KR102226404B1 - 게이트 드라이버 - Google Patents

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KR102226404B1
KR102226404B1 KR1020190178889A KR20190178889A KR102226404B1 KR 102226404 B1 KR102226404 B1 KR 102226404B1 KR 1020190178889 A KR1020190178889 A KR 1020190178889A KR 20190178889 A KR20190178889 A KR 20190178889A KR 102226404 B1 KR102226404 B1 KR 102226404B1
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정세진
최유수
김형욱
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주식회사 실리콘핸즈
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Abstract

게이트 드라이버는, 파워 반도체를 턴온 또는 턴 오프하는 제어 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 발생 회로, 상기 제어 펄스 신호에 따라 상기 파워 반도체를 턴온 또는 턴 오프하는 게이트 구동 회로, 상기 펄스 신호 발생 회로와 상기 게이트 구동 회로 사이의 절연 상태를 유지하면서, 상기 제어 펄스 신호를 상기 펄스 신호 발생 회로로부터 상기 게이트 구동 회로로 전달하는 절연 회로를 포함하되, 상기 절연 회로는, 온도 변화에 무관하게 일정한 밝기를 갖는 광 신호를 이용하여 상기 제어 펄스 신호를 전달할 수 있다.

Description

게이트 드라이버{Isolation circuit in gate driver}
본 발명은 게이트 드라이버에 관한 것이다.
게이트 드라이버는, SiC MOSFET이나 IGBT와 같은 파워 반도체를 구동하기 위한 회로이다. 파워 반도체는, 전기자동차, 전력 설비 등과 같은 고전압 어플리케이션에 주로 사용된다. 따라서 게이트 드라이버와 이를 제어하는 컨트롤러 간에 절연 상태가 유지되어야 한다. 게이트 드라이버와 컨트롤러간 절연을 유지하는 대표적인 절연 회로로는, 트랜스포머를 이용한 절연 회로와 옵토 커플러를 이용한 절연 회로가 있다. 절연 회로는, 양단에 각각 연결된 두 회로 사이에 절연 상태를 유지하면서, 신호를 전달하는 회로이다. 펄스 형태로 제어 신호는, 절연 회로를 통해 게이트 드라이버로 전달될 수 있다.
옵토 커플러를 이용한 절연 회로는, 컨트롤러의 제어에 의해 생성된 펄스 신호를 광 신호로 변환하여 게이트 드라이버측으로 전달한다. 펄스 신호는, LED와 같은 발광부에 의해 광 신호로 변환되며, 광 신호는, 포토 다이오드와 같은 수광부에 의해 다시 펄스 신호로 변환된다. 파워 반도체가 주로 사용되는 고전압 내지 초고전압 환경은, 주변뿐 아니라 게이트 드라이버 자체의 온도를 상승시킨다. 이러한 환경은, 옵토 커플러, 특히, 발광부의 열화를 촉진하는 요인이다. 발광부의 열화로 인해, 옵토 커플러가 정상적으로 동작하지 않으면, 게이트 드라이버 전체를 교체해야 한다.
파워 반도체용 게이트 드라이버에서, 옵토 커플러의 열화를 최소화할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 게이트 드라이버를 제공한다. 게이트 드라이버는, 파워 반도체를 턴온 또는 턴 오프하는 제어 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 발생 회로, 상기 제어 펄스 신호에 따라 상기 파워 반도체를 턴온 또는 턴 오프하는 게이트 구동 회로, 상기 펄스 신호 발생 회로와 상기 게이트 구동 회로 사이의 절연 상태를 유지하면서, 상기 제어 펄스 신호를 상기 펄스 신호 발생 회로로부터 상기 게이트 구동 회로로 전달하는 절연 회로를 포함하되, 상기 절연 회로는, 온도 변화에 무관하게 일정한 밝기를 갖는 광 신호를 이용하여 상기 제어 펄스 신호를 전달할 수 있다.
