KR101925376B1 - Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법 - Google Patents

Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101925376B1
KR101925376B1 KR1020170065246A KR20170065246A KR101925376B1 KR 101925376 B1 KR101925376 B1 KR 101925376B1 KR 1020170065246 A KR1020170065246 A KR 1020170065246A KR 20170065246 A KR20170065246 A KR 20170065246A KR 101925376 B1 KR101925376 B1 KR 101925376B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
noise
analog
ground noise
digital
Prior art date
Application number
KR1020170065246A
Other languages
English (en)
Inventor
김근영
안강순
오용승
Original Assignee
주식회사 윌링스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 윌링스 filed Critical 주식회사 윌링스
Priority to KR1020170065246A priority Critical patent/KR101925376B1/ko
Priority to PCT/KR2017/005584 priority patent/WO2018216840A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101925376B1 publication Critical patent/KR101925376B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/08—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M2201/64—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치는, 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 신호 입력부; 상기 신호 입력부에 입력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 AD 컨버터; 및 상기 AD 컨버터에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 각각 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호를 연산하여 상기 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 노이즈 제거부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, AD 컨버터의 입력 핀 중 하나를 그라운드 노이즈 신호를 입력받아 나머지 핀들에 입력된 센서들의 디지털 출력 신호와 각각 결합하여 센서신호에 포함된 그라운드 노이즈를 별도로 입력받은 그라운드 노이즈 신호를 이용하여 캔슬링되도록 하여 그라운드 노이즈를 제거할 수 있다.

Description

AD 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법{Noise Cancelling Apparatus for AD convertor and the method thereof}
본 발명은 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법에 관한 것으로, 특히 AD 컨버터의 입력 핀 중 하나를 그라운드 노이즈 신호를 입력받아 나머지 핀들에 입력된 센서들의 디지털 출력 신호와 각각 결합하여 센서에 포함된 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하여 그라운드 노이즈를 제거하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법에 관한 것이다.
최근 들어 전력계통에서 비선형 부하 및 시변 부하의 광범위한 사용 증가와 태양광 발전, 풍력 발전 등과 같은 분산 전원(Distributed Generation)의 증대로 전력품질(Power Quality)에 대한 관심이 집중되고 있다.
이러한 부하 및 분산 전원은 전력품질에 영향을 주는 전력 외란(Sag, Swell, Harmonics, Transient)을 증가시키고, 전력 시스템의 오동작 및 전자기기의 과열, 전자기기의 수명 단축을 초래할 수 있다. 따라서 전력품질의 중요성이 그 어느 때 보다도 중요시되고 있다.
전력품질의 관심 증대와 함께 이를 저해하는 또 하나의 요소인 공통 모드 노이즈(Common mode noise)도 중요한 관심사항 중 하나가 되고 있다. 공통 모드 노이즈는 산업현장에서 사용되는 많은 전자기기들에 영향을 주어 다양한 문제들을 초래하고 있다.
특히, 전력신호의 송수신에서 공통 모드 노이즈로 인한 신호의 왜곡이 발생하여 전자기기들의 오동작 우려가 있고, 신호의 부 정확성으로 인한 제품 신뢰도를 저하 시킬 수 있다. 이는 전력 배전 계통에 사고를 초래할 수 있는 원인을 제공한다.
종래 기술에 따른 전력 공급 배전 시스템은 다양한 계측 신호 또는 진단 신호를 출력하는 전압/전류 신호 발생 장치와 AD 컨버터 및 계측된 신호에 대한 제어를 수행하는 MCU를 포함하게 된다.
이러한, AD 컨버터는 전압/전류 신호 발생 장치로부터 계측 신호 또는 진단 신호를 받아 AD 신호 변환을 수행하여 MCU에 전달할 수 있다.
종래의 AD 컨버터는 전압/전류 신호 발생 장치에 직접 연결되어 있음에 따라 오프셋 및 공통 모드 노이즈 성분이 유입되면 원신호에 영향을 미쳐 신호가 왜곡되어 정밀한 계측값을 없을 수 없는 우려가 있다. 또한, 신호의 부정확성으로 인해 제품 신뢰도가 저하되고 오동작의 우려가 있다.
따라서, 이러한 노이즈 성분의 신호를 제거하기 위해 필터를 추가로 사용하거나 차동 AD 컨버터를 적용하게 되었지만 시스템 동작에 따라 그라운드 노이즈는 필터로 제한하기 어려움이 있다.
