KR102131263B1

KR102131263B1 - Current compensation device

Info

Publication number: KR102131263B1
Application number: KR1020190045138A
Authority: KR
Inventors: 정상영; 김진국; 박준식
Original assignee: 울산과학기술원; 이엠코어텍 주식회사
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-07-07

Abstract

In various types of power systems, embodiments of the present invention relate to a current compensation device which minimizes the influence on other devices by actively compensating for a first current input from one device to a common mode. The present invention relates to the current compensation device that makes it possible to easily grasp the presence or absence of an abnormality in a main configuration without disassembling the current compensation device through an erroneous sensing operation unit.

Description

CURRENT COMPENSATION DEVICE

본 발명의 실시예들은 전류 보상 장치에 관한 것으로, 두 장치를 연결하는 둘 이상의 대전류 경로 상에 공통 모드로 입력되는 전류를 능동적으로 보상하는 전류 보상 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relates to a current compensation device, and relates to a current compensation device that actively compensates for current input in a common mode on two or more large current paths connecting two devices.

일반적으로 가전용, 산업용 전기 제품이나 전기자동차와 같은 전기 기기들은 동작하는 동안 노이즈를 방출한다. 가령 전기 기기 내부의 스위칭 동작으로 인해 노이즈가 발생될 수 있다. 이러한 노이즈는 인체에 유해할 뿐만 아니라 연결된 다른 전자 기기의 오동작 또는 고장을 야기한다. In general, electrical appliances such as household appliances, industrial electrical appliances, and electric vehicles emit noise during operation. For example, noise may be generated due to a switching operation inside the electric device. This noise is not only harmful to the human body, but also causes malfunction or malfunction of other connected electronic devices.

전자 기기가 다른 기기에 미치는 전자 장해를, EMI(Electromagnetic Interference)라고 하며, 그 중에서도, 와이어 및 기판 배선을 경유하여 전달되는 노이즈를 전도성 방출(Conducted Emission, CE) 노이즈라고 한다. Electromagnetic interference caused by electronic devices to other devices is referred to as electromagnetic interference (EMI), and, among other things, noise transmitted through wires and substrate wiring is called conductive emission (CE) noise.

전자 기기가 주변 부품 및 다른 기기에 고장을 일으키지 않고 동작하도록 하기 위해서, 모든 전자 제품에서 EMI 노이즈 방출량을 엄격히 규제하고 있다. 따라서 대부분의 전자 제품들은, 노이즈 방출량에 대한 규제를 만족하기 위해, EMI 노이즈를 저감시키는 EMI 필터와 같은 전류 보상 장치를 필수적으로 포함한다. In order to ensure that electronic devices operate without causing damage to peripheral components and other devices, EMI noise emissions are strictly regulated in all electronic products. Therefore, most electronic products essentially include a current compensation device such as an EMI filter to reduce EMI noise in order to satisfy the regulation on the amount of noise emission.

예를 들면, 에어컨과 같은 백색가전, 전기차, 항공, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등에서, 전류 보상 장치는 필수적으로 포함된다. 종래의 전류 보상 장치는, 전도성 방출(CE) 노이즈 중 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감시키기 위해 공통 모드 초크(CM choke)를 이용한다.For example, in white appliances such as air conditioners, electric vehicles, aviation, and energy storage systems (ESS), a current compensation device is essentially included. Conventional current compensation devices use a common mode choke (CM choke) to reduce common mode (CM) noise among conductive emission (CE) noise.

그러나 공통 모드(CM) 초크는, 고전력/고전류 시스템에서, 자기 포화 현상에 의해 노이즈 저감 성능이 급격히 떨어지게 되는 문제가 있고, 노이즈 저감 성능을 유지하기 위해서, 공통 모드 초크의 사이즈를 키우거나 개수를 늘릴 경우, 전류 보상 장치의 크기와 가격이 매우 증가하는 문제점이 발생하였다.However, in a common mode (CM) choke, in a high power/high current system, there is a problem that the noise reduction performance is rapidly reduced due to a magnetic saturation phenomenon, and in order to maintain the noise reduction performance, increase the size or increase the number of common mode chokes. In the case, there was a problem in that the size and price of the current compensation device are very increased.

뿐만 아니라, 종래의 전류 보상 장치는 전체적으로 부피가 크고 소자들이 외부 환경에 그대로 노출되는 구조를 갖기 때문에, 외부 환경에 놓인 시스템에서 사용될 경우 소자들이 외부 충격이나 환경적 영향으로부터 쉽게 열화될 수 있고, 이는 필터의 특성에도 큰 영향을 미칠 수 있게 된다.In addition, since the conventional current compensation device is bulky overall and has a structure in which the elements are exposed to the external environment, when used in a system placed in the external environment, the elements can be easily degraded from external shocks or environmental effects, which The characteristics of the filter can be greatly influenced.

본 발명은 외부 환경으로부터 독립된 상태에서도 전류 보상 장치의 분해 없이 장치의 정상 동작 여부를 손쉽게 확인할 수 있는 전류 보상 장치를 제공하는 데에 목적이 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An object of the present invention is to provide a current compensation device that can easily check whether the device is operating normally without disassembling the current compensation device even in an independent state from the external environment. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 장치와 전기적으로 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 능동적으로 보상하는 전류 보상 장치는, 제2 장치에 의해 공급되는 제2 전류를 상기 제1 장치에 전달하는 적어도 둘 이상의 대전류 경로; 상기 대전류 경로 상의 상기 제1 전류를 감지하여, 상기 제1 전류에 대응되는 출력 신호를 생성하는 센싱부; 상기 출력 신호를 증폭하여 증폭된 출력 신호를 생성하는 증폭부; 상기 증폭된 출력 신호에 기초하여 보상 전류를 생성하는 보상부; 상기 보상 전류가 상기 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각으로 흐르는 경로를 제공하는 보상 커패시터부; 및 상기 대전류 경로, 상기 센싱부, 상기 증폭부, 상기 보상부 및 상기 보상 커패시터부 중 적어도 하나의 동작 상태에 대응되는 신호를 생성하는 오동작 감지부;를 포함할 수 있다.A current compensation device that actively compensates for a first current input in a common mode in each of at least two large current paths electrically connected to a first device according to an embodiment of the present invention is provided by a second device. At least two or more large current paths for transferring the supplied second current to the first device; A sensing unit sensing the first current on the large current path and generating an output signal corresponding to the first current; An amplifying unit for amplifying the output signal to generate an amplified output signal; A compensation unit that generates a compensation current based on the amplified output signal; A compensation capacitor unit providing a path in which the compensation current flows in each of the at least two large current paths; And a malfunction detection unit that generates a signal corresponding to an operation state of at least one of the large current path, the sensing unit, the amplification unit, the compensation unit, and the compensation capacitor unit.

상기 오동작 감지부는 상기 증폭부 내부의 적어도 하나의 노드(Node) 전압에 기초하여, 상기 증폭부의 동작 상태에 대응되는 신호를 생성할 수 있다.The malfunction detection unit may generate a signal corresponding to an operation state of the amplification unit based on at least one node voltage inside the amplification unit.

상기 증폭부는 서로 상보적으로 배치되는 제1 증폭 소자 및 제2 증폭 소자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 노드는 상기 제1 증폭 소자와 상기 제2 증폭 소자를 전기적으로 연결하는 경로상에 배치되는 중앙 노드를 포함할 수 있다.The amplification unit includes a first amplification element and a second amplification element that are complementary to each other, and the at least one node is disposed on a path electrically connecting the first amplification element and the second amplification element. It may contain a node.

상기 증폭부는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치와 구분되는 제3 장치로부터 동작 전압을 공급 받고, 상기 오동작 감지부는 상기 중앙 노드의 전압이 상기 동작 전압과 소정의 관계에 있는 값일 경우, 상기 증폭부의 동작 상태가 정상인 것에 대응되는 신호를 출력할 수 있다.The amplification unit is supplied with an operating voltage from a third device that is distinct from the first device and the second device, and the malfunction detection unit is configured when the voltage of the central node is a value having a predetermined relationship with the operating voltage. A signal corresponding to the normal operation state can be output.

상기 오동작 감지부는 상기 동작 상태에 대응되는 신호를 출력하는 오동작 감지신호 출력부; 및 상기 동작 상태에 대응되는 신호를 표시하는 오동작 감지신호 표시부;를 포함할 수 있다.The malfunction detection unit outputs a malfunction detection signal to output a signal corresponding to the operation state; And a malfunction detection signal display unit displaying a signal corresponding to the operation state.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 고전력 시스템에서도 가격, 면적, 부피, 무게가 크게 증가하지 않는 전류 보상 장치를 제공할 수 있다. According to various embodiments of the present invention made as described above, it is possible to provide a current compensation device that does not significantly increase in price, area, volume and weight even in a high power system.

구체적으로, 다양한 실시예에 따른 전류 보상 장치는, CM 초크를 포함하는 수동 보상 장치에 비하여 가격, 면적, 부피, 무게가 감소될 수 있다. Specifically, the current compensation device according to various embodiments may be reduced in price, area, volume, and weight compared to a manual compensation device including a CM choke.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전류 보상 장치는, CM 초크에 기생하지 않고 독립적으로 동작할 수 있는 능동형 전류 보상 장치를 제공할 수 있다. In addition, the current compensation device according to various embodiments of the present invention may provide an active current compensation device that can operate independently without parasitic on the CM choke.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전류 보상 장치는, 전력선으로부터 전기적으로 절연되는 능동 회로단을 가짐으로써, 능동 회로단에 포함된 소자들을 안정적으로 보호할 수 있다. In addition, the current compensation device according to various embodiments of the present invention, by having an active circuit stage electrically isolated from the power line, it is possible to stably protect the elements included in the active circuit stage.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전류 보상 장치는, 외부 과전압으로부터 보호될 수 있다. In addition, the current compensation device according to various embodiments of the present invention may be protected from external overvoltage.