일 실시예로, 상기 절연 회로는, 기준 전류를 출력하는 기준전류 발생부, 상기 기준 전류로, 온도에 따라 가변하는 온도 보상 전압을 생성하는 열 보상 전압 발생부, 상기 온도 보상 전압을 증폭하여 온도 보상 기준 전압을 출력하는 제1 증폭부, 상기 온도 보상 기준 전압을 증폭하여 전류 조절 신호를 출력하는 제2 증폭부, 상기 전류 조절 신호에 의해 LED를 흐르는 LED 전류의 크기를 조절하는 전류 제어 트랜지스터, 및 상기 LED를 턴온 또는 턴 오프하여 상기 광 신호를 출력하도록 하는 광 신호 트랜지스터를 포함하되, 상기 제2 증폭부는, 피드백에 의해 상기 LED 전류를 최소 전류 범위로 유지할 수 있다.
일 실시예로, 상기 온도 보상 전압은, 온도가 증가할수록 감소하며, 상기 전류 제어 트랜지스터는, P형 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예로, 상기 온도 보상 전압은, 온도가 증가할수록 증가하며, 상기 전류 제어 트랜지스터는, N형 트랜지스터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버의 절연 회로는, 온도 변화에도 불구하고 LED가 일정한 밝기를 유지할 수 있어서, LED의 열화를 방지할 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다. 특히, 첨부된 도면들은, 발명의 이해를 돕기 위해서, 일부 구성 요소를 다소 과장하여 표현하고 있다. 도면은 발명을 이해하기 위한 수단이므로, 도면에 표현된 구성 요소의 폭이나 두께 등은 실제 구현시 달라질 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 게이트 드라이버의 구성 및 게이트 드라이버 IC의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 게이트 드라이버의 옵토 커플러 중 광 전송 회로의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은, 온도 보상 기능을 가진 광 전송 회로의 각 노드에서 검출된 신호를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는, 게이트 드라이버의 옵토 커플러 중 광 전송 회로의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는, 게이트 구동 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명될 기능, 특징, 실시예들은, 단독으로 또는 다른 실시예와 결합하여 구현될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위가 첨부된 도면에 도시된 형태에만 한정되는 것이 아님을 유의하여야 한다.
도 1은, 게이트 드라이버의 구성 및 게이트 드라이버 IC의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
게이트 드라이버(10)는, 펄스 발생 회로(11), 절연 회로(12), 및 게이트 구동 회로(13)를 포함한다. 게이트 드라이버(10)의 구동 신호는 파워 반도체(14)의 게이트에 인가되어 파워 반도체(14)를 턴온 또는 턴 오프한다.
펄스 발생 회로(11)는, 파워 반도체(14)를 턴온 또는 턴 오프하는 제어 펄스 신호를 생성한다. 제어 펄스 신호는 일련의 펄스로 구성된, 예를 들어, PWM(Pulse width modulation) 신호일 수 있다. 펄스 발생 회로(11)는, 외부에 위치한 컨트롤러(미도시)에 의해 입력된 제어 명령에 따라 동작할 수 있다.
절연 회로(12)는, 펄스 발생 회로(11)와 게이트 구동 회로(13)가 절연 상태를 유지하면서 제어 펄스 신호를 게이트 구동 회로(13)로 전달한다. 절연 회로(12)는, 옵토 커플러이며, 광 전송 회로(12a; 도 2 참조)와 광 수신 회로(12b; 도 5 참조)로 구성된다. 광 전송 회로(12a)는, 제어 펄스 신호의 펄스 폭에 비례하는 시간 동안 광 신호를 출력한다. 이를 위해서, 광 전송 회로(12a)는, 전기 신호에 의해 빛을 생성하는 LED(23)를 포함한다. 광 수신 회로(12b)는, 광 신호를 수신하여 제어 펄스 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해서, 광 수신 회로(12b)는, 수신한 빛에 의해 전기 신호를 생성하는 포토 다이오드(24)를 포함한다.
