KR20110066006A - Electronic watt hour meter with large dynamic range - Google Patents

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KR20110066006A KR1020090122728A KR20090122728A KR20110066006A KR 20110066006 A KR20110066006 A KR 20110066006A KR 1020090122728 A KR1020090122728 A KR 1020090122728A KR 20090122728 A KR20090122728 A KR 20090122728A KR 20110066006 A KR20110066006 A KR 20110066006A
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Abstract

PURPOSE: An electronic watt hour meter with a wide dynamic range is provided to expand the measuring range of a load current in the input range of an analog/digital converting part by turning off a part or whole of relay switches in connection with respect resistors. CONSTITUTION: A voltage converting part(110) is in parallel connection with power and detects a supplying voltage. Detected supplying voltage is converted to output a converted voltage. A current converting part(120) converts a supplying current, which is adjusted according to a controlling signal or detected according to a pre-set conversion ratio. A converted current is outputted. An analog/digital converting part(130) converts the converted voltage and the converted current into digital signals. A calculating and controlling part(140) calculates power and watt hour and controls conversion ratio by outputting a controlling signal to a current converting part.

Description

동작 범위가 넓은 전자식 전력량계{Electronic watt hour meter with large dynamic range} Electronic watt hour meter with large dynamic range

본 발명은 전자식 전력량계에 있어서, 측정 가능한 전력의 범위를 확대할 수 있는 동작 범위가 넓은 전자식 전력량계에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic wattmeter with a wide operating range capable of enlarging the range of measurable power.

본 발명은 한국건설기술연구원의 IT신성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: B551179-09-04-00, 과제명: 제로카본 그린홈 개발]. The present invention is derived from the research conducted as part of the IT New Growth Engine Technology Development Project of Korea Institute of Construction Technology [Task Management Number: B551179-09-04-00, Project Name: Development of Zero Carbon Green Home].

일반적으로 부하에 공급되는 전력의 양을 측정하는 전자식 전력량계는 측정전압이 입력되는 전압변환부와, 부하에 사용되는 전류가 입력되는 전류변환부와, 전압변환부와 전류변환부에서 변환되어 출력되는 전압과 전류의 크기를 입력받아 전력량을 계산하는 전력량 측정부가 있다. In general, the electronic wattmeter for measuring the amount of power supplied to the load is a voltage conversion unit to which the measured voltage is input, a current conversion unit to which the current used for the load is input, and is converted and output from the voltage conversion unit and the current conversion unit There is a power measurement unit that calculates the amount of power by receiving the magnitude of the voltage and current.

전력량 측정부는 전압변환부와 전류변환부로부터 출력되는 전압을 A/D 변환부를 통해 아날로그에서 디지털로 변환하고, 두 개의 값을 곱함으로써 전력을 계산하고 이 값을 시간함수로 누적하여 전력량을 산출한다. 이 때 전압변환부의 출력 신호와 전류변환부의 출력 신호의 위상차이를 추출하여 역률을 계산하여 유효전력 과 무효전력을 구할 수 있다. The power measuring unit converts the voltage output from the voltage converter and the current converter from analog to digital through the A / D converter, calculates power by multiplying two values, and calculates the amount of power by accumulating the value as a time function. . At this time, the effective power and reactive power can be obtained by calculating the power factor by extracting the phase difference between the output signal of the voltage converter and the output signal of the current converter.

이러한 전자식 전력량계에서 전압을 검출하기 위해서는, 파워 트랜스포머를 사용하거나 일련의 저항으로 이루어진 전압 분배기를 사용하여 높은 전압을 A/D 변환부가 수용할 수 있는 범위의 전압으로 낮추어서 사용한다. 또한 전류를 검출하기 위해서는 낮은 저항을 전원 선로에 직렬로 연결하여 전류가 흐를 때 발생하는 전압 차이를 통해 부하에 흐르는 전류를 검출하는 방법이나 또는 CT(Current Transformer)라는 소자를 사용하여 유도전류를 발생시켜 병렬 저항의 양단에 걸리는 전압을 측정하여 부하에 흐르는 전류를 검출한다.  In order to detect a voltage in such an electronic watt-hour meter, a high voltage can be reduced to a voltage that can be accommodated by an A / D converter by using a power transformer or a voltage divider made up of a series of resistors. In addition, to detect current, a low resistance is connected in series to the power line to detect current flowing through the load through a voltage difference generated when current flows, or an induced current is generated by using a device called a CT (Current Transformer). The current across the load is measured by measuring the voltage across the parallel resistor.

