KR0132781Y1

KR0132781Y1 - 검출전류 입력회로

Info

Publication number: KR0132781Y1
Application number: KR2019940034654U
Authority: KR
Inventors: 김상철; 김정한; 장석원; 이보인
Original assignee: 김정국; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR960025677U

Abstract

본 발명은 검출전류 입력회로는 전류 트랜스로 검출한 입력전압을 정형하여 제어부 및 전류 표시부에 입력시키는 것으로서 종래에는 저역 통과필터로 고역 잡음신호만을 제거하는 것으로 제어부에 입력되는 전류레벨에 많은 차신호 잡음 및 동상신호 잡음이 혼합되어 있음은 물론 전류 트랜스로 검출한 입력전류의 레벨을 리미터 등으로 제한한 후 저역통과 필터 등을 통해 제어부에 입력시키므로 리미터 등에서 출력되어 제어부에 입력시키는 과정에서 외부로부터 유입되는 잡음신호의 레벨이 입력전류의 레벨에 비해 비교적 커 제어부가 입력전류의 레벨을 정확하게 판단하지 못하였다.

본 고안은 전류 트랜스에서 검출된 입력전류의 검출전압에서 저역통과필터/차신호 잡음 제거부(1)가 고역잡음을 제거함과 아울러 차신호 잡음을 제거하고, 동상신호 잡음제거부(2)에서 동상신호의 잡음을 제거하며, 이득조적부(3)에서 이득을 조절하여, 오프셋 조절부(4)에서 오프셋 전압을 조절한 후 제어부 및 전류 표시보에 입력시킴으로써 제어부 및 전류 표시부에는 순수한 검출전류의 전압만 입력되어 검출전류의 전압의 레벨을 보다 정확하게 판단 및 표시할 수 있다.

Description

검출전류 입력회로

제1도는 본 고안의 검출전류 입력회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 저역통과필터/차신호 잡음 제거부 2 : 동상신호 잡음제거부

3 : 이득 조절부 4 : 오프셋 조절부

B⁺: 전원

본 고안은 부하로 공급되는 전원의 전류레벨을 검출하여 부하의 전원공급을 제어하는 디지탈 보호 계전기 등과 같은 전원공급 제어기기에 있어서, 전류 트랜스로 부터 강압되어 공급되는 전압의 입력전류의 레벨을 정확하게 판단할 수 있도록 정형하여 출력하는 검출전류 입력회로에 관한 것이다.

일반적으로 디지탈 보호 계전기 등과 같이 전원의 공급을 제어하는 각종 전원공급 제어기기들은 부하로 공급되는 전원의 전류레벨을 검출하고, 검출한 전류레벨에 따라 부하로 공급되는 전원을 제어하여 부하가 과전류 등으로 손상되는 것을 방지하고 있다.

