WO2018026084A1 - 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로 및 이를 포함하는 펄스 전원 장치 - Google Patents

펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로 및 이를 포함하는 펄스 전원 장치 Download PDF

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장성록
김형석
유찬훈
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한국전기연구원
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    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device

Definitions

  • the present invention relates to a switching control circuit and a pulsed power supply including the same, and more particularly, to a switching control circuit included in a high voltage pulsed power supply and a pulsed power supply including the same.
  • a high voltage pulse power supply device refers to a device for supplying high voltage pulse power to a load such as various test equipments and plasma generators (PSII, etc.).
  • the high voltage pulse power supply device controls the power supply unit 10, the switching unit 20 connected between the power supply unit 10 and the load 40, and the power supply unit 10 and the switching unit 20. It is configured to include a controller 30, the controller 30 includes a charge control circuit 31 for controlling the power supply unit 10 and a switching control circuit 32 for controlling the switching unit 20.
  • the power supply 10 rectifies the input power and charges a high voltage DC power supply to a plurality of capacitors connected in series with each other.
  • the switching unit 20 When the switching unit 20 is turned on and energized with the load 40, the power charged in the capacitors is supplied. By discharging at a time, a high voltage pulse is supplied to the load 40 side, and when the switching unit 20 is turned off, the discharged capacitors are charged again.
  • the high voltage pulse power is supplied to the load 40 side, and by controlling the switching unit 20 to control the pulse width, repetition rate and the like of the high voltage pulse power.
  • Such a switching unit 20 is implemented using a mechanical switch, but recently, it has been implemented using semiconductor switch elements.
  • the semiconductor switch device is inexpensive and not only can implement the switching unit 20 at low cost, but also has an excellent response characteristic, thereby reducing the rise time of the pulse and minimizing energy loss.
  • a semiconductor switch element Since a semiconductor switch element has a rated voltage and a rated current, when a high voltage and high current pulse power is supplied like a high voltage pulse power supply device, a plurality of semiconductor switches are connected to perform switching, but switching on the load 40 side is performed. When an arc occurs in a region adjacent to the unit 20 and a high voltage and a high current exceeding the rating of the semiconductor element are generated in a moment, there is a problem in that the semiconductor elements included in the switching unit 20 are damaged.
  • Another conventional technology for solving the above-described problem is to adopt a method of turning off the semiconductor switch element by individually detecting the arc in each gate driving circuit included in the switching unit 20.
  • the pulse voltage supply is stopped at the time of the arc generation, the current rise is limited, which is effective for protecting the semiconductor device.
  • An object of the present invention is to provide a pulsed power supply switching control circuit and a pulsed power supply including the same that can protect the semiconductor switching elements of the high voltage pulsed power supply in the event of arcing with high reliability.
  • the switching control circuit for solving the above problems, the switching unit of the pulse power supply for supplying the pulse power to the load by the switching operation of at least one semiconductor switch included in the switching unit
  • a switching control circuit comprising: a sensor unit for measuring a current supplied from the switching unit to a load side; And detecting whether an arc is generated according to a measurement result of the sensor unit, and outputting a turn-off control signal indicating turn-off of the at least one semiconductor switch to the at least one semiconductor switch when the arc generation is detected.
  • a switching controller for outputting a turn-off control signal indicating the turn-off of the at least one semiconductor switch to the at least one semiconductor switch after a predefined time elapses.
  • the switching controller may further include: a detector configured to detect whether an arc is generated according to a measurement result of the sensor unit, and output an arc detection signal to a delay unit and a switching control signal generator, when an arc is detected; The delay unit delaying the arc detection signal for a predetermined time and outputting the arc control signal to the switching control signal generator; And the switching control signal generator for outputting a turn-off control signal to the at least one semiconductor switch when the arc detection signal is input.
  • the switching controller may further include a timing signal generator configured to output a timing signal for determining turn-on and turn-off timing of the at least one semiconductor switch according to a pulse width and a frequency of a predefined pulse power source.
  • the switching control signal generation unit may output a turn-on control signal indicating turn-on of the at least one semiconductor switch or output a turn-off control signal according to the timing signal while the arc detection signal is not input. When the arc detection signal is input, a turn-off control signal may be output.
  • the timing signal generator may include a comparator for outputting the timing signal by comparing a pulse width reference value for determining a pulse width of a pulse power supply with a triangular wave representing a frequency of the pulse power supply.
  • the timing signal generator may include a pulse width reference value setting unit configured to generate the pulse width reference value for determining a pulse width of a power pulse set in advance, and output the pulse width reference value to the comparator, and generate and output a frequency reference value for determining a frequency of the power pulse.
  • the switching control signal generation unit may further include: a first differentiator for differentiating the arc detection signal input from the delay unit to output a turn-off pulse; A second differentiator for receiving and inverting the inverted signal of the timing signal to output a turn-off pulse when the timing signal becomes low; A ground switch configured to ground the timing signal when the arc detection signal is input from the detection unit to output a turn-off pulse from the second differentiator; A logic calculator configured to generate a turn-off signal by performing an OR operation on the pulses output from the first and second differentiators; And a third differentiator for differentiating the timing signal to output a turn-on signal when the timing signal becomes high.
  • the switching control signal generator may further include a current booster that increases the current of the turn-off signal and the turn-on signal and outputs the current to the switching unit as a turn-off control signal and a turn-on control signal. .
  • the pulsed power supply apparatus for solving the above problems, the switching control circuit of the present invention described above;
  • a switching unit including at least one semiconductor switch turned on according to a turn-on control signal input from the switching control circuit and turned off according to a turn-off control signal; And rectifying input power to charge a high voltage DC power supply to a plurality of capacitors connected in series with each other, and when the at least one semiconductor switch is turned on and energized with a load, discharges the power charged in the plurality of capacitors to discharge the high voltage to the load. It includes a power supply for supplying.
