KR20160086201A

KR20160086201A - Current detecting apparatus

Info

Publication number: KR20160086201A
Application number: KR1020150003632A
Authority: KR
Inventors: 김용학
Original assignee: 김용학
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-07-19
Also published as: KR101650511B1

Abstract

The present invention relates to a device and a method for detecting a current. According to the present invention, the device comprises: an upper PCB plate having three holes through which currents in R, S, and T phases pass and comprising a first coil unit formed on a substrate adjacent to each of the holes in order to detect each of the phase currents, passing through a relevant hole; and a lower PCB plate having one or three holes through which the currents in the R, S, and T phases pass and comprising a second coil unit formed on the substrate adjacent to at least one hole to surround the relevant hole to detect at least one ground fault state of the phase currents passing through the relevant hole. According to the present invention, sensors detecting a current and/or ground fault may be implemented in one device, by forming Rogowski coils, which have different sizes from each other, on two PCB substrates.

Description

Current detecting apparatus and method

본 발명은 전류 검출 장치에 관한 것으로, 상세하게는 두 개의 PCB 기판에 권선된 로고스키 코일을 이용하여 전류 또는 지락을 검출하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detecting device, and more particularly, to a technique for detecting current or ground fault using a Rogowski coil wound on two PCB substrates.

일반적인 전류 검출 장치는 유도 전류 기술을 주로 이용하며, 이는 1차 코일에 전류가 흐르면 2차 코일에 전류가 유도되는 방식이다. 이러한 유도 전류 기술에 적용되는 코일은 코일의 내부에 반드시 철심이 필요하다. 하지만, 이러한 전류 검출 장치는 그 부피가 크기 때문에 공간을 많이 차지하는 문제가 있다. A typical current detection device uses an induction current technique, in which a current is induced in a secondary coil when a current flows through the primary coil. The coil applied to this induction current technique necessarily requires an iron core inside the coil. However, such a current detecting device has a problem of occupying a large space because of its large volume.

최근, 전류의 변화에 의해 생기는 자속의 변화를 이용하여 전류를 측정하는로고스키 코일(Rogowskii coil)을 이용한 전류 검출 방식이 제안되고 있으나, 종래의 로고스키 코일은 보빈에 코일을 감아 이용되는 것으로, 로고스키 코일을 보빈에 많이 권선하는 것에 한계가 있고, 검출 전류가 미약하면 증폭기를 사용해야 하지만 이 경우 많은 노이즈가 혼입되어 양질의 전류를 검출할 수 없는 단점이 있다.Recently, a current detection method using a Rogowskii coil that measures a current using a change in magnetic flux caused by a change in current has been proposed. However, a conventional Rogowski coil is used by winding a coil on a bobbin, There is a limitation in winding the Rogowski coil to a large number of bobbins, and if the detection current is weak, the amplifier should be used. However, in this case, there is a drawback that a lot of noise is mixed and high quality current can not be detected.

한편, 로고스키 코일을 이용한 전류감지센서에 관한 선행기술로 한국등록특허공보 제10-1096463호가 개시되어 있다. 이에 따르면 저전류 부분에서 비선형을 나타내는 현상을 극복하고 정밀도를 향상시킬 수 있으나, 3상 전류에 관한 전류검출이 불가능하고, 지락 상태를 동시에 검출할 수 없는 문제가 있다. On the other hand, Korean Patent Registration No. 10-1096463 discloses a current sensing sensor using a Rogowski coil. According to this, it is possible to overcome the phenomenon of nonlinearity in the low current portion and improve the accuracy, but the current detection with respect to the three-phase current is impossible and the ground fault can not be detected at the same time.

등록특허공보 제10-1096463호 (공고일자: 2011.12.20.)Patent Registration No. 10-1096463 (Publication Date: December 20, 2011)

본 발명의 목적은, PCB 기판 상에 로고스키 코일을 직접 구현하여 전류검출센서를 구현함에 있어서 공간을 최소화하고, 코일을 많이 권선할 수 있어 신뢰도 높은 전류를 검출하도록 하는 전류 검출 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a current detection device which realizes a reliable current by minimizing a space and winding a large number of coils by implementing a Rogowski coil directly on a PCB substrate .