패키징된 게이트 드라이버(10; 이하 게이트 드라이버 IC라 함)에서, 절연 회로(12)는 입력측 리드 프레임(21)과 출력측 리드 프레임(22) 사이에 배치된다. 입력측 리드 프레임(21)과 출력측 리드 프레임(22)은, 전기적으로 연결되지 않는다. 광 전송 회로(12a)의 LED(23)는, 입력측 리드 프레임(21)에 배치되며, 광 수신 회로(12b)의 포토 다이오드(24)는, 출력측 리드 프레임(22)에 배치된다. LED(23)와 포토 다이오드(24)는 서로 대향하도록 배치되며, 둘 사이에 광학적으로 투명한 절연막(25)이 개재될 수 있다. 절연막(25)은, 출력측 리드 프레임(22)으로부터 입력측 리드 프레임(21)으로 고전압/고전류가 전달되지 않도록 한다. 게이트 드라이버 IC는 광 차단 물질로 몰딩(20)될 수 있다.
게이트 드라이버(13)는, 광 수신 회로(12b)로부터 출력된 제어 신호를 게이트 구동 신호로 변환한다. 게이트 구동 신호는 파워 반도체(14)에 인가되어, 파워 반도체(14)를 턴온 또는 턴 오프한다.
도 2는, 게이트 드라이버의 옵토 커플러 중 광 전송 회로의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면으로, (a)는 온도 보상 기능을 구비한 광 전송 회로이며, (b)는 온도 보상 기능이 없는 광 전송 회로를 각각 나타낸다.
기준전류 발생부(100)는 기준 전류 Iref를 출력한다. 기준전류 발생부(100)는, 컨트롤러로부터 입력된 기준 전류 발생 신호 OPT_IREFT에 따라 기준 전류 Iref의 레벨을 변경할 수 있다. 열화로 인해, LED(160)가 생성하는 빛의 밝기는, 광 수신 회로(12b)가 수신할 수 있는 최소 밝기 이하가 될 수 있다. 기준 전류 Iref 레벨을 증가시키면, 열화된 LED에 흐르는 전류가 증가되어, LED(160)가 생성하는 빛의 밝기가 최소 밝기 이상이 될 수 있다.
열 보상 전압 발생부(110)는 온도 보상 전압 VCTAT를 생성한다. 열 보상 전압 발생부(110)는 기준 전류 Iref를 입력받아 동작하는 밴드갭 레퍼런스 회로이다. 열 보상 전압 발생부(110)는 BJT 또는 CMOS로 구성될 수 있다. 열 보상 전압 발생부(110)는, 온도가 증가함에 따라 감소하는 온도 보상 전압 VCTAT를 생성한다.
제1 증폭부(120)는 온도 보상 전압 VCTAT을 증폭하여 온도 보상 기준 전압 Vref_temp을 출력한다. 온도 보상 전압 VCTAT는, 제2 증폭부(130)의 입력 신호인 Vref_temp에 비해 상대적으로 작은 값이다. 따라서 제1 증폭부(120)는, 온도 보상 전압 VCTAT을, 제2 증폭부(130)의 입력값으로 충분한 크기로 증폭하여 출력한다. 증폭 비율은, 전압 분배 저항 R0 및 R1에 의해 결정될 수 있다. 제1 증폭부(120)의 제1 입력단은 열 보상 전압 발생부(110)의 출력단에 연결되고, 제2 입력단은 노드 B에 연결된다. 제1 증폭부(120)의 출력단은 제2 증폭부(130)의 제1 입력단에 연결되며, 제1 증폭부(120)의 출력단과 접지 사이에 전압 분배 저항 R0 및 R1이 직렬로 연결된다. 전압 분배 저항 R0 및 R1이 연결된 노드 B의 전압 VF_TEMP는 제1 증폭부(120)로 피드백된다.
