KR920000680B1 - 과부하 및 단락전류에 대한 집적회로 보호장치 - Google Patents

과부하 및 단락전류에 대한 집적회로 보호장치 Download PDF

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Description

과부하 및 단락전류에 대한 집적회로 보호장치
제1도는 보호회로와 접속되는 반도체 릴레이의 최종단계부를 도시한 회로도로서 보호회로를 단순화하여 도시한 회로도.
제2도는 정상상태와 단락발생상태일때 본 보호회로를 구비한 최종단계부의 신호파형을 도시한 신호도.
제3도는 제1도에 있어서 보호회로를 좀 더 상세히 도시한 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
Q10, Q11: 트랜지스터 Q20: 주트랜지스터
Q21: 보조트랜지스터 OUT : 출력단자
RLOAD: 부하저항 IN : 제어입력단자
IM: 공급전류 S : 보호회로
RSENSE: 검별저항기 Q30: 제 1트랜지스터
Q31: 제2트랜지스터 T : 다이리스터
Q40: 파일럿트랜지스터 Q41: 이그니션트랜지스터
D : 차동단계부 C36: 밀러콘덴서
C45: 콘덴서
본 발명은 과부하 및 단락전류에 대하여 집적회로를 보호하기 위하여 집적회로내에 부설되는 보호장치에 관한 것이다. 여기서 집적회로는 부하에 교번하는 스위칭전류를 급함으로서 부하를 온 및 오프시키는 회로로서 예컨대 릴레이구동회로, 반도체릴레이 또는 전력 증폭기등이다.
본 발명에 따른 장치는 그러한 집적회로를 보호하려는 목적으로 집적회로내에 부설되는 보호회로로서 구성된다. 집적회로와 접속되는 임의형의 과부하 보호기가 이미 제시된 바 있다.
이러한 종래의 단락 및 과부하 보호기(이하 보호기로 약함)상의 문제점을 첫째, 동작시간이 길다는 것이다. 즉, 보호기가 과부하 또는 단락전류를 감쇄하기까지 소요되는 시간이 너무 길다는 것이다. 단락 또는 과부하는 집적회로의 출력단자상에 발생할 수 있다. 따라서, 보호기의 동작시간동안 직접회로를 통하여 과전류가 흐르게 된다. 즉 집적회로의 출력단자가 단락되었을때 집적회로가 온(ON)되는 순간마다 과전류가 집적회로를 통하여 흐르며, 집적회로의 스위칭 주파수가 높다면, 집적회로는 파괴되거나 수명이 단축되게 된다.
종래의 보호기가 안고 있는 또 다른 문제점은 보호기가 동작할 때 보호기와 더불어 집적회로가 발진하여, 과전류가 0으로 하강했다가 다시 상승하는 식으로 교번함으로서 집적회로의 수명을 단축시키는 결과를 초래하게 된다는 점이다. 따라서, 본 발명은 상기한 종래의 보호기가 안고 있는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하며, 특징은 청구범위로서 제시하였다.
본 발명에 따른 과부하 및 단락전류보호장치는 검별저항기, 차동단계부 및 다이리스터로서 구성된다. 따라서, 단락 또는 과부하가 발생하면 과전류는 베이스전류에 의해 구동되는 트랜지스터 단계부를 흐르고, 이어 검별저항기를 통하여 흐르게 되며, 이에 따라 차동단계부는 전압증가로서 과전류를 감지하여 다이리스터를 작동시킴으로서 과전류가 트랜지스터의 베이스 대신 다이리스터를 통하여 흐르게 한다. 따라서 과전류를 도전하는 트랜지스터 단계부는 차단되고 과전류는 소멸된다. 또한 본 발명에 따른 단락보호장치는 동작 시간이 매우 짧기 때문에, 스위칭주파수가 10KHZ 이하인 집적회로를 출력상의 단락발생에 대하여 파괴될 위험없이 사용할 수 있고, 본 과부하 보호장치의 부설에 의해 종래 보호기에 관련 설명한 바 있는 발진현상도 배제된다.
이제부터 본 발명에 따른 방법 및 장치는 첨부도면을 참조하고, 양호한 실시예를 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는 반도체 릴레이의 최종단계부에 부설되어, 최종단계부의 출력과 접지사이에 과부하가 걸리거나 회로가 단락됨으로 인하여 발생되는 과전류에 대하여 최종단계부를 보호하게 된다.
