KR101094965B1

KR101094965B1 - 온도 보상형 과전류 검출장치

Info

Publication number: KR101094965B1
Application number: KR1020100005581A
Authority: KR
Inventors: 설경식; 정동열; 문태환; 한웅석
Original assignee: 주식회사 디엠비테크놀로지
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2030-01-21
Also published as: KR20110085672A

Abstract

본 발명의 실시예는 예컨대 D급 증폭기 등의 출력단을 구성하는 스위칭소자를 보호하기 위한 과전류 검출장치에서, 스위칭소자의 온도 변화를 보상하여 스위칭소자에 흐르는 정확한 전류 검출이 가능한 온도 보상형 과전류 검출장치에 관한 것으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자를 갖는 스위칭부; 상기 제1 및 제2 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 및 제2 검출전압을 제공하는 전압검출부; 온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부; 상기 I_PTAT를 변환하여 제1 및 제2 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부; 및 상기 제1 검출전압과 상기 제1 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하고, 상기 제2 검출전압과 상기 제2 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

온도 보상형 과전류 검출장치{Apparatus for Temperature Compensated Over-current Detection}

본 발명의 실시예는 온도 보상형 과전류 검출장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 예컨대 D급 증폭기 등의 출력단을 구성하는 스위칭소자를 보호하기 위한 과전류 검출장치에서, 스위칭소자의 온도 변화를 보상하여 스위칭소자에 흐르는 정확한 전류 검출이 가능한 온도 보상형 과전류 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 음향 증폭기에는 선형성이 우수한 A급, B급 및 AB급 증폭기가 채용되어 왔는데 이러한 형태의 증폭기는 대출력 증폭기를 구현할 경우, 막대한 전력 손실이 발생된다. 따라서 음향 증폭기에서 음성 에너지로 변환되어 출력되는 에너지 이외는 모두 열로 변환되어 버리기 때문에 증폭기의 온도가 증가되는 요인이 되며 이를 강제로 냉각하기 위해서는 필연적으로 방대한 크기의 방열판이 필요하게 되므로 결국 부피가 커지게 되는 단점을 갖게 된다. 따라서, 위의 형태의 증폭기는 선형성은 좋은 장점을 갖는 반면 효율은 나쁜 단점이 있다.

이러한 특징을 가장 극명하게 나타내고 있는 것이 A급 증폭기이다. A급 증폭기는 증폭기의 최대 출력보다 더 큰 출력손실이 존재하는 증폭기로 그 효율은 50%를 넘지 못하는 구조적인 결함이 있다.

한편 이를 개선하기 위하여 채택하고 있는 푸시풀(push-pull) B급 증폭기의 경우에는 에너지 손실을 줄이기 위하여 2개의 트랜지스터를 에미터 폴로워(emitter-follower) 형태로 결합하여 사용하는데, 효율은 비교적 높은 편으로 최대 78.5 %까지 얻을 수 있으나 신호가 작은 경우 교차 왜곡(crossover distortion)이 발생하는 단점이 있다.

A급과 B급의 중간 형태인 AB급 증폭기는 무신호 시에도 소량의 전류가 흐르지만, 그 전류량은 A급 증폭기의 바이어스 전류보다는 훨씬 적은 양이다. AB급 증폭기는 바이어스 전류가 많이 흐를수록 A급에 근사하게 되는 반면 바이어스 전류가 적게 흐를수록 B급에 근사해지는 특성을 갖는다

A급, B급 및 AB급 증폭기의 경우 손실량의 차이는 존재하지만 이론상 입력되는 에너지의 21.5 % ∼ 50 %가 열로 손실되며, 실제는 40 % ∼ 70 % 정도가 열로 손실된다. 그 결과 방열을 위한 수단으로 방열판이나 냉각용 팬이 필요하게 된다. 방열판과 냉각용 팬의 부가는 결국 부피의 증가라는 문제와 강제 냉각용 팬의 소음 공해라는 문제를 유발하게 된다. 이러한 기존의 A급, B급 및 AB급 증폭기가 안고 있는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이 D급 증폭기다.

통상 D급 증폭기를 이용한 음향기기의 원리는 스위칭 레귤레이터(switching regulator) 혹은 PWM(Pulse Width Modulation) 변환기와 동일한 원리를 갖는다. 다만 음향기기용 D급 증폭기가 PWM 변환기에 비하여 약 20 Hz ∼ 20 KHz의 상당히 넓은 범위의 가청주파수 대역의 밴드 폭을 갖는다는 점에서 서로 다르다.

D급 증폭기는 냉각장치도 작고, 전원용량도 아날로그 증폭기보다 작으며 하이 파워 스위치가 이상적일 경우 이론적으로는 거의 100 %의 효율을 얻을 수 있으나 실제로는 스위칭 주파수에 비례하는 열 손실이 발생하며, 제어회로에서의 전력소비가 불가피하므로 대략 90 % 전후의 효율만을 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 D급 증폭회로의 예를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 D급 증폭회로는 입력된 상측 입력신호 및 하측 입력신호를 증폭시켜 출력하는 상측 및 하측 증폭회로(100, 110), 그리고 상측 및 하측 증폭회로(100, 110)의 출력부에 접속되는 과전류 검출회로(120)로 이루어진다.

도 2는 상측 증폭회로 및 과전류 검출회로를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 예컨대 상측 증폭회로(100)는 게이트 드라이브 회로(101) 및 게이트 드라이브 회로(101)의 출력신호에 따라 스위칭 구동되는 제1 스위칭소자(Q₁)로 구성된다.

또한, 과전류 검출회로(120)는 제1 스위칭소자(Q₁)의 드레인 및 소스간 전압을 센싱하는 센싱저항(Rs), 센싱저항(Rs)의 양단에 센싱된 전압의 레벨을 변환시켜 출력하는 전압레벨 변환부(201), 기준 전류를 발생하는 기준전류 발생회로(210), 기준전류 발생회로(210)에서 기준 전류를 제공받아 기준 전압을 생성하여 제공하는 복수의 FET, 즉 제2 내지 제4 스위칭소자(Q₂, Q₃, Q₄), 전압레벨 변환부(201)의 전압을 상기의 기준 전압과 비교하여 과전류 센싱 출력신호를 출력하는 비교기(220)를 포함한다.

도 3은 도 2의 변형예로서, 상측 증폭회로 및 과전류 검출회로를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 상측 증폭회로(100)는 도 2에서와 마찬가지로 게이트 드라이브 회로(101) 및 제1 스위칭소자(Q₁)를 포함한다.

반면, 과전류 검출회로(120)는 도 2에서의 센싱저항(Rs), 전압레벨 변환부(201), 기준전류 발생회로(210), 비교기(220)에 더하여, 제5 스위칭소자(Q₅) 및 블랭킹 제어회로(301)를 포함한다. 제5 스위칭소자(Q₅)의 드레인 단자는 전원공급단자에 접속하고 소스단자는 센싱저항(Rs)의 일측단자, 더 정확하게는 센싱저항(Rs)과 전압레벨 변환부(201)가 서로 접속하는 노드에 접속한다. 블랭킹 제어회로(301)는 게이트 드라이브 회로(101)의 출력단과 제5 스위칭소자(Q₅)의 게이트 단자에 상호 접속한다.

여기서, 제5 스위칭소자(Q₅)는 제1 스위칭소자(Q₁)의 동작에 의한 노이즈의 유입을 막기 위하여 블랭킹 제어회로(301)를 이용하여 설정한 마스킹 타임 후에 구동하게 된다.

그런데, 도 1 내지 도 3에 보인 D급 증폭회로는 과전류 검출회로의 구성시 기준전류 발생회로 및 기준 전류를 제공받아 기준 전압을 생성하여 제공하는 복수의 제2 내지 제4 스위칭소자(Q₂, Q₃, Q₄)들을 형성하게 됨으로써 제품의 소형화와 대기전력 최소화에 부합하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 예컨대 D급 음향 증폭기 등에서의 과전류 검출시 온도변화에 무관하게 일정한 과전류의 검출이 가능한 기준전압을 생성하여 제공하고, 또한 기준전압 생성을 위한 기준전압 생성부의 구성시 제품의 소형화 및 대기전력 최소화에 부합할 수 있는 온도 보상형 과전류 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자를 갖는 스위칭부; 상기 제1 및 제2 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 및 제2 검출전압을 제공하는 전압검출부; 온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부; 상기 I_PTAT를 변환하여 제1 및 제2 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부; 및 상기 제1 검출전압과 상기 제1 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하고, 상기 제2 검출전압과 상기 제2 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자를 갖는 제1 스위칭부; 상기 제1 및 제2 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 및 제2 검출전압을 제공하는 전압검출부; 온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부; 상기 I_PTAT을 변환하여 제1 및 제2 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부; 상기 제1 기준전압 및 제2 기준전압을 제공받아 전압 레벨이 각각 변환된 제1 변환전압 및 제2 변환전압을 생성하여 출력하는 전압레벨 변환부; 및 상기 제1 검출전압과 제1 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하며, 상기 제2 검출전압과 상기 제2 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자와 제2 스위칭소자, 그리고 제3 스위칭소자와 제4 스위칭소자를 갖는 스위칭부; 상기 제1 내지 제4 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 내지 제4 검출전압을 제공하는 전압검출부; 온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부; 상기 I_PTAT를 변환하여 제1 내지 제4 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부; 및 상기 제1 검출전압과 상기 제1 기준전압, 제2 검출전압과 상기 제2 기준전압, 상기 제3 검출전압과 상기 제3 기준전압 및 상기 제4 검출전압과 상기 제4 기준전압을 각각 비교하여 비교 결과에 따른 제1 내지 제4 결과값을 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따라, 온도 보상형 과전류 검출장치는 D급 음향 증폭기 등에서의 과전류 검출시 온도변화에 무관하게 일정한 과전류의 검출이 가능한 기준전압을 생성하여 제공할 수 있고, 또한 기준전압 생성을 위한 기준전압 생성부의 구성시 제품의 소형화 및 대기전력 최소화를 추구할 수 있다.