제2 증폭부(130)는 온도 보상 기준 전압 Vref_temp을 입력받아 전류 제어 트랜지스터(140)를 제어하는 전류 조절 신호 DRV를 출력한다. 제2 증폭부(130)의 제1 입력단은 제1 증폭부(120)의 출력단에 연결되고, 제2 입력단은 노드 A에 연결된다. 제2 증폭부(130)는, 온도 보상 기준 전압 Vref_temp와 노드 A의 전압 VF_LED을 비교하여, 전류 조절 신호 DRV의 크기를 조절한다. 제2 증폭부(130)의 출력단은 전류 제어 트랜지스터(140)의 제어단에 연결된다.
전류 제어 트랜지스터(140)는 LED(160)를 흐르는 LED 전류 ILED의 크기를 조절한다. 전류 제어 트랜지스터(140)의 제어단은, 제2 증폭부(130)의 출력단에 연결되어 전류 조절 신호 DRV를 입력받는다. 전류 제어 트랜지스터(140)의 입력단은 광 신호 트랜지스터(150)의 출력단에 연결되며, 전류 제어 트랜지스터(140)의 출력단은 LED(160)의 제1 단자에 연결된다. 여기서, 전류 제어 트랜지스터(140)는 P형 트랜지스터일 수 있다.
광 신호 트랜지스터(150)는, 제어 펄스 신호에 의해 턴온 또는 턴 오프하여 LED(160)가 광 신호를 생성하도록 한다. 광 신호 트랜지스터(150)의 제어단에는, 제어 펄스 신호의 엣지를 검출하고, 검출된 에지에 따라 광 신호 트랜지스터(150)를 턴온 또는 턴 오프하는 신호를 생성하는 엣지 검출 회로가 연결될 수 있다.
LED(160) 및 감지 저항 Rsense는 전류 제어 트랜지스터(140)의 출력단과 접지 사이에 직렬로 연결된다. LED(160)는, 전류 제어 트랜지스터(140)에 의해 조절된 LED 전류 ILED로 동작하며, 광 신호 트랜지스터(150)의 턴온 또는 턴 오프에 의해 광 신호를 생성한다. 감지 저항 Rsense는, 노드 A의 전압을 측정하기 위한 것이다.
한편, 온도 보상 기능이 없는 광 전송 회로는, 기준전압 발생부(101), 증폭부(131), 전류 제어 트랜지스터(140), 광 신호 트랜지스터(150), LED(160) 및 감지 저항 Rsense를 포함한다. 기준전압 발생부(100)는 기준 전압 Vref를 출력한다. 증폭부(131)는, 기준 전압 Vref와 노드 A의 전압 VF_LED을 비교하여, 전류 조절 신호 DRV의 크기를 조절한다.
이하에서는 도 3을 참조하여 상술한 광 전송 회로의 동작을 설명한다.
도 3은, 온도 보상 기능을 가진 광 전송 회로의 각 노드에서 검출된 신호를 예시적으로 도시한 도면으로, (a)는 온도 보상 기능이 없는 경우를 나타내며, (b)는 온도 보상 기능이 있는 경우를 각각 나타낸 그래프이다.
옵토 커플러를 이용한 절연 회로는, 상술한 바와 같이, 열화로 인해 LED-포토 다이오드간 신호 전송이 불가능해질 수 있다. LED는, 인가된 전류의 크기에 따라 밝기가 달라진다. 특히, 과도한 전류가 지속적으로 흐르면, 열화가 촉진된다.
