KR20020083357A - 고전압 펄스신호 분리회로 - Google Patents

고전압 펄스신호 분리회로 Download PDF

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KR20020083357A
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Abstract

본 발명은 고전압 펄스신호 분리회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 펄스 신호를 공급하는 신호원의 출력단에 연결되어 전압을 분압시키는 전압 분압부와, 상기 전압 분압부에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 옵토 커플러부와, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호 성분에 따라 동작되어 상기 옵토 커플러부로 제 1신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 옵토 커플러부의 사이에 연결되는 제 1스위칭부와, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호 성분에 따라 동작되어 상기 옵토 커플러부로 제 2신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 옵토 커플러부의 사이에 연결되는 제 2스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 AC 성분의 신호 및 DC 성분의 신호도 전달이 가능한 분리회로를 제공하여, 인버터(모터 드라이브, 전력변환회로 등)의 고장 유무를 판단할 수도 있으며, 고전압 펄스 신호를 전달할 수 있다

Description

고전압 펄스신호 분리회로{SEPARATING CIRCUIT FOR PULSE SIGNAL OF HIGH VOLTAGE}
본 발명은 분리회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AC 성분의 신호 및 DC 성분의 신호도 전달이 가능한 분리회로를 제공하여, 인버터(모터 드라이브, 전력변환회로 등)의 고장 유무를 판단할 수도 있으며, 고전압 펄스 신호를 전달할 수 있도록 하는 고전압 펄스신호 분리회로에 관한 것이다.
일반적으로 펄스 신호를 분리하여 전달하기 위해서는 펄스 트랜스포머가 사용된다.
그러나 이러한 펄스 트랜스포머는 저가이며 간단한 구성이나, AC 성분의 신호만을 전달할 수 있고, DC 성분의 신호의 전달은 불가능한 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, AC 성분의 신호 및 DC 성분의 신호도 전달이 가능한 분리회로를 제공하여, 인버터(모터 드라이브, 전력변환회로 등)의 고장 유무를 판단할 수도 있으며, 고전압 펄스 신호를 전달할 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로의 구성을 나타낸 회로도
도 2는 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로에서 신호원의 입력이 +일 때 회로의 동작 상태를 나타낸 설명도
도 3은 도 2에서 입력 전압에 따른 PHASE-B에서 출력되는 전압을 나타낸 그래프
도 4는 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로에서 신호원의 입력이 -일 때 회로의 동작 상태를 나타낸 설명도
도 5는 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로가 인버터 출력에 적용된 모습을 나타낸 회로도
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 제 1옵토 커플러120 : 제 2옵토 커플러
D1, D2 : 제 1, 2다이오드R1, R2 : 분압 저항
Q1, Q2 : 제 1, 2트랜지스터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
고전압 펄스 신호를 공급하는 신호원의 출력단에 연결되어 전압을 분압시키는 전압 분압부와,
상기 전압 분압부에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 옵토 커플러부와,
상기 신호원으로부터 공급되는 신호 성분에 따라 동작되어 상기 옵토 커플러부로 제 1신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 옵토 커플러부의 사이에 연결되는 제 1스위칭부와,
상기 신호원으로부터 공급되는 신호 성분에 따라 동작되어 상기 옵토 커플러부로 제 2신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 옵토 커플러부의 사이에 연결되는 제 2스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 전압 분압부는,
상기 신호원의 출력단에 병렬 연결되어 전압을 분압시키도록 제 1저항과 제 2저항으로 이루어진 분압 저항이다.
여기에서 또한 상기 옵토 커플러부는,
상기 분압 저항의 제 1저항의 양단에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 제 1옵토 커플러와,
상기 분압 저항의 제 2저항의 양단에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 제 2옵토 커플러로 구성된다.
여기에서 또 상기 제 1스위칭부는,
상기 신호원으로부터 +성분의 펄스 신호가 공급되는 턴-오프되어 상기 제 1옵토 커플러로 제 1신호인 펄스 신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 제 1옵토 커플러의 사이에 연결되는 제 1다이오드와,
상기 제 1옵토 커플러의 수광측에 제어단이 연결되어, 상기 제 1옵토 커플러로부터 공급되는 신호에 따라 스위칭되어 정전압단의 전원을 그라운드로 패스시키거나 출력단으로 출력시키는 제 1트랜지스터로 구성된다.
여기에서 또 상기 제 2스위칭부는,
상기 신호원으로부터 -성분의 펄스 신호가 공급되는 턴-오프되어 상기 제 2옵토 커플러로 제 2신호인 펄스 신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 제 2옵토 커플러의 사이에 연결되는 제 2다이오드와,
상기 제 2옵토 커플러의 수광측에 제어단이 연결되어, 상기 제 2옵토 커플러로부터 공급되는 신호에 따라 스위칭되어 정전압단의 전원을 그라운드로 패스시키거나 출력단으로 출력시키는 제 2트랜지스터로 구성된다.
