KR102013286B1 - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전류 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교류 전류뿐만 아니라 직류 전류를 감지하는 절편형 전류 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a current sensing sensor, and more particularly, to a fragmentary current sensing device for sensing a direct current as well as an alternating current.
최근에 전력 사용량이 급증하고 대전력을 사용하는 수용가가 증가함에 따라, 정확한 전류의 측정은 전력 시스템의 보호와 전력 사용 효율을 극대화하기 위한 필수 요소이다.With the recent surge in power usage and the increase in the number of consumers using large power, accurate measurement of current is essential for the protection of power systems and for maximizing power usage efficiency.
즉, 수용가의 측면에서는 정확한 전류의 측정을 통해 전력 수요를 분석 및 예측하여 전류 사용의 효율을 높일 수 있으며, 전력 시스템의 측면에서는 정격 전류 뿐만 아니라 고장 전류(fault current)를 측정하여 전력 계통(electric power system)에서 고장전류가 발생하는 해당 사고계통을 신속히 분리해 전력 계통을 보호하게 된다.In other words, in terms of customers, it is possible to improve current efficiency by analyzing and predicting power demand through accurate measurement of electric current.In terms of power system, it is possible to measure not only rated current but also fault current to measure power system. The fault system generating fault current in the power system is quickly disconnected to protect the power system.
이러한 전류 측정을 위해, 현재 사용되고 있는 전류 감지 장치는 변류기(CT, current transformer)나 로고스키 센서(Rogowski sensor) 등이 있으며, 일반적으로는 변류기(CT) 형태의 전류 감지 장치가 많이 사용되고 있다.For the current measurement, current sensing devices currently used include a current transformer (CT), a Rogowski sensor, and the like, and in general, a current sensing device in the form of a current transformer (CT) is commonly used.
코어(core)에 코일을 권선하여 사용하는 변류기(CT)는 철심의 사용으로 인한 자계 집속 효과에 따라 전류의 측정 감도를 향상시킨다. Current transformer (CT) using a coil wound around the core (core) improves the measurement sensitivity of the current according to the magnetic field focusing effect due to the use of the iron core.
하지만, 코어로 사용된 철심의 자기 포화로 인하여 오차가 발생하여 하나의 변류기로 일정 오차범위 내에서 측정할 수 있는 전류 범위는 매우 작아, 정격 전류에 비해 수십 내지 수백 배에 이르는 고장 전류를 정확히 검출하는 것은 거의 불가능하다. However, due to the magnetic saturation of the iron core used as the core, an error occurs, and the current range that can be measured within a certain error range with a single current transformer is very small, thus accurately detecting a fault current of several tens to several hundred times the rated current. It is almost impossible to do.
따라서, 전류의 측정 전류 범위를 증가시키기 위해서는 변류기(CT)의 크기를 증가시켜야 하나 철심의 사용으로 인해 크기와 무게 등을 고려해야 하므로, 변류기는 실질적으로 어느 범위 이상의 전류 측정이 불가능하다. 또한, 철심으로 인해 변류기의 소형화에 많은 문제가 발생한다.Therefore, in order to increase the measurement current range of the current, the size of the current transformer CT should be increased, but the size and weight should be taken into consideration due to the use of the iron core, so that the current transformer cannot measure the current more than a certain range. In addition, the iron core causes a lot of problems in downsizing the current transformer.
이에 더해, 철심을 사용하는 변류기는 자화의 세기, 온도변화 또는 전류 특성에 따라 오차가 발생하기 때문에, 측정 전류의 정밀도를 높이기 위하여 철심의 재질을 변경하거나 신호 보정 회로 등을 추가해야 하는 제작 비용이 증가하고 구조가 복잡해지는 문제가 발생한다.In addition, current transformers that use iron cores have errors due to magnetization strength, temperature change, or current characteristics. Therefore, in order to increase the accuracy of the measurement current, manufacturing cost of changing the material of the iron core or adding a signal correction circuit is required. There is a problem that increases and the structure is complicated.
로고스키 센서는 철심으로 인한 자기 포화의 문제를 해소하기 위해 철심을 사용하지 않는 센서로서, 원형의 공심(air core) 코일인 로고스키 코일(Rogowski core)을 이용하여 전류의 측정을 실시한다. Rogowski sensor is a sensor that does not use the iron core to solve the problem of magnetic saturation due to the iron core, it measures the current using a Rogowski core, a circular air core coil.
따라서, 로고스키 센서는 전류를 측정해 측정 전류의 오차 범위를 크게 감소시켰으며 전류의 측정 범위를 증가하며, 신호의 선형성이 향상된다. Thus, Rogowski sensors measure the current, greatly reducing the error range of the measurement current, increasing the measurement range of the current, and improving the linearity of the signal.
하지만, 이러한 로고스키 센서는 철심의 부재로 인해, 전류의 측정 감도가 감소하는 문제가 존재하며, 이로 인해, 외부로부터 인가되는 외부 전자기장의 영향으로 정확한 전류의 측정이 이루어지지 않고, 원형으로의 코일 권선을 권선할 때 균일한 간격과 균일한 밀도로 코일을 정렬하여 권선하는 데 많은 어려움이 따른다.However, the Rogowski sensor has a problem in that the measurement sensitivity of the current decreases due to the absence of an iron core, and thus, accurate current measurement is not performed due to the influence of an external electromagnetic field applied from the outside, and thus the coil in a circular shape When winding the winding, it is difficult to align the coils with uniform spacing and uniform density to wind the windings.