도 3의 (a)를 참조하면, 기준 전압 Vref(200)가 온도 변화에 대해 일정하게 유지될 때, 전류 조절 신호 DRV(210)는 온도 증가에 따라 증가하는 반면, LED 전류 ILED(220)는 온도 증가에 따라 감소하는 특성을 나타낸다. 상세하게, 온도가 낮을 때에는, 전류 제어 트랜지스터(140)가 상대적으로 많은 전류를 흐르도록 한다. 즉, 온도가 낮아지면, LED 전류 ILED(220)가 증가하게 되어, 상대적으로 많은 전류가 LED(160)를 통해 흐르며, 이로 인해 LED(160)가 빨리 열화될 수 있다. 반대로, 온도가 높아지면, 전류 제어 트랜지스터(140)가 상대적으로 적은 전류를 흐르도록 한다. 온도 증가로 인해, 전류 조절 신호 DRV가 증가하면, LED 전류 ILED(220)가 작아지게 되어, LED(150)의 밝기가 감소하게 된다.
온도 증가가 정상 범위를 넘어서 증가하면, LED 전류 ILED가 감소하여, 정상 범위의 밝기 이하의 밝기를 갖는 빛을 발생한다. 특히, 열화된 LED는, 정상 범위의 전류가 인가되어도 빛을 발생하지 않거나, 정상 범위의 밝기 이하의 밝기를 갖는 빛을 발생한다. 이로 인해, 광 수신 회로(12b)의 포토 다이오드는, 광 신호를 검출할 수 없게 된다. LED의 열화를 방지하기 위해서는, 온도가 변화되더라도, LED 전류 ILED가 일정하게 유지되어야 한다. 이 때, LED 전류 ILED는, LED(160)가 정상 범위의 밝기 중 최소 밝기 범위에 속하도록 하는 최소 전류 범위(230)에 속하는 것이 바람직하다.
도 3의 (b)를 참조하면, 온도 보상 전압 VCTAT(205)는 온도 증가시 감소하는 특성을 가진다. 여기서, 온도 보상 전압 VCTAT(205) 및/또는 전류 조절 신호 DRV(215)는, LED 전류 ILED(225)가 최소 전류 범위(230)에 속하면서 일정하게 유지되도록, 감소율 또는 최대값/최소값을 결정할 수 있다. 최소 전류 범위는, LED(160)의 열화를 늦출 수 있을 뿐 아니라, 광 수신 회로(12b)가 수신할 수 있는 최소 밝기의 광 신호를 보장할 수 있다.
온도가 감소하면, 온도 보상 전압 VCTAT(205)가 증가하며, 그로 인해 전류 조절 신호 DRV(215)도 증가한다. 전류 조절 신호 DRV(215)가 증가하면, LED 전류 ILED(225)는 최소 전류 범위(230)가 될 때까지 감소하게 되며, 그에 따라 LED(160)의 밝기는 최소 밝기 범위로 유지된다. 반대로, 온도가 증가하면, 온도 보상 전압 VCTAT(205)이 감소하며, 그로 인해 전류 조절 신호 DRV(215)도 감소한다. 전류 조절 신호 DRV(215)가 감소하면, LED 전류 ILED(225)는 최소 전류 범위(230)가 될 때까지 증가하게 되며, 그에 따라 LED(160)의 밝기는 최소 밝기 범위로 유지된다.
도 4는, 게이트 드라이버의 옵토 커플러 중 광 전송 회로의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면으로, (a)는 온도 보상 기능을 구비한 광 전송 회로이며, (b)는 온도 보상 기능을 가진 광 전송 회로의 각 노드에서 검출된 신호를 나타낸다.
기준전류 발생부(100)는 컨트롤러로부터 입력된 기준 전류 발생 신호 OPT_IREFT에 의해 기준 전류 Iref를 출력한다.
열 보상 전압 발생부(111)는 온도 보상 전압 VPTAT를 생성한다. 열 보상 전압 발생부(111)는 기준 전류 Iref를 입력받아 동작하는 밴드갭 레퍼런스 회로이다. 열 보상 전압 발생부(111)는 BJT 또는 CMOS로 구성될 수 있다. 열 보상 전압 발생부(111)는, 온도가 증가함에 따라 증가하는 온도 보상 전압 VPTAT를 생성한다.
제1 증폭부(120)는 온도 보상 전압 VPTAT를 증폭하여 온도 보상 기준 전압 Vref_temp을 출력한다. 온도 보상 전압 VPTAT는, 제2 증폭부(130)의 입력 신호인 Vref_temp에 비해 상대적으로 작은 값이다. 따라서 제1 증폭부(120)는, 온도 보상 전압 VPTAT를, 제2 증폭부(130)의 입력값으로 충분한 크기로 증폭하여 출력한다. 증폭 비율은, 전압 분배 저항 R0 및 R1에 의해 결정될 수 있다. 제1 증폭부(120)의 제1 입력단은 열 보상 전압 발생부(111)의 출력단에 연결되고, 제2 입력단은 노드 B에 연결된다. 제1 증폭부(120)의 출력단은 제2 증폭부(130)의 제1 입력단에 연결되며, 제1 증폭부(120)의 출력단과 접지 사이에 전압 분배 저항 R0 및 R1이 직렬로 연결된다. 전압 분배 저항 R0 및 R1이 연결된 노드 B의 전압 VF_TEMP는 제1 증폭부(120)로 피드백된다.
제2 증폭부(130)는 온도 보상 기준 전압 Vref_temp을 입력받아 전류 제어 트랜지스터(141)를 제어하는 전류 조절 신호 DRV를 출력한다. 제2 증폭부(130)의 제1 입력단은 제1 증폭부(120)의 출력단에 연결되고, 제2 입력단은 노드 A에 연결된다. 제2 증폭부(130)는, 온도 보상 기준 전압 Vref_temp와 노드 A의 전압 VF_LED을 비교하여, 전류 조절 신호 DRV의 크기를 조절한다. 제2 증폭부(130)의 출력단은 전류 제어 트랜지스터(141)의 제어단에 연결된다.
전류 제어 트랜지스터(141)는 LED(160)를 흐르는 LED 전류 ILED의 크기를 조절한다. 전류 제어 트랜지스터(141)의 제어단은, 제2 증폭부(130)의 출력단에 연결되어 전류 조절 신호 DRV를 입력받는다. 전류 제어 트랜지스터(141)의 입력단은 광 신호 트랜지스터(150)의 출력단에 연결되며, 전류 제어 트랜지스터(141)의 출력단은 LED(160)의 제1 단자에 연결된다. 여기서, 전류 제어 트랜지스터(141)는 N형 트랜지스터일 수 있다.
광 신호 트랜지스터(150)는, 제어 펄스 신호에 의해 턴온 또는 턴 오프하여 LED(160)가 광 신호를 생성하도록 한다. 광 신호 트랜지스터(150)의 제어단에는, 제어 펄스 신호의 엣지를 검출하고, 검출된 에지에 따라 광 신호 트랜지스터(150)를 턴온 또는 턴 오프하는 신호를 생성하는 엣지 검출 회로가 연결될 수 있다.
LED(160) 및 감지 저항 Rsense는 전류 제어 트랜지스터(141)의 출력단과 접지 사이에 직렬로 연결된다. LED(160)는, 전류 제어 트랜지스터(141)에 의해 조절된 LED 전류 ILED로 동작하며, 광 신호 트랜지스터(150)의 턴온 또는 턴 오프에 의해 광 신호를 생성한다. 감지 저항 Rsense는, 노드 A의 전압을 측정하기 위한 것이다.
이하에서는 도 4의 (b)를 참조하여 상술한 광 전송 회로의 동작을 설명한다.
온도 보상 전압 VPTAT(207)는 온도 증가시 증가하는 특성을 가진다. 여기서, 온도 보상 전압 VPTAT(207) 및/또는 전류 조절 신호 DRV(217)는, LED 전류 ILED(227)가 최소 전류 범위(230)에 속하면서 일정하게 유지되도록, 증가율 또는 최대값/최소값을 결정할 수 있다. 최소 전류 범위는, LED(160)의 열화를 늦출 수 있을 뿐 아니라, 광 수신 회로(12b)가 수신할 수 있는 최소 밝기의 광 신호를 보장할 수 있다.