  • the switching control method for solving the above problems, the switching unit is connected between the power supply of the pulse power supply and the load receiving the pulse power from the pulse power supply on or off
  • a switching control method comprising: (a) measuring a current supplied from the switching unit to the load; (b) detecting whether an arc is generated according to a result of the current measurement, and outputting a turn-off control signal indicating the turn-off of the switch unit to the switching unit when the arc generation is detected; And (c) outputting a turn-off control signal indicating the turn-off of the switching unit to the switching unit after the arc generation is detected and a predefined time elapses.
  • the present invention detects whether an arc is generated by measuring a current supplied from a switching unit to a load, and generates an turn-off control signal for turning off at least one semiconductor switch included in the switching unit in the switching control circuit when the arc is generated. After outputting to the at least one semiconductor switch, and after a predetermined time to generate an additional turn-off control signal to the at least one semiconductor switch, the turn-off operation of the semiconductor switch is not properly performed due to the influence of noise.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a pulse power supply according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a pulsed power supply switching control circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a timing diagram for describing an operation of a pulsed power supply switching control circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a pulsed power supply switching control circuit according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 3 is for explaining the operation of the pulsed power supply switching control circuit according to a preferred embodiment of the present invention Timing diagram.
  • the overall configuration of the pulsed power supply apparatus is basically the same as shown in Figure 1, the switching unit 20 is the same as the prior art a plurality of semiconductor switches In addition to being able to be configured as a single semiconductor switch with a large capacity, there is a difference, and is distinguished by further including components implementing the arc protection function in the switching control circuit controlling the switching unit. .
  • FIG. 2 only the components corresponding to the load 40, the switching unit 20, and the switching control circuit 32 shown in FIG. 1 are shown for convenience of description, and the rest of the components are not shown.
  • the switching unit according to the preferred embodiment of the present invention may be implemented as a single large-capacity semiconductor switch, for convenience of description, a case where it is implemented by a plurality of semiconductor switches will be described. Should be careful.
  • the switching control circuit includes a sensor unit 400 and a switching control unit 200.
  • the sensor unit 400 is implemented as a current sensing sensor, and measures the current supplied from the switching unit 20 to the load side, and outputs the measurement result to the switching controller 200.
  • the switching controller 200 detects whether an arc is generated according to the measurement result of the sensor unit 400, and when the arc generation is detected, the switching controller 200 instructs turn-off of turning off the plurality of semiconductor switches included in the switching unit 20. Outputs an off control signal to gate driving circuits (hereinafter simply abbreviated as " semiconductor switches ”) connected to the plurality of semiconductor switches, and turns off the plurality of semiconductor switches after a predefined time has elapsed. The indicated turn-off control signal is again output to the plurality of semiconductor switches.
  • semiconductor switches gate driving circuits
  • the switching controller 200 first outputs a turn-off control signal to each of the semiconductor switches of the switching unit 20, and after a predetermined time is delayed, the switching controller 200 secondly turns off the control signal.
  • the semiconductor switches that are not turned off due to noise or the like despite the output of the first turn-off control signal are used by using the second turn-off control signal.
  • the switching controller 200 may include a timing signal generator 220, a detector 240, a delay unit 250, and a switching control signal generator 210. It is composed.
  • the timing signal generator 220 determines the turn-on and turn-off timing of the plurality of semiconductor switches according to the pulse width and the frequency of the predefined pulse power supply switching unit signal generation unit Output to 210.
  • the timing signal generator 220 generates a pulse width reference value setting unit 221 for generating and outputting a pulse width reference value Vref1 for determining the pulse width of the power pulse set in advance, and a frequency reference value for determining the frequency of the power pulse.
  • a triangular wave generator 227 for generating and outputting a triangular wave (Vsaw) corresponding to a corresponding frequency using the rectangular pulses, and a comparator for generating and outputting a timing signal by comparing a pulse width reference value (Vref1) and a triangular wave (Vsaw). (comparator) 229.
  • the sense unit 240 senses whether Thus arcing on the measurement result of the sensor unit 400, and the arc generation is detected, when the arc detection signal (V DET1), a delay unit 250 and the switching control signal generator ( Output each to 210).
  • the delay unit 250 delays the arc detection signal V DET1 input from the detector 240 for a predetermined time and outputs the output V DET2 to the switching control signal generator 210.
  • the switching control signal generator 210 is included in the switching unit 20 according to a timing signal input from the timing signal generator 220 while the arc detection signal V DET1 is not input from the detector 240.
  • the turn-on / turn-off of the plurality of semiconductor switches is output by outputting a turn-on control signal V ON signal indicating the turn-on of the plurality of semiconductor switches or a turn-off control signal V OFF signal .
  • the switching control signal generator 210 may output a turn-off control signal V OFF signal to a plurality of semiconductor switches when the arc detection signal is input from the detector 240 or the delay unit 250. Turn them off.
  • the switching control signal generator 210 differentiates an arc detection signal input from the delay unit 250 to output a positive output pulse V OFF2 ( turn-off pulse) for generating a first differentiator 211, and a differential receiving an inverted signal (Vcomp1) of the timing signal (Vcomp), the output of both when the timing signal is a low level in the high level pulse (V OFF1 to
  • Vcomp1 inverted signal of the timing signal
  • Turn-off pulses V OFF1 and V OFF2 output from the ground switch 214, the first differentiator 211 and the second differentiator 212 to output a positive output pulse V OFF1 (turn-off pulse).