따라서, 이러한 문제를 해소하기 위해 로고스키 코일을 막대 형태로 권선한 전자기 소자인 코일 절편을 사용하는 전류 감지 장치가 개발되어 사용되고 있다. 하지만, 이러한 코일 절편은 원형이 아닌 직선형으로 코일 권선이 이루어져 있으므로, 원형으로 권선한 코일에 비해 권선 수가 감소하여 자계의 누설 현상이 발생하여 정확한 전류 감지가 이루어지지 않았다.Therefore, in order to solve such a problem, a current sensing device using a coil slice, which is an electromagnetic element in which a Rogowski coil is wound in a rod shape, has been developed and used. However, since the coil section is made of a coil winding in a straight line rather than a circular shape, the number of turns is reduced compared to a coil wound in a circular shape, so that a leakage phenomenon of the magnetic field occurs and accurate current sensing is not achieved.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전류 감지 장치의 소형화를 이루기 위한 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to achieve a miniaturization of the current sensing device.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전류 감지 장치의 측정의 정확도를 향상시키기 위한 것이다.Another technical object of the present invention is to improve the accuracy of the measurement of the current sensing device.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 직류 전류뿐만 아니라 교류 전류의 측정이 가능한 전류 감지 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a current sensing device capable of measuring an alternating current as well as a direct current.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 전류 감지 장치는 기판, 및 상기 기판에 다각형 형태로 배열되어 실장되어 있는 복수 개의 막대형 절편 코일을 구비한 절편 코일부를 포함하고, 각 절편 코일은 막대형 코어와 상기 코어에 권선되어 있는 코일 권선을 포함하며, 절편 코일에 의해 형성되는 다각형의 내각의 합은 360도 초과이거나 인접한 두 절편 코일의 각 코어가 이루는 내각의 크기는 90 초과이다. The current sensing device according to an aspect of the present invention for solving the above problems includes a segment coil portion having a substrate and a plurality of rod-shaped segment coils arranged and mounted in a polygonal shape on the substrate, each segment coil And a rod-shaped core and a coil winding wound around the core, wherein the sum of the polygonal angles formed by the section coils is greater than 360 degrees or the size of the cabinet angles formed by each core of two adjacent section coils is greater than 90 degrees.
상기 복수 개의 절편 코일의 개수는 짝수일 수 있다.The number of the plurality of segment coils may be even.
상기 코어는 비투자율이 1이상인 재료로 이루어질 수 있다.The core may be made of a material having a specific permeability of 1 or more.
상기 코어는 실리콘, 에폭시, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 유리나 금, 쇠, 페라이트등으로 이루어질 수 있다.The core may be made of silicon, epoxy, polyethylene terephthalate (PET), glass or gold, iron, ferrite, and the like.
상기 특징에 따른 전류 감지 장치는 상기 기판에 위치하여 상기 인접한 두 절편 코일 사이에 위치하고 인접한 두 절편 코일을 전기적으로 연결하는 신호선과 패드를 더 포함할 수 있다.The current sensing device may further include a signal line and a pad disposed on the substrate and positioned between the two adjacent fragment coils and electrically connecting two adjacent fragment coils.
상기 특징에 따른 전류 감지 장치는 상기 복수 개의 절편 코일 중 하나의 코일 권선과 상기 복수 개의 절편 코일 중 다른 하나의 코일 권선에 연결되어 있는 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.The current sensing device may further include a signal processor connected to one coil winding of the plurality of segment coils and the other coil winding of the plurality of segment coils.
상기 특징에 따른 전류 감지 장치는 각 절편 코일을 에워싸고 있는 차폐부를 더 포함할 수 있다.The current sensing device according to the above feature may further include a shield surrounding each segment coil.
상기 차폐부는 금속성 재질로 이루어지거나 비금속성 재질에 차폐 도료가 도포된 것일 수 있다.The shielding part may be made of a metallic material or may be coated with a shielding paint on a non-metallic material.
상기 기판은 인쇄회로기판일 수 있다.The substrate may be a printed circuit board.
상기 특징에 따른 전류 감지 장치는 인접한 두 절편 코일 사이에 위치하여 직류 성분의 신호를 측정하는 적어도 하나의 직류 성분 및 누설 자계 감지부를 더 포함할 수 있다.The current sensing device according to the above feature may further include at least one DC component and a leakage magnetic field sensing unit positioned between two adjacent fragment coils to measure a signal of the DC component.
상기 직류 성분 및 누설 자계 감지부는 홀 센서나 자기 센서일 수 있다. The DC component and the leakage magnetic field detector may be a Hall sensor or a magnetic sensor.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 하나의 전자기 소자로 제작된 막대 형태의 절편 코일을 기판에 다각형으로 배열하고, 인접한 두 절편 코일 사이를 전기적으로 연결하여 절편 코일부의 코일 권선의 권선 수를 증가시키는 효과가 발생한다. 이로 인해, 누설 자속의 양이 감소하여 측정 전류의 정확도가 향상된다.According to this aspect of the invention, the rod-shaped section coils made of one electromagnetic element arranged in a polygon on the substrate, and electrically connected between two adjacent section coils to increase the number of windings of the coil winding of the section coil portion Effect occurs. This reduces the amount of leakage magnetic flux and improves the accuracy of the measurement current.
또한, 각 절편 코일은 코어를 이용하므로, 코어의 부재 시 발생하는 외부 자기장의 영향을 최소화한다.In addition, since each section coil uses a core, the influence of an external magnetic field generated in the absence of the core is minimized.
사용되는 코어가 비투자율이 1 이상인 비투자율이 높은 재질로 이루어지고, 복수 개의 절편으로 구성되어 자기적으로 폐회로가 형성되지 않아 자기 포화점이 높아져서 자기 포화에 의한 전류 측정 범위의 감소 현상이 발생하지 않는다. 이로 인해, 본 예의 전류 측정 장치는 전류의 측정 범위가 증가하여 소형화를 유지하면서 대전류의 측정이 가능한다.The core used is made of a material with a high permeability with a specific permeability of 1 or more, and is composed of a plurality of segments, so that a closed circuit is not formed magnetically so that the magnetic saturation point is high, so that the reduction of the current measurement range due to magnetic saturation does not occur. . For this reason, the current measuring device of the present example can measure a large current while increasing the measuring range of the current and miniaturization.
더욱이, 표면 실장 기술 및 자동 삽입 공정을 이용하여 기판에 막대 형태의 절편 코일을 실장하므로, 전류 측정 장치의 제조 시간이 크게 단축되어 제조 비용 또한 감소한다. Furthermore, since the rod-shaped section coils are mounted on the substrate using surface mount technology and an automatic insertion process, the manufacturing time of the current measuring device is greatly shortened and the manufacturing cost is also reduced.
또한, 인접한 두 절편 코어 사이에 위치하여 직류 성분의 신호를 감지하여 출력하는 직류 성분 및 누설 자계 감지부에 의해, 교류 신호뿐만 아니라 직류 신호의 측정이 가능하다.In addition, the DC component and the leakage magnetic field detecting unit positioned between two adjacent fragment cores to detect and output a signal of a DC component can measure not only an AC signal but also a DC signal.
