KR101807689B1 - 모듈화 된 전기 에너지 계측 장치 - Google Patents

모듈화 된 전기 에너지 계측 장치 Download PDF

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Abstract

전력 인입점의 전압정보를 획득하며 하나 이상의 모듈에 연결되어 상기 전압정보를 전달하는 전압센싱부와 하나 이상의 모듈에 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된 전원 모듈 및 상기 전력 인입점으로 인가되는 전력의 배전방식에 따라 구성되고, 각 구성 별로 코드 값을 가지며 상기 코드 값에 따라 상기 전압정보를 전압 값으로 사용할지 여부와 하나 이상의 모듈의 정상 작동을 판단할 때 사용할지 여부의 전압정보 이용 방법을 결정하는 계측 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치가 개시된다.

Description

모듈화 된 전기 에너지 계측 장치 {modularity of energy measuring apparatus}
본 발명은 전기 에너지 계측 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모듈화되어 각 모듈을 사용 환경 등에 따라 선택적으로 조립하여 구성할 수 있는 모듈화 된 에너지 계측 장치에 관한 것이다.
최근 이상 기후 현상과 산업 발전의 영향으로 전 세계적으로 블랙아웃 발생 위험성이 높아지는 등 전력사용량에 관심과 제어의 필요성이 높아지고 있다. 전기 낭비를 줄이며 현명하게 전기기기를 사용하기 위해서는 전기 에너지 사용량 파악, 수요량 예측 등이 필요하다. 이에 따라, 전기기기 등의 에너지 사용 정보를 추출하는 연구가 다양하게 수행되고 있다.
종래 기술은 에너지 계측 장치를 가정 내의 콘센트에 끼우는 방식인지 분전함에 설치하는 방식인지에 따라 제품을 달리 설계 하고, 또한 분전함에 설치하는 방식도 분전함의 배전방식에 따라 설계를 달리 하여야 하여, 제품의 제작에 있어 비효율적인 문제점이 있었다.
또한, 수요자 입장에서도 사용 환경에 따른 보다 다양한 제품을 선택할 수 있어야 할 필요성이 있었다.
본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하려는 것으로서, 에너지 계측 장치를 모듈화하여 중복되는 기능과 설계를 최소화 하고 사용 환경에 따라 해당 모듈을 조립하여 제작할 수 있어 자원 활용 및 비용 측면에서 효율성이 높아진 전기 에너지 계측 장치를 제공하고자 함을 목적으로 한다.
또한, 모듈화로 인하여 다양한 제품을 보다 용이하게 제작하게 되어 수요자에게 사용 환경에 따른 제품 선택권을 넓혀주고자 한다.
상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명은 전력 인입점의 전압정보를 획득하며 하나 이상의 모듈에 연결되어 상기 전압정보를 전달하는 전압센싱부와 하나 이상의 모듈에 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된 전원 모듈 및 상기 전력 인입점으로 인가되는 전력의 배전방식에 따라 구성되고, 각 구성 별로 코드 값을 가지며 상기 코드 값에 따라 상기 전압정보를 전압 값으로 사용할지 여부와 하나 이상의 모듈의 정상 작동을 판단할 때 사용할지 여부의 전압정보 이용 방법을 결정하는 계측 모듈을 포함한다.
상기 모듈화 전기 에너지 계측 장치는 전력정보를 획득하는 센서 모듈을 더 포함하고, 상기 계측 모듈은 상기 코드 값, 상기 전압정보 및 상기 전력정보 중 적어도 하나를 이용하여 에너지 관련정보를 획득할 수 있다.
상기 코드 값은 상기 에너지 관련 정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는데 사용될 수 있다.
상기 계측 모듈은 상기 코드 값 또는 상기 에너지 관련정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는 프로세서부를 더 포함할 수 있다.
상기 계측 모듈은 상기 전압정보를 이용하여 상기 모듈화 전기 에너지 계측 장치의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다.
