KR102558026B1 - 원칩형 전력량계 - Google Patents

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KR102558026B1
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Abstract

본 발명은 원칩형 전력량계에 관한 것으로, 하나의 칩 형태로서, 전자장치의 전력량을 계측하는 전력량 계측모듈, 계측된 전력량을 암호화하는 암호화 모듈 및 상기 전력량 계측모듈의 동작을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 구비하도록 구성된 전력량 계측부; 내장된 공유 메모리, 전력량 계측모듈이 계측한 계측값을 공유 메모리에 저장하는 계측관리모듈, 및 공유 메모리에 저장된 계측값을 추출하는 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(core crypto application programming interface)로 구성된 애플리케이션부; 외부와 통신하는 외부 연결 인터페이스(interface)와, 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스와 송수신하는 시큐어 통신 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(secure communication application programing interface)로 구성된 통신부; 및 엠베드(Mbed) 방식으로 전력량 계측부에 내장되고, 전력량 계측부와 애플리케이션부를 인터페이스하고, 전력량 계측부, 애플리케이션부 및 통신부의 자원을 관리하는 운영체제부를 포함한다.

Description

원칩형 전력량계{ONE CHIP TYPE OF WATT-HOUR METER}
본 발명은 원칩형 전력량계에 관한 것으로, 특히 하나의 칩 형태로 암호보안기능을 갖는 원칩형 전력량계에 관한 것이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진시키기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
각 가정이나 사업장에서 사람들이 원활한 삶과 활동을 유지하기 위해서는 전력 공급이 필요하다. 이러한 전력을 각 수용가에 공급하는 사업체는 각 수용가로 공급되는 전력량을 계량하는 전력량계를 각 수용가에 설치하여 계량된 수치에 따라 사용 요금을 부과하게 된다. 그런데, 사용요금을 부과하는 대상이 많게 되면 검침원에 의해 전력량계를 일일이 확인하여 사용요금을 부과하는 방식은 부적절해진다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 여러 가지 원격검침 시스템들이 제안되어 있다.
이러한 원격 검침 시스템은 유선을 통한 원격 검침 시스템에서 무선을 통한 원격 검침 시스템으로 진화하고 있고, 무선 원격 검침 시스템은 통신 라인을 설비하지 않아도 되므로 특히 광역 원격 검침에 유용하다.
현재 무선 원격 검침에 사용되는 전력량계는 수용가에 공급되어 사용되는 전력의 사용 량을 계량하여 표시하는 전력량계와, 전력량계에서 계량된 계량 데이터를 원격지의 센터로 전송하기 위한 무선 통신장치를 결합하여 구성된다.
전력량계는 수용가로 인입되는 전력선에서의 전류를 검출하는 전류검출부와; 수용가로 인입되는 전력선에서의 전압을 검출하는 전압검출부와, 사용 전력량을 표시하기 위한 표시부와; 전류검출부와 전압검출부에서 검출된 전류 및 전압을 이용하여 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률 등을 산출하고 검출된 전류와 전압 및 산출된 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률 등의 계량데이터를 저장하고 산출된 전력량을 표시부에 표시하도록 제어하는 마이컴과; 무선통신장치로 계량 데이터를 전송하기 위하여 데이터를 주고받기 위한 통신 인터페이스를 포함하여 구성된다.
그리고, 무선 통신장치는 전력량계와 데이터를 주고받기 위한 통신 인터페이스와, 전력량계로부터 수신한 계량 데이터를 저장하고 통신 프로토콜 및 제어 프로그램을 저장하기 위한 메모리와, 원격지 센터 측과의 무선 통신을 위한 무선 송수신부와, 메모리에 저장된 통신 프로토콜과 제어프로그램에 의하여 무선 송수신부를 제어하여 원격지 센터 측과의 무선 데이터통신을 수행하기 위한 무선 통신 제어부를 포함하여 구성된다.