이하, 본 발명에 의한 고전압 펄스신호 분리회로의 구성을 도 1을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고전압 펄스신호(100)는 분압 저항(R1, R2)과, 제 1옵토 커플러(110)와, 제 1다이오드(D1)와, 제 1트랜지스터(Q1)와, 제 2옵토 커플러(120)와, 제 2다이오드(D2)와, 제 2트랜지스터(Q2)로 구성된다.
분압 저항(R1, R2)은 고전압 펄스 신호를 공급하는 신호원의 출력단에 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)이 병렬 연결된다.
제 1옵토 커플러(110)는 신호원의 +출력단과 -출력단 사이에 발광 소자가 연결되고, 정전압단(VCC)에 수광 소자가 연결된다.
제 1다이오드(D1)는 제 1옵토 커플러(110)의 발광 소자의 양단에 병렬 연결되는데, 신호원의 +출력단에 캐소드가, -출력단에 에노드가 연결된다.
제 1트랜지스터(Q1)는 제 1옵토 커플러(110)의 수광 소자의 후단에 베이스가 연결되고, 정전압단(VCC)에 컬렉터가 연결되며, 그라운드에 에미터가 접지된다.
제 2옵토 커플러(120)는 신호원의 +출력단과 -출력단 사이에 발광 소자가 연결되고, 정전압단(VCC)에 수광 소자가 연결된다.
제 2다이오드(D2)는 제 2옵토 커플러(120)의 발광 소자의 양단에 병렬 연결되는데, 신호원의 +출력단에 에노드가, -출력단에 캐소드가 연결된다.
제 2트랜지스터(Q2)는 제 2옵토 커플러(120)의 수광 소자의 후단에 베이스가 연결되고, 정전압단(VCC)에 컬렉터가 연결되며, 그라운드에 에미터가 접지된다.
이하 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로의 동작을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로에서 신호원의 입력이 +일 때 회로의 동작 상태를 나타낸 설명도이고, 도 3은 도 2에서 입력 전압에 따른 PHASE-B에서 출력되는 전압을 나타낸 그래프이며, 도 4는 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로에서 신호원의 입력이 -일 때 회로의 동작 상태를 나타낸 설명도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로가 인버터 출력에 적용된 모습을 나타낸 회로도이다.
먼저 신호원에서 +신호가 출력되면, 출력 전압은 도 2에 도시된 바와 같은 루틴을 따라 인가된다. 이로 인해 제 1다이오드(D1)는 턴-오프되고, 제 2다이오드(D2)는 턴-온된다.
제 1다이오드(D1)가 턴-오프되면 신호원으로부터 출력된 +신호는 제 1옵토 커플러(110)의 발광 소자로 인가되고, 이로 인해 수광 소자가 턴-온되어 정전압단(VCC)의 전압이 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스로 인가된다. 그러면 제 1트랜지스터(Q1)가 턴-온되어 정전압단(VCC)의 전압이 컬렉터와 에미터를 통해 그라운드로 패스되고, 출력측인 PHASE-A로는 신호가 출력되지 않게 되어 PHASE-A에서는 입력 신호의 반전된 신호가 나타난다.
한편 제 2다이오드(D2)가 턴-온되면 신호원으로부터 출력된 +신호는 제 2옵토 커플러(120)의 발광 소자로 인가되지 않고, 바로 신호원의 -출력단측으로 패스된다. 이로 인해 제 2옵토 커플러(120)의 수광 소자는 턴-오프 상태를 유지하기 때문에 제 2트랜지스터(Q2)도 턴-오프 상태를 유지한다. 그러면 정전압단(VCC)의 전압은 제 2트랜지스터(Q2)의 컬렉터와 에미터를 통해 그라운드로 패스되지 못하고, 출력측인 PHASE-B로 출력되기 때문에 PHASE-B에서는 도 3에 도시된 바와 같은 입력 신호와 동일한 신호가 출력된다.
반대로 신호원에서 -신호가 출력되면, 출력 전압은 도 4에 도시된 바와 같은 루틴을 따라 인가된다. 이로 인해 제 1다이오드(D1)는 턴-온되고, 제 2다이오드(D2)는 턴-오프된다.
제 2다이오드(D2)가 턴-오프되면 신호원으로부터 출력된 +신호는 제 2옵토 커플러(120)의 발광 소자로 인가되고, 이로 인해 수광 소자가 턴-온되어 정전압단(VCC)의 전압이 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스로 인가된다. 그러면 제 2트랜지스터(Q2)가 턴-온되어 정전압단(VCC)의 전압이 컬렉터와 에미터를 통해 그라운드로 패스되고, 출력측인 PHASE-B로는 신호가 출력되지 않게 되어 PHASE-B에서는 입력 신호의 반전된 신호가 나타난다.
한편 제 1다이오드(D1)가 턴-온되면 신호원으로부터 출력된 +신호는 제 1옵토 커플러(110)의 발광 소자로 인가되지 않고, 바로 신호원의 -출력단측으로 패스된다. 이로 인해 제 1옵토 커플러(110)의 수광 소자는 턴-오프 상태를 유지하기 때문에 제 1트랜지스터(Q1)도 턴-오프 상태를 유지한다. 그러면 정전압단(VCC)의 전압은 제 1트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 에미터를 통해 그라운드로 패스되지 못하고, 출력측인 PHASE-A로 출력되기 때문에 PHASE-A에서는 입력 신호와 동일한 신호가 출력된다.
본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로를 도 5에 도시된 바와 같이 인버터에 적용하면 인버터에서 출력된 전압(PWM 증폭 전압)을 전달하여 인버터 게이팅 신호에 따라 인버터의 출력 전압이 정상적으로 나오는지 확인할 수 있다. 예시된 회로에서는 전달된 펄스 출력을 필터를 통해 필터링하여 간접적으로 펄스의 폭을 측정하여 인버터의 고장 유무를 확인할 수 있다.
시스템을 설계하는데 있어서 시스템 또는 회로가 다른 시스템과 인터페이스되기 전에 자체 점검하는 기능이 필요한데, 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로를 이용하여 인버터의 고장 유무를 확인할 수 있으며, 고전압 펄스를 전송하는 시스템에도 적용이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고전압 펄스신호 분리회로에 의하면, AC 성분의 신호 및 DC 성분의 신호도 전달이 가능한 분리회로를 제공하여, 인버터(모터 드라이브, 전력변환회로 등)의 고장 유무를 판단할 수도 있으며, 고전압 펄스 신호를 전달할 수 있다.

