KR20190138822A - 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치 및 방법 - Google Patents

대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

AC 전원(132; 232; 332)을 포함하는 AC 회로(130; 230; 330) 형태의 대상의 전력값을 판단하는 장치 및 방법이 제공된다. 상기 방법은 제어 가능한 DC 전원(12)을 작동하여 DC 회로(10; 110; 210; 310)에 DC 전력을 제공하는 단계(72)와 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 단계(73)를 포함하고, 적어도 하나의 히트 싱크(160a, 160b; 260; 360)가 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330) 사이에 열적으로 결합된다. 상기 방법은 상기 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 DC 전원(12)을 제어하여 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330) 사이의 전력 손실 차이를 감소시키는 단계(74)를 더 포함한다. 이후, 상기 방법은 열평형이 도달되면 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 판단하는 단계(75)를 포함하고, 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 판단하는 단계(75)는 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오는 단계(76), 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 DC 전력값을 계산하는 단계(77), 및 상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 계산하는 단계(78)에 의해 수행된다.

Description

대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치 및 방법
본 발명은 전자적 측정 장비에 관한 것으로, 특히 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 연관하여 대상(Target)의 전력값을 판단하는 방법에 관한 것이다.
대상(Target)의 전력값을 판단하기 위한 다양한 접근이 선행기술에 제시된 바 있다. DC 전원을 포함하는 DC 회로 형태의 대상(Target)과 같은 특정 유형의 대상(Target)에 대해서는 매우 정확한 측정 방법이 있다. 일부 이러한 측정 방법은 하나 이상의 정밀 저항기를 사용하여 실시간 전압값 및/또는 실시간 전류값을 측정한 후 옴의 법칙을 활용하여 전력값을 계산함으로써 행해진다.
AC 전원을 포함하는 AC 회로와 같은 다른 유형의 대상(Target)에 대해서는, 이에 맞먹는 측정 정확성을 달성하는 것이 훨씬 어렵다. 한 선행기술의 시도에 의하면, AC 측정치와 DC 측정치가 순차적으로 함께 비교된다. 우선, DC 입력으로 파워싱크(power sink)의 온도 상승을 측정한다(보정(calibration) 단계). 이후, AC 입력이 가해지고, 그 결과의 온도 상승을 DC 입력과 비교한다. 이론적으로, 완전히 보정된 하중은 온도 상승 차원에서 특징이 있을 수 있고, 특정 온도 상승을 특정 전력 수준과 연관시키는 룩업 테이블(look-up table)이 생성될 수 있어 보인다. 그러나 이러한 솔루션에는 열/전기 모델이 시간에 따라 변화하지 않는다는 전제가 따른다(실시간 비교가 안됨). 현실의 응용에서는, 시간에 따라 전력 손실이 다를 것이고, 이는 주로 컴포넌트의 자체 열에 의한다. 이는 예측이 매우 어려운 요인이고, 이러한 솔루션의 정확도를 겨우 몇 퍼센트로 제한할 것이다.
다른 선행기술의 시도에서는, AC 전압과 전류를 측정하고 이 측정값을 곱하여 순시 전력(instantaneous power)을 획득한다. 이 값의 평균을 내면 실제 전력이 될 것이다. 이러한 측정치는 고속 고정밀 ADC(analog/digital converter) 샘플러에 의존해야 할 것이다. 또한, 전압 측정치와 전류 측정치 사이의 위상차가 평균 전력을 변하게 할 것이므로 이도 고려해야 할 것이다(위상 변이의 결과, 전압 또는 전류 중의 하나가 음(negative)이지만 다른 하나가 여전히 양(positive)일 때마다 작은 음의 전력이기 때문으로, 즉, 저항성 부하에서는 발생하지 않는 현상임). 또한, 일단 AC 신호의 주파수가 상승하면 샘플링의 정확도는 감소할 것이다. 24비트 ADC는 샘플링 주파수가 충분히 낮은 경우에 고해상도를 달성할 수 있지만, 샘플링 주파수가 높아질수록 유효 비트 수(Effective Number Of Bits 또는 ENOB)는 상당히 감소할 것이다. 뿐만 아니라, 실제 응용에서는 AC 부분이 완전히 사인곡선(sinusoidal)인 신호가 없으며, 이는 전력을 측정함에 있어서 고려되어야 할 더 높은 고조파(harmonics)를 포함한다는 것을 의미하는데, 이는 이러한 고조파가 전체 전력 손실에 기여하기 때문이다. 이는 이러한 선행기술 측정 시스템의 정확도에 또 다른 제한이 된다.