더욱이, 직류 성분 및 누설 자계 감지부에 의해 절편 코어부의 장착 밀도가 증가하며, 이로 인해, 좀더 원형적인 절편 코어부의 배치가 가능하므로, 검출되는 전류의 정확도가 증가한다. Moreover, the mounting density of the cutting core portion is increased by the direct current component and the leakage magnetic field sensing portion, which enables a more circular arrangement of the cutting core portions, thereby increasing the accuracy of the detected current.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전류 측정 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전류 측정 장치의 개략적인 구조로서 각 절편 코일에 차폐부가 장착된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 개략적인 구조로서 각 절편 코일에 차폐부가 장착된 상태를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 제작된 전류 감지 장치로서 도 5a는 4개의 절편 코일을 이용한 경우이고, 도 5b는 6개의 절편 코일을 이용한 경우이며, 도 5b는 8개의 절편 코일을 사용한 경우이다.
도 6 내지 도 8은 각각 도 5a 내지 도 5b에 동일한 크기의 자기장이 흐르는 자성체를 근처에 위치시킬 경우, 출력 전류의 왜곡 상태를 측정하기 위한 파형이다.1 is a conceptual diagram of a current measuring device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic structure of a current measuring device according to an embodiment of the present invention showing a state in which a shield is mounted on each of the fragment coils.
3 is a conceptual diagram of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic structure of a current measuring device according to another embodiment of the present invention, in which a shield is mounted on each of the fragment coils.
5A to 5C are current sensing devices fabricated according to an embodiment of the present invention, respectively. FIG. 5A illustrates four segment coils, FIG. 5B illustrates six segment coils, and FIG. 5B illustrates eight This is the case when a section coil is used.
6 to 8 are waveforms for measuring the distortion state of the output current when the magnetic bodies having the same magnitude magnetic field flowing in FIG. 5A to FIG. 5B are located nearby.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In describing the present invention, adding specific descriptions of techniques or configurations already known in the art may make the gist of the present invention unclear.
판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.If so, some of them will be omitted in the detailed description. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express the embodiments of the present invention, which may vary according to related persons or customs in the art. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함하는’의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of “comprising” specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude existence or addition.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전류 감지 장치에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a current sensing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 전류 감지 장치(100)를 설명한다.First, referring to FIGS. 1 and 2, a
도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 본 예의 전류 측정 장치(100)는 기판(110), 기판(110)에 실장되어 있는 복수 개(예, 6개)의 절편 코일(121-126)을 구비하는 절편 코일부(120), 절편 코일부(120)에 연결되어 있는 신호 처리부(130) 및 각 절편 코일(121-126)을 에워싸고 있는 차폐부(140)를 구비한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
기판(110)은 절편 코일부(120)와 신호 처리부(130)가 실장되어 있는 인쇄 회로 기판일 수 있고, 한 예로, 기판(110)은 연성 인쇄회로기판(FPCB, flexible printed circuit board)이나 경성 인쇄회로기판(HPCB, hard printed circuit board)일 수 있다.The
따라서, 이러한 기판(11)은, 도 1에 도시한 것처럼, 인접한 두 절편 코일(예, 121, 122) 간의 전기적인 연결을 위한 복수 개의 신호선(S11)과 해당 신호선(S11)과 절편 코일(121, 122)간의 전기적인 연결을 위한 복수 개의 패드(pad, P11), 그리고 신호 처리부(130)를 이루는 전자기 소자(도시하지 않음)에 대한 신호의 입출력과 전원 공급 등을 위한 복수개의 신호선과 복수 개의 패드 등이 위치한다.Accordingly, as shown in FIG. 1, the substrate 11 includes a plurality of signal lines S11 and electrical signal lines S11 and an
절편 코일부(120)는, 이미 기술한 것처럼, 기판(110) 위에 정해진 간격을 유지하며 원형태에 가까운 다각형의 형태로 실장되어 있는 복수 개의 절편 코일(121-126)을 구비한다. As described above, the
이때, 가능하면 인접한 절편 코일(예, 121, 122) 간의 간격을 줄여 복수 개의 절편 코일(121-126)을 최대한 근접 배치해 절편 코일(121-126)의 배치의 밀집도를 증가시키고, 절편 코일부(120)의 배치 형태를 가능하면 원형에 가까운 형태로 배치한다. 따라서, 권선 수의 증가 효과가 발생하여 누설되는 자속의 양이 감소하므로 측정 전류의 정확도를 향상시킨다.At this time, if possible, reduce the distance between adjacent section coils (eg, 121, 122) to place the plurality of section coils 121-126 as close as possible to increase the density of the arrangement of the section coils 121-126, and the section coil section. The arrangement form of 120 is arranged as close as possible to a circle. Therefore, the effect of increasing the number of turns occurs, thereby reducing the amount of magnetic flux leaking, thereby improving the accuracy of the measurement current.
도 1에 도시한 것처럼, 복수 개의 절편 코일(121-126)에 의해 에워싸여져 있는 부분에는 빈 공간(111)이 존재한다. As shown in FIG. 1, the
기판(110)에 실장되는 복수 개의 절편 코일(121-126)은 모두 동일한 형상을 갖고, 다수 개로 이루어져 있다.The plurality of piece coils 121-126 mounted on the
즉, 각 절편 코일(121-126)은 막대 형태의 코어(C211)와 이 코어(C121)에 정해진 간격과 권선 공정에서 가능한 균일 밀도로 균일하게 감겨 있는 코일 권선(W121)을 구비한다.That is, each of the segment coils 121-126 includes a core C211 in the form of a rod and a coil winding W121 uniformly wound around the core C121 at a predetermined interval and a uniform density possible in the winding process.
따라서 코일 권선(W121)이 감겨 있는 코어(C121)의 부분은 위치에 무관하게 오차 범위 내에서 동일한 두께를 갖고 있다. Therefore, the portion of the core C121 in which the coil winding W121 is wound has the same thickness within the error range regardless of the position.
