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KR101602474B1 - 보호 회로, 이를 포함하는 공진형 컨버터 및 그 보호 방법 - Google Patents

보호 회로, 이를 포함하는 공진형 컨버터 및 그 보호 방법 Download PDF

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KR101602474B1
KR101602474B1 KR1020090019019A KR20090019019A KR101602474B1 KR 101602474 B1 KR101602474 B1 KR 101602474B1 KR 1020090019019 A KR1020090019019 A KR 1020090019019A KR 20090019019 A KR20090019019 A KR 20090019019A KR 101602474 B1 KR101602474 B1 KR 101602474B1
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switch
voltage
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zvs
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구관본
엄현철
김진태
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페어차일드코리아반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 보호 회로, 이를 포함하는 공진형 컨버터 및 그 보호 방법에 관한 것이다.
상측 스위치 및 하측 스위치를 포함하는 공진형 컨버터는 하측 스위치에 흐르는 전류를 감지하여 하측 스위치의 음의 방향으로 흐르는 전류 폭을 이용하여 영 전압스위칭 여부를 판단한다.
Figure R1020090019019
영 전압 스위칭, 영 전류 스위칭, 역복원, 하드 스위칭

Description

보호 회로, 이를 포함하는 공진형 컨버터 및 그 보호 방법{PROTECTION CIRCUIT, RESONANT CONVERTER COMPRISING THE PROTECTION CIRCUIT AND PROTECTING METHOD OF THE RESONANT CONVERTER }
본 발명은 보호 회로, 이를 포함하는 공진형(resonant) 컨버터 및 그 보호 방법에 관한 것으로, 특히, 영 전압 스위칭(zero voltage switching)에 실패한 공진형 컨버터를 보호하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 일반적인 공진형 컨버터를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공진형 컨버터는 두 개의 스위치(SW1 및 SW2)가 번갈아 도통 차단된다. 1차측 코일(1)과 2차측 코일(2)로 형성되는 트랜스포머(transformer)의 누설 인덕턴스(leakage inductance) 및 자화 인덕턴스(magnetizing inductance) 성분과 커패시터(3) 사이에 공진이 발생하고, 공진에 의해 전류(Ip)가 발생한다. 정류부(4)는 2차측 코일(3)에 흐르는 전류를 정류하여 직류 전류를 생성한다.
도 2는 입력 전압(Vin)과 출력 전압(Vout)간의 비(Vout/Vin)인 게인과 스위칭 주파수(fs)의 상관 관계를 나타낸 도면이다. 스위칭 주파수란 두 개의스위 치(SW1, SW2) 각각이 한 번씩 번갈아 도통 및 차단되는 동작 주파수를 의미한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상관 관계곡선에서, 게인이 최대가 되는 피크 스위칭 주파수(ft)(이하, 기준 주파수)를 기준으로 공진형 컨버터의 동작 영역을 아래와 같이 영 전압 스위칭 영역 및 영 전류 스위칭 영역으로 구분할 수 있다. 오른 쪽 영역(스위칭 주파수(fs)가 피크 스위칭 주파수(ft)보다 큰 경우)은 영 전압 스위칭(zero voltage switching) 영역(이하, ZVS 영역)이고, 왼쪽 영역(스위칭 주파수(fs)가 피크 스위칭 주파수(ft)보다 작은 경우)은 영 전류 스위칭(zero current switching) 영역(이하, ZCS 영역)이다. 영 전압 스위칭이란, 스위치가 턴 온되는 시점에 스위치 양단의 전압 차가 실질적으로 영 전압인 스위칭을 의미한다. 영 전류 스위칭이란, 스위치가 턴 오프 되는 시점에 스위치의 채널(channel)로 전류가 흐르지 않는 스위칭을 의미한다. 공진형 컨버터에서 영 전류 스위칭이 발생하면, 스위치를 MOSFET으로 구현했을 경우, MOSFET의 바디 다이오드(body diode)의 역복원(reverse recovery) 문제와 함께 턴 온 순간에 하드 스위칭(hard switching)이 발생한다.
도 3a는 종래 공진형 컨버터가 ZCS 영역에서 동작할 때, 스위치(SW1)에 흐르는 전류 및 전류(Ip)를 나타낸 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, ZCS 영역에 있는 경우, 스위치(SW1)가 턴 오프되는 시점에 역복원이 발생하고, 턴 온 되는 시점에 하드 스위칭이 발생한다.
도 3b는 종래 공진형 컨버터가 ZVS 영역에서 동작할 때, 스위치(SW1)에 흐르는 전류 및 전류(Ip)를 나타낸 도면이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, ZVS 영역에 있는 경우, 스위치(SW1)가 턴 온 되는 시점에 스위치(SW1)에는 음의 방향으로 전류가 흐르고 있어, 스위치(SW1)의 양단 전압 차를 무시할 수 있다.
