KR102039269B1 - A Residual Current Detection Circuit - Google Patents

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강희복
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Abstract

The present invention relates to a leakage current detecting circuit. According to the present invention, electrical resistance characteristic values of main_R1 which is a main resistor, and a mirror-R1 which is a reference resistor are the same. The winding number of times of a coil of main-W1 which is a main coil is obtained by winding main_M1 which is a main core by one or multiple times. A power line (312) which is a power supply line, penetrates an internal penetration area of the main_M1 which is the main core. The winding number of times of a coil of mirror_W1 which is a reference coil winding is obtained by winding mirror_M1 which is a reference core by one or multiple times. An internal penetration area of the mirror_M1 which is the reference core does not have a penetrating power line. Electric winding characteristic values of the main_W1 which is the main coil winding and the mirror_W1 which is the reference coil winding are the same. Electric core characteristic values of the main_M1 which is the main core, and the mirror_M1 which is the reference core are the same. When AC or DC current flows through the power line (312), a signal deviation occurs between a node N306 terminal and a node N308 terminal to generate an output signal (310). The magnitude of the output signal (310) is proportional to the AC or DC current of the power line (312), which is a power supply line. In addition, the magnitude of the output signal (310) is proportional to an image current, which is an accident leakage current of the power line (312), which is the power supply line.

Description

누전 전류 감지 회로 {A Residual Current Detection Circuit}Earth leakage current detection circuit {A Residual Current Detection Circuit}
본 발명은 주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 1개 혹은 복수개의 전력선(312)이 관통하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that one or a plurality of power lines 312 penetrate the inner through region of Main_M1, which is the main core.
기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 내부 관통 영역은 관통하는 전력선이 없는 것을 특징으로 한다.The inner through region of Mirror_M1, which is a reference high-core core, is characterized in that no power line penetrates.
주 Coil 권선인 Main_W1과 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 전기적 권선 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The characteristics of the electrical windings of the main coil winding Main_W1 and the reference coil winding Mirror_W1 are the same.
주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 전기적 Core 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The electrical core characteristic values of Main_M1, which is the main high core, and Mirror_M1, which is the reference high core, are the same.
전력선(312)에 교류 혹은 직류 전류가 흐르면 Node N306 단자와 Node N308 단자 사이에 신호 편차가 발생한다.When an AC or DC current flows through the power line 312, signal deviation occurs between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal.
Node N306 단자와 Node N308 단자 사이에 신호 편차는 쌍방향 Low-pass Filter를 통과하여 출력 신호 (310)에 전달된다.The signal deviation between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal is transmitted to the output signal 310 through the bidirectional low-pass filter.
출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 교류 혹은 직류 전류에 비례한다.The magnitude of the output signal 310 is proportional to the alternating current or direct current of the power line 312, which is a power supply wire.
또한, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 사고 누전 전류인 영상 전류에 비례한다.
In addition, the magnitude of the output signal 310 is proportional to an image current which is an accidental leakage current of the power line 312 which is a power supply wire.
전력 선에 흐르는 직류(Direct Current) 전류를 측정하는 방법으로는, 직류 전류 측정 장치를 그 전력 선에 전기적으로 직접 연결하여 측정하는 직접 직류 전류 측정 방법과 그 전력 선의 전류에 의해 주변에 발생하는 전자기장을 자기장 측정 장치로 검출하여 전력 선의 직류 전류를 측정하는 간접 직류 전류 측정 방법이 있다.As a method of measuring direct current flowing through a power line, a direct direct current measurement method in which a direct current measuring device is directly connected to the power line and measured, and an electromagnetic field generated by the current of the power line. There is an indirect DC current measuring method for measuring the DC current of the power line by detecting the by a magnetic field measuring device.
여기서, 직접 직류 전류 측정 방법으로 측정 장치를 전력 선에 직접 연결하기는 실질적으로 어려운 제약조건이 존재 한다.Here, there is a constraint that is difficult to connect the measurement device directly to the power line by the direct DC current measurement method.
따라서, 최근에는 이러한 직접 직류 전류 측정 방법을 탈피하기 위한 간접 직류 전류 측정 방법이 대두되고 있다.Therefore, recently, an indirect DC current measuring method has emerged to escape such a direct DC current measuring method.
