 제어부(200)는 보호 동작으로서 전력 스위치(SW)를 턴 오프 시키는 게이트 전압(VG)을 생성할 수 있다. The
도 1에 도시된 일 실시 예에서는 입력 전압(Vin)을 검출하기 위해 보조 권선(CO3)을 이용하였으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 보조 권선(CO3)없이, 감지저항단락 판단기가 입력 전압(Vin)에 연결될 수 있다.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the auxiliary winding CO3 is used to detect the input voltage Vin, but the exemplary embodiment of the present invention is not limited thereto. Without the auxiliary winding CO3, the sense resistor short determiner may be connected to the input voltage Vin.
도 3은 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a sensing resistor short determiner according to another exemplary embodiment.
도 3에 도시된 바와 같이, 감지저항단락 판단기(300)는 입력 전압(Vin)과 1차측 그라운드 사이에 직렬 연결된 두 개의 저항(R3, R4)이 연결되어 있는 노드(N2)에 연결되어 있다. 노드(N2)의 전압은 Vin*(R4/(R3+R4))이므로, 입력 전압(Vin)에 비례한다. As shown in FIG. 3, the sense resistor
감지저항단락 판단기(300)는 블랭킹 기간 설정부(310), 감지전압 비교기(130), AND 게이트(140), 및 신호 생성부(150)를 포함한다. 감지전압 비교기(130), AND 게이트(140), 및 신호 생성부(150)에 대한 설명은 앞선 일 실시 예에와 동일한 바, 생략한다.The sensing resistance
블랭킹 기간 설정부(310)는 노드(N2)의 전압(이하, 입력 감지 전압)(VN2)을 입력받고, 입력 감지 전압(VN2)에 기초하여 블랭킹 기간을 설정하며, 블랭킹 기간 동안 디스에이블 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성한다. 예를 들어, 블랭킹 기간 설정부(310)는 입력 감지 전압(VN2)의 변화와 반대 방향으로 블랭킹 기간을 설정하고, 블랭킹 기간 동안 로우 레벨을 가지는 블랭킹 신호(BLK)를 생성할 수 있다. The blanking
이하, 도 4 및 5를 참조하여 실시 예들에 따른 동작을 설명한다.Hereinafter, operations according to embodiments will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.4 is a waveform diagram illustrating a sense voltage, a comparison signal, a gate control signal, a blanking signal, a shutdown signal, and a short detection signal according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4 보다 입력 전압이 더 낮아 졌을 때, 본 발명의 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 게이트 제어 신호, 블랭킹 신호, 셧다운 신호, 및 단락 검출 신호를 나타낸 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a sensing voltage, a comparison signal, a gate control signal, a blanking signal, a shutdown signal, and a short circuit detection signal when the input voltage is lower than that of FIG. 4.
도 4에 도시된 바와 같이, 시점 T0에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T1에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T4에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T1-T4은 블랭킹 기간(BT1)이다. 블랭킹 기간 BT1은 시점 T0 직전의 전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. 시점 T1은 시점 T0에 동기된 시점이다. 예를 들어 시점 T0 및 시점 T1은 동일한 시점일 수 있다. As shown in FIG. 4, the gate control signal VC becomes high at the time point T0, the power switch SW is turned on, and the sensing voltage VCS starts to rise. The blanking signal BLK becomes low level at the time point T1, and the blanking signal BLK becomes high level at the time point T4. Periods T1-T4 are blanking periods BT1. The blanking period BT1 may be determined according to the input voltage Vin measured during the off period of the power switch SW just before the time point T0. The time point T1 is a time point synchronized with the time point T0. For example, the time point T0 and the time point T1 may be the same time point.
시점 T2에 상승하던 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하여, 비교 신호(CV)는 로우 레벨이 된다. 시점 T3에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되고, 감지 전압(VCS)은 발생하지 않으며, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이 된다.The sense voltage VCS rising at the time point T2 reaches the reference voltage VR, and the comparison signal CV becomes low. At the time point T3, the gate control signal VC becomes low level, the power switch SW is turned off, the sensing voltage VCS does not occur, and the comparison signal CV becomes high level.
시점 T5에 다시 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T6에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T7 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T6-T7은 블랭킹 기간(BT2)이다. 블랭킹 기간 BT2은 전력 스위치(SW)의 오프 기간 T3-T5 동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. At the time point T5, the gate control signal VC becomes high again, the power switch SW is turned on, and the sensing voltage VCS starts to rise. The blanking signal BLK becomes low level at the time point T6, and the blanking signal BLK becomes high level. The period T6-T7 is the blanking period BT2. The blanking period BT2 may be determined according to the input voltage Vin measured during the off period T3-T5 of the power switch SW.