  • a third differentiator 213 is output, which derivatives the call Vcomp2 and outputs a turn-on signal V ON when the timing signal goes from a low state to a high state.
  • the switching control signal generator 210 receives the turn-off signal V OFF and the turn-on signal V ON and increases the current to turn-off control signal V OFF signal and the turn-on control.
  • the current booster 216 may further include a signal V ON signal . If the current booster 216 is omitted, the turn-off signal V OFF and the turn-on signal V ON are respectively the turn-off control signal V OFF signal and the turn-on control signal V ON signal. )
  • the pulse width reference value setting unit 221 sets the pulse width of the preset power pulse.
  • the pulse width reference value Vref1 for determining the value is generated and output to the comparator 229.
  • the pulse width reference value Vref1 is set to 0V to 10V. As the value is closer to 0V, the width of the power supply pulse is narrower, and the closer to 10V is the width of the power supply pulse.
  • the frequency reference value setting unit 223 outputs a frequency reference value between 0V and 10V to the frequency converter 225, and the frequency converter 225 outputs a square pulse having a frequency corresponding to the frequency reference value.
  • the triangular wave generator 227 generates a triangular wave having a frequency corresponding to a square pulse and outputs the triangular wave as shown in FIG.
  • the comparator 229 compares the triangular wave with the pulse width reference value Vref1 and sets a timing signal for setting the section of the triangular wave lower than the pulse width reference value Vref1 as the turn-on period.
  • Vcomp is generated and output to the switching control signal generator 210.
  • the second differentiator 212 of the switching control signal generator 210 receives the inverted signal Vcomp1 of the timing signal Vcomp, and the third differentiator 213 is the same signal Vcomp2 as the timing signal Vcomp. Are inputted respectively (refer to (c) of FIG. 3).
  • the second differentiator 212 performs an derivative on the inverted signal Vcomp1 of the timing signal Vcomp to generate a turn-off pulse V OFF1 for instructing turn-off of the semiconductor switches. Will output Accordingly, the second differentiator 212 generates the turn-off pulse V OFF1 when the timing signal Vcomp goes from the high state to the low state, that is, at the timing of turning off the semiconductor switch elements. 215, the OR gate 215 outputs the turn-off signal V OFF to the current booster 216, and the current booster 216 outputs the turn-off control signal V OFF signal , Turn off the semiconductor switches (see FIG. 3 (d)).
  • the second differentiator 212 and the third differentiator 213 alternately output the turn-off pulse V OFF1 and the turn-on signal V ON at regular time periods, respectively.
  • the turn-off control signal V OFF signal and the turn-on control signal V ON signal are alternately output to the switching unit 20 so that a power supply pulse is supplied to the load side.
  • the detector 240 outputs the arc detection signal V DET1 to the delay unit 250 and the ground switch 214, respectively, and the arc switch signal V DET1 to the ground switch 214. Is input, the ground switch 214 is switched on to ground the output of the comparator 229 (i.e., the timing signal output from the comparator 229 rapidly changes from a high state to a low state).
  • the inverted signal Vcomp1 input to the second differentiator 212 is rapidly changed from the low state to the high state, and thus the second differentiator 212 may have an OR gate ( 215 outputs a turn-off pulse (V OFF1 ) 301 (see (d) of FIG. 3), and the switching control circuit transmits a turn-off control signal (OFF signal) 302 to the switching unit 20.
  • the switching control circuit transmits a turn-off control signal (OFF signal) 302 to the switching unit 20.
  • OFF signal turn-off control signal
  • the delay unit 250 delays the arc detection signal for a predetermined time and outputs the delayed arc detection signal V DET2 to the first differentiator 211 (see FIG. 3).
  • the first differentiator 211 when the arc detection signal V DET2 is input, the first differentiator 211 generates a turn-off pulse V OFF2 303 and outputs it to the OR gate 215, and the switching control circuit. Outputs a turn-off control signal 304 to the switching unit 20 to turn off the semiconductor switches that are not turned off by the first turn-off control signal due to noise or the like. .
  • the pulsed power supply device like the prior art shown in Figure 1, switching between the power supply 10, the power supply 10 and the load 40 The unit 20, and a controller for controlling the power supply unit 10 and the switching unit 20 is configured.
  • the controller includes a charging control circuit 31 for controlling the power supply unit 10 and a switching control circuit for controlling the switching unit 20, the switching control circuit, the present invention described with reference to FIGS.
  • a switching control circuit according to a preferred embodiment of is applied.

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Abstract

본 발명은 펄스 전원 장치에 포함된 스위칭부를 제어하는 스위칭 제어 회로를 공개한다. 본 발명은 스위칭부로부터 부하로 공급되는 전류를 측정하여 아크 발생 여부를 감지하고, 아크 발생시, 스위칭 제어 회로에서 스위칭부에 포함된 반도체 스위치들을 턴 오프시키는 턴-오프 제어신호를 발생시켜 반도체 스위치들로 출력한 후, 일정한 시간 후에 추가로 턴-오프 제어신호를 생성하여 반도체 스위치들로 출력함으로써, 노이즈의 영향으로 인하여 반도체 스위치의 턴-오프 동작이 제대로 이루어지지 않는 종래기술의 문제점을 해결하여, 높은 신뢰도로 펄스 전원 장치에 포함된 반도체 스위치들의 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로 및 이를 포함하는 펄스 전원 장치
본 발명은 스위칭 제어 회로 및 이를 포함하는 펄스 전원 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고전압 펄스 전원 장치에 포함되는 스위칭 제어 회로 및 이를 포함하는 펄스 전원 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고전압 펄스 전원 장치는 각종 시험장비와 플라즈마 발생장치(PSII 등)와 같은 부하로 고전압 펄스 전원을 공급하는 장치를 칭한다.