또한 본 발명은 소형화/모듈화된 능동형 전류 보상 장치를 제공할 수 있으며, 특히 전류 보상 장치의 분해 없이, 장치의 정상 동작 여부를 손쉽게 확인할 수 있는 전류 보상 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a compact/modular active current compensation device, and particularly to provide a current compensation device that can easily check whether the device is operating normally without disassembling the current compensation device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 선 시스템에 사용되는 전류 보상 장치(100A)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 센싱 변압기(120A)가 제1 유도 전류(ID1)를 생성하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 제2 전류(I21, I22)에 의해 센싱 변압기(120A)에 유도되는 제2 자속 밀도(B21, B22)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 커패시터부(150A)를 통해 흐르는 전류(IL1, IL2)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 일 실시예에 따른 오동작 감지부(160A)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)가 사용되는 시스템의 구성을 구략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a system including a current compensation device 100 according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing a configuration of a current compensation device 100A used in a second line system according to an embodiment of the present invention.
3A is a diagram for explaining the principle that the sensing transformer 120A generates the first induced current ID1.
3B is a diagram for explaining second magnetic flux densities B21 and B22 induced to the sensing transformer 120A by the second currents I21 and I22.
4 is a view for explaining currents IL1 and IL2 flowing through the capacitor unit 150A.
5A to 5C are diagrams for describing a malfunction detection unit 160A according to an embodiment.
6 is a diagram schematically showing the configuration of a current compensation device 100B according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram schematically showing the configuration of a current compensation device 100C according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically showing a configuration of a system in which the current compensation device 100B according to the embodiment shown in FIG. 6 is used.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. The present invention can be applied to various transformations and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference numerals when describing with reference to the drawings, and redundant description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the following examples, terms such as first and second are not used in a limiting sense, but for the purpose of distinguishing one component from other components. In the following embodiments, the singular expression includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the examples below, terms such as include or have are meant to mean that features or components described in the specification exist, and do not preclude the possibility of adding one or more other features or components. In the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and shape of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is illustrated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a system including a current compensation device 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100)는 제1 장치(300)와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 보상할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100)는 적어도 둘 이상의 대전류 경로(111, 112), 센싱부(120), 증폭부(130), 보상부(140), 보상 커패시터부(150) 및 오동작 감지부(160)를 포함할 수 있다.The current compensation device 100 according to an embodiment of the present invention includes a first current I11 input in a common mode to each of at least two large current paths 111 and 112 connected to the first device 300. , I12) can be actively compensated. To this end, the current compensation device 100 according to an embodiment of the present invention includes at least two or more large current paths 111 and 112, a sensing unit 120, an amplification unit 130, a compensation unit 140, and a compensation capacitor unit ( 150) and a malfunction detection unit 160.

둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 전류 보상 장치(100) 내에서 제2 장치(200)에 의해 공급되는 제2 전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는 데, 예컨데 전력선일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 라이브선(Live line)과 중성선(Neutral line)일 수 있다.The two or more large current paths 111 and 112 may be a path for transmitting the second currents I21 and I22 supplied by the second device 200 to the first device 300 within the current compensation device 100. It can be, for example, a power line. According to an embodiment, each of the two or more large current paths 111 and 112 may be a live line and a neutral line.

본 명세서에서 제2 장치(200)는 제1 장치(300)에 전원을 전류 및/또는 전압의 형태로 공급하기 위한 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제2 장치(200)는 전원을 생산하여 공급하는 장치일 수도 있고, 다른 장치에 의해 생상된 전원을 공급하는 장치(예컨대 전기 자동차 충전 장치)일 수도 있다. 물론 제2 장치(200)는 저장된 에너지를 공급하는 장치일 수도 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the second device 200 may be various types of devices for supplying power to the first device 300 in the form of current and/or voltage. For example, the second device 200 may be a device that generates and supplies power, or may be a device that supplies power generated by another device (for example, an electric vehicle charging device). Of course, the second device 200 may be a device that supplies stored energy. However, this is an example, and the spirit of the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서 제1 장치(300)는 전술한 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 사용하는 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 구동되는 부하일 수 있다. 또한 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 이용하여 구동되는 부하(예컨대 전기 자동차)일 수 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the first device 300 may be various types of devices that use power supplied by the above-described second device 200. For example, the first device 300 may be a load driven using power supplied by the second device 200. In addition, the first device 300 may be a load (eg, an electric vehicle) that stores energy using power supplied by the second device 200 and is driven using the stored energy. However, this is an example, and the spirit of the present invention is not limited thereto.

전술한 바와 같이 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 제2 장치(200)에 의해 공급되는 전원, 즉 제2 전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는 데, 일 실시예에 따르면, 제2 전류(I21, I22)는 제2 주파수 대역의 주파수를 갖는 교류 전류일 수 있다. 이때 제2 주파수 대역은 가령 50Hz 내지 60Hz의 범위를 갖는 대역일 수 있다.As described above, each of the two or more large current paths 111 and 112 may be a path that delivers the power supplied by the second device 200, that is, the second currents I21 and I22 to the first device 300. However, according to an embodiment, the second currents I21 and I22 may be alternating currents having frequencies in the second frequency band. In this case, the second frequency band may be, for example, a band having a range of 50 Hz to 60 Hz.

또한 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 제1 장치(300)에서 발생한 노이즈, 즉 제1 전류(I11, I12)의 적어도 일부가 제2 장치(200)에 전달되는 경로일 수도 있다. 이때 제1 전류(I11, I12)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 대해 공통 모드(Common Mode)로 입력 될 수 있다. Also, each of the two or more large current paths 111 and 112 may be a path in which noise generated in the first device 300, that is, at least a portion of the first currents I11 and I12 is transmitted to the second device 200. At this time, the first currents I11 and I12 may be input in a common mode for each of the two or more large current paths 111 and 112.

제1 전류(I11, I12)는 다양한 원인에 의해 제1 장치(300)에서 의도치 않게 발생되는 전류일 수 있다. 가령 제1 전류(I11, I12)는 제1 장치(300)와 주변 환경 사이의 가상의 커패시턴스(Capacitance)에 의해 발생되는 노이즈 전류일 수 있다. The first currents I11 and I12 may be currents unintentionally generated in the first device 300 due to various causes. For example, the first currents I11 and I12 may be noise currents generated by virtual capacitance between the first device 300 and the surrounding environment.

제1 전류(I11, I12)는 제1 주파수 대역의 주파수를 갖는 전류일 수 있다. 이때 제1 주파수 대역은 전술한 제2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 가질 수 있는 데, 예컨대 150KHz 내지 30MHz의 범위를 갖는 대역일 수 있다. The first currents I11 and I12 may be currents having frequencies in the first frequency band. At this time, the first frequency band may have a higher frequency band than the above-described second frequency band, for example, may be a band having a range of 150KHz to 30MHz.

한편 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 경로를 포함할 수도 있고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 세 개의 경로 또는 네 개의 경로를 포함할 수도 있다. 대전류 경로(111, 112)의 수는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)가 사용하는 전원의 종류 및/또는 형태에 따라 달라질 수 있다.Meanwhile, the two or more large current paths 111 and 112 may include two paths as illustrated in FIG. 1, and may include three paths or four paths as illustrated in FIGS. 6 and 7. The number of large current paths 111 and 112 may vary depending on the type and/or type of power used by the first device 300 and/or the second device 200.

일 실시예에 따르면, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 후술하는 오동작 감지부(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 오동작 감지부(160)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)의 상태를 확인하고, 이에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 가령 오동작 감지부(160)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각의 전압 및/또는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)의 선간 전압을 확인하고, 이에 기초하여 대전류 경로(111, 112)가 정상인지 여부를 나타내는 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment, two or more large current paths 111 and 112 may be electrically connected to a malfunction detection unit 160 to be described later. In this case, the malfunction detection unit 160 may check the states of two or more large current paths 111 and 112 and generate signals corresponding thereto. For example, the malfunction detection unit 160 checks the voltage of each of the two or more large current paths 111 and 112 and/or the line voltage of the two or more large current paths 111 and 112, and based on this, the large current paths 111 and 112 A signal indicating whether it is normal can be generated.

한편, 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112)에 전기적으로 연결되어 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)를 감지하고, 제1 전류(I11, I12)에 대응되는 출력 신호를 생성할 수 있다. 바꾸어 말하면 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)를 감지하는 수단을 의미할 수 있다.Meanwhile, the sensing unit 120 is electrically connected to the large current paths 111 and 112 to sense the first currents I11 and I12 on the two or more large current paths 111 and 112, and the first currents I11 and I12. It is possible to generate an output signal corresponding to. In other words, the sensing unit 120 may mean a means for sensing the first currents I11 and I12 on the large current paths 111 and 112.

일 실시예에 따르면, 센싱부(120)는 센싱 변압기로 구현될 수 있다. 이때 센싱 변압기는 대전류 경로(111, 112)와 절연된 상태에서 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)를 감지하기 위한 수단일 수 있다. According to an embodiment, the sensing unit 120 may be implemented as a sensing transformer. In this case, the sensing transformer may be a means for sensing the first currents I11 and I12 on the large current paths 111 and 112 in an insulated state from the large current paths 111 and 112.

일 실시예에 따르면, 센싱부(120)는 후술하는 증폭부(130)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다. 또한 센싱부(120A)는 후술하는 오동작 감지부(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 오동작 감지부(160)는 센싱부(120)의 동작 상태를 확인하고, 이에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 가령 오동작 감지부(160)는 센싱부(120)가 센싱 변압기로 구현되는 예시에서, 센싱 변압기의 제1 차 측과 제2 차 측의 절연 여부를 확인하고, 이에 기초하여 센싱부(120)가 정상인지 여부를 나타내는 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the sensing unit 120 may be differentially connected to an input terminal of the amplifying unit 130 described later. Also, the sensing unit 120A may be electrically connected to the malfunction detection unit 160 to be described later. The malfunction detection unit 160 may check the operation state of the sensing unit 120 and generate a signal corresponding thereto. For example, the malfunction detection unit 160 in the example in which the sensing unit 120 is implemented as a sensing transformer, checks whether the primary and secondary sides of the sensing transformer are insulated, and based on this, the sensing unit 120 A signal indicating whether it is normal can be generated.

증폭부(130)는 센싱부(120)에 전기적으로 연결되어, 센싱부(120)가 출력한 출력 신호를 증폭하여, 증폭된 출력 신호를 생성할 수 있다. The amplifying unit 130 may be electrically connected to the sensing unit 120 to amplify the output signal output by the sensing unit 120 to generate an amplified output signal.

본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상을 조절하는것을 의미할 수 있다. In the present invention,'amplification' by the amplification unit 130 may mean adjusting the size and/or phase of the amplification target.

증폭부(130)의 증폭에 의해, 전류 보상 장치(100)는 제1 전류(I11, I12)와 크기가 동일하고 위상이 반대인 보상 전류(IC1, IC2)를 생성하여 대전류 경로(111, 112) 상의 제1 전류(I11, I12)를 보상할 수 있다.By the amplification of the amplification unit 130, the current compensation device 100 generates a compensation current (IC1, IC2) having the same size as the first currents (I11, I12) and opposite phases, thereby generating a large current path (111, 112). ) Can compensate for the first currents I11 and I12.

증폭부(130)는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 일 실시예에에서 증폭부(130)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 다른 실시예에에서 증폭부(130)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예서, 증폭부(130)는 BJT 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 다만 증폭부(130)의 위와 같은 구현 방식은 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130)로 제한 없이 사용될 수 있다. The amplifying unit 130 may be implemented by various means. In one embodiment, the amplification unit 130 may include an OP-AMP. In another embodiment, the amplifier 130 may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the OP-AMP. In another embodiment, the amplifying unit 130 may include a bipolar junction transistor (BJT). In another embodiment, the amplifying unit 130 may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the BJT. However, the above implementation method of the amplifying unit 130 is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto, and means for'amplifying' described in the present invention can be used without limitation to the amplifying unit 130 of the present invention. Can.

증폭부(130)는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)와 구분되는 제3 장치(400)로부터 전원을 공급받아, 센싱부가 출력한 출력신호를 증폭하여 증폭 전류를 생성할 수 있다. 이때 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200)와 무관한 전원으로부터 전력을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수 있다. 선택적으로 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200) 중 어느 하나의 장치로부터 전력을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수도 있다.The amplification unit 130 receives power from the first device 300 and/or the third device 400, which is distinct from the second device 200, and amplifies the output signal output by the sensing unit to generate an amplified current. Can. In this case, the third device 400 may be a device that receives power from a power source independent of the first device 300 and the second device 200 and generates input power of the amplifying unit 130. Optionally, the third device 400 may be a device that receives power from any one of the first device 300 and the second device 200 to generate input power of the amplifying unit 130.

일 실시예에 따르면, 증폭부(130)는 후술하는 오동작 감지부(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 오동작 감지부(160)는 증폭부(130)의 동작 상태를 확인하고, 이에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 오동작 감지부(160)가 증폭부(130)의 이상 여부를 확인하는 방법은 후술한다.According to an embodiment, the amplification unit 130 may be electrically connected to the malfunction detection unit 160 described later. The malfunction detection unit 160 may check the operation state of the amplification unit 130 and generate a signal corresponding thereto. A method for determining whether the malfunction detection unit 160 is abnormal in the amplification unit 130 will be described later.

보상부(140)는 증폭부(130)에 전기적으로 연결되고, 전술한 증폭부(130)에 의해 증폭된 출력 신호에 기초하여 보상 전류를 생성할 수 있다.The compensation unit 140 is electrically connected to the amplification unit 130 and may generate a compensation current based on the output signal amplified by the amplification unit 130 described above.

보상부(140)는 증폭부(130)의 출력단과 증폭부(130)의 기준전위(기준전위 2)를 연결하는 경로와 전기적으로 연결되어 보상 전류를 생성할 수 있다. 보상부(140)는 보상 커패시터부(150) 및 전류 보상 장치(100)의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로와 전기적으로 연결될 수 있다. 증폭부(130)의 기준전위(기준전위 2)와 전류 보상 장치(100)의 기준전위(기준전위 1)는 서로 구분되는 전위일 수 있다.The compensation unit 140 may be electrically connected to a path connecting the output terminal of the amplifier 130 and the reference potential (reference potential 2) of the amplifier 130 to generate a compensation current. The compensation unit 140 may be electrically connected to a path connecting the reference potential (reference potential 1) of the compensation capacitor unit 150 and the current compensation device 100. The reference potential (reference potential 2) of the amplifier 130 and the reference potential (reference potential 1) of the current compensation device 100 may be potentials that are distinguished from each other.

일 실시예에 따르면, 보상부(140)는 후술하는 오동작 감지부(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 오동작 감지부(160)는 보상부(140)의 동작 상태를 확인하고, 이에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 가령 오동작 감지부(160)는 보상부(140)가 보상 변압기로 구현되는 예시에서, 보상 변압기의 제1 차 측과 제2 차 측의 절연 여부를 확인하고, 이에 기초하여 보상부(140)가 정상인지 여부를 나타내는 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the compensation unit 140 may be electrically connected to the malfunction detection unit 160 described later. The malfunction detection unit 160 may check the operation state of the compensation unit 140 and generate a signal corresponding thereto. For example, in the example in which the malfunction detector 160 is implemented as a compensation transformer, the compensation unit 140 checks whether the primary and secondary sides of the compensation transformer are insulated, and based on this, the compensation unit 140 A signal indicating whether it is normal can be generated.

보상 커패시터부(150)는 보상부(140)에 의해 생성된 보상 전류가 둘 이상의 대전류 경로 각각으로 흐르는 경로를 제공할 수 있다.The compensation capacitor unit 150 may provide a path in which the compensation current generated by the compensation unit 140 flows in each of two or more large current paths.

일 실시예에 따르면, 보상 커패시터부(150)는 보상부(140)에 의해 생성된 전류가 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각으로 흐르는 경로를 제공하는 보상 커패시터부(150)로 구현될 수 있다. 이때 보상 커패시터부(150)는 전류 보상 장치(100)의 기준전위(기준전위 1)와 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각을 연결하는 적어도 둘 이상의 보상 커패시터를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the compensation capacitor unit 150 may be implemented as a compensation capacitor unit 150 that provides a path through which the current generated by the compensation unit 140 flows into each of two or more large current paths 111 and 112. have. At this time, the compensation capacitor unit 150 may include at least two or more compensation capacitors connecting each of the reference potential (reference potential 1) of the current compensation device 100 and the two or more large current paths 111 and 112.

일 실시예에 따르면, 보상 커패시터부(150)는 후술하는 오동작 감지부(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 오동작 감지부(160)는 보상 커패시터부(150)의 동작 상태를 확인하고, 이에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 가령 오동작 감지부(160)는 보상 커패시터부(150)를 통하여 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각으로 흐르는 전류의 크기를 확인하고, 이에 기초하여 보상 커패시터부(150)가 정상인지 여부를 나타내는 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the compensation capacitor unit 150 may be electrically connected to the malfunction detection unit 160 described later. The malfunction detection unit 160 may check the operation state of the compensation capacitor unit 150 and generate a signal corresponding thereto. For example, the malfunction detection unit 160 checks the magnitude of current flowing through each of the two or more large current paths 111 and 112 through the compensation capacitor unit 150, and based on this, indicates whether the compensation capacitor unit 150 is normal. You can generate a signal.

오동작 감지부(160)는 전술한 둘 이상의 대전류 경로(111, 112), 센싱부(120), 증폭부(130), 보상부(140) 및 보상 커패시터부(150) 중 적어도 하나(이하 확인 대상이라고 합니다)의 동작 상태를 확인하고, 확인된 동작 상태에 대응되는 신호를 생성할 수 있다.The malfunction detection unit 160 includes at least one of the two or more large current paths 111 and 112 described above, a sensing unit 120, an amplification unit 130, a compensation unit 140, and a compensation capacitor unit 150 (hereinafter referred to as a check target) ), and generate a signal corresponding to the confirmed operating state.

일 실시예에서, 오동작 감지부(160)는 확인 대상의 동작 상태에 대응되는 신호를 출력하는 오동작 감지신호 출력부와 동작 상태에 대응되는 신호를 표시하는 오동작 감지신호 표시부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the malfunction detection unit 160 may include a malfunction detection signal output unit for outputting a signal corresponding to an operation state of a check target and a malfunction detection signal display unit for displaying a signal corresponding to an operation state.

일 실시예에서, 오동작 감지신호 출력부는 확인 대상 내부의 적어도 하나의 노드(Node)전압이, 소정의 기준 전압 범위에 포함되는지 여부에 기초하여, 확인 대상의 동작 상태에 대응되는 신호를 전압의 형태로 출력할 수 있다. 오동작 감지신호 출력부에 의해 출력되는 신호(즉 전압)는 외부장치로 출력되거나 또는 오동작 감지신호 표시부로 출력될 수 있다. 이때 외부장치는 전술한 제1 장치(300) 및 제2 장치(200)를 포함하는 다양한 장치를 의미할 수 있다.In one embodiment, the malfunction detection signal output unit forms a voltage corresponding to a signal corresponding to the operation state of the verification target based on whether at least one node voltage inside the verification target is included in a predetermined reference voltage range. Can be output as The signal (ie voltage) output by the malfunction detection signal output unit may be output to an external device or may be output to the malfunction detection signal display unit. In this case, the external device may refer to various devices including the first device 300 and the second device 200 described above.

일 실시예에서, 오동작 감지신호 표시부는 전술한 오동작 감지신호 출력부가 생성한 신호에 기초하여 온(On)되는 발광소자를 포함할 수 있다. 이때 발광소자는 예를 들어 발광 다이오드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the malfunction detection signal display unit may include a light emitting device that is turned on based on a signal generated by the malfunction detection signal output unit described above. At this time, the light emitting device may include, for example, a light emitting diode.

다른 실시예에서, 오동작 감지신호 표시부는 적어도 둘 이상의 발광소자를 포함하는 발광소자 그룹을 포함할 수 있다. 이때 오동작 감지신호 표시부는 감지신호 출력부가 생성한 신호에 기초하여 발광소자 그룹의 적어도 하나 이상의 발광소자의 온,오프(On,Off)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 오동작 감지신호 표시부는 오동작 감지신호 출력부가 생성한 전압의 크기에 비례하여 점등되는 발광소자의 수를 증가시킬 수 있다.In another embodiment, the malfunction detection signal display unit may include a group of light emitting devices including at least two light emitting devices. In this case, the malfunction detection signal display unit may control on and off of at least one light emitting element of the light emitting device group based on the signal generated by the detection signal output unit. For example, the malfunction detection signal display unit may increase the number of light emitting elements that are lit in proportion to the magnitude of the voltage generated by the malfunction detection signal output unit.

오동작 감지부(160)는 전술한 바와 같이 확인 대상 내부의 적어도 하나의 노드(Node) 전압에 기초하여 확인 대상의 동작 상태를 확인할 수 있고, 확인 대상 내부의 적어도 하나의 경로(Path) 전류에 기초하여 확인 대상의 동작 상태를 확인할 수도 있다. 물론 오동작 감지부(160)는 동작 상태 확인 대상의 온도, 온도의 변화량, 자기장 및/또는 전기장의 크기에 기초하여 확인 대상의 동작 상태를 확인할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.The malfunction detection unit 160 may check the operation state of the verification target based on the voltage of at least one node inside the verification target as described above, and based on at least one path current inside the verification target You can also check the operation status of the object to be checked. Of course, the malfunction detection unit 160 may also check the operation status of the verification target based on the temperature of the target, the amount of change in temperature, and the size of the magnetic field and/or electric field. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

서로 상보적으로 배치되는 제1 증폭 소자 및 제2 증폭 소자로 구성되는 증폭부(130)를 포함하는 예시에서, 오동작 감지부(160)는 증폭부(130)의 동작 상태를 확인하고, 이에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 이러한 경우 오동작 감지부(160)는 제1 증폭 소자와 제2 증폭 소자를 전기적으로 연결하는 경로상에 배치되는 중앙 노드의 전압에 기초하여 증폭부(130)의 동작 상태에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. In an example including an amplifying unit 130 composed of a first amplifying element and a second amplifying element that are complementary to each other, the malfunction detection unit 160 checks an operation state of the amplifying unit 130 and responds thereto Can generate a signal. In this case, the malfunction detection unit 160 generates a signal corresponding to the operation state of the amplification unit 130 based on the voltage of the central node disposed on a path electrically connecting the first amplification element and the second amplification element. Can.

오동작 감지부(160)는 이와 같은 중앙 노드의 전압이 증폭부(130)의 동작 전압과 소정의 관계에 있는 값(예를 들어 동작 전압의 절반과 대응되는 값)일 경우, 증폭부(130)의 동작 상태가 정상인 것을 나타내는 신호를 출력하거나 표시할 수 있다. When the voltage of the central node is a value having a predetermined relationship with the operating voltage of the amplifying unit 130 (for example, a value corresponding to half of the operating voltage), the malfunction detecting unit 160 amplifies 130 It can output or display a signal indicating that the operation state is normal.

한편 본 발명에서 증폭 소자가 '서로 상보적으로 배치'되는 것은, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이 어느 하나의 증폭 소자가 양의 신호를 증폭하도록 배치되고, 나머지 증폭 소자가 음의 신호를 증폭하도록 배치되는 것을 의미할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, when the amplifying elements are'complementarily arranged with each other', as shown in FIGS. 5B and 5C, any one amplifying element is arranged to amplify a positive signal, and the rest of the amplifying elements transmit a negative signal. It can mean arranged to amplify.

상기와 같이 구성된 전류 보상 장치(100)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 특정 조건의 전류를 감지하고 이를 능동적으로 보상할 수 있고, 장치(100)의 소형화에도 불구하고 고전류, 고전압 및/또는 고전력 시스템에 적용될 수 있다.The current compensating device 100 configured as described above can sense and actively compensate current of a specific condition on two or more large current paths 111 and 112, and despite the miniaturization of the device 100, high current, high voltage, and/or Or it can be applied to a high power system.

한편 상기와 같이 구성된 전류 보상 장치(100)는 하나의 봉지 구조체 내에 봉지되는 기판을 포함하는 모듈의 형태로 구현될 수 있다. 또한 전류 보상 장치(100)의 각 구성과 제1 장치(300), 제2 장치(200), 제3 장치(400), 기준전위 1, 기준전위 2 및 기타 외부장치와 연결되는 단자는 핀(Pin)의 형태로, 기판의 일면에 수직한 방향으로 돌출되도록 구비될 수 있다. Meanwhile, the current compensation device 100 configured as described above may be implemented in the form of a module including a substrate encapsulated in one encapsulation structure. In addition, each component of the current compensation device 100 and the terminal connected to the first device 300, the second device 200, the third device 400, the reference potential 1, the reference potential 2 and other external devices are pins ( Pin), it may be provided to protrude in a direction perpendicular to one surface of the substrate.

가령 오동작 감지부(160)가 생성한 동작 상태에 대응되는 신호를 출력하는 단자는 핀의 형태로, 상술한 모듈로부터 돌출되도록 구비될 수 있다. 이에 따라 사용자는 모듈의 분해 없이 해당 핀의 전압 등을 확인함으로써 전류 보상 장치(100)의 특정 구성의 이상 여부를 손쉽게 확인할 수 있다.For example, a terminal outputting a signal corresponding to an operation state generated by the malfunction detection unit 160 may be provided to protrude from the above-described module in the form of a pin. Accordingly, the user can easily check whether a specific configuration of the current compensation device 100 is abnormal by checking the voltage of the corresponding pin without disassembling the module.

이하에서는 도 2 내지 도 7을 도 1과 함께 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전류 보상 장치(100)를 설명한다.Hereinafter, the current compensation device 100 according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 2 to 7 together with FIG. 1.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 선 시스템에 사용되는 전류 보상 장치(100A)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a current compensation device 100A used in a second line system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100A)는 제1 장치(300A)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 보상할 수 있다. The current compensating device 100A according to an embodiment of the present invention actively applies the first currents I11 and I12 input in a common mode to each of the two large current paths 111A and 112A connected to the first device 300A. Can compensate.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100A)는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A), 센싱 변압기(120A), 증폭부(130A), 보상 변압기(140A), 보상 커패시터부(150A) 및 오동작 감지부(160A)를 포함할 수 있다.To this end, the current compensation device 100A according to an embodiment of the present invention includes two large current paths 111A and 112A, a sensing transformer 120A, an amplification unit 130A, a compensation transformer 140A, and a compensation capacitor unit 150A. ) And a malfunction detection unit 160A.

일 실시예에서, 센싱부(120)는 센싱 변압기(120A)를 포함할 수 있다. 이때 센싱 변압기(120A)는 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 상태에서 대전류 경로(111A, 112A) 상의 제1 전류(I11, I12)를 감지하기 위한 수단일 수 있다. In one embodiment, the sensing unit 120 may include a sensing transformer 120A. At this time, the sensing transformer 120A may be a means for sensing the first currents I11 and I12 on the large current paths 111A and 112A while insulated from the large current paths 111A and 112A.

센싱 변압기(120A)는 대전류 경로(111A, 112A) 상에 배치되는 제1 차 측(121A)에서, 제1 전류(I11, I12)에 의해 유도되는 제1 자속 밀도에 기초하여 제2 차 측(122A)에 제1 유도 전류를 생성할 수 있다. 이때 센싱 변압기(120A)의 제2 차 측(122A)은 후술하는 증폭부(130)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다. The sensing transformer 120A is on the primary side 121A disposed on the large current paths 111A, 112A, based on the first magnetic flux density induced by the first currents I11, I12 ( A first induced current may be generated at 122A). At this time, the secondary side 122A of the sensing transformer 120A may be differentially connected to the input terminal of the amplifying unit 130 described later.

도 3a는 센싱 변압기(120A)가 제1 유도 전류(ID1)를 생성하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.3A is a diagram for explaining the principle that the sensing transformer 120A generates the first induced current ID1.

설명의 편의를 위하여 센싱 변압기(120A)의 제1 차측(121A)과 제2 차 측(122A)이 도 3a에 도시된 바와 같이 구성됨을 전제로 설명한다. 바꾸어 말하면 센싱 변압기(120A)의 코어(123A)에 대전류 경로(111A, 112A) 및 제2 차측(122A) 권선이 자속 및/또는 자속 밀도의 생성 방향을 고려하여 권취되어 있음을 전제로 설명한다.For convenience of description, it will be described on the assumption that the primary side 121A and the secondary side 122A of the sensing transformer 120A are configured as shown in FIG. 3A. In other words, it will be described on the premise that the windings of the high current paths 111A and 112A and the second secondary side 122A windings are wound on the core 123A of the sensing transformer 120A in consideration of the direction of magnetic flux and/or magnetic flux density.

대전류 경로(111A)에 제1 전류(I11)가 입력 됨에 따라 코어(123A)에는 자속 밀도(B11)가 유도될 수 있다. 이와 유사하게, 대전류 경로(112A)에 제1 전류(I12)가 입력 됨에 따라 코어(123A)에는 자속 밀도(B12)가 유도될 수 있다. As the first current I11 is input to the large current path 111A, the magnetic flux density B11 may be induced in the core 123A. Similarly, as the first current I12 is input to the large current path 112A, the magnetic flux density B12 may be induced in the core 123A.

유도된 자속 밀도(B11, B12)에 의해 제2 차측(122A) 권선에는 제1 유도 전류(ID1)가 유도될 수 있다.The first induced current ID1 may be induced in the winding of the second secondary side 122A by the induced magnetic flux densities B11 and B12.