온도가 감소하면, 온도 보상 전압 VPTAT(207)가 감소하며, 그로 인해 전류 조절 신호 DRV(217)도 감소한다. 전류 조절 신호 DRV(217)가 감소하면, LED 전류 ILED(227)는 최소 전류 범위(230)가 될 때까지 감소하게 되며, 그에 따라 LED(160)의 밝기는 최소 밝기 범위로 유지된다. 반대로, 온도가 증가하면, 온도 보상 전압 VPTAT(207)이 증가하며, 그로 인해 전류 조절 신호 DRV(215)도 증가한다. 전류 조절 신호 DRV(217)가 증가하면, ILED(227)는 최소 전류 범위(230)가 될 때까지 증가하게 되며, 그에 따라 LED(160)의 밝기는 최소 밝기 범위로 유지된다.
도 5는, 게이트 구동 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
광 수신 회로(12b)는, 포토 다이오드를 포함한다. 포토 다이오드는, 광 신호를 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호의 엣지를 검출하여 제어 펄스 신호가 복원된다. 복원된 제어 펄스 신호는 게이트 구동 회로(13)로 출력된다.
게이트 구동 회로(13)는, 하이 사이드 드라이버(200) 및 로우 사이드 드라이버(210)를 포함한다. 하이/로우 사이드 드라이버(200, 210)는, 제어 신호에 따라 턴온 또는 턴 오프하는 트랜지스터를 포함한다. 하이 사이드 드라이버(200)는, 파워 반도체(14)를 턴온하는 신호를 출력하며, 로우 사이드 드라이버(210)는, 파워 반도체(14)를 턴 오프하는 신호를 출력한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 특히, 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 특징은, 특정 도면에 도시된 구조에 한정되는 것이 아니며, 독립적으로 또는 다른 특징에 결합되어 구현될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 파워 반도체를 턴온 또는 턴 오프하는 제어 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 발생 회로;
    상기 제어 펄스 신호에 따라 상기 파워 반도체를 턴온 또는 턴 오프하는 게이트 구동 회로;
    상기 펄스 신호 발생 회로와 상기 게이트 구동 회로 사이의 절연 상태를 유지하면서, 상기 제어 펄스 신호를 상기 펄스 신호 발생 회로로부터 상기 게이트 구동 회로로 전달하는 절연 회로를 포함하되,
    온도 변화에 무관하게 일정한 밝기를 갖는 광 신호를 이용하여 상기 제어 펄스 신호를 전달하는 상기 절연 회로는,
    기준 전류를 출력하는 기준전류 발생부;
    상기 기준 전류로, 온도에 따라 가변하는 온도 보상 전압을 생성하는 열 보상 전압 발생부;
    상기 온도 보상 전압을 증폭하여 온도 보상 기준 전압을 출력하는 제1 증폭부;
    상기 온도 보상 기준 전압을 증폭하여 전류 조절 신호를 출력하는 제2 증폭부;
    상기 전류 조절 신호에 의해 LED를 흐르는 LED 전류의 크기를 조절하는 전류 제어 트랜지스터; 및
    상기 LED를 턴온 또는 턴 오프하여 상기 광 신호를 출력하도록 하는 광 신호 트랜지스터를 포함하되,
    상기 제2 증폭부는, 피드백에 의해 상기 LED 전류를 최소 전류 범위로 유지하는, 게이트 드라이버.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 보상 전압은, 온도가 증가할수록 감소하며,
    상기 전류 제어 트랜지스터는, P형 트랜지스터인, 게이트 드라이버.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 보상 전압은, 온도가 증가할수록 증가하며,
    상기 전류 제어 트랜지스터는, N형 트랜지스터인, 게이트 드라이버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006109686A (ja) * 2004-09-07 2006-04-20 Fuji Electric Holdings Co Ltd ゲート駆動回路への信号伝送方式
JP2017034070A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光結合装置

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