도 1은 일반적인 고전압 펄스 전원 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 고전압 펄스 전원 장치는 전원 공급부(10), 전원 공급부(10)와 부하(40) 사이에 연결된 스위칭부(20), 및 전원 공급부(10)와 스위칭부(20)를 제어하는 제어기(30)를 포함하여 구성되고, 제어기(30)는 전원 공급부(10)를 제어하는 충전 제어 회로(31) 및 스위칭부(20)를 제어하는 스위칭 제어 회로(32)를 포함한다.
전원 공급부(10)는 입력 전원을 정류하여 서로 직렬로 연결된 복수의 커패시터에 고전압 직류 전원을 충전하고 있다가, 스위칭부(20)가 온 되어 부하(40)와 통전되면, 커패시터들에 충전된 전원을 일시에 방전함으로써 고전압 펄스를 부하(40)측으로 공급하고, 스위칭부(20)가 오프되면 방전된 커패시터들을 다시 충전한다.
이러한 과정을 통해서, 고전압 펄스 전원이 부하(40)측으로 공급되고, 스위칭부(20)를 제어함으로써 고전압 펄스 전원의 펄스 폭, 반복율 등의 제어를 수행하게 된다.
종래에는 이러한 스위칭부(20)를 기계식 스위치를 이용하여 구현하였으나, 최근에는 반도체 스위치 소자들을 이용하여 구현하고 있다. 반도체 스위치 소자는 가격이 저렴하여 저비용으로 스위칭부(20)를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 응답 특성이 뛰어나 펄스의 상승시간을 감소시키고 에너지 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
반도체 스위치 소자는 정격 전압과 정격 전류가 존재하므로, 고전압 펄스 전원 장치와 같이 고전압과 고전류의 펄스 전원을 공급하는 경우에는 복수의 반도체 스위치를 연결하여 스위칭을 수행하고 있으나, 부하(40)측의 스위칭부(20)에 인접한 영역에서 아크가 발생하여, 순간적으로 반도체 소자의 정격을 초과하는 고전압과 고전류가 발생하는 경우에는 스위칭부(20)에 포함된 반도체 소자들이 파손되는 문제점이 존재하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로는, 아크 발생시에 충전 제어 회로(31)가 전원 공급부(10)의 동작을 정지시키는 방법이 제안된 바 있으나, 전원 공급부(10)의 커패시터의 용량이 큰 경우에는 전원 공급부(10)의 동작이 정지되더라도 커패시터에 저장된 에너지가 스위칭부(20)로 공급되므로 반도체 소자들이 파손될 위험성이 여전히 존재하였다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 다른 종래 기술은 스위칭부(20)에 포함된 각각의 게이트 구동 회로에서 개별적으로 아크를 감지하여 반도체 스위치 소자를 턴 오프시키는 방식을 채택하고 있다. 이 종래 기술의 경우에는 아크가 발생하는 시점에서 펄스 전압 공급이 중단되므로 전류 상승이 제한되어 반도체 소자 보호에 효과적이다.
그러나, 이러한 종래 기술의 경우에도 고전압 펄스 방전에 의한 노이즈의 영향으로 오동작이 빈번히 발생하므로 신뢰성이 높지 않은 문제점이 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 신뢰성으로 아크 발생시 고전압 펄스 전원 장치의 반도체 스위칭 소자들을 보호할 수 있는 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로 및 이를 포함하는 펄스 전원 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 제어 회로는, 스위칭부에 포함된 적어도 하나의 반도체 스위치의 스위칭 동작에 의해서 펄스 전원을 부하측으로 공급하는 펄스 전원 장치의 상기 스위칭부를 제어하는 스위칭 제어 회로로서, 상기 스위칭부로부터 부하측으로 공급되는 전류를 측정하는 센서부; 및 상기 센서부의 측정 결과에 따라서 아크가 발생 여부를 감지하고, 아크 발생이 감지되면 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력하고, 사전에 정의된 시간이 경과된 후에 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 다시 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력하는 스위칭 제어부를 포함한다.
또한, 상기 스위칭 제어부는, 상기 센서부의 측정 결과에 따라서 아크 발생 여부를 감지하고, 아크가 감지되면 아크 감지 신호를 지연부 및 스위칭 제어 신호 생성부로 각각 출력하는 감지부; 상기 아크 감지 신호를 소정 시간 동안 지연시켜 상기 스위칭 제어 신호 생성부로 출력하는 상기 지연부; 및 상기 아크 감지 신호가 입력되면 턴-오프 제어신호를 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력하는 상기 스위칭 제어 신호 생성부를 포함한다.
