KR102088073B1 - 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 - Google Patents
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Abstract
발명은 제 1 회로(FC)를 제 2 회로(SC)에 유도 형태로 연결하는 변압기(T1)를 이용하여 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통한 신호 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다. 제 2 회로는 제 1 디지털 입력 신호(W1)를 하나 이상의 전압 펄스(W2)로 변환하도록 배열되는, 그리고, 하나 이상의 전압 펄스를 변압기의 제 1 권선(P2)에 제공하도록 배열되는, 적어도 하나의 제 1 송신기 회로를 포함하며, 상기 하나 이상의 전압 펄스는 제 1 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 양의 또는 음의 형태를 취한다. 제 1 회로는 상기 변압기의 제 2 권선(P1)으로부터 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)를 수신하도록 배열되는, 그리고, 상기 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 상기 제 1 디지털 입력 신호를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호(W4)를 제공하도록 배열되는, 적어도 하나의 제 1 수신기 회로를 포함한다.
Description
본 발명은 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송용 전송 장치와, 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 방법에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 변압기를 이용한 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송용 전송 장치와, 파워 공구와 연관된 변압기를 이용하여 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 방법에 관한 것이다.
본 출원에서 비-접촉 인터페이스는 통신이, 적어도 일부 부분에 대해, 무선으로 수행되는 인터페이스를 의미한다.
오늘날 데이터의 무선 전송을 위해 서로 다른 다양한 시스템을 통해 서로 다른 전송 배열이 이용된다.
예를 들어, 변압기를 이용하는 무선 데이터 전송 과정은 변조 또는 코딩을 포함한다. 코딩 및/또는 변조는 데이터를 전송하기 위해, 및/또는, 전송되는 데이터를 검출하기 위해, 및/또는, 데이터에 의한 변압기 코어의 포화를 방지하기 위해, 즉, 과전압이 변압기에 인가되는 것을 방지하기 위해, 통상적으로 도입된다. 일반적으로, 변압기의 포화를 방지하기 위해, 밸런스 타입 코드가 사용된다. 이러한 코드의 예는 각각의 클럭 사이클 후 항상 0으로 복귀하는 맨체스터(Manchester) 코드다. 맨체스터 코드는 시간에 따라 0의 평균 전압값을 갖는다. 이더넷 변압기는 통상적으로 맨체스터 코딩을 이용한다.
무선 통신이 이익을 취하는 한가지 영역은 텔레메트리 영역 - 즉, 측정 데이터 및/또는 이에 연관된 기타 신호의 통신 영역이다.
비-접촉 인터페이스를 수반하는 전형적인 응용예는 통신이 유선으로 실현될 수 없는 회전 장치를 수반하는 시스템이다. 그러나, 회전 장치를 수반하는 시스템에서, 예를 들어, 회전 장치에 나타나는 토크, 상기 회전 장치의 온도, 상기 회전 장치의 기계적 마모/응력, 및/또는 상기 회전 장치의 각속도, 등과 같은 회전 장치와 연관된 하나 이상의 특성을 측정하기 위한 필요성이 존재한다. 이러한 측정되는 특성은 예를 들어, 다음 용도 중 하나 이상 - 상기 회전 장치에 회전을 가하는데 사용되는 수단의 제어/모니터링, 그리고, 상기 회전 장치가 제어 기준 값을 따름을 보장하고 상기 회전 장치와 연관된 어떤 허용공차값도 넘기지 않음을 보장하기 위해, 회전 장치의 하나 이상의 특성을 모니터링 - 을 위해 사용될 수 있다.
일부 응용예에서, 비-접촉 센서, 즉, 상기 회전 장치와 같은 측정 대상으로부터 떨어져 위치한 센서는, 회전 장치의 특성의 측정에 사용될 수 있다. 그러나, 일부 응용예에서, 비-접촉 센서는 그 제한된 정확도로 인해 적합하지 못하다. 비-접촉 센서가 적절하지 못한 응용예의 경우, 측정 대상과 접촉하는 접촉 센서가 대신에 사용되어야 한다.
하나 이상의 접촉 센서를 이용하여 회전 장치의 하나 이상의 특성을 측정하기 위한 공지된 시스템은, 하나 이상의 접촉 센서를 이용한 회전 장치 상에서의 측정 수행이, 상기 하나 이상의 센서에 대한 와이어 부착의 어려움을 제시하는 회전 장치와 함께 회전하는 하나 이상의 접촉 센서를 시사하기 때문에, 하나 이상의 접촉 센서로부터 데이터를 불러들이기 위해 무선 텔레메트리 배열 상에서 탄성적인 것이 통상적이다.
슬립 링 배열(silp ring arrangement)은 회전 토크 센서와 같은 회전 센서로부터 수신 전자 장치에 무선 연결을 제공하기 위한 공지 배열의 일례다. 슬립 링 배열은 센서와 함께 회전하는 다수의 전도 링과, 상기 전도 링과 접촉하는 다수의 브러시로 구성되어, 수신 전자 장치에 측정 데이터의 전송을 가능하게 한다.
회전 센서로부터 측정 데이터의 전송을 위한 다른 알려진 기법은, 주파수 변조 신호를 전송하는 FM 송신기와 같은, RF 송신기의 이용이며, 이때, 상기 RF 송신기는 수신 장치에 대한 데이터의 무선 전송을 위해 회전 센서에 연결된다.
회전 센서로부터 측정 데이터의 전송을 위한 다른 알려진 기법은, 회전 변압기의 이용이다. 회전 변압기는 서로에 대해 회전하는 2개의 부분 사이에서 전기 신호를 연결하는데 사용되는 전용 변압기다. 회전 변압기는 회전 센서에 파워를 전송하기 위해 연결된다. 외부 기기는 여기 변압기를 통해 응력변형 게이지 브리지에 여기 전압을 제공한다. 센서 응력변형 게이지 브리지는 그 후 2차 회전 변압기 코일을 구동하여, 회전 센서로부터 측정 신호를 수신할 수 있다.
토크 센서와 같은 회전 센서로부터 측정 데이터의 무선 전송을 제공하기 위한 또 다른 알려진 기법은 IR 토크 센서의 이용이다. 앞서 설명한 회전 변압기 기법과 마찬가지로, IR 토크 센서는 회전 변압기 연결을 통해 파워를 끌어낸다. IR 토크 센서와 앞서 회전 변압기 기법과의 차이점은, IR 토크 센서로부터의 측정 데이터가 수신 전자 장치의 고정식 수신 다이오드에 적외선 광을 통해 송신된다는 점이다.
그러나, 종래 기술에 따라 무선 신호 전송을 제공하기 위한 텔레메트리 시스템을 포함하는 전송 배열은, 다음의 결점들 중 하나 이상 - 즉, 복잡한 회로 요구, 높은 파워 소모, 유지관리의 어려움, 구축 비용, 제한된 신호 전송 대역폭, 제한된 전송 기능, 및 내마모성 부족 - 의 고충을 겪고 있다.
따라서, 무선 신호 전송 분야에서 개선점을 제시할 필요가 있다.
본 발명의 일 목적은 무선 고속 양방향 데이터 통신이 가능한, 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
일 목적은 비-접촉 인터페이스를 통해 신호 및 파워를 모두 전송할 수 있는, 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 장치 및 방법을 또한 제공하는 것이다.
일 목적은 비-접촉 인터페이스의 어느 쪽에도 많은 공간을 요구하지 않으면서 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송을 위한 소형 크기의 전송 장치를 또한 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 종래 기술에 따른 알려진 기술에 비해 덜 복잡하고 덜 비싼 전송 장치 및 관련 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적들 중 하나 이상은, 청구항 1에 규정된 본 발명에 따른, 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 시스템에 의해 실현되며, 상기 시스템은 상기 비-접촉 인터페이스를 통해 제 1 회로를 제 2 회로에 유도 형태로 연결하는 변압기를 포함한다. 상기 제 2 회로는 제 1 저항기를 통해 상기 변압기의 제 1 권선에 제 1 디지털 입력 신호를 제공하도록 배열되는 제 1 디지털 송신기를 가진 제 1 송신기 회로를 포함하여, 하나 이상의 전압 펄스가 상기 제 1 권선에 형성된다. 상기 하나 이상의 전압 펄스는 제 1 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 가지는지 여부에 기초하여 양의 또는 음의 형태를 취한다. 상기 제 1 회로는 상기 제 1 권선에서 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스를 상기 변압기의 제 2 권선으로부터 수신하도록 배열되는, 그리고, 상기 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 상기 제 1 디지털 입력 신호를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호를 제공하도록 배열되는, 제 1 비교기를 가진 제 1 수신기 회로를 포함한다.
이러한 구성에 의해, 각각 송신기 및 수신기에 연관되는 코더/디코더 및/또는 변조기/복조기의 이용없이 구현될 수 있는 비-접촉 인터페이스를 통한 디지털 신호의 일방향 전송이 가능한 전송 시스템이 실현된다.
이는 변압기의 제 1 권선에 저항기를 통해 전달될 디지털 신호를 제공함으로써 실현된다. 상기 제 1 디지털 송신기로부터 저항기를 통해 제 1 권선에 상기 디지털 신호를 제공하면, 디지털 신호가 제 1 권선에 걸쳐 인덕턴스로 인해 양의 펄스 및 음의 펄스로 변환된다. 양의 펄스는, 제 1 디지털 신호의 상승 에지가 제 1 디지털 송신기에 의해 제공될 때 - 즉, 제 1 디지털 송신기의 출력에 나타날 때 - 형성되며, 이는, 인덕터에서 초기 전류가 0이기 때문에 변압기 권선에 걸친 전압이 즉시 상승할 것이고 그 후 인덕터에서 전류가 증가함에 따라 전압이 감소할 것임을 이용한다. 짧은 시간 주기 후, 전류는 직렬 저항기에 의해 제한될 것이고, 권선에 걸친 전압은 다시 0으로 닫힐 것이다. 대신에 전압 강하가 직렬 저항기에 걸쳐 나타날 것이다. 따라서, 본 발명의 전송 시스템은 코딩 및/또는 변조 기술 적용없이 무선 전송을 수행할 수 있다. 더욱이, 매우 적은 구성요소들이 상기 펄스의 성형에 수반된다.
이러한 전송 시스템에 코딩/변조 구성요소의 필요성이 완화됨으로써, 회로 복잡도, 회로 크기, 데이터 전송 속도, 파워 소모, 및 전송 시스템 구성 및 설계와 관련된 비용 측면에서 장점이 제공된다.
전송 시스템의 일 옵션에서는, 제 1 비교기가, 양의 형태를 가진 하나 이상의 유도 전압 펄스 및 음의 형태를 가진 하나 이상의 유도 전압 펄스에 대해 개별 스위칭 지점들을 도입하도록 통합 히스테리시스를 갖는다.
이에 의해, 몇개의 구성요소들을 이용하여 수신기 회로를 실현할 수 있는 전송 시스템이 실현된다. 히스테리시스는 노이지 입력 전압으로부터 비교기를 탈감작화(de-sensitization)시키기 위해 비교기에 통상적으로 추가된다. 그러나, 추가되는 히스테리시스의 레벨을 적절히 설정함으로써, 비교기가 출력 상태를 변화시키는 전압 레벨인 2개의 스위칭 지점을 도입함을 통해, 양의 형태를 갖는 전압 펄스 또는 음의 형태를 갖는 전압 펄스가 비교기의 입력 단자에 나타날 때, 단일 비교기가 출력 상태를 로직 "1" 또는 로직 "0"으로 변화하게 작동한다. 이는 회로 복잡도, 회로 크기, 파워 소모, 및 전송 시스템 구성과 연관된 비용의 측면에서 장점을 제공하며, 이는 수신기 회로가 단일 액티브 시스템, 즉, 히스테리시스를 추가한 단일 비교기를 이용하여 구성될 수 있기 때문이다.
전송 시스템의 일 옵션에서는, 상기 전송 시스템이 양방향 전송 시스템이며, 상기 제 1 회로는 제 2 저항기를 통해 상기 변압기의 제 2 권선에 제 2 디지털 입력 신호를 제공하도록 배열되는 제 2 디지털 송신기를 가진 제 2 송신기 회로를 포함한다. 하나 이상의 전압 펄스는 상기 다른 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 양의 또는 음의 형태를 취한다. 이러한 옵션에서, 상기 제 2 회로는 제 2 권선에서 상기 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스를 상기 변압기의 제 1 권선으로부터 수신하도록 배열되는, 그리고, 상기 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 상기 제 2 디지털 입력 신호를 반영하는 제 2 디지털 출력 신호를 제공하도록 배열되는, 제 2 비교기를 가진 제 2 수신기 회로를 더 포함한다.
이에 의해, 고속으로 양방향 데이터 신호 전송이 가능한 전송 시스템이 실현된다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 제 1 디지털 송신기 및 상기 제 2 디지털 송신기 중 적어도 하나는 로직 버퍼를 포함한다.
상기 전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 제 1 및/또는 제 2 디지털 송신기는 신호를 송신하지 않을 때 제 1 디지털 송신기 및 제 2 디지털 송신기 중 적어도 하나가 고-임피던스 상태를 갖게 하는 3상 로직을 포함하고, 상기 제 1 디지털 송신기 및 제 2 디지털 송신기 중 적어도 하나는 디지털 신호를 송신할 때 고-임피던스 상태를 작동정지시키기 위한 송신 이네이블 입력(transmit enable input)을 포함한다.
이에 의해, 양방향 전송 이용이 디지털 신호 전송을 방해하지 않는 전송 시스템이 실현된다. 디지털 송신기 중 하나 이상이 고-임피던스 상태(Hi-Z)를 가짐을 이용하여, 고-임피던스 상태로 세팅된 하나 이상의 디지털 송신기의 영향이 회로의 나머지로부터 제거될 수 있다 - 즉, 제 1 및 제 2 회로 각각의 수신기 회로 및 송신기 회로는 신호 수신 및 신호 송신에 관련된 작동에 악영향을 미치지 않으면서 단일 입력 노드를 공유할 수 있다. 더욱이, 고-임피던스 상태로 세팅될 때 디지털 송신기에 의해 소모되는 파워가 적기 때문에 파워 소모가 감소된다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 전송 시스템은 상기 비-접촉 인터페이스를 통한 파워의 전송을 위해 배열된다.