간접 직류 전류 측정 방법은 대표적인 예로서 플럭스 게이트(Fluxgate) 방식을 이용하는 방법이 있다. 이러한 플럭스 게이트(Fluxgate) 방식을 이용한 직류 전류 측정방법에 따르면 두개의 코어에 교류 자화 방향이 서로 반대가 되도록 교류 전류를 인가하고, 두개의 코어에 각각 권선한 코일에 발생하는 자기장 파형 왜곡에 기인한 전압 신호 변화를 감지하여 전력 선에 흐르는 직류 전류에 의한 자속(Magnetic Flux)를 검출한다. 전력 선의 전류에 의한 자속은 별도의 코일을 이용하여 검출하고, 검출한 자속에 대응되는 보상 전류를 인가하여 전력 선에 흐르는 전류에 의한 전자기장을 상쇄하게 구성함으로써, 인가한 전류의 검출로 전력 선에 흐르는 직류 전류를 측정한다.An indirect DC current measurement method is a method using a fluxgate method as a representative example. According to the DC current measuring method using the fluxgate method, an alternating current is applied to two cores so that the alternating magnetization directions are opposite to each other, and due to magnetic field waveform distortion occurring in coils wound around the two cores. The magnetic flux is detected by the DC current flowing through the power line by detecting the change of the voltage signal. The magnetic flux caused by the current of the power line is detected by using a separate coil, and the compensating current corresponding to the detected magnetic flux is applied to cancel the electromagnetic field caused by the current flowing through the power line. Measure the flowing direct current.
구형파 혹은 정현파로 발진한 전류를 인가하여 서로 반대되는 방향으로 두개의 플럭스 게이트(Fluxgate) 코어를 자화시킨 상태에서 전력 선의 피측정 전류에 의해 두개의 코어에 발생하는 자기장 파형 왜곡을 전압 신호로 감지하여 직류 직류 성분을 검출하고, 교류 성분은 별도의 코어 또는 별도의 회로구성으로 검출한다. 그리고, 검출한 성분에 상응하는 보상 전류로 자속을 가하여 피측정 전류에 의한 자속을 상쇄하도록 보상 전류를 수렴시키고, 그 수렴한 보상 전류를 측정하여 피측정 직류 전류를 측정 한다.In the state in which two fluxgate cores are magnetized in opposite directions by applying a current oscillated by a square wave or a sine wave, magnetic field waveform distortion generated in the two cores is detected as a voltage signal by the measured current of the power line. The DC component is detected, and the AC component is detected by a separate core or a separate circuit configuration. Then, the magnetic flux is applied with a compensation current corresponding to the detected component to converge the compensation current so as to cancel the magnetic flux caused by the current to be measured, and the measured compensation current is measured to measure the DC current to be measured.
종래기술들은 발진신호에 따른 전류를 양측 코어에 인가하여 반대 극성으로 자화시킴에 있어서, 양측 코어를 반대 극성이 나타나도록 코일을 직렬로 연결한 후에 발진신호를 양 코일의 직렬 접속점에 인가하여 양측 코어를 서로 반대 방향으로 자화시켜 계측 성능에는 큰 편차로 나타나는 문제점이 있다.In the prior arts, when the current according to the oscillation signal is applied to both cores to magnetize with opposite polarity, the cores are connected in series so that both cores have the opposite polarity, and then the oscillation signal is applied to the series connection points of both coils. There is a problem in that the magnetization in opposite directions to each other causes a large deviation in measurement performance.
플럭스 게이트(Fluxgate) 방식으로 전류를 계측하는 종래기술로서 등록특허 번호 10-1329240 호 등이 있다.
Patent No. 10-1329240 is a conventional technique for measuring the current by the flux gate method (Fluxgate).
본 발명의 실시예는 다음과 같은 특징을 갖는다. Embodiments of the present invention have the following features.
첫째, 주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 1개 혹은 복수개의 전력선(312)이 관통하는 특징을 갖는다.First, the inner through area of Main_M1, which is the main core, has one or more power lines 312 penetrating through.