이와 같이, 공진형 컨버터가 ZVS 영역에서 동작해야 MOSFET의 바디 다이오드(body diode)의 역 복원 및 턴 온 순간의 하드 스위칭을 방지할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공진형 컨버터가 영 전압스위칭에 실패한 경우, 이를 감지하고 더 이상 동작하지 않도록 공진형 컨버터를 제어하는 보호 회로, 이를 포함하는 공진형 컨버터 및 그 보호 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 제1 및 제2 스위치를 포함하는 공진형 컨버터의 영 전압 스위칭을 감시하는 보호 회로는, 상기 제1 스위치에 흐르는 제1 전류에 대응하는 감지 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭에 대응하는 검출 신호를 생성하는 폭 측정 비교기 상기 검출 신호를 이용하여 음 전류 폭에 대응하는 폭 검출 전압을 생성하는 타이머 및 상기 제1 스위치가 턴 오프 되면, 상기 폭 검출 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 영 전압 스위칭 여부를 판단하는 ZVS 판단 비교부를 포함한다. 상기 보호 회로는 ZVS 감시부를 더 포함하고, 상기 ZVS 감시부는 상기 제1 스위치의 온/오프를 감지하여, 상기 제1 스위치가 턴 오프되면, 상기 ZVS 판단 비교부가 상기 폭 검출 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하도록 제어하고, 상기 제1 스위치가 턴 오프된 시점으로부터 소정 기간 지연 기간 뒤에 상기 폭 검출 전압을 리셋 시킨다. 상기 타이머는, 상기 검출 신호에 따라 온/오프 되는 충전 스위치 상기 충전 스위치의 일단에 연결되어 있는 전류원 상기 충전 스위치의 타단에 일단이 연결되어 있는 커패시터 및 상기 커패시터에 병렬 연결되어 있는 방전 스위치를 포함하고, 상기 커패시터의 일단 전압이 상기 폭 검출 전압이다. 상기 ZVS 감시 제어부는 상기 지연 기간 뒤에 상기 방전 스위치를 턴 온 시킨다. 상기 ZVS 판단 비교부는, 제1 입력 단자 상기 제2 기준 전압이 입력되는 제2 입력 단자 및 상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되고 상기 제1 스위치 턴 오프 시점으로부터 소정의 비교 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 상기 폭 검출 전압을 전달하고, 상기 제1 스위치온 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 상기 전원 전압을 전달하는 스위치를 포함한다. 본 발명의 한 특징에 따른 보호 회로는 상기 ZVS 판단 비교부로부터 영 전압 스위칭 실패를 전달받고, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 보호 신호를 생성하는 보호 신호 생성부를 더 포함한다.
본 발명의 다륵 특징에 따른 제1 및 제2 스위치를 포함하는 공진형 컨버터는, 상기 제1 스위치의 일단 및 접지에 일단이 연결되어 있는 감지 저항 및 상기 감지 저항의 타단에 연결되어 있고, 상기 감지 저항의 감지 전압을 이용하여 상기 제1 스위치에 흐르는 제1 전류의 음 전류 폭을 측정하고, 상기 음 전류 폭이 소정의 기준값 이하이면, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 보호 회로를 포함한다. 상기 보호 회로는, 상기 감지 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 제 1 전류의 음 전류 폭에 대응하는 검출 신호를 생성하는 폭 측정 비교기 상기 검출 신호를 이용하여 음 전류 폭에 대응하는 폭 검출 전압을 생성하는 타이머 및 상기 제1 스위치가 턴 오프 되면, 상기 폭 검출 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 영 전압 스위칭 여부를 판단하는 ZVS 판단 비교부를 포함한다. 상기 보호 회로는, 상기 제1 스위치의 온/오프를 감지하여, 상기 제1 스위치가 턴 오프되면, 상기 ZVS 판단 비교부가 상기 폭 검출 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하도록 제어하고, 상기 제1 스위치가 턴 오프된 시점으로부터 소정 기간 지연 기간 뒤에 상기 폭 검출 전압을 리셋 시키는 ZVS 감시 제어부를 더 포함한다. 상기 타이머는, 상기 검출 신호에 따라 온/오프 되는 충전 스위치 상기 충전 스위치의 일단에 연결되어 있는 전류원 상기 충전 스위치의 타단에 일단이 연결되어 있는 커패시터 및 상기 커패시터에 병렬 연결되어 있는 방전 스위치를 포함하고, 상기 커패시터의 일단 전압이 상기 폭 검출 전압이다. 상기 ZVS 감시 제어부는 상기 지연 기간 뒤에 상기 방전 스위치를 턴 온 시킨다. 상기 ZVS 판단 비교부는, 제1 입력 단자 상기 제2 기준 전압이 입력되는 제2 입력 단자 및 상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되고 상기 제1 스위치턴 오프 시점으로부터 소정의 비교 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 상기 폭 검출 전압을 전달하고, 상기 제1 스위치온 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 상기 전원 전압을 전달하는 스위치를 포함한다. 덧붙여, 상기 보호 회로는, 상기 ZVS 판단 비교부로부터 영 전압 스위칭 실패를 전달받고, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 보호 신호를 생성하는 보호 신호 생성부를 더 포함하고, 공진형 컨버터는 상기 보호 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스위치의 스위 칭을 멈추게 하는 게이트 구동부를 더 포함한다. 이와 달리, 상기 보호 회로는, 상기 ZVS 판단 비교부로부터 영 전압 스위칭 실패를 전달받고, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭 주파수를 증가시키기 위한 보호 신호를 생성하는 보호 신호 생성부를 더 포함하고, 상기 공진형 컨버터는 상기 보호 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭 주파수를 증가시킨다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 제1 및 제2 스위치를 포함하는 공진형 컨버터의 보호 방법은, 상기 제1 스위치에 흐르는 제1 전류에 대응하는 감지 전압을 생성하는 단계 상기 감지 전압을 이용하여 상기 제1 전류의음 전류 폭을 측정하는 단계 및 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하인지 판단하는 단계를 포함한다. 