KR20230034261A

KR20230034261A - Current compensation device

Info

Publication number: KR20230034261A
Application number: KR1020230024796A
Authority: KR
Inventors: 정상영; 김진국
Original assignee: 이엠코어텍 주식회사; 울산과학기술원
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2023-02-24
Publication date: 2023-03-09
Also published as: KR20230170624A; KR102611393B1

Abstract

본 발명의 실시예들은 다양한 형태의 전력 시스템에서, 하나의 장치로부터 공통 모드(Common Mode)로 입력되는 제1 전류를 능동적으로 보상하여 다른 장치에 대한 영향을 최소화 하는 전류 보상 장치에 관한 것으로, 오감지 동작부를 통해 전류 보상 장치의 분해 없이 주요 구성의 이상 유무를 손쉽게 파악할 수 있도록 하는 전류 보상 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a current compensation device that actively compensates for a first current input from one device to a common mode in various types of power systems to minimize the effect on other devices. The present invention relates to a current compensating device capable of easily detecting abnormalities in main components without disassembling the current compensating device through a sensing operation unit.

Description

Current Compensation Device {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 relate to a current compensating device, which actively compensates for a current input in a common mode on two or more high 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, electric devices such as home appliances, industrial electric appliances, or electric vehicles emit noise while operating. For example, noise may be generated due to a switching operation inside an electric device. Such noise is not only harmful to the human body, but also causes malfunction or failure 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 from electronic devices to other devices is referred to as EMI (Electromagnetic Interference), and among others, noise transmitted via wires and board wiring is referred to as Conducted 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 for electronic devices to operate without causing failure to peripheral parts and other devices, EMI noise emissions are strictly regulated in all electronic products. Therefore, most electronic products necessarily include a current compensating device such as an EMI filter to reduce EMI noise in order to satisfy regulations on 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 goods such as air conditioners, electric vehicles, aviation, energy storage systems (ESS), and the like, current compensation devices are necessarily included. A conventional current compensation device uses a common mode choke (CM choke) to reduce common mode (CM) noise among conducted 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, common mode (CM) chokes have a problem in that noise reduction performance rapidly deteriorates due to magnetic saturation in high power/high current systems, and in order to maintain noise reduction performance, the size or number of common mode chokes must be increased. In this case, a problem in that the size and price of the current compensating device is greatly 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 as a whole and has a structure in which elements are exposed to the external environment as it is, when used in a system placed in an external environment, the elements can easily deteriorate from external impact or environmental influences, which is It can also have a great influence on the characteristics of the filter.

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 compensating device that can easily check whether a current compensating device operates normally without disassembling the current compensating device even in a state independent from an external environment. However, these tasks are illustrative, 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 compensating device for actively compensating for a first current input in a common mode to each of at least two high 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 high-current paths that transfer the supplied second current to the first device; a sensing unit configured to sense the first current on the high current path and generate an output signal corresponding to the first current; an amplifying unit generating an amplified output signal by amplifying the output signal; a compensation unit generating a compensation current based on the amplified output signal; a compensation capacitor unit providing a path through which the compensation current flows to each of the at least two high current paths; and a malfunction detection unit configured to generate a signal corresponding to an operating state of at least one of the high current path, the sensing unit, the amplifying unit, the compensating 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 operating 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 disposed 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. Can contain nodes.