코어의 사용으로 인한 자기 포화 현상으로 인한 문제를 해소하여 신호의 직선성을 향상하기 위해, 본 예의 코어(C121)은 비투자율(Relative permeability: μr)이 1이거나 또는 신호의 세기에 따라 이보다 높은 재질 즉, 비투자율(μr)이 1이상이거나 자기 포화 현상이 발생하지 않는 재질을 이용한다In order to solve the problem caused by the magnetic saturation caused by the use of the core to improve the linearity of the signal, the core C121 of this example has a relative permeability (μr) of 1 or higher material depending on the signal strength. That is, a material having a specific permeability (μr) of 1 or more or no magnetic saturation phenomenon is used.
따라서, 본 예의 코어(C121)는 실리콘(silicon), 에폭시, 좀더 구체적으로는 FR4 에폭시, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 유리, 금, 쇠, 페라이트 등으로 이루어질 수 있다. Accordingly, the core C121 of the present example may be made of silicon, epoxy, more specifically FR4 epoxy, polyethylene terephthalate (PET), glass, gold, iron, ferrite, or the like.
이처럼, 본 예의 경우, 이러한 재질의 코어(C121)를 사용함에 따라, 코어를 이용하여 절편 코일(121-126)을 구현함에도 불구하고, 공심 코어를 사용할 때의 효과가 발휘되어 전류의 검출 감도가 향상된다.As such, in the case of the present example, as the core C121 of such a material is used, despite the implementation of the section coils 121 to 126 using the core, the effect of using the core core is exerted, so that the detection sensitivity of the current is improved. Is improved.
코일 권선(W121)의 양측 단자는, 도 1에 도시한 것처럼, 해당 신호선(S11)과 패드(P11)을 통해 바로 인접한 다른 절편 코일(121-126)의 해당 코일 권선(W121)의 해당 단자에 연결된다.As shown in FIG. 1, both terminals of the coil winding W121 are connected to the corresponding terminals of the corresponding coil winding W121 of the other segment coils 121-126 immediately adjacent through the corresponding signal line S11 and the pad P11. Connected.
예를 들어, 왼쪽 방향이나 오른쪽 방향으로 순차적으로 배열된 제1 내지 제3 절편 코일(121-123)의 경우, 제1 절편 코일(121)의 코일 권선(W121)의 일측 단자는 제2 절편 코일(122)의 코일 권선(W121)의 타측 단자와 연결되고, 제2 절편 코일(122)의 코일 권선(W121)의 일측 단자는 제3 절편 코일(123)의 코일 권선(W121)의 타측 단자와 연결된다. For example, in the case of the first to third segment coils 121 to 123 sequentially arranged in the left direction or the right direction, one terminal of the coil winding W121 of the
이런 식으로, 해당 방향을 따라 서로 인접해 있는 두 절편 코일(예, 121, 122)의 코일 권선(W121)은 신호선(S11)과 패드(P11)을 통해 전기적 및 물리적으로 연결된다.In this way, the coil windings W121 of the two segment coils (eg, 121 and 122) adjacent to each other along the corresponding direction are electrically and physically connected through the signal line S11 and the pad P11.
이때, 복수 개의 절편 코일(121-126) 중에서, 첫 번째 절편 코일[예를 들어, 정해진 방향(예, 왼쪽 방향)으로의 순차적인 배치의 시작 위치에 배치된 절편 코일](121)의 코일 권선(W121)의 일측 단자와 마지막 절편 코일(예를 들어, 정해진 방향(예, 왼쪽 방향)으로의 순차적인 배치의 종료 위치에 위치하고 첫 번째 절편 코일(121) 바로 옆(예, 우측)에 위치한 절편 코일)(126)의 코일 권선(W121)의 타측 단자는 신호선(S11)과 패드(P11)를 통해 신호 처리부(130)의 입력 단자에 연결된다.At this time, the coil winding of the first section coil (for example, the section coil disposed at the start position of the sequential arrangement in the predetermined direction (eg, the left direction) among the plurality of section coils 121-126). A section located at the end of the sequential arrangement in one direction of the terminal and the last section coil (e.g., in a left direction) of (W121) and next to the first section coil 121 (e.g., right) The other terminal of the coil winding W121 of the
이러한 인접한 두 절편 코일(121-126) 사이에 위치하는 신호선(S11)에 의해, 기판(110) 상에 위치하는 절편 코일부(120)의 배치 형태는 대략적으로 원형의 형태를 이루게 된다.By the signal lines S11 positioned between the two adjacent fragment coils 121-126, the arrangement form of the
짝수 개(도 1의 경우, 6개)로 이루어진 복수 개의 절편 코일(121-126)은 기판(110)에 위치할 때, 두 개의 절편 코일(예, 121, 124)은 하나의 쌍을 이루어 반대편에서 서로 마주보게 위치한다.When a plurality of segment coils 121-126 consisting of an even number (6 in FIG. 1) are positioned on the
따라서, 도 1과 같이, 절편 코일(121-126)의 개수가 6개이면, 세 쌍의 절편 코일(121-124, 122-125, 123-126)이 존재하게 된다. 이처럼, 두 개씩의 절편 코일(121-124, 122-125, 123-126)이 서로 반대편에서 마주보게 위치함에 함에 잡음(noise) 성분의 상쇄 효과가 발생하여 측정된 전류의 정확도가 향상된다.Therefore, as shown in FIG. 1, if the number of segment coils 121-126 is six, three pairs of segment coils 121-124, 122-125, and 123-126 exist. As such, since the two segment coils 121-124, 122-125, and 123-126 are located opposite to each other, the canceling effect of the noise component occurs, thereby improving the accuracy of the measured current.