또한, 본 발명의 다른 목적은, 두 개의 PCB 기판에 서로 다른 크기의 로고스키 코일을 형성하여 전류 및/또는 지락을 검출하는 센서를 하나의 장치에 구현한 전류 검출 장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a current detecting device in which a sensor for detecting current and / or ground fault is formed in one device by forming Rogowski coils of different sizes on two PCB boards.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류 검출 장치는, R, S, T 상의 전류가 통과하는 세 개의 홀이 형성되고, 각 홀 주변의 기판 상에 형성되어 해당 홀을 통과하는 각각의 상 전류를 검출하는 제1 코일부를 구비한 PCB 상판, 및 상기 R, S, T 상의 전류가 통과하는 하나 또는 세 개의 홀이 형성되고, 상기 하나 이상의 홀 주변의 기판 상에 해당 홀을 둘러싸도록 형성되어 해당 홀을 통과하는 상 전류 중 적어도 하나의 지락 상태를 검출하는 제2 코일부를 구비한 PCB 하판을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a current detection device including three holes through which currents of R, S, and T pass, holes formed on a substrate around each hole, A PCB top plate having a first coil part for detecting a current and one or three holes through which the current flows on the R, S, and T phases are formed, and on the substrate around the at least one hole, And a second coil part for detecting at least one ground fault condition among the phase currents passing through the corresponding holes.

여기서, 상기 PCB 상판 및 상기 PCB 하판은, 상기 PCB 상판에 형성된 홀과 상기 PCB 하판에 형성된 홀이 서로 대응되도록 대면하게 배치되는 것을 특징으로 한다.Here, the PCB upper plate and the PCB lower plate are arranged to face each other such that holes formed in the PCB upper plate and holes formed in the PCB lower plate correspond to each other.

상기 제1 코일부 및 상기 제2 코일부는, 상기 홀 주변에서 기판의 상부 및 하부를 관통하도록 권선된 로고스키 코일로 형성된 것을 특징으로 한다.The first coil part and the second coil part are formed of a Rogowski coil wound around the hole to pass through the upper part and the lower part of the substrate.

상기 제1 코일부는, 상기 각 홀에 대응하는 서로 다른 로고스키 코일로 형성되는 것을 특징으로 한다.The first coil part may be formed of a different Rogowski coil corresponding to each hole.

상기 제1 코일부는, 상기 PCB 상판에 형성된 제1 홀을 통과하는 R 상 전류에 의해 해당 코일에 형성되는 유도 전류를 출력하는 제1 코일, 상기 PCB 상판에 형성된 제2 홀을 통과하는 S 상 전류에 의해 해당 코일에 형성되는 유도 전류를 출력하는 제2 코일, 및 상기 PCB 상판에 형성된 제3 홀을 통과하는 T 상 전류에 의해 해당 코일에 형성되는 유도 전류를 출력하는 제3 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first coil unit includes a first coil for outputting an induction current formed in the coil by an R-phase current passing through a first hole formed in the PCB top plate, an S phase current passing through a second hole formed in the PCB top plate, And a third coil for outputting an induction current formed on the coil by a T phase current passing through a third hole formed in the PCB upper plate, .

상기 제2 코일부는, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 제3 코일 보다 지름이 크고, 권선 수가 더 많은 환형의 제4 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.And the second coil portion includes an annular fourth coil having a larger diameter than the first coil, the second coil, and the third coil and having a larger number of windings.

상기 제4 코일은, 상기 R, S, T 상 중 어느 하나에 지락이 발생하는 경우 상기 제4 코일을 통과하는 고주파주 대역의 전류에 의해 제4 코일에 형성되는 유도 전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.And the fourth coil outputs an induced current formed in the fourth coil by a current in a high frequency main band passing through the fourth coil when a ground fault occurs in any one of the R, S, and T phases do.

상기 제2 코일부는, 단일의 로고스키 코일로 형성되는 것을 특징으로 한다.And the second coil portion is formed of a single Rogowski coil.

상기 PCB 상판 및 상기 PCB 하판은, 릴레이에 의해 축 결합되며, 상기 제1 코일부 또는 상기 제2 코일부로 과전류가 인가되면 상기 릴레이가 온(ON) 동작하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The PCB upper plate and the PCB lower plate are shaft-coupled by a relay, and when an overcurrent is applied to the first coil part or the second coil part, the relay is turned on and electrically connected.

상기 전류 검출 장치는, 상기 PCB 상판 또는 상기 PCB 하판 상에, 디스플레이 장치와 연결되는 리드선 또는 커넥터를 구비하며, 상기 R, S, T 상에 대한 전류 검출 결과 또는 지락 상태 검출 결과를 상기 리드선 또는 상기 커넥터를 통해 연결된 상기 디스플레이 장치로 출력하도록 하는 것을 특징으로 한다.The current detection device includes a lead plate or a connector connected to the display device on the PCB top plate or the bottom plate of the PCB. The current detection device detects a current detection result or a ground fault state detection result on the R, S, And outputs to the display device connected through the connector.

본 발명에 따르면, PCB 기판 상에 로고스키 코일을 직접 구현하여 전류검출센서를 구현함에 있어서 공간을 최소화할 수 있으며, 코일을 많이 권선할 수 있어 신뢰도 높은 전류를 검출할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, in realizing a current detecting sensor by directly embodying a Rogowski coil on a PCB substrate, space can be minimized, a large number of coils can be wound, and a reliable current can be detected.

