JP7252376B2 - 電圧又は電流を補償する装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施例は、アクティブ電流（及び／又は電圧）補償装置に関するものであり、２つの装置を接続する２つ以上の大電流経路上に共通モードで入力される電流及び／又は電圧を能動的に補償するアクティブ補償装置に関する。
一般的に、家電用及び産業用の電気製品や電気自動車などの電気機器は、動作中にノイズを放射する。例えば、電子機器内における電力変換装置のスイッチング動作により、ノイズが電力線を通して放射されることができる。これらのノイズを放置すると、人体に有害であることだけでなく、周辺の部品や他の電子機器に誤動作又は故障を引き起こす。このように、電子機器が他の機器に与える電磁妨害を、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と呼び、その中でも、ワイヤ及び基板の配線を経由して送信されるノイズを伝導性放射（ＣＥ（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ））ノイズという。
電子機器が周辺部品及び他の機器に故障を起こさずに動作するために、全ての電子製品では、ＥＭＩノイズの放射量を厳しく規制している。従って、ほとんどの電子製品は、ノイズの放射量に対する規制を満たすために、ＥＭＩノイズ電流を低減させるノイズ低減装置（例えば、ＥＭＩフィルタ）を必ず含んでいる。例えば、エアコンなどの白物家電、電気自動車、航空宇宙、エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ））などでは、ＥＭＩフィルタを必ず含む。従来のＥＭＩフィルタは、伝導性放射（ＣＥ）ノイズの中での共通モード（ＣＭ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ））ノイズを低減させるために、受動フィルタである共通モードチョーク（ＣＭ ｃｈｏｋｅ）を使用する。
一方、ハイパワー製品のリリースに伴い、高出力システム用の電流／電圧補償装置に関するニーズ（ｎｅｅｄｓ）が増加しているのが実情である。ところが、高出力／高電流システムで共通モード（ＣＭ）チョークは、磁気飽和現象により、ノイズの低減性能が急激に落ちることになる。従って、高出力／高電流システムで磁気飽和を防止し、ノイズ低減性能を維持するために、従来には共通モードチョークのサイズを大きくしたり、個数を増やしたりする必要があるが、そのため、ハイパワー製品用電流補償装置の大きさ及び価格が非常に増加してしまう問題が発生する。
本発明は、上記のような問題を改善するためのものであり、共通モード（ＣＭ）ノイズを低減させる補償装置を提供する。
また、本発明は、上記のような問題点を改善するためのものであり、検出部の大きさを減らし、生産性が向上された補償装置を提供する。
また、ＥＭＩノイズが放射される側の負荷の大きさに関わらず、ＥＭＩノイズが放射される側に補償電流を出力する補償装置を提供することを目的とする。
しかしながら、これらの課題は、例示的なものであり、本発明の範囲は、これに限定されない。
本発明の一実施例による、第１の装置に接続される少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれに、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）で入力される第１の電流を能動的に補償するアクティブ補償装置は、第２の装置によって供給される第２の電流を前記第１の装置に送信する少なくとも２つ以上の大電流経路と、前記大電流経路上の前記第１の電流を検出し、第１の電流に対応する出力信号を生成する検出部と、前記検出部の出力信号を増幅し、増幅電流を生成する増幅部と、前記増幅電流に基づいて補償電流を生成し、前記補償電流を前記少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれに流す補償部と、前記出力信号を生成する前記検出部の出力端に並列に接続される第１の外乱保護部、及び前記補償部の入力端に並列に接続される第２の外乱保護部と、を備え、前記第１の外乱保護部及び前記第２の外乱保護部は、過渡電圧サプレッサ（ＴＶＳ（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ））ダイオード素子を含み、前記ＴＶＳダイオード素子の接合容量（ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、数百ｐＦ以下であってもよい。
一実施例によると、前記第１の外乱保護部及び前記第２の外乱保護部は、前記検出部の出力端及び前記補償部の入力端に、所定の臨界電圧未満の電圧が印加される場合、第１のインピーダンスを有し、前記検出部の出力端及び前記補償部の入力端に、前記所定の臨界電圧以上の電圧が印加される場合、前記第１のインピーダンスよりも低い第２のインピーダンスを有する、アクティブ補償装置。
一実施例によると、前記検出部は、前記大電流経路上に配置される１次側と、前記出力信号を前記増幅部に出力する２次側とを含む検出変圧器を含んでもよい。
一実施例によると、前記第１の外乱保護部において、前記１次側は、前記少なくとも２つ以上の大電流経路に印加された電圧に基づいて、前記２次側に誘導した臨界電圧以上の電圧を前記臨界電圧以下の電圧に制限し、前記増幅部に送信してもよい。
一実施例によると、前記補償部は、前記増幅部の出力端と前記増幅部の基準電位とを接続する経路上に配置される１次側と、前記補償部に含まれ、かつ前記大電流経路に接続される補償コンデンサ部と前記アクティブ補償装置の基準電位とを接続する経路上に配置される２次側とを含み、前記第２の外乱保護部において、前記２次側は、前記少なくとも２つ以上の大電流経路に印加された電圧に基づいて、前記１次側に誘導した臨界電圧以上の電圧を前記臨界電圧以下の電圧に制限し、前記増幅部に送信する、アクティブ補償装置。
前述したこと以外の他の側面、特徴、及び利点は、以下の発明を実施するための形態、特許請求の範囲、及び図面より明らかになるだろう。
上述したように構成された本発明の様々な実施例によると、高出力システムにおいても、価格、面積、体積、重さが大幅に増加しないアクティブ電流／電圧補償装置を提供することができる。
本発明の様々な実施例に係るアクティブ補償装置は、ＣＭチョークを含むパッシブ補償装置に比べ、価格、面積、体積、重さが減少され得る。
また、本発明の一実施例に係る電流補償装置は、ＣＭチョークに寄生するとなく、独立して動作することができる補償装置を提供することができる。
また、本発明の様々な実施例に係るアクティブ補償装置は、電力線から電気的に絶縁されているアクティブ回路端を有することで、能動回路端に含まれる素子を安定的に保護することができる。
また、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置は、ＥＭＩノイズが放射される側の周辺状況の負荷に関わらず、電流補償機能を実行することができる電流補償装置を提供することができる。
もちろん、これらの効果により、本発明の範囲が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１００を含むシステムの構成を概略的に示す。 図２は、図１に示された実施例の一例を示す図である。 図３は、図２に示された実施例のより具体的な一例を示し、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａを概略的に示す。 図４Ａは、本発明の一実施例に係る検出部１２０の一例である検出変圧器１２０Ａの動作を説明する図である。 図４Ｂは、本発明の一実施例に係る検出部１２０の一例である検出変圧器１２０Ａの動作を説明する図である。 図５Ａは、本発明の一実施例に係る開閉可能なクランプ構造のコア１２３Ａを含む検出変圧器１２０Ａを説明する図である。 図５Ｂは、本発明の一実施例に係る開閉可能なクランプ構造のコア１２３Ａを含む検出変圧器１２０Ａを説明する図である。 図６は、補償コンデンサ部１５０Ａを通して流れる電流ＩＬ１及びＩＬ２を説明する図である。 図７は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１００Ａ－１を概略的に示す。 図８は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１００Ａ－２を概略的に示す。 図９Ａは、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａ－３を概略的に示す。 図９Ｂは、図９Ａの増幅器を単純化した図である。 図１０Ａは、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａ－４の増幅部１３０Ａ－４を説明する図である。 図１０Ｂは、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａ－４の増幅部１３０Ａ－４を説明する図である。 図１１は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１００Ｂの構成を概略的に示す図である。 図１２は、本発明のまた他の一実施例に係る補償装置１００Ｃの構成を概略的に示す図である。 図１３は、本発明の一実施例により、図１１に示された実施例に係る補償装置１００Ｂが使用されるシステムの構成を概略的に示した図である。 図１４は発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０１を含むシステムの構成を概略的に示す。 図１５は、図１４に示された一実施例に係る補償装置１０１の具体的な一例を概略的に示す。 図１６は、本発明の一実施例に係る補償装置１０１Ｃの構成を概略的に示す図である。 図１７は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２を含むシステムの構成を概略的に示す。 図１８は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２Ａを概略的に示す。 図１９は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２Ａ－１を概略的に示す。 図２０は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２Ａ－２を概略的に示す。 図２１は、一実施例に係る補償装置１０２Ｂの構成を概略的に示す図である。 図２２は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０２Ｃの構成を概略的に示す図である。 図２３は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０２Ｄの構成を概略的に示す図である。 図２４は、本発明の一実施例に係る補償装置１０３を含むシステムの構成を概略的に示す図である。 図２５は、本発明の一実施例により、２線式システムに使用される補償装置１０３Ａの構成を概略的に示す図である。 図２６Ａは、一実施例に係る誤動作感知部６０Ａを説明する図である。 図２６Ｂは、一実施例に係る誤動作感知部６０Ａを説明する図である。 図２６Ｃは、一実施例に係る誤動作感知部６０Ａを説明する図である。 図２７は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０３Ｂの構成を概略的に示す図である。 図２８は、本発明の一実施例に係る補償装置１０４を含むシステムの構成を概略的に示す図である。 図２９は、本発明の一実施例により、３相４線システムで使用される補償装置１０４Ａの構成を概略的に示す図である。 図３０は、一実施例に係る第１のバランス部７０Ａの構成及び動作を説明する図である。 図３１は、一実施例に係る第２のバランス部８０Ａの構成及び動作を説明する図である。 図３２は、本発明の他の実施例に係る３相３線システムに使用される補償装置１０４Ｂの構成を概略的に示す図である。 図３３は、本発明のまた他の一実施例に係る補償装置１０４Ｃの構成を概略的に示す図である。 図３４は、本発明のまた他の実施例に係る３相４線システムで使用される補償装置１０４Ｄの構成を概略的に示す図である。 図３５は、本発明の一実施例に係る補償装置１０５を含むシステムの構成を概略的に示す図である。 図３６は、本発明の一実施例により、３相４線システムで使用される補償装置１０５Ａの構成を概略的に示す図である。 図３７は、補償変圧部１４０Ａによって生成された補償電流ＩＣが補償コンデンサ部１５０Ａ及び第２のバランス部８０Ａを通して大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａに分配される過程を説明する図である。 図３８は、第２のバランス部８０Ａと、出力インピーダンス調節部５０Ａによって出力インピーダンスＺｅｑ３１、Ｚｅｑ３２、Ｚｅｑ３３、Ｚｅｑ３４が調節される過程を説明する図である。 図３９は、本発明の他の実施例に係る３相３線システムに使用される補償装置１０５Ｂの構成を概略的に示す図である。 図４０は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６を含むシステムの構成を概略的に示す。 図４１は、図４０に示された内容のうち、２つの増幅部を使用する実施例について、より具体的な一例を示す。 図４２は、アクティブ補償装置１０６Ａ１の具体的な一例を概略的に示す。 図４３は、図４０に示された実施例のより具体的な一例を示し、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｂを含むシステムを概略的に示す。 図４４は、図４３に示された補償装置１０６Ｂの一例として、補償装置１０６Ｂ１を概略的に示す。 図４５は、図４３に示されたアクティブ補償装置１０６Ｂの他の一例として、アクティブ補償装置１０６Ｂ２を概略的に示す。 図４６は、本発明の他の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｄを含むシステムの構成を概略的に示す。 図４７は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｆを含むシステムの構成を概略的に示す。 図４８は、図４７に示されたアクティブ補償装置１０６Ｆの一例として、補償装置１０６Ｆ１を概略的に図示し、 図４９は、図４７に示されたアクティブ補償装置１０６Ｆの他の一例として、補償装置１０６Ｆ２を概略的に示す。 図５０は、本発明の一実施例に係る補償装置１０７を含むシステムの構成を概略的に示す。 図５１は、図５０に示された実施例のより具体的な一例を示し、本発明の一実施例に係る補償装置１０７Ｂを概略的に示す。 図５２は、図５１に示された補償装置の具体的な一例として、本発明の一実施例に係る補償装置１０７Ｃ１及び１０７Ｃ２を概略的に示す。 図５３は、図５１に示された補償装置の具体的な一例として、本発明の一実施例に係る補償装置１０７Ｃ１及び１０７Ｃ２を概略的に示す。 図５４は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０７Ｄを含むシステムの構成を概略的に示す。 図５５は、本発明の他の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｅの機能構成を概略的に示す。 図５６は、図５５に示されたアクティブ補償装置１０６Ｅの一例として、アクティブ補償装置１０６Ｅ１を概略的に示す。 図５７は、図５５に示されたアクティブ補償装置１０６Ｅの他の一例として、アクティブ補償装置１０６Ｅ２を概略的に示す。 図５８は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８を含むシステムの構成を概略的に示す図である。 図５９は、本発明の一実施例により、第２の線式システムに使用される補償装置１０８Ａの構成を概略的に示す図である。 図６０は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａの具体的な動作を説明する図である。 図６１は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａにおいて、補償コンデンサ部のインピーダンスの減少を説明する図である。 図６２は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａ上で、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の流れを説明する図である。 図６３は、本発明の一実施例に係るＶＳＣＣ補償装置１０８Ａ及びＶＳＣＣ補償装置１０８Ａと同様の容量値を有するパッシブＥＭＩフィルタ（又はパッシブ補償装置）のノイズ低減性能を比較したシミュレーショングラフである。 図６４は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０８Ｂの構成を概略的に示す図である。
本発明は、様々な変形を加えることができる上に、様々な実施例を有することができ、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明する。本発明の効果及び特徴、さらに、それらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施例を参照することで明確になるであろう。しかしながら、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、様々な形態で実現することができる。
以下に添付された図面を参照し、本発明の実施例を詳細に説明する。図面を参照して説明するときには、同一又は対応する構成要素は、同一又は同様の一連の図面符号を付与し、これに対する重複説明は省略する。
以下の実施例において、第１及び第２などの用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用する。以下の実施例において、単数の表現は、文脈上、明確に別の意味を意図しない限り、複数の表現を含む。以下の実施例において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書に記載の特徴、又は構成要素が存在することを意味し、１つ以上の他の特徴、又は構成要素が付加される可能性を事前に排除するものではない。図面において、説明の便宜のために、構成要素の大きさは拡大又は縮小され得る。ある実施例が他の方法で実現可能である場合、特定の工程の順序は、説明される順序とは異なる順序で実行することもできる。以下の実施例において、領域、構成要素、部、ユニット、モジュールなどが接続されると言う場合は、領域、構成要素、部、ユニット、モジュールが直接的に接続される場合だけでなく、領域、構成要素、部、ユニット、モジュールの間に他の領域、構成要素、部、ユニット、モジュールが介在され、間接的に接続される場合も含む。
例えば、図面に示された各構成の大きさ及び形態は、説明の便宜のために任意に示すものであり、本発明は、図示に必ず限定されるものではない。
この文書に記載のアクティブ補償装置又は補償装置とは、電流補償装置及び／又は電圧補償装置を含んでもよい。また、電流補償装置という用語は、電圧補償装置と互いに互換可能である。
また、以下で説明する様々な実施例に係る様々な補償装置には、互いに異なる実施例に係る補償装置の少なくとも一部が適用されてもよい。
図１は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１００を含むシステムの構成を概略的に示す。アクティブ補償装置１００は、第１の装置３００から２つ以上の大電流経路１１１及び１１２を通して共通モード（ＣＭ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ））で入力される第１の電流Ｉ１１及びＩ１２（例えば、ＥＭＩノイズ電流）を能動的に補償してもよい。
図１を参照すると、アクティブ補償装置１００は、検出部１２０、増幅部１３０、及び補償部１６０を含んでもよい。
本明細書において、第１の装置３００は、第２の装置２００が供給する電源を使用する様々な形態の装置であってもよい。例えば、第１の装置３００は、第２の装置２００が供給する電源を利用して駆動される負荷であってもよい。また、第１の装置３００は、第２の装置２００が供給する電源を利用してエネルギーを貯蔵し、貯蔵されたエネルギーを利用して駆動される負荷（例えば、電気自動車）であってもよい。ただし、これに限定されない。
本明細書において、第２の装置２００は、第１の装置３００の電源を電流及び／又は電圧の形態で供給するための様々な形態の装置であってもよい。例えば、第２の装置２００は、電源を生成して供給する装置であってもよく、他の装置によって生成された電力を供給する装置（例えば、電気自動車の充電装置）であってもよい。もちろん、第２の装置２００は、貯蔵されたエネルギーを供給する装置であってもよい。ただし、これに限定されない。第１の装置３００側に電力変換装置が位置してもよい。例えば、上記の電力変換装置のスイッチング動作により、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２が補償装置１００に入力され得る。すなわち、第１の装置３００側のノイズ源に対応してもよく、第２の装置２００側のノイズ受信機に対応してもよい。
２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、第２の装置２００によって供給される電源、すなわち、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２を第１の装置３００に送信する経路であってもよく、例えば、電力線であってもよい。例えば、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれは、活線（Ｌｉｖｅ ｌｉｎｅ）と中性線（Ｎｅｕｔｒａｌ ｌｉｎｅ）であってもよい。大電流経路１１１及び１１２の少なくとも一部は、補償装置１００を通過することができる。第２の電流Ｉ２１及びＩ２２は、第２の周波数帯域の周波数を有する交流電流であってもよい。第２の周波数帯域は、例えば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚの帯域であってもよい。
また、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、第１の装置３００で発生したノイズ、すなわち、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２が第２の装置２００に送信される経路であってもよい。第１の電流Ｉ１１及びＩ１２は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに対して、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）に入力され得る。第１の電流Ｉ１１及びＩ１２は、様々な原因によって、意図せずに第１の装置３００から発生する電流であってもよい。例えば、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２は、第１の装置３００と周辺環境との間の仮想の容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）によって発生されるノイズ電流であってもよい。若しくは、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２は、第１の装置３００の電力変換装置のスイッチング動作によって発生されるノイズ電流であってもよい。第１の電流Ｉ１１及びＩ１２は、第１の周波数帯域の周波数を有する電流であってもよい。第１の周波数帯域は、前述した第２の周波数帯域よりも高い周波数帯域であってもよい。第１の周波数帯域は、例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚの帯域であってもよい。
一方、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、図１に示されたように、２つの経路を含んでもよく、図８及び図９に示されたように、３つの経路又は４つの経路を含んでもよい。大電流経路１１１及び１１２の数は、第１の装置３００及び／又は第２の装置２００が使用する電源の種類及び／又は形態に応じて変わってもよい。
検出部１２０は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を感知し、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２に対応する出力信号を生成してもよい。すなわち、検出部１２０は、大電流経路１１１及び１１２上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を感知する手段を意味し得る。検出部１２０には、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の検出のために大電流経路１１１及び１１２の少なくとも一部が通過してもよいが、検出部１２０内で検出による出力信号が生成される部分は、大電流経路１１１及び１１２と絶縁されてもよい。例えば、検出部１２０は検出変圧器で実現されてもよい。検出変圧器は、大電流経路１１１及び１１２と絶縁された状態で、大電流経路１１１及び１１２上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を感知してもよい。
一実施例によると、検出部１２０は、増幅部１３０の入力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続されてもよい。
増幅部１３０は、検出部１２０に電気的に接続され、検出部１２０が出力した出力信号を増幅し、増幅された出力信号を生成してもよい。本発明において、増幅部１３０による「増幅」は、増幅対象の大きさ及び／又は位相を調節することを意味してもよい。増幅部１３０は、様々な手段で実現することができ、能動素子を含んでもよい。一実施例において、増幅部１３０は、ＯＰ－ＡＭＰを含んでもよい。例えば、増幅部１３０は、ＯＰ－ＡＭＰに加え、抵抗やコンデンサなどの複数の受動素子を含んでもよい。他の実施例において、増幅部１３０は、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含んでもよい。例えば、増幅部１３０は、ＢＪＴに加え、抵抗やコンデンサなど複数の受動素子を含んでもよい。ただし、これに限定されず、本発明で説明する「増幅」のための手段は、本発明の増幅部１３０として制限されることなく使用してもよい。増幅部１３０の基準電位（基準電位２）と補償装置１００の基準電位（基準電位１）とは互いに区別される電位であってもよい。
増幅部１３０は、第１の装置３００及び／又は第２の装置２００と区別される第３の装置４００から電源の供給を受け、検出部１２０が出力した出力信号を増幅し、増幅電流を生成してもよい。この時、第３の装置４００は、第１の装置３００と第２の装置２００とは関係ない電源から電源の供給を受け、増幅部１３０の入力電源を生成する装置であってもよい。選択的に、第３の装置４００は、第１の装置３００及び第２の装置２００中のいずれか１つの装置から電源の供給を受け、増幅部１３０の入力電源を生成する装置であってもよい。
補償部１６０は、増幅部１３０によって増幅された出力信号に基づいて補償電流を生成してもよい。補償部１６０の出力側は、大電流経路１１１及び１１２に補償電流ＩＣ１及びＩＣ２を流すために大電流経路１１１及び１１２と接続されてもよいが、増幅部１３０とは絶縁され得る。例えば、補償部１６０は、上記の絶縁のために補償変圧器を含んでもよい。例えば、上記の補償変圧器の１次側には、増幅部１３０の出力信号が流れ、補償変圧器の２次側には、上記の出力信号に基づく補償電流が生成されてもよい。
補償部１６０は、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を相殺させるために、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれを通して補償電流ＩＣ１及びＩＣ２を大電流経路１１１及び１１２に注入（ｉｎｊｅｃｔ）させたり、又は大電流経路１１１及び１１２から引き出したりしてもよい。一実施例によると、補償電流ＩＣ１及びＩＣ２は、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２と同じ大きさを有しかつ位相は反対であってもよい。ただし、これに限定されない。
図２は、図１に示された実施例の一例を示す図である。
図２を参照すると、補償部１６０は、補償変圧部１４０と、補償コンデンサ部１５０とを含んでもよい。
補償変圧部１４０は、増幅部１３０に電気的に接続され、前述した増幅部１３０によって増幅された出力信号に基づいて補償電流を生成してもよい。
補償変圧部１４０は、増幅部１３０の出力端と増幅部１３０の基準電位（基準電位２）とを接続する経路に電気的に接続されて補償電流を生成してもよい。補償変圧部１４０は、補償コンデンサ部１５０と電流補償装置１００の基準電位（基準電位１）とを接続する経路に電気的に接続されてもよい。増幅部１３０の基準電位（基準電位２）と電流補償装置１００の基準電位（基準電位１）とは互いに区別される電位であってもよい。
補償コンデンサ部１５０は、補償変圧部１４０によって生成された補償電流ＩＣ１及びＩＣ２が、２つ以上の大電流経路のそれぞれに流れる経路を提供することができる。
一実施例によると、補償コンデンサ部１５０は、補償変圧部１４０によって生成された電流が、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに流れる経路を提供する補償コンデンサ部１５０で実現されてもよい。この時、補償コンデンサ部１５０は、電流補償装置１００の基準電位（基準電位１）と、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれを接続する少なくとも２つ以上の補償コンデンサを含んでもよい。
上記のように構成された電流補償装置１００は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上の特定の条件の電流を感知してこれを能動的に補償してもよく、装置１００の小型化にもかかわらず、高電流、高電圧、及び／又は高出力システムに適用されてもよい。
一方、一実施例によると、検出部１２０は、少なくとも２つ以上の大電流経路が挿入される貫通開口を備えてもよい。検出部１２０は、挿入された２つ以上の大電流経路上の第１の電流を感知し、感知された第１の電流に対応される出力信号を生成してもよい。
一実施例において、検出部１２０は、貫通開口を備え、少なくとも２つ以上の大電流経路上の第１の電流によって生成された磁束密度に基づいて出力信号を生成するコアを含む検出変圧器で実現されてもよい。このとき、コアは、開閉可能なクランプ構造であってもよく、開放状態で、少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれが内側に挿入されるように実現されてもよい。
一実施例において、「クランプ（ｃｌａｍｐ）構造」は、コアの外側の一部が開閉可能に構成された構造を意味してもよい。例えば、クランプ構造のコアの外側の一部は、開放状態で大電流経路１１１及び１１２が貫通開口に挿入されるように構成されてもよい。以後、開放されたコアの外側の一部は、閉鎖され、挿入された大電流経路１１１及び１１２が離脱しないようにしてもよい。
ただし、前述するような検出部１２０に対する説明は、例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。従って、感知しようとする電流が流れる経路（又は導線）が「挿入」される形態で経路（又は導線）と結合される電流感知手段は、本発明の検出部１２０として制限されることなく使用されてもよい。
図３は、図２に示された実施例のより具体的な一例を示し、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａを概略的に示す。補償装置１００Ａは、第１の装置３００Ａと接続される２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１及びＩ１２（例えば、ノイズ電流）を能動的に補償してもよい。
図２を参照すると、補償装置１００Ａは、検出変圧器１２０Ａ、増幅部１３０Ａ、及び補償部１６０Ａを含んでもよい。
一実施例において、前述した検出部１２０は、検出変圧器１２０Ａを含んでもよい。このとき、検出変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと絶縁された状態で、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を感知するための手段であってもよい。検出変圧器１２０Ａは、第１の装置３００Ａ側から大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ（例えば、電力線）に入力されるノイズ電流である第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を検出してもよい。
検出変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上に配置される１次側１２１Ａ及び増幅部１３０Ａの入力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続された２次側１２２Ａを含んでもよい。検出変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上に配置される１次側１２１Ａ（例えば、１次巻線）において、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２によって誘導される磁束密度に基づいて２次側１２２Ａ（例えば、２次巻線）に誘導電流を生成してもよい。上記の検出変圧器１２０Ａの１次側１２１Ａは、例えば１つのコアに第１の大電流経路１１１Ａ及び第２の大電流経路１１２Ａがそれぞれ巻かれている巻線であってもよい。ただし、これに限定されず、上記の検出変圧器１２０Ａの１次側１２１Ａは、第１の大電流経路１１１Ａ及び第２の大電流経路１１２Ａが上記のコアを通過する形態であってもよい。
