KR100831537B1 - Half bridge driver - Google Patents

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KR100831537B1
KR100831537B1 KR1020070006153A KR20070006153A KR100831537B1 KR 100831537 B1 KR100831537 B1 KR 100831537B1 KR 1020070006153 A KR1020070006153 A KR 1020070006153A KR 20070006153 A KR20070006153 A KR 20070006153A KR 100831537 B1 KR100831537 B1 KR 100831537B1
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collector
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KR1020070006153A
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춘-콩 찬
젱-숑 왕
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리엔 창 일렉트로닉 엔터프라이즈 컴퍼니 리미티드
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Abstract

A half bridge driver is provided to match push/pull control chips by using drivers in a conventional half bridge to actuate a switching operation of a half bridge switch assembly. A half bridge driver(30) includes a first optical coupling switch(U1), a first NPN transformer(Q3), a first PNP transformer(Q4), a first resistor(R1), and a first capacitor(C1). The first optical coupling switch is used to receive a first control signal(a). The first NPN transformer includes a collector connected to a first terminal of the first optical coupling switch and a based connected to a second terminal of the first optical coupling switch. The first PNP transformer includes a base and an emitter connected to the base and an emitter of the first NPN transformer, and a collector connected to a primary side of a transformer(Tx). The first resistor is connected between the base and the collector of the first PNP transformer. The first capacitor is connected between the collector of the first NPN transformer and the collector of the first PNP transformer.

Description

하프 브릿지 드라이버{HALF BRIDGE DRIVER}Half Bridge Driver {HALF BRIDGE DRIVER}

도 1은 종래 기술에 있어서 부하를 구동하는 푸쉬/풀 드라이버 회로의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a push / pull driver circuit for driving a load in the prior art.

도 2는 종래 기술에 있어서 부하에서의 출력 전압 및 푸쉬/풀 제어 칩에 의해 출력된 제어 신호의 파형 도면이다.2 is a waveform diagram of an output voltage at a load and a control signal output by a push / pull control chip in the prior art.

도 3은 종래 기술에 있어서 부하를 구동하는 하프 브릿지 드라이버 회로의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a half bridge driver circuit for driving a load in the prior art.

도 4는 종래 기술에 있어서 AC 전력 전압 및 하프 브릿지 제어 칩에 의해 출력된 제어 신호의 파형 도면이다.4 is a waveform diagram of a control signal output by an AC power voltage and a half bridge control chip in the prior art.

도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른, 듀얼 N-MOS를 갖는 하프 브릿지 드라이버의 회로도이다.5 is a circuit diagram of a half bridge driver with dual N-MOS according to the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 AC 전력 전압 및 푸쉬/풀 제어 칩의 출력신호의 파형 도면이다.6 is a waveform diagram of an AC power voltage and an output signal of a push / pull control chip of the present invention.

본 발명은 하프 브릿지 드라이버, 그리고, 더 구체적으로는, 부하를 구동하 기 위한 푸쉬/풀 제어 칩에 의해 제어되는 하프 브릿지 드라이버에 관한 것이다.The present invention relates to a half bridge driver and, more particularly, to a half bridge driver controlled by a push / pull control chip for driving a load.

TFT LCD 패널의 백라이트 소스를 위한 전원 장치는 드라이버 회로를 이용하여 에너지를 변환하고 냉음극 형광 램프(CCFL)를 턴온한다. 종래의 드라이버 회로는, 상이한 회로 토폴로지(topology)에 따라, 하프 브릿지 타입, 풀-브릿지 타입 및 푸쉬/풀 타입으로 나눌 수 있다. 드라이버 회로는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하기 위한 회로이다.The power supply for the backlight source of a TFT LCD panel uses a driver circuit to convert energy and turn on a cold cathode fluorescent lamp (CCFL). Conventional driver circuits can be divided into half bridge type, full-bridge type, and push / pull type, according to different circuit topologies. The driver circuit is a circuit for converting DC power into AC power.

도 1에 나타난 바와 같이, 변압기(T1)는 회로를, 제1 측(101)의 프론트-엔드 회로 및 제2 측(102)의 리어-엔드 회로로 나눈다. 제1 측(101)의 프론트-엔드 회로는 DC 전원(Vcc), 제1 스위치(Q1) 및 제2 스위치(Q2)를 포함한다. 제2 측(102)의 리어-엔드 회로는 적어도 하나의 캐패시터(C1, C2, C3), 부하, 그리고 적어도 하나의 다이오드(D1, D2)를 포함한다. 푸쉬/풀 제어 칩(103)은 제1 측(101)의 프론트 엔드 회로 및 제2 측(102)의 리어-엔드 회로 사이에 접속되어 있다.As shown in FIG. 1, the transformer T1 divides the circuit into a front-end circuit on the first side 101 and a rear-end circuit on the second side 102. The front-end circuit of the first side 101 includes a DC power supply Vcc, a first switch Q1 and a second switch Q2. The rear-end circuit on the second side 102 includes at least one capacitor C1, C2, C3, a load, and at least one diode D1, D2. The push / pull control chip 103 is connected between the front end circuit of the first side 101 and the rear-end circuit of the second side 102.

도 1과 함께, 도 2를 참조한다. 푸쉬/풀 제어 칩(103)은 제1 제어 신호(a) 및 제2 제어 신호(b)를 출력하여 제1 측(101)의 두 개의 스위치(Q1 및 Q2)의 스위칭 동작을 각각 전환시킨다. DC 전력(Vcc)은 에너지를 제공하기 위해 이용되며, 변압기(T1)는 부하를 구동하기 위해 리어-엔드 회로(102)로의 DC 전력(Vcc)의 전압을 상승시키고 변환한다. 변압기(T1)의 제2 측의 출력 전압 파형(c)은 지점(C)에서의 전압 파형이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 제2 측의 출력 전압 파형(c)은 AC 전압 파형이다.In conjunction with FIG. 1, reference is made to FIG. 2. The push / pull control chip 103 outputs the first control signal a and the second control signal b to switch the switching operations of the two switches Q1 and Q2 on the first side 101, respectively. The DC power Vcc is used to provide energy, and the transformer T1 raises and converts the voltage of the DC power Vcc to the rear-end circuit 102 to drive the load. The output voltage waveform c on the second side of transformer T1 is the voltage waveform at point C. As shown in Fig. 2, the output voltage waveform c on the second side is an AC voltage waveform.

