KR100341072B1 - 전류 센서 및 전류 센서 내의 신호 보상 방법 - Google Patents

전류 센서 및 전류 센서 내의 신호 보상 방법 Download PDF

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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

전류 센서는 1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 갖는 변압기를 포함하는 하나의 신호 인터페이스 채널을 갖는다. 자기 코어는 1차 권선, 2차 권선과 피드백 권선을 자기적으로 결합한다. 또한 전류 센서는 피드백 권선에 공급된 연속적인 극성을 갖는 피드백 신호를 생성하기 위해 2차 권선 내에 AC 신호에 응답하는 피드백 생성 회로를 포함한다. 피드백 신호는 자기 코어의 플럭스를 실질적으로 거의 0으로 유지하기에 효과적이다. 피드백 생성 회로는 제1 및 제2 차동 입력 포트, 및 제1 및 제2 차동 출력 포트를 갖는 증폭기와 같은 연산 증폭기, 및 DC 오프셋 전압으로부터 보상 AC 신호를 생성하도록 설계된 스위칭 어셈블리를 차례로 갖는다. 보상 AC 신호는 자기 코어를 통해 연산 증폭기에 편리하게 결합된다.

Description

전류 센서 및 전류 센서 내의 신호 보상 방법
본 발명은 전류 센서(current sensor)에 관한 것으로, 특히 전류 센서의 변압기(transformer)에 피드백 보상을 제공하기 위해 사용된 증폭기의 오프셋 전압을 극복하기 위한 차동 기술에 관한 것이다.
전력 및 에너지 사용량을 적산하기 위한 유도(induction) 및 전자형 적산 전력계(watthour meter)와 같은 많은 전기 및 전자 장치는 라인, 또는 도체 내에 흐르는 부하 전류 성분을 검지하기 위한 수단, 및 부차 전류 크기의 넓은 범위에 걸쳐 실질적으로 비례하는 전류 측정 신호를 생성하기 위한 수단을 필요로 한다.
부하 전류의 값은 일반적으로 전자 적산 장치에 사용하기에 적절한 전류 측정 신호 값의 몇 배이다. 어떤 시스템에서, 부하 전류는 원하는 전류 측정 신호 보다 10,000배 크다. 부하 전류를 운반하는 1차 변압기 권선으로는 예컨대, 토로이달 코어(toroidal core) 주위에 상대적으로 적은 횟수의 턴(turn)(예컨대, 1회 또는 2회)을 갖는 그런 전류 변압기를 사용하는 것이 편리하다. 턴이 많은 2차 권선은 부하 전류에 비례하지만 변압기의 1차 대 2차 턴 비율에 의해 감소되는 전류를 유도한다.
변압기는 큰 부하 전류의 존재로 인해 코어 포화(core saturation)되기 쉽다. 코어 포화는 일반적으로 큰 코어를 사용하고, 고품질 물질의 코어를 만듦에 의해 피할 수 있다. 불행히도, 크기가 크고 고품질인 물질은 고가이다.
코어 포화를 피하기 위한 종래의 기술은 코어 플럭스를 거의 0(zero)으로 유지하기에 충분하도록 하기 위해 피드백 전류 신호를 운반하는 코어 주위에 피드백 권선을 구비하는 것을 포함한다. 코어 플럭스를 거의 0으로 제한하면 보다 작은 코어 및 보다 값싼 코어 물질을 사용할 수 있게 된다. 부하 전류가 변할 때, 부하전류의 각 차동 레벨이 변압기 내에서 코어 포화를 유도하지 않고 수용될 수 있도록 하기 위해 피드백 전류 신호 역시 코어 플럭스를 거의 0으로 유지하기에 충분하도록 변한다.
지금까지의 기술에 사용된 액티브 피드백은 변압기 2차 권선의 출력을 수신하는 연산 증폭기에 의해 생성된다. 일반적으로 연산 증폭기의 높은 이득은 코어 플럭스를 쉽게 거의 0으로 유지할 수 있도록 출력 전류를 생성하는 것을 허용한다.