또한, 차동 AD 컨버터는 입력 핀을 쌍으로 사용함으로써 N 개의 핀 중에서 N/2 개의 핀 수만큼 줄어들어 핀의 사용을 제한하게 되는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2015-0082900호
본 발명은 AD 컨버터의 입력 핀 중 하나를 그라운드 노이즈 신호를 입력받아나머지 핀들에 입력된 센서들의 디지털 출력 신호와 각각 결합하여 그라운드 노이즈를 보상하여 출력할 수 있는 그라운드 노이즈를 제거할 수 있는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치는, 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 신호 입력부; 상기 신호 입력부에 입력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 AD 컨버터; 및 상기 AD 컨버터에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 각각 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호를 연산하여 상기 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 노이즈 제거부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 신호 입력부는, 상기 복수의 계측 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 증폭하는 차동 증폭기; 상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 필터부; 및 상기 필터부에서 출력된 아날로그 신호의 과전압을 방지하는 과전압 보호부;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 신호 입력부에 입력되는 상기 복수의 계측된 아날로그 신호에는 제2 그라운드 노이즈 신호가 포함되어 있는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 노이즈 제거부는 상기 제2 그라운드 노이즈 신호가 포함된 복수의 디지털 출력 신호에서 상기 제1 그라운드 노이즈 신호의 차를 구하여 서로 상쇄되도록 하여 상기 디지털 출력 신호에 포함된 그라운드 노이즈 신호가 캔슬링되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 신호 입력부는 N 개의 핀에서 N - 1개에 센서의 아날로그 신호를 입력받고, 1개의 그라운드 노이즈 신호를 입력받는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 AD 컨버터에 입력되는 센서 값은 전력 공급 장치의 계측 신호인 3상 전압, 3상 전류, 3상 온도, DC 전압 및 링크 전류를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제공방법은, 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 단계; 상기 신호 입력부에 입력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 단계; 및 상기 AD 컨버터에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 각각 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호를 연산하여 상기 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 단계;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 입력단에 신호를 입력받는 단계는, 상기 복수의 계측 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 증폭하는 단계; 상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 단계; 및 상기 필터부에서 출력된 아날로그 신호의 과전압을 방지하는 단계;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 입력되는 복수의 계측된 아날로그 신호에는 제2 그라운드 노이즈 신호가 포함되어 있는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 캔슬링하는 단계에서, 제2 그라운드 노이즈 신호가 포함된 복수의 디지털 출력 신호에서 상기 제1 그라운드 노이즈 신호의 차를 구하여 서로 상쇄되도록 하여 상기 디지털 출력 신호에 포함된 그라운드 노이즈 신호가 캔슬링되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 계측 센서들로부터 입력되는 아날로그 신호는 N - 1개의 핀에 입력받고, 1개의 그라운드 노이즈 신호를 입력받는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 입력되는 센서 값은 전력 공급 장치의 계측 신호인 3상 전압, 3상 전류, 3상 온도, DC 전압 및 링크 전류를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, AD 컨버터의 입력 핀 중 하나를 그라운드 노이즈 신호를 입력받아 나머지 핀들에 입력된 센서들의 디지털 출력 신호와 각각 결합하여 센서 신호에 포함된 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하여 출력할 수 있는 그라운드 노이즈를 제거할 수 있다.
또한, 차동 AD 컨버터의 N 개의 핀에서 하나의 핀만을 사용하여 그라운드 노이즈를 제거함으로써 N - 1 개의 입력 핀을 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 상기 도 1의 신호 처리부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 신호로 변환된 센서 출력 신호에 제1 그라운드 노이즈 신호를 결합하는 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 AD 컨버터에서 입력되는 디지털 센서 출력 신호, 그라운드 노이즈 신호 및 그라운드 노이즈 신호가 캔슬링된 디지털 센서 출력 신호를 보여주는 신호 파형도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 그라운드 노이즈를 제거하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제공 방법에 대한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 상기 도 1의 신호 처리부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치는(100), 복수의 센서들(110)로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호(115)를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 신호 입력부(120); 상기 신호 입력부(120)에 입력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호(110) 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호(115)를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 AD 컨버터(130); 및 상기 AD 컨버터(130)에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 각각 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호를 연산하여 상기 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 노이즈 제거부(140)를 포함하여 구성된다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 신호 입력부(120)는 상기 복수의 계측 센서들(110)로부터 계측된 아날로그 신호를 증폭하는 차동 증폭기(210), 상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 필터부(220) 및 상기 필터부에서 출력된 아날로그 신호의 과전압을 방지하는 과전압 보호부(230)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 신호 입력부(120)에 입력되는 상기 복수의 계측된 아날로그 신호에는 제2 그라운드 노이즈 신호가 포함된 상태로 입력된다. 즉, 추후 제2 그라운드 노이즈 신호를 제거하기 위해 상기 제1 그라운드 노이즈 신호를 별도로 입력받아 이를 상쇄하여 계측된 신호에 포함된 노이즈 신호가 캔슬링하게 된다.
