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KR102592321B1 - Driving apparatus for electric load and electronic device including the same - Google Patents

Driving apparatus for electric load and electronic device including the same Download PDF

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KR102592321B1
KR102592321B1 KR1020180095690A KR20180095690A KR102592321B1 KR 102592321 B1 KR102592321 B1 KR 102592321B1 KR 1020180095690 A KR1020180095690 A KR 1020180095690A KR 20180095690 A KR20180095690 A KR 20180095690A KR 102592321 B1 KR102592321 B1 KR 102592321B1
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switching element
electrically connected
voltage output
output terminal
diode
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최진휘
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

전기 부하를 위한 구동 장치 및 그것을 포함하는 전자 기기가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치는, 상기 전기 부하와 접지 사이에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자; 전압 출력 단자를 포함하고, 하이 레벨 전압을 상기 전압 출력 단자 상에 선택적으로 출력하도록 구성된 스위치 드라이버; 서로 직렬 연결되는 제1 다이오드 및 제1 저항 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자로부터 상기 전압 출력 단자로의 제1 전류 경로를 제공하도록 구성된 제1 직렬 회로; 및 제2 다이오드를 포함하고, 상기 스위칭 소자와 상기 전압 출력 단자 사이의 제2 전류 경로를 제공하도록 구성된 제2 직렬 회로를 포함한다. 상기 제1 다이오드는, 상기 전압 출력 단자로부터 상기 스위칭 소자로의 전류 흐름을 차단한다. 상기 제2 다이오드는, 상기 스위칭 소자로부터 상기 전압 출력 단자로의 전류 흐름을 차단한다.A drive device for an electrical load and an electronic device including the same are provided. A driving device according to an embodiment of the present invention includes a switching element electrically connected between the electric load and ground; a switch driver comprising a voltage output terminal and configured to selectively output a high level voltage on the voltage output terminal; a first series circuit comprising a first diode and a first resistor element connected in series with each other, and configured to provide a first current path from the switching element to the voltage output terminal; and a second series circuit comprising a second diode and configured to provide a second current path between the switching element and the voltage output terminal. The first diode blocks current flow from the voltage output terminal to the switching element. The second diode blocks current flow from the switching element to the voltage output terminal.

Description

전기 부하를 위한 구동 장치 및 그것을 포함하는 전자 기기{DRIVING APPARATUS FOR ELECTRIC LOAD AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}Driving device for electric load and electronic device including same {DRIVING APPARATUS FOR ELECTRIC LOAD AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전기 부하를 위한 구동 장치 및 그것을 포함하는 전자 기기에 관한 것이다. The present invention relates to a drive device for an electrical load and an electronic device comprising the same.

전기 자동차 등과 같은 다양한 전자 기기는, 배터리로부터의 전력을 전기 부하에 공급하여 전기 부하(예, 발광 다이오드, 컨택터 코일, 발열 저항 소자)를 동작시키도록 구성된 구동 장치를 포함한다. 전기 부하에 전력을 선택적으로 공급하거나 차단하기 위하여, 일반적으로 구동 장치에는 하이 사이드 드라이버 및 로우 사이드 드라이버 중 적어도 한가지가 포함된다. Various electronic devices, such as electric vehicles, include a driving device configured to supply power from a battery to the electric load to operate the electric load (eg, a light-emitting diode, a contactor coil, a heat-generating resistance element). In order to selectively supply or cut off power to an electrical load, the driving device generally includes at least one of a high-side driver and a low-side driver.

로우 사이드 드라이버는, 전기 부하와 접지 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 소자에게 하이 레벨 전압을 선택적으로 인가함으로써, 스위칭 소자를 제어한다.The low-side driver controls the switching element by selectively applying a high level voltage to the switching element electrically connected between the electrical load and ground.

