KR101976077B1

KR101976077B1 - Hall Sensor Power Measuring Apparatus Having Improved Accuracy Using Temperature Sensor

Info

Publication number: KR101976077B1
Application number: KR1020170162636A
Authority: KR
Inventors: 송기홍
Original assignee: (주)솔루윈스
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-05-07

Abstract

The present invention provides a hall sensor power measurement apparatus for improving accuracy by using a temperature sensor, which comprises: at least one main measurement module connected to a bus bar to measure voltage, current, and power; at least one sub-measurement module; at least one hall sensor; and a state display unit displaying a value measured by the at least one hall sensor. The hall sensor power measurement apparatus further comprises a temperature sensor unit and a voltage sensor unit, and further comprises a filter unit preventing power factor values from varying, which are generated in the measurements of the main measurement module, the sub-measurement module, and the hall sensor. In the filter unit, a resistor and a bead are connected to a current signal (-) terminal, and a capacitor, a noise filter circuit, and a bead are connected to a current signal (+) terminal.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a hall sensor power measuring apparatus having improved accuracy using a temperature sensor,

본 발명은 전류 센서부, 제어부, 통신부, 부스바 연결부, 차단기 연결부를 가지는 홀 센서를 이용한 전력 계측 장치에 있어서, 온도 센서부 및 전압 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치에 관한 것이다.A power measuring apparatus using a hall sensor having a current sensor unit, a control unit, a communication unit, a bus bar connection unit, and a breaker connection unit, further comprising a temperature sensor unit and a voltage sensor unit. To a hall sensor power measuring apparatus.

본 발명은 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an Hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved by using a temperature sensor.

홀 센서가 적용된 전력 계측장치의 경우 홀 센서의 크기가 작아 소형으로 만들기가 용이하고 다른 센서에 비교해 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 하지만 홀 센서가 적용된 전력 계측장치로 부스바의 전압, 전류, 전력 계측을 하게 되면, 부스바의 온도 변화에 따라 계측 전류가 변하거나 외부에서 유입되는 자기장의 영향에 취약하다는 문제점이 있다.In the case of a power measuring apparatus using a hall sensor, it is easy to make a hall sensor small in size, and its price is lower than other sensors. However, if the voltage, current, and power of the booth bar are measured by the power measuring device to which the hall sensor is applied, there is a problem that the measurement current changes according to the temperature change of the booth bar or it is vulnerable to influence of the magnetic field introduced from the outside.

대한민국 등록특허번호 : 제10-1100370호Korea Patent No. 10-1100370 대한민국 등록특허번호 : 제10-1790138호Korea Patent No. 10-1790138

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems of the prior art.

구체적으로 본 발명의 목적은 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치를 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a hall sensor power measuring apparatus which improves the accuracy by using a temperature sensor.

더불어, 온도 센서와 전류 센서, 전압 센서에서 측정한 데이터를 이용해 온도 변화에 따른 전류 변화를 계산하고, 온도 변화에 따른 전류 변화를 상쇄하기 위한 보정 값을 전력 계측에 적용하여 홀센서가 적용된 전력 계측 장치의 계측 정확도를 개선하는 것을 목적으로 한다.In addition, the current change according to the temperature change is calculated by using the data measured by the temperature sensor, the current sensor and the voltage sensor, and the correction value for canceling the current change due to the temperature change is applied to the power measurement, And to improve the measurement accuracy of the apparatus.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치는 부스바에 연결되어 전압, 전류, 전력을 측정하기 위한 하나 이상의 주측정 모듈, 하나 이상의 부측정 모듈, 하나 이상의 홀센서, 상기 하나 이상의 홀센서에서 측정된 값을 표시하는 상태표시부를 포함하는 홀 센서를 이용한 전력 계측 장치에 있어서, 온도 센서부 및 전압 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, there is provided an Hall sensor power measuring apparatus which improves accuracy using a temperature sensor according to the present invention. The hall sensor power measuring apparatus includes at least one main measuring module connected to a bus bar for measuring voltage, current, And a state display unit for displaying a value measured by the at least one hall sensor, wherein the electric power measuring apparatus further comprises a temperature sensor unit and a voltage sensor unit.

