KR20140114521A - 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치 - Google Patents
스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140114521A KR20140114521A KR1020130028202A KR20130028202A KR20140114521A KR 20140114521 A KR20140114521 A KR 20140114521A KR 1020130028202 A KR1020130028202 A KR 1020130028202A KR 20130028202 A KR20130028202 A KR 20130028202A KR 20140114521 A KR20140114521 A KR 20140114521A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- duty
- signal
- power switch
- load
- feedback voltage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 79
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
본 발명은 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법, 및 이를 이용한 전력 공급장치에 관한 것이다.
상기 전력 공급 장치는 입력 전압을 이용하여 부하에 전력을 공급한다. 스위치 제어 회로는 상기 전력 공급 장치를 제어하는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어한다. 상기 스위치 제어 회로는, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하기 위한 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하고, 상기 피드백 전압을 이용하여 상기 부하를 검출하며, 상기 검출된 듀티 및 상기 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단한다.
상기 전력 공급 장치는 입력 전압을 이용하여 부하에 전력을 공급한다. 스위치 제어 회로는 상기 전력 공급 장치를 제어하는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어한다. 상기 스위치 제어 회로는, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하기 위한 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하고, 상기 피드백 전압을 이용하여 상기 부하를 검출하며, 상기 검출된 듀티 및 상기 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단한다.
Description
본 발명은 스위치 제어기, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치에 관한 것이다.
전력 공급 장치의 동작을 제어하는 전력 스위치(power switch)에는 전력 스위치에 흐르는 드레인 전류를 감지하기 위한 감지 저항이 연결되어 있다.
감지 저항이 단락된 경우, 전력 공급 장치는 부하에 전력을 최대 듀티로 공급하게 된다. 전력 스위치가 최대 듀티로 동작하는 경우, 전력 스위치가 파손되거나, 전력 공급 장치가 부하 이상의 전력을 공급하는 비정상적인 동작이 발생할 수 있다.
감지 저항의 단락 상태를 정확하게 판단할 수 있는 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법, 그리고 이를 이용하는 전력 공급 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 한 특징에 따른 스위치 제어 회로는 전력 공급 장치를 제어하는 전력 스위치를 제어한다. 상기 스위치 제어 회로는, 상기 전력 스위치에 흐르는 드레인 전류가 흐르는 감지 저항에 발생하는 감지 전압 및 상기 전력 공급 장치의 출력 전압에 대응하는 피드백 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 전력 스위치의 듀티 및 상기 전력 공급 장치에 연결된 부하를 검출하고, 검출된 듀티 및 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 PWM 제어부를 포함한다.
상기 PWM 제어부는, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 전압을 생성하는 게이트 구동부를 포함하고, 상기 게이트 구동부의 동작을 제어하는 PWM 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출한다.
상기 PWM 제어부는, 상기 피드백 전압과 상기 감지 전압을 비교한 결과 및 상기 전력 스위치의 스위칭 주파수를 결정하는 클록 신호를 이용하여 상기 PWM 신호를 생성한다.
상기 PWM 제어부는, 상기 피드백 전압과 상기 감지 전압을 입력받고, 입력된 두 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 비교기, 상기 비교 신호에 따라 반전 출력 신호를 상승시키고, 상기 클록 신호에 따라 상기 반전 출력 신호를 하강시키는 SR 래치, 및 상기 반전 출력 신호, 상기 클록 신호, 및 상기 감지 저항이 단락으로 판단될 때 발생하는 보호 신호에 따라 상기 PWM 신호를 생성하는 논리 연산부를 더 포함한다.
상기 논리 연산부는 NOR 게이트이고, 상기 반전 출력 신호, 상기 클록 신호, 및 상기 보호 신호가 모두 로우 레벨일 때 상기 전력 스위치를 턴 온 시키기 위한 상기 PWM 신호를 생성한다.
상기 PWM 제어부는, 상기 피드백 전압을 이용하여 부하를 검출하고, 상기 전력 스위치의 듀티가 소정의 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건에서 상기 검출된 듀티가 소정의 임계 듀티 이상일 때 상기 감지 저항이 단락된 것으로 판단하는 단락 검출부를 포함한다.
상기 단락 검출부는, 상기 PWM 신호의 펄스 폭을 감지하여 듀티를 검출하는 듀티 검출부, 및 상기 피드백 전압을 감지하여 부하를 검출하는 부하 검출부를 포함한다.
상기 듀티 검출부는, 상기 감지된 PWM 신호의 펄스 폭과 소정의 임계 듀티에 대응하는 기간을 비교하여, 비교 결과에 따라 듀티 검출 신호를 생성하고, 상기 부하 검출부는, 상기 피드백 전압과 소정의 임계 피드백 전압을 비교하여, 비교 결과에 따라 부하 감지 신호를 생성한다.
상기 단락 검출부는, 상기 듀티 검출 신호 및 상기 부하 감지 신호를 논리 연산하여 단락 검출 신호를 생성하는 논리 연산부를 더 포함하고, 상기 스위치 제어 회로는, 상기 단락 검출 신호에 따라 보호 신호를 생성하는 보호 회로를 더 포함하고, 상기 보호 신호가 상기 단락 검출 신호에 의해 트리거 되어 발생할 때, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 정지시킨다.
상기 듀티 검출부는, 상기 전력 스위치의 스위칭 주기마다 감지된 상기 PWM 신호의 펄스 폭이 상기 임계 듀티에 대응하는 기간을 초과할 때, 제1 레벨의 듀티 검출 신호를 생성한다.
상기 듀티 검출부는, 상기 듀티 검출 신호가 상기 제1 레벨로 변경된 후, 매 스위칭 주기마다 감지된 PWM 신호의 펄스 폭이 상기 임계 듀티에 대응하는 기간 보다 작기 전까지 상기 듀티 검출 신호를 상기 제1 레벨로 유지한다.
상기 부하 검출부는, 상기 피드백 전압이 상기 임계 피드백 전압 이상일 때 제2 레벨의 부하 감지 신호를 생성하고, 상기 피드백 전압이 임계 피드백 전압보다 작을 때 제3 레벨의 부하 감지 신호를 생성한다.