상기의 설명에서, 푸쉬/풀 제어 칩(103)은, Linfinity(Microsemi) Corporation에서 제조된, LX1686, LX1688 또는 LX1691 푸쉬/풀 제어 칩, O2 Micro International Limited에서 제조된, 02-9RR, 0Z9930, 0Z9938 또는 0Z9939 푸쉬/풀 제어 칩, TEXAS INSTRUMENT에서 제조된 TL-494 또는 TL594 푸쉬/풀 제어 칩, 또는 Beyond Innovation Technology에서 제조된 BIT3193, BIT3713, BIT3715 또는 BIT3501 푸쉬/풀 제어 칩일 수 있다.In the above description, the push / pull control chip 103 is an LX1686, LX1688 or LX1691 push / pull control chip, manufactured by Linfinity (Microsemi) Corporation, 02-9RR, 0Z9930, 0Z9938, manufactured by O2 Micro International Limited. Or a 0Z9939 push / pull control chip, a TL-494 or TL594 push / pull control chip manufactured by TEXAS INSTRUMENT, or a BIT3193, BIT3713, BIT3715 or BIT3501 push / pull control chip manufactured by Beyond Innovation Technology.

도 3에 나타난 바와 같이, 변압기(T2)는 회로를 제1 측(201)의 프론트-엔드 회로 및 제2 측(202)의 리어-엔드 회로로 나눈다. 제1 측(201)의 프론트-엔드 회로는 DC 전원(Vcc), 두 개의 전자 스위치(Q1, Q2), 하프-브릿지 제어 칩(TL494), 두개의 캐패시터(C1, C2) 및 구동 변압기(Tr)를 포함한다. 제2 측(202)의 리어-엔드 회로는 부하를 포함한다.As shown in FIG. 3, the transformer T2 divides the circuit into a front-end circuit on the first side 201 and a rear-end circuit on the second side 202. The front-end circuit of the first side 201 includes a DC power supply (Vcc), two electronic switches (Q1, Q2), a half-bridge control chip (TL494), two capacitors (C1, C2) and a drive transformer (Tr). ). The rear-end circuit on the second side 202 includes a load.

도 3과 함께 도 4를 참조한다. 하프 브릿지 제어 칩(TL494)은 두 개의 출력 단자(D1 및 D2)를 통해 제어 신호(D1-D2)를 출력한다. 제어 신호(D1-D2)는 변압기(Tr)를 통해 두 개의 전자 스위치(Q1 및 Q2)의 스위칭 동작을 각각 제어한다. 두 개의 전자 스위치(Q1 및 Q2)는 N-MOS 또는 P-MOS이다. 두 개의 전자 스위치(Q1 및 Q2)의 스위칭 동작을 통해, 캐패시터(C1 및 C2)에 저장된 전기 에너지가, 연결된 캐패시터(C3)를 통해 변압기(T2)의 제1 측 단자(T21)로 전송되어 AC 전력(ac)을 형성한다. 캐패시터(C1 및 C2)의 전압은 DC 전압(Vcc)의 절반(Vcc/2)이다. AC 전력(ac)은 변압기(T2)에 대해 에너지를 공급하기 위해 이용되며, 변압기는 부하를 구동하기 위해 제2 측(202)으로의 AC 전력을 상승시킨다.Reference is made to FIG. 4 in conjunction with FIG. 3. The half bridge control chip TL494 outputs control signals D1-D2 through two output terminals D1 and D2. The control signals D1-D2 control the switching operations of the two electronic switches Q1 and Q2 through the transformer Tr, respectively. The two electronic switches Q1 and Q2 are either N-MOS or P-MOS. Through the switching operation of the two electronic switches Q1 and Q2, the electrical energy stored in the capacitors C1 and C2 is transmitted to the first side terminal T21 of the transformer T2 via the connected capacitor C3 to be AC. It forms the power ac. The voltages of the capacitors C1 and C2 are half of the DC voltage Vcc (Vcc / 2). AC power ac is used to supply energy to transformer T2, which boosts AC power to second side 202 to drive the load.

상기의 설명에서, 사용된 드라이버 회로가 하프 브릿지 타입인 경우, 통상의 동작을 위해 하프-브릿지 제어 칩이 매칭될 필요가 있고, 반면에 사용된 드라이버 회로가 푸쉬/풀 타입인 경우, 통상의 동작을 위해 푸쉬/풀 제어 칩이 매칭될 필요가 있으며, 따라서, 실용성에 있어서 유연성 및 범용성이 더 낮다. 상술한 제한 때문에, 제어 칩은 공동으로 사용되거나 함께 구입될 수 없으며, 또는 더 복잡한 회로가 매칭될 필요가 있다.In the above description, when the driver circuit used is the half bridge type, the half-bridge control chip needs to be matched for the normal operation, whereas when the driver circuit used is the push / pull type, the normal operation Push / pull control chips need to be matched for this purpose, and thus flexibility and versatility are lower in practicality. Because of the above limitations, control chips cannot be used jointly or purchased together, or more complex circuits need to be matched.