한국등록특허공보 제10-0850639호
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 스마트 에너지 환경의 보안 위협에 대응하기 위해 스마트 에너지 내 취급 데이터의 보안을 원 칩(멀티 코어) 형태로 제공할 수 있는 원칩형 전력량계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 스마트 에너지 주요 애플리케이션인 전력량 계측과 통합 운영되는 보안 하드웨어 설계 및 개발을 가능하게 하는 원칩형 전력량계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계는, 하나의 칩 형태로서, 전자장치의 전력량을 계측하는 전력량 계측모듈, 계측된 전력량을 암호화하는 암호화 모듈 및 상기 전력량 계측모듈의 동작을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 구비하도록 구성된 전력량 계측부; 내장된 공유 메모리, 전력량 계측모듈이 계측한 계측값을 공유 메모리에 저장하는 계측관리모듈, 및 공유 메모리에 저장된 계측값을 추출하는 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(core crypto application programming interface)로 구성된 애플리케이션부; 외부와 통신하는 외부 연결 인터페이스(interface)와, 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스와 송수신하는 시큐어 통신 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(secure communication application programing interface)로 구성된 통신부; 및 엠베드(Mbed) 방식으로 전력량 계측부에 내장되고, 전력량 계측부와 애플리케이션부를 인터페이스하고, 전력량 계측부, 애플리케이션부 및 통신부의 자원을 관리하는 운영체제부를 포함한다.
여기서, 전력량 계측모듈은 단상 및 3상에 대한 전력량을 측정한다.
또한, 전력량 계측모듈은 CT(Current Transformer)이다.
또한, 전력량 계측모듈은 분류기를 이용하여 전력량을 측정한다.
또한, 전력량 계측모듈은 위상별 라인전압을 모니터링한다.
또한, 전력량 계측모듈에는 온도센서가 장착된다.
또한, MCU는 듀얼코어 CPU(Central Processing Unit) 구조를 갖는다.
또한, 공유 메모리는 비 휘발성 메모리이다.
본 발명에 따르면, 스마트 에너지 환경의 보안 위협에 대응하기 위해 스마트 에너지 내 취급 데이터의 보안을 원 칩(멀티 코어) 형태로 제공할 수 있는 하드웨어 기반 보안 플랫폼을 구축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스마트 에너지 주요 애플리케이션인 전력량 계측과 통합 운영되는 보안 하드웨어 설계 및 개발을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션부의 상세 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부의 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계에서 계측된 전류에 따른 부하 역률의 오차율과의 관계를 나타낸 제1 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계에서 계측된 전류에 따른 부하 역률의 오차율과의 관계를 나타낸 제2 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계에서 계측된 전류에 따른 부하 역률의 오차율과의 관계를 나타낸 제3 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계 내부에 구현되는 보드 기판의 예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 단상 및 3상에 대한 전력량 측정이 가능하고, 암호보안기능이 내장되고, 듀얼 코어 또는 MCP(Multi Chip in Package) 구조로 이루어진 원칩형 전력량계에 관한 것으로서, 기능적으로는 비휘발성 메모리가 장착되고, CT/션트 방식의 전력량 측정, 광절연식 캘리브레이션, 온도센서의 장착, JTAG 디버깅이 가능하고, PCL 통신과 세그먼트 LED가 구동되는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.
이하에서는 상술한 기술적 특징을 구현하기 위한 원칩형 전력량계의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션부의 상세 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부의 상세 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계 내부에 구현되는 보드 기판의 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 원칩형 전력량계(1000)는 전력량 계측부(100), 애플리케이션부(200), 통신부(300) 및 운영체제부(400)를 포함할 수 있다.
전력량 계측부(100)는 하나의 칩 형태로서, 전자장치의 전력량을 계측하는 전력량 계측모듈, 계측된 전력량을 암호화하는 암호화 모듈 및 상기 전력량 계측모듈의 동작을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 구비하도록 구성된다(도시되지 않음). 종래에는 전력량계 내에 MCU(Micro Controller Unit) 기능, 암호보안기능 및 전력량 계측기능을 갖는 칩이 각각 구성되었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 원칩형 전력량계가 하나의 칩으로 구성됨으로써 공간을 효율적으로 이용할 수 있기 때문에 칩 제작비용이 현저히 줄어드는 이점이 있다. 또한, 원칩형 전력량계가 암호보안기능을 갖게 됨으로써 통신과정에서 해킹(hacking)을 방지하도록 하였다.
여기서, MCU는 원칩형 전력량계를 제어하기 위한 전용 프로세서로서, 두뇌역할을 하는 핵심 칩이다. 단순 시간예약에서부터 특수한 기능에 이르기까지 원칩형 전력량계의 다양한 특성을 제어하는 비메모리 반도체(시스템 반도체)이다. 특히 반도체 칩 내에 특정 목적의 기능을 수행하는 소프트웨어를 이식해 다양한 기능을 발휘할 수 있도록 한다. MCU는 롬(ROM)과 램(RAM) 회로까지 내장하며, 사실상 초소형 컴퓨터의 역할을 하고 있기 때문에 원칩(One Chip) 컴퓨터 또는 마이콤으로 불리우기도 한다.