상기 단락 검출부는, 상기 제1 레벨의 듀티 검출 신호 및 상기 제3 레벨의 부하 검출 신호를 입력받고, 상기 두 입력을 논리 곱 연산하여 단락 검출 신호를 생성하는 논리 연산부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 스위치 제어 방법은, 전력 스위치의 드레인 전류가 흐르는 감지 저항으로부터 감지 전압 및 상기 전력 스위치에 의해 제어되는 전력 공급 장치의 피드백 전압이 입력되는 단계, 상기 감지 전압 및 상기 피드백 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계에서 발생하는 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하는 단계, 상기 전력 공급 장치에 연결된 부하를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 듀티 및 상기 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭 동작을 제어하는 단계는, 상기 전력 스위치의 스위칭 주파수를 결정하는 클록 신호에 따라 상기 전력스위치를 턴 온 시키고, 상기 감지 전압과 상기 피드백 전압을 비교한 결과에 따라 상기 전력 스위치를 턴 오프 시키는 PWM 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계에서 발생하는 신호는 상기 PWM 신호이다.
상기 듀티를 검출하는 단계는, 상기 PWM 신호의 펄스 폭과 소정의 임계 듀티에 대응하는 기간을 비교하는 단계를 포함하고, 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 단계는, 상기 전력 스위치의 듀티가 상기 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건에서 상기 검출된 듀티가 상기 임계 듀티 이상일 때 상기 감지 저항이 단락된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
상기 부하를 검출하는 단계는, 상기 피드백 전압과 소정의 임계 피드백 전압을 비교한 결과에 따라, 상기 전력 스위치의 듀티가 소정의 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건인지를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 전력 공급 장치는 입력 전압을 이용하여 부하에 전력을 공급한다. 상기 전력 공급 장치는, 상기 전력 공급 장치를 제어하는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 제어 회로, 상기 부하에 연결된 출력 전압에 따라 피드백 전압을 생성하는 피드백 회로, 및 상기 전력 스위치의 드레인 전류가 흐르는 감지 저항을 포함한다.
상기 스위치 제어 회로는, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하기 위한 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하고, 상기 피드백 전압을 이용하여 상기 부하를 검출하며, 상기 검출된 듀티 및 상기 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단한다.
상기 스위치 제어 회로는, 상기 전력 스위치의 듀티가 소정의 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건에서 상기 검출된 듀티가 소정의 임계 듀티 이상일 때 상기 감지 저항이 단락된 것으로 판단한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 감지 저항에 발생하는 감지 전압을 직접 감지하지 않고, 감지 저항의 단락 여부를 판단할 수 있다. 따라서 감지 전압의 노이즈 성분이 감지 저항의 단락 여부 판단에 영향을 미치지 않는다.
아울러, 부하 상태를 고려하여 감지 저항의 단락 여부를 판단하므로, 보다 정확하게 단락 상태를 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 제어 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 전압, 듀티, 듀티 검출 신호, 부하 검출 신호, 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클록 신호, 피드백 전압, 감지 전압, 비교 신호, 반전 출력 신호, PWM 신호, 부하 검출 신호, 듀티 검출 신호, 및 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클록 신호, 피드백 전압, 감지 전압, 비교 신호, 반전 출력 신호, PWM 신호, 부하 검출 신호, 듀티 검출 신호, 및 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 제어 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 전압, 듀티, 듀티 검출 신호, 부하 검출 신호, 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클록 신호, 피드백 전압, 감지 전압, 비교 신호, 반전 출력 신호, PWM 신호, 부하 검출 신호, 듀티 검출 신호, 및 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클록 신호, 피드백 전압, 감지 전압, 비교 신호, 반전 출력 신호, PWM 신호, 부하 검출 신호, 듀티 검출 신호, 및 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
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.
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.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 제어 회로, 그 구동 방법, 및 스위치 제어 회로를 포함하는 전력 공급 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
전력 공급 장치(1)는 입력 전압(Vin)을 이용하여 부하에 전력을 공급한다. 전력 공급 장치(1)의 두 출력단(+, -) 사이의 전압을 출력 전압(VOUT)이라 한다.
전력 공급 장치(1)는 스위치 제어 회로(10), 피드백 회로(20), 전압 생성 회로(30), 트랜스포머(40), 직류-연결(DC-link) 커패시터(C1), 정류 다이오드(D1), 출력 커패시터(C2)를 포함한다.
직류-연결 커패시터(C1)는 입력 전압(Vin)을 평활시킨다.
트랜스포머(40)는 1차측의 에너지를 2차측으로 전달한다. 본 발명의 실시 예에서는, 1차측이 입력 전압(Vin)에 연결되어 있고, 2차측은 출력단(+, -)에 연결되어 있다.
트랜스포머(40)는 1차측 권선(CO1) 및 2차측 권선(CO2)을 포함한다. 1차측 권선(CO1)의 일단은 입력 전압(Vin)에 연결되어 있고, 1차측 권선(CO1)의 타단은 핀(P1)을 통해 전력 스위치(12)의 드레인에 연결되어 있다. 2차측 권선(CO2)의 일단은 정류 다이오드(D1)을 통해 출력단(+)에 연결되어 있고, 2차측 권선(CO2)의 타단은 출력단(-)에 연결되어 있다.
전력 스위치(12)의 턴 온 기간 동안 1차측 권선(CO1)에 에너지가 저장되고, 전력 스위치(12)의 턴 오프 기간 동안 저장한 에너지가 2차측 권선(CO2)으로 전달된다. 이와 같이, 전력 공급 장치(1)는 전력 스위치(12)의 스위칭 동작에 의해 제어된다.
즉, 전력 스위치(12)의 턴 온 기간이 증가(듀티 증가)할수록, 1차측 권선(CO1)에 저장된 에너지가 증가하여 2차측 권선(CO2)으로 전달되는 에너지가 증가한다. 따라서 부하에 공급되는 전력도 증가한다. 반대로 전력 스위치(12)의 턴 온 기간이 감소(듀티 감소)할수록, 1차측 권선(CO1)에 저장된 에너지가 감소하여 2차측 권선(CO2)으로 전달되는 에너지가 감소한다. 따라서 부하에 공급되는 전력도 감소한다.
전력 공급 장치(1)는 부하에 따라 변하는 출력 전압(VOUT)에 대한 정보 즉, 피드백 전압을 이용하여 전력 스위치(12)의 스위칭 동작을 제어한다.
전력 공급 장치는 다양한 방식의 컨버터로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(1)는 다양한 방식의 컨버터 중 플라이백 컨버터로 구현되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
전력 스위치(12)에 흐르는 전류를 감지하기 위한 감지 저항(Rs)이 스위치 제어 회로(10)가 구현된 IC와 핀(도 1에서는 P2)을 통해 연결된 경우, 감지 저항(Rs)의 단락 현상이 발생할 수 있다. IC 내부에 감지 저항이 위치하는 경우에는 IC의 레이아웃(layout) 상에 감지 저항이 형성되어 있어 IC 외부에 감지 저항이 위치하는 경우에 비해 감지 저항의 단락 현상이 발생할 확률이 낮다.
