KR100234618B1

KR100234618B1 - 전송기 전원공급 및 격리.비격리 전류/전압 변환기

Info

Publication number: KR100234618B1
Application number: KR1019970051574A
Authority: KR
Inventors: 신상연; 김중선; 김성진
Original assignee: 이두철; 삼창기업주식회사
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19990031034A

Abstract

본 발명은 종래의 전송기 전송기 전원공급 및 격리, 비격리 전류/전압 변환기가 가진 여러 가지 문제점들을 해소하기 위하여 소모전력을 줄이고, 회로동작의 신뢰성을 높이며, 유지 보수에 편리하도록 전자회로 카드로 제작하여 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 직류전압을 직류전압으로 변환하는 제 1, 제 2 및 제 3 직류/직류 변환기와, 직류전원을 입력으로 받아서 상기 세 개의 직류/직류 변환기에 공급하는 전원공급부와, 상기 제 1 직류/직류 변환기에서 전원을 공급받아서 상기 전송기에서 소요되는 전압으로 승압 하여 전송기에 전원을 공급하는 전송기전원공급부와, 전송기에서 흐르는 전류를 전압으로 검출하는 전류-전압검출소자와, 상기 전류-전압검출소자에 의해 검출된 전압을 증폭하여 0V에서 10V 출력전압을 발생하는 격리증폭기 및 비격리 증폭기와, 전송기의 출력 신호선의 단성을 검출하는 전송기 출력신호선 개방 검출회로를 포함하여 이루어진다.

Description

전송기 전원공급 및 격리ㆍ비격기 전류/전압 변환기

본 발명은 원자력 발전소의 전자 제어 계통에서 주로 사용되는 전송기 전원공급 및 전류전압 변환기에 관한 것으로서, 특히 전송기에 동작 전원을 공급하고 전송기의 출력인 전류 신호를 전압신호로 변환하는 격리, 비격리 전류/전압 변환기에 관한것이다.

원자력 발전소에서는 핵연료를 사용하는 관계로 다른 일반 공장이나 발전소에 비하여 매우 안정되고 확실하게 동작되는 제어시스템을 가지고 있어야 하고, 이러한 제어시스템에서 사용되는 전자 제어 카드(회로)의 높은 신뢰도가 요구되고 있다.

이러한 원자력 발전소의 제어시스템에서는 여러 가지 물리량을 센서를 통하여 측정하고, 신호를 가공 처리하여 필요한 여러 가지 신호를 얻는데, 이러한 신호들을 전송하기 위하여 전송기를 사용한다.

이 전송기를 동작 시키기 위해 전원공급이 필요하고, 공급된 전원에 의해 전송기는 각종 신호를 전류의 크기로 변화하여 각 검출기에 전송한다.

전류신호를 전압신호로 변환하여 출력하는 것이 격리, 비격리 전류/전압 변환기인데, 전류신호를 전압신호로 변환할 때 신호의 용도에 따라서 동작전원을 전기적으로 서로 격리 시켜서 변환하거나 또는 격리 시켜 변환하거나 한다. 전송기 신호선의 개방으로 전류가 검출이 되지 않을 때 개방된 것을 표시할 수 있는 기능을 가지고 있다.

이러한 용도에 사용되는 전송기 전원공급 및 격리, 비격리 전류/전압 변환기는 높은 정밀도가 요구되고, 안정되게 동작하여야 한다.

종래에 사용되고 있는 전송기 전원공급 및 격리, 비격리 전류/전압 변환기는 전류소모가 많고, 입력과 출력의 격리를 위하여 트랜스를 사용하므로서, 부가적으로 회로가 복잡함에 따라 유지 보수의 어려움과 많은 전력소모에 의한 발열현상으로 온도에 의해 소자의 특성이 빨리 변하는 문제가 있다.

또한 이 변환기에서 사용되는 DC/DC 콘버터는 트랜지스터나 UJT를 이용한 발진부와 트랜스를 가지고 있는데, 이 또한 회로가 복잡함에 따라 유지 보수의 어렵고 부품의 열화가 심하여 특성이 빨리 변하는 문제가 있다.

