KR102057667B1 - Digital io board for detecting a railway signal lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, LED(Light Emitting Diode) 기반의 철도 신호등에 대하여 전류 검출 방식이 아닌 전압 검출 방식을 채용함으로써 신뢰성을 높일 수 있도록 하기 위해, 신호등 검지를 위해 선로변 제어 유닛(LEU)에 사용되는 디지털 IO 보드에 관한 것이다.The present invention relates to a digital IO board for detecting a railroad traffic light, and more specifically, to improve reliability by employing a voltage detection method instead of a current detection method for an LED (Light Emitting Diode) -based railroad traffic light. A digital IO board used in a track side control unit (LEU) for detecting traffic lights.
열차의 신속하고 안전한 운행을 위해 다양한 제어 장치들이 설치 운용되고 있으며, 철도 교통 수요의 증가 추세에 따라 철로 상에서 운행되는 열차의 회수가 급증하여 열차의 고밀도 운행에서 안전성을 보장할 수 있는 매우 정확하고 정밀한 제어기술이 요구되고 있다. 고밀도 운행을 위한 제어 시스템들로서는, 예컨대, 자동폐색 제어장치(ABS), 궤도회로 제어장치, 선로 전환장치, 연동 제어장치, 건널목 보안장치, 열차 자동제어장치(ATC, ATO, ATS, ATP, MBS) 등 수많은 제어장치가 적용되고 있는 실정이다.Various control devices are installed and operated for fast and safe operation of trains, and as the demand for railway traffic increases, the number of trains running on railroads increases rapidly, which is very accurate and accurate to guarantee safety in high-density operation of trains. Control technology is required. Control systems for high-density operation include, for example, automatic occlusion control device (ABS), track circuit control device, track switching device, interlock control device, railroad crossing security device, train automatic control device (ATC, ATO, ATS, ATP, MBS). Many control devices such as) are being applied.
이들 중, 차상신호(Automatic Train Protection, ATP) 시스템은, 열차의 운행에 필요한 각종 디지털 정보를 발리스(Balise)라는 장치를 통해 차량으로 전송하여, 차량 내에 설치된 각종 처리 장치들을 포함한 제어 기기들이 열차의 속도를 감지하여 일정 속도 이상을 초과할 경우, 자동으로 정지시키는 열차 제어 관련 설비이다. 발리스(Balise)는 지상설비에서 RF 안테나를 통해 차상설비로 정보를 전달하기 위한 사용되는 장치이다.Among them, an automatic train protection (ATP) system transmits various digital information necessary for the operation of a train to a vehicle through a device called a balise, so that control devices including various processing devices installed in the vehicle are trained. It is a train control related facility that automatically detects the speed of the vehicle and stops it automatically when it exceeds a certain speed. Ballise is a device used to transmit information from the ground equipment to the onboard equipment through the RF antenna.
선로변 제어 유닛(Line side Electronic Unit, LEU)이라 함은, 도 1에 도시된 바와 같이, 차상신호 시스템(ATP의 하나의 구성요소이며, 선로변에 설치되어 발리스(Balise)의 고장 검지에 관여하거나 선로 상에 설치된 신호등(LAMP)을 검지에 관여하는 장치를 일컫는다.The line side electronic unit (LEU), as shown in FIG. 1, is a component of the onboard signal system (ATP) and is installed at the line side to detect a failure of a balise. It refers to a device that participates in or detects a traffic light (LAMP) installed on a track.
도 1에 상세히 도시되어 있지는 않으나, 선로변 제어 유닛(LEU)은, 일반적으로, 램프 검지 보드(LDB), 발리스 드라이브 보드(BDB) 등을 포함하여 이루어진다. 선로변 제어 유닛(LEU)에서 특히, 램프 검지 보드(LDB)는 램프(LAMP), 즉 선로 상에 설치되는 신호등(예컨대, 적색, 녹색, 황색 등으로 점등하는 신호등) 측으로 인가되는 신호들을 검지하여, 그 검지 결과를 열차측의 차상 제어 시스템으로 제공하는 역할을 수행하는 구성요소이다.Although not shown in detail in FIG. 1, the line side control unit LEU generally includes a lamp detection board LDB, a ballless drive board BDB, and the like. In the track side control unit LEU, in particular, the lamp detection board LDB detects signals applied to the lamp LAMP, i.e., a signal lamp (for example, a signal lamp lighting red, green, yellow, etc.) installed on the line. It is a component that serves to provide the detection result to the on-vehicle control system on the train side.