또한, 본 발명에 따르면, 두 개의 PCB 기판에 서로 다른 크기의 로고스키 코일을 형성하여 전류 및/또는 지락을 검출하는 센서를 하나의 장치에 구현할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that a sensor for detecting current and / or ground fault can be implemented in one apparatus by forming Rogowski coils of different sizes on two PCB boards.

도 1은 본 발명에 따른 전류 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 PCB 상판 구조를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 PCB 하판 구조를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 검출 장치의 PCB 하판 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 3상 전류 검출 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 지락 검출 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 PCB 상판에 대한 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 PCB 하판에 대한 적층 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a configuration of a current detecting device according to the present invention.
2 is a view illustrating a PCB top plate structure of a current detecting device according to an embodiment of the present invention.
3A is a diagram illustrating a PCB bottom plate structure of a current detecting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a view illustrating a PCB bottom plate structure of a current detecting device according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an embodiment to be referred to in describing the three-phase current detection operation of the current detection device according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an embodiment to be referred to in describing a ground fault detection operation of the current detection device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a stacked structure of a PCB top plate of a current detecting device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a stacked structure of a bottom PCB of a current detection device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분이 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and / or configurations are omitted. The following description will focus on the parts necessary for understanding the operation according to various embodiments, and a description of elements that may obscure the gist of the description will be omitted.

또한, 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
In addition, some of the elements of the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically illustrated. The size of each component does not entirely reflect the actual size, and therefore the contents described herein are not limited by the relative sizes or spacings of the components drawn in the respective drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전류 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a configuration of a current detecting device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전류 검출 장치는 PCB 상판(110) 및 PCB 하판(140)을 포함하고, PCB 상판(110)에는 R, S, T 상의 전류가 각각 통과하도록 세 개의 홀이 형성되며, PCB 하판(140)에는 R, S, T 전류가 통과하는 하나 또는 세 개의 홀이 형성될 수 있다.1, a current detecting apparatus according to the present invention includes a PCB top plate 110 and a PCB bottom plate 140. Three holes are formed in the PCB top plate 110 so that currents of R, S, And one or three holes through which the R, S, and T currents pass may be formed in the PCB lower plate 140. [

이에, PCB 상판(110)의 구조는 도 2의 실시예를 참조하도록 하며, PCB 하판(140)의 구조는 도 3a 및 도 3b의 실시예를 참조하도록 한다.The structure of the PCB upper plate 110 will be referred to the embodiment of FIG. 2, and the structure of the PCB lower plate 140 will be described with reference to the embodiment of FIGS. 3A and 3B.

먼저, PCB 상판(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, PCB 상판(110)에 형성된 세 개의 홀 주변에 제1 코일부(120)가 형성된다.First, as shown in FIG. 2, a PCB top plate 110 is formed with a first coil section 120 around three holes formed in a PCB top plate 110.

제1 코일부(120)는 각 홀 주변의 PCB 상판(110) 상에 PCB 상판(110)의 상부와 하부를 관통하도록 균일하게 권선된 로고스키 코일을 포함하며, 로고스키 코일은 각 홀 마다 형성되는 것으로 한다. 이때, 각 홀 주변에 형성된 로고스키 코일은 홀의 둘레를 형성하는 PCB 상판(110)을 감싸도록 환형으로 형성될 수 있다. 여기서, 각 홀 주변에 형성된 로고스키 코일은 서로 분리된 형태의 코일인 것으로 한다.The first coil part 120 includes a uniformly wound Rogowski coil on the PCB top plate 110 around each hole so as to penetrate the top and bottom of the PCB top plate 110, . At this time, the Rogowski coil formed around each hole may be formed in an annular shape so as to surround the PCB upper plate 110 forming the periphery of the hole. Here, it is assumed that the Rogowski coils formed around the respective holes are coils separated from each other.

일 예로서, R 상 전류가 통과하는 홀 주변에 형성된 로고스키 코일을 제1 코일(121), S 상 전류가 통과하는 홀 주변에 형성된 로고스키 코일을 제2 코일(123), T 상 전류가 통과하는 홀 주변에 형성된 로고스키 코일을 제3 코일(125)이라 칭하도록 한다.For example, the Rogowski coil formed around the hole through which the R phase current passes is referred to as a first coil 121, the Rogowski coil formed around the hole through which the S phase current passes is referred to as a second coil 123, The Rogowski coil formed around the passing hole is referred to as a third coil 125.