이러한 전자식 전력량계의 전류변환부는 그 동작 입력 범위가 고정되어 있다. CT에 병렬 연결된 저항값이 고정되어 있으므로 부하에 흐르는 전류가 너무 크면 병렬 저항 양단 사이에 걸리는 전압이 너무 커져서 전력량 측정부의 A/D 변환부 입력 범위를 초과할 수 있고, 부하에 흐르는 전류가 너무 작으면 병렬 저항 양단 사이의 전압이 너무 작아져서 A/D 변환부에서 식별할 수 없을 정도의 미세한 값이 될 수 있다. 전원 선로에 직렬로 저항을 연결한 구조도 마찬가지로 동작 범위가 제한적이 된다. 부하에 전류가 많이 흐르면 직렬 저항에 걸리는 전압이 높아져 A/D 변환부의 입력 범위를 넘을 수 있다.  The current converting section of the electronic watt-hour meter has a fixed operating input range. Since the resistance value connected in parallel to CT is fixed, if the current flowing through the load is too large, the voltage across the parallel resistance may become too large to exceed the input range of the A / D converter in the power measurement unit, and the current flowing in the load is too small. In other words, the voltage between both ends of the parallel resistor may be so small that the A / D conversion unit may have a fine value. The structure in which resistors are connected in series with power lines also has a limited operating range. If a lot of current flows in the load, the voltage applied to the series resistor may increase, which may exceed the input range of the A / D converter.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 전류변환부의 저항 구조를 새롭게 설계하여 전자식 전력량계의 동작 범위를 확대하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to newly design the resistance structure of the current conversion unit in order to solve the above problems, to expand the operation range of the electronic wattmeter.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일면에 따른 전력량계는, 전원과 병렬로 연결되어 공급전압을 검출하고, 검출된 상기 공급 전압을 변환하여 변환전압을 출력하는 전압변환부와, 상기 전원과 직렬로 연결되어 부하측으로 제공되는 공급전류를 검출하고, 제어신호에 따라 조절 및 설정되는 변환비율에 따라, 검출된 상기 공급전류를 변환하여 변환전류를 출력하는 전류변환부와, 아날로그 신호인 상기 변환전압 및 상기 변환전류를 각각 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부에서 출력되는 디지털 전압값과 디지털 전류값을 이용하여 전력 및 전력량을 연산하고, 상기 제어신호를 상기 전류변환부로 출력하여 상기 변환비율을 제어하는 연산 및 제어부와, 상기 연산 및 제어부가 외부와 통신할 수 있도록 하는 통신부 및 상기 연산 및 제어부의 연산 및 제어 결과를 나타내주는 표시부를 포함한다.A wattmeter according to an aspect of the present invention includes a voltage converter connected in parallel with a power source to detect a supply voltage, converting the detected supply voltage to output a converted voltage, and connected in series with the power source and provided to a load side. A current converter which detects a supply current and converts the detected supply current and outputs a converted current according to a conversion ratio adjusted and set according to a control signal, and digitally converts the converted voltage and the converted current as analog signals, respectively. A / D converter converts the signal, and calculates the power and the amount of power using the digital voltage value and the digital current value output from the A / D converter, and outputs the control signal to the current converter to the conversion ratio Operation and control unit for controlling the operation, the communication unit and the operation and control results of the operation and the control unit to enable the operation and the control unit to communicate with the outside To a display to indicate.

여기서 상기 변환 비율의 조정이 가능한 전류변환부는, 상기 공급전류를 미소 전류로 변환하는 계기용 변류기(current transformer)와, 상기 계기용 변류기의 2차 코일에 병렬로 연결되는 기본 저항과 상기 기본 저항에 병렬로 연결되어 릴레이 스위치로 온/오프가 가능한 다수개의 저항으로 구성되어, 상기 연산 및 제어부의 제어 신호를 받아서 전체 저항값이 조정됨으로써 상기 변환 비율이 조정되는 것이다.Here, the current conversion unit that can adjust the conversion ratio, the current transformer for converting the supply current to a small current (current transformer), and the basic resistance and the basic resistance connected in parallel to the secondary coil of the instrument current transformer It is composed of a plurality of resistors connected in parallel to the on / off by a relay switch, the conversion ratio is adjusted by adjusting the overall resistance value by receiving the control signal of the operation and control unit.

또는 상기 변환 비율의 조정이 가능한 전류변환부는 인가되는 상기 공급전류를 전압으로 변환하는 낮은 저항값을 갖는 기본 저항과 상기 기본 저항에 병렬로 연결되어 릴레이 스위치로 온/오프가 가능한 다수개의 저항으로 구성되어, 상기 연산 및 제어부의 제어 신호를 받아서 전체 저항값이 조정됨으로써 상기 변환 비율이 조정되는 것이다. Alternatively, the current conversion unit capable of adjusting the conversion ratio includes a base resistor having a low resistance value for converting the supplied current into a voltage and a plurality of resistors connected in parallel to the base resistor and on / off by a relay switch. Thus, the conversion ratio is adjusted by adjusting the total resistance value by receiving the control signal of the operation and the control unit.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 동작 범위가 넓은 전자식 전력량계에 의하면, 전류변환부의 변환 비율을 조정할 수 있으므로, 부하 전류가 클 경우에는 각 저항에 연결된 릴레이 스위치를 목적에 맞게 일부 또는 전부를 온시켜서 전체 저항을 낮추어 변환 비율을 작게 하고, 부하 전류가 작을 경우에는 각 저항에 연결된 릴레이 스위치를 목적에 맞게 일부 또는 전부를 오프시킴으로써 변환 비율을 높게 함으로써 A/D 변환부의 입력 범위를 벗어나지 않으면서도 부하 전류의 측정 범위를 확대할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the electronic watt-hour meter with a wide operating range according to the present invention can adjust the conversion ratio of the current converter, so when the load current is large, some or all of the relay switches connected to the resistors are turned on according to the purpose. If the load current is small, the conversion ratio is reduced by lowering the overall resistance, and when the load current is small, the relay current connected to each resistor is turned off in part or all according to the purpose to increase the conversion ratio. This has the effect of enlarging the measurement range.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "연결된(connected to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Also, in this specification, reference to one element as "connected to" with another device includes both direct connection or coupling with another device or intervening another device in between. . In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the words "comprises" and / or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참조하여 실시예에 따른 전자식 전력량계를 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 전력량계를 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 전류변환부를 나타내는 예시적인 회로도이다. An electronic power meter according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a block diagram illustrating a power meter according to an embodiment, and FIG. 2 is an exemplary circuit diagram illustrating a current converter of FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이 전자식 전력량계(100)는 전압변환부(110)와, 전류변환부(120)와, A/D 변환부(130)와, 연산 및 제어부(140)와 통신부(150) 및 표시부(160)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the electronic power meter 100 includes a voltage converter 110, a current converter 120, an A / D converter 130, an operation and control unit 140, and a communication unit 150. And a display unit 160.

전압변환부(110)는 통상의 상용 교류 전원(AC)과 병렬로 연결되어 공급전압을 검출하고, 검출된 공급전압을 A/D 변환부(130)가 인식하여 연산하기에 적정한 변환전압으로 변환하여 출력한다.The voltage converting unit 110 is connected in parallel with a conventional commercial AC power supply (AC) to detect a supply voltage, and converts the detected supply voltage into a conversion voltage suitable for the A / D conversion unit 130 to recognize and calculate. To print.

전류변환부(120)는 교류 전원(AC)과 직렬로 연결되어 부하(200)측에 공급되는 공급전류를 검출하고, 검출된 공급전류를 A/D 변환부(130)가 인식하여 연산하기에 적정한 변환전류로 변환하여 출력한다. 여기서 전류변환부(120)는 소정의 변환비율에 따라 공급전류를 변환전류로 변환하는데, 외부, 예컨대 후술하는 연산 및 제어부(140)의 제어 신호를 받아서 부하(200)측에 공급되는 공급전류의 크기에 따라서, 검출된 공급전류를 변환전류로 변환하는 변환 비율을 조절할 수 있다.The current converter 120 is connected in series with the AC power source (AC) to detect the supply current supplied to the load 200 side, the A / D conversion unit 130 to recognize and calculate the Output by converting to proper conversion current. Here, the current converter 120 converts the supply current into the conversion current according to a predetermined conversion ratio. The current converter 120 receives an external, for example, operation and a control signal of the controller 140 to be described later. According to the magnitude | size, the conversion ratio which converts a detected supply current into conversion current can be adjusted.

A/D 변환부(130)는 전압변환부(110)에서 출력되는 변환전압과, 변환비율 조정이 가능한 전류변환부(120)에서 출력되는 변환전류를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환한다.The A / D converter 130 converts the converted voltage output from the voltage converter 110 and the converted current output from the current converter 120 capable of adjusting the conversion ratio from an analog signal to a digital signal.

연산 및 제어부(140)는 A/D 변환부(130)에서 출력되는 디지털 전압값과 디지털 전류값을 이용하여 전력 및 전력량으로 연산한다. 예컨대 연산 및 제어부(140)는 A/D 변환부(130)의 출력인 전압값과 전류값을 입력받아 곱함으로써 전력을 계산하고 두 값의 위상차이를 이용하여 유효전력과 무효전력을 계산한다. 또한 다른 기능 블록들, 예컨대 전류변환부(120), 통신부(150) 및 표시부(160)를 제어한다. The calculation and control unit 140 calculates power and amount of power using the digital voltage value and the digital current value output from the A / D converter 130. For example, the calculation and control unit 140 calculates power by multiplying a voltage value and a current value output from the A / D converter 130, and calculates active power and reactive power using the phase difference between the two values. It also controls other functional blocks such as the current converter 120, the communicator 150, and the display 160.

그리고 연산 및 제어부(140)는, 부하(200)가 매우 커져서(부하(200)가 사용하는 전류가 너무 커져서 전류변환부(120)의 출력인 변환전류가 A/D 변환부(130)의 입력 범위를 넘어설 경우, 이를 감지하여 제어 신호를 전류변환부(120)에 보내어, 검출한 전류에서 변환전류로의 변환비율을 낮추어 변환전류의 크기가 A/D 변환부(130)의 입력 범위에 맞도록 조절한다. 또한 연산 및 제어부(140)는, 부하(200)가 사용하는 전류가 너무 작아서 전류변환부(120)의 출력인 변환전류가 A/D 변환부(130)의 입력 범위에 비해 너무 작은 값에 해당하면 미세한 전류값의 변화에 대하여 측정이 어려우므로, 제어 신호를 전류변환부(120)에 보내어 변환비율을 높여서 미세한 부하(200) 전류에 대해서도, 변환전류가 A/D 변환부(130)에 충분히 크게 입력되도록 함으로써 낮은 부하(200) 전류에 대해서도 정확하게 측정할 수 있도록 한다.And the calculation and control unit 140, the load 200 is very large (the current used by the load 200 is too large, so that the converted current which is the output of the current converter 120 is input to the A / D converter 130). When it is out of the range, it detects this and sends a control signal to the current converter 120 to lower the conversion ratio from the detected current to the converted current so that the magnitude of the converted current is in the input range of the A / D converter 130. In addition, the calculation and control unit 140, the current used by the load 200 is so small that the conversion current output of the current converter 120 is compared with the input range of the A / D converter 130. If the value is too small, it is difficult to measure the change in the minute current value. Therefore, the control current is sent to the current converting part 120 to increase the conversion ratio, so that the converted current is also converted to the A / D converting part even for the minute load 200 current. For low load 200 current by allowing input to be large enough to Also it makes it possible to accurately measure.

