KR950002822Y1

KR950002822Y1 - 교통 신호 제어기의 출력 전압 검출회로

Info

Publication number: KR950002822Y1
Application number: KR92016305U
Authority: KR
Inventors: 이정준
Original assignee: 이희종; 금성산전 주식회사
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1995-04-15
Also published as: KR940006269U

Abstract

내용 없음.

Description

교통 신호 제어기의 출력 전압 검출회로

제1도는 종래의 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로의 블록 구성도.

제2도는 제1도에 대한 전압검출부의 상세 회로도.

제3도는 제2도에 대한 입력전압 특성도.

제4도는 본 고안의 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로의 블록 구성도.

제5도는 제4도에 대한 전압검출부의 상세 회로도.

제6도는 제5도에 대한 입력 전압 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 솔리드 스테이트 릴레이 전력 제어부 2 : 전압검출부

3 : 신호등기부 PC₁: 포토커플러

BF₁: 버퍼

본 고안은 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로에 관한 것으로, 특히 솔리드 스테이트 릴레이(Solid State Relay 이하 SSR이라 칭함)를 출력 제어 소자로 사용하는 경우의 새로운 전압 검출방식에 적당하도록 한 교통신호제어기의 출력전압 검출회로에 관한 것이다.

일반적으로 교통신호 제어기에 있어서 동기신호 제어 출력의 귀환(Feedback)은 각종 모순된 출력의 실시간검사(Conflict Monitoring)를 위해 필수적인 기술 사항으로써, 제어 출력의 귀환은 크게 두가지로 나뉘어 질수 있는데, 이는 전압귀환(Voltage Feedback)과 전류귀환(Current Feedback)이며, 이중 실시하기 용이한 전압귀환방식이 많이 사용되고 있다.

한편, 이와 관련하여 일반적으로 사용되고 있는 종래의 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로는 제1도에 도시된 바와 같이, 검출회로의 입력단과 출력단 사이의 접지(Ground)가 분리되지 않은 전압검출부(20)를 신호등기부(30)와 병렬로 연결한 구조로 되어 있다.

상기 전압검출부(20)는 제2도에 도시된 바와 같이, 검출입력이 저항(R₁₁)을 통해 저항(R₁₂)에 인가되게 접속되어, 그 접속점이 콘덴서(C₁₁)를 통해 저항(R₁₄)에 접속되고, 이 접속점은 저항(R₁₃)을 통한 후 캐소드가 전원단자(Vcc)에 접속된 다이오드(D₁₁)의 애노드 및 애노드가 접지된 다이오드(D₁₂)의 캐소드에 접속됨과 아울러 인버터(I₁₁)의 입력단자에 접속되고, 이 인버터(I₁₁)의 출력단자는 병렬 접속된 역방향의 다이오드(D₁₃) 및 저항(R₁₅)을 통해 콘덴서(C₁₂)에 접속되어, 그 접속점의 신호가 인버터(I₁₂)를 통해 검출신호로 출력되게 구성되어 있는 것으로, 이와 같이 구성된 종래회로의 동작과정을 설명한다.

제3도와 같은 특성을 갖는 검출입력이 전압검출부(20)에 입력되면, 그 검출입력은 저항(R₁₁)과 저항(R₁₂)에 의해서 분압되어지고, 콘덴서(C₁₁)와 저항(R₁₄)으로 이루어진 직류(DC)성분 제거회로를 거쳐 직류성분이 제거된 후 저항(R₁₃)을 통해 인버터(I₁₁)에 입력된다.

이때, 다이오드(D₁₁)와 다이오드(D₁₂)는 인버터(I₁₁)를 보호하기 위한 입력신호 레벨 제한용도로 사용된다.

상기 인버터(I₁₁)의 출력은 검출 입력이 있는 경우 60㎐의 방형파가 되고, 검출입력이 없는 경우 고전위상태가 된다.

이와 같은 인버터(I₁₁)의 출력은 다이오드(D₁₃), 저항(R₁₅) 및 콘덴서(C₁₂)로 이루어진 신호 변환 회로를 거쳐 인버터(I₁₂)에 입력된다.