따라서, 본 발명의 목적은, 두 개의 N-MOS로 구성된 하프 브릿지 스위치 조립체와 푸쉬/풀 제어 칩의 출력 단자 사이에 드라이버가 연결된, 하프 브릿지 드라이버를 제공하는 것이다. 드라이버는 푸쉬/풀 제어 칩에 의해 제어되어 하프 브릿지 스위치 조립체의 스위칭 동작을 구동한다.It is therefore an object of the present invention to provide a half bridge driver in which a driver is connected between a half bridge switch assembly consisting of two N-MOSs and an output terminal of a push / pull control chip. The driver is controlled by the push / pull control chip to drive the switching operation of the half bridge switch assembly.

본 발명의 또 다른 목적은, 종래의 하프 브릿지 드라이버의 제어 칩과 두 개의 전자 스위치 사이에 드라이버가 연결된, 하프 브릿지 드라이버를 제공하는 것이다. 제어 칩은 두 개의 전자 스위치의 스위칭 동작을 따로따로 제어하도록, 푸쉬/풀 제어 칩으로 대체된다.Another object of the present invention is to provide a half bridge driver in which a driver is connected between a control chip of a conventional half bridge driver and two electronic switches. The control chip is replaced with a push / pull control chip to control the switching operation of the two electronic switches separately.

본 발명의 하프 브릿지 드라이버는 드라이버 및 하프 브릿지 스위치 조립체를 포함하며, 상기 드라이버는 제1 광결합 스위치; 제1 광결합 스위치의 제1 단자에 연결된 컬렉터 및 제1 광결합 스위치의 제2 단자에 연결된 베이스를 갖는 제1 NPN 변압기; 제1 NPN 변압기의 베이스 및 에미터에 각각 연결된 베이스 및 에미터, 및 변압기의 제1 측에 연결된 컬렉터를 갖는 제1 PNP 변압기; 제1 PNP 변압기의 베이스와 컬렉터 사이에 연결된 제1 저항; 제1 NPN 변압기의 컬렉터와 제1 PNP 변압 기의 컬렉터 사이에 연결된 제1 캐패시터; 제1 NPN 변압기의 컬렉터에 연결된 캐소드 및 제어 전력에 연결된 애노드를 갖는 다이오드를 포함한다.The half bridge driver of the present invention includes a driver and a half bridge switch assembly, the driver comprising: a first optical coupling switch; A first NPN transformer having a collector connected to the first terminal of the first optical coupling switch and a base connected to the second terminal of the first optical coupling switch; A first PNP transformer having a base and an emitter connected to the base and the emitter of the first NPN transformer, respectively, and a collector connected to the first side of the transformer; A first resistor coupled between the base and the collector of the first PNP transformer; A first capacitor connected between the collector of the first NPN transformer and the collector of the first PNP transformer; And a diode having a cathode coupled to the collector of the first NPN transformer and an anode coupled to the control power.

게다가, 드라이버는, 제2 제어 신호를 수신하고, 제2 저항을 통해 제어 전력에 연결된 제1 출력 단자 및 기준 단자에 연결된 제2 출력 단자를 갖는 제2 광결합 스위치; 제어 전력에 연결된 에미터 및 제3 저항을 통해 제2 광결합 스위치의 제1 출력 단자에 연결된 베이스를 갖는 제2 PNP 변압기; 제4 저항을 통해 제2 광결합 스위치의 제1 출력 단자에 그리고 제5 저항을 통해 기준 단자에 연결된 베이스, 및 기준 단자에 연결된 에미터와 제2 PNNP 변압기의 컬렉터에 연결된 컬렉터를 갖는 제2 NPN 변압기를 더 포함한다.In addition, the driver includes: a second optical coupling switch for receiving a second control signal and having a first output terminal coupled to the control power via the second resistor and a second output terminal coupled to the reference terminal; A second PNP transformer having an emitter connected to the control power and a base connected to the first output terminal of the second optical coupling switch through a third resistor; A second NPN having a collector connected to the collector of the second PNNP transformer and a base connected to the first output terminal of the second optical coupling switch through the fourth resistor and to the reference terminal via the fifth resistor; It further includes a transformer.

나아가, 하프 브릿지 스위치 조립체는 제1 PNP 변압기의 에미터에 연결된 게이트 및 DC 전력에 연결된 드레인 및 변압기의 제1 측에 연결된 소스를 갖는 제1 N-MOS; 및 제2 PNP 변압기의 컬렉터에 연결된 게이트 및 제1 N-MOS의 소스에 연결된 드레인 및 기준 단자에 연결된 소스를 포함한다.Further, the half bridge switch assembly includes a first N-MOS having a gate connected to the emitter of the first PNP transformer and a drain connected to the DC power and a source connected to the first side of the transformer; And a gate connected to the collector of the second PNP transformer and a drain connected to the source of the first N-MOS and a source connected to the reference terminal.

본 발명의 하프 브릿지 드라이버는, 하프 브릿지 스위치 조립체의 스위칭 동작을 구동하도록, 종래의 하프 브릿지 드라이버에서의 드라이버를 이용하여 푸쉬/풀 제어 칩을 매칭시킨다. 본 발명은 실용성에 있어서 높은 유연성을 가지며, 제어 칩에 한정되지 않는다. 게다가, 제조업자는 푸쉬/풀 드라이버 회로 또는 하프 브릿지 드라이버 회로를 구동하기 위해 단지 푸쉬/풀 제어 칩을 이용하기만 하면 된다.The half bridge driver of the present invention uses a driver in a conventional half bridge driver to match the push / pull control chip to drive the switching operation of the half bridge switch assembly. The present invention has high flexibility in practicality and is not limited to the control chip. In addition, manufacturers only need to use a push / pull control chip to drive a push / pull driver circuit or a half bridge driver circuit.

본 발명의 다양한 목적 및 이점은 첨부되는 도면과 함께 후술하는 상세한 설 명으로부터 더 자명하게 이해될 것이다.Various objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 하프 브릿지 드라이버는 변압기(Tx)의 제1 측에 접속되어 DC 전력(Vcc)을 AC 전력으로 변환한다. AC 전력은 변압기(Tx)를 통해 부하(RL)에 의해 요구되는 전기 에너지를 공급한다.As shown in Fig. 5, the half bridge driver according to the first embodiment of the present invention is connected to the first side of the transformer Tx to convert DC power Vcc into AC power. AC power supplies the electrical energy required by the load RL via transformer Tx.