필터링 및 오차의 보상과 수정을 가능하게 하기 위하여 회로가 추가될 수 있지만, 이러한 추가 회로는 측정값에 대한 추가적인 불확실성과 영향을 가져올 것이다. 따라서, 예를 들어 평균 계산 등을 개선함으로써, 필터 컴포넌트는 종합적인 회로 불확실성을 더하게 되고, 이에 따라 높은 정확도의 측정 결과를 얻기 어렵게 될 것이다.
따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 분야에서의 개선 가능성을 인지하게 되었다.
본 발명의 목적은 AC 전원을 가진 AC 회로 형태의 대상(Target)의 전력값을 판단하는 개선된 장치 및 방법을 제공함으로써 앞서 언급한 문제들의 적어도 일부를 제거, 완화, 또는 감소하는 것이다.
통찰력을 통한 연구 후에, 본 발명의 발명자들은 대상(Target) AC 회로 내의 AC 전원으로부터의 에너지를 열로 변환하고 전력 손실을 측정하여 대상(Target) AC 회로의 전력값이 판단될 수 있고, 동시에 DC 회로에 DC 전력을 공급한 결과의 전력 손실을 측정할 수 있음을 인지하게 되었다. 전력 손실 특정의 정확도를 향상하고 특히 DC 회로의 전력 손실 측정치를 AC 회로의 전력 손실 측정치와 분리시키기 위해 적어도 하나의 히트 싱크(heat sink)가 DC 회로와 대상(Target) AC 회로 사이에 열적으로 결합되어야 한다. 열 손실로 인한 온도 사이의 (실시간) 균형을 구함으로써, DC 회로의 DC 전력값을 실시간으로 판단할 수 있고, 이를 대상(Target)의 전력값과 균등한 DC 전력으로 활용할 수 있다. 이 균형이 유지되는 한, 전력에 대한 DC 측정치는 AC 전력 소비와 동일할 것이다. 또한, 대상(Target) AC 회로가 정확한 균형이 아니어도, 열교환부 사이의 온도차는 전력차 및 전력 손실의 정확한 측정치를 제공할 수 있다. 이로써, 시스템이 열적으로 느리더라도 빠른 결과가 가능하게 할 뿐만 아니라 시간에 따라 변화하거나 주기적인 전력 손실에 대한 정확한 측정치도 가능하게 한다. DC 전력은 정확하게 판단될 수 있으므로, 본 발명이 접근 방식은 DC 회로가 아니고 에너지원이 DC 전원이 아닌 경우에도 대상(Target) AC 회로의 정확한 전력값을 제공할 것이다.
이에 따라, 본 발명의 제1 측면은 AC 전원을 가진 AC 회로 형태의 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치를 제공한다. 상기 장치는: 제어 가능한 DC 전원을 가진 DC 회로; 상기 DC 회로의 적어도 한 전기적 파라미터를 측정하는 전기적 측정 수단; 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로 사이에 열적으로 결합(coupled)된 적어도 하나의 히트 싱크; 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도)에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 열감지(thermos-sensory) 수단; 및 균형부를 포함할 수 있다. 상기 균형부는 상기 전기적 측정 수단에 작동적으로 결합된 입력, 상기 열감지 수단에 작동적으로 결합된 적어도 하나의 입력, 및 상기 제어 가능한 DC 전원에 결합된 출력을 구비한다.