도 1은 일반적인 D급 증폭회로의 예를 나타내는 도면,
도 2는 상측 증폭회로 및 과전류 검출장치를 나타내는 도면,
도 3은 도 2의 변형 예로서, 상측 증폭회로 및 과전류 검출장치를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치를 나타내는 도면,
도 5는 도 4의 제1 밴드갭 기준전압 발생부, 제1 기준전압 제공부, 제1 전압레벨 변환부 및 제1 비교기의 회로도,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대한 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시될 수 있으므로 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 입력된 구형파 전압을 증폭시켜 출력하는 게이트 드라이버(400), 게이트 드라이버(400)에서 제공된 구형파 전압에 따라 상보적으로 동작하는 제1 및 제2스위칭소자(Q₁, Q₂)를 갖는 스위칭부(410), 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)의 양단 전압을 각각 센싱하여 출력하는 전압검출부(420), 센싱된 양단 전압의 전압레벨을 변환하여 출력하는 전압레벨 변환부(430), 온도 변화에 따라 비례적으로 증가하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부(440), I_PTAT를 변환하여 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부(450), 및 레벨 변환된 변환전압 및 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따라 신호를 출력하는 비교부(460)를 포함한다.

여기서, 게이트 드라이버(400)는 PWM 신호를 수신한다. PWM 신호는 스위칭부(410)의 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)들을 구동하기에 매우 미약한 신호이므로 게이트 드라이버(400)는 PWM 신호를 증폭시켜 출력하게 된다.

또한, 스위칭부(410)는 전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되는 제1 스위칭소자(Q₁) 및 제2 스위칭소자(Q₂)를 포함한다. 제1 스위칭소자(Q₁)의 드레인 단자는 전원전압에 접속하고, 게이트 단자는 게이트 드라이버(400)의 출력단에 접속하며, 소스 단자는 제2 스위칭소자(Q₂)의 드레인 단자에 접속한다. 또한, 제2 스위칭소자(Q₂)의 게이트 단자는 게이트 드라이버(400)에 접속하며, 소스 단자는 접지된다. 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)는 MOSFET로 이루어진다.

제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)는 게이트 드라이버(400)에서 제공된 구형파 전압에 따라 상보적으로 동작하게 된다. 가령 게이트 드라이버(400)를 통해 PWM 신호의 듀티비를 각각 6 대 4 또는 7 대 3의 비율로 조절하여 제공하게 되면, 스위칭부(410)의 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)는 각각 6 대 4 또는 7 대 3의 비율로 온/오프 구동하게 되고, 이러한 온/오프 구동에 의해 최초 입력된 오디오 신호에 대한 가청 대역 정보를 나타낼 수 있다.

전압검출부(420)는 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)의 양단 전압을 각각 검출하는 제1 검출저항(R_s1) 및 제2 검출저항(R_s2)을 포함한다. 제1 검출저항(R_s1)의 양측 단자는 제1 스위칭소자(Q₁)의 소스 및 드레인 단자와 각각 접속하고, 제2 검출저항(R_s2)의 양측 단자는 제2 스위칭소자(Q₂)의 소스 및 드레인 단자에 각각 접속한다.

제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)가 각각 턴온 될 때, 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)의 턴온 저항(Ron)은 제1 및 제2 검출저항(R_s1, R_s2)에 비해 매우 작으므로 대부분의 전류는 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)을 통해 흐르게 되고, 제1 및 제2 검출저항(R_s1, R_s2)에는 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)의 턴온 저항(Ron)과 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)에 흐르는 전류의 곱에 해당하는 전압이 걸리게 된다. 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)의 동작온도가 상승하게 되면 온도에 비례하여 턴온 저항(Ron)이 커지게 되므로 동일한 전류가 흐른다고 가정을 하면 제1 및 제2 검출저항(R_s1, R_s2)에 걸리는 전압 또한 온도에 비례한 전압이 걸리게 된다. 즉, 온도에 따른 턴온 저항(Ron)이 바뀌게 되면 과전류 레벨이 온도에 따라 변화하게 되는 것이다.

전압레벨 변환부(430)는 제1 전압레벨 변환부(431) 및 제2 전압레벨 변환부(433)로 이루어진다. 제1 전압레벨 변환부(431)의 일측은 제1 스위칭소자(Q₁)의 드레인 단자에 접속하고, 타측은 제1 비교기(461)의 비반전 입력단자에 접속한다. 또한, 제2 전압레벨 변환부(433)의 일측은 제2 스위칭소자(Q₂)의 드레인 단자에 접속하며, 타측은 제2 비교기(463)의 비반전 입력단자에 접속한다. 그 결과, 제1 전압레벨 변환부(431)는 제1 검출저항(R_s1)을 통해 센싱된 전압을 제공받아 레벨을 변환하여 출력하게 되고, 제2 전압레벨 변환부(433)는 제2 검출저항(R_s2)을 통해 센싱된 전압을 제공받아 전압의 레벨을 변환하여 출력하게 된다.

밴드갭 기준전압 발생부(440)는 제1 및 제2 비교기(461, 463)에 각각 기준전압을 제공하기 위한 제1 밴드갭 기준전압 발생부(441) 및 제2 밴드갭 기준전압 발생부(443)로 이루어진다. 제1 및 제2 밴드갭 기준전압 발생부(441, 443) 각각은 밴드갭(bandgap) 타입 형태로 바이폴라 트랜지스터의 비율과 저항을 이용하여 PTAT(Proportional to Absolute Temperature) 전류(I_PTAT)를 발생시키게 된다.

기준전압 제공부(450)는 제1 기준전압 제공부(451) 및 제2 기준전압 제공부(453)로 이루어진다. 제1 기준전압 제공부(451)는 일측이 제1 밴드갭 기준전압 발생부(441)에 접속하고, 타측은 제1 비교기(461)의 반전 입력단자에 접속한다. 또한, 제2 기준전압 제공부(453)의 일측은 제2 밴드갭 기준전압 발생부(443)에 접속하며, 타측은 제2 비교기(463)의 반전 입력단자에 접속한다. 제1 및 제2 기준전압 제공부(451, 453)는 밴드갭 기준전압 발생부(440)에서 온도 변화에 비례하여 증가하는 전류(I_PTAT)의 일부를 제공받아 제1 비교기(461) 및 제2 비교기(463)에 제공하기 위한 기준전압을 생성하게 된다.

비교부(460)는 제1 비교기(461) 및 제2 비교기(463)를 포함한다. 제1 비교기(461)는 제1 전압레벨 변환부(431)에서 제공되어 비반전 입력단자에 입력된 제1 변환전압과 제1 기준전압 제공부(451)에서 제공되어 반전 입력단자에 입력된 제1 기준전압(V_ref1)을 서로 비교한 후 비교 결과에 따라 제1 결과값을 출력하게 된다. 또한, 제2 비교기(463)는 제2 전압레벨 변환부(433)에서 제공되어 비반전 입력단자에 입력된 제2 변환전압과 제2 기준전압 제공부(453)에서 제공되어 반전 입력단자에 입력된 제2 기준전압(V_ref2)을 서로 비교하여 비교 결과에 따라 제2 결과값을 출력하게 된다. 여기서, 비교부(460)의 제1 비교기(461)를 통해 서로 비교되는 제1 변환전압과 제1 기준전압(V_ref1)은 모두 온도 변화에 비례하는 전압이고, 또한 제2 비교기(463)를 통해 비교되는 제2 변환전압과 제2 기준전압(V_ref2)도 실질적으로 모두 온도 변화에 비례하는 전압이다. 결국, 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁, Q₂)의 동작온도가 변한다 하더라도 제1 기준전압(V_ref1) 및 제2 기준전압(V_ref2)도 온도 변화에 따라 함께 변하므로 제1 비교기(461) 및 제2 비교기(463)는 동일한 과전류 검출레벨에서 출력신호를 내보내게 된다.

도 5는 도 4의 제1 밴드갭 기준전압 발생부, 제1 기준전압 제공부, 제1 전압레벨 변환부 및 제1 비교기의 회로도이다.

도 5에 나타낸 회로도는 도 4의 제2 밴드갭 기준전압 발생부(443), 제2 기준전압 제공부(453), 제2 전압레벨 변환부(433) 및 제2 비교기(463)에도 동일하게 적용될 것이다.

도 5에서 볼 때, 제1 밴드갭 기준전압 발생부(441)는 전원전압(V_DD)과 접지 사이에서 제1 전류원을 제공하는 제3 스위칭소자(Q₃)와 제3 저항(R₃), 제2 전류원을 제공하는 제4 스위칭소자(Q₄), 제1 트랜지스터(TR₁) 및 제4 저항(R₄), 그리고 제3 전류원을 제공하는 제5 스위칭소자(Q₅), 제2 트랜지스터(TR₂) 및 제5 저항(R₅)으로 이루어진다. 이때, 제3 스위칭소자(Q₃)는 N 채널을 형성하며, 제4 및 제5 스위칭소자(Q₄, Q₅)는 P 채널을 형성한다.

좀더 살펴보면, 제1 경로, 즉 제1 전류원을 제공하는 제3 스위칭소자(Q₃)의 드레인 단자는 전원전압에 접속하고, 소스 단자는 제3 저항(R₃)의 일측 단자에 접속하며, 게이트 단자는 제4 스위칭소자(Q₄)의 드레인 단자 및 제1 트랜지스터(TR₁)의 컬렉터 단자에 접속한다. 제3 저항(R₃)의 타측 단자는 접지된다.

제2 전류원을 제공하는 제4 스위칭소자(Q₄)의 소스 단자는 전원전압에 접속하며, 게이트 단자는 제5 스위칭 소자(Q₅)의 게이트 단자에 접속한다. 또한, 제1 트랜지스터(TR₁)의 베이스 단자는 제2 트랜지스터(TR₂)의 베이스 단자에 접속하며, 에미터 단자는 제4 저항(R₄)의 일측 단자에 접속하고, 제4 저항(R₄)의 타측 단자는 접지된다.

제3 전류원을 제공하는 제5 스위칭소자(Q₅)의 소스 단자는 전원전압에 접속하고, 컬렉터 단자는 자신의 베이스 단자 및 제2 트랜지스터(TR₂)의 컬렉터 단자에 접속한다. 또한, 제2 트랜지스터(TR₂)의 에미터 단자는 제5 저항(R₅)의 일측 단자에 접속하고, 제5 저항(R₅)의 타측 단자는 제1 트랜지스터(TR₁)의 에미터 단자에 접속한다.

이러한 구성에 따라, 제3 저항(R₃)의 양단 전압, 즉 밴드갭 전압은 제1 트랜지스터(TR₁) 및 제2 트랜지스터(TR₂)의 베이스 단자에 바이어스 전압으로 제공되며, 제2 트랜지스터(TR₂)의 에미터 단자에 접속된 제5 저항(R₅)에 의해 제1 트랜지스터(TR₁)의 컬렉터 전류는 일정하게 유지된다. 제1 트랜지스터(TR₁) 및 제2 트랜지스터(TR₂)는 온도 변화에 따라 비례적으로 증가하는 전류를 형성한다.