둘째, 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 내부 관통 영역은 관통하는 전력선이 없는 특징을 갖는다.Second, the inner through region of Mirror_M1, which is a reference high core, has no characteristic of passing through power lines.
셋째, 주 Coil 권선인 Main_W1과 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 전기적 권선 특성 값은 서로 동일한 특징을 갖는다.Third, the electrical winding characteristics of the main coil winding Main_W1 and the reference coil winding Mirror_W1 have the same characteristics.
넷째, 주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 전기적 Core 특성 값은 서로 동일한 특징을 갖는다.Fourth, the electrical core characteristic values of Main_M1, the main high core, and Mirror_M1, the reference high core, have the same characteristics.
다섯 째, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 교류 혹은 직류 전류에 비례한다.Fifth, the magnitude of the output signal 310 is proportional to the alternating current or direct current of the power line 312, which is a power supply wire.
또한, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 사고 누전 전류인 영상 전류에 비례함을 특징으로 한다.
In addition, the size of the output signal 310 is characterized in that it is proportional to the image current which is the accidental leakage current of the power line 312 which is a power supply wire.
입력 교류 신호 (300)의 2 단자는 각각 Node N302 단자와 Node N304 단자에 일정한 주파수의 (a) 구형파 신호, (b) 삼각파 신호, 혹은 (c) 정현파 신호를 공급한다.The two terminals of the input AC signal 300 supply (a) square wave signal, (b) triangle wave signal, or (c) sine wave signal of constant frequency to the Node N302 terminal and the Node N304 terminal, respectively.
주 저항인 Main_R1과 기준 저항인 Mirror_R1의 전기적 저항 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The electrical resistance characteristics of the main resistor Main_R1 and the reference resistor Mirror_R1 are the same.
주 Coil 권선인 Main_W1의 Coil 권수는 주 첨심 Core인 Main_M1을 1번 혹은 복수 번 감는 것을 특징으로 한다.The number of coil turns of the main coil winding Main_W1 is characterized by winding the main core core Main_M1 one or more times.
주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 전력 공급 전선인 전력선(312)이 관통한다.The power line 312, which is a power supply wire, penetrates through the inner through region of Main_M1, which is the main peak core.
주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 1개 혹은 복수개의 전력선(312)이 관통하는 것을 특징으로 한다.The inner through area of Main_M1, which is the main core, is characterized in that one or a plurality of power lines 312 penetrate.
기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 한쪽 단자는 Node N308에 연결되고, 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 다른 쪽 단자는 Node N304에 공통으로 연결된다.One terminal of the reference coil winding Mirror_W1 is connected to the node N308, and the other terminal of the reference coil winding Mirror_W1 is commonly connected to the node N304.
기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 Coil 권수는 기준 첨심 Core인 Mirror_M1을 1번 혹은 복수 번 감는 것을 특징으로 한다.The number of coils of the mirror coil W1, which is the reference coil winding, may be wound one or more times.
기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 내부 관통 영역은 관통하는 전력선이 없는 것을 특징으로 한다.The inner through region of Mirror_M1, which is a reference high-core core, is characterized in that no power line penetrates.
주 Coil 권선인 Main_W1과 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 전기적 권선 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The characteristics of the electrical windings of the main coil winding Main_W1 and the reference coil winding Mirror_W1 are the same.
주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 전기적 Core 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The electrical core characteristic values of Main_M1, which is the main high core, and Mirror_M1, which is the reference high core, are the same.
주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1은 투자율이 높은 Permalloy(Nickel) 강판을 포함한다.Main_M1, the main core, and Mirror_M1, the standard core, include high permeability Permalloy (Nickel) steel sheets.
전력선(312)에 교류 혹은 직류 전류가 흐르면 Node N306 단자와 Node N308 단자 사이에 신호 편차가 발생한다.When an AC or DC current flows through the power line 312, signal deviation occurs between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal.
Node N306 단자와 Node N308 단자 사이에 신호 편차는 쌍방향 Low-pass Filter를 통과하여 출력 신호 (310)에 전달된다.The signal deviation between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal is transmitted to the output signal 310 through the bidirectional low-pass filter.
출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 교류 혹은 직류 전류에 비례한다.The magnitude of the output signal 310 is proportional to the alternating current or direct current of the power line 312, which is a power supply wire.