하나 이상의 모듈로부터 획득된 데이터 또는 외부로부터 발송된 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 모듈화 전기 에너지 계측 장치는 하나 이상의 모듈로부터 획득된 데이터 또는 외부로부터 발송된 데이터를 표시하는 디스플레이 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 모듈화 전기 에너지 계측 장치는 연결된 부하기기의 전원 상태를 변경시키는 전원 제어 모듈을 더 포함할 수 있다,
일 실시 예에 따른 모듈화 에너지 계측 장치는 기능 별 또는 회로 별로 독립된 모듈로 구성하고 사용 환경에 따라 해당 모듈을 선택적으로 조립함으로써 중복되는 회로 설계를 최소화 하여 자원 낭비와 설계의 복잡화를 막고 비용을 저렴화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 모듈화 에너지 계측 장치는 사용 환경에 따라 달라지는 회로 설계 부분을 모듈화 하고, 추가적인 기능을 갖는 회로 설계 부분을 모듈화 하여 해당 모듈을 사용 환경과 사용 목적에 따라 선택적으로 조립할 수 있게 함으로써 수요자에게 제품 선택권을 넓혀주는 효과를 가진다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 모듈화 에너지 계측 장치 구성의 블록도이다.
도 2 내지 4는 일 실시 예에 따른 전압정보의 이용 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 유효 에너지 정보를 획득하는 과정을 설명하는 순서도이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 모듈화 에너지 계측 장치 구성의 블록도이다.
전원 모듈(100)은 전력 인입점의 전압정보를 획득하며 하나 이상의 모듈에 연결되어 전압정보를 전달하는 전압센싱부(110)와 하나 이상의 모듈에 전원을 공급하는 전원공급부(120)로 구성된다.
전원 모듈(100)의 회로는 기본적으로 단일하게 설계될 수 있다. 즉, 동일 전원 모듈(100)을 다양한 제품에 조립하여 사용할 수 있다. 이로 인하여 모듈화 에너지 계측 장치 제작 시 자원 활용 및 비용 측면에서 효율성을 높이는 효과가 있다.
전원 모듈(100)의 설계 시에 허용되는 입력 전압의 범위와 입력 주파수의 범위는 아래 표 1과 같을 수 있다. 해당 입력 전압의 범위와 주파수의 범위에서 사용이 가능한 전원 모듈(100)은 전력 인입점으로 인가되는 전력의 배전 방식 등의 사용 환경에 관계 없이 통상적인 모든 경우에 사용이 가능할 수 있다. 뿐만 아니라,표 1의 입력 전압의 범위와 주파수의 범위는 예시일 뿐이며 범위가 벗어나거나 일부 일치하지 않는 경우에도 동일한 원리에 따라 구현될 수 있다. 예컨대, 다른 제품이 입력 전압의 범위가 180~240Vac이거나, 80~140Vac 또는 180~277Vac인 경우에도 동일한 원리에 따라 구현될 수 있다.
전원공급부(120)는 계측 모듈, 통신 모듈, 기타 다른 모듈에서 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전압센싱부(110)는 전력 인입점에서 획득한 전압정보의 값을 계측 모듈, 통신 모듈, 기타 다른 모듈에 전달 할 수 있다. 전압정보란 전원 모듈(100)의 전력 인입점에서 전압을 검출한 값이 될 수 있다. 연결되는 부하 또는 분전함의 배전 방식에 따라 전력 인입점에서 검출하는 전압정보의 지점은 아래 표 1과 같을 수 있다. 예를 들어, 단상 2선식이나 가정 내 콘센트에 연결하는 경우 분전함이나 콘센트의 L상과 N상 간의 AC전원을 전원 모듈의 전력 인입 포트에 연결할 수 있다. 단상 3선식과 2상 3선식의 경우 L1상과 L2상 간의 AC전원을 전원 모듈의 전력 인입 포트에 연결할 수 있다. 3상 3선식 또는 3상 4선식의 경우 3곳의 3상 전압 중 1군데의 상간의 AC전원을 전원 모듈(100)의 전력 인입 포트에 연결할 수 있다
배전방식 전압 정보 입력 전압 주파수
단상 2선식
/가정 콘센트		 L-N 상간 전압

85Vac~264Vac

47~64Hz
단상 3선식 L1-L2 상간 전압
2상 3선식 L1-L2 상간 전압
3상 3선식 R, S, T 간의 상간 전압 중 1곳
3상 4선식 (R, S, T 중 1곳) 과 N 상간 전압
전압센싱부(110)는 전원 모듈로 인입되는 전압의 포트에 연결되어 값을 획득하므로, 추가로 입력 전압 포트가 필요하지 않다.