제1도에서 반도체 릴레이의 최종단계부는 D.T.RSENSE로 구성되는 보호회로(S)와 접속된다. 최종단계부는 전류반사기(Current mirror)(Q10) 및(Q11)와 다알링턴 접속된 전력 트랜지스터(Q20) 및 (Q21)로서 구성되며, 전류반사기는 1개의 PNP형 트랜지스터(Q10)와 PNP형으로서 5개가 동일한 트랜지스터(Q11)로서 구성된다.
트랜지스터(Q10)의 베이스는 제어입력단자(IN)에 접속되며, 5개의 트랜지스터(Q11)의 베이스는 각기 트랜지스터(Q10)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(Q11)의 콜렉터는 모두 다알링턴 접속된 전력 트랜지스터(Q20) 및 (Q21)중 NPN형의 보조트랜지스터(Q21)의 베이스에 접속된다.
보조 트랜지스터(Q21)의 에미터는 주트랜지스터(Q20)의 베이스에 접속된다. 주 트랜지스터(Q20)의 베이스와 에미터사이에는 저항기(R22)가 접속되어 , 보조트랜지스터(Q21)의 베이스로 유입되는 전류가 없을때, 주트랜지스터(Q20)를 통하여 전류가 흐르지 못하도록 하는 역할을 수행한다. 주트랜지스터(Q20)의 에미터는 과전류를 검별하는 검별저항기(RSENSE)의 일단자에 접속되며, 검별저항기(RSENSE)의 다른 단자는 최종단계부의 출력단자(OUT)에 접속된다. 부하저항기(RLOAD)는 출력단자(OUT)과 접지간의 양단에 접속된다. 전류반사기의 트랜지스터(Q10) 및(Q11)는 모두 그들의 에미터를 공급전압(VCC)에 접속하며, 주트랜지스터(Q20) 및 보조트랜짓스터(Q21)도 그들의 콜렉터를 동일한 공급전압(VCC)에 접속한다.
이제부터 최종단계부의 동작을 제1도 및 제2도의 신호도를 참조하여 설명하기로 한다.
최종단계부는 제어입력단자(IN)에 제어입력신호가 입력되는지 여부에 따라 온 또는 오프로 교번하여 절환된다. 따라서 제어입력단자(IN)에 제어입력신호가 입력되면, 최종단계부는 온 상태로 절환되고, 부하저항(RLOAD)을 통하여 출력전류(IOUT)가 흐르게 된다. 반면에, 제어입력단자(IN)에 제어입력신호가 입력되지 않으면, 최종단계부는 오프상태로 절환되어 부하저항(RLOAD)에는 출력전류가 흐르지 않게 된다.
상기에서, 제어입력단자(IN)에 제어입력신호가 입력된다는 것은 전류반사기의 트랜지스터(Q10) 및(Q11)상의 베이스로부터 제어입력단자(IN)로 전류(IIN)가 송출된다는 것을 의미하고 제어입력단자(IN)에 제어입력신호가 입력되지 않는다는 것은 전류반사기의 트랜지스터(Q10) 및(Q11)상의 베이스로부터 제어입력단자(IN)로 전류(IIN)가 송출되지 않는다는 것을 의미한다.
본 실시예에 따르면, 제어입력단자(IN)는 시각 t=t0에서 제어입력신호의 입력받지 못하고(제2도 참조) 따라서 전류반사기의 트랜지스터(Q10) 및(Q11)상의 베이스로부터 제어입력단자(IN)로 전류가 흐를 수 없게 되며, 따라서 최종단계부내의 모든 트랜지스터가 차단되고 부하저항(RLOAD)을 통하여 흐르는 출력전류(IOUT)의 값은 0이 된다.
시각 t=t1에서 제어입력단자(IN)에서는 제어입력신호가 입력되면 따라서 전류반사기의 트랜지스터(Q10) 및(Q11)는 도전되기 시작한다. 이어서, 전류반사기중 트랜지스터(Q11)의 콜렉터 전류들은 공급전류(IM)를 형성하고, 이 공급전류(IM)는 보조트랜지스터(Q21)의 베이스로 입력되는 베이스전류가 된다. 이후 공급전류(IM)는 보조트랜지스터(Q21) 와 주트랜지스터(Q20)로서 구성되는 다알링턴쌍에서 증폭되어, 부하저항(RLOAD)을 통해 흐르는 출력전류(IOUT)가 된다. 이때 출력전류(IOUT)는 예컨대 2A(암페어)라고 가정할수 있다.