또한, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 사고 누전 전류인 영상 전류에 비례한다.
In addition, the magnitude of the output signal 310 is proportional to an image current which is an accidental leakage current of the power line 312 which is a power supply wire.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 효과를 갖는다. As described above, the embodiment of the present invention has the following effects.
첫째, 주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 1개 혹은 복수개의 전력선(312)이 관통하는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.First, the inner penetrating area of Main_M1, which is the main high-core core, provides an effect that one or more power lines 312 penetrate.
둘째, 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 내부 관통 영역은 관통하는 전력선이 없는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.Second, the inner through area of Mirror_M1, the reference high-core core, provides an effect that there is no power line passing through.
셋째, 주 Coil 권선인 Main_W1과 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 전기적 권선 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.Third, the electrical winding characteristics of the main coil winding Main_W1 and the reference coil winding Mirror_W1 have the same characteristic.
넷째, 주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 전기적 Core 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.Fourth, the electrical core characteristic values of Main_M1, which is the main high core, and Mirror_M1, which is the reference high core, have the same effect.
다섯 째, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 교류 혹은 직류 전류에 비례한다.Fifth, the magnitude of the output signal 310 is proportional to the alternating current or direct current of the power line 312, which is a power supply wire.
또한, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 사고 누전 전류인 영상 전류에 비례함을 하는 것을 특징으로 하는 효과를 제공한다.In addition, the size of the output signal 310 provides an effect characterized in that it is proportional to the image current which is the accidental leakage current of the power line 312 which is a power supply wire.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, replacements and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are claimed in the following claims It should be seen as belonging to a range.
도 1은 통상의 플럭스 게이트(Fluxgate) 회로의 구성도.
도 2는 통상의 플럭스 게이트(Fluxgate) 회로의 동작 파형도.
도 3은 본 발명의 직류 전류 감지 회로의 구성도.
도 4는 본 발명의 입력 교류 신호 동작 파형도.
도 5는 본 발명의 출력 신호 동작 파형도.
1 is a configuration diagram of a conventional fluxgate circuit.
2 is an operational waveform diagram of a conventional fluxgate circuit.
3 is a configuration diagram of a DC current sensing circuit of the present invention.
4 is a waveform diagram showing the input AC signal of the present invention.
5 is a waveform diagram of an output signal of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1은 통상의 플럭스 게이트(Fluxgate) 회로의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a conventional fluxgate circuit.
플럭스 게이트(Fluxgate) 방식의 비접촉 전류 측정 장치의 개략 구성도이다.It is a schematic block diagram of the fluxgate type non-contact current measuring apparatus.
도선(W0)는 피측정 전류가 흐르는 도선이다.The conducting wire W0 is a conducting wire through which a current under measurement flows.
3개의 코어(M1, M2, M3)에 권선한 코일(W1, W2, W3)은 내부 중공을 관통하게 하여 도선의 둘레를 에워싸게 한다.The coils W1, W2, and W3 wound on the three cores M1, M2, and M3 pass through the inner hollow to enclose the circumference of the conductor.
코일(W4)는 3개의 코어(M1, M2, M3)에 동시에 권선한다.The coil W4 is wound around three cores M1, M2, and M3 simultaneously.
2개의 코일(W1,W2)에는 서로 반대되는 극성을 갖는 발진 전류를 인가한다.Oscillating currents having polarities opposite to each other are applied to the two coils W1 and W2.
발진부(10)는 코어(M1, M2)을 서로 반대되는 방향의 자속으로 여자하도록 발진한다.The oscillation part 10 oscillates so that cores M1 and M2 may be excited with magnetic flux in directions opposite to each other.
보상전류생성부(20)는 나머지 한 개의 코일(W3)에 유도 되는 전류에 대응되는 보상전류를 생성한다.The compensation current generating unit 20 generates a compensation current corresponding to the current induced in the other coil W3.
포화복귀부(30)는 코어가 자기포화할 시에 이를 감지하여 탈자시킨다.The saturation return unit 30 detects this when the core self-saturates and demagnetizes it.