종래의 램프 검지 보드(LDB)는, 종래의 신호등이 필라멘트 기반의 램프가 주를 이루는 관계로 이러한 신호등 측으로 인가되는 전류를 검출하여, 이를 이용하는 방식으로 검지해 왔다. 하지만, 친환경 발광소자인 LED 기반의 철도 신호등이 주를 이루게 되면서, LED 기반의 열차 신호등 측으로 인가되는 작은 크기의 전류를 램프 검지 보드에서 검지하는 경우, 검지 오류가 빈번하고 이로 인한 사고의 위험성도 높아지고 있는 실정이다. 따라서, LED 기반의 열차 신호등 측으로 인가되는 전류를 검출하여 철도 신호등을 검지함에 있어서의 신뢰성 저하 문제를 극복할 수 있는 해결책이 필요하다.Conventional lamp detection board (LDB) has been detected by detecting the current applied to the side of the traffic light, such that the conventional traffic light is mainly filament-based lamps, and using it. However, as LED-based railroad traffic lights, which are eco-friendly light emitting devices, are dominant, when a small amount of current applied to the LED-based train traffic lights is detected on the lamp detection board, detection errors are frequent and the risk of accidents increases. There is a situation. Accordingly, there is a need for a solution capable of overcoming a problem of deterioration in detecting railroad traffic lights by detecting a current applied to the LED-based train traffic lights.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 선로변 제어 유닛에서의 램프 검지 보드에서 LED 기반의 철도 신호등을 검지하기 위해 LED 기반의 열차 신호등 측으로 제공되는 전압을 검출함으로써 철도 신호등을 검지할 수 있는 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to detect the railroad traffic lights that can detect the railroad traffic lights by detecting the voltage provided to the LED-based train traffic lights in order to detect the LED-based railway traffic lights in the lamp detection board in the track control unit. To provide a digital IO board.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드는, 입력되는 직류 전원(Vin)에서 노이즈를 필터링하는 필터부(101)와, 상기 필터부에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 컨버팅하여 직류 출력전압(Vout1)을 생성하는 DC/DC 변환부(102)와, 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 직류 출력전압(Vout1)을 입력받는, 신호 입력부(103a)와, 상기 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)에 의존하는 상기 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 비교부(104a)와, 상기 비교부로부터의 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 제1 절연출력부(105a)와, 상기 DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 전압(Vout1)을 모니터링하기 위한 전압 모니터링부(106a)와, 상기 전압 모니터링부의 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 제2 절연출력부(107a)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention for solving the above problems, a digital IO board for detecting a railroad traffic light includes a
일 실시예에 따라, 상기 DC/DC 변환부(102)는, 상기 필터부에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하는 변압기와, 상기 변압기를 모니터링하여 실시간으로 펄스폭변조(PWM) 제어하기 위한 PWM 제어부와, 상기 변압기에 의해 변압된 전압을 정류하기 위한 정류부를 포함한다.According to an embodiment, the DC /
일 실시예에 따라, 상기 제1 절연출력부(105a)는 상기 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 포토 커플러를 포함한다.In example embodiments, the first
일 실시예에 따라, 상기 제2 절연출력부(107a)는, 상기 전압 모니터링부의 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 포토 커플러를 포함한다.According to an embodiment, the second
일 실시예에 따라, 상기 비교부(104a)는 복수 개의 비교기들(104a1 ~ 104a4)을 포함하며, 상기 복수 개의 비교기들 각각은 각각의 기준 전압을 기준으로 하여 상기 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)와 비교한 후, 각각의 비교 결과 신호들(C1-1 ~ C1-4)을 생성하고, 상기 제1 절연 출력부(105a)는 상기 복수 개의 비교기들 각각에 대응되는 복수 개의 포토 커플러들을 포함하며, 상기 복수 개의 포토 커플러들 각각은, 상기 비교 결과 신호들에 각각에 의존하여, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호들(Sd1-1 ~ Sd1-4)을 생성한다.According to an embodiment, the
