KR200172667Y1 - 입력전압의레벨판별회로 - Google Patents

Abstract

한 개의 비교기를 사용하여 상한레벨과 하한레벨을 동시에 검출할 수 있는 입력전압의 레벨 판별회로를 제공하고 있다.

본 고안의 입력전압 판별회로는 두 입력단자에 가해지는 전압을 비교하여 출력을 생성하는 하나의 비교기(15)와, 소망의 전압을 미리 설정하는 전압설정부(R₀)와, 상기 전압설정부에 접속되어 상기 미리 설정된 전압보다 클 때 상기 비교기(15)의 일 입력단자에 전압을 공급하는 순방향 다이오드(D₁)와, 상기 전압설정부에 또한 접속되어 상기 미리 설정된 전압보다 작을 때 상기 비교기(15)의 타입력단자로 전압을 공급하는 역방향다이오드(D₂)와, 상기 미리 설정된 전압공급시 상기 呪낢?15)의 두 입력단자에 전압차를 두어 출력을 소정레벨로 유지시키는 단자전압 조절부(R₁, R₂, R₃, R₄)를 포함하고 있다.

Description

입력전압의 레벨 판별회로

제 1 도는 종래의 레벨 판별회로 구성도.

제 2 도는 본 고안의 레벨 판별회로 구성도.

본 고안은 입력전압의 레벨판별회로에 관한 것으로, 특히 설정입력 전압 보다 작거나 큰 전압의 입력이 인가되는 경우를 판별하는 레벨 판별회로에 관한 것이다.

일정부하에 원하는 전압을 미리 설정하여 인가하려는 경우, 전원 이상 등 외부영향으로 인해 입력전압이 작아지거나 커지는 경우가 있다. 이런 경우에 부하의 파손방지를 위해 입력전압의 변화를 검출하여 사용자가 적당한 조치를 취할 수 있도록 해야 한다.

이를 위한 종래의 입력전압레벨 판별회로는 제 1 도에서 나타내고 있는 바와 같이, 두개의 비교기를 사용하고 있다. 입력전압은 제 1 비교기(1)의 +입력단자와 제 2 비교기(2)의 -입력단자에 인가된다. 제 1 비교기(1)와 제 2 비교기(2)는 미리 설정된 전압 입력시에는 로우신호가 출력되도록 되어 있다. 제 1 비교기(1)는 설정된 전압값보다 큰 경우 동작하여 하이신호를 출력하고, 제 2 비교기(2)는 설정된 전압값보다 작은 경우 동작하여 하이신호를 출력한다. 따라서, 제 1 비교기(1)는 상한레벨검출기로, 제 2 비교기(2)는 하한레벨검출기로 작동하게 된다.

이와 같이 종래에는 상한레벨과 하한레벨 검출을 위해 각각의 비교기를 사용해야 하므로, 회로구성이 복잡하고 제작비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

본 고안은 이러한 문제를 해결하여, 한개의 비교기를 사용하여 상한레벨과 하한레벨을 동시에 검출할 수 있도록 하는 데에 목적이 있다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위해서 입력전압의 상한·하한레벨을 판별하는 레벨판별회로에 있어서, 두 입력단자에 가해지는 전압을 비교하여 출력을 생성하는 하나의 비교기(15)와, 소망의 전압을 미리 설정하는 전압설정부(R₀)와, 상기 전압설정부(R₀)에 접속되어 상기 미리 설정된 전압이 노드(20)의 전압보다 클 때 상기 비교기(15)의 일입력단자에 전압을 공급하는 순방향 다이오드(D₁)와, 상기 전압설정부(R₀)에 또한 접속되어 상기 미리 설정된 전압이 노드(10)의 전압보다 작을 때 상기 비교기(15)의 타입력단자로 전압을 공급하는 역방향다이오드(D₂)와, 상기 미리 설정된 전압공급시 상기 비교기(15)의 두 입력 단자에 전압차를 소정레벨로 유지시키는 단자전압 조절부(R₁, R₂, R₃, R₄)를 포함하는 구성을 채용하고 있다.