그러나, 연산 증폭기의 높은 이득은 다른 복잡성을 유도한다. 본 기술 분야의 숙련된 자들에게는 명백하듯이, 변압기의 피드백 권선과 2차 권선 사이의 결합은 교류전류(AC)에만 효과적이다. 연산 증폭기의 입력에 결합하는 직류전류(DC) 피드백은 없다. 따라서, 예를 들어, 몇 분의 1 밀리볼트의 DC 오프셋 전압이 연산 증폭기의 입력에서 나타나거나 진전될 수 있다. 일반적인 연산 증폭기는 수 백만 정도의 DC 이득을 갖는다. 결과적으로, 연산 증폭기에 어떠한 오프셋 전압, 심지어 몇 분의 1 밀리볼트가 입력되더라도 연산 증폭기들 포화 구동할 수 있다.
본 명세서에 참고로 이용되고 본 발명의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,761,605호에는 한 쪽 단부에(single-ended) 연산 증폭기, 및 어떤 DC 오프셋 전압에 대한 응답을 DC 보상을 제공하기 위해 변압기의 피드백과 2차 권선 사이에 차례로 결합되는 AC 성분으로 변환시키기 위한 초핑 스위치(chopping switch)를 사용하는 피드백 회로를 기술하고 있다. 이전의 미합중국 특허 제4,761,605호는 원하는 DC 보상을 제공하는데 효과적이지만, 여기에 사용된 피드백 회로는 원하는 측정 신호에서 비연속적인 극성 반전을 일으키므로, 이로 인해 측정 신호로부터의 이러한 비연속적인 극성 반전을 여과(filter out)하거나 또는 제거하기 위해 부가적인 동기화 또는 신호 극성 "부기(bookkeeping)"가 필요하게 된다. 또한, 피드백 회로가 집적회로 칩을 포함할 수 있고, 전류 센서가 다중 전류 및/또는 전압 인터페이스 채널을 다룰 수 있어야 하므로, 전류 센서 내에서 신호 인터페이스 채널마다 필요한 접속 핀의 수를 감소시키는 것이 바람직하다.
일반적으로, 본 발명은 1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 갖는 변압기를 포함하는 적어도 하나의 신호 인터페이스 채널을 갖는 전류 센서를 구비함으로써 상술한 기능을 수행한다. 자기 코어는 1차 권선, 2차 권선과 피드백 권선을 자기적으로 결합시킨다. 전류 센서는 또한 피드백 권선에 공급된 거의 연속적인 피드백 신호를 생성하기 위해 2차 권선 내의 AC 신호에 응답하는 피드백 생성 회로를 포함한다. 피드백 신호는 자기 코어의 플럭스를 실질적으로 거의 0으로 유지하는데 효과적으로 된다. 피드백 생성 회로는 예컨대, 제1 및 제2 차동 입력 포트 및 제1 및 제2 차동 출력 포트를 갖는 그런 증폭기, 및 DC 오프셋 전압으로부터 보상 AC 신호를 생성하기에 적합한 스위칭 어셈블러를 차례로 포함한다. 보상 AC 신호는 자기 코어를 통해 연산 증폭기에 결합된다.
전류 센서 내의 신호 보상 방법은 자기 코어를 사용하여 1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 자기적으로 결합하는 단계; 피드백 권선에 공급되고 자기 플럭스를 거의 0으로 유지하기에 효과적인 실질적으로 연속적인 피드백 신호를 생성하는 단계; 및 DC 오프셋 전압으로부터 보상 AC 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 보상 신호는 자기 코어를 통해 선정되어(predeterminedly) 결합된다.
신규한 것으로 여겨지는 본 발명의 특징은 첨부된 특허청구의 범위에 기술되어 있다. 그러나, 본 발명의 목적 및 특징과 함께 구성 및 동작의 방법에 관한 본 발명 자체는 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙인 첨부된 도면을 참조한 다음의 설명을 참고함에 의해 가장 잘 이해될 것이다.