경우에 따라서 전원 모듈(100)은 모듈화 에너지 계측 장치가 설치되는 방법에 따라서 다르게 제작할 수도 있다. 이러한 경우 회로 설계는 동일하고, 외부 케이스나 외관이 바뀌는 경우에 해당할 수 있다. 가정 내 콘센트에 연결하는 경우에는 전력 인입점 부분을 플러그 방식으로 형성하여 콘센트에 용이하게 연결할 수 있다. 분전함에 연결되는 방식의 경우에는 분전함에 최적화된 방식으로 형성하여 용이하게 연결할 수 있다.
계측 모듈(200)은 전력 인입점으로 인가되는 전력의 배전방식에 따라 구성된다. 배전방식으로는 단상 2선식, 단상 3선식, 2상 3선식, 3상 3선식, 3상 4선식 등이 있을 수 있다. 여기서, 가정 내에서 콘센트에 연결되는 경우는 단상 2선식이라 할 수 있다. 계측 모듈(200)은 각 배전방식마다 구분되어 설계될 수 있다. 이렇게 설계된 경우 각 계측 모듈은 고유의 코드 값(200a)을 가진다. 코드 값(200a)은 모든 배선 방식 마다 다르게 할 수도 있고, 기준에 따라 분류하여 다르게 할 수도 있다. 예컨대, 단상 2선식은 제 1코드, 단상 3선식과 2상 3선식은 제 2코드, 3상 3선식과 3상 4선식은 제 3코드와 같이 코드 값(200a)을 지정할 수 있다. 코드 값(200a)은 계측 모듈(200)을 제작할 때 기 설정된 값이거나 모듈화 에너지 계측 장치 설치 시에 사용자가 설정하거나 통신 모듈(400)을 통하여 수신되는 값이 설정될 수도 있다.
도 2 내지 4는 일 실시 예에 따른 전압정보의 이용 방법을 설명하는 순서도이다. 전압정보의 이용 방법은 계측 모듈(200)에서 결정한다. 먼저, 코드 값(200a)을 인식한다(S202). 코드 값(200a)에 따라 전압정보의 이용 방법을 결정한다(S204).
이용 방법으로는 다른 모듈에서 전압 센서를 별도로 구비하여 전압 값을 획득하지 않고 전원 모듈의 전압정보를 그대로 받아 전압 값으로 사용할 수 있는 방법과 하나 이상의 모듈의 정상 작동을 판단할 때 사용할 수 있는 방법이 있다. 반드시 한가지 방법으로만 이용 방법이 결정되는 것은 아니고 두 가지 방법 모두에 사용되게끔 결정되거나 경우에 따라서는 두 가지 방법 모두에 사용되지 않게 결정될 수도 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전압정보를 하나 이상의 모듈의 정상 작동을 판단할 때 사용하는 방법의 흐름을 설명한 순서도이다. 전압정보를 별도 획득된 전압 값과 비교한다(S206). 별도 획득된 전압 값이란 센서 모듈(300)에 구성된 전압 센서 등에 의하여 획득된 전압 값이 될 수 있고, 계측 모듈에 구성된 전압 센서 등에 의해서 획득될 수도 있다. 비교를 통하여 모듈화 에너지 계측 장치를 이루는 모듈의 정상 작동 여부를 판단한다(S208). 단상 3선식, 2상 3선식, 3상 3선식, 3상 4선식에 사용되는 모듈화 에너지 계측 장치의 경우에는 전압정보와 다른 모듈에서 별도의 전압 센서를 이용하여 획득한 전압 값을 함께 이용하여 모듈화 전기 에너지 계측 장치의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다. 정상 작동 판단 과정은 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 단상 3선식의 경우 전력 인입점에서 L1과 L2 상간의 전압 값을 전압정보로 획득하게 된다. 