KR101622017B1 - 인버터의 단자 회로 - Google Patents

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Abstract

인버터의 단자 회로가 개시된다. 본 발명의 회로는, 입출력 신호를 전기적으로 절연하며, 입력으로서 제1포트로부터 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호를 수신하여, 제1출력으로서 제2포트로 출력하는 포토커플러, 포토커플러의 제2출력에 베이스(B)가 연결되는 트랜지스터, 및 트랜지스터의 베이스(B)와 이미터(E)에 연결되는 바이어스 저항을 포함한다.

Description

인버터의 단자 회로{TERMINAL CIRCUIT IN INVERTER}
본 발명은 인버터의 단자 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 인버터의 전기적인 출력은 다양한 단자를 통해 출력되며, 단자회로가 구현되는 하드웨어를 보통 단자대라고 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 인버터에서 사용되는 단자를 나타내는 회로도로서, 도 1a는 오픈 컬렉터(open collector) 출력에 대한 단자의 회로도이고, 도 1b는 펄스출력에 대한 단자의 회로도이다.
도 1a에서, 오픈 컬렉터 출력신호는 포트 A로 입력되어 포토커플러와 트랜지스터를 통해 포트 B로 출력되며, 도 1b에서, 펄스 출력신호는 포트 C로 입력되어 트랜지스터를 통해 포트 D로 출력됨을 알 수 있다.
이와 같이, 인버터에서, 오픈 컬렉터 출력과 펄스 출력은 각각 그 기능이 독립적인데, 이러한 각각의 단자가 별개로 구성되어 별도의 단자대로 출력되므로, 인버터 입출력부의 크기를 소형화하는데 제약이 따르며, 또한 단자대의 수가 증가하므로, 인버터의 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 한개의 단자대를 통해 오픈 컬렉터 출력과 펄스출력을 모두 수행하는 단자회로를 제공하여, 단자대의 수를 줄이고 비용을 감소시키는 인버터의 단자 회로를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 인버터 단자회로는, 입출력 신호를 전기적으로 절연하며, 입력으로서 제1포트로부터 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호를 수신하여, 제1출력으로서 제2포트로 출력하는 포토커플러; 상기 포토커플러의 제2출력에 베이스(B)가 연결되는 트랜지스터; 및 상기 트랜지스터의 베이스(B)와 이미터(E)에 연결되는 바이어스 저항을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 사용자 입력부로부터 입력되는 인버터 파라미터에 의해 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호 중 어느 하나를 상기 제1포트로 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 포토커플러의 제1출력과 상기 제2포트 사이에 연결되는 풀업저항을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 펄스 출력신호의 듀티비를 보장하도록 상기 바이어스 저항의 저항값이 결정될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 오픈 컬렉터 출력과 펄스 출력 기능을 쓰는 두 단자를 겸용화하여, 인버터 단자의 크기를 줄이고, 펄스출력시 듀티 보상설계를 제공할 수 있다.
또한, 파라미터 설정을 통해 각 기능을 선택할 수 있게 하여, 두 기능간 전환이 자유롭게 하는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 인버터에서 사용되는 단자를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 단자 회로도이다.
도 3a 및 도 3b는 펄스출력에서의 실제 펄스와 보상에 의한 펄스를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 단자 회로도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단자 회로는, 포트 E를 통해 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호가 입력되며, 포토커플러(10)를 통해 포트 F로 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호가 출력될 수 있다. 따라서, 포트 F는, 오픈 컬렉터 출력신호를 입력으로 하는 장비 또는 펄스 출력신호를 입력으로 하는 장비에 연결될 수 있을 것이다.
본 발명에서는, 도 1a 및 도 1b에서, 오픈 컬렉터 출력단자인 포트 B와 펄스 출력단자인 포트 D를 겸용화하여 단일 회로를 구성하고, 포트 B에서 두 출력이 모두 출력되도록 한 것과 같다.
즉, 본 발명의 단자회로에서, 포트 E는 단자회로의 입력포트이고, 포트 F는 단자회로의 출력포트이며, 트랜지스터(TR1)를 통해 포트 E로 입력된 펄스 출력신호 또는 오픈 컬렉터 출력신호는, 포토커플러(10), 바이어스 저항(Rbias), 트랜지스터(TR2)를 통해 포트 F로 출력될 수 있다. 바이어스 저항(Rbias)은 트랜지스터(TR2)의 베이스(B)와 이미터(E)에 연결될 수 있다.
포토커플러(10)는 포토커플러의 입력신호와 출력신호를 전기적으로 절연하는데 사용될 수 있다. 포토커플러(10)의 제1출력은 포트 F와 연결되며, 제2출력은 트랜지스터(TR2)의 베이스와 연결될 수 있다.
사용자는 인버터에 연결된 사용자 입력부(예를 들어 인간-기계 인터페이스(Human-Machine Interface, HMI))(도시되지 않음)를 통해 인버터 파라미터를 확인하여, 해당 단자가 오픈 컬렉터 출력단자로 사용되고 있는지, 또는 펄스 출력단자로 사용되고 있는지 확인할 수 있다.
출력포트 F(또는 트랜지스터(TR2)의 컬렉터(C))에 연결된 풀업저항(20)은, 펄스 출력신호를 입력으로 하는 장비에 따라 그 사용여부가 결정된다. 만약, 펄스 출력신호를 입력으로 하는 장비가 오픈 컬렉터형 펄스입력을 수신하는 경우, 풀업저항(20)의 결선이 요구되지 않는다. 예를 들어 펄스미터기 장비 중 오픈 컬렉터형 펄스입력이 가능한 경우가 있다. 만약, 오픈 컬렉터형 펄스입력을 수신하지 않는 장비가 펄스입력을 위해 연결되는 경우, 풀업저항(20)이 연결된다.
풀업저항(20)의 저항값은, 시정수를 고려하여 결정될 수 있다. 시정수란, 어떤 회로가 외부로부터의 입력에 얼마나 빠르게 또는 느리게 반응할 수 있는지를 나타내는 지표로서, 회로의 성격에 따라 달라지는 것이다. 따라서, 풀업저항(20)의 저항은, 회로의 시정수를 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 단자회로를 통해 펄스가 출력되는 경우, 오픈 컬렉터 출력으로 사용하는 회로를 펄스출력으로 사용하는 것이기 때문에, 펄스출력을 보장하는 시정수의 선정이 요구된다. 즉, 본 발명의 단자회로는, 펄스출력시 시정수에 의해 펄스 출력신호의 상승시간(rising time) 및 하강시간(falling time)이 발생하게 되고, 이 시간은 펄스 출력신호의 듀티(duty)에 영향을 미치게 된다.
도 3a 및 도 3b는 펄스출력에서의 실제 펄스와 보상에 의한 펄스를 설명하기 위한 일예시도로서, 도 3a는 1kHz의 주파수로 펄스가 출력되는 경우를, 도 3b는 32kHz의 주파수로 펄스가 출력되는 경우를 나타낸 것이다.
도 3a를 먼저 살펴보면, 1kHz의 주파수에서 50%의 듀티비로 펄스가 출력되는 경우, 하강시간과 상승시간에 의해 50% 이하로 듀티비가 감소하는 것을 알 수 있다. 본 발명에서는, 펄스출력을 보장하는 시정수의 선정을 위해, 포토커플러(10)의 바이어스 저항(Rbias)의 값을 결정할 수 있다.
한편, 도 3b를 살펴보면, 32kHz의 주파수에서 50%의 듀티비로 펄스가 출력되는 경우, 빠른 주파수에 의해 도 3a에 비해 펄스의 듀티비가 더욱 감소하는 것을 확인할 수 있다. 본 발명에서는, 펄스의 듀티비을 보장하기 위해, 포토커플러(10)의 바이어스 저항의 값을 적절히 설계할 수 있다.
본 발명에서, 펄스 출력신호를 출력할 것인지, 또는 오픈 컬렉터 출력신호를 출력할 것인지는 인버터 파라미터의 설정을 통해 가능하다. 사용자는 사용자 입력부(예를 들어, HMI)를 통해 인버터 파라미터를 설정하고, 이에 따라 오픈 컬렉터 출력신호를 출력하거나 또는 펄스 출력신호만을 출력할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 포토커플러 20: 풀업저항

Claims (4)

  1. 사용자 입력부로부터 입력되는 인버터 파라미터에 의해 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호 중 어느 하나를 수신하는 제 1 포트(E); 입출력 신호를 전기적으로 절연하며, 입력으로서 제1포트로부터 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호를 수신하여, 제1출력단자를 통해 제2포트(F)로 출력하는 포토커플러; 상기 포토커플러의 제1출력단자에 연결되어, 오픈 컬렉터 출력신호 또는 펄스 출력신호에 대응하는 신호를 출력하는 제 2 포트(F); 상기 포토커플러의 제2출력단자에 베이스단자(B)가 연결되는 트랜지스터; 상기 포토커플러의 제1출력단자와 상기 제2 포트 사이에 연결되는 풀업저항; 및 상기 트랜지스터의 베이스단자(B)와 이미터단자(E)에 연결되는 바이어스 저항을 포함하고,
    상기 펄스 출력신호의 듀티비를 보상하도록 상기 바이어스 저항과 풀업저항의 저항값이 결정되고,
    상기 풀업저항은,
    상기 제2 포트에 연결된 기기가 오픈 컬렉터형 펄스입력을 수신하는 경우, 상기 포토커플러의 제 1 출력단자와 상기 제 2 포트 사이에 연결되지 않고, 상기 제 2 포트에 연결된 기기가 오픈 컬렉터형 펄스입력을 수신하지 않는 경우, 상기 포토커플러의 제 1 출력단자와 상기 제 2 포트 사이에 연결되는 인버터 단자회로.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어스 저항과 풀업저항의 저항값은, 상기 제 2 포트에 연결되는 외부기기에 따라서 시정수가 고려되어 결정되는 것을 특징으로 하는 인버터 단자회로.
  4. 삭제
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