또한, 상기 스위칭 제어부는, 사전에 정의된 펄스 전원의 펄스 폭과 주파수에 따라서 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-온 및 턴-오프 타이밍을 결정하는 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 신호 생성부를 더 포함하고, 상기 스위칭 제어 신호 생성부는 상기 아크 감지 신호가 입력되지 않는 동안에는 상기 타이밍 신호에 따라서 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-온을 지시하는 턴-온 제어신호를 출력하거나 턴-오프 제어 신호를 출력하고, 상기 아크 감지 신호가 입력되면 턴-오프 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 신호 생성부는, 펄스 전원의 펄스 폭을 결정하는 펄스 폭 기준값과, 펄스 전원의 주파수를 나타내는 삼각파를 비교하여 상기 타이밍 신호를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 신호 생성부는, 사전에 설정된 전원 펄스의 펄스 폭을 결정하는 상기 펄스 폭 기준값을 생성하여 상기 비교기로 출력하는 펄스폭 기준값 설정부, 전원 펄스의 주파수를 결정하는 주파수 기준값을 생성하여 출력하는 주파수 기준값 설정부, 상기 주파수 기준값 설정부로부터 입력되는 주파수 기준값에 대응되는 주파수를 갖는 구형 펄스를 출력하는 주파수 변환부, 및 상기 주파수 변환부로부터 입력된 구형 펄스를 이용하여 해당 주파수에 대응되는 상기 삼각파를 생성하여 상기 비교기로 출력하는 삼각파 생성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭 제어 신호 생성부는, 상기 지연부로부터 입력된 상기 아크 감지 신호를 미분하여 턴-오프 펄스를 출력하는 제 1 미분기; 상기 타이밍 신호의 반전 신호를 입력받아 미분하여, 상기 타이밍 신호가 로우 상태가 될 때 턴-오프 펄스를 출력하는 제 2 미분기; 상기 감지부로부터 상기 아크 감지 신호가 입력되면 상기 타이밍 신호를 접지시켜 상기 제 2 미분기로부터 턴-오프 펄스가 출력되도록 하는 접지 스위치; 상기 제 1 미분기 및 상기 제 2 미분기로부터 출력되는 펄스에 대해서 논리합 연산을 수행하여 턴-오프 신호를 생성하는 논리 연산부; 및 상기 타이밍 신호를 미분하여, 상기 타이밍 신호가 하이 상태가 될 때, 턴-온 신호를 출력하는 제 3 미분기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭 제어 신호 생성부는, 상기 턴-오프 신호 및 상기 턴-온 신호의 전류를 증가시켜 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호로서 상기 스위칭부로 출력하는 전류 부스터를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치는, 상술한 본 발명의 스위칭 제어 회로; 상기 스위칭 제어 회로로부터 입력되는 턴-온 제어신호에 따라서 턴온되고, 턴-오프 제어신호에 따라서 턴오프되는 적어도 하나의 반도체 스위치로 구성되는 스위칭부; 및 입력 전원을 정류하여 서로 직렬로 연결된 복수의 커패시터에 고전압 직류 전원을 충전하고, 상기 적어도 하나의 반도체 스위치가 턴온되어 부하와 통전되면 상기 복수의 커패시터에 충전된 전원을 방전하여 상기 부하로 고전압 펄스를 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 제어 방법은, 펄스 전원 장치의 전원 공급부와 상기 펄스 전원 장치로부터 펄스 전원을 공급받는 부하 사이에 연결되어 온 또는 오프되는 스위칭부의 스위칭 제어 방법으로서, (a) 상기 스위칭부로부터 상기 부하로 공급되는 전류를 측정하는 단계; (b) 상기 전류 측정 결과에 따라서 아크 발생 여부를 감지하고, 아크 발생이 감지되면 상기 스위치부의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 상기 스위칭부로 출력하는 단계; 및 (c) 상기 아크 발생이 감지되고 사전에 정의된 시간이 경과된 후에, 상기 스위칭부의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 다시 상기 스위칭부로 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 스위칭부로부터 부하로 공급되는 전류를 측정하여 아크 발생 여부를 감지하고, 아크 발생시, 스위칭 제어 회로에서 스위칭부에 포함된 적어도 하나의 반도체 스위치를 턴 오프시키는 턴-오프 제어신호를 발생시켜 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력한 후, 일정한 시간 후에 추가로 턴-오프 제어신호를 생성하여 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력함으로써, 노이즈의 영향으로 인하여 반도체 스위치의 턴-오프 동작이 제대로 이루어지지 않는 종래기술의 문제점을 해결하여, 높은 신뢰도로 펄스 전원 장치에 포함된 상기 적어도 하나의 반도체 스위치를 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 펄스 전원 장치의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로의 세부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로의 세부 구성을 도시하는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치의 전체적인 구성은 도 1에 도시된 바와 기본적으로 동일하되, 스위칭부(20)가 종래 기술과 동일하게 복수의 반도체 스위치들로 구성될 수 있을 뿐만 아니고, 대용량의 단일한 반도체 스위치로 구현될 수도 있다는 점에서 차이가 있으며, 스위칭부를 제어하는 스위칭 제어 회로에 아크 보호 기능을 구현하는 구성요소들을 더 포함시켰다는 점에서 차별화된다.
따라서, 도 2에서는 설명의 편의를 위해서, 도 1에 도시된 부하(40), 스위칭부(20) 및 스위칭 제어 회로(32)에 대응되는 구성만을 도시하고, 나머지 구성의 도시는 생략하였다는 점에 주의해야 한다. 또한, 상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭부는 대용량의 단일한 반도체 스위치로 구현될 수 있으나, 설명의 편의를 위해서 복수의 반도체 스위치들로 구현된 경우를 예시적으로 설명한다는 점을 주의 해야한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 제어 회로는, 센서부(400) 및 스위칭 제어부(200)를 포함하여 구성된다.
센서부(400)는 전류 감지 센서로 구현되어, 스위칭부(20)로부터 부하측으로 공급되는 전류를 측정하여 측정 결과를 스위칭 제어부(200)로 출력한다.
스위칭 제어부(200)는 센서부(400)의 측정 결과에 따라서 아크 발생 여부를 감지하고, 아크 발생이 감지되면, 스위칭부(20)에 포함된 복수의 반도체 스위치들의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 복수의 반도체 스위치들에 연결된 게이트 구동회로들(이하에서는 단순히 "반도체 스위치들"로 약칭함)로 출력하고, 사전에 정의된 시간이 경과된 후에 복수의 반도체 스위치들의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 다시 복수의 반도체 스위치들로 출력한다.