보상전류를 3개의 코어에 동시에 권선한 코일(W4)에 인가하여 검출부(40)는 보상전류에 대응하는 전압을 측정함으로써 피측정 전류를 얻는다.The compensating current is applied to the coil W4 wound simultaneously on three cores, so that the detector 40 measures the voltage corresponding to the compensating current to obtain the current to be measured.
도 2는 통상의 플럭스 게이트(Fluxgate) 회로의 동작 파형도이다.2 is an operational waveform diagram of a conventional fluxgate circuit.
상기 도선(W0)에 피측정 전류(1)가 흐르지 않을 때에, 상기한 바와 같이 발진한 전기를 각각 제1 코어(M1)에 권선한 제1 코일(W1)과 제2 코어(M2)에 권선한 제2 코일(W1)에 인가함에 따라 제1 코일(W1)의 전압 신호와 제2 코일(W2)의 전압신호가 서로 180° 위상차를 갖게 된다.When the current to be measured 1 does not flow through the conductive wire W0, the first coil W1 and the second core M2 wound by the oscillated electricity to the first core M1 are wound as described above. As applied to the second coil W1, the voltage signal of the first coil W1 and the voltage signal of the second coil W2 have a 180 ° phase difference with each other.
이러한 전압신호를 합산하면 합산한 전압 신호는 '0'이 된다.When these voltage signals are summed, the summed voltage signal becomes '0'.
그리고, 상기 도선(W0)에 양극의 직류 성분(2)을 갖는 피측정 전류를 흐르게 하면 제1 코일(W1)의 전압 신호와 제2 코일(W2)의 전압신호와 같이 양극에서 왜곡이 발생한다. 이와 같이 왜곡된 전압 신호를 합산하면 왜곡된 부분에서 '0'이 아닌 값이 발생하여, 양극의 직류 성분을 검출할 수 있다.When a current to be measured having a positive DC component 2 flows through the conductive wire W0, distortion occurs at the anode, such as a voltage signal of the first coil W1 and a voltage signal of the second coil W2. . When the distorted voltage signals are summed up, a value other than '0' is generated in the distorted portion, thereby detecting the DC component of the anode.
상기 도선(W0)에 음극의 직류 성분(3)을 갖는 피측정 전류를 흐르게 하면 제1 코일(W1)의 전압 신호와 제2 코일(W2)의 전압신호와 같이 음극에서 왜곡이 발생한다. 이와 같이 왜곡된 전압 신호를 합산하면 왜곡된 부분에서 '0'이 아닌 값이 발생하여, 음극의 직류 성분을 검출할 수 있다.When the current to be measured having the direct current component 3 of the cathode flows through the conductive wire W0, distortion occurs at the cathode, such as the voltage signal of the first coil W1 and the voltage signal of the second coil W2. When the distorted voltage signals are added together, a value other than '0' is generated in the distorted portion, thereby detecting the DC component of the cathode.
이와 같이 상기 도선(W0)에 흐르는 피측정 전류에 직류 성분이 포함되면, 그 직류 성분을 극성에 맞게 검출할 수 있다.As described above, when a DC component is included in the current to be measured flowing in the conductive wire W0, the DC component can be detected according to polarity.
도 3은 본 발명의 직류 전류 감지 회로의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a DC current sensing circuit of the present invention.
비접촉 방식으로 전력선(312)에 흐르는 교류 혹은 직류 전류를 감지하는 회로의 구성도이다.It is a block diagram of the circuit which detects the alternating current or direct current which flows into the power line 312 by a non-contact method.
입력 교류 신호 (300)의 2 단자는 각각 Node N302 단자와 Node N304 단자에 연결된다.Two terminals of the input AC signal 300 are connected to the Node N302 terminal and the Node N304 terminal, respectively.
주 저항인 Main_R1의 한쪽 단자는 Node N302 단자에 연결되고, 주 저항인 Main_R1의 다른 쪽 단자는 Node N306 단자에 연결된다.One terminal of the main resistor Main_R1 is connected to the Node N302 terminal, and the other terminal of the main resistor Main_R1 is connected to the Node N306 terminal.