시각 t=t2에서 제어입력단자(IN)는 제어입력신호를 받지 못하고 모든 트랜지스터가 차단되며, 출력전류(IOUT)는 0이 된다. 따라서 제어입력단자(IN)로 송출되는 입력전류(IIN)를 제어하여 최종단계부를 온상태로 절환하면 부하저항(RLOAD)양단의 출력전압(VOUT)은 0이 되고, 최종단계부를 오프상태로 절환함으로서 부하저항(RLOAD)을 통하여 전류가 흐르지 않도록 출력전류(IOUT)를 제어할 수 있다.
최종단계부의 온 및 오프상태로 따라 회로상의 여러 전압들이 어떻게 가변하는지를 제2도에 도시한 신호도에 따라서 설명하기로 한다. 최종단계부가 오프상태로 절환되면, 부하저항(RLOAD) 양단의 출력전압(VOUT)은 0이 되고 최종단계부가 온상태로 절환되면, 부하저항(RLOAD) 양단의 출력전압(VOUT)은 공급전압(VCC)에서 콜렉터 에미터간 전압(VCE20)을 감한 전압이 된다.
검별저항기(RSENSE)양단의 전압강하는 상기한 전압들에 비하면 무시할 수 있는 정도로 미소한 값이다. 최종단계부가 온되면 즉, 주트랜지스터(Q20)는 도전되면, 콜렉터 에미터간 전압강하(VCE20)는 약 2V가 되며, 이 상태는 제2도의 VCE20파형중 로우(low)부분이다.
최종단계부가 오프되면, 즉 트랜지스터가 차단되면 주트랜지스터의 콜렉터 에미터간 전압강하(VCE20)는 공급전압(VCC)과 동일하며, 이 상태는 제2도의 VCE20파형중 하이(high)부분이다.
반사형의 트랜지스터(Q11)의 콜렉터 즉, 점(A)(제1도 참조)와 접지간의 전위차(VA)는 출력전압(VOUT)과 베이스 에미터간 전압(VBE20) 및 (VBE21)의 합과 같다. 따라서 정상동작에 최종단계부가 온상태라는 것은 전위차(VA)가 하이인 것을 의미하고, 반면에 최종단계부가 오프상태라는 것은 전위차(VA)가 로우인 것을 의미하게 된다. 이미 상기한 바 있듯이, 본 보호회로는 최종단계부내에 부설되어 최종단계부의 출력상에 발생할 수 있는 단락 및 과부하전류에 대하여 최종단계부를 보호한다. 이러한 보호회로가 본 발명의 보호장치인 것이다. 단락은 출력단자(OUT)와 접지간의 직접 접촉에 의해 야기되며 과부하는 부하저항이 하한 제한치보다 낮은 값으로 감소함으로서 야기된다.
본 보호회로는 제1도에 단순한 형태로 도시하였으며, 최종단계부의 출력단자(OUT)상의 전류변화를 검별하는 검별저항기(RSENSE)와 검별저항기(RSENSE)의 양단의 전압을 감지하기 위해 검별저항기(RSENSE)의 양단부에 접속되는 제1입력단자의 제2입력단자를 구비하는 차동단계부(D)와 과부하 또는 회로단락시에 차동단계부(D)의 출력단자(B)로부터 입력신호를 받게 되는 다이리스터(T)등으로 구성된다.
다이리스터(T)는 일단자를 트랜지스터(Q11)의 콜렉터에 접속하고 다른 일단자를 접지에 접속하여 과부하 또는 회로가 단락되었을때 공급전류(IM)가 다알링턴쌍의 트랜지스터인 주트랜지스터(Q20)와 보조트랜지스터(Q21)로 흐르는 대신 다이리스터(T)로 흐를 수 있도록 한다. 최종단계부가 온상태일때, 출력단자(OUT)와 접지간에 단락이 발생했다고 가정하고 본 보호회로의 작동을 설명하기로 한다.
