KR100468467B1 - 수신라인 단선 검출장치 - Google Patents

Abstract

송신측의 라인드라이브와 수신측의 라인리시버를 연결하는 수신라인의 단선을 검출하는 장치가 개시된다. 본 발명은 송신측 라인드라이브로부터 출력되는 신호를 수신라인을 통하여 전송받는 수신측 라인리시버와, 상기 수신라인의 단선을 검출하기 위한 단선검출부를 구비하며, 상기 단선검출부는, 상기 수신라인으로부터 분기되는 두 가닥 인입선의 선간전압에 따라 스위칭되는 스위칭소자를 이용하여 상기 수신라인의 단선을 검출한다.

Description

수신라인 단선 검출장치{RECEIVE LINE DEFECTIVE WIRING CHECKING APPARATUS}

본 발명은 수신라인의 단선을 검출하기 위한 부품 수와 구동전원의 종류를 줄이고 절연 처리가 용이한 수신라인 단선 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 송신측과 수신측간에 데이터를 전송하기 위해서는 데이터 전송장치를 이용하는데, 이러한 데이터 전송장치로서 송신측의 라인드라이브와 수신측의라인리시버를 사용하며. 라인드라이브와 라인리시버는 두가닥의 전송라인으로 연결되어 데이터를 송수신하게 된다.

도 1은 모터 제어시스템에 적용된 예로서 주로 3개 채널(CH1,CH2,CH3)를 통하여 데이터를 송수신하며, 송신측의 라인드라이브(1)를 통하여 출력되는 신호는 각 채널별로 전송라인을 통하여 전송되어 종단회로(3)를 매개로 수신측의 라인리시버(4)를 통하여 수신하게 된다. 한편, 수신측에는 수신 라인의 단선을 검출하기 위하여 전위차 검출기(2) 및 논리합연산기(5)를 구비한다.

상기 전위차검출기(2)는 수신라인의 전위차 즉 두가닥의 수신라인의 전압(이하 선간전압이라한다)이 기준전압(국제표준기관에서 규정함)을 벗어나면 단선에 의한 에러신호(FAULT)를 출력하며, 각 채널별로 복수개 마련된다. 상기 OR게이트(5)는 복수의 전윈차검출기(2) 중 어느 하나에서 에러신호(FAULT)를 입력받으면 수신기의 콘트롤러로 단선검출신호를 출력하여 수신측에서 단선이 발생된 상태를 인식하도록 한다.

상기 전위차검출기(2)는 라인드라이브(1)에서 출력되는 각 채널(CH1-CH3)에 연결되는 수신라인에 마련되며 도 2와 같이, 수신라인에서 분기된 2가닥의 인입선 전압(IN+, IN-)에 연결되며, 다수의 저항(R1-R8)과 3개의 비교기(C1-C3) 그리고 논리합연산기(OR)로 구성되며, 3종류의 구동전원(VCC,VEE, GND)를 사용하게 된다.

상기 비교기(C1)는 종단저항(R1)과 저항(R2,R3)을 통해 인입선 전압(IN+, IN-)을 차동증폭하여 각각 비교기(C2)의 +단자와 비교기(C3)의 -단자에 입력하고, 그 비교기(C2)에서는 -단자에 입력되는 기준전압(-0.6V)과 비교하여 그 기준전압보다 낮으면 검출신호를 출력하며 또 비교기(C3)에서는 +단자에 입력되는 기준전압(+0.6V)과 비교하여 그 기준전압 보다 낮으면 검출신호를 출력한다. 이에 따라 논리합연산기(OR)에서는 두개의 비교기(C2,C3) 중 어느 하나에서 검출신호가 입력되면 수신기의 콘트롤러로 에러신호(FAULT)를 출력한다. 여기서, 비교기(C1)에서 차동증폭된 신호를 두개의 비교기(C2,C3)에 비교하는 이유는 인입선 전압(IN+, IN-)으로 입력되는 신호가 서로 극성을 바꾸어 입력될 수 있기 때문에 즉 양방향으로 입력이 가능하기 때문에 정방향으로 입력되는 신호 및 역방향으로 입력되는 신호에 대하여 모두 단선을 검출하기 위함이다.

위와 같이 구성된 종래기술에 따르면 수신라인의 단선에 대한 신뢰성을 확보하고자 전위차와 기준전압(0.6V)을 정밀하게 비교하여야 하는데, 이를 위해 다수의 저항과 비교기 등 많은 부품을 사용함에 따라 제조단가가 증가되는 요인이 되고 또 3 종류의 구동전원을 사용하여야 하는 부담이 따르는 관계로 절연처리가 어려운 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 수신라인의 단선을 검출하기 위한 부품 수를 간소화시키고 구동전원의 종류를 줄임으로써 절연 처리를 용이하게 한 수신라인 단선 검출장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 수신라인 단선 검출장치의 구성도이다.

도 2는 종래기술에 따른 전위차검출기의 상세구성도이다.

도 3은 본 발명에 따라 수신라인 단선 검출장치에 적용하는 단선검출부의 상세구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 라인드라이브 2 : 전위차검출기

3 : 종단회로 4 : 라인리시브

5 : OR게이트 6 : 단선검출부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신측 라인드라이브로부터 출력되는 신호를 수신라인을 통하여 전송받는 수신측 라인리시버와, 상기 수신라인의 단선을검출하기 위한 단선검출부를 구비하며,

상기 단선검출부는, 상기 수신라인으로부터 분기되는 두 가닥 인입선의 선간전압에 따라 스위칭되는 스위칭소자를 이용하여 상기 수신라인의 단선을 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 송신측 라인드라이브와 수신측 라인리시버를 사용하여 데이터를 송수신하는 장치에 적용되며, 도 1의 전위차 검출기를 대신하여 단선검출부를 사용하는 이외에는 기존과 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 구비하며, 기존과 동일한 구성요소에 대하여 동일 부호를 인용하여 설명하기로 한다.

본 발명은 수신라인의 단선을 검출함에 있어서 수신라인의 선간전압에 따라 단선을 검출하기 위한 스위칭 소자를 사용하며, 그 스위칭 소자로서 양방향 포토 커플러를 이용하는데 그 특징이 있다.

도 3을 참고하여, 상기 단선검출부(6)는 수신라인으로부터 분기되는 인입선에 병렬 연결된 종단저항(RP)과, 인입선에 입력측이 연결되고 그 출력측이 인입선과 절연되게 연결되는 포토 커플러(PC), 종단저항(RP)과 병렬 연결된 전류제한저항(RS), 그리고 구동전원(Vcc)과 포토커플러(PC)의 출력측에 연결된 풀업저항(RF) 및 포토커플러(PC)의 출력지연에 따른 글리치(glich)를 제거하기 위한 캐패시터(Ca)를 구비한다.

상기 단선 검출부(6)는 모터제어시스템에 적용한 경우로서 도 1과 같이 라이드라이브(1)에서 3채널(CH1-CH3)를 통해 신호를 출력하는 경우 각 채널의 두가닥 수신라인에 개별적으로 마련되어 해당 수신라인의 단선을 검출한다.

상기 포토 커플러(PC)는 인입선 전압(IN+,IN-)이 정상 상태로 입력되는 경우로서 전류가 정방형으로 흐를 때 하나 또는 두가닥의 인입선의 단선을 검출할 수 있고, 또한 인입선 전압(IN+,IN-)이 뒤바뀌어 입력되는 경우로서 전류가 역방향으로 흐를 때에도 하나 또는 두가닥의 인입선을 검출할 수 있는 양방향 포토 커플러(PC)를 채용한다. 그러한 양방향 포토커플러(PC)는 입력측에 상호 병렬 연결되며 2개의 포토 다이이드를 연결하며 출력측에 포토다이오드의 출력에 따라 스위칭되는 포트트랜지스터를 연결한다.

상기 전류제한저항(RS)는 인입선을 통해 입력되는 전류를 적절하게 제한하기 위한 것이며, 상기 종단저항(RP)는 인입선으로 전류 흐름을 유도하기 위한 순수 저항이다. 여기서, 수신라인의 선간전압 즉 두 가닥의 인입선(IN+, IN-)의 전압차는 기준전압(0.6V)이상을 만족할 때 정상상태로 판단하는데, 포토커플러(PC)의 동작전압은 기준전압 보다 높은 1.0V에 해당하므로 이를 고려하여 상기 전류제한저항(RS) 및 종단저항(RP)의 저항값을 설정하도록 한다.

이하에서는 상기 단선 검출부(6)가 수신라인의 선간전압에 따라 단선을 검출하는 동작을 구체적으로 설명한다.

첫 번째로 인입선 전압이 정방향으로 형성될 때, 즉 일측의 인입선전압(IN+)이 3.5V이고 타측 인입선 전압(IN-)이 0V일 경우 수신라인을 통해 전송되는 신호는 전류제한저항(RS)를 거쳐 포토 커플러(PC)의 입력측 즉 정방향 포토다이오드로 흘러서 포트 트랜지스터가 동작함에 따라 "high"레벨의 신호가 논리합연산기(5)로 출력된다.

두 번째로 인입선 전압이 역방향으로 형성될 때, 즉 일측의 인입선 전압(IN+)이 0V이고 타측 인입선 전압(IN-)이 3.5V일 경우 수신라인을 통해 전송되는 신호는 포토커플러(PC)의 입력측 즉 역방향 포토다이오드를 거쳐 전류제한저항(RS)를 통하여 흘러서 포토 트랜지스터가 동작함에 따라 "high"레벨의 신호가 논리합연산기(5)로 출력된다.

세 번째로 2가닥의 수신라인 중 어느 하나가 단선되어 인입선 전압(IN+,IN-) 모두를 통해 전류가 흐르지 않거나 기준전압(0.6V) 보다 작은 미약한 전류가 흐르면 포토 커플러(PC)는 작동하지 않고 이에 따라 에러신호(FAULT)를 출력한다. 즉, "low"레벨의 에러신호(FAULT)를 논리합연산기(5)로 출력하고, 결국 수신기 콘트롤러에서 단선을 인식하게 된다.

이렇게 포토커플러(PC)가 단선여부에 따라 "high"레벨의 신호 또는 "low"레벨의 신호를 출력하는 과정에서 그 포토커플러(PC)의 출력지연에 따른 글리치(glich)는 캐패시터(Ca)에 의하여 제거된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전류제한저항과 종단저항 및 포토커플러를 사용하여 수신라인의 단선을 검출하므로 기존보다 부품 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기존보다 적은 구동전원(VCC,GND)를 사용하기 때문에 절연 처리가 용이하다. 아울러, 단선 검출을 위한 구동하는 포토커플러의 출력지연에 따른 글리치는 캐패시터를 통하여 제거되어 검출 동작의 신뢰성에 지장을 주지 않는다.

이상과 같이 본 발명은 수신라인으로부터 분기된 인입선의 선간전압에 따라 스위칭되는 포토 커플러를 이용하는 방식을 적용하므로 기존보다 적은 부품 수와 구동전원을 사용할 수 있고 이로써 제조단가의 절감을 도모하며 절연 처리가 용이해지는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 송신측 라인드라이브;

   수신 라인;

   스위칭 소자;

   상기 송신측 라인드라이버로부터 전송된 신호를 수신하는 수신측 라인리시버;

   상기 스위칭소자를 이용하여 상기 송신측 라인드라이브와 상기 수신측 라인리시버를 전기적으로 연결하는 상기 수신 라인의 단선을 검출하는 단선검출부를 포함하며,

   상기 스위칭 소자는 상기 수신 라인으로부터 분기되는 두 가닥 인입선의 선간전압에 따라 스위칭하는 것을 특징으로 하는 수신라인 단선 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 단선검출부는 상기 인입선에 병렬 연결된 종단저항과, 상기 인입선과 상기 스위칭소자의 입력측 사이에 직렬 연결된 전류제한저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신라인 단선 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭소자는 입력측이 상기 인입선에 연결되고 출력측이 상기 인입선과 절연된 포토 커플러를 사용하는 것을 특징으로 하는 수신라인 단선 검출장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 포토 커플러는 두 가닥의 인입선 전압의 극성이 정방향 혹은 역방향으로 형성되는 경우에 대하여 단선여부를 검출할 수 있도록 입력측에 정방향 다이오드와 역방향 다이오드가 상호 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 수신라인 단선 검출장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 포토커플러의 출력지연에 따른 글리치를 제거하기 위하여 출력측에 연결된 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신라인 단선 검출장치.