상기 균형부는 상기 열감지 수단에 의해 측정된 상기 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 제어 가능한 DC 전원을 제어하여 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로 사이의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도)의 차이를 감소하도록 구성된다. 열평형에 도달하면, 균형부는 상기 전기적 측정 수단으로부터 상기 DC 회로의 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오고, 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로의 DC 전력값을 계산하고, 상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상(Target) AC 회로의 전력값을 계산함으로써, 상기 대상(Target) AC 회로의 상기 전력값을 판단하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 균형부는 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로 사이의 전력 손실 차이가 임계값 미만인 것으로 상기 열감지 수단이 나타내는 경우에 상기 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 상기 균형부는 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로 사이의 전력 손실 차이가 임계 비율 미만으로 변화하는 것으로 상기 열감지 수단이 나타내는 경우에 상기 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성된다.
일반적으로, 열평형은 열모델(thermal model)이 존재할 수 있는 추상적 상태로 정의될 수 있다. 열평형의 한가지 단순한 예는 물체 안으로의 열 유속(열류)이 이 물체 밖으로의 열유속과 동일한 경우이다(그 결과, 열 유속에도 불구하고 온도 변화가 없음). 그러나 본 발명의 발명자들은 본 발명의 열 시간 상수(thermal time constant)보다 빠르게 변화하는 시변(time-varying) 또는 주기적인 신호가 측정되어야 할 상황도 고려한다. 이러한 상황에서, 열평형은 최소의 시간 동안에 최소의 온도 변화로 정의될 수 있다. 본 발명은 열평형의 다른 정의를 배제하지 않는다. 따라서, 열평형은 반드시 안정된 온도 및/또는 매우 작은 온도차만을 의미하지 않을 수 있다.
본 발명의 제2 측면은 AC 전원을 가진 AC 회로 형태의 대상(Target)의 전력값을 판단하는 방법을 제공한다. 제어 가능한 DC 전원을 작동하여 DC 전력을 DC 회로에 제공하는 단계와 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도)에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 단계를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 히트 싱크가 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로 사이에 열적으로 연결(coupled)된다. 상기 방법은 또한 상기 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 DC 전원을 제어하여 상기 DC 회로와 상기 대상(Target) AC 회로 사이의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도) 차이를 감소시키는 단계를 포함한다.
상기 방법은 열평형이 도달된 경우에 상기 DC 회로의 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오고, 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로의 DC 전력값을 계산하고, 상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상(Target) AC 회로의 전력값을 계산함으로써, 상기 대상(Target) AC 회로의 상기 전력값을 판단하는 단계를 더 포함한다.
상기 제2 측면에 따른 상기 방법은 상기 제1 측면에 따른 상기 장치와 실시예에 의해 수행되는 모든 기능성을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 목적, 특징 및 효과는 하기의 상세한 설명으로부터 나타날 것이며, 첨부한 도면에 하기와 같이 참조된다.
도 1은 본 발명에 따른 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 대상(Target)의 전력값을 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 대상(Target)의 전력값을 판단하는 장치를 도시한 구성도이다.
도 6은 전기적인 관점에서 본 발명의 이해를 가능하게 할 전기 회로도이다
본 발명의 다른 측면과 실시예들은 첨부된 종속항에 의해 한정되고 또한 상세한 설명과 도면에 의해 설명된다.
본 명세서에서 '포함' 및/또는 '포함한다.'라는 용어는 이 용어에 표현된 특징, 정수, 단계, 또는 구성요소를 특정하기 위해 사용되지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 구성요소, 또는 이들의 조합의 존재를 배제하는 것은 아니다. 청구항에 사용되는 모든 용어는, 특별히 다르게 명시적으로 정의하지 않는 한, 본 발명의 기술 분야에서 일반적인 의미로 해석되어야 한다. 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등에 대한 설명은, 특별히 다르게 명시적으로 정의하지 않는 한, 이러한 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등에 대한 적어도 하나의 예를 의미하는 것으로 개방적으로 이해되어야 한다. 여기에 기재된 방법의 단계들은, 명시적으로 언급되지 않는 한, 반드시 기재된 순서로 수행되지 않아도 된다.