Claims (5)

  1. 고전압 펄스 신호를 공급하는 신호원의 출력단에 연결되어 전압을 분압시키는 전압 분압부와,
    상기 전압 분압부에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 옵토 커플러부와,
    상기 신호원으로부터 공급되는 신호 성분에 따라 동작되어 상기 옵토 커플러부로 제 1신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 옵토 커플러부의 사이에 연결되는 제 1스위칭부와,
    상기 신호원으로부터 공급되는 신호 성분에 따라 동작되어 상기 옵토 커플러부로 제 2신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 옵토 커플러부의 사이에 연결되는 제 2스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스신호 분리회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 분압부는,
    상기 신호원의 출력단에 병렬 연결되어 전압을 분압시키도록 제 1저항과 제 2저항으로 이루어진 분압 저항인 것을 특징으로 하는 고전압 펄스신호 분리회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 옵토 커플러부는,
    상기 분압 저항의 제 1저항의 양단에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 제 1옵토 커플러와,
    상기 분압 저항의 제 2저항의 양단에 연결되고, 상기 신호원으로부터 공급되는 신호를 전달하는 제 2옵토 커플러로 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스신호 분리회로.
  4. 제 1 항 및 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1스위칭부는,
    상기 신호원으로부터 +성분의 펄스 신호가 공급되는 턴-오프되어 상기 제 1옵토 커플러로 제 1신호인 펄스 신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 제 1옵토 커플러의 사이에 연결되는 제 1다이오드와,
    상기 제 1옵토 커플러의 수광측에 제어단이 연결되어, 상기 제 1옵토 커플러로부터 공급되는 신호에 따라 스위칭되어 정전압단의 전원을 그라운드로 패스시키거나 출력단으로 출력시키는 제 1트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스신호 분리회로.
  5. 제 1 항 및 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2스위칭부는,
    상기 신호원으로부터 -성분의 펄스 신호가 공급되는 턴-오프되어 상기 제 2옵토 커플러로 제 2신호인 펄스 신호가 입력되도록 상기 신호원과 상기 제 2옵토커플러의 사이에 연결되는 제 2다이오드와,
    상기 제 2옵토 커플러의 수광측에 제어단이 연결되어, 상기 제 2옵토 커플러로부터 공급되는 신호에 따라 스위칭되어 정전압단의 전원을 그라운드로 패스시키거나 출력단으로 출력시키는 제 2트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스신호 분리회로.
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