즉, 스위칭 제어부(200)는 아크 발생이 감지되면, 1차로 턴-오프 제어신호를 스위칭부(20)의 각 반도체 스위치들로 출력하고, 일정 시간이 지연된 후, 2차로 턴-오프 제어신호를 스위칭부(20)의 각 반도체 스위치들로 다시 한번 출력함으로써, 1차로 턴-오프 제어신호가 출력되었음에도 불구하고 노이즈 등의 영향으로 턴-오프되지 않았던 반도체 스위치들을 2차 턴-오프 제어 신호를 이용하여 확실하게 턴-오프시킴으로써, 높은 신뢰도로 반도체 스위치 소자들을 아크 발생으로부터 보호할 수 있게 된다.
한편, 스위칭 제어부(200)의 세부 구성을 살펴보면, 스위칭 제어부(200)는 타이밍 신호 생성부(220), 감지부(240), 지연부(250) 및 스위칭 제어 신호 생성부(210)를 포함하여 구성된다.
각 구성의 기능을 살펴보면, 타이밍 신호 생성부(220)는 사전에 정의된 펄스 전원의 펄스 폭과 주파수에 따라서 상기 복수의 반도체 스위치들의 턴-온 및 턴-오프 타이밍을 결정하여 스위칭 제어 신호 생성부(210)로 출력한다.
타이밍 신호 생성부(220)는 사전에 설정된 전원 펄스의 펄스 폭을 결정하는 펄스 폭 기준값(Vref1)을 생성하여 출력하는 펄스폭 기준값 설정부(221), 전원 펄스의 주파수를 결정하는 주파수 기준값을 생성하여 출력하는 주파수 기준값 설정부(223), 주파수 기준값 설정부(223)로부터 입력되는 전압값에 대응되는 주파수를 갖는 구형 펄스를 출력하는 주파수 변환부(225), 및 주파수 변환부(225)로부터 입력된 구형 펄스를 이용하여 해당 주파수에 대응되는 삼각파(Vsaw)를 생성하여 출력하는 삼각파 생성부(227), 및 펄스 폭 기준값(Vref1)과 삼각파(Vsaw)를 비교하여 타이밍 신호를 생성하여 출력하는 비교기(comparator)(229)를 포함한다.
한편, 감지부(240)는 센서부(400)의 측정 결과에 따라서 아크 발생 여부를 감지하고, 아크 발생이 감지되면 아크 감지 신호(VDET1)를 지연부(250) 및 스위칭 제어 신호 생성부(210)로 각각 출력한다.
지연부(250)는 감지부(240)로부터 입력된 아크 감지 신호(VDET1)를 소정 시간 동안 지연시켜 상기 스위칭 제어 신호 생성부(210)로 출력(VDET2)한다.
스위칭 제어 신호 생성부(210)는 감지부(240)로부터 아크 감지 신호(VDET1)가 입력되지 않는 동안에는, 타이밍 신호 생성부(220)로부터 입력되는 타이밍 신호에 따라서 스위칭부(20)에 포함된 복수의 반도체 스위치들의 턴-온을 지시하는 턴-온 제어신호(VON signal)를 출력하거나 턴-오프 제어 신호(VOFF signal)를 출력함으로써, 복수의 반도체 스위치들의 턴-온/턴-오프를 제어한다. 또한, 스위칭 제어 신호 생성부(210)는 아크 감지 신호가 감지부(240) 또는 지연부(250)로부터 입력되면 턴-오프 제어 신호(VOFF signal)를 복수의 반도체 스위치들로 출력하여 반도체 스위치들을 턴-오프시킨다.
보다 구체적으로 스위칭 제어 신호 생성부(210)의 세부 구성을 살펴보면, 스위칭 제어 신호 생성부(210)는, 지연부(250)로부터 입력된 아크 감지 신호를 미분하여 양의 출력 펄스(VOFF2)(턴-오프 펄스)를 생성하는 제 1 미분기(211), 타이밍 신호(Vcomp)의 반전 신호(Vcomp1)를 입력받아 미분하여, 타이밍 신호가 하이 상태에서 로우 상태가 될 때 양의 출력 펄스(VOFF1)(턴-오프 펄스)를 생성하는 제 2 미분기(212), 감지부(240)로부터 아크 감지 신호(VDET1)가 입력되면, 비교기(229)의 출력을 접지시켜 제 2 미분기(212)로부터 양의 출력 펄스(VOFF1)(턴-오프 펄스)가 출력되도록 하는 접지 스위치(214), 제 1 미분기(211) 및 제 2 미분기(212)로부터 출력되는 턴-오프 펄스(VOFF1, VOFF2)에 대해서 논리합 연산을 수행하여 턴-오프 신호(VOFF)를 생성하는 논리 연산부(215), 및 타이밍 신호(Vcomp2)를 미분하여, 타이밍 신호가 로우 상태에서 하이 상태가 될 때, 턴-온 신호(VON)를 출력하는 제 3 미분기(213)를 포함한다. 또한, 스위칭 제어 신호 생성부(210)는 턴-오프 신호(VOFF) 및 턴-온 신호(VON)를 입력받고 전류를 증가시켜 턴-오프 제어 신호(VOFF signal) 및 턴-온 제어 신호(VON signal)를 출력하는 전류 부스터(216)를 더 포함할 수 있다. 만약, 전류 부스터(216)가 생략된다면, 턴-오프 신호(VOFF) 및 턴-온 신호(VON)가 각각 턴-오프 제어 신호(VOFF signal) 및 턴-온 제어 신호(VON signal)가 된다.