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 receives an operating voltage from a third device distinct from the first device and the second device, and the malfunction detection unit, when the voltage of the central node is a value having a predetermined relationship with the operating voltage, the amplification unit A signal corresponding to a normal operating state may 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 may include a malfunction detection signal output unit outputting a signal corresponding to the operating state; and a malfunction detection signal display unit displaying a signal corresponding to the operating 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, or 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 passive 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 compensating device according to various embodiments of the present disclosure may provide an active current compensating device capable of independently operating without being parasitic to 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 compensating device according to various embodiments of the present invention has an active circuit end electrically insulated from a power line, thereby stably protecting elements included in the active circuit end.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전류 보상 장치는, 외부 과전압으로부터 보호될 수 있다. Also, the current compensating device according to various embodiments of the present disclosure 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 intended to provide a miniaturized/modular active current compensating device, and in particular, to provide a current compensating device that can easily check whether the device is operating normally without disassembling the current compensating 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 the configuration of a current compensating device 100A used in a second line system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a diagram for explaining the principle of generating the first induced current ID1 by the sensing transformer 120A.
3B is a diagram for explaining the second magnetic flux densities B21 and B22 induced in the sensing transformer 120A by the second currents I21 and I22.
4 is a diagram for explaining currents IL1 and IL2 flowing through the capacitor unit 150A.
5A to 5C are views for explaining the malfunction detection unit 160A according to an exemplary 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.
FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of a system in which the current compensating 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. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, 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 become clear with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and 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, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions 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 embodiments, terms such as first and second are used for the purpose of distinguishing one component from another component without limiting meaning. In the following examples, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as include or have mean that features or components described in the specification exist, and do not preclude the possibility that one or more other features or components may be added. In the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. 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 those shown.

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.In the current compensating device 100 according to an embodiment of the present invention, 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 high current paths 111 and 112, a sensing unit 120, an amplifier 130, a compensation unit 140, 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 high current paths 111 and 112 may be paths for transferring the second currents I21 and I22 supplied by the second device 200 to the first device 300 in the current compensating device 100. For example, it may be a power line. According to one embodiment, each of the two or more high 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 this 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 also be a device that supplies stored energy. However, this is illustrative 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 this specification, the first device 300 may be various types of devices using power supplied by the aforementioned second device 200 . For example, the first device 300 may be a load driven using power supplied by the second device 200 . Also, 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 illustrative 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 high current paths 111 and 112 may be a path for transferring the power supplied by the second device 200, that is, the second currents I21 and I22 to the first device 300. However, according to one embodiment, the second currents I21 and I22 may be alternating currents having a frequency of 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. In addition, each of the two or more high current paths 111 and 112 may be a path through which noise generated in the first device 300, that is, at least a part of the first currents I11 and I12 is transferred to the second device 200. At this time, the first currents I11 and I12 may be input in a common mode to each of the two or more high 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 for various reasons. 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 a frequency of the first frequency band. In this case, the first frequency band may have a higher frequency band than the aforementioned second frequency band, and may be, for example, a band having a range of 150 KHz to 30 MHz.

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 high current paths 111 and 112 may include two paths as shown in FIG. 1 , or may include three paths or four paths as shown in FIGS. 6 and 7 . The number of high current paths 111 and 112 may vary depending on the type and/or form 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, the two or more high current paths 111 and 112 may be electrically connected to a malfunction detection unit 160 to be described later. At this time, the malfunction detection unit 160 may check the states of the two or more high 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 high current paths 111 and 112 and/or the line voltage of the two or more high current paths 111 and 112, and based on this, the high current paths 111 and 112 A signal indicating whether or not it is normal may 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 high current paths 111 and 112 to sense the first currents I11 and I12 on the two or more high current paths 111 and 112, and to generate the first currents I11 and I12. An output signal corresponding to can be generated. In other words, the sensing unit 120 may mean a means for sensing the first currents I11 and I12 on the high 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 high current paths 111 and 112 while being insulated from the high 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 an amplifying unit 130 to be described later. Also, the sensing unit 120A may be electrically connected to a malfunction detection unit 160 to be described later. The malfunction detection unit 160 may check the operating state of the sensing unit 120 and generate a signal corresponding thereto. For example, in an example in which the sensing unit 120 is implemented as a sensing transformer, the malfunction detection unit 160 checks whether the primary side and the secondary side of the sensing transformer are insulated, and based on this, the sensing unit 120 A signal indicating whether or not it is normal may be generated.

증폭부(130)는 센싱부(120)에 전기적으로 연결되어, 센싱부(120)가 출력한 출력 신호를 증폭하여, 증폭된 출력 신호를 생성할 수 있다. The amplifier 130 may be electrically connected to the sensing unit 120 to amplify an output signal output by the sensing unit 120 and 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 amplifier 130 may mean adjusting the size and/or phase of an 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 compensation currents IC1 and IC2 having the same magnitude as the first currents I11 and I12 and opposite phases to the large current paths 111 and 112 ) may 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 amplifier 130 may be implemented in various means. In one embodiment, the amplifier 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 amplifier 130 may include a bipolar junction transistor (BJT). In another embodiment, the amplifier 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 amplifier 130 is illustrative, and the concept 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 amplifier 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 third device 400 that is distinct from the first device 300 and/or 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 unrelated to the first device 300 and the second device 200 and generates input power of the amplifier 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 and generates input power for the amplifier 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 to be described later. The malfunction detection unit 160 may check the operating state of the amplifier 130 and generate a signal corresponding thereto. A method for the malfunction detection unit 160 to check whether the amplification unit 130 is abnormal 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 may be electrically connected to the amplification unit 130 and 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 an output terminal of the amplification unit 130 and a reference potential (reference potential 2) of the amplification unit 130 to generate a compensation current. The compensation unit 140 may be electrically connected to a path connecting the compensation capacitor unit 150 and the reference potential (reference potential 1) of 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 distinct potentials.

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 to be described later. The malfunction detection unit 160 may check the operating state of the compensation unit 140 and generate a signal corresponding thereto. For example, in an example in which the compensation unit 140 is implemented as a compensation transformer, the malfunction detection unit 160 checks whether the primary side and the secondary side of the compensation transformer are insulated, and based on this, the compensation unit 140 A signal indicating whether or not it is normal may 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 through which the compensation current generated by the compensation unit 140 flows to each of two or more high 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 providing a path through which the current generated by the compensation unit 140 flows to two or more high current paths 111 and 112, respectively. there is. In this case, the compensation capacitor unit 150 may include at least two or more compensation capacitors connecting the reference potential (reference potential 1) of the current compensation device 100 and the two or more high current paths 111 and 112, respectively.

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 a malfunction detection unit 160 to be described later. The malfunction detection unit 160 may check the operating state of the compensation capacitor unit 150 and generate a signal corresponding thereto. For example, the malfunction detection unit 160 checks the magnitude of the current flowing through the compensation capacitor unit 150 to each of the two or more high current paths 111 and 112, and based on this checks whether the compensation capacitor unit 150 is normal or not. signal can be generated.

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 aforementioned two or more high current paths 111 and 112, the sensing unit 120, the amplifying unit 130, the compensating unit 140, and the compensation capacitor unit 150 (hereinafter referred to as confirmation targets). It is possible to check the operation status of the operation status (referred to as '.') and generate a signal corresponding to the confirmed operation status.

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 outputting a signal corresponding to the operating state of the confirmation target and a malfunction detection signal display unit displaying a signal corresponding to the operating 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 transmits a signal corresponding to the operating state of the confirmation target in the form of a voltage based on whether at least one node voltage inside the confirmation target is included in a predetermined reference voltage range. can be output as A signal (that is, voltage) output by the malfunction detection signal output unit may be output to an external device or may be output to a 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 element turned on based on a signal generated by the malfunction detection signal output unit. In this case, 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 light emitting element group including at least two or more light emitting elements. In this case, the malfunction detection signal display unit may control on/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. For example, the malfunction detection signal display unit may increase the number of light emitting devices that are turned on 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.As described above, the malfunction detection unit 160 may check the operating state of the confirmation target based on at least one node voltage inside the check target, and based on at least one path current inside the check target. It is also possible to check the operating state of the check target. Of course, the malfunction detection unit 160 may check the operating state of the checking target based on the temperature of the operating state checking target, the amount of change in temperature, and the magnitude of the magnetic field and/or electric field. However, this is an example 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 the amplification unit 130 composed of the first amplification element and the second amplification element disposed complementary to each other, the malfunction detection unit 160 checks the operating state of the amplification unit 130 and responds accordingly. signal can be generated. In this case, the malfunction detection unit 160 generates a signal corresponding to the operating state of the amplification unit 130 based on the voltage of the central node disposed on the 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 detection unit 160 detects the amplification unit 130. It is possible to output or display a signal indicating that the operating state of the 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.On the other hand, in the present invention, the amplification elements are 'complementarily arranged', as shown in FIGS. 5B and 5C, one amplification element is arranged to amplify a positive signal, and the other amplification element is arranged to amplify a negative signal. It can mean being 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 detect current under a specific condition on two or more high current paths 111 and 112 and actively compensate for it, and despite the miniaturization of the device 100, high current, high voltage and / or Or it can be applied to high power systems.

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, terminals connected to each component of the current compensating device 100, 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 so as 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 operating state generated by the malfunction detection unit 160 may be provided in the form of a pin to protrude from the above-described module. 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, a 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 the configuration of a current compensating 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 compensation device 100A according to an embodiment of the present invention actively applies first currents I11 and I12 input in a common mode to each of the two high current paths 111A and 112A connected to the first device 300A. can be compensated with

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. In this case, the sensing transformer 120A may be a means for sensing the first currents I11 and I12 on the high current paths 111A and 112A while being insulated from the high 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 has a secondary side ( ) based on a first magnetic flux density induced by the first currents I11 and I12 in the primary side 121A disposed on the high current paths 111A and 112A. 122A) to generate a first induced current. In this case, the secondary side 122A of the sensing transformer 120A may be differentially connected to an input terminal of the amplifier 130 described later.

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

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 is assumed 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, the description will be made on the premise that the high current paths 111A and 112A and the secondary winding 122A are wound around the core 123A of the sensing transformer 120A in consideration of the generation 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 high current path 111A, a magnetic flux density B11 may be induced in the core 123A. Similarly, as the first current I12 is input to the high 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.A first induced current ID1 may be induced in the winding of the 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.As such, the sensing transformer 120A is configured such that the first magnetic flux densities B11 and B12 induced by the first currents I11 and I12 overlap each other (or reinforce each other), so that two or more high current paths are formed. A first induced current ID1 corresponding to the first currents I11 and I12 may be generated at the secondary side 122A insulated from the terminals 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 high current paths 111A and 112A and the secondary side 122A around the core 123A may be appropriately determined according to requirements of a system in which the current compensating device 100A is used. For example, all of the windings of the high current paths 111A and 112A and the secondary side 122A may be wound around the core 123A only once. In this case, the sensing transformer 120A may be configured such that the high current paths 111A and 112A and the winding of the secondary side 122A only pass through the center hole of the core 123A. However, this is an example 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 high 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 diagram for explaining the second magnetic flux densities B21 and B22 induced in 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, description will be given 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, the description is based on the premise that two or more high current paths 111A and 112A and the secondary winding 122A are wound around the core 123A of the sensing transformer 120A in consideration of the generation 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 high 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 high 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 (flowing through the two or more large current paths 111A and 112A, respectively) satisfy a predetermined magnetic flux density condition. can be configured. In this case, the predetermined magnetic flux density conditions may be conditions that cancel each other out, 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 induced current ID2 induced by the second currents I21 and I22 flowing in each of the two or more high current paths 111A and 112A satisfies a predetermined second induced current condition. can be configured to In this case, the predetermined second induced current condition may be a condition in which the magnitude of the second induced current ID2 is less than a predetermined threshold level.

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.As such, 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 out, 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. In the sensing transformer 120A, the magnitude of the first magnetic flux density B11 or B12 induced by the first currents I11 or I12 of the first frequency band (for example, a band ranging from 150 KHz to 30 MHz) is second. It may be configured to be larger than the size of the second magnetic flux density B21 or B22 induced by the second currents I21 or I22 of the frequency band (for example, a band having a range of 50 Hz to 60 Hz).

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' component A to do B may mean that the design parameters of component A are set appropriately for B. For example, if the sensing transformer 120A is configured to have a large magnetic flux induced by a current in a specific frequency band, the size of the sensing transformer 120A, the diameter of the core, the number of turns, the size of the inductance, the size of the mutual inductance, etc. It may mean that the parameter is appropriately 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 amplification unit 130A as shown in FIG. 2 in order to supply the first induced current to the amplification unit 130A. can In addition, according to the configuration of the amplification unit 130A, the secondary side 122A of the sensing transformer 120A is a path connecting the input terminal of the amplification unit 130A and the reference potential (reference potential 2) of the amplification unit 130A. may be placed on top.

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.Meanwhile, as described above, the sensing unit 120 is implemented as the sensing transformer 120A as an example, and the spirit of the present invention is not limited thereto. Therefore, a means capable of sensing only the first currents I11 and I12 input in the common mode on the high current paths 111A and 112A may be used as the sensing unit 120 without limitation.

증폭부(130)는 전술한 센싱부(120)가 출력한 출력 신호를 증폭하여, 증폭된 출력 신호를 생성할 수 있다. The amplifier 130 may amplify the output signal output by the above-described sensing unit 120 to 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 generates an amplified current by amplifying the first induced current generated by the sensing transformer 120A.

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 amplifier 130 may mean adjusting the size and/or phase of an amplification target. For example, the amplifier 130A may generate an amplified 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 amplifier 130A, the current compensation device 100A generates compensation currents IC1 and IC2 having the same magnitude as the first currents I11 and I12 and opposite phases to the 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 amplification unit 130A may generate an amplified current by considering the transformation ratio of the sensing transformer 120A and the transformation ratio of the compensating 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 magnitude of 1 into a first induced current having a magnitude of 1/F1, and the compensator 140 converts the amplified current having a magnitude of 1 into a first induced current having a magnitude of 1 When implemented as a compensation transformer 140A that converts the compensation current to /F2, the amplification unit 130A may generate an amplification current F1xF2 times the magnitude of the first induced current. In this case, the amplification unit 130A may generate the amplification current so that the phase of the amplification current is opposite to the phase of the first induced 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 may be implemented in various ways. For example, the amplifier 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. Also, the amplifier 130A may include a bipolar junction transistor (BJT). Optionally, the amplifier 130A may include a plurality of passive elements in addition to the BJT. However, the above implementation method of the amplification unit 130A is illustrative, 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 amplification unit 130A may include a first amplification element (eg BJT or MOS-FET) and a second amplification element (eg BJT or MOS-FET) disposed complementary to each other. there is. On the other hand, in the present invention, the amplification elements are 'complementarily arranged', as shown in FIGS. 5B and 5C, one amplification element is arranged to amplify a positive signal, and the other amplification element is arranged to amplify a negative signal. It can mean being 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 amplifier 130A may generate an amplified current by receiving power from the third device 400A and amplifying the first induced 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 compensates for the high current paths 111A and 112A (or to the secondary side 142A to be described later) based on the amplified current in a state insulated from the aforementioned high current paths 111A and 112A. It may 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 applied to 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, a compensating current may be generated in the secondary side 142A. In this case, the secondary side 142A may be disposed on a path connecting a compensation capacitor unit 150A to be described later and a reference potential (reference potential 1) of the current compensating 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 amplification unit 130A, and the secondary side 122A of the sensing transformer 120A are distinguished from other 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.In this way, the present invention uses a reference potential different from the rest of the components for the component that generates the compensating current, and uses a separate power source so that the component that generates the compensating current can operate in an insulated state. Reliability of the current compensating device 100A may 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 providing a path through which the current generated by the compensation transformer 140A flows to 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 so that the current IL1 flowing between the two large current paths 111A and 112A through the compensation capacitor satisfies a first predetermined current condition. In this case, the first predetermined current condition may be a condition in which the magnitude of the current IL1 is less than the first predetermined threshold level.

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, in the compensation capacitor unit 150A, 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 compensating device 100A is determined under a second condition. can be configured to satisfy At this time, the predetermined second current condition may be a condition in which the magnitude of the current IL2 is less than the predetermined second threshold level.

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 the two high current paths 111A and 112A along the compensation capacitor unit 150A cancels the first currents I11 and I22 on the high current paths 111A and 112A, so that the first currents I11 and I22 ) may be prevented from being transferred to the second device 200A. In this case, the first currents I11 and I22 and the compensation current may be currents having the same magnitude but 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 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. Active compensation may prevent malfunction or damage of the second device 200A.

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 views for explaining the malfunction detection unit 160A according to an exemplary embodiment. Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 5A to 5C.

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 operating state of the amplifier 130A and generate a signal corresponding to the confirmed operating 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 shown in FIG. 5C . The malfunction detection signal output unit 161A may output a signal corresponding to the operating state of the object to be confirmed, and the malfunction detection signal display unit 162A may display a signal corresponding to the operating 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 generates a signal corresponding to the operating state of the amplification unit 130A based on whether or not the voltage of at least one node inside the amplification unit 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 shown in FIG. 5B, when the amplification unit 130A is composed of a first amplification element 131A and a second amplification element 132A disposed complementary to each other, the malfunction detection signal output unit 161A A signal corresponding to the operating state of the amplification unit 130A is generated based on the voltage of the central node 133A disposed on the path electrically connecting the first amplification element 131A and the second amplification element 132A. 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, in the malfunction detection signal output unit 161A, the voltage of the central node 133A is a value corresponding to half (eg 6 [V]) of the operating voltage (eg 12 [V]) of the amplification unit 130A, that is, When the value is within a certain range (for example, 4 to 8 [V]) from half of the operating voltage of the amplification unit 130A, a signal indicating that the operating state of the amplification unit 130A is normal may be output. In this case, the operating voltage of the amplifying unit 130A, the range of half of the operating voltage of the amplifying unit 130A, and the like may be appropriately determined according to the design of the current compensating 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 to be 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 the 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 with 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 to indicate a normal or abnormal state of the amplifier 130A 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 turned on and indicate 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 light emitting element group including at least two or more light emitting elements to more specifically display the voltage of the central node 133A of the amplifier 130A. The malfunction detection signal display unit 162A may control on/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 devices that are turned on in proportion to the magnitude of 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 element as described above does not necessarily have to be located within the current compensating device 100A, and may be electrically connected to the malfunction detection signal output unit 161A and located at an appropriate external location for the user to recognize. This can be equally 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 overlapping contents 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. In the current compensation device 100B according to another embodiment of the present invention, the first currents I11, I12, and I13 input in a common mode to each of the high 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 high current paths 111B, 112B, and 113B, a sensing transformer 120B, an amplification unit 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. Compared to the current compensating device 100A according to the embodiment described in FIGS. 2 to 5C, the current compensating device 100B according to the embodiment shown in FIG. 6 uses three large current paths 111B, 112B, and 113B. and, accordingly, there is a difference between the sensing transformer 120B and the compensation capacitor unit 150B. Accordingly, the current compensating device 100B will be described below 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 high current path 111B, a second high current path 112B, and a third high current path 113B that are distinguished from each other. According to an embodiment, the first high current path 111B may be an R phase, the second high current path 112B may be an S phase, and the third high current path 113B may be a T phase power line. The first currents I11, I12, and I13 may be input in a common mode to each of the first high current path 111B, the second high current path 112B, and the third high 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 the first high current path 111B, the second high current path 112B and the third high current path 113B, respectively. A first induced current may be generated. Magnetic flux densities generated in the sensing transformer 120B by the first currents I11, I12, and I13 on the three high current paths 111B, 112B, and 113B may reinforce each other. Since the process of generating the first induced current by the first currents I11, I12, and I13 has been described with reference to FIG. 3A, 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.Meanwhile, in the compensation capacitor unit 150B according to another embodiment of the present invention, the compensation currents IC1, IC2, and IC3 generated by the compensation transformer are passed through the first high current path 111B, the second high current path 112B, and the second high current path 112B. Paths flowing through each of the three high 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 compensating device 100B according to this embodiment may be used to offset (or block) the first currents I11, I12, and I13 moving from the load to the power supply in the three-phase, three-wire power system.

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 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 high current paths 111C, 112C, 113C, and 114C connected to the first device 300C. can actively compensate for

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 high 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. Looking at the current compensating device 100A according to the embodiment described in FIGS. 2 to 5C and the current compensating device 100B according to the embodiment described in FIG. 6, the current compensating device according to the embodiment shown in FIG. 7 ( 100C) includes four high current paths 111C, 112C, 113C, and 114C, and accordingly, there is a difference in the sensing transformer 120C and the compensation capacitor unit 150C. Accordingly, the current compensating device 100C will be described below based on the above-mentioned 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 high current path 111C, a second high current path 112C, a third high current path 113C, and a fourth high current path 114C that are distinguished from each other. there is. According to an embodiment, the first high current path 111C is R phase, the second high current path 112C is S phase, the third high current path 113C is T phase, and the fourth high current path 114C is It may be a power line of phase N. The first currents I11, I12, I13, and I14 are the first high current path 111C, the second high current path 112C, the third high current path 113C, and the fourth high current path 114C. ) can be input in common mode to each.

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 high current path 111C, a second high current path 112C, a third high current path 113C and a fourth high current path 114C, respectively. It may be disposed on to generate a first induced current. Magnetic flux densities generated in the sensing transformer 120C by the first currents I11, I12, I13, and I14 on the four high current paths 111C, 112C, 113C, and 114C may reinforce each other. Since the process of generating the first induced current by the first currents I11, I12, I13, and I14 has been described with reference to FIG. 3A, a 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 passed through the first high current path 111C, the second high current path 112C, and the third high current path. 113C and the fourth high current path 114C, respectively, 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 compensating device 100C according to this embodiment can be used to offset (or block) the first currents I11, I12, I13, and I14 moving from the load to the power supply in the three-phase, four-wire power system. there is.

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 compensating device 100B according to the embodiment may be used with one or more other compensating devices 500 on a high 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 compensating device 100B according to the embodiment may be used together with compensating device 1 510 that compensates for a first current input in a common mode. At this time, the compensating device 1 510 may be implemented as an active element similar to the compensating device 100B or may be implemented only as a passive element.

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 compensating device 100B according to the embodiment may be used together with the compensating device 2 520 that compensates for the third current input in a differential mode. In this case, 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 compensating device 100B according to the embodiment may be used together with the compensating device n 530 for compensating the voltage. In this case, 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 compensating devices 500 described in FIG. 8 are exemplary, and the spirit of the present invention is not limited thereto. Accordingly, various numbers and types of compensating devices may be further included in the system according to the design of the system. Additionally, it goes without saying that the embodiment shown in FIG. 8 can be equally 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.Specific implementations described in the present invention are examples and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, description of conventional electronic components, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection of lines or connecting members between the components shown in the drawings are examples of functional connections and / or physical or circuit connections, which can be replaced in actual devices or additional various functional connections, physical connection, or circuit connections. In addition, if there is no specific reference such as "essential" or "important", it may not necessarily be a component necessary 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.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and should not be determined, and all scopes equivalent to or equivalently changed from the claims as well as the claims described below are within the scope of the spirit of the present invention. will be said to 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: high current path
120: sensing unit
130: amplifier
140: compensation unit
150: compensation capacitor unit
160: malfunction detection unit
200: second device
300: first device

Claims

A current compensation device for actively compensating for a first current input in a common mode to each of at least two high current paths electrically connected to the first device,
at least two or more high current paths for transferring a second current supplied by a second device to the first device;
a sensing unit configured to sense the first current on the high current path and generate an output signal corresponding to the first current;
an amplifying unit generating an amplified output signal by amplifying the output signal;
a compensation unit generating a compensation current based on the amplified output signal;
a compensation capacitor unit providing a path through which the compensation current flows to each of the at least two high current paths; and
and a malfunction detection unit configured to generate a signal corresponding to an operating state of at least one of the high current path, the sensing unit, the amplifying unit, the compensating unit, and the compensation capacitor unit.