전력량 계측모듈은 단상 및 3상에 대한 전력량을 계측한다. 종래에는 단상 2선식 또는 3상 3선식의 사용에 따라 용도에 맞추어 별도의 집적회로를 각각 사용해야 했지만, 본 발명의 일 실시예에서는 3상 3선식으로 계측 가능하므로 단상 2선식과 3상 3선식 모두의 사양을 만족시킬 수 있다. 이때, 전력량 계측모듈은 단상 2선식을 3상 3선식으로 변경하여 전력량을 계측한다.
또한, 전력량 계측모듈은 CT(Current Transformer)이다. CT는 교류 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 사용되는 변압기이다.
또한, 전력량 계측모듈은 분류기를 이용하여 전력량을 측정한다. 어느 전로의 전류를 측정하려는 경우에 전로의 전류가 전류계의 정격보다 큰 경우에는 전류계와 병렬로 다른 전로를 만들고, 전류를 분류하여 측정한다. 이와 같이 전류를 분류하는 전로(저항기)를 분류기라 한다.
또한, 전력량 계측모듈은 위상별 라인전압을 모니터링한다. 전력량 계측모듈이 위상별 라인전압을 모니터링하게 됨으로써, 새그(SAG), 스웰(SWELL), 제로 크로싱(Zero-Crossing) 및 주파수(frequency)를 파악할 수 있게 된다.
또한, MCU는 듀얼코어 CPU(Central Processing Unit) 구조를 갖는다.
애플리케이션부(200)는 내장된 공유 메모리(210), 전력량 계측부(100)가 계측한 계측값을 공유 메모리(210)에 저장하는 계측관리모듈(220), 및 공유 메모리 (210)에 저장된 계측값을 추출하는 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(core crypto application programming interface, 230)로 구성된다.
애플리케이션부(200) 내에 공유 메모리(210)를 내장함으로써 전력량 계측모듈이 계측한 계측 데이터가 외부로 노출되지 않기 때문에 해킹의 위험이 없는 이점이 있다. 공유 메모리(210)는 바람직하게는 낸드 플래시 메모리이다.
통신부(300)는 외부와 통신하는 외부 연결 인터페이스(310)와, 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(230)와 송수신하는 시큐어 통신 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(secure communication application programing interface, 320)로 구성된다.
운영체제부(400)는 엠베드(Mbed) 방식으로 전력량 계측부(100)에 내장되고, 전력량 계측부(100)와 애플리케이션부(200)를 인터페이스하고, 전력량 계측부 (100), 애플리케이션부(200) 및 통신부(300)의 자원(resource)을 관리한다.
엠베드 MCU는 온라인 프로그래밍 툴로 개발 가능한 특징을 무기로 전원 및 USB 메모리 기능 등을 갖춘 원 보드 형태의 마이크로콘트롤러이다.
위에서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계는 온도센서 장착, JTAG(Joint Test Action Group) 디버깅 기능, 광 절연식 캘리브레이션(calibration) 기능, PLC(Programmable Logic Controller) 통신, 세그먼트(segment) LCD(Liquid Crystal Display) 구동의 특징을 갖도록 추가적으로 구성될 수 있다.
온도센서는 원칩형 전력량계의 온도를 측정한다. 여기서, 온도센서는 원칩형 전력량계의 비정상 온도감지를 위해 내장된다.
캘리브레이션(calibration) 기능은 원칩형 전력량계의 특성과 성질에 따라 색온도, 컬러 균형 및 기타 특성을 조절하여 일정한 표준으로 보이도록 하는 과정인데, 본 발명의 일 실시예에서는 캘리브레이션 기능을 광 절연식으로 원칩형 전력량계에 적용할 수 있다.
