KR20020073619A - Traffic signaling apparatus for preventing inputting surge voltage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로에 관한 것으로, 보다 상세하게 자유공간내에 노출된 교통신호기에 뇌서지로부터 발생된 고전압이 인가되면이를 신속하고 효율적으로 제거하기 위한 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로에 관한 것이다.The present invention relates to a surge voltage input prevention circuit of a traffic signal, and more particularly, when a high voltage generated from a surge surge is applied to a traffic signal exposed in a free space, a surge voltage input of a traffic signal is quickly and efficiently removed. It relates to a prevention circuit.
주지된 바와 같이, 건물 내부에 설치된 통신시스템이나 제어기기와 같은 약전 설비들은 낙뢰로 인한 뇌전류나 뇌서지에 피해를 받기가 쉽다. 이러한 낙뢰로 인한 피해를 방지하고 안정적인 운용을 확보하기 위한 대책으로 서지보호기(Surge Protector) 혹은 TVSS(Transient Voltages Sure Suppression)를 설치한다.As is well known, pharmacopoeia such as communication systems and controllers installed inside buildings are susceptible to lightning currents and surges caused by lightning strikes. Install a surge protector or TVSS (Transient Voltages Sure Suppression) to prevent damage caused by lightning strikes and to ensure stable operation.
현대의 정보 통신은 다양한 정보를 집약 압축하여 송수신하는 최첨단의 통신시대를 이룩하여 왔다. 이러한 최첨단 통신 시스템들이 서지로 인해 통신 장해를 일으키고 시스템이 파손되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 따라서 먼저 안정적이고 신뢰성 있는 접지를 구축하고, 2차적으로 건물 내부 혹은 장비간에 유도될 수 있는 서지를 제거하기 위한 서지보호기의 설치는 매우 바람직하다. 그 동안 국내에서 사용된 서지보호기는 통신회선에 사용되던 피뢰탄기가 대부분이었다.Modern information communication has achieved a cutting-edge communication era in which various information is compressed and transmitted and received. These state-of-the-art communication systems frequently cause communication disturbances and damage to the system due to surges. Therefore, it is highly desirable to install a surge protector to first establish a stable and reliable grounding and to eliminate surges that may be induced in the building or between equipments. Most surge protectors used in Korea have been lightning arresters used in communication lines.
하지만 기존의 피뢰탄기는 열선륜을 이용하여 2-Wire 마다 순간적으로 유입되는 대용량의 전류를 차단하는 방식을 사용함으로써 현대의 광대역화된 PSTN과 초고속의 ISDN에 문제가 되는 EMI나 RFI의 간섭을 보호할 수 없다는 문제가 있으며, 자유공간상에 매우 방대하게 설치되어 있는 교통신호기의 뇌서지 억제용으로 사용하기에는 초기 설치비용이 너무 높다는 문제가 있다.However, the existing lightning arrester uses a hot wire to block the large current flowing in every 2-Wire to protect the interference of EMI or RFI, which is a problem for modern broadband PSTN and high-speed ISDN. There is a problem that can not be done, there is a problem that the initial installation cost is too high to be used for suppressing the brain surge of the traffic signal which is installed very extensively in free space.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 자유공간상에 노출되어 있는 교통신호기에 병렬로 접속되어 교통신호기를 통해 인가되는 뇌서지를 억제함으로써 교통신호기의 전기장비 및 발광소자 등을 보호할 수 있도록 한 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described state of the art, and is connected to a traffic signal exposed in a free space in parallel to suppress a surge surge applied through a traffic signal, thereby reducing the electrical equipment and the light emitting device of the traffic signal. It is an object of the present invention to provide a surge voltage suppression circuit of a traffic signal that can be protected.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로가 교통신호기에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면,1 is a view schematically illustrating a state in which a surge voltage input preventing circuit of a traffic signal is installed in a traffic signal according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로를 나타내는 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a surge voltage input preventing circuit of a traffic signal according to an embodiment of the present invention.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for main parts of drawing ♣
2:교통신호기, 8:발광소자거치패널,2: traffic signal, 8: light emitting device mounting panel,
10:제어박스, R1,R2,R3,R4,R5,R6:저항,10: control box, R1, R2, R3, R4, R5, R6: resistance,
C1,C2,C3:커패시터, Q1,Q2:OP앰프.C1, C2, C3: Capacitor, Q1, Q2: OP amplifier.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 교통신호기로 인가되는 뇌서지전압을 그 입력단을 통해 인가받아 뇌서지 파형의 저주파성분을 제거하는 제 1 필터링수단과; 상기 제 1 필터링수단과 직렬 접속되어 제 1 필터링수단의 출력단을 통해 출력된 잔여 서지전압의 저주파성분을 루프 궤환시켜 제거하는 제 2 필터링수단으로 구성되어 뇌서지전압을 제거토록 하는 것을 특징으로 하는 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로가 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, the first filtering means for removing the low frequency component of the brain surge waveform by receiving a surge signal applied to the traffic signal through its input terminal; A second filtering means connected in series with the first filtering means and loop-reducing the low frequency component of the residual surge voltage output through the output terminal of the first filtering means to remove the surge surge voltage. A surge voltage suppression circuit of a signal is provided.