이러한 복수 개의 절편 코일(121-126)이 원형에 가까운 형태로 기판(110)에 실장되므로, 인접한 두 절편 코일(예, 125, 126)이 이루는 각도, 좀더 구체적으로는 인접한 두 절편 코일(125, 126)의 각 코어(C121)가 이루는 내각(θ)의 크기는 90도 초과이거나 절편 코일부(120)의 장착 상태에 따라 형성되는 다각형의 내각의 합이 360도 초과이다.Since the plurality of segment coils 121 to 126 are mounted on the
또한, 절편 코일부(120)에 배치되는 절편 코일의 개수는 6개 내지 20개일 수 있다.In addition, the number of section coils disposed in the
구체적으로, 도 1에 도시한 것처럼, 인접한 두 절편 코일, 예를 들어, 제5 절편 코일(125)과 제6 절편 코일(126)에서, 제5 절편 코일(125)의 코어(C121)의 중심에서부터 코어(C121)의 연장 방향(즉, 길이 방향)으로 따라 연장되는 제1 연장선(L11)과 제6 절편 코일(126)의 코어(C121)의 중심선을 따라 연장되는 제1 연장선(L12)이 이루는 내각(이하, 이 각도를 ‘인접한 두 코어가 이루는 내각’이라 함)(θ)의 크기는 90도 초과이다.Specifically, as shown in FIG. 1, in two adjacent segment coils, for example, the
또한, 절편 코일부(120)의 장착 상태에 따라 형성되는 다각형의 내각의 합은 절편 코일(121-126) 및 인접한 두 절편 코일(121-126)을 직선으로 연결한 직선이 이루는 다각형의 내각의 합이다.In addition, the sum of the angles of the polygons formed according to the mounting state of the
이처럼, 절편 코일이 개수가 6개 이상인 경우, 전류 감지 장치(100)의 소형화가 이루어지며, 원형의 코어에 코일 권선이 감겨있는 것과 같은 효과가 발휘되어 외부 자기장에 대한 전류 파형의 왜곡 현상이 감소한다.As such, when the number of pieces of coils is 6 or more, miniaturization of the
또한, 절편 코일이 개수가 20개 이하인 경우, 절편 코일의 개수 증가로 인한 전류 감지 장치(100)의 무게 및 부피에 대한 커다란 증가없이 원형의 코어 사용 시 발생하는 효과가 발휘된다.In addition, when the number of pieces of coils is 20 or less, the effect that occurs when using a circular core without a significant increase in the weight and volume of the
이와 같이, 본 예의 전류 감지 장치(100)는 공심 코일을 이용하는 절편 코일 대신에 코어(C121)를 사용하는 복수 개의 절편 코일(121-126)을 이용하므로, 코어(C121)에 의한 자계 집속 효과가 발생되어 전류의 측정 감도가 향상된다.As described above, since the
또한, 막대 형의 절편 코일로 인해 와전류(eddy current)의 영향이 줄어들어 자기 포화 시점이 코어를 폐곡선 형태로 권선되는 경우보다 높아져 우수한 자속밀도(B)-자계 세기(H) 특성을 갖는다.In addition, due to the rod-shaped section coil, the influence of the eddy current is reduced, so that the magnetic saturation time point is higher than that of winding the core in a closed curve shape, and thus has excellent magnetic flux density (B) -magnetic field strength (H) characteristics.
공심 코일을 이용한 막대 형상을 갖는 하나의 절편 코일을 사용하는 대신, 짝수 개를 이용하여 원형에 가까운 형태로 절편 코일(121-126)을 배치하므로, 원형의 코어에 코일 권선이 감겨 있는 것과 같은 효과가 발휘되어 외부 자기장에 대한 전류 파형의 왜곡 현상이 감소한다.Instead of using one section coil having a rod shape using an air core coil, the section coils 121-126 are arranged in a shape close to a circle using an even number, so that the coil winding is wound around a circular core. The distortion of the current waveform with respect to the external magnetic field is reduced.
즉, 막대 형태의 절편 코일의 경우, 절편 코일의 양 단자 부분에서의 권선 상태가 불안정하여, 외부로부터 인가되는 전자기장의 영향을 크게 받는다.That is, in the case of the rod-shaped section coil, the winding state at both terminal portions of the section coil is unstable, and greatly affected by the electromagnetic field applied from the outside.
하지만, 본원 발명의 경우, 짝수 개의 절편 코일(121-126)은 신호선(S11)과 패드(P11)을 이용하여 서로 연결되어 있으므로, 코일 권선(W121)은 실질적으로 원형 형태로 배치되게 되어, 자기장에 대한 코일 권선(W121)의 폐곡선 효과가 발휘되어 권선 수가 증가하는 효과가 발생한다.However, in the present invention, since the even number of fragment coils 121 to 126 are connected to each other using the signal line S11 and the pad P11, the coil windings W121 are arranged in a substantially circular shape, and thus the magnetic field The effect of the closed curve of the coil winding (W121) is exerted so that the number of turns increases.
이로 인해, 외부 자기장에 영향이 감소하며, 권선 수 증가 효과에 따른 전류의 측정 감도 역시 증가한다.This reduces the influence on the external magnetic field and increases the measurement sensitivity of the current due to the increase in the number of turns.
절편 코일의 증가에 따른 외부 자기장의 영향은 도 5a 내지 도 8을 참고로 설명한다.The influence of the external magnetic field according to the increase in the section coil will be described with reference to FIGS. 5A to 8.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 제작된 전류 감지 장치로서, 도 5a는 4개의 절편 코일을 이용한 경우이고, 도 5b는 6개의 절편 코일을 이용한 경우이며, 도 5c는 8개의 절편 코일을 사용한 경우이다.5A to 5C are current sensing devices fabricated according to an embodiment of the present invention, respectively. FIG. 5A illustrates a case of using four fragment coils, and FIG. 5B illustrates a case of using six fragment coils. This is the case with two piece coils.
또한, 도 6 내지 도 8은 각각 도 5a 내지 도 5c에 동일한 크기의 자기장을 발생하는 자성체(예, 도선)을 근처에 위치시킬 경우, 출력 전류의 왜곡 상태를 측정하기 위한 것으로서, 도 6의 (a), 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)는 각각 절편 코일부로 에워싸인 구멍을 관통하는 도체에 흐르는 전류를 측정한 파형이고, 도 6의 (b), 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)는 각각 동일한 자성체를 절편 코일부의 근처에 위치시킬 때, 절편 코일부로 에워싸인 구멍을 관통하는 도체에 흐르는 전류를 측정한 파형이다. 이때, 입력 전류는 5A이고 구동 전압은 ±3.3V이다.6 to 8 are each for measuring the distortion state of the output current when the magnetic material (for example, the conducting wire) generating a magnetic field of the same size in the vicinity of Figs. 5A to 5C, respectively, 7A and 7A are waveforms obtained by measuring a current flowing through a conductor passing through a hole surrounded by a fragment coil part, respectively, (b) and (b) of FIG. And (b) of FIG. 8, the waveforms of the currents flowing through the conductors passing through the holes surrounded by the fragment coil portions when the same magnetic bodies are positioned near the fragment coil portions, respectively. At this time, the input current is 5A and the driving voltage is ± 3.3V.