상기 인버터(I₁₂)의 입력 신호는 인버터(I₁₁)의 출력이 방형파 일 경우 논리적 저전위레벨 범위 내의 톱니파가 되고, 반대로 인버터(I₁₁)의 출력이 고전위상태일 경우에는 그대로 고전위상태가 된다.

따라서, 검출 출력은 검출 입력단에 교류(AC)전압이 인가 되었을 때 고전위가 되고, 인가되지 않았을 때 저전위가 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로는 전력제어 소자로 널리 사용되고 있는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR)의 누설 전류로 인해 신호등기부에 미약한 전압이 인가되었을 때 전압검출부는 제3도와 같은 특성을 갖는 전압이 인가됨으로써, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR)의 온(ON)상태와 오프(OFF)상태가 혼동되어 오동작이 발생될 경우가 많으며, 또한 검출 입력단과 검출출력단의 접지가 분리되지 않아 교통신호 제어기의 타 회로부분과 접지가 분리된 별도의 전원 회로를 필요로 하는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 전력 제어소자의 누설 전류로 인한 오동작을 해소하고, 전압 검출 입력단과 출력단의 접지가 분리되어 전압검출부를 위한 별도의 전원 회로를 필요로 하지 않는 새로운 전압 검출 방식을 제공 할 수 있는 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로를 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로는 제4도에 도시한 바와 같이, 신호등기부(3)로 연결되는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력제어부(1)와 각 전등선의 전압을 검출하는 전압검출부(2)를 병렬 접속하여 구성한다.

상기 전압검출부(2)는 제5도에 도시한 바와 같이, 검출입력이 저항(R₁)을 통해 포토커플러(PC₁)의 발광다이오드(PD₁)에 입력되게 접속하여, 상기 발광다이오드(PD₁)에 저항(R₂)을 병렬 접속함과 아울러 보호용의 다이오드(D₁)를 역방향으로 병렬 접속하며, 상기 포토커플러(PC₁)의 수광트랜지스터(PT₁)의 에미터를 접지에 접속하고, 그의 콜렉터를 풀업(Pull-Up)저항(R₃)을 통해 전원단자(Vcc)에 접속하여, 상기 수광트렌지스터(PT₁)의 콜렉터 출력을 검출 출력(A)으로 제공하며, 상기 수광트랜지스터(PT₁)의 콜렉터측 접속점을 병렬 접속된 역방향의 다이오드(D₂) 및 저항(R₄)을 통해 콘덴서(C₁)에 접속하여, 그 접속점의 신호가 버퍼(BF₁)를 통해 검출출력(B)으로 출력되게 구성한다.

이와 같이 구성한 본 고안의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전압검출부(2)에 입력되는 검출입력은 저항(R₁) 및 저항(R₂)으로 이루어진 분압 회로에 의해 전압이 강하되어 포토 커플러(PC₁)의 발광다이오드(PD₁)에 인가되고, 포토 커플러(PC₁)의 수광트랜지스터(PT₁)의 콜렉터에서 풀업저항(R₃)에 의해 풀업되어 검출 출력(A)이 제공되는데, 검출 입력단에 교류(AC)전압이 인가되었을 때 즉, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력 제어부(1)가 오프(OFF)되고 신호등기부(3)가 소등된 상황일 경우 상기 수광트랜지스터(PT₁)가 온/오프동작을 반복하여 상기 검출출력(A)이 방형파(구형파)로 출력되고, 반대로 검출입력단에 교류(AC)전압이 인가되지 않았을때 즉, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력 제어부(1)가 온(ON)되고 신호 동기부(3)가 점등된 상황일 경우 상기 수광트랜지스터(PT₁)가 오프된 상태를 유지하여 상기 검출출력(A)이 고전위로 출력된다.

한편, 다이오드(D₂), 저항(R₄), 콘덴서(C₁) 및 버퍼(BF₁)로 이루어진 신호 변환 회로는 포토커플러(PC₁)에서 출력되는 출력파형을 기존회로와 동일하게 변환하여, 신호등기부(3)의 소등 상황하에서 방형파 출력을 "로우"레벨 출력으로 변환하여 주기 위한 회로이다.

즉, 상기의 설명에서와 같이 검출입력단에 교류전압이 입력되어, 포토커플러(PC₁)의 수광트랜지스터(PT₁)의 콜렉터에 방향파가 출력되는 상태에서는 그 방향파신호가 저항(R₄), 다이오드(D₂) 및 콘덴서(C₁)의 회로에 의해 저전위신호로 변환되어 버퍼(BF₁)에 입력된다. 즉, 방향파가 고전위인 경우에는 다이오드(D₂)가 오프상태로 되어, 저항(R₄)을 통해 콘덴서(C₁)에 서서히 충전되고, 방향파가 저전위인 경우에는 다이오드(D₂)가 턴온상태로 되어, 콘덴서(C₁)의 충전전압이 그 다이오드(D₂)를 통해 급속히 방전하게 되며, 이와 같은 충방전을 반복하게 됨에 따라 버퍼(BF₁)에 저전위신호가 인가되고, 이 저전위신호는 그 버퍼(BF₁)를 통해 전류 증폭되어 검출출력(B)으로 출력된다.

또한, 상기의 설명에서와 같이 검출입력단에 교류전압이 입력되지 않아, 포토커플러(PC₁)의 수광트랜지스터(PT₁)의 콜렉터에 계속 고전위신호가 출력되는 상태에서는 다이오드(D₂)가 오프상태로 유지되고, 이에 따라 그 고전위신호가 저항(R₄)을 통해 콘덴서(C₁)에 계속 충전되어 버퍼(BF₁)에 고전위신호가 인가되며, 이 고전위신호는 버퍼(BF₁)에서 전류증폭되어 검출출력(B)으로 출력된다.

결국 상기 버퍼(BF₁)에서 출력되는 검출 출력(B)은 검출입력단에 교류(AC)전원이 인가 되었을때 즉, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력 제어부(1)가 오프(OFF)되고 신호등기부(3)가 소등된 상황일 경우 저전위신호로 출력되도, 반대로 교류(AC)전원이 인가되지 않았을때 즉, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력 제어부(1)가 온(ON)되고 신호등기부(3)가 점등된 상황일 경우 고전위신호로 출력됨으로써, 신호등기부(3)의 점등 또는 소등상황을 반영하는 출력이 된다.

여기서, 전압검출부(2)에 인가되는 입력전압의 특성은 제6도와 같이, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력제어부(1)의 온(ON)상태시 솔리드 스테이트 릴레이(SSR)의 내부저항으로 인한 전압강하(Drop)는 현저하게 낮아 안정된 동작이 보장 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 전압검출부를 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력 제어부와 병렬 접속함으로써 전력 제어소자의 누설 전류로 인한 오동작의 원인을 제거하고, 전압검출부에 포토커플러를 사용함으로써 입력부와 출력부 사이의 접지를 분리하여 교통신호 제어기의 타회로 부분과 전원을 공유할 수 있도록 하여 제품에 대한 신뢰성 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

신호등기부(3)로 연결되는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 전력 제어부(1)에 각 전등선의 전압을 검출하는 전압검출부(2)를 병렬 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 교통신호 제어기의 출력 전압 검출회로.
제1항에 있어서, 전압검출부(2)는 검출입력이 저항(R₁)을 통해 포토커플러(PC₁)의 발광다이오드(PD₁)에 입력되게 접속함과 아울러 그 발광다이오드(PD₁)에 저항(R₂) 및 역방향의 다이오드(D₁)를 병렬 접속하고, 전원단자(Vcc)를 풀업저항(R₃)을 통해 상기 포토커플러(PC₁)의 수광트랜지스터(PT₁)의 콜렉터에 접속하고, 그 접속점을 병렬 접속된 역방향의 다이오드(D₂) 및 저항(R₄)을 통해 콘덴서(C₁)에 접속하여, 그 접속점의 신호가 버퍼(BF₁)를 통해 검출신호로 출력되게 구성한 것을 특징으로 하는 교통신호 제어기의 출력전압 검출회로.