KR101132884B1 - 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템, 이에 적용되는 가변 필터 및, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법 - Google Patents

전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템, 이에 적용되는 가변 필터 및, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 전원을 입력하기 위한 전원입력부, 전력선통신모뎀에 전원을 공급하기 위한 전원 출력부, 및 계측기용 출력부를 포함하는 전원 안정화 회로망, 상기 전원 안정화 회로망에 연결된 필터; 및 상기 필터에 연결된 EMI 측정기를 포함하는 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템, 이에 적용되는 가변 필터 및, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법에 관한 것이다.
전력선 통신, 전원 안정화

Description

전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템, 이에 적용되는 가변 필터 및, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법{NOISE MESUREMENT SYSTEM IN POWER STABILAZATION NETWORK, VARIALBE FILTER APPLIED IN THE SAME, AND METHOD FOR MESURING NOISE IN POWER STABILAZATION NETWORK}
본 발명은 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템, 이에 적용되는 가변 필터 및, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 특정 주파수만 감쇄시키는 필터를 이용하여 전력선통신 신호는 EMI측정기 입력범위에 동작하도록 하는 것에 관한 것이다.
전력선통신은 통신선의 추가 설치 없이 기존에 설치되어있는 전력선을 사용하여 투자비용이 저렴하고，벽면의 소켓에 플러그를 접속함으로써 간단히 통신이 가능하다는 장점 때문에 홈 네트워크, 홈 오토메이션, 원격검침, 공장 자동화 분야 등에서 가장 적합한 매체로 여겨지고 있다.
이러한 전력선통신 제품은 2005년 전파법 및 관련 법규가 재정되었다. 따라 서 모든 전력선통신 제품을 시장에 출시하기 전에 의무적으로 전자파 적합등록을 취득해야 한다. 전력선통신의 전자파 적합등록에서 전자파 장해 기준 시험 방법은 KN22, KN60에 기술되어 있다.
전력선 통신은 통상 많은 고주파수 잡음을 포함하고 있고 임피던스의 변화도 매우 크다. 이러한 잡음 및 임피던스는 시간, 장소 등에 따라 다양한 형태 및 크기로 존재한다. 따라서 이러한 잡음을 일정 수준이상으로 차폐 또는 제거하고 임피던스를 일정하게 유지하여 측정 시료에 영향을 미치지 않도록 시험환경을 구축해야 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 특정 주파수를 감쇄시키는 필터를 이용하여 전력선통신 신호가 EMI 측정기 입력범위에 동작하도록 감쇄시키고 운용금지대역의 신호는 감쇄없이 전달하여 노이즈 플로워에 영향을 미치지 않는 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템은 외부 전원을 입력받기 위한 전원입력부, 전력선통신모뎀에 전원을 공급하기 위한 전원 출력부, 및 계측기용 출력부를 포함하는 전원 안정화 회로망 및 상기 전원 안정화 회로망에 연결된 필터 및 상기 필터에 연결된 EMI 측정기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 필터는 상기 계측기용 출력부에 연결될 수도 있고, 상기 전원출력부에 연결될 수도 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 필터는 고역 통과 필터일 수도 있고 가역 필터일 수도 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 가변 필터는 상기 전원 안정화 회로망에 연결된 필터 입력부, 상기 필터 입력부에 연결된 가변 필터부, 운용금지 대역에 대한 정보를 입력하기 위한 정보 입력부, 상기 운용 금지 대역에 대한 정보에 따라, 상기 가변 필터부의 주파수를 설정하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 가변 필터는, 상기 제어부로부터의 명령에 따라 상기 운영 금지대역의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 가변 필터는 상기 EMI 측정기에 연결되는 필터 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 EMI 측정기는 감쇄기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일태양에 따르면, 상기 EMI 측정기는 최종값이 525kHz 이하에서 필터의 금지대역 감쇄율만큼 보정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예인, 전력선 통신기기에 적용되는 전원 안정화망에서 운용금지 대역을 측정하는 방법은, 상기 전원 안정화 망에 전원을 공급받는 단계, 상기 전원 안정화 망에서 출력되는 신호에 대하여 필터를 통해 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계 및 상기 노이즈가 제거된 신호가 EMI측정기에 의하여 측정되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예의 일태양에 따르면, 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계는 가변 필터를 통해 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예의 일태양에 따르면, 상기 가변 필터를 통해 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계는, 사용자입력부를 통해 상기 운용금지 대역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예의 일태양에 따르면, 상기 EMI측정기에 의하여 측정되는 단계는 상기 EMI 측정기는 최종값이 525kHz 이하에서 필터의 금지대역 감쇄율만큼 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 필터를 이용하여 전력선통신 신호만 감쇄시키기 때문에 운용금지대역에서 노이즈 플러워가 증가하지 않는다. 또한, 필터를 이용하여 특정 주파수 대역의 신호만 감쇄시키므로 운용금지대역에서 정확한 잡음의 크기를 측정할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부하는 도면과 함께 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템의 구성도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템은 전원 안정화 회로망(10), 외부 전원(20), 필터(30), EMI 측정기(40)을 포함하여 구성된다. 전원 안정화 회로망(10)은 상기 외부 전원으로부터 전원을 인가받기 위한 전원입력부(11), 및 전력선 통신모뎀(50, 60)에 전원을 공급하기 위한 전원 출력부(12) 및 계측기용 출력부(13)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 EMI 측정기(40)는 내장형 감쇄기(41)를 포함할 수 있다.
외부전원(20)은 많은 고주파수 잡음을 포함하고 있고, 임피던스 변화도 매우 크다. 이러한 잡음 및 임피던스는 시간, 장소 등에 따라, 다양한 형태와 크기로 존재한다. 이러한 잡음을 일정수준으로 차폐 또는 제거하거나 임피던스를 일정하게 유지하는 시험 환경을 구축하는 것은 매우 중요하다.
EMI 측정기(40)는 전원안정화 회로망 전원출력측의 전력선에 존재하는 전도잡음을 측정한다. EMI(40) 측정기는 최대 입력값이 존재하고, 최대 입력값 이상이 입력될 때 측정결과의 왜곡과 장비에 손상이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전원안정화 회로망(10)의 계측기용 출력부(13)과 EMI 측정기(40) 입력 사이에 필터(30)를 이용하여 입력값을 조절한다.
전력선통신 모뎀(50, 60)은 전원안정화 회로망 전원출력부(12)에 연결되고 두 모뎀이 최대 출력으로 통신하는 동안, EMI측정기(40)는 운용금지대역에서의 잡음을 측정한다.
이 때, 필터(30)는 고역 통과 필터인 것이 바람직하다. 도 2는 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 고역 필터의 예를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 고역 통과 필터는, 입력단(100)과 노드 1(110) 사이에 배치된 제 1캐패시터, 노드 1(110)과 노드 2(120)사이에 배치된 제 2 캐패시터, 노드 2(120)과 출력단(200) 사이에 배치된 제 3 캐패시터, 노드 1(110) 및 노드 2(120)와 노드 3(130) 사이 각각 배치된 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 5차 고역 필터가 이용되었으나, 이에 한정되지 않고, 사용자의 목적에 따라 고차 고역 필터가 자유 로이 이용될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 고역 필터의 특성을 나타내는 그래프이다. 도시된 바와 같이 본 발명인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 고역 통과 필터는 525KHz 이하는 감쇄시키고, 525KHz 이상은 감쇄없이 전달한다. 이러한 고역 통과 필터는 저속 전력선 통신 방식에 적합한 방식이다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 고역 필터를 이용한 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템의 특성을 나타내는 그래프이다. 도 4의 (a)는 필터(30)의 입력단에서의 특성을 나타내는 그래프이고, 도 4의 (b)는 필터(30)의 출력단에서의 특성을 나타내는 그래프이며, 도 4의 (c)는 EMI 측정기에서의 최종값을 설명하기 위한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 필터 입력에서 신호레벨은 운용금지대역 허용기준치 이하다. 도 3의 고역통과 필터를 이용하면 525kHz이하의 신호는 감쇄시키고 운용금지대역은 감쇄없이 전달시킨다. 따라서, 필터 출력에서 525kHz이하는 감쇄되고 운용금지대역은 변화가 없다. 그러므로, EMI 측정기의 최종값은 525kHz 이하에서만 필터의 금지대역 감쇄율만큼 보정한다.
