KR100326184B1 - 송수신보호회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장치간의 전위차로 인한 부품의 손상을 방지하는 송수신보호회로를 구비한 송수신장치에 관한 것으로서, 전원부로부터 출력되는 동작전압을 안정화회로를 구비한 전원분리부를 통해 안정화 시킨 후 동작전압으로 공급하도록 하며, 광결합기와 트랜시버를 구비하여 안정화된 동작전압에 의해 동작하는 신호분리회로를 이용하여 송신신호와 수신신호를 전기적으로 절연하도록 송수신보호회로를 구현하였다.

Description

송수신보호회로{APPARATUS FOR PROTECTING TRANSCEIVE}
본 발명은 신호를 송신 및 수신하기 위한 장치에 관한 것으로서, 특히 송신 및 수신측 장치간의 전위차로 부품이 손상되는 것을 방지하기 위한 송수신보호회로에 관한 것이다.
일반적으로 신호를 전송하는 장치는 송신회로와 수신회로를 분리하여 구성하고, 상기 송신회로와 수신회로가 동작함에 있어 요구되는 전원을 공급하는 별도의전원공급회로를 구비한다.
상기 전원공급회로에 해당하는 전원부(118,128)를 별도로 구비하여 신호를 송신 및 수신하는 두 장치(110,120)간의 통상적인 구성을 개념적으로 도시하면 도 1에 도시한 도면과 같다.
상기 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 두 장치(110,120)는 전송케이블을 통해 연결되며, 각각 전송부(112,122)와 전원부(118,128)로 구성된다. 한편, 상기 전송부(112,122)는 신호를 송신하기 위한 처리를 행하는 송신회로(114,126)와, 수신되는 신호를 처리하기 위한 수신회로(116,124)로 구성된다. 상기 전원부(118,128)는 상기 전송부(112,122)가 정상적으로 동작하는데 요구되는 소정 레벨의 동작 전압을 공급한다. 상기 전송케이블은 상기 두 장치(110,120)에 구비된 송신회로(114,124)와 수신회로(116,124)를 각각 연결하는 신호선(130,140)과, 상기 두 장치(110,120)의 접지를 연결하는 신호 그라운드선(150)으로 이루어진다.
따라서, 상기 두 장치(110,120)에 구비된 수신회로(116,124)에서 수신신호를 감지하는 것은 인입되는 신호선(140,130)과 상기 신호 그라운드선(150)의 전위차에 의해 감지한다. 또한, 상기 두 장치(110,120)에 구비된 송신회로(114,126)에서 신호를 송신하는 것은 연결된 신호선(130,140)과 상기 신호 그라운드선(150)의 전위차를 이용하여 전송한다. 즉, 상기 두 장치(110,120)는 신호 그라운드선(150)을 통해 상호 접지가 이루어진 구성을 가진다.
따라서, 상기한 바와 같이 두 장치(110,120)가 별도의 전원부(118,128)를 구비하는 경우에는 두 장치(110,120)간에 전위차가 발생할 수 있다. 다시 말해,장치(110) 내부의 전압 레벨이 장치(120) 내부의 전압 레벨 보다 높거나 장치(120) 내부의 전압 레벨이 장치(110) 내부의 전압 레벨 보다 높음으로 인해 전위차가 발생할 수 있음을 의미한다.
이러한 경우 두 장치(110,120)는 신호 그라운드선(150)을 공통으로 사용함에 따라 높은 전압 레벨을 가지는 장치로부터 그렇지 않은 장치로 순간적인 방전이 발생할 수 있으며, 이러한 방전에 의해 장치 내부의 전원부 또는 송수신 부품에 과전류가 흘러 손상을 일으키는 문제를 야기시킬 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 송신측과 수신측간의 전위차 발생을 방지하기 위해 공급 전원을 주 전원과 분리시킴으로서 공급 전원을 안정화하는 송수신보호회로를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원부로부터 출력되는 동작전압을 안정화시켜 출력하는 안정화회로와, 상기 안정화회로로부터 출력되는 안정화 동작전압을 1차측으로 제공받아 2차측으로 유기시켜 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 2차측으로 출력되는 동작전압에 순바이어스되도록 구성하여 역류되는 전류를 차단하는 다이오드로 전원분리부를 구성하고, 상기 전원분리부로부터 공급되는 전압을 동작전압으로 하여 송신신호를 송신회로로 제공하거나 수신회로로부터 제공되는 수신신호를 출력하는 트랜시버와, 상기 전원분리부로부터 공급되는 전압을 동작전압으로 하여 원 송신신호를 절연시켜 상기 트랜시버에 송신신호로 출력하는 제1광결합기와, 상기 전원분리부로부터 공급되는 전압을 동작전압으로 하여 상기 트랜시버로부터 제공되는 수신신호를 절연시켜 최종 수신신호로 출력하는 제2광결합기로 신호분리회로를 구성한 송수신보호회로를 구현하였다.