상기 차동 증폭기(210)는 상기 복수의 센서들에서 계측된 아날로그 출력 신호를 증폭하게 된다. 여기서, 차동 증폭기(210)는 출력 신호가 두 입력 신호의 차에 비례하는 증폭기로 예를 들면, 연산 증폭기 등이 사용될 수 있으며, 두 입력단자에 차동적(중성점에 대하여 역극성이 되도록)으로 주어진 입력 신호에 의해서만 출력을 발생하게 된다. 이때, 중성점에 대하여 두 입력단자에 동일 극성으로 주어진다. 다시 말해, 동상(同相) 모드 입력 신호는 저지하여 출력측에 나타나지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 필터부(220)는 상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하게 된다. 즉, 상기 필터부(220)는 RC 를 이용하는 로우패스 필터(low pass filter)를 사용하게 된다. 여기서, C(커패시터)가 고주파를 흡수하는 역할을 하게 되고, 노이즈의 성분은 고주파로 되어있기 때문에 C가 그라운드(GND)로 고주파를 흡수하고 나머지 저주파 성분만이 지나가기 때문에 노이즈가 제거된다. 이를 저역 필터(low pass filter) 라고도 하는데 고주파 성분은 제거하고 저주파 성분만 통과하기 때문이다.
상기 과전압 보호부(230)는 상기 필터부(220)에서 출력된 아날로그 출력 신호의 과전압을 방지하게 된다. 여기서, 과전압 보호부(230)는 공급전압 범위 안에서 입력이 가능하도록 한다. 가령 공급전압이 0~5V라면 입력은 이 범위에서 벗어나지 않게 하여 latch up 현상 또는 내부 소자의 파괴를 방지하게 된다.
이때, 과전압 보호부(230)의 Vdd에 붙은 다이오드(미도시)는 Vdd+0.7V 이상 되는 전압을 Vdd로 빼주는 것이고, GND에 붙은 다이오드(미도시)는 -0.7V 보다 큰 - 전압을 GND로 흐르게 하여 입력에 과전압이 들어가지 않게 된다.
상기 AD 컨버터(130)는 전력 공급 장치의 계측 센서들로부터 입력된 아날로그 신호 및 그라운드 노이즈 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하게 된다. 이때, 상기 AD 컨버터의 입력단에는 N 개의 입력핀이 마련되어 있다. 여기서, N - 1개에 센서의 아날로그 신호를 입력받고, 1개의 제1 그라운드 노이즈 신호를 입력받게 된다.