이에 의해, 제 1 회로 또는 제 2 회로가 전용 파워 공급원에 독립적으로 작동할 수 있는 - 즉, 제 1 회로 또는 제 2 회로가 다른 회로에 파워를 제공할 수 있는 - 전송 시스템이 실현된다. 이는 예를 들어, 배터리와 같은 교체가능한 전력원이 분해 과정을 요구하거나 크기 때문에 부적절한 경우에, 또는 회로 중 하나가 다른 회로에 대해 회전하기 때문에, 케이블형 전력 공급원이 부적절한 위치에서 제 1 회로 또는 제 2 회로가 장착되는 응용예의 경우 유리하다.
상기 전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 전송 시스템은 제 1 회로로부터 제 2 회로로 파워 전송과, 적어도 제 2 회로로부터 제 1 회로로 디지털 신호 전송 간을 교번하도록 배열된다.
이에 의해, 디지털 신호 전송 대역폭의 제한없이, 및/또는 복잡한 회로 사용없이, 실현될 수 있는 하프-듀플렉스 양방향 디지털 신호 전송과 같이, 디지털 신호의 적어도 일방향의 무선 전송 및 무선 파워 전송이 가능한 전송 시스템이 실현된다. 이는 파워 전송과 디지털 신호 전송 간의 교번을 이용하여 실현된다. 이는 회로 크기, 회로 복잡도, 데이터 속도 측면에서 유리하다. 이는 전송 시스템에 연관된 비용 관련하여 더욱 유리하다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 전송 시스템은 시간-슬롯 기법에 기초하여 디지털 신호 전송과 파워 전송 간을 교번하도록 배열된다.
이에 의해, 하프-듀플렉스 양방향 디지털 신호 전송과 같은 적어도 일방향의 무선 디지털 신호 전송과 무선 파워 전송을 모두 행할 수 있는 전송 시스템이 실현되며, 시간-슬롯 기법을 이용한 교번은 제어가능하고, 따라서, 예측가능하며, 설정가능하고, 신뢰가능하다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 전송 시스템은 상기 비-접촉 인터페이스를 통한 파워 전송 중 송신되는 하나 이상의 파워 펄스의 특성에 기초하여, 파워 전송으로부터 디지털 신호 전송으로, 또는 역방향으로, 스위칭을 트리거링하도록 배열된다.
이에 의해, 아래와 같은 특징의 전송 시스템이 실현된다: 적어도 일방향의 디지털 신호 전송과 파워 전송 간을 교번하거나 또는 하프-듀플렉스 양방향 디지털 신호 전송과 파워 전송 간을 교번하는 것은, 파워 전송과 송/수신 작동의 교번을 조율하도록 클럭 동기화를 갖는 제 1 회로 및 제 2 회로 모두에 대해 독립적으로, 상기 제 1 회로 및 제 2 회로 사이에서 송신되는 제어 명령 형태의 전용 디지털 신호에 독립적으로, 실현가능하다.
상기 전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 제 1 회로는 제 1 회로로부터 제 2 회로로 파워 전송 중 변압기의 1차 권선에 대한 전압의 온 및 오프 스위칭을 위한 제 1 스위치를 가진 파워 구동기 회로를 포함하고, 상기 파워 구동기 회로는 상기 스위치가 오프될 때 전압 스파이크로부터 제 1 회로의 제 1 스위치 및 상기 제 2 디지털 송신기 중 적어도 하나를 보호하기 위해 스너버 회로(snubber circuit)를 더 포함한다.
이에 의해, 다음과 같은 특징의 전송 시스템이 실현된다: 상기 디지털 송신기는 고급 트랜지스터에 비해 전압 스파이크에 대해 낮은 허용공차를 갖는 저급 구성요소를 이용하여 구현될 수 있고, 따라서, 송신기 회로가 가격 효율적인 방식으로 구성될 수 있다. 전압 스파이크로부터 스위치를 보호하는 것과는 별도로, 스너버 회로는 시간 슬롯 기법이 구현을 촉진시키면서 파워 전송 효율을 증가시키는 공진을 또한 도입하는데, 이는 스너버 회로가 파워 전송의 하나 이상의 파워 펄스의 과도 거동을 감소시키기 때문이다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 파워 구동기 회로는 제 2 회로로부터 제 1 회로로 디지털 신호 전송 중 상기 스너버 회로를 작동정지시키기 위한, 그리고, 제 1 회로로부터 제 2 회로로 파워 전송 중 상기 스너버 회로를 작동시키기 위한, 제 2 스위치를 포함한다.
이에 의해 다음과 같은 특징의 전송 시스템이 실현된다: 상기 스너버 회로의 구현예는 디지털 신호 전송을 방해하지 않는다. 디지털 신호 전송 중 스너버 회로를 작동정지시킴으로써, 스너버 회로는 고-임피던스(Hi-Z) 상태를 지니며, 따라서, 신호 수신 및 신호 송신에 관련된 작동에 악영향미치는 것을 방지하도록, 스너버 회로의 영향이 나머지 회로로부터 제거되거나 또는 적어도 감소한다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 스너버 회로는 적어도 하나의 저항기 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 RC 회로와, 과도 전압 억제 다이오드와 같은 다이오드 중 적어도 하나를 포함한다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 비-접촉 인터페이스는 회전하는 비-접촉 인터페이스이고, 상기 변압기는 회전 변압기다.
이에 의해, 회전하는 비-접촉 인터페이스를 통해 디지털 신호 전송 및/또는 파워 전송이 가능한 전송 시스템이 실현된다.
상기 전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 제 2 회로는 상기 제 1 회로에 대해 회전하는 회전 장치에 통합되고, 상기 제 2 회로는 상기 회전 장치의 적어도 하나의 전기 구성요소에 연결되어, 상기 적어도 하나의 전기 구성요소와 상기 제 1 회로 간에 신호를 전송한다.
이에 의해, 다음과 같은 특징의 전송 시스템이 실현된다: 전송 시스템은, 회전 장치에 부착되고 회전 장치와 함께 회전하는 접촉 센서와 같은 적어도 하나의 전기 구성요소에 전력을 공급하고 및/또는 이를 작동시키기 위한 수단을 제공하도록 작동할 수 있다. 전송 시스템은 호전 장치와, 회전 장치를 회전시키도록 배열되는 장치와 같이 회전 장치에 연결되는 다른 장치를 제어/모니터링하도록 상기 데이터를 추출 및 처리할 수 있는, 적어도 전기 구성요소로부터 제 1 회로로 측정 데이터, 에러 메시지, 및 장치 ID와 같은 데이터의 무선 전송 수단을 제공하도록 또한 작동된다. 더욱이, 제 1 회로로부터 데이터 전송은 적어도 전기 구성요소로 송신될 수 있어서, 적어도 하나의 구성요소의 작동을 제어하게 할 수 있다.
전송 시스템의 일 옵션에서, 상기 적어도 하나의 전기 구성요소는 상기 회전 장치의 토크를 측정하기 위한 토크 센서를 포함한다.
이에 의해, 회전 장치의 토크 측정을 제공하기 위한 무선 텔레메트리 시스템으로 구현될 수 있는 전송 시스템이 실현된다.
이러한 목적들 중 하나 이상은 앞서 설명한 전송 시스템을 포함하는 파워 공구에 의해 또한 실현된다.
이에 의해, 신호 전송을 위한 케이블링에 독립적으로, 및/또는 내장형 및/또는 외부 전력 공급원으로부터의 케이블링에 독립적으로, 작동하는 전기 구성요소를 하우징할 수 있는 파워 공구가 실현된다.
파워 공구의 일 옵션에서, 상기 파워 공구의 고정 구성요소는 상기 전송 시스템의 제 1 회로를 포함하고, 상기 파워 공구의 회전 구성요소는 상기 전송 시스템의 제 2 회로를 포함하여, 상기 고정 구성요소와 상기 회전 구성요소 사이에서 신호를 전송할 수 있게 한다.
이에 의해, 다음과 같은 특징의 파워 공구가 실현된다: 파워 및/또는 신호가 파워 공구의 작동 중 고정 구성요소와, 고정 구성요소에 대해 회전하는 회전 구성요소 사이에서 무선으로 송신될 수 있다. 이에 의해 파워 공구는 상기 전기 구성요소에 부착된 케이블링에 대해 독립적으로 회전 구성요소 또는 이에 부착된 구성요소의 측정 및/또는 제어에 사용되는 전기 구성요소와 같은 전기 구성요소들을 특징으로 할 수 있다. 이는 파워 공구가 상기 전기 구성요소 및 상기 전기 구성요소에 부착되는 케이블링을 하우징하기 위해 가용한 제한된 공간을 갖는 경우의 응용예와, 및/또는, 상기 파워 공구의 회전부에 상기 전기 구성요소가 부착되는 경우의 응용예에 유리하다.
이러한 목적들 중 하나 이상은 변압기를 이용하여 비-접촉 인터페이스를 통해 서로에 유도 방식으로 연결되는 제 1 회로와 제 2 회로 사이의 무선 신호 전송 방법에 의해 또한 실현된다. 상기 방법은, 상기 제 2 회로의 제 1 디지털 송신기를 이용하여, 상기 제 1 권선에 하나 이상의 전압 펄스를 형성하도록 상기 변압기의 제 1 권선에 제 1 저항기를 통해 제 1 디지털 입력 신호를 제공 - 상기 하나 이상의 전압 펄스는 상기 제 1 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 양의 형태 또는 음의 형태를 취함 - 하는 단계를 포함한다. 추가적인 방법 단계는, 상기 제 1 권선에서 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스를, 상기 변압기의 제 2 권선으로부터 상기 제 1 회로의 제 1 비교기에서 수신하는 단계를 포함한다. 추가적인 방법 단계는, 상기 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 상기 제 1 디지털 입력 신호를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 일 옵션에서, 상기 방법은, 상기 파워 공구의 회전 장치로부터 상기 파워 공구의 고정 제어 유닛으로 디지털 센서 신호 전송, 상기 파워 공구의 고정 제어 유닛으로부터 상기 파워 공구의 회전 장치의 센서로 디지털 신호 전송, 그리고, 상기 파워 공구의 고정 에너지원으로부터 상기 파워 공구의 회전 장치의 센서로 파워 전송 중 적어도 하나에 사용된다.
종속항은 시스템에 관련하여 설명되는 사항들에 대응하는 부가적 특징들을 형성한다.
본 발명은 이제부터, 발명의 해석을 제한하지 않으면서, 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 실시예에서 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 전송 장치를 구비한 회전 장치의 개략적 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 발명을 적용할 수 있는 공구 내부의 연관 부분을 갖춘 파워 공구의 개략적 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 발명을 적용할 수 있는 공구 내부의 연관 부분을 갖춘 파워 공구의 개략적 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로에 출력되는 파형의 개략도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 방법의 순서도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 전송 장치를 구비한 회전 장치의 개략적 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 발명을 적용할 수 있는 공구 내부의 연관 부분을 갖춘 파워 공구의 개략적 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 발명을 적용할 수 있는 공구 내부의 연관 부분을 갖춘 파워 공구의 개략적 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로에 출력되는 파형의 개략도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 회로의 개략적 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 방법의 순서도.
도 1을 참조하면, 비-접촉 인터페이스를 통한 신호의 무선 전송용 전송 시스템(90)이 본 발명의 일 실시예에 따라 개시된다. 전송 시스템(90)은 제 1 회로(FC) 및 제 2 회로(SC)를 포함한다. 제 2 회로(SC)는 제 1 회로(FC)에 대해 회전하도록 배열되는 회전 장치(5)에 부착 또는 통합되도록 구성된다. 회전 장치(5)는 축(A) 주위로 원형 경로로 회전하도록 배열될 수 있다. 상기 제 2 회로는 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로에/로부터 신호를 송신/수신하도록 배열된다. 전송 시스템(90)은 제 1 회로(FC)에 연결되는 제어 시스템(도시되지 않음)과, 제 2 회로(SC)에 연결되는 적어도 하나의 전기 구성요소(6) 사이에 신호 전송 수단을 제공하도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소(6)는 회전 장치(5)에 부착 또는 통합될 수 있고, 또는, 제 2 회로(SC)에 통합될 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소(6)는 정보를 저장 및/또는 발생시키도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소는 전기-기계적 구성요소일 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소(6)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소는 적어도 하나의 식별 구성요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서는 접촉 센서 - 즉, 측정이 수행되어야할 회전 장치(5)와 같은 대상과 접촉하는 센서 - 일 수 있다. 적어도 하나의 센서는 온도 센서, 기계적 마모/응력 센서, 토크 센서, 각속도, 센서, 자세 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소(6)는 적어도 하나의 메모리(도시되지 않음) 및/또는 적어도 하나의 제어 회로(도시되지 않음)와 같은 구성요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제어 회로는 적어도 하나의 전기 구성요소(6)의 작동을 제어할 수 있다. 적어도 하나의 메모리는 적어도 하나의 전기 구성요소에 연관된 작동 및/또는 식별과 연관된 정보를 저장하도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 메모리는 정적으로 및/또는 일시적으로 데이터를 저장하도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소(6)와 연관된 작동 및/또는 식별에 관한 정보는, 예를 들어, 적어도 하나의 전기 구성요소(6), 장치 ID, 적어도 하나의 전기 구성요소(6)와 연관된 에러 메시지, 및/또는 적어도 하나의 전기 구성요소(6)와 연관된 제어 명령에 의해 발생되는 정보에 관한 것일 수 있다. 적어도 하나의 전기 구성요소(6)가 적어도 하나의 제어 회로 및 적어도 하나의 메모리를 갖춘 적어도 하나의 센서를 포함하는 경우에, 적어도 하나의 메모리 상에 저장되는 정보는 다음의 정보 측정 데이터, 처리되는 측정 데이터, 센서 장치 ID, 교정 데이터, 적어도 하나의 센서와 연관된 에러 메시지, 및 적어도 하나의 센서와 연관된 제어 명령 중 하나 이상에 관한 것일 수 있다.
제 2 회로(SC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로(FC)까지 디지털 신호를 전송함으로써, 제 1 회로와 제 2 회로 사이의 신호 전송 케이블링에 대한 필요성이 제거된다. 이는 적어도 하나의 전기 구성요소(6)가 제 2 회로와 적어도 하나의 전기 구성요소(6) 사이에 신호 전송 케이블을 필요로하지 않으면서 제 2 회로 내외로 신호 전송을 수행할 수 있도록 작동함을 의미한다.
다음의 예는 전송 시스템이 파워 공구에 사용되어, 상기 파워 공구의 회전 샤프트에서의 토크를 측정하는 경우에 관한 것이다. 그러나, 서로 다른 다양한 응용예가 가능하고, 이후 설명되는 전송 시스템 및 방법은 데이터 및/또는 파워와 같은 신호들이, 회전 장치와 고정식 장치 사이에서 회전하는 비-접촉 인터페이스를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 비-접촉 인터페이스를 통해 무선으로 전달되는 임의의 응용예에 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 발명이 적용될 수 있는 타입의 파워 공구가 도시 및 설명된다. 파워 공구는 너트, 볼트, 스크루, 등과 같은 스레드를 구비한 회전가능한 파스너 요소들의 조임에 사용될 수 있는 휴대가능한 각도 너트러너(nutrunner)(20)다. 휴대형 경사 너트러너(20)는 공구 본체(23), 구동 샤프트(32), 및 전기 모터(26)를 포함하고, 상기 전기 모터(26)는 로터(28) 및 스테이터(27)를 포함하며, 상기 로터(28)는 파스너 요소(도시되지 않음)를 조이기 위해 너트러너(20)의 일 단부에서 공구 조각(31)의 회전을 위해 구동 샤프트(32)에 연결된다. 전기 모터(26)는 동기식 영구 자석 모터와 같은, 영구 자석 모터일 수 있다. 너트러너(20)의 작동 중 토크를 측정하기 위한 토크 센서와 같은 적어도 하나의 센서(30)와 적어도 하나의 기어 박스(29)가 구동 샤프트(32)에 연계된다. 너트러너(20)는 너트러너920)의 작동을 제어하기 위한 일체형 제어 유닛(22)을 포함한다. 제어 유닛(22)은 너트러너(20)의 작동을 활성화시키도록 배열되는 활성화 스위치(25)에 연결된다. 제어 유닛(22)은 너트러너(20)의 전기 구성요소에 제어 값 - 예를 들어, 작동 제어를 위해 전기 모터(26)에 제어 값 - 을 전송하기 위해 일체형 배터리(21) 및 전기 모터(26) 형태의 전력 공급원에 더 연결된다. 소정 각도로 배열되는 구동 샤프트(32)를 이용하여 공구 조각(31)을 회전시키기 위해, 너트러너(20)는 베벨 기어(도시되지 않음)를 포함하는 적어도 하나의 추가적인 기어 또는 기어 박스를 포함한다. 적어도 하나의 센서(30)가 너트러너의 회전부에 연결된다 - 예를 들어, 구동 샤프트(32)에 연결된다. 이는, 구동 샤프트(32)가 회전할 때 적어도 하나의 센서가 구동 샤프트(32)와 함께 회전함을 의미한다. 너트러너(20)는 추가로, 도 1, 도 4, 및 도 6-9를 참조하여 예시된 전송 시스템 중 하나와 같이, 비-접촉 인터페이스를 통한 신호의 무선 전송을 위해 제 1 회로(FC) 및 제 2 회로(SC)를 갖는 전송 시스템을 포함한다. 더욱 세부적으로, 적어도 하나의 센서(30)는 도 2에 예시되는 바와 같이 제 2 회로(SC)에 통합 또는 연결되어, 적어도 하나의 센서와 제 1 회로(FC) 사이에서 신호를 전송할 수 있게 된다. 제 2 회로(SC)는 너트러너(20)의 회전부에 연결된다 - 예를 들어, 구동 샤프트(32)에 연결된다. 이는, 구동 샤프트(32)가 회전할 때, 적어도 하나의 센서(30)가 구동 샤프트(32)와 함께 회전함을 의미한다. 제 1 회로(FC)는 너트러너(20)의 고정부에, 예를 들어, 다음의 고정부 중 하나 이상 - 공구 본체(23), 적어도 하나의 기어 박스(29)의 하우징, 및 스테이터(27) - 에 연결된다. 구동 샤프트(32)는 제 1 회로(10)를 통해 관통 구멍 내에서 적어도 하나의 기어 박스로부터 연장될 수 있다. 제 1 회로(10)는 제어 유닛(22)과 제 1 회로(10) 사이에서 신호를 전송하기 위해 제어 유닛(22)에 또한 연결된다. 제 2 회로(SC)가 구동 샤프트(32)에 연결될 경우, 제 2 회로(SC)는 구동 샤프트(32)로부터 반경 방향 외향으로 연장되어 구동 샤프트의 일부분을 실질적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 비-접촉 인터페이스는 제 1 회로(FC)의 측부의 적어도 일부분과, 제 2 회로(SC)의 측부의 적어도 일부분 사이의 갭에 형성될 수 있고, 이러한 측부들은 서로 면한다.
도 3을 참조하면, 발명을 적용할 수 있는 타입의 또 다른 파워 공구가 도시 및 설명된다. 도 3의 파워 공구는 도 2를 참조하여 설명한 너트러너(20)와 공통인 대부분의 구성요소 및 특징들을 갖는 휴대형 너트러너다. 그러므로, 공통인 구성요소 및 특징에 대해 동일한 도면부호가 사용되었고, 다음에서는 이러한 설명이 생략되었다. 도 3을 참조하여 설명되는 너트러너(40)와 도 2를 참조하여 설명되는 너트러너(20) 사이의 주된 차이점은, 공구 본체(23) 및 구동 샤프트(32)가 서로 다르게 구성된다는 점이다.
파워 공구(20, 40)는 도 2 및 도 3을 참조하여 파워 공구에 대해 서로 다르게 구성될 수 있다. 파워 공구(20, 40)는 예를 들어, 공압식 파워 공구일 수 있다. 파워 공구는 고정식일 수 있다. 파워 공구(20, 40)는 스크루드라이버, 파워 렌치, 등일 수 있다. 파워 공구(20, 40)는 파워 공구(20, 40)의 작동에 관련된 파라미터를 디스플레이하도록 배열되는 일체형 및/또는 외부 디스플레이 유닛과 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 파워 공구(20, 40)는 일체형 배터리를 이용하는 대신에, 전력 공급원으로 외부 전력원을 이용하도록 배열될 수 있다. 파워 공구(20, 40)의 제어 유닛은 상기 파워 공구(20, 40)에 연결되는 제어 스테이션에서와 같이 상기 파워 공구의 외부에 배열될 수 있다. 적어도 하나의 센서(30)는 적어도 하나의 메모리(도시되지 않음) 및/또는 적어도 하나의 제어 회로(도시되지 않음)와 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제어 회로는 적어도 하나의 센서의 작동을 제어할 수 있고, 적어도 하나의 메모리는 적어도 하나의 센서에 연관된 작동 및/또는 식별에 관한 정보를 저장하도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 센서(30)와 연관된 작동 및/또는 식별에 관한 정보는 예를 들어, 측정 데이터, 처리된 측정 데이터, 센서 장치 ID, 교정 데이터, 에러 메시지, 및/또는 제어 명령에 관련될 수 있다. 파워 공구(20, 40)는 파워 공구 분야 내에서 알려진 추가적인 구성요소 및/또는 특징을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(30), 제 1 통신 장치(9) 및 제 2 통신 장치(10)는 도 2 및 도 3을 참조하여 예시되는 예에 비해 달리 장착될 수 있다. 적어도 하나의 센서(30), 제 1 회로(FC) 및 제 2 회로(SC)는 너트러너(20, 40)의 공구 조각(31) 근처의 전방부에 장착되는 것이 바람직하다. 전방부는 너트러너의 타입에 따라, 베벨 기어 또는 적어도 하나의 기억 박스(29)와 공구 조각(31) 사이에서 연장되는 구동 샤프트(32)의 일부분을 따라 형성되는 전방부를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(30), 제 1 회로(FC) 및 제 2 회로(SC)는 전기 모터(26)의 로터(28)와 적어도 하나의 기어 박스(29) 사이에서 연장되는 너트러너(20, 40)의 부분을 따라 또한 장착될 수 있다. 더욱이, 제 1 회로(FC)는 도 2 및 도 3을 참조하여 각자 예시되는 너트러너(20, 40)의 제어 유닛(22)에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 센서(30) 및 제 2 회로(SC)는 또한, 공구 본체(23)와 면하는 공구 조각의 측부 상에 공구 조각(31) 상에 장착되거나 그 안에 통합될 수 있다. 적어도 하나의 센서(30) 및 제 2 회로(SC)가 공구 조각(31) 상에 장착되거나 그 안에 통합되면, 제 1 회로는 공구 조각(31)과 면하는 공구 본체의 일부분 상에 장착되거나 그 안에 통합될 수 있다. 적어도 하나의 센서(30) 및 제 2 회로(SC)는 또한, 구동 샤프트(32)의 단부 상에 장착되거나 그 안에 통합될 수 있다. 상기 구동 샤프트(32)의 단부는, 예를 들어, 적어도 하나의 기어 박스(29), 적어도 하나의 기어 또는 기어 박스(베벨 기어 포함) 중 적어도 하나와 면하는 단부일 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 시스템(100)의 전송 회로가 예시된다. 도 5는 도 4의 전송 시스템(100)의 전송 회로에 입력되어 상기 전송 회로에 의해 생성되는, 시간(T)에 따른 파형을 나타낸다.
전송 시스템(100)의 전송 회로는 제 1 회로(FC) 및 제 2 회로(SC)를 포함한다. 제 2 회로(SC)는 변압기(T1)에 양전압 펄스 및 음전압 펄스를 형성하도록 배열되고, 상기 전압 펄스는 제 2 회로(SC)에 제공된 디지털 입력 신호의 상승 에지 및 하강 에지에 대응한다. 제 1 회로(FC)는 디지털 출력 신호 형성을 위해 변압기(T1)에 형성되는 양전압 및 음전압 펄스를 이용하도록 배열되고, 상기 디지털 출력 신호는 디지털 입력 신호의 재생성 버전에 대응한다. 이는, 제 2 회로(SC)가 변압기(T1)에 의해 제공되는 유도 결합을 이용하여 무선으로 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로(FC)에 디지털 신호를 송신할 수 있다.
더욱 세부적으로, 전송 시스템(100)의 제 1 회로(FC)는 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 연결되고, 전송 시스템(100)의 제 2 회로(SC)는 상기 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 연결된다. 변압기(T1)는 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로와 제 2 회로 사이에서 신호 전송을 위한 수단을 제공하도록 구성된다. 추가적으로, 제 1 회로는 제 1 입/출력 인터페이스(IO1)에 연결되고, 제 2 회로는 제 2 입/출력 인터페이스(IO2)에 연결된다. 제 1 입/출력 인터페이스(IO1)를 통해 제 1 회로(FC)에 제 1 파형(W1)에 대응하는 디지털 신호와 같은 디지털 입력 신호를 입력할 때, 상기 제 1 회로(FC)는 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 직렬 저항기(도시되지 않음)를 통해 디지털 입력 신호를 공급하도록 배열된다. 디지털 입력 신호를 직렬 저항기를 통해 1차 권선(P1)에 공급함으로써, 하나 이상의 전압 펄스가 1차 권선(P1)에 형성된다. 1차 권선(P1)에 형성되는 하나 이상의 전압 펄스는, 예를 들어, 파형(W2)에 의해 도 5를 참조하여 설명되는 하나 이상의 전압 펄스에 대응할 수 있다. 상기 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 공급되는 상기 디지털 입력 신호의 상승 에지는 상기 1차 권선(P1)에 양전압 펄스를 제공한다. 상기 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 공급되는 상기 디지털 입력 신호의 하강 에지는 상기 1차 권선(P1)에 음전압 펄스를 제공한다.
1차 권선(P1)에 디지털 입력 신호를 인가함으로써 나타나는 1차 권선(P1)의 하나 이상의 전압 펄스는 자기 유도 결합으로 인해 변압기의 2차 권선(P2)에 하나 이상의 전압 펄스를 제공한다. 상기 2차 권선(p2)의 상기 하나 이상의 전압 펄스는 1차 권선(P1)의 하나 이상의 전압 펄스와 유사하다. 유도를 이용하여 2차 권선(P1)에 형성되는 하나 이상의 전압 펄스는 예를 들어, 도 5의 파형(W3)에 의해 도시되는 바와 같이 하나 이상의 전압 펄스에 대응할 수 있다. 2차 권선(P2)에 유도되는 하나 이상의 전압 펄스는 진폭, DC 레벨, 및 가능한 노이즈 삽입과 관련하여 1차 권선(P1) 내 하나 이상의 전압 펄스에 비해 약간 다를 수 있다. 2차 권선(P2)에 유도되는 하나 이상의 전압 펄스의 진폭은, 1차 권선 및 2차 권선 사이의 결합과 변압기(T1)의 권선비(turns ratio)에 부분적으로 의존한다. 2차 회로(SC)는 제 2 회로로부터 예를 들어, 제 2 입/출력 인터페이스(IO2)를 통해, 출력될 도 5에 도시되는 것과 같은 파형(W4)을 가진 디지털 출력 신호와 같은 디지털 출력 신호로 2차 권선(P2) 내 전압 펄스를 변환시키도록 배열된다. 제 2 회로(SC)는 2차 권선(P2)에 유도되는 하나 이상의 전압 펄스가 양성일 때 제 1 방향으로 디지털 출력 신호를 세팅함으로써, 그리고, 2차 권선(P2)에 유도되는 하나 이상의 전압 펄스가 음성일 때 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 디지털 출력 신호를 세팅함으로써, 디지털 출력 신호를 생성하도록 배열된다. 제 2 회로(SC)는 이전 전압 펄스에 비해 방대 방향의 전압 펄스가 2차 권선(P2)에 유도될 때까지 최종 세팅 방향에 대응하는 방향으로 디지털 출력 신호를 안정하게 유지시킴으로써 디지털 출력 신호를 생성하도록 또한 배열된다. 이는 앞서 설명한 제 2 회로(SC)에 의해 생성되는 디지털 출력 신호가 제 1 회로에 의해 입력되는 디지털 입력 신호에 실질적으로 대응함을 의미한다. 따라서, 제 1 및 제 2 회로는 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 디지털 신호를 전송할 수 있다 - 즉, 제 1 및 제 2 회로는 디지털 신호의 무선 전송을 수행할 수 있다.