일 실시예에 따라, 상기 복수 개의 비교기들 각각의 기준 전압은 서로 다른 전압 크기를 갖도록 설정된다.According to one embodiment, the reference voltage of each of the plurality of comparators is set to have a different voltage magnitude.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드는, 입력되는 직류 전원(Vin)에서 노이즈를 필터링하는 필터부(101); 상기 필터부에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 컨버팅하여 제1 직류 출력전압들(Vout1)을 생성하는 DC/DC 변환부(102); 제1 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 제1 직류 출력전압(Vout1)을 입력받는, 제1 신호 입력부(103a); 제2 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin2)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 제2 직류 출력전압(Vout2)을 입력받는, 제2 신호 입력부(103b); 상기 제1 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)에 의존하는 상기 제1 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 제1 비교부(104a); 상기 제2 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin2)에 의존하는 상기 제2 신호 입력부(103b)로부터의 출력 신호(Sout2)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 제2 비교부(104b); 상기 제1 비교부로부터의 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1-1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 제1-1 절연출력부(105a); 상기 제2 비교부로부터의 비교 결과 신호(C2)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1-2 디지털 결과 신호(Sd2)를 생성하는 제1-2 절연출력부(105b); 상기 DC/DC 변환부(102)로부터의 제1 직류 출력전압(Vout1)을 모니터링하기 위한 제1 전압 모니터링부(106a); 상기 DC/DC 변환부(102)로부터의 제2 직류 출력전압(Vout2)을 모니터링하기 위한 제2 전압 모니터링부(106b); 상기 전압 모니터링부의 제1 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2-1 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 제2-1 절연출력부(107a); 및 상기 전압 모니터링부의 제2 출력 신호(Sv2)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2-2 디지털 결과 신호(Sd4)를 생성하는 제2-2 절연출력부(107b);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention for solving the above problems, a digital IO board for detecting a railroad traffic light includes: a
본 발명은 LED 기반의 열차 신호등 측으로 제공되는 전압을 검출함여 철도 신호등을 검지할 수 있는 새로운 개념의 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드를 제공함으로써, 열차 신호등 검지의 신뢰성을 높이고, 열차 신호등의 고장으로 인한 사고도 또한 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention provides a digital IO board for detecting railroad traffic lights of a new concept capable of detecting railroad traffic lights by detecting the voltage provided to the LED-based train traffic lights, thereby increasing the reliability of railroad traffic light detection, Accidents also have an effect that can be prevented.
도 1은 일반적인 ATP 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드가 적용되는 선로변 제어 유닛(LEU)(1)의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드의 블록도이고,
도 4는 도 3에서 비교부(104a, 104b)의 구성 예를 나타낸 블록도이고,
도 5는 도 3에서 제1 절연출력부(105a, 105b)의 구성 예를 나타낸 블록도이고,
도 6은 도 3에서 제2 절연출력부(107a, 107b)의 구성 예를 나타낸 블록도이고,
도 7은 도 3에서 제1 절연출력부(105a, 105b) 또는 제2 절연출력부(107a, 107b)의 상세 구성예를 나타낸 도면이고,
도 8은 도 3에서 DC/DC 변환부(102)의 구성 예를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a general ATP system,
2 is a block diagram of a track side control unit (LEU) 1 to which a digital IO board for detecting a railroad traffic light according to an embodiment of the present invention is applied,
3 is a block diagram of a digital IO board for railroad traffic light detection according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the first
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the second
FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the first
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the DC /
본 발명은, 철도 신호등이 LED 기반의 신호등으로 점차 바뀌어감에 따라, 종래와 같이 신호등 측으로 공급되는 전류를 검출하는 방식으로 열차 신호등을 검지하는 경우, 기존의 필라멘트 기반의 열차 신호등과는 달리 LED인 경우에는 공급되는 전류가 상대적으로 약하므로, 신호등 검지에 있어서 빈번하게 발생하는 오류 문제를 해결하기 위해, 기본적으로 철도 신호등 측으로 공급되는 전류에 기반한 검지 방식이 아니라, 전압에 기반한 검지 방식이다.According to the present invention, when the railroad traffic light is gradually changed to an LED-based traffic light, when detecting a train traffic light by detecting a current supplied to the traffic light side as in the prior art, unlike a conventional filament-based train traffic light, In this case, since the current supplied is relatively weak, in order to solve an error problem that frequently occurs in detecting a traffic light, it is basically a voltage-based detection method, not a detection method based on a current supplied to a railroad traffic light side.