홀 센서 전력 계측 장치의 온도 센서를 이용한 계측 정확도 개선 방법은 전류 센서부에서 전류를 계측하는 단계; 전압 센서부에서 전압을 계측하는 단계; 온도 센서부에서 온도를 계측하는 단계; 제어부에서 상기 세 단계에서 계측한 데이터를 받아 저장하는 단계; 저장된 데이터를 이용하여 온도에 따른 전류 변화량을 분석하여 보정 값을 계산하는 단계; 전력 계측에 보정 값을 적용하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of improving measurement accuracy using a temperature sensor of a hall sensor power measuring apparatus includes measuring a current in a current sensor unit; Measuring a voltage at the voltage sensor; Measuring a temperature at a temperature sensor unit; Receiving and storing the data measured in the three steps in the control unit; Calculating a correction value by analyzing a current change amount according to temperature using stored data; Applying a correction value to the power measurement; And a control unit.

상기 온도센서부는 전류미러, 제1 모스 트랜지스터, 제2 모스 트랜지스터를 포함하는 온도센서; 및 상기 온도센서의 출력값을 증폭하는 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the temperature sensor unit comprises: a temperature sensor including a current mirror, a first MOS transistor, and a second MOS transistor; And an amplifier for amplifying an output value of the temperature sensor.

상기 주측정 모듈, 상기 부측정 모듈, 상기 홀 센서의 측정시 발생하는 역률값이 변하는 것을 방지하기 위한 필터부를 더 포함하고, 상기 필터부는 전류신호(-) 단자에는 저항, 비드가 연결되고, 전류신호(+) 단자에는 커패시터, 노이즈 필터회로, 비드가 연결되는 것을 특징으로 한다.Further comprising a filter unit for preventing a power factor value generated during measurement of the main measurement module, the sub-measurement module and the Hall sensor from being changed, wherein a resistor and a bead are connected to the current signal terminal And a capacitor, a noise filter circuit, and a bead are connected to the signal (+) terminal.

분전반 내에 위치한 복수개의 부스바 중, 계측하고자 하는 부스바를 통해 흐르는 전류 외에, 인접한 복수개의 부스바를 통해 흐르는 전류의 영향을 차단하여 보다 정확하게 전류를 계측할 수 있도록 홀 센서와 센서 주변의 부스바 일부를 둘러싸는 자기장 차단물질을 설치하는 것을 특징으로 한다.Among the plurality of bus bars disposed in the distribution board, in addition to the current flowing through the bus bar to be measured, a part of the bus bar around the hall sensor and the sensor is disposed so as to measure the current more accurately by blocking the influence of the current flowing through the adjacent plurality of bus bars And the surrounding magnetic field shielding material is installed.

이상과 같이 본 발명은 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치를 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of providing a Hall sensor power measuring apparatus which improves the accuracy by using a temperature sensor.

온도 센서와 전류 센서, 전압 센서에서 측정한 데이터를 이용해 온도 변화에 따른 전류 변화를 계산하고, 온도 변화에 따른 전류 변화를 상쇄하기 위한 보정 값을 전력 계측에 적용하여 홀센서가 적용된 전력 계측 장치의 계측 정확도를 개선하는 효과가 있다.It calculates the current change according to the temperature change by using the data measured by the temperature sensor, the current sensor and the voltage sensor, and applies the correction value to compensate the current change according to the temperature change to the power measurement, The measurement accuracy is improved.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the technical advantages of the present invention are not limited to the technical effects mentioned above and that other technical effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims There will be.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치를 이용한 차단기별 전력 상태를 파악하기 위한 전력 상태 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치 내 자기장 차단물질의 적용 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치 내 역률 오차 개선을 위한 필터부 적용 구성도이다.
도 5는 상태표시부와 복수개의 단일극 연결형 전력계측장치와의 직렬통신을 하는 데 있어서, 데이터 오류없이 최대한 빠른 시간에 전체 전력 상태 데이터를 수신하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 분전반 내의 AD/DC 변환 후 DC/DC 컨버팅 부분의 상세도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a power status monitoring system for grasping a power status of each circuit breaker using a hall sensor power measuring apparatus in which accuracy is improved using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an application example of a magnetic field shielding material in a Hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved using a temperature sensor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a filter unit for improving the power factor error in the hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for receiving total power state data as soon as possible without data error in serial communication between the status display unit and a plurality of single pole connection type power measuring apparatuses.
6 is a detailed view of a DC / DC converting portion after AD / DC conversion in a distribution board according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For the sake of convenience, the size, line thickness, and the like of the components shown in the drawings referenced in the description of the present invention may be exaggerated somewhat. The terms used in the description of the present invention are defined in consideration of the functions of the present invention, and thus may be changed depending on the user, the intention of the operator, customs, and the like. Therefore, the definition of this term should be based on the contents of this specification as a whole.