이와 같이 센싱 변압기(120A)는 제1 전류(I11, I12)에 의해 유도되는 제1 자속 밀도(B11, B12)가 서로 중첩될 수 있게(또는 서로 보강할 수 있게) 구성되어, 둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 제2 차 측(122A)에서 제1 전류(I11, I12)와 대응되는 제1 유도 전류(ID1)를 생성할 수 있다.In this way, the sensing transformer 120A is configured such that the first magnetic flux densities B11 and B12 induced by the first currents I11 and I12 can overlap each other (or reinforce each other), so that two or more large current paths are formed. A first induction current ID1 corresponding to the first currents I11 and I12 may be generated at the secondary side 122A insulated from the 111A and 112A.

한편 대전류 경로(111A, 112A) 및 제2 차측(122A) 권선이 코어(123A)에 권취되는 수는 전류 보상 장치(100A)가 사용되는 시스템의 요구 조건에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 가령 대전류 경로(111A, 112A) 및 제2 차측(122A) 권선 모두 코어(123A)에 1회만 귄취될 수 있다. 이러한 경우 대전류 경로(111A, 112A) 및 제2 차측(122A) 권선이 단지 코어(123A)의 중앙 홀을 통과하는 형태로 센싱 변압기(120A)가 구성될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the number of windings of the large current paths 111A and 112A and the secondary secondary 122A winding on the core 123A may be appropriately determined according to the requirements of the system in which the current compensation device 100A is used. For example, both the large current paths 111A, 112A and the secondary side 122A winding may be wound only once to the core 123A. In this case, the sensing transformer 120A may be configured in such a manner that the windings of the large current paths 111A and 112A and the secondary secondary 122A only pass through the central hole of the core 123A. However, this is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto.

한편 센싱 변압기(120A)는 둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 흐르는 제2 전류(I21, I22)에 의해 유도되는 제2 자속 밀도가 소정의 자속 밀도 조건을 만족하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the sensing transformer 120A may be configured such that the second magnetic flux density induced by the second currents I21 and I22 flowing in each of the two or more large current paths 111A and 112A satisfies a predetermined magnetic flux density condition.

도 3b는 제2 전류(I21, I22)에 의해 센싱 변압기(120A)에 유도되는 제2 자속 밀도(B21, B22)를 설명하기 위한 도면이다.3B is a view for explaining second magnetic flux densities B21 and B22 induced to the sensing transformer 120A by the second currents I21 and I22.

도 3a에서와 마찬가지로, 센싱 변압기(120A)의 제1 차측(121A)과 제2 차 측(122A)이 도 3b에 도시된 바와 같이 구성됨을 전제로 설명한다. 바꾸어 말하면 센싱 변압기(120A)의 코어(123A)에 둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A) 및 제2 차측(122A) 권선이 자속 및/또는 자속 밀도의 생성 방향을 고려하여 권취되어 있음을 전제로 설명한다.As in FIG. 3A, it will be described on the premise that the primary side 121A and the secondary side 122A of the sensing transformer 120A are configured as shown in FIG. 3B. In other words, it is assumed that two or more large current paths 111A, 112A and the secondary 122A windings are wound on the core 123A of the sensing transformer 120A in consideration of the direction of magnetic flux and/or magnetic flux density. do.

대전류 경로(111A)에 제2 전류(I21)가 입력 됨에 따라 코어(123A)에는 자속 밀도(B21)가 유도될 수 있다. 이와 유사하게, 대전류 경로(112A)에 제2 전류(I22)가 입력(또는 출력) 됨에 따라 코어(123A)에는 자속 밀도(B22)가 유도될 수 있다. As the second current I21 is input to the large current path 111A, the magnetic flux density B21 may be induced in the core 123A. Similarly, as the second current I22 is input (or output) to the large current path 112A, the magnetic flux density B22 may be induced in the core 123A.

센싱 변압기(120A)는 제2 전류(I21, I22)(둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 흐르는)에 의해 유도되는 제2 자속 밀도(B21, B22)가 소정의 자속 밀도 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 자속 밀도 조건은 도 3b에 도시된 바와 같이 서로 상쇄되는 조건일 수 있다.The sensing transformer 120A is configured such that the second magnetic flux densities B21 and B22 induced by the second currents I21 and I22 (which flow in each of two or more large current paths 111A and 112A) satisfy a predetermined magnetic flux density condition. Can be configured. At this time, the predetermined magnetic flux density condition may be a condition that cancels each other as shown in FIG. 3B.

바꾸어 말하면, 센싱 변압기(120A)는 둘 이상의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 흐르는 제2 전류(I21, I22)에 의해 유도되는 제2 유도 전류(ID2)가 소정의 제2 유도 전류 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 제2 유도 전류 조건은 제2 유도 전류(ID2)의 크기가 소정의 임계 크기 미만인 조건일 수 있다.In other words, in the sensing transformer 120A, the second induction current ID2 induced by the second currents I21 and I22 flowing in each of the two or more large current paths 111A and 112A satisfies a predetermined second induction current condition. It can be configured to. At this time, the predetermined second induced current condition may be a condition in which the size of the second induced current ID2 is less than a predetermined threshold size.

이와 같이 센싱 변압기(120A)는 제2 전류(I21, I22)에 의해 유도되는 제2 자속 밀도(B21, B22)가 서로 상쇄될 수 있게 구성되어, 제1 전류(I11, I12)만이 감지되도록 할 수 있다.In this way, the sensing transformer 120A is configured such that the second magnetic flux densities B21 and B22 induced by the second currents I21 and I22 cancel each other, so that only the first currents I11 and I12 are sensed. Can.

센싱 변압기(120A)는 제1 주파수 대역(예를 들어 150KHz 내지 30MHz의 범위를 갖는 대역)의 제1 전류(I11, I12)에 의해 유도되는 제1 자속 밀도(B11, B12)의 크기가 제2 주파수 대역(예를 들어 50Hz 내지 60Hz의 범위를 갖는 대역)의 제2 전류(I21, I22)에 의해 유도되는 제2 자속 밀도(B21, B22)의 크기보다 크도록 구성될 수 있다. The sensing transformer 120A has a first magnetic flux density (B11, B12) that is induced by the first currents I11 and I12 in the first frequency band (for example, a band having a range of 150KHz to 30MHz). It may be configured to be larger than the magnitude of the second magnetic flux density (B21, B22) induced by the second current (I21, I22) of the frequency band (for example, a band having a range of 50Hz to 60Hz).

본 발명에서 A 구성요소가 B 하도록 '구성'되는 것은, A 구성요소의 디자인 파라미터가 B 하기에 적절하도록 설정되는 것을 의미할 수 있다. 가령 센싱 변압기(120A)가 특정 주파수 대역의 전류에 의해 유도되는 자속의 크기가 크도록 구성되는 것은, 센싱 변압기(120A)의 크기, 코어의 직경, 권취 수, 인덕턴스의 크기 상호 인덕턴스의 크기와 같은 파라미터가 특정 주파수 대역의 전류에 의해 유도되는 자속의 크기가 강하도록 적절하게 설정된 것을 의미할 수 있다.In the present invention,'configuring' the component A to B may mean that the design parameter of the component A is set appropriately for B. For example, the sensing transformer 120A is configured to have a large magnetic flux induced by a current in a specific frequency band, such as the size of the sensing transformer 120A, the diameter of the core, the number of windings, the size of the inductance, and the size of the mutual inductance. It may mean that the parameter is properly set so that the magnitude of the magnetic flux induced by the current in a specific frequency band is strong.

센싱 변압기(120A)의 제2 차 측(122A)은 증폭부(130A)에 제1 유도 전류를 공급하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 증폭부(130A)의 입력단과 차동(Differential)으로 연결될 수 있다. 또한 증폭부(130A)의 구성에 따라, 센싱 변압기(120A)의 제2 차 측(122A)은 증폭부(130A)의 입력단과 증폭부(130A)의 기준전위(기준전위 2)를 연결하는 경로상에 배치될 수도 있다.The secondary side 122A of the sensing transformer 120A is differentially connected to the input terminal of the amplifier 130A as shown in FIG. 2 to supply the first induced current to the amplifier 130A. Can. In addition, depending on the configuration of the amplification section 130A, the secondary side 122A of the sensing transformer 120A is a path connecting the input terminal of the amplification section 130A and the reference potential (reference potential 2) of the amplification section 130A. It may be placed on.

한편 위에서 바와 같이 센싱부(120)가 센싱 변압기(120A)로 구현되는 것은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 대전류 경로(111A, 112A) 상에서 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)만을 감지할 수 있는 수단은 센싱부(120)로 제한 없이 사용될 수 있다.On the other hand, as described above, the sensing unit 120 is implemented as a sensing transformer 120A, which is exemplary, and the spirit of the present invention is not limited thereto. Therefore, a means capable of detecting only the first currents I11 and I12 input in the common mode on the large current paths 111A and 112A may be used without limitation as the sensing unit 120.

증폭부(130)는 전술한 센싱부(120)가 출력한 출력 신호를 증폭하여, 증폭된 출력 신호를 생성할 수 있다. The amplifying unit 130 may amplify the output signal output by the sensing unit 120 and generate an amplified output signal.

일 실시예에서, 증폭부(130)는 센싱 변압기(120A)에 의해 생성된 제1 유도 전류를 증폭하여 증폭 전류를 생성하는 증폭부(130A)로 구현될 수 있다.In one embodiment, the amplification unit 130 may be implemented as an amplification unit 130A that amplifies the first induced current generated by the sensing transformer 120A to generate an amplification current.

본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상을 조절하는것을 의미할 수 있다. 가령 증폭부(130A)는 제1 유도 전류의 위상을 180도 변경하고, 크기를 K배(K>=1) 만큼 증가시켜 증폭 전류를 생성할 수 있다.In the present invention,'amplification' by the amplification unit 130 may mean adjusting the size and/or phase of the amplification target. For example, the amplification unit 130A may generate the amplification current by changing the phase of the first induced current by 180 degrees and increasing the magnitude by K times (K>=1).

이와 같은 증폭부(130A)의 증폭에 의해, 전류 보상 장치(100A)는 제1 전류(I11, I12)와 크기가 동일하고 위상이 반대인 보상 전류(IC1, IC2)를 생성하여 대전류 경로(111A, 112A) 상의 제1 전류(I11, I12)를 보상할 수 있다.By the amplification of the amplifying unit 130A, the current compensating device 100A generates the compensating currents IC1 and IC2 having the same size and opposite phases as the first currents I11 and I12, thereby generating a large current path 111A. , 112A) may compensate for the first currents I11 and I12.

증폭부(130A)는 전술한 센싱 변압기(120A)의 변압 비율 및 후술하는 보상부 (140)의 변압 비율을 고려하여 증폭 전류를 생성할 수 있다. The amplifying unit 130A may generate an amplifying current in consideration of the transformer ratio of the sensing transformer 120A and the transformer ratio of the compensation unit 140 described later.

가령 센싱 변압기(120A)가 크기가 1인 제1 전류(I11, I12)를 크기가 1/F1인 제1 유도 전류로 변환하고, 보상부(140)가 크기가 1인 증폭 전류를 크기가 1/F2인 보상 전류로 변환하는 보상 변압기(140A)로 구현되는 경우, 증폭부(130A)는 제1 유도 전류의 크기의 F1xF2배인 증폭 전류를 생성할 수 있다. 이때 증폭부(130A)는 증폭 전류의 위상이 제1 유도 전류의 위상과 반대가 되도록 증폭 전류를 생성할 수 있다.For example, the sensing transformer 120A converts the first currents I11 and I12 having a size of 1 to a first induction current having a size of 1/F1, and the compensation unit 140 converts the amplification current having a size of 1 into a size of 1 When implemented as a compensation transformer 140A that converts /F2 to a compensation current, the amplifier 130A can generate an amplification current that is F1xF2 times the magnitude of the first induced current. At this time, the amplification unit 130A may generate an amplification current so that the phase of the amplification current is opposite to that of the first induction current.

증폭부(130A)는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 가령 증폭부(130A)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 증폭부(130A)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 또한 증폭부(130A)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 증폭부(130A)는 BJT 외에 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 다만 증폭부(130A)의 위와 같은 구현 방식은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130A)로 제한 없이 사용될 수 있다.The amplifier 130A can be implemented by various means. For example, the amplification unit 130A may include an OP-AMP. Optionally, the amplifier 130A may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the OP-AMP. In addition, the amplifier 130A may include a bipolar junction transistor (BJT). Optionally, the amplifying unit 130A may include a plurality of passive elements in addition to the BJT. However, the above implementation method of the amplification unit 130A is exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto, and the means for'amplification' described in the present invention can be used without limitation as the amplification unit 130A of the present invention. Can.

일 실시예에서, 증폭부(130A)는 서로 상보적으로 배치되는 제1 증폭 소자(예를 들어 BJT 또는 MOS-FET) 및 제2 증폭 소자(예를 들어 BJT 또는 MOS-FET)로 구성될 수 있다. 한편 본 발명에서 증폭 소자가 '서로 상보적으로 배치'되는 것은, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이 어느 하나의 증폭 소자가 양의 신호를 증폭하도록 배치되고, 나머지 증폭 소자가 음의 신호를 증폭하도록 배치되는 것을 의미할 수 있다.In one embodiment, the amplifying unit 130A may be composed of a first amplifying element (eg, BJT or MOS-FET) and a second amplifying element (eg, BJT or MOS-FET) disposed complementarily to each other. have. Meanwhile, in the present invention, when the amplifying elements are'complementarily arranged with each other', as shown in FIGS. 5B and 5C, any one amplifying element is arranged to amplify a positive signal, and the rest of the amplifying elements transmit a negative signal. It can mean arranged to amplify.

증폭부(130A)는 전술한 바와 같이 제3 장치(400A)로부터 전원을 공급받아 제1 유도 전류를 증폭하여 증폭 전류를 생성할 수 있다.As described above, the amplifying unit 130A may receive power from the third device 400A to amplify the first induced current to generate an amplified current.

보상부(140)는 전술한 증폭부(130)에 의해 증폭된 출력 신호에 기초하여 보상 전류를 생성할 수 있다.The compensation unit 140 may generate a compensation current based on the output signal amplified by the amplification unit 130 described above.

일 실시예에서, 보상부(140)는 보상 변압기(140A)를 포함할 수 있다. 이때 보상 변압기(140A)는 전술한 대전류 경로(111A, 112A)와 절연된 상태에서, 증폭 전류에 기초하여 대전류 경로(111A, 112A) 측에(또는 후술하는 제2 차 측(142A)에) 보상 전류를 생성하기 위한 수단일 수 있다.In one embodiment, the compensation unit 140 may include a compensation transformer 140A. At this time, the compensation transformer 140A is insulated from the aforementioned large current paths 111A and 112A, and compensates to the large current paths 111A and 112A side (or to the secondary side 142A described later) based on the amplified current. It can be a means for generating an electric current.

보다 구체적으로, 보상 변압기(140A)는 증폭부(130A)의 출력단과 차동으로 연결되는 제1 차 측(141A)에서, 증폭부(130A)가 생성한 증폭 전류에 의해 유도되는 제3 자속 밀도에 기초하여 제2 차 측(142A)에 보상 전류를 생성할 수 있다. 이때 제2 차 측(142A)은 후술하는 보상 커패시터부(150A)와 전류 보상 장치의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로상에 배치될 수 있다.More specifically, the compensation transformer 140A is at the third magnetic flux density induced by the amplification current generated by the amplification unit 130A, at the primary side 141A differentially connected to the output terminal of the amplification unit 130A. Based on this, it is possible to generate a compensation current on the secondary side 142A. At this time, the second side 142A may be disposed on a path connecting the compensation capacitor unit 150A, which will be described later, and a reference potential (reference potential 1) of the current compensation device.

한편 보상 변압기(140A)의 제1 차 측(141A), 증폭부(130A) 및 센싱 변압기(120A)의 제2 차 측(122A)은 전류 보상 장치(100A)의 나머지 구성요소들과 구분되는 기준전위(기준전위 2)와 연결될 수 있다. Meanwhile, the primary side 141A of the compensation transformer 140A, the amplifier 130A, and the secondary side 122A of the sensing transformer 120A are separated from the rest of the components of the current compensation device 100A. It can be connected to the potential (reference potential 2).

이와 같이 본 발명은 보상 전류를 생성하는 구성요소에 대해서 나머지 구성요소와 상이한 기준전위를 사용하고, 별도의 전원을 사용함으로써 보상 전류를 생성하는 구성요소가 절연된 상태에서 동작하도록 할 수 있으며, 이로써 전류 보상 장치(100A)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention uses a different reference potential from the rest of the components for the component generating the compensation current, and allows the component generating the compensation current to operate in an insulated state by using a separate power source. The reliability of the current compensation device 100A can be improved.

일 실시예에서, 보상 커패시터부(150)는 전술한 바와 같이 보상 변압기(140A)에 의해 생성된 전류가 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각으로 흐르는 경로를 제공하는 보상 커패시터부(150A)로 구현될 수 있다. In one embodiment, the compensation capacitor unit 150 is a compensation capacitor unit 150A that provides a path through which the current generated by the compensation transformer 140A flows into each of the two large current paths 111A and 112A, as described above. Can be implemented.

도 4는 보상 커패시터부(150A)를 통해 흐르는 전류(IL1, IL2)를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining currents IL1 and IL2 flowing through the compensation capacitor unit 150A.

보상 커패시터부(150A)는 보상 커패시터를 통해 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 사이에 흐르는 전류(IL1)가 소정의 제1 전류 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 제1 전류 조건은 전류(IL1)의 크기가 소정의 제1 임계 크기 미만인 조건일 수 있다.The compensation capacitor unit 150A may be configured such that the current IL1 flowing between the two large current paths 111A and 112A through the compensation capacitor satisfies a predetermined first current condition. In this case, the predetermined first current condition may be a condition in which the magnitude of the current IL1 is less than the predetermined first threshold size.

또한 보상 커패시터부(150A)는 보상 커패시터를 통해 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각과 전류 보상 장치(100A)의 기준전위(기준전위 1) 사이에 흐르는 전류(Il2)가 소정의 제2 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 제2 전류 조건은 전류(IL2)의 크기가 소정의 제2 임계 크기 미만인 조건일 수 있다.In addition, the compensation capacitor unit 150A has a second condition in which the current Il2 flowing between each of the two large current paths 111A and 112A through the compensation capacitor and the reference potential (reference potential 1) of the current compensation device 100A is a predetermined second condition. It can be configured to satisfy. In this case, the predetermined second current condition may be a condition in which the magnitude of the current IL2 is less than the predetermined second threshold size.

보상 커패시터부(150A)를 따라 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각으로 흐르는 보상 전류는 대전류 경로(111A, 112A) 상의 제1 전류(I11, I22)를 상쇄시켜, 제1 전류(I11, I22)가 제2 장치(200A)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이때 제1 전류(I11, I22)와 보상 전류는 동일한 크기에 위상이 서로 반대인 전류일 수 있다.The compensation current flowing through each of the two large current paths 111A and 112A along the compensation capacitor unit 150A cancels the first currents I11 and I22 on the large current paths 111A and 112A, thereby providing the first currents I11 and I22. ) Can be prevented from being transferred to the second device 200A. At this time, the first currents I11 and I22 and the compensation currents may be currents having the same magnitude and opposite phases.

이로써 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100A)는 제1 장치(300A)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111A, 112A) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12)를 능동적으로 보상하여, 제2 장치(200A)의 오동작이나 파손을 방지할 수 있다.Accordingly, the current compensating device 100A according to an embodiment of the present invention receives the first currents I11 and I12 input in a common mode to each of the two large current paths 111A and 112A connected to the first device 300A. By actively compensating, malfunction or damage of the second device 200A can be prevented.

도 5a 내지 도 5c는 일 실시예에 따른 오동작 감지부(160A)를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 5a 내지 도 5c를 함께 참조하여 설명한다.5A to 5C are diagrams for describing a malfunction detection unit 160A according to an embodiment. Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 5A to 5C together.

일 실시예에서, 오동작 감지부(160A)는 증폭부(130A)의 동작 상태를 확인하고, 확인된 동작 상태에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해 오동작 감지부(160A)는, 도 5c에 도시된 바와 같이, 오동작 감지신호 출력부(161A) 및 오동작 감지신호 표시부(162A)를 포함할 수 있다. 상기 오동작 감지신호 출력부(161A)는 확인 대상의 동작 상태에 대응되는 신호를 출력하고, 상기 오동작 감지신호 표시부(162A)는 동작 상태에 대응되는 신호를 표시할 수 있다.In one embodiment, the malfunction detection unit 160A may check the operation state of the amplifier 130A and generate a signal corresponding to the confirmed operation state. To this end, the malfunction detection unit 160A may include a malfunction detection signal output unit 161A and a malfunction detection signal display unit 162A, as illustrated in FIG. 5C. The malfunction detection signal output unit 161A outputs a signal corresponding to an operation state of a verification target, and the malfunction detection signal display unit 162A can display a signal corresponding to an operation state.

다른 실시예에서, 오동작 감지부(160A)는 도 5b에 도시된 바와 같이 오동작 감지신호 출력부(161A)만을 포함할 수도 있다.In another embodiment, the malfunction detection unit 160A may include only the malfunction detection signal output unit 161A as shown in FIG. 5B.

오동작 감지신호 출력부(161A)는 증폭부(130A) 내부의 적어도 하나의 노드(Node) 전압이 소정의 기준 전압 범위에 속하는지 여부에 기초하여 증폭부(130A)의 동작 상태에 대응되는 신호를 전압의 형태로 출력할 수 있다.The malfunction detection signal output unit 161A outputs a signal corresponding to the operating state of the amplifier 130A based on whether at least one node voltage inside the amplifier 130A falls within a predetermined reference voltage range. It can be output in the form of voltage.

가령, 도 5b에 도시된 바와 같이 증폭부(130A)가 서로 상보적으로 배치되는 제1 증폭 소자(131A) 및 제2 증폭 소자(132A)로 구성되는 경우, 오동작 감지신호 출력부(161A)는 제1 증폭 소자(131A)와 제2 증폭 소자(132A)를 전기적으로 연결하는 경로상에 배치되는 중앙 노드(133A)의 전압에 기초하여 증폭부(130A)의 동작 상태에 대응되는 신호를 생성할 수 있다. For example, as illustrated in FIG. 5B, when the amplifying unit 130A is composed of the first amplifying element 131A and the second amplifying element 132A that are complementary to each other, the malfunction detection signal output unit 161A is Based on the voltage of the central node 133A disposed on a path electrically connecting the first amplifying element 131A and the second amplifying element 132A, a signal corresponding to the operating state of the amplifying unit 130A is generated. Can.

예를 들어 오동작 감지신호 출력부(161A)는 중앙 노드(133A)의 전압이 증폭부(130A)의 동작 전압(예컨대 12[V])의 절반(예컨대 6[V])과 대응되는 값, 즉 증폭부(130A)의 동작 전압의 절반으로부터 일정 범위 내의 값(예컨대 4~8[V])일 경우, 증폭부(130A)의 동작 상태가 정상인 것을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 이때 증폭부(130A)의 동작 전압, 증폭부(130A)의 동작 전압의 절반값의 범위 등은 전류 보상 장치(100A)의 설계에 따라 적절하게 결정될 수 있다.For example, the malfunction detection signal output unit 161A has a value corresponding to half (eg, 6[V]) of the operating voltage (for example, 12[V]) of the amplifier 130A, for example, the voltage of the central node 133A. When a value (eg, 4 to 8 [V]) within a predetermined range from half of the operating voltage of the amplifying unit 130A, a signal indicating that the operating state of the amplifying unit 130A is normal may be output. At this time, the operating voltage of the amplifier 130A, the range of the half value of the operating voltage of the amplifier 130A, and the like may be appropriately determined according to the design of the current compensation device 100A.

오동작 감지신호 출력부(161A)가 생성한 신호는 외부장치 및/또는 후술하는 오동작 감지신호 표시부(162A)로 출력될 수 있다.The signal generated by the malfunction detection signal output unit 161A may be output to an external device and/or a malfunction detection signal display unit 162A described later.

오동작 감지신호 표시부(162A)는 오동작 감지신호 출력부(161A)가 생성한 신호를 사용자가 인지 가능한 형태로 표시할 수 있다. 이와 같은 오동작 감지신호 표시부(162A)는 다양한 표시 수단으로 구현될 수 있다.The malfunction detection signal display unit 162A may display a signal generated by the malfunction detection signal output unit 161A in a form recognizable by a user. The malfunction detection signal display unit 162A may be implemented by various display means.

가령, 오동작 감지신호 표시부(162A)는 도 5c에 도시된 바와 같이 증폭부(130A)의 상태를 정상 또는 비정상으로 나타내기 위한 발광소자를 포함할 수 있다. 이때 발광소자는 예를 들어 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 점등시 정상을 나타내고 소등시 비정상을 나타낼 수 있다.For example, the malfunction detection signal display unit 162A may include a light emitting device for indicating the state of the amplifier 130A as normal or abnormal, as shown in FIG. 5C. In this case, the light emitting element may include, for example, a light emitting diode, and may indicate normal when lit and abnormal when turned off.

다른 실시예에서, 오동작 감지신호 표시부(162A)는 증폭부(130A)의 중앙 노드(133A)의 전압을 보다 구체적으로 표시하기 위해 적어도 둘 이상의 발광소자를 포함하는 발광소자 그룹을 포함할 수 있다. 오동작 감지신호 표시부(162A)는 감지신호 출력부(161A)가 생성한 신호에 기초하여 발광소자 그룹의 적어도 하나 이상의 발광소자의 온, 오프(On,Off)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 오동작 감지신호 표시부(161A)는 중앙 노드(133A)의 전압의 크기에 비례하여 점등되는 발광소자의 수를 증가시킬 수 있다.In another embodiment, the malfunction detection signal display unit 162A may include a group of light emitting elements including at least two light emitting elements to more specifically display the voltage of the central node 133A of the amplifying unit 130A. The malfunction detection signal display unit 162A may control on and off of at least one light emitting element of the light emitting element group based on the signal generated by the detection signal output unit 161A. For example, the malfunction detection signal display unit 161A may increase the number of light-emitting elements that are lit in proportion to the voltage of the central node 133A.

상기와 같은 발광 소자는 반드시 전류 보상 장치(100A) 내에 위치하여야 하는 것은 아니고, 오동작 감지신호 출력부(161A)와 전기적으로 연결되어 사용자가 인지하기에 적절한 외부 위치에 위치할 수 있다. 이는 본 명세서의 다른 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.The light emitting device as described above does not necessarily need to be located in the current compensation device 100A, and is electrically connected to the malfunction detection signal output unit 161A to be located at an external location suitable for the user to recognize. This can also be applied to other embodiments of the present specification. 6 is a diagram schematically showing the configuration of a current compensation device 100B according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of contents overlapping with those described with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 제1 장치(300B)와 연결되는 대전류 경로(111B, 112B, 113B) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12, I13)를 능동적으로 보상할 수 있다. The current compensation device 100B according to another embodiment of the present invention includes first currents I11, I12, and I13 input in a common mode to each of the large current paths 111B, 112B, and 113B connected to the first device 300B. ) Can be actively compensated.

이를 위해 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B), 센싱 변압기(120B), 증폭부(130B), 보상 변압기(140B), 보상 커패시터부(150B) 및 오동작 감지부(160B)를 포함할 수 있다.To this end, the current compensation device 100B according to another embodiment of the present invention includes three large current paths 111B, 112B, and 113B, a sensing transformer 120B, an amplifier 130B, a compensation transformer 140B, and a compensation capacitor It may include a unit 150B and a malfunction detection unit 160B.

도 2 내지 도 5c에서 설명한 실시예에 따른 전류 보상 장치(100A)와 대비하여 살펴보면, 도 6에 도시된 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B)를 포함하고, 이에 따라 센싱 변압기(120B) 및 보상 커패시터부(150B)의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 전류 보상 장치(100B)에 대해 설명한다. Looking in contrast to the current compensation device 100A according to the embodiment described in FIGS. 2 to 5C, the current compensation device 100B according to the embodiment shown in FIG. 6 includes three large current paths 111B, 112B, and 113B. Included, there is a difference between the sensing transformer (120B) and the compensation capacitor unit (150B). Therefore, hereinafter, the current compensation device 100B will be described based on the above-described differences.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111B)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112B)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113B)는 T상의 전력선일 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13)는 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.The current compensation device 100B according to another embodiment of the present invention may include a first large current path 111B, a second large current path 112B, and a third large current path 113B separated from each other. According to an embodiment, the first large current path 111B may be an R-phase, the second large current path 112B may be an S-phase, and the third large current path 113B may be a T-phase power line. The first currents I11, I12, and I13 may be input in the common mode to each of the first large current path 111B, the second large current path 112B, and the third large current path 113B.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센싱 변압기(120B)의 제1 차 측(121B)은 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각에 배치되어 제1 유도 전류를 생성할 수 있다. 세 개의 대전류 경로(111B, 112B, 113B) 상의 제1 전류(I11, I12, I13)에 의해 센싱 변압기(120B)에 생성되는 자속 밀도는 서로 보강될 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13)에 의해 제1 유도 전류가 생성되는 과정은 도 3a 에서 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The primary side 121B of the sensing transformer 120B according to another embodiment of the present invention is disposed in each of the first large current path 111B, the second large current path 112B, and the third large current path 113B. A first induced current can be generated. The magnetic flux density generated in the sensing transformer 120B by the first currents I11, I12, and I13 on the three large current paths 111B, 112B, and 113B may be reinforced with each other. The process in which the first induction current is generated by the first currents I11, I12, and I13 has been described in FIG. 3A, so a detailed description thereof will be omitted.

한편 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보상 커패시터부(150B)는 보상 변압기에 의해 생성된 보상 전류(IC1, IC2, IC3)가 제1 대전류 경로(111B), 제2 대전류 경로(112B) 및 제3 대전류 경로(113B) 각각으로 흐르는 경로를 제공할 수 있다.On the other hand, the compensation capacitor unit 150B according to another embodiment of the present invention includes the first large current path 111B, the second large current path 112B, and the compensation currents IC1, IC2, and IC3 generated by the compensation transformer. A path flowing through each of the three large current paths 113B may be provided.

이와 같은 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 3상 3선의 전력 시스템의 부하에서 전원으로 이동하는 제1 전류(I11, I12, I13)를 상쇄시키기 위해(또는 차단하기 위해)사용될 수 있다.The current compensator 100B according to this embodiment may be used to cancel (or cut off) the first currents I11, I12, and I13 moving from the load of the three-phase three-wire power system to the power source.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.7 is a diagram schematically showing the configuration of a current compensation device 100C according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of contents overlapping with those described with reference to FIGS. 1 to 6 will be omitted.

실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)는 제1 장치(300C)와 연결되는 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C) 각각에 공통 모드로 입력되는 제1 전류(I11, I12, I13, I14)를 능동적으로 보상할 수 있다. The current compensating device 100C according to the embodiment includes first currents I11, I12, I13, and I14 input in a common mode to each of the large current paths 111C, 112C, 113C, and 114C connected to the first device 300C. Can actively compensate.

이를 위해 실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)는 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C), 센싱 변압기(120C), 증폭부(130C), 보상 변압기(140C), 보상 커패시터부(150C) 및 오동작 감지부(160C)를 포함할 수 있다.To this end, the current compensation device 100C according to the embodiment includes four large current paths 111C, 112C, 113C, and 114C, a sensing transformer 120C, an amplification unit 130C, a compensation transformer 140C, and a compensation capacitor unit 150C ) And a malfunction detection unit 160C.

도 2 내지 도 5c에서 설명한 실시예에 따른 전류 보상 장치(100A) 및 도 6에서 설명한 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)와 대비하여 살펴보면, 도 7에 도시된 실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)는 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C)를 포함하고, 이에 따라 센싱 변압기(120C) 및 보상 커패시터부(150C)부 상의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 전류 보상 장치(100C)에 대해 설명한다. Referring to the current compensation device 100A according to the embodiment described in FIGS. 2 to 5C and the current compensation device 100B according to the embodiment described in FIG. 6, the current compensation device according to the embodiment shown in FIG. 7 ( 100C) includes four large current paths 111C, 112C, 113C, and 114C, and accordingly, there is a difference on the sensing transformer 120C and the compensation capacitor unit 150C. Therefore, hereinafter, the current compensation device 100C will be described based on the above-described differences.

먼저 실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111C)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112C)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113C는 T상, 상기 제4 대전류 경로(114C)는 N상의 전력선일 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13, I14)는 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.First, the current compensation device 100C according to the embodiment may include a first large current path 111C, a second large current path 112C, a third large current path 113C, and a fourth large current path 114C separated from each other. have. According to an embodiment, the first large current path 111C is an R phase, the second large current path 112C is an S phase, the third large current path 113C is a T phase, and the fourth large current path 114C is It may be a power line on N. The first currents I11, I12, I13, and I14 are the first large current path 111C, the second large current path 112C, the third large current path 113C, and the fourth large current path 114C. ) Can be input to each common mode.

실시예에 따른 센싱 변압기(120C)의 제1 차 측(121C)은 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각에 배치되어 제1 유도 전류를 생성할 수 있다. 네 개의 대전류 경로(111C, 112C, 113C, 114C) 상의 제1 전류(I11, I12, I13, I14)에 의해 센싱 변압기(120C)에 생성되는 자속 밀도는 서로 보강될 수 있다. 제1 전류(I11, I12, I13, I14)에 의해 제1 유도 전류가 생성되는 과정은 도 3a 에서 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The primary side 121C of the sensing transformer 120C according to the embodiment includes a first large current path 111C, a second large current path 112C, a third large current path 113C, and a fourth large current path 114C, respectively. Can be disposed to generate a first induced current. The magnetic flux density generated in the sensing transformer 120C by the first currents I11, I12, I13, and I14 on the four large current paths 111C, 112C, 113C, and 114C may be reinforced with each other. Since the process in which the first induction current is generated by the first currents I11, I12, I13, and I14 has been described in FIG. 3A, detailed description thereof will be omitted.

한편 실시예에 따른 보상 커패시터부(150C)는 보상 변압기에 의해 생성된 보상 전류(IC1, IC2, IC3, IC4)가 제1 대전류 경로(111C), 제2 대전류 경로(112C), 제3 대전류 경로(113C) 및 제4 대전류 경로(114C) 각각으로 흐르는 경로를 제공할 수 있다.Meanwhile, in the compensation capacitor unit 150C according to the embodiment, the compensation currents (IC1, IC2, IC3, and IC4) generated by the compensation transformer are the first large current path 111C, the second large current path 112C, and the third large current path. A path flowing through each of the 113C and the fourth large current path 114C may be provided.

이와 같은 실시예에 따른 전류 보상 장치(100C)는 3상 4선의 전력 시스템의 부하에서 전원으로 이동하는 제1 전류(I11, I12, I13, I14)를 상쇄시키기 위해(또는 차단하기 위해)사용될 수 있다.The current compensator 100C according to this embodiment may be used to cancel (or block) the first current (I11, I12, I13, I14) moving from the load of the three-phase four-wire power system to the power source. have.

도 8은 도 6에 도시된 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)가 사용되는 시스템의 구성을 구략적으로 도시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of a system in which the current compensation device 100B according to the embodiment shown in FIG. 6 is used.

실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 제2 장치(200B)와 제1 장치(300B)를 연결하는 대전류 경로 상에서 하나 이상의 다른 보상 장치(500)와 사용될 수 있다.The current compensation device 100B according to the embodiment may be used with one or more other compensation devices 500 on a large current path connecting the second device 200B and the first device 300B.

가령 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 보상하는 보상 장치 1(510)과 함께 사용될 수 있다. 이때 보상 장치 1(510)는 보상 장치(100B)와 유사하게 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.For example, the current compensation device 100B according to the embodiment may be used together with the compensation device 1 510 that compensates for the first current input in the common mode. At this time, the compensation device 1 510 may be implemented as an active device similar to the compensation device 100B, or may be implemented only as a passive device.

또한 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 차동 모드(Differential Mode)로 입력되는 제3 전류를 보상하는 보상 장치 2(520)과 함께 사용될 수도 있다. 이때 보상 장치 2(520) 또한 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.Also, the current compensation device 100B according to the embodiment may be used together with the compensation device 2 520 that compensates for the third current input in the differential mode. At this time, the compensation device 2 520 may also be implemented as an active element or only as a passive element.

또한 실시예에 따른 전류 보상 장치(100B)는 전압을 보상하는 보상 장치 n(530)과 함께 사용될 수도 있다. 이때 보상 장치 n(530) 또한 능동 소자로 구현될 수도 있고, 수동 소자로만 구현될 수도 있다.Also, the current compensation device 100B according to the embodiment may be used together with the compensation device n 530 that compensates for voltage. At this time, the compensation device n 530 may also be implemented as an active element or only as a passive element.

한편 도 8에서 설명하는 보상 장치(500)의 종류나 수량, 배치 순서는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 시스템의 설계에 따라 다양한 수량과 종류의 보상 장치가 시스템에 더 포함될 수 있다. 또한, 선택적으로 도 8에 도시된 실시예는 본 명세서의 다른 모든 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the type, quantity, and arrangement order of the compensation device 500 illustrated in FIG. 8 are exemplary and the spirit of the present invention is not limited thereto. Accordingly, various quantities and types of compensation devices may be further included in the system according to the design of the system. Also, of course, the embodiment illustrated in FIG. 8 may be applied to all other embodiments of the present specification.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are exemplary embodiments, and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings are illustrative examples of functional connections and/or physical or circuit connections, and in the actual device, alternative or additional various functional connections, physical Connections, or circuit connections. In addition, unless specifically mentioned, such as "essential", "important", etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and should not be determined, and the scope of the spirit of the present invention as well as the claims to be described later, as well as all ranges that are equivalent to or equivalently changed from the claims Would belong to

100: 전류 보상 장치
111, 112: 대전류 경로
120: 센싱부
130: 증폭부
140: 보상부
150: 보상 커패시터부
160: 오동작 감지부
200: 제2 장치
300: 제1 장치100: current compensation device
111, 112: large current path
120: sensing unit
130: amplification unit
140: compensation unit
150: compensation capacitor unit
160: malfunction detection unit
200: second device
300: first device

Claims

In the current compensation device for actively compensating the first current input in a common mode (Common Mode) in each of the at least two large current paths electrically connected to the first device,
At least two large current paths for transferring a second current supplied by a second device to the first device;
A sensing unit sensing the first current on the large current path and generating an output signal corresponding to the first current;
An amplifying unit for amplifying the output signal to generate an amplified output signal;
A compensation unit that generates a compensation current based on the amplified output signal;
A compensation capacitor unit providing a path in which the compensation current flows in each of the at least two large current paths; And
And a malfunction detection unit configured to generate a signal corresponding to at least one of the large current path, the sensing unit, the amplification unit, the compensation unit, and the compensation capacitor unit.

The method of claim 1
The malfunction detection unit
Current compensation device for generating a signal corresponding to the operating state of the amplification unit based on at least one node (Node) voltage inside the amplification unit.

The method of claim 2
The amplification unit
It includes a first amplifying element and a second amplifying element disposed complementary to each other,
The at least one node
And a central node disposed on a path electrically connecting the first amplifying element and the second amplifying element.

The method of claim 3
The amplification unit
Receiving an operating voltage from a third device that is distinct from the first device and the second device,
The malfunction detection unit
When the voltage of the central node is a value having a predetermined relationship with the operating voltage, the current compensating device outputs a signal corresponding to the normal operation state of the amplifying unit.

The method of claim 1
The malfunction detection unit
A malfunction detection signal output unit outputting a signal corresponding to the operation state; And
Including, malfunction detection signal display unit for displaying a signal corresponding to the operating state, including, current compensation device.