이때, R, S, T 상 전류가 각각 PCB 상판(110)에 형성된 세 개의 홀을 각각 통과하는 경우, 제1 코일(121)은 제1 홀(131)을 통과하는 R 상 전류에 의해 제1 코일(121)에 형성되는 유도 전류를 제어부(미도시)로 출력할 수 있다. 또한, 제2 코일(123)은 제2 홀(133)을 통과하는 S 상 전류에 의해 제2 코일(123)에 형성되는 유도 전류를 제어부로 출력할 수 있다. 또한, 제3 코일(125)은 제3 홀(135)을 통과하는 T 상 전류에 의해 제3 코일(125)에 형성되는 유도 전류를 제어부로 출력할 수 있다. 이 경우, 제어부는 제1 코일(121), 제2 코일(123) 및 제3 코일(125)로부터 입력된 유도 전류로부터 R, S, T 상의 전류를 검출할 수 있다.At this time, when the R, S, and T phase currents pass through the three holes formed in the PCB top plate 110, respectively, the first coil 121 is driven by the R phase current passing through the first hole 131, It is possible to output the induction current formed in the coil 121 to a control unit (not shown). In addition, the second coil 123 can output an induction current formed in the second coil 123 by the S-phase current passing through the second hole 133 to the control unit. Also, the third coil 125 can output the induction current formed in the third coil 125 by the T-phase current passing through the third hole 135 to the control unit. In this case, the control unit can detect the currents on the R, S, and T phases from the induced currents input from the first coil 121, the second coil 123, and the third coil 125. [

여기서, 제1 코일부(120)는 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 로고스키 코일이 형성된 PCB 기판이 복수개 적층된 형태의 구조로 구현될 수 있다. 다시 말해, PCB 상판(110)의 홀 주변에 로고스키 코일이 형성되고, 그 위(및/또는 아래)로 로고스키 코일이 형성된 제1 PCB 기판(110a)을 적층할 수 있으며, 로고스키 코일이 형성된 제2 PCB 기판(110b)이 제1 PCB 기판(110a) 위로 또 다시 적층될 수 있다. 여기서, 제1 PCB 기판(110a) 및 제1 PCB 기판(110b)은 PCB 상판(110)과 대응되는 위치에 R, S, T상의 전류가 통과하는 홀이 형성될 수 있다. 도 1 및 도 6에서는 제1 코일부(120)가 세 개의 로고스키 코일층으로 구현된 것을 예로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the first coil part 120 may be implemented by stacking a plurality of PCB boards on which the Rogowski coil is formed, as shown in FIGS. In other words, the Rogowski coil can be formed around the hole of the PCB top plate 110, and the first PCB substrate 110a on which the Rogowski coil is formed can be stacked thereon (and / or below) The formed second PCB substrate 110b may be stacked on the first PCB substrate 110a again. Here, the first PCB substrate 110a and the first PCB substrate 110b may be formed with holes through which currents of the R, S, and T phases pass at positions corresponding to the PCB top plate 110. 1 and 6, the first coil part 120 is implemented by three Rogowski coil layers, but the present invention is not limited thereto.

이때, 제1 코일부(120)는 복수개의 로고스키 코일 층이 형성되며, 그로 인해 제1 코일부(120)는 코일의 권선 수를 증가시킨 것과 유사한 효과를 낼 수 있다. 이 경우, 전류 검출 장치는 R, S, T 상의 전류가 각 홀을 통과하게 되면 제1 코일부(120)에 유도되는 전류의 값이 증가하기 때문에 유도 전류로의 노이즈 혼입이 적어 신뢰도 높은 전류 신호를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 전류 검출 회로에 별도의 증폭기를 구비하지 않아도 된다.
At this time, the first coil part 120 is formed with a plurality of Rogowski coil layers, so that the first coil part 120 has an effect similar to that of increasing the number of windings of the coil. In this case, since the value of the current induced in the first coil part 120 increases when the currents on the R, S, and T pass through the respective holes, the current detection device generates a current signal with high reliability It is not necessary to provide a separate amplifier in the current detection circuit.

한편, PCB 하판(140)은, 도 3a에 도시된 바와 같이 PCB 하판(140)에 형성된 세 개의 홀(137) 전체를 둘러싸도록 제2 코일부(150)가 형성되거나, 도 3b와 같이 PCB 하판(140)에 형성된 하나의 홀(139)을 둘러싸도록 제2 코일부(150)가 형성된다. PCB 하판(140)에 형성되는 홀의 개수는 실시 형태에 따라 어느 하나를 채택하여 실시 가능함은 당연한 것이다.3A, the second coil part 150 may be formed so as to surround the entire three holes 137 formed in the lower PCB 140. Alternatively, as shown in FIG. 3A, The second coil part 150 is formed so as to surround one hole 139 formed in the first coil part 140. It is a matter of course that the number of holes formed in the PCB lower plate 140 can be implemented by adopting any one according to the embodiment.