도 5를 다시 참조한다. 본 발명의 제1 실시형태에 따른 하프 브릿지 드라이버는 푸쉬/풀 제어 칩(103), 드라이버(30), 및 하프 브릿지 스위치 조립체(32)를 포함한다. 푸쉬/풀 제어 칩(103)은 제1 출력 단자(A) 및 제2 출력 단자(B)를 가지며, 제1 출력 단자(A)는 50%보다 큰 듀티 싸이클로 제1 제어 신호(a)를 출력하고 제2 출력 단자(B)는 50%보다 작은 듀티 싸이클로 제2 제어 신호(b)를 출력한다. 드라이버(30)는, 제1 제어 신호(a) 및 제2 제어 신호(b)를 수신하기 위해, 푸쉬/풀 제어 칩(103)의 제1 출력 단자(A) 및 제2 출력 단자(B)에 연결된다. 하프 브릿지 스위치 조립체(32)는 두 개의 N-MOS(Q1,Q2)로 구성된다. 하프 브릿지 스위치 조립체(32)는 DC 전력(Vcc), 드라이버(30) 및 변압기(Tx)에 연결된다. 하프 브릿지 스위치 조립체(32)는 드라이버(30)에 의해 제어되어 DC 전력(Vcc)을 AC 전력으로 변환한다. AC 전력은 변압기(Tx)의 제1 측으로 전송된다. 나아가, 변압기(Tx)의 제1 측은 공진 캐패시터(CX)에 직렬로 더 연결된다.Reference is again made to FIG. 5. The half bridge driver according to the first embodiment of the present invention includes a push / pull control chip 103, a driver 30, and a half bridge switch assembly 32. The push / pull control chip 103 has a first output terminal A and a second output terminal B, and the first output terminal A outputs the first control signal a with a duty cycle of greater than 50%. The second output terminal B outputs the second control signal b at a duty cycle of less than 50%. The driver 30 receives the first control signal a and the second control signal b so as to receive the first output terminal A and the second output terminal B of the push / pull control chip 103. Is connected to. The half bridge switch assembly 32 is composed of two N-MOSs Q1 and Q2. The half bridge switch assembly 32 is connected to the DC power Vcc, the driver 30 and the transformer Tx. The half bridge switch assembly 32 is controlled by the driver 30 to convert DC power Vcc into AC power. AC power is sent to the first side of transformer Tx. Furthermore, the first side of the transformer Tx is further connected in series with the resonant capacitor CX.

도 5를 다시 참조한다. 드라이버(30)는, 제1 제어 신호(a)를 수신하기 위해 이용되는 제1 광결합 스위치(U1); 제1 광결합 스위치(U1)의 제1 단자에 연결된 컬렉터 및 제1 광결합 스위치(U1)의 제2 단자에 연결된 베이스를 갖는 제1 NPN 변압 기(Q3); 제1 NPN 변압기(Q3)의 베이스 및 에미터에 각각 연결된 베이스 및 에미터, 및 변압기(Tx)의 제1 측에 연결된 컬렉터를 갖는 제1 PNP 변압기(Q4); 제1 PNP 변압기(Q4)의 베이스와 컬렉터 사이에 연결된 제1 저항(R1); 제1 NPN 변압기(Q3)의 컬렉터와 제1 PNP 변압기(Q4)의 컬렉터 사이에 연결된 제1 캐패시터(C1)를 포함한다.Reference is again made to FIG. 5. The driver 30 includes: a first optical coupling switch U1 used to receive the first control signal a; A first NPN transformer Q3 having a collector connected to the first terminal of the first optical coupling switch U1 and a base connected to the second terminal of the first optical coupling switch U1; A first PNP transformer Q4 having a base and an emitter connected to the base and the emitter of the first NPN transformer Q3, respectively, and a collector connected to the first side of the transformer Tx; A first resistor R1 coupled between the base of the first PNP transformer Q4 and the collector; And a first capacitor C1 connected between the collector of the first NPN transformer Q3 and the collector of the first PNP transformer Q4.

드라이버(30)는, 제1 NPN 변압기(Q3)의 컬렉터에 연결된 캐소드 및 제어 전력(VDD)에 연결된 애노드를 갖는 다이오드(D1); 제2 제어 신호(b)를 수신하기 위해 이용되고, 제2 저항(R2)을 통해 제어 전력(VDD)에 연결된 제1 출력 단자 및 기준 단자(G)에 연결된 제2 출력 단자를 갖는 제2 광결합 스위치(U2); 제어 전력(VDD)에 연결된 에미터 및 제3 저항(R3)을 통해 제2 광결합 스위치(U2)의 제1 출력 단자에 연결된 베이스를 갖는 제2 PNP 변압기(Q5); 제4 저항(R4)을 통해 제2 광결합 스위치(U2)의 제1 출력 단자에 그리고 제5 저항(R5)을 통해 기준 단자(G)에 연결된 베이스, 및 기준 단자(G)에 연결된 에미터 및 제2 PNP 변압기(Q5)의 컬렉터에 연결된 컬렉터를 더 포함한다.The driver 30 includes a diode D1 having a cathode connected to the collector of the first NPN transformer Q3 and an anode connected to the control power VDD; A second optical, used to receive the second control signal b, having a first output terminal connected to the control power VDD via a second resistor R2 and a second output terminal connected to the reference terminal G; Coupling switch U2; A second PNP transformer Q5 having an emitter connected to the control power VDD and a base connected to the first output terminal of the second optical coupling switch U2 through the third resistor R3; A base connected to the first output terminal of the second optical coupling switch U2 through the fourth resistor R4 and to the reference terminal G through the fifth resistor R5, and an emitter connected to the reference terminal G And a collector connected to the collector of the second PNP transformer Q5.