제1도는 예컨대, 전류 변압기(14)와 같은 그런 변압기 내의 자기 코어 포화의 문제점을 극복하기 위한 피드백 생성 회로(12)를 포함하는 종래의 전류 센서(10)를 도시한다. 변압기는 공통 코어(21)상에 각각 감겨진 1차 권선(16), 2차 권선(18) 및 피드백 권선(20)을 포함한다. 2차 권선(18)의 2개의 단부 또는 단자는 각각의 접속 핀(P1및 P2)을 통해 한 쌍의 단일 극, 이중 스루(Single-Pole, Double Throw; SPDT) 샘플링 스위치(221및 222)로 구성된 제1 스위칭 유닛(22)에 접속된다. 실제적으로 스위치의 쌍은 반도체 스위칭 장치와 함께 제공되지만, 설명의 간단화를 위해 기계적인 스위치로서 도시되었다.
제1A도는 제1 스위칭 기간 동안, 스위치(221및 222)가 연산 증폭기(26)의 2개의 입력 포트 중 각각 하나의 포트에 2차 권선(18)에서 2개의 단부 중 각각 하나의 단부에 각각 접속하는 것을 도시한다. 예를 들어, 제1A도에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 기간 동안, 도트로 표시된 2차 권선 단부는 입력 저항(28)을 통해 연산 증폭기(26)의 반전 입력 포트에 접속되고, 도트로 표시되지 않은(undotted) 2차 권선 단부는 연산 증폭기(26)의 비반전 입력 포트에 접속된다. 단지 설명을 위한 것이고 제한을 두기 위한 목적이 아닌 것으로 여기에 사용된 바와 같이, 변압기(14)내의 도트 극성 규정(convention)은 다음과 같다: 전류가 2차 권선(18)과 같은 한 권선의 도트된 단부 내로 흐르는 순간에, 전류는 피드백 권선(20)과 같은 다른 권선의 도트된 단부의 외부로 흐르는 것으로 한다. 원한다면, 입력 저항(28)과 함께 피드백 캐패시터(30)는 어떤 대역 외 선호를 필터링하는 것을 허용하는 연산 증폭기(26)의 적분 연산을 제공하기 위해 선택될 수 있다.
제1B도는 제2 스위칭 기간 동안, 스위치(221및 222)가 2차 권선(18)에서 2개의 단부와 연산 증폭기(26)에서 2개의 입력 포트 사이에서, 제1A도에 도시된 접속을 각각 반전시키는 것을 나타낸다. 예를 들어, 제1B도에 도시된 바와 같이, 제2스위칭 기간 동안, 도트된 2차 권선 단부는 이제 연산 증폭기(26)의 비반전 입력 포트에 접속되고, 반면에 2차 권선(18)의 언도트된 단부는 연산 증폭기(26)의 반전 입력 포트에 접속된다.
각각의 경우에, 연산 증폭기(26)의 출력 신호는 피드백 권선(20)에 접속되고, 피드백 권선(20)의 출력 신호는 접속 핀(P4및 P3)을 통해 제2 스위칭 유닛(24)을 거쳐서 출력 증폭기(32)에 접속된다. 스위칭 유닛(24)은 한 쌍의 단일 극, 이중 스루(SPDT) 샘플링 스위치(241및 242)로 구성된다. 이미 제안한 바와 같이, 한 쌍의 스위치는 실제로 반도체 스위칭 장치와 함께 제공되지만, 설명의 간단화를 위해 기계적인 스위치로서 도시하였다.