입력되는 전원의 전류레벨을 검출하기 위하여 종래에는 전류 트랜스로 입력전압을 검출하고, 리미터등으로 제어부의 최대입력 전류레벨 이상을 제거하며, 저역통과 필터로 강압된 입력전류에 혼합된 잡음신호를 제거하여 제어부에 입력시켰다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전류레벨 입력회로는 저역 통과필터로 고역 잡음신호만을 제거하는 것으로 제어부에 입력되는 전류레벨에 많은 차신호 잡음 및 동상신호 잡음이 혼합되어 있음은 물론 전류 트랜스로 부터 입력되는 전류의 레벨을 리미터 등으로 제한한 후 저역통과 필터 등을 통해 제어부에 입력시키므로 리미터 등에서 출력되어 제어부에 입력시키는 과정에서 외부로부터 유입되는 잡음신호의 레벨이 입력전류의 레벨에 비해 비교적 커 제어부가 입력전류의 레벨을 정확하게 판단하지 못하고, 이로 인하여 부하로 공급되는 전원을 정확하게 제어하지 못하여 과전류 등으로 부하가 손상되는 경우가 빈번하게 발생하였다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전류 트랜스에서 강압되어 공급되는 입력전류의 고역 잡음, 차신호 잡음 및 동상잡음을 모두 제거한 후 신호의 레벨을 제어부의 입력레벨에 적당하도록 조절하고, 오프셋(offset)을 조절하여 제어부에 입력시킴으로써 제어부가 입력전류의 레벨을 정확히 판별하여 부하의 전원공급을 제어할 수 있도록 하는 검출전류 입력회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이하, 본 고안의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 검출전류 입력회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 일측단자(+)에 저항(R1)과 저항(R2)을 직렬로 접속하여 도시되지 않은 전류 트랜스의 출력단자와 연결하고, 다른 일측단자(-)는 출력단자와 피드백 연결하는 제1연산 증폭기(OP1)와, 상기 저항(R1)과 저항(R2) 사이에 컨덴서(C1)(C2)를 직렬로 연결하며, 컨덴서(C1)의 다른 일측단자는 그라운드로 연결되고, 컨덴서(C2)의 다른 일측단자는 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력단자와 피드백 연결되도록 구성하여, 상기 전류 트랜스에서 인가되는 강압된 전압에 포함된 고역잡음을 저항(R1)과 컨덴서(C1)로 이루어지는 RC 필터를 통해 제거하고, 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력단자에서 피드백되는 신호로 부터 차신호의 잡음을 제거하는 저역통과필터/차신호 잡음 제거부(1)와; 일측단자(+)와 저항(R3)을 통해 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력단자와 연결되고, 일측단자가 그라운드로 연결되는 저항(R6)과 출력단자의 피드백 신호에 연결되는 저항(R5)과 병렬로 연결되어 다른 일측단자(-)에 연결되는 제2연산 증폭기(OP2)로 구성되어, 상기 저역통과필터/차신호 잡음 제거부(1)의 출력신호에서 동상신호 잡음을 제거하는 동상신호 잡음제거부(2)와; 일측단자(+)가 그라운드로 연결되고, 다른 일측단자(-)는 출력단자의 피드백 신호를 직렬로 연결된 저항(R8)과 가변저항(VR1)을 통해 입력받으며 저항(R7)을 통해 상기 제2연산 증폭기(OP2)의 출력신호를 입력 받도록 제3연산 증폭기(OP3)로 구성하고, 일측단자(+)가 그라운드로 연결되고, 다른 일측단자(-)는 출력단자의 피드백 신호를 직렬로 연결된 저항(R10)과 가변저항(VR2)를 통해 입력받으며 저항(R9)을 통해 상기 제2연산 증폭기(OP2)의 출력 신호를 입력 받도록 제4연산 증폭기(OP4)로 구성하여, 상기 가변저항(VR1)(VR2)의 조정을 통해 상기 동상신호 잡음제거부(2)로 부터 인가되어 출력되는 신호의 이득을 조절하는 이득조절부(3)와; 상기 제3연산 증폭기(OP3)의 출력단자 신호가 일측단자(+)로 연결되고 다른 일측단자(-)에 피드백 되는 출력단자의 신호를 저항(R11)을 통해 입력받도록 연결하는 제5연산 증폭기(OP5)와, 공급전원(B+)을 저항(R13)과 저항(R14)을 통해 분압하며, 저항(R11)을 통해 상기 제5연산 증폭기(OP5)의 일측단자(-)에 입력전압이 연결되는 가변 저항(VR3)을 상기 저항(R13)(R14)의 사이에 연결하여 가변 저항(VR3)을 조정을 통해 일측단자(+)에 인가되는 전압 신호의 오프셋을 조정하고, 상기 제4연산 증폭기(OP4)의 출력단자 신호가 일측단자(+)로 연결되고 다른 일측단자(-)에 피드백 되는 출력단자의 신호를 저항(R15)을 통해 입력받도록 연결하는 제6연산 증폭기(OP6)와, 공급전원(B+)을 저항(R17)과 저항(R18)을 통해 분압하며, 저항(R15)을 통해 상기 제6연산 증폭기(OP6)의 일측단자(-)에 입력전압이 연결되는 가변 저항(VR4)을 상기 저항(R17)(R18)의 사이에 연결하여 가변 저항(VR4)을 조정을 통해 일측단자(+)에 인가되는 전압 신호의 오프셋을 조정하여 그에 대한 신호를 전류 표시부측에 출력하여 조정되는 전류의 상태를 디스플레이하도록 하는 오프셋 조정부(4)로 구성된다.

전술한 바와 같은 기능으로 구성되는 본 고안에서의 전류 검출 및 정형에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.