본 발명은 필터를 사용하여 전력선통신 신호만 감쇄시키고 운용금지대역은 감쇄없이 전달시킨다. 이러한 방법은 전력선통신 신호만 감쇄시키기 때문에 운용금지대역의 노이즈 플로워가 증가하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 가변필터의 구성도이다. 운용금지대역은 지역과 국가에 따라 약간 다르게 적용하고 있으므로 필터의 특성이 가변적이어야 한다. 다수의 운용금지대역을 통과시키는 필터는 도 2와 같은 일반적인 수동 필터로 구성할 수 없다. 따라서, 운용금지 대역이 가변적인 경우에는 가변필터가 필요하다. 도 5에 도시된 가변 필터는 운용 금지 대역 정보 입력부(31), 필터 입력부(32), 가변 필터부(33), 제어부(34), 운용금지 대역 표시부(35) 및 필터 출력부(36)를 포함하여 구성된다. 지역과 국가에 따라 다르게 적용되는 운용금지대역을 입력하기 위하여 운용금지대역 정보 입력부(31)가 가변 필터에 내장된다. 운용금지대역은 사용자가 입력가능하고 자주 사용하는 운용금지대역은 저장 후 다시 재사용 할 수 있다. 필터 입력부(32)는 전원 안정화 회로망의 계측용 출력부(13)로부터 신호를 공급받기 위한 구성요소이다. 이 필터 입력부(32)로부터 공급된 신호는 가변필터부(33)로 제공된다. 제어부(34)는 운용금지대역 입력부(31)의 정보를 입력받아 가변필터부의 주파수를 설정하는 기능을 한다. 또한 설정된 가변필터부(33)의 주파수를 다시 측정하여 운용금지대역 정보 입력부에서 입력된 정보와 비교하여 일치되면 그 결과를 운용금지대역 상태 표시부(35)에 나타낸다. 가변필터부(33)는 제어부(34)로부터 운용금지대역을 입력받아 운용금지대역의 이득을 0dB로 하고, 운용금지대역 이외는 충분한 감쇄를 갖도록 한다. 필터 입력부는 전원안정화회로망의 계측기용 출력(13)에 연결되어 신호를 가변필터부(33)에 신호를 전달한다. 필터 출력부(36)는 EMI 측정기(40)의 입 력부에 연결되어 가변필터의 신호를 EMI 측정기(40)에 전달하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 가변필터의 특성을 나타내는 그래프이다. 도시된 바와 같이, 도 5에 도시된 가변필터는 사용자의 설정에 따라 AM 대역뿐만 아니라, 아마추어 무선 대역 또는 조난 통신용 대역에 대하여 선택적인 필터링을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법의 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 전력선 통신기기에 적용되는 전원 안정화망에서 운용금지 대역을 측정하는 방법에서는, 일단 외부 전원으로부터 상기 전원 안정화 망에 전원을 공급받는다(S1). 그 후, 상기 전원 안정화망으로부터 발생하는 신호에 대하여 필터를 통해 운용금지 대역이외의 영역을 감쇄시킨다.(S2).이 감쇄된 신호가 EMI측정기에 의하여 측정된다(S3). 또한, 보다 구체적으로는 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 감쇄하는 단계는 가변 필터를 통해 상기 운용금지 대역 이외의 영역에 대하여 감쇄시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 가변필터를 통해 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 감쇄하는 단계는, 사용자입력부를 통해 운용금지 대역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
예를 들면, 전력선통신기기류 장해방지 시험에서 전원안정화 회로망을 이용한 운용금지대역을 위한 측정방법은 필터의 위치가 전원안정화 회로망의 전원출력단과 전력선모뎀의 중간에 위치할 수 있다.