제1A도는 제1 스위칭 기간 동안, 스위치(242)가 피드백 권선(20)의 2개의 단부 중 각각의 하나의 단부를 출력 증폭기(32)의 비반전 입력 포트에 접속시키고,스위치(241)는 연산 증폭기(26)로부터의 출력 신호를 수신하기 위해 피드백 권선(20)의 2개의 단부 중 다른 하나의 단부에 접속시키는 것을 도시한다. 예를 들어, 제1A도에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 기간 동안, 도트된 피드백 권선 단부는 연산 증폭기(26)로부터의 출력 신호를 수신하기 위해 접속되고, 언도트된 피드백 권선 단부는 출력 증폭기(32)의 반전 입력 포트에 접속된다.
제1B도는 제2 스위칭 기간 동안, 스위치(241및 242)가 피드백 권선(20)의 2개의 단부, 연산 증폭기(26)의 출력 포트와 출력 증폭기(32)의 반전 입력 포트 사이에서, 제1A도에 도시된 것과 같은 접속을 각각 반전시키는 것을 도시한다. 예를 들어, 제1B도에 도시된 바와 같이, 제2 스위칭 기간 동안, 도트된 피드백 권선 단부는 이제 출력 증폭기(32)의 반전 입력 포트에 접속되고, 반면에 피드백 권선(20)의 언도트된 단부는 연산 증폭기(26)로부터의 출력 신호를 수신하기 위해 접속된다. 출력 증폭기(32)는 각각의 접속 핀(P5및 P6) 사이에 접속된 피드백 저항(34)을 포함한다. 출력 증폭기(32)로부터의 출력 신호는, 원한다면 디지털화를 위해 아날로그-디지털(A/D) 변환기(도시되지 않음)에 쉽게 통과될 수 있는 원하는 측정 신호를 구성한다.
본 기술 분야에 숙련된 자들에게는 연산 증폭기(26) 내의 어떤 DC 오프셋 전압 성분[개략적으로 연판 증폭기(26)의 비반전 입력 포트에 접속된 진압원(Vos)으로 나타내어짐]은 제1A도 및 제1B도에서 각각의 스위칭 구성에 의해 대응 AC 신호로 변환된다. DC 오프셋 전압으로부터 유도된 AC 신호는 실질적으로 0에 가까운 DC오프셋을 효과적으로 유지하여 연산 증폭기(26)가 포화로 유도되는 것을 방지하기 위해 보상 신호를 생성하는 방식으로 연산 증폭기(26)에 다시 변압기(14)를 통해 결합된다. 제1A도 및 제1B도 각각의 화살표 방향으로 표시된 바와 같이, 제1 스위칭 기간 동안 출력 증폭기(32)로부터 전류의 흐름은 제2 기간 동안의 전류 흐름과 반대일 것이라는 것이 명백하다. 이러한 반대인 전류 흐름은 바람직하지 않게, 원하는 측정 신호의 비연속적인 극성 반전을 일으키고, 이것은 측정된 신호로부터의 이러한 비연속적인 극성 반전을 여과하거나 또는 제거하기 위해 부가적인 동기화 또는 신호 극성 "부기"가 필요하게 한다.
제2도는 본 발명에 따른 적어도 하나의 신호 인터페이스 채널을 갖는 향상된 전류 센서(100)를 도시한다. 전류 센서(100)는 원하는 측정 신호의 상술한 바람직하지 않은 극성 반전을 극복하기 위해 피드백 생성 회로(102)를 포함한다. 제2A도는 제1A도에 기술된 제1 스위칭 기간에 대응하고, 반면에 제2B도는 제1B도에 기술된 제2 스위칭 기간에 대응한다. 공통 코어(21)(제1도)가 제2도에는 도시되지 않았지만, 전류 센서(100)의 자기 결합이 제1도에서 변압기(14)에 대해 기술된 것과 같다는 것이 이해될 것이다. 피드백 생성 회로(102)는 거의 연속적인 피드백 신호를 우수하게 생성하는데, 즉 이 신호는 어떤 바람직하지 않은 극성 반전에 종속되지 않아서, 결과적으로 어떤 부가적인 동기화 또는 원하는 측정 신호의 신호 극성 "부기"를 수반할 필요가 없어진다.