具体的には、第１の大電流経路１１１Ａ（例えば、活線）上の第１の電流Ｉ１１によって誘導される磁束密度と、第２の大電流経路１１２Ａ（例えば、中性線）上の第１の電流Ｉ１２によって誘導される磁束密度とが重なり合う（又は補強される）ように構成されてもよい。このとき、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上には、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２も流れるが、第１の大電流経路１１１Ａ上の第２の電流（Ｉ２１）によって誘導される磁束密度と、第２の大電流経路（１１２Ａ）上の第１の電流（Ｉ２２）によって誘導される磁束密度とは、互いに相殺されるように構成されてもよい。また、一例として、検出変圧器１２０Ａにおいて、第１の周波数帯域（例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚの範囲を有する帯域）の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２によって誘導される磁束密度の大きさは、第２の周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲を有する帯域）の第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される磁束密度の大きさよりも大きくなるように構成されてもよい。
このように、検出変圧器１２０Ａは、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される磁束密度が互いに相殺されるように構成され、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２だけを感知されるようにしてもよい。すなわち、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａに誘導される電流は、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２が一定の比率で変換された電流であり得る。
例えば、検出変圧器１２０Ａにおいて、１次側１２１Ａと２次側１２２Ａとの巻線比が１：Ｎsenであると、このとき、２次側１２２Ａに誘導される電流は、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の１／Ｎsen倍であってもよい。検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａは、増幅部１３０Ａの入力端に接続されてもよい。例えば、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａは、増幅部１３０Ａの入力端と差動で接続され、増幅部１３０Ａに誘導電流を供給してもよい。若しくは、増幅部１３０Ａの構成に応じて、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａは、増幅部１３０Ａの入力端と増幅部１３０Ａの基準電位（基準電位２）とを接続する経路上に配置されてもよい。すなわち、２次側１２２Ａの一端は、増幅部１３０Ａの入力端と接続され、２次側１２２Ａの他段は、増幅部１３０Ａの基準電位（基準電位２）と接続されてもよい。
増幅部１３０Ａは、前述した増幅部１３０に相当してもよい。増幅部１３０Ａは、検出変圧器１２０Ａによって感知され、２次側１２２Ａに誘導される電流を増幅させてもよい。例えば、増幅部１３０Ａは、上記の誘導電流の大きさを一定の比率で増幅させるか、及び／又は位相を調節してもよい。
補償部１６０Ａは、前述した補償部１６０に相当してもよい。補償部１６０Ａは、補償変圧器１４０Ａと、補償コンデンサ部１５０Ａとを含んでもよい。前述した増幅部１３０Ａによって増幅された増幅電流は、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａへ流れる。
補償変圧器１４０Ａは、能動素子を含む増幅部１３０Ａを大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａから絶縁させるための手段であってもよい。すなわち、補償変圧器１４０Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと絶縁された状態で、増幅電流に基づいて大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａに注入するための補償電流を（２次側１４２Ａに）生成するための手段であってもよい。
補償変圧器１４０Ａは、増幅部１３０Ａの出力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続される１次側１４１Ａ、及び大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと接続される２次側１４２Ａを含んでもよい。補償変圧器１４０Ａは、１次側１４１Ａ（例えば、１次巻線）を流れる増幅電流によって誘導される磁束密度に基づいて、２次側１４２Ａ（例えば、２次巻線）に補償電流を誘導してもよい。
このとき、２次側１４２Ａは、後述する補償コンデンサ部１５０Ａと電流補償装置１００Ａの基準電位（基準電位１）とを接続する経路上に配置されてもよい。すなわち、２次側１４２Ａの一端は、補償コンデンサ部１５０Ａを通して大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと接続され、２次側１４２Ａの他端は、補償装置１００Ａの基準電位（基準電位１）と接続されてもよい。一方、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａ、増幅部１３０Ａ、及び検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａは、補償装置１００Ａの残りの構成要素と区別される基準電位（基準電位２）と接続されてもよい。電流補償装置１００Ａの基準電位（基準電位１）と増幅部１３０Ａの基準電位（基準電位２）とは、区別され得る。
このように、本発明は、補償電流を生成する構成要素に対して、残りの構成要素とは異なる基準電位を使用し、別の電源を使用することにより、補償電流を生成する構成要素が絶縁された状態で動作するようにしてもよく、これによって補償装置１００Ａの信頼性を向上させることができる。
補償変圧器１４０Ａにおいて、１次側１４１Ａと２次側１４２Ａとの巻線比が１：Ｎinjであると、２次側１４２Ａに誘導される電流は、１次側１４１Ａに流れる電流（すなわち、増幅電流）の１／Ｎinj倍であってもよい。
補償変圧器１４０Ａを通して変換された電流は、補償コンデンサ部１５０Ａを通して大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ（例えば、電力線）に、補償電流ＩＣ１及びＩＣ２として注入されてもよい。補償コンデンサ部１５０Ａは、前述したように、補償変圧器１４０Ａによって生成された電流が、２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる経路を提供することができる。
一実施例によると、従って、補償電流ＩＣ１及びＩＣ２は、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を相殺させるために、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２と同じ大きさを有し、かつ位相は反対であってもよい。従って、増幅部１３０Ａの電流利得の大きさは、ＮsenＮinjになるように設計されてもよい。
補償コンデンサ部１５０Ａは、一端が補償変圧器１４０Ａの２次側１４２Ａと接続され、他の端が大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと接続される２つのＹ―コンデンサ（Ｙ－ｃａｐ（Ｙ－ｃａｐａｃｉｔｏｒ））を含んでもよい。上記の２つのＹ－ｃａｐのそれぞれの一端は、補償変圧器１４０Ａの２次側１４２Ａと接続されるノードを共有し、上記の２つのＹ－ｃａｐのそれぞれの反対端は、それぞれ第１の大電流経路１１１Ａ及び第２の大電流経路１１２Ａと接続されるノードを有してもよい。
補償コンデンサ部１５０Ａは、補償変圧器１４０Ａによって誘導された補償電流ＩＣ１及びＩＣ２を電力線に流してもよい。例えば、補償電流ＩＣ１及びＩＣ２が、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を補償（又は相殺）することにより、電流補償装置１００Ａは、ノイズを低減させることができる。
補償装置１００Ａは、補償変圧器１４０Ａ及び検出変圧器１２０Ａを利用することで、絶縁式（ｉｓｏｌａｔｅｄ）構造を実現してもよい。
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施例に係る検出部１２０の一例である検出変圧器１２０Ａの動作を説明する図である。
特に、図４Ａは、検出変圧器１２０Ａが第１の誘導電流ＩＤ１を生成する原理を説明する図である。
説明の便宜のために、検出変圧器１２０Ａの第１次側１２１Ａ及び第２次側１２２Ａは、図４Ａに示されたように構成されたことを前提に説明する。言い換えれば、検出変圧器１２０Ａのコア１２３Ａに、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ及び第２次側１２２Ａの巻線が磁束及び／又は磁束密度の生成方向を考慮して巻取りされていることを前提に説明する。
大電流経路１１１Ａに第１の電流Ｉ１１が入力されることにより、コア１２３Ａには、磁束密度Ｂ１１が誘導され得る。同様に、大電流経路１１２Ａに第１の電流Ｉ１２が入力されることにより、コア１２３Ａには、磁束密度Ｂ１２が誘導され得る。
誘導された磁束密度Ｂ１１及びＢ１２によって、第２次側１２２Ａの巻線には、第１の誘導電流ＩＤ１が誘導されてもよい。
このように、検出変圧器１２０Ａは、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２によって誘導される第１の磁束密度Ｂ１１及びＢ１２が重なり合うことができるように（又は、互いに補強することができるように）構成され、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと絶縁された第２次側１２２Ａで第１の電流Ｉ１１及びＩ１２と対応される第１の誘導電流ＩＤ１を生成してもよい。
一方、検出変圧器１２０Ａは、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の磁束密度が所定の磁束密度の条件を満たすように構成されてもよい。
図４Ｂは、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって検出変圧器１２０Ａに誘導される第２の磁束密度Ｂ２１及びＢ２２を説明する図である。
図４Ａと同様に、検出変圧器１２０Ａの第１次側１２１Ａ及び第２次側１２２Ａは、図４Ｂに示されたように構成されたことを前提に説明する。言い換えれば、検出変圧器１２０Ａのコア１２３Ａに、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ及び第２次側１２２Ａの巻線が磁束及び／又は磁束密度の生成方向を考慮して巻取りされていることを前提に説明する。
大電流経路１１１Ａに第２の電流Ｉ２１が入力されることにより、コア１２３Ａには、磁束密度Ｂ２１が誘導され得る。同様に、大電流経路１１２Ａに第２の電流Ｉ２２が入力（又は、出力）されることにより、コア１２３Ａには、磁束密度Ｂ２２が誘導され得る。
検出変圧器１２０Ａは、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２（２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる）によって誘導される第２の磁束密度Ｂ２１及びＢ２２が所定の磁束密度の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の磁束密度の条件は、図４Ｂに示されたように、互いに相殺される条件であってもよい。
言い換えれば、検出変圧器１２０Ａは、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の誘導電流ＩＤ２が所定の第２の誘導電流の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第２の誘導電流条件は、第２の誘導電流ＩＤ２の大きさが所定の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
このように、検出変圧器１２０Ａは、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の磁束密度Ｂ２１及びＢ２２が互いに相殺されるように構成され、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２だけを感知されるようにしてもよい。
検出変圧器１２０Ａにおいて、第１の周波数帯域（例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚの範囲を有する帯域）の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２によって誘導される第１の磁束密度Ｂ１１及びＢ１２の大きさは、第２の周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲を有する帯域）の第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の磁束密度Ｂ２１及びＢ２２の大きさよりも大きくなるように構成されてもよい。
本発明では、Ａ構成要素がＢするように「構成」されるということは、Ａの構成要素のデザインパラメータがＢすることに適するように設定されていることを意味してもよい。例えば、検出変圧器１２０Ａにおいて、特定の周波数帯域の電流によって誘導される磁束の大きさが大きくなるように構成されるのは、検出変圧器１２０Ａの大きさ、コアの直径、巻取りの数、インダクタンスの大きさ、相互インダクタンスの大きさなどのパラメータが特定の周波数帯域の電流によって誘導される磁束の大きさが強くなるように適切に設定されたことを意味してもよい。
検出変圧器１２０Ａの第２次側１２２Ａは、増幅部１３０Ａに第１の誘導電流を供給するため、図２に示されたように、増幅部１３０Ａの入力端と差動（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続してもよい。また、増幅部１３０Ａの構成に応じて、検出変圧器１２０Ａの第２次側１２２Ａは、増幅部１３０Ａの入力端と増幅部１３０Ａの基準電位（基準電位２）を接続する経路上に配置されてもよい。
一方、上記のように、検出部１２０が検出変圧器１２０Ａで実現されるのは、例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。従って、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上に共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１及びＩ１２だけを感知することができる手段は、検出部１２０として制限されることなく使用されてもよい。
ただし、これは例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。すなわち、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ及び第２次側１２２Ａの巻線がコア１２３Ａに巻き取られる数は、電流補償装置１００Ａが使用されるシステムの要求条件に応じて適宜決定されてもよい。
本発明の一実施例によると、検出変圧器１２０Ａは、貫通開口を備え、少なくとも２つ以上の大電流経路上の第１の電流によって生成された磁束密度に基づいて出力信号を生成するコアを含んでもよい。このとき、コアは、開閉可能なクランプ構造であり、開放状態で、少なくとも２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれが内側に挿入されてもよい。
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施例に係る開閉可能なクランプ構造のコア１２３Ａを含む検出変圧器１２０Ａを説明する図である。
図５Ａを参照すると、検出部１２０は、クランプ構造のコア１２３Ａを含む検出変圧器１２０Ａで実現されてもよい。検出変圧器１２０Ａの開口には、図示されたように、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが挿入されてもよい。
以下では、検出変圧器１２０Ａのコア１２３Ａに、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ及び第２次側１２２Ａの巻線が磁束及び／又は磁束密度の生成方向を考慮して挿入（又は、巻取り）されていることを前提に説明する。
大電流経路１１１Ａに第１の電流Ｉ１１が入力されることにより、コア１２３Ａには、磁束密度Ｂ１１が誘導され得る。同様に、大電流経路１１２Ａに第１の電流Ｉ１２が入力されることにより、コア１２３Ａには、磁束密度Ｂ１２が誘導され得る。誘導された磁束密度Ｂ１１及びＢ１２によって、第２次側１２２Ａの巻線には、第１の誘導電流ＩＤ１が誘導されてもよい。
このように、検出変圧器１２０Ａは、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２によって誘導される第１の磁束密度Ｂ１１及びＢ１２が重なり合うことができるように（又は、互いに補強することができるように）構成され、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと絶縁された第２次側１２２Ａで第１の電流Ｉ１１及びＩ１２と対応される第１の誘導電流ＩＤ１を生成してもよい。
一方、検出変圧器１２０Ａは、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の磁束密度が所定の磁束密度の条件を満たすように構成されてもよい。
図５Ｂは、本発明の検出変圧器１２０Ａの第１次側１２１Ａに大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが１回巻き取られた場合に、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって検出変圧器１２０Ａに誘導される第２の磁束密度Ｂ２１及びＢ２２を説明する図である。
図５Ｂを参照すると、検出部１２０は、クランプ構造のコア１２３Ａを含む検出変圧器１２０Ａで実現されてもよい。図５Ａと同様に、検出変圧器１２０Ａの開口には、図示されたように、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが挿入されてもよい。
図４Ｂと同様に、検出変圧器１２０Ａは、２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の誘導電流ＩＤ２が所定の第２の誘導電流の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第２の誘導電流条件は、第２の誘導電流ＩＤ２の大きさが所定の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
このように、検出変圧器１２０Ａは、第２の電流Ｉ２１及びＩ２２によって誘導される第２の磁束密度Ｂ２１及びＢ２２が互いに相殺されるように構成され、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２だけを感知されるようにしてもよい。
ただし、これは例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。
本発明の一実施例に係る検出変圧器１２０Ａにおいて、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ、及び第２次側１２２Ａの巻線の両方はコア１２３Ａに挿入されてもよい。このような場合、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ、及び第２次側１２２Ａの巻線が、単にコア１２３Ａの開口を通過する形態で、検出変圧器１２０Ａを構成してもよい。
図５Ａ及び図５Ｂに開示された本発明の実施例によると、コア１２３Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａを中央開口に通過又は挿入させるため、一部が開閉可能なクランプ（ｃｌａｍｐ）構造であってもよい。
本発明のクランプ式コア１２３Ａは、開放された状態で、中央貫通開口を大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが通過して行くように構成されてもよく、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが挿入された後、コア１２３Ａの開放された部分を閉鎖してもよい。ただし、これは一例に過ぎず、コア１２３Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが貫通開口に挿入され得る多様な形状で実現されてもよい。例えば、コア１２３Ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示すような円形に加え、四角形態の形状で実現されてもよい。
このように、本発明の一実施例によると、コア１２３Ａに大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａが単に挿入（又は単に通過）されるように構成され、コア１２３Ａに大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａを数回巻取る検出部１２０と比較したとき、その大きさを劇的に減少させることができる。
特に、高出力／高電流システムでは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａとして厚い銅導線などの加工が容易ではない素材を使用するので、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａがコア１２３Ａに単純に挿入されるようにすることで、高出力／高電流システムを用いて製品の生産性や組立性を向上させることができる。
図６は、補償コンデンサ部１５０Ａを通して流れる電流ＩＬ１及びＩＬ２を説明する図である。
図６を参照すると、補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａの間に流れる電流ＩＬ１が所定の第１の電流の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第１の電流条件は、電流ＩＬ１の大きさが所定の第１の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
また、補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して、２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれと電流補償装置１００Ａの基準電位（基準電位１）との間に流れる電流Ｉｌ２が所定の第２の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第２の電流条件は、電流ＩＬ２の大きさが所定の第２の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
補償コンデンサ部１５０Ａに沿って２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに流れる補償電流ＩＣ１及びＩＣ２は、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上の第１の電流Ｉ１１及びＩ２２を相殺し、第１の電流Ｉ１１及びＩ２２が第２の装置２００Ａに送信されることを防止してもよい。一実施例によると、第１の電流Ｉ１１及びＩ２２、及び補償電流は、同じ大きさを有し、かつ位相は互いに反対である電流であってもよい。
これにより、本発明の一実施例に係る電流補償装置１００Ａは、第１の装置３００Ａと接続される２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれに、共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を能動的に補償し、第２の装置２００Ａの誤動作や破損を防止することができる。
図７は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１００Ａ－１を概略的に示す。図７に示された補償装置１００Ａ－１は、補償装置１００Ａの一例であり得る。補償装置１００Ａ－１に含まれる増幅部１３０Ａ－１は、補償装置１００Ａの増幅部１３０Ａの一例である。
補償装置１００Ａ－１において、補償装置１００Ａの増幅部１３０Ａは、Ｏｐ－ａｍｐを含む非反転増幅器の構造を有する増幅部１３０Ａ－１で実現されている。増幅部１３０Ａ－１では、基準電位２を基準に、第３の装置４００ＡからＯＰ－ａｍｐへＶｃｃ及び－Ｖｃｃの電源が供給されてもよい。増幅部１３０Ａ－１に含まれるＲ１、Ｒ２、Ｒｆ１、Ｃｆ１、Ｒｆ２、及びＣｆ２は、非反転増幅器の利得（ｇａｉｎ）を周波数に応じて調節するための素子である。具体的には、第１の周波数帯域（例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚ）内で伝導性放射（ＣＥ）の制限規格を満たすために、Ｒ１、Ｒ２、Ｒｆ１、Ｃｆ１、Ｒｆ２、及びＣｆ２の値が決定され得る。例えば、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２と補償電流ＩＣ１及びＩＣ２とは、互いに同様の大きさを有し、かつ位相は反対になるように、Ｒ１、Ｒ２、Ｒｆ１、Ｃｆ１、Ｒｆ２、及びＣｆ２の値を決定してもよい。
例えば、検出変圧器１２０Ａにおいて、１次側１２１Ａと２次側１２２Ａとの巻線比が１：Ｎsenであり、補償変圧器１４０Ａにおいて、１次側１４１Ａと２次側１４２Ａとの巻線比が１：Ｎinjであると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒｆ１、Ｃｆ１、Ｒｆ２、及びＣｆ２の値は、増幅部１３０Ａ－１の電流利得がＮsenＮinjになるように設計されてもよい。
増幅部１３０Ａ－１は、高域フィルタ（ｈｉｇｈ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）４０１を含んでもよい。高域フィルタ４０１に含まれる素子Ｒ０及びＣ０は、ノイズ低減の対象となる第１の周波数帯域以下の低周波で増幅部１３０Ａ－１が動作することを遮断することができる。
一実施例により、補償装置１００Ａ－１の出力側（すなわち、第２の装置２００Ａ側）に、減結合コンデンサ部１７０Ａ（図１５を参照）が配置されてもよい。
図８は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１００Ａ－２を概略的に示す。図８に示された補償装置１００Ａ－２は、補償装置１００Ａの一例である。補償装置１００Ａ－２の増幅部１３０Ａ－２は、補償装置１００Ａの増幅部１３０Ａの一例である。
補償装置１００Ａ－２は、補償装置１００Ａの増幅部１３０Ａが、ｎｐｎ ＢＪＴ及びｐｎｐ ＢＪＴを含むｐｕｓｈ－ｐｕｌｌ増幅器構造を有する増幅部１３０Ａ－２で実現されている。
増幅部１３０Ａ－２の入力端には、２次側１２２Ａに抵抗Ｒinが並列接続されてもよい。Ｒｉｎは、増幅部１３０Ａ－２の入力インピーダンスを調節してもよい。Ｃｂ及びＣｅは、ＡＣ信号のみが選択的に結合させることができる。
第３の装置４００Ａは、増幅部１３０Ａ－２を駆動するために、基準電位２を基準とするＤＣ低電圧（ＶＤＣ）を供給する。ＣＤＣは、ＤＣ用の減結合コンデンサであり、第３の装置４００Ａに並列接続されてもよい。ＣＤＣは、ｎｐｎ ＢＪＴ及びｐｎｐ ＢＪＴの両方のコレクタの間をＡＣ信号のみが選択的に結合させてもよい。
増幅部１３０Ａ－２において、Ｒｎｐｎ、Ｒｐｎｐ、Ｒｂｂ、及びＲｅは、ＢＪＴの動作点を調節してもよい。Ｒｎｐｎ、Ｒｐｎｐ、Ｒｂｂ、及びＲｅは、ＢＪＴの動作点に応じて設計されてもよい。Ｒｎｐｎは、ｎｐｎ ＢＪＴのコレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端であり、第３の装置４００Ａ端と、ｎｐｎ ＢＪＴのベース（ｂａｓｅ）端を接続してもよい。Ｒｂｂは、ｎｐｎ ＢＪＴのベース（ｂａｓｅ）端と、ｐｎｐ ＢＪＴのベース端とを接続してもよい。Ｒｐｎｐは、ｐｎｐ ＢＪＴのコレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端であり、かつ基準電位２と、ｐｎｐ ＢＪＴのベース端とを接続してもよい。
一方、検出変圧器１２０Ａにおいて、１次側１２１Ａと２次側１２２Ａとの巻線比が１：Ｎsenであり、補償変圧器１４０Ａにおいて、１次側１４１Ａと２次側１４２Ａとの巻線比が１：Ｎinjであると、増幅部１３０Ａ－２の電流利得は、ＮsenＮinjになるように設計してもよい。
一方、ＢＪＴのベース（ｂａｓｅ）―エミッタ（ｅｍｉｔｔｅｒ）の間に印加される電圧に応じて、コレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）―エミッタ（ｅｍｉｔｔｅｒ）に流れる電流が変わる。ノイズによる増幅部１３０Ａ－２の入力電圧が０よりも大きい正のスイング（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｗｉｎｇ）の場合には、ｎｐｎ ＢＪＴが動作可能である。このときの動作電流は、第１の経路５０１を通して流れてもよい。ノイズによる増幅部１３０Ａ－２の入力電圧が０よりも小さい負のスイング（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｗｉｎｇ）の場合には、ｐｎｐ ＢＪＴが動作可能である。このときの動作電流は、第２の経路５０２を通して流れてもよい。
一方、ＢＪＴ素子のトランスコンダクタンス（ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）（ＢＪＴの入力電圧に対する出力電流の比）をｇm、BJTとすると、増幅部１３０Ａ－２の全体トランスコンダクタンス（ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）ｇm、BJTは、数式１のように表すことができる。
Figure 0007252376000001
数式１において、Ｉｏｕｔは、増幅部１３０Ａ－２の出力電流として、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａに流れる電流である。Ｖｓｅｎは、増幅部１３０Ａ－２の入力電圧として、増幅部１３０Ａ－２の差動入力端の両端の電位差、すなわち、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａに誘導される電圧である。ｇm、BJTは、上述したように、ＢＪＴがフィードバックループなしで自ら有するトランスコンダクタンス（入力電圧に対する出力電流の比）を示す。
従って、増幅部１３０Ａ－２の電流利得Ａｉ、ａｍｐは、数式２のように表すことができる。
Figure 0007252376000002
数式２において、Ｉｓｅｎは、増幅部１３０Ａ－２の入力電流として、検出変圧器１２０Ａによって２次側１２２Ａに誘導される電流である。Ｉｏｕｔは、増幅部１３０Ａ－２の出力電流として、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａに流れる電流である。
このことから、増幅部１３０Ａ－２の電流利得は、数式３のように近似され得る。
Figure 0007252376000003
一方、上述したように、増幅部１３０Ａ－２の電流利得Ａｉ、ａｍｐは、ＮｓｅｎＮｉｎｊになるように設計されることで、補償電流ＩＣ１及びＩＣ２及び第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の大きさが等しくなってもよく、補償電流ＩＣ１及びＩＣ２で第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を相殺してもよい。
Figure 0007252376000004
一実施例により、補償装置１００Ａ－２の出力側（すなわち、第２の装置２００Ａ側）に、選択的に減結合コンデンサ部１７０Ａ（図１５を参照）が配置されてもよい。
図９Ａは、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａ－３を概略的に示す。補償装置１００Ａ－３は、電流補償装置１００Ａの一例であり、増幅部１３０Ａ－３は、増幅部１３０Ａの一例であってもよい。
補償装置１００Ａ－３は、補償装置１００Ａの増幅部１３０Ａが、ｎｐｎ ＢＪＴ及びｐｎｐ ＢＪＴを含むｐｕｓｈ－ｐｕｌｌ増幅器構造を有する増幅部１３０Ａ－３で実現されている。
増幅部１３０Ａ－３のＣｂ及びＣｅは、ＡＣ信号のみが選択的に結合させることができる。
第３の装置４００Ａは、増幅部１３０Ａ－３を駆動するために、基準電位２を基準とするＤＣ低電圧ＶＤＣを供給する。ＣＤＣは、上記のＶＤＣに対するＤＣ用の減結合コンデンサであり、第３の装置４００Ａに並列接続されてもよい。ＣＤＣは、ｎｐｎ ＢＪＴ及びｐｎｐ ＢＪＴの両方のコレクタの間をＡＣ信号のみが選択的に結合させてもよい。
増幅部１３０Ａ－３において、Ｒｎｐｎ、Ｒｐｎｐ、Ｒｂｂ、及びＲｅは、ＢＪＴの動作点を調節してもよい。Ｒｎｐｎは、ｎｐｎ ＢＪＴのコレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端であり、第３の装置４００Ａ端と、ｎｐｎ ＢＪＴのベース（ｂａｓｅ）端を接続してもよい。Ｒｂｂは、ｎｐｎ ＢＪＴのベース（ｂａｓｅ）端と、ｐｎｐ ＢＪＴのベース端とを接続してもよい。Ｒｐｎｐは、ｐｎｐ ＢＪＴのコレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端であり、かつ基準電位２と、ｐｎｐ ＢＪＴのベース端とを接続してもよい。
一方、一実施例において、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａ側は、両ＢＪＴのベース及びエミッタ端に接続されてもよく、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａは、両ＢＪＴのコレクタ及びベースに接続されてもよい。増幅部１３０Ａ－３は、出力電流をＢＪＴのベースに再注入させる回帰構造を有してもよい。回帰構造のため、増幅部１３０Ａ－３は、補償装置１００Ａ－３の動作のための一定の電流利得を安定的に得ることができる。
ノイズによる増幅部１３０Ａ－３の入力電圧が０よりも大きい正のスイング（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｗｉｎｇ）の場合には、ｎｐｎ ＢＪＴが動作可能である。このときの動作電流は、第１の経路６０１を通して流れてもよい。ノイズによる増幅部１３０Ａ－３の入力電圧が０よりも小さい負のスイング（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｗｉｎｇ）の場合には、ｐｎｐ ＢＪＴが動作可能である。このときの動作電流は、第２の経路６０２を通して流れてもよい。
図９Ｂは、図９Ａの増幅器を単純化した図である。
図９Ｂを参照すると、検出変圧器１２０Ａの第２次側１２２Ａに生成された誘導電流Ｉｉ（又はＩｓｅｎ）増幅部１３０Ａ－３に入力される第１の誘導電流、又は第１の誘導電流を含む出力信号であってもよい。また、ＩＯＢＪＴ（又はＩｏｕｔ、ＢＪＴ）は、補償変圧器１４０Ａの第１次側１４１Ａを通るＩＯＢＪＴは増幅部１３０Ａ－３から出力された増幅電流又は増幅信号であってもよい。
Figure 0007252376000005
Figure 0007252376000006
Figure 0007252376000007
従って、増幅部１３０Ａ－３の電流利得Ａｉ、ａｍｐは、数式６のように表すことができる。
Figure 0007252376000008
Figure 0007252376000009
補償装置１００Ａ－２の増幅部１３０Ａ－２とは異なり、補償装置１００Ａ－３の増幅部１３０Ａ－３は、入力端にＲｉｎが存在しておらず、補償する出力電流Ｉｏｕｔ、ＢＪＴを再び入力端に帰還させるフィードバック構造を有することができる。従って、増幅部１３０Ａ－３は、電流利得に制限的である代わりに、増幅部１３０Ａ－２より安定的に電流利得を得ることができる。
実施例により、補償装置１００Ａ－３の出力側（すなわち、第２の装置２００Ａ側）に、減結合コンデンサ部１７０Ａ（図１５を参照）が配置されてもよい。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ａ－４の増幅部１３０Ａ－４を説明する図である。
図１０Ａを見ると、本発明の一実施例に係る増幅部１３０Ａ－４は、増幅素子の増幅比率を調節する少なくとも１つのインピーダンスＺ１及びＺ２を含んでもよい。
例えば、増幅部１３０Ａ－４は、ｎｐｎ型ＢＪＴ、ｐｎｐ型ＢＪＴ、ＢＪＴそれぞれのエミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）端のコンデンサＣｅ、ＢＪＴそれぞれのベース（Ｂａｓｅ）端のコンデンサＣｂ、ＢＪＴそれぞれのコレクタ（Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端の抵抗Ｒｎｐｎ及びＲｐｎｐ、２つのＢＪＴのエミッタ端の抵抗Ｒｅ、２つのＢＪＴのベース端の抵抗Ｒｂｂを含んでもよい。２つのＢＪＴそれぞれのエミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）端のコンデンサＣｅの第１の端は、検出変圧器１２０Ａの第２次側１２２Ａと接続され、第２の端は、ＢＪＴそれぞれのエミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）端に接続されたものであってもよい。ＢＪＴそれぞれのコレクタ（Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端の抵抗Ｒｎｐｎ及びＲｐｎｐは、２つのＢＪＴのエミッタ端の抵抗Ｒｅ、及び２つのＢＪＴのベース端の抵抗Ｒｂｂは、それぞれＢＪＴのＤＣ動作点を設計するための構成であってもよい。
増幅部１３０Ａ－３と対比してみると、図１０Ａの増幅器は、増幅素子の増幅比率を調節する少なくとも１つのインピーダンスＺ１及びＺ２を含んでもよい。第１のインピーダンスＺ１及び第２のインピーダンスＺ２は、それぞれ抵抗Ｒ素子、コンデンサＣ素子、又はインダクタＬ素子を１つ又はそれ以上で複合的に使用して実現されてもよい。
例えば、第１のインピーダンスＺ１及び第２のインピーダンスＺ２は、それぞれＲＣ直列又はＲＬＣ直列に実現されてもよく、周波数に応じた電流補償の位相及び大きさをより精巧に補償するように設計されてもよい。
第１のインピーダンスＺ１の第１の端は、補償変圧器１４０Ａの第１次側１４１Ａに接続されたものであってもよく、第２の端は、２つのＢＪＴそれぞれのエミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）端と接続されてもよい。また、第２のインピーダンスの第１の端は、補償変圧器１４０Ａの第１次側１４１Ａに接続されたものであってもよく、第２の端は、ＢＪＴそれぞれのベース（Ｂａｓｅ）端のコンデンサＣｂに接続されたものであってもよい。
本発明の他の実施例に係る増幅部１３０Ａ－４の増幅度Ａｉ、ａｍｐは、前述した少なくとも１つのインピーダンスＺ１及びＺ２の値に応じて調節してもよい。例えば、第１のインピーダンスＺ１は、Ｒ１であり、第２のインピーダンスＺ２が（ｎ－１）Ｒ１である場合、増幅度Ａｉ、ａｍｐは、－ｎ（ｎ＞１）で設計可能である。このとき、ｎの設計値は、素子の特性誤差を考慮し、チューニング可能である。
図１０Ｂは、図１０Ａの増幅器を単純化した図である。
図１０Ｂを参照すると、検出変圧器１２０Ａの第２次側１２２Ａに生成された第１の誘導電流Ｉｉは、増幅部１３０Ａ－４に入力される入力電流であってもよい。また、補償変圧器１４０Ａの第１次側１４１Ａを通る増幅電流ＩＯＢＪＴは、増幅部１３０Ａから出力された出力電流であってもよい。
増幅部１３０Ａの増幅度Ａｉ、ａｍｐは、数式７のように表すことができる。
Figure 0007252376000010
数式７のように、本発明の増幅器は、電流増幅度Ａｉ、ａｍｐ＝－ｎ（ｎ＞１）で設計することが可能である。上記の例によると、増幅度Ａｉ、ａｍｐをＮｓｅｎ＊Ｎｉｎｊに設計してもよく、誤差を考慮し、上記のＺ１及びＺ２を設定することにより、電流増幅度の正確なチューニングが可能である。
特に、電流補償装置が図５Ａ及び５Ｂで説明したクランプ構造の検出部１２０Ａを含む場合、第１の電流の検出利得が大きくないので、少なくとも１つのインピーダンスＺ１及びＺ２を適切に調節することにより、検出部１２０Ａによる利得の低下を補完することができる。
図１１は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１００Ｂの構成を概略的に示す図である。以下では、前述した図面の内容と重複する内容の説明は省略する。
本発明の他の一実施例に係る補償装置１００Ｂは、第１の装置３００Ｂと接続される大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのそれぞれに共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３を能動的に補償してもよい。
このため、本発明の他の一実施例に係る補償装置１００Ｂは、３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂと、検出変圧器１２０Ｂと、増幅部１３０Ｂと、補償変圧器１４０Ｂと、補償コンデンサ部１５０Ｂとを含んでもよい。
前述した実施例に係る補償装置と対比してみると、補償装置１００Ｂは、３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂを含み、これによって検出変圧器１２０Ｂと補償コンデンサ部１５０Ｂとの間に相異点が生じる。従って、以下では、上述した相異点を中心に補償装置１００Ｂについて説明する。
本発明の他の一実施例に係る補償装置１００Ｂは、互いに区別される第１、第２、第３の大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂを含んでもよい。一実施例によると、第１の大電流経路１１１ＢはＲ相、第２の大電流経路１１２ＢはＳ相、第３の大電流経路１１３ＢはＴ相の電力線であってもよい。第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３は、第１の大電流経路１１１Ｂ、第２の大電流経路１１２Ｂ、及び第３の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに共通モードで入力されてもよい。
一実施例によると、検出変圧器１２０Ｂの第１次側１２１Ｂは、第１、第２、第３の大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのそれぞれに配置され、２次側１２２Ｂに誘導電流を生成してもよい。３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂ上の第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３によって検出変圧器１２０Ｂに生成される磁束密度は、互いに補強されてもよい。
一方、補償装置１００Ｂは、３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂを含む場合、図５Ａ及び５Ｂなどのクランプ式検出部を使用すると、検出部の大きさ及び補償装置１００Ｂの大きさの減少効果を最大化することができる。
一方、補償コンデンサ部１５０Ｂは、補償変圧器によって生成された補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３が第１の大電流経路１１１Ｂ、第２の大電流経路１１２Ｂ、及び第３の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに流れる経路を提供することができる。
このような実施例に係るアクティブ電流補償装置１００Ｂは、３相３線の電力システムの３つの大電流経路上に共通モードで発生する第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３を補償（又は相殺）するために使用されてもよい。
図１２は、本発明のまた他の一実施例に係る補償装置１００Ｃの構成を概略的に示す図である。以下では、前述した図面の内容と重複する内容の説明は省略する。
補償装置１００Ｃは、第１の装置３００Ｃと接続される大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃのそれぞれに共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４を能動的に補償してもよい。
このため、本発明の一実施例に係る補償装置１００Ｃは、４つの大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃと、検出変圧器１２０Ｃと、増幅部１３０Ｃと、補償変圧器１４０Ｃと、補償コンデンサ部１５０Ｃとを含んでもよい。
前述した実施例に係る補償装置と対比してみると、補償装置１００Ｃは、４つの大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃを含み、これによって検出変圧器１２０Ｃと補償コンデンサ部１５０Ｃと間に相異点が生じる。従って、以下では、上述した相異点を中心に補償装置１００Ｃについて説明する。
一実施例に係る補償装置１００Ｃは、互いに区別される第１、第２、第３、及び第４の大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃを含んでもよい。一実施例によると、第１の大電流経路１１１ＣはＲ相、第２の大電流経路１１２ＣはＳ相、第３の大電流経路１１３ＣはＴ相、第４の大電流経路１１４ＣはＮ相の電力線であってもよい。第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４は、第１の大電流経路１１１Ｃ、第２の大電流経路１１２Ｃ、第３の大電流経路１１３Ｃ、及び第４の大電流経路１１４Ｃのそれぞれに共通モードで入力してもよい。
一実施例によると、検出変圧器１２０Ｃの第１次側１２１Ｃは、第１、第２、第３、及び第４の大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃのそれぞれに配置され、２次側１２２Ｃに誘導電流を生成してもよい。４つの大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃ上の第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４によって検出変圧器１２０Ｃに生成される磁束密度は、互いに補強されてもよい。
一方、補償装置１００Ｃは、４つの大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃ、１１４Ｃを含む場合、図５Ａ及び５Ｂのようなクランプ式検出部を使用すると、検出部の大きさ及び補償装置１００Ｃの大きさの減少効果を最大化することができる。
一方、補償コンデンサ部１５０Ｃは、補償変圧器によって生成された補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４が第１の大電流経路１１１Ｃ、第２の大電流経路１１２Ｃ、第３の大電流経路１１３Ｃ、及び第４の大電流経路１１４Ｃのそれぞれに流れる経路を提供することができる。
このような実施例に係る補償装置１００Ｃは、３相４線の電力システムの４つの大電流経路上に共通モードで発生される第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４を補償（又は相殺）するために使用されてもよい。
図１３は、本発明の一実施例により、図１１に示された実施例に係る補償装置１００Ｂが使用されるシステムの構成を概略的に示した図である。
実施例に係る補償装置１００Ｂは、第２の装置２００Ｂと第１の装置３００Ｂとを接続する大電流経路上で１つ以上の他の補償装置５００と共に使用されてもよい。
例えば、実施例に係る補償装置１００Ｂは、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）で入力される第１の電流を補償する第１の補償装置５１０と共に使用してもよい。この時、第１の補償装置５１０は、補償装置１００Ｂと同様に能動素子で実現されてもよく、受動素子のみで実現されてもよい。
また、実施例に係る補償装置１００Ｂは、差動モード（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｍｏｄｅ）で入力される第３の電流を補償する第２の補償装置５２０と共に使用してもよい。このとき、第２の補償装置５２０はまた、能動素子で実現されてもよく、受動素子のみで実現されてもよい。
また、実施例に係る補償装置１００Ｂは、電圧を補償する第ｎの補償装置５３０と共に使用してもよい。このとき、第ｎの補償装置５３０はまた、能動素子で実現されてもよく、受動素子のみで実現されてもよい。
一方、図１３で説明する補償装置５００の種類や数量、配置順序は、例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。従って、システムの設計に応じて様々な数量及び種類の補償装置がシステムに含まれてもよい。また、選択的に、図１３に示された実施例は、本明細書の他の全ての実施例にも同様に適用され得ることはもちろんである。
図１４は発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０１を含むシステムの構成を概略的に示す。図１４を参照すると、補償装置１０１は、図１に示された補償装置に加え、減結合コンデンサ部１７０をさらに含んでもよい。前述した実施例と重複する構成要素の詳細な説明は省略する。
減結合コンデンサ部１７０は、前述した補償部１６０から第２の装置２００側への出力インピーダンスが所定の条件を満たすようにする手段であってもよい。言い換えれば、減結合コンデンサ部１７０は、補償電流が、少なくとも２つ以上の大電流経路１１１及び１１２に沿って、第２の装置２００側に出力されるようにし、再び補償装置１０１側に戻らないようにするための手段であってもよい。
例えば、補償装置１０１は、補償部１６０からの出力インピーダンスが補償部１６０自体のインピーダンス以下の条件を満たす場合、共通モードで入力された第１の電流の補償効果を高めることができる。上記の一実施例によると、補償電流の少なくとも一部が上記の第２の装置２００側に流れる量が、補償電流の少なくとも一部が２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに沿って補償装置１０１の内部側に流れる量よりも大きい条件を満たすことができる。
第２の装置２００側のインピーダンスは、電力システム及びフィルタの周囲の状況に応じて任意に変わってもよい。例えば、家電製品の場合、その構成要素（例えば電動機、電熱器、発光素子など）に応じて、様々なインピーダンス値を有してもよい。
減結合コンデンサ部１７０は、補償装置１０１の補償電流の出力性能が第２の装置２００のインピーダンス値の変化に応じて大きく変動しないようにし、様々なシステムで適用できるようにする。
一実施例に係る補償装置１００及び１０１は、第１の装置３００側から入力されるノイズを電源側の前端で補償する、フィードフォワード（Ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）タイプの補償フィルタであってもよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図２３及び図４７などで図示されたように、本発明は、電源側の前端で検出されたノイズを後端で補償するタイプの補償装置も含んでもよい。
図１５は、図１４に示された一実施例に係る補償装置１０１の具体的な一例を概略的に示す。図１５を参照すると、補償装置１０１Ａは、図３に示された補償装置１００Ａに、減結合コンデンサ部１７０Ａをさらに含んでもよい。
減結合コンデンサ部１７０Ａは、補償部１６０Ａから第２の装置２００Ａ側への出力インピーダンスが所定の条件を満たすようにする手段であってもよい。
第１の装置３００Ａ側のインピーダンスＺｎ及び／又は第２の装置２００Ａ側のインピーダンスＺｌｉｎｅは、電力システム及びフィルタの周囲の状況に応じて任意に変わってもよい。減結合コンデンサ部１７０Ａは、補償装置１０１Ａの補償電流の出力性能が、第２の装置２００Ａのインピーダンス値の変化に応じて大きく変動しないようにしてもよい。
このような減結合コンデンサ部１７０Ａは、第２の装置２００Ａと補償コンデンサ部１５０Ａとを接続する少なくとも２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれから分岐された経路上に配置される少なくとも２つ以上のコンデンサを含んでもよい。
図１５を参照すると、減結合コンデンサ部１７０Ａに含まれる２つのコンデンサそれぞれの一端は、補償装置１０１Ａの基準電位（基準電位１）に接続されてもよく、上記の２つのコンデンサのそれぞれの反対端は、それぞれ第１の大電流経路１１１Ａ及び第２の大電流経路１１２Ａと接続されてもよい。一実施例によると、減結合コンデンサ部１７０Ａは、補償装置１０１Ａの電源側（すなわち、第２の装置２００Ａ側）に接続されてもよい。ただし、これに限定されない。
減結合コンデンサ部１７０ＡのインピーダンスＺＹは、ノイズ低減の対象となる第１の周波数帯域で十分に小さい値を有するように設計されてもよい。例えば、減結合コンデンサ部１７０ＡのインピーダンスＺＹは、数式８を満たすことができる。
Figure 0007252376000011
数式８を参照すると、補償装置１０１Ａから第２の装置２００Ａ側を見たインピーダンスＺｌｉｎｅ｜｜ＺＹは、減結合コンデンサ部１７０Ａにより、任意のＺｌｉｎｅ値に関わらず、設計されたＺＹの値を有することができる。例えば、減結合コンデンサ部１７０ＡのインピーダンスＺＹは、指定された周波数帯域（例えば、第１の周波数帯域）内で指定された値よりも小さい値を有するように設計されてもよい。減結合コンデンサ部１７０ＡのインピーダンスＺＹがノイズ低減の対象となる第１の周波数帯域で十分に小さい値を有することで、電流補償装置１０１Ａが第２の装置２００Ａ側のインピーダンスＺｌｉｎｅに関わらず、正常に動作してもよい。
減結合コンデンサ部１７０Ａの結合により、補償装置１０１Ａは、いくつかのシステムにおいても、独立的なモジュールとして使用され得る。
一方、本発明の一実施例に係る検出部１２０は、一般的な検出変圧器１２０Ａ又は図５Ａ及び５Ｂで説明したクランプ構造を含んでもよい。
一実施例によると、検出部１２０は、ノイズ第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を検出することを目的としているので、大きなインピーダンスを有する必要がない。検出変圧器１２０Ａ又はクランプ構造は、受動フィルタ（例えば、ＣＭチョーク）のインピーダンスの千分の一から百分の一のインピーダンスを有することができる。従って、検出変圧器１２０Ａの大きさは、ＣＭチョークの大きさよりもはるかに小さくなることができる。
一方、補償装置１０１及び１０１Ａの増幅部１３０及び１３０Ａが、前述した様々な実施例に係る増幅部１３０Ａ－１、１３０Ａ－２、１３０Ａ－３、１３０Ａ－４を含んでもよいことはもちろんである。以下においても同様である。
図１６は、本発明の一実施例に係る補償装置１０１Ｃの構成を概略的に示す図である。以下では、前述した図面の説明と重複する内容は省略する。
図１６に示された補償装置１０１Ｃは、図１１に示された補償装置１００Ｂの出力側（すなわち、第２の装置２００Ｃ側に、減結合コンデンサ部１７０Ｃをさらに含んでもよい。
減結合コンデンサ部１７０Ｃは、３つのコンデンサを含んでもよい。上記の３つのコンデンサのそれぞれの一端は、それぞれ第１の大電流経路１１１Ｃ、第２の大電流経路１１２Ｃ、及び第３の大電流経路１１３Ｃに接続されてもよい。上記の３つのコンデンサの反対端は、電流補償装置１００Ｃの基準電位（基準電位１）に接続されてもよい。
減結合コンデンサ部１７０ＣのインピーダンスＺＹは、ノイズ低減の対象となる第１の周波数帯域で指定された値よりも小さい値を有するように設計されてもよい。減結合コンデンサ部１７０Ｃの結合のために、電流補償装置１００Ｃは、いくつかのシステム（例えば、３相３線システム）においても、独立したモジュールとして使用され得る。
図示されてはいないが、図１２に示すような３相４線システムにおいても、４つのコンデンサを含む減結合コンデンサ部が結合されてもよいことはもちろんである。一例を挙げると、３相４線システムにおいて、４つのコンデンサを含む減結合コンデンサ部は、補償コンデンサ部と第２の装置との間に配置されてもよい。ただし、これに限定されない。
図１７は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２を含むシステムの構成を概略的に示す。電流補償装置１０２は、図１に示された補償装置１００において、外乱保護部１３のみを加えたものであってもよい。補償装置１０２には、上述した実施例に係る補償装置の全てが適用されてもよい。従って、外乱保護部１３による相異点を中心に説明する。
図１７を参照すると、補償装置１０２は、前述したような検出部１２０、増幅部１３０、補償部１６０に加え、外乱保護部１３をさらに含んでもよい。
外乱保護部１３は、外乱（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）から増幅部１３０を保護することができる。例えば、増幅部１３０に含まれる能動素子が外乱保護部１３によって保護され得る。
補償装置１０２は、電気機器に実装されてもよいが、一般的には電気機器が動作する状況は安定しないことがある。すなわち、補償装置１０２に外部から過電圧又は過電流など、妨害信号が大電流経路１１１及び１１２を通して入ることができる。例えば、雷や雷サージ（ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｓｕｒｇｅ）などにより、数ｋＶのパルス電圧が大電流経路１１１及び１１２のうちの少なくとも１つに発生し得る。上述したような過電圧／過電流は、検出部１２０又は補償部１６０を通して増幅部１３０に送信されてもよい。増幅部１３０は、様々な種類の能動素子を含んでもよく、外部妨害に脆弱であり、過電圧／過電流により誤動作又は故障が発生する場合がある。
本発明の様々な実施例において、補償装置１０２は、大電流経路１１１及び１１２から増幅部１３０が絶縁される構造を有することにより、上述した外乱から増幅部１３０を一次的に保護することができる。
さらに確実に、外乱からの保護のために補償装置１０２は、外乱保護部１３を含んでもよい。一実施例において、外乱保護部１３は、検出部１２０と増幅部１３０とが接続される増幅部１３０の入力端及び検出部１２０と補償部１６０とが接続される増幅部１３０の出力端のうちの少なくとも１つに、所定の臨界電圧以上の電圧が印加される場合、印加された電圧を上記の臨界電圧以下の電圧に制限することができる。例えば、外乱保護部１３は、検出部１２０を通して増幅部１３０に送信される過電圧を遮断するための第１の外乱保護部１１と、補償部１６０を通して増幅部１３０に送信される過電圧を遮断するための第２の外乱保護部１２とを含んでもよい。
一実施例によると、第１の外乱保護部１１は、増幅部１３０の入力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続されてもよい。第１の外乱保護部１１は、検出部１２０の出力端に並列に接続されてもよい。第２の外乱保護部１２は、補償部１６０の入力端に並列に接続されてもよい。
第１の外乱保護部１１及び第２の外乱保護部１２は、大電流経路１１１及び１１２から絶縁されてもよい。
一実施例によると、第１の外乱保護部１１は、増幅部１３０の入力端に所定の臨界電圧未満の電圧が印加される場合、第１のインピーダンスを有し、増幅部１３０の入力端に所定の臨界電圧以上の電圧が印加される場合、上記の第１のインピーダンスよりも低い第２のインピーダンスを有してもよい。第１のインピーダンスは非常に大きな値であり、例えば、無限大に近い値であってもよい。同様に、第２の外乱保護部１２は、増幅部１３０の出力端に所定の臨界電圧未満の電圧が印加される場合、第１のインピーダンスを有し、増幅部１３０の出力端に所定の臨界電圧以上の電圧が印加される場合、上記の第１のインピーダンスよりも低い第２のインピーダンスを有してもよい。
一実施例によると、外乱保護部１３は、外乱保護部１３にかかる電圧が指定された電圧未満であるときに、外乱保護部１３を通して電流を流さないが、外部過電圧により外乱保護部１３にかかる電圧が指定された電圧以上になると、電流を（並列に）流すことにより、増幅部１３０に過電圧が送信されないように増幅部１３０を保護することができる。
図１８は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２Ａを概略的に示す。電流補償装置１０２Ａは、図２に示された補償装置１００Ａにおいて、外乱保護部１３の例として、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａのみを加えたものであってもよい。補償装置１０２Ａは、上述した実施例に係る様々な補償装置又は増幅部の全てが適用され得る。第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａによる相異点を中心に説明する。
図１８を参照すると、補償装置１０２Ａは、検出変圧器１２０Ａ、増幅部１３０Ａ、及び補償部１６０Ａ（例えば、補償変圧器１４０Ａ及び補償コンデンサ部１５０Ａ）に加え、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａを含んでもよい。
第１の外乱保護素子１１Ａ及び第２の外乱保護素子１２Ａは、前述した第１の外乱保護部１１及び第２の外乱保護部１２の一例であってもよい。
第１の外乱保護素子１１Ａ及び第２の外乱保護素子１２Ａは、ＴＶＳ（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）ダイオード素子を含んでもよい。ただし、これに限定されない。
例えば、雷サージなどの外部過電圧Ｓは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのうちの少なくとも１つに発生することがある。例えば、図１８のように、第２の大電流経路１１２Ａに外部過電圧Ｓが発生した場合、これは、第１の送信経路Ｐ１又は第２の送信経路Ｐ２を通して磁気エネルギーの形態で増幅部１３０Ａに送信されてもよい。第１の送信経路Ｐ１は、検出変圧器１２０Ａを通じた経路であり、第２の送信経路Ｐ２は、補償変圧器１４０Ａを通じた経路を示す。増幅部１３０Ａの能動素子は、外部の妨害を受けやすいため、保護装置が必要である。
第１の外乱保護素子１１Ａは、第１の送信経路Ｐ１に送信される過電圧から増幅部１３０Ａを保護するために、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａに並列に接続されてもよい。第２の外乱保護素子１２Ａは、第２の送信経路Ｐ２に送信される過電圧から増幅部１３０Ａを保護するために、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａに並列に接続されてもよい。
第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａは、例えば、ＴＶＳダイオード素子を含んでもよい。このとき、ＴＶＳダイオード素子による増幅部１３０Ａの性能減少を最小限に抑えるため、十分に低い（例えば、指定された値以下の）ダイオード接合容量（ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を有するＴＶＳダイオード素子が使用されてもよい。例えば、ＴＶＳダイオードの接合容量は、数百ｐＦ以下であってもよい。第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２ＡのＴＶＳダイオードが低い接合容量を有しても、絶縁式構造により、その耐久性が確保され得る。
第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａ（例えば、ＴＶＳダイオード）は、降伏電圧（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｖｏｌｔａｇｅ）を有してもよい。例えば、第１の外乱保護素子１１Ａにかかる電圧が降伏電圧未満であるときに、第１の外乱保護素子１１Ａを通して電流が流れなくなってもよい。しかしながら、外部過電圧Ｓにより、第１の外乱保護素子１１Ａの両端に降伏電圧以上の電圧がかかると、第１の外乱保護素子１１Ａのインピーダンスが低くなり、第１の外乱保護素子１１Ａを通して電流が流れてもよい。第２の外乱保護素子１２Ａも、第１の外乱保護素子１１Ａと同様に動作してもよい。
第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａは、増幅部１３０Ａの入力端及び出力端のうちの少なくとも１つの所定の臨界電圧（例えば、降伏電圧）以上の電圧が印加される場合、上記の所定の臨界電圧以上の電圧による電力の少なくとも一部を消費してもよい。上記の所定の臨界電圧以上の電圧による電力の残りの少なくとも一部は、残りの素子（例えば、増幅部１３０Ａに含まれる素子）によって消費されてもよい。
一実施例によると、絶縁式構造、及び第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａの結合により、補償装置１０２Ａは、任意のシステムにおいて、独立的なモジュールとして使用され得る。
図１９は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２Ａ－１を概略的に示す。補償装置１０２Ａ－１は、図１８に示された補償装置１０２Ａの一例であり、増幅部１３０Ａ－３は、補償装置１０２Ａの増幅部１３０Ａの一例である。
一方、補償装置１０２Ａ－１は、図９Ａに示された補償装置１００Ａ－３を参照して説明された増幅部１３０Ａ－３に、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａのみを加えたものであってもよい。従って、図９Ａの補償装置１００Ａ－３と重複する説明は省略し、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａによる相異点を中心に説明する。
増幅部１３０Ａ－３は、陽の信号を増幅する第１の増幅素子と、陰の信号を増幅する第２の増幅素子とを含んでもよい。例えば、増幅部１３０Ａ－３は、ｎｐｎ ＢＪＴ及びｐｎｐ ＢＪＴを含む増幅素子を活用したｐｕｓｈ－ｐｕｌｌ増幅器で実現されてもよい。
補償装置１０２Ａ－１の増幅部１３０Ａ－３は、補償する出力電流を再び入力端に帰還させるフィードバック構造を有してもよい。増幅部１３０Ａ－３は、電流利得に制限的である代わりに、安定的に電流利得を得ることができる。
補償装置１０２Ａ－１は、検出変圧器１２０Ａを通して送信される過電圧から増幅部１３０Ａ－３を保護するために、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａに並列に接続される第１の外乱保護素子１１Ａを含んでもよい。また、補償変圧器１４０Ａを通して送信される過電圧から増幅部１１Ａ－１を保護するために、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａに第２の外乱保護素子１２Ａが並列に接続されてもよい。
第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａは、例えば、指定された値以下（例えば、数百ｐＦ以下）の接合容量を有するＴＶＳダイオード素子で実現されてもよい。
第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａ（例えば、ＴＶＳダイオード）は、降伏電圧（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｖｏｌｔａｇｅ）を有してもよく、上記の降伏電圧は、増幅部１３０Ａ－３の動作電圧に応じて設計されてもよい。
図２０は、本発明の一実施例に係る補償装置１０２Ａ－２を概略的に示す。補償装置１０２Ａ－２は、図１８に示された補償装置１０２Ａの一例であり、増幅部１３０Ａ－４は、補償装置１０２Ａの増幅部１３０Ａの一例である。
一方、補償装置１０２Ａ－２は、図１０Ａに示された補償装置１００Ａ－４を参照して説明された増幅部１３０Ａ－４に、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａのみを加えたものであってもよい。従って、図１０Ａの補償装置１００Ａ－４と重複する説明は省略し、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａによる相異点を中心に説明する。
本発明の一実施例に係る増幅部１３０Ａ－４は、前述した第１の増幅素子及び第２の増幅素子に加え、第１の増幅素子及び第２の増幅素子の増幅比率を調節する少なくとも１つのインピーダンスＺ１及びＺ２をさらに含んでもよい。
補償装置１０２Ａ－２も、電流補償装置１０２Ａ－１と同様に、増幅部１３０Ａ－４を保護するために、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ａに並列に接続される第１の外乱保護素子１３１Ａを含んでもよい。また、補償変圧器１４０Ａを通して送信される過電圧から増幅部１３１Ａ－２を保護するために、補償変圧器１４０Ａの１次側１４１Ａに第２の外乱保護素子１３２Ａが並列に接続されてもよい。
図２１は、一実施例に係る補償装置１０２Ｂの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０２Ｂは、図１８に示された補償装置１０２Ａに減結合コンデンサ部１７０Ｂをさらに含む実施例であると言える。
若しくは、補償装置１２０Ｂは、図１５に示された補償装置１０１Ａに、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａをさらに含む実施例であると言える。
若しくは、補償装置１２０Ｂは、図６に示された補償装置１００Ａに、減結合コンデンサ部１７０Ｂと、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａとをさらに含む実施例であると言える。従って、重複する説明は省略する。
アクティブ補償装置１０２Ｂが安定した性能を維持するためには、補償装置１０２Ｂの出力側（すなわち、第２の装置２００Ａ側）のインピーダンスが、第１の装置３００Ａ側（すなわち、ノイズ源側）のインピーダンスＺｎよりも十分に小さくなればよい。
減結合コンデンサ部１７０Ｂは、補償装置１０２Ｂの補償電流の出力性能が第２の装置２００Ａのインピーダンス値の変化に応じて大きく変動しないようにし、様々なシステムにおいて補償装置としての役割を実行できるようにする。
一実施例によると、絶縁式構造、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａ、及び減結合コンデンサ部１７０Ｂの結合により、補償装置１０２Ｂは、任意のシステムにおいて、独立的なモジュールとして使用されることができる。
図２２は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０２Ｃの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０２Ｃは、図１６に示された補償装置１０１Ｃに第１及び第２の外乱保護素子１１Ｃ及び１２Ｃをさらに含む実施例であると言える。
また、補償装置１０２Ｃは、図１１に示された補償装置１００Ｂに、減結合コンデンサ部１７０Ｃと、第１及び第２の外乱保護素子１１Ｃ及び１２Ｃとをさらに含む実施例であると言える。従って、重複する説明は省略する。
図２２を参照すると、補償装置１０２Ｃは、３相３線の電力システムの大電流経路上に共通モードで発生する第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３を補償（又は相殺）してもよい。
補償装置１０２Ｃは、３つの大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃと、検出変圧器１２０Ｃと、増幅部１３０Ｃと、補償変圧器１４０Ｃと、補償コンデンサ部１５０Ｃと、第１の外乱保護素子１１Ａと、第２の外乱保護素子１２Ａと、減結合コンデンサ部１７０Ｃとを含んでもよい。
一実施例によると、第１の大電流経路１１１ＣはＲ相、第２の大電流経路１１２ＣはＳ上、第３の大電流経路１１３ＣはＴ相の電力線であってもよい。
検出変圧器１２０Ｃの１次側１２１Ｃは、第１の大電流経路１１１Ｃ、第２の大電流経路１１２Ｃ、及び第３の大電流経路１１３Ｃのそれぞれに配置され、２次側１２２Ｃに誘導電流を生成してもよい。
補償コンデンサ部１５０Ｃは、補償変圧器によって生成された補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３が第１、第２、第３の大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃのそれぞれに流れる経路を提供することができる。
補償装置１０２Ｃには、３つのＹ―コンデンサ（Ｙ－ｃａｐ）を含む減結合コンデンサ部１７０Ｃが配置されてもよい。上記の３つのＹ－ｃａｐのそれぞれの一端は、それぞれ第１、第２、第３の大電流経路１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１３Ｃに接続されてもよい。上記の３つのＹ－ｃａｐの反対端は、補償装置１０２Ｃの基準電位（基準電位１）に接続されてもよい。
第１の外乱保護素子１１Ｃは、検出変圧器１２０Ａの２次側１２２Ｃに並列に接続されてもよい。第２の外乱保護素子１２Ｃは、補償変圧器１４０Ｃの１次側１４１Ｃに並列に接続されてもよい。
一方、図示されてはいないが、減結合コンデンサ部１７０Ｃ及び外乱保護素子１１Ｃ及び１２Ｃを含む補償装置１０２Ｃは、３相４線の電力システムに合わせて変形されてもよい（図１２を参照）。３相４線の電力システムの補償装置の説明は、図１２を参照して説明した内容に対応してもよい。
図２３は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０２Ｄの構成を概略的に示す図である。補償装置１０２Ｄには、前述した様々な実施例に係る補償装置の少なくとも一部が適用されてもよい。また、図１７～図２２を参照して説明した内容と重複する内容の説明は省略する。
図２３を参照すると、補償装置１０２Ｄは、第２の装置２００Ａ側（例えば、電源側）から引き出される共通モードノイズ電流を感知し、第１の装置３００Ａ側（例えば、ノイズ源側）からの電流で補償する、フィードバック（Ｆｅｅｄｂａｃｋ）タイプのＣＳＣＣ補償装置１０２Ｄを示してもよい。すなわち、補償装置１０２Ｄでは、検出変圧器１２０Ｄが第２の装置２００Ａ側に配置され、補償コンデンサ部１５０Ｄが第１の装置３００Ａ側に配置されてもよい。
図２４は、本発明の一実施例に係る補償装置１０３を含むシステムの構成を概略的に示す図である。
本発明の一実施例に係る補償装置１０３は、図２に示された補償装置１００に、誤動作感知部６０及び誤動作感知部６０を他の構成と接続する接続回路のみを加えた実施例であると言える。従って、前述した実施例に係る補償装置と重複する説明は省略し、相異点である誤動作感知部６０を中心に説明する。
一実施例によると、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、誤動作感知部６０と電気的に接続されてもよい。この時、誤動作感知部６０は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２の状態を確認し、これに対応する信号を生成してもよい。例えば、誤動作感知部６０は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれの電圧及び／又は２つ以上の大電流経路１１１及び１１２の線間電圧を確認し、これに基づいて大電流経路１１１及び１１２が正常であるか否かを示す信号を生成してもよい。
一実施例によると、検出部１２０は、誤動作感知部６０と電気的に接続されてもよい。誤動作感知部６０は、検出部１２０の動作状態を確認し、これに対応する信号を生成してもよい。例えば、誤動作感知部６０は、検出部１２０が検出変圧器で実現される例において、検出変圧器の第１次側及び第２次側が絶縁しているか否かを確認し、これに基づいて検出部１２０が正常であるか否かを示す信号を生成してもよい。
一実施例によると、増幅部１３０は、誤動作感知部６０と電気的に接続されてもよい。誤動作感知部６０は、増幅部１３０の動作状態を確認し、これに対応する信号を生成してもよい。誤動作感知部６０が増幅部１３０の異常を確認する方法は後述する。
補償変圧部１４０は、増幅部１３０に電気的に接続され、前述した増幅部１３０によって増幅された出力信号に基づいて補償電流を生成してもよい。
一実施例によると、補償変圧部１４０は、後述する誤動作感知部６０と電気的に接続されてもよい。誤動作感知部６０は、補償変圧部１４０の動作状態を確認し、これに対応する信号を生成してもよい。例えば、誤動作感知部６０は、補償変圧部１４０が補償変圧器で実現される例において、補償変圧器の第１次側及び第２次側が絶縁しているか否かを確認し、これに基づいて補償変圧部１４０が正常であるか否かを示す信号を生成してもよい。
補償コンデンサ部１５０は、補償変圧部１４０によって生成された補償電流が、２つ以上の大電流経路のそれぞれに流れる経路を提供することができる。
一実施例によると、補償コンデンサ部１５０は、誤動作感知部６０と電気的に接続されてもよい。誤動作感知部６０は、補償コンデンサ部１５０の動作状態を確認し、これに対応する信号を生成してもよい。例えば、誤動作感知部６０は、補償コンデンサ部１５０を通して、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに流れる電流の大きさを確認し、これに基づいて補償コンデンサ部１５０が正常であるか否かを示す信号を生成してもよい。
誤動作感知部６０は、前述した２つ以上の大電流経路１１１及び１１２、検出部１２０、増幅部１３０、補償変圧部１４０、及び補償コンデンサ部１５０のうちの少なくとも１つ（以下では確認対象とする）の動作状態を確認し、確認された動作状態に対応する信号を生成することができる。
一実施例において、誤動作感知部６０は、確認対象の動作状態に対応する信号を出力する誤動作感知信号出力部、及び動作状態に対応する信号を表示する誤動作感知信号表示部を含んでもよい。
一実施例において、誤動作感知信号出力部は、確認対象の内部の少なくとも１つのノード（Ｎｏｄｅ）電圧が所定の基準電圧範囲に含まれるか否かに基づいて、確認対象の動作状態に対応する信号を電圧の形態で出力してもよい。誤動作感知信号出力部によって出力される信号（すなわち、電圧）は、外部装置に出力されるか、又は誤動作感知信号表示部に出力されてもよい。このとき、外部装置は、前述した第１の装置３００と第２の装置２００とを含む様々な装置を意味してもよい。
一実施例において、誤動作感知信号表示部は、前述した誤動作感知信号出力部が生成した信号に基づいて、オン（Ｏｎ）される発光素子を含んでもよい。このとき、発光素子は、例えば、発光ダイオードを含んでもよい。
他の実施例において、誤動作感知信号表示部は、少なくとも２つ以上発光素子を含む発光素子のグループを含んでもよい。この時、誤動作感知信号表示部は、感知信号出力部が生成した信号に基づいて、発光素子グループの少なくとも１つ以上の発光素子のオン／オフ（Ｏｎ／Ｏｆｆ）を制御してもよい。例えば、誤動作感知信号表示部は、誤動作感知信号出力部が生成した電圧の大きさに比例して点灯される発光素子の数を増加させることができる。
誤動作感知部６０は、前述したように、確認対象の内部の少なくとも１つのノード（Ｎｏｄｅ）電圧に基づいて、確認対象の動作状態を確認してもよく、確認対象の内部の少なくとも１つの経路（Ｐａｔｈ）電流に基づいて、確認対象の動作状態を確認してもよい。もちろん誤動作感知部６０は、動作状態の確認対象の温度、温度の変化量、磁場及び／又は電場の大きさに基づいて、確認対象の動作状態を確認してもよい。ただしこれは、例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。
互いに相補的に配置される第１の増幅素子及び第２の増幅素子で構成される増幅部１３０を含む例において、誤動作感知部６０は、増幅部１３０の動作状態を確認し、これに対応されている信号を生成してもよい。このような場合、誤動作感知部６０は、第１の増幅素子と第２の増幅素子とを電気的に接続する経路上に配置される中央ノードの電圧に基づいて、増幅部１３０の動作状態に対応する信号を生成してもよい。
誤動作感知部６０は、このような中央ノードの電圧が増幅部１３０の動作電圧と所定の関係にある値（例えば、動作電圧の半分に対応する値）である場合、増幅部１３０の動作状態が正常であることを示す信号を出力したり、表示したりしてもよい。
一方、上述した内容のうち、増幅素子が「互いに相補的に配置」されることは、図２６Ｂ及び図２６Ｃに示されたように、いずれか１つの増幅素子が陽の信号を増幅させるように配置され、残りの増幅素子が陰の信号を増幅させるように配置されていることを意味してもよい。
上記のように構成された補償装置１０３は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上の特定の条件の電流を感知してこれを能動的に補償してもよく、装置１０３の小型化にもかかわらず、高電流、高電圧、及び／又は高出力システムに適用されてもよい。
一方、上記のように構成された補償装置１０３は、１つの封止構造体の内に封止される基板を含むモジュールの形態で実現されてもよい。また、補償装置１０３の各構成と、第１の装置３００、第２の装置２００、第３の装置４００、基準電位１、基準電位２、及び他の外部機器と接続される端子は、ピン（Ｐｉｎ）の形態で、基板の一面に垂直した方向に突出するように備えられてもよい。
例えば、誤動作感知部６０が生成した動作状態に対応する信号を出力する端子は、ピンの形態を有し、かつ上述したモジュールから突出するように備えられてもよい。これにより、ユーザは、モジュールを分解せず、対応するピンの電圧などを確認することにより、補償装置１０３の特定の構成における異常を簡単に確認することができる。
以下では、図２５～図２７を図２４と共に参照し、様々な実施例に係る補償装置１０３を説明する。
図２５は、本発明の一実施例により、２線式システムに使用される補償装置１０３Ａの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０３Ａは、図２４の補償装置１０３の一例であってもよく、図３の補償装置１００Ａに誤動作感知部６０Ａのみを加えたものであってもよい。従って、補償装置１０３Ａの説明は、図２４及び図３の説明に対応してもよい。
図２６Ａ～図２６Ｃは、一実施例に係る誤動作感知部６０Ａを説明する図である。以下では、図２６Ａ～図２６Ｃを共に参照して説明する。
一実施例において、誤動作感知部６０Ａは、増幅部１３０Ａの動作状態を確認し、確認された動作状態に対応する信号を生成してもよい。このため、誤動作感知部６０Ａは、図２６Ｃに示されたように、誤動作感知信号出力部６１Ａと、誤動作感知信号表示部６２Ａとを含んでもよい。上記の誤動作感知信号出力部６１Ａは、確認対象の動作状態に対応する信号を出力し、上記の誤動作感知信号表示部６２Ａは、動作状態に対応する信号を表示してもよい。
他の実施例において、誤動作感知部６０Ａは、図２６Ｂに示されたように誤動作感知信号出力部６１Ａのみを含んでもよい。
誤動作感知信号出力部６１Ａは、増幅部１３０Ａの内部の少なくとも１つのノード（Ｎｏｄｅ）電圧が所定の基準電圧範囲に属するか否かに基づいて、増幅部１３０Ａの動作状態に対応する信号を電圧の形態で出力してもよい。
例えば、図２６Ｂに示されたように、増幅部１３０Ａが互いに相補的に配置される第１の増幅素子３１Ａ及び第２の増幅素子３２Ａで構成される場合は、誤動作感知信号出力部６１Ａは、第１の増幅素子３１Ａと第２の増幅素子３２Ａとを電気的に接続する経路上に配置される中央ノード３３Ａの電圧に基づいて、増幅部１３０Ａの動作状態に対応される信号を生成してもよい。
例えば、誤動作感知信号出力部６１Ａは、中央ノード３３Ａの電圧が増幅部１３０Ａの動作電圧（例えば１２［Ｖ］）の半分（例えば６［Ｖ］）に対応する値、すなわち、増幅部１３０Ａの動作電圧の半分から一定の範囲内の値（例えば、４～８［Ｖ］）である場合、増幅部１３０Ａの動作状態が正常であることを示す信号を出力してもよい。この時、増幅部１３０Ａの動作電圧、及び増幅部１３０Ａの動作電圧の半分の値の範囲などは、補償装置１０３Ａの設計に応じて適宜決定してもよい。
誤動作感知信号出力部６１Ａが生成した信号は、外部装置及び／又は後述する誤動作感知信号表示部６２Ａに出力されてもよい。
誤動作感知信号表示部６２Ａは、誤動作感知信号出力部６１Ａが生成した信号を、ユーザが認知可能な形式で表示することができる。このような誤動作感知信号表示部６２Ａは、様々な表示手段で実現され得る。
例えば、誤動作感知信号表示部６２Ａは、図２６Ｃに示されたように、増幅部１３０Ａの状態を正常又は異常として示すための発光素子を含んでもよい。このとき、発光素子は、例えば、発光ダイオードを含んでもよく、点灯時には正常を示し、消灯時には異常を示すことができる。
他の実施例において、誤動作感知信号表示部６２Ａは、増幅部１３０Ａの中央ノード３３Ａの電圧をより具体的に表示するために、少なくとも２つ以上の発光素子を含む発光素子のグループを含んでもよい。誤動作感知信号表示部６２Ａは、感知信号出力部６１Ａが生成した信号に基づいて、発光素子グループの少なくとも１つ以上の発光素子のオン及びオフ（Ｏｎ及びＯｆｆ）を制御してもよい。例えば、誤動作感知信号表示部６２Ａは、中央ノード３３Ａの電圧の大きさに比例して点灯される発光素子の数を増加させてもよい。
上記のような発光素子は、必ず補償装置１０３Ａ内に位置しなければならないことではなく、誤動作感知信号出力部６１Ａと電気的に接続され、ユーザが認知するのに適切な外部の位置に位置してもよい。これは、本明細書の他の実施例にも同様に適用され得る。
図２７は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０３Ｂの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０３Ｂは、図１１に示された補償装置１００Ｂに、誤動作感知部６０Ｂをさらに含む実施例であると言える。誤動作感知部６０Ｂの説明は、図２４～図２６を参照して説明に対応してもよい。従って、重複する内容は省略する。
一実施例に係る補償装置１０３Ｂは、３相３線の電力システムの大電流経路上に共通モードで発生する第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３を補償（又は相殺）してもよい。
補償装置１０３Ｂは、３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂと、検出変圧器１２０Ｂと、増幅部１３０Ｂと、補償変圧器１４０Ｂと、補償コンデンサ部１５０Ｂと、誤動作感知部６０Ｂとを含んでもよい。
一実施例によると、第１の大電流経路１１１ＢはＲ相、第２の大電流経路１１２ＢはＳ相、第３の大電流経路１１３ＢはＴ相の電力線であってもよい。
検出変圧器１２０Ｂの１次側１２１Ｂは、第１の大電流経路１１１Ｂ、第２の大電流経路１１２Ｂ、及び第３の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに配置され、２次側１２２Ｂに誘導電流を生成してもよい。
補償コンデンサ部１５０Ｂは、補償変圧器によって生成された補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３が第１、第２、第３の大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのそれぞれに流れる経路を提供することができる。
一方、図示されていないが、補償装置１０３Ｂに、前述した減結合コンデンサ部１７０、第１及び第２の外乱保護素子１１Ａ及び１２Ａのうちの少なくとも一部がさらに備えられることはもちろんである。
一方、図示されてはいないが、誤動作感知部６０Ｂを含む補償装置１０３Ｂは、３相４線の電力システムに合わせて変形されてもよい（図１２を参照）。３相４線の電力システムの補償装置の説明は、図１２を参照して説明した内容に対応してもよい。
図２８は、本発明の一実施例に係る補償装置１０４を含むシステムの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０４は、図２の補償装置１００の３相４線システムに、第１及び第２のバランス部７０及び８０が加えられた実施例であってもよい。
また、補償装置１０４は、一例として、図１２に示された３相４線システムに、第１及び第２のバランス部７０及び８０が加えられた実施例であってもよい。従って、重複する説明は省略する。 一方、バランスはノイズバランスを示してもよい。
一方、本発明の実施例に係る補償装置１０４は、３相４線システムのみに適用され得ることではなく、３相３線システムや単相２線システムに合わせて変形されてもよいことはもちろんである。
一実施例に係る補償装置１０４は、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４と、検出部１２０と、増幅部１３０と、補償変圧部１４０と、補償コンデンサ部１５０と、第１のバランス部７０と、第２のバランス部８０とを含んでもよい。
一実施例によると、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４は、３相４線の電力システムにおいて、それぞれＲ線、Ｓ線、Ｔ線、及びＮ線であってもよい。もちろん、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４は、図３２に示されたように、３相３線の電力システムにおいて、それぞれＲ線、Ｓ線、及びＴ線であってもよく、図３３に示されたように、単相２線の電力システムにおいて、それぞれＬ線及びＮ線であってもよい。このように、本発明において、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４の数は、多様に設定されてもよい。
前述したように、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれは、第２の装置２００によって供給される電源、すなわち、第２の電流Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３、Ｉ２４を第１の装置３００に送信する経路であってもよい。一実施例によると、第２の電流Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３、Ｉ２４は、第２の周波数帯域の周波数を有する交流電流であってもよい。例えば、第２の周波数帯域は、５０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲を有する帯域であってもよい。
また、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれは、共通モードノイズである第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４が流れる経路であってもよい。第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４は、様々な原因により（例えば、第１の装置３００から）発生されることができる。第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４は、第１の周波数帯域の周波数を有する電流であってもよい。この時、第１の周波数帯域は、前述した第２の周波数帯域よりも高い周波数帯域であってもよいが、例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚの範囲を有する帯域であってもよい。
第１のバランス部７０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４の間の第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４のバランスを調節してもよい。
本発明において、「バランスを調節」するということは、バランス調節対象の間の物理量の差が減少するように、各調節対象の物理量を調節することを意味してもよい。従って、第１のバランス部７０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれに流れる第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４の大きさの差を減少させることができる。例えば、１つ目の大電流経路１１１の第１の電流Ｉ１１の大きさは１であり、２つ目の大電流経路１１２の第１の電流Ｉ１２の大きさは３であり、３つ目の大電流経路１１３の第１の電流Ｉ１３の大きさは１．５であり、４つ目の大電流経路１１４の第１の電流Ｉ１４の大きさは２．５である場合を想定する。上述した想定に応じて、第１のバランス部７０は、第１の電流Ｉ１１の大きさを２．０１に、第１の電流Ｉ１２の大きさを２．０２に、第１の電流Ｉ１３の大きさを１．９９に、第１の電流Ｉ１４の大きさを１．９８に調節してもよい。
このように、本発明は、各大電流経路上のノイズ電流である第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４の分布を均等にし、補償装置１０４の残りの構成要素によるノイズの除去がよりよく行われるようにする。
一実施例によると、第１のバランス部７０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４の間に第１の周波数帯域の電流のみが流れるようにする大電流経路接続部を含むように構成されてもよい。この時、大電流経路接続部は、例えば、第１の周波数帯域の電流のみを通電させる容量を有するコンデンサで実現されてもよい。
検出部１２０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４に電気的に接続され、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４上でバランスが調節された第１の電流を感知し、感知結果に対応する出力信号を生成してもよい。
増幅部１３０は、検出部１２０に電気的に接続され、検出部１２０が出力した出力信号を増幅し、増幅された出力信号を生成してもよい。
補償装置１０４は、例えば、バランスが調節された第１の電流と同じ大きさを有しかつ位相は反対である補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４を生成し、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４上のバランスが調節された第１の電流を補償してもよい。
補償変圧部１４０は、増幅部１３０に電気的に接続され、前述した増幅部１３０によって増幅された出力信号に基づいて補償電流を生成してもよい。
補償コンデンサ部１５０は、補償変圧部１４０によって生成された補償電流が、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれに流れる経路を提供することができる。
第２のバランス部８０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４上でバランスが調節された第１の電流に、補償コンデンサ部１５０によって提供される補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４が加えられた合成電流のバランスを調節してもよい。
前述したように、本発明において「バランスを調節」するということは、バランス調節対象の間の物理量の差が減少するように、各調節対象の物理量を調節することを意味してもよい。従って、第２のバランス部８０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれに流れる合成電流間の大きさの差を減少させることができる。例えば、１つ目の大電流経路１１１の合成電流の大きさは０．０１であり、２つ目の大電流経路１１２の合成電流の大きさは０．０２であり、３つ目の大電流経路１１３の合成電流の大きさは－０．０１であり、４つ目の大電流経路１１４の合成電流の大きさは－０．０２である場合を想定する。上述した仮定の下で、第２のバランス部８０は、全ての大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４における合成電流の大きさを０に調節してもよい。
このように、本発明は、補償変圧部１４０及び補償コンデンサ部１５０による電流補償の後に、残存する微細な第１の電流の分布を再び均等にして減少させることにより、第２の装置２００側に送信される第１の電流をより完全に遮断することができる。
一実施例によると、第２のバランス部８０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４の間に第１の周波数帯域の電流のみが流れるようにする大電流経路接続部を含むように構成されてもよい。この時、大電流経路接続部は、例えば、第１の周波数帯域の電流のみを通電させる容量を有するコンデンサで実現されてもよい。
上記のように構成された補償装置１０４は、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４上の特定の条件の電流を感知してこれを能動的に補償してもよく、装置１０４の小型化にもかかわらず、高電流、高電圧、及び／又は高出力システムに適用されてもよい。
以下では、図２９～図３４を図２８と共に参照し、様々な実施例に係る補償装置１０４を説明する。
図２９は、本発明の一実施例により、３相４線システムで使用される補償装置１０４Ａの構成を概略的に示す図である。
本発明の一実施例に係る補償装置１０４Ａは、第１の装置との接続（第１の装置は、Ｐ４～Ｐ７に接続）される４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれに共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４を能動的に補償してもよい。
このため、本発明の一実施例に係る補償装置１０４Ａは、４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａと、検出変圧器１２０Ａと、増幅部１３０Ａと、補償変圧器１４０Ａと、補償コンデンサ部１５０Ａと、第１のバランス部７０Ａと、第２のバランス部８０Ａとを含んでもよい。
また、補償装置１０４Ａは、外部装置と接続される端子Ｐ１～Ｐ１１を含んでもよい。この時、端子Ｐ１は基準電位１と接続される端子であり、端子Ｐ２は基準電位２と接続される端子であり、端子Ｐ３は増幅部１３０Ａの電源を供給する第３の装置と接続される端子であり、端子Ｐ４～Ｐ７は、第１の装置と接続される端子であり、端子Ｐ８～Ｐ１１は、第２の装置と接続される端子であってもよい。
図３０は、一実施例に係る第１のバランス部７０Ａの構成及び動作を説明する図である。
第１のバランス部７０Ａは、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａの間の第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４のバランスを調節し、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’を生成してもよい。
一実施例において、第１のバランス部７０Ａは、図３０に示されたようにＲ線、Ｓ線、Ｔ線に対応する大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３ＡのそれぞれとＮ線に対応する大電流経路１１４Ａとを接続するコンデンサ７１Ａ、７２Ａ、７３Ａを含むように実現されてもよい。
第１のバランス部７０Ａを構成するコンデンサ７１Ａ、７２Ａ、７３Ａの容量は、第１の電流の周波数が属する第１の周波数帯域の電流のみが選択的に流れるように決定されてもよい。例えば、第１の周波数帯域が１５０ｋｈｚ～３０Ｍｈｚである場合、バランス部７０Ａを構成するコンデンサ７１Ａ、７２Ａ、７３Ａの容量は、それぞれ３０ｕＦに決定され、その周波数帯域でコンデンサ７１Ａ、７２Ａ、７３Ａが短絡（Ｓｈｏｒｔ）回路のように動作するようにすることができる。これにより、コンデンサ７１Ａ、７２Ａ、７３Ａを通して大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａの間の第１の電流のバランスが調節されてもよい。
例えば、１つ目の大電流経路１１１Ａ上の第１の電流Ｉ１１の大きさが、残りの大電流経路１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上の第１の電流Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４の大きさよりも相対的に大きい場合、第１の電流は、コンデンサ７１Ａを通して４つ目の大電流経路１１４Ａに送信され、コンデンサ７２Ａ及び７３Ａを通して、残りの大電流経路１１２Ａ及び１１３Ａに送信されてもよい。
一方、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａの間に均等な大きさで、第１の電流が分配（又はバランス）されるため、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａごとに第１のバランス部７０Ａを見る時のインピーダンスＺｅｑ１１、Ｚｅｑ１２、Ｚｅｑ１３、Ｚｅｑ１４の間の差は、所定の臨界インピーダンスの差以下であってもよい。
一実施例において、第１のバランス部７０Ａは、第１の周波数帯域で大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれの電圧間の差を所定の臨界電圧の差以下に減少させてもよい。前述したように、第１の周波数帯域でコンデンサ７１Ａ、７２Ａ、７３Ａは、短絡（Ｓｈｏｒｔ）回路のように動作するので、第１のバランス部７０Ａによって大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれの電圧間の差は、所定の臨界電圧の差以下に減少することができる。言い換えれば、各大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上のノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の電圧間の差が所定の臨界電圧の差以下に減少することができる。
このように、本発明は、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’を生成し、補償装置１０４Ａの他の構成要素に送信することにより、ノイズの効果的な除去が行われるようにしてもよい。
図２９を再参照すると、前述した検出部１２０は、検出変圧器１２０Ａで実現されてもよい。検出変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａと絶縁された状態で、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上のバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’を感知してもよい。
検出変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上に配置される第１次側１２１Ａにおいて、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’によって誘導される第１の磁束密度に基づいて、第２次側１２２Ａに第１の誘導電流を生成してもよい。
一方、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ側（又は第１次側１２１Ａ）及び第２次側１２２Ａの巻線が巻き取られる数は、補償装置１０４Ａが使用されているシステムの要求条件に応じて適宜決定され得る。例えば、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ側（又は第１次側１２１Ａ）の巻線及び第２次側１２２Ａの巻線の両方は、変圧器コアに１回だけ巻き取られることができる。このような場合、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ側（又は第１次側１２１Ａ）の巻線及び第２次側１２２Ａの巻線が、単にコアの中央ホールを通過する形態で、検出変圧器１２０Ａを構成してもよい。ただしこれは、例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。また、検出部１２０が検出変圧器１２０Ａで実現されることは、例示的なものであり、本発明の思想はこれに限定されない。
検出変圧器１２０Ａは、第２の電流Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３、Ｉ２４によって誘導される第２の磁束密度が互いに相殺可能に構成され、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’だけを感知してもよい。
増幅部１３０（例えば、増幅器１３０Ａは、前述した検出部１２０が出力した出力信号を増幅し、増幅された出力信号を生成してもよい。増幅部は、前述した様々な実施例に係る増幅部で実現されてもよい。
補償変圧部１４０（例えば、補償変圧器１４０Ａ）は、前述した増幅部１３０によって増幅された出力信号に基づいて補償電流を生成してもよい。
補償コンデンサ部１５０は、前述したように、補償変圧器１４０Ａによって生成された電流が、４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれに流れる経路を提供する補償コンデンサ部１５０Ａで実現されてもよい。
補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａの間に流れる電流が所定の第１の電流の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第１の電流条件は、電流の大きさが所定の第１の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
また、補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれと補償装置１０４Ａの基準電位（基準電位１）との間に流れる電流が所定の第２の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第２の電流条件は、電流の大きさが所定の第２の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
補償コンデンサ部１５０Ａを通して４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれに流れる補償電流は、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上のバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’を相殺し、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’が第２の装置２００Ａに送信されることを防止してもよい。
前述したプロセスによって補償装置１０４Ａは、例えば、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’と同じ大きさを有しかつ位相は反対である補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４を生成し、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上のバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’を補償してもよい。
図３１は、一実施例に係る第２のバランス部８０Ａの構成及び動作を説明する図である。
第２のバランス部８０は、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上でバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’に、補償コンデンサ部１５０Ａによって提供される補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４が加えられた合成電流Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３、Ｉ３４のバランスを調節し、バランスが調節された合成電流Ｉ３１’、Ｉ３２’、Ｉ３３’、Ｉ３４’を生成してもよい。
一実施例において、第２のバランス部８０Ａは、Ｒ線、Ｓ線、Ｔ線に対応する大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３ＡのそれぞれとＮ線に対応する大電流経路１１４Ａとを接続するコンデンサ８１Ａ、８２Ａ、８３Ａで実現されてもよい。
第２のバランス部８０Ａを構成するコンデンサ８１Ａ、８２Ａ、８３Ａの容量は、合成電流の周波数が属する第１の周波数帯域の電流のみが選択的に流れるように決定されてもよく、これに対する詳細な説明は、第１バランシング部７０Ａの説明に代える。
一実施例において、１つ目の大電流経路１１１Ａ上の合成電流Ｉ３１の大きさは、残りの大電流経路１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上の合成電流Ｉ３２、Ｉ３３、Ｉ３４の大きさよりも相対的に大きい場合、合成電流Ｉ３１は、コンデンサ８１Ａを通して４つ目の大電流経路１１４Ａに送信され、再びコンデンサ８２Ａ及び８３Ａを通して、残りの大電流経路１１２Ａ及び１１３Ａに送信されてもよい。
一方、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａの間に均等な大きさで、合成電流が分配（又はバランス）されるため、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａごとに第１のバランス部８０Ａを見る時のインピーダンスＺｅｑ２１、Ｚｅｑ２２、Ｚｅｑ２３、Ｚｅｑ２４の間の差は、所定の臨界インピーダンスの差以下であってもよい。
一実施例において、第２のバランス部８０Ａは、第１の周波数帯域で大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれ（例えば、ノードＮ５、Ｎ６、Ｎ７、Ｎ８）の電圧間の差を所定の臨界電圧の差以下に減少させてもよい。第１の周波数帯域でコンデンサ８１Ａ、８２Ａ、８３Ａは、短絡（Ｓｈｏｒｔ）回路のように動作するので、第２のバランス部８０Ａによって大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれの電圧間の差は、所定の臨界電圧の差以下に減少することができる。
このように、本発明は、補償変圧部１４０Ａによる電流補償の後に、残存する微細な第１の電流の分布を再び均等にして減少させることにより、第２の装置側に送信される第１の電流をより完全に遮断することができる。
これにより、本発明の一実施例に係る補償装置１０４Ａは、第１の装置と接続される４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれに共通モードで入力される第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４を能動的に補償し、第２の装置の誤動作や破損を防止してもよい。
図３２は、本発明の他の実施例に係る３相３線システムに使用される補償装置１０４Ｂの構成を概略的に示す図である。以下では、図２８～図３１を参照し、説明した内容と重複する内容の説明は省略する。
また、検出変圧器１２０Ｂ、増幅部１３０Ｂ、補償変圧器１４０Ｂ、及び補償コンデンサ部１５０Ｂの説明は、図１１で説明した３相３線システムの各構成の説明に対応することがあるので、省略する。
補償装置１０４Ｂは、３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂを含む。これにより、相異点が発生する第１のバランス部７０Ｂ及び第２のバランス部８０Ｂを中心に補償装置１０４Ｂについて説明する。
一実施例によると、１つ目の大電流経路１１１ＢはＲ線、２つ目の大電流経路１１２ＢはＳ線、３つ目の大電流経路１１３ＢはＴ線の電力線であってもよい。第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３は、１つ目の大電流経路１１１Ｂ、２つ目の大電流経路１１２Ｂ、及び３つ目の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに共通モードで入力されてもよい。
第１のバランス部７０Ｂは、大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂの間の第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３のバランスを調節し、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’を生成してもよい。
一実施例において、第１のバランス部７０Ｂは、図３２に示されたように、Ｒ線、Ｓ線、Ｔ線に対応する大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのそれぞれに一端が接続され、他端が共通して接続されるコンデンサに実現されてもよい。例えば、１つ目の大電流経路１１１Ｂ上の第１の電流Ｉ１１の大きさは、残りの大電流経路１１２Ｂ及び１１３Ｂ上の第１の電流Ｉ１２及びＩ１３の大きさよりも相対的に大きい場合、第１の電流Ｉ１１は、コンデンサ７１Ｂ及びコンデンサ７２Ｂ及び７３Ｂを通して、残りの大電流経路１１２Ｂ及び１１３Ｂに送信されてもよい。
検出変圧器１２０Ｂの第１次側１２１Ｂは、１つ目の大電流経路１１１Ｂ、２つ目の大電流経路１１２Ｂ、及び３つ目の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに配置され、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’を検出してもよい。
補償コンデンサ部１５０Ｂは、補償変圧器によって生成された補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３が、１つ目の大電流経路１１１Ｂ、２つ目の大電流経路１１２Ｂ、及び３つ目の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに流れる経路を提供することができる。
第２のバランス部８０Ｂは、大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂ上でバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’に、補償コンデンサ部１５０Ｂによって提供される補償電流ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３が加えられた合成電流Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３のバランスを調節し、バランスが調節された合成電流Ｉ３１’、Ｉ３２’、Ｉ３３’を生成してもよい。第２のバランス部８０Ｂの構成及び動作原理は、第１のバランス部７０Ｂの構成及び動作原理と実質的に同一であるので、これに対する詳細な説明は省略する。
図３３は、本発明のまた他の一実施例に係る補償装置１０４Ｃの構成を概略的に示す図である。以下では、図２８～図３１を参照し、説明した内容と重複する内容の説明は省略する。
また、検出変圧器１２０Ｃ、増幅部１３０Ｃ、補償変圧器１４０Ｃ、及び補償コンデンサ部１５０Ｃの説明は、図３及び図６などで説明した単相２線システムの各構成に（すなわち、検出変圧器１２０Ａ、増幅部１３０Ａ、補償変圧器１４０Ａ、及び補償コンデンサ部１５０Ａ）の説明に対応することがあるので、省略する。
補償装置１０４Ｃは、２つの大電流経路１１１Ｃ及び１１２Ｃを含み、これにより相異点が発生する第１のバランス部７０Ｃ及び第２のバランス部８０Ｃを中心に、補償装置１０４Ｃについて説明する。
一実施例によると、１つ目の大電流経路１１１ＣはＬ線、２つ目の大電流経路１１２ＣはＮ線の電力線であってもよい。
第１のバランス部７０Ｃは、大電流経路１１１Ｃ及び１１２Ｃの間の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２のバランスを調節し、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’及びＩ１２’を生成してもよい。
一実施例において、第１のバランス部７０Ｃは、図３３に示されたようにＬ線及びＮ線に対応する大電流経路１１１Ｃ及び１１２Ｃを互に接続するコンデンサ７１Ｃで実現されてもよい。前述したように、例えば、１つ目の大電流経路１１１Ｃ上の第１の電流Ｉ１１の大きさは、残りの大電流経路１１２Ｃ上の第１の電流Ｉ１２の大きさよりも相対的に大きい場合、第１の電流Ｉ１１は、コンデンサ７１Ｃを通して２つ目の大電流経路１１２Ｃに送信されてもよい。
第２のバランス部８０Ｃは、大電流経路１１１Ｃ及び１１２Ｃ上でバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’及びＩ１２’に、補償コンデンサ部１５０Ｃによって提供される補償電流ＩＣ１及びＩＣ２が加えられた合成電流Ｉ３１、Ｉ３２のバランスを調節し、バランスが調節された合成電流Ｉ３１’及びＩ３２’を生成してもよい。第２のバランス部８０Ｃの構成及び動作原理は、第１のバランス部７０Ｃの構成及び動作原理と実質的に同一であるので、これに対する詳細な説明は省略する。
このような実施例に係る補償装置１０４Ｃは、単相２線の電力システムに入力されるか又は発生する第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を相殺させるために（又は補償するために）使用されてもよい。
図３４は、本発明のまた他の実施例に係る３相４線システムで使用される補償装置１０４Ｄの構成を概略的に示す図である。
一実施例に係る補償装置１０４Ｄは、図２８～図３１で説明した補償装置１０４Ａと同様の補償装置に、上調節部９０をさらに含むように構成されてもよい。従って、以下では、上調節部９０の役割を中心に説明する。
一実施例に係る上調節部９０は、第２の装置２００Ｄと補償装置１０４Ｄとの間に、少なくとも２つ以上の大電流経路を電気的に接続し、電気的に接続された少なくとも２つ以上の大電流経路が１つの大電流経路として使用されるようにしてもよい。この時、２つ以上の大電流経路を「電気的に接続」することは、２つ以上の大電流経路を電気的に短絡（Ｓｈｏｒｔ）させることを意味してもよい。
例えば、上調節部９０は、１つ目の大電流経路と２つ目の大電流経路との間のスイッチング素子９１の動作に応じて、Ｒ線（Ｓ線）及びＮ線だけを利用し、３相４線に適合するように設計された補償装置を単相２線システムに使用してもよい。
もちろん、上調節部９０は、１つ目の大電流経路と２つ目の大電流経路との間のスイッチング素子９１と、２つ目の大電流経路と３つ目の大電流経路との間のスイッチング素子９２との両方を動作させ、Ｒ線（Ｓ線及びＴ線）及びＮ線を利用し、３相４線に適合するように設計された補償装置を単相２線システムに使用してもよい。
これによって本願発明は、補償装置１０４Ｄを変更又は交替することなく、様々な電力システムで使用することができる。
図３５は、本発明の一実施例に係る補償装置１０５を含むシステムの構成を概略的に示す図である。
図３５の補償装置１０５は、図２８の補償装置１０４に比べ、補償コンデンサ部１５０に相異点があり、出力インピーダンス調節部５０が加えられてもよい。従って、図２８の補償装置１０４の構成要素と重複するものは説明を省略し、補償コンデンサ部１５０及び出力インピーダンス調節部５０を中心に説明する。
補償コンデンサ部１５０は、補償変圧部１４０によって生成された補償電流ＩＣが基準大電流経路１１４に流れる経路を提供することができる。この時、基準大電流経路１１４は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のいずれか１つを意味するものであり、選択に応じて、残りの大電流経路１１１、１１２、１１３のいずれか１つも、基準大電流経路に相当する場合がある。
一実施例によると、補償コンデンサ部１５０は、補償変圧部１４０によって生成された補償電流ＩＣは、基準大電流経路１１４に流れる経路を提供するコンデンサで実現されてもよい。この時、補償コンデンサ部１５０は、補償装置１０５の基準電位（基準電位１）と基準大電流経路１１４とを接続するコンデンサを含んでもよい。
第２のバランス部８０は、基準大電流経路１１４に提供された補償電流ＩＣを、２つ以上の大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４に分配してもよい。例えば、大電流経路１１４に提供された補償電流ＩＣの大きさが８である場合、第２のバランス部８０は、４つの大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれに大きさが２であるの補償電流が流れるように補償電流ＩＣを分配してもよい。
一方、第２のバランス部８０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４上で合成電流のバランスを調節してもよい。このとき、合成電流は、第１のバランス部によってバランスが調節された第１の電流に分配された補償電流が加えられた電流を意味してもよい。例えば、第２のバランス部８０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれに流れる合成電流間の大きさの差を減少させることができる。
一実施例によると、第２のバランス部８０は、大電流経路１１１、１１２、１１３、１１４の間に第１の周波数帯域の電流のみが流れるようにする大電流経路接続部を含むように構成されてもよい。この時、大電流経路接続部は、例えば、第１の周波数帯域の電流のみを通電させる容量を有するコンデンサで実現されてもよい。
第２のバランス部８０は、後述する出力インピーダンス調節部５０と共に補償変圧部１４０から第２の装置２００側への出力インピーダンスを調節してもよい。
出力インピーダンス調節部５０は、第２のバランス部８０と共に補償変圧部１４０から第２の装置２００側への出力インピーダンスを調節してもよい。例えばインピーダンス調節部５０は、補償変圧部１４０から第２の装置２００側に見える出力インピーダンスを減少させ、補償電流ＩＣが逆方向（例えば、補償変圧部１４０の方向）に流れることを防止してもよい。一実施例において、出力インピーダンス調節部５０は、所定の容量を有するコンデンサで実現されてもよい。
以下では、図３６～図３９を図３５と共に参照し、様々な実施例に係る補償装置１０５を説明する。
図３６は、本発明の一実施例により、３相４線システムで使用される補償装置１０５Ａの構成を概略的に示す図である。
図３５の補償装置１０５Ａは、図２９～図３１を参照して説明された補償装置１０４Ａに比べ、補償コンデンサ部１５０Ａに相異点があり、出力インピーダンス調節部５０Ａが加えられてもよい。従って、補償装置１０４及び１０４Ａの構成要素と重複するものは説明を省略し、補償コンデンサ部１５０Ａ及び出力インピーダンス調節部５０Ａを中心に説明する。以下に図３６～図３８を通して、補償コンデンサ部１５０Ａ及び出力インピーダンス調節部５０Ａを中心に、補償装置１０５Ａについて説明する。
また、補償装置１０５Ａは、外部装置と接続される端子Ｐ１～Ｐ１１を含んでもよい。このとき、端子Ｐ１は、基準電位１と接続される端子であり、端子Ｐ２は、基準電位２と接続される端子であり、端子Ｐ３は、増幅部１３０Ａの電源を供給する第３の装置と接続される端子であり、端子Ｐ４～Ｐ７は、第１の装置と接続される端子であり、端子Ｐ８～Ｐ１１は、第２の装置と接続される端子であってもよい。
一方、一実施例に係る第１のバランス部７０Ａの構成及び動作は、図３０を参照した説明に対応してもよい。
図３７は、補償変圧部１４０Ａによって生成された補償電流ＩＣが補償コンデンサ部１５０Ａ及び第２のバランス部８０Ａを通して大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａに分配される過程を説明する図である。
補償コンデンサ部１５０Ａは、補償変圧部１４０Ａによって生成された補償電流が基準大電流経路１１４Ａに流れる経路を提供することができる。一方、基準大電流経路１１４Ａに送信された補償電流は、第２のバランス部８０Ａを通して、各大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａに分配されてもよい。
例えば、基準大電流経路１１４Ａに送信された補償電流は、第２のバランス部８０Ａの１つ目のコンデンサ８１Ａを通して、１つ目の大電流経路１１１Ａに送信されてもよい（経路Ｗ１）。同様に、２つ目のコンデンサ８２Ａ及び３つ目のコンデンサ８３Ａを通して２目の大電流経路１１２Ａ及び３つ目の大電流経路１１３Ａのそれぞれに補償電流が送信されてもよい（経路Ｗ２及びＷ３を参照）。一方、大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａに送信されて、残りの補償電流は、４つ目の大電流経路（又は基準大電流経路１１４Ａ）に残存し得る（経路Ｗ４を参照）。
４つの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａのそれぞれに提供された補償電流は、各大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａ上のバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’を相殺させ、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’が第２の装置２００Ａに送信されることを防止することができる。この時、バランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’及び補償電流は、例えば、同一の（又は同一のものと見なすことができる）大きさを有しかつ位相が互いに反対である（又は反対に対応する位相の）電流であってもよい。
一実施例において、補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して基準大電流経路１１４Ａと補償装置１０５Ａの基準電位（基準電位１）との間に流れる電流が所定の第２の条件を満たすよう構成されてもよい。この時、所定の第２の電流条件は、電流の大きさが所定の第２の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
第２のバランス部８０は、上述したように、補償コンデンサ部１５０Ａにより提供された補償電流を各大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａ、１１４Ａに分配するほか、合成電流のバランスを調節し、バランスが調節された合成電流を生成してもよい。このとき、合成電流は、第１のバランス部７０Ａによってバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３’、Ｉ１４’に分配された補償電流が加えられた電流を意味してもよい。
一実施例に係る第２のバランス部８０Ａの構成及び動作は、図３１を参照した説明に対応することがあるので、省略する。
図３８は、第２のバランス部８０Ａと、出力インピーダンス調節部５０Ａによって出力インピーダンスＺｅｑ３１、Ｚｅｑ３２、Ｚｅｑ３３、Ｚｅｑ３４が調節される過程を説明する図である。
一実施例において、出力インピーダンス調節部５０Ａは、図３８に示されたように、基準大電流経路１１４Ａと補償変圧部１４０Ａの基準電位との間に電流が流れる経路を提供するコンデンサ５１Ａを含んでもよい。
また、前述したように、第２のバランス部８０Ａは、基準大電流経路１１４Ａと、残りの大電流経路１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａのそれぞれの間に電流が流れる経路を提供するコンデンサ８１Ａ、８２Ａ、８３Ａを含んでもよい。
一実施例において、補償変圧部１４０Ａから第２の装置側への出力インピーダンスＺｅｑ３１、Ｚｅｑ３２、Ｚｅｑ３３、Ｚｅｑ３４は、コンデンサ５１Ａ及びコンデンサ８１Ａ、８２Ａ、８３Ａのそれぞれを直列に接続したインピーダンス及び第２の装置のインピーダンスＺｅｑ４１、Ｚｅｑ４２、Ｚｅｑ４３、Ｚｅｑ４４を並列に接続した合成インピーダンスであってもよい。例えば、１つ目の大電流経路１１１Ａにおいて、出力インピーダンスＺｅｑ３１は、コンデンサ５１Ａ及びコンデンサ８１Ａを直列に接続したインピーダンス及び第２の装置のインピーダンスＺｅｑ４１を並列に接続した合成インピーダンスであってもよい。
このように、第２のバランス部８０Ａ及び出力インピーダンス調節部５０Ａは、第２の装置のインピーダンスＺｅｑ４１、Ｚｅｑ４２、Ｚｅｑ４３、Ｚｅｑ４４と並列に接続された形態のインピーダンスとして作用し、補償変圧部１４０Ａが第２の装置側に見える出力インピーダンスＺｅｑ３１、Ｚｅｑ３２、Ｚｅｑ３３、Ｚｅｑ３４を減少させ、様々な大きさの第２の装置のインピーダンスＺｅｑ４１、Ｚｅｑ４２、Ｚｅｑ４３、Ｚｅｑ４４においても補償電流による電流補償が円滑に行われるようにする。
図３９は、本発明の他の実施例に係る３相３線システムに使用される補償装置１０５Ｂの構成を概略的に示す図である。
図３９の補償装置１０５Ｂは、図３２を参照して説明された補償装置１０４Ｂに比べ、補償コンデンサ部１５０Ｂ及び出力インピーダンス調節部５０Ｂに相異点があり得る。従って、図３２の補償装置１０４Ｂの構成要素と重複するもの（例えば、検出変圧器１２０Ｂ、増幅部１３０Ｂ、補償変圧器１４０Ｂ、第１及び第２のバランス部７０Ｂ及び８０Ｂなど）は、説明を省略し、補償コンデンサ部１５０Ｂ及び出力インピーダンス調節部５０Ｂを中心に説明する。
補償コンデンサ部１５０Ｂは、補償変圧器によって生成された補償電流ＩＣが基準大電流経路である３つ目の大電流経路１１３Ｂに流れる経路を提供することができる。この時、基準大電流経路１１３Ｂは、大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのいずれかを意味するものであり、選択に応じて、残りの大電流経路１１１Ｂ及び１１２Ｂも基準大電流経路になってもよい。
一実施例において、補償コンデンサ部１５０Ｂは、コンデンサ１５１Ｂで実現されてもよい。
第２のバランス部８０Ｂは、基準大電流経路１１３Ｂに送信された補償電流を各大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂに分配してもよい。
一実施例において、第２のバランス部８０Ｂは、Ｒ線、Ｓ線、Ｔ線に対応する大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのそれぞれに一端が接続され、他端が共通に接続されるコンデンサ８１Ｂ、８２Ｂ、８３Ｂで実現されてもよい。
一実施例において、基準大電流経路１１３Ｂに送信された補償電流は、第２のバランス部８０Ｂの１つ目のコンデンサ８１Ｂを通して、１つ目の大電流経路１１１Ｂに送信してもよい。同様に、２つ目のコンデンサ８２Ｂ及び３つ目のコンデンサ８３Ｂを通して、２つ目の大電流経路１１２Ｂ及び３つ目の大電流経路１１３Ｂのそれぞれにも補償電流が送信されてもよい。
３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂのそれぞれに提供された補償電流は、各大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂ上のバランスが調節された第１の電流Ｉ１１’、Ｉ１２’、Ｉ１３を相殺させる（又は補償する）ことができる。
一実施例において、補償コンデンサ部１５０Ｂは、補償コンデンサを通して基準大電流経路１１３Ｂと補償装置１０５Ｂの基準電位（基準電位１）との間に流れる電流の大きさが所定の第２の臨界の大きさ未満の条件であってもよい。
第２のバランス部８０Ｂは、上述したように、補償コンデンサ部１５０Ｂによって提供された補償電流を各大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂに分配するほか、合成電流のバランスを調節し、バランスが調節された合成電流を生成してもよい。
第２のバランス部８０Ｂを構成するコンデンサ８１Ｂ、８２Ｂ、８３Ｂの容量は、合成電流の周波数が属する第１の周波数帯域の電流のみが選択的に流れるように決定されてもよい。
一実施例において、第２のバランス部８０Ｂは、出力インピーダンス調節部５０Ｂと共に、補償部１４０Ｂから第２の装置側への出力インピーダンスを調節してもよい。
一実施例において、出力インピーダンス調節部５０Ｂは、基準大電流経路１１３Ｂと補償部１４０Ｂの基準電位との間に電流が流れる経路を提供するコンデンサ５１Ｂを含んでもよい。
第２のバランス部８０Ｂ及び出力インピーダンス調節部５０Ｂによって補償部１４０Ｂから第２の装置側への出力インピーダンスが調節される原理は、図３８で詳細に説明するので、これに対する詳細な説明は省略する。
このような実施例に係る補償装置１０５Ｂは、３相３線の電力システムで発生する共通モードの第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３を相殺するために（又は補償するために）使用されてもよい。
図４０は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６を含むシステムの構成を概略的に示す。アクティブ補償装置１０６は、第１の装置３００から２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上で共通モード（ＣＭ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ））で発生するノイズ電流Ｉｎ（例えば、ＥＭＩノイズ電流）及び／又はノイズ電圧（例えば、ＥＭＩノイズ電圧）を能動的に補償してもよい。
アクティブ補償装置１０６は、検出部１２０と、第１の増幅部１３１と、第２の増幅部１３２と、第Ｎの増幅部１３３と、補償部１６０とを含んでもよい。Ｎは、２つ以上の自然数である。すなわち、本発明の様々な実施例に係るアクティブ補償装置１０６は、２つ以上の並列増幅部を含んでもよい。
補償装置１０６は、図１に示された補償装置１００において、増幅部１３０が、第１の増幅部１３１、第２の増幅部１３２、及び第Ｎの増幅部１３３の並列構造で構成された実施例である。従って、前述した補償装置１００で説明した構成要素（例えば、検出部１２０及び補償部１６０など）と重複している内容は省略し、第１の増幅部１３１、第２の増幅部１３２、及び第Ｎの増幅部１３３を中心に説明する。
例えば、第１の装置３００側の電力変換装置のスイッチング動作により、共通モードのノイズ電流Ｉｎが大電流経路１１１及び１１２上に入力されてもよい。若しくは、例えば、第１の装置３００側から漏れたノイズ電流がグランド（例えば、基準電位１）を経由し、第２の装置２００を介して大電流経路１１１及び１１２に流れ入ってくることで、ノイズ電流Ｉｎを発生することができる。
大電流経路１１１及び１１２上に同一の方向に発生するノイズ電流Ｉｎを共通モードノイズ電流とすることができる。また、共通モードノイズ電圧（図示せず）は、大電流経路１１１及び１１２の間に発生する電圧ではなく、グラウンド（例えば、基準電位１）と大電流経路１１１及び１１２との間に発生する電圧であってもよい。
例えば、ノイズ電流Ｉｎは、第１の装置３００と周辺環境との間の寄生容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）によるノイズ電流であってもよい。ノイズ電流Ｉｎは、前述した第１の電流（例えば、Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４など）に対応してもよい。
例えば、第１の装置３００側は、ノイズ源に対応することができ、第２の装置２００側は、ノイズ受信機に対応することができる。
検出部１２０は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎを感知し、ノイズ電流Ｉｎに対応する出力信号を第１、第２、及び第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３側に生成してもよい。
例えば、検出部１２０は、大電流経路１１１及び１１２に相当する電力線が巻かれたＣＭチョークに増幅部１３１及び１３２側の電線が重ねて巻かれている形態であってもよい。検出部１２０は、大電流経路１１１及び１１２と絶縁された状態で、大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎに基づく出力信号（例えば、誘導電圧又は誘導電流）を、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３側の電線にそれぞれ誘導してもよい。すなわち、検出部１２０は、複数の出力信号を発生することができる。上記の出力信号（例えば、誘導電圧又は誘導電流）は、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３の入力信号であってもよい。ただし、これは一実施例にすぎない。
本発明の様々な実施例によると、アクティブ補償装置は、複数の増幅部を含んでもよい。例えば、検出部１２０は、大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎに基づいて、複数の増幅部のそれぞれに対応する出力信号を発生することができる。複数の増幅部には、検出部１２０による出力信号がそれぞれ入力されてもよい。
図４０は、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３が示されているが、Ｎは２つ以上の自然数であるので、様々な実施例に係るアクティブ補償装置の増幅部は、２つの第１及び第２の増幅部１３１及び１３２のみで構成されてもよいことはもちろんである。以下では、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３を例として説明する。
一実施例によると、検出部１２０は、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１及び１３２の入力端のそれぞれと差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続されてもよい。
第１、第２、第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３は、検出部１２０に電気的に接続され、検出部１２０が出力した出力信号を増幅し、増幅された出力信号を生成してもよい。増幅部１３１、１３２、１３３は、様々な手段で実現されてもよく、能動素子を含んでもよい。一実施例において、増幅部１３１、１３２、１３３のそれぞれは、ＯＰ－ＡＭＰ又はＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
増幅部１３１、１３２、１３３は、第１の装置３００及び／又は第２の装置２００と区別される第３の装置４００から電源の供給を受け、検出部１２０が出力した出力信号を増幅し、増幅電流又は増幅電圧を生成してもよい。
複数の増幅部１３１、１３２、１３３のそれぞれは、前述した様々な増幅部で実現されてもよい。
増幅部１３１、１３２、１３３で増幅された出力信号（例えば、電流又は電圧）は、補償部１６０に入力され得る。例えば、第１の増幅部１３１は、補償部１６０側に第１の増幅電流（又は第１の増幅電圧）を出力し、第２の増幅部１３２は、上記の補償部１６０側に第２の増幅電流（又は第２の増幅電圧）を出力し、第Ｎの増幅部１３３は、上記の補償部１６０側に第Ｎの増幅電流（又は第Ｎの増幅電圧）を出力してもよい。
補償部１６０は、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１、１３２、１３３からそれぞれ出力された増幅信号に基づいて、補償電流又は補償電圧を生成してもよい。
一実施例によると、補償部１６０は、第１の増幅部１３１から出力された第１の増幅電流、第２の増幅部１３２から出力された第２の増幅電流、及び第Ｎの増幅部１３３から出力された第Ｎの増幅電流に基づいて、補償電流を生成してもよい。上記の補償電流は、大電流経路１１１及び１１２上に注入（ｉｎｊｅｃｔ）されるか、又は大電流経路１１１及び１１２から引き出されることで、大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎを相殺又は低減してもよい。
上記の補償電流は、大電流経路１１１及び１１２上に注入されることで、ノイズ電流Ｉｎを相殺させるか、又はノイズ電流Ｉｎの少なくとも一部をグラウンド（例えば、基準電位１）に流し、ノイズ電流Ｉｎを減少させてもよい。この場合、補償部１６０は、電流補償に相当することができる。電流補償の詳細な説明は、図４１及び図４２、及び図４８及び図４９で後述される。
他の一実施例によると、補償部１６０は、第１の増幅部１３１から出力された第１の増幅電圧及び第２の増幅部１３２から出力された第２の増幅電圧に基づいて、大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧を発生することができる 補償部１６０の出力側は、大電流経路１１１及び１１２に直列に補償電圧を発生することができるが、増幅部１３１及び１３２と絶縁されてもよい。例えば、補償部１６０は、上記の絶縁のため、補償変圧器からなってもよい。上記の補償電圧は、大電流経路１１１及び１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を与えることができる。この場合、補償部１６０は、電圧補償に相当することができる。電圧補償の詳細な説明は、図４３～図４５で後述される。
補償部１６０は、第１の装置３００側から入力されるノイズを電源側である前端で補償するフィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）タイプであってもよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、アクティブ補償装置１０６は、ノイズを後端に戻って補償する補償部を含んでもよい。
図４１は、図４０に示された内容のうち、２つの増幅部を使用する実施例について、より具体的な一例を示したものであって、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ａ１を含むシステムを概略に示したものであり、図４２は、アクティブ補償装置１０６Ａ１の具体的な一例を概略的に示す。
図４１及び図４２を参照すると、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ａ１は、検出変圧器１２０Ａ１と、第１の増幅部１３１Ａと、第２の増幅部１３２Ａと、補償変圧器１４０Ａ１と、補償コンデンサ部１５０Ａとを含んでもよい。前述した補償部１６０は、例えば、補償変圧器１４０Ａ１と補償コンデンサ部１５０Ａとで実現されてもよい。
一実施例によると、検出変圧器１２０Ａ１は、前述した検出部１２０の一例であり、第１及び第２の増幅部１３１Ａ及び１３２Ａは、前述した第１及び第２の増幅部１３１及び１３２の一例である。従って、前述した検出部１２０及び第１及び第２の増幅部１３１及び１３２の説明は、検出変圧器１２０Ａ１、及び第１及び第２の増幅部１３１Ａ及び１３２Ａの説明に対応してもよい。従って、図４０で説明した内容と重複する内容は省略する。
一実施例において、検出変圧器１２０Ａ１は、大電流経路１１１及び１１２（例えば、電力線）に入力されるノイズ電流Ｉｎにより、検出変圧器１２０Ａ１の両端に誘導された電圧を検出することができる。
検出変圧器１２０Ａ１は、コアＣ１、及び大電流経路１１１及び１１２（例えば、電力線）に対応する１次側（例えば、１次巻線）、及び増幅部１３１Ａ及び１３２Ａの入力端と接続された２次側（例えば、２次巻線）を含んでもよい。一例として、１次側に対応する大電流経路１１１及び１１２は、上記のコアＣ１を通過し、２次側に相当する増幅部側の電線は、上記のコアＣ１に巻かれている形態であってもよい。ただし、これに限定されない。
一実施例によると、検出変圧器１２０Ａ１の１次側は、コアＣ１に第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２がそれぞれ通過するか、又は巻かれていてもよい。
一実施例によると、検出変圧器１２０Ａ１の２次側は、第１の増幅部１３１Ａの入力端に差動で接続される第１の電線Ｌ１及び第２の増幅部１３２Ａの入力端に差動で接続される第２の電線Ｌ２が、上記のコアＣ１にそれぞれ巻かれている形態であってもよい。
検出変圧器１２０Ａ１は、大電流経路１１１及び１１２がコアＣ１を通過する１次側からのノイズ電流Ｉｎによって、誘導される磁束密度に基づいて２次側に誘導電流又は誘導電圧を生成してもよい。
本発明の一実施例によると、検出変圧器１２０Ａ１は、上記のノイズ電流Ｉｎに基づいて、第１の増幅部１３１Ａに入力される信号及び第２の増幅部１３２Ａに入力される信号をそれぞれ出力してもよい。すなわち、検出変圧器１２０Ａ１は、２次側で複数の出力信号を並列に出力してもよい。
２つの並列増幅部を用いる場合、例えば、検出変圧器１２０Ａ１の２次側のうちの第１の電線Ｌ１で発生される第１の誘導電流は、第１の増幅部１３１Ａに差動で入力されてもよく、検出変圧器１２０Ａ１の２次側の第２の電線Ｌ２で発生される第２の誘導電流は、第２の増幅部１３２Ａに差動で入力されてもよい。
若しくは、例えば、増幅部１３１Ａ及び１３２Ａの構成に応じて、検出変圧器１２０Ａ１の２次側の第１の電線Ｌ１は、第１の増幅部１３１Ａの入力端と第１の増幅部１３１Ａの基準電位（基準電位２）とを接続する経路上に配置されてもよい。すなわち、２次側の第１の電線Ｌ１の一端は、第１の増幅部１３１Ａの入力端と接続され、２次側の第１の電線Ｌ１の他端は、第１の増幅部１３１Ａの基準電位（基準電位２）と接続されてもよい。同様に、検出変圧器１２０Ａ１の２次側の第２の電線Ｌ２は、第２の増幅部１３２Ａの入力端と第２の増幅部１３２Ａの基準電位（基準電位２）とを接続する経路上に配置されてもよい。
例えば、検出変圧器１２０Ａ１において、１次側及び２次側の第１の電線Ｌ１の巻線比が１：Ｎｓｅｎ１であると、第１の電線Ｌ１に誘導される電流、すなわち、第１の増幅部１３１Ａに入力される電流は、Ｉｎ／２Ｎｓｅｎ１である。また、検出変圧器１２０Ａ１において、１次側及び２次側の第２の電線Ｌ２の巻線比が１：Ｎｓｅｎ２であると、第２の電線Ｌ２に誘導される電流、すなわち、第２の増幅部１３２Ａに入力される電流は、Ｉｎ／２Ｎｓｅｎ２である。すなわち、第１及び第２の増幅部１３１Ａ及び１３２Ａは、ノイズ電流Ｉｎを２つの増幅部にそれぞれ分けて並列に検出することができる。
従って、一実施例によると、第１の電線Ｌ１及び第２の電線Ｌ２の巻線回数が同様である場合、第１の増幅部１３１Ａ及び第２の増幅部１３２Ａの入力電流は、互いに同一又は対応してもよい。すなわち、第１の電線Ｌ１及び第２の電線Ｌ２の巻線回数が同様である場合、ノイズ電流Ｉｎの検出による出力電流は、１／２ずつに分けられて第１の増幅部１３１Ａ及び第２の増幅部１３２Ａにそれぞれ入力されてもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、他の実施例によると、第１の電線Ｌ１及び第２の電線Ｌ２の巻線回数は異なる場合がある。この場合、第１の増幅部１３１Ａの入力電流及び第２の増幅部１３２Ａの入力電流も互いに異なってもよい。
第１の増幅部１３１Ａは、上記の２次側の第１の電線Ｌ１に誘導される第１の誘導電流を、第１の増幅部１３１Ａの利得（例えば、Ｆ１）に基づいて増幅させることができる。同様に、第２の増幅部１３２Ａは、上記の２次側の第２の電線Ｌ２に誘導される第２の誘導電流を、第２の増幅部１３２Ａの利得（例えば、Ｆ２）に基づいて増幅させることができる。
一実施例によると、第１の増幅部１３１Ａの利得Ｆ１及び第２の増幅部１３２Ａの利得Ｆ２は、互いに同じ大きさを有するように設計されてもよい。例えば、Ｆ１＝－Ｆ２を満たすように設計されてもよい。この場合、第１の増幅部１３１Ａ及び第２の増幅部１３２Ａは、互いに相補的に動作してもよい。例えば、第１の増幅部１３１Ａ及び第２の増幅部１３２Ａは、ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ形態で動作してもよい。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、一実施例によると、第１の増幅部１３１Ａの利得Ｆ１と第２の増幅部１３２Ａの利得Ｆ２とは、互いに異なる場合がある。
補償変圧器１４０Ａ１及び補償コンデンサ部１５０Ａは、前述した補償部１６０に対応してもよい。第１の増幅部１３１Ａによって増幅された電流及び第２の増幅部１３２Ａによって増幅された電流は、それぞれ補償変圧器１４０Ａ１の１次側に流れる。
補償変圧器１４０Ａ１は、コアＣ２と、増幅部１３１Ａ及び１３２Ａの出力端と接続される１次側（例えば、１次巻線）と、大電流経路１１１及び１１２と接続される２次側（例えば、２次巻線）とを含んでもよい。補償変圧器１４０Ａ１は、１つのコアＣ２に、上記の１次側の電線Ｌ３及びＬ４及び上記の２次側の電線が巻かれている形態であってもよい。補償変圧器１４０Ａ１の１次側に、第１の増幅部１３１Ａの出力電流が流れる電線Ｌ３及び第２の増幅部１３２Ａの出力電流が流れる電線Ｌ４は、上記のコアＣ２にそれぞれ巻かれている形態であってもよい。
補償変圧器１４０Ａ１は、１次側に流れる電流によって誘導される磁束密度に基づいて２次側の電線に誘導電流を生成してもよい。
一方、補償変圧器１４０Ａ１の１次側には、第１の増幅部１３１Ａから出力された電流が流れる第３の電線Ｌ３及び第２の増幅部１３２Ａから出力された電流が流れる第４の電線Ｌ４がそれぞれ巻かれてもよい。
一実施例によると、第３の電線Ｌ３には、第１の増幅部１３１Ａの出力電流であるＦ１＊Ｉｎ／２Ｎｓｅｎ１が流れることができる。また、第４の電線Ｌ４には、第２の増幅部１３２Ａの出力電流であるＦ２＊Ｉｎ／２Ｎｓｅｎ２が流れることができる。
例えば、補償変圧器１４０Ａ１において、１次側の第３の電線Ｌ３及び２次側の巻線比を１：Ｎｉｎｊ１、１次側の第４の電線Ｌ４及び２次側の巻線比を１：Ｎｉｎｊ２とすると、補償変圧器１４０Ａ１の２次側に誘導される電流は、「Ｆ１＊Ｉｎ／２（Ｎｓｅｎ１＊Ｎｉｎｊ１）＋Ｆ２＊Ｉｎ／２（Ｎｓｅｎ２＊Ｎｉｎｊ２）」と同様であってもよい。
一実施例によると、第１の増幅部１３１Ａとその入出力端及び第２の増幅部１３２Ａとその入出力端は、互いに対称であってもよい（Ｆ１＝Ｆ２、Ｎｓｅｎ１＝Ｎｓｅｎ２、Ｎｉｎｊ１＝Ｎｉｎｊ２）。ただし、本発明がこれに限定されない。
補償変圧器１４０Ａ１を通して変換された電流（すなわち、２次側電流）は、補償コンデンサ部１５０Ａを通して大電流経路１１１及び１１２（例えば、電力線）に補償電流ＩＣとして注入されるか、又は引き出されてもよい。
一実施例において、補償電流ＩＣが大電流経路１１１及び１１２に注入される場合、ノイズ電流Ｉｎを相殺させるため、補償電流ＩＣは、ノイズ電流Ｉｎと位相が反対であってもよい。他の一実施例において、補償電流ＩＣが大電流経路１１１及び１１２から引き出される場合、補償電流ＩＣは、ノイズ電流Ｉｎに比例してもよい。これにより、アクティブ補償装置１０６Ａ１は、ノイズを低減させることができる。
本発明の一実施に係るアクティブ補償装置１０６Ａ１の第１及び第２の増幅部１３１Ａ及び１３２Ａは、ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ回路を利用して、同一のＤＣ電圧供給（例えば、第３の装置４００の電圧供給）に対しても２倍の電流スイングを収容及び生成することができる。
一方、図４２を参照すると、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ａ１は、減結合コンデンサ部１７０Ａをさらに含んでもよい。減結合コンデンサ部１７０Ａの説明は、図１４～図１５の減結合コンデンサ部１７０及び１７０Ａの説明に対応するので、省略する。
一方、本発明に係る増幅部は、第１の増幅部１３１Ａ及び第２の増幅部１３２Ａからなるものに限定されず、図４０に示されたように、第１の増幅部１３１Ａと、第２の増幅部１３２Ａと、第Ｎの増幅部（図示せず）とを含む複数の増幅部を含んでもよい。
一実施例によると、上記の複数の増幅部は、図４２に示されたように、検出変圧器１２０Ａ１及び補償変圧器１４０Ａ１にそれぞれ並列に接続されてもよい。第Ｎの増幅部（図示せず）が検出変圧器１２０Ａ１及び補償変圧器１４０Ａ１と接続される方式は、第１及び第２の増幅部１３１Ａ及び１３２Ａが検出変圧器１２０Ａ１及び補償変圧器１４０Ａ１と接続される方式に対応してもよい。
例えば、図４２を参照して説明すると、検出変圧器１２０Ａ１のコアＣ１には、２次側に相当し、第Ｎの増幅部（図示せず）の入力端に差動で接続される第Ｎの電線（図示せず）が追加的に巻線されてもよい。例えば、検出変圧器１２０Ａ１の２次側の第Ｎの電線（図示せず）で発生される第Ｎの誘導電流は、第Ｎの増幅部に差動で入力されてもよい。
また、第Ｎの増幅部（図示せず）は、上記の入力された第Ｎの誘導電流及び第Ｎの増幅部の電流利得に基づいて、第Ｎの増幅部（図示せず）の出力電流を出力してもよい。第Ｎの増幅部の出力電流が流れる電線は、補償変圧器１４０Ａ１のコアＣ２に追加的に巻線されてもよい。この場合、補償変圧器１４０Ａ１は、上記の第１、第２、及び第Ｎの増幅部それぞれの出力電流と、それぞれの出力端との巻線比で補償電流を生成してもよい。
図４３は、図４０に示された実施例のより具体的な一例を示し、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｂを含むシステムを概略的に示す。
図４４は、図４３に示された補償装置１０６Ｂの一例として、補償装置１０６Ｂ１を概略的に図示し、図４５は、図４３に示されたアクティブ補償装置１０６Ｂの他の一例として、アクティブ補償装置１０６Ｂ２を概略的に示す。
図４３を参照すると、補償装置１０６Ｂは、検出部１２０Ｂと、第１の増幅部１３１Ｂと、第２の増幅部１３２Ｂと、補償変圧器１９０Ｂとを含んでもよい。検出部１２０Ｂ、第１及び第２の増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂ、及び補償変圧器１９０Ｂは、それぞれ前述した検出部１２０、第１及び第２の増幅部１３１及び１３２、及び補償部１６０の一例である。前述した内容と共通する内容は省略する。
検出部１２０Ｂは、ノイズ電流Ｉｎに基づいて、第１の出力信号及び第２出力信号をそれぞれ出力してもよく、上記の第１の出力信号は、第１の増幅部１３１Ｂに入力され、第２出力信号は、第２の増幅部１３２Ｂに入力されてもよい。例えば、第１の出力信号は、第１の増幅部１３１Ｂの入力端に差動電圧で入力されてもよく、第２の出力信号は、第２の増幅部１３２Ｂの入力端に差動電圧で入力されてもよい。検出部１２０Ｂの構成に応じて、上記の第１の出力信号及び第２出力信号は、互いに同一でもよく、異なってもよい。
第１の増幅部１３１Ｂは、第１の増幅部１３１Ｂに入力された電圧及び第１の増幅部１３１Ｂの電圧利得の積に対応する第１の出力電圧Ｖ１を出力してもよい。第２の増幅部１３２Ｂは、第２の増幅部１３２Ｂに入力された電圧及び第２の増幅部１３２Ｂの電圧利得の積に対応する第２の出力電圧Ｖ２を出力してもよい。第１及び第２の出力電圧Ｖ１及びＶ２は、それぞれ増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂの基準電位２に対する電位を示してもよい。
本発明の一実施例に係る補償装置１０６Ｂにおいて、第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２との間の差は、補償変圧器１９０Ｂに入力されてもよい。すなわち、第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２との間の差は、補償変圧器１９０Ｂの入力電圧に対応してもよい。
補償変圧器１９０Ｂは、前述した補償部１６０の一例である場合がある。言い換えれば、前述した補償部１６０は、一実施例に係る補償装置１０６Ｂにおいて、補償変圧器１９０Ｂで実現されてもよい。
補償変圧器１９０Ｂの１次側にかかる電圧は、上述した第１の増幅部１３１Ｂの出力電圧Ｖ１と第２の増幅部１３１Ｂの出力電圧との間の差に対応してもよい。
補償変圧器１９０Ｂは、上記の１次側にかかる電圧に基づいて、２次側の大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧を誘導してもよい。上記の大電流経路１１１及び１１２上に直列に生成された補償電圧は、大電流経路１１１及び１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を与えることができる。
図４３において、補償変圧器１９０Ｂは、電源側である前端で（すなわち、検出部１２０Ｂと第２の装置２００との間に）補償電圧を生成することとして図示されているが、本発明はこれに限定されない。一例として、補償変圧器１９０Ｂは、検出部１２０Ｂと第１の装置３００との間の大電流経路１１１及び１１２上に補償電圧を生成してもよい。
以下の図４４及び図４５を参照し、補償装置１０６Ｂの一例である補償装置１０６Ｂ１及び１０６Ｂ２を説明する。
補償装置１０６Ｂ１及び補償装置１０６Ｂ２の増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂと、補償変圧器１９０Ｂとは、互いに対応してもよい。一実施例によると、補償装置１０６Ｂ１の検出部１２０Ｂ１と、補償装置１０６Ｂ２の検出部１２０Ｂ２とは、互いに異なってもよい。
一実施例に係る補償装置１０６Ｂ１及び１０６Ｂ２の検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２は、第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２が巻かれているＣＭチョークに、２次側の電線が重ねて巻かれた形態であってもよい。このようにＣＭチョークを利用して検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２を形成する場合、検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２は、検出及び変圧の機能だけではなく、ＣＭチョークとしての受動フィルタの役割も可能である。
すなわち、ＣＭチョークに２次側の電線を重ねて巻いて検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２を形成した場合、検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２は、ノイズ電流Ｉｎの検出及び変圧と共に、ノイズ電流Ｉｎを抑制又は阻止する役割を同時に行ってもよい。
検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２の１次側は、ＣＭチョークに第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２がそれぞれ巻かれている巻線であってもよい。
一方、一実施例において（図４４参照）、検出部１２０Ｂ１の２次側には、１つの電線が上記のＣＭチョークに重ねて巻かれてもよい。上記の１つの電線は、第１の増幅部１３１Ｂの入力端に並列に接続され、同時に第２の増幅部１３２Ｂの入力端に並列に接続されてもよい。例えば、検出部１２０Ｂ１の２次側に誘導された電圧Ｖｓｅｎが第１の増幅部１３１Ｂの入力端に差動で入力され、同時に第２の増幅部１３２Ｂの入力端に差動で入力されてもよい。
図４４の実施例において、例えば、上記の検出部１２０Ｂ１の２次側に誘導された電圧Ｖｓｅｎは、第１の増幅部１３１Ｂ及び第２の増幅部１３２Ｂに等しく入力されることができる。
第１の増幅部１３１Ｂは、第１の増幅部１３１Ｂの差動入力電圧Ｖｓｅｎに、第１の増幅部１３１Ｂの電圧利得Ｇ１を乗じた値に対応する第１の出力電圧Ｖ１を出力してもよい。第２の増幅部１３２Ｂは、第２の増幅部１３２Ｂの差動入力電圧Ｖｓｅｎに、第２の増幅部１３２Ｂの電圧利得Ｇ２を乗じた値に対応する第２の出力電圧Ｖ２を出力してもよい。第１の出力電圧Ｖ１及び第２の出力電圧Ｖ２は、増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂの基準電位２を基準とする電位であってもよい。上記の第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２との間の差は、補償変圧器１９０Ｂの入力電圧になってもよい。図４４の一実施例によると、Ｇ１＝－Ｇ２を満たすことができる。
一方、他の一実施例において（図４５を参照）、検出部１２０Ｂ２の２次側には、第１の増幅部１３１Ｂ及び第２の増幅部１３２Ｂにそれぞれ対応する電線が、上記のＣＭチョークにそれぞれ重ねて巻かれてもよい。例えば、検出部１２０Ｂ２の２次側には、第１の増幅部１３１Ｂの入力端に差動で接続される第１の電線Ｌ１１及び第２の増幅部１３２Ａの入力端に差動で接続される第２の電線Ｌ１２が、上記のＣＭチョークにそれぞれ巻かれている形態であってもよい。
例えば、検出部１２０Ｂ２の２次側中の第１の電線Ｌ１１に誘導された電圧Ｖｓｅｎ１は、第１の増幅部１３１Ｂに差動で入力され、検出部１２０Ｂ２の２次側中の第２の電線Ｌ１２に誘導された電圧Ｖｓｅｎ２は、第２の増幅部１３２Ｂに差動で入力されてもよい。
図４５の実施例において、上記の第１の増幅部１３１Ｂの差動入力電圧Ｖｓｅｎ１及び第２の増幅部１３２Ｂの差動入力電圧Ｖｓｅｎ２は、２次側の第１の電線Ｌ１１の巻線数及び２次側の第２の電線Ｌ１２の巻線数に基づいて発生され得る。一実施例によると、第１の電線Ｌ１１及び第２の電線Ｌ１２は、各増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂに反対位相の入力電圧を発生させるように巻線され得る。例えば、２次側の第１の電線Ｌ１１及び第２の電線Ｌ１２の巻線数が同様である場合、各増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂの差動入力電圧Ｖｓｅｎ１及びＶｓｅｎ２は、互いに同様の大きさを有し、かつ位相は反対になってもよい。すなわち、Ｖｓｅｎ１＝－Ｖｓｅｎ２であることができる。例えば、第１の増幅部１３１Ｂの入力電圧Ｖｓｅｎ１は、検出部１２０Ｂ２の１次側に（すなわち、ＣＭチョークの両端に）誘導される電圧に、１次側及び２次側の第１の電線Ｌ１１の巻線比を乗じた値に対応してもよい。第２の増幅部１３２Ｂの入力電圧Ｖｓｅｎ２は、検出部１２０Ｂ２の１次側に誘導される電圧に、１次側及び２次側の第２の電線Ｌ１２の巻線比を乗じた値に対応してもよい。図４５の一実施例によると、Ｇ１＝＋Ｇ２を満たすことができる。
第１の増幅部１３１Ｂは、第１の増幅部１３１Ｂの入力電圧Ｖｓｅｎ１に、第１の増幅部１３１Ｂの電圧利得Ｇ１を乗じた値に対応する第１の出力電圧Ｖ１を出力してもよい。第２の増幅部１３２Ｂは、第２の増幅部１３２Ｂの差動入力電圧Ｖｓｅｎ２に、第２の増幅部１３２Ｂの電圧利得Ｇ２を乗じた値に対応する第２の出力電圧Ｖ２を出力してもよい。第１の出力電圧Ｖ１及び第２の出力電圧Ｖ２は、増幅部１３１Ｂ及び１３２Ｂの基準電位２を基準とする電位である。上記の第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２との間の差は、補償変圧器１９０Ｂの入力電圧になってもよい。
一方、図４４及び図４５を共に再参照すると、補償変圧器１９０Ｂは、１つのコアに１次側の電線及び２次側の電線が通過するか、又は少なくとも１回以上巻かれた構造であってもよい。上記の１次側の電線は、第１の増幅部１３１Ｂの出力端及び第２の増幅部１３２Ｂの出力端をつなぐ電線であってもよい。上記の２次側の電線は、大電流経路１１１及び１１２に対応してもよい。
第１の増幅部１３１Ｂの出力と第２の増幅部１３２Ｂの出力との間の電位差は、補償変圧器１９０Ｂの１次側の電圧となり、補償変圧器１９０Ｂは、上記の電位差に基づいて、２次側の大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧Ｖｉｎｊ１を生成することができる。
補償変圧器１９０Ｂの２次側に誘導される補償電圧Ｖｉｎｊ１は、第１の増幅部１３１Ｂの出力と第２の増幅部１３２Ｂの出力との間の電位差に、上記の１次側及び２次側の巻線比を乗じた値に対応してもよい。
一実施例に係る補償装置１０６Ｂ１及び１０６Ｂ２は、大電流経路１１１及び１１２上に電圧補償Ｖｉｎｊ１を行うことができ、これは検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２のＣＭチョークのインダクタンスを増加させる効果に相当する効果を与え、ノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を与えることができる（Ｌ ｂｏｏｓｔ ｔｙｐｅ）。
一方、一実施例に係る補償装置１０６Ｂ１及び１０６Ｂ２は、減結合コンデンサ部１７０Ｂをさらに含んでもよい。
一実施例によると、減結合コンデンサ部１７０Ｂは、検出部１２０Ｂ１及び１２０Ｂ２と、第１の装置３００との間に配置されてもよい。減結合コンデンサ部１７０Ｂは、一端が基準電位１と接続され、他端が大電流経路１１１及び１１２とそれぞれ接続される２つのＹ―コンデンサで構成されてもよい。
図４６は、本発明の他の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｄを含むシステムの構成を概略的に示す。図４６は、前述したような様々な補償装置（例えば、１０６）が、３相３線システムで使用される構成を概略的に示した図である。
図４６の補償装置１０６Ｄは、図４０を参照して説明された単相２線システムの補償装置１０６に比べ、３相３線システムで使用されることが相異点である。従って、重複する点は省略し、相異点を中心に説明する。
前述した補償装置１０６（図４０参照）と対比してみると、補償装置１０６Ｄは、３つの大電流経路１１１Ｄ、１１２Ｄ、１１３Ｄを含み、これによって、検出部１２０Ｄの１次側及び補償部１６０Ｄの２次側で相異点がある。
一実施例によると、第１の大電流経路１１１ＤはＲ相、第２の大電流経路１１２ＤはＳ相、第３の大電流経路１１３ＤはＴ相の電力線であってもよい。ノイズ電流Ｉｎは、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれに共通モードで入力されてもよい。
検出部１２０Ｄの１次側は、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄ上にそれぞれに配置されてもよい。
検出部１２０Ｄの２次側は、第１の増幅部１３１Ｄの入力に対応する第１の出力、第２の増幅部１３２Ｄの入力に対応する第２の出力、及び第Ｎの増幅部１３３Ｄの入力に対応する第３の出力をそれぞれ並列に出力してもよい。
補償部１６０Ｄの１次側の入力信号は、上記の第１、第２、第Ｎの増幅部１３１Ｄ、１３２Ｄ、１３３Ｄのそれぞれから出力された出力信号に基づいてもよい。
補償部１６０Ｄは、前述したような電流補償を実行する、補償変圧器１４０Ａ及び補償コンデンサ部１５０Ａに対応してもよい。若しくは、補償部１６０Ｄは、前述したような電圧補償を実行する、補償変圧器１９０Ｂに対応してもよい。
補償部１６０Ｄの２次側は、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれに配置されてもよい。
一実施例によると、補償部１６０Ｄは、第１及び第２の増幅部１３１Ｄ及び１３２Ｄでそれぞれ出力された電圧（すなわち、１次側の電圧）に基づいて、３つの大電流経路１１１Ｄ、１１２Ｄ、１１３Ｄのそれぞれに直列に補償電圧（すなわち、２次側の電圧）を生成してもよい。この場合、例えば、補償部１６０Ｄは、補償変圧器（例えば、１９０Ｂ）を含んでもよい。
他の一実施例によると、補償部１６０Ｄは、第１、第２、第Ｎの増幅部１３１Ｄ、１３２Ｄ、１３３Ｄでそれぞれ出力された電流に基づいて生成された誘導電流に基づいて、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれに補償電流を注入するか、又は補償電流を基準電位１に引き出してもよい。この場合、例えば、補償部１６０Ｄは、補償変圧器（例えば、１４０Ａ１）と、補償コンデンサ部（例えば、１５０Ａ）とを含んでもよい。
このような実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｄは、３相３線の電力システムの電力線上の共通モードノイズを補償してもよい。
複数の並列の増幅部を含む補償装置１０６Ｄは、３相４線の電力システムに合わせても変形されてもよい（図１２を参照）。３相４線の電力システムの補償装置の説明は、図１２を参照して説明した内容に対応してもよい。
図４７は、本発明の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｆを含むシステムの構成を概略的に示す。アクティブ補償装置１０６Ｆは、図４０の説明において他の一例として前述したように、ノイズを電源側である前端で検出し、後端に戻って補償するタイプの実施例である。
図４８は、図４７に示されたアクティブ補償装置１０６Ｆの一例として、補償装置１０６Ｆ１を概略的に図示し、図４９は、図４７に示されたアクティブ補償装置１０６Ｆの他の一例として、補償装置１０６Ｆ２を概略的に示す。
図４７を参照すると、補償装置１０６Ｆは、検出部１２０Ｆと、第１の増幅部１３５Ｆと、第２の増幅部１３６Ｆと、補償部１６０Ｆとを含んでもよい。図４８及び図４９を参照すると、補償部１６０Ｆは、補償変圧器１４０Ｆと、補償コンデンサ部１５０Ｆとを含んでもよい。
検出部１２０Ｆは、大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎを検出し、ノイズ電流Ｉｎに基づいた出力信号を第１及び第２の増幅部１３５Ｆ及び１３６Ｆ側にそれぞれ出力してもよい。検出部１２０Ｆは、ノイズ電流Ｉｎに基づいて、第１の出力信号及び第２出力信号をそれぞれ出力してもよく、上記の第１の出力信号は、第１の増幅部１３５Ｆに入力され、第２出力信号は、第２の増幅部１３６Ｆに入力されてもよい。
図４８及び図４９を参照すると、検出部１２０Ｆは、第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２が巻かれているＣＭチョークに、２次側の電線が重ねて巻かれた形態であってもよい。検出部１２０Ｆ１及び１２０Ｆ２の１次側は、ＣＭチョークに第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２がそれぞれ巻かれている巻線であってもよい。
一方、一実施例において（図４８を参照）、検出部１２０Ｆ１の２次側には、１つの電線が、上記のＣＭチョークに重ねて巻かれてもよい。上記の１つの電線は、第１の増幅部１３５Ｆの入力端及び第２の増幅部１３６Ｆの入力端に並列に接続されてもよい。
この場合、例えば、上記の検出部１２０Ｆ１の２次側に誘導された電圧Ｖｓｅｎは、第１の増幅部１３５Ｆ及び第２の増幅部１３６Ｆに等しく入力されてもよい。一実施例によると、第１の増幅部１３５Ｆの電圧利得がＧ５であり、第２の増幅部１３６Ｆの電圧利得がＧ６であるとき、Ｇ５＝－Ｇ６を満たすことができる。第１の増幅部１３５Ｆの出力電圧と第２の増幅部１３６Ｆの出力電圧との間の差、補償部１６０Ｆの入力電圧になってもよい。すなわち、補償変圧器１４０Ｆの入力電圧になってもよい。
一方、他の一実施例において（図４９を参照）、検出部１２０Ｆ２の２次側には、第１の増幅部１３５Ｆの入力端に並列に接続される第１の電線Ｌ３１及び第２の増幅部１３６Ｆの入力端に並列に接続される第２の電線Ｌ３２が、上記のＣＭチョークにそれぞれ重ねて巻かれてもよい。
例えば、検出部１２０Ｆ２の２次側の第１の電線Ｌ３１に誘導された電圧Ｖｓｅｎ１は、第１の増幅部１３５Ｆにそれぞれ差動入力されてもよい。検出部１２０Ｆ２の２次側中の第２の電線Ｌ３２に誘導された電圧Ｖｓｅｎ２は、第２の増幅部１３６Ｆに差動入力されてもよい。
一実施例によると、第１の電線Ｌ３１及び第２の電線Ｌ３２は、第１の増幅部１３５Ｆ及び第２の増幅部１３６Ｆと同様の大きさを有し、かつ位相は反対である入力電圧を発生させるように巻線されてもよい。例えば、２次側の第１の電線Ｌ２１及び第２の電線Ｌ２２の巻線数が同様である場合、Ｖｓｅｎ１＝－Ｖｓｅｎ２であることができる。また、第１の増幅部１３５Ｆの電圧利得がＧ５であり、第２の増幅部１３６Ｆの電圧利得がＧ６であるとき、Ｇ５＝＋Ｇ６を満たすことができる。第１の増幅部１３５Ｆの出力電圧と第２の増幅部１３６Ｆの出力電圧との間の差、補償部１６０Ｆの入力電圧になってもよい。すなわち、補償変圧器１４０Ｆの入力電圧になってもよい。
一方、図４８及び４９を共に再参照すると、補償変圧器１４０Ｆは、入力電圧及び巻線比に応じて２次側に誘導電圧Ｖｉｎｊ２を発生することができる 補償変圧器１４０Ｆを通して変換された電圧Ｖｉｎｊ２は、補償コンデンサ部１５０Ｆを通して大電流経路１１１及び１１２（例えば、電力線）から補償電流Ｉｃを引き出してもよい。
一方、図４７、図４８、及び図４９に示された補償装置１０６Ｆ、１０６Ｆ１、１０６Ｆ２も、図４６のような３相３線システム、また、３相４線システムに適用可能であることはもちろんである。
本発明の一実施例によると、補償装置（例えば、１０６、１０６Ａ１、１０６Ｂ、１０６Ｄ、１０６Ｆなど）で収容及び補償可能なノイズが大きくなってもよい。例えば、同一のＤＣ電圧供給（例えば、第３の装置４００の電圧供給）に対しても、並列増幅部を利用することにより、アクティブ補償装置が収容及び補償可能なノイズ電流がさらに大きくなってもよい。
本発明の一実施例によると、同一のノイズを検出及び補償する場合、増幅部が受けるストレスを減らすことができる。具体的には、複数の並列増幅部を使用し、限られたＤＣ電圧（例えば、第３の装置４００の供給電圧）内で、最大のノイズ耐え量を増加させてもよい。
また、様々な実施例に係る補償装置（例えば、１０６、１０６Ａ１、１０６Ｂ、１０６Ｄ、１０６Ｆなど）は、ＣＭチョークを単独で使用する場合とは異なり、高出力用として利用されても、大きさの増加程度や価格の増加程度が非常に小さい場合がある。
図５０は、本発明の一実施例に係る補償装置１０７を含むシステムの構成を概略的に示す。補償装置１０７は、第１の装置３００から２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上で共通モード（ＣＭ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ））で発生する電流Ｉｎ（例えば、ＥＭＩノイズ電流）及び電圧Ｖｎ（例えば、ＥＭＩノイズ電圧）を能動的に補償してもよい。
図５０を参照すると、補償装置１０７は、検出部１２０と、増幅部１３９と、第１の補償部１９０と、第２の補償部１６０とを含んでもよい。増幅部１３９は、第１の増幅部１３７及び第２の増幅部１３８を含んでもよい。
例えば、検出部１２０は、前述した検出部（例えば、１２０、１２０Ａなど）に対応してもよく、第１の補償部１９０は、図４３～４５で説明した補償変圧器１９０Ｂに対応してもよく、第２の補償部１６０も、前述した補償部（例えば、１６０、１６０Ａなど）に対応してもよいが、重複する説明は可能な限り省略する。
ノイズ電流Ｉｎ及びノイズ電圧Ｖｎの説明は、図４０で説明したノイズ電流及びノイズ電圧の説明に代える。
２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、第１の装置３００側からのノイズ電流Ｉｎが第２の装置２００に送信される経路であってもよい。若しくは、グラウンド（例えば、基準電位１）に対してノイズ電圧Ｖｎが発生する経路であってもよい。
ノイズ電流Ｉｎ又はノイズ電圧Ｖｎは、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに対して、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）で入力されてもよい。
図面において、ノイズ電流Ｉｎ及びノイズ電圧Ｖｎは、第２の補償部１６０及び大電流経路１１１及び１１２が接するノードと検出部１２０との間に図示されているが、本明細書で「ノイズ電流」及び「ノイズ電圧」という用語は、これに限定されず、大電流経路１１１及び１１２全体にわたって、第１の周波数を有し、共通モードで発生することができる電圧及び電流を指すことができる。
一方、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、図１に示されたように２つの経路を含んでもよく、３つの経路（例えば、３相３線の電力システム）又は４つの経路（例えば、３相４線の電力システム）を含んでもよい。
検出部１２０は、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎを感知し、ノイズ電流Ｉｎに対応する出力信号を増幅部１３９側に生成してもよい。
検出部１２０には、ノイズ電流Ｉｎの検出のために大電流経路１１１及び１１２の少なくとも一部が通過してもよいが、検出部１２０内で検出による出力信号が生成される部分は、大電流経路１１１及び１１２と絶縁されてもよい。例えば、検出部１２０は、大電流経路１１１及び１１２に相当する電力線が巻かれたＣＭチョークに増幅部１３９側の電線が重ねて巻かれている形態であってもよい。ただし、これに限定されない。
一実施例によると、検出部１２０は、大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流Ｉｎを検出し、第１の増幅部１３７及び第２の増幅部１３８側への出力信号を生成してもよい。上記の出力信号は、ノードａ及びｂの間の電圧に対応してもよい。ノードａ及びｂは、第１の増幅部１３７の入力端に差動で接続されてもよく、第２の増幅部１３８の入力端にも差動で接続されてもよい。従って、ノードａ及びｂの間の電圧は、第１の増幅部１３７及び第２の増幅部１３８に入力電圧として入力されてもよい。
第１の増幅部１３７及び第２の増幅部１３８は、それぞれ上記の入力電圧を増幅し、それぞれが別の出力信号（例えば、出力電圧）を出力してもよい。このとき、第１の増幅部１３７の利得（例えば、電圧利得）及び第２の増幅部１３８の利得（例えば、電圧利得）は、異なる場合がある。
第１の増幅部１３７から出力された増幅電圧Ｖ１は、第１の補償部１９０の入力信号となり、第１の補償部１９０は、上記のＶ１に基づいて大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧を生成してもよい。
第２の増幅部１３８から出力された増幅電圧Ｖ２は、第２の補償部１６０の入力信号になる。第２の補償部１６０は、上記のＶ２に基づいて、大電流経路１１１及び１１２から基準電位１に補償電流を流し、ノイズ電流Ｉｎを減少させてもよい。
第１の増幅部１３７及び第２の増幅部１３８は、機能に応じて区別して表現したが、一実施例によると、第１の増幅部１３７及び第２の増幅部１３８は、１つのＩＣで実現されてもよい。
一方、第１の補償部１９０及び第２の補償部１６０は、大電流経路１１１及び１１２、第１の増幅部１３７、及び第２の増幅部１３８を絶縁させるため、それぞれの補償変圧器を含んでもよい。
第１の補償部１９０は、第１の装置３００側から入力されたノイズに対比して、ＣＭチョークの前又は後で電圧を補償するタイプの補償部である。第２の補償部１６０は、ノイズを後端に戻って補償するタイプの補償部である。
第１の補償部１９０は、増幅部１３９から出力された増幅電圧に基づいて、大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧を発生してもよい。例えば、第１の補償部１９０は、絶縁のため、補償変圧器からなってもよい。上記の補償電圧は、大電流経路１１１及び１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を与えることができる。
第２の補償部１６０は、増幅部１３９によって増幅され、第２の補償部１６０側に出力された出力信号に基づいて補償電流を発生してもよい。第２の補償部１６０は、大電流経路１１１及び１１２にそれぞれ接続され、大電流経路１１１及び１１２から基準電位１に補償電流が流れるようにしてもよい。例えば、第２の補償部１６０で、大電流経路１１１及び１１２から上記の補償電流が分岐されてもよい。これにより、大電流経路１１１及び１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを補償してもよい。例えば、第２の補償部１６０は、絶縁のために補償変圧器を含んでもよい。上記の補償電流は、ノイズ電流Ｉｎの少なくとも一部をグラウンド（例えば、基準電位１）に流し、ノイズ電流Ｉｎを減少させてもよい。
上述したような本発明の様々な実施例に係る補償装置１０７は、電圧補償及び電流補償が組み合わされた構造であってもよい。例えば、第１の補償部１９０は、電圧補償を行い、それと同時に、第２の補償部１６０は、電流補償を行ってもよい。
図５１は、図５０に示された実施例のより具体的な一例を示し、本発明の一実施例に係る補償装置１０７Ｂを概略的に示す。
図５１を参照すると、補償装置１０７Ｂは、検出変圧器１２０Ｂと、第１の増幅部１３７Ｂと、第２の増幅部１３８Ｂとを含み、これらは、それぞれ前述した検出部１２０、第１の増幅部１３７、及び第２の増幅部１３８に対応してもよい。
また、補償装置１０７Ｂは、第１の増幅部１３７Ｂの出力側に配置された第１の補償変圧器１９０Ｂを含み、これは、前述した第１の補償部１９０に対応してもよい。
また、補償装置１０７Ｂは、第２の増幅部１３８Ｂの出力側に配置された第２の補償変圧器１４０Ｂ及び補償コンデンサ部１５０Ｂを含み、この２つの構成要素は、結合され、前述した第２の補償部１６０に対応する。従って、共通する内容の説明は可能な限り省略しようとする。
検出変圧器１２０Ｂは、大電流経路１１１及び１１２上に配置される１次側１２１と、増幅部１３７Ｂ及び１３８Ｂの入力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続された２次側１２２とを含んでもよい。
本発明の一実施例によると、検出変圧器１２０Ｂは、上記の第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２が巻かれているＣＭチョークに、２次側１２２の電線が重ねて巻かれた形態であってもよい。このようにＣＭチョークを利用して検出変圧器１２０Ｂを形成する場合、検出変圧器１２０Ｂは、検出や変圧の機能だけではなく、ＣＭチョークとしての受動フィルタの役割も可能である。すなわち、ＣＭチョークに２次側１２２の電線を重ねて巻いて、検出変圧器１２０Ｂを形成した場合、検出変圧器１２０Ｂは、ノイズ電流Ｉｎの検出及び変圧と共に、ノイズ電流Ｉｎを抑制又は阻止する役割を同時に行ってもよい。一方、上述したＣＭチョークと共に、本発明の様々な実施例に係る補償装置１０７、１０７Ｂ、１０７Ｃ１、１０７Ｃ２が加えられて、高出力システムにおいても、ＣＭチョークの大きさや数を増やすことなく、共通モードノイズ電圧及び電流を効果的に低減することができる。
例えば、検出変圧器１２０Ｂにおいて、１次側１２１及び２次側１２２の巻線比が１：Ｎｓｅｎであり、ノイズ電流Ｉｎにより検出変圧器１２０Ｂの１次側１２１の両端に誘導される電圧がＶｃｈｏｋｅと言うと、２次側１２２に誘導される電圧Ｖｓｅｎは、ＶｃｈｏｋｅのＮｓｅｎ倍である。
Figure 0007252376000012
例えば、検出変圧器１２０Ｂの２次側１２２は、第１の増幅部１３７Ｂの入力端及び第２の増幅部１３８Ｂの入力端と差動で並列接続され、第１の増幅部１３７Ｂ及び第２の増幅部１３８Ｂに誘導電圧Ｖｓｅｎを供給してもよい。
第１の増幅部１３７Ｂ及び第２の増幅部１３８Ｂのそれぞれは、検出変圧器１２０Ｂの２次側１２２に誘導される誘導電圧Ｖｓｅｎをそれぞれ増幅（例えば、大きさ及び／又は位相を調節）させてもよい。
第１の増幅部１３７Ｂの電圧利得Ｇ１及び第２の増幅部１３８Ｂの電圧利得Ｇ２は、互いに異なる場合がある。本発明の一実施例によると、第２の増幅部１３８Ｂの電圧利得Ｇ２が、第１の増幅部１３７Ｂの電圧利得Ｇ１よりも大きくなるように設計されてもよい。これに対する詳細な説明は、後述する。ただし、これに限定されるものではなく、Ｇ１及びＧ２は、様々な実施例に基づいて決定されてもよい。
第１の増幅部１３７Ｂの出力電圧Ｖ１は、下記の数式１０のように表すことができる。
Figure 0007252376000013
第１の増幅部１３７Ｂの出力電圧Ｖ１は、第１の補償変圧器１９０Ｂの入力電圧（すなわち、１次側１９１の電圧）になる。第１の補償変圧器１９０Ｂは、Ｖ１に基づいて、２次側１９２である大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧Ｖｉｎｊ１を生成してもよい。
第１の補償変圧器１９０Ｂは、例えば、１つのコアに、１次側１９１の電線及び２次側１９２の電線が通過するか、又は少なくとも１回以上巻かれた構造であってもよい。上記の１次側１９１の電線は、第１の増幅部１３７Ｂの出力信号が流れる電線であり、２次側１９２の電線は、大電流経路１１１及び１１２に対応してもよい。
例えば、第１の補償変圧器１９０Ｂで、１次側１９１及び２次側１９２の巻線比が１：Ｎｉｎｊ１であると、２次側１９２に誘導される電圧Ｖｉｎｊ１は、Ｖ１のＮｉｎｊ１倍である。従って、補償電圧Ｖｉｎｊ１は、数式１１のように表すことができる。
Figure 0007252376000014
一方、第２の増幅部１３８Ｂの電圧利得をＧ２とすると、第２の増幅部１３８Ｂの出力電圧Ｖ２は、下記の数式１２のように表すことができる。
Figure 0007252376000015
第２の増幅部１３８Ｂの出力電圧Ｖ２は、第２の補償部１６０の入力電圧、すなわち第２の補償変圧器１４０Ｂの入力電圧になる。
第２の補償変圧器１４０Ｂ及び補償コンデンサ部１５０Ｂを組み合わせた構成は、前述した第２の補償部１６０に対応してもよい。第２の補償変圧器１４０Ｂは、大電流経路１１１及び１１２と絶縁された状態で、大電流経路１１１及び１１２から分岐させるための補償電流Ｉｃｙを、第２の補償変圧器１４０Ｂの２次側に生成するための手段であってもよい。
第２の補償変圧器１４０Ｂは、１次側に発生した増幅電圧Ｖ２に基づいて、２次側に誘導電圧Ｖ３を誘導してもよい。例えば、第２の補償変圧器１４０Ｂで、１次側及び２次側の巻線比が１：Ｎｉｎｊ２であると、２次側に誘導される電圧Ｖ３は、Ｖ２のＮｉｎｊ２倍である。従って、誘導電圧Ｖ３は、数式１３のように表すことができる。
Figure 0007252376000016
第２の補償変圧器１４０Ｂの２次側は、後述する補償コンデンサ部１５０Ｂと補償装置１０７Ｂの基準電位（基準電位１）とを接続する経路上に配置されてもよい。
補償コンデンサ部１５０Ｂは、第２の補償変圧器１４０Ｂによって誘導された電圧Ｖ３に基づいて、電力線からの補償電流Ｉｃｙを引き出してもよい。補償電流Ｉｃｙが大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流を補償（又は相殺）することにより、補償装置１０７Ｂは、ノイズを低減することができる。
一方、補償コンデンサ部１５０Ｂと大電流経路１１１及び１１２とが接するノードの共通モードノイズ電圧をＶｎとし、第１の補償変圧器１９０Ｂと第２の装置２００との間の電圧をＶＬＩＳＮとし、ＶｎとＶＬＩＳＮとの間の回路方程式を解くと、下記の数式１４のようになる。ＶｎとＶＬＩＳＮは、基準電位１（例えば、グラウンド）に対する電位を示してもよい。
Figure 0007252376000017
Figure 0007252376000018
一方、補償装置１０７Ｂの動作により、第２の装置２００側に放射されるノイズは、ほぼ０に相当する必要があるため、ＶＬＩＳＮは０に相当する必要があり、下記の数式１５が導出されることができる。
Figure 0007252376000019
一方、これを利用して、検出変圧器１２０Ｂと補償コンデンサ部１５０Ｂとの間で大電流経路１１１及び１１２の実効インピーダンス（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）は、数式１６のように計算することができる。
Figure 0007252376000020
Figure 0007252376000021
これは、第１の増幅部１３７（例えば、第１の増幅部１３７Ｂ）及び第１の補償部１９０（例えば、第１の補償変圧器１９０Ｂ）による効果であってもよい。第１の増幅部１３７及び第１の補償部１９０は、大電流経路上に電圧補償Ｖｉｎｊ１を行ってもよく、これはインダクタンスを増加させる効果に相当する効果を与え、ノイズ電流が流れないように抑制することができる（Ｌ ｂｏｏｓｔ ｔｙｐｅ）。
Figure 0007252376000022
Figure 0007252376000023
例えば、上記のノイズ抑制効果は、第１の増幅器１３７Ｂの電圧利得Ｇ１、検出変圧器１２０Ｂの巻線比Ｎｓｅｎ、及び第１の補償変圧器１９０Ｂの巻線比Ｎｉｎｊ１に応じて調整することができる。
一方、補償コンデンサ部１５０Ｂと大電流経路１１１及び１１２とが接するノードＶｎより基準電位１との間の回路方程式を解くと、数式１８のようになる。
Figure 0007252376000024
Figure 0007252376000025
ここで、Ｃｙは、補償コンデンサ部１５０Ｂに含まれるＹ―コンデンサの容量である。一方、これを利用し、補償コンデンサ部１５０Ｂと大電流経路１１１及び１１２とが接するノードＶｎで補償コンデンサ部１５０Ｂに向かって見た実効Ｙ－インピーダンスＺｃｙ、ｅｆｆは、数式１９のように計算されることができる。
Figure 0007252376000026
上記の数式１９は、Ｖｃｈｏｋｅに数式１５を入れ替えたものである。数式１９において、１／（ｓ＊Ｃｙ）は、補償コンデンサ部１５０Ｂに含まれるＹ―コンデンサのインピーダンスを示す。Ｚｃｙ、ｅｆｆは、補償コンデンサ部１５０Ｂと大電流経路１１１及び１１２とが接するノードで補償コンデンサ部１５０Ｂに向かって見た実効Ｙ－のインピーダンスを示す。
Figure 0007252376000027
これは、第２の増幅部１３８（例えば、第２の増幅部１３８Ｂ）及び第２の補償部１６０（例えば、第１の補償変圧器１４０Ｂ及び補償コンデンサ部１５０Ｂ）による効果であってもよい。第２の増幅部１３８及び第２の補償部１６０は、フィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）タイプであって、大電流経路からノイズ電流が分岐されるように、電流補償Ｉｃｙを行うことができ、これは、Ｙ－容量を増加させる効果に相当する効果を与え、ノイズを効果的にグラウンド（すなわち、基準電位１）で引き出すことができる（Ｃ ｂｏｏｓｔ ｔｙｐｅ）。
Figure 0007252376000028
Figure 0007252376000029
例えば、上記のノイズ引き出し効果は、第１の増幅器１３７Ｂの電圧利得Ｇ１、第２の増幅器１３８Ｂの電圧利得Ｇ２、第１の補償変圧器１９０Ｂの巻線比Ｎｉｎｊ１、及び第２の補償変圧器１４０Ｂの巻線比Ｎｉｎｊ２に応じて調整されてもよい。
例えば、第１の補償変圧器１９０Ｂにおいて、１次側１９１の電線は、コアを通過し、２次側１９２の電線（すなわち、大電流経路１１１及び１１２）は、コアを通過するか、又は一回巻くように形成してもよい。
図５２及び図５３は、図５１に示された補償装置の具体的な一例として、本発明の一実施例に係る補償装置１０７Ｃ１及び１０７Ｃ２を概略的に示す。
図５２に示された一実施例に係る補償装置１０７Ｃ１は、検出変圧器１２０Ｃと、第１の増幅器１３７Ｃと、第２の増幅器１３８Ｃと、第１の補償変圧器１９０Ｃ１と、第２の補償変圧器１４０Ｃと、補償コンデンサ部１５０Ｃとを含んでもよい。
補償装置１０７Ｃ１は、第１の補償変圧器１９０Ｃ１の１次側の電線及び２次側大電流経路１１１及び１１２がコアを通過する実施例を示したものであり、巻線比Ｎｉｎｊ１が約１程度であることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、一例として、２次側大電流経路１１１及び１１２がコアを１回巻くように巻取られてもよい。この場合、巻線比Ｎｉｎｊ１が約２程度であることができる。
図５２の検出変圧器１２０Ｃ、第１の増幅器１３７Ｃ、第２の増幅器１３８Ｃ、第１の補償変圧器１９０Ｃ１、第２の補償変圧器１４０Ｃ、及び補償コンデンサ部１５０Ｃは、図５１で説明した検出変圧器１２０Ｂ、第１の増幅器１３７Ｂ、第２の増幅器１３８Ｂ、第１の補償変圧器１９０Ｂ、第２の補償変圧器１４０Ｂ、及び補償コンデンサ部１５０Ｂの説明に対応するので、重複されている内容は省略する。
図５２を参照すると、本発明の一実施例に係る補償装置１０７Ｃ１において、検出変圧器１２０Ｃは、第１の補償変圧器１９０Ｃ１及び第２の補償変圧器１４０Ｃとは異なる種類の素子であってもよい。
例えば、変圧器の役割のみを実行する第１の補償変圧器１９０Ｃ１及び第２の補償変圧器１４０Ｃとは異なり、検出変圧器１２０Ｃは、大電流経路１１１及び１１２に対応する電力線が巻かれたＣＭチョークに、増幅部１３７Ｃ及び１３８Ｃ側の電線が重ねて巻かれた形態であってもよい。ＣＭチョークは、受動フィルタであって、インダクタンスを利用し、ノイズ電流を抑制する役割をしてもよく、検出変圧器１２０Ｃは、上記のＣＭチョークに単に２次側の電線を重ねて巻くことにより、ノイズを検出してもよい。
一方、図５３に示された一実施例に係る補償装置１０７Ｃ２は、検出変圧器１２０Ｃと、第１の増幅器１３７Ｃと、第２の増幅器１３８Ｃと、第１の補償変圧器１９０Ｃ２と、第２の補償変圧器１４０Ｃと、補償コンデンサ部１５０Ｃとを含んでもよい。
一実施例に係る補償装置１０７Ｃ２は、大電流経路１１１及び１１２に共通モードで発生したノイズ電流Ｉｎ又はノイズ電圧Ｖｎを能動的に補償してもよい。
補償装置１０７Ｃ２に含まれる検出変圧器１２０Ｃ、第１の増幅器１３７Ｃ、第２の増幅器１３８Ｃ、第１の補償変圧器１９０Ｃ２、第２の補償変圧器１４０Ｃ、及び補償コンデンサ部１５０Ｃは、図５１で説明した検出変圧器１２０Ｂ、第１の増幅器１３７Ｂ、第２の増幅器１３８Ｂ、第１の補償変圧器１９０Ｂ、第２の補償変圧器１４０Ｂ、及び補償コンデンサ部１５０Ｂの説明に対応してもよい。
一実施例に係る補償装置１０７Ｃ２において、第１の補償変圧器１９０Ｃ２は、検出変圧器１２０Ｃに対して第１の装置３００側である検出変圧器１２０Ｃ（例えば、ＣＭチョーク）の後に配置されてもよい。第１の補償変圧器１９０Ｃ２は、ＣＭチョークと第１の装置３００との間の大電流経路１１１及び１１２上に補償電圧Ｖｉｎｊ１を発生してもよい。
図５４は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０７Ｄを含むシステムの構成を概略的に示す。
図５４は、前述したような様々な補償装置（例えば、１０７、１０７Ｂ、１０７Ｃ１など）が、３相３線システムで使用されている構成を概略的に示した図である。
図５４の補償装置１０７Ｄは、図５１を参照して説明された単相２線システムの補償装置１０７Ｂに比べ、３相３線システムで使用されることが相異点である。従って、重複する点は省略し、相異点を中心に説明する。
図５４を参照すると、補償装置１０７Ｄは、第１の装置３００Ｄと接続される大電流経路１１１Ｄ、１１２Ｄ、１１３Ｄのそれぞれに共通モードで入力されたノイズ電流Ｉｎを能動的に補償してもよい。
補償装置１０７Ｄは、互いに区別される第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄを含んでもよい。一実施例によると、上記の第１の大電流経路１１１ＤはＲ相、上記の第２の大電流経路１１２ＤはＳ相、上記の第３の大電流経路１１３ＤはＴ相の電力線であってもよい。ノイズ電流Ｉｎは、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれに共通モードで入力されてもよい。
検出変圧器１２０Ｄの１次側１２１Ｄは、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれに配置され、２次側１２２Ｄに誘導電圧Ｖｓｅｎを生成してもよい。
一方、補償装置１０７Ｄにおいて、第１及び第２の増幅部１３７Ｄ及び１３８Ｄは、増幅部１３７Ｂ及び１３８Ｂに対応する。
第１の増幅部１３７Ｄは、入力電圧に基づいて増幅電圧Ｖ１を出力し、第２の増幅部１３８Ｄは、上記の入力電圧に基づいて増幅電圧Ｖ２を出力してもよい。
Ｖ１は、第１の補償変圧器１９０Ｄの入力電圧、すなわち、第１の補償変圧器１９０Ｄの１次側１９１Ｄの電圧になってもよい。Ｖ２は、第２の補償変圧器１４０Ｄの入力電圧、すなわち、第２の補償変圧器１４０Ｄの１次側の電圧になってもよい。
一方、第１の補償変圧器１９０Ｄの２次側１９２Ｄは、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれに配置されてもよい。第１の補償変圧器１９０Ｄは、第１の増幅部１３７Ｄで出力された１次側１９１Ｄの電圧Ｖ１に基づいて、２次側１９２Ｄである３つの大電流経路１１１Ｄ、１１２Ｄ、１１３Ｄそれぞれに直列に補償電圧Ｖｉｎｊ１を生成してもよい。
一方、第２の補償変圧器１４０Ｄ及び補償コンデンサ部１５０Ｄは、第２の補償部１６０Ｄに含まれ、第２の増幅部１３８Ｄの出力電圧であるＶ２は、第２の補償部１６０Ｄの入力電圧、すなわち、第２の補償変圧器１４０Ｄの１次側１９１Ｄの電圧になってもよい。第２の補償変圧器１４０Ｄは、１次側の電圧Ｖ２に基づいて、２次側に誘導電圧Ｖ３を生成してもよい。
補償コンデンサ部１５０Ｄは、第２の補償変圧器１４０Ｄの２次側の誘導電圧Ｖ３に基づいて、第１の大電流経路１１１Ｄ、第２の大電流経路１１２Ｄ、及び第３の大電流経路１１３Ｄのそれぞれからの補償電流Ｉｃが基準電位１に引き出しされるようにする。
このような実施例に係る補償装置１０７Ｄは、３相３線の電力システムの電力線上の共通モードノイズに対する電圧補償及び電流補償を同時に行ってもよい。
第１及び第２の増幅部１３７Ｄ及び１３８Ｄ、及び第１、第２の補償部１９０Ｄ及び１６０Ｄを含む補償装置１０７Ｄは、３相４線の電力システムに合わせても変形されてもよい（図１２を参照）。３相４線の電力システムの補償装置の説明は、図１２を参照して説明した内容に対応してもよい。

図５５は、本発明の他の一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｅの機能構成を概略的に示す。
図５６は、図５５に示されたアクティブ補償装置１０６Ｅの一例として、アクティブ補償装置１０６Ｅ１を概略的に図示し、図５７は、図５５に示されたアクティブ補償装置１０６Ｅの他の一例として、アクティブ補償装置１０６Ｅ２を概略的に示す。
また、補償装置１０６Ｅ、１０６Ｅ１、１０６Ｅ２の各構成要素は、前述した補償装置の各構成要素に少なくとも一部が対応してもよいので、前述した実施例に照らして明らか内容は省略する。
図５５を参照すると、アクティブ補償装置１０６Ｅは、検出部１２０Ｅと、第１、第２、第３、第４の増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅと、第１の補償部１９０Ｅと、第２の補償部１６０Ｅとを含んでもよい。
検出部１２０Ｅは、前述した検出部１２０の一例として、検出部１２０の説明に対応してもよい。検出部１２０Ｅは、ノイズ電流Ｉｎに基づく出力信号を、第１、第２、第３、第４の増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅ側にそれぞれ出力してもよい。例えば、検出部１２０Ｅは、ノイズ電流Ｉｎに基づいて、各増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅに対応する４つの出力信号を出力してもよい。４つの出力信号のそれぞれは、第１、第２、第３、第４の増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅにそれぞれ入力されてもよい。
例えば、第１及び第２の増幅部１３１Ｅ及び１３２Ｅは、第１の補償部１９０Ｅの入力信号を生成するための構成であり、第３及び第４の増幅部１３３Ｅ及び１３４Ｅは、第２の補償部１６０Ｅの入力信号を生成するための構成である。
一実施例によると、第１の増幅部１３１Ｅの入力端及び第３の増幅部１３３Ｅの入力端は、互いに並列に接続されてもよい。例えば、第１の増幅部１３１Ｅの差動入力電圧と、第３の増幅部１３３Ｅの差動入力電圧とは、互いに同一であってもよい。一方、第１の増幅部１３１Ｅの出力信号（例えば、電流又は電圧）と、第３の増幅部１３３Ｅの出力信号（例えば、電流又は電圧）とは、第１の増幅部１３１Ｅ及び第３の増幅部１３３Ｅのそれぞれの利得（ｇａｉｎ）に応じて異なる場合がある。一方、第１の増幅部１３１Ｅの出力信号は、第１の補償部１９０Ｅの入力側に接続されてもよく、第３の増幅部１３３Ｅの出力信号は、第２の補償部１６０Ｅの入力側に接続されてもよい。
一実施例によると、第２の増幅部１３２Ｅの入力端及び第４の増幅部１３４Ｅの入力端は、互いに並列に接続されてもよい。例えば、第２の増幅部１３２Ｅの差動入力電圧と、第４の増幅部１３４Ｅの差動入力電圧とは、互いに同一であってもよい。一方、第２の増幅部１３２Ｅの出力信号（例えば、電流又は電圧）と、第４の増幅部１３４Ｅの出力信号（例えば、電流又は電圧）とは、第２の増幅部１３２Ｅ及び第４の増幅部１３４Ｅのそれぞれの利得（ｇａｉｎ）によって異なる場合がある。一方、第２の増幅部１３２Ｅの出力信号は、第１の補償部１９０Ｅの入力側に接続されてもよく、第４の増幅部１３４Ｅの出力信号は、第２の補償部１６０Ｅの入力側に接続されてもよい。
一実施例によると、第１の増幅部１３１Ｅの出力電圧Ｖ１１と第２の増幅部１３２Ｅの出力電圧Ｖ１２との間の差は、第１の補償部１９０Ｅの入力電圧に対応してもよい。一実施例によると、第２の増幅部１３３Ｅの出力電圧Ｖ１３と第４の増幅部１３４Ｅの出力電圧Ｖ１４との間の差は、第２の補償部１６０Ｅの入力電圧に対応してもよい。
一方、上記の増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅの出力電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４とは、増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅの基準電位２を基準とする電圧を示してもよい。
一実施例によると、第１の補償部１９０Ｅは、上記の第１の増幅部１３１Ｅの出力電圧Ｖ１１と第２の増幅部１３２Ｅの出力電圧Ｖ１２との間の差に基づいて、大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧を誘導してもよい。上記の大電流経路１１１及び１１２上に直列に生成された補償電圧は、大電流経路１１１及び１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を与えることができる。
一実施例によると、第２の補償部１６０Ｅは、上記の第３の増幅部１３３Ｅの出力電圧Ｖ１３と第４の増幅部１３４Ｅの出力電圧Ｖ１４との間の差に基づいて、大電流経路１１１及び１１２からグラウンド（例えば、基準電位１）で補償電流を引き出してもよい。上記の補償電流は、大電流経路１１１及び１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎの大きさを減少させる効果を与えてもよい。第２の補償部１６０Ｅの詳細な説明は、図５６及び図５７を通して後述される。
以下で図５６及び図５７を参照し、アクティブ補償装置１０６Ｅの一例であるアクティブ補償装置１０６Ｅ１及び１０６Ｅ２を説明する。
補償装置１０６Ｅ１及び補償装置１０６Ｅ２の、増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅ、第１の補償変圧器１９０Ｅ１、第２の補償変圧器１４０Ｅ、及び補償コンデンサ部１５０Ｅは、互いに対応してもよい。一方、前述した第１の補償部１９０Ｅは、第１の補償変圧器１９０Ｅ１を含み、第２の補償部１６０Ｅは、第２の補償変圧器１４０Ｅと、補償コンデンサ部１５０Ｅとを含む。
一実施例によると、補償装置１０６Ｅ１の検出部１２０Ｅ１と、補償装置１０６Ｅ２の検出部１２０Ｅ２とは、互いに異なってもよい。
一実施例に係る補償装置１０６Ｅ１及び１０６Ｅ２の検出部１２０Ｅ１及び１２０Ｅ２は、第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２が巻かれているＣＭチョークに、２次側の電線が重ねて巻かれた形態であってもよい。
検出部１２０Ｅ１及び１２０Ｅ２の１次側は、ＣＭチョークに第１の大電流経路１１１及び第２の大電流経路１１２がそれぞれ巻かれている巻線であってもよい。
一方、一実施例において（図５６を参照）、検出部１２０Ｅ１の２次側には、１つの電線が、上記のＣＭチョークに重ねて巻かれてもよい。上記のいずれかの電線は、第１、第２、第３、第４の増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅのそれぞれの入力端に全て並列に接続されてもよい。例えば、検出部１２０Ｅ１の２次側に誘導された電圧Ｖｓｅｎが第１、第２、第３、第４の増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅの両方の入力端にそれぞれ差動で入力してもよい。
図５６の実施例において、例えば、上記の検出部１２０Ｅ１の２次側に誘導された電圧Ｖｓｅｎは、第１及び第３の増幅部１３１Ｅ及び１３３Ｅ、及び第２及び第４の増幅部１３２Ｅ及び１３４Ｅに同一に入力されてもよい。
第１の増幅部１３１Ｅは、第１の増幅部１３１Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎに第１の増幅部１３１Ｅの電圧利得Ｇ１を乗じた値に対応する第１の出力電圧Ｖ１１を出力してもよい。第２の増幅部１３２Ｅは、第２の増幅部１３２Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎに第２の増幅部１３２Ｅの電圧利得Ｇ２を乗じた値に対応する第２の出力電圧Ｖ１２を出力してもよい。第１の出力電圧Ｖ１１及び第２の出力電圧Ｖ１２は、増幅部１３１Ｅ及び１３２Ｅの基準電位（基準電位２）を基準とする電位であってもよい。上記の第１の出力電圧Ｖ１１と第２の出力電圧Ｖ１２との間の差は、第１の補償変圧器１９０Ｅ１の入力電圧になってもよい。図５６の一実施例によると、Ｇ１＝－Ｇ２を満たすことができる。
第３の増幅部１３３Ｅは、第３の増幅部１３３Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎに第３の増幅部１３３Ｅの電圧利得Ｇ３を乗じた値に対応する第３の出力電圧Ｖ１３を出力してもよい。第４の増幅部１３４Ｅは、第４の増幅部１３４Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎに第４の増幅部１３４Ｅの電圧利得Ｇ４を乗じた値に対応する第４の出力電圧Ｖ１４を出力してもよい。第３の出力電圧Ｖ１３及び第４の出力電圧Ｖ１４は、増幅部１３３Ｅ及び１３４Ｅの基準電位（基準電位２）を基準とする電位であってもよい。上記の第３の出力電圧Ｖ１３と第４の出力電圧Ｖ１４との間の差は、第２の補償変圧器１４０Ｅの入力電圧になってもよい。図５６の一実施例によると、Ｇ３＝－Ｇ４を満たすことができる。
一方、他の一実施例において（図５７を参照）、検出部１２０Ｅ２の２次側には、第１及び第３の増幅部１３１Ｅ及び１３３Ｅの入力端に並列接続される第１の電線Ｌ２１及び第２及び第４の増幅部１３２Ｅ及び１３４Ｅの入力端に並列接続される第２の電線Ｌ２２が、上記のＣＭチョークにそれぞれ重ねて巻かれてもよい。
例えば、検出部１２０Ｅ２の２次側中の第１の電線Ｌ２１に誘導された電圧Ｖｓｅｎ１は、第１の増幅部１３１Ｅ及び第３の増幅部１３３Ｅにそれぞれ差動入力されてもよい。検出部１２０Ｅ２の２次側中の第２の電線Ｌ２２に誘導された電圧Ｖｓｅｎ２は、第２の増幅部１３２Ｅ及び第４の増幅部１３４Ｅに差動入力されてもよい。
図５７の実施例において、上記の入力電圧Ｖｓｅｎ１及びＶｓｅｎ２は、検出部１２０Ｅ２の２次側の第１の電線Ｌ２１の巻線数及び２次側の第２の電線Ｌ２２の巻線数に基づいて発生され得る。一実施例によると、第１の電線Ｌ２１及び第２の電線Ｌ２２は、第１及び第３の増幅部１３１Ｅ及び１３３Ｅ、及び第２及び第４の増幅部１３２Ｅ及び１３４Ｅに反対位相の入力電圧を発生させるように巻かれてもよい。
例えば、２次側の第１の電線Ｌ２１及び第２の電線Ｌ２２の巻線数が同様である場合、各増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎ１及びＶｓｅｎ２は、互いに同様の大きさを有し、かつ位相は反対になってもよい。すなわち、Ｖｓｅｎ１＝－Ｖｓｅｎ２であることができる。例えば、第１及び第３の増幅部１３１Ｅ及び１３３Ｅの入力電圧Ｖｓｅｎ１は、検出部１２０Ｅ２の１次側に（すなわち、ＣＭチョークの両端に）誘導される電圧に、１次側に対する第１の電線Ｌ２１の巻線比を乗じた値に対応してもよい。第２及び第４の増幅部１３２Ｅ及び１３４Ｅの入力電圧Ｖｓｅｎ２は、検出部１２０Ｅ２の１次側に誘導される電圧に、１次側に対する第２の電線Ｌ１２の巻線比を乗じた値に対応してもよい。
第１の増幅部１３１Ｅは、第１の増幅部１３１Ｅの入力電圧Ｖｓｅｎ１に第１の増幅部１３１Ｅの電圧利得Ｇ１を乗じた値に対応する第１の出力電圧Ｖ１１を出力してもよい。第２の増幅部１３２Ｅは、第２の増幅部１３２Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎ２に第２の増幅部１３２Ｅの電圧利得Ｇ２を乗じた値に対応する第２の出力電圧Ｖ１２を出力してもよい。第３の増幅部１３３Ｅは、第３の増幅部１３３Ｅの入力電圧Ｖｓｅｎ１に第３の増幅部１３３Ｅの電圧利得Ｇ３を乗じた値に対応する第３の出力電圧Ｖ１３を出力してもよい。第４の増幅部１３４Ｅは、第４の増幅部１３４Ｅの差動入力電圧Ｖｓｅｎ２に第４の増幅部１３４Ｅの電圧利得Ｇ４を乗じた値に対応する第４の出力電圧Ｖ１４を出力してもよい。図５７の一実施例によると、Ｇ１＝＋Ｇ２及びＧ３＝＋Ｇ４を満たすことができる。
上記の出力電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４は、増幅部１３１Ｅ、１３２Ｅ、１３３Ｅ、１３４Ｅの基準電位２を基準とする電位である。上記の第１の出力電圧Ｖ１１と第２の出力電圧Ｖ１２との間の差は、第１の補償変圧器１９０Ｅ１の入力電圧になってもよい。上記の第３の出力電圧Ｖ１３と第４の出力電圧Ｖ１４との間の差は、第２の補償変圧器１４０Ｅの入力電圧になってもよい。
一方、図５６及び図５７を共に再参照すると、第１の補償変圧器１９０Ｅ１は、１つのコアに１次側の電線及び２次側の電線が通過するか、又は少なくとも１回以上に巻かれた構造であってもよい。上記の１次側の電線は、第１の増幅部１３１Ｅの出力端と第２の増幅部１３２Ｅの出力端とをつなぐ電線であってもよい。上記の２次側の電線は、大電流経路１１１及び１１２に対応してもよい。
第１の増幅部１３１Ｅの出力と第２の増幅部１３２Ｅの出力との間の電位差（例えば、Ｖ１１－Ｖ１２）は、第１の補償変圧器１９０Ｅ１の１次側の電圧になり、第１の補償変圧器１９０Ｅ１は、上記の電位差に基づいて、２次側の大電流経路１１１及び１１２上に直列に補償電圧Ｖｉｎｊ１を生成してもよい。補償電圧Ｖｉｎｊ１は、上記の第１の補償変圧器１９０Ｅ１の１次側の電圧に、上記の１次側及び上記の２次側の巻線比を乗じた値に対応してもよい。
一実施例に係るアクティブ補償装置１０６Ｅ１及び１０６Ｅ２は、大電流経路１１１及び１１２上に電圧補償Ｖｉｎｊ１を行うことができ、これは検出部１２０Ｅ１及び１２０Ｅ２のＣＭチョークのインダクタンスを増加させる効果に相当する効果を与え、ノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を与えることができる（Ｌ ｂｏｏｓｔ ｔｙｐｅ）。
一方、第２の補償変圧器１４０Ｅ及び補償コンデンサ部１５０Ｅは、前述した第２の補償部１６０Ｅに対応してもよい。
一実施例によると、第２の補償変圧器１４０Ｅは、第２及び第４の増幅部１３２Ｅ及び１３４Ｅの出力端子と接続される１次側（例えば、１次巻線）、及び大電流経路１１１及び１１２と接続される２次側（例えば、２次巻線）を含んでもよい。例えば、第２の増幅部１３２Ｅの出力端と第４の増幅部１３４Ｅの出力端とをつなぐ電線が第２の補償変圧器１４０Ｅの１次側に巻線されてもよい。
第２の補償変圧器１４０Ｅは、１つのコアに上記の１次側の電線及び上記の２次側の電線が通過するか、又は少なくとも１回以上巻かれた構造であってもよい。
第２の補償変圧器１４０Ｅの２次側は、補償コンデンサ部１５０Ｅと補償装置１０６Ｅ１及び１０６Ｅ２の基準電位（基準電位１）とを接続する経路上に配置されてもよい。
第２の補償変圧器１４０Ｅの１次側の電圧は、第３の増幅部１３３Ｅの出力と第４の増幅部１３４Ｅの出力との間の電位差（例えば、Ｖ１３－Ｖ１４）であってもよい。第２の補償変圧器１４０Ｅは、上記の１次側の電圧（例えば、Ｖ１３－Ｖ１４）及び巻線比に基づいて、２次側に誘導電圧Ｖｉｎｊ２を生成してもよい。誘導電圧Ｖｉｎｊ２は、上記の１次側の電圧（例えば、Ｖ１３－Ｖ１４）及び巻線比の積に対応してもよい。
第２の補償変圧器１４０Ｅを通して変換された電圧Ｖｉｎｊ２は、補償コンデンサ部１５０Ｅを通して大電流経路１１１及び１１２（例えば、電力線）から補償電流Ｉｃを引き出してもよい。
補償コンデンサ部１５０Ｅは、第２の補償変圧器１４０Ｅによって誘導された電圧Ｖｉｎｊ２に基づいて、電力線からの補償電流Ｉｃを引き出してもよい。補償電流Ｉｃが大電流経路１１１及び１１２上のノイズ電流を補償（又は相殺）することにより、補償装置１０６Ｅ１及び１０６Ｅ２は、ノイズを低減させることができる。
図５８は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８を含むシステムの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０８の残りの構成は、図２ないし前述した実施例に説明された構成に対応してもよいが、補償装置１０８の検出部８２０の具体的な構成は、図２ないし前述した実施例で説明した検出部１２０と異なるので、他の参照番号を付与した。
従って、前述した実施例に対応する構成の説明は簡単に記述する。
本発明の一実施例に係る補償装置１０８は、第１の装置３００と接続される少なくとも２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）で入力される第１の電流Ｉ１１及びＩ１２、又はノイズ電流を能動的に低減してもよい。
一方、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２は、図５８に示されたように、２つの経路を含んでもよく、図６４に示されたように３つの経路（例えば、３相３線）を含んでもよく、又は４つの経路（例えば、３相４線）を含んでもよい。
検出部８２０は、大電流経路上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２に対応するノイズ電圧に基づいて、検出電圧を生成してもよい。このため、検出部８２０は、大電流経路１１１及び１１２のそれぞれに電気的に接続されてもよい。言い換えれば、検出部８２０は、大電流経路１１１及び１１２上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２を感知する手段を意味してもよい。
一実施例によると、検出部８２０は、後述する増幅部１３０の入力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続されてもよい。
増幅部１３０は、検出部８２０に電気的に接続され、検出部８２０が出力した検出信号を増幅し、増幅信号を生成してもよい。
増幅部１３０の増幅により、補償装置１０８は、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２に対応するノイズ電圧を増幅し、補償コンデンサ部から吸収される第１の電流の大きさを調節してもよい。言い換えれば、補償装置１０８は、増幅部１３０が生成された増幅電圧に基づいて、補償コンデンサ部のコンデンサの有効インピーダンス（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を減少させることで、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の少なくとも一部が補償装置１０８に流入されるようにしてもよい。
増幅部１３０は、前述した様々な実施例のように、様々な手段で実現されてもよい。
増幅部１３０は、第１の装置３００及び／又は第２の装置２００と区別される第３の装置４００から電源の供給を受け、検出部８２０が出力した検出電圧を増幅し、増幅電圧を生成してもよい。
一実施例において、補償変圧部１４０は、増幅部１３０と電気的に接続される第１次側と、後述する補償コンデンサ部１５０と電気的に接続される第２次側を含む補償変圧器とを含んでもよい。
補償コンデンサ部１５０は、前述した補償変圧部１４０が生成された補償電圧に基づいて、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の少なくとも一部を、大電流経路１１１及び１１２から吸収することができる。
補償コンデンサ部１５０は、補償装置１０８の基準電位（基準電位１）と、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２のそれぞれを接続する少なくとも２つ以上の補償コンデンサとを含んでもよい。
以下では、図５９～図６４を図５８と共に参照し、様々な実施例に係る補償装置１０８を説明する。
図５９は、本発明の一実施例により、第２の線式システムに使用される補償装置１０８Ａの構成を概略的に示す図である。
補償装置１０８Ａの各構成に対する説明は、前述した実施例に係る補償装置の増幅部１３０Ａ、補償変圧器１４０Ａ、及び補償コンデンサ部１５０Ａにそれぞれ対応してもよい。ただし、補償装置１０８Ａの検出部８２０Ａは、前述した補償装置の検出部１２０又は検出変圧器１２０Ａとの相異点を有するので、これらの相異点を中心に説明する。
本発明の一実施例に係る検出部８２０Ａは、２つ以上の大電流経路１１１及び１１２上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２に対応するノイズ電圧に基づいて、検出電圧を生成してもよい。
本発明の一実施例によると、前述した検出部８２０Ａは、検出コンデンサ８２１Ａと、検出変圧器８２２Ａとを含んでもよい。具体的には、検出部８２０Ａは、第１次側に印加されるノイズ電圧に基づいて、第２次側で検出電圧を生成する検出変圧器８２２Ａと、検出変圧器の第１次側に接続され、上記の第１の電流に対応するノイズ電圧を生成する検出コンデンサ部８２１Ａとを含んでもよい。このとき、検出変圧器８２２Ａは、検出コンデンサ８２１Ａと接続された第１次側８２３Ａ及び増幅部１３０Ａに接続された第２次側８２４Ａを含んでもよい。
検出コンデンサ８２１Ａは、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２、又はノイズ電流に対応するノイズ電圧を検出するための手段であってもよい。このとき、検出コンデンサ８２１Ａは、大電流経路の数だけのコンデンサを含んでもよい。本実施例において、検出コンデンサ８２１Ａは、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２を含んでもよい。
このとき、検出コンデンサ８２１Ａの第１のコンデンサＣ１は、第１の大電流経路１１１Ａに接続されてもよく、検出コンデンサ８２１Ａの第２のコンデンサＣ２は、第２の大電流経路１１２Ａに接続されてもよい。具体的には、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２の第１の端は、それぞれ第１の大電流経路１１１Ａ及び第２の大電流経路１１２Ａに接続されてもよく、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２の第２の端は、１つのノードによって接続されて検出変圧器８２２Ａの第１次側８２３Ａに接続されてもよい。すなわち、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２は、上記の少なくとも２つ以上の大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれと検出変圧器８２２Ａの第１次側８２３Ａとを接続することができる。このとき、検出コンデンサ８２１Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと絶縁された状態で、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ上の第１の電流Ｉ１１及びＩ１２に対応するノイズ電圧を感知するための手段であってもよい。
一方、２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａに流れる第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の補償装置１０８Ａのインピーダンスに対応する微細電流が第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２を通して流れてもよい。本発明の一実施例によると、検出コンデンサ８２１Ａは、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２を通して流れる微細電流を感知するためのセンサーをさらに含んでもよい。
検出コンデンサ８２１Ａの第２の端と検出変圧器８２２Ａとの間のノードには、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２に対応するノイズ電圧が印加されてもよい。以後、検出変圧器８２２Ａは、ノイズ電圧に基づいて検出電圧を生成し、出力してもよい。すなわち、検出変圧器８２２Ａの第２次側８２４Ａと増幅部１３０Ａとの間には、検出電圧が印加されてもよい。このとき、検出変圧器８２２Ａの第２次側８２４Ａは、後述する増幅部１３０Ａの入力端と差動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で接続されてもよい。
本発明の増幅部１３０Ａは、前述した検出部８２０Ａが出力した検出電圧を増幅して増幅電圧を生成してもよい。
増幅部１３０Ａは、検出変圧器８２０Ａの変圧比率及び補償変圧部１４０の変圧比率を考慮し、増幅電圧を生成してもよい。このとき、増幅部１３０Ａは、様々な手段で実現されてもよい。
一実施例に係る補償変圧部１４０は、補償変圧器１４０Ａで実現されてもよい。このとき、補償変圧器１４０Ａは、前述した大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａと絶縁された状態で、増幅電圧に基づいて大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａ側に（又は後述する第２次側１４２Ａに）補償電圧を出力するための手段であってもよい。
補償変圧器１４０Ａの第２次側１４２Ａには、補償電圧が印加されてもよい。この時、第２次側１４２Ａは、補償コンデンサ部１５０Ａと補償装置の基準電位（基準電位１）とを接続する経路上に配置されてもよい。
一方、補償変圧器１４０Ａの第１次側１４１Ａ、増幅部１３０Ａ、及び検出変圧器８２０Ａの第２次側８２２Ａは、補償装置１０８Ａの残りの構成要素と区別されている基準電位（基準電位２）と接続されてもよい。
補償コンデンサ部１５０は、前述したように、２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａに流れる第１の電流Ｉ１１及びＩ１２のうち、補償変圧器１４０Ａによって生成された補償電圧に対応するいくつかの電流を２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれから補償装置１０８Ａで吸収することができる。
図６０は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａの具体的な動作を説明する図である。
Figure 0007252376000030
すなわち、補償装置１０８Ａのノードａ又は検出変圧器８２２Ａの第１次側にノイズ電圧Ｖｎが印加されると、検出変圧器８２２Ａは、ノイズ電圧Ｖｎに基づいて検出電圧を生成してもよい。具体的には検出変圧器８２２Ａの変圧比が１：Ｎｓｅｎであると、検出変圧器８２２Ａを通過したノイズ電圧Ｖｎは、検出電圧に変換することができ、検出変圧は、Ｎｓｅｎ＊Ｖｎであることができる。すなわち、第２次側８２４Ａと増幅部１３０Ａとの間のノードｂには、検出電圧（Ｎｓｅｎ＊Ｖｎ）が印加されてもよい。
一実施例において、増幅部１３０Ａは、ＯＰ－ａｍｐを用いた反転増幅器であってもよい。本発明の一実施例によると、第３の装置４００を通して直流電源によって電源が印加されたＯＰ－ａｍｐを利用し、絶縁型ＶＳＣＣ（ｖｏｌｔａｇｅ－ｓｅｎｓｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ－ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）トポロジＡＥＦを実現してもよい。
Figure 0007252376000031
Figure 0007252376000032
Figure 0007252376000033
本発明の一実施例によると、増幅部１３０Ａは、Ｃｏをさらに含んでもよい。Ｃｏは、ノイズ低減ターゲット対象の帯域以下の低周波で増幅部１３０Ａに含まれる増幅器が動作することを遮断するための高域フィルタ（ｈｉｇｈ－ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）であってもよい。
一方、検出電圧（Ｎｓｅｎ＊Ｖｎ）が増幅部１３０Ａを通して増幅されると、増幅部１３０Ａと補償変圧器１４０Ａの第１次側１４１Ａとの間のノードｃには、増幅電圧が印加されてもよい。このとき、増幅電圧は、－Ｎｓｅｎ＊Ａｖ及びａｍｐ＊Ｖｎであることができる。
補償装置１０８Ａのノードｃに増幅電圧（－Ｎｓｅｎ＊Ａｖ及びａｍｐ＊Ｖｎ）が印加されると、補償変圧器１４０Ａは、増幅電圧（－Ｎｓｅｎ＊Ａｖ及びａｍｐ＊Ｖｎ）に基づいて補償電圧を生成してもよい。具体的には補償変圧器１４０Ａの変圧比が１：Ｎｉｎｊと仮定する。
このとき、補償変圧器８２２Ａを通過した増幅電圧（－Ｎｓｅｎ＊Ａｖ及びａｍｐ＊Ｖｎ）は、補償電圧に変換されてもよく、補償変圧は－Ｎｓｅｎ＊Ｎｉｎｊ＊Ａｖ及びａｍｐ＊Ｖｎであることができる。すなわち、補償変圧器の第２次側１４２Ａと補償コンデンサ部１５０Ａとの間のノードｄには、補償電圧（－Ｎｓｅｎ＊Ｎｉｎｊ＊Ａｖ及びａｍｐ＊Ｖｎ）が印加されてもよい。
補償コンデンサ部１５０Ａの少なくとも２つ以上の補償コンデンサにおいて、第１の端は、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａにそれぞれに接続されてもよく、補償コンデンサの第２の端は、１つのノードｄで補償変圧器１４０Ａに接続されてもよい。補償コンデンサ部１５０Ａに含まれるそれぞれのコンデンサは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａに印加された電圧及びノードｄに印加された電圧によって実効インピーダンス値が減少される。
これにより、補償コンデンサ部１５０Ａは、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａに流れる第１の電流Ｉ１１及びＩ１２のうちの少なくとも一部の電流を吸収することができる。すなわち、ノイズ電流の一部電流が補償装置１０８Ａに吸収又は流入されることによって、第２の装置２００Ａに送信されるノイズ電流を低減又は補償することができる。これに対し、図６１及び図６２を用いて詳細に説明する。
図６１は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａにおいて、補償コンデンサ部のインピーダンスの減少を説明する図である。
図６１を参照すると、インピーダンス―周波数上の第１のグラフ（薄い直線）は、一般的なコンデンサの周波数に応じたインピーダンスの変化を示す。一方、第２のグラフ（太線）は、本発明の補償装置１０８Ａに含まれる補償コンデンサ部の周波数に応じたインピーダンスの変化を示す。
一般的な補償コンデンサ部のコンデンサ（Ｃｉｎｊ－）のインピーダンスは、次の数式２２に基づいて計算することができる。
Figure 0007252376000034
すなわち、一般的なコンデンサの周波数に応じたインピーダンスの変化は、第１のグラフ（薄い直線）のように図示されることができる。
一方、本発明の補償装置１０８Ａに含まれる補償コンデンサ部のコンデンサＣｉｎｊのインピーダンスは、次の数式２３に基づいて計算することができる。
Figure 0007252376000035
すなわち、数式２３のコンデンサＣｉｎｊの実効インピーダンス（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｉｍｐｅｄａｃｎｅ）は、数式２４のように表現することができる。
Figure 0007252376000036
数式２３又は数式２４に基づいて、補償装置１０８Ａの補償コンデンサ部１５０Ａに含まれるコンデンサＣｉｎｊの周波数に応じたインピーダンスの変化は、第２のグラフ（太線）のように図示されてもよい。
具体的には、数式２４を見ると、ＮｓｅｎＮｉｎｊＡｖ、ａｍｐの値は、補償装置１０８Ａの検出変圧器８２２Ａ、補償変圧器１４０Ａ、及び増幅部１３０Ａの設計に応じて増加又は減少することができ、周波数に応じて他の特性を有する可能性がある。例えば、図４を参照すると、周波数が６ＭＨｚで最も低い実効インピーダンスを有する。
すなわち、補償コンデンサ部１５０Ａに含まれるコンデンサＣｉｎｊの実効インピーダンスが減少するように設計することにより、大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａから補償コンデンサ部１５０Ａに、第１の電流又はノイズ電流が吸収されることができる。これに関連して、図６２でさらに説明する。
図６２は、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａ上で、第１の電流Ｉ１１及びＩ１２の流れを説明する図である。
図５を参照すると、補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａの間に流れる電流ＩＬ１が所定の第１の電流の条件を満たすように構成されてもよい。この時、所定の第１の電流条件は、電流ＩＬ１の大きさが所定の第１の臨界大きさ未満の条件であってもよい。
一方、 また、補償コンデンサ部１５０Ａは、補償コンデンサを通して、２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａのそれぞれと電流補償装置１０８Ａの基準電位（基準電位１）との間に流れる電流ＩＬ２が所定の第２の条件を満たすように構成されてもよい。
具体的には、ノードｄに印加される補償電圧は、－ＮｓｅｎＮｉｎｊＡｖ、ａｍｐＶｎであることができ、これにより、補償コンデンサＣｉｎｊの実効インピーダンスは１／（１＋ＮｓｅｎＮｉｎｊＡｖ、ａｍｐ）倍に減少することができる。
２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａに沿って流れる第１の電流Ｉ１１及びＩ１２（又はノイズ電流）は、補償装置１０８Ａの基準電位（基準電位１）に流れるようにコンデンサＣｉｎｊに吸収又は流入されてもよい。すなわち、コンデンサＣｉｎｊの実効インピーダンスが減少することに伴い、減少された実効インピーダンスに対応して電流ＩＬ２は増加することができる。
本発明の一実施例によると、上述した所定の第２の電流条件は、電流ＩＬ２の大きさが所定の第２の臨界大きさ以上の条件であってもよい。このとき、電流ＩＬ２の大きさは、コンデンサＣｉｎｊの実効インピーダンスの大きさに応じて変化してもよい。すなわち、本発明の一実施例に係る補償装置１０８Ａは、電流ＩＬ２が第２の臨界大きさ以上になるように、検出変圧器８２２Ａ、補償変圧器１４０Ａ、及び増幅部１３０Ａが設計されてもよい。
上述した実施例によると、補償コンデンサ部１５０Ａに応じて２つの大電流経路１１１Ａ及び１１２Ａから第１の電流Ｉ１１及びＩ２２が流入されることによって、第１の電流Ｉ１１及びＩ２２が第２の装置２００Ａに送信されることを低減することができる。
図６３は、本発明の一実施例に係るＶＳＣＣ補償装置１０８Ａ及びＶＳＣＣ補償装置１０８Ａと同様の容量値を有するパッシブＥＭＩフィルタ（又はパッシブ補償装置）のノイズ低減性能を比較したシミュレーショングラフである。
図６３を参照すると、グラフで横軸は周波数を示し、縦軸は共通モード（ＣＭ）伝導性放射（ＣＥ）のノイズレベルを示す。実線はＥＭＩノイズ規格を示す。すなわち、実線（ＥＭＩノイズ規格）を超える場合、製品の出荷が不可能である。
上記のグラフからわかるように、本発明のＶＳＣＣアクティブＥＭＩフィルタ部１０８Ａを使用した場合のノイズレベルは、パッシブＥＭＩフィルタを使用した場合に比べ、ＥＭＩノイズ規格よりも安定的に低く出ることが分かる。具体的には、本発明のＶＳＣＣアクティブＥＭＩフィルタ部１０８Ａが動作する場合、１０～３０ｄＢの追加的なノイズ低減が示されることがシミュレーションで確認されている。
従って、ＶＳＣＣアクティブＥＭＩフィルタ部１０８Ａは、パッシブＥＭＩフィルタに比べ、より良いノイズ低減性能を有しながら、面積及び重量を減少させることができる。
図６４は、本発明の他の一実施例に係る補償装置１０８Ｂの構成を概略的に示す図である。
図６４の補償装置１０８Ｂは、図５９を参照して説明された単相２線システムの補償装置１０８Ａに比べ、３相３線システムで使用されることが相異点である。従って、以下では、図５８～図６３を参照し、説明した内容と重複する内容の説明は省略し、相異点を中心に説明する。
補償装置１０８Ｂは、３つの大電流経路１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂ（例えば、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）を含み、これによって、検出コンデンサ８２１Ｂ及び補償コンデンサ部１５０Ｂには相異点がある。
一実施例に係る検出コンデンサ８２１Ｂは、第１の大電流経路１１１Ｂ、第２の大電流経路１１２Ｂ、及び第３の大電流経路１１３Ｂのそれぞれに接続され、第１の電流に対応するノイズ電圧を感知することができる。第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３に対応するノイズ電圧を感知するプロセスは、すでに説明したので、これに対する詳細な説明は省略する。
一方、一実施例に係る補償コンデンサ部１５０Ｂは、第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３のうち、補償変圧器１４０Ｂによって生成された補償電圧に対応する少なくとも一部の電流が吸収されて流れる経路を提供してもよい。
このような実施例に係る補償装置１０８Ｂは、３相３線の電力システムの負荷から電源に移動する第１の電流Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３を低減させるために（又はブロックするために）使用されてもよい。
検出コンデンサ８２１Ｂ及び検出変圧器８２２Ｂを含む補償装置１０８Ｂは、３相４線の電力システムに合わせても変形されてもよい（図１２を参照）。３相４線の電力システムの補償装置の説明は、図１２を参照して説明した内容に対応してもよい。
一方、上述した全ての実施例に係る補償装置（１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、及びその下位の実施例）は、構成要素の少なくとも一部が互いに互換性可能である。すなわち、任意の実施例を通して説明した補償装置の一構成要素は、他の実施例に係る補償装置の一構成要素として組み合わさられてもよい。
本発明において説明される特定の実行は、一実施例であって、いかなる方法も本発明の範囲を限定するものではない。明細書を簡潔にするために、従来の電子的な構成、制御システム、ソフトウェア、上記システムの他の機能的な側面に関する記載は省略する場合がある。また、図面に示された構成要素間の線の接続又は接続部材は、機能的な接続及び／又は物理的又は回路的な接続を例示的に示したものであり、実際の装置では、代替可能であるか、又は、さらに様々な機能的な接続、物理的な接続、又は回路接続として示される場合がある。また、「必須的な」、「重要な」などのように具体的な言及がない場合は、本発明を適用するための必要構成要素ではないと言える。
従って、本発明の思想は、上記に説明した実施例に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と同等な、又はこれからなど価的に変更された全ての範囲は、本発明の思想のカテゴリに属すると言える。

Claims (5)

  1. 第１の装置に接続される少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれに、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）で入力される第１の電流を能動的に補償するアクティブ補償装置であって、
    第２の装置によって供給される第２の電流を前記第１の装置に送信する少なくとも２つ以上の大電流経路と、
    前記大電流経路上に配置される１次側と、前記１次側を流れる前記第１の電流を感知して前記第１の電流に対応する出力信号を生成する２次側とを含む検出変圧器と、
    前記検出変圧器の出力信号を増幅し、増幅電流を生成する増幅部と、
    前記増幅電流に基づいて補償電流を生成し、前記補償電流を前記少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれに流す補償部と、
    前記出力信号を生成する前記検出変圧器の出力端に並列に接続される第１の外乱保護部、及び前記補償部の入力端に並列に接続される第２の外乱保護部と、を備え、
    前記第１の外乱保護部及び前記第２の外乱保護部は、過渡電圧サプレッサ（ＴＶＳ（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ））ダイオード素子を含み、
    前記ＴＶＳダイオード素子の接合容量（ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、数百ｐＦ以下であり、
    前記検出変圧器の前記１次側の電流経路及び前記２次側の電流経路のそれぞれは、コアの中央ホールを１回だけ通過し又は前記コアに１回だけ巻き取られるアクティブ補償装置。
  2. 前記第１の外乱保護部及び前記第２の外乱保護部は、
    前記検出変圧器の出力端及び前記補償部の入力端に、所定の臨界電圧未満の電圧が印加される場合、第１のインピーダンスを有し、
    前記検出変圧器の出力端及び前記補償部の入力端に、前記所定の臨界電圧以上の電圧が印加される場合、前記第１のインピーダンスよりも低い第２のインピーダンスを有する、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
  3. 前記コアは開閉可能なクランプ構造である、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
  4. 前記第１の外乱保護部において、
    前記１次側は、前記少なくとも２つ以上の大電流経路に印加された電圧に基づいて、前記２次側に誘導した臨界電圧以上の電圧を前記臨界電圧以下の電圧に制限し、前記増幅部に送信する、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
  5. 前記補償部は、
    前記増幅部の出力端と前記増幅部の基準電位とを接続する経路上に配置される１次側と、
    前記補償部に含まれ、かつ前記大電流経路に接続される補償コンデンサ部と前記アクティブ補償装置の基準電位とを接続する経路上に配置される２次側とを含み、
    前記第２の外乱保護部において、
    前記２次側は、前記少なくとも２つ以上の大電流経路に印加された電圧に基づいて、前記１次側に誘導した臨界電圧以上の電圧を前記臨界電圧以下の電圧に制限し、前記増幅部に送信する、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
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