실시예에 따르면, 제2도의 신호도에 도시된 바와 같이 단락이 시각 t=t3에서 발생하며, 따라서 출력전압(VOUT)은 0으로 떨어진다. 검별저항기(RSENSE)양단의 전압강하는 공급전압(VCC)에 비하면 무시할 수 있을 정도로 작기때문에, 공급전압(VCC)의 전체전압이 다알링턴쌍중 주트랜지스터(Q20)의 콜렉터 에미터 양단간에 걸리게 되고, 따라서 주트랜지스터(Q20)의 콜렉터 에미터간 전압(V,→20)이 제2도의 신호도에 도시된 바와 같이 하이상태로 된다. 이후 단락전류는 주트랜지스터(Q20)와 검별저항기(RSENSE)를 통하여 흐르게 되며, 따라서 단락전류는 제2도의 신호도에 도시된 바와 같이 출력전류(IOUT)를 증가시키게 된다. 그러면 차동단계부(D)는 검별저항기(RSENSE)양단의 전압(VSENSE)증가로서 단락전류의 발생을 감지하여 다이리스터(T)에게 입력신호를 주어도전시킨다. 다이리스터(T)가 도전됨에 따라서 전류반사기(Q10) 및 (Q11)로 부터의 공급전류(IM)는 경로를 변경하여 다알링턴쌍의 주트랜지스터 및 보조트랜지스터(Q20) 및 (Q21)로 흐르는 대신 다이리스터(T)를 통하여 흐른다. 이와 같이 공급전류(IM)가 경로를 변경하는 이유는 도전한 다이리스터(T)를 통하여 저항치가 다알링턴쌍의 주트랜지스터(Q20) 및 보조트랜지스터(Q21)를 통하여 저항치보다 낮기 때문이다. 따라서 주트랜지스터(Q20) 및 보조트랜지스터(Q21)의 베이스로 공급되는 베이스전류의 공급이 중단되고, 주트랜지스터(Q20) 및 보조트랜지스터(Q21)는 차단되어 전류가 도전되지 못하게 된다.
본 실시예에 따라 회로단락전류는 시각 t=t4에서 소멸된다. 회로가 단락되면, 점(A)(제1도 참조)와 접지간의 전압은 1V 이하로 떨어지며, 이 전압은 다이리스터가 도전될때 다이리스터의 바이어스 전압강하와 일치하는 값이다. 시각 t=t4에서 다이리스터(T)가 차동단계부(D)로부터 입력신호를 받은 후에 다이리스터(T)는 제어입력단자(IN)가 제어입력신호를 입력받는 기간동안 전류(IT)를 도전한다. 회로단락에 발생한후, 처음 제어입력단자가 제어입력신호를 받지 못할때 다이리스터는 전류의 도전을 중지한다.
본 실시예에 따르면 이러한 중지시각은 t=t5이다. 제어입력단자(IN)가 다음회에 제어입력신호를 받을때, 회로의 단락이 복구되면 최종단계부는 제2도의 신호도에 도시된 바와 같이 다시 정상적으로 동작한다. 한편, 다음회에 제어입력단자(IN)가 제어입력신호를 받았을때에도 회로가 계속 단락상태라면, 단락전류는 다시 한번 주트랜지스터(Q20)를 통하여 검별저항기(RSENSE)에서 검별되고, 차동단계부(D)는 다이리스터(T)를 새로히 작동시킴으로서 단락전류는 0으로 떨어지게 된다. 제2도의 신호도에서, 점선부분은 단락이 발생하지 않았을때의 정상신호를 가상적으로 표시한 것이다. 최종단계부에 포함된 보호회로(S)를 더욱 상세히 도시한 제3도를 참조설명한다. 자동단계부(D)는 크게 두개의 트랜지스터, 즉 PNP형의 파일럿(Pirot) 트랜지스터(Q40)와 NPN형의 이그니션(ignition) 트랜지스터(Q40)로서 구성된다.
이와 같은 보호회로는 최종단계부가 오프상태일때, 즉 전류가 흐르지 않을때 차단되며, 최종단계부가 온상태이고 출력단자상에 단락 및 과부하가 발생하지 않았을때 동작대기하게 된다. 이러한 대기상태에서 출력단자상에 단락 또는 과부하가 발생되면, 보호회로는 즉시 최종단계부를 보호한다. 대기상태에 있어서, 차동단계부의 2개으 트랜지스터, 즉 제1트랜지스터(Q30)과 제2트랜지스터(Q31)는 전류제한 저항기(R32)를 통하여 공급된 정전류(IR)에 의해 도전된다.
정전류(IR)의 값은 전류제한 저항기(R32)의 저항값과 다알링턴쌍의베이스 에미터간 전압(VBE21) 및 (VBE20)과 차동단계부의 제1트랜지스터(Q30)의 베이스 에미터간 전압(VBE30)에 의해 그 크기가 결정된다.
즉, R32×IR=VBE21+VBE20-VBE30이다.
여기서, 에미터 저항기(R35)양단의 전압강하는 상기의 전압치에 비하면 매우 작은 값이므로 무시하기도 한다.
정전류(IR) 제1트랜지스터(Q30)의 베이스 및 콜렉터에 베이스 전류와 콜렉터 전류로서 전달되고, 따라서 베이스 에미터간의 전압(VBE30) 이 결정된다. 제1트랜지스터(Q30)의 콜렉터로 공급되는 콜렉터전류는 콜렉터저항기(R33)를 경유하여 제2트랜지스터(Q31)이 베이스로도 공급되며 이러한 베이스 전류는 제2트랜지스터(Q31) 의 베이스에 부설된 저항기(R34) 에 의해 안정화된다.
