KR200419570Y1 - 홀소자를 이용한 전류센서 - Google Patents

Abstract

간단하면서 콤팩트한 구조로 외부기기와의 접속이 간편하면서 안정적으로 이루어지고 내부에 설치되는 각 부품이 견고하게 고정되면서 외력에 의한 손상이 방지되도록 하는 홀소자를 이용한 전류센서가 개시된다. 상기 전류센서는 중공지지부를 갖고, 후방측으로 돌출되는 접속헤더를 가지며, 하부에 고정부를 갖는 본체케이스와; 상기 중공지지부에 끼워지도록 삽입공을 갖고, 하부측에 개구부를 가지는 자성체코어와; 상기 개구부에 배치되어 상기 자성체코어에 의해 집속된 자기장을 검출하는 홀소자와; 상기 중공지지부에 끼워지도록 결합공을 갖고, 상기 홀소자에 의해 출력된 전압을 외부로 출력하는 인쇄회로기판과; 상기 중공지지부에 끼워지도록 관통공을 갖고, 상기 본체케이스에 결합되는 커버와; 상기 커버에 의해 밀폐된 상기 본체케이스의 내부에 주입되어 고형화되는 충진재를; 포함한다.

전류센서, 홀소자, 자기장, 전압

Description

홀소자를 이용한 전류센서{Electric current Sensor used hall element}

도 1은 본 고안의 분해 사시도,

도 2는 본 고안의 결합 사시도,

도 3은 본 고안의 측단면도,

도 4는 본 고안의 설치 상태를 보인 측단면도,

도 5는 본 고안의 다른 실시예를 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체케이스

11 : 중공지지부 12 : 접속헤더

13 : 고정부

20 : 자성체코어

21 : 삽입공 22 : 개구부

30 : 홀소자

31 : 연결핀

40 : 인쇄회로기판

41 : 결합공 42 : 접속핀

50 : 커버

51 : 관통공

60 : 충진재

본 고안은 홀소자를 이용한 전류센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단하면서 콤팩트한 구조로 외부기기와의 접속이 간편하면서 안정적으로 이루어지고 내부에 설치되는 각 부품이 견고하게 고정되면서 외력에 의한 손상이 방지되도록 하는 홀소자를 이용한 전류센서에 관한 것이다.

일반적으로 전류를 검출하기 위해서는 변류기 혹은 저항을 삽입하여 전류를 측정하거나 또는 코어의 권선을 이용한 직류용 변류기 등이 많이 사용되었다.

이와 같은 직류용 변류기 또는 교류용 변류기는 노이즈에 약한 결점이 있었고, 쉽게 포화되어 측정이 용이치 않은 저항을 삽입하는 경우에는 높은 전율이 흐를 경우, 전압강하가 발생되며, 높은 전류와 낮은 전류를 전기적으로 분리시키는데 어려움이 많았다.

이와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 홀소자를 이용한 전류센서가 있다.

종래의 홀소자를 이용한 전류센서는 페라이트 코어의 중심부에 측정될 전선이 통과되도록 하는 구조로 제작되고, 모터의 회전자 위치를 전류의 형태로 검출하여 그 검출결과에 따라 모터를 제어할 수 있게 하는 등, 전류구동 제품이나 기계류 에 다양하게 사용된다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 전류센서는 굵은 전선이 중앙을 관통하면서 상기 전선의 자기장을 측정하기 위해 다양한 부품이 외부면에 설치됨으로써, 그 구조가 복잡하면서 기기 자체가 콤팩트화되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 전류센서는 외부기기와의 접속이 리드선의 납땜 등에 의해 이루어짐으로써, 외력에 의해 접속부위가 쉽게 단선되어 접속상의 안정성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 전류센서는 내부에 설치되는 각 부품들의 사이에 이격된 공간이 존재하여 외부에서 가해지는 충격 등의 외력에 의해 각 부품의 접속부위가 떨어지거나 부품 자체가 손상되는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로,