이러한 구성으로, 비교기는 미리 설정된 전압입력시에 로우신호를, 미리 설정된 전압 범위를 벗어나는 경우에 하이신호를 출력하게 된다.

본 고안의 구체적인 회로구성 및 동작을 본 고안의 회로도인 제 2 도를 참조하여 이하 상세히 설명한다.

제 2 도에서 나타낸 바와 같이, 비교기(15)의 두 입력단자선에는 외부전원 +Vcc -Vcc를 공급받는 4개의 저항소자(R₁, R₂, R₃, R₄)가 접속되어 있다. 저항소자(R₁과 R₂)는 비교기(15)의 -입력단자선의 동일한 노드(10)에서 분기되어 연결되어 있고, 저항소자(R₃과 R₄)는 비교기(15)의 +입력단자선의 동일한 노드(20)에서 분기되어 연결되어 있다.

비교기(15)의 -입력단자선에 연결된 저항소자(R₁과 R₂)는 저항값을 동일하게 설정하여 비교기(15)의 -입력단자의 입력전압을 OV로 만든다. 비교기(15)의 +입력단자선에 연결된 저항소자(R₃과 R₄)는 저항소자(R₃)값을 저항소자(R₄) 값보다 크게 설정하여 +입력단자의 입력전압을 부의 전압으로 만든다. 이와 같은 저항소자 연결에 의해 비교기(15)의 +입력단자의 인가전압이 -입력단자의 인가전압보다 낮게 되므로, 비교기(15)의 출력은 항상 로우상태에 있 ?된다.

한편, 입력단자(IN)에 접속된 가변저항기(R₀)의 값을 조절함으로써, 입력단자(IN)에 입력되는 전압이 가변저항기(R₀)을 통해 거의 통과하지 않게 한다. 이로써, 원하는 설정전압값을 크게 하기 위해서는 가변저항기(R₀)의 값을 크게 설정하면 되고, 설정값을 작게 하기 위해서는 가변저항기(R₀)값을 작게 설정하면 된다.

상술한 바와 같이, 비교기(15)는 미리설정된 전압값 인가시에는 가변저항기(R₀)의 조절에 의해 입력전압의 영향을 받지 않고, 4개의 저항소자(R₁, R₂, R₃, R₄)값 조절로 출력레벨은 항상 로우신호가 출력되게 할 수 있다.

이하에서는 미리 설정된 전압값 보다 높은 전압 또는 낮은 전압이 인가하는 경우에 대하여 설명한다.

제 2 도에서 볼 수 있는 바와 같이, 가변저항기(R₀)에는 두개의 다이오드가 분기되어 연결되어 있다. 두 다이오드중 순방향 다이오드(D₁)는 비교기(15)의 +입력단자에 연결되어 있고, 역방향 다이오드(D₂)는 비교기(15)의 -입력단자에 연결되어 있다.

미리 설정된 전압보다 높은 전압이 인가되게 되면, 가변저항기(R₀)를 통해 정전압이 걸리게 되는데, 이때 비교기(15)의 +입력단자에 부전압이 걸려 있으므로 순방향 다이오드(D₁)를 통해 인가전압이 통과하게 되고, 역방향 다이오드(D₂)는 개방되어 인가전압이 통과하지 못한다. 이로 인해, 비교기(15)의 +입력단자에 정전압이 인가되므로, 비교기는 +입력단자에 정전압이, -입력단자에 제로전압이 입력되게 된다. 따라서, 비교기(15)의 출력은 로우레벨에서 하이레벨로 변환되게 된다.

이때, 비교기(15)의 +입력단자는 이미 부전압이 입력되고 있으므로, 미리 설정된 전압보다 어느 정도 큰 입력전압이 인가하지 않으면 정전압 압력으로 전환되지 않는다. 따라서, 이 때에는 비교기(15)는 로우신호 출력을 그대로 유지한다.