정확한 전압 값을 계측하기 위해서는 L1과 중성점 간의 전압과 L2와 중성점 간의 전압 계측이 필요하다. 계측 모듈에서 L1과 중성점 간의 전압 값과 L2와 중성점 간의 전압 값의 합을 전압정보와 비교하여 동일할 경우 정상 작동이라고 판단하고, 동일하지 않을 경우 이상 작동이라고 판단할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전압정보를 전압 값으로 사용하는 방법의 흐름을 설명한 순서도이다. 전압정보를 전압 값으로 사용하도록 결정되면, 전압정보를 전압 값으로 인식한다(S210). 예를 들어, 전압정보는 단상 2선식 또는 가정 내 콘센트에 연결되는 방식에 사용되는 계측 모듈(200)에 따른 코드 값(200a)을 가지는 경우, 추가적으로 계측 모듈(200)에서 전압 값을 검출할 필요 없이 해당 전압정보를 그대로 계측 모듈(200)에서 사용하게 할 수 있다. 전압정보를 전압 값으로 사용하지 않는 경우가 있는 경우는 보다 정확한 전압 값을 얻기 위해서일 수 있다. 예를 들면, 정확한 전압 값을 계측하기 위해서 단상 3선식, 2상 3선식의 경우 L1과 중성점 간의 전압과 L2와 중성점 간의 전압 계측이 필요할 수 있다. 3상 3선식의 경우 R상과 S상간의 전압을 전력 인입점에 연결하였을 때에는, R상과 T상, S상과 T상간의 전압 계측이 필요할 수 있다. 3상 4선식의 경우, R상과 중성점의 전압을 전력 인입점에 연결하였을 때에는 정확한 전압 계측을 위하여 S상과 중성점, T상과 중성점 간의 전압 계측이 필요할 수 있다.
다음으로, 전압 값에 해당하는 전압정보를 이용하여 에너지 관련정보를 획득하는 과정을 수행하게 된다(S212). 에너지 관련정보를 획득하는 과정에 대한 보다 구체적인 내용은 이하 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 유효 에너지 정보를 획득하는 과정을 설명하는 순서도이다. 먼저 계측 모듈(200)은 코드 값(200a), 전압정보, 전력정보를 획득한다(S302). 전력정보란 전압, 전류, 주파수 등을 포함하는 가공되지 않은 데이터를 의미할 수 있다. 전력정보는 센서 모듈(300)에 구성되어 있는 각종 센서들로부터 획득한 값을 의미한다. 계측 모듈(200)은 코드 값(200a), 전압정보 및 전력정보 중 적어도 하나를 이용하여 에너지 관련정보를 획득할 수 있다(S304). 에너지 관련정보란 전력사용량 등을 포함하는 알고리즘으로부터 추정하여 얻어지는 계산된 데이터를 의미할 수 있다. 이 과정에서 전압정보를 이용하게 되는 경우가, 도 4와 같이 전압정보를 전압 값으로 사용하게 될 경우에 해당한다. 전압정보를 전압 값으로 사용하지 않는 경우에는, 센서 모듈(200)에서 획득한 전력정보에 포함된 전압 값을 사용할 수 있다.
코드 값(200a)은 에너지 관련정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는데 사용될 수 있다. 유효 에너지 정보란 사용자의 사용 환경, 사용 목적, 사용 패턴 등에 따라 필요로 하는 에너지 관련 정보 또는 에너지 관련 정보로부터 알고리즘을 통하여 얻어진 값으로 연결된 개별 부하의 에너지 사용량, 시간대별 에너지 사용량 또는 예측 사용량 등을 의미한다.