감지 저항(RS)에 단락이 발생하지 않은 정상 상태에서는 위에서 설명한 동작이 유지된다.The operation described above is maintained in the normal state in which the short circuit of the sense resistor RS does not occur.
시점 T8에 감지 저항(RS)의 단락이 발생한 것으로 가정한다. It is assumed that a short circuit of the sense resistor RS has occurred at a time point T8.
시점 T9에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되더라도, 감지 전압(VCS)은 앞선 정상 상태와 같이 정상적인 기울기로 상승하지 않는다. 단락 정도에 따라 차이가 있겠지만, 도 4에서는 설명의 편의를 위해 낮은 기울기로 증가하는 감지 전압(VCS)이 도시되어 있다. 그러나 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고 발생하지 않을 수도 있다.Even when the gate control signal VC becomes high level at the time point T9 and the power switch SW is turned on, the sensing voltage VCS does not rise to a normal slope as in the previous normal state. Depending on the degree of short circuit, the sensing voltage VCS is shown in FIG. 4 which is increased with a low slope for convenience of description. However, embodiments of the present invention are not limited thereto and may not occur.
시점 T10에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T11에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T10-T11는 블랭킹 기간(BT3)이다. The blanking signal BLK becomes low level at the time point T10, and the blanking signal BLK becomes high level at the time point T11. The period T10-T11 is the blanking period BT3.
블랭킹 기간 BT3이 종료된 시점 T11에, 감지 전압(VCS)은 기준 전압(VR)보다 작으므로, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이고, 감지 전압(VCS)은 피드백 전압보다 낮으므로, 게이트 제어 신호(VC)는 하이 레벨이다. At the time point T11 when the blanking period BT3 ends, since the sense voltage VCS is smaller than the reference voltage VR, the comparison signal CV is at a high level, and the sense voltage VCS is lower than the feedback voltage, so that the gate control signal. (VC) is a high level.
시점 T11부터 블랭킹 기간(BT3)이 종료되고, 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 따라서 시점 T11부터 AND 게이트(140)의 모든 입력이 하이 레벨이 되어 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨이 된다. 그러면 시점 T13에 단락 검출 신호(SRSP)가 하이 레벨로 상승한다. 즉, 단락 검출에 따른 보호 동작이 트리거 되어, 시점 T12에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되고, 전력 스위치(SW)는 턴 오프 되고, 셧다운 신호(SD)는 로우 레벨이 된다.The blanking period BT3 ends from the time point T11, and the blanking signal BLK becomes high. Therefore, from the time point T11, all the inputs of the AND
도 4에서는 시점 T11 이후의 보호 동작이 유지되는 동안 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨로 유지되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In FIG. 4, the blanking signal BLK is shown to be maintained at a high level while the protection operation after the time point T11 is maintained.
입력 전압(Vin)이 낮아지면, 블랭킹 기간은 길어진다.When the input voltage Vin is lowered, the blanking period becomes longer.
도 5에 도시된 바와 같이, 시점 T20에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T21에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 T24에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 기간 T21-T24은 블랭킹 기간(BT4)이다. 블랭킹 기간 BT4은 시점 T20 직전의 전력 스위치(SW)의 오프 기간 동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. 시점 T21은 시점 T20에 동기된 시점이다. 예를 들어 시점 T0 및 시점 T1은 동일한 시점일 수 있다. As shown in FIG. 5, the gate control signal VC becomes high at the time point T20, the power switch SW is turned on, and the sensing voltage VCS starts to rise. The blanking signal BLK becomes low level at the time point T21, and the blanking signal BLK becomes high level at the time point T24. Periods T21-T24 are blanking periods BT4. The blanking period BT4 may be determined according to the input voltage Vin measured during the off period of the power switch SW just before the time point T20. The viewpoint T21 is a viewpoint synchronized with the viewpoint T20. For example, the time point T0 and the time point T1 may be the same time point.