또한, 제1 기준전압 제공부(451)는 제4 전류원을 제공하는 제6 스위칭소자(Q₆) 및 제6 저항(R₆)으로 이루어진다. 제6 스위칭소자(Q₆)는 제3 내지 제5 스위칭소자(Q₃, Q₄, Q₅)와 동일한 특성을 갖는다. 제6 스위칭소자(Q₆)의 소스 단자는 전원전압에 접속하고, 드레인 단자는 제6 저항(R₆)의 일측 단자에 접속하며, 게이트 단자는 제4 및 제5 스위칭소자(Q₄, Q₅)의 게이트 단자에 공통 접속되어 전원전압에 접속한다. 제6 저항(R₆)의 타측 단자는 접지된다.

그 결과, 제1 기준전압 제공부(451)는 제1 밴드갭 기준전압 발생부(441)에 접속하여 제4 전류원을 형성함으로써 제1 밴드갭 기준전압 발생부(441)에서 온도 변화에 따라 비례적으로 전류가 증가하게 될 때 제4 전류원, 즉 제6 스위칭소자(Q₆)에 제공되는 전류도 함께 증가하고, 증가된 전류는 결국 제6 저항(R₆)의 양단 전압을 비례적으로 증가시켜 증가된 전압은 제1 비교기(461)의 반전 입력단자로 제공된다.

그리고, 제1 비교기(461)는 비반전 입력단자를 통해 제1 전압레벨 변환부(431)의 제1 변환전압, 더 정확히 말해서 앞서 언급한 대로 온도 변화에 따라 센싱된 전압의 레벨을 변환하여 제공된 제1 변환전압을 제공받으며, 반전 입력단자는 제6 스위칭소자(Q₆)와 제6 저항(R₆)이 서로 접속하여 형성된 접속 노드(node)에 연결되어 온도 변화에 따라 비례적으로 증가하는 제6 저항(R₆)의 양단 전압, 즉 제1 기준전압(V_ref1)을 제공받게 된다. 이와 같은 제공에 따라, 제1 비교기(461)는 제1 변환전압 및 제2 기준전압(V_ref1)의 비교 결과에 따른 제1 결과값, 즉 제1 OC 센싱 출력 신호를 제공하게 된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치를 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 입력된 구형파 전압을 증폭시켜 출력하는 게이트 드라이버(600), 전원전압(V_DD)과 접지 사이에 구비되며 게이트 드라이버(600)에서 제공된 구형파 전압에 따라 상보적으로 동작하는 제1 및 제2 스위칭소자(Q₁ _, Q₂)를 갖는 제1 스위칭부(610), 구형파 전압을 제공받아 노이즈의 유입을 차단하여 출력하는 마스킹 회로부(620), 마스킹 회로부(620)의 출력 신호를 선택적으로 출력하는 제2 스위칭부(630), 노이즈가 차단된 구형파 전압을 센싱하는 전압검출부(640), 온도 변화에 따라 비례하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부(650), I_PTAT를 변환하여 기준 전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부(660), 상기 기준전압의 레벨을 변환하여 변환전압을 출력하는 전압레벨 변환부(670), 및 검출전압 및 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따라 결과값을 출력하는 비교부(680)를 포함한다.

도 6에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치는 도 4의 온도 보상형 과전류 검출장치와 비교해 볼 때, 마스킹 회로부(620), 제2 스위칭부(630) 및 전압레벨 변환부(670)를 더 포함한다.

마스킹 회로부(620)는 제1 마스킹 회로(621) 및 제2 마스킹 회로(623)로 이루어지며, 제1 마스킹 회로(621) 및 제2 마스킹 회로(623)의 일측은 게이트 드라이버(600)의 출력단에 접속하며, 타측은 제2 스위칭부(630), 더 정확하게는 제3 스위칭소자(Q₃) 및 제4 스위칭소자(Q₄)의 게이트 단자에 각각 접속한다. 그 결과, 제1 마스킹 회로(621) 및 제2 마스킹 회로(623)는 유입된 노이즈를 차단하여 제2 스위칭부(630)에 제공하게 된다.

제2 스위칭부(630)는 제3 스위칭소자(Q₃) 및 제4 스위칭소자(Q₄)로 이루어진다. 제3 스위칭소자(Q₃)의 소스 단자는 제1 스위칭소자(Q₁)의 소스 단자 및 제4 스위칭소자(Q₄)의 드레인 단자에 접속하고, 드레인 단자는 제1 비교기(681)의 반전 입력단자에 접속한다. 또한, 제4 스위칭소자(Q₄)의 소스 단자는 제2 비교기(683)의 반전 입력단자에 접속한다. 그 결과, 제3 스위칭소자(Q₃) 및 제4 스위칭소자(Q₄)가 턴온될 때, 제2 스위칭부(630)는 제1 스위칭소자(Q₁) 및 제2 스위칭소자(Q₂)의 양단 전압을 각각 전압검출부(640)에 제공하게 된다.

전압레벨 변환부(670)는 제1 전압레벨 변환부(671) 및 제2 전압레벨 변환부(673)를 포함한다. 여기서, 제1 전압레벨 변환부(671)는 제1 기준전압 제공부(661)에 접속하며, 제공된 제1 기준전압(V_ref1)의 레벨을 변환하여 제1 비교기(681)에 제공한다. 또한, 제2 전압레벨 변환부(673)는 제2 기준전압 제공부(663)에 접속하며, 제공된 제2 기준전압(V_ref2)의 레벨을 변환하여 제2 비교기(683)에 제공한다.