스위칭 어셈블리는 제1 접속핀(P1)을 통해 연산 증폭기(110)의 제1 및 제2차동 입력 포트에 어떤 AC 신호를 통과시키기 위해 2차 권선(18)의 도트된 단부에 각각 결합되는 (제1도에 도시된 SPDT 샘플링 스위치와 같은) 제1 및 제2 입력 스위치(1041및 1042)를 포함한다. 연산 증폭기(110)는 양호하게 전체(fully) 차동 연산 증폭기, 즉 차동 입력 신호가 연산 증폭기 2개 각각의 입력 포트에 공급될 때, 2개 각각의 출력 포트에 공급된 각각의 AC 신호가 서로에 대해 실질적으로 180°이상의 위상(out-of-phase)인 연산 증폭기를 포함한다. 제2도에 도시된 바와 같이, 주어진 스위칭 기간 동안, 2개의 입력 포트 중 각각의 하나가 2차 권선(18)의 도트된 단부에 결합되고, 다른 입력 포트는 선정된 전기적인 접지에 접속된다. 스위칭 어셈블리는 또한 제2 집속 핀(P2)을 통해 피드백 신호를 통과시키기 위해 피드백 권선(20)의 도트된 단부에 연산 증폭기(110)의 제1 및 제2 차동 출력 포트를 주기적으로 결합시키는 (제1도에 도시된 SPDT 7샘플링 스위치와 같은) 출력 스위치(106)를 포함한다. 제3 접속 핀(P3)은 적절한 크기의 저항(112)을 통해 상술한 제안대로 적절한 A/D 변환기(도시되지 않음)로 측정 신호를 통과시키기 위해 편리하게 접속된다.
본 기술 분야의 숙련된 자들에게는 연산 증폭기(110)의 어떤 DC 오프셋 전압 성분이 제2A도 및 제2B도의 각각의 스위칭 구성에 의해 대응하는 AC 신호로 변환된다는 것이 명백할 것이다. DC 오프셋 전압으로부터 유도된 AC 신호는 DC 오프셋을 실질적으로 거의 0으로 효과적으로 유지하여, 연산 증폭기(110)가 포화로 구동되는 것을 방지하기 위해 보상 신호를 생성하는 방식으로 연산 증폭기(110)에 다시 변압기(14)(제1도)를 통해 결합된다. 제2A도 및 제2B도에 각각 화살표 방향으로 표시된 바와 같이, 스위칭 기간에 관계없이 피드백 권선을 통한 전류의 흐름이 단방향이라는 것 또한 명백할 것이다. 본 발명의 중요한 장점에 따라, 이 단방향 전류 흐름은 원하는 측정 신호의 비연속적인 극성 반전을 편리하게 소거하여 제1도의 전류 센서에 필요한 것과 같은, 부가적인 동기화 또는 신호 극성 "부기"를 피할수 있다. 본 발명의 다른 장점에서, 피드백 생성 회로(102)는 제2도의 한 신호 인터페이스 채널을 접속핀(P1, P2및 P3)과 같은 3개의 접속 핀만을 사용하는 핀세트를 포함하는 단일 반도체 집적회로 칩으로서 구성될 수 있다. 이것은 제1도와 관련하여 기술된 종래 기술의 전류 센서에 사용된 6개의 핀에 비해 상당히 감소한 것이다. 이러한 핀 감소는 각각의 부가적인 하나의 인터페이스 채널이 채널마다 3개의 접속 핀만을 필요로 하여 집적회로 칩 내에 부가적인 인터페이스 채널을 포함하는 것을 허용한다.