시점 T22에 상승하던 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하여, 비교 신호(CV)는 로우 레벨이 된다. 도 5의 입력 전압 레벨이 앞서 설명한 도 4에 비해 낮기 때문에, 도 5에 도시된 감지 전압(VCS)의 상승 기울기는 도 4에 비해 완만한다. 시점 T23에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되고, 감지 전압(VCS)은 발생하지 않고, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이 된다.The sense voltage VCS rising at the time point T22 reaches the reference voltage VR, so that the comparison signal CV goes low. Since the input voltage level of FIG. 5 is lower than that of FIG. 4 described above, the rising slope of the sensing voltage VCS shown in FIG. 5 is gentler than that of FIG. 4. At the time point T23, the gate control signal VC becomes low level, the power switch SW is turned off, the sensing voltage VCS does not occur, and the comparison signal CV becomes high level.
블랭킹 기간(BT5) 및 블랭킹 기간(BT6)는 직전 전력 스위치(SW)의 오프 기간 (OFF1, OFF2)동안 측정된 입력 전압(Vin)에 따라 결정될 수 있다. 감지 저항(RS)에 단락이 발생하지 않은 정상 상태에서는 위에서 설명한 동작이 유지된다.The blanking period BT5 and the blanking period BT6 may be determined according to the input voltage Vin measured during the off periods OFF1 and OFF2 of the immediately preceding power switch SW. The operation described above is maintained in the normal state in which the short circuit of the sense resistor RS does not occur.
시점 T25에 감지 저항(RS)의 단락이 발생한 것으로 가정한다. It is assumed that a short circuit of the sense resistor RS has occurred at a time point T25.
시점 T26에 게이트 제어 신호(VC)가 하이 레벨이 되어 전력 스위치(SW)가 턴 온 되더라도, 감지 전압(VCS)은 앞선 정상 상태와 같이 상승하지 않는다. Even when the gate control signal VC becomes high level at the time point T26 and the power switch SW is turned on, the sensing voltage VCS does not rise as in the previous normal state.
시점 T27에 블랭킹 신호(BLK)가 로우 레벨이 되고, 시점 28에 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 블랭킹 기간(BT6)이 종료된 시점 T28에, 감지 전압(VCS)은 기준 전압(VR)보다 작으므로, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이고, 감지 전압(VCS)은 피드백 전압보다 낮으므로, 게이트 제어 신호(VC)는 하이 레벨이다. The blanking signal BLK becomes low level at the time point T27, and the blanking signal BLK becomes high level at the time point T28. At the time point T28 at which the blanking period BT6 ends, since the sense voltage VCS is smaller than the reference voltage VR, the comparison signal CV is at a high level, and the sense voltage VCS is lower than the feedback voltage, so that the gate The control signal VC is at a high level.
시점 T28부터 블랭킹 기간(BT6)이 종료되고, 블랭킹 신호(BLK)가 하이 레벨이 된다. 따라서 시점 T28부터 AND 게이트(140)의 모든 입력이 하이 레벨이 되어 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨이 된다. 그러면 시점 T30에 단락 검출 신호(SRSP)가 하이 레벨로 상승한다. 즉, 단락 검출에 따른 보호 동작이 트리거 되어, 시점 T29에 게이트 제어 신호(VC)가 로우 레벨이 되고, 전력 스위치(SW)는 턴 오프 되고, 셧다운 신호(SD)는 로우 레벨이 된다.The blanking period BT6 ends from the time point T28, and the blanking signal BLK becomes high. Therefore, from the time point T28, all the inputs of the AND
이와 같이, 입력 전압에 따라 블랭킹 기간이 가변하고, 블랭킹 기간이 경과한 후의 감지 전압에 따라 감지 저항의 단락 여부를 판단할 수 있다.As described above, the blanking period is variable according to the input voltage, and whether or not the sensing resistor is shorted can be determined according to the sensing voltage after the blanking period has elapsed.
이하, 전압 모드에서의 감지 저항의 단락을 판단하는 실시 예에 대해서 설명한다. 전압 모드에서 감지저항단락 판단기는 입력 감지 전압에 기초하여 단락 저항 검출 기간을 설정하고, 단락 저항 검출 기간에서 상기 전력 스위치의 온 기간 동안 기준 전압(VR)이 감지 전압(VS)보다 높을 때 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다.Hereinafter, an embodiment of determining the short circuit of the sense resistor in the voltage mode will be described. In the voltage mode, the sense resistor short determiner sets a short-circuit resistance detection period based on an input sense voltage, and senses when the reference voltage VR is higher than the sense voltage VS during the on period of the power switch in the short-circuit resistance detection period. Determine (RS) as a short.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 감지저항단락 판단기를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a sensing resistor short determiner according to another exemplary embodiment.