본 발명의 실시예들에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 여기에 기재된 실시예로 한정되지 않는 것으로 이해돼야 한다. 기재된 실시예들은 본 기재가 완전하도록 제공된 것이며, 당업자들은 기재된 실시예들을 통하여 본 발명의 범위를 충분히 이해할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 도시된 특정 실시예의 상세한 설명에 사용된 용어는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 도면에서, 유사한 번호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 대상(Target)(30)의 전력값(49)을 판단하는 장치(1)를 도시한 구성도이다. 하기에 도 3, 도 4, 도 5에 각각 도시된 제1, 제2, 제3 실시예를 참조하여 설명하겠지만, 대상(Target)(30)은 AC 전원이 있는 AC 회로이다. 본 발명의 일부가 아닌 대안적인 발명 측면에서, 대상(Target)(30)은 자기장을 전류로 변환하는 전자기 장치, 광 에너지를 열로 직접 변환하는 감광 장치, 태양 에너지의 수집기/축전기, 가해진 기계력에 의거하여 열을 생성하는 기계적 댐퍼(damper), 열을 발생시키는 화학 반응기, 압력을 열로 변환하는 압력 변환기 등일 수 있다.
장치(1)는 제어 가능한 DC 전원(12)이 있는 DC 회로(10)를 포함한다. 장치(1)는 또한, DC 회로의 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 전기적 측정 수단(50) 및 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30)의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도)에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 열감지 수단(20)을 포함한다. 하기의 도 3 내지 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 전력 손실 측정치의 정확도를 향상하기 위하여 적어도 하나의 히트 싱크가 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이에 열적으로 결합(coupled)된다.
장치(1)의 균형부(40)에는 전기적 측정 수단(50)에 작동적으로 연결된 입력(42)이 있고, 적어도 하나의 입력(44)이 열감지 수단(20)에 작동적으로 연결된다. 균형부(40)의 출력(46)은 제어 가능한 DC 전원(12)에 결합된다.
균형부(40)는 상기 열감지 수단(20)에 의해 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여, 바람직하게는 0 또는 매우 낮은 초기 DC 전력에서 시작하여 열평형에 도달될 때까지 DC 전력을 증가함으로써, 제어 가능한 DC 전원(12)을 제어하여 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도)의 차이를 감소하도록 구성된다. DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이에 열적으로 결합(coupled)된 상기 적어도 하나의 히트 싱크는, 특히 DC 회로(10)의 전력 손실의 측정치와 대상(Target) AC 회로(30)의 전력 손실의 측정치를 분리함으로써, 전력 손실 측정치의 정확도를 향상시킬 것이다.
열평형에 도달하면, 균형부(40)는 전기적 측정 수단(50)으로부터 DC 회로(10)의 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져온 후, 전기적 파라미터의 가져온 실시간 측정치에 의거하여 DC 회로(10)의 DC 전력값을 계산하고, 계산된 DC 전력값을 활용하여 최종적으로 대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)을 계산함으로써, 대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)을 판단하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 대상(Target)(30)의 전력값(49)은 계산된 DC 전력값으로 단순히 설정될 수 있다. 시간에 따라 변화하는 신호가 있는 경우나 두 개의 최소 편차 사이에서 균형이 오락가락하는 경우에 발생할 수 있는 온도가 서로 동일하지 않은 경우 등과 같은 다른 실시예에서, 대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)은 상기 두 개의 최소 편차 등의 평균으로 계산될 수 있다. 계산된 DC 전력값을 활용하여 대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)을 계산하는 다른 방법이 있을 수 있음을 본 발명의 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 판단된 전력값(49)은 균형부(40)의 출력(48)을 통하여 사용자, 작동자, 컴퓨터 등에게 제공, 보고, 또는 이용 가능하게 될 수 있다.