차동단계부의 제2트랜지스터(Q31) 상의 베이스 에미터간의 전압(VBE31)은 제1트랜지스터(Q30)의 베이스 에미터간 전압((VBE30)과 에미터저항기(R35) 양단의 전압강화 콜렉터저항기(R33) 양단의 전압강화(VSENSE) 및 검별저항기(RSENSE)양단의 전압강화(VSENSE)에 의해 결정된다. 즉, VBE31=VBE30+VR35-VR33+VSENSE이다.
여기서, 저항기(R34) 양단의 전압강하는 무시된다. 차동단계부의 제2트랜지스터(Q31)의 콜렉터전류(IC) 는 제2트랜지스터(Q31)의 베이스 에미터간 전압(VBE31) 에 의해 결정된다.
대기상태일때, 제2트랜지스터(Q31)의 베이스 에미터간의 전압(VBE30)이 결정됨에 따라 콜렉터전류(IC)가 결정되며, 이 콜렉터전류(IC)다이리스터의 제1저항(R42)을 통해 흐름으로서 파일럿트랜지스터(Q40)에 입력전압, 즉 에미터 베이스간 전압((VBE40)의 크기는 파일럿트랜지스터(Q40)는 동작전압을 전부 입력받지 못하지만, 이러한 입력전압이 약간만 증가되어도 파일럿트랜지스터(Q40)는 동작할 수 있게 된다. 이상의 사실에서, 검별저항기 양단의 전압강화(VSENSE)가 약간만 증가해도 파일럿트랜지스터(Q40)의 동작한다는 것을 명확히 알수 있다. 콜렉터저항기(R33)는 검별저항기(RSENSE)의 온도감도를 보상한다. 또한 에미터저항기(R35)의 저항값은 검별저항기(RSENSE)의 저항값이 매우 낮은 값으로 유지될 수 있도록 하는 값으로 선택된다.
본 실시예에 따라서, 제2도의 신호도상 시작 t=t3에서 출력단자(OUT)와 접지간에 단락이 발생했다고 가정하고 본 보호회로의 동작은 상세히 설명하기도 한다. 이미 상기에서 언급한 바 있듯이, 공급전압(VCC)은 다알링턴쌍 중 주트랜지스터(Q20)상 콜렉터 에미터 양단에 걸리며, 따라서 단락전류는 주트랜지스터(Q20)를 통하여 검별저항기(RSENSE)로 흐른다.
단락전류에 의해서, 검별저항기(RSENSE)양단의 전압(VSENSE)은 증가하고 따라서 차동단계부의 제2트랜지스터(Q31)상의 베이스-에미터전압(VBE31)도 증가하여 (VBE31=VBE30+VR35-VR33+VSENSE), 다이리스터를 비롯한 본 보호회로가 동작하게 된다. 즉, 제2트랜지스터(Q31)의 콜렉터를 통하여 다이리스터의 제1저항기(R42)로 흐르는 콜렉터전류(IC)가 증가함에 따라서 다이리스터의 파일럿트랜지스터(Q40)를 동작시킬만한 수준으로 급속히 증가한다. 그러면, 전류는 파일럿트랜지스터(Q40)를 통하여 다이리스터의 제2저항기(R43)로 흐르고, 따라서 이그니션 트랜지스터(Q41)의 베이스-에미터간 전압(VBE41)이 증가하여 이그니션 트랜지스터(Q41)가 동작하고 따라서 전류반시기(Q10) 및 (Q11)로 부터 출력된 전체공급전류(IM)는 다알링턴쌍(Q20) 및 (Q21) 대신 다이리스터를 통해 흐르게 된다. 따라서 다이리스터가 동작함으로서 본 보호회로가 시각 t=t4에서 동작상태로 된다.
이와 같이 다이리스터가 동작한 후에는 다알링턴쌍의 트랜지스터(Q20) 및 (Q21)는 베이스전류를 공급받지 못하므로, 차단되고, 도전을 중지하며 단락전류가 0으로 떨어지게 된다. 따라서 다알링턴쌍의 주트랜지스터(Q20)는 단락전류에 의해 파괴되지 않게 보호된다.