본 고안의 목적은 간단하면서 콤팩트한 구조로 외부기기와의 접속이 간편하면서 안정적으로 이루어지고 내부에 설치되는 각 부품이 견고하게 고정되면서 외력에 의한 손상이 방지되도록 하는 홀소자를 이용한 전류센서를 제공함에 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 간단한 구조로 외부 구조물에 고정 및 설치가 용이하게 이루어지면서 동시에 설치 후에 회전이 방지되도록 하는 홀소자를 이용한 전류센서를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위해서, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 홀소자를 이용한 전류센서는 측정될 전선이 관통되도록 관형의 중공지지부를 갖고, 상부에 후방측으로 돌출되는 접속헤더를 가지며, 외부 구조물에 고정되도록 하부에 고정부를 갖고, 전면이 개방된 본체케이스와; 상기 중공지지부에 끼워지도록 삽입공을 갖고, 상기 삽입공과 연통되도록 하부측에 수직의 개구부를 가지며, 측정될 전선의 외주면 둘레 형성되는 자기장을 집속하는 자성체코어와; 상기 개구부에 배치되어 상기 자성체코어에 의해 집속된 자기장을 검출하여 일측면에 수평으로 설치되는 다수의 연결핀을 통해 전압으로 출력하는 홀소자와; 상기 중공지지부에 끼워지도록 결합공을 갖고, 상기 연결핀이 접속되어 상기 홀소자에 의해 출력된 전압을 측정하며, 이 측정된 전압을 상단에 접속되어 상기 접속헤더의 내측에 노출되는 다수의 접속핀을 통해 출력하는 인쇄회로기판과; 상기 중공지지부에 끼워지도록 관통공을 갖고, 상기 본체케이스의 개방된 전면에 결합되는 커버와; 상기 커버에 의해 밀폐된 상기 본체케이스의 내부에 주입되어 고형화되면서 상기 자성체코어 및 홀소자와 인쇄회로기판을 고정하는 충진재를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부는, 상기 본체케이스의 전면 하단에 수평으로 돌출되게 형성되고 수직의 고정공을 갖는 전방고정턱과, 상기 본체케이스의 하면에 수직으로 돌출되게 형성되는 회전방지턱을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부는, 상기 본체케이스의 양측면에 각각 수평으로 돌출되게 형성되고 수직의 고정통공을 갖는 측방고정턱을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 분해 사시도이고, 도 2는 본 고안의 결합 사시도이며, 도 3은 본 고안의 측단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 전류센서는 전면이 개방된 본체케이스(10)와, 상기 본체케이스(10)의 내측에 설치되는 자성체코어(20)와, 상기 자성체코어(20)에 삽입되는 홀소자(30)와, 상기 자성체코어(20)의 외측으로 상기 본체케이스(10)의 내측에 설치되는 인쇄회로기판(40)과, 상기 본체케이스(10)의 개방된 전면에 결합되는 커버(50)와, 상기 본체케이스(10)의 내부로 빈공간에 채워지는 충진재(60)를 포함한다.

상기 본체케이스(10)는 수평으로 관통되는 관형의 중공지지부(11)를 갖고 상부에 후방측으로 돌출되는 접속헤더(12)를 가지며 하부에 고정부(13)를 갖는 것으로, 상기 본체케이스(10)는 내측에 설치되는 각종 부품을 원활히 지지하는 역할을 한다.

상기 중공지지부(11)는 본체케이스(10)에 수평으로 관통되게 관형으로 형성되는 것으로, 내측에 전류가 측정될 전선이 통과되는 공간의 역할을 하면서 동시에 자성체코어(20) 및 인쇄회로기판(40)이 끼워져 상기 자성체코어(20) 및 인쇄회로기판(40)이 소정의 위치에 정확하게 설치될 수 있도록 하여 설치 및 조립이 간편하게 이루어지도록 하는 것이다.

상기 접속헤더(12)는 본체케이스(10)의 후방에 돌출되게 일체로 형성되어 외 부기기의 접속플러그가 끼워져 안정적이면서 정밀하게 접속될 수 있도록 하는 것이다.

상기 고정부(13)는 본체케이스(10)가 회전이 방지된 상태로 외부 구조물에 안정적이면서 간편하게 설치될 수 있도록 하는 것이다. 이와 같은 역할을 하는 상기 고정부(13)는 본체케이스(10)의 전면 하단에 수평으로 돌출되게 형성되고 수직의 고정공(132)을 갖는 전방고정턱(131)과, 상기 본체케이스(10)의 하면에 수직으로 돌출되게 형성되는 회전방지턱(133)을 포함한다.

상기 전방고정턱(131)은 고정공(132)을 통해 볼트가 관통되어 외부 구조물의 상면에 본체케이스(10)가 볼팅되면서 고정될 수 있도록 하는 것이고, 상기 회전방지턱(133)은 외부 구조물의 상면에 형성된 홈에 삽입되면서 지지되어 상기 전방고정턱(131)에 의해 상기 본체케이스(10)가 고정된 상태에서 상기 본체케이스(10)의 회전이 방지되도록 하는 것이다.