바람직하게, 상기 제 1 필터링수단은 그 일측단이 입력단(IN)에 연결되어 있으며 그 타측단은 제 1 OP앰프(Q1)의 비반전단자(+)에 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 커패시터(C1)와 제 1 OP앰프(Q1)의 비반전단자(+)의 공통단자에 그 일측이 연결되어 있으며 그 타측은 접지단에 접속된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 OP앰프(Q1)의 출력단에 직렬로 그 일측이 연결된 제 2 커패시터(C2)와, 그 일측단이 제 1 OP앰프(Q1)의 출력단과 반전단자(-)에 동시에 연결되어 있고 그 타측단은 접지된 제 2 저항(R2)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.Preferably, the first filtering means has one end connected to an input terminal IN and the other end thereof to a first capacitor C1 connected to a non-inverting terminal (+) of a first OP amplifier Q1, and One side is connected to the common terminal of the non-inverting terminal (+) of the first capacitor (C1) and the first OP amplifier (Q1), the other side is the first resistor (R1) connected to the ground terminal, and the first A second capacitor C2 having one end connected in series with the output terminal of the OP amplifier Q1, and one end thereof is simultaneously connected to the output terminal and the inverting terminal (-) of the first OP amplifier Q1, and the other end thereof The second resistor R2 is grounded.
보다 바람직하게, 상기 제 2 필터링수단은 그 일측단이 제 2 커패시터(C2)의 타측단에 연결되어 있으며 그 타측단은 제 2 OP앰프(Q2)의 비반전단자(+)에 연결된제 3 커패시터(C3)와, 상기 제 3 커패시터(C3)와 제 2 OP앰프(Q2)의 비반전단자(+)의 공통단자에 그 일측이 연결되어 있으며 그 타측은 접지단에 접속된 제 3 저항(R3)과, 그 일측단이 상기 제 2 OP앰프(Q2)의 출력단에 연결되고 그 타측은 상기 제 2 커패시터(C2)와 제 3 커패시터(C3)의 공통단자에 연결된 제 6 저항(R6)과, 그 타측단이 상기 제 2 OP앰프(Q2)의 출력단과 상기 제 6 저항(R6)의 공통단자에 연결되며 그 공통단자가 제 2 OP앰프(Q2)의 반전단자(-)에 연결된 제 4, 5저항(R4, R5)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로가 제공된다.More preferably, the second filtering means has a third capacitor whose one end is connected to the other end of the second capacitor C2 and the other end thereof is connected to the non-inverting terminal (+) of the second OP amplifier Q2. One side of the third terminal C3 is connected to the common terminal of the non-inverting terminal (+) of the third capacitor C3 and the second OP amplifier Q2, and the other side of the third resistor R3 is connected to the ground terminal. And a sixth resistor R6 connected at one end thereof to an output terminal of the second OP amplifier Q2 and the other end connected to a common terminal of the second capacitor C2 and the third capacitor C3, The other end thereof is connected to the output terminal of the second OP amplifier Q2 and the common terminal of the sixth resistor R6 and the common terminal thereof is connected to the inverting terminal (-) of the second OP amplifier Q2; There is provided a surge voltage input preventing circuit of a traffic signal, comprising five resistors R4 and R5.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로가 교통신호기에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically illustrating a state in which a surge voltage input preventing circuit of a traffic signal is installed in a traffic signal according to an embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 교통 신호기(2)는 직각 형상으로 절곡된 철주(4)의 일단에 교통신호용 발광소자(6)가 다수개 형성된 발광소자 거치패널(8)이 형성된다. 그 발광소자 거치패널(8)의 내부에는 상기 발광소자(6)를 구동시키는 구동회로(도시는 생략)가 설치되고, 상기 철주(4)의 하단 소정부에는 그 구동회로를 제어하는 제어회로가 구비된 제어박스(10)가 설치된다.Referring to this, the traffic signal 2 is formed with a light emitting device mounting panel 8 in which a plurality of traffic signal light emitting devices 6 are formed at one end of the iron column 4 bent in a right angle shape. A driving circuit (not shown) for driving the light emitting element 6 is provided inside the light emitting element mounting panel 8, and a control circuit for controlling the driving circuit is provided at a lower end of the iron column 4. The provided control box 10 is installed.
본 발명에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로(12)는 상기 교통 신호기(2)와 병렬로 구성되어 외부로부터 투입되는 뇌서지전압을 소멸시키게 된다. 이때, 도 1은 개략적으로 상기 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로(12)를 도시한 것으로 그 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로(12)는 상기 교통신호기(2)의 외부에 구성되는 것이 아니고 실제로는 내부에 구성되어 뇌서지를 소멸시킨다.The surge voltage input preventing circuit 12 of the traffic signal according to the present invention is configured in parallel with the traffic signal 2 to extinguish the surge voltage input from the outside. 1 schematically shows the surge voltage input preventing circuit 12 of the traffic signal, and the surge voltage input preventing circuit 12 of the traffic signal is not actually configured outside of the traffic signal 2, but actually. Is configured inside to destroy the brain surge.
이하, 구체적인 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로를 도면을 참조하여 기술한다.Hereinafter, a surge voltage input prevention circuit of a traffic signal will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로를 나타내는 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a surge voltage input preventing circuit of a traffic signal according to an embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로는 크게 그 입력단(IN)으로 인가되는 뇌서지전압 파형의 성분이 저주파성분이므로 저주파성분을 필터링하여 고주파성분만을 그 출력단으로 출력시키는 제 1 고주파필터 (High Pass- Filter: HF1)와, 상기 제 1 고주파 필터(HF1)로부터 인가받은 고주파성분을 루프 궤환시켜 상쇄시키는 제 2 고주파필터(HF2)로 구성된다.Referring to this, the surge voltage input prevention circuit of the traffic signal according to the present invention is a component of the brain surge voltage waveform applied to the input terminal IN is a low frequency component, and the low frequency component is filtered to output only the high frequency component to the output stage. A first high pass filter (HF1) and a second high frequency filter (HF2) for loop-backing and canceling a high frequency component applied from the first high frequency filter (HF1).
보다 상세하게, 상기 제 1 고주파필터(HF1)은 그 일측단이 입력단(IN)에 연결되어 있으며 그 타측단은 제 1 OP앰프(Q1)의 비반전단자(+)에 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 커패시터(C1)와 제 1 OP앰프(Q1)의 비반전단자(+)의 공통단자에 그 일측이 연결되어 있으며 그 타측은 접지단에 접속된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 OP앰프(Q1)의 출력단에 직렬로 그 일측이 연결된 제 2 커패시터(C2)와, 그 일측단이 제 1 OP앰프(Q1)의 출력단과 반전단자(-)에 동시에 연결되어 있고 그 타측단은 접지된 제 2 저항(R2)이 이루어진다.More specifically, the first high frequency filter HF1 has one end connected to an input terminal IN and the other end thereof connected to a non-inverting terminal (+) of the first OP amplifier Q1. ) Is connected to a common terminal of the non-inverting terminal (+) of the first capacitor C1 and the first OP amplifier Q1, and the other side thereof is connected to the first resistor R1 connected to the ground terminal. A second capacitor C2 having one side connected in series with the output terminal of the first OP amplifier Q1 and one end thereof are simultaneously connected to the output terminal and the inverting terminal (−) of the first OP amplifier Q1. The other end is made of a grounded second resistor (R2).
한편, 상기 제 2 고주파필터(HF2)는 그 일측단이 제 2 커패시터(C2)의 타측단에 연결되어 있으며 그 타측단은 제 2 OP앰프(Q2)의 비반전단자(+)에 연결된 제 3 커패시터(C3)와, 상기 제 3 커패시터(C3)와 제 2 OP앰프(Q2)의 비반전단자(+)의공통단자에 그 일측이 연결되어 있으며 그 타측은 접지단에 접속된 제 3 저항(R3)과, 그 일측단이 상기 제 2 OP앰프(Q2)의 출력단에 연결되고 그 타측은 상기 제 2 커패시터(C2)와 제 3 커패시터(C3)의 공통단자에 연결된 제 6 저항(R6)과, 그 타측단이 상기 제 2 OP앰프(Q2)의 출력단과 상기 제 6 저항(R6)의 공통단자에 연결되며 그 공통단자가 제 2 OP앰프(Q2)의 반전단자(-)에 연결된 제 4, 5저항(R4, R5)으로 이루어진다.On the other hand, the second high frequency filter HF2 has one end connected to the other end of the second capacitor C2, and the other end thereof is connected to the non-inverting terminal + of the second OP amplifier Q2. One end is connected to the capacitor C3 and the common terminal of the non-inverting terminal (+) of the third capacitor C3 and the second OP amplifier Q2, and the other side thereof is connected to a ground terminal. R3), and one end thereof is connected to the output terminal of the second OP amplifier Q2 and the other end thereof is connected to the sixth resistor R6 connected to the common terminal of the second capacitor C2 and the third capacitor C3. A fourth terminal having the other end connected to the output terminal of the second OP amplifier Q2 and the common terminal of the sixth resistor R6 and the common terminal thereof being connected to the inverting terminal (-) of the second OP amplifier Q2; , 5 resistors (R4, R5).