이를 위해, 본 발명에 따른, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드는, 필터부, DC/DC 변환부, 신호 입력부, 비교부, 상기 비교부로부터의 비교 결과 신호에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호를 생성하는 제1 절연출력부, 상기 DC/DC 변환부로부터의 직류 출력전압을 모니터링하기 위한 전압 모니터링부, 및 제2 절연출력부를 포함한다.To this end, according to the present invention, the railroad signal detecting digital IO board is a high level or low level depending on the comparison result signal from the filter unit, DC / DC converter, signal input unit, comparison unit, the comparison unit A first insulation output unit for generating a first digital result signal, a voltage monitoring unit for monitoring the DC output voltage from the DC / DC converter, and a second insulation output unit.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들이 설명된다. 첨부된 도면들 및 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the accompanying drawings and embodiments are simplified and illustrated for the purpose of helping those skilled in the art to understand the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드가 적용되는 선로변 제어 유닛(LEU)(1)의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 선로변 제어 유닛(LEU)(1)은 기본적으로, 램프 검지 보드(LDB)(10), 발리스 드라이브 보드(BDB)(20), 및 전원보드(30)를 포함하며, 본 발명은 상기 램프 검지 보드(10)에 관한 내용으로서, 이 램프 검지 보드(10)는 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드(10)로 명명된다.FIG. 2 is a block diagram of a track side control unit (LEU) 1 to which a digital IO board for railroad traffic light detection according to an embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 2, the line side control unit (LEU) 1 basically includes a lamp detection board (LDB) 10, a ballless drive board (BDB) 20, and a
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드(10)는, 입력되는 직류 전원(Vin)에서 노이즈를 필터링하는 필터부(101), 필터부(101)에 의해 노이즈가 필터링된 전압(Vf)을 컨버팅하여 직류 전압들(Vout1)을 생성하는 DC/DC 변환부(102), 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)과, DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 출력전압(Vout1)을 입력받는, 신호 입력부(103a), 상기 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)에 의존하는 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 비교부(104a)와, 비교부(104a)로부터의 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 제1 절연출력부(105a)와, DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 출력전압(Vout1)을 모니터링하기 위한 전압 모니터링부(106a)와, 전압 모니터링부(106a)의 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 제2 절연출력부(107a)를 포함한다. 우선, 상기 설명에서와 같이, 신호 입력부, 비교부, 제1 절연출력부, 전압 모니터링부, 및 제2 절연출력부가 각각 하나만 마련된 경우를 가정하여 설명한다. 각각 두 개씩 구비된 경우는 이후에 설명되며, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 각각 세 개씩 이상 구비되는 구성도 또한 얼마든지 가능할 것이다.3 is a block diagram of a digital IO board for railroad traffic light detection according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
먼저, 필터부(101)는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드의 작동을 위한 직류 전원(Vin)을 입력받아 직류 전원(Vin)에 포함된 노이즈를 제거한 후 노이즈가 제거된 직류 전압(Vf)을 출력한다. 상기 직류 전원(Vin)의 전압 레벨은 대체로 DC 16V ~ 50V 이다.First, the
DC/DC 변환부(102)는, 필터부(101)에 의해 노이즈가 제거된 직류 전압(Vf)을 인가받아 이를 컨버팅하여 직류 출력 전압(Vout1)을 생성한다. DC/DC 변환부(102)의 구체적인 일 예는 도 8에 도시되어 있으므로 이후 도 8의 설명에서 설명하도록 한다.The DC /
신호 입력부(103a)는 DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 출력전압(Vout1)과 함께, 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)(이하, 이를 '램프 신호'라고도 함)을 입력받는다. 상기 램프 신호(Sin1)는 대체로 DC 12V ~ 40V이다. 신호 입력부(103a)는 써지보호회로를 더 구비하여, 낙뢰 등으로부터 LED를 보호할 수 있도록 한다. 또한, 도시된 바와 같이, 서로 다른 램프 신호들(Sin1, Sin2)을 입력받을 수 있도록, 각각에 대응되게 복수 개로 구성될 수 있다. 이 예에서는 두 개의 신호 입력부(103a, 103b)로 구성되어 있다.The