감지저항단락 판단기(400)는 입력 전압(Vin)을 검출하고, 검출된 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)의 피크 전압(VP)을 검출하며, 피크 전압(VP)에 기초하여 피크 기준 전압(VPR)을 설정한다. 감지저항단락 판단기(400)는 입력 감지 전압(VIS)과 피크 기준 전압(VPR)을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 설정하고, 단락 저항 검출 기간에서 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하지 못하는 경우 감지 저항(RS)을 단락으로 판단한다. The sensing resistor
도 6에 도시된 감지저항단락 판단기(400)는 보조 권선(CO3)으로 공급되는 전압 감지 전류(IVS)를 이용하여 입력 전압(Vin)을 검출하는 것으로 도시되어 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고 도 3에 도시된 실시 예와 같이 감지저항단락 판단기(400)는 입력 전압(Vin)에 연결될 수 있다.6 is illustrated as detecting the input voltage Vin using the voltage sensing current IVS supplied to the auxiliary winding CO3, but the embodiment is not limited thereto. Instead, as illustrated in FIG. 3, the sensing resistance
감지저항단락 판단기(400)는 입력 전압 검출기(410), 피크 검출기(420), 멀티플라이어(430), 입력 비교기(440), 감지전압 비교기(450), AND 게이트(460), 및 신호 생성부(470)를 포함한다. The sense resistor
입력 전압 검출기(410)는 전력 스위치(SW)의 온 기간 중 발생하는 보조 전압(VAUX)에 따라 전압감지 전류(IVS)를 생성하고, 전압감지 전류(IVS)의 크기에 따라 입력 전압(Vin)에 대응하는 입력 감지 전압(VIS)을 생성한다. 입력 전압 검출기(410)은 도 2에 도시된 입력 전압 검출기(110)과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.The
피크 검출기(420)는 입력 감지 전압(VIS)을 입력받고, 입력 감지 전압(VIS)의 피크를 검출하여 피크 전압(VP)을 생성한다.The
멀티플라이어(430)는 피크 전압(VP)에 소정 게인을 곱하여 단락 저항 검출 기간을 결정하는 피크 기준 전압(VPR)을 생성한다. 실시 예에 따른 게인은 입력 전압(Vin)이 낮은 전압일 때 감지 저항(RS)의 단락 여부를 판단하지 않기 위해 설정된다. 예를 들어, 감지 저항(RS)의 단락에 의한 것이 아니라 입력 전압(Vin)의 레벨에 의해, 감지 전압(VCS)이 전력 스위치(SW)의 온 기간 동안 기준 전압(VR) 보다 작을 수 있다. 입력 전압(Vin)이 소정 전압 이상일 때 감지 저항(RS)의 단락을 검출하는 단락 저항 검출 기간이 설정되도록 멀티플라이어(430)의 게인이 설정될 수 있다.The
입력 비교기(440)는 입력 감지 전압(VIS)과 피크 기준 전압(VPR)을 비교한 결과에 따라 단락 저항 검출 기간을 지시하는 입력 하이 신호(VIH)을 생성한다. The
감지전압 비교기(450)의 기준 전압(VR)과 감지 전압(VCS)을 비교한 결과에 따라 비교 신호(CV)를 생성한다. 감지전압 비교기(450)는 기준 전압(VR)이 공급되는 비반전단자(+)와 감지 전압(VCS)이 공급되는 반전 단자(-)를 포함하고, 비반전단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력 이상일 때 하이 레벨의 비교 신호(CV)를 생성하고, 그 반대의 경우 로우 레벨의 비교 신호(CV)를 생성한다.The comparison signal CV is generated based on a result of comparing the reference voltage VR of the
AND 게이트(460)는 입력 하이 신호(VIH), 온 타임 신호(TON), 및 비교 신호(CV)를 논리곱 연산하여 셧다운 신호(SD)를 생성한다. 온 타임 신호(TON)는 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되는 시점에 동기되어 발생하는 신호이다. 온 타임 신호(TON)에 대해서는 도 8을 참조하여 후술한다. The AND
신호 생성부(470)는 셧다운 신호(SD)에 의해 트리거 되어 감지저항단락검출신호(SRSD)를 생성한다. 예를 들어, 신호 생성부(470)는 셧다운 신호(SD)의 상승 에지에 동기되어 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)를 생성할 수 있다. 인에이블 레벨의 감지저항단락보호신호(SRSP)에 의해 PWM 제어부(200)는 보호 동작으로서 전력 스위치(SW)를 턴 오프 시키는 게이트 전압(VG)을 생성할 수 있다. The
이하, 도 7 내지 10을 참조하여 감지저항단락 판단기(400)의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the sensing resistance
도 7은 정상 상태에서 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 및 피크 기준 전압을 나타낸 파형도이다.7 is a waveform diagram illustrating an input sensing voltage, a sensing voltage, an input high signal, and a peak reference voltage according to another embodiment in a steady state.