제3도는 전류 센서(100)의 다른 전형적인 실시예를 도시한다. 제3A도는 제1A도 및 제2A도와 관련하여 기술된 제1 스위칭 기간에 대응하고, 반면에 제3B도는 제1B도 및 제2B도와 관련하여 기술된 제2 스위칭 기간에 대응한다. 이 실시예에서, 연산 증폭기(110)는 연산 증폭기(110)에 응답하는 원하는 주파수를 제공하기 위해 선택된 각각의 값을 갖는 피드백 캐패시터(120) 및 입력 저항(122)과 같은 피드백 캐패시터 수단을 포함한다. 예를 들어, 주파수 응답은 피드백 생성 회로의 대체로 안정한 동작을 제공하기 위해 편리하게 보상될 수 있다. 추가적으로, 이실시예는 제2 접속 핀(P2)과 출력 스위치(106) 사이에 버퍼 증폭기(124)를 포함할 수 있다. 캐패시터(130)는 버퍼 증폭기(124)의 비반전 단자에 접속된 하나의 단자 및 접지에 접속된 다른 단자를 갖는다. 제3도에 도시된 부가적인 구성요소는 어떤 특정 설계 구현에 따라 피드백 생성 회로의 전체 안정성을 향상시키기 위한 종래의 수단을 구비한다.
전류 센서의 신호를 보상하는 방법은 자기 코어를 사용하여 1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 자기적으로 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 거의 연속적인 피드백 신호가 생성되어, 자기 플럭스를 실질적으로 거의 0으로 효과적으로 유지하기 위한 피드백 권선에 공급된다. 보상 AC 신호는 DC 오프셋 전압으로부터 생성된다. 보상 신호는 자기 코어를 통해 선정적으로 결합되게 된다. 거의 연속적인 피드백 신호를 생성하는 단계는 제1 및 제2 차동 입력 포트, 및 제1 및 제2 차동 출력 포트를 갖는 연산 증폭기를 동작시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, 제1 스위칭 기간 동안, 제1 입력 포트[예를 들어, 연산 증폭기(110)의 반전 입력 포트]는 도트된 단부를 통해 2차 권선에 결합되고, 반면에 제2 입력 포트[예를 들어, 연산 증폭기(110)의 비반전 입력 포트]는 선정된 전기적 접지에 결합된다.
반대로, 제2 스위칭 기간 동안, 제1 입력 포트는 선정된 전기적 접지에 결합되고, 반면에 제2 입력 포트는 도트된 2차 권선 단부에 결합된다. 연산 증폭기를 동작시키는 단계는 제1 스위칭 기간 동안 제1 출력 포트[예를 들어, 출력 스위치(106)에 접속된 제2A도에 도시된 출력 포트]를 그것의 도트된 단부를 통해피드백 권선에 결합하는 단계, 및 제2 스위칭 기간 동안 제2 출력 포트[예를 들어, 출력 스위치(106)에 접속된 제2B도에 도시된 출력 포트]를 그것의 도트된 단자를 통해 피드백 권선에 결합하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 특정한 특징이 기술 및 도시되었지만, 많은 변형, 대체, 변화 및 등가적인 방법의 변형이 본 기술 분야의 숙련된 자들에게는 가능할 것이다. 그러므로, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 모든 이러한 변형 및 변화를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1A도 및 제1B도는 각각 제1 및 제2 스위칭 구성에 관한 종래 기술의 전류센서의 개략도.
제2A도 및 제2B도는 각각 제1 및 제2 스위칭 구성에 관한 본 발명의 한 전형적인 실시예에 따른 전류 센서의 개략도.
