KR0179892B1

KR0179892B1 - 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로

Info

Publication number: KR0179892B1
Application number: KR1019960039245A
Authority: KR
Inventors: 이정준
Original assignee: 이종수; 엘지산전주식회사
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1999-04-01
Also published as: CN1177107A; KR970062361A; KR100579754B1; KR19980020677A; US5903172A

Abstract

본 발명은 교통신호 제어기의 출력전압을 검출하는 기술에 관한 것으로, 종래 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로에 있어서는 포토커플러를 주요 구성소자로 사용하고 있어 검출전압의 시작점이 변화되는 결함이 있었으며, 전 동작온도 내에서 전압검출 사양을 만족시키는 장치를 구성하기에 용이하지 않은 문제점등을 내포하고 있었다.

따라서, 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 검출전압 분압부(31)에서 출력되는 전압을 클럭신호( CLK)로 래치하여 검출출력전압(Vout)을 발생하는 D형 풀립플롭(32)과; 제로크로싱검출 신호(Z/C)를 지연상수(Dk)로 원하는 만큼 지연시켜 상기 클럭신호(CLK)로 공급하는 타이밍 발생기(33)를 포함하여 출력전압 검출회로를 구현한 것이다.

Description

교통신호 제어기의 출력전압 검출회로

제1도는 일반적인 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로도.

제2도는 (a),(b)는 제1도의 입출력 파형도.

제3도는 본 발명에 의한 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로도.

제4도는 제3도에서 타이밍 발생기의 일실시 예시도.

제5도는 (a) 내지 (c)는 제3도 각 부의 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 검출전압 분압부 32 : D형 플립플롭

33 : 타이밍 발생기 33A : 지연기

본 발명은 교통신호 제어기의 출력전압 검출하는 기술에 관한 것으로, 특히 동작 온도변화에 따른 특성의 변화를 줄이고, 소형화에 용이하며, 소프트웨어 적인 방법으로 검출기준점의 조정이 가능하도록한 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로에 관한 것이다.

교통신호 제어기에 있어서, 출력된 등기신호의 상태를 실시간으로 검증하여 신호 운용이 정상적으로 이루어지고 있는지를 평가하는 기능은 기본적인 구비사항에 속한다. 이와 같이 신호 운용이 정상적으로 이루어지고 있는지의 여부는 크게 두가지로 분류되는데, 하나는 온신호를 출력한 등기선로에 실제로 정상적인 전압이 출력되고 있는지를 확인하는 것이고, 다른 하나는 오프신호를 출력한 등기선로에 실제로 출력전압이 인가되지 않고 있는지의 여부를 평가하는 것이다.

일반적으로, 녹색(Green) 계열의 신호군(PG: 보행자 녹색신호등, G: 차량 녹색 신호등, A: 차량 좌회전 신호등)애 있어서는 신호의 오프상태가 명확히 이루어졌는지의 여부가 중요한 의미를 갖으며, 적색(Red) 계열의 신호군(PR: 보행자 적색신호등, R: 차량 적색신호등, Y: 차량 황색신호등등)에 있어서는 온상태가 명확히 이루어졌는지의 여부가 중요한 의미를 갖는다.

교통신호 제어기는 전압 궤환장치를 통하여 신호등기에 출력한 전압이 실제로 정상적으로 구동되고 있는지의 여부를 평가하여, 이를 근거로 정상적인 상태에서는 신호 운용을 지속하고, 사고의 위험성이 존재하는 비정상적인 상태에서는 정상적인 신호 운용을 중단한채 점멸신호를 출력하는 동작을 수행하게 된다.