전력선통신기기류 장해방지 시험에서 전원안정화 회로망을 이용한 운용금지대역을 위한 측정방법은 필터와 외부감쇄기 또는 내장형 감쇄기를 같이 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 고역 필터의 예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 고역 필터의 특성을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 일실시예인 고역 필터를 이용한 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템의 특성을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 가변필터의 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템에 적용되는 가변필터의 특성을 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 일실시예인 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법의 흐름도.

Claims (14)

  1. 외부 전원을 입력받기 위한 전원입력부, 전력선통신모뎀에 전원을 공급하기 위한 전원 출력부, 및 계측기용 출력부를 포함하는 전원 안정화 회로망;
    상기 전원 안정화 회로망에 연결된 가변 필터; 및
    상기 가변 필터에 연결된 EMI 측정기;를 포함하며,
    상기 가변 필터는
    상기 전원 안정화 회로망에 연결된 필터 입력부;
    상기 필터 입력부에 연결된 가변 필터부;
    운용금지 대역에 대한 정보를 입력하기 위한 정보 입력부; 및
    상기 운용 금지 대역에 대한 정보에 따라, 상기 가변 필터부의 주파수를 설정하도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 필터 입력부는 상기 전원 안정화 회로망의 상기 계측기용 출력부와 연결되며, 상기 필터 출력부는 상기 EMI 측정기와 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 필터는 상기 전원출력부에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 필터는 고역 통과 필터인, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 필터는,
    상기 제어부로부터의 명령에 따라 상기 운영 금지대역의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하는, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 EMI 측정기는 감쇄기를 포함하는, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 EMI 측정기는 최종값이 상기 운용금지 대역 이외의 영역에서 필터의 금지대역 감쇄율만큼 보정하는, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템.
  11. 외부 전원을 입력받기 위한 전원입력부, 전력선통신모뎀에 전원을 공급하기 위한 전원 출력부, 및 계측기용 출력부를 포함하는 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법으로서,
    상기 전원 안정화 망에 전원을 공급받는 단계;
    상기 전원 안정화 망에서 출력되는 신호에 대하여 가변 필터를 통해 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계; 및
    상기 운용금지 대역 이외의 영역이 선택 감쇄된 신호가 EMI측정기에 의하여 측정되는 단계;를 포함하며,
    상기 가변 필터는,
    상기 전원 안정화 회로망에 연결된 필터 입력부;
    상기 필터 입력부에 연결된 가변 필터부;
    운용금지 대역에 대한 정보를 입력하기 위한 정보 입력부; 및
    상기 운용 금지 대역에 대한 정보에 따라, 상기 가변 필터부의 주파수를 설정하도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 필터 입력부는 상기 전원 안정화 회로망의 상기 계측기용 출력부와 연결되며, 상기 필터 출력부는 상기 EMI 측정기와 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계는
    가변 필터를 통해 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계를 포함하는, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가변 필터를 통해 상기 운용금지 대역 이외의 영역을 선택 감쇄시키는 단계는,
    사용자입력부를 통해 상기 운용금지 대역을 설정하는 단계를 포함하는, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 EMI측정기에 의하여 측정되는 단계는
    상기 EMI 측정기는 최종값이 상기 운용금지 대역 이외의 영역에서 필터의 금지대역 감쇄율만큼 보정하는 단계를 포함하는, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법.
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