에너지 관련정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는 과정은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 계측 모듈(200)은 코드 값(200a) 또는 에너지 관련정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는 프로세서부(210)를 더 포함할 수 있다. 계측 모듈(200)에 프로세서부(210)가 더 포함된 경우에는 계측 모듈 내에서 프로세서부(210)가 코드 값(200a)을 인식하여 코드 값(200a)에 따라 에너지 관련 정보를 가공하여 유효 에너지 정보를 획득할 수 있다.
계측 모듈(200)에 프로세서부(210)가 포함되지 않거나 프로세서부(210)를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하지 않는 경우에는 코드 값(200a)을 에너지 관련정보와 함께 통신 모듈(400) 등을 통하여 외부로 송신할 수 있다. 외부의 프로세서 등을 통하여 유효 에너지 정보를 획득할 수 있다.
모듈화 전기 에너지 계측 장치는 전력정보를 획득하는 센서 모듈(300)을 더 포함할 수 있다. 전력정보는 전압, 전류, 주파수 등을 포함하는 비가공된 데이터를 의미한다. 센서 모듈(300)은 전류 센서, 전압 센서 등으로 구성될 수 있으며, 전원 모듈(100)로부터 전원을 인가 받아 작동될 수 있고, 센서 모듈(300)에서 획득한 전력정보는 계측모듈(200) 등의 모듈에서 그 값을 전달 받아 이용할 수 있다.
모듈화 전기 에너지 계측 장치는 하나 이상의 모듈로부터 획득된 데이터 또는 외부로부터 발송된 데이터를 송수신하는 통신 모듈(400)을 더 포함할 수 있다. 통신은 유선 또는 무선으로 할 수 있으며, 유선 통신인지 무선 통신인지에 따라 통신 모듈(400)의 설계를 달리 할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신의 경우 무선 통신이 가능한 안테나 등을 포함하여 통신 모듈(400)을 설계할 수 있다. 경우에 따라 유선통신과 무선통신이 모두 가능한 통신 모듈(400)을 설계할 수 있다.
모듈화 전기 에너지 계측 장치는 하나 이상의 모듈로부터 획득된 데이터 또는 외부로부터 발송된 데이터를 표시하는 디스플레이 모듈(500)을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(500)은 사용자가 원하는 정보를 보다 알아보기 쉽게 나타낼 수 있는 효과가 있다. 디스플레이 모듈(500)은 전원 모듈(100)로부터 전원을 인가 받을 수도 있고 외부 전원에 연결되어 전원을 인가 받을 수도 있다.
모듈화 전기 에너지 계측 장치는 연결된 부하기기의 전원 상태를 변경시키는 전원 제어 모듈(600)을 더 포함할 수 있다. 전원 제어 모듈(600)에서 전원 상태를 변경시키는 기능을 릴레이로 구성하게 될 경우, 모듈화 에너지 계측 장치 자체의 인입 전원은 영향을 받지 않도록 하기 위하여 전원 모듈(100)과 전원 제어 모듈(600)은 전력 인입점에서 병렬로 연결 할 수 있다. 따라서, 전원 제어 모듈(600)을 연결할 경우를 생각해서, 전원 모듈(100)을 전력 인입점에서 동 전위의 포트를 구성할 수 있다. 이 때, 전원 제어 모듈(600)을 사용하지 않을 경우에는 해당 포트를 덮개로 막게끔 구성할 수 있다.
모듈화 전기 에너지 계측 장치는 각 모듈을 사용자의 사용 환경이나 사용 목적 등에 따라 적절한 모듈을 선택하고 조립하여 구성할 수 있다. 각 모듈은 모듈 별로 독립된 제품으로 케이스를 포함하여 구성될 수 있다. 선택된 각 모듈을 연결하는 방법은 선택된 모듈의 종류, 사용자의 사용 환경 등에 따라 달라질 수 있다. 다음은 일 실시 예에 따른 각 모듈의 연결 방법을 설명한다.