JTAG는 디지털 회로에서 특정 노드의 디지털 입출력을 위해 직렬통신방식으로 출력 데이터를 송신하거나 입력데이터를 수신하는 방식을 말하는데, 본 발명의 일 실시예에서는 JTAG 디버깅 기능을 이용하여 원칩형 전력량계에 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계에서 계측된 전류에 따른 부하 역률의 오차율과의 관계를 나타낸 제1 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계에서 계측된 전류에 따른 부하 역률의 오차율과의 관계를 나타낸 제2 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계에서 계측된 전류에 따른 부하 역률의 오차율과의 관계를 나타낸 제3 그래프이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 전류(current)가 0.06~60A일 때의 부하 역률의 오차율을 실험한 결과를 나타낸다. 3번의 반복적인 실험결과에서 부하 역률의 오차율은 모두 0.1% 이내임을 알 수 있다.
그러므로, 원칩형 전력량계에서 부하 역률이 상당히 안정되고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원칩형 전력량계와 관련하여 본 출원인은 후술하는 바와 같은 기술개발을 수행한 바 있다.
1. 엠베드 운영체제 환경기반 보안 플랫폼 기술 설계 및 개발
1) 엠베드 운영체제 개발환경 구축
2) 엠베드 운영체제 내 HAL(Hardware Abstraction Layer) 레벨 설계
2. 계측 보안 통합형 하드웨어 보안 모듈 설계 및 개발
1) 난수성 확보를 위한 엔트로피 추가 확장기술 개발 구현
2) RTC(Real Time Clock) 등을 이용한 난수성 확보기술 개발 구현
3) 하드웨어 엑셀레이터를 이용한 저전력 고속연산 암호 알고리즘 구현
3. 보안 통합형 보안 API(Application Programming Interface) 개발
1) 계측지원 인터페이스 설계 및 개발
2) 슬리프(sleep) 모드 구현
3) 키(key) 관리 API 개발
4. 통합형 하드웨어 보안모듈실험 샘플 구현
1) 계측전용 하드웨어 모듈 실험 샘플 구현
2) 보안기능 테스트 전용
3) 국정원 암호모듈검증 사전 검토준비
5. 전자식 전력측정센서모듈 하드웨어 설계 및 개발
1) 병렬(shunt) 방식의 단상 2선식 교류회로에 사용되는 전자식 전력측정모듈 하드웨어 설계
2) 정전시 대응할 수 있는 2차 전지부 및 2차전지 충전부 내장
3) 실시간 LP(Linear Programming) 계산을 위한 RTC(Real Time Clock) 기능 내장
4) 모듈 비정상 온도감지를 위한 온도측정기능 내장
5) 위상검출신호(Zero Crossing) 검출회로 내장
6) 전력측정데이터 표시용 HMI(Human Machine Interface) 기능 내장
7) AMI(Advanced Metering Infrastructure)을 위한 통신기능 내장
6. 전자식 전력측정센서모듈 하드웨어 개발
1) 병렬(shunt) 방식의 단상 2선식 교류회로에 사용되는 전자식 전력측정모듈 펌웨어(frimware) 설계
2) 각 상의 전압, 전류, 전압 및 전류의 위상각, 역률 등의 순시 계측
3) 전압에 대한 THD(Total Hamonic Disortion, 총 고조파 왜곡률) 및 주파수 순시 계측
4) 전압에 대한 새그(sag), 스웰(swell) 이벤트 감지
7. 전자식 전력측정센서모듈 회로 설계 및 PCB(Printed Circuit Board) 제작
1) 전자식 전력측정모듈 회로설계 및 아트워크(artwork)를 통한 기판 제작
2) 전자식 전력측정모듈 실험용 JIG(지그) 회로설계 및 아트워크(artwork)를 통한 기판 제작
3) 시제품 보드 회로설계 및 아트워크를 통한 기판 제작
4) 시제품 제작 및 최종평가
- 전력측정센서의 성능을 검증하기 위한 테스트 지그 제작
- 센서 데이터 수집 후 빅 데이터(big data) 구축, 캘리브레이션 포인트 추출
- 부하성능시험 및 시스템 내구성 실험
8. 센서보드 시험평가
1) 센서의 성능을 검증하기 위한 고정밀/고분해능 테스트 베드 제작
2) 시제품 제작 및 최종평가(부하성능시험 및 시스템 내구성 실험)
이와 같은 원칩형 전력량계는 후술하는 바와 같은 활용방안을 갖는다.
먼저, 스마트 에너지 융합보안분야 원천기술확보가 가능하다. 계측보안 통합 하드웨어 보안모듈 원천기술 확보를 통해 스마트 에너지 수용가 부품의 국산화가 가능하다. 하드웨어 보안 플랫폼 기술확보를 통해 추후 다른 산업분야의 원칩 개발로 확장 가능하다.