반대로, 미리 설정된 전압보다 낮은 전압이 인가되게 도면, 가변저항기(R₀)를 통해 부전압이 걸리게 되는데, 이때 비교기(15)의 -입력단자에는 제로전압이 걸려 있으므로, 인가전압이 역방향 다이오드(D₂)를 통해 통과하게 되고, 순방향 다이오드(D₁)은 개방되어 인가전압에 통과하지 못한다. 따라서, 비교기(15)의 -입력단자에 부전압을 인가하게 되므로, 비교기는 +입력단자에 부전압이, -입력단자에 더 큰 부전압이 걸리므로, 비교기의 출력은 하이신호로 변환된다.

또한 마찬가지로, 비교기(15)의 +입력단자의 부전압보다 더 큰 부전압이 -입력단자에 걸리지 않는한, 비교기(15)의 출력은 그대로 로우신호로 유지하게 된다.

따라서, 미리 설정한 전압값을 예를 들어, +12V로 할 때, 저항소자(R₁, R₂, R₃, R₄)값의 조절로 비교기(15)의 두 단자 입력전압을 조절하게 되면, 예를 들어 12±1V 정도의 전압 범위내에서는 비교기가 로우신호로 출력된다. 이 경우, 12±1V의 전압이 부하에 허용가능한 입력전압범위가 되며, 13V가 상한레벨의 전압이 되고, 11V가 하한레벨의 전압이 되는 것이다. 따라서, 13V보다 큰 전압이 입력되거나 11V보다 작은 전압이 입력되게 되면 비교기(15)의 출력이 로우신호에서 하이신호로 전환되어 사용자가 전압범위를 벗어났음을 인식할 수 있게 한다.

또한, 전원입력단자에 가변저항기(R₀)를 연결함으로써, 미리 설정하고자 하는 전압설정값을 크게 하려면 이 가변저항기(R₀)값을 크게하고, 전압 설정값을 작게 하려면 가변저항기(R₀)값을 작게하면 되므로, 전압설정값을 용이하게 변화시킬 수가 있다.

이상과 같은 회로구성으로, 미리 설정된 전압범위내에서는 비교기의 출력을 로우레벨로, 전압범위의 상한레벨을 넘거나 하한레벨을 넘는 경우에는 하한레벨로 전환되게 할 수 있다. 이와 같은 출력신호는 경보회로등에 접속시켜 하한레벨출력시 경보를 발하게 하는 등으로, 사용자가 전압범위를 벗어났음을 인식할 수 있게 한다.

따라서, 허용가능한 전압범위의 상한 및 하한레벨 검출을 위해 각각의 비교기를 설치할 필요없이, 모두 하나의 비교기로 검출할 수 있으며, 설정전압 값을 용이하게 변화시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 입력전압의 상한·하한레벨을 판별하는 레벨판별회로에 있어서,

   두 입력단자에 가해지는 전압을 비교하여 출력을 생성하는 하나의 비교기(15)와,

   소망의 전압을 미리 설정하는 전압설정부(R₀)와,

   상기 전압설정부(R₀)에 접속되어 상기 미리 설정된 전압이 노드(20)의 전압보다 클 때 상기 비교기(15)의 일 입력단자에 전압을 공급하는 순방향 다이오드(D₁)와,

   상기 전압설정부(R₀)에 또한 접속되어 상기 미리 설정된 전압이 노드(10)의 전압보다 작을 때 상기 비교기(15)의 타입력단자로 전압을 공급하는 역방향다이오드(D₂)와,

   상기 미리 설정된 전압공급시 상기 비교기(15)의 두 입력단자에 전압차를 소정레벨로 유지시키는 단자전압 조절부(R₁, R₂, R₃, R₄)를 포함하고 것을 특징으로 하는 레벨 판별회로.