도 7에서는 전파 정류된 정현파를 따르는 입력 전압(Vin)에 대응하여, 입력 감지 전압(VIS)도 전파 정류된 정현파로 도시되어 있다. 그러나 입력 전압(Vin)의 파형이 도 7에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니다. In FIG. 7, the input sensing voltage VIS is also illustrated as a full-wave rectified sinusoid, corresponding to the input voltage Vin along the full-wave rectified sinusoid. However, the waveform of the input voltage Vin is not limited to the embodiment shown in FIG. 7.
감지 전압(VCS)은 전력 스위치(SW)의 턴 온 기간 동안 입력 전압(Vin)에 따르는 기울기로 상승하고, 전력 스위치(SW)의 턴 오프 시점에 영전압으로 하강하는 파형이다. 설명의 편의를 위해서, 도 7에 도시된 감지 전압(VCS)은 매 스위칭 주기마다 발생하는 감지 전압(VCS)의 피크들을 연결한 파형으로 도시되어 있다.The sensing voltage VCS rises with a slope according to the input voltage Vin during the turn-on period of the power switch SW, and drops to zero voltage at the turn-off time of the power switch SW. For convenience of description, the sense voltage VCS illustrated in FIG. 7 is illustrated as a waveform connecting the peaks of the sense voltage VCS occurring every switching period.
도 7에 도시된 바와 같이, 피크 기준 전압(VPR)은 피크 전압(VP)에 멀티플라이어(430)의 게인이 곱해져 피크 전압(VP)보다 낮은 레벨이다. As shown in FIG. 7, the peak reference voltage VPR is a level lower than the peak voltage VP by multiplying the gain of the
입력 감지 전압(VIS)이 피크 기준 전압(VPR) 보다 높은 기간인 P1, P2, 및 P3가 단락 저항 검출 기간으로 설정되고, 입력 하이 신호(VIH)은 기간 P1, P2, 및 P3에서 하이 레벨이다.P1, P2, and P3, in which the input sense voltage VIS is higher than the peak reference voltage VPR, are set as short-circuit resistance detection periods, and the input high signal VIH is at a high level in the periods P1, P2, and P3. .
도 8은 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간을 벗어나서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.8 is a waveform diagram illustrating an input sense voltage, a sense voltage, an input high signal, a peak reference voltage, and a short protection signal according to another embodiment when a short circuit of the sense resistor occurs outside a short circuit resistance detection period.
도 8에서, 감지 저항(RS)의 단락은 단락 저항 검출 기간(P12)이 종료된 후, 시점 T31에 발생하는 것으로 가정한다.In FIG. 8, it is assumed that a short circuit of the sensing resistor RS occurs at a time point T31 after the short-circuit resistance detection period P12 ends.
정상 상태에서 입력 감지 전압(VIS)이 발생하고, 입력 감지 전압(VIS)은 피크 기준 전압(VPR) 보다 단락 저항 검출 기간(P11, P12) 동안 높다. 따라서 입력 하이 신호(VIH)은 단락 저항 검출 기간(P11, P12) 동안 하이 레벨이다.In the steady state, the input sense voltage VIS is generated, and the input sense voltage VIS is higher than the peak reference voltage VPR during the short-circuit resistance detection periods P11 and P12. Therefore, the input high signal VIH is at a high level during the short resistance detection periods P11 and P12.