또한, 스마트 에너지 융합보안 신 사업분야를 통해 일자리 창출이 가능하다.
또한, 스마트 에너지 구축 및 적용기간의 단축과 비용절감이 가능하다. 멀티 칩 형태의 보드 구성과 기술 개발로 인해 발생하는 비용 및 적용 기간의 통합형 형태로 제작에 따라 단일화되어 효율적 기술 적용이 가능하다.
또한, 계측과 보안 기능 통합화를 통한 연산시간 최적화가 가능하다.
또한, 계측과 보안 기능의 통합으로 멀티 형태의 칩 대 칩 통신 에러를 최소화하여 스마트 에너지의 운영 오류를 최소화한다.
전술한 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 전력량 계측부 200 : 애플리케이션부
210 : 공유 메모리 220 : 계측관리모듈
230 : 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스
310 : 외부 연결 인터페이스
320 : 시큐어 통신 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스
300 : 통신부 400 : 운영체제부
1000 : 원칩형 전력량계

Claims (5)

  1. 하나의 칩 형태로서, 전자장치의 전력량을 계측하는 전력량 계측모듈, 계측된 전력량을 암호화하는 암호화 모듈 및 상기 전력량 계측모듈의 동작을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 구비하도록 구성된 전력량 계측부;
    내장된 공유 메모리, 상기 전력량 계측모듈이 계측한 계측값을 상기 공유 메모리에 저장하는 계측관리모듈, 및 상기 공유 메모리에 저장된 계측값을 추출하는 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(core crypto application programming interface)로 구성된 애플리케이션부;
    외부와 통신하는 외부 연결 인터페이스(interface)와, 상기 외부 연결 인터페이스 및 상기 코어 크립토 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스와 송수신하는 시큐어 통신 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스secure communication application programing interface)로 구성된 통신부; 및
    엠베드(Mbed) 방식으로 상기 전력량 계측부에 내장되고, 상기 전력량 계측부와 상기 애플리케이션부를 인터페이스하고, 상기 전력량 계측부, 상기 애플리케이션부 및 상기 통신부의 자원을 관리하는 운영체제부
    를 포함하는 원칩형 전력량계이고,
    상기 전력량 계측모듈은 단상 및 3상에 대한 전력량을 측정하고,
    상기 전력량 계측모듈은 CT(Current Transformer)이고,상기 전력량 계측모듈은 분류기를 이용하여 전력량을 측정하되, 특정 전로의 전류를 측정하는 경우 해당 전로의 전류가 전류계의 정격보다 큰 경우에는 전류계와 병렬로 다른 전로를 만들고, 전류를 분류하여 측정하고,
    상기 전력량 계측모듈은 위상별 라인전압을 모니터링하여 새그(SAG), 스웰(SWELL), 제로 크로싱(Zero-Crossing) 및 주파수(frequency)를 파악하고,
    상기 전력량 계측모듈에는 원칩형 전력량계의 비정상 온도감지를 위한 온도센서가 장착되고,
    상기 MCU는 롬(ROM)과 램(RAM) 회로를 내장하며 듀얼코어 CPU(Central Processing Unit) 구조를 갖고,
    상기 전력량 계측모듈은 단상 2선식을 3상 3선식으로 변경하여 전력량을 계측하고,
    상기 원칩형 전력량계는 JTAG(Joint Test Action Group) 디버깅 기능, 광 절연식 캘리브레이션(calibration) 기능, PLC(Programmable Logic Controller) 통신, 세그먼트(segment) LCD(Liquid Crystal Display) 구동 기능을 구비하고,
    상기 공유 메모리는 비 휘발성 메모리로 낸드 플래시 메모리이고,
    상기 광 절연식 캘리브레이션(calibration) 기능은 원칩형 전력량계의 특성과 성질에 따라 색온도, 컬러 균형 및 다른 특성을 조절하여 일정한 표준으로 보이도록 하고,
    상기 원칩형 전력량계에 0.06~60A의 전류가 공급되는 경우 부하 역률의 오차율이 0.1% 이내인 것을 특징으로 하는 원칩형 전력량계.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103576031A (zh) * 2013-11-13 2014-02-12 国家电网公司 一种能效业务专用芯片及其应用方法

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