도 3을 더 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 제어 회로의 동작을 설명하면, 먼저, 아크가 발생되지 않는 동안에, 펄스폭 기준값 설정부(221)는 사전에 설정된 전원 펄스의 펄스 폭을 결정하는 펄스 폭 기준값(Vref1)을 생성하여 비교기(229)로 출력한다. 도 3의 (a) 에 도시된 바와 같이, 펄스폭 기준값(Vref1)이 높아질수록 전원 펄스의 펄스폭에 대응되는 타이밍 신호의 출력 펄스 폭 역시 넓어짐을 알 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 펄스 폭 기준값(Vref1)을 0V~10V로 설정하여, 그 값이 0V에 가까울수록 전원 펄스의 폭이 좁아지고, 10V에 가까울수록 전원 펄스의 폭이 넓어진다.
주파수 기준값 설정부(223)는 0V ~10V 사이의 주파수 기준값을 주파수 변환부(225)로 출력하고, 주파수 변환부(225)는 주파수 기준값에 대응되는 주파수를 갖는 구형 펄스를 삼각파 생성부(227)로 출력하며, 삼각파 생성부(227)는 구형 펄스에 대응되는 주파수를 갖는 삼각파를 생성하여 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 출력한다.
비교기(229)는 도 3의 (b) 에 도시된 바와 같이, 삼각파와 펄스 폭 기준값(Vref1)을 비교하여 펄스 폭 기준값(Vref1)보다 낮은 삼각파의 구간을 턴-온 구간으로 설정하는 타이밍 신호(Vcomp)를 생성하여 스위칭 제어 신호 생성부(210)로 출력한다.
스위칭 제어 신호 생성부(210)의 제 2 미분기(212)는 타이밍 신호(Vcomp)의 반전된 신호(Vcomp1)를 입력받고, 제 3 미분기(213)는 타이밍 신호(Vcomp)와 동일한 신호(Vcomp2)를 각각 입력받는다.(도 3의 (c) 참조)
제 2 미분기(212)는 타이밍 신호(Vcomp)의 반전 신호(Vcomp1)에 대해서 미분을 수행하여 반도체 스위치들의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 펄스(VOFF1)를 논리 연산부인 OR 게이트(215)로 출력한다. 따라서, 제 2 미분기(212)는 타이밍 신호(Vcomp)가 하이 상태에서 로우 상태가 될 때, 즉, 반도체 스위치 소자들을 턴-오프시키는 타이밍에 턴-오프 펄스(VOFF1)를 생성하여 OR 게이트(215)로 출력하고, OR 게이트(215)는 턴-오프 신호(VOFF)를 전류 부스터(216)로 출력하며, 전류 부스터(216)는 턴-오프 제어신호(VOFF signal)를 출력함으로써, 반도체 스위치들을 턴-오프시킨다.(도 3의 (d) 참조)
제 3 미분기(213)는 타이밍 신호(Vcomp2)를 미분하여, 타이밍 신호가 로우 상태에서 하이 상태가 될 때, 즉, 반도체 스위치들을 턴-온시키는 타이밍에 턴-온 신호(VON)를 전류 부스터(216)로 출력하고, 전류 부스터(216)는 턴-온 제어신호(VON signal)를 출력함으로써 반도체 스위치들을 턴-온시킨다.(도 3의 (d) 참조)
상기한 바와 같이, 일정한 시간 주기로 제 2 미분기(212) 및 제 3 미분기(213)가 각각 턴-오프 펄스(VOFF1) 및 턴-온 신호(VON)를 교번적으로 출력함으로써 스위칭 제어 회로에서 스위칭부(20)로, 턴-오프 제어 신호(VOFF signal) 및 턴-온 제어신호(VON signal)가 교번적으로 출력되어 전원 펄스가 부하측으로 공급된다.
한편, 아크가 발생하면, 감지부(240)는 아크 감지 신호(VDET1)를 지연부(250) 및 접지 스위치(214)로 각각 출력하고, 접지 스위치(214)로 아크 감지 신호(VDET1)가 입력되면, 접지 스위치(214)는 스위치 온 되어 비교기(229)의 출력을 접지시킨다(즉, 비교기(229)에서 출력되는 타이밍 신호가 하이 상태에서 로우 상태로 급변한다).(도 3 의 (b) 및 (e) 참조)
타이밍 신호(Vcomp)가 하이 상태에서 로우 상태로 급변하면, 제 2 미분기(212)로 입력되던 반전 신호(Vcomp1)는 로우 상태에서 하이 상태로 급변하게 되므로, 제 2 미분기(212)는 OR 게이트(215)로 턴-오프 펄스(VOFF1)(301)를 출력하게 되고(도 3의 (d) 참조), 스위칭 제어 회로는 스위칭부(20)로 턴-오프 제어 신호(OFF signal)(302)를 출력하여 반도체 스위치들을 턴-오프시킨다(도 3의 (g) 참조).