대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)을 판단하는 해당 방법이 도 2에 참조 번호 70으로 도시되어 있다. 본 방법(70)은 다음과 같은 기능을 포함한다.
단계 72에서, 제어 가능한 DC 전원(12)이 DC 전력을 DC 회로(10)에 제공하도록 작동된다. 단계 73에서, DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30)의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도)에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터가 측정된다. 단계 74에서, 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 DC 전원(12)을 제어하여 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이의 전력 손실(예, 열 손실, 열류, 온도) 차이를 감소시킨다.
단계 75에서, 열평형이 도달됐는지 여부를 확인한다. 열평형이 도달되지 않은 경우, 단계 73 내지 단계 74가 반복된다.
열평형이 도달된 경우, 단계 76에서 전기적 측정 수단(50)으로부터 DC 회로(10)의 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오고, 단계 77에서 적어도 하나의 전기적 파라미터의 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 DC 회로(10)의 DC 전력값을 계산함으로써, 대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)이 판단된다. 이후, 단계 78에서, 계산된 DC 전력값을 활용하여 대상(Target) AC 회로(30)의 전력값(49)이 계산된다.
균형부(40)는 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이의 전력 손실 차이가 임계값 미만인 것으로 열감지 수단(20) (즉, 열감지 수단(20)에 의해 제공된 측정치)이 나타내는 경우에 열평형에 도달한 것으로 판단하도록(도 2의 단계 75) 구성될 수 있다. 임계값은 구형되는 방식에 따라 0의 값 또는 적절하게 선택된 낮은 값일 수 있다.
대안적으로, 균형부(40)는 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이의 전력 손실 차이가 시간 대비 임계 비율 미만으로 변화하는 것으로 열감지 수단(20) (즉, 열감지 수단(20)에 의해 제공된 측정치)이 나타내는 경우에 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 임계 비율은 구형되는 방식에 따라 0의 비율(즉, 변화 없음; 정상 상태) 또는 적절하게 선택된 낮은 변화 비율일 수 있다.
바람직하게, DC 회로(10)는 DC 전원(12)에 결합된 제1 저항기를 포함할 수 있다. 이러한 제1 저항기는 도 3, 도 4, 도 5에 RDC로 도시되어 있다. 열감지 수단(20)은 제1 저항기(RDC)에서 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하도록 구성된다.
바람직하게, 열감지 수단(20)은 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치되고 이러한 각 위치에서 온도를 측정하도록 구성된 제1 세트의 온도 센서를 포함할 수 있다. 이러한 제1 세트의 온도 센서는 도 4와 도 5에 참조번호 221, 참조번호 321로 각각 도시되어 있다. 바람직하게, 열감지 수단(20)은 대상(Target) AC 회로(30)의 각 위치에 배치되고 이러한 각 위치에서 온도를 측정하도록 구성된 제2 세트의 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 이러한 제2 세트의 온도 센서는 도 4와 도 5에 참조번호 222와 참조번호 322로 각각 도시되어 있다.
바람직하게, 열감지 센서(20)는 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이에 배치된 적어도 하나의 열류 센서를 포함할 수 있다. 이러한 적어도 하나의 열류 센서는 도 3과 도 5에 참조번호 120과 참조번호 320a, 320b로 각각 도시되어 있다. 하기의 설명을 통해 알 수 있듯이, 열류 센서는 다른 그러나 이로 제한되지 않는 실시예에서 온도 센서와 함께 또는 온도 센서를 대신하여 사용될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 장치(1)는 DC 회로(10)와 대상(Target) AC 회로(30) 사이에 열적으로 결합된 적어도 하나의 히트 싱크를 더 포함할 수 있다. 이러한 히트 싱크는 도 3에 구성요소 160a와 160b로, 도 4에 구성요소 260으로, 도 5에 구성요소 360으로 도시되어 있다.