본 보호회로는 최종단계부가 오프상태로 절환될때까지만 동작하므로, 종래의 장치에 대한 설명에서 이미 언급한 바 있는 발진현상은 발생되지 않는다. 한편, 단락이 발생했을때 다이리스터의 동작을 가속화시키기 위해 콘덴서(C36)(밀러콘덴서)를 제2트랜지스터(Q31)의 콜렉터와 베이스간에 접속한다.
단락이 발생하면 차동단계부의 제2트랜지스터(Q31)상의 콜렉터와 베이스간 전압이 변화하게 되고 그러면 밀러콘덴서(C36)는 제2트랜지스터(Q31)의 베이스에 전류를 공급하며, 제2트랜지스터(Q31)는 즉시 응답하여 더 많은 콜렉터전류(IC)을 다이리스터의 제1저항기(Q42)를 통하여 끌어당긴다. 그러면 파일럿트랜지스터(Q40)는 급속히 충분히 큰 에미터-베이스간 전압(입력전압)(VBE40)을 받아들여 동작하게 된다. 이후 다이리스터는 상기의 설명에서 밝힌 바와 같이 동작을 계속한다.
밀러콘덴서(C36)가 차동단계부의 제2트랜지스터(Q31)로 공급하는 콜렉터전류(IC)를 매우 급속히 증가시킴에 따라서 결과적으로 다이리스터는 최대 5ms의 시간내에 동작한다. 즉 보호회로는 이 시간내에 트리거된다는 것이다.
본 발명에 따른 보호회로는 이상과 같은 구성에 의해서 매우 짧은 동작시간을 갖게 되고, 따라서 다알링턴쌍의 두 트랜지스터(Q20)가 손상되기 전에 단락전류가 소멸된다. 따라서, 종래의 보호회로에 있어서 동작시간이 길다는 문제점이 해소되었다.
본 발명의 실시예에 따른 보호회로를 구비한 최종단계부는 본 보호회로의 동작시간이 짧기 때문에 출력단자상에 단락에 대하여 최종단계부의 수명이 단축되는 위험없이 최고 10KHZ의 절환주파수(스위칭 주파수)를 구비할 수 있다. 한편 다이리스터는 온도에 크게 좌우되어 동작하기 때문에 다이리스터의 동작신뢰도는 낮은 온도에서 떨어진다. 따라서 다이리스터를 넓은 온도범위에서 높은 동작신뢰도를 갖도록 하기위해서, 제2저항기(R43)의 저항값을 높게하는 한편, 다이리스터를 동작시키기 위해 이러한 제2저항기(R43)에게 공급하는 전류는 그 값을 낮게 하였다. 그러나 제2저항기(R43)의 저항값이 높아지면 과도전류에 대한 다이리스터의 민감도를 증가시킴으로서 다이리스터가 오동작을 하게 될 위험이 있다. 여기서, 과도전류는 제2트랜지스터(Q31)와 파일럿트랜지스터(Q40) 및 이그니션트랜지스터(Q41)가 접지에 대하여 캐패시턴스를 보유하기 때문에 발생된다.
좀더 상세히 설명하자면, 최종단계부는 부하와 연결되어 서로 전류를 두고 받음으로서 다이리스터는 전압변화율(dvA/dt)의 영향을 받게 된다. 따라서 전압변화율(dvA/dt)의 높아지면, 상기의 캐패시턴스가 용량성 전류를 (과도전류)를 발생시키게 되고, 이 전류가 다이리스터의 제1저항기(R+_)를 통하여 흐름으로서 다이리스터가 자체동작하는 위험을 초래하게 된다. 따라서 다이리스터와 병렬로 약 10fF의 콘덴서(C44)르 접속함으로서 과도전류가 감소되고, 다이리스터가 자체동작하는 위험이 배제된다. 또한 최종단계부의 출력단자(OUT)상의 단락전압 변동으로 인하여 다이리스터가 오동작되는 것을 회피하기 위해 본 발명의 실시예에서는 PN 접합다이오우드로서 구성되는 것을 콘덴서(C45)를 이그니션트랜지스터(Q41)의 베이스와 에미터간에 접속하였다.
좀더 구체적으로 설명하자면, 출력단자(OUT)상의 단락전압 변동이 파일럿트랜지스터(Q40)로 흐르는 과도전류를 발생시키며, 이러한 과도전류는 단락발생의 경우와 동일하게 다이리스터를 동작시키므로 콘덴서(C45)를 부설하여 과도전류를 단락시킴으로서 제2저항기(R43)를 통하여 흐르지 못하게 되고 따라서 이그니션트랜지스터(Q41)의 동작이 방지됨으로서 다이리스터의 오동작을 방지한 것이다. 한편, 이상 설명한 바와 같은 본 보호회로는 과부하로 인한 고전류의 발생에 대해서도 최종단계부를 보호한다. 과전류의 차단처리는 단락에 대한 처리방법과 동일하게 시행되며, 다만 차이점이라면 과부하처리가 비교적 느릴때, 콘덴서(C36)가 제2트랜지스터(Q31)의 베이스로 전류를 공급하지 않는다는 것이 단락에 대한 본 보호회로의 동작과 다르다. 예컨대, 과전류가 약 3 또는 5A일때, 다이리스터가 동작하여 과전류의 도전이 중지된다.