또한, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 아울러, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. It is not. In the following description of the embodiments of the present invention, the same components are denoted by the same reference numerals and symbols, and further description thereof will be omitted.

본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to the detailed description of each constituent step of the present invention, terms and words used in this specification and claims should not be construed as limited to ordinary or preliminary meaning, and the inventor shall design his own invention in the best way It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of the term can be properly defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치를 이용한 차단기별 전력 상태를 파악하기 위한 전력 상태 모니터링 시스템의 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a power status monitoring system for grasping a power status of each circuit breaker using a hall sensor power measuring apparatus in which accuracy is improved using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 전력 상태 모니터링 시스템은 상태표시부(100), 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치(101), 차단기(105), RS485 통신(106)을 포함하고, 전력상태 계측장치(101)는 하나의 주측정 모듈(103)과 하나 이상의 부측정 모듈(104)로 구성된다. 3상 4선 결선구조에서는 하나의 주측정 모듈(103)과 세 개의 부측정 모듈(104)로 이루어지며, 단상에서는 하나의 주측정 모듈(103)과 하나의 부측정 모듈(104)로 구성된다. 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 적용한 전력 상태 모니터링 시스템을 설명하자면, 분전반 내 부스바(102)와 차단기(105) 사이 또는 차단기(105) 출력단에 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치(101)를 각 상에 맞게 연결하고 차단기(105)와 연결된 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치(101)는 RS485 통신(106)을 통해 상태표시부(100)에 전력상태 데이터를 저장하고 전류, 전압, 전력, 주파수, 역률, 온도 중 어느 하나 이상의 데이터를 상태표시부(100)의 화면에 표시한다.1, the power status monitoring system includes a status display unit 100, a hall sensor power measuring apparatus 101 that improves accuracy using a temperature sensor, a circuit breaker 105, and an RS485 communication 106, The apparatus 101 comprises one main measurement module 103 and one or more sub measurement modules 104. In the three-phase four-wire connection structure, one main measurement module 103 and three sub measurement modules 104 are composed of one main measurement module 103 and one sub measurement module 104 in a single phase . 1, a power status monitoring system according to an embodiment of the present invention includes a temperature sensor for improving accuracy using a temperature sensor between a booth bar 102 and a breaker 105 in a distribution board, The hall sensor power measuring apparatus 101 that has been connected to each phase of the sensor power measuring apparatus 101 and improves the accuracy by using the temperature sensor connected to the circuit breaker 105 is connected to the status display unit 100 via the RS485 communication 106 And displays the data of at least one of current, voltage, power, frequency, power factor, and temperature on the screen of the status display unit 100. [

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치의 블록도이다. 도 1에 도시된 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치(101)는 주측정 모듈(103)과 부측정 모듈(104)로 구성되는데 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명해 보겠다.2 is a block diagram of a hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention. The hall sensor power measuring apparatus 101 having improved accuracy using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is composed of a main measuring module 103 and a sub measuring module 104, I will explain it in more detail.