비교부(104a)는 상기 램프 신호(Sin1)에 의존하는 상기 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하여, 그에 따른 비교 결과 신호(C1)를 생성하게 된다. 비교부(104a)의 구성예는 도 4에 도시되어 있으며, 이후에 설명된다.The
제1 절연출력부(105a)는, 비교부(104a)에서 출력되는 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성한다. 제1 절연출력부(105a)의 구성예는 도 5 및 도 7에 도시되어 있으며, 이후에 설명된다.The first
전압 모니터링부(106a)는 DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 전압출력(Vout1)을 모니터링하기 위한 구성요소로서, DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 전압출력(Vout1)이 정상적인지 그렇지 않은지를 감시하기 위한 부분이다. 감시 결과도 또한 최종적으로 디지털 신호로 출력되는데, 이를 위한 부분이 제2 절연출력부(107a)이다. The
즉, 제2 절연출력부(107a)는 전압 모니터링부(106a)의 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성한다. 제2 절연출력부(107a)의 구성예는 도 6 및 도 7에 도시되어 있으며, 이후에 설명된다.That is, the second
도 4는 도 3에서 비교부(104a, 104b)의 구성 예를 나타낸 블록도이다. 도 4를 참조하면, 비교부(104a)는 네 개의 블록들(104a1 ~ 104a4)로 구성될 수 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, 비교부가 복수 개(104a, 104b)로 구비된 경우, 각각이 네 개의 블록들로 구성될 수 있다. 각각의 블록들을 설명의 편의상 비교기로 표현한다. 하나의 비교부(예컨대, 104a)에 대해 설명하면, 비교부(104a)는 복수 개의 비교기들(104a1 ~ 104a4)을 포함하며, 이들 비교기들(104a1 ~ 104a4) 각각은, 각각의 기준 전압(REF1-1 ~ REF1-4)을 기준으로 하여 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)와 비교한 후, 각각의 비교 결과 신호들(C1-1 ~ C1-4)을 생성해 낸다. 기준 전압들(REF1-1 ~ REF1-4)은 모두 동일하게 설정할 수도 있고, 다르게 설정할 수도 있다. 기준 전압들(REF1-1 ~ REF1-4)을 동일하게 설정한 경우에 대하여 살펴보면, 모든 비교기들 또는 비교기들 전단의 부품들이나 배선들이 정상적인 상태라면, 동일한 비교 결과 신호들을 생성해 낼 것이다.4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
도 5는 도 3에서 제1 절연출력부(105a, 105b)의 구성 예를 나타낸 블록도이다. 도 5를 참조하면, 제1 절연출력부(예컨대, 105a)는 상기 복수 개의 비교기들(104a1 ~ 104a4) 각각에 대응되게 복수 개(105a1 ~ 105a4)로 구성될 수 있다. 또한, 제1 절연 출력부(105a)는 복수 개의 비교기들(104a1 ~ 104a4) 각각에 대응되는 복수 개의 포토 커플러들(도 7 참조)을 포함하며, 상기 복수 개의 포토 커플러들 각각은, 상기 비교 결과 신호들(C1-1 ~ C1-4)에 각각에 의존하여, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호들(Sd1-1 ~ Sd1-4)을 생성한다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the first
이와 같이, 복수 개의 비교기들과 각각에 대응되는 복수 개의 포토 커플러들로 구성함으로써, 일부 비교기들이나 일부 포토 커플러(들)의 손상이나 오작동이 발생하더라도, 다수의 정상적인 비교기들 및 포토 커플러들의 정상적인 동작에 의한 제1 디지털 결과 신호들을 다음단, 예컨대, 발리스 드라이브 보드(BDB) 측으로 제공할 수 있도록 하여 최종적으로 열차 측으로 정확한 정보를 보낼 수 있도록 함으로써, 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있도록 하였다. 예컨대, 제1 디지털 결과 신호들을 이루는 네 개의 디지털 신호들 중 세 개 이상이 로우 레벨인 경우, 해당 램프 신호(예컨대, Sin1)가 정상 입력된 것으로 확인될 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 이러한 복수 개의 제1 디지털 결과 신호들을 처리할 수 있도록, 후단에 논리 게이트 회로(예컨대, AND 게이트, OR 게이트 또는 이들의 조합 회로)가 더 구비될 수도 있다.As such, by configuring a plurality of comparators and a plurality of photo couplers corresponding to each, even if damage or malfunction of some comparators or some photo coupler (s) occurs, the normal operation of a plurality of normal comparators and photo couplers The first digital result signals can be provided to the next stage, for example, the Bally drive board (BDB) side, so that accurate information can be finally sent to the train side, thereby ensuring reliability and stability. For example, when three or more of the four digital signals constituting the first digital result signals are at a low level, it may be confirmed that the corresponding ramp signal (eg, Sin1) is normally input. Although not shown, a logic gate circuit (eg, an AND gate, an OR gate, or a combination thereof) may be further provided at a rear end thereof so as to process the plurality of first digital result signals.