이렇게 부하(200) 전류의 크기에 따라서 전류변환부(120)의 변환비율을 조정하면 A/D 변환부(130)의 입력 범위가 일정 범위로 한계가 있더라도, A/D 변환부(130)의 한계를 넘어서 더 넓은 동작범위에서 사용이 가능한 전자신 전력량계(100)를 제공할 수 있다. 이 때 변환 비율이 조정되었으면 그에 따라 보정 계수를 연산 및 제어부(140)의 연산 과정에 반영하여 실질 전력값을 계산할 수 있도록 한다. 변환 비율이 변화되는 만큼 연산 및 제어부(140)에서 같은 비율로 고려하여 계산함으로써 변환 비율이 변동되더라도 정확한 전력값을 얻을 수 있도록 한다. When the conversion ratio of the current converter 120 is adjusted according to the magnitude of the current of the load 200, even if the input range of the A / D converter 130 is limited to a certain range, It is possible to provide an electronic new energy meter 100 that can be used over a wider operating range. At this time, when the conversion ratio is adjusted, the correction coefficient is reflected in the calculation and the calculation process of the controller 140 so that the actual power value can be calculated. As the conversion ratio is changed, the calculation and the control unit 140 consider the same ratio to calculate the power value so that even if the conversion ratio is changed.

한편, 통신부(150)는 연산 및 제어부(140)가 외부와 통신할 수 있도록 통신 기능을 담당하며, 표시부(160)는 연산 및 제어부(140)의 결과를 표시한다.Meanwhile, the communication unit 150 is in charge of a communication function so that the operation and control unit 140 can communicate with the outside, and the display unit 160 displays the results of the operation and control unit 140.

도 1에서 각 기능 블록이 동작하기 위해서는 전원공급부가 필요하지만, 통상의 디지털 회로에서는 직류전원공급이 반드시 필요하므로, 당업자라면 자명하게 그 필요성을 알 수 있으므로 별도로 도시하지 않았다.In FIG. 1, a power supply unit is required to operate each functional block. However, since a DC power supply is required in a normal digital circuit, those skilled in the art will clearly understand the necessity, and thus are not illustrated separately.

이하에서 도 2를 참조하여, 도 1의 전류변환부(120)를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, referring to FIG. 2, the current converter 120 of FIG. 1 will be described in detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 전류변환부(120)는, 예컨대 계기용 변류기(current transformer:CT)를 사용하여 부하(200) 전류를 감지한다. CT의 1차 코일에 부하 전류가 흐르면 2차 코일로 측정이 가능한 미세 전류로 변환(유도)되고, 2차 코일에 연결된 병렬 저항(R0)을 통해 측정 가능한 전압으로 반환되어 측정된다. As shown in FIG. 2, the current converter 120 senses the load 200 current using, for example, a current transformer CT. When a load current flows through the primary coil of the CT, it is converted (induced) into a microcurrent that can be measured by the secondary coil, and returned to a measurable voltage through a parallel resistor (R0) connected to the secondary coil.

A/D 변환부(130)는 R0 양단 간에 걸리는 전압을 디지털 신호로 변환하기 때문에, CT의 변환 비율과 저항 R0는 전압을 아날로그에서 디지털로 변환하는 A/D 변환부(130)의 입력 범위에 맞도록 선택되어 사용된다. 그러나 만약 전류변환부(120)가 도 2에서 다수의 저항들(R1~Rk)이 연결되지 않은 상태, 즉 릴레이 스위치가 모드 오프된 상태에서 저항 R0만 CT 양단에 연결된 경우라면, 부하 전류의 동작 범위가 광범위하게 변할 때 R0 양단에 걸리는 전압이 A/D 변환부(130)의 입력 범위를 초과할 정도로 커지거나 또는 측정하기 곤란할 정도로 너무 미미하게 작아질 수 있다. 또한 R0 양단간의 전압은 R0의 크기에 따라서 비율이 바뀔 수 있다. 예컨대 R0가 크면 같은 전류에 대하여 R0 양단간의 전압이 커지고 반대로 R0 저항이 작아지면 전압도 작아진다.Since the A / D converter 130 converts the voltage across both ends of R0 into a digital signal, the conversion ratio of the CT and the resistor R0 correspond to the input range of the A / D converter 130 that converts the voltage from analog to digital. It is chosen and used to fit. However, if the current converter 120 is connected to both ends of the CT only when the resistor R0 is connected in the state in which the plurality of resistors R1 to Rk are not connected in FIG. 2, that is, the relay switch is turned off. When the range varies widely, the voltage across R0 may be large enough to exceed the input range of the A / D converter 130 or may be too small to be difficult to measure. Also, the voltage between R0's both ends may change according to the size of R0. For example, when R0 is large, the voltage across R0 increases for the same current, and conversely, when R0 resistance is small, the voltage also decreases.

따라서 부하 전류가 광범위하게 변하더라도 A/D 변환부(130)에 입력되는 전압을 동작 범위에 맞도록 조절하기 위해서는, 2차 코일에 연결되는 저항값을 바꿀 수 있도록 구현하면 된다. 경우에 따라서 CT 양단의 전체 저항값을 변경하기 위해서 도 2에 도시된 바와 같이, 릴레이 스위치 및 릴레이 스위치의 온/오프에 따라 CT 양단에 연결되는(또는 전기적으로 교류 전원과 병렬로 커플링되는) 다수의 저 항(R1~Rk)을 연결한다. 그리고 부하 전류의 크기에 따라서 릴레이 스위치를 온/오프시킴으로써 전체 병렬 저항 양단 간의 전압을 조절한다. 이 때 릴레이 스위치의 온/오프는 연산 및 제어부(140)의 제어 신호에 따라서 결정된다. 통상의 해당 분야 종사자라면 릴레이 스위치의 동작 회로에 대하여 알 수 있고 이미 공지된 개념이므로 자세한 연결 관계를 도 2에 도시하지 않았다.Therefore, in order to adjust the voltage input to the A / D converter 130 to match the operating range even if the load current varies widely, the resistance value connected to the secondary coil may be implemented. In some cases, as shown in FIG. 2, in order to change the total resistance value of both ends of the CT, connected to both ends of the CT (or electrically coupled in parallel with the AC power supply) according to the on / off of the relay switch and the relay switch. Connect multiple resistors (R1 to Rk). The relay switches on and off according to the magnitude of the load current to regulate the voltage across the entire parallel resistor. At this time, the on / off of the relay switch is determined according to the operation and the control signal of the controller 140. Those skilled in the art can know about the operation circuit of the relay switch and because it is a known concept, the detailed connection relationship is not shown in FIG.

변환 비율을 조정하는 일례를 들면, R1 = R0, R2 = R0/2, R3 = R0/4, ..., Rk = R0/(2k-1)로 설정한 상태에서 R0만을 사용하고 나머지 R1, ... , Rk는 릴레이 스위치를 오프하여 사용하지 않을 때의 전압을 V0라고 하면, R0가 있는 상태에서 R1만을 사용하도록 릴레이 스위치를 온시키면 전체 병렬 저항의 값은 R0/2가 된다. 따라서 병렬 저항의 양단 간의 전압이 V0/2가 된다. 이런 방식으로 병렬 저항의 릴레이 스위치를 조정하면, 부하 전류에 따라서 넓은 동작 범위를 갖도록 할 수 있다. For example, to adjust the conversion ratio, R1 = R0, R2 = R0 / 2, R3 = R0 / 4, ..., Rk = R0 / (2k-1), only R0 is used and the remaining R1, ..., Rk is the voltage when the relay switch is off and not used is V0. If the relay switch is turned on to use only R1 in the presence of R0, the value of the total parallel resistance becomes R0 / 2. Therefore, the voltage between both ends of the parallel resistor becomes V0 / 2. By adjusting the relay switch of the parallel resistor in this way, it is possible to have a wide operating range depending on the load current.

도 2의 전류변환부(120)에서 잡음을 줄이는 회로는 더 추가 구비될 수 있으나, 그와 같은 통상적인 기술에 관련된 부분은 도시하지 않았다. 본 발명에서 핵심은 변환비율을 조정할 수 있는 회로의 구성이지 잡음 줄이기 등의 부가적인 영역이 아니기 때문이다.A circuit for reducing noise in the current converter 120 of FIG. 2 may be further provided, but parts related to such a conventional technology are not illustrated. This is because the core of the present invention is the configuration of a circuit that can adjust the conversion ratio, not an additional area such as noise reduction.

한편, 전술한 바와 의하면 연산 및 제어부(140)는 부하(200)가 매우 커져지거나 작아지는 경우를 감지하여 제어신호를 출력하는 경우를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고, 특별히 감지하지 않고 주기적으로 변환비율을 조정하도록 제어신호를 출력하고, 서로 다른 변환비율에 따라 연산된 전력값을 토대로 이후의 변환비율 을 결정하도록 할 수도 있다. 예컨대 연산 및 제어부(140)는, 변환비율을 낮추고, 낮추어진 변환비율에 대응하는 보정계수를 이용하여 전력값을 계산한 결과가, 변환비율을 낮추기 전의 전력값보다 큰 경우, 변환비율을 낮출 수 있다. 이전(변환비율을 낮추기 전)의 상태는, 부하(200)가 매우 커져서 전류변환부(120)의 출력인 변환전류가 A/D 변환부(130)의 입력 범위를 넘어선 경우로서, 실제로는 전력값이 더 크게 계산되었어야 했으나, A/D 변환부(130)의 입력범위의 한계로 인해 전력값이 올바르게 계산되지 않았기 때문이다. On the other hand, according to the above, the calculation and the control unit 140 is a case of outputting a control signal by detecting a case in which the load 200 becomes very large or small, but is not limited to this, it is not limited to this, periodically convert without periodic The control signal may be output to adjust the ratio, and the subsequent conversion ratio may be determined based on power values calculated according to different conversion ratios. For example, the calculation and control unit 140 may lower the conversion ratio and lower the conversion ratio if the result of calculating the power value using the correction coefficient corresponding to the lower conversion ratio is larger than the power value before lowering the conversion ratio. have. The previous state (before the conversion ratio is lowered) is a case where the load 200 becomes very large so that the conversion current which is the output of the current conversion unit 120 exceeds the input range of the A / D conversion unit 130, and in reality, power Although the value should have been calculated larger, the power value was not calculated correctly due to the limitation of the input range of the A / D converter 130.

이하에서 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력량계를 설명한다. 도 3은 다른 실시예에 따른 전력량계의 전류변환부(121)를 나타내는 예시적인 회로도이다.Hereinafter, a power meter according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. 3 is an exemplary circuit diagram illustrating a current converter 121 of a wattmeter according to another embodiment.

도 3은 앞에서 서술한 도 2의 전류변환기와 동일한 기능을 갖지만 구성이 다소 다른 전류변환부를 나타낸다. 도 2에서는 CT와 병렬(shunt)로 연결된 저항들(R1~Rk)을 사용하였지만, 본 실시예에서는 단순히 전류가 흐르는 경로에 낮은 저항값의 저항들(R1~Rk)을 연결하여 부하 전류의 크기에 따라서 R0 양단 간에 걸리는 전압이 변화하도록 하여 부하 전류의 값을 변환한다. 즉 R0에 흐르는 부하 전류가, 낮은 저항값의 R0에 의하여 측정 가능한 미세 전압으로 변환된다. 이 때에도 도 2에서와 마찬가지로 저항 R0에 병렬이 되도록 릴레이 스위치가 부가된 다수개의 저항(R1~Rk)을 연결함으로써 전체 저항값을 조정하여 변환 비율을 조정한다. 릴레이 스위치를 온오프하는 제어 신호는 연산 및 제어부(140)로부터 전달된다. 도 3과 같은 구조를 사용하면 앞에서 설명한 바와 같이 부하 전류의 크기에 따라서 릴레이 스위치를 조정함으로써 A/D 변환부(130)에 적합한 측정 가능한 범위의 신호로 변환하여 넓은 영역의 동작 범위를 갖는 전자식 전력량계를 구성할 수 있다.FIG. 3 shows a current converter having the same function as the above-described current converter of FIG. 2 but somewhat different in configuration. In FIG. 2, resistors R1 to Rk connected in parallel with CT are used. However, in the present embodiment, the load current is increased by simply connecting resistors R1 to Rk having low resistance values in a current flow path. The load current is converted by changing the voltage across R0 accordingly. That is, the load current flowing through R0 is converted into a fine voltage measurable by R0 of low resistance value. At this time, as in FIG. 2, the conversion ratio is adjusted by adjusting the overall resistance value by connecting a plurality of resistors R1 to Rk to which a relay switch is added so as to be parallel to the resistor R0. The control signal for turning the relay switch on and off is transmitted from the operation and control unit 140. Using the structure as shown in FIG. 3, the electronic power meter having a wide range of operation range is converted into a signal in a measurable range suitable for the A / D converter 130 by adjusting the relay switch according to the magnitude of the load current as described above. Can be configured.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 본 발명의 제어 방법을 실현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체의 형태 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. For example, a program for realizing the control method of the present invention may be implemented in various forms such as a recording medium in which a program is recorded. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

도 1은 일 실시예에 전력량계를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a power meter in an embodiment.

도 2는 도 1의 전류변환부를 나타내는 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the current converter of FIG. 1.

도 3은 다른 실시예에 따른 전력량게의 전류변환부를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a current converter of a power amount shop according to another embodiment.

Claims (1)

전원과 병렬로 연결되어 공급전압을 검출하고, 검출된 상기 공급 전압을 변환하여 변환전압을 출력하는 전압변환부; A voltage conversion unit connected in parallel with a power supply to detect a supply voltage, and convert the detected supply voltage to output a converted voltage; 상기 전원과 직렬로 연결되어 부하측으로 제공되는 공급전류를 검출하고, 제어신호에 따라 조절 및 설정되는 변환비율에 따라, 검출된 상기 공급전류를 변환하여 변환전류를 출력하는 전류변환부; A current converting unit connected to the power supply in series to detect a supply current provided to a load side, and converting the detected supply current and outputting a converted current according to a conversion ratio adjusted and set according to a control signal; 아날로그 신호인 상기 변환전압 및 상기 변환전류를 각각 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; An A / D converter converting the converted voltage and the converted current, which are analog signals, into digital signals, respectively; 상기 A/D 변환부에서 출력되는 디지털 전압값과 디지털 전류값을 이용하여전력 및 전력량을 연산하고, 상기 제어신호를 상기 전류변환부로 출력하여 상기 변환비율을 제어하는 연산 및 제어부; An arithmetic and control unit configured to calculate power and amount of power using the digital voltage value and the digital current value output from the A / D converter, and to output the control signal to the current converter to control the conversion ratio; 상기 연산 및 제어부가 외부와 통신할 수 있도록 하는 통신부; 및 A communication unit for allowing the operation and control unit to communicate with the outside; And 상기 연산 및 제어부의 연산 및 제어 결과를 나타내주는 표시부Display unit indicating the operation and control results of the operation and control unit 를 포함하는 넓은 동작 범위를 갖는 전자식 전력량계. Electronic electricity meter having a wide operating range including a.
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