도 2를 참조하면 본 발명의 일실시 예에서 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치는 주측정 모듈(103)과 부측정 모듈(104)로 구성되고, 주측정 모듈(103)은 제어부(301), 시리얼 통신부(302), 버스통신부(303), 온도 센서부(304), 전압 센서부(305), 전류 센서부(306), 부스바 연결단자(307), 차단기 연결단자(308)를 포함하고, 부측정 모듈(104)는 버스 통신부(401), 온도 센서부(402), 전압 센서부(403), 전류 센서부(404), 부스바 연결단자(405), 차단기 연결단자(406)를 포함한다. 주측정 모듈(103)의 제어부(301)는 각 센서부에서 측정된 데이터들을 모아 저장한다. 또한, 저장한 데이터를 이용하여 온도에 따른 전류 변화량을 분석하고, 온도에 따른 전류 변화를 상쇄하기 위한 보정 값을 계산하여 전력 계측값에 적용한다. 상태표시부(100)에서 역률, 전류, 전압, 전력량, 온도 중 어느 하나 이상을 포함하는 전력 상태 데이터를 요구하는 경우 시리얼 통신부(302)를 통해 전력 상태 데이터를 전달한다. 제어부(301)는 데이터를 장기적으로 저장하고 데이터 보안에도 우수할 뿐 아니라, 전원 차단 시에 누적 전력 상태를 보존할 수 있도록 설계되었다.Referring to FIG. 2, in an embodiment of the present invention, an Hall sensor power measuring apparatus that improves accuracy using a temperature sensor is composed of a main measurement module 103 and a sub measurement module 104, and the main measurement module 103 A bus communication unit 303, a temperature sensor unit 304, a voltage sensor unit 305, a current sensor unit 306, a bus bar connection terminal 307, a breaker connection terminal The sub-measurement module 104 includes a bus communication unit 401, a temperature sensor unit 402, a voltage sensor unit 403, a current sensor unit 404, a bus bar connection terminal 405, Terminals 406. [ The control unit 301 of the main measurement module 103 collects and stores data measured by each sensor unit. Also, the stored data is used to analyze the amount of current change according to the temperature, and a correction value for canceling the current change according to the temperature is calculated and applied to the power measurement value. When the status display unit 100 requests power status data including at least one of a power factor, a current, a voltage, an amount of power, and a temperature, the power status data is transmitted through the serial communication unit 302. The controller 301 stores data for a long period of time and is excellent in data security, and is designed to preserve the accumulated power state when the power is turned off.

온도센서부는 기존의 CMOS 온도센서를 적용한다. CMOS 온도센서는 전원전압에 의해 인가되는 특정전류에 응답하여 제1 기준전류를 발생하고, 상기 제1 기준전류에 응답하여 제2 기준전류를 발생하여, 상기 제1 기준전류 및 상기 제2 기준전류를 출력하는 전류 미러(current mirror); 상기 제1 기준전류가 드레인 단자(D1)에 인가되고 게이트 단자(G1)에 바이어스 전압이 인가되는 제1 모스 트랜지스터; 및, 상기 발생된 제2 기준전류가 드레인 단자(D2)에 인가되어 출력전압을 발생시키는 제2 모스 트랜지스터를 포함한다. 기생 PNP 트랜지스또한, 온도센서의 출력전압을 증폭시키기 위한 증폭기를 더 포함한다. 기생 PNP 트랜지스터를 사용하지 않고 CMOS 트랜지스터를 사용한 온도센서를 적용함으로써 보다 넓은 선형 범위에서 온도 측정이 가능하다.The temperature sensor part applies the conventional CMOS temperature sensor. The CMOS temperature sensor generates a first reference current in response to a specific current applied by the power supply voltage, generates a second reference current in response to the first reference current, and outputs the first reference current and the second reference current A current mirror for outputting a current; A first MOS transistor in which the first reference current is applied to the drain terminal (D1) and a bias voltage is applied to the gate terminal (G1); And a second MOS transistor for generating the output voltage by applying the generated second reference current to the drain terminal D2. The parasitic PNP transistor further includes an amplifier for amplifying the output voltage of the temperature sensor. By applying a temperature sensor using a CMOS transistor without using a parasitic PNP transistor, temperature measurement is possible in a wider linear range.