좀더 구체적으로 살펴보면, 제1 전압레벨 변환부(671)는 제1 OP 앰프(671a) 및 제5 스위칭소자(Q₅)로 이루어진다. 이때, 제1 OP 앰프(671a)의 비반전 입력단자에는 제1 기준전압(V_ref1)이 인가된다. 또한, 제1 OP 앰프(671a)의 반전 입력단자는 제5 스위칭소자(Q₅)의 소스 단자 및 제4 저항(R₄)의 일측 단자에 접속한다. 제5 스위칭소자(Q₅)의 게이트 단자는 제1 OP 앰프(671a)의 출력 단자에 접속하고 드레인 단자는 제1 비교기(681)의 비반전 입력단자 및 제5 저항(R₅)의 타측 단자에 접속한다. 또한, 제2 저항(R₂)의 타측 단자는 접지된다.

반면, 제2 전압레벨 변환부(673)는 제2 OP 앰프(673a), 제6 내지 제8 스위칭소자(Q₆, Q₇, Q₈)로 이루어진다. 이때, 제2 OP 앰프(673a)의 비반전 입력단자에는 제2 기준전압(V_ref2)이 인가된다. 그리고, 제2 OP 앰프(673a)의 반전 입력단자는 제6 스위칭소자(Q₆)의 소스 단자 및 제7 저항(R₇)의 일측 단자에 접속한다. 제6 스위칭소자(Q₆)의 게이트 단자는 제2 OP 앰프(673a)의 출력 단자에 접속하며, 드레인 단자는 제7 스위칭소자(Q₇)의 드레인 단자 및 제7 스위칭소자(Q₇)와 제8 스위칭소자(Q8)의 게이트 단자에 공통 접속된다. 제7 스위칭소자(Q₇)의 소스 단자는 제8 스위칭소자(Q₈)의 소스 단자에 접속하며, 제8 스위칭소자(Q₈)의 드레인 단자는 제8 저항(R₈)의 일측 단자에 접속함과 동시에 제2 비교기(683)의 비반전 입력단자에 접속한다. 제7 저항(R₇) 및 제8 저항(R₈)의 타측 단자는 모두 접지된다.

도 6에서 볼 때, 예컨대 제1 마스킹 회로(621)의 마스킹 타임 이후 제3 스위칭소자(Q₃)가 턴-온되면 제1 검출저항(Rs₁)의 양단에는 제1 스위칭소자(Q₁)의 저항, 즉 Ron에 비례하는 전압이 걸리게 된다.

좀더 살펴보면, 제1 비교기(681)가 동작할 때에 제1 스위칭소자(Q₁)를 흐르는 전류는 과전류 레벨이 되는데, 이를 <수학식 1>과 같이 표현할 수 있다.

[수학식 1]

Ron × I = R₃/R₄ × I_PTAT × R₅

<수학식 1>에서 볼 수 있는 바와 같이, 온도의 증가에 따라 Ron이 증가하므로 동일 전류에서 제1 검출저항(Rs₁)의 검출전압 또한 증가하게 된다.

이와 동시에, (I_PTAT × R₅)도 온도에 따라 같은 비율로 증가하게 되므로, 제1 전압레벨 변환부(671)를 통해 제공된 제1 변환전압은 증가한다.

그 결과, 제1 비교기(681)는 2개의 입력단자에 제공된 온도 변화에 따라 전압이 증가하는 제1 검출전압 및 제1 변환전압을 제공받아 온도에 관계없이 안정적인 과전류 센싱 출력을 제공하게 된다.

상기한 내용을 제외한 나머지의 게이트 드라이버(600), 제1 스위칭부(610), 밴드갭 기준전압 발생부(650), 기준전압 제공부(660) 및 비교부(680) 등과 관련한 자세한 내용은 도 4와 관련하여 설명한 내용과 유사하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

지금까지 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 하프 브리지 방식으로 이루어진 스위칭부(410, 610)와 관련해 기술하였지만, 더 나아가서 본 발명의 제3 실시예는 도 7에 도시된 바와 같이, 풀 브리지 방식으로 스위칭부(710)를 구성할 수 있다. 예컨대 스위칭부(710)는 전원전압과 접지 사이에서 서로 직렬 연결된 제1 스위칭소자(Q₁)와 제2 스위칭소자(Q₂), 그리고 제3 스위칭소자(Q₃)와 제4 스위칭소자(Q₄)를 포함하며, 이때 상측의 제1 스위칭소자(Q₁)와 하측의 제4 스위칭소자(Q₄)가 상보적으로 동작하고, 하측의 제2 스위칭소자(Q₂)와 상측의 제3 스위칭소자(Q₃)가 상보적으로 동작하게 된다.

또한, 제1 내지 제4 스위칭소자(Q₁, Q₄) 양단 전압을 각각 센싱하기 위한 전압검출부(720)는 제1 내지 제4 검출저항을 가지며, 밴드갭 기준전압 발생부(740) 또한 제1 내지 제4 밴드갭 기준전압 발생부를 가질 것이다. 뿐만 아니라, 기준전압 제공부(750)는 제1 내지 제4 기준전압 제공부를 갖게 되고, 비교부(760)는 제1 내지 제4 비교기를 포함하게 된다.