도 6은 도 3에서 제2 절연출력부(107a, 107b)의 구성 예를 나타낸 블록도이다. 제2 절연출력부도 앞서 제1 절연출력부와 마찬가지로, 복수 개의 포토 커플러들(도 7 참조)을 포함하며, 이러한 복수 개의 포토 커플러들 각각이, 전압 모니터링부(106a)의 각각의 출력 신호(Sv1-1 ~ Sv1-4)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 절연출력부를 복수 개의 포토 커플러들로 구성함으로써, 일부 포토 커플러(들)의 손상이나 오작동이 발생하더라도, 다수의 정상적인 비교기들 및 포토 커플러들의 정상적인 동작에 의한 제2 디지털 결과 신호들을 발리스 드라이브 보드(BDB) 측으로 제공할 수 있도록 하여 최종적으로 열차 측으로 정확한 정보를 보낼 수 있도록 함으로써, 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있도록 하였다. 이 또한 마찬가지로, 예컨대, 제2 디지털 결과 신호들 중 세 개 이상이 로우 레벨인 경우, 정상 동작 상태인 것으로 확인될 수 있다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the second
도 7은 도 3에서 제1 절연출력부(105a, 105b) 또는 제2 절연출력부(107a, 107b)의 상세 구성예를 나타낸 도면으로서, 제1 절연출력부 또는 제2 절연출력부가 각각 복수 개의 포토 커플러들로 구성되어 있는 경우이다.FIG. 7 illustrates a detailed configuration example of the first
제1 절연출력부(105a)를 구성하는 하나의 포토 커플러인 경우, 비교 결과 신호(C1-1 ~ C1-4 중 어느 하나 또는 C2-1 ~ C2-4 중 어느 하나)에 의존하여, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1-1 ~ Sd1-4 중 어느 하나 또는 Sd2-1 ~ Sd2-4 중 어느 하나)를 생성한다. 예를 들어, 비교 결과 신호(예컨대, C1-1)로서 일정 크기 이상의 직류 전압이 입력되는 경우, 발광 다이오드(D1) 측에서 발광하게 되고, 트랜지스터(Q1)는 턴온되게 되는데, 트랜지스터(Q1)가 턴온되는 경우, 제1 디지털 결과 신호(예컨대, Sd1-1)는 접지 측과 연결된 상태로 볼 수 있으므로, 로우 레벨의 신호가 된다. 이와는 반대로, 비교 결과 신호(C1-1)가 발광 다이오드(D1)의 턴온 전압보다 낮은 전압으로 입력되는 경우, 트랜지스터(Q1)는 오프 상태이므로, 제1 디지털 결과 신호(Sd1-1)는 5V, 즉 하이 레벨의 신호가 된다. 도면 상에서, 접지 전압(0V)을 로우 레벨, 5V를 하이 레벨이 되도록 구성되어 있으나, 전압의 크기는 얼마든지 다르게 설계될 수 있다.In the case of one photo coupler constituting the first
도 7의 포토 커플러가 제2 절연출력부(107a)를 구성하는 하나의 포토 커플러인 경우에는, 포토 커플러의 입력이 전압 모니터링부(106a)의 출력 신호(Sv1)이고, 포토 커플러의 디지털 출력이 제2 디지털 결과 신호(Sd3 또는 Sd4)인 것을 제외하고는 동일한 설명이 그대로 적용될 수 있다.When the photo coupler of FIG. 7 is one photo coupler constituting the second
도 8은 도 3에서 DC/DC 변환부(102)의 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, DC/DC 변환부(102)는, 필터부(101)에 의해 노이즈가 필터링된 전압(Vf)을 소정의 직류 전압으로 변환하는 변압기(T1, T2)와, 상기 변압기(T1, T2)를 모니터링하여 실시간으로 펄스폭변조(PWM) 제어하기 위한 PWM 제어부와, 상기 변압기(T1, T2)에 의해 변압된 전압을 정류하기 위한 정류부(RECT1, RECT2)를 포함한다. 그리하여, 최종적으로, 정류부(RECT1, RECT2)에 의해 정류된 전압(Vout1, Vout2)을 신호 입력부(103a, 103b) 측으로 제공하게 된다. 또한, 전압 모니터링부(106a, 106b) 측에서도 이러한 전압(Vout1, Vout2)을 모니터링하게 된다.FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the DC /
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 입력부(103a, 103b), 비교부(104a, 104b), 제1 절연출력부(105a, 105b), 전압 모니터링부(106a, 106b) 및 제2 절연출력부(107a, 107b)가 복수 개로 구성된, 본 발명의 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드에 관하여 정리하면 이하와 같다.In addition, as shown in FIG. 3, the
본 발명의 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드는, 입력되는 직류 전원(Vin)에서 노이즈를 필터링하는 필터부(101)와, 필터부(101)에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 컨버팅하여 제1 직류 출력전압들(Vout1)을 생성하는 DC/DC 변환부(102)와, 제1 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 제1 직류 출력전압(Vout1)을 입력받는, 제1 신호 입력부(103a)와, 제2 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin2)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 제2 직류 출력전압(Vout2)을 입력받는, 제2 신호 입력부(103b)와, 제1 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)에 의존하는 상기 제1 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 제1 비교부(104a)와, 제2 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin2)에 의존하는 제2 신호 입력부(103b)로부터의 출력 신호(Sout2)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 제2 비교부(104b)와, 제1 비교부(104a)로부터의 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1-1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 제1-1 절연출력부(105a)와, 제2 비교부(104b)로부터의 비교 결과 신호(C2)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1-2 디지털 결과 신호(Sd2)를 생성하는 제1-2 절연출력부(105b)와, DC/DC 변환부(102)로부터의 제1 직류 출력전압(Vout1)을 모니터링하기 위한 제1 전압 모니터링부(106a)와, DC/DC 변환부(102)로부터의 제2 직류 출력전압(Vout2)을 모니터링하기 위한 제2 전압 모니터링부(106b)와, 제1 전압 모니터링부(106a)의 제1 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2-1 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 제2-1 절연출력부(107a), 그리고, 제2 전압 모니터링부(106b)의 제2 출력 신호(Sv2)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2-2 디지털 결과 신호(Sd4)를 생성하는 제2-2 절연출력부(107b)를 포함한다.The digital IO board for detecting a railroad traffic light according to the present invention includes a