전류 트랜스로부터 설정된 권선비에 따라 강압된 전류가 인가되면 저역통과피러/차신호 잡음제거부(1)는 병렬로 연결되는 저항(R1)과 컨덴서(C1)를 통해 인가되는 신호에서 고주파 성분을 필터링한 다음 제1연산 증폭기(OP1)를 통해 임피던스를 정합한다. 이때, 제1연산 증폭기(OP1)는 다른 일측단자(-)로 피드백되어 인가되는 출력단자의 신호로부터 차 신호의 잡음 성분을 제거한다.

상기에서 필터링되는 고주파 잡음은 미리 설정된 주파수 이상의 잡음 즉, 60㎐이상의 고주파 잡음이 제거된다.

상기와 같이 고주파 성분 및 차 신호 잡음이 제거되면 동상신호 잡음 제거부(2)에 인가되어 신호의 동상 잡음이 제거됨과 아울러 이득이 조절되어 출력된다. 즉, 동상신호 잡음제거부(2)는 저항(R₃~R₆)의 값 모두 동일하게 설정하여 동상신호 잡음을 제거하여 출력하게 된다.

이와 같이 동상신호 잡음제거부(2)에서 출력되는 검출전류의 전압은 이득 조절부(3)의 제3, 제4연산 증폭기(OP₃, OP₄)에서 가변저항(VR₁,VR₂)의 가변에 따라 이득이 조절되어 출력된다. 즉, 본 고안은 검출전류의 전압을 제어부에 입력시켜 검출전류를 판단 및 부하에 전원공급을 제어함과 아울러 검출전류를 표시부에 입력시켜 표시하도록 하는 것으로서 이득 조절부(3)의 제3연산 증폭기(OP₃), 저항(R₇, R₈) 및 가변저항(VR₁)으로 된 제1이득 조절부는 동상신호 잡음제거부(2)에서 출력되는 검출전류의 전압이 제어부의 최대 입력레벨 이하로 되도록 이득을 조절 예를 들면, 제어부의 최대 입력레벌이 5V이고, 동상신호 잡음제거부(2)에서 출력되는 검출전류의 최대 전압레벨이 약 ±10V_P-P(여기서, P-P는 peak to peak 전압임)라고 가정할 경우에 이를 제1이득 조절부는 약 ±2.5V_P-P이내로 이득을 조절하여 출력한다. 그리고 이득 조절부(3)의 제4연산 증폭기(OP₄), 저항(R₉,R₁₀) 및 가변저항(VR₂)으로 된 제2이득 조절부는 동상신호 잡음제거부(2)에서 출력되는 검출전류의 전압이 전류 표시부의 입력 최대레벨 이하로 되도록 이득을 조절 예를 들면, 약 ±5V이내로 이득을 조절하여 출력한다.

이와 같이 이득 조절부(3)에서 출력되는 검출전류의 전압은 오프셋 조절부(4)에 입력되어 오프세 전압이 조절 즉, 제어부 및 전류 표시부는 모두 플러스 전압에 동작하는 것으로서 이득 조절부(3)에서 출력되는 검출전류의 전압에 가변저항(VR₃)(VR₄)으로 설정된 직류전압을 가산하여 제어부 및 전류표시부로 출력하는 것으로서 제어부는 오프셋 조절부(4)의 출력전압으로 검출전류의 레벨을 판단하여 부하의 전원공급을 제어하고, 전류 표시부는 검출전류의 레벨을 표시한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 입력되는 검출전류의 전압에 혼합된 고역잡음과 차신호 잡음 및 동상신호 잡음을 모두 제거함은 물론 전원에 혼합되어 있는 리플 및 고주파 잡음을 제거하여 동작전원으로 공급하고, 또한 검출전류의 전압레벨을 크게 하여 잡음을 제거한 후 제어부 및 전류 표시부에 입력시키므로 검출전류의 전압을 제어부 및 전류 표시부에 입력시키는 과정에서 외부로부터 유입되는 잡음신호의 레벨이 입력전압의 레벨에 비해 매우 적게 되어 제어부가 입력전압의 레벨을 정확하게 판단하여 부하의 전원 공급을 정확히 제어할 수 있음은 물론 전류 표시부가 검출전류의 레벨을 정확하게 표시할 수 있다.

Claims

일측단자(+)에 저항(R1)과 저항(R2)을 직렬로 접속하여 전류 트랜스의 출력단자와 연결하고, 다른 일측단자(-)는 출력단자와 피드백 연결하는 제1연산 증폭기(OP1)와, 상기 저항(R1)과 저항(R2) 사이에 컨덴서(C1)(C2)를 직렬로 연결하며, 컨덴서(C1)의 다른 일측단자는 그라운도로 연결되고, 컨덴서(C2)의 다른 일측단자는 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력단자와 피드백 연결되도록 구성하여, 상기 전류 트랜스에서 인가되는 강압된 전압에 포함된 고역잡음을 RC 필터를 통해 제거하고, 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력단자에서 피드백되는 신호로부터 차신호의 잡음을 제거하는 저역통과필터/차신호 잡음 제거부(1)와; 일측단자(+)과 저항(R3)을 통해 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력단자와 연결되고, 일측단자가 그라운드로 연결되는 저항(R6)과 출력단자의 피드백 신호에 연결되는 저항(R5)과 병렬로 연결되어 다른 일측단자(-)에 연결되는 제2연산 증폭기(OP2)로 구성되어, 고역 잡음의 제거와 차신호 잡음이 제거되어 인가되는 신호에서 동상의 신호 잡음을 제거하는 동상신호 잡음제거부(2)와; 일측단자(-)가 그라운드로 연결되고, 다른 일측단자(-)는 출력단자의 피드백 신호를 직렬로 연결된 저항(R8)과 가변저항(VR1)을 통해 입력받으며 저항(R7)을 통해 상기 제2연산 증폭기(OP2)의 출력신호를 입력받도록 제3연산 증폭기(OP3)로 구성하고, 일측단자(+)가 그라운드로 연결되고, 다른 일측단자(-)는 출력단자의 피드백 신호를 직렬로 연결된 저항(R10)과 가변저항(VR2)을 통해 입력받으며 저항(R9)을 통해 상기 제2연산 증폭기(OP2)의 출력신호를 입력 받도록 제4연산 증폭기(OP4)로 구성하여, 상기 가변저항(VR1)(VR2)의 조정을 통해 상기 동상 신호의 잡음이 제거되어 인가되는 신호의 이득을 조절하는 이득조절부(3)와; 상기 제3연산 증폭기(OP3)의 출력단자 신호가 일측단자(+)로 연결되고 다른 일측단자(-)에 피드백 되는 출력단자의 신호를 저항(R11)을 통해 입력받도록 연결하는 제5연산 증폭기(OP5)와, 공급전원(B+)을 저항(R13)과 저항(R14)을 통해 분압하며, 저항(R11)을 통해 상기 제5연산 증폭기(OP5)의 일측단자(-)에 입력전압이 연결되는 가변 저항(VR3)을 상기 저항(R13)(R14)의 사이에 연결하여 가변 저항(VR3)을 조정을 통해 일측단자(+)에 인가되는 전압 신호의 오프셋을 조정하고, 상기 제4연산 증폭기(OP4)의 출력단자 신호가 일측단자(+)로 연결되고 다른 일측단자(-)에 피드백 되는 출력단자의 신호를 저항(R15)을 통해 입력받도록 연결하는 제6연산 증폭기(OP6)와, 공급전원(B+)을 저항(R17)과 저항(R18)을 통해 분압하며, 저항(R18)을 통해 상기 제6연산 증폭기(OP6)의 일측단자(-)에 입력전압이 연결되는 가변 저항(VR4)을 상기 저항(R17)(R18)의 사이에 연결하여 가변 저항(VR4)을 조정을 통해 일측단자(+)에 인가되는 전압 신호의 오프셋을 조정하여 그에 대한 신호를 전류 표시부측에 출력하여 조정되는 전류의 상태를 디스플레이하도록 하는 오프셋 조정부(4)로 구성됨을 특징으로 하는 검출전류 입력회로.
제1항에 있어서, 이득 조절부(3)는, 동상신호 잡음제거부(2)의 출력전압 레벨이 제어부의 최대입력레벨 이내로 되게 이득을 조절하는 제1이득 조절부와, 동상신호잡음제거부(2)의 출력전압 레벨이 전류 표시부의 최대입력레벨 이내로 되게 이득을 조절하는 제2이득 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 검출전류 입력회로.