기준 저항인 Mirror_R1의 한쪽 단자는 Node N302 단자에 공통으로 연결되고, 기준 저항인 Mirror_R1의 다른 쪽 단자는 Node N308 단자에 연결된다.One terminal of the reference resistor Mirror_R1 is commonly connected to the Node N302 terminal, and the other terminal of the reference resistor Mirror_R1 is connected to the node N308 terminal.
주 저항인 Main_R1과 기준 저항인 Mirror_R1의 전기적 저항 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The electrical resistance characteristics of the main resistor Main_R1 and the reference resistor Mirror_R1 are the same.
주 Coil 권선인 Main_W1의 한쪽 단자는 Node N306에 연결되고, 주 Coil 권선인 Main_W1의 다른 쪽 단자는 Node N304에 연결된다.One terminal of Main Coil winding Main_W1 is connected to Node N306, and the other terminal of Main Coil winding Main_W1 is connected to Node N304.
주 Coil 권선인 Main_W1의 Coil 권수는 주 첨심 Core인 Main_M1을 1번 혹은 복수 번 감는 것을 특징으로 한다.The number of coil turns of the main coil winding Main_W1 is characterized by winding the main core core Main_M1 one or more times.
주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 전력 공급 전선인 전력선(312)이 관통한다.The power line 312, which is a power supply wire, penetrates through the inner through region of Main_M1, which is the main peak core.
주 첨심 Core인 Main_M1의 내부 관통 영역은 1개 혹은 복수개의 전력선(312)이 관통하는 것을 특징으로 한다.The inner through area of Main_M1, which is the main core, is characterized in that one or a plurality of power lines 312 penetrate.
기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 한쪽 단자는 Node N308에 연결되고, 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 다른 쪽 단자는 Node N304에 공통으로 연결된다.One terminal of the reference coil winding Mirror_W1 is connected to the node N308, and the other terminal of the reference coil winding Mirror_W1 is commonly connected to the node N304.
기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 Coil 권수는 기준 첨심 Core인 Mirror_M1을 1번 혹은 복수 번 감는 것을 특징으로 한다.The number of coils of the mirror coil W1, which is the reference coil winding, may be wound one or more times.
기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 내부 관통 영역은 관통하는 전력선이 없는 것을 특징으로 한다.The inner through region of Mirror_M1, which is a reference high-core core, is characterized in that no power line penetrates.
주 Coil 권선인 Main_W1과 기준 Coil 권선인 Mirror_W1의 전기적 권선 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The characteristics of the electrical windings of the main coil winding Main_W1 and the reference coil winding Mirror_W1 are the same.
주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1의 전기적 Core 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.The electrical core characteristic values of Main_M1, which is the main high core, and Mirror_M1, which is the reference high core, are the same.
주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1은 투자율이 높은 Permalloy(Nickel) 강판을 포함한다.Main_M1, the main core, and Mirror_M1, the standard core, include high permeability Permalloy (Nickel) steel sheets.
전력선(312)에 교류 혹은 직류 전류가 흐르면 Node N306 단자와 Node N308 단자 사이에 신호 편차가 발생한다.When an AC or DC current flows through the power line 312, signal deviation occurs between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal.
Node N306 단자와 Node N308 단자 사이에 신호 편차는 쌍방향 Low-pass Filter를 통과하여 출력 신호 (310)에 전달된다.The signal deviation between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal is transmitted to the output signal 310 through the bidirectional low-pass filter.
쌍방향 Low-pass Filter는 저항 소자인 R5와 R6 및 Capacitor 소자인 C7로 구성된다.The bidirectional low-pass filter consists of R5 and R6 resistor elements and C7 capacitor element.
저항 소자인 R5의 한쪽 단자는 Node N306에 연결되고, 저항 소자인 R5의 다른 쪽 단자는 Node N10에 연결된다.One terminal of the resistive element R5 is connected to the Node N306, and the other terminal of the resistive element R5 is connected to the Node N10.
저항 소자인 R6의 한쪽 단자는 Node N308에 연결되고, 저항 소자인 R6의 다른 쪽 단자는 Node N12에 연결된다.One terminal of the resistive element R6 is connected to the Node N308, and the other terminal of the resistive element R6 is connected to the Node N12.