보다 구체적으로, 상기 AD 컨버터(130)의 입력단에 입력되는 N-1 개의 아날로그 센서 출력 신호는 전력 공급 장치의 계측 신호인 R, S, T 3상의 전압(Vr_AD, Vs_AD, Vr_AD), R, S, T 3상의 전류(Ir_AD, Is_AD, Ir_AD), R, S, T 3상 온도(INV_R_NTC_AD, INV_S_NTC_AD, INV_T_NTC_AD), DC 전압(Positive, Negative)의 VdcPn_AD, VdcNn_AD 및 링크 전류(I_LIN_AD)를 포함하게 된다. 여기서, 전력 공급 장치가 태양광 시스템인 경우에 PV 패널의 a, b, c 전류(Ipv_a, Ipv_b, Ipv_c)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기 AD 컨버터(130)는 N - 1 개의 센서로부터 입력된 아날로그 센싱값 신호를 입력받고, 하나의 핀에서 아날로그 제1 그라운드 노이즈 신호를 입력받아 이를 각각 디지털 신호로 변환하게 된다. 즉, 제1 그라운드 노이즈 신호를 입력받는 핀을 제외하고 나머지 핀들은 입력 신호를 받을 수 있게 사용이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 신호로 변환된 센서 출력 신호에 제1 그라운드 노이즈 신호를 결합하는 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 AD 컨버터(130)에서 출력되는 디지털 센서 출력 신호, 그라운드 노이즈 신호 및 그라운드 노이즈 신호가 캔슬링된 디지털 센서 출력 신호를 보여주는 신호 파형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 노이즈 제거부(140)는 상기 AD 컨버터(130)에서 출력되는 센서들의 디지털 출력 신호에 각각 상기 디지털 제1 그라운드 노이즈 신호를 연산하여 상기 센서의 디지털 출력 신호에 포함된 그라운드 노이즈를 보상하게 된다. 즉, 상기 노이즈 제거부(140)는 상기 제2 그라운드 노이즈 신호가 포함된 복수의 디지털 출력 신호에서 상기 디지털 제1 그라운드 노이즈 신호의 차를 구하여 서로 상쇄되도록 하여 상기 디지털 출력 신호에 포함된 그라운드 노이즈 신호가 캔슬링하게 된다.
이때, 하나의 디지털 출력 신호에 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호를 각각 결합하여 노이즈가 제거된 신호를 출력하게 된다. 즉, N - 1 개의 센서 입력 신호들에 대해 하나의 그라운드 노이즈 신호와 각각 결합하여 차동 AD 컨버터와 같은 역할을 수행하게 된다. 따라서, N 개의 입력 핀을 갖는 AD 컨버터는 N - 1 개에서 신호를 출력할 수 있게 되어 MCU로 입력되는 출력 핀의 사용을 늘릴 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노이즈 제거부(140)는 상기 AD 컨버터(130)에서 출력된 센서의 디지털 출력 신호(a)에 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호(b)를 입력받아 센서의 디지털 출력 신호에 존재하는 제2 그라운드 노이즈 신호를 상기 제1 그라운드 노이즈 신호 크기로 상쇄되어 전체적으로 센서의 디지털 출력 신호(c)의 노이즈가 캔슬링되어 출력되는 것을 알 수 있다. 즉, 필터에서 해결할 수 없는 제2 그라운드 노이즈 신호를 미리 제거하여 신호를 안정적으로 제공할 수 있게 된다. 여기서, 각 출력 파형 신호는 디지털 신호인 PWM 신호로 출력된 상태를 확대하여 노이즈의 상태를 보여주는 것이다.
또한, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제공 방법에 대한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 그라운드 노이즈를 제거하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제공 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 신호 입력부(120)에 복수의 센서들(110)로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호(115)를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 단계가 수행된다(S510).
그 다음, 상기 복수의 센서들의 아날로그 출력 신호를 증폭하게 된다(S520). 여기서, 신호 입력부(120)의 차동 증폭기(210)는 출력 신호가 두 입력 신호의 차에 비례하는 증폭기로 예를 들면, 연산 증폭기 등이 사용될 수 있으며, 하나의 입력 신호는 아날로그 출력 신호이고, 다른 하나의 입력 신호는 레퍼런스 신호를 입력받아 이에 대한 차를 구하여 증폭하게 된다.
이어서, 상기 필터부(220)에서 상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하게 된다(S530). 즉, 증폭된 아날로그 출력 신호는 고주파 노이즈를 제거하기 위한 과정이 필요하게 된다. 따라서, 필터부(150)는 RC 를 이용하는 로우패스 필터(low pass filter)를 사용하게 된다. 여기서, C(커패시터)가 고주파를 흡수하는 역할을 하게 되고, 노이즈의 성분은 고주파로 되어있기 때문에 C가 그라운드(GND)로 고주파를 흡수하고 나머지 저주파 성분만이 지나가기 때문에 노이즈가 제거된다.
그리고 상기 필터링하여 출력된 아날로그 출력 신호의 과전압을 방지하는 단계를 수행한다(S540). 여기서, 공급전압 범위로 입력이 가능하도록 함으로써 latch up 현상 또는 내부 소자의 파괴를 방지하게 된다.
이어, 상기 신호 입력부에서 출력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 단계가 수행된다(S550).