본 발명의 실시 예는 컨버터 타입에 제한되지 않고, 감지 저항이 스위치 제어 회로가 구현된 IC 외부에 위치하는 경우에 적용될 수 있다.
정류 다이오드(D1)는 2차측 권선(CO2)에 흐르는 전류를 정류한다. 정류된 전류는 출력 커패시터(C2) 및 출력단에 연결된 부하(도시하지 않음)에 공급된다.
출력 커패시터(C2)는 출력단(+) 및 출력단(-) 사이에 연결되어 있고, 출력 전압(VOUT)의 리플을 평활시킨다.
피드백 회로(20)는 출력 전압(VOUT)에 대응하는 피드백 전압(VFB)을 생성한다. 본 발명의 실시 예에서는 1차측과 2차측이 트랜스포머(40)를 통해 서로 절연되어 있어, 피드백 회로(20)가 옵토 다이오드(22) 및 옵토 트랜지스터(23)로 구성된 옵토-커플러를 포함한다.
피드백 회로(20)는 저항(Rf), 션트 레귤레이터(21), 옵토 다이오드(22), 옵토 트랜지스터(23), 및 커패시터(Cf)를 포함한다.
출력단(+)와 출력단(-) 사이에 저항(Rf), 션트 레귤레이터(21), 및 옵토 다이오드(22)가 직렬 연결되어 있다. 저항(Rf)의 일단은 출력단(+)에 연결되어 있고, 션트 레귤레이터(21)의 캐소드는 저항(Rf)의 타단에 연결되어 있고 션트 레귤레이터(21)의 애노드는 옵토 다이오드(22)에 연결되어 있다.
션트 레귤레이터(21)는 출력 전압(VOUT)이 소정 레벨 이상이 될 때 바이어스 되고, 캐소드와 애노드 사이의 전압을 일정하게 유지한다. 이 때, 출력 전압(VOUT)이 증가할수록 션트 레귤레이터(21)를 통해 흐르는 전류가 증가하고, 출력 전압(VOUT)이 감소할수록 션트 레귤레이터(21)을 통해 흐르는 전류가 감소한다.
옵토 다이오드(22)는 션트 레귤레이터(21)를 통해 전달되는 전류에 따라 발광하다. 옵토 트랜지스터(23)에는 옵토 다이오드(22)의 발광량에 따른 전류가 흐른다. 따라서 출력 전압(VOUT)이 증가할수록 옵토 다이오드(22)의 발광량이 증가하여 옵토 트랜지스터(23)에 흐르는 전류가 증가한다. 반대로 출력 전압(VOUT)이 감소할수록 옵토 다이오드(22)의 발광량이 감소하여 옵토 트랜지스터(23)에 흐르는 전류가 감소한다.
커패시터(Cf)는 옵토 트랜지스터(23)의 양단에 연결되어 있고, 옵토 트랜지스터(23)에 흐르는 전류에 의해 커패시터(Cf)에 피드백 전압(VFB)이 발생한다.
예를 들어, 옵토 트랜지스터(23)에 흐르는 전류가 증가할수록 스위치 제어 회로(10)으로부터 커패시터(Cf)에 공급되는 전류가 감소하여 피드백 전압(VFB)이 상대적으로 감소한다. 반대로, 옵토 트랜지스터(23)에 흐르는 전류가 감소할수록 스위치 제어 회로(10)으로부터 커패시터(Cf)에 공급되는 전류가 증가하여 피드백 전압(VFB)이 상대적으로 증가한다.
전압 생성 회로(30)는 보조 권선(CO3)을 이용하여 스위치 제어 회로(100)의 동작에 필요한 전원 전압(VCC)을 생성한다. 정류 다이오드(D1)이 순방향 바이어스 되어 전류가 흐를 때, 보조 권선(CO3)에 흐르는 전류가 다이오드(D2)를 통해 커패시터(CA)를 충전시킨다.
보조 권선(CO3)의 일단은 다이오드(D2)의 애노드에 연결되어 있고, 다이오드(D2)의 캐소드는 저항(Rc)을 통해 커패시터(CA)의 일단에 연결되어 있다. 보조 권선(CO3)의 타단 및 커패시터(CA)의 타단은 1차측 그라운드에 연결되어 있다.
스위치 제어 회로(10)는 전력 스위치(12)의 듀티를 검출하고, 피드백 전압(VFB)을 이용해 부하의 크기를 식별하며, 검출된 듀티 및 식별된 부하의 크기에 따라 감지 저항(Rs)의 단락 여부를 판단한다.
스위치 제어 회로(10)는 핀(P1)을 통해 1차측 권선(CO1)에 연결되어 있고, 핀(P2)를 통해 감지 저항(Rs)에 연결되어 있으며, 핀(P3)을 통해 피드백 회로(20)에 연결되어 있고, 핀(P4)를 통해 전압 생성 회로(30)에 연결되어 있다.
스위치 제어 회로(10)는 PWM 제어부(11) 및 전력 스위치(12)를 포함한다.
PWM 제어부(11)는 핀(P2)을 통해 감지 저항(Rs)에 발생하는 감지 전압(VS)과 핀(P3)를 통해 피드백 전압(VFB)을 입력받고, 감지 저항(Rs)의 단락 여부를 판단하고, 전력 스위치(12)의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 전압(VG)을 생성한다.
PWM 제어부(11)는 전력 스위치(12)의 듀티를 검출하고, 피드백 전압(VFB)을 이용해 부하를 검출하며, 검출된 부하가 정상 부하인지를 판단한다. 정상 부하는 전력 스위치(12)의 듀티가 임계 듀티를 넘어서지 않을 때 부하를 의미한다. 정상 부하를 넘어서는 중부하(heavy load)에서 전력 스위치(12)의 듀티는 임계 듀티를 초과한다.
PWM 제어부(11)는 정상 부하 조건에서 검출된 듀티가 임계 듀티 이상일 때 감지 저항(Rs)이 단락된 것으로 판단한다.
전원 전압(VCC)은 스위치 제어 회로(10)의 동작에 필요한 전압을 공급한다. 예를 들어, 전원 전압(VCC)은 PWM 제어부(11)의 동작에 필요한 전압을 공급한다.