도 6에 도시한 것처럼, 인접한 두 절편 코일이 이루는 내각이 90도인 경우, 절편 코일부 근처에 자성체가 위치한 경우, 그렇지 않는 경우에 비해 전류 파형의 레벨이 변화는 신호 왜곡이 발생함을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, when the internal angle formed by two adjacent fragment coils is 90 degrees, when the magnetic material is located near the fragment coil portion, it can be seen that a signal distortion occurs when the level of the current waveform is changed as compared with the case where the magnetic body is not located. .
반면, 도 7 및 도 8에 도시한 것처럼, 인접한 두 절편 코일이 이루는 내각이 90도 초과인 경우, 외부 자기장의 영향을 거의 받지 않아 절편 코일부 근처에 자성체가 존재할 경우에도 자성체가 존재하지 않을 경우와 거의 유사한 전류가 검출됨을 알 수 있다.On the other hand, as shown in Figs. 7 and 8, when the inner angle formed by two adjacent section coils is greater than 90 degrees, when the magnetic material does not exist even when a magnetic material is present near the section coil part because it is hardly influenced by an external magnetic field. It can be seen that a current almost similar to is detected.
또한, 도 7 및 도 8에 도시한 것처럼, 편 코일의 개수가 증가할수록 즉, 절편 코일의 배치 형태가 좀더 원형에 가까울수록 외부 자기장의 영향을 덜 받아 전류 신호의 왜곡 정도가 감소함을 알 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 7 and 8, it can be seen that as the number of piece coils increases, that is, the closer the shape of the piece coils to the circular shape, the less the distortion of the current signal is affected by the external magnetic field. have.
이처럼, 하나의 전자기 소자로 제작된 막대 형태의 절편 코일(121-126)을 기판(110)에 표면 실장 기술(SMT, surface mount technology)을 이용하여 기판(110)에 실장하여 원형의 코어를 이용한 변류기(CT)의 효과를 얻게 된다.As such, the rod-shaped section coils 121 to 126 made of one electromagnetic element are mounted on the
하지만, 복수 개의 절편 코일(121-126)을 이용한 본 예의 절편 코일부(120)의 크기는 변류기(CT)에 비해 훨씬 감소하므로, 절편 코일부(120)의 크기를 소형화하면서도 측정되는 전류 범위를 크게 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 전류 측정 장치의 크기를 소형화하면서 대전류의 측정이 가능해진다. However, since the size of the
본 예의 전류 측정 장치(100)의 전류 측정 범위는 1 ~ 1,000A 일 수 있다.The current measuring range of the
또한, 표면 실장 기술 및 자동 삽입 공정을 이용하여 막대 형태의 절편 코일(121-16)을 기판(110)에 실장하므로, 전류 측정 장치(100)의 제조 시간과 제조 비용이 크게 감소한다. In addition, since the rod-shaped section coil 121-16 is mounted on the
다시 도 1을 참고로 하면, 신호선(S11)과 패드(P11)를 통해 코일 절편부(120)에 연결되는 신호 처리부(130) 역시 표면 실장 기술을 이용하여 기판(110)에 실장된다.Referring back to FIG. 1, the
이러한 신호 처리부(130)는 코일 절편부(120)에서 출력되는 전류를 감지하고, 감지된 신호를 처리하여 해당 전력 시스템에서 측정된 전류를 외부로 출력한다.The
이를 위해, 신호 처리부(120)는 입력 단자 사이에 위치하는 전류 측정용 저항, 전류 측정용 저항의 양단에 연결되어 있는 증폭부 및 증폭부에 연결되는 잡음 제거부 등을 포함한다. To this end, the
또한, 본 예의 전류 감지 장치(100)는 신호 처리부(120)에 연결된 아날로그를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변화기(AD변환기)를 구비할 수 있다. In addition, the
따라서, 제어부는 AD변환기를 통해 인가되는 현재의 전류 신호를 이용하여 전력 시스템의 동작 상태를 감시해 전력 시스템의 동작 상태를 제어한다. 예를 들어, 제어부는 측정 전류의 최대값, 실효값, 평균값 및 첨두값 중 적어도 하나를 측정하고, 이들 측정값을 이용하여 현재 전력 시스템의 동작 상태를 판정할 수 있다. Accordingly, the controller controls the operating state of the power system by monitoring the operating state of the power system using the current current signal applied through the AD converter. For example, the controller may measure at least one of a maximum value, an effective value, an average value, and a peak value of the measured current, and determine the operating state of the current power system using the measured values.
이때, 전류 감지 장치(100)가 표시부를 더 구비할 경우, 제어부는 전력 시스템의 동작 상태를 상태 표시부(예를 들어, 액정 표시 장치, 세그먼트 표시 장치 또는 발광 다이오드 등)로 출력하여 현재 전력 시스템의 동작 상태를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 또는 관리자는 전력 시스템의 이상을 확인하여 회로의 전원을 차단하는 보호동작을 하도록 한다.In this case, when the
또 다른 예에서, 전류 감지 장치(110)는 신호 처리부(120)는 AD변환기에 통신부를 추가로 구비하여, 측정된 전류를 통신부를 통해 외부 기기로 전송할 수 있다. 따라서 외부 기기를 관리하거나 구비하는 있는 관리자나 담당자는 실시간으로 측정되는 전류 시스템의 출력 전류 상태를 확인하게 된다.In another example, the
도 1에 도시한 차폐부(140)는 외부로부터 인가되는 전자기파를 차폐하여, 외부의 전자기파로 인한 각 코일 절편(121-126)의 영향을 줄이기 위한 것이다.The
이러한 차폐부(140)는 동박, 구체적으로 PCB 동박, 알루미늄, 구리 또는 철 등과 같은 금속성 재질로 이루어지거나 비금속성 재질에 차폐 도료가 도포될 수 있다.The
따라서, 본 예의 전류 측정 장치(100)는 차폐부(140)를 이용한 전자기파의 차폐 효과로 인해 전류 측정 장치(100)의 정확도가 향상된다.Therefore, the
또한, 코일 절편(121-126)의 형태가 막대 형태로 이루어져 있으므로, 차폐부(140)의 형성 및 설치가 매우 용이하며, 차폐부(140)의 무게 및 부피 증가에 따른 문제가 크게 줄어든다. In addition, since the
도 1 및 도 2에서, 절편 코일부(120)는 모두 절편 코일(121-126)로 이루어져 있지만, 대안적인 예에서, 다각형 형태로 배열되어 있는 절편 코일(121-126) 중 적어도 하나는 사각형과 같은 정해진 형태로 금속편으로 이루어질 수 있다. 이런 경우에도, 금속의 특성으로 인해 금속편이 자기 회로를 형성하여, 위치한 금속을 통해 전류의 흐름이 이루어져 정상적인 전류 감지 동작이 이루어진다.In FIGS. 1 and 2, the
다음, 도 3 및 도 4를 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 감지 장치(100a)를 설명한다.Next, referring to FIGS. 3 and 4, the
도 1 및 도 2과 비교하여, 동일한 구조를 갖고 같은 동작을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1 및 도 2과 같은 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.Compared to FIGS. 1 and 2, components having the same structure and performing the same operation are denoted by the same reference numerals as those of FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof will be omitted.