다시 말해, 복수의 센서들로부터 검출된 상기 아날로그 출력 신호는 AD 컨버터(130)의 입력단으로 각각 출력하게 된다. 여기서, N 개의 입력 핀을 갖는 AD 컨버터(130)는 N - 1 개에서 신호를 출력할 수 있게 되어 MCU로 입력되는 출력 핀의 사용을 늘릴 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 상기 AD 컨버터(130)의 입력단에는 N 개의 입력핀이 마련되어 있다. 여기서, N - 1개에 복수의 센서들로부터 아날로그 신호를 입력받고, 1개의 그라운드 노이즈 신호를 입력받게 된다. 즉, 상기 AD 컨버터(130)는 N - 1 개의 입력핀으로부터 센서에서 검출된 아날로그 센싱값 신호를 입력받고, 하나의 핀에서 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 입력받아 이를 각각 디지털 신호로 변환하게 된다. 즉, 그라운드 노이즈 신호를 입력받는 핀을 제외하고 나머지 핀들은 입력 신호를 받을 수 있게 사용이 가능하다.
마지막으로, 상기 AD 컨버터(130)에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 각각 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호를 연산하여 상기 복수의 계측된 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 단계가 수행된다(S560).
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 AD 컨버터(130)에서 출력된 센서의 디지털 출력 신호(a)에 상기 디지털 그라운드 노이즈 신호(b)를 입력받아 센서의 디지털 출력 신호에 존재하는 제2 그라운드 노이즈 신호를 상기 제1 그라운드 노이즈 신호 크기로 상쇄되어 전체적으로 센서의 디지털 출력 신호(c)의 노이즈가 캔슬링되어 출력되는 것을 알 수 있다. 즉, 필터에서 해결할 수 없는 그라운드 노이즈 신호를 미리 제거하여 신호를 안정적으로 제공할 수 있게 된다.
여기서, 하나의 디지털 출력 신호에 디지털 그라운드 노이즈 신호를 각각 결합하여 노이즈가 제거된 신호를 출력하게 된다. 즉, N - 1 개의 센서 입력 신호들에 대해 하나의 그라운드 노이즈 신호와 각각 결합하여 차동 AD 컨버터와 같은 역할을 수행하게 된다. 따라서, N 개의 입력 핀을 갖는 AD 컨버터는 N - 1 개에서 신호를 출력할 수 있게 되어 MCU로 입력되는 출력 핀의 사용을 늘릴 수 있게 된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110 --- 센서
115 --- 그라운드 노이즈 신호
120 --- 신호 입력부
130 --- AD 컨버터
140 --- 노이즈 제거부
210 --- 차동 증폭기
220 --- 필터부
230 --- 과전압 보호부

Claims (12)

  1. 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 신호 입력부;
    전력 공급 장치의 계측 신호인 3상 전압, 3상 전류, 3상 온도, DC 전압 및 링크 전류 값이 입력되는 센서 값을 포함하며, 상기 신호 입력부에 입력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 AD 컨버터; 및
    상기 AD 컨버터에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에서 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호의 차를 연산하고, 상기 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 제1 그라운드 노이즈 신호 크기로 상쇄하여 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 노이즈 제거부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 입력부는,
    상기 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 증폭하는 차동 증폭기;
    상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 필터부; 및
    상기 필터부에서 출력된 아날로그 신호의 과전압을 방지하는 과전압 보호부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 그라운드 노이즈 신호는 상기 복수의 계측된 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는 상기 복수의 계측된 디지털 출력 신호에서 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호의 차를 구하여 서로 상쇄되도록하여 상기 제2 그라운드 노이즈 신호가 캔슬링되는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 입력부는 N 개의 핀에서 N - 1개에 센서의 아날로그 신호를 입력받고, 1개의 상기 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치.