Claims (4)

  1. 서로 접속된 제1트랜지스터 단계부(Q10,Q11)와 제2트랜지터 단계부(Q20,Q21), 출력단자(OUT), 출력단자(OUT)와 접지사이에 접속되는 부하저항(RLOAD) 및 집적회로를 온과 오프상태로 교번하여 절환하도록 제어하는 제어입력단자(IN)등으로 구성되고, 온상태일때는 집적회로내의 공급전류(IM)를 제2트랜지스터 단계부(Q20,Q21)에 의해 증폭하여 출력단자(OUT) 부하저항(RLOAD)양단에 공급하고, 오프상태일때는 출력단자(OUT)로 전류가 흐르지 않는 특징을 갖는 집적회로를 과부하 및 단락전류에 대하여 보호하는 보호회로(S)로써 구성되는 장치에 있어서, 보호회로(S)는 부하저항(RLOAD)과 직렬로 접속된 검별저항기(RSENSE), 제1트랜지스터(Q30) 및 제2트랜지스터(Q31)와 검별저항기(RSENSE)의 양단간의 전압(VSENSE)을 감지하기 위하여 검별저항기(RSENSE)의 양단부에 접속되는 제1입력단자 및 제2입력단자와 파일럿트랜지스터(Q40) 및 이그니션트랜지스터(Q41)를 포함하는 다이리스터(T)에 접속된 출력단자(B)등을 모두 포함하고, 상기 제1트랜지스터 단계부(Q10,Q11)상의 콜렉터에 접속되는 제1접속부와 접지에 접속되는 제2접속부를 구비하는 차동단계부(D)로서 구성되어 차동단계부의 다이리스터(T)가 동작함으로서 보호회로(S)가 동작하며, 보호회로(S)는 집적회로가 온상태일때 대기상태를 취하여 파일럿트랜지스터(Q40)의 입력전압(VBE40)을 동작전 압수준보다 낮게 인가하는 반면, 집적회로의 출력단자(OUT)상에 과부하 또는 단락이 발생하여 보호회로(S)의 동작이 요구될때는 파일럿트랜지스터(Q40)의 입력전압(VBE40)을 동작에 필요한 전압수준이상으로 인가함으로서 파일럿트랜지스터(Q40)를 동작시켜서 보호회로(S)를 동작하게 하여 공급전류(IM)를 제2트랜지스터 단계부(Q20,Q21) 대신 다이리스터(T)를 통해 흐르게 함으로서 제2트랜지스터 단계부(Q20,Q21)를 차단하고, 과부하 또는 단락전류를 소멸시키며, 집적회로가 오프상태로 절환할때까지 동작상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 단락이 발생했을때 보호회로를 신속히 동작시키기 위해 차동단계부(D)의 제2트랜지스터(Q31)에 밀러콘덴서(C36)를 접속하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 과도전류를 감소시켜서 다이리스터(T)의 오동작을 방지하기 위해, 콘덴서(C44)를 다이리스터(T)에 병렬로 접속하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 과도전류를 감소시켜서 다이리스터(T)의 오동작을 방지하기 위해, 이그니션트랜지스터(Q41)의 베이스와 접지사이에 콘덴서(C45)를 접속하는 것을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5192901A (en) * 1990-03-16 1993-03-09 Cherry Semiconductor Corporation Short circuit protection
US5006949A (en) * 1990-04-30 1991-04-09 Teledyne Industries, Inc. Temperature compensated overload trip level solid state relay
US5303390A (en) * 1990-06-28 1994-04-12 Dallas Semiconductor Corporation Microprocessor auxiliary with combined pin for reset output and pushbutton input
US5184036A (en) * 1991-08-09 1993-02-02 Delco Electronics Corporation Method of limiting output current from an interface drive circuit
US5164679A (en) * 1992-01-08 1992-11-17 Harris Corporation AC power amplifier having current limit control
US5548467A (en) * 1994-02-14 1996-08-20 International Business Machines Corporation LAN interface with simplified overcurrent protection
US5576615A (en) * 1994-04-22 1996-11-19 Texas Instruments Incorporated Method and circuit for detecting faulty recirculation diode in a switched mode power supply
US5467921A (en) * 1994-09-23 1995-11-21 Carrier Corporation Thermostat having short circuit protection
GB2306814B (en) * 1995-11-01 2000-03-15 Roke Manor Research Improvements in or relating to rf power amplifiers
US5719519A (en) * 1995-11-20 1998-02-17 Motorola, Inc. Circuit and method for reconstructing a phase current
EP0880844B1 (en) * 1996-09-26 2004-11-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Current distribution circuit having an additional parallel dc-current sinking branch
US6104149A (en) * 1997-02-28 2000-08-15 International Rectifier Corp. Circuit and method for improving short-circuit capability of IGBTs
US6178075B1 (en) 1999-06-04 2001-01-23 Visteon Global Technologies, Inc. Electronic module with moisture protection
JP4089125B2 (ja) * 2000-04-12 2008-05-28 株式会社デンソー 電気負荷駆動装置
EP1303897A1 (en) * 2000-06-26 2003-04-23 Premier Aviation, Inc. Method and apparatus for detecting electrical faults and isolating power source from the electrical faults