제2 코일부(150)는 PCB 하판(140)에 형성된 하나 또는 세 개의 홀 전체를 둘러싸는 하나의 환 형태로 형성되며, PCB 하판(140) 상에 PCB 하판(140)의 상부와 하부를 관통하도록 균일하게 권선된 로고스키 코일을 포함한다. 이때, 제2 코일부(150)는 제1 코일부(120)와 달리 하나의 로고스키 코일로 형성된다.The second coil part 150 is formed in the shape of one ring that surrounds one or three holes formed in the PCB lower plate 140. The second coil part 150 penetrates the upper and lower parts of the PCB lower plate 140 on the PCB lower plate 140, And Rogowski coils wound uniformly. At this time, the second coil part 150 is formed of one Rogowski coil, unlike the first coil part 120.

일 예로서, PCB 하판(140)에서 R, S, T 상의 전류가 통과하는 홀 주변에 형성된 로고스키 코일을 제4 코일(151)이라 칭하도록 한다.As an example, the Rogowski coil formed around the hole through which the current flows on the R, S, and T phases in the PCB lower plate 140 is referred to as a fourth coil 151. [

이 경우, 제2 코일부(150)는 제1 코일(121) 내지 제3 코일(125) 보다 지름이 큰 하나의 환형으로 형성되며, 제4 코일(151)의 권선수가 제1 코일(121) 내지 제3 코일(125) 보다 많게 된다.In this case, the second coil part 150 is formed into a single annular shape having a larger diameter than the first coil 121 to the third coil 125, and the number of windings of the fourth coil 151 is greater than the number of turns of the first coil 121. [ To the third coil (125).

여기서, R, S, T 상 중 어느 하나에 지락이 발생하면, 평상시 발생하는 R, S, T 상의 전류 보다 고주파수 대역의 전류가 발생하게 된다. 따라서, 제4 코일(151)은 고주파수 대역의 지락 신호를 검출하기 위해 제1 코일(121) 내지 제3 코일(125) 보다 지름이 큰 하나의 환형으로 형성되며, 그로 인해 제4 코일(151)의 권선수가 제1 코일(121) 내지 제3 코일(125) 보다 많게 된다.Here, when a ground fault occurs in any one of the R, S, and T phases, a current in the high frequency band is generated rather than a current in the R, S, and T phases that occur normally. Therefore, the fourth coil 151 is formed in one annular shape having a larger diameter than the first coil 121 to the third coil 125 to detect a ground fault signal in the high frequency band, The number of windings of the first coil 121 to the third coil 125 becomes larger.

이때, R, S, T 상 중 어느 하나에 지락이 발생한 상태에서 R, S, T 상 전류가 PCB 하판(140)에 형성된 홀을 통과하는 경우, 제4 코일(151)은 해당 홀을 통과하는 고주파수 대역의 지락 신호에 의해 제4 코일(151)에 형성되는 유도 전류를 제어부(미도시)로 출력할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 제4 코일(151)로부터 입력된 유도 전류로부터 R, S, T 상 중 어느 하나에 대한 지락을 검출할 수 있다.At this time, when a ground fault occurs in any one of the R, S, and T phases, and the R, S, and T phase currents pass through holes formed in the PCB lower plate 140, the fourth coil 151 passes through the holes It is possible to output the induced current formed in the fourth coil 151 to the control unit (not shown) by the ground fault signal in the high frequency band. In this case, the controller can detect a ground fault with respect to any one of the R, S, and T phases from the induced current input from the fourth coil 151.

여기서, 제2 코일부(150)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 로고스키 코일이 형성된 PCB 기판이 복수개 적층된 형태의 구조로 구현될 수 있다. 다시 말해, PCB 하판(140)의 홀 주변에 로고스키 코일이 형성되고, 그 아래(및/또는 위)로 로고스키 코일이 형성된 제3 PCB 기판(140a)을 적층할 수 있으며, 로고스키 코일이 형성된 제4 PCB 기판(140b)이 제3 PCB 기판(140a) 아래에 또 다시 적층될 수 있다. 여기서, 제3 PCB 기판(140a) 및 제4 PCB 기판(140b)은 PCB 하판(140)과 대응되는 위치에 R, S, T상의 전류가 통과하는 홀이 형성될 수 있다. 도 1 및 도 7에서는 제2 코일부(150)가 세 개의 로고스키 코일층으로 구현된 것을 예로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the second coil part 150 may be implemented as a structure in which a plurality of PCB boards having a Rogowski coil are stacked as shown in FIGS. 1 and 7. In other words, the Rogowski coil may be formed around the hole of the PCB lower plate 140, and the third PCB substrate 140a on which the Rogowski coil is formed may be stacked below (and / or above) The formed fourth PCB substrate 140b may be further stacked under the third PCB substrate 140a. Here, the third PCB substrate 140a and the fourth PCB substrate 140b may be formed with holes through which currents of the R, S, and T phases pass at positions corresponding to the PCB lower plate 140. In FIGS. 1 and 7, the second coil part 150 is implemented by three Rogowski coil layers, but the present invention is not limited thereto.

이때, 제2 코일부(150)는 복수개의 로고스키 코일 층이 형성되며, 그로 인해 제2 코일부(150)는 코일의 권선 수를 증가시킨 것과 유사한 효과를 낼 수 있다. 이 경우, 전류 검출 장치는 R, S, T 상의 전류가 제2 코일부(150)의 내부를 통과하게 되면 제2 코일부(150)에 유도되는 전류의 값이 증가하기 때문에 유도 전류로의 노이즈 혼입이 적어 신뢰도 높은 지락 신호를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 전류 검출 회로에 별도의 증폭기를 구비하지 않아도 된다.
At this time, the second coil part 150 is formed with a plurality of Rogowsky coil layers, so that the second coil part 150 can have an effect similar to that of increasing the number of windings of the coil. In this case, when the current on the R, S, and T phases passes through the inside of the second coil part 150, the current detection device increases the value of the current induced in the second coil part 150, It is possible not only to detect a ground fault signal with a low degree of incorporation but also to have a separate amplifier in the current detection circuit.

여기서, PCB 상판(110) 및 PCB 하판(140)은 PCB 상판(110)의 홀과 PCB 하판(140)의 홀이 서로 대응되도록 대면하게 배치되는 것으로 한다. 이때, PCB 상판(110) 및 PCB 하판(140)은 릴레이(160)에 의해 축 결합될 수 있으며, 릴레이(160)는 전류 검출 장치에 과전류가 인가되면 온(ON) 동작 하여 PCB 상판(110)과 PCB 하판(140)을 전기적으로 연결할 수 있다.Here, the PCB upper plate 110 and the PCB lower plate 140 are arranged to face each other such that holes of the PCB upper plate 110 and holes of the PCB lower plate 140 correspond to each other. At this time, the PCB upper plate 110 and the PCB lower plate 140 can be coupled by the relay 160, and the relay 160 is turned on when an overcurrent is applied to the current detecting device, And the PCB lower plate 140 can be electrically connected to each other.

그 외에도, PCB 상판(110) 및/또는 PCB 하판(140)에는 입력출력 단자를 구비한 터미널 블록(170), 디스플레이 장치(10)가 연결되는 리드선(180) 및/또는 커넥터(190) 등이 추가로 구비될 수 있다.A terminal block 170 having an input output terminal, a lead wire 180 and / or a connector 190 to which the display device 10 is connected, and the like are mounted on the PCB upper plate 110 and / or the PCB lower plate 140 May be additionally provided.

한편, 도 1에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 전류 검출 장치는 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 PCB 상판(110)의 제1 코일(121), 제2 코일(123) 및 제3 코일(125)에 형성된 유도 전류를 이용하여 R, S, T 상의 전류 신호를 검출할 수 있다. 또한, 제어부는 PCB 하판(140)의 제4 코일(151)에 형성된 유도 전류를 이용하여 지락 신호를 검출할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, the current detection device according to the present invention may further include a control unit. The control unit can detect the current signals on the R, S, and T phases using the induction currents formed in the first coil 121, the second coil 123, and the third coil 125 of the PCB top plate 110. Also, the control unit can detect the ground fault signal by using the induced current formed in the fourth coil 151 of the PCB lower plate 140.

여기서, 제어부는 제1 코일(121) 내지 제4 코일(151) 중 어느 하나로부터 입력되는 유도전압의 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD(Analog to Digital) 컨버터, 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 디지털 신호를 연산 처리하는 연산기를 포함할 수 있다.Here, the control unit includes an AD (Analog to Digital) converter for converting a signal of an induced voltage inputted from any one of the first coil 121 to the fourth coil 151 into a digital signal, And an arithmetic operation unit for performing arithmetic processing on the arithmetic operation result.

만일, PCB 상판(110) 또는 PCB 하판(140)에 디스플레이 장치(10)가 연결된 경우, 상기 연산기는 전류 신호 또는 지락 신호에 대한 검출 결과를 디스플레이 장치(10)로 출력하여 표시되도록 할 수 있다.If the display device 10 is connected to the PCB upper plate 110 or the PCB lower plate 140, the operator can output the detection result of the current signal or the ground signal to the display device 10 for display.

제어부는 PCB 상판(110) 또는 PCB 하판(140) 상에 실장될 수 있으며, 별도의 장치로 형성되어 PCB 상판(110) 또는 PCB 하판(140)과 케이블 등의 연결수단(미도시)에 의해 연결될 수도 있다.
The control unit may be mounted on the PCB upper plate 110 or the PCB lower plate 140 and may be formed as a separate device and connected to the PCB upper plate 110 or the PCB lower plate 140 by connecting means (not shown) It is possible.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 3상 전류 검출 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.4 is a diagram showing an embodiment to be referred to in describing the three-phase current detection operation of the current detection device according to the embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 3상 전류, 즉, R, S, T 상 전류는 PCB 상판(110)에 형성된 제1 홀(131), 제2 홀(133) 및 제3 홀(135) 주변에 환형으로 형성된 제1 코일(121), 제2 코일(123) 및 제3 코일(125)의 내부 공간을 각각 통과하고, PCB 하판(140)에 홀 전체를 감싸도록 환형으로 형성된 제4 코일(151)의 내부 공간을 통과하게 된다.4, the three-phase currents, that is, R, S, and T phase currents flow around the first hole 131, the second hole 133, and the third hole 135 formed on the PCB top plate 110, (Not shown) formed in an annular shape so as to cover the entire hole in the PCB lower plate 140 through the inner spaces of the first coil 121, the second coil 123 and the third coil 125 formed in an annular shape, 151, respectively.

이 경우, 제1 홀(131)에는 R 상 전류가 통과하며, 제1 홀(131)을 통과하는 R 상 전류에 의해 제1 코일(121)에는 R 상 전류에 대응하는 유도 전류가 형성된다. 따라서, 전류 검출 장치는 제1 코일(121)에 형성된 유도 전류를 측정함으로써 R 상 전류에 해당하는 'c1'을 검출하는 것이 가능하게 된다.In this case, an R-phase current passes through the first hole 131, and an R-phase current passing through the first hole 131 forms an induced current corresponding to the R-phase current in the first coil 121. Therefore, the current detecting device can detect 'c1' corresponding to the R phase current by measuring the induction current formed in the first coil 121. [

또한, 제2 홀(133)에는 S 상 전류가 통과하며, 제2 홀(133)을 통과하는 S 상 전류에 의해 제2 코일(123)에는 S 상 전류에 대응하는 유도 전류가 형성된다. 따라서, 전류 검출 장치는 제2 코일(123)에 형성된 유도 전류를 측정함으로써 S 상 전류에 해당하는 'c2'를 검출하는 것이 가능하게 된다.An S-phase current flows through the second hole 133, and an S-phase current passing through the second hole 133 forms an induced current corresponding to the S-phase current in the second coil 123. Therefore, the current detecting device can detect 'c2' corresponding to the S-phase current by measuring the induction current formed in the second coil 123. [

또한, 제3 홀(135)에는 T 상 전류가 통과하며, 제3 홀(135)을 통과하는 T 상 전류에 의해 제3 코일(125)에는 T 상 전류에 대응하는 유도 전류가 형성된다. 따라서, 전류 검출 장치는 제3 코일(125)에 형성된 유도 전류를 측정함으로써 T 상 전류에 해당하는 'c3'을 검출하는 것이 가능하게 된다.Also, a T-phase current passes through the third hole 135, and an induced current corresponding to the T-phase current is formed in the third coil 125 by the T-phase current passing through the third hole 135. Therefore, the current detecting device can detect 'c3' corresponding to the T phase current by measuring the induction current formed in the third coil 125. [

한편, 도 4의 실시예에서는 R, S, T 상 중 어느 것에도 지락이 발생하지 않았으므로, 제4 코일(151)을 통과하는 전류 중에는 일정 이상의 고주파 전류가 포함되지 않아 지락 신호를 검출하는 제4 코일(151)에는 유도 전류가 형성되지 않는다.4, no ground fault is generated in any of the R, S, and T phases. Therefore, the current passing through the fourth coil 151 does not include a certain high- No induction current is formed in the four coils 151. [

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 검출 장치의 지락 검출 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.5 is a diagram showing an embodiment to be referred to in describing a ground fault detection operation of the current detection device according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 3상 전류, 즉, R, S, T 상 전류는 PCB 상판(110)에 형성된 제1 홀(131), 제2 홀(133) 및 제3 홀(135) 주변에 환형으로 형성된 제1 코일(121), 제2 코일(123) 및 제3 코일(125)의 내부 공간을 각각 통과하고, PCB 하판(140)에 홀 전체를 감싸도록 환형으로 형성된 제4 코일(151)의 내부 공간을 통과하게 된다.5, the three-phase currents, that is, the R, S, and T phase currents flow around the first hole 131, the second hole 133, and the third hole 135 formed in the PCB top plate 110, (Not shown) formed in an annular shape so as to cover the entire hole in the PCB lower plate 140 through the inner spaces of the first coil 121, the second coil 123 and the third coil 125 formed in an annular shape, 151, respectively.

다만, 도 5의 실시예는 S 상에 지락이 발생하여 S 상 전류 중 일부가 옆으로 새어 나갈 수 있다. 이 경우, S 상 전류와 T 상 전류가 합선되어 T 상에는 고주파 대역의 전류가 발생할 수 있다.However, in the embodiment of FIG. 5, a ground fault occurs in the S phase, and a part of the S phase current may leak to the side. In this case, the S-phase current and the T-phase current are short-circuited, and a high-frequency current may be generated on the T-phase.

이와 같이, S 상 전류에 지락이 발생한 상태에서 R, S, T 상 전류가 제4 코일(151)의 내부 공간을 통과하는 경우, 제4 코일(151)을 통과하는 고주파 대역의 T 상 전류에 의해 제4 코일(151)에는 고주파 대역의 T 상 전류에 대응하는 유도 전류가 형성된다. 따라서, 전류 검출 장치는 제4 코일(151)에 형성된 유도 전류를 측정함으로써 고주파 대역의 T 상 전류에 해당하는 'z3'을 검출하는 것이 가능하게 된다.Thus, when the R, S, and T phase currents pass through the inner space of the fourth coil 151 in a state where a ground fault occurs in the S phase current, the T phase current in the high frequency band passing through the fourth coil 151 An induced current corresponding to the T-phase current in the high frequency band is formed in the fourth coil 151. [ Therefore, the current detecting device can detect 'z3' corresponding to the T-phase current in the high frequency band by measuring the induction current formed in the fourth coil 151. [

물론, R, S, T 상 중 어느 하나에 지락이 발생하였더라도, 지락이 발생한 상을 제외한 나머지 상 전류에 이상이 없거나, 지락으로 인해 새어 나온 전류의 양이 소정 량 이하로 주변의 상 전류에 크게 영향을 미치지 않았다면, 각 코일은 해당 코일을 통과하는 상 전류에 의해 도 4와 마찬가지로 유도 전류를 검출할 수도 있다.
Of course, even if a ground fault occurs in any one of the R, S, and T phases, the phase current other than the phase in which the ground fault occurs is not abnormal, or the amount of the current leaked due to the ground fault is less than a predetermined amount, If not, each coil may detect the induced current as in Fig. 4 by the phase current passing through the corresponding coil.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific constituent elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the essential characteristics of the invention. Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all technical ideas which are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention are included in the scope of the present invention .

10: 디스플레이 장치 110: PCB 상판
120: 제1 코일부 121: 제1 코일
123: 제2 코일 125: 제3 코일
131: 제1 홀 133: 제2 홀
135: 제3 홀 137, 139: 홀
140: PCB 하판 150: 제2 코일부
151: 제4 코일 160: 릴레이
170: 터미널 블록 180: 리드선
190: 커넥터10: Display device 110: PCB top plate
120: first coil part 121: first coil
123: second coil 125: third coil
131: first hole 133: second hole
135: third hole 137, 139: hole
140: PCB lower plate 150: Second coil part
151: fourth coil 160: relay
170: Terminal block 180: Lead wire
190: Connector

Claims

A PCB top plate having three holes through which currents of R, S, and T pass are formed, and a first coil part formed on the substrate around each hole to detect respective phase currents passing through the holes; And
One or three holes through which currents of the R, S, and T phases pass are formed, and at least one ground state of the phase currents passing through the holes is detected so as to surround the holes on the substrate around the holes And a PCB bottom plate having a second coil portion,
The first coil portion and the second coil portion have a structure in which a plurality of coils are stacked in a direction perpendicular to the holes,
Wherein the PCB upper plate and the PCB lower plate are disposed facing each other such that holes formed in the PCB upper plate and holes formed in the PCB lower plate correspond to each other.

The method according to claim 1,
Wherein the first coil portion and the second coil portion are made of a single-
And a Rogowski coil wound around the hole to penetrate the upper and lower portions of the substrate.

The method of claim 2,
The first coil portion
And a plurality of Rogowski coils corresponding to the holes.

The method according to claim 1,
Wherein the first coil portion includes:
A first coil for outputting an induction current formed in the coil by an R-phase current passing through a first hole formed in the PCB top plate;
A second coil for outputting an induction current formed in the coil by an S phase current passing through a second hole formed in the PCB top plate; And
A third coil for outputting an induction current formed in the coil by a T-phase current passing through a third hole formed in the PCB top plate,
The current detection device comprising:

The method of claim 4,
And the second coil portion includes:
And an annular fourth coil having a larger diameter than the first coil, the second coil, and the third coil and having a larger number of windings.

The method of claim 5,
Wherein the fourth coil comprises:
And when the ground fault occurs in any one of the R, S, and T phases, an induced current formed in the fourth coil is outputted by the high-frequency main-band current passing through the fourth coil.

The method of claim 2,
And the second coil portion includes:
Wherein the Rogowski coil is formed of a single Rogowski coil.

The method according to claim 1,
The PCB upper plate and the PCB lower plate are connected to each other through a through-
And the relay is turned on when the overcurrent is applied to the first coil part or the second coil part to be electrically connected.

The method according to claim 1,
The current detection device includes:
And a lead wire or connector connected to the display device on the PCB top plate or the bottom plate of the PCB,
And outputs a current detection result or ground fault state detection result for the R, S, T phases to the display device connected through the lead wire or the connector.