전력 스위치(12)는 n 타입 트랜지스터로 구현되어 있고, 전력 스위치(12)의 게이트에는 게이트 전압(VG)이 공급되며, 소스는 감지 저항(Rs)에 연결되어 있다. 전력 스위치(12)가 턴 온 되어 있는 기간 동안 감지 저항(Rs)에 전력 스위치(12)의 드레인 전류가 흘러 감지 전압(VS)이 발생한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 제어 회로(11)에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 제어 회로를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스위치 제어 회로(11)는 오실레이터(110), SR 래치(120), 논리 연산부(130), 게이트 구동부(140), 비교기(150), 단락 검출부(160), 및 보호회로(170)를 포함한다.
오실레이터(110)는 클록 신호(CLK)를 생성하고, 클록 신호(CLK)는 스위칭 주파수를 결정한다. 예를 들어, 전력 스위치(12)는 클록 신호(CLK)의 하강 에지(falling edge)에 동기되어 턴 온 될 수 있다.
비교기(150)는 감지 전압(VS)과 피드백 전압(VFB)을 입력받고, 두 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호(CS)를 생성한다. 비교기(150)의 반전 단자(-)에는 피드백 전압(VFB)이 입력되고, 비반전 단자(+)에는 감지 전압(VS)이 입력된다.
감지 전압(VS)은 전력 스위치(12)의 온 기간 동안 증가하는 파형을 가지므로, 감지 전압(VS)이 피드백 전압(VFB)에 도달하는 시점에 동기되어, 비교기(150)는 하이 레벨의 펄스인 비교 신호(CS)를 생성한다. 비교 신호(CS)가 하이 레벨 펄스로 발생하면, 전력 스위치(12)가 턴 오프 되므로, 감지 전압(VS)은 발생하지 않는다.
SR 래치(120)는 셋단(S)과 리셋 단(R)의 입력에 따라 반전 출력 신호(SRB)를 생성한다. 반전 출력 신호(SRB)는 SR 래치(120)의 출력이 반전된 신호이므로, 반전 출력 신호(SRB)는 리셋 단(R)의 입력에 따라 하이 레벨로 상승하고, 셋단(S)의 입력에 따라 로우 레벨로 하강한다. 예를 들어, 리리셋 단(R)의 입력인 비교 신호(CS)가 하이 레벨 펄스일 때, SR 래치(120)는 반전 출력 신호(SRB)를 하이 레벨로 상승시키고, 클록 신호(CLK)가 하이 레벨일 때, 반전 출력 신호(SRB)를 로우 레벨로 하강시킨다.
논리 연산부(130)는 클록 신호(CLK), 반전 출력 신호(SRB), 및 보호 신호(PS)를 입력받고, 입력된 세 신호에 따라 게이트 구동부(140)를 제어하기 위한 PWM 신호(PWMS)를 생성한다.
예를 들어, 논리 연산부(130)는 입력 신호가 모두 로우 레벨일 때 하이 레벨의 PWM 신호(PWMS)를 생성하고, 입력 신호 중 적어도 하나가 하이 레벨일 때 로우 레벨의 PWM 신호(PWMS)를 생성한다.
게이트 구동부(140)는 PWM 신호(PWMS)를 입력받고 PWM 신호(PWMS)에 따라 게이트 전압(VG)을 생성한다. 예를 들어, PWM 신호(PWMS)가 하이 레벨일 때 게이트 구동부(140)는 전력 스위치(12)를 턴 온 시키는 레벨(하이 레벨)의 게이트 전압(VG)을 생성하고, PWM 신호(PWMS)가 로우 레벨일 때 게이트 구동부(140)는 전력 스위치(12)를 턴 오프 시키는 레벨(로우 레벨)의 게이트 전압(VG)을 생성한다.
보호 회로(170)는 전력 공급 장치(1)의 비정상적인 상태가 감지될 때, 전력 스위치(12)의 스위칭 동작을 정지시키기 위한 보호 신호(PS)를 생성한다. 에를 들어, 보호 회로(170)는 단락 검출 신호(SDS)를 입력받고, 단락 검출 신호(SDS)가 보호 동작을 인에이블 시키는 레벨일 때 트리거 되어 하이 레벨의 보호 신호(PS)를 생성한다.
그러면 논리 연산부(130)는 로우 레벨의 PWM 신호(PWMS)를 생성하고, 전력 스위치(12)의 스위칭 동작이 정지된다.
단락 검출부(160)는 PWM 신호(PWMS)를 이용하여 듀티를 검출하고, 피드백 전압(VFB)을 이용하여 부하를 검출하며, 검출된 듀티 및 검출된 부하에 따라 감지 저항(Rs)의 단락 여부를 판단한다.
단락 검출부(160)는 듀티 검출부(161), 부하 검출부(162), 및 논리 연산부(163)를 포함한다.
듀티 검출부(161)는 PWM 신호(PWMS)를 입력받고, PWM 신호(PWMS)의 펄스 폭을 감지하여 듀티를 검출한다. 듀티 검출부(161)는 PWM 신호(PWMS)의 펄스 폭과 소정의 임계 듀티에 대응하느 기간을 비교하여, 비교 결과에 따라 듀티 검출 신호(DDS)를 생성한다.
예를 들어, 듀티 검출부(161)는 스위칭 주기마다 감지된 PWM 신호(PWMS)의 펄스 폭이 임계 듀티에 대응하는 기간을 초과할 때, 하이 레벨의 듀티 검출 신호(DDS)를 생성한다. 듀티 검출 신호(DDS)가 하이 레벨로 상승 한 후, 듀티 검출부(161)는 매 스위칭 주기마다 감지된 PWM 신호(PWMS)의 펄스 폭이 임계 듀티에 대응하는 기간보다 작기 전까지 하이 레벨의 듀티 검출 신호(DDS)를 유지할 수 있다.
부하 검출부(162)는 피드백 전압(VFB)을 입력받고, 피드백 전압(VFB)을 감지하여 부하를 검출한다. 부하 검출부(162)는 피드백 전압(VFB)과 소정의 임계 피드백 전압을 비교하여, 비교 결과에 따라 부하 감지 신호(LDS)를 생성한다.
예를 들어, 부하 검출부(162)는 피드백 전압(VFB)이 임계 피드백 전압 이상일 때 로우 레벨의 부하 감지 신호(LDS)를 생성한다. 부하 검출부(162)는 피드백 전압(VFB)이 임계 피드백 전압보다 작을 때 하이 레벨의 부하 감지 신호(LDS)를 생성한다.