전원 모듈(100)과 계측 모듈(200)을 다음과 같이 연결할 수 있다. 연결포트는 Vcc+, Vcc-, L상 센싱, N상 총 4포트로 할 수 있다. 전원공급부(120)의 출력 전원이 Vcc+, Vcc- 포트로 연결될 수 있다. 전압센싱부(110)의 경우 기준점인 N상과 L상을 연결한 L상 센싱, N상 포트로 연결될 수 있다.
계측 모듈(200)과 센서 모듈(300)의 연결은 다음과 같이 할 수 있다. 단상 2선식에 사용되는 모듈화 에너지 계측 장치에 구성된 계측 모듈(200)의 경우 전류 센서 1개가 필요하며, 전류센서 1개당 입력과 출력 2포트가 필요하므로 2포트로 연결될 수 있다.
단상 3선식 또는 2상 3선식에 사용되는 모듈화 에너지 계측 장치에 구성된 계측 모듈(200)의 경우 6포트 또는 7포트로 연결할 수 있다. 단상 3선식의 경우 L1과 중성선, L2와 중성선을 가정 내에 공급하여 주기 때문에 중성선을 기준으로 전압을 계측하는 것이 정확도가 높으며, 전류센서가 2개 필요한 것도 L1과 L2에 흐르는 전류를 따로 계측하기 위한 것이다. 2개의 센서로 1포트씩을 공통으로 합칠 경우 3포트로 개별로 연결할 경우 4포트로 연결될 수 있다. L1상, L2상, 중성선 각 한 포트씩 3포트로 연결될 수 있다.
3상 3선식에 사용되는 모듈화 에너지 계측 장치에 구성된 계측 모듈(200)의 경우 6포트로 연결할 수 있다. 3상 3선식의 경우 전류센서가 최소 2개 필요하며, 계측 값의 계산 방식에 따라 전류 센서 수가 결정될 수 있다. 전류 센서 2개를 할 경우 4포트로 연결될 수 있다. 전압 계측 역시 최소 2곳이 필요하다. S상, T상 각 한 포트씩 2포트로 연결 될 수 있다.
3상 4선식에 사용되는 모듈화 에너지 계측 장치에 구성된 계측 모듈(200)의 경우 8포트로 연결할 수 있다. 3상 4선식은 전류센서가 3개 필요하며, 전압 계측 역시 3곳을 계측할 수 있다. R상과 N상간의 전압 값을 전원 모듈에서 전달 받는 경우 계측 모듈(200)에서는 S상과 T상의 포트만 필요하다.
계측 모듈(200)과 통신 모듈(400)은 다음과 같이 연결할 수 있다. 연결포트는 총 4포트 내지 8포트 사이가 될 수 있다. Vcc+, Vcc 가 각 1포트씩 2포트이고 통신선이 2포트 내지 6포트 사이로 연결될 수 있다. 통신선은 UART, SPI, I2C등의 통신방식에 따라 2포트 내지 4포트로 연결될 수 있으며, 2개의 방식 이상의 통신방식이 사용되는 경우를 생각하여 여유분으로 2포트가 추가로 연결될 수 있다.
전원 모듈(100)과 디스플레이 모듈(500), 전원 제어 모듈(600) 등의 추가되는 모듈은 다음과 같이 연결할 수 있다. 전원 모듈(100)과 전원 제어 모듈(600)의 연결의 경우에 연결은 2~3포트로 연결될 수 있다. L상, N상 2포트와 추가로 1포트가 연결될 수 있다. 외부 디스플레이 등과 같이 전원을 인가 받을 필요가 없는 추가 모듈의 경우에는 전원 모듈(100)에서 전원을 제공 받지 않게 된다.
계측 모듈(200)과 디스플레이 모듈(500), 전원 제어 모듈(600) 등의 추가되는 모듈의 연결은 다음과 같이 할 수 있다. 연결포트는 총 4포트에서 8포트 사이가 될 수 있다. Vcc+, Vcc-, 신호선 2포트 내지 6포트가 될 수 있다. 신호선은 UART, SPI, I2C등의 통신방식에 따라 포트수가 달라져 2포트 내지 4포트가 연결될 수 있다. 신호선 중 2선은 추가모듈이 병렬로 연결될 시 모듈을 선택하여 신호를 전달하기 위한 모듈 선택용도로서 추가로 2포트가 연결될 수 있다.