Capacitor 소자인 C7의 한쪽 단자는 Node N10에 연결되고, Capacitor 소자인 C7의 다는 쪽 단자는 Node N12에 연결된다.One terminal of the capacitor element C7 is connected to the node N10, and the other terminal of the capacitor element C7 is connected to the node N12.
Node N10 과 Node N12 단자는 출력 신호 (310)에 연결된다.Node N10 and Node N12 terminals are connected to an output signal 310.
전력선(312) 전류에 의해 주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1에 발생하는 자기장 파형 왜곡 차이를 전압 신호로 변환하여 교류 혹은 직류 전류 성분을 감지한다.By detecting the AC or DC current component by converting the magnetic field waveform distortion difference generated in Main_M1, which is the main core, and Mirror_M1, which is the reference core, by the current of the power line 312 into a voltage signal.
출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 교류 혹은 직류 전류에 비례한다.The magnitude of the output signal 310 is proportional to the alternating current or direct current of the power line 312, which is a power supply wire.
또한, 출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 사고 누전 전류인 영상 전류에 비례한다.In addition, the magnitude of the output signal 310 is proportional to an image current which is an accidental leakage current of the power line 312 which is a power supply wire.
도 4은 본 발명의 입력 교류 신호 동작 파형도이다.4 is an operational waveform diagram of an input AC signal according to the present invention.
전력선(312)의 교류 혹은 직류 전류가 인가될 때, 주 첨심 Core인 Main_M1과 기준 첨심 Core인 Mirror_M1에서 자기장 파형 왜곡 차이를 발생시키기 위해서 입력 교류 신호 (300)를 Node N302 단자와 Node N304 단자에 인가한다.When an AC or DC current of the power line 312 is applied, an input AC signal 300 is applied to the Node N302 terminal and the Node N304 terminal to generate a magnetic field waveform distortion difference between Main_M1, which is the main core, and Mirror_M1, which is the reference core. do.
입력 교류 신호 (300)는 일정한 주파수의 (a) 구형파 신호, (b) 삼각파 신호, 혹은 (c) 정현파 신호를 포함한다.The input AC signal 300 includes (a) a square wave signal, (b) a triangular wave signal, or (c) a sine wave signal of a constant frequency.
도 5는 본 발명의 출력 신호 동작 파형도이다.5 is a waveform diagram of an output signal operation of the present invention.
출력 신호 (310)의 크기는 전력 공급 전선인 전력선(312)의 직류 전류에 대응되는 신호 파형을 나타낸다.The magnitude of the output signal 310 represents a signal waveform corresponding to the direct current of the power line 312, which is a power supply wire.
도면 5의 (a) 동작 파형은 전력 공급 전선인 전력선(312)에 양 방향의 직류 전류를 공급했을 때의 동작 신호 파형이다.The operation waveform in FIG. 5 is an operation signal waveform when a direct current in both directions is supplied to the power line 312 which is a power supply wire.
도면 5의 (b) 동작 파형은 전력 공급 전선인 전력선(312)에 음 방향의 직류 전류를 공급했을 때의 동작 신호 파형이다.The operation waveform of FIG. 5 (b) is an operation signal waveform when a negative direct current is supplied to the power line 312 which is a power supply wire.
도면 5의 (a)와 (b) 신호는 반대 부호 극성의 출력 전압 신호임을 알 수 있다.
It can be seen that signals (a) and (b) of FIG. 5 are output voltage signals having opposite polarities.