한편, 지연부(250)는 아크 감지 신호가 입력되면, 사전에 정의된 시간동안 아크 감지 신호를 지연시켰다가 지연된 아크 감지 신호(VDET2)를 제 1 미분기(211)로 출력하고(도 3의 (e) 참조), 제 1 미분기(211)는 아크 감지 신호(VDET2)가 입력되면, 턴-오프 펄스(VOFF2)(303)를 생성하여 OR 게이트(215)로 출력하고, 스위칭 제어 회로는 스위칭부(20)로 턴-오프 제어 신호(OFF signal)(304)를 출력하여, 노이즈 등의 영향으로 인해서 첫 번째 턴-오프 제어 신호에 의해서 턴-오프되지 않은 반도체 스위치들을 턴-오프시킨다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 전원 장치는, 도 1에 도시된 종래 기술과 마찬가지로, 전원 공급부(10), 전원 공급부(10)와 부하(40) 사이에 연결된 스위칭부(20), 및 전원 공급부(10)와 스위칭부(20)를 제어하는 제어기를 포함하여 구성된다. 다만, 제어기는 전원 공급부(10)를 제어하는 충전 제어 회로(31) 및 스위칭부(20)를 제어하는 스위칭 제어 회로를 포함하되, 스위칭 제어 회로는, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 제어 회로가 적용된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 스위칭부에 포함된 적어도 하나의 반도체 스위치의 스위칭 동작에 의해서 펄스 전원을 부하측으로 공급하는 펄스 전원 장치의 상기 스위칭부를 제어하는 스위칭 제어 회로로서,
    상기 스위칭부로부터 부하측으로 공급되는 전류를 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부의 측정 결과에 따라서 아크가 발생 여부를 감지하고, 아크 발생이 감지되면 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력하고, 사전에 정의된 시간이 경과된 후에 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 다시 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력하는 스위칭 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는
    상기 센서부의 측정 결과에 따라서 아크 발생 여부를 감지하고, 아크가 감지되면 아크 감지 신호를 지연부 및 스위칭 제어 신호 생성부로 각각 출력하는 감지부;
    상기 아크 감지 신호를 소정 시간 동안 지연시켜 상기 스위칭 제어 신호 생성부로 출력하는 상기 지연부; 및
    상기 아크 감지 신호가 입력되면 턴-오프 제어신호를 상기 적어도 하나의 반도체 스위치로 출력하는 상기 스위칭 제어 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는
    사전에 정의된 펄스 전원의 펄스 폭과 주파수에 따라서 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-온 및 턴-오프 타이밍을 결정하는 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 신호 생성부를 더 포함하고,
    상기 스위칭 제어 신호 생성부는 상기 아크 감지 신호가 입력되지 않는 동안에는 상기 타이밍 신호에 따라서 상기 적어도 하나의 반도체 스위치의 턴-온을 지시하는 턴-온 제어신호를 출력하거나 턴-오프 제어 신호를 출력하고, 상기 아크 감지 신호가 입력되면 턴-오프 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 타이밍 신호 생성부는
    펄스 전원의 펄스 폭을 결정하는 펄스 폭 기준값과, 펄스 전원의 주파수를 나타내는 삼각파를 비교하여 상기 타이밍 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 타이밍 신호 생성부는
    사전에 설정된 전원 펄스의 펄스 폭을 결정하는 상기 펄스 폭 기준값을 생성하여 상기 비교기로 출력하는 펄스폭 기준값 설정부,
    전원 펄스의 주파수를 결정하는 주파수 기준값을 생성하여 출력하는 주파수 기준값 설정부,
    상기 주파수 기준값 설정부로부터 입력되는 주파수 기준값에 대응되는 주파수를 갖는 구형 펄스를 출력하는 주파수 변환부, 및
    상기 주파수 변환부로부터 입력된 구형 펄스를 이용하여 해당 주파수에 대응되는 상기 삼각파를 생성하여 상기 비교기로 출력하는 삼각파 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호 생성부는
    상기 지연부로부터 입력된 상기 아크 감지 신호를 미분하여 턴-오프 펄스를 출력하는 제 1 미분기;
    상기 타이밍 신호의 반전 신호를 입력받아 미분하여, 상기 타이밍 신호가 로우 상태가 될 때 턴-오프 펄스를 출력하는 제 2 미분기;
    상기 감지부로부터 상기 아크 감지 신호가 입력되면 상기 타이밍 신호를 접지시켜 상기 제 2 미분기로부터 턴-오프 펄스가 출력되도록 하는 접지 스위치;
    상기 제 1 미분기 및 상기 제 2 미분기로부터 출력되는 펄스에 대해서 논리합 연산을 수행하여 턴-오프 신호를 생성하는 논리 연산부; 및
    상기 타이밍 신호를 미분하여, 상기 타이밍 신호가 하이 상태가 될 때, 턴-온 신호를 출력하는 제 3 미분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호 생성부는
    상기 턴-오프 신호 및 상기 턴-온 신호의 전류를 증가시켜 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호로서 상기 스위칭부로 출력하는 전류 부스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 회로.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 스위칭 제어 회로;
    상기 스위칭 제어 회로로부터 입력되는 턴-온 제어신호에 따라서 턴온되고, 턴-오프 제어신호에 따라서 턴오프되는 적어도 하나의 반도체 스위치로 구성되는 스위칭부; 및
    입력 전원을 정류하여 서로 직렬로 연결된 복수의 커패시터에 고전압 직류 전원을 충전하고, 상기 적어도 하나의 반도체 스위치가 턴온되어 부하와 통전되면 상기 복수의 커패시터에 충전된 전원을 방전하여 상기 부하로 고전압 펄스를 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
  9. 펄스 전원 장치의 전원 공급부와 상기 펄스 전원 장치로부터 펄스 전원을 공급받는 부하 사이에 연결되어 온 또는 오프되는 스위칭부의 스위칭 제어 방법으로서,
    (a) 상기 스위칭부로부터 상기 부하로 공급되는 전류를 측정하는 단계; 및
    (b) 상기 전류 측정 결과에 따라서 아크 발생 여부를 감지하고, 아크 발생이 감지되면 상기 스위칭부의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 상기 스위칭부로 출력하는 단계; 및
    (c) 상기 아크 발생이 감지되고 사전에 정의된 시간이 경과된 후에, 상기 스위칭부의 턴-오프를 지시하는 턴-오프 제어신호를 다시 상기 스위칭부로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 제어 방법.
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