제1도는 일반적인 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 등기선로로 부터 궤환 입력되는 교류성분의 검출입력전압(Vin)을 처리하는데 적당한 레벨로 분압하는 검출전압 분압부(11)와; 상기 검출전압 분압부(11)의 출력신호를 절연된 상태로 신호변환부(13)측에 전달하는 포토커플러(12)와; 시스템 제어부로 하여금 등기선로에 대한 출력 단속이 정상적으로 수행되느지를 판단할 수 있도록 하기 위하여, 상기 포토커플러(12)를 통해 소정 주기로 신호가 입력될 때 로우 신호를 출력하고 소정 주기로 신호가 입력되지 않을 때 하이신호를 출력하는 신호 변환부(13)로 구성된 것으로, 이에 작용을 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

신호등을 점등시키기 위하여 등기선로에 전원을 공급하면 그 등기선로로 부터 궤환 입력되는 제2도의 (가)와 같은 교류성분의 검출입력전압(Vin)이 저항(R1),(R2)에 의해 소정 레벨로 분압되어 포토커플러(12)에 공급되고, 이에 의해 그 포토커플러(12)의 포토다이오드 및 포토트랜지스터가 전원주파수에 상응하는 주기로 온, 오프를 반복하게 되어 그 포토트랜지스터의 콜렉터에는 풀업된 방형파가 출력된다.

상기 포토커플러(12)의 포토트랜지스터가 턴온될때에는 전원단자전압(Vcc)이 그 포토트랜지스터를 통해 접지단자로 흐르고, 턴오프될때에는 저항(R4)을 통해 소정의 시정수(T=R4.C1)로 콘덴서(C1)에 충전되다가 상기 포토트랜지스터가 다시 턴온되는 순간에 다이오드(D2) 및 그 포토트랜지스터를 통해 접지측으로 급속히 방전되므로 등기선로에 전원이 공급되는 동안에는 출력버퍼(BUF1)에 제2도(나)의 t1 시점에서와 같이 로우 신호를 출력된다.

이와 같은 과정을 통해 상기 신호 변환부(13)에서 출력되는 검출출력전압(Vout)이 시스템 제어부에 전달되어 그 시스템 제어부는 이를 근거로 등기선로에 대한 출력 단속이 정상적으로 수행되느지를 판단하게 된다.

참고로, 교통신호기의 동작온도 사양이 -34℃~+74℃로 규정되어 있으며, 전압궤환회로의 사양은 AC 15V 이하의 입력에서는 전압이 검출되지 않고 AC 25V 이상의 입력에서는 검출되도록 되어 있다.

통상적으로, 교통신호 제어기는 48개의 등기 출력회로를 갖게 되므로 상기 제1도와 같은 궤환회로도 48개 반복 구성하여 사용하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로에 있어서는 포토커플러를 주요 구성소자로 사용하고 있는데, 주위의 온도변화에 따라 포토커플러의 턴온전류가 변화되므로 검출전압의 시작점이 변화되는 결함이 있었으며, 전 동작온도 내에서 전압검출 사양을 만족시키는 장치를 구성하기에 용이하지 않은 문제점을 내포하고 있었다. 또한, 포토커플러 및 다이오드로 이루어진 하이브리드 집적소자(Hybrid IC)로 제작하는데 적합하지 않아 제품의 소형화에 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 동작온도의 변화에 동작특성의 변화를 최소화하고, 제품의 소형화에 기여할 수 있는 교통신호 제어기의 새로운 출력전압 검출회로를 제공함에 있다.

제3도는 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로에 대한 일실시 예시 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 등기선로로 부터 궤환 입력되는 교류성분의 검출입력전압(Vin)을 TTL레벨로 분압하는 검출전압 분압부(31)와; 상기 검출전압 분압부(31)에서 출력되는 전압을 클럭신호(CLK)로 래치하여 검출출력전압(Vout)을 발생하는 D형 풀립플롭(32)과; 제로크로싱검출 신호(Z/C)를 지연상수(Dk)로 원하는 만큼 지연시켜 상기 클럭신호(CLK)로 공급하는 타이밍 발생기(33)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제2도, 제4도 및 제 5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

신호등을 점등시키기 위하여 등기선로에 전원을 공급하면 그 등기선로로 부터 궤환 입력되는 제2도의 (가)와 같은 교류성분의 검출입력전압(Vin)이 저항(R1),(R2)에 의해 소정 레벨로 분압되어 써지보호용 콘덴서(C11)에 충전되고, 그 충전전압이 래치용으로 사용된 D형 풀립플롭(32)의 입력단자(D)에 공급되는데, 이 입력단자(D)에 공급되는 전압레벨은 5V내외 TTL 레벨이다.