도 5를 다시 참조한다. 하프 브릿지 스위치 조립체(32)는 제1 N-MOS(Q1) 및 제2 N-MOS(Q2)를 포함한다. 제1 N-MOS(Q1)는, 제1 PNP 변압기(Q4)의 에미터에 연결된 게이트 및 DC 전력(VCC)에 연결된 드레인 및 변압기(Tx)의 제1 측에 연결된 소스를 갖는다. 제2 N-MOS(Q2)는, 제2 PNP 변압기(Q5)의 컬렉터에 연결된 게이트 및 제1 N-MOS(Q1)의 소스에 연결된 드레인 및 기준 단자(G)에 연결된 소스를 갖는다. 나아가, 하프 브릿지 스위치 조립체(32)는, 제1 N-MOS(Q1)의 소스와 게이트 사이에 연결된 제1 제너 다이오드(Z1), 그리고 제2 N-MOS(Q2)의 소스와 게이트 사이에 연결된 제너 다이오드(Z2)를 더 포함한다.Reference is again made to FIG. 5. The half bridge switch assembly 32 includes a first N-MOS Q1 and a second N-MOS Q2. The first N-MOS Q1 has a gate connected to the emitter of the first PNP transformer Q4 and a drain connected to the DC power VCC and a source connected to the first side of the transformer Tx. The second N-MOS Q2 has a gate connected to the collector of the second PNP transformer Q5, a drain connected to the source of the first N-MOS Q1, and a source connected to the reference terminal G. Furthermore, the half bridge switch assembly 32 is connected between the first zener diode Z1 connected between the source and gate of the first N-MOS Q1 and the source and gate of the second N-MOS Q2. A zener diode Z2 is further included.

도 5를 다시 참조한다. DC 전력(Vcc)은 제1 N-MOS(Q1)의 도통(conduction)을 통해 변압기(Tx)에 대해 양의 DC 전력(+Vcc)을 공급하여 구동 싸이클의 양의 절반(positive half)의 싸이클을 형성하거나, 또는, 제2 N-MOS(Q2)의 도통을 통해 변압기(Tx)에 대해 음의 DC 전력(-Vcc)을 공급하여 구동 싸이클의 음의 절반(negative half)의 싸이클을 형성한다.Reference is again made to FIG. 5. The DC power Vcc supplies positive DC power (+ Vcc) to the transformer Tx through the conduction of the first N-MOS Q1 so that the positive half of the cycle of the driving cycle is positive. Or supplying negative DC power (-Vcc) to the transformer Tx through the conduction of the second N-MOS Q2 to form a negative half of the driving cycle. .

도 5와 함께 도 6을 참조한다. 푸쉬/풀 제어 칩(103)은, Linfinity(Microsemi) Corporation에서 제조된, LX1686, LX1688 또는 LX1691 푸쉬/풀 제어 칩, 또는 O2 Micro International Limited에서 제조된, 02-9RR, 0Z9930, 0Z9938 또는 0Z9939 푸쉬/풀 제어 칩, 또는 TEXAS INSTRUMENT에서 제조된 TL-494 또는 TL594 푸쉬/풀 제어 칩, 또는 Beyond Innovation Technology에서 제조된 BIT3193, BIT3713, BIT3715 또는 BIT3501 푸쉬/풀 제어 칩일 수 있다. 시장에는 수많은 브랜드가 존재하기 때문에, 통용되는 것만이 상기에 나열되었다.Reference is made to FIG. 6 in conjunction with FIG. 5. The push / pull control chip 103 is a LX1686, LX1688 or LX1691 push / pull control chip manufactured by Linfinity (Microsemi) Corporation, or 02-9RR, 0Z9930, 0Z9938 or 0Z9939 manufactured by O2 Micro International Limited. It can be a full control chip, or a TL-494 or TL594 push / pull control chip manufactured by TEXAS INSTRUMENT, or a BIT3193, BIT3713, BIT3715 or BIT3501 push / pull control chip manufactured by Beyond Innovation Technology. Since there are many brands in the market, only those that are commonly used are listed above.

도 6에 나타난 바와 같이, 푸쉬/풀 제어 칩(103)의 출력 단자(A)는 제1 제어 신호(a)를 출력하고, 푸쉬/풀 제어 칩(103)의 출력 단자(B)는 제2 제어 신호(b)를 출력한다. AC 전력의 전압 파형(ac)이 변압기(Tx)의 제1 측에서 획득될 수 있다.As shown in FIG. 6, the output terminal A of the push / pull control chip 103 outputs the first control signal a, and the output terminal B of the push / pull control chip 103 is the second. The control signal b is output. The voltage waveform ac of the AC power can be obtained at the first side of the transformer Tx.

도 5와 함께 도 6을 다시 참조한다. t1 내지 t2의 시간 동안, 제1 제어 신호(a)는 높은 레벨에 있으며, 반면에 제2 제어 신호(b)는 낮은 레벨에 있다. 제1 제어 신호(a)는 제1 광결합 스위치(U1)의 출력 단자를 턴온하며, 제어 전력(VDD)은 제1 NPN 변압기(Q3)를 턴온하도록, 다이오드(D1)를 통해 제1 NPN 변압기(Q3)의 베이스로 전송된다. 나아가, 제어 전력(VDD)은 도통된 제1 NPN 변압기(Q3) 및 다이오드(D1)를 통해 제1 N-MOS(Q1)를 더 턴온한다. 동시에, 제1 캐패시터(C1)상의 전압은 N-MOS(Q1)의 소스 및 게이트 사이로 전송되어 제1 N-MOS(Q1)를 온(on)으로 유지시킨다.Reference is again made to FIG. 6 along with FIG. 5. During the times t 1 to t 2 , the first control signal a is at a high level, while the second control signal b is at a low level. The first control signal a turns on the output terminal of the first optical coupling switch U1, and the control power VDD turns on the first NPN transformer Q3 so as to turn on the first NPN transformer Q3. Is transmitted to the base of Q3. Further, the control power VDD further turns on the first N-MOS Q1 through the first NPN transformer Q3 and the diode D1 which are conducted. At the same time, the voltage on the first capacitor C1 is transferred between the source and the gate of the N-MOS Q1 to keep the first N-MOS Q1 on.