전송 시스템 및 관련 제 1 및 제 2 회로는 도 4를 참조하여 앞서 설명되는 것과 다르게 구성될 수 있다. 전송 방향이 역전될 수 있다 - 즉, 제 2 회로(SC)가 앞서 설명한 것과 유사한 방식으로 제 1 회로(FC)에 디지털 신호를 전송하도록 배열될 수 있다. 전송 방향은 예를 들어, 하프-듀플렉스 전송처럼 디지털 신호의 양방향 전송을 위한 수단을 제공하도록 또한 바뀔 수 있다. 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 유도되는 하나 이상의 전압 펄스는 적절한 경우, 변압기(T1)의 권선의 방향을 수정함으로써 역전될 수 있다. 변압기 권선의 방향을 수정함으로써, 디지털 출력 신호, 즉, 2차 회로(SC)에 의해 출력되는 디지털 신호가 디지털 입력 신호에 비해 역전될 수 있다. 변압기(T1)는 회전 변압기일 수 있다. 이는 제 2 회로(SC)가 제 1 회로(FC)에 대해 회전하는 회전 장치에 통합되는 경우에, 예를 들어, 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로(SC)가 도 1에 예시되는 예시적 전송 시스템의 회전 장치(5)에 부착되거나 통합될 경우, 또는, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로가 도 2 및 도 3에 예시되는 예시적 파워 공구(20, 40)의 구동 샤프트(32)와 같은 회전부에 통합 또는 부착될 경우, 적절하다. 이는 회전 장치에 부착되는 전송 케이블링의 필요성을 제거하기 때문에, 그리고, 최소 개수의 회로 구성요소를 이용하여 무선 전송을 제공하기 때문에, 따라서, 크기, 파워 소모, 및 복잡도를 최소화시키기 때문에, 유리하다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 시스템(110)의 전송 회로가 예시된다.
도 6의 전송 시스템(110)은 도 4를 참조하여 설명한 전송 시스템(100)과 공통인 다수의 구성요소 및 특징들을 갖는다. 그러므로, 공통인 구성요소 및 특징들에 대해 동일한 도면 부호가 사용되었고, 다음에서는 이러한 설명이 생략되었다.
본 실시예에서, 전송 시스템(110)의 제 1 회로(FC)는 도 6에 파선으로 둘러싸인 제 1 수신기 회로(RE1)를 포함한다. 전송 시스템(110)의 제 2 회로(SC)는 도 6의 다른 파선에 의해 둘러싸인 제 1 송신기 회로(TRS2)를 포함한다. 이는 전송 시스템(110)이 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호의 전송을 수행하도록 배열됨을 의미한다.
제 1 송신기 회로(TRS2)는 제 1 디지털 송신기의 출력 단자로부터 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 변압기(T1)의 2차 권선(P2)의 제 1 폴에 연결되는 제 1 디지털 송신기(TRAN2)를 포함한다. 제 1 디지털 송신기(TRAN2)는 짝수 개수의 직렬 연결 인버터로 형성되는 구성요소인 제 1 로직 버퍼를 포함하는 것이 바람직하다. 대안으로서, 제 1 디지털 송신기(TRAN2)는 제 1 송신기 회로(TRS2)에 연결되는 마이크로컨트롤러의 출력을 포함할 수 있다. 2차 권선(P2)의 제 2 폴은, 응용예에 따라, 도 6에 도시되는 제 2 회로에 의해 제공되는, 접지(GND2) 또는 제 2 회로에 의해 제공되는 공급 전압에 연결될 수 있다. 상기 제 1 디지털 송신기(TRAN2)의 입력 단자는 제 1 디지털 송신기(TRS2)의 입력 단자에 연결되는 입/출력 인터페이스 또는 버퍼에 의해 제공되는 디지털 입력 신호와 같은 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 수신하도록 구성된다. 제 1 디지털 입력 신호(TX2)는 도 5에 도시되는 바와 같은 파형(W1)을 가진 디지털 신호일 수 있다. 제 1 디지털 송신기(TRAN2)는 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 제공하도록 배열된다. 제 1 디지털 송신기(TRAN2)는 변압기(T1)의 2차 권선에 하나 이상의 전압 펄스를 형성하도록, 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 제공하도록 배열된다. 더욱 세부적으로 언급하자면, 제 1 디지털 송신기(TRS2)에 의해 출력되는 파형은 제 1 디지털 입력 신호(TX2)의 파형(W1)에 실질적으로 대응한다. 제 1 디지털 송신기(TRS2)에 의해 출력되는 파형은 제 1 디지털 송신기(TRS2)의 구조에 따라, 제 1 디지털 입력 신호(TX2)의 파형(W1)에 비해 진폭 증폭될 수 있다. 하나 이상의 전압 펄스는 디지털 데이터가 직렬 저항기(R2)를 통해 공급될 때 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에서 성형된다.
디지털 입력 신호(TX2)의 저-고 전이 - 즉, 상승 에지 - 를 수신함에 응답하여, 제 1 디지털 송신기(TRAN2)는 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 제공하도록 배열되어, 2차 권선(P2)에 양의 펄스를 형성하게 된다.
디지털 입력 신호(TX2)의 고-저 전이 - 즉, 하강 에지 -를 수신함에 응답하여, 제 1 디지털 송신기(TRS2)는 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 제공하도록 배열되어, 2차 권선(P2)에 음의 펄스를 형성하게 된다. 이는 접지 또는 공급 전압에 대해 양전압 및 음전압 펄스가 제 1 디지털 입력 신호(TX2)의 에지에 대응하여, 변압기의 2차 권선(P2)에 제공됨을 의미한다. 2차 권선(P2)에 형성되는 하나 이상의 전압 펄스는 예를 들어, 파형(W2)에 의해 도 5를 참조하여 설명되는 하나 이상의 전압 펄스에 대응할 수 있다. 이러한 양전압 및 음전압 펄스는 앞서 설명한 바와 같이 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 유도된다. 1차 권선(P1)에 형성되는 하나 이상의 전압 펄스는 예를 들어, 파형(W3)에 의해 도 5를 참조하여 설명되는 하나 이상의 전압 펄스에 대응할 수 있다. 더욱 세부적으로 언급하자면, 하나 이상의 펄스가 제 1 직렬 저항기(R2) 이후, 즉, 2차 권선(P2)를 거친 후, 인덕턴스로 인해 양의 펄스 및 음의 펄스로 변환됨을 이용하여 성형된다. 상승 에지가 제 1 디지털 송신기(TRS2)의 출력에 나타날 때, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에서의 전압은 2차 권선(P2)에 의해 형성되는 인덕터에서 초기 전류가 0일 때 즉시 상승하고, 인덕터에서 전류가 증가함에 따라 감소한다. 짧은 시간 주기 후, 전류는 제 1 직렬 저항기(R2)에 의해 제한될 것이고, 2차 권선(P2)에 걸친 전압은 0으로 닫힐 것이다. 하강 에지 역시 마찬가지로 2차 권선(P2)에 걸쳐 음전압 펄스를 야기할 것이다.
2차 권선(P2)의 인덕턴스와 함께 하나 이상의 전압 펄스의 성형에 수반되는 것과 별개로, 제 1 직렬 저항기(R2)는 제 1 송신기(TRS2)를 단락 회로로부터 보호할 수 있다.
제 1 수신기 회로(RE1)는 제 1 비교기(COMP1)의 비-반전 입력을 통해 변압기의 1차 권선(P1)의 제 1 폴(도시되지 않음)에 연결되는 제 1 비교기(COMP1)를 포함한다. 제 1 권선의 제 2 폴은, 응용예에 따라, 도 6에 도시되는 바와 같이 또는 제 1 회로에 의해 제공되는 공급 전압(VCC1)에 또는 제 1 회로에 의해 제공되는 접지에 연결될 수 있다. 제 1 비교기의 반전 입력은 제 1 기준 전압(REF1)에 연결된다. 제 1 기준 전압(REF1)은 음의 펄스 또는 양의 펄스가 변압기(T1)의 1차 권선(P1) 상에 나타날 때마다 기준 전압이 교차되도록 선택된다.
제 1 비교기(COMP1)는 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호(RX1)를 제공하도록 배열된다. 제 1 비교기(COMP1)는 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 유도되는 하나 이상의 전압 펄스의 양의 형태 및 음의 형태를 이용함에 기초하여 제 1 디지털 출력 신호(RX1)를 제공하도록 배열된다. 제 1 비교기(COMP1)는 양전압 또는 음전압 펄스가 비-반전 입력에 인가될 때마다 논리값 "1" 또는 "0"을 출력함에 기초하여, 제 1 디지털 출력 신호(RX2)를 형성하도록 배열된다. 제 1 비교기(COMP1)는 이전 전압 펄스와는 반대 방향의 전압 펄스가 비-반전 입력에 인가될 때 논리값 "1" 또는 논리값 "0"으로부터 논리값 "0" 또는 논리값 "1"로 현 출력 상태를 스위칭함에 기초하여, 제 1 디지털 출력 신호(RX2)를 형성하도록 또한 배열된다. 제 1 비교기(COMP1)는 이전 전압 펄스와는 반대 방향의 전압 펄스가 비-반전 입력에 인가될 때까지, 현 출력 상태 - 예를 들어, 논리값 "1" 또는 논리값 "0"을 유지함에 기초하여, 제 1 디지털 출력 신호(RX2)를 형성하도록 또한 배열된다. 이는 1차 권선(P1)에 형성되는 하나 이상의 전압 펄스가 제 1 비교기(COMP1)의 비-반전 입력에 인가될 때, 상기 제 1 비교기(COMP1)가 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호(RX1)를 형성할 수 있음을 의미한다.
제 1 비교기(COMP1)는 노이즈에 대한 면역성을 제공하도록 통합 히스테리시스를 포함한다. 제 1 비교기(COMP1), 변압기, 및 관련 공급 전압의 통합 히스테리시스는, 1차 권선(P1) 내 음의 그리고 양의 펄스의 진폭이 통합 히스테리시스 전압의 진폭보다 크도록 구성되어, 출력 신호 - 즉, 제 1 비교기(COMP1)에 의해 출력되는 디지털 출력 신호(RX1) - 의 적절한 전이를 보장할 수 있다. 통합 히스테리시스가 없는 비교기는 통상적으로, 비-반전 입력과 반전 입력 사이의 전압이 0 전압과 같은 개략적으로 고정된 전압을 교차할 때 출력 상태를 변화시킨다. 비교기(COMP1)가 이격되어 노이즈로부터 무감하도록 통합 히스테리시스를 도입함으로써, 제 1 비교기(COMP1)는 2개의 개별 전압 레벨을 또한 제공받으며, 이러한 2개의 전압 레벨 사이에서 비교기의 출력 상태가 변경 또는 스위칭된다. 더욱 세부적으로 언급하자면, 추가된 히스테리시스는 2개의 개별 전압 레벨을 제공하며, 이는 교차될 때, 제 1 비교기(COMP1)의 출력 상태 변화를 야기한다. 2개의 개별 전압 레벨 중 제 1 전압 레벨이 상승 전압의 경우에 할당되고 2개의 개별 전압 레벨 중 제 2 전압 레벨이 하강 전압의 경우 할당된다. 이는, 히스테리시스 전압의 적절한 선택에 의해 제 1 비교기(COMP1)가, 양의 펄스가 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 나타날 때 그리고 음의 펄스가 변압기의 1차 권선에 나타날 때 모두 출력을 변경하도록 구성될 수 있음을 의미한다. 이는 제 1 수신 회로(RE1)가 단일 제 1 비교기(COMP1) 형태의 단일 능동 구성요소를 이용하여 실현될 수 있음을 의미한다.
제 2 회로(SC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로(FC)에 디지털 신호를 전송함으로써, 제 1 회로와 제 2 회로 사이에 신호 전송 케이블링의 필요성이 제거된다. 이는 특히, 제 2 회로(SC)가 제 1 회로(FC)에 대해 회전하는 회전 장치에 통합되는 경우에, 예를 들어, 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로(SC)가 도 1에 예시되는 예시적 전송 시스템에 부착되거나 통합될 경우, 또는, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로가 도 2 및 도 3에 예시되는 예시적 파워 공구(20, 40)의 구동 샤프트(32)와 같은 회전부에 통합 또는 부착될 경우, 유리하며, 이는 회전 장치에 부착되는 전송 케이블의 필요성이 제거되기 때문이고, 그리고, 최소 개수의 회로 구성요소만을 이용하여 무선 전송이 제공되기 때문이며, 따라서, 크기, 파워 소모, 및 복잡도가 최소화되기 때문이다. 비-접촉 인터페이스는 예를 들어, 일 측, 즉, 제 1 회로 또는 제 2 회로가 고전압을 갖는 경우에 안전성의 이유로, 갈바닉 분리가 요구되는 경우에, 또한 사용될 수 있다.
전송 시스템(110) 및 관련 제 1 및 제 2 회로가 도 6과 관련하여 앞서 설명한 것과 다르게 구성될 수 있다. 제 1 회로(FC)는 예를 들어, 제 1 수신기 회로를 포함하는 대신에, 제 1 송신기 회로를 포함하도록 구성될 수 있고, 제 2 회로(SC)는 제 1 수신기 회로(RE1)를 포함하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 전송 방향이 역전되어, 제 1 회로(FC)가 제 2 회로(SC)에 디지털 신호의 전송을 수행하도록 작동된다. 제 1 및/또는 제 2 회로는 각각, 수신/송신될 디지털 입력/출력 신호를 취급하기 위해 범용 비동기식 수신기/송신기(UART)를 또한 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 시스템(120)의 전송 회로가 제공된다.