참고로, 상기 저항값(R11),(R12)은 검출입력전압(Vin)이 검출기준치 즉, 전압이 존재하는 것으로 판단해야 할 시작전압에 도달될 때 상기 D형 풀립플롭(32)의 입력단자(D)에 나타나는 전압값을 하이로 인식할 수 있는 전압값과 일치되도록 계산되어 설정된다.

상기 레치용으로 사용된 D형 풀립플롭(32)은 클럭신호(CLK)의 상승에지 입력시점에서 입력(D)의 상태(하이 또는 로우) 를 다음 클럭신호의 상승에지 입력시점까지 유지하는 특징을 갖는 소자이다. 즉, 타이밍발생기(33)에서 공급되는 제5도의 (다)와 같은 클럭신호(CLK)의 상승에지에 등기하여 입력단자(D)에 공급되는 전압을 래치하게 된다.

따라서, 상기 D형 풀립플롭(32)의 출력단자(Q)에는 제2도의 (가)와 같은 검출입력전압(Vin)의 입력여부에 따라 제2도의 (나)와 같은 검출출력전압(Vout)이 출력된다. 한편, 제4도는 제3도에서 타이밍발생기(33)의 클럭신호(CLK) 발생과정을 설명하기 위한 것으로, 제5도의 (나)와 같은 제로크로싱검출신호(Z/C)를 지연기(33A)의 입력으로 하고, 소프트웨어적으로 프로그래밍된 지연상수(Dk)에 따라 그 제로크로싱검출신호(Z/C)를 지연시켜 제5도의 (다)와 같은 클럭신호(CLK) 발생하도록 하였다.

결과적으로, 상기 소프트웨어적으로 프로그래밍된 지연상수(Dk)를 이용하여 상기 D형 풀립플롭(32)의 래치시점을 조정할 수 있게 되는데, 이와 같이 하는 이유는 상기 검출입력전압(Vin)은 시간에 따라 변화되는 교류전압이므로 래치시점에 따라 AC전압의 피크점에서 래치하거나 다소 피크점에서 벗어난 시점에서 래치할 수 있도록 하는 등 임의로 검출 기준값을 변화시킬 수 있도록 하기 위함이다.

이상에서 상세시 설명한 바와 같이, 본 발명은 래치소자와 타이밍발생기를 이용하여 출력전압 검출회로를 구현함으로써 동작온도 변화가 최소로 되어 교통신호기의 동작온도 범위인 -34℃∼+74℃ 내에서 전압궤환회로의 사양인 AC 15V이하의 입력에서는 전압이 검출되지 않고 25V 이상의 입력에서는 전압이 검출되도록 하는 특성을 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있고, 하이브리드 집적소자로 용이하게 구현할 수 있어 제품의 소형화에 이바지할 수 있는 효과가 있으며, 소프트웨어적으로 프로그래밍된 지연상수를 이용하여 검출시점을 미세하게 조정 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

등기선로로 부터 궤환 입력되는 교류성분의 검출입력전압(Vin)을 TTL레벨로 분압하는 검출전압 분압부(31)와; 상기 검출전압 분압부(31)에서 출력되는 전압을 클럭신호(CLK)로 래치하여 검출출력전압(Vout)을 발생하는 D형 풀립플롭(32)과; 제로크로싱검출 신호(Z/C)를 지연상수(Dk)로 원하는 만큼 지연시켜 상기 클럭신호(CLK)로 공급하는 타이밍 발생기(33)로 구성한 것을 특징으로 하는 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로.
제1항에 있어서, 타이밍발생기(33)는 소프트웨어적으로 프로그래밍된 지연상수(Dk)를 공급받도록 구성한 것을 특징으로 하는 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로.