도 3 및 도 4에 도시한 것처럼, 본 예의 전류 감지 장치(100a)는 도 1의 전류 감지 장치(100)와 유사하게, 기판(110), 기판(110)에 실장되어 있고 신호선(S11)과 패드(P11)를 이용하여 복수 개의 절편 코일(121-126)이 원형의 형태에 가깝게 배치되어 있는 절편 코일부(120a), 그리고 신호선(S11)과 패드(P11)을 이용하여 절편 코일부(120a)와 연결되어 있는 신호 처리부(예, 제1 신호 처리부)(130) 및 각 코일 절편(121-126)을 에워싸는 차폐부(140)를 구비한다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
각 절편 코일(121-126)의 구조 역시 이미 기술한 것과 동일하게 코어(C121)과 코일(C121)에 감겨있는 권선 코일(W121)을 구비한다.The structure of each of the fragment coils 121-126 also includes a winding coil W121 wound around the core C121 and the coil C121 as described above.
절편 코일부(120a)에 구비되는 절편 코일의 개수는 6개 내지 20개일 수 있고, 절편 코일(121-126)에 의해 형성되는 다각형의 내각의 합은 360도 초과이거나 인접한 두 절편 코일(예, 121, 122)의 각 코어(C121)가 이루는 내각의 크기(θ)는 90 초과이다.The number of section coils provided in the
하지만, 본 예의 전류 감지 장치(100a)의 절편 코일부(120a)는 인접한 두 절편 코일 사이에 위치하여 인접한 두 절편 코일에 연결되어 있는 적어도 하나의 직류 성분을 측정하는 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)를 추가로 구비하고 있다.However, the
또한, 전류 감지 장치(100a)는 각 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)에 연결되어 있는 신호 처리부(예, 제2 신호 처리부)(131)와 제2 신호 처리부(131)에 연결되어, 각 신호 처리부(131)로부터 인가되는 신호의 취합 및 처리를 실시하는 제3 신호 처리부(132)를 추가로 구비한다.In addition, the
이때, 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)와 해당 절편 코일(121-126) 간의 전기적 및 물리적인 연결 역시 기판(110)에 배치된 신호선과 패드에 의해 이루어지며, 각 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)와 제2 신호 처리부(131) 간의 연결, 그리고 제2 신호 처리부(131)와 제3 신호 처리부(132) 간의 연결 역시 기판(110)에 배치된 신호선과 패드에 의해 이루어진다.At this time, the electrical and physical connection between the DC component and the leakage
이들 전류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)와 제2 및 제3 신호 처리부(131, 132) 또한 표면 실장 기술을 이용하여 기판(110)의 정해진 위치에 실장된다.These current component and leakage
본 예에서, 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)는 홀 효과(hall effect)를 이용하는 홀 센서(hall sensor), 자기저항 효과(magnetoresistance effect)를 이용하는 자기 센서 또는 코일일 수 있다. 또한 신호를 더욱 증폭하는 것이 측정에 유리한 경우 코일을 넣어서 검출 신호를 더욱 증폭할 수 있다.In this example, the DC component and the leakage
이와 같이, 인접한 두 절편 코일(121-126) 사이 중 적어도 하나에 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)가 위치하므로, 절편 코일부(120a)의 실장 면적이 증가하여 절편 코일부(120a)의 배치 밀도가 증가하고 좀 더 원형에 가까운 형태로 절편 코일부(120a)의 배치가 이루어진다. 이러한 배치로 인해 절편 코일부(120a)에 대한 권선 수의 증가 효과가 더욱더 발휘되어 누설 전류의 양이 감소하므로, 전류의 검출 감도가 증가하고 이로 인해 검출되는 전류의 정확도는 더욱 향상된다.As described above, since the DC component and the leakage magnetic
제2 신호 처리부(131)는 제1 신호 처리부(130)와 유사하게 증폭부와 노이즈 제거부 등을 구비하고 있어, 연결된 해당 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)에서 출력되는 신호를 처리한다.Similar to the
또한, 적어도 하나의 제2 신호 처리부(131)에 연결되어 있는 제3 신호 처리부(132)는 각 제2 신호 처리부(131)로부터 인가되는 신호를 처리하여 하나의 감지 신호를 출력하기 위한 것이다. In addition, the
이러한 제3 신호 처리부(132)는 측정하고자 하는 도체의 자계 신호를 층폭하고 신호에 섞여 있는 잡음성분을 제거하는 필터 역할을 하며 이 출력을 입력으로 사용하는 기기의 신호범위로 변환하여 주는 역할을 한다. The
절편 코어(121-126)가 절편 형태로 이루어져 있기 때문에 발생하는 누설 자계가 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)에 의해 감지되어 해당 제2 신호 처리부(131)를 통해 제3 신호 처리부(132)로 인가된다. 따라서, 제3 신호 처리부(132)는 증폭기 등을 이용한 증폭 처리 등을 통해 감지된 누설 자계의 보상 동작이 이루어져 누설 자계의 영향을 받지 않는 양호한 전류의 검출이 이루어지게 된다.The leakage magnetic field generated because the intercepting
위에 기술한 전류 측정 장치(100, 100a)는 하나의 기판(110) 위에 절편 코일부(120, 120a)가 실장되어 있어, 절편 코일부(120, 120a)의 복수 개의 절편 코일(121-12n)과 적어도 하나의 직류 성분 및 누설 자계 감지부(1211)가 실장되어 있다.In the
하지만, 다른 대안적인 예에서, 복수 개의 기판(예, 2개)에 각각 절편 코일과 필요할 경우 직류 성분 및 누설 자계 감지부를 대칭적으로(예, 좌우 대칭) 실장하여 전류 측정 장치를 구현할 수 있다. 이때, 각 기판에 실장되는 절편 코일과 직류 성분 및 누설 자계 감지부를 전기적으로 연결하기 위한 신호선 및 패드가 존재한다.However, in another alternative example, the current measuring device may be implemented by symmetrically mounting (eg, symmetrically) the cut-off coil and the DC component and the leakage magnetic field detector if necessary on a plurality of substrates (eg, two). At this time, there is a signal line and a pad for electrically connecting the fragment coil mounted on each substrate to the DC component and the leakage magnetic field sensing unit.