본 발명은 종래의 전송기 전원공급 및 격리, 비격리 전류/전압 변환기가 가진 여러 가지 문제점들을 해소하기 위하여 소모전력을 줄이고, 회로동작의 신뢰성을 높이며, 유지 보수에 편리하도록 전자회로 카드로 제작하여 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 전송기 전원공급 및 격리, 비격리 전류/전압 변환기는 제 1, 제 2 및 제 3 직류/직류 변환기와, 직류전원 입력을 받아서 상기 세 개의 직류/직류 변환기에 공급하는 전원공급부와, 제 1 직류/직류 변환기에서 전원은 공급하는 전송기전원공급부와, 전송기에서 흐르는 전류를 전압으로 검출하는 저항 소자 Rs와, 상기 저항소자에 의해 검출된 전압을 증폭하여 0V에서 10V출력전압을 발생하는 격리증폭기 및 비격리증폭기와 전송기 전송신호선의 단선을 검출하는 전송기 출력신호 개방검출회로를 포함하여 이루어진다.

제1도는 본 발명의 일 실시예를 보인 블록도이다.

제2도는 본 발명의 전원 수신부와 DC/DC 콘버터의 회로도이다.

제3도는 본 발명의 전송기 전원공급기의 회로도이다.

제4도는 본 발명의 격리증폭기의 회로도이다.

제5도는 본 발명의 비격리증폭기의 회로도이다.

제6도는 본 발명의 전송기 출력신호 개방 검출회로도이다.

이하에서 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 전송기 전원공급 및 전류/전압 변환기는 도1의 블록도와 같이 구성되어 있다.

외부에서 공급되는 24VAC 또는 26VDC 선으로부터 입력되는 전력을 전원공급부(11)가 제 1, 제 2 및 제 3 직류/직류 변환기(12, 13, 14)에 연결시켜 주고 있다.

제 1 직류/직류 변환기(12)는 전원공급부(11)에서 전원을 공급받아서 전송기(18)가 필요로 하는 전압으로 승압하여 전송기전원공급부(15)에 전원을 연결하고, 저항소자 Rs는 전송기에 흐르는 전류를 신호전압으로 변환하여 검출하는 역할을 한다.

제 2 및 제 3 직류/직류 변환기(13, 14)는 비격리증폭기(16) 또는 격리증폭기(17)에 전원을 공급하고, 저항소자 Rs 양단에서 검출된 신호전압을 각각 비격리증폭기(16) 또는 격리증폭기(17)가 받아서 스팬과 영점조정을 하여 증폭한 다음 0V에서 10V 출력전압을 각각 발생시킨다.

전송기출력개방검축기(19)는 전송기에서 발생된 전압이 비격리증폭기(16)내의 버퍼를 통한 전압을 전송기출력개방검출기(19)의 제 1 입력으로하고, 비격리증폭기(16)내의 기준전압 발생부의 생성된 기준전압을 전송기출력개방검출기(19)의 제 2 입력으로하여, 제 1 입력이 제 2 입력에 대하여 높고 낮음에 따라 전송기 출력 신호선이 개방되었는지를 검출한다.

이 회로에서 아래로 뾰족한 삼각형은 접지 표시이고, P는 전원 접지, Z 중성점, N 비격리전원의 접지, I 다른 전원이나 접지단자들과 격리된 격리접지점을 가리킨다.

도2는 전원 공급부(11)와 직류/직류 변환부(12, 13, 14)의 회로도이다.

전원 공급부(11)는 24VDC 또는 26VDC를 받아서 직류/직류 변환부에 연결하여 주는 역할을 한다.

전원 공급부(11)는 직류/직류 변환부(12, 13, 14)의 DC/DC콘버터(12-1, 13-1, 14-1)에 전원을 연결하며, 이 DC/DC 콘버터들은 24VDC 에 대하여±10%의 범위를 가지고, 이상전압이나 오버로드로부터 자체회로를 보호하는 기능을 가지고 있다.