  6. 삭제
  7. 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 각각 마련된 입력단에 입력받고, 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 계측하여 별도의 입력단에 입력받는 단계;
    전력 공급 장치의 계측 신호인 3상 전압, 3상 전류, 3상 온도, DC 전압 및 링크 전류 값이 입력되는 센서 값을 포함하며, 신호 입력부에 입력된 상기 복수의 계측된 아날로그 신호 및 상기 제1 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 디지털 신호로 각각 변환하여 출력하는 단계; 및
    AD 컨버터에서 출력되는 복수의 계측된 디지털 출력 신호에서 상기 제1 그라운드 노이즈 디지털 신호의 차를 연산하고, 상기 디지털 출력 신호에 포함된 제2 그라운드 노이즈 신호를 제1 그라운드 노이즈 신호 크기로 상쇄하여 제2 그라운드 노이즈 신호를 캔슬링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력단에 신호를 입력받는 단계는,
    상기 복수의 센서들로부터 계측된 아날로그 신호를 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 아날로그 출력 신호에 포함된 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 단계; 및
    상기 고주파 노이즈를 필터링하여 출력된 아날로그 신호의 과전압을 방지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 그라운드 노이즈 신호는 상기 복수의 계측된 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제어방법.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 센서들로부터 입력되는 아날로그 신호는 N - 1개의 핀에 입력받고, 1개의 상기 그라운드 노이즈 아날로그 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 AD 컨버터의 노이즈 제거 장치의 제어방법.
  12. 삭제
KR1020170065246A 2017-05-26 2017-05-26 Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법 KR101925376B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065246A KR101925376B1 (ko) 2017-05-26 2017-05-26 Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법
PCT/KR2017/005584 WO2018216840A1 (ko) 2017-05-26 2017-05-29 Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065246A KR101925376B1 (ko) 2017-05-26 2017-05-26 Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101925376B1 true KR101925376B1 (ko) 2018-12-05

Family

ID=64396822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170065246A KR101925376B1 (ko) 2017-05-26 2017-05-26 Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101925376B1 (ko)
WO (1) WO2018216840A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017085727A (ja) 2015-10-26 2017-05-18 住友電気工業株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5705978A (en) * 1995-09-29 1998-01-06 Rosemount Inc. Process control transmitter
KR100915906B1 (ko) * 2007-12-18 2009-09-07 한국과학기술원 그라운드 커플링 노이즈 제거 방법, 제거 회로 및 이를포함하는 시스템 온 칩
JP5885237B2 (ja) * 2011-10-12 2016-03-15 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド タッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法
KR101475878B1 (ko) * 2013-05-07 2014-12-23 유호전기공업주식회사 부분방전 검출용 동기신호를 생성하는 장치 및 방법
KR20150079325A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 노틸러스효성 주식회사 Ａｄｃ 제어 보드를 이용한 ａｄｃ 제어 방법 및 ａｄｃ 제어 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017085727A (ja) 2015-10-26 2017-05-18 住友電気工業株式会社 電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018216840A1 (ko) 2018-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101056003B1 (ko) 확장 범위 ｒｍｓ-ｄｃ 변환기
JP5474707B2 (ja) 電圧検出装置用の検出回路および電圧検出装置
US9459291B2 (en) Voltage detection device
EP2947468A1 (en) Apparatus for monitoring leakage current of transformer-less photovoltaic inverter
US7415256B2 (en) Received signal strength measurement circuit, received signal strength detection circuit and wireless receiver
CN107209211B (zh) 用于罗戈夫斯基线圈传感器的电子积分器
CN108549039B (zh) 一种开关电源纹波测量电路
JP2017111136A (ja) 電流検出回路
US20100295538A1 (en) Monitoring circuit, method for outputting monitor signal, and optical receiver
Clapp Development of a test system for the characterisation of DCDS CCD readout techniques
JP2015137924A (ja) チャージアンプ内蔵型燃焼圧センサ
Zhang et al. Mitigation of DC current injection in transformer-less grid-connected inverters using a voltage filtering DC extraction approach
CN113489466B (zh) 一种用于消除电荷放大器信号偏移量的电路
JP2011053201A (ja) 電圧検出装置および線間電圧検出装置
KR101925376B1 (ko) Ad 컨버터의 노이즈 제거 장치 및 그 제공방법
US20070069822A1 (en) Device for measuring very short current pulses
EP1898526B1 (en) Low-pass filter and voltage-current conversion circuit used in the same
CN106411321B (zh) 一种优化的模拟信号调理电路及其工作方法
CN209961822U (zh) 一种高压隔离检测电路
EP3223433B1 (en) Dc offset cancellation method and device
US8456337B1 (en) System to interface analog-to-digital converters to inputs with arbitrary common-modes
CN212965147U (zh) 一种电压模拟量信号隔离差分采集电路结构
Kugelstadt Auto-zero amplifiers ease the design of high-precision circuits
CN108732415B (zh) 交流传感器及断路器
CN112968702A (zh) 一种提高处理器内部adc小信号采样精度的处理系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant