KR20120024071A - 무방향성 전류센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무방향성 전류센서에 관한 것으로서, 전류센서를 설치할 때 전선에 흐르는 전류의 방향과 무관하게 전선에 흐르는 전류를 감지할 수 있도록 함으로써 오조립으로 인한 센싱불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 조립시 전류방향을 확인하기 위한 과정 없이 설치함으로써 작업성을 향상시킬 수 있다.

Description

무방향성 전류센서{UNDIRECTED CURRENT SENSOR}

본 발명은 무방향성 전류센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류의 방향과 무관하게 전선에 흐르는 전류를 감지할 수 있도록 하여 오조립으로 인한 센싱불량을 방지할 수 있도록 한 무방향성 전류센서에 관한 것이다.

통상적으로, 자동차에는 엔진의 시동장치나 점화장치의 전장품을 비롯하여 램프 류, 에어컨 장치 등 운전자 편의 및 안전을 위한 많은 전기장치 즉, 전기부하가 구비되어 있으며, 이러한 전기부하에 전력을 공급하는 전원으로 배터리와 알터네이터(alternator)가 있다.

이러한 배터리와 알터네이터에서 공급되는 전원에 의해 자동차 내에 구비된 부하에 전원을 공급함에 있어서, 자동차의 전기 배선은 배터리와 메인 릴레이(main relay)에서 정션박스(junction box)로 집결되어 그 곳에서 다시 예컨대, 모터 및 램프와, 시계, 오디오, 부저 등의 기타 부하 등의 자동차 전체의 전기부하로 분산되도록 연결되어 있다.

또한, 이러한 전기장치들의 경우 공급되는 전류를 감지하여 동작하기에 충분한 전류가 공급되는지 판단하여 작동상태를 표시하거나 경고한다.

최근에는 환경 친화적 차량으로서 전기 자동차, 하이브리드 차량 및 연료 전지 차량이 크게 주목받고 있다.

전기자동차는 배터리를 주 동력원으로 사용하는데, 이 주 동력원의 에너지 입출력 관리는 메인 배터리의 출력단에 설치되어 있는 전류센서에 의해 검출되어 배터리 관리 시스템(Battery Management System:BMS)에서 판독 연산 처리된 전류량에 의해 제어된다.

전류센서로 측정되는 전류량은 실측치인 전류값과 이 전류값을 시간과의 함수로 제어수단에서 연산한 배터리의 용량(Ah)으로 구분되어 각종 제어 한계값의 설정과 모터 제어 및 충전 상태 등의 판정에 사용된다.

즉, 충전 및 주행시 실제 에너지의 입출력값으로서의 중요성과 주행시 배터리 잔존 용량인 충전상태(State Of Charge;SOC)에 따른 전류 제한 제어 및 제동시 회생 에너지 회수를 위한 피드백값으로 사용되며, 전류값과 시간과의 함수인 배터리의 용량(Ah)은 운전자가 주행거리를 판단할 수 있는 잔존 용량인 SOC의 계산을 위한 중요한 펙터(Factor)로 사용된다.

이와 같이 전기자동차에서 메인 배터리의 전류값은 전기자동차의 안정적인 제어를 위하여 상당한 중요 요소 중의 하나로 전류값의 검출에 있어 정확성의 확보는 매우 중요하다.

위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

이와 같이 안정적인 제어를 위해 전류센서를 다수의 위치에 설치할 때 전류의 방향에 따라 전류센서의 방향을 확인하고 설치하여야 한다.

따라서, 조립시 전류센서의 방향을 확인하고 설치함에 따라 작업 효율을 저하될 뿐만 아니라 오조립시 전류값을 검출하지 못함에 따라 불량이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전류의 방향과 무관하게 전선에 흐르는 전류를 감지할 수 있도록 하여 오조립으로 인한 센싱불량을 방지할 수 있도록 한 무방향성 전류센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 무방향성 전류센서는 코일의 권선방향이 서로 반대인 복수개의 링코어가 서로 대향되게 배치된 링코어부; 링코어부에서 측정된 관통전류를 전압값으로 각각 처리하기 위한 복수개의 홀센서; 복수개의 홀센서가 배치되며 구동회로와 복수개의 홀센서에서 처리된 전압값을 출력하고 복수개의 홀센서의 동작전원을 입력받는 입출력단자가 배치된 PCB기판; 및 링코어부와 PCB기판이 안착되는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 링코어부는 개폐되도록 결합되며 클램프에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 몸체에는 고정시키기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 전류센서를 설치할 때 전선에 흐르는 전류의 방향과 무관하게 전선에 흐르는 전류를 감지할 수 있도록 함으로써 오조립으로 인한 센싱불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 조립시 전류방향을 확인하기 위한 과정 없이 설치함으로써 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서를 통해 전류를 측정하는 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무방향성 전류센서의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서를 통해 전류를 측정하는 상태를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전류센서는 링코어부(10)와 제 1홀센서(20) 및 제 2홀센서(22)로 구성된다.

링코어부(10)는 코일(미도시)의 권선방향이 서로 반대인 제 1링코어(12)와 제 2링코어(14)가 서로 대향되게 배치되어 링코어부(10)를 관통하는 전선(80)에 흐르는 관통전류가 순방향으로 흐르거나 역방향으로 흐르더라도 코일의 권선방향이 서로 반대인 제 1링코어(12)와 제 2링코어(14)에 의해 양의 값으로 감지할 수 있도록 한다.

제 1홀센서(20)와 제 2홀센서(22)는 입출력단자(30)를 통해 동작전원(Vcc)을 입력받아 링코어부(10)의 제 1링코어(12)와 제 2링코어(14)를 관통하는 관통전류에 의해 발생되는 자기장을 전압값으로 처리하여 관통전류와 대응되는 전압값(Vout)을 출력한다.

이와 같은 전류센서는 도 2에 도시된 바와 같이 무방향성 전류센서의 몸체(50) 내측에 제 1홀센서(20)와 제 2홀센서(22) 및 구동회로(미도시)와 입출력단자(30)가 배치된 PCB기판(40)을 안착시키고 링코어부(10)를 상부에 배치하여 안착시킨다.

본 실시예에서는 링코어부(10)를 원형타입으로 도시하였으나 사각타입으로 형성할 수도 있다.

이때 링코어부(10)는 전선(80)이 링코어부(10)의 중심을 관통할 수 있도록 개폐되도록 결합하여 클램프(60)에 의해 고정시킬 수도 있다.

또한, 몸체(50)에는 전류센서를 회로기판(미도시)에 고정시키기 위한 고정부(70)를 포함하여 나사결합 등으로 회로기판에 편리하게 고정시킬 수 있도록 한다.

이와 같이 구성되는 무방향성 전류센서는 도 3에 도시된 바와 같이 링코어부(10)를 개방하여 전선(80)이 링코어부(10)를 관통할 수 있도록 삽입한 후 클램프(60)에 의해 결합시킨 상태에서 입출력단자(30)를 통해 동작전원(Vcc)을 입력시키면 전선(80)에 흐르는 관통전류에 의해 발생된 자기장에 의해 링코어부(10)에서 자기장을 감지하게 된다.

이때 관통전류의 방향이 순방향이거나 역방향 어느 방향이더라도 링코어부(10)의 제 1링코어(12)나 제 2링코어(14)에 의해 감지되고 감지된 결과는 제 1홀센서(20)나 제 2홀센서(22)에 의해 전압값(Vout)으로 처리하여 출력함으로써 전선(80)에 흐르는 전류값을 측정할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 링코어부 12 : 제 1링코어
14 : 제 2링코어 20 : 제 1홀센서
22 : 제 2홀센서 30 : 입출력단자
40 : PCB기판 50 : 몸체
60 : 클램프 70 : 고정부
80 : 전선

Claims (3)

1. 코일의 권선방향이 서로 반대인 복수개의 링코어가 서로 대향되게 배치된 링코어부;
   상기 링코어부에서 측정된 관통전류를 전압값으로 각각 처리하기 위한 복수개의 홀센서;
   상기 복수개의 홀센서가 배치되며 구동회로와 상기 복수개의 홀센서에서 처리된 전압값을 출력하고 상기 복수개의 홀센서의 동작전원을 입력받는 입출력단자가 배치된 PCB기판; 및
   상기 링코어부와 상기 PCB기판이 안착되는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전류센서.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 링코어부는 개폐되도록 결합되며 클램프에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전류센서.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 몸체에는 고정시키기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전류센서.

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