도 7의 전송 시스템(120)은 도 6을 참조하여 설명되는 전송 시스템(110)과 공통인 다수의 구성요소 및 특징들을 갖는다. 그러므로, 공통인 구성요소 및 특징들에 대해 동일한 도면 부호가 사용되며, 다음에서 이러한 설명은 생략된다.
전송 시스템(120)과, 도 6을 참조하여 설명한 전송 시스템(110)의 차이점은, 전송 시스템(120)이 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 파워의 전송을 위한 회로를 포함한다는 점이다. 파워 전송 회로는 플라이백 컨버터 토폴로지에 기초한다.
전송 시스템(120)의 제 1 회로(FC)는 도 7에서 파선으로 둘러싸인 파워 구동기 회로(PWRD)를 포함한다. 파워 구동기 회로(PWRD)는 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 2 회로(SC)에 파워를 전송하도록 배열된다. 전송 시스템의 제 2 회로(SC)는 도 7에서 파선으로 둘러싸인 파워 수신기 회로(PWRR)를 포함한다. 파워 수신기 회로(PWRR)는 제 2 회로(SC)를 위한 공급 전압(VIN)으로, 및/또는, 제 2 회로(SC)에 연결되는 다른 회로/구성요소를 위한 공급 전압으로, 차후 이용을 위해 제 1 회로의 파워 구동기 회로로부터 수신되는 파워를 저장하도록 배열된다.
더욱 세부적으로 언급하자면, 파워 구동기 회로(PWRD)는 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 제 1 폴을 접지(GND1)에 연결하는 스위치(SW)를 포함한다. 스위치는 오픈-드레인 MOSFET 스위치와 같은 MOSFET 스위치일 수 있다. 활성화될 때, 스위치(SW)는 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 선형 증가 전류를 야기하도록 배열된다. 스위치(SW)가 비-활성화될 때, 변압기(T1)의 유도 성질로 인해, 전류가 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 계속 이어질 것이다.
파워 수신기 회로(PWRR)는 파워 저장 요소에 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 유도되는 파워를 저장하도록 배열되는 정류기(RECT)를 포함한다. 정류기(RECT)는, 제 1 송신기 회로(TRS2)로부터 전송 중 변압기를 통해 신호가 전송되는 것을 포함하여, 제 2 회로(SC)의 다른 구성요소에 악영향을 미치는 것을 방지하도록 고도로 방해적이도록 구성된다. 정류기는 변압기(T1)의 2차 권선(P2)의 제 1 폴에 연결된다. 파워 저장 요소는 정류기(RECT) 및 접지(GND3)에 연결되는 커패시터(C1)일 수 있다. 파워 수신기 회로는 제 2 회로(SC)에 연관된 안정한 공급 전압(VIN) 형태의 안정한 출력을 제공하도록, 전압 레귤레이터(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 전압 레귤레이터는 로우-드롭아웃(LDO) 레귤레이터와 같은 선형 전압 레귤레이터일 수 있다.
스위치(SW)는 신호원(도시되지 않음)에 의해 스위치(SW)에 제공되는 제어 신호를 이용하여 직접 제어될 수 있다. 신호원은 예를 들어, 제 1 회로(FC)에 연결된 제 1 제어 유닛(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다. 제 1 제어 유닛은 스위치에 입력 신호와 같은 방형파형을 제공하는 PWM(펄스-폭-변조) 신호원과 같이, 스위치에 연결되는 출력을 갖는 신호원을 가진 마이크로컨트롤러일 수 있다. 마이크로컨트롤러는 예를 들어, 도 2 및 도 3에 예시되는 파워 공구 실시예의 제어 유닛(22)의 일부분을 형성할 수 있다. 신호원이 PWM 신호원인 경우에, 스위치(SW)에 제공되는 신호의 펄스 폭은 일정하게 유지될 수 있다. 선택적으로, 신호원이 PWM 신호원인 경우에, 스위치(SW)에 제공되는 신호의 펄스 폭은, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 유도되는 전압이 지정 허용공차 윈도 내에 있는 한 일정하게 유지될 수 있고, 전압이 너무 높거나 낮을 경우, 즉, 허용공차를 벗어날 경우, 변할 수 있다.
상기 허용공차 구간을 벗어나는 전압의 검출은, 제 2 회로(SC)에 연결된 마이크로컨트롤러와 같이, 제 2 회로(SC)에 연결되는 제 2 제어 유닛(도시되지 않음)에 의해 수행될 수 있다. 상기 허용공차 구간 바깥에서 전압을 검출하면, 제 2 회로(SC)에 연결된 제 2 제어 유닛은 제 1 수신기 회로(RE1)를 통해 제 1 회로의 제 1 제어 유닛까지, 제 1 송신기 회로(TRS2)를 이용하여 디지털 신호를 전송하도록 배열될 수 있다. 2차 권선(P2)에 유도되는 전압 레벨이 허용공차 구간 바깥에 있음에 관한 정보를 수신하면, 스위치(SW)를 제어하는 제 1 제어 유닛은 따라서, 스위치(SW)에 제공되는 신호의 펄스 폭을 수정할 수 있다.
본 실시예에서, 제 1 직렬 저항기(R2)는 파워 전송 중 발생하는 고전압으로부터 제 1 디지털 송신기(TRS2)의 출력을 또한 보호한다. 이는 특히, 제 2 회로(SC)가 제 1 회로(FC)에 대해 회전하는 회전 장치에 통합될 경우에, 예를 들어, 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로(SC)가 도 1에 예시되는 예시적 전송 시스템(90)의 회전 장치(5)에 부착 또는 통합될 경우, 또는, 변압기(ㅆ1)의 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로가 도 2 및 도 3에 예시되는 예시적인 파워 공구(20, 40)의 구동 샤프트(32)와 같은 회전 구성요소에 통합 또는 부착될 경우, 유리하며, 이는 회전 장치에서 내부 전력원의 필요성이 제거되고, 따라서, 크기 및 복잡도가 최소화되기 때문이다.
전송 시스템(120)은 도 7과 관련하여, 예시되는 전송 시스템(120)과 달리 구성될 수 있다. 스위치(SW)는 공급 전압(VCC1) 대신에 접지에 연결되는 변압기(T1)의 제 2 폴을 가진 하이측 스위치(high side switch)로 구현될 수 있다. 정류기(RECT)는 응용예에 따라 다르게 전압을 정류할 수 있다. 극성은, 파워 구동기 회로(PWRD)의 스위치(SW)가 로우측 구동기로 구성되도록 선택될 수 있는데, 이는 일반적으로 NMOS 트랜지스터가 PMOS 트랜지스터보다 우수한 성능을 갖기 때문이다. 제 1 디지털 송신기(TRS2) 및 제 1 비교기(COMP1)의 입력 단자는 앞서의 변형과 순응하도록 달리 연결될 수 있다.
도 7을 또한 참조하면, 전송 시스템(120)은 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 파워 제공과, 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호 전송 제공 간을 교번하도록 배열된다. 디지털 신호 전송과 파워 전송 간을 교번하기 위해, 전송 시스템(120)은 시간-슬롯 기법을 구현하도록 배열된다. 본 실시예에서, 시간-슬롯 기법은 제 1 회로(FC)를 마스터 컨트롤러로, 그리고 제 2 회로(SC)를 슬레이브로 세팅함으로서 구현될 수 있다. 시간-슬롯 기법은 제 1 회로에 연결된 제 1 제어 유닛과, 제 2 회로에 연결된 제 2 제어 유닛을 이용하여 작동할 수 있다. 제 1 및 제 2 제어 유닛 각각은 적어도 하나의 프로세서 및 적어도 하나의 메모리 또는 마이크로프로세서와 같은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 제 1 제어 유닛은 예를 들어, 도 2 및 도 3에 예시되는 파워 공구 실시예의 제어 유닛(22)의 일부분을 형성할 수 있다. 시간을 다수의 일련의 시간-슬롯으로 나눔으로써, 제 1 및 제 2 회로 각각의 제어 유닛은 제어가능한 방식으로 파워 신호의 전송과 디지털 신호의 전송 간을 교번하도록 작동될 수 있다. 다수의 일련의 시간-슬롯의 각각의 시간-슬롯은 파워 전송을 위한 적어도 하나의 제 1 부분과, 디지털 신호의 전송을 위한 적어도 하나의 제 2 부분을 가질 수 있다. 상기 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯은 1마이크로초 내지 1000마이크로초의 구간에서 고정된 지속시간 - 예를 들어, 125마이크로초 - 을 가질 수 있다. 전송 시스템(120)이 파워 전송과 디지털 신호 전송 간을 교번해야할 시기를 검출하기 위해, 전송 시스템(120)은 파워 전송 중 나타나는 파워 펄스의 하나 이상의 특성에 기초하여, 파워 전송으로부터 디지털 신호 전송으로, 또는 그 역으로, 교번하도록, 즉, 스위칭을 트리거링하도록 배열될 수 있다. 파워 전송으로부터 디지털 신호 전송으로 스위칭은, 예를 들어, 기업근한 제어 신호를 스위치(SW)에 제공함으로써 야기되는 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에서의 제 1 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가를 검출하는 제 2 제어 유닛을 이용하여 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯 중에 트리거링될 수 있다.
더욱이, 제 1 제어 유닛은 제 1 지정 개수의 전류 증가가 변압기(T1)의 2차 권선(P1)에 제공된 후, 파워 전송이 중지되도록 상기 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯 중에 스위치(SW)에 제공되는 제어 신호를 적응시키도록 배열된다. 이는 상기 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯의 적어도 제 1 부분 동안, 제 1 제어 유닛이 파워 구동기 회로(PWRD)로 하여금 파워를 전송하게 한다는 것을 의미한다. 상기 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯의 적어도 제 2 부분 중에, 제 1 제어 유닛은 파워 구동기 회로(PWRD)로 하여금 파워의 전송을 중지시킨다. 상기 지정 개수의 전류 증가를 검출함에 응답하여, 제 2 제어 유닛은 현 시간-슬롯의 나머지 부분 동안, 즉, 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯의 적어도 제 2 부분 동안, 제 1 송신기 회로(TRS2)로 하여금 디지털 신호(TX2)의 전송을 개시하게 하도록 배열된다.
제 1 디지털 송신기(TRS2)는 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 제 1 디지털 송신기(TRS2)가 고-임피던스 상태로 작동하도록 3상 로직을 포함할 수 있다. 디폴트로 제 1 디지털 송신기는 고-임피던스 상태로 세팅된다. 제 1 디지털 송신기(TRS2)가 디지털 신호의 전송을 수행하도록 배열될 때, 제 1 제어 유닛은 제 1 디지털 송신기(TRS2)의 송신 이네이블 입력(TX2EN)을 액티브로 세팅하여, 고-임피던스 상태가 디지털 신호 전송을 위해 작동 정지된다. 제 1 디지털 송신기가 디지털 신호 전송을 완료한 후, 제 2 제어 유닛은 고-임피던스 상태로 디지털 송신기를 세팅할 수 있다. 제 1 송신기(TRS2)의 송신 이네이블 입력(TX2EN)의 제어와 관련한 작동은, 기언급한 시간-슬롯 기법을 이용함으로써 안내될 수 있다. 제 1 디지털 송신기(TRS2)에서 3상 로직 구현이 유리한 이유는, 제 1 디지털 송신기가 파워 전송 중 고-임피던스 상태로 세팅될 수 있어서, 제 1 디지털 송신기가 파워 전송 중 - 즉, 어떤 디지털 신호도 송신되지 않을 때 - 불필요한 파워 소모를 방지할 수 있게 되기 때문이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 시스템(130)의 전송 회로가 예시된다.
도 8의 전송 시스템(130)은 도 6을 참조하여 설명되는 전송 시스템과 공통인 다수의 구성요소 및 특징들을 갖는다. 그러므로, 공통인 구성요소 및 특징들에 대해 동일한 도면 부호가 사용되며, 다음에서 이러한 설명은 생략되었다.
전송 시스템(130)과, 도 6을 참조하여 설명되는 전송 시스템(110)의 차이점은, 전송 시스템(130)은 제 1 회로(FC)와 제 2 회로(SC) 사이에 디지털 신호의 양방향 하프-듀플렉스 전송을 위한 회로를 포함한다는 점이다.
제 1 수신기(RE1)에 추가하여, 전송 시스템(130)의 제 1 회로는 도 8에서 파선으로 둘러싸인 제 2 송신기 회로(TRS1)를 포함한다. 제 2 송신기 회로(TRS1)는 제 2 디지털 송신기(TRAN1)의 출력 단자로부터 제 2 직렬 저항기(R1)를 통해 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 제 1 폴에 연결되는 제 2 디지털 송신기(TRAN1)를 포함한다. 제 2 디지털 송신기(TRAN1)는 짝수 개수의 직렬 연결 인버터로 형성되는 구성요소인 제 2 로직 버퍼를 포함하는 것이 바람직하다. 대안으로서, 제 2 디지털 송신기(TRAN1)는 도 2 및 도 3에 예시되는 예시적인 파워 공구 실시예의 제어 유닛(22)의 적어도 일부분에 의해 형성되는 마이크로컨트롤러와 같이, 제 2 송신기 회로(TRS1)에 연결되는 마이크로컨트롤러의 출력을 포함할 수 있다. 상기 제 2 디지털 송신기(TRAN1)의 입력 단자는 제 2 디지털 송신기(TRAN1)의 입력 단자에 연결되는 입/출력 인터페이스 또는 버퍼에 의해 제공되는 디지털 입력 신호와 같은 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 수신하도록 구성된다. 제 1 회로(FC)와 연관된 제 2 송신기 회로(TRS1)의 작동은, 도 6을 참조하여 앞서 설명한 제 2 회로(SC)와 연관된 제 1 송신기 회로(TRS2)에 의해 수행되는 작동과 유사한 방식으로 수행된다. 이는 제 2 디지털 입력 신호(TX1)의 저-고 전이 - 즉, 상승 에지 - 를 수신함에 응답하여, 제 2 디지털 송신기(TRAN1)가 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 제 2 직렬 저항기(R1)를 통해 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 제공하도록 배열되어, 1차 권선(P1)에 양의 펄스를 형성하게 된다. 제 2 디지털 입력 신호(TX1)의 고-저 전이 - 즉, 하강 에지 - 를 수신함에 응답하여, 제 2 디지털 송신기(TRS1)는 제 2 직렬 저항기(R1)를 통해 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 제공하도록 배열되어, 1차 권선(P1)에 음의 펄스를 형성하게 된다. 이는, 접지 또는 공급 전압에 대해 양전압 및 음전압 펄스가, 제 2 디지털 입력 신호(TX1)의 에지에 대응하여, 변압기의 1차 권선(P1)에 제공됨을 의미한다.
권선의 인덕턴스와 함께 하나 이상의 전압 펄스의 성형에 수반됨과는 별도로, 제 2 직렬 저항기(R1)는 또한 제 2 저항기(TRS1)를 과전류로부터 보호한다.
제 1 송신기 회로(TRS2)에 추가하여, 전송 시스템(130)의 제 2 회로는 도 8에서 파선으로 둘러싸인 제 2 수신기 회로(RE2)를 포함한다.
제 2 수신기 회로(RE2)는 비교기(COMP2)의 비-반전 입력을 통해 변압기(T1)의 2차 권선(P2)의 제 1 폴(도시되지 않음)에 연결되는 제 2 비교기(COMP2)를 포함한다. 1차 권선의 제 2 폴은, 응용예에 따라, 제 1 회로에 의해 제공되는 접지에, 또는, 제 2 회로(SC)에 의해 제공되는 공급 전압에, 연결될 수 있다. 제 2 비교기의 반전 입력은, 음의 또는 양의 펄스가 변압기(T1)의 2차 권선(P2) 상에 나타날 때마다 기준 전압이 교차되도록, 선택된다.
제 2 비교기(COMP2)는 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 반영하는 제 2 디지털 출력 신호(RX2)를 제공하도록 배열된다. 제 2 비교기(COMP2)는 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 유도되는 양의 형태 및 음의 형태의 하나 이상의 전압 펄스를 이용함에 기초하여, 제 2 디지털 출력 신호(RX2)를 제공하도록 배열된다. 제 2 비교기(COMP2)는 도 6을 참조하여 설명되는 제 1 비교기(COMP1)와 유사한 방식으로 작동하도록 배열된다. 이는, 2차 권선(P1)에 형성되는 하나 이상의 전압 펄스가 제 2 비교기(COMP2)의 비-반전 입력에 인가될 때, 제 2 비교기(COMP2)가 디지털 입력 신호(TX1)를 반영하는 디지털 출력 신호(RX2)를 형성할 수 있음을 의미한다.
제 2 비교기(COMP2)는 노이즈에 대한 면역성을 제공하도록, 그리고, 2개의 개별 전압 레벨을 제공하도록, 통합 히스테리시스를 포함하며, 이러한 2개의 개별 전압 레벨은, 교차될 때, 제 2 비교기(COMP2)의 출력 상태 변화로 나타난다. 이는 제 2 비교기를, 도 6을 참조하여 설명된 추가 히스테리시스를 갖는 제 1 비교기(COMP1)와 유사한 방식으로 작동하게 한다. 이는 제 2 수신 회로(RE2)가 단일 제 2 비교기(COMP2) 형태의 단일 능동 구성요소를 이용하여 실현될 수 있음을 의미한다.
제 2 회로(SC)와 연관된 제 2 수신기 회로(RE2)의 작동은 예를 들어, 도 6을 참조하여 앞서 설명한 제 1 회로(FC)와 연관된 제 1 수신기 회로(RE1)에 의해 수행되는 작동과 유사한 방식으로 수행된다.
제 1 회로(FC)와 연관된 제 2 송신기 회로(TRS1)와, 제 2 회로(SC)와 연관된 제 2 수신기 회로(RE2)를 추가함으로써, 전송 시스템(130)이 제 1 회로(FC)와 제 2 회로(SC) 사이에서 디지털 신호의 양방향 하프-듀플렉스 양방향 전송을 수행할 수 있다.
본 실시예에서, 제 2 회로(SC)의 제 1 디지털 송신기(TRAN2)는 3상 로직을 포함한다. 제 1 회로(FC)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)는 3상 로직을 또한 포함한다. 이는, 논리값 "1" 또는 "0"을 제공함과 별도로, 제 1 및 제 2 송신기의 출력이 고-임피던스 상태를 갖도록 또한 세팅될 수 있음을 의미한다. 제 1 및/또는 제 2 디지털 송신기(TRS2, TRS1)는 신호 전송을 수행하지 않을 때 고-임피던스 상태로 세팅된다. 제 1 및 제 2 디지털 송신기 각각은, 활성화될 때 고-임피던스 상태를 작동정지시키도록 배열되는 송신 이네이블 입력(TX2EN, TX1EN)을 포함한다. 이는, 송신 이네이블 입력에 송신 이네이블 신호를 제공할 때, 연관된 디지털 송신기의 고-임피던스 상태가 작동정지됨을 의미한다. 디지털 송신기가 고-임피던스 상태로 세팅될 때, 디지털 송신기로부터 어떤 출력도 제공되지 않는다. 제 1 또는 제 2 디지털 송신기를 고-임피던스 상태로 세팅하면, 고-임피던스 상태로 세팅된 디지털 송신기가, 나머지 디지털 송신기로부터 신호의 송신을 포함한, 다른 디지털 송신기의 작동에 악영향을 미치는 것을 막을 수 있다.
제 1 회로(FC)의 제 2 송신기(TRAN1)의 3상 이네이블 입력은 도 7을 참조하여 설명되는 제 1 제어 유닛과 같은 컨트롤러에 의해 작동될 수 있다. 제 1 제어 유닛은 예를 들어, 도 2 및 도 3에 예시되는 파워 공구 실시예의 제어 유닛(22)의 일부분을 형성할 수 있다. 제 2 회로(SC)의 제 1 디지털 송신기(TRAN2)의 3상 이네이블 입력은, 도 7을 참조하여 설명되는 제 2 제어 유닛과 같은 컨트롤러에 의해 작동될 수 있다.
도 8을 또한 참조하여, 전송 시스템(130)은 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 디지털 신호의 전송과, 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호의 전송 간을 교번하도록 배열된다. 제 1 및 제 2 회로에 연결된 제 1 및 제 2 제어 유닛은 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 디지털 신호의 전송과, 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호의 전송 간을 교번함에 관한 작동을 제어하도록 배열될 수 있다.
각자의 디지털 송신기의 송신 이네이블 입력 제어와, 제 1 회로로부터 제 2 회로로 디지털 신호 전송과 제 2 회로로부터 제 1 회로로 디지털 신호 전송 간의 교번과 관련하여, 제 1 및 제 2 제어 유닛의 작동은 시간-슬롯 기법을 이용하여 안내될 수 있다. 본 실시예에서, 시간-슬롯 기법은 각자 수신기 및 송신기 회로를 이용하여 제 1 회로와 제 2 회로 사이에서 송신되는 트리거 신호를 포함할 수 있다. 트리거 신호는 순서대로 각자 송신기 회로가 디지털 신호를 송신하도록 허용될 때 또는 시간 상의 시점을 표시하도록 배열된다. 송신될 디지털 신호의 타입을 표시하도록 서로 다른 타입의 트리거 신호가 또한 구현될 수 있다. 서로 다른 타입의 트리거 신호는, 예를 들어, 제어 명령 또는 측정 데이터가 송신될 것임을 표시할 수 있다.
일례로서, 제 1 송신기 회로(TRAN2)는 제 1 회로(FC)의 제 1 수신기 회로(RE1)에 디지털 신호(TX2)를 송신할 수 있고, 그 동안 제 1 디지털 송신기(TRS2)의 송신 이네이블 입력(TX2EN)이 액티브 상태이고 제 1 회로(FC)의 제 2 디지털 송신기(TRS1)의 송신 이네이블 입력(TX1EN)이 작동정지된다. 제 1 디지털 신호(TX2)의 전송 완료 후, 제 1 디지털 송신기는 제 1 회로(FC)의 제 1 수신기 회로(RE1)에 제 1 트리거 신호를 송신한다. 제 1 트리거 신호의 전송 완료 후, 제 2 제어 유닛은 제 1 송신기(TRS2)의 송신 이네이블 입력(TX2EN)을 작동정시키도록 세팅한다.
제 1 트리거 신호를 수신하면, 제 1 제어 유닛은 제 2 송신기 회로(TRS1)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)의 송신 이네이블 입력(TX1EN)을 액티브 상태로 세팅하고, 그 후, 제 2 송신기 회로(TRAN1)의 제 2 디지털 송신기(TRS1)가 제 1 디지털 신호(TX2)에 이어 제 1 트리거 신호를 제 2 회로(SC)의 제 2 수신기 회로(RE2)에 송신할 수 있다. 이 프로세스는 다수의 일련의 시간-슬롯을 형성하도록 반복될 수 있고, 각각의 시간-슬롯에서, 제 1 또는 제 2 송신기 회로가 디지털 신호 송신이 허용된다. 상기 다수의 일련의 시간-슬롯은 도 7을 참조하여 설명되는 것과 같은 지속 시간을 갖도록 구성될 수 있다.
제 2 회로(SC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로(FC)로, 그리고 제 1 회로(FC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 2 회로(SC)로, 디지털 신호의 교번 양방향 전송을 제공함으로써, 제 1 회로와 제 2 회로 사이에 신호 전송 케이블링의 필요성이 제거된다. 더욱이, 디지털 신호의 하프-듀플렉스 양방향 전송을 실현하기 위해 연관 회로를 구비한 복수의 변압기 역시 필요치 않다. 이는 특히, 제 1 회로(FC)에 대해 회전하는 회전 장치에 제 2 회로(SC)가 통합되는 경우에, 예를 들어, 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로(SC)가 도 1에 예시되는 예시적 전송 시스템(90)의 회전 장치(5)에 부착 또는 통합될 경우, 또는, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로(SC)가 도 2 및 도 3에 예시되는 예시적인 파워 공구(20, 40)의 구동 샤프트(32)와 같은 회전 구성요소에 통합 또는 부착될 경우, 유리하며, 이는 회전 장치에 부착될 전송 케이블링이 이제 필요치 않게 되기 때문이고, 최소 개수의 회로 구성요소만을 이용하여 무선으로 고속 데이터 전송이 제공되기 때문이며, 따라서, 크기, 파워 소모, 및 복잡도가 최소화된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 시스템(140)의 전송 회로가 제공된다.
도 9의 전송 시스템(140)은, 도 6, 도 7, 도 8과 관련하여 설명되는 전송 시스템(110, 120, 130)과 공통인 다수의 구성요소 및 특징들을 갖는다. 그러므로, 공통인 구성요소 및 특징들에 대해 동일한 도면 부호가 사용되고, 다음에서는 이러한 설명이 생략되었다.
전송 시스템(140)과 도 6, 7, 8과 관련하여 설명한 전송 시스템(110, 120, 130)과의 차이점은, 전송 시스템(140)은 도 8을 참조하여 설명된 디지털 신호의 양방향 통신 회로와, 도 7을 참조하여 설명된 파워 전송 회로를 모두 포함한다는 점이다.
파워 전송과 교번되는 디지털 신호의 하프-듀플렉스 전송과 같이, 디지털 신호의 양방향 전송을 실현시키기 위해, 제 2 회로(SC)의 제 1 디지털 송신기(TRAN2) 및 제 1 회로(FC)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1) 각각은 3상 로직을 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 및/또는 제 2 디지털 송신기(TRS2, TRS1)는 신호 전송을 수행하지 않을 때 고-임피던스 상태로 세팅된다. 제 1 및 제 2 디지털 송신기 각각은 활성화될 때, 고-임피던스 상태를 작동정지시키도록 배열되는 송신 이네이블 입력(TX2EN, TX1EN)을 포함한다. 각자의 송신 이네이블 입력의 작동은 도 8을 참조하여 설명한 것과 유사한 방식으로 수행될 수 있고, 단지 각자의 송신 이네이블 입력의 트리거링이 아래 설명되는 것과 같이 서로 다른 시간-기법에 의해 관리된다는 점에 차이가 있다.
전송 시스템(140)은, 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 파워 제공과, 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 디지털 신호 전송 제공 간을 교번하도록 배열된다. 디지털 신호 전송과 파워 전송 간을 교번하기 위해, 전송 시스템(140)은 시간-슬롯 기법을 구현하도록 배열된다. 본 실시예에서, 시간-슬롯 기법은 도 7을 참조하여 설명한 시간-슬롯 기법과 유사한 방식으로 작동할 수 있고, 도 9를 참조하여 실시예에 따른 시간-슬롯 기법은 파워 전송으로부터, 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호 전송 또는, 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 디지털 신호 전송으로 스위칭을 트리거링하도록 배열된다. 파워 전송으로부터 제 1 또는 제 2 회로로부터 디지털 전송으로 스위칭을 제어하기 위해, 제 1 제어 유닛은 변압기의 2차 권선에서 제 1 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가에 추가하여 변압기의 2차 권선에서 제 2 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가를 파워 구동기 회로로 하여금 송신하게 하도록 배열될 수 있다. 제 2 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가는 상기 제 1 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가와 다르다. 제 1 제어 유닛은 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯의 적어도 하나의 제 1 부분 동안 제 1 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가 또는 제 2 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가를 파워 증폭기로 하여금 송신하게 하도록 배열될 수 있다. 따라서, 다수의 일련의 시간-슬롯 중 각각의 시간-슬롯 동안, 송신되는 전류 또는 전압 펄스의 증가 개수는 제 1 또는 제 2 회로 중 어느 회로가 디지털 신호의 송신이 허용되는 또는 예상되는 지를 표시한다.
일례로서, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)의 제 1 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가는 제 2 회로(SC)의 제 1 송신기 회로(TRS2)가 디지털 신호 송신을 허락받고 제 2 송신기 회로(TRS1)는 디지털 신호 송신이 불허됨을 표시할 수 있고, 따라서, 제 1 송신기 회로(TRS2)의 제 1 디지털 송신기(TRAN2)의 제 2 송신 이네이블 입력(TX2EN)이 활성화되고, 제 2 송신기 회로(TRS1)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)의 송신 이네이블 입력(TX1EN)은 비-활성화되며, 따라서, 파워 전송이 중지된다.
변압기(T1) 2차 권선(P2)의 제 2 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가는, 제 1 회로(FC)의 제 2 송신기 회로(TRS1)가 디지털 신호 송신이 허용되고 제 1 송신기 회로(TRS2)는 디지털 신호 송신이 불허되어, 제 2 송신기 회로(TRS1)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)의 송신 이네이블 입력(TX2EN)이 활성화되고, 제 1 송신기 회로(TRS2)의 제 1 디지털 송신기(TRAN2)의 송신 이네이블 입력(TX2EN)이 비활성화되어, 파워 전송이 중지된다.
변압기(T1)의 2차 권선(P2) 내 파워 구동기 회로에 의해 야기되는 제 1, 제 2, 및/또는 하나 이상의 추가적인 지정 개수의 전압 펄스와 관련된 특성은, 상기 전압 펄스를 제 2 회로(SC)가 카운팅할 수 있도록 제 2 비교기(COMP2)에 의해 수신될 수 있다. 펄스는 예를 들어, 제 2 회로(SC)에 연결되는 제 2 제어 유닛에 의해 카운팅될 수 있다. 이에 따라, 제 2 회로가 디지털 신호 전송을 수행하도록 배열될 때를, 또는, 디지털 신호 전송을 수신할 때를 제 2 회로(SC)가 검출할 수 있다. 제 1 회로(FC)의 제 1 제어 유닛은 파워를 전송하도록 배열되고, 따라서, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)의 파워 구동기 회로(PWRD)에 의해 야기되는 제 1, 제 2, 및/또는 하나 이상의 추가적인 지정 개수의 전압 펄스와 관련한 특성을 또한 제어하도록 배열되어, 파워 구동기 회로(PWRD)의 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 이는 제 1 회로가 마스터로 작용함을 의미한다.
이는 제 1 회로의 제 1 제어 유닛이 파워가 송신될 것인지, 또는, 디지털 신호가 파워 구동기 회로(PWRD)의 스위치(SW)에 인가되는 제어 신호를 적응시킴으로써 제 2 회로 또는 제 1 회로로부터 송신될지를 제어할 수 있다. 제 1 제어 유닛은 예를 들어, 다수의 일련의 시간 슬롯 중 서로 다른 시간 슬롯에 대해 서로 다르게 스위치(SW)에 인가되는 제어 신호를 적응시킬 수 있어서, 각각의 시간 슬롯에 제 1 또는 제 2 지정 개수의 전류 증가를 제공할 수 있게 한다. 이에 따라, 제어 유닛이 시간 슬롯의 적어도 제 1 부분 동안 제 1 또는 제 2 지정 개수의 전류 증가를 제공하는지 여부에 따라, 파워가 각각의 시간 슬롯의 적어도 하나의 제 1 부분 동안 송신되고, 디지털 신호가 각각의 시간 슬롯의 적어도 하나의 제 2 부분 동안 제 1 회로 또는 제 2 회로로부터 송신된다.
송신될 디지털 신호의 타입을 표시하도록 서로 다른 타입의 트리거 신호가 또한 구현될 수 있다. 서로 다른 타입의 트리거 신호는, 예를 들어, 제어 명령 또는 측정 데이터가 송신될 것임을 표시할 수 있다. 서로 다른 타입의 트리거 신호는, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에서 제 1 또는 제 2 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가를 제공함에 추가하여 제 1 제어 유닛이, 변압기(T1)의 2차 권선(P2) 내 하나 이상의 추가적인 지정 전류 또는 전압 펄스 증가를 야기하도록 배열되는 방식으로, 구현될 수 있다. 변압기(T1)의 2차 권선(P2) 내 상기 하나 이상의 지정된 추가 전류 또는 전압 펄스 증가는 변압기(T1)의 2차 권선(P2) 내 제 1 또는 제 2 지정 개수의 전류 또는 전압 펄스 증가와 다르다.
추가적으로, 파워 구동기 회로(PWRD)는, 파워 구동기 회로(PWRD)의 스위치(SW) 및/또는 제 1 회로의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)에 손상을 일으킬 수 있는 전압 스파이크를 야기할 수 있는, 파워 구동기 회로(PWRD)의 스위치(SW)가 턴-오프될 때, 제 2 송신기 회로(TRS1)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)를 보호하기 위해 스너버 회로(snubber circuit)(도시되지 않음)를 포함하는 것이 바람직하며, 이는 다. 상기 제 2 디지털 송신기(TRAN1) 및/또는 상기 스위치(SW)를 전압 스파이크로부터 보호함과 별개로, 스너버 회로는 스위치(SW)를 이용하여 변압기(T1)의 1차 권선(T1)에 파워 온 및 오프의 스위칭과 관련한 공진을 추가로 야기하며, 이러한 공진은 파워 전송의 효율을 증가시킨다. 상기 스너버 회로는 커패시터와 직렬로 저항기와 같은, 적어도 하나의 저항기 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 회로인 RC 회로를 이용하여 구성될 수 있다. 대안으로서, 상기 스너버 회로는 과도 전압 억제 다이오드와 같은 다이오드를 이용하여 구성될 수 있다. 스너버 회로는 데이터 전송 중 스너버 회로를 작동정지시키고 파워 전송 중 스너버 회로를 작동시키기 위한 수단을 제공하기 위해 디스에이블/이네이블 스위치(도시되지 않음)를 또한 구비할 수 있다. 스너버 회로와 연관된 디스에이블/이네이블 스위치를 삽입하는 것은, 데이터 전송 중 스너버 회로를 액티브 상태로 가짐으로써 데이터 전송 중 문제가 야기될 수 있기 때문에 유익하며, 이는, 왜냐하면, 제 1 회로의 저-임피던스의 도입이 스너버 회로로 하여금 데이터 전송 중 제 1 회로의 작동에 악영향을 미칠 수 있게 하기 때문이다. 상기 디스에이블/이네이블 스위치는 도 7을 참조하여 설명되는 제 1 제어 유닛과 같은 컨트롤러를 이용하여 제어될 수 있고, 이 경우 제 1 제어 유닛은 제 1 회로와 연관된 프로세서 또는 마이크로컨트롤러일 수 있으며, 이러한 프로세서 또는 마이크로컨트롤러는 예를 들어, 도 2 및 도 3에 예시되는 파워 공구 실시예의 제어 유닛(22)의 일부분을 형성할 수 있다. 도 9를 더 참조하면, 디스에이블/이네이블 스위치의 제어는 앞서 설명한 시간 기법에 따라 수행될 수 있다.
제 2 회로(SC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로(FC)로, 그리고, 제 1 회로(FC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 2 회로로 디지털 신호의 교번 양방향 전송을 제공함으로써, 제 1 회로 및 제 2 회로와 제 2 회로에 전용화된 전력 공급원 사이에 신호 전송 케이블링이 필요없게 된다. 더욱이, 파워 전송과 교번되는 하프-듀플렉스 양방향 디지털 신호 전송을 실현하기 위해, 관련 회로를 갖춘 복수의 변압기가 필요치 않게 된다. 이는 특히, 제 2 회로(SC)가 제 1 회로(FC)에 대해 회전하는 회전 장치에 통합된 경우에, 예를 들어, 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로(SC)가 도 1에 예시되는 예시적 전송 시스템의 회전 장치(5)에 부착 또는 통합될 경우, 또는, 변압기(T1)의 2차 권선(P2)과 함께 제 2 회로가 도 2 및 도 3에 예시되는 예시적 파워 공구(20, 40)의 구동 샤프트(32)와 같은 회전 구성요소에 통합 또는 부착될 경우, 유리하며, 이는 왜냐하면, 회전 장치에 부착되는 디지털 신호 및 파워 전송을 위한 전송 케이블링의 필요성이 없어지기 때문이고, 최소 개수의 회로 구성요소를 이용하여 무선으로 고속 데이터 전송이 제공되기 때문이며, 따라서, 크기, 파워 소모, 및 복잡도가 최소화되기 때문이다.
도 10을 참조하면, 도 5 내지 도 9 중 하나 이상을 참조한 전송 시스템(90, 100, 110, 120, 130, 140)의 제 2 회로(SC)로부터 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 시스템의 제 1 회로(FC)까지 신호 전송을 수행하기 위한 방법의 순서도의 도해가 제공된다.
제 1 단계(S200)에서, 제 1 디지털 입력 신호(TX2)가 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에 제공되어, 양의 형태 또는 음의 형태를 취하는 하나 이상의 전압 펄스를 형성한다. 더욱 세부적으로 말하자면, 제 1 디지털 입력 신호(TX2)가 제 1 직렬 저항기(R2)를 통해 변압기의 2차 권선(P2)에 제공되어, 제 1 디지털 입력 신호가 양의 에지 또는 음의 에지를 갖는 지 여부에 기초하여, 하나 이상의 전압 펄스(P2)가 양의 형태 또는 음의 형태를 취한다. 단계(S200) 이후, 후속 단계(S210)가 수행된다.
단계(S210)에서, 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)가 수신된다. 더욱 세부적으로 말하자면, 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)가 변압기(T1)의 1차 권선(P1)으로부터 제 1 회로(FC)의 제 1 비교기(FC)에 의해 수신된다. 변압기의 1차 권선(P1)의 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)가 변압기(T1)의 유도 특성을 이용하여 변압기(T1)의 2차 권선(P2)의 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도된다. 단계(S210) 이후, 후속 단계(S200)가 수행된다.
단계(S220)에서, 제 1 디지털 출력 신호(RX1)가 제공된다. 더욱 세부적으로 언급하자면, 제 1 디지털 출력 신호(RX1)가 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)에 기초하여 제 1 디지털 입력 신호(W1)를 반영하면서 제공된다. 제 1 비교기(COMP1)는 음의 형태 또는 양의 형태의 하나 이상의 유도 전압 펄스를 이용함에 기초하여, 제 1 디지털 입력 신호를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호를 제공한다. 단계(S220) 이후, 방법은 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)까지 디지털 신호 전송의 새 라운드를 형성하기 위해 단계(S220)로부터 반복되거나 종료될 수 있다.
추가적인 방법 단계(S230)(도시되지 않음)가 수행될 수 있다. 단계(S230)에서, 히스테리시스가 제 1 비교기(COMP1)에 추가된다. 더욱 세부적으로 말하자면, 양의 형태를 갖는 하나 이상의 전압 펄스에 대해 그리고 음의 형태를 갖는 하나 이상의 전압 펄스에 대해 제 1 비교기의 개별 스위칭 지점을 삽입하도록, 제 1 비교기(COMP1)에 히스테리시스가 추가된다.
다른 추가적인 단계(S240)(도시되지 않음)가 수행될 수 있다.
단계(S240)에서, 제 2 디지털 입력 신호(TX1)가 제 2 직렬 저항기(R1)를 통해 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에 제공되어, 양의 또는 음의 형태를 취하는 하나 이상의 전압 펄스를 형성할 수 있다. 더욱 세부적으로 말하자면, 제 2 디지털 입력 신호(TX1)가 제 1 회로(FC)의 제 2 송신기 회로(TRAN1)에 의해 제 2 직렬 저항기(R1)를 통해 변압기의 2차 권선(P2)에 제공되며, 따라서, 제 2 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 하나 이상의 전압 펄스가 양의 또는 음의 형태를 취할 수 있다. 단계(S240) 이후, 후속 단계(S250)(도시되지 않음)가 수행된다.
단계(S250)에서, 하나 이상의 유도 전압 펄스가 수신된다. 더욱 세부적으로 언급하자면, 하나 이상의 유도 전압 펄스가 변압기(T1)의 2차 권선(P2)으로부터 제 2 회로(SC)의 제 2 비교기(COMP2)에 의해 수신된다. 이 경우 변압기(T1)의 2차 권선(P2)에서 하나 이상의 유도 전압 펄스는 변압기(T1)의 유도 특성을 이용하여 변압기(T1)의 1차 권선(P1)에서 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도된다. 단계(S250) 이후, 후속 단계(S260)(도시되지 않음)가 수행된다.
단계(S260)에서, 제 2 디지털 출력 신호(RX2)가 제공된다. 더욱 세부적으로 말하자면, 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 제 2 디지털 입력 신호(TX1)을 반영하는 제 1 디지털 출력 신호가 제공된다. 제 2 비교기(COMP2)는 양의 파형 또는 음의 파형의 하나 이상의 유도 전압 펄스의 이용에 기초하여 제 2 디지털 입력 신호를 반영하는 제 2 디지털 출력 신호를 제공한다. 단계(S260) 이후, 방법은 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 디지털 신호 전송의 새 라운드를 형성하도록 단계(S240)로부터 반복되거나 종료될 수 있다.
또 다른 추가 단계(S270)(도시되지 않음)가 수행될 수 있다.
단계(S270)에서, 제 2 회로(SC) 및/또는 제 1 회로(FC)의 송신기 회로(TRS2, TRS1)는 고-임피던스 상태로 세팅된다. 더욱 세부적으로, 제 2 회로 및/또는 제 1 회로의 송신기 회로(TRS2, TRS1)는 디지털 신호를 송신하지 않을 때 고-임피던스 상태로 세팅된다. 제 2 회로(SC) 및/또는 제 1 회로(FC)의 송신기 회로(TRS2/TRS1)는 각자의 송신기 회로(TRS2, TRS1)의 제 1 및 제 2 디지털 송신기(TRAN2, TRAN1)와 연관된 3상 로직을 이용하여 고-임피던스 상태로 세팅될 수 있다. 송신기 회로(TRS2, TRS1) 중 적어도 하나가 고-임피던스 상태로 설정된 후, 적어도 하나의 디지털 송신기(TRAN2, TRAN1)의 송신 이네이블 입력(TX2EN, TX1EN)은 액티브 상태로 세팅될 수 있고, 따라서, 적어도 하나의 디지털 송신기로부터 디지털 신호 송신을 작동시키도록 고-임피던스 상태가 작동정지된다.