그런데, 스위칭 소자 내부에 원치않는 기생 커패시턴스가 존재함으로 인하여, 스위칭 소자를 온/오프 제어 시에 전자기파가 발생한다. 이러한 전자기파는, 전자 기기 내의 주변 전자 부품의 오동작을 야기한다.However, due to the presence of unwanted parasitic capacitance inside the switching element, electromagnetic waves are generated when controlling the switching element on/off. These electromagnetic waves cause malfunction of surrounding electronic components within electronic devices.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스위칭 소자를 온/오프 제어 시에 전자기파의 방출을 억제하는 구동 장치 및 그것을 포함하는 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to provide a driving device that suppresses emission of electromagnetic waves when controlling a switching element on/off and an electronic device including the same.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood from the following description and will be more clearly understood by practicing the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.Various embodiments of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하를 위한 구동 장치는, 상기 전기 부하와 접지 사이에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자; 전압 출력 단자를 포함하고, 하이 레벨 전압을 상기 전압 출력 단자 상에 선택적으로 출력하도록 구성된 스위치 드라이버; 서로 직렬 연결되는 제1 다이오드 및 제1 저항 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자로부터 상기 전압 출력 단자로의 제1 전류 경로를 제공하도록 구성된 제1 직렬 회로; 및 제2 다이오드를 포함하고, 상기 스위칭 소자와 상기 전압 출력 단자 사이의 제2 전류 경로를 제공하도록 구성된 제2 직렬 회로를 포함한다. 상기 제1 다이오드는, 상기 전압 출력 단자로부터 상기 스위칭 소자로의 전류 흐름을 차단한다. 상기 제2 다이오드는, 상기 스위칭 소자로부터 상기 전압 출력 단자로의 전류 흐름을 차단한다.A driving device for an electric load according to an embodiment of the present invention includes a switching element electrically connected between the electric load and ground; a switch driver comprising a voltage output terminal and configured to selectively output a high level voltage on the voltage output terminal; a first series circuit comprising a first diode and a first resistor element connected in series with each other, and configured to provide a first current path from the switching element to the voltage output terminal; and a second series circuit comprising a second diode and configured to provide a second current path between the switching element and the voltage output terminal. The first diode blocks current flow from the voltage output terminal to the switching element. The second diode blocks current flow from the switching element to the voltage output terminal.

상기 스위칭 소자는, 상기 전기 부하에 전기적으로 연결되는 제1 접속 단자; 상기 접지에 전기적으로 연결되는 제2 접속 단자; 및 상기 제1 직렬 회로 및 상기 제2 직렬 회로에 전기적으로 연결되는 제어 단자를 포함한다.The switching element includes a first connection terminal electrically connected to the electric load; a second connection terminal electrically connected to the ground; and a control terminal electrically connected to the first series circuit and the second series circuit.

상기 스위칭 소자는, n채널 모스펫이고, 상기 제1 접속 단자는 드레인이고, 상기 제2 접속 단자는 소스이고, 상기 제어 단자는 게이트이다.The switching element is an n-channel MOSFET, the first connection terminal is a drain, the second connection terminal is a source, and the control terminal is a gate.

상기 제2 직렬 회로는, 상기 스위칭 소자와 상기 전압 출력 단자 사이에서 상기 제2 다이오드와 직렬 연결되는 제2 저항 소자를 더 포함할 수 있다.The second series circuit may further include a second resistance element connected in series with the second diode between the switching element and the voltage output terminal.

상기 제1 저항 소자의 저항은, 상기 제2 저항 소자의 저항보다 클 수 있다.The resistance of the first resistance element may be greater than the resistance of the second resistance element.

상기 구동 장치는, 발광 다이오드, 제3 저항 소자 및 상기 발광 다이오드에 광 결합된 포토 트랜지스터를 포함하는 역전압 보호 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드와 상기 제3 저항 소자는, 상기 전기 부하와 상기 접지 사이에서 전기적으로 직렬 연결된다. 상기 포토 트랜지스터는, 상기 제어 단자와 상기 제2 접속 단자 사이에 전기적으로 연결된다.The driving device may further include a reverse voltage protection circuit including a light emitting diode, a third resistor element, and a photo transistor optically coupled to the light emitting diode. The light emitting diode and the third resistance element are electrically connected in series between the electric load and the ground. The photo transistor is electrically connected between the control terminal and the second connection terminal.

상기 발광 다이오드의 애노드는, 상기 접지에 전기적으로 연결된다. 상기 발광 다이오드의 캐소드는, 상기 전기 부하에 전기적으로 연결된다. 상기 포토 트랜지스터의 콜렉터는, 상기 스위칭 소자의 상기 제어 단자에 전기적으로 연결된다. 상기 포토 트랜지스터의 이미터는, 상기 스위칭 소자의 상기 제2 접속 단자에 전기적으로 연결된다.The anode of the light emitting diode is electrically connected to the ground. The cathode of the light emitting diode is electrically connected to the electrical load. The collector of the photo transistor is electrically connected to the control terminal of the switching element. The emitter of the photo transistor is electrically connected to the second connection terminal of the switching element.

상기 역전압 보호 회로는, 상기 전기 부하와 상기 스위칭 소자의 상기 제1 제어 단자의 사이에 전기적으로 연결된 퓨즈를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 저항 소자는, 발열 저항 소자일 수 있다. 상기 퓨즈는, 상기 발열 저항 소자가 소정 온도에 도달하는 경우, 융단될 수 있다.The reverse voltage protection circuit may further include a fuse electrically connected between the electric load and the first control terminal of the switching element. The third resistance element may be a heat-generating resistance element. The fuse may be melted when the heat generating resistance element reaches a predetermined temperature.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 기기는, 상기 구동 장치를 포함한다.An electronic device according to another embodiment of the present invention includes the driving device.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 스위칭 소자를 온/오프 제어 시에 전자기파의 방출을 억제할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, emission of electromagnetic waves can be suppressed when controlling the switching element on/off.

또한, 역전압으로부터 전기 부하 및 스위칭 소자를 보호할 수 있다.Additionally, electrical loads and switching elements can be protected from reverse voltage.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하를 위한 구동 장치를 포함하는 전자 기기의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 장치의 스위칭 소자의 온오프 시에 스위칭 소자의 제1 접속 단자에 인가되는 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 부하를 위한 구동 장치를 포함하는 전자 기기의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a diagram illustrating the configuration of an electronic device including a driving device for an electric load according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing changes over time in the voltage applied to the first connection terminal of the switching element of the driving device shown in FIG. 1 when the switching element is turned on and off.
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of an electronic device including a driving device for an electric load according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives are available to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., are used for the purpose of distinguishing one of the various components from the rest, and are not used to limit the components by such terms.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it does not exclude other elements, but may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. Additionally, terms such as <control unit> used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Additionally, throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this refers not only to the case where it is "directly connected" but also to the case where it is "indirectly connected" with another element in between. Includes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 부하를 위한 구동 장치를 포함하는 전자 기기의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 구동 장치의 스위칭 소자의 온오프 시에 스위칭 소자의 제1 접속 단자에 인가되는 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an electronic device including a driving device for an electric load according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the on/off state of the switching element of the driving device shown in FIG. 1. This is a graph showing the change over time in the voltage applied to the first connection terminal of the switching element.

도 1을 참조하면, 전자 기기(10)는, 파워 서플라이(30), 전기 부하(20) 및 구동 장치(100)를 포함한다. 전자 기기(10)는, 예컨대 전기 자동차일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the electronic device 10 includes a power supply 30, an electric load 20, and a driving device 100. The electronic device 10 may be, for example, an electric vehicle.

파워 서플라이(30)는, 전기 부하(20)의 일단에 전기적으로 연결되어, 전기 부하(20)에게 전력을 공급하도록 구성된다. 예컨대, 파워 서플라이(30)는, SMPS(switched mode power supply)일 수 있고, 소정 레벨의 직류 전압(예, 12V)를 전기 부하(20)의 일단에 출력할 수 있다.The power supply 30 is electrically connected to one end of the electric load 20 and is configured to supply power to the electric load 20. For example, the power supply 30 may be a switched mode power supply (SMPS), and may output a direct current voltage (eg, 12V) at a predetermined level to one end of the electric load 20.

전기 부하(20)는, 파워 서플라이(30)로부터의 전력을 공급받아 동작하도록 구성된 것으로서, 예컨대 발광 다이오드, 컨택터 코일, 발열 저항 소자일 수 있다.The electric load 20 is configured to operate by receiving power from the power supply 30, and may be, for example, a light emitting diode, a contactor coil, or a heat generating resistance element.

구동 장치(100)는, 전기 부하(20)의 타단에 전기적으로 연결된다. 구동 장치(100)는, 전기 부하(20)를 통한 전류의 흐름을 개폐함으로써, 전기 부하(20)를 선택적으로 구동하도록 구성된다.The driving device 100 is electrically connected to the other end of the electric load 20. The driving device 100 is configured to selectively drive the electric load 20 by opening and closing the flow of current through the electric load 20 .

구동 장치(100)는, 스위칭 소자(100), 스위치 드라이버(120), 제1 직렬 회로(210) 및 제2 직렬 회로(220)를 포함한다.The driving device 100 includes a switching element 100, a switch driver 120, a first series circuit 210, and a second series circuit 220.

스위칭 소자(100)는, 스위치 드라이버(120)에 의해 선택적으로 온오프되도록 구성된다. 스위칭 소자(100)는, 제1 접속 단자(111), 제2 접속 단자(112) 및 제어 단자(113)를 포함한다. 제1 접속 단자(111)는, 전기 부하(20)의 타단에 전기적으로 연결된다. 제2 접속 단자(112)는, 접지에 전기적으로 연결된다. 제어 단자(113)는, 스위치 드라이버(120)에 전기적으로 연결된다.The switching element 100 is configured to be selectively turned on and off by the switch driver 120. The switching element 100 includes a first connection terminal 111, a second connection terminal 112, and a control terminal 113. The first connection terminal 111 is electrically connected to the other end of the electric load 20. The second connection terminal 112 is electrically connected to ground. The control terminal 113 is electrically connected to the switch driver 120.

도시된 바와 같이, n채널 모스펫이 스위칭 소자(100)로서 이용될 수 있다. 이 경우, n채널 모스펫의 드레인은 제1 접속 단자(111), 소스는 제2 접속 단자(112), 게이트는 제어 단자(113)가 된다. 스위칭 소자(100)는, 제1 접속 단자(111)와 제2 접속 단자(112)의 사이에 전기적으로 연결되는 기생 다이오드를 더 포함할 수 있다. 기생 다이오드의 캐소드 및 애노드 각각은 제1 접속 단자(111)와 제2 접속 단자(112)에 전기적으로 연결될 수 있다.As shown, an n-channel MOSFET can be used as the switching element 100. In this case, the drain of the n-channel MOSFET is the first connection terminal 111, the source is the second connection terminal 112, and the gate is the control terminal 113. The switching element 100 may further include a parasitic diode electrically connected between the first connection terminal 111 and the second connection terminal 112. Each of the cathode and anode of the parasitic diode may be electrically connected to the first connection terminal 111 and the second connection terminal 112.

스위치 드라이버(120)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. The switch driver 120 includes, in hardware, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and microprocessors. It may be implemented to include at least one of (microprocessors) and electrical units for performing other functions.

스위치 드라이버(120)는, 접지 단자(GND), 통신 단자(COM) 및 전압 출력 단자(OUT)를 포함한다. 스위치 드라이버(120)는, 통신 단자(COM)를 이용하여 외부 디바이스(예, 전자 기기의 ECU)로부터의 메시지를 수신하고, 이에 응답하여 전압 출력 단자(OUT) 상에 하이 레벨 전압(예, 5V)을 선택적으로 출력하도록 구성된다.The switch driver 120 includes a ground terminal (GND), a communication terminal (COM), and a voltage output terminal (OUT). The switch driver 120 receives a message from an external device (e.g., ECU of an electronic device) using a communication terminal (COM) and, in response, generates a high level voltage (e.g., 5V) on the voltage output terminal (OUT). ) is configured to selectively output.

제1 직렬 회로(210)는, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)와 스위치 드라이버(120)의 전압 출력 단자(OUT) 사이에 전기적으로 연결되어, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)로부터 전압 출력 단자(OUT)로의 제1 전류 경로를 제공하도록 구성된다. 제1 직렬 회로(210)는, 서로 직렬 연결되는 제1 다이오드(211) 및 제1 저항 소자(212)를 포함한다. 제1 다이오드(211)의 애노드 및 캐소드는 각각 제어 단자(113)와 전압 출력 단자(OUT)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 전압 출력 단자(OUT) 상에 하이 레벨 전압이 출력되는 동안, 전압 출력 단자(OUT)로부터 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)로의 전류 흐름은 제1 다이오드(211)에 의해 차단된다.The first series circuit 210 is electrically connected between the control terminal 113 of the switching element 100 and the voltage output terminal OUT of the switch driver 120, and is connected to the control terminal 113 of the switching element 100. ) is configured to provide a first current path from the voltage output terminal (OUT). The first series circuit 210 includes a first diode 211 and a first resistance element 212 connected in series with each other. The anode and cathode of the first diode 211 are electrically connected to the control terminal 113 and the voltage output terminal OUT, respectively. Accordingly, while a high level voltage is output on the voltage output terminal (OUT), the current flow from the voltage output terminal (OUT) to the control terminal 113 of the switching element 100 is blocked by the first diode 211. .

제2 직렬 회로(220)는, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)와 스위치 드라이버(120)의 전압 출력 단자(OUT) 사이에 전기적으로 연결되어, 전압 출력 단자(OUT)로부터 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)로의 제2 전류 경로를 제공하도록 구성된다. 제2 직렬 회로(220)는, 제2 다이오드(221)를 포함한다. 제2 다이오드(221)의 애노드 및 캐소드는 각각 전압 출력 단자(OUT)와 제어 단자(113)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)로부터 전압 출력 단자(OUT)로의 전류 흐름은 제2 다이오드(221)에 의해 차단된다. 제2 직렬 회로(220)는, 제2 다이오드(221)에 직렬 연결되는 제2 저항 소자(222)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 저항 소자(212)의 저항(resistance)은, 제2 저항 소자(222)의 저항보다 클 수 있다.The second series circuit 220 is electrically connected between the control terminal 113 of the switching element 100 and the voltage output terminal OUT of the switch driver 120, and outputs the switching element from the voltage output terminal OUT. It is configured to provide a second current path to the control terminal 113 of 100). The second series circuit 220 includes a second diode 221. The anode and cathode of the second diode 221 are electrically connected to the voltage output terminal (OUT) and the control terminal 113, respectively. Accordingly, the current flow from the control terminal 113 of the switching element 100 to the voltage output terminal OUT is blocked by the second diode 221. The second series circuit 220 may further include a second resistance element 222 connected in series to the second diode 221. In this case, the resistance of the first resistance element 212 may be greater than the resistance of the second resistance element 222.

도 1을 참조하면, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)와 제2 접속 단자(112) 사이에는 기생 커패시턴스(114)가 존재한다. 스위치 드라이버(120)가 전압 출력 단자(OUT) 상에 하이 레벨 전압의 출력을 중단함에 따라 스위칭 소자(100)가 오프되는 경우, 제1 직렬 회로(210)에 의해 제1 전류 경로가 제공되며, 이에 따라 제1 저항 소자(212)는 기생 커패시턴스(114)와 함께 RC 필터로서 동작하게 된다. R1가 제1 저항 소자(212)의 저항이고, Cgs가 기생 커패시턴스(114)라고 할 때, RC 필터의 시상수 τ = R1 × Cgs이다.Referring to FIG. 1, a parasitic capacitance 114 exists between the control terminal 113 and the second connection terminal 112 of the switching element 100. When the switching element 100 is turned off as the switch driver 120 stops outputting a high level voltage on the voltage output terminal OUT, a first current path is provided by the first series circuit 210, Accordingly, the first resistance element 212 operates as an RC filter together with the parasitic capacitance 114. When R 1 is the resistance of the first resistance element 212 and C gs is the parasitic capacitance 114, the time constant of the RC filter is τ = R 1 × C gs .

제2 접속 단자(112)와 접지 간의 전압은, 스위치 드라이버(120)가 전압 출력 단자(OUT) 상에 하이 레벨 전압의 출력을 중단한 시점부터 RC 필터의 시상수에 따라 점차적으로 감소한다. 즉, RC 필터의 시상수가 클수록 제2 접속 단자(112)와 접지 간의 전압은 느리게 감소하고, RC 필터의 시상수가 작을수록 제2 접속 단자(112)와 접지 간의 전압은 빠르게 감소한다.The voltage between the second connection terminal 112 and ground gradually decreases according to the time constant of the RC filter from the point when the switch driver 120 stops outputting the high level voltage on the voltage output terminal OUT. That is, as the time constant of the RC filter increases, the voltage between the second connection terminal 112 and the ground decreases more slowly, and as the time constant of the RC filter decreases, the voltage between the second connection terminal 112 and the ground decreases faster.

제2 접속 단자(112)와 접지 간의 전압이 일정 수준 이상으로 빠르게 감소하면 기생 커패시턴스(114)에 저장된 전기 에너지가 순간적으로 방출되면서 전자기파가 발생할 수 있고, 이러한 전자기파는 주변 전자 부품의 오동작을 유발하게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치(100)는, 제1 직렬 회로(210)의 제1 저항 소자(212)가 기생 커패시턴스(114)에 저장된 전기 에너지의 순간적인 방출을 억제하도록 제공됨으로써, 스위칭 소자(100)가 오프되는 경우의 전자기파가 저감될 수 있다. When the voltage between the second connection terminal 112 and the ground quickly decreases beyond a certain level, the electric energy stored in the parasitic capacitance 114 may be momentarily released and electromagnetic waves may be generated, and these electromagnetic waves may cause malfunction of surrounding electronic components. do. However, the driving device 100 according to an embodiment of the present invention provides the first resistance element 212 of the first series circuit 210 to suppress the instantaneous release of electrical energy stored in the parasitic capacitance 114. As a result, electromagnetic waves when the switching element 100 is turned off can be reduced.

기생 커패시턴스(114)는 미리 알 수 있는 고정된 값이다. 따라서, 제1 저항 소자(212)의 저항은 RC 필터의 시상수가 소정 범위 내가 되도록 적절히 선택될 수 있다.The parasitic capacitance 114 is a fixed value that can be known in advance. Accordingly, the resistance of the first resistance element 212 can be appropriately selected so that the time constant of the RC filter is within a predetermined range.

도 2를 참조하면, T1은 전압 출력 단자(OUT) 상에 하이 레벨 전압의 출력이 중단된 시점이고, T2는 전압 출력 단자(OUT) 상에 하이 레벨 전압이 출력된 시점이다. 커브(Curve_1)는, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)가 제1 직렬 회로(210) 및 제2 직렬 회로(220) 없이 스위치 드라이버(120)의 전압 출력 단자(OUT)에 전기적으로 연결된 경우의 제1 제어 단자(113)의 전압 변화를 나타낸다. 커브(Curve_2)는, 본 발명의 일 실시예에 따라 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)가 제1 직렬 회로(210) 및 제2 직렬 회로(220) 없이 스위치 드라이버(120)의 전압 출력 단자(OUT)에 전기적으로 연결된 경우의 제1 제어 단자(113)의 전압 변화를 나타낸다.Referring to FIG. 2, T 1 is the point in time when the output of the high level voltage stops on the voltage output terminal (OUT), and T 2 is the point in time when the high level voltage is output on the voltage output terminal (OUT). In the curve (Curve_1), the control terminal 113 of the switching element 100 is electrically connected to the voltage output terminal OUT of the switch driver 120 without the first series circuit 210 and the second series circuit 220. Indicates the voltage change of the first control terminal 113 in the case. The curve (Curve_2) is a voltage output of the switch driver 120 without the first series circuit 210 and the second series circuit 220, according to an embodiment of the present invention. It represents the voltage change of the first control terminal 113 when electrically connected to the terminal (OUT).

도 2를 살피면, 커브(Curve_1)는 시점(TOFF_1)에서 하이 레벨 전압(V2)에 도달하는 반면, 커브(Curve_2)는 시점(TOFF_1) 이후인 시점(TOFF_2)에서 하이 레벨 전압(V2)에 도달한다. 또한, 커브(Curve_1)는 시점(TON_1)에서 로우 레벨 전압(V1)에 도달하는 반면, 커브(Curve_2)는 시점(TON_1) 이후인 시점(TON_2)에서 로우 레벨 전압(V1)에 도달한다. 즉, 제1 직렬 회로(210)에 의해 스위칭 소자(100)의 턴 오프에 경과되는 기간이 증가하고, 제2 직렬 회로(220)에 의해 스위칭 소자(100)의 턴 온에 경과되는 기간이 지연된다. 이에 따라, 기생 커패시턴스(114)로 인한 전자기파를 저감하는 장점이 있다.Looking at Figure 2, the curve (Curve_1) reaches the high level voltage (V 2 ) at the time point (T OFF_1 ), while the curve (Curve_2) reaches the high level voltage (T OFF_2 ) after the time point (T OFF_1 ). V 2 ) is reached. In addition, the curve (Curve_1) reaches the low level voltage (V 1 ) at the time point (T ON_1 ), while the curve (Curve_2) reaches the low level voltage (V 1 ) at the time point (T ON_2 ) after the time point (T ON_1 ). reaches. That is, the period elapsed for turning off the switching element 100 by the first series circuit 210 increases, and the period elapsed for turning on the switching element 100 by the second series circuit 220 is delayed. do. Accordingly, there is an advantage in reducing electromagnetic waves caused by the parasitic capacitance 114.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 부하(20)를 위한 구동 장치(100)를 포함하는 전자 기기(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of an electronic device 10 including a driving device 100 for an electric load 20 according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 구동 장치(100)는, 도 1에 도시된 구동 장치(100)와 비교할 때, 역전압 보호 회로(300)를 더 포함한다는 점에서만 상이하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 반복된 설명은 생략하기로 한다.The driving device 100 shown in FIG. 3 is different from the driving device 100 shown in FIG. 1 only in that it further includes a reverse voltage protection circuit 300. Therefore, the same symbols are assigned to the same components, and repeated descriptions are omitted.

도 3을 참조하면, 역전압 보호 회로(300)는, 파워 서플라이(30)로부터의 역전압으로부터 전기 부하(20) 및 스위칭 소자(100)를 보호하도록 제공된다. 역전압 보호 회로(300)는, 발광 다이오드(311), 제3 저항 소자(312) 및 포토 트랜지스터(320)를 포함함한다. 포토 트랜지스터(320)는, 발광 다이오드(311)에 광 결합된다.Referring to FIG. 3 , a reverse voltage protection circuit 300 is provided to protect the electrical load 20 and the switching element 100 from reverse voltage from the power supply 30 . The reverse voltage protection circuit 300 includes a light emitting diode 311, a third resistor element 312, and a photo transistor 320. The photo transistor 320 is optically coupled to the light emitting diode 311.

발광 다이오드(311)와 제3 저항 소자(312)는, 파워 서플라이(30)와 접지 사이에서 전기적으로 직렬 연결된다.The light emitting diode 311 and the third resistance element 312 are electrically connected in series between the power supply 30 and ground.

발광 다이오드(311)의 애노드는 접지에 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드(311)의 캐소드는 제3 저항 소자(312)를 통해 파워 서플라이(30)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 발광 다이오드(311)는, 파워 서플라이(30)에 의해 역전압이 인가되는 경우에 순방향으로 바이어스(즉, 도통)되고, 그 외의 경우에는 역방향으로 바이어스(즉, 비도통)된다. 발광 다이오드(311)는, 도통 시, 포토 트랜지스터(320)를 향하여 광을 방출한다.The anode of the light emitting diode 311 is electrically connected to ground. The cathode of the light emitting diode 311 is electrically connected to the power supply 30 through the third resistance element 312. Accordingly, the light emitting diode 311 is forward biased (i.e., conductive) when a reverse voltage is applied by the power supply 30, and reverse biased (i.e., non-conductive) in other cases. When conducting, the light emitting diode 311 emits light toward the photo transistor 320.

제3 저항 소자(312)는, 파워 서플라이(30)에 의해 역전압이 인가되는 경우에 발광 다이오드(311)를 통해 흐르는 전류를 저감하도록 제공된다. 제3 저항 소자(312)의 일단은 파워 서플라이(30)에 전기적으로 연결된다. 제3 저항 소자(312)의 타단은 발광 다이오드(311)를 통해 접지에 전기적으로 연결된다. The third resistance element 312 is provided to reduce the current flowing through the light emitting diode 311 when a reverse voltage is applied by the power supply 30. One end of the third resistance element 312 is electrically connected to the power supply 30. The other end of the third resistance element 312 is electrically connected to ground through the light emitting diode 311.

포토 트랜지스터(320)는, 이미터, 베이트 및 콜렉터를 포함한다. 포토 트린지스터의 이미터는, 스위칭 소자(100)의 제2 접속 단자(112)에 전기적으로 연결된다. 포토 트랜지스터(320)의 콜렉터는, 스위칭 소자(100)의 제어 단자(113)에 전기적으로 연결된다. 포토 트랜지스터(320)의 베이스는, 발광 다이오드(311)에 비접촉으로 광 결합된다. The phototransistor 320 includes an emitter, a bait, and a collector. The emitter of the photo transistor is electrically connected to the second connection terminal 112 of the switching element 100. The collector of the photo transistor 320 is electrically connected to the control terminal 113 of the switching element 100. The base of the photo transistor 320 is optically coupled to the light emitting diode 311 in a non-contact manner.

포토 트랜지스터(320)는, 발광 다이오드(311)으로부터의 광에 응답하여, 턴 온된다. 전술한 바와 같이, 포토 트랜지스터(320)는 스위칭 소자(100)의 제2 접속 단자(112)와 제어 단자(113) 사이에 전기적으로 연결되는바, 포토 트랜지스터(320)가 턴 온되면, 제2 접속 단자(112)와 제어 단자(113) 간의 전압이 로우 레벨로 감소되어, 스위칭 소자(100)가 신속히 오프되도록 유도된다. 로우 레벨이란, 제2 접속 단자(112)와 제어 단자(113) 간의 전압이 스위칭 소자(100)의 턴 온에 요구되는 문턱 전압보다 낮은 상태를 의미한다.The photo transistor 320 is turned on in response to light from the light emitting diode 311. As described above, the photo transistor 320 is electrically connected between the second connection terminal 112 and the control terminal 113 of the switching element 100. When the photo transistor 320 is turned on, the second The voltage between the connection terminal 112 and the control terminal 113 is reduced to a low level, causing the switching element 100 to be quickly turned off. Low level means a state in which the voltage between the second connection terminal 112 and the control terminal 113 is lower than the threshold voltage required to turn on the switching element 100.

역전압 보호 회로(300)는, 퓨즈(330)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 저항 소자(312)는, 발열 저항 소자일 수 있다. 퓨즈(330)는, 파워 서플라이(30)와 스위칭 소자(100) 간의 전류 경로 상에 설치될 수 있다. 예컨대, 퓨즈(330)는, 전기 부하(20)와 스위칭 소자(100)의 제1 제어 단자(113) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 파워 서플라이(30)에 의해 역전압이 인가되는 동안, 제3 저항 소자(312)를 통해 흐르는 전류에 의해 제3 저항 소자(312)의 온도가 점차 상승한다. 퓨즈(330)는, 제3 저항 소자(312)의 온도가 소정 온도에 도달하는 것에 응답하여, 융단될 수 있다.The reverse voltage protection circuit 300 may further include a fuse 330. In this case, the third resistance element 312 may be a heat-generating resistance element. The fuse 330 may be installed on the current path between the power supply 30 and the switching element 100. For example, the fuse 330 may be electrically connected between the electric load 20 and the first control terminal 113 of the switching element 100. While the reverse voltage is applied by the power supply 30, the temperature of the third resistance element 312 gradually increases due to the current flowing through the third resistance element 312. The fuse 330 may be melted in response to the temperature of the third resistance element 312 reaching a predetermined temperature.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the description below will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다. In addition, the present invention described above is capable of various substitutions, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings, and all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made.

10: 전자 기기
20: 전기 부하
30: 파워 서플라이
100: 구동 장치
110: 스위칭 소자
120: 스위치 드라이버
210: 제1 직렬 회로
220: 제2 직렬 회로
300: 역전압 보호 회로10: Electronic devices
20: electrical load
30: Power supply
100: driving device
110: switching element
120: switch driver
210: first series circuit
220: second series circuit
300: Reverse voltage protection circuit

Claims (10)

전기 부하를 위한 구동 장치에 있어서,
상기 전기 부하와 접지 사이에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자;
전압 출력 단자를 포함하고, 하이 레벨 전압을 상기 전압 출력 단자 상에 선택적으로 출력하도록 구성된 스위치 드라이버;
서로 직렬 연결되는 제1 다이오드 및 제1 저항 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자로부터 상기 전압 출력 단자로의 제1 전류 경로를 제공하도록 구성된 제1 직렬 회로; 및
제2 다이오드를 포함하고, 상기 스위칭 소자와 상기 전압 출력 단자 사이의 제2 전류 경로를 제공하도록 구성된 제2 직렬 회로;
를 포함하되,
상기 제1 다이오드는, 상기 전압 출력 단자로부터 상기 스위칭 소자로의 전류 흐름을 차단하고,
상기 제2 다이오드는, 상기 스위칭 소자로부터 상기 전압 출력 단자로의 전류 흐름을 차단하는, 구동 장치.
In a drive device for an electrical load,
a switching element electrically connected between the electrical load and ground;
a switch driver comprising a voltage output terminal and configured to selectively output a high level voltage on the voltage output terminal;
a first series circuit comprising a first diode and a first resistor element connected in series with each other, and configured to provide a first current path from the switching element to the voltage output terminal; and
a second series circuit comprising a second diode and configured to provide a second current path between the switching element and the voltage output terminal;
Including,
The first diode blocks current flow from the voltage output terminal to the switching element,
The second diode blocks current flow from the switching element to the voltage output terminal.
 제1항에 있어서,
상기 스위칭 소자는,
상기 전기 부하에 전기적으로 연결되는 제1 접속 단자;
상기 접지에 전기적으로 연결되는 제2 접속 단자; 및
상기 제1 직렬 회로 및 상기 제2 직렬 회로에 전기적으로 연결되는 제어 단자를 포함하는, 구동 장치.
According to paragraph 1,
The switching element is,
a first connection terminal electrically connected to the electric load;
a second connection terminal electrically connected to the ground; and
A driving device comprising a control terminal electrically connected to the first series circuit and the second series circuit.
 제2항에 있어서,
상기 스위칭 소자는, n채널 모스펫이고,
상기 제1 접속 단자는 드레인이고, 상기 제2 접속 단자는 소스이고, 상기 제어 단자는 게이트인, 구동 장치.
According to paragraph 2,
The switching element is an n-channel MOSFET,
The driving device wherein the first connection terminal is a drain, the second connection terminal is a source, and the control terminal is a gate.
 제1항에 있어서,
상기 제2 직렬 회로는,
상기 스위칭 소자와 상기 전압 출력 단자 사이에서 상기 제2 다이오드와 직렬 연결되는 제2 저항 소자를 더 포함하는, 구동 장치.
According to paragraph 1,
The second series circuit is,
A driving device further comprising a second resistance element connected in series with the second diode between the switching element and the voltage output terminal.
 제4항에 있어서,
상기 제1 저항 소자의 저항은, 상기 제2 저항 소자의 저항보다 큰, 구동 장치.
According to paragraph 4,
A driving device wherein the resistance of the first resistance element is greater than the resistance of the second resistance element.
 제2항에 있어서,
발광 다이오드, 제3 저항 소자 및 상기 발광 다이오드에 광 결합된 포토 트랜지스터를 포함하는 역전압 보호 회로를 더 포함하되,
상기 발광 다이오드와 상기 제3 저항 소자는, 상기 전기 부하와 상기 접지 사이에서 전기적으로 직렬 연결되고,
상기 포토 트랜지스터는, 상기 제어 단자와 상기 제2 접속 단자 사이에 전기적으로 연결되는, 구동 장치.
According to paragraph 2,
It further includes a reverse voltage protection circuit including a light emitting diode, a third resistor element, and a photo transistor optically coupled to the light emitting diode,
The light emitting diode and the third resistance element are electrically connected in series between the electric load and the ground,
The photo transistor is electrically connected between the control terminal and the second connection terminal.
 제6항에 있어서,
상기 발광 다이오드의 애노드는, 상기 접지에 전기적으로 연결되고,
상기 발광 다이오드의 캐소드는, 상기 전기 부하에 전기적으로 연결되고,
상기 포토 트랜지스터의 콜렉터는, 상기 스위칭 소자의 상기 제어 단자에 전기적으로 연결되고,
상기 포토 트랜지스터의 이미터는, 상기 스위칭 소자의 상기 제2 접속 단자에 전기적으로 연결되는, 구동 장치.
According to clause 6,
The anode of the light emitting diode is electrically connected to the ground,
The cathode of the light emitting diode is electrically connected to the electrical load,
The collector of the phototransistor is electrically connected to the control terminal of the switching element,
An emitter of the photo transistor is electrically connected to the second connection terminal of the switching element.
 제6항에 있어서,
상기 역전압 보호 회로는,
상기 전기 부하와 상기 스위칭 소자의 상기 제어 단자의 사이에 전기적으로 연결된 퓨즈를 더 포함하는, 구동 장치.
According to clause 6,
The reverse voltage protection circuit is,
A driving device further comprising a fuse electrically connected between the electrical load and the control terminal of the switching element.
 제8항에 있어서,
상기 제3 저항 소자는, 발열 저항 소자이고,
상기 퓨즈는, 상기 발열 저항 소자가 소정 온도에 도달하는 경우, 융단되는, 구동 장치.
According to clause 8,
The third resistance element is a heat-generating resistance element,
A driving device wherein the fuse is melted when the heat generating resistance element reaches a predetermined temperature.
 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 구동 장치를 포함하는, 전자 기기.
An electronic device comprising the driving device according to any one of claims 1 to 9.
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