전원에 고압이 걸리거나 부하가 쇼트 되는 등의 현상으로 휴즈가(11-2)가 절단되면, TR1이 온(ON)되어 전원 이상을 알리는 신호램프(11-1)가 점등되고, 제너다이오드 ZD가 도통하여 SCR을 트리거 시켜서 전원공급부와 DC/DC콘버터를 연결하는 출력선(11-3)을 접지 시킨다. 그래서 DC/DC콘버터의 입력에는 SCR의 도통상태 전압인 0.7VAD정도만 걸린다. 이 출력선(11-3)에는 P-FAIL 단자가 연결되어서 여기에 연결된 외부 릴레이를 동작시킬 수도 있다.

여기서 특별히 지정하지 아니한 저항들을 바이어스 저항 또는 전류제한용 저항들이다. 이하 같다.

전원이 정상적으로 공급이 되고 있으면 DC/DC콘버터(12-1)(예 : IC PM923을 사용한다)는 24V 또는 26V를 입력받아서 중성점 Z에 대하여 항상+12V를 출력하고, DC/DC콘버터(13-1)는 IC PM972를 사용하며 24V 또는 26V를 받아서 비격리 중성점 N에 대하여 항상 +15V, -15V 전압을 출력하고, DC/DC콘버터(14-1)는 IC PM972를 사용하여 24V 또는 26V를 입력받아서 격리 접지점 Ⅰ에 대하여 항상 +15, -15의 전압을 출력한다. 도면 부호 13-2는 출력전압의 유무를 알리는 표시등이다.

제3도는 전송기 전원공급기(15) 회로도로서, 제 1 직류/직류 변화기(12)에 전원을 공급받아 중성점 Z에 대하여 직류 40VDC을 출력하여 전송기(18)에 보내는 구성을 보여 주고 있다.

전송기 전원공급지(15)는 전송기(18)에 직류 40V를 공급함으로서 전송기의 출력이 전류로 변화되게 하는 역할을 한다. 이 전송기전원공급부(15)에는 직류 승압용 IC(15-1) 예로서 모토롤라 사 제품인 MC34063와 같은 IC를 사용하며, 직류/직류 변환기(12)에서 +12V출력(15-2)을 (15-1)에서 받아 40V로 승압하여 직류전압을 얻는다.

이 40V승압전압은 R1, R2의 저항값에 의해 전압을 조정된다. 40V승압전압은 MC34063 내의 레퍼런스(REFERENCE) 전압 1.23V를 가지고 R1을 2.2K로 놓고 R2를 68K로 값을 정하여 주면, 승압전압은 1.23*68K/2.2K에 의하여 약 40V전압을 가지며, 중성점 Z에 대하여 40V승압전압을 가진다. 전송기(18)에 노드(15-3, 15-4)를 통하여 공급되면, 전송기를 통하여 흐르는 전류는 전송기 동작상태 즉, 물리량에 다라 변하는 신호의 크기로 변환하여 4mA에서 20mA 범위의 전류가 Rs에 흐르게 된다.

여기서 전송기에 공급된 전압이 40V 양전압이 노드(15-3)를 통하여 전송기로 보내지고, 전송기를 통하여 흐르는 전류는 중성점 노드(15-4)를 통해 Z 접지로 흘러 들어가며, 저항 Rs 양단에 전압강하를 발생시킨다.

저항 Rs 양단에서 발생되는 전압 강하는 비격리증폭기(16)와 격리증폭기(17)의 입력단자(17-1, 16-1)를 통하여 입력된다. Rs에서 검출된 신호전압은 전류값 4mA~20mA과 저항 Rs를 곱한 값이 되며 이 값이 신호 전압이 된다.

여기서 중성점 Z에 대한 출력전압 값은 Rs를 30Ω이라고 하면 30×(-4mA~20mA)의 수식에 의해 -120V~-600V의 전압이 발생되어 비격리증폭기(16)와 격리 증폭기(17)에 입력되어 증폭된다.

제4도는 격리 증폭기(17)의 회로도이다.