이때, 각 기판의 일측은 서로 연결되어 있고 타측만이 분리되어, 각 기판은 연결된 일측을 기준하여 좌우 방향으로의 이동에 서로 전기적 및 물리적인 연결이 이루어지거나 연결 상태가 해제될 수 있다. 서로 분리된 기판의 전기적 및 물리적인 연결은 기판 내에 형성된 신호선이나 와이어(wire) 등을 통해 이루어질 수 있다.At this time, one side of each substrate is connected to each other and only the other side is separated, each substrate can be electrically and physically connected to each other in the movement in the left and right direction relative to the one side connected or the connection state can be released. Electrical and physical connection of the substrates separated from each other may be made through signal lines or wires formed in the substrate.
이상, 본 발명의 전류 감지 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the above, embodiments of the current sensing device of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various modifications and variations will be possible in view of those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be defined not only by the claims of the present specification but also by the equivalents of the claims.
100, 100a: 전류 측정 장치 110: 기판
120, 120a: 절편 코일부 121-126: 절편 코일
1211: 직류 성분 및 누설 자계 감지부
130, 131, 132: 신호 처리부
S11: 신호선 P11: 패드100, 100a: current measuring device 110: substrate
120, 120a: section coil section 121-126: section coil
1211: DC component and leakage magnetic field detector
130, 131, 132: signal processing unit
S11: signal line P11: pad
Claims (12)
상기 기판에 다각형 형태로 배열되어 실장되어 있는 복수 개의 막대형 절편 코일을 구비한 절편 코일부
를 포함하고,
각 절편 코일은 막대형 코어와 상기 코어에 권선되어 있는 코일 권선을 포함하고,
절편 코일에 의해 형성되는 다각형의 내각의 합은 360도 초과이거나 인접한 두 절편 코일의 각 코어가 이루는 내각의 크기는 90 초과인 전류 감지 장치. Board; And
Section coil section having a plurality of rod-shaped section coils are arranged in a polygonal form on the substrate
Including,
Each segment coil comprises a rod-shaped core and a coil winding wound around the core,
The sum of the internal angles of the polygons formed by the intercept coils is greater than 360 degrees or the size of the internal angles of each core of two adjacent intercept coils is greater than 90 degrees.
상기 복수 개의 절편 코일 중 적어도 하나는 금속편인 전류 감지 장치.According to claim 1,
And at least one of the plurality of piece coils is a metal piece.
상기 복수 개의 절편 코일의 개수는 짝수인 전류 감지 장치. According to claim 1,
And the number of the plurality of segment coils is an even number.
상기 코어는 비투자율이 1 이상인 재료로 이루어져 있는 전류 감지 장치.According to claim 1,
And the core is made of a material having a specific permeability of 1 or more.
상기 코어는 실리콘, 에폭시, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 유리나 금, 쇠 또는 페라이트로 이루어져 있는 전류 감지 장치.According to claim 1,
The core is a current sensing device consisting of silicon, epoxy, polyethylene terephthalate (PET), glass or gold, iron or ferrite.
상기 기판에 위치하여 상기 인접한 두 절편 코일 사이에 위치하고 인접한 두 절편 코일을 전기적으로 연결하는 신호선과 패드를 더 포함하는 전류 감지 장치. According to claim 1,
And a signal line and a pad disposed on the substrate and electrically connected between two adjacent fragment coils and electrically connecting two adjacent fragment coils.
상기 복수 개의 절편 코일 중 하나의 코일 권선과 상기 복수 개의 절편 코일 중 다른 하나의 코일 권선에 연결되어 있는 신호 처리부
를 더 포함하는 전류 감지 장치.According to claim 1,
A signal processor connected to one coil winding of the plurality of segment coils and another coil winding of the plurality of segment coils
A current sensing device further comprising.
각 절편 코일을 에워싸고 있는 차폐부를 더 포함하는 전류 감지 장치.According to claim 1,
And a shield enclosing each segment coil.
상기 차폐부는 금속성 재질로 이루어지거나 비금속성 재질에 차폐 도료가 도포된 전류 감지 장치.The method of claim 8,
The shielding part is made of a metallic material or a current sensing device coated with a non-metallic shielding paint.
상기 기판은 인쇄회로기판인 전류 감지 장치.According to claim 1,
And the substrate is a printed circuit board.
인접한 두 절편 코일 사이에 위치하여 직류 성분의 신호와 누설 자계를 측정하는 적어도 하나의 직류 성분 및 누설 자계 감지부를 더 포함하는 전류 감지 장치.According to claim 1,
And at least one DC component and a leakage magnetic field detector positioned between two adjacent fragment coils to measure a signal and a leakage magnetic field of the DC component.
상기 직류 성분 및 누설 자계 감지부는 홀 센서나 자기 센서인 전류 감지 장치.The method of claim 11, wherein
And the direct current component and the leakage magnetic field sensing unit are hall sensors or magnetic sensors.
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