시점 T31에 감지 저항(RS)의 단락에 의해 감지 전압(VCS)이 발생하지 않는다. 다만, 단락 저항 검출 기간(P12)이 종료되고, 입력 하이 신호(VIH)이 로우 레벨이므로, AND 게이트(460)의 출력인 셧다운 신호(SD)는 로우 레벨이다. 따라서 단락보호신호(SRSP)는 트리거 되지 않는다.The sensing voltage VCS does not occur at the time point T31 due to the short circuit of the sensing resistor RS. However, since the short-circuit resistance detection period P12 ends and the input high signal VIH is at the low level, the shutdown signal SD which is the output of the AND
시점 T32부터 입력 감지 전압(VIS)이 피크 기준 전압(VPR)보다 높고, 입력 하이 신호(VIH)이 하이 레벨로 상승한다. 그러면, 온 타임 신호(TON)가 하이 레벨이 되는 시점(전력 스위치의 턴 오프 시점)에 AND 게이트(460)의 모든 입력이 하이 레벨이 되고, 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨로 상승한다. 그러면, 시점 T33에 단락보호신호(SRSP)가 하이 레벨로 트리거 되고, 보호 동작이 시작된다. 보호 동작에 의해 전력 스위치(SW)의 스위칭 동작이 정지된다. 그러면 시점 T33 이후부터 입력 감지 전압(VIS)은 발생하지 않고, 입력 하지 전압(VIH)도 발생하지 않는다.From the time point T32, the input sense voltage VIS is higher than the peak reference voltage VPR, and the input high signal VIH rises to a high level. Then, at the time when the on-time signal TON becomes the high level (the turn-off time of the power switch), all the inputs of the AND
다만, 도 3에 도시된 방식으로 입력 전압(Vin)을 검출하는 경우에는, 도 8에 점선으로 도시된 바와 같이 입력 감지 전압(VIS) 및 입력 하이 신호(VIH)이 발생할 수 있다. However, when the input voltage Vin is detected in the manner illustrated in FIG. 3, the input sensing voltage VIS and the input high signal VIH may be generated as shown by a dotted line in FIG. 8.
도 9는 감지 저항의 단락이 단락 저항 검출 기간 내에서 발생한 경우에 또 다른 실시 예에 따른 입력 감지 전압, 감지 전압, 입력 하이 신호, 피크 기준 전압, 및 단락 보호 신호를 나타낸 파형도이다.9 is a waveform diagram illustrating an input sensing voltage, a sensing voltage, an input high signal, a peak reference voltage, and a short circuit protection signal according to another embodiment when a short circuit of the sense resistor occurs within a short circuit resistance detection period.
정상 상태에서 입력 감지 전압(VIS)이 발생하고, 입력 감지 전압(VIS)은 피크 기준 전압(VPR) 보다 단락 저항 검출 기간(P21, P22) 동안 높다. 따라서 입력 하이 신호(VIH)은 단락 저항 검출 기간(P21, P22) 동안 하이 레벨이다.In the steady state, the input sense voltage VIS is generated, and the input sense voltage VIS is higher than the peak reference voltage VPR during the short-circuit resistance detection periods P21 and P22. Therefore, the input high signal VIH is at a high level during the short resistance detection periods P21 and P22.
시점 T41에 감지 저항(RS)의 단락에 의해 감지 전압(VCS)이 발생하지 않는다. 그러면, 시점 T41 이후에, 온 타임 신호(TON)가 하이 레벨이 되는 시점(전력 스위치의 턴 오프 시점)에 AND 게이트(460)의 모든 입력이 하이 레벨이 되고, 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨로 상승한다. 그러면, 시점 T42에 단락보호신호(SRSP)가 하이 레벨로 트리거 되고, 보호 동작이 시작된다. 보호 동작에 의해 전력 스위치(SW)의 스위칭 동작이 정지된다. 그러면 시점 T42부터 입력 감지 전압(VIS)은 발생하지 않고, 입력 하이 신호(VIH)도 발생하지 않는다.The sensing voltage VCS does not occur at the time point T41 due to the short circuit of the sensing resistor RS. Then, after the time point T41, all the inputs of the AND
다만, 도 3에 도시된 방식으로 입력 전압(Vin)을 검출하는 경우에는, 도 9에 점선으로 도시된 바와 같이 입력 감지 전압(VIS) 및 입력 하이 신호(VIH)이 발생할 수 있다. However, when detecting the input voltage Vin in the manner shown in FIG. 3, the input sensing voltage VIS and the input high signal VIH may be generated as shown by a dotted line in FIG. 9.
이하, 도 10을 참조하여 단락 저항이 발생한 경우의 단락보호신호(SRSP)의 발생 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of generating the short circuit protection signal SRSP when the short circuit resistance occurs will be described in detail with reference to FIG. 10.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 감지 전압, 비교 신호, 온 기간 신호, 입력 하이 신호, 셧다운 신호, 및 단락보호신호를 나타낸 파형도이다. 도 10은 단락 저항 검출 기간의 일부를 나타내고 있다. 10 is a waveform diagram illustrating a sensing voltage, a comparison signal, an on period signal, an input high signal, a shutdown signal, and a short circuit protection signal according to another exemplary embodiment. 10 shows part of the short-circuit resistance detection period.
도 10에 도시된 바와 같이, 시점 T50에 전력 스위치(SW)가 턴 온 되고, 감지 전압(VCS)이 상승하기 시작한다. 시점 T51에 상승하던 감지 전압(VCS)이 기준 전압(VR)에 도달하여, 비교 신호(CV)는 로우 레벨이 된다. 시점 T52에 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되고, 감지 전압(VCS)은 발생하지 않으며, 비교 신호(CV)는 하이 레벨이 된다.As shown in FIG. 10, the power switch SW is turned on at the time point T50, and the sensing voltage VCS starts to rise. The sense voltage VCS rising at the time point T51 reaches the reference voltage VR, and the comparison signal CV becomes low. At time T52, the power switch SW is turned off, the sense voltage VCS is not generated, and the comparison signal CV is at a high level.
시점 T53에 전력 스위치(SW)의 턴 오프가 결정되면, 온 타임 신호(TON)가 하이 레벨로 상승한 후 시점 T54에 로우 레벨로 하강한다. 턴 오프가 결정된 시점 T53과 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되는 시점 T52 사이에는 소정의 지연이 있을 수 있다. 예를 들어, PWM 제어부(200)에서 전력 스위치(SW)의 턴 오프가 결정되는 시점 T53과 로우 레벨의 게이트 전압(VG)에 의해 전력 스위치(SW)가 턴 오프 되는 시점 T52 사이에는 전달 지연(△d)이 있을 수 있다. When the turn-off of the power switch SW is determined at the time point T53, the on-time signal TON rises to a high level and then descends to the low level at the time point T54. There may be a predetermined delay between the time T53 when the turn-off is determined and the time T52 when the power switch SW is turned off. For example, the propagation delay between the time T53 at which the power switch SW is turned off in the
이와 같이, 정상 상태에서는AND 게이트(460)의 입력 모두가 하이 레벨이 되는 구간이 발생하지 않는다. As described above, in the normal state, no section in which all of the inputs of the AND
시점 T55에 감지 저항(RS)이 단락되었다고 가정한다. 전력 스위치(SW)가 턴 온 되더라도 감지 전압(VCS)은 도 10에 되시된 바와 같이, 턴 온 기간(P30) 동안 기준 전압(VR)에 도달하지 않는다.Assume that the sense resistor RS is shorted at time T55. Even when the power switch SW is turned on, the sensing voltage VCS does not reach the reference voltage VR during the turn-on period P30, as shown in FIG. 10.
그러면, 비교 신호(CV)가 하이 레벨로 유지된 상태에서, 온 타임 신호(TON)가 기간 T56-T57 동안 하이 레벨 펄스로 발생한다. 시점 T56에 AND 게이트(460)의 모든 입력이 하이 레벨이 되고, 셧다운 신호(SD)가 하이 레벨로 상승하며, 온 타임 신호(TON)가 로우 레벨로 하강하는 시점 T57에 셧다운 신호(SD)도 로우 레벨로 하강한다.Then, while the comparison signal CV is maintained at the high level, the on time signal TON is generated as a high level pulse during the period T56-T57. At the time T56, all the inputs of the AND
시점 T56에 셧다운 신호(SD)의 상승에 의해 단락보호신호(SRSP)가 하이 레벨로 상승하고, 보호 동작이 기동된다.The short-circuit protection signal SRSP rises to a high level by the rise of the shutdown signal SD at the time point T56, and the protection operation is started.
이와 같이, 실시 예들에 의해 감지 저항의 단락 여부를 판단할 수 있다. As such, it may be determined whether the sensing resistor is shorted according to embodiments.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
1: 전력 공급 장치
10: 정류 회로
20: 트랜스포머
30: 스위치 제어 회로
100, 300, 400: 감지저항단락 판단기
200: PWM 제어부
110, 410: 입력 전압 검출기
120, 310: 블랭킹 기간 설정부
130, 450: 감지전압 비교기
140, 160: AND 게이트
150, 470: 신호 생성부
420: 피크 검출기
430: 멀티플라이어
440: 입력 비교기1: power supply
10: rectifier circuit
20: transformer
30: switch control circuit
100, 300, 400: detection resistance short circuit judgment
200: PWM control unit
110, 410: input voltage detector
120, 310: blanking period setting unit
130, 450: sense voltage comparator
140, 160: AND gate
150, 470: signal generator
420: peak detector
430: multiplier
440: input comparator
Claims (5)
감지 전압과 기준 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 감지전압 비교기, 및
상기 전력 스위치가 턴 온 일 때, 상기 입력 감지 전압에 따른 지속 기간을 가지는 블랭킹 신호를 결정하는 블랭킹 기간 설정부를 포함하고,
상기 감지 전압은, 상기 전력 스위치가 턴 온 일 때, 상기 입력 전압으로부터 상기 전력 스위치 및 상기 감지 저항을 통해 흐르는 전류에 의해 생성되며,
상기 블랭킹 신호가 활성화일 때 상기 감지 저항의 단락을 검출하지 않고, 상기 블랭킹 신호가 비활성화이고 상기 전력 스위치가 턴 온 일때, 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는, 감지저항단락 판단 회로.An input voltage detector configured to detect an input voltage connected to a power switch and generate an input sense voltage according to the input voltage;
A sense voltage comparator for generating a comparison signal according to a result of comparing the sense voltage with a reference voltage, and
A blanking period setting unit configured to determine a blanking signal having a duration according to the input sensing voltage when the power switch is turned on,
The sense voltage is generated by a current flowing from the input voltage through the power switch and the sense resistor when the power switch is turned on,
A detection resistor short circuit determining circuit for detecting a short circuit of the sensing resistor according to the comparison signal when the blanking signal is inactive and the power switch is turned on without detecting a short circuit of the sensing resistor when the blanking signal is active. .
상기 블랭킹 신호의 활성화는 상기 전력 스위치의 턴 온 시점에 동기되는, 감지저항단락 판단 회로.The method of claim 1,
Activation of the blanking signal is synchronized with a turn-on time of the power switch.
상기 전력 스위치의 턴 온 후 상기 전력 스위치의 턴 오프 결정 전의 기간 동안, 상기 감지 저항의 단락을 검출하지 않고,
상기 전력 스위치의 턴 오프 결정 후 상기 전력 스위치의 턴 오프 전의 기간 동안, 상기 블랭킹 신호가 비활성화일 때, 상기 비교 신호에 따라 상기 감지 저항의 단락을 검출하는, 감지저항단락 판단 회로.The method of claim 1,
During a period of time after the turn-on of the power switch and before the turn-off determination of the power switch, without detecting a short circuit of the sensing resistor,
And a detection resistance short circuit determining circuit for detecting a short circuit of the sensing resistor in accordance with the comparison signal when the blanking signal is inactive during the period of time after the turn-off determination of the power switch is determined before the turn-off of the power switch.
상기 입력 감지 전압의 증가에 응답하여 상기 블랭킹 신호의 지속 기간이 감소하고, 상기 입력 감지 전압의 감소에 응답하여 상기 블랭킹 신호의 지속 기간이 증가하는, 감지저항단락 판단 회로.The method according to any one of claims 1 to 3,
And a duration of the blanking signal decreases in response to an increase in the input sense voltage, and a duration of the blanking signal increases in response to a decrease in the input sense voltage.
입력 전압 검출 회로를 이용하여, 전력 스위치에 연결된 입력 전압에 대응하는 입력 감지 전압을 결정하는 단계,
블랭킹 기간 설정 회로를 이용하여, 상기 입력 감지 전압에 의해 결정되는 기간 동안 활성화되는 블랭킹 신호를 생성하는 단계,
감지전압 비교 회로를 이용하여, 감지 전압이 기준 전압 보다 낮은지 결정하는 단계,
상기 전력 스위치가 턴 온 인지 결정하는 단계, 및
상기 블랭킹 신호가 비활성화이고 상기 전력 스위치가 턴 온 일 때, 상기 감지 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 것에 응답하여 셧다운 신호를 활성화시키는 단계를 포함하고,
상기 감지 전압은 상기 감지 저항을 이용하여 생성되고, 상기 감지 저항은 상기 전력 스위치에 직렬 연결되어 있는, 감지저항단락 검출 방법.In the method for detecting a short circuit of the sense resistor,
Using the input voltage detection circuit, determining an input sense voltage corresponding to an input voltage connected to the power switch,
Generating a blanking signal that is activated during a period determined by the input sense voltage, using a blanking period setting circuit,
Using a sense voltage comparison circuit, determining whether the sense voltage is lower than a reference voltage,
Determining whether the power switch is turned on, and
When the blanking signal is inactive and the power switch is turned on, activating a shutdown signal in response to the sensing voltage being lower than the reference voltage;
The sense voltage is generated using the sense resistor, and the sense resistor is connected in series with the power switch.
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