제3A도 및 제3B도는 각각 제1 및 제2 스위칭 구성에 관한 본 발명의 다른 전형적인 실시예에 따른 전류 센서의 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
14 : 변압기 16 : 1차 권선
18 : 2차 권선 20 : 피드백 권선
100 : 전류 센서 102 : 피드백 생성 회로
106 : 출력 스위치 110 : 연산 증폭기
112, 122 : 저항 130 : 캐패시터

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 신호 인터페이스 채널을 갖는 전류 센서에 있어서,
    1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 갖는 변압기;
    상기 1차 권선, 상기 2차 권선 및 상기 피드백 권선을 자기적으로 결합하기 위한 자기 코어; 및
    임의의 극성 반전에 대해 자유롭고 상기 자기 코어 내의 플럭스를 실질적으로 거의 0으로 유지하는데 효과적인 피드백 신호를 상기 피드백 권선에 공급하기 위해 상기 2차 권선 내에서 AC 신호에 응답하는 피드백 생성 회로를 포함하고, 상기 피드백 생성 회로는,
    제1 차동 입력 포트, DC 오프셋 전압이 나타날 수 있는 제2 차동 입력 포트 및 제1, 제2 차동 출력 포트를 갖는 연산 증폭기; 및
    상기 제1 및 제2 차동 출력 포트에 상기 피드백 권선을 결합하고 보상 AC 신호를 생성하기에 적합한 스위칭 어셈블리
    를 포함하되, 상기 보상 AC 신호는 상기 DC 오프셋 전압으로부터 상기 1차 및 2차 권선을 통해 상기 연산 증폭기의 상기 제1 및 제2 차동 입력 포트에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 어셈블리는,
    제1 스위칭 기간 동안 상기 제1 입력 포트를 상기 2차 권선에 그리고 상기제2 입력 포트를 선정된(predetermined) 전기적 접지에 각각 결합하고, 제2 스위칭 기간 동안 상기 제2 입력 포트를 상기 2차 권선에 그리고 상기 제1 입력 포트를 상기 선정된 전기적 접지에 각각 결합하기 위한 제1 및 제2 입력 스위치; 및
    상기 제1 스위칭 기간 동안 상기 제1 출력 포트를 상기 피드백 권선에 결합 하고, 상기 제2 스위칭 기간 동안 상기 제2 출력 포트를 상기 피드백 권선에 결합하기 위한 출력 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 피드백 생성 회로는 단일 모놀리스의 전자 집적회로 칩(a single monolithic electronic integrated circuit chip)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 집적회로 칩은 상기 하나의 신호 인터페이스 채널용 3개의 접속 핀을 포함하는 핀세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 3개의 접속 핀 중 제1 접속 핀은 상기 2차 권선 내에 AC 신호를 통과시키기 위해 접속되고, 상기 3개의 접속 핀 중 제2 접속 핀은 상기 피드백 권선 내에 피드백 신호를 통과시키기 위해 접속되며, 상기 3개의 접속 핀 중 제3 접속 핀은 선정된 측정 신호를 통과하기 위해 접속되는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  6. 제4항에 있어서, 상기 연산 증폭기는 상기 연산 증폭기의 선정된 보상 주파수 응답을 위한 피드백 캐패시터를 갖는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나의 신호 인터페이스 채널과 실질적으로 유사한 각각의 부가적인 신호 인터페이스 채널을 더 포함하며, 상기 집적회로 칩은 각각의 부가적인 신호 인터페이스 채널마다 세 개의 접속 핀을 포함하는 각각의 부가적인 핀세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  8. 제1항에 있어서, 상기 피드백 생성 회로는 단일 모놀리스의 전자 집적회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  9. 공통 자기 코어를 통해 각각 서로 자기적으로 결합되는 1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 갖는 각각의 변압기를 포함하는 하나의 신호 인터페이스 채널을 갖는 전류 센서에서,
    임의의 극성 반전에 대해 자유롭고 상기 자기 코어 내의 플럭스를 실질적으로 거의 0으로 유지하는데 효과적인 상기 피드백 신호를 상기 피드백 권선에 공급하기 위해 상기 2차 권선 내에서 AC 신호에 응답하는 피드백 생성 회로에 있어서,
    제1 차동 입력 포트, DC 오프셋 전압이 나타날 수 있는 제2 차동 입력 포트 및 제1, 제2 차동 출력포트를 갖는 연산 증폭기; 및
    상기 DC 오프셋 전압으로부터 보상 AC 신호 -상기 보상 AC 신호는 상기 1차 및 2차 권선을 통해 상기 연산 증폭기에 결합됨- 를 생성하기에 적합한 스위칭 어셈블리
    를 포함하되, 상기 스위칭 어셈블리는,
    제1 스위칭 기간 동안 상기 제1 입력 포트를 상기 2차 권선에 그리고 상기 제2 입력 포트를 선정된(predetermined) 전기적 접지에 각각 결합하고, 제2 스위칭 기간 동안 상기 제2 입력 포트를 상기 2차 권선에 그리고 상기 제1 입력 포트를 상기 선정된 전기적 접지에 각각 결합하기 위한 제1 및 제2 입력 스위치; 및
    상기 제1 스위칭 기간 동안 상기 제1 출력 포트를 상기 피드백 권선에 결합하고, 상기 제2 스위칭 기간 동안 상기 제2 출력 포트를 상기 피드백 권선에 결합하기 위한 출력 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 생성 회로.