1 : LEU
10 : LDB
20 : BDB
30 : 전원보드
101 : 필터부
102 : DC/DC 변환부
103a, 103b : 신호 입력부
104a, 104b : 비교부
105a, 105b : 제1 절연출력부
106a, 106b : 전압 모니터링부
107a, 107b : 제2 절연출력부1: LEU
10: LDB
20: BDB
30: power board
101: filter unit
102: DC / DC converter
103a, 103b: signal input unit
104a, 104b: comparison unit
105a, 105b: first insulation output unit
106a, 106b: voltage monitoring unit
107a and 107b: second insulation output unit
Claims (7)
입력되는 직류 전원(Vin)에서 노이즈를 필터링하는 필터부(101);
상기 필터부에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 컨버팅하여 직류 출력전압(Vout1)을 생성하는 DC/DC 변환부(102);
열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 직류 출력전압(Vout1)을 입력받는, 신호 입력부(103a);
상기 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)에 의존하는 상기 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 비교부(104a);
상기 비교부로부터의 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 제1 절연출력부(105a);
상기 DC/DC 변환부(102)로부터의 직류 출력전압(Vout1)을 모니터링하기 위한 전압 모니터링부(106a); 및
상기 전압 모니터링부의 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 제2 절연출력부(107a);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.
As a digital IO board for railroad traffic light detection,
A filter unit 101 for filtering noise from an input DC power source Vin;
A DC / DC converter 102 for converting a voltage from which noise is filtered by the filter unit to generate a DC output voltage Vout1;
A signal input unit 103a for receiving a DC voltage Sin1 applied to the train signal light side and a DC output voltage Vout1 from the DC / DC converter;
A comparison unit 104a for comparing an output signal Sout1 from the signal input unit 103a depending on the DC voltage Sin1 applied to the train signal light side with a preset reference voltage;
A first insulation output unit 105a for generating a high level or low level first digital result signal Sd1 depending on the comparison result signal C1 from the comparison unit;
A voltage monitoring unit 106a for monitoring a DC output voltage Vout1 from the DC / DC conversion unit 102; And
And a second insulation output unit 107a for generating a high level or low level second digital result signal Sd3 depending on the output signal Sv1 of the voltage monitoring unit. Digital IO board.
상기 DC/DC 변환부(102)는, 상기 필터부에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하는 변압기와, 상기 변압기를 모니터링하여 실시간으로 펄스폭변조(PWM) 제어하기 위한 PWM 제어부와, 상기 변압기에 의해 변압된 전압을 정류하기 위한 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.
The method according to claim 1,
The DC / DC converter 102 may include a transformer for converting a voltage filtered by noise into the predetermined DC voltage, and a PWM controller for controlling the pulse width modulation (PWM) in real time by monitoring the transformer. And a rectifier for rectifying the voltage transformed by the transformer.
상기 제1 절연출력부(105a)는 상기 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.
The method according to claim 1,
The first insulation output unit 105a may include a photo coupler for generating a high level or low level first digital result signal Sd1 depending on the comparison result signal C1. Digital IO board.
상기 제2 절연출력부(107a)는, 상기 전압 모니터링부의 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.
The method according to claim 1,
The second insulation output unit 107a may include a photo coupler for generating a high level or low level second digital result signal Sd3 depending on the output signal Sv1 of the voltage monitoring unit. Digital IO board for detecting railway traffic lights.
상기 비교부(104a)는 복수 개의 비교기들(104a1 ~ 104a4)을 포함하며, 상기 복수 개의 비교기들 각각은 각각의 기준 전압을 기준으로 하여 상기 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)와 비교한 후, 각각의 비교 결과 신호들(C1-1 ~ C1-4)을 생성하고,
상기 제1 절연 출력부(105a)는 상기 복수 개의 비교기들 각각에 대응되는 복수 개의 포토 커플러들을 포함하며, 상기 복수 개의 포토 커플러들 각각은, 상기 비교 결과 신호들에 각각에 의존하여, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1 디지털 결과 신호들(Sd1-1 ~ Sd1-4)을 생성하는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.
