Push-Pull과 Open Collector 차이｜센서 출력·PLC 입력 연결 기준

센서 데이터시트에서 Push-Pull Output과 Open Collector Output을 보면 둘 다 디지털 출력처럼 보이지만 출력단의 동작 방식은 다릅니다.

현장에서 중요한 차이는 하나입니다.

Push-Pull은 출력단을 High와 Low 양쪽으로 직접 구동하지만, Open Collector는 한쪽 방향만 능동적으로 구동한다는 점입니다.

이 차이를 모르고 센서나 PLC 입력을 교체하면 센서 LED는 정상인데 입력이 들어오지 않거나, 신호전압이 예상과 다르게 나타날 수 있습니다.

---

Push-Pull 출력이란?

Push-Pull 출력은 출력단 내부에 High와 Low를 각각 구동하는 회로가 있어 출력전압을 양쪽 방향으로 적극적으로 제어합니다.

일반적인 DC 센서에서 출력이 ON/OFF될 때 출력선은 회로 설계에 따라 High 또는 Low 상태로 구동됩니다.

따라서 별도의 Pull-up 저항 없이도 명확한 High/Low 신호를 만들 수 있는 경우가 많습니다.

다만 실제 출력전압, 최대 출력전류, 단락보호 여부는 제품마다 다르므로 데이터시트를 확인해야 합니다.

---

Open Collector 출력이란?

Open Collector는 출력단 트랜지스터의 Collector가 외부 단자로 나와 있는 구조입니다.

출력 트랜지스터가 한쪽 방향만 제어하므로 반대쪽 전압 상태는 외부회로나 연결된 입력장치에 의해 결정됩니다.

대표적인 예가 NPN Open Collector입니다.

출력이 ON되면 신호선을 0V 방향으로 끌어내리고, OFF 상태의 전압은 PLC 입력회로나 Pull-up 저항 등에 의해 결정될 수 있습니다.

Push-Pull과 Open Collector 차이

구분	Push-Pull	Open Collector
출력 구동	High·Low 양쪽 구동	한쪽 방향 구동
외부 저항	일반적으로 불필요	회로에 따라 필요
출력 OFF 상태	회로가 상태를 구동	외부회로 영향 가능
입력 호환성	입력전압·논리 확인	Sink/Source 방식 확인
확인할 핵심	출력전압·전류	NPN/PNP·Pull-up·부하

실제 제품마다 내부회로가 다를 수 있으므로 이 표는 출력방식의 기본 원리를 비교하는 용도로 보는 것이 좋습니다.

---

왜 Open Collector에는 Pull-up이 필요할 수 있을까?

NPN Open Collector를 예로 들면 출력 트랜지스터가 ON일 때는 출력선을 0V 쪽으로 끌어내릴 수 있습니다.

하지만 트랜지스터가 OFF되면 출력단에서 스스로 High 전압을 만들어내지 않습니다.

이때 외부 Pull-up 저항이나 PLC 입력회로가 High 상태를 만들어줄 수 있습니다.

개념적으로는 다음과 같습니다.

트랜지스터 OFF
→ Output은 Pull-up에 의해 High

트랜지스터 ON
→ Output은 0V 방향으로 Low

다만 PLC Digital Input에는 내부회로가 이미 구성되어 있는 경우가 있으므로 무조건 외부 Pull-up 저항을 추가하면 안 됩니다.

먼저 입력모듈 데이터시트를 확인해야 합니다.

---

Push-Pull이면 PLC에 바로 연결할 수 있을까?

항상 그런 것은 아닙니다.

Push-Pull 출력이라도 다음 조건은 확인해야 합니다.

센서 출력전압이 PLC 입력 허용범위 안에 있는지

그리고

센서 출력전류와 PLC 입력전류 조건이 맞는지

를 확인해야 합니다.

예를 들어 5V Push-Pull 출력을 24V 전용 PLC Digital Input에 연결한다고 해서 반드시 정상적인 ON 신호로 인식되는 것은 아닙니다.

반대로 출력단에 허용범위를 넘는 외부전압을 인가하면 센서 출력회로에 문제가 생길 수 있습니다.

결국 Push-Pull = 아무 입력에나 연결 가능은 아닙니다.

---

데이터시트에서는 무엇을 봐야 할까?

센서를 교체할 때 출력방식 이름만 보면 부족합니다.

다음 항목을 함께 확인하는 것이 좋습니다.

항목	확인 이유
Output Type	Push-Pull/Open Collector 구분
Output Voltage	PLC 입력전압과 호환 확인
Output Current	허용부하 확인
Residual Voltage	ON 상태 출력전압 확인
Leakage Current	OFF 상태 잔류전류 확인
Switching Frequency	필요한 동작속도 확인
Short-Circuit Protection	출력 보호기능 확인
Wiring Diagram	실제 결선 확인

특히 기존 센서를 다른 제조사 제품으로 교체할 때는 커넥터 모양이나 선 색상만 보고 동일 제품으로 판단하지 않는 것이 중요합니다.

---

Open Collector 센서를 교체했는데 PLC 입력이 안 들어오는 경우

다음 순서로 확인하면 원인을 좁히기 쉽습니다.

1. 센서 공급전압을 확인합니다.
2. 센서 자체 동작 LED를 확인합니다.
3. 출력이 Push-Pull인지 Open Collector인지 확인합니다.
4. Open Collector라면 NPN/PNP 방식을 확인합니다.
5. PLC Digital Input의 Sink/Source 방식을 확인합니다.
6. 출력 ON/OFF 상태의 실제 전압을 측정합니다.
7. 제조사 Wiring Diagram과 결선을 비교합니다.

센서 LED가 정상이라고 해서 PLC까지 정상적인 출력신호가 전달되고 있다는 뜻은 아닙니다.

센서 출력단과 PLC 입력단을 각각 측정하는 것이 가장 빠른 확인 방법입니다.

---

Push-Pull이 항상 더 좋은 출력방식일까?

그렇지는 않습니다.

Push-Pull은 High와 Low를 적극적으로 구동한다는 장점이 있지만, 시스템에서 요구하는 출력방식이 Open Collector라면 오히려 호환 문제가 생길 수 있습니다.

Open Collector 역시 외부전압과 입력회로를 적절히 구성할 수 있다는 장점이 있습니다.

따라서 선택기준은 성능 우열보다 연결하려는 PLC·Controller·Counter 입력회로와의 호환성입니다.

---

멀티미터로 확인할 때 주의할 점

센서 출력방식을 확인할 때 출력선과 0V 사이의 전압을 측정하면 ON/OFF 변화를 확인하는 데 도움이 됩니다.

다만 Open Collector 출력은 연결된 부하나 Pull-up 회로가 없으면 예상했던 전압이 나타나지 않을 수 있습니다.

따라서 측정값 하나만 보고 고장이라고 판단하지 말고 현재 연결된 입력회로와 데이터시트의 출력회로도를 함께 확인해야 합니다.

---

자주 묻는 질문

Push-Pull 출력에는 Pull-up 저항이 필요 없나요?

일반적으로 Push-Pull 출력은 High와 Low를 직접 구동하므로 별도의 Pull-up이 필요하지 않은 경우가 많습니다.

다만 실제 적용은 제조사 출력회로와 연결장비의 입력조건을 확인해야 합니다.

Open Collector는 반드시 Pull-up 저항이 필요한가요?

항상 별도 저항이 필요한 것은 아닙니다.

PLC나 Controller 입력회로가 필요한 전류경로를 이미 제공하는 경우도 있으므로 입력회로도를 먼저 확인해야 합니다.

NPN과 Open Collector는 같은 뜻인가요?

같은 뜻은 아닙니다.

Open Collector는 출력회로의 형태이고, NPN/PNP는 사용된 출력 트랜지스터와 전류방향을 구분하는 개념입니다.

센서 교체 시에는 출력방식뿐 아니라 PLC 입력방식과 Wiring Diagram도 함께 확인하는 것이 좋습니다.

---

정리

Push-Pull과 Open Collector의 가장 큰 차이는 출력단을 어떻게 구동하느냐입니다.

Push-Pull은 High와 Low를 양쪽 방향으로 구동하고, Open Collector는 한쪽 방향만 능동적으로 제어합니다.

현장에서 센서를 교체하거나 PLC에 연결할 때는 단순히 출력 이름만 보는 것이 아니라 출력전압, 허용전류, NPN/PNP 방식, PLC 입력회로, Wiring Diagram을 함께 확인해야 합니다.

특히 센서는 동작하는데 PLC 입력이 들어오지 않는다면 센서 고장부터 의심하기보다 출력방식과 입력회로의 호환성부터 확인하는 것이 효율적입니다.

참고자료

• 사용 중인 센서 제조사의 Output Circuit 및 Wiring Diagram
• PLC Digital Input Module 데이터시트
• 실제 적용 시 센서의 출력전압·허용전류·잔류전압·누설전류 사양을 우선 확인