나아가, 제2 제어 신호(b)는 제2 광결합 스위치(U2)의 출력 단자를 턴오프하고, 제어 전력(VDD)은 제2 NPN 변압기(Q6)를 턴온하도록 제2 저항(R2) 및 제4 저항(R4)을 통해 제2 NPN 변압기(Q6)의 베이스로 전송된다. 나아가, 턴온된 제2 NPN 변압기(Q6)는 제2 N-MOS(Q2)의 게이트에서 기준 단자(G)로 연결되어 제2 N-MOS(Q2)를 오프 상태로 유지시킨다.Furthermore, the second control signal b turns off the output terminal of the second optical coupling switch U2 and the control power VDD turns on the second NPN transformer Q6 to turn on the second resistor R2 and the first resistor. 4 is transmitted to the base of the second NPN transformer Q6 via a resistor R4. Further, the turned-on second NPN transformer Q6 is connected to the reference terminal G at the gate of the second N-MOS Q2 to keep the second N-MOS Q2 off.

따라서, t1에서 t2의 시간에서, 제1 N-MOS(Q1)은 온 상태이고, 제2 N-MOS(Q2)는 오프 상태이다. DC 전력(Vcc)은 도통된 제1 N-MOS(Q1)에 따라 공진 캐패시터(CX) 및 변압기(Tx)의 제1 측에 에너지를 전송할 수 있다. 변압기(Tx)의 제1 측에서 획득된 전압 파형(ac)은 양의 DC 전력(+Vcc)이고, 구동 싸이클의 양의 절반의 싸이클을 형성한다. 이때, DC 전압은 공진 캐패시터(CX)의 양단에 걸쳐 형성될 것이다.Thus, at the time t 1 to t 2 , the first N-MOS Q1 is on and the second N-MOS Q2 is off. The DC power Vcc may transfer energy to the first side of the resonant capacitor CX and the transformer Tx according to the first N-MOS Q1 that is conducted. The voltage waveform ac obtained at the first side of the transformer Tx is positive DC power (+ Vcc) and forms half of the cycle of the drive cycle. At this time, the DC voltage will be formed across both ends of the resonant capacitor CX.

도 5와 함께 도 6을 다시 참조한다. t2 내지 t3의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 높은 레벨에서 낮은 레벨로 하강하고, 제2 제어 신호(b)는 낮은 레벨을 유 지한다. 이때, 제1 제어 신호(a)는, 제1 NPN 변압기(Q3)를 턴오프하기 위해 제1 NPN 변압기(Q3)의 베이스에 전송된 제어 전력(VDD)을 컷오프하도록, 제1 광결합 스위치(U1)의 출력 단자를 턴오프한다. 나아가, 턴온된 제1 PNP 변압기(Q4)는 제1 N-MOS(Q1)를 구동하여 오프 상태로 들어가도록 한다. 제2 제어 신호(b)는 낮은 레벨로 유지되고 있기 때문에, 제2 N-MOS(Q2)는 오프 상태이다.Reference is again made to FIG. 6 along with FIG. 5. At times t 2 to t 3 , the first control signal a falls from a high level to a low level, and the second control signal b maintains a low level. In this case, the first control signal a may be configured to cut off the control power VDD transmitted to the base of the first NPN transformer Q3 to turn off the first NPN transformer Q3. Turn off the output terminal of U1). Further, the turned on first PNP transformer Q4 drives the first N-MOS Q1 to enter the off state. Since the second control signal b is kept at a low level, the second N-MOS Q2 is in an off state.

상기의 설명에서, t2에서 t3의 시간에서, 제1 N-MOS(Q1) 및 제2 N-MOS(Q2)는 모두 오프 상태이다. 이때, 변압기(Tx)의 제1 측 및 제2 N-MOS(Q2)의 본체 다이오드(DQ2)는, 변압기(Tx)의 제1 측에서 전류에 대한 유로(flow path)를 제공하도록, 지속적인 전류 루프를 형성한다. 나아가, 변압기(Tx)의 제1 측에서 획득된 전압 파형(ac)은 제로 포텐셜에 있다.In the above description, at the time t 2 to t 3 , both the first N-MOS Q1 and the second N-MOS Q2 are in an off state. At this time, the main body diode DQ2 of the first side of the transformer Tx and the second N-MOS Q2 have a continuous current so as to provide a flow path for current at the first side of the transformer Tx. Form a loop. Furthermore, the voltage waveform ac obtained at the first side of the transformer Tx is at zero potential.

도 5와 함께 도 6을 다시 참조한다. t3 내지 t4의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 낮은 레벨에서 유지되고, 제2 제어 신호(b)는 낮은 레벨에서 높은 레벨로 상승한다. 제2 제어 신호(b)는 제2 PNP 변압기(Q5)의 베이스가 기준 단자(G)에 연결되도록 제2 광결합 스위치(U2)의 출력 단자를 턴온하며, 제어 전력(VDD)은 제2 PNP 변압기(Q5)의 에미터로 전송되어, 제2 PNP 변압기(Q5)를 온 상태로 들어가게 한다.Reference is again made to FIG. 6 along with FIG. 5. At times t 3 to t 4 , the first control signal a remains at a low level and the second control signal b rises from a low level to a high level. The second control signal b turns on the output terminal of the second optical coupling switch U2 so that the base of the second PNP transformer Q5 is connected to the reference terminal G, and the control power VDD is the second PNP. It is sent to the emitter of transformer Q5, causing second PNP transformer Q5 to enter the on state.

이때, 제1 N-MOS(Q1)는 오프 상태이며, 제2 N-MOS(Q2)는 온 상태이다. 공진 캐패시터(CX)의 양단에 걸쳐 형성된 DC 전압은, 턴온된 제2 N-MOS(Q2)를 통해 변압기(Tx)의 제1 측으로 전송될 것이다. 이때, 변압기(Tx)의 제1 측에서 획득된 전압 파형(ac)은 음의 DC 전력(-Vcc)이며, 구동 싸이클의 음의 절반의 싸이클을 형성한다.At this time, the first N-MOS Q1 is in an off state and the second N-MOS Q2 is in an on state. The DC voltage formed across the resonant capacitor CX will be transmitted to the first side of the transformer Tx through the turned on second N-MOS Q2. At this time, the voltage waveform ac acquired at the first side of the transformer Tx is negative DC power (-Vcc) and forms a cycle of half of the negative of the driving cycle.

도 5와 함께 도 6을 참조한다. t4 내지 t5의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 낮은 레벨에서 유지되고, 제2 제어 신호(b)는 높은 레벨에서 낮은 레벨로 하강한다. 이때, 제1 N-MOS(Q1) 및 제2 N-MOS(Q2)는 모두 오프 상태이다. 이때, 변압기(Tx)의 제1 측 및 제1 N-MOS(Q1)의 본체 다이오드(DQ1)는, 변압기(Tx)의 제1 측에서 전류에 대해 유로를 제공하도록 지속적인 전류 루프를 형성한다. 나아가, 변압기(Tx)의 제1 측에서 획득된 전압 파형(ac)은 제로 포텐셜에 있다.Reference is made to FIG. 6 in conjunction with FIG. 5. t 4 From time t to t 5 , the first control signal a is maintained at a low level, and the second control signal b is lowered from a high level to a low level. At this time, the first N-MOS Q1 and the second N-MOS Q2 are both in an off state. At this time, the main body diode DQ1 of the first side of the transformer Tx and the first N-MOS Q1 form a continuous current loop to provide a flow path for current at the first side of the transformer Tx. Furthermore, the voltage waveform ac obtained at the first side of the transformer Tx is at zero potential.

도 5와 함께 도 6을 다시 참조한다. 본 발명에서, t5 내지 t6의 시간에서 변압기(Tx)의 제1 측에서 획득된 전압 파형(ac) 및 하프 브릿지 드라이버의 회로 동작은 t1 내지 t2의 동작을 반복한다. 이렇게, 에너지를 공급하기 위한 AC 전력이 형성된다. 동시에, 변압기(Tx)는 AC 전력을 상승시키고, 제2 측으로부터 부하(RL)에 대해 에너지를 공급한다.Reference is again made to FIG. 6 along with FIG. 5. In the present invention, the voltage waveform ac acquired on the first side of the transformer Tx at the time t 5 to t 6 and the circuit operation of the half bridge driver repeat the operation of t 1 to t 2 . In this way, AC power for supplying energy is formed. At the same time, transformer Tx raises AC power and supplies energy to load RL from the second side.

요약하면, 본 발명의 하프 브릿지 드라이버는, 드라이버(30)를 종래의 하프 브릿지 드라이버 회로에 연결하여, 제어를 위한 푸쉬/풀 제어 칩(103)을 매칭시킬 수 있으며, 따라서, 실제 사용에 있어 높은 유연성을 갖고 제어 칩에 의해 제한되지 않는다. 나아가, 제조업자는 푸쉬/풀 드라이버 회로 또는 하프 브릿지 드라이버 회로를 구동하고 제어하기 위해 단지 푸쉬/풀 제어 칩(103)을 이용하기만 하면 된다.In summary, the half-bridge driver of the present invention can connect the driver 30 to a conventional half-bridge driver circuit to match the push / pull control chip 103 for control, thus providing high performance in practical use. It is flexible and not limited by the control chip. Furthermore, the manufacturer only needs to use the push / pull control chip 103 to drive and control the push / pull driver circuit or the half bridge driver circuit.

비록, 본 발명이 바람직한 실시형태를 참조하여 기술되었지만, 이 발명은 상기 사항에만 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 할 것이다. 다양한 대체 및 변형이 상술한 설명에서 제안되었으며, 따른 형태들이 당업자에 의해 도출될 것이다. 따라서, 이러한 모든 대체 및 변형은 첨부되는 청구항에서 정의된 발명의 영역에 포함되는 것으로 의도되었다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, it should be understood that the present invention is not limited only to the above. Various alternatives and modifications have been proposed in the foregoing description, and the forms thereof will be derived by those skilled in the art. Accordingly, all such substitutions and variations are intended to be included within the scope of the invention as defined in the appended claims.

본 발명의 하프 브릿지 드라이버는, 하프 브릿지 스위치 조립체의 스위칭 동작을 구동하도록, 종래의 하프 브릿지 드라이버에서의 드라이버를 이용하여 푸쉬/풀 제어 칩을 매칭시킨다. 본 발명은 실용성에 있어서 높은 유연성을 가지며, 제어 칩에 한정되지 않는다. 게다가, 제조업자는 푸쉬/풀 드라이버 회로 또는 하프 브릿지 드라이버 회로를 구동하기 위해 단지 푸쉬/풀 제어 칩을 이용하기만 하면 된다.The half bridge driver of the present invention uses a driver in a conventional half bridge driver to match the push / pull control chip to drive the switching operation of the half bridge switch assembly. The present invention has high flexibility in practicality and is not limited to the control chip. In addition, manufacturers only need to use a push / pull control chip to drive a push / pull driver circuit or a half bridge driver circuit.

Claims (7)

변압기의 제1 측 및 DC 전력에 접속된 하프 브릿지 드라이버로서,A half bridge driver connected to a first side of a transformer and to DC power, 제1 제어 신호를 수신하는 제1 광결합 스위치;A first optical coupling switch for receiving a first control signal; 상기 제1 광결합 스위치의 제1 단자에 연결된 컬렉터 및 상기 제1 광결합 스위치의 제2 단자에 연결된 베이스를 갖는 제1 NPN 변압기;A first NPN transformer having a collector connected to a first terminal of the first optical coupling switch and a base connected to a second terminal of the first optical coupling switch; 상기 제1 NPN 변압기의 베이스 및 에미터에 각각 연결된 베이스 및 에미터, 그리고 상기 변압기의 제1 측에 연결된 컬렉터를 갖는 제1 PNP 변압기;A first PNP transformer having a base and an emitter connected to the base and the emitter of the first NPN transformer, respectively, and a collector connected to the first side of the transformer; 상기 제1 PNP 변압기의 베이스와 컬렉터 사이에 연결된 제1 저항;A first resistor coupled between the base and the collector of the first PNP transformer; 상기 제1 NPN 변압기의 컬렉터와 상기 제1 PNP 변압기의 컬렉터 사이에 연결된 제1 캐패시터;A first capacitor connected between the collector of the first NPN transformer and the collector of the first PNP transformer; 상기 제1 NPN 변압기의 컬렉터에 연결된 캐소드 및 제어 전력에 연결된 애노드를 갖는 다이오드;A diode having a cathode coupled to the collector of the first NPN transformer and an anode coupled to control power; 제2 제어 신호를 수신하고, 제2 저항을 통해 상기 제어 전력에 연결된 제1 출력 단자 및 기준 단자에 연결된 제2 출력 단자를 갖는, 제2 광결합 스위치;A second optical coupling switch for receiving a second control signal and having a first output terminal coupled to the control power via a second resistor and a second output terminal coupled to a reference terminal; 상기 제어 전력에 연결된 에미터 및 제3 저항을 통해 상기 제2 광결합 스위치의 상기 제1 출력 단자에 연결된 베이스를 갖는 제2 PNP 변압기;A second PNP transformer having a base connected to said first output terminal of said second optical coupling switch through an emitter and a third resistor connected to said control power; 제4 저항을 통해 상기 제2 광결합 스위치의 상기 제1 출력 단자에 그리고 제5 저항을 통해 상기 기준 단자에 연결된 베이스, 및 상기 기준 단자에 연결된 에미터 및 상기 제2 PNP 변압기의 컬렉터에 연결된 컬렉터를 갖는 제2 NPN 변압기;A collector connected to the base connected to the first output terminal of the second optical coupling switch through a fourth resistor and to the reference terminal via a fifth resistor, and to an emitter connected to the reference terminal and a collector of the second PNP transformer. A second NPN transformer having a; 상기 제1 PNP 변압기의 에미터에 연결된 게이트 및 상기 DC 전력에 연결된 드레인 및 상기 변압기의 제1 측에 연결된 소스를 갖는 제1 N-MOS; 및A first N-MOS having a gate coupled to the emitter of the first PNP transformer and a drain coupled to the DC power and a source coupled to the first side of the transformer; And 상기 제2 PNP의 컬렉터에 연결된 게이트 및 상기 제1 N-MOS의 소스에 연결된 드레인 및 상기 기준 단자에 연결된 소스를 갖는 제2 N-MOS를 포함하는 하프 브릿지 드라이버.And a second N-MOS having a gate connected to the collector of the second PNP, a drain connected to the source of the first N-MOS, and a source connected to the reference terminal. 청구항 1에 있어서, 상기 DC 전력은 상기 변압기에 대해 상기 제1 N-MOS의 도통을 통해 양의 DC 전력을 공급하여 구동 싸이클의 양의(positive) 절반의 싸이클을 형성하는, 하프 브릿지 드라이버.The half bridge driver as set forth in claim 1, wherein the DC power supplies positive DC power to the transformer through the conduction of the first N-MOS to form a positive half cycle of a driving cycle. 청구항 1에 있어서, 공진 캐패시터를 더 포함하며, 상기 공진 캐패시터는 상기 변압기의 제1 측에 직렬로 연결된, 하프 브릿지 드라이버.The half bridge driver of claim 1, further comprising a resonant capacitor, the resonant capacitor being connected in series to the first side of the transformer. 청구항 3에 있어서, 상기 공진 캐패시터는 상기 변압기에 대해 상기 제2 N-MOS의 도통을 통해 음의 DC 전력을 공급하여 구동 싸이클의 음의(negative) 절반의 싸이클을 형성하는, 하프 브릿지 드라이버.The half-bridge driver of claim 3, wherein the resonant capacitor supplies negative DC power to the transformer through conduction of the second N-MOS to form a negative half cycle of a drive cycle. 청구항 1에 있어서, 푸쉬/풀 제어 칩을 더 포함하며, 상기 푸쉬/풀 제어 칩은, 50%보다 큰 듀티 싸이클로 상기 제1 제어 신호를 출력하고 50%보다 작은 듀티 싸이클로 상기 제2 제어 신호를 출력하는, 하프 브릿지 드라이버.The method of claim 1, further comprising a push / pull control chip, wherein the push / pull control chip outputs the first control signal at a duty cycle of greater than 50% and outputs the second control signal at a duty cycle of less than 50%. Half bridge driver to say. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 N-MOS의 게이트와 소스 사이에 연결된 제1 제너 다이오드를 더 포함하는, 하프 브릿지 드라이버.The half-bridge driver of claim 1, further comprising a first zener diode connected between the gate and the source of the first N-MOS. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 N-MOS의 게이트와 소스 사이에 연결된 제2 제너 다이오드를 더 포함하는, 하프 브릿지 드라이버.The half-bridge driver of claim 1, further comprising a second zener diode connected between the gate and the source of the second N-MOS.
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