상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The function and operation of the surge voltage input preventing circuit of the traffic signal according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 상기 제 1 고주파필터(HF1)는 제 1 커패시터(C1)와 제 1 저항(R1) 및 제 2 저항(R2), 제 1 OP앰프(Q1)를 통해 입력단으로부터 인가된 서지전압의 저주파 파형을 억제하고 고주파성분만을 제 1 OP앰프(Q1)의 출력단으로 출력시킨다.First, the first high frequency filter HF1 has a low frequency waveform of a surge voltage applied from an input terminal through a first capacitor C1, a first resistor R1, a second resistor R2, and a first OP amplifier Q1. Is suppressed and only the high frequency component is output to the output terminal of the first OP amplifier Q1.
통상의 뇌서지전압은 저주파성분으로 이루어져 있으므로, 상기 제 1 고주파필터(HF1)를 통해서는 1차적인 뇌서지전압의 필터링이 이루어진다.Since the normal brain surge voltage is composed of low frequency components, the primary brain surge voltage is filtered through the first high frequency filter HF1.
한편, 상기 제 1 고주파필터(HF1)의 출력단에는 제 2 커패시터(C2)의 일단이 접속되어 상기 제 1 고주파필터(HF1)로부터 출력된 고주파성분을 충전시키고, 그 후단에 접속된 제 3 커패시터(C3)와 제 3 저항(R3)을 매개하여 제 2 고주파필터 (HF2)의 비반전단자(+)로 신호를 인가시킨다.On the other hand, one end of the second capacitor (C2) is connected to the output terminal of the first high frequency filter (HF1) to charge the high frequency component output from the first high frequency filter (HF1), and the third capacitor ( The signal is applied to the non-inverting terminal (+) of the second high frequency filter HF2 via C3) and the third resistor R3.
한편, 상기 제 2 고주파필터(HF2)는 그 내부에 구비된 제 4 저항(R4)과, 제 5 저항(R5), 제 6 저항(R6)으로 인해 소정의 이득값(G)을 나타내게 되는 피드백이 이루어진다. 따라서, 상기 제 1 고주파필터(HF1)를 통해 인가된 뇌서지전압을 2차적으로 억제하거나 소멸시키게 된다.On the other hand, the second high frequency filter (HF2) is a feedback that has a predetermined gain value (G) due to the fourth resistor (R4), the fifth resistor (R5), the sixth resistor (R6) provided therein. This is done. Therefore, the surge suppression voltage applied through the first high frequency filter HF1 is secondarily suppressed or eliminated.
이때, 제 6 저항(R6)의 연결을 제외한 상태에서는 상기 제 2 고주파필터 (HF2)의 출력단에 유기되는 전압(V5)은 V5={제 2 OP앰프의 비반전단자에 유기되는 전압×(1+(R4/R5))}이고, 이때 1+(R4/R5)는 이득값이 되므로, 이와 같은 연산방법으로 제 6 저항(R6)이 연결된 상태의 이득값과 뇌서지전압을 억제하는 값의 저항과, 커패시터의 용량을 적절하게 결정한다.At this time, in a state in which the sixth resistor R6 is not connected, the voltage V5 induced at the output terminal of the second high frequency filter HF2 is V5 = {the voltage induced at the non-inverting terminal of the second OP amplifier x (1). + (R4 / R5))}, where 1+ (R4 / R5) is a gain value, and thus the gain value of the state in which the sixth resistor R6 is connected and the value for suppressing the surge voltage are controlled. Determine the resistance and the capacitance of the capacitor as appropriate.
본 발명에 따르는 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로에서는 그 내부 회로소자의 연결상태와 그에 대한 기능에 대한 기술만으로도 당업자의 실시가 충분히 용이하므로 구체적인 소자의 값은 생략한다.In the surge voltage input preventing circuit of the traffic signal according to the present invention, the description of the connection state of the internal circuit elements and the functions thereof are easy enough for a person skilled in the art to easily implement the value of a specific device.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.On the other hand, the surge voltage input preventing circuit of the traffic signal according to the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made without departing from the technical gist of the invention.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 교통신호기의 서지전압 투입 방지회로는 복수의 필터링 회로를 사용하여 저주파성분의 뇌서지전압이 인가되면 고주파만을 통과시키고 저주파성분은 억제하여 교통신호기의 장비측에 뇌서지전압의 영향이 미치지 않도록 하는 효과가 있다.As described above, the surge voltage input prevention circuit of the traffic signal according to the present invention uses a plurality of filtering circuits, and when the low-voltage component surge voltage is applied, only high frequency passes and the low frequency component is suppressed to prevent the brain from being on the equipment side of the traffic signal. There is an effect that the influence of the surge voltage is not affected.
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2001
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