다른 추가 단계(S280)(도시되지 않음)가 수행될 수 있다. 단계(S280)에서, 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 파워가 송신된다. 단계(S280)는 상기 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 파워의 안정한 공급을 제공하기 위해 주기적으로 반복되는 것과 같이 반복될 수 있다.
다른 추가 단계(S290)가 수행될 수 있다. 단계(S290)에서, 제 1 회로(FC)로부터 제 2회로(SC)로 파워 전송과, 적어도 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호 전송이 교번된다.
상술한 방법 및 관련 단계들은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 파워 공구(20, 40)와 같은 파워 공구와 연계하여 사용될 수 있다. 이는 다수의 추가적인 단계들 중 적어도 하나가 수행됨을 수반한다. 상기 다수의 추가 단계는 단계(S300), 단계(S310)(도시되지 않음), 및 단계(S320)(도시되지 않음)를 포함한다.
단계(S300)에서, 디지털 신호는 파워 공구의 회전 장치로부터 파워 공구의 고정 제어 유닛(22)까지 송신된다. 더욱 세부적으로 말하자면, 디지털 센서 신호와 같은 신호, 회전 구동 샤프트(32)에 연결된 적어도 하나의 센서(30)로부터의 에러 메시지 및/또는 장치, 공구 조각(31), 또는 파워 공구의 로터(28)가 파워 공구(20, 40)의 고정 제어 유닛(22)에 송신된다. 디지털 센서 신호는 예를 들어, 제어 유닛(22)에 송신되어, 제어 유닛(22)으로 하여금 디지털 센서 신호를 처리하게 할 수 있고, 상기 처리되는 디지털 센서 신호를 이용하여 파워 공구(20, 40)를 제어/모니터링할 수 있다. 적어도 하나의 센서(30)는 적어도 하나의 토크 센서일 수 있다. 단계(S30) 이후, 후속 단계(S310)(도시되지 않음)가 수행된다.
단계(S310)에서, 파워 공구(20, 40)의 고정 제어 유닛(22)으로부터 제어 신호가 파워 공구(20, 40)의 회전 장치에 송신된다. 더욱 세부적으로, 파워 공구(20, 40)의 고정 제어 유닛(22)으로부터 디지털 제어 신호와 같은 제어 신호가, 회전 구동 샤프트(32), 공구 조각(31), 또는, 파워 공구의 로터(28)와 같은 회전 장치에 연결되는 적어도 하나의 센서에 송신되어, 적어도 하나의 센서 및 관련 회로 및/또는 컨트롤러의 작동을 제어할 수 있게 한다.
단계(S320)에서, 파워 공구(20, 40)의 고정 전력원(21)으로부터 파워 공구(20, 40)의 회전 장치의 센서에 파워가 전송된다. 더욱 세부적으로 말하자면, 회전 장치의 전자 구성요소는, 파워 공구(20, 40)의 구동 샤프트(32) 또는 공구 조각(31) 또는 로터(28)와 같은 회전 장치에 연결되는 관련 회로 및/또는 컨트롤러와 적어도 하나의 센서(30)일 수 있어서, 적어도 하나의 센서(29) 및 관련 컨트롤러 및/또는 회로에 전력을 공급할 수 있게 된다.
본 발명은 예를 들어, 10메가비트/초와 같이, 1비트/초 내지 적어도 15메가비트/초 구간의 데이터 속도로 디지털 신호의 통신을 지원한다. 비트 속도는 권선(P1, P2)의 인덕턴스 및 직렬 저항(R1, R2)과 연관된 시간 상수에 따라 좌우된다.
첨부 청구범위에서 규정되는 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 많은 변형예 및 변화가 당 업자에게 명백할 것이다. 발명의 원리 및 실제적 응용을 가장 잘 설명하기 위해 예시가 선택되어 설명되었고, 따라서, 당 업계의 다른 분들이, 고려되는 특정 용도에 맞는 다양한 변형예 및 다양한 예에 대해 발명을 이해할 수 있게 된다.
Claims (20)
- 비접촉 인터페이스(NCI)를 통한 신호 전송을 위한 전송 시스템에 있어서, 상기 전송 시스템은,
상기 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 제 1 회로(FC)를 제 2 회로(SC)에 유도 형태로 연결하는 변압기(T1)를 포함하며,
상기 제 2 회로(SC)는 제 1 저항기(R2)를 통해 상기 변압기(T1)의 제 1 권선(P2)에 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 제공하도록 배열되는 제 1 디지털 송신기(TRAN2)를 가진 제 1 송신기 회로(TRS2)를 포함하여, 하나 이상의 전압 펄스(W2)가 상기 제 1 권선(P2)에 형성되며, 상기 하나 이상의 전압 펄스(W2)는 제 1 디지털 입력 신호(W1)가 양의 또는 음의 에지를 가지는지 여부에 기초하여 양의 또는 음의 형태를 취하고,
상기 제 1 회로(FC)는 상기 제 1 권선(P2)에서 하나 이상의 전압 펄스(W2)에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)를 상기 변압기(T1)의 제 2 권선(p1)으로부터 수신하도록 배열되는, 그리고, 상기 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)에 기초하여 상기 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호(RX1)를 제공하도록 배열되는, 제 1 비교기(COMP1)를 가진 제 1 수신기 회로(RE1)를 포함하고, 상기 전송 시스템은 양방향 전송 시스템(130, 140)이며,
상기 제 1 회로(FC)는 제 2 저항기(R1)를 통해 상기 변압기의 제 2 권선(P1)에 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 제공하도록 배열되는 제 2 디지털 송신기(TRAN1)를 가진 제 2 송신기 회로(TRS1)를 포함하여, 하나 이상의 전압 펄스(W2)가 제 2 권선(P1)에 형성되며, 상기 하나 이상의 전압 펄스는 상기 제 2 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 양의 또는 음의 형태를 취하며,
상기 제 2 회로(SC)는 제 2 권선(P1)에서 상기 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스를 상기 변압기(T1)의 제 1 권선(P2)으로부터 수신하도록 배열되는, 그리고, 상기 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 상기 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 반영하는 제 2 디지털 출력 신호(RX2)를 제공하도록 배열되는, 제 2 비교기(COMP2)를 가진 제 2 수신기 회로(RE2)를 포함하며,
상기 제 1 디지털 송신기(TRAN2) 및 상기 제 2 디지털 송신기(TRAN1) 중 적어도 하나는 신호를 송신하지 않을 때 제 1 디지털 송신기 및 제 2 디지털 송신기 중 적어도 하나가 고-임피던스 상태를 갖게 하는 3상 로직을 포함하고, 상기 제 1 디지털 송신기 및 제 2 디지털 송신기 중 적어도 하나는 디지털 신호를 송신할 때 고-임피던스 상태를 작동정지시키기 위한 송신 이네이블 입력(TX2EN, TX1EN)을 포함하는
전송 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 비교기(COMP1)는 양의 형태를 가진 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)에 대해 그리고 음의 형태를 가진 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)에 대해 개별 스위칭 지점을 도입하도록 통합 히스테리시스를 갖는
전송 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 디지털 송신기(TRAN2) 및 제 2 디지털 송신기(TRAN1) 중 적어도 하나는 로직 버퍼를 포함하는
전송 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 전송 시스템은 상기 비-접촉 인터페이스를 통한 파워 전송을 위해 또한 배열되는
전송 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 전송 시스템은 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 파워 전송과, 적어도 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호 전송 간을 교번하도록 배열되는
전송 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 전송 시스템은 시간-슬롯 기법에 기초하여 디지털 신호 전송과 파워 전송 간을 교번하도록 배열되는
전송 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 전송 시스템은 상기 비-접촉 인터페이스를 통한 파워 전송 중 송신되는 하나 이상의 파워 펄스의 특성에 기초하여, 파워 전송으로부터 디지털 신호 전송으로, 또는 역방향으로, 스위칭을 트리거링하도록 배열되는
전송 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 회로(FC)는 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 파워 전송 중 변압기의 1차 권선(P1)에 대한 전압의 온 및 오프 스위칭을 위한 제 1 스위치(SW)를 가진 파워 구동기 회로(PWRD)를 포함하고, 상기 파워 구동기 회로(PWRD)는 상기 스위치가 오프될 때 전압 스파이크로부터 제 1 회로(FC)의 제 1 스위치(SW) 및 상기 제 2 디지털 송신기(TRAN1) 중 적어도 하나를 보호하기 위해 스너버 회로(snubber circuit)를 더 포함하는
전송 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 파워 구동기 회로(PWRD)는 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호 전송 중 상기 스너버 회로를 작동정지시키기 위한, 그리고, 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 파워 전송 중 상기 스너버 회로를 작동시키기 위한, 제 2 스위치를 포함하는
전송 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 스너버 회로는
- 적어도 하나의 저항기 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 RC 회로와,
- 과도 전압 억제 다이오드와 같은 다이오드
중 적어도 하나를 포함하는
전송 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-접촉 인터페이스(NCI)는 회전하는 비-접촉 인터페이스이고, 상기 변압기는 회전 변압기인
전송 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 회로(SC)는 상기 제 1 회로(FC)에 대해 회전하는 회전 장치(5, 32)에 통합되고, 상기 제 2 회로(SC)는 상기 회전 장치(5, 32)의 적어도 하나의 전기 구성요소(6, 30)에 연결되어, 상기 적어도 하나의 전기 구성요소(6, 30)와 상기 제 1 회로(FC) 간에 신호를 전송하는
전송 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전기 구성요소(6, 30)는 상기 회전 장치(5, 32)의 토크를 측정하기 위한 토크 센서를 포함하는
전송 시스템. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 전송 시스템(100, 110, 120, 130, 140)을 포함하는
파워 공구(20, 40). - 제 14 항에 있어서,
상기 파워 공구의 고정 구성요소(23, 27, 29)는 상기 전송 시스템의 제 1 회로(FC)를 포함하고, 상기 파워 공구의 회전 구성요소(32)는 상기 전송 시스템의 제 2 회로(SC)를 포함하여, 상기 고정 구성요소(23, 27, 29)와 상기 회전 구성요소(32) 사이에서 신호를 전송할 수 있게 하는
파워 공구. - 변압기(T1)를 이용하여 비-접촉 인터페이스(NCI)를 통해 서로에 유도 방식으로 연결되는 제 1 회로(FC)와 제 2 회로(SC) 사이의 무선 신호 전송 방법에 있어서,
상기 제 2 회로(SC)의 제 1 디지털 송신기(TRAN2)를 이용하여, 상기 제 1 권선(P2)에 하나 이상의 전압 펄스(W2)를 형성하도록 상기 변압기의 제 1 권선(P2)에 제 1 저항기(R2)를 통해 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 제공 - 상기 하나 이상의 전압 펄스(W2)는 상기 제 1 디지털 입력 신호(TX2)가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 양의 형태 또는 음의 형태를 취함 - 하는 단계와,
상기 제 1 권선(P2)에서 하나 이상의 전압 펄스(W2)에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)를, 상기 변압기(T1)의 제 2 권선(P1)으로부터 상기 제 1 회로(FC)의 제 1 비교기(COMP1)에서 수신하는 단계와,
상기 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3)에 기초하여 상기 제 1 디지털 입력 신호(TX2)를 반영하는 제 1 디지털 출력 신호(RX1)를 제공 - 상기 방법은 제 1 회로(FC)와 제 2 회로(SC) 사이의 양방향 신호 전송 방법임 - 하는 단계와,
상기 제 1 회로(FC)의 제 2 디지털 송신기(TRAN1)를 이용하여, 제 2 권선(P1)에서 하나 이상의 전압 펄스를 형성하도록 상기 변압기(T1)의 제 2 권선(P1)에 제 2 저항기(R1)를 통해 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 제공 - 상기 하나 이상의 전압 펄스는 상기 제 2 디지털 입력 신호가 양의 또는 음의 에지를 갖는지 여부에 기초하여 양의 또는 음의 형태를 취함 - 하는 단계와,
상기 제 2 권선(P1)의 하나 이상의 전압 펄스에 의해 유도되는 하나 이상의 유도 전압 펄스를, 상기 변압기(T1)의 제 1 권선(P2)으로부터 상기 제 2 회로(SC)의 제 2 비교기(COMP2)에서 수신하는 단계와,
상기 하나 이상의 유도 전압 펄스에 기초하여 상기 제 2 디지털 입력 신호(TX1)를 반영하는 제 2 디지털 출력 신호(RX2)를 제공하는 단계와,
디지털 신호를 송신하지 않을 때 상기 제 2 회로(SC)와 상기 제 1 회로(FC) 중 적어도 하나의 송신기 회로(TRS2, TRS1)를 고-임피던스 상태로 세팅하는 단계를 포함하는
무선 신호 전송 방법. - 제 16 항에 있어서,
양의 형태를 가진 하나 이상의 유도 전압 펄스(W3) 및 음의 형태를 가진 하나 이상의 전압 펄스(W3)에 대해 개별 스위칭 지점을 도입하도록 상기 제 1 비교기(COMP1)에 히스테리시스를 적용하는 단계를 더 포함하는
무선 신호 전송 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 비-접촉 인터페이스를 통해 파워를 전송하는 단계를 더 포함하는
무선 신호 전송 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 회로(FC)로부터 제 2 회로(SC)로 파워 전송과, 적어도 상기 제 2 회로(SC)로부터 제 1 회로(FC)로 디지털 신호 전송 간을 교번하는 단계를 더 포함하는
무선 신호 전송 방법. - 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은,
파워 공구(20, 40)의 회전 장치(32)의 센서(30)로부터 상기 파워 공구의 고정 제어 유닛(22)으로 디지털 신호 전송,
상기 파워 공구(20, 40)의 고정 제어 유닛(22)으로부터 상기 파워 공구(20, 40)의 회전 장치(32)의 센서(30)로 디지털 신호 전송,
상기 파워 공구(20, 40)의 고정 에너지원(21)으로부터 상기 파워 공구(20, 40)의 회전 장치(32)의 센서(30)로 파워 전송
중 적어도 하나에 사용되는
무선 신호 전송 방법.
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