  10. 제9항에 있어서, 단일 모놀리스의 전자 집적회로 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 생성 회로.
  11. 제10항에 있어서, 상기 집적회로 칩은 상기 하나의 신호 인터페이스채널용 3개의 접속 핀을 포함하는 핀세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 생성 회로.
  12. 제11항에 있어서, 상기 3개의 접속 핀 중 제1 접속 판은 상기 2차 권선 내에 AC 신호를 통과시키기 위해 접속되고, 상기 3개의 접속 핀 중 제2 접속 핀은 상기 피드백 권선 내에 피드백 신호를 통과시키기 위해 접속되며, 상기 3개의 접속 핀 중 제3 접속 핀은 선정된 측정 신호를 통과하기 위해 접속되는 것을 특징으로 하는 피드백 생성 회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 집적회로 칩은 상기 전류 센서 내에 각각의 부가적인 신호 인터페이스 채널을 위해 각각의 부가적인 피드백 생성 회로를 포함하고, 각각의 부가적인 신호 인터페이스 채널마다 세 개의 접속 핀을 포함하고 있는 각각의 부가적인 핀세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 생성 회로.
  14. 제13항에 있어서, 상기 연산 증폭기는 상기 연산 증폭기의 선정된 보상 주파수 응답을 위해 적어도 하나의 피드백 캐패시터를 갖는 것을 특징으로 하는 피드백 생성 회로.
  15. 전류 센서 내의 신호 보상 방법에 있어서,
    1차 권선, 2차 권선 및 피드백 권선을 자기적으로 결합하는 단계;
    임의의 극성 반전으로부터 자유롭고 상기 피드백 권선에 공급되며, 제1 차동 입력 포트, DC 오프셋 전압이 나타나는 제2 차동 입력 포트 및 상기 피드백 신호가 생성되는 제1 및 제2 차동 출력 포트를 갖는 연산 증폭기를 동작시킴에 의해 자기적 플럭스를 실질적으로 거의 0으로 유지하는데 효과적인 피드백 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 DC 오프셋 전압으로부터 보상 AC 신호를 생성하는 단계
    를 포함하되, 상기 보상 신호는 상기 1차 및 2차 권선을 통해 상기 연산 증폭기의 상기 제1 및 제2 차동 입력 포트에 선정적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전류 센서 내의 신호 보상 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 연산 증폭기를 동작시키는 상기 단계는 제1 스위칭 기간 동안 상기 제1 입력 포트를 상기 2차 권선에 결합시키고 상기 제2 입력 포트를 선정된 전기적 접지에 결합시키는 단계, 및 제2 스위칭 기간 동안 상기 제2 입력 포트를 상기 2차 권선에 그리고 상기 제1 입력 포트를 상기 선정된 전기적 접지에 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 내의 신호 보상 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 연산 증폭기를 동작시키는 상기 단계는 상기 제1 스위칭 기간 동안 상기 제1 출력 포트를 상기 피드백 권선에 결합시키는 단계, 및 상기 제2 스위칭 기간 동안 상기 제2 출력 포트를 상기 피드백 권선에 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 내의 신호 보상 방법.
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