또한, 상기 자성체코어(20)는 중공지지부(11)에 끼워지도록 삽입공(21)을 갖고, 상기 삽입공(21)과 연통되도록 하부측에 개구부(22)를 가지는 것으로, 상기 삽입공(21)을 통해 상기 중공지지부(11)에 끼워진 상태로 본체케이스(10)의 내측에 설치되어 상기 중공지지부(11)의 내측에 관통된 상태로 전류가 흐르는 전선의 외주면 둘레에 형성된 자기장을 집속하는 역할을 한다.

상기 개구부(22)는 자성체코어(20)의 하단부에 삽입공(21)과 연통되게 수직으로 형성되는 것으로, 상기 자성체코어(20)와 교차되게 홀소자(30)가 배치될 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 홀소자(30)는 개구부(22)에 배치되어 자성체코어(20)에 의해 집속된 자기장을 검출하여 일측면에 수평으로 설치되는 다수의 연결핀(31)을 통해 전압으로 출력하는 것이다.

다시 말해서, 상기 홀소자(30)는 자성체코어(20)에 의해 집속된 자기장의 변화에 비례하여 전압을 발생시키고 이 발생된 전압을 연결핀(31)을 통해 인쇄회로기판(40)으로 출력함으로써, 중공지지부(11)를 관통하는 전선의 전류에 비례하여 상기 자성체코어(20)의 자기장의 변화를 측정하여 전기신호로 출력하는 역할을 한다.

또한, 상기 인쇄회로기판(40)은 중공지지부(11)에 끼워지도록 결합공(41)을 갖고 홀소자(30)의 연결핀(31)이 접속되어 상기 홀소자(30)에 의해 출력된 전압을 상단에 접속되어 상기 접속헤더(12)의 내측에 노출되는 다수의 접속핀(42)을 통해 외부로 출력하는 것이다.

다시 말해서, 상기 인쇄회로기판(40)은 연결핀(31)을 통해 입력되는 전압을 접속헤더(12)에 끼워지면서 접속핀(42)과 접속되는 접속플러그를 통해 외부기기에 전기신호로 출력하는 역할을 한다.

상기 결합공(41)은 인쇄회로기판(40)이 중공지지부(11)의 외부 둘레에 끼워져 정밀하게 조립될 수 있도록 하는 것이고, 상기 접속핀(42)은 상기 인쇄회로기판(40)의 상단에 일단이 접속된 상태로 타단이 상기 본체케이스(10)를 관통하여 접속헤더(12)의 내측에 노출되게 설치되어 상기 접속헤더(12)에 결합되는 외부기기의 접속플러그에 의해 상기 외부기기와 접속되는 것이다.

또한, 상기 커버(50)는 중공지지부(11)에 끼워지도록 관통공(51)을 갖고 본 체케이스(10)의 개방된 전면에 결합되는 것으로, 상기 중공지지부(11)에 끼워진 상태로 상기 본체케이스(10)의 개방된 전면을 폐쇄시키는 역할을 한다.

또한, 상기 충진재(60)는 커버(50)에 의해 밀폐된 본체케이스(10)의 내부에 주입되어 고형화되면서 자성체코어(20) 및 홀소자(30)와 인쇄회로기판(40)을 견고히 고정시키는 역할을 한다.

이와 같이 상기 충진재(60)에 의해 본체케이스(10)의 내부로 조립되는 각 부품이 견고히 고정됨으로써, 외력에 의한 부품의 손상이 방지되면서 본 전류센서의 수명이 현저히 연장된다.

도 4는 본 고안의 설치 상태를 보인 측단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 전류센서는 중공지지부(11)의 내측으로 전류가 측정된 전선(W)이 관통된 상태로 본체케이스(10)가 외부 구조물(S)의 상면에 배치된다.

이때, 상기 본체케이스(10)는 전방에 형성되는 전방고정턱(131)의 고정공(132)을 통해 외부 구조물(S)에 볼팅되면서 하면에 형성되는 회전방지턱(133)이 상기 외부 구조물(S)의 상면에 형성되는 홈에 삽입되어 상기 본체케이스(10)가 상기 외부 구조물(S)의 상면에 회전이 방지된 상태로 장착된다.

이와 같이 상기 본체케이스(10)가 설치된 상태에서 그 후방으로 형성되는 접속헤더(12)에 외부기기의 접속플러그(P)를 결합시키면 접속핀(42)이 외부기기와 안정적으로 접속된다.