논리 연산부(163)는 듀티 검출 신호(DDS) 및 부하 검출 신호(LDS)를 입력받고, 두 입력에 따라 단락 검출 신호(SDS)를 생성한다. 예를 들어, 논리 연산부(163)는 논리 곱 연산을 수행하는 AND 게이트로 구현되고, 듀티 검출 신호(DDS) 및 부하 검출 신호(LDS)가 모두 하이 레벨일 때 단락을 나타내는 하이 레벨의 단락 검출 신호(SDS)를 생성한다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 단락 검출 동작을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 전압, 듀티, 듀티 검출 신호, 부하 검출 신호, 보호 신호를 나타낸 파형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 시점 T1부터 부하가 증가하기 시작하면, 피드백 전압(VFB)은 상승하기 시작한다. 본 발명의 실시 예에 따르면 부하가 증가할수록, 출력 전압(VOUT)이 감소하여 피드백 전압(VFB)이 상승한다. 부하 증가에 따라 듀티도 함께 증가한다.
시점 T2에 피드백 전압(VFB)이 임계 피드백 전압(VFBth)에 도달하고, 시점 T2에 부하 검출 신호(FDS)는 로우 레벨이 된다. 증가하던 듀티는 시점 T3에 임계 듀티(Dth)에 도달하고, 듀티 검출 신호(DDS)는 하이 레벨로 상승한다.
증가하던 듀티는 시점 T31에 최대 듀티(DMAX)에 도달하여 더 이상 증가하지 않는다. 피드백 전압(VFB)도 최대 듀티(DMAX)에 따른 전력과 부하가 요구하는 전력간의 차에 따라 일정하게 유지된다.
시점 T41부터 부하가 감소하기 시작하고, 피드백 전압(VFB) 및 듀티도 감소한다. 감소하던 듀티가 임계 듀티(Dth)보다 작아지는 시점 T4에, 듀티 검출 신호(DDS)는 로우 레벨로 하강한다. 감소하던 피드백 전압(VFB)이 임계 피드백 전압(VFBth)보다 작아지는 시점 T5에, 부하 검출 신호(FDS)는 하이 레벨로 상승한다.
이와 같이, 부하 증가에 따른 듀티 상승은 감지 저항의 단락과 무관하므로, 단락 검출 신호(SDS)는 듀티가 임계 듀티를 초과하지만 하이 레벨 즉, 단락 검출을 지시하는 레벨로 상승하지 않는다.
시점 T41부터 감소하던 부하가 시덤 T6부터 정상 부하로 일정하게 유지된다. 정상 부하 조건에서 듀티가 시점 T7부터 증가하기 시작하고, 시점 T8에 듀티가 임계 듀티(Dth)에 도달할 때, 듀티 검출 신호(DDS)가 하이 레벨로 상승한다. 이 때, 부하 검출 신호(FDS)는 하이 레벨이므로, 논리 연산부(163)는 하이 레벨의 단락 검출 신호(SDS)를 생성한다.
보호 회로(170)는 하이 레벨의 단락 검출 신호(SDS)에 따라 스위칭 동작을 정지시키는 보호 신호(PS)를 생성한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 동작을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클록 신호, 피드백 전압, 감지 전압, 비교 신호, 반전 출력 신호, PWM 신호, 부하 검출 신호, 듀티 검출 신호, 및 보호 신호를 나타낸 파형도이다. 도 4는 정상 부하 조건에서 발생하는 신호들을 나타낸 도면이다.
시점 T11에 클록 신호(CLK)가 로우 레벨로 하강한다. 논리 연산부(130)에 입력되는 클록 신호(CLK), 반전 출력 신호(SRB), 및 보호 신호(PS)가 모두 로우 레벨이므로, PWM 신호(PWMS)는 하이 레벨로 상승한다.
PWM 신호(PWMS)에 따라 전력 스위치(12)가 턴 온 되어, 드레인 전류가 흐르고 감지 전압(VS)은 시점 T11부터 상승하기 시작한다. 상승하던 감지 전압(VS)이 피드백 전압(VFB)에 도달하는 시점 T12에 하이 레벨의 펄스인 비교 신호(CS)가 발생한다. 하이 레벨의 펄스인 비교 신호(CS)가 SR 래치(120)의 리셋 단(R)으로 입력되고, SR 래치(120)는 하이 레벨의 반전 출력 신호(SRB)를 생성한다.
그러면 시점 T12에 논리 연산부(130)는 하이 레벨의 반전 출력 신호(SRB)에 의해 로우 레벨의 PWM 신호(PWMS)를 생성하고, 전력 스위치(120는 턴 오프 된다. 전력 스위치(12)의 턴 오프에 의해 드레인 전류가 흐르지 않으므로, 감지 전압(VS)은 발생하지 않고, 비교 신호(CS)는 로우 레벨로 하강한다.
시점 T13에 클록 신호(CLK)가 하이 레벨로 상승하고, SR 래치(120)의 셋단(S)에 하이 레벨의 클록 신호(CLK)가 입력되고, SR 래치(120)는 로우 레벨의 반전 출력 신호(SRB)를 생성한다. 시점 T12와 시점 T13 사이의 임의의 시점 T123에 감지 저항(Rs)이 단락된 것으로 가정한다.
시점 T14에 클록 신호(CLK)가 로우 레벨로 하강하면, PWM 신호(PWMS)는 하이 렙레로 상승하고, 전력 스위치(12)가 턴 온 되어 드레인 전류가 감지 저항(Rs)에 흐른다. 그런데, 감지 저항(Rs)이 단락되면, 감지 저항(Rs)이 매우 낮아 감지 전압(VS)이 실질적으로 발생하지 않는다. 따라서 감지 전압(VS)이 피드백 전압(VFB)에 도달할 수 없고, 전력 스위치(12)의 듀티는 최대 듀티(DMAX)로 제어된다.
도 4에서 기간 T14-T16은 최대 듀티에 대응하는 기간이고, 기간 T14-T15는 임계 듀티에 대응하는 기간이다.
즉, 전력 스위치(12)는 최대 듀티(DMAX)에 따라 기간 T14-T16동안 턴 온 되어 있고, 턴 온 기간이 임계 듀티(Dth)에 도달한 시점 T15에 듀티 검출 신호(DDS)가 하이 레벨로 상승한다. 앞서 언급한 바와 같이, 도 4는 정상 부하 조건에 따르는 파형도이므로, 부하 검출 신호(FDS)는 하이 레벨로 유지되고 있다. 따라서 시점 T15에 보호 신호(PS)가 하이 레벨로 상승한다. 그러면 논리 연산부(130)는 로우 레벨의 PWM 신호(PWMS)를 생성한다. 이렇게 생성된 PWM 신호(PWMS)는 보호 신호(PS)가 로우 레벨로 리셋되지 않는 한 로우 레벨로 유지된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클록 신호, 피드백 전압, 감지 전압, 비교 신호, 반전 출력 신호, PWM 신호, 부하 검출 신호, 듀티 검출 신호, 및 보호 신호를 나타낸 파형도이다. 도 5는 비정상 부하 조건 즉, 중부하 조건에서 발생하는 신호들을 나타낸 도면이다.
시점 T21에 클록 신호(CLK)가 로우 레벨로 하강한다. 논리 연산부(130)에 입력되는 클록 신호(CLK), 반전 출력 신호(SRB), 및 보호 신호(PS)가 모두 로우 레벨이므로, PWM 신호(PWMS)는 하이 레벨로 상승한다.
PWM 신호(PWMS)에 따라 전력 스위치(12)가 턴 온 되어, 드레인 전류가 흐르고 감지 전압(VS)은 시점 T21부터 상승하기 시작한다. 상승하던 감지 전압(VS)이 피드백 전압(VFB)에 도달하는 시점 T23에 하이 레벨의 펄스인 비교 신호(CS)가 발생한다. 하이 레벨의 펄스인 비교 신호(CS)가 SR 래치(120)의 리셋 단(R)으로 입력되고, SR 래치(120)는 하이 레벨의 반전 출력 신호(SRB)를 생성한다.
그러면 시점 T23에 논리 연산부(130)는 하이 레벨의 반전 출력 신호(SRB)에 의해 로우 레벨의 PWM 신호(PWMS)를 생성하고, 전력 스위치(120는 턴 오프 된다. 전력 스위치(12)의 턴 오프에 의해 드레인 전류가 흐르지 않으므로, 감지 전압(VS)은 발생하지 않고, 비교 신호(CS)는 로우 레벨로 하강한다.
시점 T22에 전력 스위치(12)의 듀티가 임계 듀티(Dth)에 도달하여 듀티 검출 신호(DDS)는 하이 레벨로 상승한다. 그러나 도 5에 도시된 바와 같이, 피드백 전압(VFB)이 임계 피드백 전압(VFBth)에 비해 높은 전압 즉, 중부하 조건이므로, 부하 검출 신호(FDS)는 로우 레벨이다. 따라서 보호 신호(PS) 역시 시점 T22에 하이 레벨로 상승하지 않고, 로우 레벨로 유지된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전력 스위치(12)의 턴 온 기간 T24-T25 T26-T27은 임계 듀티(Dth)에 대응하는 턴 온 기간 보다 긴 기간이다. 따라서 듀티 검출 신호(DDS)는 하이 레벨로 유지된다. 그러나 중부하 조건이므로 부하 검출 신호(FDS)가 로우 레벨로 유지되어 보호 신호(PS)는 하이 레벨로 상승하지 않는다.
지금까지 감지 전압과 피드백 전압을 이용하여 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 본 발명의 실시 예에 대해서 설명하였다. 본 발명의 실시 예에서는 임계 듀티를 최대 듀티보다 소정 마진 작은 값으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 마진은 설계 조건에 따라 변경이 가능하다.
또한, 앞선 도 3 및 4를 참조한 실시 예 설명에서, 정상 부하 조건에서 전력 스위치의 듀티가 임계 듀티를 최초 넘어설 때 감지 저항이 단락된 것으로 판단한다고 기재되어 있으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 전력 스위치의 듀티가 임계 듀티를 넘어서는 횟수를 모니터링하여 소정치 이상이 될 때 감지 저항이 단락된 것으로 판단할 수 있다.
듀티를 감지 미치 임계 듀티를 넘어서는 듀티를 검출하는 간단한 구성으로 감지 저항의 단락을 판단할 수 있다. 감지 전압을 직접 감지하여 단락 여부를 판단하지 않으므로, 감지 저항에 연결된 핀에 발생할 수 있는 노이즈의 영향을 배제할 수 있다. 아울러, 피드백 전압을 이용해 부하를 검출함으로써, 정상 부하보다 큰 부하 조건에서 감지 저항이 단락되었다고 판단하는 오동작을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 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.
전력 공급 장치(1), 스위치 제어 회로(10), 피드백 회로(20)
전압 생성 회로(30), 트랜스포머(40), 직류-연결(DC-link)
커패시터(C1), 정류 다이오드(D1), 출력 커패시터(C2)
1차측 권선(CO1), 2차측 권선(CO2), 저항(Rf)
션트 레귤레이터(21), 옵토 다이오드(22), 옵토 트랜지스터(23)
커패시터(Cf), 보조 권선(CO3), 다이오드(D2)
PWM 제어부(11), 전력 스위치(12), 오실레이터(110)
SR 래치(120), 논리 연산부(130, 163), 게이트 구동부(140)
비교기(150), 단락 검출부(160), 보호회로(170)
듀티 검출부(161), 부하 검출부(162)
전압 생성 회로(30), 트랜스포머(40), 직류-연결(DC-link)
커패시터(C1), 정류 다이오드(D1), 출력 커패시터(C2)
1차측 권선(CO1), 2차측 권선(CO2), 저항(Rf)
션트 레귤레이터(21), 옵토 다이오드(22), 옵토 트랜지스터(23)
커패시터(Cf), 보조 권선(CO3), 다이오드(D2)
PWM 제어부(11), 전력 스위치(12), 오실레이터(110)
SR 래치(120), 논리 연산부(130, 163), 게이트 구동부(140)
비교기(150), 단락 검출부(160), 보호회로(170)
듀티 검출부(161), 부하 검출부(162)
Claims (20)
- 전력 공급 장치를 제어하는 전력 스위치, 및
상기 전력 스위치에 흐르는 드레인 전류가 흐르는 감지 저항에 발생하는 감지 전압 및 상기 전력 공급 장치의 출력 전압에 대응하는 피드백 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 전력 스위치의 듀티 및 상기 전력 공급 장치에 연결된 부하를 검출하고, 검출된 듀티 및 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 PWM 제어부를 포함하는 스위치 제어 회로. - 제1항에 있어서,
상기 PWM 제어부는,
상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 전압을 생성하는 게이트 구동부를 포함하고,
상기 게이트 구동부의 동작을 제어하는 PWM 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하는 스위치 제어 회로. - 제2항에 있어서,
상기 PWM 제어부는,
상기 피드백 전압과 상기 감지 전압을 비교한 결과 및 상기 전력 스위치의 스위칭 주파수를 결정하는 클록 신호를 이용하여 상기 PWM 신호를 생성하는 스위치 제어 회로. - 제3항에 있어서,
상기 PWM 제어부는,
상기 피드백 전압과 상기 감지 전압을 입력받고, 입력된 두 전압을 비교한 결과에 따라 비교 신호를 생성하는 비교기,
상기 비교 신호에 따라 반전 출력 신호를 상승시키고, 상기 클록 신호에 따라 상기 반전 출력 신호를 하강시키는 SR 래치, 및
상기 반전 출력 신호, 상기 클록 신호, 및 상기 감지 저항이 단락으로 판단될 때 발생하는 보호 신호에 따라 상기 PWM 신호를 생성하는 논리 연산부를 더 포함하는 스위치 제어 회로. - 제4항에 있어서,
상기 논리 연산부는 NOR 게이트로서,
상기 반전 출력 신호, 상기 클록 신호, 및 상기 보호 신호가 모두 로우 레벨일 때 상기 전력 스위치를 턴 온 시키기 위한 상기 PWM 신호를 생성하는 스위치 제어 회로. - 제1항에 있어서,
상기 PWM 제어부는,
상기 피드백 전압을 이용하여 부하를 검출하고, 상기 전력 스위치의 듀티가 소정의 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건에서 상기 검출된 듀티가 소정의 임계 듀티 이상일 때 상기 감지 저항이 단락된 것으로 판단하는 단락 검출부를 포함하는 스위치 제어 회로. - 제6항에 있어서,
상기 단락 검출부는,
상기 PWM 신호의 펄스 폭을 감지하여 듀티를 검출하는 듀티 검출부, 및
상기 피드백 전압을 감지하여 부하를 검출하는 부하 검출부를 포함하는 스위치 제어 회로. - 제7항에 있어서,
상기 듀티 검출부는,
상기 감지된 PWM 신호의 펄스 폭과 소정의 임계 듀티에 대응하는 기간을 비교하여, 비교 결과에 따라 듀티 검출 신호를 생성하고,
상기 부하 검출부는,
상기 피드백 전압과 소정의 임계 피드백 전압을 비교하여, 비교 결과에 따라 부하 감지 신호를 생성하는 스위치 제어 회로. - 제8항에 있어서,
상기 단락 검출부는,
상기 듀티 검출 신호 및 상기 부하 감지 신호를 논리 연산하여 단락 검출 신호를 생성하는 논리 연산부를 더 포함하고,
상기 스위치 제어 회로는,
상기 단락 검출 신호에 따라 보호 신호를 생성하는 보호 회로를 더 포함하고,
상기 보호 신호가 상기 단락 검출 신호에 의해 트리거 되어 발생할 때, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 정지시키는 스위치 제어 회로. - 제8항에 있어서,
상기 듀티 검출부는,
상기 전력 스위치의 스위칭 주기마다 감지된 상기 PWM 신호의 펄스 폭이 상기 임계 듀티에 대응하는 기간을 초과할 때, 제1 레벨의 듀티 검출 신호를 생성하는 스위치 제어 회로. - 제10항에 있어서,
상기 듀티 검출부는,
상기 듀티 검출 신호가 상기 제1 레벨로 변경된 후, 매 스위칭 주기마다 감지된 PWM 신호의 펄스 폭이 상기 임계 듀티에 대응하는 기간 보다 작기 전까지 상기 듀티 검출 신호를 상기 제1 레벨로 유지하는 스위치 제어 회로. - 제11항에 있어서,
상기 부하 검출부는,
상기 피드백 전압이 상기 임계 피드백 전압 이상일 때 제2 레벨의 부하 감지 신호를 생성하고, 상기 피드백 전압이 임계 피드백 전압보다 작을 때 제3 레벨의 부하 감지 신호를 생성하는 스위치 제어 회로. - 제12항에 있어서,
상기 단락 검출부는,
상기 제1 레벨의 듀티 검출 신호 및 상기 제3 레벨의 부하 검출 신호를 입력받고, 상기 두 입력을 논리 곱 연산하여 단락 검출 신호를 생성하는 논리 연산부를 더 포함하는 스위치 제어 회로. - 전력 스위치의 드레인 전류가 흐르는 감지 저항으로부터 감지 전압 및 상기 전력 스위치에 의해 제어되는 전력 공급 장치의 피드백 전압이 입력되는 단계,
상기 감지 전압 및 상기 피드백 전압을 이용하여 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계,
상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계에서 발생하는 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하는 단계,
상기 전력 공급 장치에 연결된 부하를 검출하는 단계, 및
상기 검출된 듀티 및 상기 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 단계를 포함하는 스위치 제어 방법. - 제14항에 있어서,
상기 스위칭 동작을 제어하는 단계는,
상기 전력 스위치의 스위칭 주파수를 결정하는 클록 신호에 따라 상기 전력스위치를 턴 온 시키고, 상기 감지 전압과 상기 피드백 전압을 비교한 결과에 따라 상기 전력 스위치를 턴 오프 시키는 PWM 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계에서 발생하는 신호는 상기 PWM 신호인 스위치 제어 방법. - 제15항에 있어서,
상기 듀티를 검출하는 단계는,
상기 PWM 신호의 펄스 폭과 소정의 임계 듀티에 대응하는 기간을 비교하는 단계를 포함하고,
상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 단계는,
상기 전력 스위치의 듀티가 상기 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건에서 상기 검출된 듀티가 상기 임계 듀티 이상일 때 상기 감지 저항이 단락된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 스위치 제어 방법. - 제14항에 있어서,
상기 부하를 검출하는 단계는,
상기 피드백 전압과 소정의 임계 피드백 전압을 비교한 결과에 따라, 상기 전력 스위치의 듀티가 소정의 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건인지를 판단하는 단계를 포함하는 스위치 제어 방법. - 입력 전압을 이용하여 부하에 전력을 공급하는 전력 공급 장치에 있어서,
상기 전력 공급 장치를 제어하는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 제어 회로,
상기 부하에 연결된 출력 전압에 따라 피드백 전압을 생성하는 피드백 회로, 및
상기 전력 스위치의 드레인 전류가 흐르는 감지 저항을 포함하고,
상기 스위치 제어 회로는,
상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하기 위한 신호를 이용하여 상기 전력 스위치의 듀티를 검출하고, 상기 피드백 전압을 이용하여 상기 부하를 검출하며, 상기 검출된 듀티 및 상기 검출된 부하에 따라 상기 감지 저항의 단락 여부를 판단하는 전력 공급 장치. - 제18항에 있어서,
상기 스위치 제어 회로는,
상기 전력 스위치의 듀티가 소정의 임계 듀티를 넘어서지 않는 정상 부하 조건에서 상기 검출된 듀티가 소정의 임계 듀티 이상일 때 상기 감지 저항이 단락된 것으로 판단하는 전력 공급 장치. - 제18항에 있어서,
상기 스위치 제어 회로는,
상기 피드백 전압과 소정의 임계 피드백 전압을 비교하여, 비교 결과에 따라 부하 감지 신호를 생성하는 전력 공급 장치.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130028202A KR102049372B1 (ko) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치 |
US14/211,635 US9461548B2 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Switch control circuit, switch control method and power supply device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130028202A KR102049372B1 (ko) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140114521A true KR20140114521A (ko) | 2014-09-29 |
KR102049372B1 KR102049372B1 (ko) | 2019-11-28 |
Family
ID=51526397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130028202A KR102049372B1 (ko) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9461548B2 (ko) |
KR (1) | KR102049372B1 (ko) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104135266B (zh) * | 2014-06-25 | 2018-02-27 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 驱动装置及驱动方法 |
TWI523382B (zh) * | 2014-08-05 | 2016-02-21 | 力林科技股份有限公司 | 電源轉換裝置及其電流回授信號異常時的保護方法 |
US9887532B2 (en) * | 2015-01-14 | 2018-02-06 | Infineon Technologies Ag | Power switch device |
DE102016220030A1 (de) | 2016-10-14 | 2018-04-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses über eine Last |
USD865930S1 (en) | 2017-08-01 | 2019-11-05 | D-M-S Holdings, Inc. | Humidifier |
US10830469B2 (en) | 2017-08-01 | 2020-11-10 | D-M-S Holdings, Inc. | Humidifier measurement and control |
USD873283S1 (en) | 2017-08-01 | 2020-01-21 | D-M-S Holdings, Inc. | Computerized display device with graphical user interface for target humidity |
CN107834875B (zh) * | 2017-11-14 | 2020-10-09 | 西安矽力杰半导体技术有限公司 | 一种频率控制电路及其控制方法和开关型变换器 |
US10838016B2 (en) * | 2018-07-06 | 2020-11-17 | Texas Instruments Incorporated | Short detect scheme for an output pin |
CN108696128B (zh) * | 2018-07-12 | 2023-11-24 | 深圳市中科蓝讯科技股份有限公司 | 一种降压式变换电路 |
CN112952927B (zh) * | 2019-12-11 | 2024-02-13 | 台达电子工业股份有限公司 | 占空比限制电路、具有其的电源供应器及其操作方法 |
CN114336533B (zh) * | 2020-10-10 | 2024-04-05 | 深圳英集芯科技股份有限公司 | 一种采样电阻短路保护电路和快充充电器 |