상기한 내용 이외의 기타 자세한 내용들은 도 4 및 도 6에 도시된 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 온도 보상형 과전류 검출장치에서의 내용들과 다르지 않으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서 스위칭소자들은 MOSFET에 한정되는 것이 아니라 접합형 FET, BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulatied Gate Bipolar Transistor), JFET(Junction gate FET) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 그러므로, FET 계열 소자의 게이트 또는 BJT, IGBT 계열 소자의 베이스는 스위칭소자의 구동단으로 통칭하여 사용될 수 있다. 또한, FET 계열 소자의 드레인 또는 BJT, IGBT 계열 소자의 컬렉터는 스위칭소자의 전류 인입단이라 지칭될 수 있으며, FET 계열 소자의 소스 및 BJT, IGBT 계열 소자의 에미터는 전류 인출단이라 지칭될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 저항은 그 저항의 상위 개념인 저항소자로 대체하여 사용될 수 있을 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그리고, 명세서상에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

400, 600: 게이트 드라이버 410, 710: 스위칭부
420, 640, 720: 전압검출부 430, 670, 730: 전압레벨 변환부
440, 650, 740: 밴드갭 기준전압 발생부 450, 660, 750: 기준전압 제공부
610: 제1 스위칭부 620: 마스킹 회로부
630: 제2 스위칭부

Claims

전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자를 갖는 스위칭부;
상기 제1 및 제2 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 및 제2 검출전압을 제공하는 전압검출부;
온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부;
상기 I_PTAT를 변환하여 제1 및 제2 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부; 및
상기 제1 검출전압과 상기 제1 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하고, 상기 제2 검출전압과 상기 제2 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 비교부를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 스위칭소자는 상기 전원전압과 상기 접지 사이에 하프 브리지(half bridge) 형태로 접속되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자는 MOSFET로 이루어지며,
상기 전압검출부는
상기 제1 스위칭소자의 소스 및 드레인 단자에 접속하여 제1 검출전압을 제공하는 제1 검출저항; 및
상기 제2 스위칭소자의 소스 및 드레인 단자에 접속하여 제2 검출전압을 제공하는 제2 검출저항을
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 밴드갭 기준전압 생성부는
상기 전원전압과 상기 접지 사이에 구비되어 제1 전류원을 제공하는 제3 스위칭소자 및 제3 저항;
상기 전원전압과 상기 접지 사이에 구비되어 제2 전류원을 제공하는 제4 스위칭소자, 제1 트랜지스터 및 제4 저항;
상기 전원전압과 상기 접지 사이에 구비되어 제3 전류원을 제공하는 제5 스위칭소자, 제2 트랜지스터 및 제5 저항을
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제4항에 있어서,
상기 제3 스위칭소자는 N채널 MOSFET이고, 상기 제4 및 제5 스위칭소자는 P채널 MOSFET로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제5항에 있어서,
상기 제3 스위칭소자의 드레인 단자는 상기 전원전압에, 소스 단자는 제3 저항의 일측 단자 및 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 베이스 단자에 공통 접속하고, 게이트 단자는 상기 제4 스위칭소자의 드레인 단자와 접속하며,
상기 제1 트랜지스터의 에미터 단자는 상기 제4 저항의 일측 단자에 접속하고,
상기 제4 저항의 타측 단자는 접지되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제5항에 있어서,
상기 제4 스위칭소자의 소스 단자는 상기 전원전압에, 드레인 단자는 제1 트랜지스터의 컬렉터 단자에 접속하고, 게이트 단자는 제5 스위칭소자의 게이트 단자에 접속함과 동시에 제5 스위칭소자의 드레인 단자 및 제2 트랜지스터의 컬렉터 단자에 접속하며,
상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자는 상기 제5 저항의 일측 단자에 접속하고,
상기 제5 저항의 타측 단자는 상기 제1 트랜지스터의 에미터 단자에 접속하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제7항에 있어서,
상기 기준전압 제공부는 상기 전원전압과 상기 접지 사이에 구비되어 제4 전류원을 제공하는 제6 스위칭소자 및 제6 저항을 포함하며,
상기 제6 스위칭소자의 소스 단자는 상기 전원전압에, 게이트 단자는 상기 제5 스위칭소자의 게이트 단자에 접속하고, 드레인 단자는 상기 제6 저항의 일측 단자에 접속하며,
상기 제6 저항의 타측 단자는 접지되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 비교부는
상기 제1 검출전압과 제1 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하는 제1 비교기; 및
상기 제2 검출전압과 제2 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 제2 비교기를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자를 갖는 제1 스위칭부;
상기 제1 및 제2 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 및 제2 검출전압을 제공하는 전압검출부;
온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부;
상기 I_PTAT을 변환하여 제1 및 제2 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부;
상기 제1 기준전압 및 제2 기준전압을 제공받아 전압 레벨이 각각 변환된 제1 변환전압 및 제2 변환전압을 생성하여 출력하는 전압레벨 변환부; 및
상기 제1 검출전압과 제1 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하며, 상기 제2 검출전압과 상기 제2 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 비교부를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제10항에 있어서,
상기 과전류 검출장치는
상기 제1 스위칭소자 및 상기 제2 스위칭소자에 입력된 신호의 노이즈를 각각 차단하는 제1 마스킹 회로 및 제2 마스킹 회로를 갖는 마스킹 회로부; 및
상기 제1 마스킹 회로와 상기 전압검출부의 사이에 구비되는 제3 스위칭소자 및 상기 제2 마스킹 회로와 상기 전압검출부의 사이에 구비되는 제4 스위칭소자를 갖는 제2 스위칭부를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제11항에 있어서,
상기 비교부는
상기 제1 검출전압과 상기 제1 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제1 결과값을 출력하는 제1 비교기; 및
상기 제2 검출전압과 상기 제2 변환전압을 비교하여 비교 결과에 따른 제2 결과값을 출력하는 제2 비교기를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제12항에 있어서,
상기 제2 스위칭부는
게이트 단자가 상기 제1 마스킹 회로의 출력단에, 소스 단자는 상기 제1 스위칭소자의 소스 단자에 접속하고, 드레인 단자는 상기 제1 비교기의 반전 입력단자에 접속하는 제3 스위칭소자; 및
게이트 단자가 상기 제2 마스킹 회로의 출력단에, 드레인 단자는 상기 제1 스위칭소자의 소스 단자에 접속하고, 소스 단자는 상기 제2 비교기의 반전 입력단자에 접속하는 제4 스위칭소자를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제13항에 있어서,
상기 전압검출부는
상기 제1 스위칭소자의 양단 전압을 검출하여 상기 제1 검출전압을 제공하는 제1 검출저항; 및
상기 제2 스위칭소자의 양단 전압을 검출하여 상기 제2 검출전압을 제공하는 제2 검출저항을
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제14항에 있어서,
상기 제1 검출저항의 일측 단자는 상기 전원전압에, 타측 단자는 상기 제1 비교기의 반전 입력단자에 접속하고,
상기 제2 검출저항의 일측 단자는 상기 제2 비교기의 반전 입력단자에, 타측 단자는 접지되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제12항에 있어서,
상기 기준전압 제공부는 상기 전원전압과 상기 접지 사이에서 I_PTAT에 따라 상기 제1 기준전압을 발생하는 제3 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제16항에 있어서,
상기 전압레벨 변환부는
상기 제1 변환전압을 출력하는 제1 전압레벨 변환부; 및
상기 제2 변환전압을 출력하는 제2 전압레벨 변환부를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제17항에 있어서,
상기 온도 보상형 과전류 검출장치는 제5 저항을 포함하며,
상기 제5 저항은 상기 전원전압과 상기 제1 비교기의 비반전 입력단자에 각각 접속하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제18항에 있어서,
상기 제1 전압레벨 변환부는 제1 OP 앰프, 제4 저항 및 제5 스위칭소자를 포함하고,
상기 제5 스위칭소자의 게이트 단자는 상기 제1 OP 앰프의 출력단에, 드레인 단자는 상기 제1 비교기의 비반전 입력단자에 접속하고, 소스 단자는 상기 제4 저항의 일측 단자에 접속하며,
상기 제1 OP 앰프의 비반전 입력단자는 상기 제3 저항의 일측 단자에, 반전 입력단자는 상기 제5 저항의 일측 단자에 접속하고,
상기 제4 저항의 타측 단자는 접지되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제17항에 있어서,
상기 기준전압 제공부는 제6 저항을 포함하며,
상기 제6 저항은 상기 전원전압과 상기 접지 사이에서 I_PTAT에 따라 상기 제2 기준전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제20항에 있어서,
상기 제2 전압레벨 변환부는 제2 OP 앰프, 제7 및 제8 저항, 제6 내지 제8 스위칭소자를 포함하며,
상기 제2 OP 앰프의 비반전 입력단자는 상기 제6 저항의 일측 단자에, 반전입력단자는 상기 제6 스위칭소자의 소스 단자에 접속하고,
상기 제6 스위칭소자의 게이트 단자는 상기 제2 OP 앰프의 출력단에, 소스 단자는 상기 제7 저항의 일측 단자에 접속하고, 드레인 단자는 상기 제7 스위칭소자의 드레인 단자 및 상기 제7 스위칭소자와 제8 스위칭소자의 게이트 단자에 공통 접속하며,
상기 제7 스위칭소자의 소스 단자는 상기 제8 스위칭소자의 소스 단자에, 드레인 단자는 상기 제8 저항의 일측 단자 및 상기 제2 비교기의 비반전 입력단자에 접속하며,
상기 제7 저항 및 제8 저항의 타측 단자는 접지되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
전원전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 입력된 신호에 따라 상보적으로 스위칭 동작하는 제1 스위칭소자와 제2 스위칭소자, 그리고 제3 스위칭소자와 제4 스위칭소자를 갖는 스위칭부;
상기 제1 내지 제4 스위칭소자의 양단 전압을 각각 검출하여 제1 내지 제4 검출전압을 제공하는 전압검출부;
온도 변화에 비례하여 변하는 전류(I_PTAT)를 발생하는 밴드갭 기준전압 발생부;
상기 I_PTAT를 변환하여 제1 내지 제4 기준전압을 생성해 제공하는 기준전압 제공부; 및
상기 제1 검출전압과 상기 제1 기준전압, 상기 제2 검출전압과 상기 제2 기준전압, 상기 제3 검출전압과 상기 제3 기준전압 및 상기 제4 검출전압과 상기 제4 기준전압을 각각 비교하여 비교 결과에 따른 제1 내지 제4 결과값을 출력하는 비교부를
포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.
제22항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 스위칭소자는 상기 전원전압과 상기 접지 사이에 풀 브리지(full bridge) 형태로 접속되는 것을 특징으로 하는 온도 보상형 과전류 검출장치.