10 : 발진부
20 : 보상전류생성부
30 : 포화복귀부
40 : 검출부
10: oscillation part
20: compensation current generating unit
30: Saturation return part
40: detection unit

Claims (1)

  1. 비접촉 방식으로 교류 혹은 직류 전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 전류 감지 장치에서,
    입력 교류 신호 (300); 및
    Main_R1; 및
    Mirror_R1; 및
    Main_W1; 및
    Main_M1; 및
    Mirror_W1; 및
    Mirror_M1; 및
    전력선(312); 및
    출력 신호 (310)에서,
    상기 입력 교류 신호 (300)의 2 단자는 각각 Node N302 단자와 Node N304 단자에 연결되고,
    주 저항인 상기 Main_R1의 한쪽 단자는 상기 Node N302 단자에 연결되고, 주 저항인 상기 Main_R1의 다른 쪽 단자는 Node N306 단자에 연결되고,
    기준 저항인 상기 Mirror_R1의 한쪽 단자는 상기 Node N302 단자에 공통으로 연결되고, 기준 저항인 상기 Mirror_R1의 다른 쪽 단자는 Node N308 단자에 연결되고,
    주 저항인 상기 Main_R1과 기준 저항인 상기 Mirror_R1의 전기적 저항 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 하고,
    주 Coil 권선인 상기 Main_W1의 한쪽 단자는 상기 Node N306에 연결되고, 주 Coil 권선인 상기 Main_W1의 다른 쪽 단자는 상기 Node N304에 연결되고,
    주 첨심 Core인 상기 Main_M1의 내부 관통 영역은 전력 공급 전선인 상기 전력선(312)이 관통하고,
    주 첨심 Core인 상기 Main_M1의 내부 관통 영역은 1개 혹은 복수개의 전력선(312)이 관통하는 것을 특징으로 하고,
    기준 Coil 권선인 상기 Mirror_W1의 한쪽 단자는 상기 Node N308에 연결되고, 기준 Coil 권선인 상기 Mirror_W1의 다른 쪽 단자는 상기 Node N304에 공통으로 연결되고,
    기준 첨심 Core인 상기 Mirror_M1의 내부 관통 영역은 관통하는 전력선이 없는 것을 특징으로 하고,
    주 Coil 권선인 상기 Main_W1과 기준 Coil 권선인 상기 Mirror_W1의 전기적 권선 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 하고,
    주 첨심 Core인 상기 Main_M1과 기준 첨심 Core인 상기 Mirror_M1의 전기적 Core 특성 값은 서로 동일한 것을 특징으로 하고,
    상기 전력선(312)에 교류 혹은 직류 전류가 흐르면 상기 Node N306 단자와 상기 Node N308 단자 사이에 신호 편차가 발생하고,
    상기 Node N306 단자와 상기 Node N308 단자 사이에 신호 편차는 쌍방향 Low-pass Filter를 통과하여 상기 출력 신호 (310)에 전달되는 것을 특징으로 하는 전류 감지 장치.
    In the current sensing device, characterized in that for sensing the AC or DC current in a non-contact manner,
    Input alternating current signal 300; And
    Main_R1; And
    Mirror_R1; And
    Main_W1; And
    Main_M1; And
    Mirror_W1; And
    Mirror_M1; And
    Power line 312; And
    At the output signal 310,
    Two terminals of the input AC signal 300 are connected to a Node N302 terminal and a Node N304 terminal, respectively.
    One terminal of the main resistor Main_R1 is connected to the Node N302 terminal, and the other terminal of the main resistor Main_R1 is connected to the Node N306 terminal.
    One terminal of the reference resistance Mirror_R1 is commonly connected to the Node N302 terminal, the other terminal of the reference resistance Mirror_R1 is connected to the node N308 terminal,
    The electrical resistance characteristics of the main resistor Main_R1 and the reference resistor Mirror_R1 are characterized by the same value,
    One terminal of the main coil winding Main_W1 is connected to the Node N306, the other terminal of the main coil winding Main_W1 is connected to the Node N304,
    The power line 312, which is a power supply wire, penetrates through the inner through area of Main_M1, which is a main high core,
    In the inner through region of the Main_M1, which is the main deep core, one or a plurality of power lines 312 penetrates,
    One terminal of the Mirror_W1 that is a reference coil winding is connected to the Node N308, and the other terminal of the Mirror_W1 that is a reference coil winding is commonly connected to the Node N304,
    The inner penetrating region of the Mirror_M1, which is a reference high core, has no power line passing therethrough,
    The electrical winding characteristic values of the main coil winding Main_W1 and the reference coil winding Mirror_W1 are the same,
    The electrical core characteristic values of the Main_M1, which is the main high core, and the Mirror_M1, which is the reference high core, are identical to each other,
    When an AC or DC current flows in the power line 312, a signal deviation occurs between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal,
    The signal deviation between the Node N306 terminal and the Node N308 terminal is passed to the output signal (310) through a two-way low-pass filter.
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