디스플레이 모듈(500), 전원 제어 모듈(600) 등의 추가되는 모듈끼리의 연결은 다음과 같이 할 수 있다. 연결포트는 총 4포트 내지 8포트가 될 수 있다. Vcc+와 Vcc- 로 2포트, 신호선은 2포트 내지 6포트가 될 수 있다. 신호선은 UART, SPI, I2C등의 통신방식에 따라 포트수가 달라져 2포트 내지 4포트가 될 수 있다. 신호선 중 2선은 추가되는 모듈이 병렬로 연결될 시 모듈을 선택하여 신호를 전달하기 위한 모듈 선택용도로서 2포트가 추가로 연결될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 단상 2선식이나 가정 내 콘센트에 연결되는 경우 L상과 N상간 전원을 연결하거나, 단상 3선식과 2상 3선식의 경우 L1상과 L2상간 전원을 연결하거나, 3상 3선식의 경우 R,S,T 간의 상간 전압 중 1곳의 상간 전압을 연결하거나, 3상 4선식의 경우 R,S,T 중 1곳과 N 상간 전압을 연결하기 위한 전력 인입 포트를 가지며, 상기 전력 인입 포트에 연결되어 전력 인입점의 전압정보를 획득하며 획득된 전압정보를 연결 가능한 하나 이상의 모듈로 전달하는 전압센싱부와, 연결 가능한 하나 이상의 모듈로 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된 전원 모듈과;
    전원(Vcc+, Vcc-) 연결 포트를 통해 상기 전원공급부와 연결되고 L상과 N상 포트를 통해 상기 전압센싱부와 연결되며, 상기 전력 인입 포트에 연결되는 전력의 배전방식에 따라 서로 다른 코드 값을 가지고 구분 설계되는 계측 모듈과;
    전력정보를 획득하기 위해 필요한 하나 이상의 전류 센서를 포함하되, 상기 전력 인입 포트에 연결되는 전력의 배전방식에 맞는 수량의 전류 센서를 포함하며, 포함된 전류 센서의 수량에 맞는 포트 수를 구비하여 상기 계측 모듈과 연결되는 센서 모듈을 포함하되, 상기 계측 모듈은,
    상기 코드 값에 따라 상기 전압정보를 전압 값으로 사용할지 여부와 하나 이상의 모듈의 정상 작동을 판단할 때 사용할지 여부의 전압정보 이용 방법을 결정함을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 계측 모듈은 상기 코드 값, 상기 전압정보 및 상기 전력정보 중 적어도 하나를 이용하여 에너지 관련정보를 획득하며, 상기 에너지 관련정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는 프로세서를 포함함을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코드 값은 상기 에너지 관련정보를 이용하여 유효 에너지 정보를 획득하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 모듈은 상기 전압정보를 이용하여 상기 모듈화 전기 에너지 계측 장치의 정상 작동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 모듈로부터 획득된 데이터 또는 외부로부터 발송된 데이터를 송수신하는 통신 모듈;을 더 포함하되, 상기 통신 모듈은 Vcc+, Vcc-와 2포트 내지 6포트의 통신선 포트를 통해 상기 계측 모듈과 연결됨을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 모듈로부터 획득된 데이터 또는 외부로부터 발송된 데이터를 표시하는 디스플레이 모듈;을 더 포함하되, 상기 디스플레이 모듈은 Vcc+, Vcc-와 신호선 2포트 내지 6포트를 통해 상기 계측 모듈과 연결됨을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 연결되는 부하기기의 전원 상태를 변경시키는 전원 제어 모듈;을 더 포함하되, 상기 전원 제어 모듈은 Vcc+, Vcc-와 신호선 2포트 내지 6포트를 통해 상기 계측 모듈과 연결됨을 특징으로 하는 모듈화 전기 에너지 계측 장치.
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