US6671144B1 (en) 2000-06-26 2003-12-30 Premier Aviation, Inc. Method and apparatus for detecting ground faults and for isolating power supply from the ground faults
US6624994B1 (en) * 2001-11-09 2003-09-23 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for over-current protection of an analog switch
US6744229B2 (en) * 2002-03-28 2004-06-01 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd Safety-guard detective circuit of a fan motor
JP2004006531A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP4122910B2 (ja) * 2002-09-24 2008-07-23 ミツミ電機株式会社 電源供給回路
US7164320B2 (en) * 2004-12-10 2007-01-16 Sigmatel, Inc. Current threshold circuit
DE102008008831B4 (de) * 2008-02-13 2011-09-29 Texas Instruments Deutschland Gmbh Strombegrenzte Spannungsquelle mit weitem Eingangsstrombereich
US20110140708A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 William Henry Lueckenbach System, method, and apparatus for providing redundant power control using a digital output module
US8164389B2 (en) * 2010-05-26 2012-04-24 Triquint Semiconductor, Inc. Overdrive protection circuit
US8487705B2 (en) * 2010-05-26 2013-07-16 Triquint Semiconductor, Inc. Protection circuit for radio frequency power amplifier
US8538368B1 (en) 2011-11-14 2013-09-17 Triquint Semiconductor, Inc. Dynamic power limiter circuit
US8891217B2 (en) 2012-01-27 2014-11-18 Tyco Safety Products Canada Ltd. Input/output interface circuit with overpower protection
KR102049372B1 (ko) 2013-03-15 2019-11-28 온세미컨덕터코리아 주식회사 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치
FR3057087B1 (fr) * 2016-09-30 2018-11-16 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Puce electronique protegee
JP7222202B2 (ja) * 2018-08-28 2023-02-15 富士電機株式会社 駆動装置及び電力変換装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB213864A (en) * 1923-12-21 1924-04-10 Herbert Kershaw & Company Ltd Improvements in or relating to cornice pole rings or the like
BE808471A (fr) * 1973-12-11 1974-06-11 Herstal Sa Hausse reglable our armes a feu
DE2415305A1 (de) * 1974-03-27 1975-10-09 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum schutz eines halbleiter-bauelementes vor ueberlastung
US4337494A (en) * 1980-04-07 1982-06-29 Reliance Electric Company Automatic bias-controlled VMOS/bipolar dual-triggered switch
US4321648A (en) * 1981-02-25 1982-03-23 Rca Corporation Over-current protection circuits for power transistors
GB2138644B (en) * 1983-04-22 1987-01-07 Lumenition Ltd Power transistor protection
US4530023A (en) * 1983-06-27 1985-07-16 Motorola, Inc. Solid state interrupt circuit
DE3409058A1 (de) * 1984-03-13 1985-09-26 Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn Kurzschluss- und ueberlastschutzschaltung fuer endstufentransistoren
US4581551A (en) * 1984-03-28 1986-04-08 Motorola, Inc. Input/output circuit for use with various voltages
US4651252A (en) * 1985-03-29 1987-03-17 Eaton Corporation Transistor fault tolerance method and apparatus
US4750079A (en) * 1986-05-27 1988-06-07 Motorola, Inc. Low side switch integrated circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US4860154A (en) 1989-08-22
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KR880013285A (ko) 1988-11-30
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