더불어 본 발명의 다른 실시 예에서, 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측 장치는 멜프(Metal Electrode Face Bonding Device : Melf) 저항을 더 포함하여 안정적으로 전압을 측정하고 서지성 외부 노이즈 신호에 대한 내성을 강화한다.In addition, in another embodiment of the present invention, the hall sensor power measuring apparatus, which improves the accuracy by using a temperature sensor, further includes a metal electrode pad bonding (Melf) resistor to stably measure the voltage, Strengthen resistance.

본 발명의 일실시 예에 따른 홀 센서 전력 계측 장치의 온도 센서를 이용한 계측 정확도 향상 방법은 전류 센서부에서 전류를 계측하는 단계; 전압 센서부에서 전압을 계측하는 단계; 온도 센서부에서 온도를 계측하는 단계; 제어부에서 상기 세 단계에서 계측한 데이터를 받아 저장하는 단계; 저장된 데이터를 이용하여 온도에 따른 전류 변화량을 분석하고, 온도에 따른 전류 변화량을 상쇄하기 위한 보정 값을 계산하는 단계; 전력 계측에 보정값을 적용하는 단계; 를 포함한다. 홀 센서를 적용한 기존의 계측 장치의 경우, 홀 센서가 다른 센서보다 크기가 작고 가격이 저렴하다는 것에 의해 소형화가 가능하고 경제적이라는 장점이 있었다. 하지만 부스바의 온도 변화에 따라 계측 전류가 변하거나 외부에서 유입되는 자기장의 영향에 취약하다는 단점이 있었다. 이에 온도 센서, 전압 센서를 추가하여 온도 변화에 따른 전류 값의 변화를 계산하는 시스템을 적용하여 온도에 따른 오차를 줄이고 정확도가 개선된 전력 계측량을 제공하는 효과가 있다.A method of improving measurement accuracy using a temperature sensor of a hall sensor power measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes measuring a current in a current sensor unit; Measuring a voltage at the voltage sensor; Measuring a temperature at a temperature sensor unit; Receiving and storing the data measured in the three steps in the control unit; Analyzing the amount of current change according to the temperature using the stored data, and calculating a correction value for canceling the amount of current change according to the temperature; Applying a correction value to the power measurement; . In the case of a conventional measuring apparatus using a Hall sensor, the Hall sensor is smaller in size than the other sensors and is inexpensive. However, there is a disadvantage in that the measurement current changes according to the temperature change of the bus bar or is vulnerable to influence of the magnetic field introduced from the outside. By adding a temperature sensor and a voltage sensor, a system for calculating a change in a current value according to a temperature change is applied, thereby reducing an error according to temperature and providing an improved power metering.

상기 단계에서 전류 센서부는 홀 센서를 포함한다.In this step, the current sensor unit includes an Hall sensor.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치 내 자기장 차단물질의 적용 예시도이다.3 is a diagram illustrating an application example of a magnetic field shielding material in a Hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved using a temperature sensor according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 계측장치 내에 자기장 차단물질 적용을 설명하여 보겠다. 도 3의 첫 번째 도면은 자기장 차단물질이 적용 되지 않은 단일 센서부를 가지는 전력 계측장치를 나타낸다. 도 3의 두 번째 도면은 자기장 차단물질이 적용된 단일 센서부를 가지는 전력 계측장치를 나타내는데, 여기서 자기장 차단물질은 굵은 선을 이용해 도시하였다. 도 3 맨 아래, 즉 세 번째 도면은 복수의 센서부를 가지는 전력 계측장치에 자기장 차단물질이 적용된 것을 나타낸 도면으로, 이 또한 굵은 선으로 표시된 부분이 자기장 차단물질을 나타낸다. 도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치는 센서부 주위에 외부로부터 유입되는 자기장을 차단하기 위한 자기장 차단물질을 포함한 형태를 가진다.Referring to FIG. 3, application of a magnetic field shielding material in a power measuring apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. The first diagram in Fig. 3 shows a power measuring apparatus having a single sensor section to which a magnetic shielding material is not applied. The second diagram of FIG. 3 shows a power meter having a single sensor portion to which a magnetic shielding material is applied, wherein the magnetic shielding material is shown using a thick line. 3 is a diagram showing a magnetic field shielding material applied to a power measuring apparatus having a plurality of sensor units, and a portion indicated by a bold line in FIG. 3 represents a magnetic shielding material. Referring to FIG. 3, the hall sensor power measuring apparatus with improved accuracy using a temperature sensor according to another embodiment of the present invention includes a magnetic shielding material for blocking a magnetic field flowing from the outside around the sensor unit.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치는 주측정 모듈, 부측정 모듈, 홀 센서의 측정시 발생하는 역률값이 변하는 것을 방지하기 위한 필터부를 더 포함한다. 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치 내 역률 오차 개선을 위한 필터부 적용 구성도이다. 도 4를 참조하면 양극의 전류신호가 나오는 센서 출력단에 DC 옵셋성분을 제거하기 위한 커패시터(601) 소자에서 발행하는 역률 오차 성분을 보상하면서 고주파 노이즈 성분을 제거할 수 있는 노이즈 필터회로(602)를 포함한다. 전류신호(-) 단자에는 저항, 비드가 연결되고, 전류신호(+) 단자에는 커패시터(601), 노이즈 필터회로(602), 비드가 연결된다.In addition, the Hall sensor power measuring apparatus improved in accuracy using the temperature sensor according to an embodiment of the present invention includes a main measuring module, a sub-measuring module, and a filter unit for preventing the power factor value, . FIG. 4 is a configuration diagram of a filter unit for improving the power factor error in the hall sensor power measuring apparatus in which the accuracy is improved using a temperature sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a noise filter circuit 602 for removing a high frequency noise component while compensating for a power factor error component issued from a capacitor 601 for removing a DC offset component is connected to a sensor output terminal for receiving a current signal of an anode . A capacitor 601, a noise filter circuit 602, and a bead are connected to the current signal (+) terminal, while a resistor and a bead are connected to the current signal (-) terminal.

도 5는 상태표시부와 복수개의 단일극 연결형 전력계측장치와의 직렬통신을 하는 데 있어서, 데이터 오류없이 최대한 빠른 시간에 전체 전력 상태 데이터를 수신하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for receiving total power state data as soon as possible without data error in serial communication between the status display unit and a plurality of single pole connection type power measuring apparatuses.

도 5를 참조하여 도 1의 전력계측 방법을 더 상세히 설명해 보겠다. 상태표시부(100)에서 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치(101)의 통신 방법에 있어서, 초기 데이터를 설정하는 단계; 상태표시부(100)에서 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치(101)로 초기 데이터를 요청하는 단계; 기존에 설정한 구간별 대기 시간까지 대기하는 단계; 상기 데이터를 확인하여 미수신이나 부분수신이 있으면, 현재 구간이 최대구간이며 데이터 수신오류로 처리하는 단계; 상기 데이터를 확인하여 완전 수신이 확인되면, 데이터를 수신하여 가공하고 종료하는 단계로 구성된다. RS485 통신의 경우 데이터 오류없이 정확한 통신을 수행하기 위하여 직렬 통신이 구현되어야 한다. 상태표시부(100)와 전력 계측장치(101)간 직렬 통신을 위한 최대 대기 시간을 설정한 다음, 최대 대기 시간 이전에 통신을 완료하면 다음 전력 계측장치와 직렬 통신을 수행하고, 최대 대기 시간내에 통신을 완료하지 못하면 데이터 수신 오류로 처리 후 다음 전력 계측장치와 통신을 수행한다. 데이터 수신 오류로 처리된 전력 계측장치는 마지막 전력 계측장치와 통신을 수행한 후 다시 통신을 수행한다. 최대 대기 시간을 RS485 통신에서 처리가능한 데이터 속도와 처리해야 할 데이터 수를 고려하여 자동으로 설정된다. 최대 대기 시간을 회로에 연결된 전력 계측장치의 수로 나누어 구간별 대기 시간을 구한다.The power measurement method of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. A communication method of a Hall sensor power measuring apparatus (101) in which the accuracy is improved by using a temperature sensor in a status display unit (100), the method comprising: setting initial data; Requesting the initial data to the hall sensor power measuring apparatus 101 whose accuracy is improved by using the temperature sensor in the state display unit 100; Waiting until a waiting time for each of the previously set intervals; If the data is not received and there is no reception or partial reception, processing the current section as a maximum interval and a data reception error; And confirming the data and confirming complete reception, receiving data, processing and terminating the data. In case of RS485 communication, serial communication should be implemented to perform accurate communication without data error. After setting the maximum waiting time for serial communication between the status display unit 100 and the power measuring apparatus 101, when the communication is completed before the maximum waiting time, serial communication with the next power measuring apparatus is performed, It is processed as a data reception error and communication with the next power measuring device is performed. The power measuring device processed as a data receiving error communicates with the last power measuring device, and then communicates again. The maximum waiting time is automatically set in consideration of the data rate that can be processed by RS485 communication and the number of data to be processed. The maximum waiting time is divided by the number of power measuring devices connected to the circuit to obtain the waiting time per section.

