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전력스위칭 모듈에 있어서, 펄스폭변조 방식으로 직류전압(VDC+)을 스위칭하기 위하여 설정된 주파수를 가지는 구형파 펄스신호들(PWM_A, PWM_B)이 입력되는 펄스신호입력부(10);상기 펄스신호입력부(10)로부터 입력된 펄스신호가 동시에 ON 상태로 중첩되는 현상을 방지하는 신호중첩입력방지부(20);상기 신호중첩입력방지부(20)의 후단에 결선되는 절연형게이트구동기(30)(isolated gate driver);상기 절연형게이트구동기(30)로부터 입력되는 펄스신호에 의하여 직류전압(VDC+)를 펄스폭변조(PWM) 방식으로 스위칭하여 출력단자(CENTER)를 통하여 부하(LOAD)로 인가하는 스위칭유닛(100);을 포함하고,상기 스위칭유닛(100)은, 상기 절연형게이트구동기(30)(isolated gate driver)로부터 발생된 펄스신호가 입력되는 입력부(110);상기 입력부(110)의 후단에 결선되어 입력부(110)로부터 입력된 펄스에 의한 스위칭부(140)의 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 상기 절연형게이트구동기(30)(isolated gate driver)를 보호하는 게이트구동기보호부(120);상기 게이트구동기보호부(120)의 후단에 결선되어 상기 입력부(110)로부터 입력된 펄스에 의한 게이트 오실레이션시 발생되는 고전압으로부터 스위칭부(140)의 스위칭소자를 보호하는 스위칭소자보호부(130);상기 스위칭소자보호부(130)의 후단에 결선되어 상기 입력부(110)로부터 입력된 펄스신호에 의하여 직류전압(VDC+)을 펄스폭변조(PWM) 방식으로 스위칭하여 출력단자(CENTER)를 통하여 부하(LOAD)로 인가하는 스위칭부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 신호중첩입력방지부(20)는 2개의 AND 게이트(U1,U2)를 가지며, 일측 AND 게이트(U1)의 일측 단자(x)는 일측 펄스신호(PWM_A)가 입력되고 그 타측 단자(y)는 타측 펄스신호(PWM_B)의 반대 신호(NOT,논리부정신호)가 입력되며, 타측 AND 게이트(U2)의 일측 단자(x)는 타측 펄스신호(PWM_B)가 입력되고, 그 타측 단자(y)는 일측 펄스신호(PWM_A)의 반대 신호(NOT,논리부정신호)가 입력되는 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 절연형게이트구동기(30)는, 저전압오동작방지소자(UVLO)(Under Voltage Lock Out)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 스위칭유닛(100) 자체를 과전류로부터 보호하기 위하여, 상기 스위칭유닛(100)으로 인가되는 직류전압의 일측(VDC+)에 과전류보호다이오드(Dsat1,Dsat2)를 연결한 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부(140)는, 2 개의 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)를 하프브릿지(Half bridge) 방식으로 결선한 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 게이트구동기보호부(120)는, 입력부(110)의 일측입력단자(INH+,INH-)와 병렬 연결된 하한치제한다이오드(DsIN1)와 일측입력단자(INH+,INH-)와 병렬 연결된 상한치제한다이오드(DzIN1); 및 입력부(110)의 타측입력단자(INL+,INL-)와 병렬 연결된 하한치제한다이오드(DsIN2)와 타측입력단자(INL+,INL-)와 병렬 연결된 상한치제한다이오드(DzIN2); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 7 항에 있어서, 상기 하한치제한다이오드(DsIN1,DsIN2)는 쇼트키다이오드(shottky diode)인 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 7 항에 있어서, 상기 상한치제한다이오드(DzIN1,DzIN2)는 제너다이오드(Zener Diode)인 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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10
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭소자보호부(130)는, 상기 게이트구동기보호부(120)의 후단으로 스위칭부(140)의 일측 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 게이트 단자에 결선되는 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1); 및 상기 게이트구동기보호부(120)의 후단으로 스위칭부(140)의 타측 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 게이트 단자에 결선되는 한쌍의 상하한치제한다이오드(DzU2,DzD2)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 10 항에 있어서, 상기 상하한치제한다이오드(DzU1,DzD1,DzU2,DzD2)는 제너다이오드(Zener Diode)인 것을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 6 항에 있어서, 일측의 질화갈륨트랜지스터(GaN1)의 드레인(Drain)단자와 타측의 질화갈륨트랜지스터(GaN2)의 소스(Source)단자 사이에 이상 전압 방지용 스너버 캐패시터(Snubber Capacitor)(C snubber)가 결선된 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 6 항에 있어서, 상기 게이트구동기보호부(120)와 상기 스위칭소자보호부(130) 사이에서 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)의 소스(Source) 단자로 인가되는 직류의 옵셋(offset)값을 지정하기 위한 전류의 충방전을 수행하는 캐패시터(Cde1,Cde2)가 부설되고, 해당 캐패시터의 충방전속도를 조절하는 충방전속도조절용저항(Rd1,Rd2)이 해당 캐패시터(Cde1,Cde2)와 병렬 연결된 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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제 6 항에 있어서,상기 질화갈륨트랜지스터(GaN1,GaN2)들의 게이트(gate)-소스(source)간 전압발생을 방지하는 전압분배저항(Rp1,Rp2)들이 각 트랜지스터들의 게이트(gate)단자와 소스(source)단자 사이에 각각 결선되는 구성을 특징으로 하는 전력스위칭 모듈
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