The method according to claim 3,
The comparator 104a includes a plurality of comparators 104a1 to 104a4, and each of the plurality of comparators is compared with an output signal Sout1 from the signal input unit 103a based on a respective reference voltage. After that, generate the respective comparison result signals (C1-1 ~ C1-4),
The first insulation output unit 105a includes a plurality of photo couplers corresponding to each of the plurality of comparators, each of the plurality of photo couplers each having a high level, depending on the comparison result signals. And generating low level first digital result signals (Sd1-1 to Sd1-4).
상기 복수 개의 비교기들 각각의 기준 전압은 서로 다른 전압 크기를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.
The method according to claim 5,
The reference voltage of each of the plurality of comparators is set to have a different voltage magnitude, characterized in that the digital IO board for railroad traffic light detection.
입력되는 직류 전원(Vin)에서 노이즈를 필터링하는 필터부(101);
상기 필터부에 의해 노이즈가 필터링된 전압을 컨버팅하여 제1 직류 출력전압들(Vout1)을 생성하는 DC/DC 변환부(102);
제1 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 제1 직류 출력전압(Vout1)을 입력받는, 제1 신호 입력부(103a);
제2 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin2)과, 상기 DC/DC 변환부로부터의 제2 직류 출력전압(Vout2)을 입력받는, 제2 신호 입력부(103b);
상기 제1 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin1)에 의존하는 상기 제1 신호 입력부(103a)로부터의 출력 신호(Sout1)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 제1 비교부(104a);
상기 제2 열차 신호등 측으로 인가되는 직류 전압(Sin2)에 의존하는 상기 제2 신호 입력부(103b)로부터의 출력 신호(Sout2)를 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 제2 비교부(104b);
상기 제1 비교부로부터의 비교 결과 신호(C1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1-1 디지털 결과 신호(Sd1)를 생성하는 제1-1 절연출력부(105a);
상기 제2 비교부로부터의 비교 결과 신호(C2)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제1-2 디지털 결과 신호(Sd2)를 생성하는 제1-2 절연출력부(105b);
상기 DC/DC 변환부(102)로부터의 제1 직류 출력전압(Vout1)을 모니터링하기 위한 제1 전압 모니터링부(106a);
상기 DC/DC 변환부(102)로부터의 제2 직류 출력전압(Vout2)을 모니터링하기 위한 제2 전압 모니터링부(106b);
상기 제1 전압 모니터링부의 제1 출력 신호(Sv1)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2-1 디지털 결과 신호(Sd3)를 생성하는 제2-1 절연출력부(107a); 및
상기 제2 전압 모니터링부의 제2 출력 신호(Sv2)에 의존하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 제2-2 디지털 결과 신호(Sd4)를 생성하는 제2-2 절연출력부(107b);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도 신호등 검지용 디지털 IO 보드.As a digital IO board for railroad traffic light detection,
A filter unit 101 for filtering noise from an input DC power source Vin;
A DC / DC converter 102 for converting a voltage from which noise is filtered by the filter unit to generate first DC output voltages Vout1;
A first signal input unit 103a for receiving a DC voltage Sin1 applied to a first train signal light side and a first DC output voltage Vout1 from the DC / DC converter;
A second signal input unit 103b for receiving a DC voltage Sin2 applied to a second train signal light side and a second DC output voltage Vout2 from the DC / DC converter;
A first comparing unit 104a for comparing an output signal Sout1 from the first signal input unit 103a depending on the DC voltage Sin1 applied to the first train traffic light side with a preset reference voltage;
A second comparing unit 104b for comparing an output signal Sout2 from the second signal input unit 103b depending on the DC voltage Sin2 applied to the second train traffic light side with a preset reference voltage;
A 1-1 insulated output unit 105a for generating a high level or low level 1-1 digital result signal Sd1 depending on the comparison result signal C1 from the first comparator;
A 1-2 insulation output unit 105b for generating a high level or low level 1-2 digital result signal Sd2 depending on the comparison result signal C2 from the second comparison unit;
A first voltage monitoring unit 106a for monitoring a first DC output voltage Vout1 from the DC / DC converter 102;
A second voltage monitoring unit 106b for monitoring a second DC output voltage Vout2 from the DC / DC converter 102;
A 2-1 insulated output unit 107a generating a 2-1 digital result signal Sd3 having a high level or a low level depending on the first output signal Sv1 of the first voltage monitoring unit; And
And a second-2 isolated output unit 107b for generating a high level or low level second-2 digital result signal Sd4 depending on the second output signal Sv2 of the second voltage monitoring unit. Digital IO board for railroad traffic light detection characterized by the above.
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- 2018-08-03 KR KR1020180090549A patent/KR102057667B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |