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펄스폭 변조 방식에 따라 전력 소자의 게이트를 구동하기 위한 게이트 드라이버를 포함하는 제어블록이 집적화된 지능형 전력 모듈에 있어서,
입력 신호 전압을 저전압 레벨로 레벨 쉬프팅하여 게이트 드라이버에 전달하는 입력 스테이지부;
상기 제어블록에 공급되는 VDD 전압과 동작에 필요한 바이어스용 전류 및 각종 기준 전압을 생성하는 바이어스 및 기준전압 발생부;
상기 입력 스테이지부를 통해 일정 크기의 입력 신호가 들어 올 때 상기 바이어스 및 기준전압 발생부에 전원전압을 출력하는 셀프 턴온부;
상기 입력 스테이지부의 출력을 입력으로 받아 일정 시간 입력이 들어오지 않을 경우 상기 셀프 턴온부의 동작을 중지시키는 전력 제어부;
상기 전력 소자의 게이트 드라이버에 인가되는 전원 전압이 기준치 이하일 경우 에러신호를 발생하는 저전압 에러신호 발생부;
상기 지능형 전력 모듈과 전력 소자의 온도가 기준치 이상일 경우 에러신호를 발생하는 과온 에러신호 발생부;
상기 전력 소자의 전류를 저항으로 감지하는 전류 감지부;
상기 전류 감지부로부터의 출력을 입력으로 받아 전류값이 제 1 기준치 이상일 경우 에러신호를 발생하는 과전류 에러신호 발생부;
상기 저전압 에러신호 발생부와 과전류 에러신호 발생부와 과온 에러신호 발생부의 출력을 입력으로 받아 적어도 하나 이상에서 에러신호가 검출될 경우 에러신호를 발생하는 에러 선택부;
상기 에러 선택부의 출력을 입력으로 받아 에러신호를 출력하는 에러신호 발생부;
상기 에러신호 발생부의 출력을 에러신호를 입력으로 받아 상기 입력 스테이지부를 리셋시키는 입력 리셋 제어부;
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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제 1항에 있어서,
상기 전류 감지부로부터의 출력을 입력으로 받아 제 2 기준치 이상일 경우 쇼트된 것으로 판단하여 상기 게이트 드라이버를 강제로 리셋 시키는 쇼트 전류 보호부를 더 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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3
제 1항에 있어서,
상기 입력 스테이지부는,
노이즈의 영향 및 전력 소모를 감소시키기 위하여 슈미트 트리거 타입으로 구성하고, 입력 신호의 유무 판단을 위한 전력 제어부로 출력을 전달하는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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4
제 3항에 있어서,
상기 입력 스테이지부는 입력 전압을 분배하여 고전압 레벨의 신호를 저전압레벨의 신호로 레벨 쉬프팅하는 레벨 쉬프팅부와,
역전압을 방지하기 위한 역전압 보호부, 및
노이즈로부터의 영향을 줄여 신호 안정화를 하기 위한 슈미트 트리거부로 구성됨을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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제 1항에 있어서,
상기 셀프 턴온부는;
상기 입력 스테이지부를 통해 최초 입력 신호가 일정 크기로 들어오면 동작 상태를 유지하여 전원 전압을 바이어스 생성부로 전달하고,
상기 입력 스테이지부를 통해 일정 시간 이상 입력 신호가 들어오지 않을 경우 상기 전력 제어부로부터 동작 중지 신호를 받아 상기 바이어스 생성부로 출력을 전달하지 않아 제어블록에 VDD 전압 공급이 이루어지지 못하게 하며,
상기 제어블록에 VDD 전압이 공급되지 못하는 상태에서 입력이 다시 들어오면 동작을 시작하여 전원 전압을 바이어스 생성부로 전달하는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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제 1항에 있어서,
상기 전력 제어부는;
입력 신호가 들어오지 않는 일정 시간에 대한 설정을 캐패시터의 용량을 가변하여 캐패시터 충전 시간에 따라 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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7
제 1항에 있어서,
상기 에러 선택부는,
상기 저전압 에러신호 검출부와 상기 과전류 에러신호 발생부와 상기 과온 에러신호 발생부의 출력을 입력으로 받아 적어도 하나 이상에서 에러신호가 검출될 경우 로우(low) 신호를 출력하는 3 입력 NOR와,
상기 3 입력 NOR로 부터의 출력을 입력으로 받아 일정 시간 이상 에러가 지속되는지 감지하여 일정 시간 에러가 감지될 경우 신호를 역변환하여 출력하는 인버터(IV4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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제 1항에 있어서,
상기 에러신호 발생부는 에러 검출 신호를 짧은 원샷 펄스 형태로 출력하거나 일정한 시간폭을 가지는 에러신호를 그대로 출력하는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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제 1항에 있어서,
상기 에러신호 발생부는 SR-래치(SR-latch)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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10
제 1항에 있어서,
상기 에러신호 발생부는;
에러신호 발생 시간을 조절하여 상기 게이트 드라이버 구동 정지 시간 조절을 위한 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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11
제 1항에 있어서,
상기 에러신호 발생부에서 에러신호를 발생하는 시간은 상기 제어블록에 입력이 들어오지 않아 상기 입력 스테이지부를 통한 입력이 없다고 판단하는 시간 보다 짧은 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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12
제 1항에 있어서,
상기 바이어스 및 기준전압 발생부에서 생성되는 VDD 전압은 전원에서 공급되는 전압보다 저전압인 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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제 1항에 있어서,
상기 입력 리셋 제어부는;
상기 저전압 에러신호 발생부와 과전류 에러신호 발생부 및 과온 에러신호 발생부 중 적어로 하나 이상으로부터 에러신호가 검출될 경우 에러신호 발생부로부터 에러신호를 전달받아 상기 입력 스테이지부를 리셋시켜 상기 게이트 드라이버의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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14
제 1항에 있어서,
상기 게이트 드라이버는,
상기 입력 스테이지부의 PWM 출력 신호의 입력을 받아 고전압 레벨로 레벨 쉬프팅하고, 대용량의 전력 소자의 입력 게이트로 출력을 보내 전력 소자를 구동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전력 모듈
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