상기 감지 전압을 이용하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭을 측정하는 단계는, 상기 감지 전압과 소정의 제1 기준 전압을 비교하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭에 대응하는 검출 신호를 생성하는 단계 및 상기 검출 신호를 이용하여 음 전류 폭에 대응하는 폭 검출 전압을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 폭 검출 전압은 상기 음 전류 폭에 대응한다. 상기 판단하는 단계는, 상기 제1 스위치가 턴 오프 되면, 상기 폭 검출 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하인지 판단한다. 상기 공진형 컨버터의 보호 방법은 상기 판단 결과 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하면, 제1 및 제 2 스위치를 강제로 턴 오프 하는 단계를 더 포함한다. 이와 달리, 상기 공진형 컨버터의 보호 방법은 상기 판단 결과 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하면, 제 1및 제 2 스위치의 동작 주파수를 강제로 증가시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 스위치에 흐르는 전류를 감지하여, 영 전압 스위칭 실패를 감지할수 있는 보호 회로를 제공하고, 이를 포함하는 공진형 컨버터 및 그 보호 방법을 제공한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 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, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 회로 및 이를 포함하는 공진형 컨버터를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공진형 컨버터는 구형파 생성부(square wave generator)(200), 공진부(resonant network unit)(300) 및 스위치 제어부(100)를 포함한다. 정류 다이오드(D1, D2)는 공진부(300)의 2차측 코일(Co2, Co3)에 흐르는 전류를 정류한다. 출력 커패시터(Cout)는 정류된 전류에 의해 충전되고, 출력 커패시터(Cout)의 전압은 공진형 컨버터의 출력 전압(Vout)이다. 커패시터(Cin)의 일단에는 입력 전압(Vin)이 전달되고, 커패시터(Cin)는 입력 전압(Vin)을 평활한다. 저항(Rsense)은 입력 커패시터(Cin)의 타단과 접지(GND)사이에 연결되어 있다. 하측 스위치(M1)에 전류(IM1)가 흐르면, 전류(IM1)의 절대치에 비례하는 절대치를 가지고, 전류(IM1)의 방향과는 반대 방향의 감지 전압(CS)이 저항(Rsense)에 발생한다. 전류(IM1)의 방향과 반대 방향의 감지 전압(CS)이란, 하측 스위치(M1)의 드레인 전극에서 소스전극으로 전류(IM1)가 흐르면 음의 전압이 되고, 소스 전극에서 드레인 전극으로 전류(IM1)가 흐르면 양의 전압이 되는 것을 의미한다.
구형파 생성부(200)는 상측 스위치(high side switch)(M2) 및 하측 스위치(low side switch)(M1)를 포함한다. 구형파 생성부(200)는 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 스위칭 동작에 의해 입력 직류 전압(Vin)을 구형파로 생성한다. 구체적으로, 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1) 각각은 교대로 온/오프된다. 그러면 노드(N1) 및 노드(N2) 사이의 구동 전압(Vd)은 피크(peak) 값으로 전압(Vin)과 같은 레벨을 가지고 최저 값으로 0V를 가지는 구형파가 된다. 상측 스위치(M2)는 스위치 제어부(100)로부터 전달되는 게이트 신호(HO)에 의해 제어되며, 하측 스위치(M1)는 게이트 신호(LO)에 의해 제어된다. 본 발명의 실시 예에 따른 상측 스 위치(M2) 및 하측 스위치(M1)는 MOSFET(metal oxide semiconductor field-effect transistor)로 구현되며, n 채널(channel) 타입을 가진다.
공진부(resonant network unit)(300)는 1차측 코일 1차 코일(Co1), 2차측 코일 2차 코일(Co2) 및 3차 코일(Co3), 및 커패시터(Cr)를 포함한다. 1차측 코일과 2차측 코일로 형성되는 트랜스포머의 누설 인덕턴스(leakage inductance) 및 자화 인덕턴스(magnetizing inductance) 성분, 그리고 공진 커패시터(Cr)간에 공진이 발생한다. 이 공진에 의해 공진부(300)에 입력되는 공진 전류(Id)는 사인파를 가진다. 1차 코일(Co1)의 양단 전압은 1차 코일(Co1)과 2차 코일(Co2)의 권선비(2차 코일(Co2)의 권선수/1차 코일(Co1)의 권선수)에 따라 2차 코일(Co2)로 전달되고, 1차 코일(Co1)과 3차 코일(Co3)의 권선비(3차 코일(Co3)의 권선수/1차 코일(Co1)의 권선수)에 따라 3차 코일(Co3)에 전달된다. 1차 코일(Co1)에 흐르는 전류는 1차 코일(Co1)과 2차 코일(Co2)의 권선비에 반비례하여 2차 코일(Co2)에 전달되고, 1차 코일(Co1)과 3차 코일(Co3)의 권선비에 반비례하여 3차 코일(Co3)에 전달된다. 공진 전류(Id)는 2차측 코일(Co2, Co3)에 흐르는 전류가 1차 코일(Co1)에 영향을 주어 발생하는 전류와 자화 인덕턴스에 의해 발생하는 자화 성분 전류의 합이다.
스위치 제어부(100)는 게이트 제어부(110), 게이트 구동부(120) 및 보호 회로(130)를 포함한다. 스위치 제어부(100)는 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 스위칭 동작을 제어한다. 스위치 제어부(100)는 상측 스위치(M2)와 하측 스위치(M1)가 교대로 턴 온 및 턴 오프 되고, 각각의 턴 온 기간 및 턴 오프 기간은 서로 동일하도록 제어한다. 또한, 스위치 제어부(100)는 상측 스위치(M2) 및 하측 스 위치(M1)가 모두 턴 오프 되는 데드 타임(dead time)이 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 턴 온 기간 사이에 위치하도록 각각의 스위치 동작을 제어한다. 스위치 제어부(100)는 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1) 중 하나가 영 전압 스위칭에 실패한 경우, 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 스위칭 동작을 차단한다.
게이트 제어부(110)는 출력 전압(Vout)에 따라 스위칭 주파수를 제어한다. 구체적으로 게이트 제어부(110)는 출력 전압에 따라 변동하는 주파수를 가지는 게이트 제어 신호(GC)를 생성한다. 게이트 제어부(110)는 출력 전압(Vout)이 증가하면, 게이트제어 신호(GC)의 주파수를 증가시키고, 출력 전압(Vout)이 감소하면, 게이트 제어 신호(GC)의 주파수를 감소시킨다. 게이트제어 신호(GC)의 주파수가 증가하면, 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 스위칭 주파수가 증가하여, 2차측 코일에 흐르는 전류의 최고치가 감소하여 컨버터의 출력 전력이 감소한다. 반대로, 게이트 제어 신호(GC)의 주파수가 감소하면, 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 스위칭 주파수가 감소하여, 2차측 코일에 흐르는 전류의 최고치가 증가하여 컨버터의 출력 전력이 증가한다.
게이트 구동부(120)는 게이트 제어 신호(GC)에 따라 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)를 스위칭 시킨다. 구체적으로, 게이트 구동부(120)는 게이트 제어 신호(GC)에 따라 상측 게이트 신호(HO) 및 하측 게이트 신호(LO)를 생성한다. 게이트 구동부(120)는 제1 NOR 게이트(121), 지연부(122), 인버터(123), 제2 NOR 게이트(124) 및 지연부(125)를 포함한다. 인버터(123)는 게이트 제어 신호(GC)를 반전 시키고, 지연부(122)는 반전된 게이트 제어 신호(GC)를 소정 기간 지연시켜 출력한 다. 제1 NOR 게이트(121)는 반전된 게이트 제어 신호(GC) 및 지연부(122)의 출력 신호를 전달받아, NOR 연산하여 상측 게이트 신호(HO)를 생성한다. 지연부(122)의 소정 기간은 데드 타임에 대응하는 기간이다. 지연부(125) 역시 게이트 제어 신호(GC)를 소정 기간 지연 시켜 출력한다. 그러면 제2 NOR 게이트(124)는 게이트 제어 신호(GC)와 지연부(125)의 출력 신호를 전달받고, NOR 연산하여 하측 게이트 신호(LO)를 생성한다.
보호 회로(130)는 감지 전압(CS)을 이용하여 상측 및 하측 스위치(M1, M2)의 영 전압 스위칭을 감시한다. 상측 및 하측 스위치(M1, M2)는 동일한 스위칭 주파수로 동작하고, 그 듀티 역시 동일하게 제어된다. 따라서 두 개의 스위치 중 하나가 영전압 스위치에 실패하면, 다른 하나의 스위치 역시 영 전압 스위칭에 실패한다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 하측 스위치(M1)에 흐르는 전류(IM1)에 대응하는 감지 전압(CS)를 이용하여 영 전압 스위칭을 감시한다. 먼저 도 5 및 도 6a-6f를 이용하여 본 발명의 실시 예에서 영 전압 스위칭을 감시하는 방법에 대해서 설명한다.
먼저 도 5는 입력 전압 및 출력 전압간의 게인과 스위칭 주파수(fs)간의 상관 관계를 나타낸 도면이다. 도 5에서 주파수 fo는 공진 주파수를 나타낸다.
그리고 도 6a-6f는 도 5에 표시된 6개의 지점에서 하측 스위치(M1)에 흐르는 전류(IM1_1-IM1_6)을 나타낸 것이다.
먼저 도 5의 a 지점은 ZVS 영역에 속하는 지점으로서, 도 6a에 도시된 것과 같이, 하측 스위치(M1)가 턴 온 되는 시점(Ton1)에 음의 방향(하측 스위치의 소스 에서 드레인으로 흐르는 방향)으로 전류(IM1_1)가 흐르고 있어, 하측 스위치(M1)의 소스 및 드레인 간의 전압 차가 0이다.
도 5의 b 지점 역시 ZVS 영역에 속하는 지점으로서, 도 6b에 도시된 것과 같이, 하측 스위치(M1)가 턴 온 되는 시점(Ton2)에 음의 방향으로 전류(IM1_2)가 흐르고 있어, 하측 스위치(M1)의 소스 및 드레인 간의 전압 차가 0이다.
도 5의 c 및 d 지점 각각 역시 ZVS 영역에 속하는 지점으로서, 도 6c 및 d에 도시된 것과 같이, 하측 스위치(M1)가 턴 온 되는 시점(Ton3, Ton4)에 음의 방향으로 전류(IM1_3, IM1_4)가 흐르고 있어, 하측 스위치(M1)의 소스 및 드레인 간의 전압 차가 0이다.
도 5의 e 지점은 ZVS 영역에 속하나, 도 6e에 도시된 것과 같이, 하측 스위치(M1)가 턴 온 되는 시점(Ton5)에 전류(IM1_5)가 거의 흐르지 않는다. 그러면, 하측 스위치(M1)의 소스 및 드레인 간의 전압 차가 0보다 큰 전압일 수 있다.
도 5의 f 지점은 ZCS 영역에 속하고, 도 6f에 도시된 바와 같이, 하측 스위치(M1)가 턴 온 되는 시점(Ton6)에 전류(IM1_5)가 0보다 큰 전류로 하드 스위칭이 발생하고, 턴 오프 되는 시점(Toff)에 역복원이 발생한다.
이와 같이, ZVS 영역에 속하고 기준 주파수(ft)와 가까워 질수록, 하측 스위치(M1)의 턴 온 시점부터 전류(IM1)가 음의 방향으로 흐르는 기간(이하, '음 전류 폭(the width of the negative part of the current IM1)라 함.)(NW1-NW4)이 점점 좁아진다. 그리고 도 6e에서 도시된 바와 같이, ZVS 영역일지라도, 기준 주파수(ft)에 매우 가까워지면 영전압 스위칭에 실패할 수도 있다. 본 발명은 이와 같 은 현상을 이용하여 음 전류 폭을 감지하여 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하이면, 영 전압 스위칭 실패로 판단한다. 본 발명의 실시 예에 따른 공진형 컨버터는 영 전압 스위칭이 실패한 경우 스위칭 동작을 정지시키는 보호 동작을 수행한다.
다시 도 4를 참조하여 보호 회로(130)에 대해서 설명한다.
보호 회로(130)는 폭 측정 비교기(131), 타이머(133), ZVS 판단 비교부(134), 보호 신호 생성부(135) 및 ZVS 감시 제어부(136)를 포함한다.
폭 측정 비교기(131)는 감지 전압(CS)을 이용하여 전류(IM1)의 음 전류 폭에대응하는 검출 신호(DW)를 생성한다. 구체적으로, 폭 측정 비교기(131)는 감지 전압(CS)과 소정의 기준 전압(VR1)을 비교하여, 감지 전압(CS)가 기준 전압(VR1) 이상인 기간을 음 전류 폭으로 판단하고, 이 기간 동안 소정 레벨의 검출 신호(DW)를 타이머(133)로 전달한다. 본 발명의 실시 예에서는 폭 측정 비교기(131)의 비반전 단자(+)에는 감지 전압(CS)이 입력되고, 반전 단자(-)에는 기준 전압(VR1)이 입력되어, 음 전류 폭에 해당하는 기간 동안 검출 신호(DW)는 하이 레벨이다. 기준 전압(VR1)은 접지 전압으로 설정할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시 예에서는, ZVS 영역이라도 기준 주파수(ft)에 근접한 경우 영 전압 스위칭에 실패할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 소정의 마진을 두어 접지 전압에 가까운 양의 전압으로 설정한다.
타이머(133)는 검출 신호(DW)를 이용해 음 전류 폭에 대응하는 기간을 측정한다. 타이머(133)는 측정된 기간에 대응하는 폭 검출 전압(Vc)을 생성한다. 타이머(133)는 전류원(132), 충전 스위치(S1), 방전 스위치(S2), 커패시터(C1) 및 제너 다이오드(ZS)를 포함한다. 충전 스위치(S1)가 턴 온 되고, 방전 스위치(S2)가 턴 오프되어 있으면, 전류원(132)의 전류(Is)는 커패시터(C1)을 충전시켜, 폭 검출 전압(Vc)은 증가한다. 제너 다이오드(ZS)는 커패시터(C1)에 병렬 연결되어 있으므로, 폭 검출 전압(Vc)은 제너 다이오드(ZS)의 항복 전압을 초과해 증가하지 않는다. 커패시터(C1)에 충전되는 최고 전압, 즉, 폭 검출 전압(Vc)은 제너 다이오드(ZS)의 항복 전압으로 일정하게 유지된다. 충전 스위치(S1)가 턴 오프 되고, 방전 스위치(S2)가 턴 온 되면, 커패시터(C1)에 충전된 전하가 방전되어 폭 검출 전압(Vc)은 접지 레벨이 된다. 충전 스위치(S1)의 스위칭은 검출 신호(DW)에 의해 제어되므로, 폭 검출 전압(Vc)이 증가하는 기간은 검출 신호(DW)에 따라 결정된다. 본 발명의 실시 예에서 충전 스위치(S1) 및 방전 스위치(S2)는 하이 레벨의 신호에 의해 턴 온되고, 로우 레벨의 신호에 의해 턴 오프된다. 따라서검출 신호(DW)가 하이 레벨인 기간 동안, 폭 검출 전압(Vc)이 증가한다. 또한, 타이머(133)는 제너 다이오드(ZS)를 포함하고 있으나, 이는 폭 검출 전압(Vc)의 전압 범위가 안정적으로 제어되기 위한 수단으로서 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
검출 신호(DW)가 하이 레벨인 기간이 짧으면, 커패시터(C1)의 충전 시간이 짧기 때문에 폭 검출 전압(Vc)이 낮다. 본 발명에서는 하측 스위치(M1)가 턴 온 되어 있는 기간 동안의 폭 검출 전압(Vc) 최고치가 소정의 기준 전압(VR2)보다 작으면, 음 전류 폭이 짧아 영 전압 스위칭이 실패한 것으로 판단한다. 기준 전압(VR1) 및 기준 전압(VR2)은 설계에 따라 변경이 가능한 전압이다. 기준 전압(VR1)을 낮출수록, 측정되는 음 전류 폭은 증가하고, 기준 전압(VR1)을 높일수록, 측정되는 음 전류 폭은 감소한다. 그리고, 기준 전압(VR2)을 높일수록, 영 전압 스위칭으로 판단되기 어렵고, 기준 전압(VR2)을 낮출수록, 영 전압 스위칭으로 판단되기 쉽다. 따라서 영 전압 스위칭 조건을 보다 좁게 하기 위해서는 기준 전압(VR1) 및 기준 전압(VR2)를 증가시키면 된다. 영 전압 스위칭 조건을 보다 넓게 하기 위해서는 기준 전압(VR1) 및 기준 전압(VR2)을 감소시키면 된다.
ZVS 판단 비교부(134)는 폭 검출 전압(Vc)을 이용하여 영 전압 스위칭 여부를 판단한다. ZVS 판단 비교부(134)의 반전 단자(-)는 하측 스위치(M1)가 턴 온 되어 있는 기간 동안 하이 레벨의 전압(Vcc)에 연결되어 있고, 하측 스위치(M1)가 턴 오프 된 시점으로부터 소정 기간 동안 폭 검출 전압(Vc)에 연결된다. ZVS 판단 비교부(134)의 비반전 단자(+)에는 기준 전압(VR2)가 입력되어, ZVS 판단 비교부(134)는 기준 전압(VR2)이 비반전 단자(-)에 입력되는 전압 이상이면 하이 레벨의 신호를 출력한다.
보호 신호 생성부(135)는 영 전압 스위칭에 실패하면 상측 및 하측 스위치(M1, M2)의 스위칭 동작을 중지시킨다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에서는 보호 신호 생성부(135)는 셋단(S)의 입력 신호의 상승 시점(rising edge timing)이 감지되면, 하이 레벨의 출력 신호를 출력단(Q)을 통해 출력하고, 리셋단(R)에 하이레벨의 리셋 신호(Re)가 감지되기 전까지 출력단(Q)은 하이레벨을 유지한다. 리셋 신호(Re)는 컨버터의 초기 기동시에 하이 레벨 펄스가 되어, 출력단(Q)의 출력 신호를 로우 레벨로 리셋 시킨다. 따라서, 보호 신호 생성부(135)는 셋단(S)에 입력되는 ZVS 판단 비교부(134)의 출력 신호가 하이 레벨이 되는 시점에 동기 되어 하 이 레벨의 보호 신호(PS)를 생성한다. 하이 레벨의 보호 신호(PS)가 게이트 구동부(120)의 NOR 게이트(121, 124)에 전달되면, NOR 게이트(121, 124)는 다른 입력 신호에 관계없이, 로우 레벨의 게이트 신호(HO, LO)를 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)의 게이트 전극에 전달한다. 그러면, 상측 스위치(M2) 및 하측 스위치(M1)는 턴 오프 된다.
ZVS 감시 제어부(136)는 폭 검출 전압(Vc)를 리셋 시키고, ZVS 판단 비교부(134)의 동작을 제어하여 하측 스위치(M1)가 턴 오프 된 후 영 전압 스위칭 실패 여부를 판단하게 한다. 구체적으로, ZVS 감시 제어부(136)는 게이트 제어부(110)로부터 게이트 제어 신호(GC)를 입력 받아 하측 스위치(M1)의 턴 오프 시점을 감지하고, 하측 스위치(M1)의 턴 오프 시점으로부터 비교 기간(d1) 동안 폭 검출 전압(Vc)과 기준 전압(VR2)을 비교하도록 ZVS 판단 비교부(134)를 제어한다. 구체적으로, ZVS 감시 제어부(136)는 비교 기간(d1)동안 하이 레벨의 펄스 신호(DS1)를 생성한다. 스위치(S3)는 하이 레벨의 비교 제어 신호(DS1)에 응답하여 ZVS 판단 비교부(134)의 반전 단자(-)를 폭 검출 전압(Vc)에 연결한다. 또한, ZVS 감시 제어부(136)는 턴 오프 시점으로부터 지연 기간(d2) 후에 폭 검출 전압(Vc)을 리셋 시키기 위해 방전 스위치(S2)를 턴 온 시키는 펄스 신호(DS2)를 생성한다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 공진형 컨버터의 보호 방법을 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 공진형 컨버터에 발생하는 신호 파형을 나타낸 도면이다. 도 7은 보호 방법을 설명하기 위해 스위칭 주파수(fs)가 ZVS 영역 안에서 왼쪽으로 이동하는 것으로 가정하여 설명한다.
시점 T1에 하측 스위치(M1)에 전류(IM1)이 흐르기 시작하면, 감지 전압(CS)이 발생한다. 기간 T1-T2 동안 감지 전압(CS)은 기준 전압(VR1)보다 큰 전압이다. 그러면 기간 T1-T2 동안 검출 신호(DW)는 하이 레벨이므로, 충전 스위치(S1)가 턴 온 된다. 폭 검출 전압(Vc)은 전류원(132)의 전류(Is)에 의해 증가하다가, 시점 T12에 제너 다이오드(ZS)의 항복 전압에 따라 결정되는 정규 전압(VZ)에 도달하면 일정하게 유지된다. 시점 T2에 검출 신호(DW)가 로우 레벨이 되면, 충전 스위치(S1)가 턴 오프 되고, 폭 검출 전압(Vc)은 정규 전압(VZ)로 일정하게 유지된다.
시점 T3에 하측 스위치(M1)가 턴 오프 되면, 제1 비교 기간(d1)동안 펄스 신호(DS1)가 발생하고, ZVS 판단 비교부(134)는 폭 검출 전압(Vc)과 기준 전압(VR2)을 비교한다. 폭 검출 전압(Vc)이 기준 전압(VR2)보다 큰 전압이므로, ZVS 판단 비교부(134)의 출력 전압은 로우 레벨이고, 보호 신호 생성부(135)는 로우 레벨의 보호 신호(PS)를 유지한다.
시점 T3으로부터 지연 기간(d2) 후인 시점 T4에 펄스 신호(DS2)가 발생하면,방전 스위치(S2)가 턴 온되어, 폭 검출 전압(Vc)는 접지 전압이 된다.
이와 같은 동작이 시점 T5에 다시 반복되기 시작한다. 시점 T6에 하측 스위치(M1)가 턴 오프 되면, 펄스 신호(DS1)가 발생하고, ZVS 판단 비교부(134)는 폭 검출 전압(Vc)과 기준 전압(VR2)을 비교한다. 폭 검출 전압(Vc)이 기준 전압(VR2)보다 큰 전압이므로, ZVS 판단 비교부(134)의 출력 전압은 로우 레벨이고, 보호 신호 생성부(135)는 로우 레벨의 보호 신호(PS)를 유지한다. 시점 T7에 펄스 신 호(DS2)가 발생하여, 폭 검출 전압(Vc)는 접지 전압이 된다.
이하, 보호 신호(PS)가 하이 레벨 펄스가 되는 동작을 설명한다.
시점 T8에 하측 스위치(M1)에 전류(IM1)이 흐르기 시작하면, 감지 전압(CS)이 발생한다. 기간 T8-T9 동안 감지 전압(CS)은 기준 전압(VR1)보다 큰 전압이다. 그러면, 기간 T8-T9 동안 검출 신호(DW)는 하이 레벨이므로, 충전 스위치(S1)가 턴 온 된다. 폭 검출 전압(Vc)은 전류원(132)의 전류(Is)에 의해 증가한다. 시점 T9에 충전 스위치(S1)이 턴 오프 되므로, 폭 검출 전압(Vc)은 더 이상 증가하지 않고, 시점 T9의 전압으로 일정하게 유지된다. 시점 T10에 하측 스위치(M1)가 턴 오프 되면, 펄스 신호(DS1)가 발생하고, ZVS 판단 비교부(134)는 폭 검출 전압(Vc)과 기준 전압(VR2)을 비교한다. 폭 검출 전압(Vc)이 기준 전압(VR2)보다 작은 전압이므로, ZVS 판단 비교부(134)의 출력 전압은 하이 레벨이고, 보호 신호 생성부(135)의 셋(S)단에 하이레벨 신호가 입력된다. 그러면, ZVS 판단 비교부(134)는 출력단(Q)을 통해 하이 레벨의 보호 신호(PS)를 생성한다. 시점 T10에 상하측 스위치(M1, M2)는 턴 오프된다. 이후 시점 T11에 펄스 신호(DS2)가 인가되어 폭 검출 전압(Vc)는 리셋된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 스위칭 주파수(fs)가 ZVS 영역에서 왼쪽으로 이동할수록(기준 주파수에 가까워질수록) 검출 신호(CS)의 하이 레벨 펄스 구간이 짧아지고, 타이머(133)에 의해 폭 검출 전압(Vc)의 최고치가 기준 전압(VR2) 보다 작아지게 된다. 도 7에서는소정의 마진을 두어 영 전압 스위칭 실패 여부를 감지하는 것으로 설정하였다. 이 때문에 기준 전압(VR1) 및 기준 전압(VR2)이 접지 전압에 가까운 소정의 양의 전압이고, 전류(IM1)이 음의 방향으로 흐르는 구간이 있음에도 불구하고 보호 동작이 발생한다. 앞서 언급한 바와 같이, 마진을 얼마로 설계하느냐에 따라 기준 전압(VR1) 및 기준 전압(VR2)를 설정할 수 있으며, 본 발명이 도 7에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
지금까지 전류(IM1)의 음 전류 폭을 측정하여, 소정의 기준 값 이하인 경우, 상측 및 하측 스위치를 턴 오프 시키는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 5에서도 설명한 바와 같이 스위칭 주파수가 증가하면, 공진형 컨버터의 동작 영역이 영 전압 스위칭 영역으로 이동한다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 음 전류 폭을 측정하여, 소정의 기준 값 이하인 경우 스위칭 주파수를 증가시킨다. 구체적으로, 도 4에서 보호 신호(PS)가 게이트 구동부(120)로 전달되지 않고, 게이트 제어부(110)로 전달되고, 게이트 제어부(110)는 보호 신호(PS)에 따라 게이트 제어 신호(GC)의 주파수를 증가시킨다.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래 일반적인 공진형 컨버터를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 입력 전압(Vin)과 출력 전압(Vout)간의 비(Vout/Vin)인 게인과 스위칭 주파수(fs)의 상관 관계를 나타낸 도면이다.
도 3a는 종래 공진형 컨버터가 ZCS 영역에서 동작할 때, 스위치(SW1)에 흐르는 전류및 전류(Ip)를 나타낸 도면이다.
도 3b는 종래 공진형 컨버터가 ZVS 영역에서 동작할 때, 스위치(SW1)에 흐르는 전류및 전류(Ip)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른보호 회로 및 이를 포함하는 공진형 컨버터를 나타낸 도면이다.
도 5는 입력 전압 및 출력 전압간의 게인과 스위칭 주파수(fs)간의 상관 관계를 나타낸 도면이다.
도 6a-6f는 도 5에 표시된 6개의 지점(a-f)에서 하측 스위치(M1)에 흐르는 전류(IM1_1-IM1_6)를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 공진형 컨버터에 발생하는 신호 파형을 나타낸 도면이다.

Claims (19)

  1. 제1 및 제2 스위치를 포함하는 공진형 컨버터의 영 전압 스위칭을 감시하는 보호 회로에 있어서,
    상기 제1 스위치에 흐르는 제1 전류에 대응하는 감지 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭에 대응하는 검출 신호를 생성하는 폭 측정 비교기;
    상기 검출 신호를 이용하여 음 전류 폭에 대응하는 폭 검출 전압을 생성하는 타이머; 및
    상기 제1 스위치가 턴 오프 되면, 상기 폭 검출 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 영 전압 스위칭 여부를 판단하는 ZVS 판단 비교부를 포함하는 보호 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위치의 온/오프를 감지하여, 상기 제1 스위치가 턴 오프되면, 상기 ZVS 판단 비교부가 상기 폭 검출 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하도록 제어하고, 상기 제1 스위치가 턴 오프된 시점으로부터 소정 기간 지연 기간 뒤에 상기 폭 검출 전압을 리셋 시키는 ZVS 감시 제어부를 더 포함하는 보호 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타이머는,
    상기 검출 신호에 따라 온/오프 되는 충전 스위치
    상기 충전 스위치의 일단에 연결되어 있는 전류원
    상기 충전 스위치의 타단에 일단이 연결되어 있는 커패시터 및
    상기 커패시터에 병렬 연결되어 있는 방전 스위치를 포함하고,
    상기 커패시터의 일단 전압이 상기 폭 검출 전압인 보호 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 ZVS 감시 제어부는 상기 지연 기간 뒤에 상기 방전 스위치를 턴 온 시키는 보호 회로.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 ZVS 판단 비교부는
    제1 입력 단자;
    상기 제2 기준 전압이 입력되는 제2 입력 단자; 및
    상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되고 상기 제1 스위치의 턴 오프 시점으로부터 소정의 비교 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 상기 폭 검출 전압을 전달하고, 상기 제1 스위치의 온 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 소정의 전압을 전달하는 스위치를 포함하고,
    상기 ZVS 판단 비교부는,
    상기 제1 입력 단자의 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 보호 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 ZVS 판단 비교부로부터 영 전압 스위칭 실패를 전달받고, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 보호 신호를 생성하는 보호 신호 생성부를 더 포함하는 보호 회로.
  7. 삭제
  8. 제1 및 제2 스위치를 포함하는 공진형 컨버터에 있어서,
    상기 제1 스위치의 일단 및 접지에 일단이 연결되어 있는 감지 저항; 및
    상기 감지 저항의 타단에 연결되어 있고, 상기 감지저항의 감지 전압을 이용하여 상기 제1 스위치에 흐르는 제1 전류의 음 전류 폭을 측정하고, 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하이면, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 보호 회로를 포함하고,
    상기 보호 회로는,
    상기 감지 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭에 대응하는 검출 신호를 생성하는 폭 측정 비교기;
    상기 검출 신호를 이용하여 음 전류 폭에 대응하는 폭 검출 전압을 생성하는 타이머; 및
    상기 제1 스위치가 턴 오프 되면, 상기 폭 검출 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 영 전압 스위칭 여부를 판단하는 ZVS 판단 비교부를 포함하는 공진형 컨버터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보호 회로는,
    상기 제1 스위치의 온/오프를 감지하여, 상기 제1 스위치가 턴 오프되면, 상기 ZVS 판단 비교부가 상기 폭 검출 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하도록 제어하고, 상기 제1 스위치가 턴 오프된 시점으로부터 소정 기간 지연 기간 뒤에 상기 폭 검출 전압을 리셋 시키는 ZVS 감시 제어부를 더 포함하는 공진형 컨버터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 타이머는,
    상기 검출 신호에 따라 온/오프 되는 충전 스위치;
    상기 충전 스위치의 일단에 연결되어 있는 전류원;
    상기 충전 스위치의 타단에 일단이 연결되어 있는 커패시터; 및
    상기 커패시터에 병렬 연결되어 있는 방전 스위치를 포함하고,
    상기 커패시터의 일단 전압이 상기 폭 검출 전압인 공진형 컨버터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 ZVS 감시 제어부는 상기 지연 기간 뒤에 상기 방전 스위치를 턴 온 시키는 공진형 컨버터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 ZVS 판단 비교부는,
    제1 입력 단자;
    상기 제2 기준 전압이 입력되는 제2 입력 단자; 및
    상기 제1 입력 단자에 일단이 연결되고 상기 제1 스위치의 턴 오프 시점으로부터 소정의 비교 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 상기 폭 검출 전압을 전달하고, 상기 제1 스위치의 온 기간 동안, 상기 제1 입력 단자에 소정의 전압을 전달하는 스위치를 포함하고,
    상기 ZVS 판단 비교부는,
    상기 제1 입력 단자의 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 공진형 컨버터.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 보호 회로는,
    상기 ZVS 판단 비교부로부터 영 전압 스위칭 실패를 전달받고, 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 보호 신호를 생성하는 보호 신호 생성부를 더 포함하고,
    상기 보호 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스위치의 스위칭을 멈추게 하는 게이트 구동부를 더 포함하는 공진형 컨버터.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 보호 회로는,
    상기 ZVS 판단 비교부로부터 영 전압 스위칭 실패를 전달받고, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 스위칭 주파수를 증가시키기 위한 보호 신호를 생성하는 보호 신호 생성부를 더 포함하고,
    상기 보호 신호에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 스위칭 주파수를 증가시키는 게이트 구동부를 더 포함하는 공진형 컨버터.
  15. 삭제
  16. 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 공진형 컨버터의 보호 방법에 있어서,
    상기 제1 스위치에 흐르는 제1 전류에 대응하는 감지 전압을 생성하는 단계;
    상기 감지 전압을 이용하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭을 측정하는 단계;
    상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하인지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 단계에서 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하면 보호 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 감지 전압을 이용하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭을 측정하는 단계는,
    상기 감지 전압과 소정의 제1 기준 전압을 비교하여 상기 제1 전류의 음 전류 폭에 대응하는 검출 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 검출 신호를 이용하여 음 전류 폭에 대응하는 폭 검출 전압을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 폭 검출 전압은 상기 음 전류 폭에 대응하는 보호 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 제1 스위치가 턴 오프 되면, 상기 폭 검출 전압과 제2 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하인지 판단하는 보호 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 판단 결과 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하면, 상기 보호 신호에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 강제로 턴 오프 하는 단계를 더 포함하는 보호 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 판단 결과 상기 음 전류 폭이 소정의 기준 값 이하면, 상기 보호 신호에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 동작 주파수를 강제로 증가시키는 단계를 더 포함하는 보호 방법.
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