상기와 같이 설치된 상태에서 본 전류센서는 전선(W)에 전류가 흐름에 따라 상기 전선(W)의 외주면으로 형성되는 자기장을 자성체코어(20)가 집속을 하게 되고, 상기 자성체코어(20)에 집속된 자기장을 홀소자(30)가 측정하여 전압으로 변환시킨 다음에 연결핀(31)을 통해 변환된 전압을 인쇄회로기판(40)으로 출력하게 된다.

이때, 상기 인쇄회로기판(40)은 입력된 전압을 접속핀(42)을 통해 출력하게 되고, 그에 따라 접속플러그(P)를 통해 상기 접속핀(42)에 접속된 외부기기가 입력된 전압값을 통해 전선(W)을 통해 흐르는 전류의 세기를 인지하게 된다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 전류센서의 본체케이스(10)에 형성되는 고정부(13)는 상기 본체케이스(10)의 양측면에 각각 수평으로 돌출되게 형성되고 수직의 고정통공(135)을 갖는 측방고정턱(134)을 포함한다.

상기 측방고정턱(134)은 본체케이스(10)의 하단 양측에 각각 형성되어 고정통공(135)을 통해 상기 본체케이스(10)를 외부 구조물의 상면에 볼팅으로 고정시킬 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 상기 본체케이스(10)는 상호 이격된 한 쌍의 측방고정턱(134)에 의해 외부 구조물의 상면에 고정됨으로써, 상기 본체케이스(10)는 그 회전이 방지된 상태로 손쉽게 설치된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 간단하면서 콤팩트한 구조로 외부기기와의 접속이 간편하면서 안정적으로 이루어지고 내부에 설치되는 각 부품이 견고하게 고정되 면서 외력에 의한 손상이 방지되도록 함으로써, 제작 및 조립이 간편하고 접속상의 안정성이 현저히 증진되며 부품의 원활히 보호되어 작동상의 정밀성이 향상되면서 수명이 현저히 증대되는 효과를 갖는다.

또한, 본 고안은 간단한 구조로 외부 구조물에 고정 및 설치가 용이하게 이루어지면서 동시에 설치 후에 회전이 방지되도록 함으로써, 설치작업이 단시간이 손쉽게 이루어지고 설치된 후에 회전이 방지되어 측정상의 정밀성이 일정하게 유지되는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 측정될 전선이 관통되도록 관형의 중공지지부를 갖고, 상부에 후방측으로 돌출되는 접속헤더를 가지며, 외부 구조물에 고정되도록 하부에 고정부를 갖고, 전면이 개방된 본체케이스와;

   상기 중공지지부에 끼워지도록 삽입공을 갖고, 상기 삽입공과 연통되도록 하부측에 수직의 개구부를 가지며, 측정될 전선의 외주면 둘레 형성되는 자기장을 집속하는 다수의 자성체코어와;

   상기 개구부에 배치되어 상기 자성체코어에 의해 집속된 자기장을 검출하여 일측면에 수평으로 설치되는 다수의 연결핀을 통해 전압으로 출력하는 홀소자와;

   상기 중공지지부에 끼워지도록 결합공을 갖고, 상기 연결핀이 접속되어 상기 홀소자에 의해 출력된 전압을 상기 접속헤더의 내측에 노출되는 다수의 접속핀을 통해 외부로 출력하는 인쇄회로기판과;

   상기 중공지지부에 끼워지도록 관통공을 갖고, 상기 본체케이스의 개방된 전면에 결합되는 커버와;

   상기 커버에 의해 밀폐된 상기 본체케이스의 내부에 주입되어 고형화되면서 상기 자성체코어 및 홀소자와 인쇄회로기판을 고정하는 충진재를;

   포함하는 것을 특징으로 하는 홀소자를 이용한 전류센서.
2. 제1항에 있어서 상기 고정부는,

   상기 본체케이스의 전면 하단에 수평으로 돌출되게 형성되고 수직의 고정공을 갖는 전방고정턱과,

   상기 본체케이스의 하면에 수직으로 돌출되게 형성되는 회전방지턱을,

   포함하는 것을 특징으로 하는 홀소자를 이용한 전류센서.
3. 제1항에 있어서 상기 고정부는,

   상기 본체케이스의 양측면에 각각 수평으로 돌출되게 형성되고 수직의 고정통공을 갖는 측방고정턱을,

   포함하는 것을 특징으로 하는 홀소자를 이용한 전류센서.

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