격리 증폭기(17)는 제 3 직류/직류 변환기(14)의 전원을 공급받고 중성점 Z에 대한 입력전압을 격리중성점 Ⅰ에 대한 전압신호로 증폭하여 출력하는 구성을 가지고 있다.

격리 증폭기(17)는 격리증폭부(17-1), 전압플로워(17-2)와 기준전압발생부(17-3), 영점조정부(17-4) 및 합산부(17-5)를 포함하여 구성된다.

중성점Z에 대한 신호 입력전압은 격리 증폭기(17)의 입력단자(16-1)를 통하여 격리증폭부(17-1)에 인가되면 소정의 증폭율로 증폭되어 중성점 Ⅰ에 대한 전압으로 출력되어, 입력 전원과 분리되므로 중성점Z에 대하여 독립성을 가지게 된다.

이는 발전소 특성에 따른 것으로 비격리 계통(16)과 격리계통(17)은 전송기에서 흐른 전류가 저항소자 Rs 양단에 인가되어 두 계통이 같은 값의 출력을 내도록 함으로써 한 계통이 다른 계통에 영향을 미치지 않도록 비격리 중성점 N과 격리 중성점 Ⅰ를 분리한 것이다.

기준전압발생부(17-3)에 발생된 전압은 영점조정부(17-4)내의 영점 조정용 가변저항(17-41)과 전압플로워(17-42)를 통하여 출력된다. 이것은 기준전압발생부(17-3)에서 나온 전압이 영점조정부(17-4)에서 전압분배되어 소정의 크기를 가진 전압으로 출력된다.

영점조정부(17-4)에 의한 출력전압은 격리증폭부(17-1)의 출력이 전압플로워(17-2)를 통하여 출력되는 전압과 합하여져서 합산부(17-5)내의 연산증폭기(17-52)에서 증폭되어 출력된다. 이것은 격리증폭부(17-1)를 거쳐서 전압플로워(17-2)를 거쳐 연산증폭기(17-52)의 출력전압을 영점조정(17-41)으로 더욱 미세 조정이 가능하도록 하였다.

영점조정부(17-4)는 3.906V~4.998V의 전압을 가지며, RI=50K, R2=30K로 주어지면,

17-14에서 (3.906V~4.998V)가 최대 값을 가질 때,

17-41 × (30K/50K) = 2.856V

17-41(3.906K~4.998K)가 중간 값을 가질 때,

17-41 × (30K/50K) = 2.413V

17-41(3.906K~4.998K)가 최소 값을 가질 때,

17-41 × (30K/50K) = 2.343V

그러므로, 영점조정부(17-4)의 영점조정부(17-41)는 격리증폭부(17-1)의 신호입력 전압 변화에 연산증폭기(17-52)의 출력전압을 600mV까지 조정가능하도록 하였다.

입력단자(16-1)는 신호 입력전압(중성점Z)에 생성된 전압은 -120mV~-600mV로 걸리며, 이것은 입력단자(16-1)에 인가되어 격리증폭부(17-1)에서 증폭한 다음 전압플로워(17-2)를 거쳐 연산증폭기(17-52)의 출력값이 결정된다.

격리증폭부(17-1)는 GAIN값을 5배가량 증폭시키며, 이 출력값은 -0.6~-3V의 값을 얻어 전압플로워(17-2)에 인가되고, 합산부(17-5)에서는 연산 증폭기(17-52)의 GAIN 출력값이 입력전압에 대한 GAIN값을 최소, 최대의 스팬조정(17-51)으로 출력값이 정해진다.

이 GAIN값은 최소 30K/(6.9K + 500Ω)값과 최대 30K/(6.9K + 0Ω)값으로 나온 값이 4배에서 4.348배 값을 가진다.

출력값 조정은 다음과 같은 방법으로 계산하여 출력을 얻을 수 있다.

R2=30K, R3=6.9K, 17-51(500Ω)이 최대 값을 가질 때,

-0.6(-3V) × 30K / (6.9 + 17-5-1) = -2.609V(-13.043V)

R2=30K, R3=6.9K, 17-51(500Ω)이 중간 값을 가질 때,

-0.6(-3V) × 30K / (6.9 + 17-51) = -2.517V(-12.587V)

R2=30K, R3=6.9K, 17-51(500Ω)이 최소 값을 가질 때,

-0.6(-3V) × 30K / (6.9 + 17-51) = -2.432V(-12.162V)

합산부(17-5)는 스팬 조정(17-51)에 의한 연산증폭기(17-52)의 출력값이 -2.432V(-12.162V) ~ -2.609V(-13.043V)를 가지며, 영점조정부(17-41)에 의한 연산증폭기(17-52)의 출력값은 2.343V ~-2.856V값을 가지며, 이 두 연산증폭기(17-52)에서 출력된 전압을 합산하여 반전시킨 출력을 0~10V로 되게 하는 격리증폭기이다.

격리증폭기(17-1)는 미국 아날로그 디바이스 사의 제품 AD202 IC를 사용하고, 기준전압 발생기(17-3) 미국 아날로그 디바이스 상의 제품 REF02 IC를 사용한다.

제5도는 비격리증폭기(16)의 회로도이다. 비격리증폭기(16)는 제 2 직류/직류 변환기(13)의 전원을 공급받고, 중성점 N, 신호 입력전압(중성점Z)의 신호를 입력받아 비격리증폭기(16)에서 소정의 출력을 가지도록 한다.

비격리증폭기(16)는 전압플로워(16-2)와 기준전압발생부(16-3), 영점조정부(16-4) 및 합산부(16-5)를 포함하는 회로로 구성될 수 있다.

중성점 N은 비격리증폭기(16)에 중성점이 공통으로 연결되어 중성점이 비격리 되어 있고, 신호 입력전압(중성점Z)의 신호는 입력단자(16-1)사이에 인가되어 전압플로워(16-2)로 거쳐 합산부(16-5)내의 스팬조정(16-52)을 통하여 연산증폭기(16-51)에서 소정의 증폭율로 증폭되어 출력된다.

기준전압발생부(16-3)에 발생된 전압은 영점조정부(16-4)내의 영점조정(16-42) 및 전압플로워(16-41)로 출력되어 지는데, 이것은 기준전압발생부(16-3)에서 나온 전압이 영점조정용 가변저항기(16-42)로 전압분배되어 영점조정부(16-4)의 전압 플로워(16-41)를 통하여 출력된다.

영점조정부(16-4)에 의한 출력전압은 다음과 같은 방법으로 합산부(16-5)내의 연산증폭기(16-51)의 GAIN값에 대하여 출력 곱으로 계산되어 진다. 이 것은 전압플로워(16-2)를 거쳐 연산 증폭기(16-51)의 출력전압을 영점조정(16-42)으로 더욱 미세 조정이 가능하도록 하였다.

영점조정부(16-4)는 3.906V~4.998V의 전압을 가지며, R1-525.K, R2=30K로 주어지면,

16-4 (3.906V~4.998V)가 최대값을 가질 때,

16-42 × (30K / 52.5K)=2.856V

16-42 (3.906V~4.998V)가 중간값을 가질 때,

16-42 × (30K / 52.5K)=2.413V

16-42 (3.906V~4.998V)가 최소값을 가질 때,

16-42 × (30K / 52.5K)=2.232V

그러므로, 영점조정부(16-4)의 영점조정(16-42)은 전압플로워(16-41)의 신호입력전압 변화에 연산증폭기(16-51)의 출력전압을 600mV까지 조정가능 하도록 하였다.

신호 입력전압(중성점Z)에 생성된 전압은 -120mV ~ -160mV 입력단자(16-1)에 인가되어 전압플로워(16-2)를 거쳐 연산증폭기(16-51)의 출력값이 결정된다.

이 스팬조정(16-52)에 의한 연산 증폭기(16-51)의 GAIN출력값은 전압플로워(16-41)의 출력전압에 대하여 GAIN 값을 최소, 최대의 스팬조정(16-52)으로 출력값이 정해진다. 이 GAIN값은 최소 30K/(1.4K+100Ω)가 최대 값과 최대 30K/(6.9K+0Ω)값으로 나온 값이 약 20배에서 21.4배 값을 가진다.

R2=30K, R3=11.4K, 16-5-2-(100Ω)가 최대 값을 가질 때,

-120mA(-600mV)×30K / (1.4K + 16-52)=-2.571V(-12.857V)

R2=30K, R3=1.4K, 16-5-2-(100Ω)가 중간 값을 가질 때,

-120mA(-600mV)×30K / (1.4K + 16-52)=-2.483V(-12.413V)

R2=30K, R3=1.4K, 16-5-2-(100Ω)가 최소 값을 가질 때,

-120mA(-600mV)×30K / (1.4K + 16-52)=-2.483V(-12.413V)

합산부(16-5)는 스팬 조정(16-52)에 의한 연산증폭기(16-51)의 출력값이 -2.400V(-12.000V) ~ -2.517V(-12.857V)를 가지며, 영점조정(16-42)에 의한 연산 증폭기(16-51)의 출력값, 즉 2.342V ~ 2.856V값을 가지며, 이 두 연산증폭기(16-51)에서 증폭된 출력전압은 합산하여 출력을 반전시킨 다음 0~10V로 되게 하는 비격리증폭기이다. 기준전압 발생기(16-3)는 미국 아날로그 디비이스 상의 제품 REF02 IC를 사용한다.

제6도는 전송기 출력신호선 개방 검출회로(19)로서 전송기의 신호가 끊어지거나 작업자가 전송기의 교체로 인하여 신호선이 개방되었을 때 카드 내에 LED를 창작하여 판별할 수 있도록 한다.

제6도의 구성은 크게 증폭부(19-1)와 발진부(19-2)와 합산부(19-3) 및 표시부(19-4) 부분으로 구성된다.

여기서 증폭부(19-1)는 연산증폭기(19-10)와 차동증폭기(19-5)를 포함한다. 두입력단자(19-8, 19-9)는 제 1 입력단자(19-9)는 제5도의 비격리증폭기(16)의 전압플로워(16-2) 출력전압에 연결되고, 제 2 입력단자(19-8)는 제5도의 비격리증폭기(16)의 기준전압발생부(16-3)의 출력전압에 연결된다.

이 제 1 및 제 2 신호는 차동증폭부(19-1)에서 비교된 다음 전송기의 신호선이 개방되어 입력단자(19-9)에 전압이 기준전압보다 낮아지면, 발진부(19-2)각 발진을 하여 LED표시부(19-4)에 점멸하도록 되어 있다. 정상 운전시에는 LED표시부(19-4)에서는 OFF상태에 있다. 구체적인 설명은 다음과 같다.

제 1 입력단자(19-9)에 입력되는 신호는 제 5 도의 비격리증폭기(16)의 전압플로워(16-2)의 정상운전시 출력값인 -120mV ~-600mV를 가지며, 이것은 연산증폭기(19-10)에 의하여 10배로 증폭되어 1.2V~6 로 된다. 즉 R15=10K, R16=20K로 놓으면 GAIN=-R16/R15=10의 값과 전압플로워(16-2) 출력값 -120mV ~ -600mV이 곱한 것이 위의 값으로 얻어진다.

이것은 연산증폭기(19-10)의 출력값이 차동증폭기(19-5)의 입력 R3에 연결되고, 만약 입력단자(19-8)가 0V값 즉, 전송기(18)에 흐르는 전류 신호가 개방되었을 때, 출력은 다음에 의해 구해진다. R1=50K, R2=10K, R3=4K, R4=10K 일 때, 1.2V(6V)×((R1+R2)/R1×R4/(R3+R4))=1.0V(5.1V)이 된다. 그러므로, 차동증폭기(19-5)의 출력값은 최저 1.0V값을 가지므로, 기준전압을 1V내에 설정하여 정한다. 기준전압값은 기준전압발생부(16-3)에서 발생된 전압과 차동증폭기(19-5)의 저항 R1, R2에 의해 만들어지며, 이 값은 다음과 같은 방법으로 구해진다.

R1 = 50K, R2 = 10K, 기준전압발생부(16-3)의 전압이 5V일 때,

5V × (10K/50K)=1V가 되고, 이것은 제 2 입력단자(19-8)를 기준전압으로 설정하고 제 1 입력단자(19-9)의 전압을 전송기(18) 정상상태일때와 비정상 상태로 변화하였을때의 상태를 LED표시부(19-4)에서 확인할 수 있다.

1. 기준전압보다 큰 전압이 걸릴 때,

기준전압(1V)값보다 큰 전압이 걸리때는 차동증폭부(19-1)의 출력전압은 +전압((1.0V~5.0V)-1V) = 0V ~ 4V가 출력된다.

발진부(19-2)는 시정수 값을 정하는 C1과 R8, 입력에 1/2로 감산하는 R5와 R6, 펄스의 최대 높이를 정하는 Z1로 구성되며, 출력전압은 입력에 대하여 항상 구형과 펄스가 출력으로 나타난다.

이 시정수는 0.47uF × 100K = 47mS의 값으로 LED점멸 시간을 결정해 주고, 입력전압을 R5와 R6에 의해 반감시켜 발진을 원할히 해주며, 발진부(19-2) 출력은 연산증폭기(19-6)의 양단전원(±15V)의 최대 값으로 구형과 펄스가 출력되고, 제너다이오드 Z1에 의해 구형과 펄스 크기가 제한된 값으로 주어진 펄스 크기는 +3V ~ 0.7V의 펄스가 된다.

이 값은 합산부(19-3)의 저항 R11에 연결되어 연산증폭기(19-7)의 출력값은 R11=R12일 때,

-(+3V~ -0.7V) ×R12 / R11 = +0.7V ~ -3V의 값이 되고,

차동증폭부(19-1)의 출력전압 저항 R10에 연결되어 연산증폭기(19-7)의 출력값은 차동증폭부(19-1)의 출력전압은 (0V~4V)와 R10=R12 일 때,

이 두 전압(+0.7~-3V, 0V~4V)은 연산증폭기(19-7)의 의하여 합산이 되어 출력으로 나타난다.

이것은 D1의 다이오드 특성에 의해 출력은 양의 전압만 남으며, 합산부(19-3)출력은 거의 OV에 가까운 전압이 걸리므로 LED표시부(19-4)의 Q1은 OFF상태가 되어 표시등은 꺼진 상태가 된다.

2. 기준전압(1V)갑소다 작은 전압이 걸릴 때,

전송기(18)에 흐르는 전류 신호선이 개방되어 입력단자(19-9)에 전압변화가 없고, 차동증폭부(19-1)의 출력전압은 기준전압 -1V의 값만 얻어진다.

이 값은 발진부(19-2)의 저항 R5에 대한 발진부(19-2)의 출력펄스는 +3V~-0.7V의 전압 크기를 합산부(19-3)의 저항 R11 연결되며, 이 합산부(19-3)의 저항 R10에 연결된다.

이 두 전압은 합산부(19~3)의 연산증폭기(19-7)에서 계산값이 반전되어 출력되고 , 즉 출력펄스는 -3V~+0.7V와 차동증폭부(19-1)와 출력전압이+1V로 바뀐 다음 D1의 순방향 특성에 의해 양의 전압만 생성된다.

그러므로 발진부(19-2)의 양의 출력전압은 +0.7V의 펄스전압을 가지고 있고, 차동증폭부(19-1)의 출력전압은 +1V의 전압을 가지므로 두 합은 +1.7V의 값으로 발진한다.

여기서 합산부(19-3)의 D1이 동작전압을 가지고 있으므로 이 전압을 뺀 나머지 약, 0V에서 +1V로 발진을 한다. 이것은 필터 R13과 C2를 거쳐 Q1을 구동시켜 LED가 약 21HZ 주기로 점멸시킨다.

이상 설명한 본발명은 여러 가지의 실시예로 실현시킬 수가 있다. 저항소자 Rs는 전류 신호를 전압 신호로 바꾸는 역할을 하는 즉 전류-전압검출소자로 사용되는데, 저항소자가 아닌 리액턴스 소자나 다른 반도체 소자를 이용하여도 된다. LED표시 소자는 펄스신호를 가시 상태의 신호를 나타내기 위한 것인데, LED 대신에 다른 발광소자들을 사용하여도 된다.

이상 설명한 본 발명에 따른 효과는, 소모전력이 적고, 신뢰성이 높은 전송기 전원공급 및 격리·비격리 전류/전압 변환 회로를 실현할 수가 있다는 것이다.

Claims

계측제어를 위한 전송기에 전원을 공급하고 전송기의 신호를 격리 및/또는 비결리 전원으로 전류/전압 변환하는 변환기에 있어서, 직류전압을 직류전압으로 변환하는 제1, 제 2 및 제3 직류/직류 변환기와, 직류전원을 입력으로 받아서 상기 세 개의 직류/직류 변환기에 공급하는 전원 공급부와, 상기 제1 직류/직류 변환기에서 전원을 공급받아서 상기 전송기에서 소요되는 전압으로 승압하여 전송기에 전원을 공급하는 전송기전원공급부와, 전송기에서 흐르는 전류를 전압으로 검출하는 전류-전압검출소자와, 상기 전류-전압검출소자에 의해 검출된 전압을 증폭하여 0V에서 10V출력전압을 발생하는 격리증폭기 및 비격리증폭기와, 전송기의 출력 신호선의 단선을 검출하는 전송기 출력신호선 개방 검출회로를 포함하여 이루어지는 전송기 전원공급 및 격리·비격리 전류/전압 변환기.
제1항에 있어서, 상기 전류-전압검출소자는 저항소자를 사용하는 것이 특징인 전송기 전원공급 및 격리·비격리 전류/전압 변환기.
제1항에 있어서, 상기 격리증폭기(17)는, 상기 전류-전압검출소자에 연결되어 검출된 전압을 입력받아서 증폭하여 출력을 입력 전원과는 분리하여 출력하는 격리증폭부(17-1)와, 상기 격리증폭부(17-1)의 출력을 받아서 완충역할을 하는 전압플로워(17-2)와, 기준전압을 발생하는 기준발생기(17-3)와, 상기 기준발생기(17-3)에서 기준전압을 받고, 영점을 조정하기 위한 영점전압을 출력하는 영점조정부(17-4)와, 상기 전압플로워(17-2)와 상기 영점조정부(17-4)의 출력전압을 합산하여 증폭하는 합산부(17-5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기 전원공급 및 격리·비격리 전류/전압 변환기.
제1항에 있어서, 상기 비격리증폭기(16)는 상기 전류-전압검출소자에 연결되어 그 양단 전압을 받아서 완충역활을 하는 전압플로워(16-2)와, 기준전압을 발생하는 기준발생기(16-3)와, 상기 기준전압발생기의 전압을 받아서 영점을 조정하기 위한 영점 전압을 출력하는 영점조정부(16-4)와, 상기 전압플로워(16-2)와 영점조정부(16-4)의 출력전압을 합산하여 소정의 출력전압으로 증폭하는 합산부(16-5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기 전원공급 및 격리·비격리 전류/전압 변환기.
제1항에 있어서, 상기 전송기 출력신호 개방 검출회로(19)는, 상기 비격리증폭기(16)의 전압플로워(16-2)의 출력전압과 기준발생기(16-3)의 출력전압을 입력받아서 비교하여 증폭하는 차동증폭부(19-1)와, 상기 차동증폭부(19-1)의 출력을 받아 발진하는 발진부(19-2)와, 상기 발진부(19-2)의 출력펄스와 차동증폭부(19-1)의 출력전압을 받아 합산하여 펄스전압 또는 영전압을 출력하는 합산부(19-3)와, 상기 합산부(19-3)의 출력에 따라 점멸되는 표시부(19-4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기 전원공급 및 격리·비격리 전류/전압 변환기.