TWI805365B (zh) * | 2022-05-16 | 2023-06-11 | 虹彩光電股份有限公司 | 混合驅動的膽固醇液晶顯示器、微處理器、及混合驅動方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6125046A (en) * | 1998-11-10 | 2000-09-26 | Fairfield Korea Semiconductor Ltd. | Switching power supply having a high efficiency starting circuit |
US20100320989A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-23 | Richpower Microelectronics Corporation | Protection apparatus and method for an isolated type power supply |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE457182B (sv) | 1987-04-03 | 1988-12-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning bestaaende av en skyddskrets foer att skydda en integrerad krets mot oeverbelastnings- och kortslutningsstroemmar |
US5404094A (en) * | 1994-03-18 | 1995-04-04 | Holophane Lighting, Inc. | Wide input power supply and method of converting therefor |
US20030174005A1 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Latham Paul W. | Cmos digital pulse width modulation controller |
KR100704119B1 (ko) * | 2005-12-14 | 2007-04-06 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 전류 제어 스위칭 모드 전력 공급기 |
JP5326421B2 (ja) * | 2008-08-18 | 2013-10-30 | 富士電機株式会社 | Dc−dcコンバータの異常電流防止回路 |
KR102066035B1 (ko) * | 2013-12-12 | 2020-01-14 | 온세미컨덕터코리아 주식회사 | 감지저항단락 판단 회로 및 이를 포함하는 스위치 제어 회로와 전력 공급 장치 |
-
2013
- 2013-03-15 KR KR1020130028202A patent/KR102049372B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-03-14 US US14/211,635 patent/US9461548B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6125046A (en) * | 1998-11-10 | 2000-09-26 | Fairfield Korea Semiconductor Ltd. | Switching power supply having a high efficiency starting circuit |
KR100293979B1 (ko) * | 1998-11-10 | 2001-09-17 | 김덕중 | 스위칭모드파워서플라이 |
US20100320989A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-23 | Richpower Microelectronics Corporation | Protection apparatus and method for an isolated type power supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9461548B2 (en) | 2016-10-04 |
KR102049372B1 (ko) | 2019-11-28 |
US20140268925A1 (en) | 2014-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102049372B1 (ko) | 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치 | |
US10790748B2 (en) | Soft-start circuit and buck converter comprising the same | |
US9584017B1 (en) | Input and output overvoltage protection in a power converter | |
US9825453B2 (en) | Protection mode control circuit, switch control circuit including the protection mode control circuit and power supply device including the switch control circuit | |
CN107786093B (zh) | 用于供电电压调节的方法 | |
US8923021B2 (en) | Control circuit and system for switch mode power supply | |
US20190074761A1 (en) | Semiconductor device for power supply control and power supply device, and discharging method for x capacitor | |
US8427850B2 (en) | Switching power supply device with a switching control circuit | |
JP5056395B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US20100157629A1 (en) | Semiconductor laser apparatus | |
US9101032B2 (en) | LED emitting device and driving method thereof | |
KR101422959B1 (ko) | 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치 | |
US10170906B2 (en) | Semiconductor device for power supply control | |
US10461624B2 (en) | Power switch control circuit and open detection method thereof | |
US9742289B2 (en) | Integrated circuit and switching power-supply device | |
KR20110095771A (ko) | 스위치 제어 장치, 이를 포함하는 전력 공급 장치 및 스위치 제어방법 | |
US20220294355A1 (en) | Systems and methods for controlling gate voltage increase on primary side to reduce voltage spike on secondary side of switching power supplies | |
US9502983B2 (en) | Power supply device capable of varying switching frequency according to load condition | |
KR20130017024A (ko) | Led 발광 장치 및 그 구동 방법 | |
US11632033B2 (en) | Switching control circuit and power supply circuit | |
US8823280B2 (en) | LED driving circuit | |
JP6372189B2 (ja) | 制御装置 | |
US9826608B2 (en) | Standby current supplier | |
US8619440B2 (en) | Over current protection method used in a switched-mode power supply and related controller | |
US20220311322A1 (en) | Integrated circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |