• 제목/요약/키워드: circuit protection

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SCR 기반 고감내 특성을 갖는 기생 PNP BJT 삽입형 새로운 ESD 보호회로에 관한 연구 (A Study on a New ESD Protection Circuit with Parasitic PNP BJT Insertion Type with High Robustness Characteristics Based on SCR)

  • 채희국;도경일;서정윤;서정주;구용서
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.80-86
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    • 2018
  • 본 논문에서는 기존 ESD 보호회로인 SCR, LVTSCR 보다 향상된 전기적 특성을 갖는 새로운 PNP 바이폴라 삽입형 ESD 보호회로를 제안한다. 제안된 회로는 기존 SCR에 대비하여 약 9V낮은 8.59V의 트리거 전압을 가지고, 기생 PNP가 하나 더 동작하면서 높은 감내특성을 갖는다. 또한 제안된 ESD 보호회로의 실제 설계 적용을 위해 변수 L을 늘리면서 기생 PNP의 베이스 길이를 늘려 홀딩전압을 증가시켰다. 제안된 소자의 전기적 특성 검증을 위해 Synopsys사의 T-CAD 시뮬레이터를 사용하였다.

UVLO 보호기능이 추가된 LDO 레귤레이터 설계 (Design of a Low Drop-out Regulator with a UVLO Protection Function)

  • 박원경;이수진;박용수;송한정
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.239-244
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    • 2013
  • 본 논문에서는 고속 PMIC(Power Management Integrated Circuit) 회로를 위한 저전압 입력 보호기능을 가지는 UVLO(Under Voltage Lock Out) 기능이 탑재된 LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터를 설계하였다. 설계된 LDO 레귤레이터는 밴드갭 기준전압 회로, 오차 증폭회로, 파워 트랜지스터 등으로 이루어지진다. LDO 레귤레이터는 5 V 전원전압으로부터 3.3 V 출력을 갖도록 설계되었으며, 저전압 입력보호 기능을 하는 UVLO 회로는 전원부와 파워 트랜지스터 사이에 삽입된다. 또한 UVLO는 5 V 구동전압에서, 하강 시 2.7 V 에서 LDO 레귤레이터 동작을 멈추게 하고, 구동전압 상승 시 4.0 V 에서 LDO 레귤레이터가 정상 동작한다. $1{\mu}m$ 20 V 고전압 CMOS 공정을 사용하여 모의실험 한 결과, 설계한 LDO 레귤레이터는 5.88 mV/V의 라인레귤레이션을 가지고, 부하전류가 0 mA에서 200 mA로 변할 때 27.5 uV/mA의 로드레귤레이션을 보였다.

높은 홀딩 전압으로 인한 래치업 면역을 갖는 양방향 구조의 ESD 보호회로에 관한 연구 (A Study on ESD Protection Circuit with Bidirectional Structure with Latch-up Immunity due to High Holding Voltage)

  • 정장한;도경일;진승후;고경진;구용서
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.376-380
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    • 2021
  • 본 논문에서는 일반적인 SCR의 구조를 개선하여 높은 홀딩 전압으로 인한 래치 업면역 특성을 가지는 새로운 ESD 보호회로를 제안한다. 제안된 ESD회로의 특성검증을 위하여 Synopsys사의 TCAD를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 기존 ESD 보호회로와 비교하여 제시하였다. 또한 설계변수 D1을 이용하여 전기적 특성의 변화를 검증하였다. 시뮬레이션 수행 결과 제안된 ESD 보호회로는 기존의 ESD 보호회로에 비해 높은 홀딩 전압특성과 양방향 방전특성을 확인하였다. 또한, Samsung의 0.13um BCD 공정을 이용하여 설계 후 TLP 측정을 통해 전기적 특성을 검증하였다. 이러한 과정을 통해 본 논문에서 제안된 ESD 보호회로 설계변수의 최적화를 진행하였고 향상된 홀딩 전압으로 래치 업 면역을 갖는다는 점에서 고전압 어플리케이션에 적용하기에 매우 적합함을 검증하였다.

전자장 해석을 통한 보호 개전기용 CT 설계 (Design of CT used Protection Relay by Electromagnetic Field Analysis)

  • 손종만;송희찬;최종웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.155-158
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    • 1997
  • In design of current transformer, equivalent circuit parameters is obtained by electromagnetic analysis and used circuit simulation. Precise core secton area and turns of coil can be determined by circuit analysis. Therefore exact design of current transformer is possible by field and circuit analysis.

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GTO를 이용한 과전압 억제용 크로바 회로 (Crowbar Circuit for the Overvoltage Protection Using GTO)

  • 류호선;임익헌
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.343-345
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    • 1996
  • In the case of synchronous machines, certain power system disturbances cause current to assume negative values when no static converter is present. But the converter prevents negative current from flowing, so that overvoltages occur. The overvoltages can be effectively limited as crowbar circuit using GTO. The crowbar circuit with current limiting resistor absorbs energy when overvoltage comes from power system repeatedly. The newly proposed circuit is verified through simulation and experiment

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다분할 디밍구조를 갖는 LED BLU 구동회로에 관한 연구 (Study on the LED BLU Driving Circuit with a Local-dimming Structure)

  • 박유철;김희준;채균;백주원
    • 전기학회논문지
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    • 제58권2호
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    • pp.292-300
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    • 2009
  • This paper presents an LED BLU driving circuit with a local-dimming structure. The efficiency of the proposed LED driver has been improved by parallel driving 8 serial-connected LED arrays. It employed the soft-switching boost converter topology to reduce the switching power loss of the hard switching boost converter. Soft- and hard-switching converters have the same structure except that the free-wheeling diode in the hard-switching converter is replaced with the n-channel MOSFET in the soft-switching one. The proposed boost converter was compared with the hard switching converter. The soft-switching converter reveals superior ripple and efficiency. A smaller inductance can be used for the soft-switching converter contrasting to the hard-switching one. We also studied on an over-voltage protection circuit of the output of the driver at the no load condition. The protection circuit was applied to the proposed driver, and its operation was confirmed by experiment. Using a local-dimming technique, power consumption of LCD BLUs can be reduced as low as possible according to the brightness of its image.

멀티레벨 PWM ac/dc 컨버터의 향상된 단락보호기법 해석 (Analysis of An Improved Short-circuit Protection for Multilevel PWM ac/dc Converter)

  • 강성관;노의철;김인동;조철제;전태원;김흥근
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.193-196
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    • 2001
  • This paper describes an improved short-circuit protection for a multilevel ac/dc power converter The output do power of the proposed converter can be disconnected from the load within several hundred microseconds at the instant of short-circuit fault. Once the fault has been cleared the dc power is reapplied to the load. The rising time of the do load voltage is as small as several hundred microseconds, and there is no overshoot of the dc voltage because the do output capacitors hold undischarged state. Therefore, the proposed converter can be used for a power supply, which requires a rapid disconnection of the load from the power supply in the case of a short circuit, as well as a rapid connection the load to the power supply after the clearance of the short circuit condition.

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고온 및 단락전류에 따른 리튬배터리의 폭발 및 화재 위험성에 관한 연구 (Study on the Explosion and Fire Risks of Lithium Batteries Due to High Temperature and Short Circuit Current)

  • 심상보;이춘하;김시국
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.114-122
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    • 2016
  • 본 논문은 리튬배터리의 고온 및 단락전류에 따른 폭발 및 화재 위험성을 분석하기 위한 연구이다. 이에 대표적인 리튬배터리 종류인 리튬폴리머배터리 및 리튬이온배터리를 실험시료로 선정하였다. 고온에 따른 폭발위험성 측정결과 리튬폴리머배터리의 경우 평균 $170^{\circ}C$, 리튬이온배터리의 경우 평균 $187^{\circ}C$에서 폭발이 일어났다. 단락전류에 따른 온도상승측정결과 보호회로가 정상작동 할 경우 과전류를 제한하여 온도상승이 거의 없었지만, 보호회로가 고장 났을 경우 리튬폴리머배터리의 경우 평균 $115.7^{\circ}C$ 및 리튬이온배터리 경우 평균 $80.5^{\circ}C$까지 상승하여 화재 및 화상 위험성이 높게 나타나는 것으로 측정되었다.

A Design of Wide-Bandwidth LDO Regulator with High Robustness ESD Protection Circuit

  • Cho, Han-Hee;Koo, Yong-Seo
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권6호
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    • pp.1673-1681
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    • 2015
  • A low dropout (LDO) regulator with a wide-bandwidth is proposed in this paper. The regulator features a Human Body Model (HBM) 8kV-class high robustness ElectroStatic Discharge (ESD) protection circuit, and two error amplifiers (one with low gain and wide bandwidth, and the other with high gain and narrow bandwidth). The dual error amplifiers are located within the feedback loop of the LDO regulator, and they selectively amplify the signal according to its ripples. The proposed LDO regulator is more efficient in its regulation process because of its selective amplification according to frequency and bandwidth. Furthermore, the proposed regulator has the same gain as a conventional LDO at 62 dB with a 130 kHz-wide bandwidth, which is approximately 3.5 times that of a conventional LDO. The proposed device presents a fast response with improved load and line regulation characteristics. In addition, to prevent an increase in the area of the circuit, a body-driven fabrication technique was used for the error amplifier and the pass transistor. The proposed LDO regulator has an input voltage range of 2.5 V to 4.5 V, and it provides a load current of 100 mA in an output voltage range of 1.2 V to 4.1 V. In addition, to prevent damage in the Integrated Circuit (IC) as a result of static electricity, the reliability of IC was improved by embedding a self-produced 8 kV-class (Chip level) ESD protection circuit of a P-substrate-Triggered Silicon Controlled Rectifier (PTSCR) type with high robustness characteristics.

싸이리스터와 다이오드 소자를 이용하는 입력 ESD 보호방식의 비교 연구 (A Comparison Study of Input ESD Protection schemes Utilizing Thyristor and Diode Devices)

  • 최진영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권4호
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    • pp.75-87
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    • 2010
  • 표준 CMOS 공정에서 제작 가능한 보호용 싸이리스터 소자와 다이오드 소자를 사용하는 RF IC용 두 가지 입력 ESD 보호회로 방식을 대상으로, 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하는 DC 해석, 혼합모드 과도해석 및 AC 해석을 통해 보호용 소자내 격자온도 상승 및 입력버퍼단의 게이트 산화막 인가전압 측면에서의 HBM ESD 보호강도에 대한 심도있는 비교 분석을 시도한다. 이를 위해, 입력 ESD 보호회로가 장착된 CMOS 칩의 입력 HBM 테스트 상황에 대한 등가회로를 구성하고, 5가지 HBM 테스트 모드에 대해 최대 6개의 보호용 소자를 포함하는 혼합모드 과도 시뮬레이션을 시행하고 그 결과를 분석함으로써 실제 테스트에서 발생할 수 있는 문제점들에 대한 상세한 분석을 시도한다. 이 과정에서 보호용 소자 내 바이폴라 트랜지스터의 트리거를 수월케 하는 방안을 제안하며, 두 가지 보호회로 방식에서 내부회로의 게이트 산화막 파괴는 보호용 소자 내에 존재하는 NMOS 구조의 접합 항복전압에 의해 결정됨을 규명한다. RF IC용 입력 보호회로로서의 두 가지 보호방식의 특성 차이에 대해 설명하는 한편, 각 보호용 소자와 회로의 설계와 관련되는 유용한 기준을 제시한다.