또한, 분전반 내에 위치한 복수개의 부스바 중에서 계측하고자 하는 부스바에 흐르는 전류 외에, 인접한 부스바를 통해 흐르는 전류의 영향을, 부스바 일부를 둘러싸는 자기장 차단 물질을 설치함으로써 차단하여 보다 정확하게 전류를 계측한다.Further, among the plurality of bus bars placed in the distribution board, in addition to the current flowing through the bus bar to be measured, the influence of the current flowing through the adjacent bus bar is blocked by providing a magnetic shielding material surrounding a part of the bus bar, thereby measuring the current more accurately.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 분전반 내의 AD/DC 변환 후 DC/DC 컨버팅 부분의 상세도이다. 이하 도 6을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 AC/DC 컨버터의 구성에 대해 상세하게 설명하면, 입력 전압이 입력되면 필터(1)를 거치고, 이는 입력 과전압 보호기(4, Input OVP)에 의하여 과전압은 제어되고, 이는 PMW 컨트롤러에 의하여 반파, 전파 입력 스위칭되고, 다시 트랜스포머(2)를 거쳐 전압이 승압되거나 강압된다. PWM 주파수에 의해 스위칭 된 신호는 FET 소자에 의해 스위칭이 일어나며, 이는 또한, 트랜스포머(2)의 전류를 센싱하여 PWM 제어신호를 입력하게 된다. 트랜스포머(2)에 의해 승압된 신호는 저주파 필터인 LC 필터(3)에 의해 필터링되어 출력전압이 된다. 출력 전압단에는 과전압보호기(5)를 두어 과전압이 발생한 경우 이를 억제하는 기능을 가진다. PWM 컨트롤러(6)는 입력 전압을 분할하기 위한 PWM 입력주파수 발생회로이며, 상기 PWM 컨트롤러(6)는 과열보호회로(8)와 연결된다. 상기 과열보호회로(8)의 기능은 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로에 과열을 감지하며, 과열 감지 신호를 제어부에 전송하게 된다. 또한, 상기 트랜스포머(2)는 입력 전압을 증폭 또는 강하하게 되며, 통상적으로 상기 트랜스포머(2)의 1차측과 2차측의 감은 수의 비에 비례하여 전압이 결전된다. 6 is a detailed view of a DC / DC converting portion after AD / DC conversion in a distribution board according to an embodiment of the present invention. The configuration of the AC / DC converter according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIG. 6. Referring to FIG. 6, the input voltage is inputted to the filter 1 through the input OVP 4 The overvoltage is controlled by the PMW controller, and the halfwave and radio wave input are switched by the PMW controller, and the voltage is boosted or depressed through the transformer 2 again. The signal switched by the PWM frequency is switched by the FET device, which also senses the current of the transformer 2 and inputs the PWM control signal. The signal boosted by the transformer 2 is filtered by the LC filter 3, which is a low-frequency filter, and becomes an output voltage. An overvoltage protector (5) is placed at the output voltage terminal to suppress the overvoltage when it occurs. The PWM controller 6 is a PWM input frequency generating circuit for dividing the input voltage, and the PWM controller 6 is connected to the overheat protection circuit 8. The overheat protection circuit 8 detects overheating of the DC / DC converter circuit of the synchronous rectification type switching regulator and transmits an overheat detection signal to the control unit. In addition, the transformer 2 amplifies or lowers the input voltage, and the voltage is generally in proportion to the ratio of the number of turns of the primary side to the secondary side of the transformer 2.

또한, 상기 트랜스포머(2)의 전류를 계측하기 위하여 전류감지기(7)를 두며, 통상적으로 전류감지기(7)는 홀 효과를 이용한 전류감지기, 전류 루프를 이용한 전류감지기 등이 이용된다. 전류감지기의 전류값이 일정값 이상인 경우, 제어회로에서 이를 감지하여 과전류 메세지를 보내고, 필요한 경우, 전원을 차단하게 된다. 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로내에 교류전압을 스위칭 디바이스는 통상 FET를 사용하며, FET의 게이트 단자에 전압을 인가하여 FET를 ON/OFF 하게 된다. 출력 전압단에 연결된 LC필터는 저주파 통과 필터로서, 전압을 평활하기 위하여 사용된다. PWM 제어기는 원격으로 통신신호를 전송하여 원격지에 모니터링 가능한 구조로 되어있다. 이를 방지하기 위하여 종래의 Tantalum 커패시터에서 온도상승에도 커패시턴스 값이 안정적인 MLCC 커패시터로 바꾸어 커패시턴스 값의 안정성이 증대되어 온도에 따른 주파수 왜곡 현상을 방지하였다.A current sensor 7 is provided to measure the current of the transformer 2. A current sensor using a Hall effect and a current sensor using a current loop are generally used as the current sensor 7. If the current value of the current detector is more than a certain value, the control circuit senses it and sends an overcurrent message and cut off the power if necessary. The switching device of AC voltage in the DC / DC converter circuit of the synchronous rectification type switching regulator usually uses the FET and applies the voltage to the gate terminal of the FET to turn on and off the FET. The LC filter connected to the output voltage stage is a low-pass filter and is used to smooth the voltage. The PWM controller has a structure that can monitor remotely by transmitting communication signals remotely. To prevent this, the stability of the capacitance value is increased by changing the capacitance value of the conventional Tantalum capacitor to the stable MLCC capacitor even when the temperature rises, thereby preventing the frequency distortion according to the temperature.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.

100 : 상태표시부
101 : 온도 센서를 이용해 정확도를 개선한 홀 센서 전력 계측장치
102 : 부스바
103 : 주측정 모듈
104 : 부측정 모듈
105 : 차단기
106 : RS485 통신100: Status indicator
101: Hall sensor power meter with improved accuracy using temperature sensor
102: Booth bar
103: Main measurement module
104: Sub-measurement module
105: Breaker
106: RS485 communication

Claims

A hall sensor connected to the bus bar and including at least one main measuring module for measuring voltage, current and power, at least one sub-measuring module, at least one hall sensor, and a status indicator for displaying the measured values at the at least one hall sensor A power measuring apparatus using the above-
Further comprising a temperature sensor part and a voltage sensor part,
Further comprising a filter unit for preventing a power factor value generated during the measurement of the main measurement module, the sub measurement module, and the hall sensor from varying,
Wherein the filter unit has a resistor, a bead connected to a current signal terminal, and a capacitor, a noise filter circuit, and a bead connected to a current signal terminal. Device.

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The method according to claim 1,
Wherein the temperature sensor unit comprises: a temperature sensor including a current mirror, a first MOS transistor, and a second MOS transistor; And an amplifier for amplifying an output value of the temperature sensor. The hall sensor power measuring apparatus according to claim 1,

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The method according to claim 1,
Among the plurality of bus bars disposed in the distribution board, in addition to the current flowing through the bus bar to be measured, a part of the bus bar around the hall sensor and the sensor is disposed so as to measure the current more accurately by blocking the influence of the current flowing through the adjacent plurality of bus bars And a magnetic field shielding material surrounding the magnetic field shielding material is installed.

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