도 1은 신호를 송신 및 수신하는 두 장치간의 통상적인 구성을 개념적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호회로를 구비한 송수신장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시한 전원분리부의 상세 구성을 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시한 신호분리부의 상세 구성을 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보호회로를 구비한 송수신장치는 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 가진다.
상기 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신장치의 구성을 살펴보면, 통상적인 송수신장치의 구성에 신호분리회로(216)와 전원분리부(220)를 추가한 구성임을 알 수 있다.
상기 전원분리부(220)는 전원부(230)로부터 공급되는 소정 레벨의 동작전압를 안정화시켜 출력한다. 상기 전원부(230)로부터 제공되는 동작전압의 전압 레벨이 급작스럽게 변하는 경우가 발생할 수 있음에 따라 이를 안정화시켜 안정된 동작전압을 얻도록 하는 것이다. 즉, 전력 공급 계통의 전압, 출력 부하, 주위 온도의 변화 또는 시간 변화에 대해서 일정한 출력 전압을 유지하는 동작을 수행한다. 상기 도 2에서는 일 예로서 전원부(230)로부터 출력되는 동작전압의 레벨로 +5V,GND를 개시하고 있으며, 전원분리부(220)는 상기 전원부(230)의 동작전압 레벨 +5V,GND를 안정화하여 안정화된 동작전압의 레벨로 +I 5V, I GND를 개시하고 있다.상기 전원분리부(230)를 구성하는 안정화회로(310)는 'MAXIM사'에서 제작한 레귤레이터(Regulator)에 해당하는 칩 넘버(Chip numbers) 'MAX 635'로 구현이 가능하며, 그 일 예에 따른 구성을 도 3에서 도시하고 있다.
상기 도 3에서는 'MAX 635'의 입력으로 상기 전원부(230)로부터 제공되는 +5V와 GND가 입력되며, 출력으로 안정된 동작전압 +I 5V, I GND가 출력되어 트랜스포머(320)를 통해 출력되는 구성을 개시하고 있다. 또한, 상기 도 3에서는 역류하는 전류의 흐름을 차단하기 위한 다이오드(D1)를 추가로 구비하고 있다.
상기 신호분리회로(216)는 상기 전원분리부(220)로부터 공급되는 +I 5V, I GND를 동작 전압으로 하여 원 송신신호(P-TXD)를 절연된 신호로 바꾼 후 송신신호(TXD)로 변환하여 전송케이블을 통해 송신한다. 또한, 전송 케이블을 통해 수신되는 수신신호(RXD)는 외부와 절연된 수신신호(P-RXD)로 변환한다. 상기 신호분리회로(216)는 'MOTOROLA사'에서 제작한 트랜시버에 해당하는 칩 넘버(Chip numbers) 'MC145407'로 구현이 가능하며, 그 일 예에 따른 구성을 도 4에서 도시하고 있다.
상기 도 4에서 도시하고 있는 신호분리회로(216)는 트랜시버('MC145407')(410), 제1광결합기(420)와 제2광결합기(430) 및 저항(R1 내지 R4)로 구성된다. 또한, 상기 신호분리회로(216)에서는 상기 전원분리부(220)에 의해 안정화된 동작 전압(+I 5V, I GND)와 그렇지 않은 동작 전압(+5V, GND)이 혼용되고 있다.
보다 구체적으로, 상기 도 4에 도시된 트랜시버('MC145407')(410)는 송신회로(212)로 송신신호(TXD)를 출력하거나 수신회로(214)로부터 수신신호(RXD)를 공급받아 출력한다. 인입되는 신호 그라운드선(SGND)은 상기 전원분리부(220)로부터 동작전압이 공급되는 I GND에 연결된다. 즉, 상기 트랜시버('MC145407')(410)는 전원분리부(220)를 통해 제공되는 동작전압에 의해 동작하게 됨에 따라 과전류로 인한 손상이 발생하는 것이 방지된다.
제1광결합기(420)는 포토 트랜지스터와 포토 다이오드로 이루어진다. 상기 포토 트랜지스터의 콜렉터와 에미터에는 상기 안정화된 동작 전압인 +I 5V와 I GND가 각각 연결되며, 상기 트랜시버(410)의 데이터 입력단(DI)이 상기 콜렉터단에 연결된다. 한편, 상기 포토 다이오드의 에노드에는 안정화가 이루어지지 않은 동작 전압 +5V가 저항 R2를 통해 입력되며, 케소드에는 원 송신신호(P-TXD)가 입력된다. 따라서, 상기 제1광결합기(420)는 원 송신신호(P-TXD)를 절연시켜 상기 트랜시버(410)의 DI단으로 제공한다. 그로 인해 원 송신신호(P-TXD)와 함께 유입될 수 있는 과 전류에 따른 손상을 방지한다.
제2광결합기(430)는 포토 트랜지스터와 포토 다이오드로 이루어진다. 상기 포토 트랜지스터의 콜렉터와 에미터에는 안정화되지 않은 동작 전압인 +5V와 GND가 각각 연결되며, 상기 콜렉터를 통해 절연된 수신신호(P-RXD)가 출력된다. 한편, 상기 포토 다이오드의 에노드에는 안정화된 동작 전압 +I 5V가 저항 R3을 통해 입력되며, 케소드에는 상기 트랜시버(410)의 데이터 출력단(DO)이 연결된다. 따라서, 상기 제2광결합기(430)는 상기 트랜시버(410)으로부터 출력되는 송신신호(TXD)를 절연시켜 절연된 수신신호(P-RXD)를 출력한다. 그로 인해 전송 케이블을 통해 유입되는 과 전류가 내부 회로로 유입되는 것을 차단한다.
이하 상기한 구성을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안정된 동작전압을 공급하기 위한 일련의 동작을 상세히 설명하면, 전원부(230)로부터 출력되는 동작전압은 전원분리부(220)로 제공된다. 상기 제공되는 동작전압은 상기 전원분리부(220)를 구성하는 안정화회로(MAX 635)(310)로 입력되며, 상기 안정회회로(310)에 의해 안정화가 이루어진 동작전압 +I 5V와 I GND가 출력된다. 상기 안정화회로(310)에서 이루어지는 동작전압 안정화는 이미 공지된 기술임에 따라 상세한 설명은 생략한다. 상기 안정화회로(310)에 의해 출력되는 동작전압은 트랜스포머(320)의 1차측으로 인가되어 2차측으로 유기된 전압이 최종 동작전압으로 출력된다.
상기 전원분리부(220)로부터 출력되는 동작전압 +I 5V와 I GND는 신호분리회로(216), 송신회로(212) 및 수신회로(214)의 동작전압으로 제공된다. 한편, 상기 I GND는 신호 그라운드선(260)의 전압레벨로 사용된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호를 송, 수신하는 일련의 동작을 상세히 설명하면, 원 송신신호 P-TXD는 신호분리회로(216)로 입력된다. 상기 입력된 P-TXD는 상기 신호분리회로(216)를 구성하는 제1광결합기(420)의 입력으로 제공되어 전기적으로 절연된 출력을 얻게 된다. 이때 상기 제1광결합기(420)를 구성하는 포토 트랜지스터로 공급되는 전압은 상기 전원분리부(220)에 의해 안정화된 전압을 이용하여 동작전압으로 인한 과 전류 인가를 방지하게 된다. 상기 제1광결합기(420)로부터 출력되는 송신신호는 트랜시버(410)의 DI단으로 제공되어 TXD 신호로 변환되어 출력된다. 상기 출력된 TXD 신호는 송신회로(212)를 거쳐 전송 케이블(240)로 전송된다.
한편, 전송 케이블(250)를 통해 수신되는 수신신호는 수신회로(214)를 거쳐 상기 트랜시버(410)에 RXD 신호로 입력된다. 상기 RXD 신호를 입력받은 트랜시버(410)는 이를 DO단을 통해 출력하며, 상기 출력된 RXD는 제2광결합기(430)으로 제공된다.
상기 제2광결합기(430)의 포토 다이오드는 상기 제공되는 RXD에 의해 온/오프되어 포토 트랜지스터 측으로 신호를 전송한다. 이때 상기 포토 다이오드로 제공되는 동작전압은 상기 전원분리부(220)로부터 제공되는 +I 5V의 동작전압이다.
상기 포토 트랜지스터는 상기 포토 다이오드의 온/오프에 의해 전기적으로 절연된 수신신호 P-RXD를 출력한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 주 전원을 공급전원과 분리시킴으로서 두 장치간에 전위차로 인한 부품의 손상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 송수신장치에 구비된 송수신 보호회로에 있어서,
    동작전압을 공급하는 전원부와,
    상기 전원부로부터 출력되는 동작전압을 안정화시켜 출력하는 안정화회로와, 상기 안정화회로로부터 출력되는 안정화 동작전압을 1차측으로 제공받아 2차측으로 유기시켜 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 2차측으로 출력되는 동작전압에 순바이어스되도록 구성하여 역류되는 전류를 차단하는 다이오드로 구성된 전원분리부와,
    상기 전원분리부로부터 공급되는 전압을 동작전압으로 하여 송신신호를 송신회로로 제공하거나 수신회로로부터 제공되는 수신신호를 출력하는 트랜시버와, 상기 전원분리부로부터 공급되는 전압을 동작전압으로 하여 원 송신신호를 절연시켜 상기 트랜시버에 송신신호로 출력하는 제1광결합기와, 상기 전원분리부로부터 공급되는 전압을 동작전압으로 하여 상기 트랜시버로부터 제공되는 수신신호를 절연시켜 최종 수신신호로 출력하는 제2광결합기로 구성된 신호분리회로로 구성됨을 특징으로 하는 송수신보호회로.
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