대상(Target) AC 회로(30)는 바람직하게 AC 전원에 결합된 제2 저항기를 포함할 수 있다. 이러한 제2 저항기는 도 3, 도 4, 도 5에 RAC로 도시되어 있다. 열감지 수단(20)은 제2 저항기(RAC)에서 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하도록 구성된다.
이하, 도 3에 도시된 제1 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1의 일반적인 장치(1)와 마찬가지로, 도 3의 장치(101)는 대상(Target)(130)의 전력값(149)을 판단하기 위한 것이다. 더 상세하게는, 대상(Target)(130)은 AC 전원(132)을 가진 AC 회로(130)이고, 판단될 전력값(149)은 AC 전력값(149)이다. 일반적으로, nn(도 1)과 1nn(도 3)의 유사한 참조번호는 동일, 유사, 또는 적어도 상응하는 구성요소를 나타내는 것이며, 여기서 nn은 10, 20, 30 등과 같은 정수이다.
장치(101)는 제어 가능한 DC 전원(112)을 가진 DC 회로(110)를 포함한다. 장치(101)는 또한, DC 회로의 전기적 파라미터를 측정하는 전기적 측정 수단(150)을 포함한다. 도 3의 실시예에서, 전기적 측정 수단(150)은 DC 회로(110)의 전기적 파라미터를 정밀 저항기(Rprec)에 걸쳐 전압으로 측정하도록 결합된, 트루 RMS 전압계(true RMS volt meter)와 같은, 전압계(150)를 포함한다. 전압계(150)의 출력은 균형부(140)의 입력(142)에 결합된다.
장치(101)는 또한 DC 회로(110)와 대상(Target) AC 회로(130)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 열감지 수단(120)을 포함한다. 도 3의 실시예에 도시된 열감지 수단(120)은 제1 히트 싱크(160a)와 제2 히트 싱크(160b) 사이에 배치된 열류 센서(120)를 포함한다. 제1 히트 싱크(160a)는 DC 회로(110)의 제1 저항기(RDC)에 열적으로 결합되고, 제2 히트 싱크(160b)는 대상(Target) AC 회로(130)의 제2 저항기(RAC)에 열적으로 결합된다. 열류 센서(120)는 제1 히트 싱크(160a)와 제2 히트 싱크(160b) 사이의 열류를 측정하고 측정된 열류 형태의 열적 파라미터를 균형부(140)의 입력(144)으로 제공하도록 구성된다. 바람직하게, 제1 저항기(RDC)와 제2 저항기(RAC)는 서로 동일한 유형이고 서로 동일한 저항값을 가진다.
도 1의 일반적인 장치(1)와 마찬가지로, 도 3의 장치(101)의 균형부(140)는, DC 회로(110)와 대상(Target) AC 회로(130) 사이의 전력 손실 차이를 감소시키도록, 열류 센서(120) 형태의 열감지 수단에 의해 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 제어 가능한 DC 전원(112)을 제어하도록 구성된다.
열평형이 도달되면, 균형부(140)는 DC 회로(110)의 전기적 파라미터의 실시간 측정치를 정밀 저항기(Rprec)에 걸쳐 측정된 전압의 형태로 전기적 측정 수단(150)으로부터 가져옴으로써 대상(Target) AC 회로(130)의 전력값(149)을 판단하도록 구성된다.
이후, 균형부(140)는 정밀 저항기(Rprec)에 걸친 전압의 가져온 실시간 측정치에 의거하여 DC회로(110)의 DC 전력값을 옴의 법칙(DC 전력값=(정밀 저항기(R prec )에 걸쳐 측정된 전압) 2 / (정밀 저항기(R prec )의 저항))을 활용하여 계산한다.
이후, 균형부(140)는 계산된 DC 전력값을 활용하여, 예를 들면 대상(Target) AC 회로(130)의 전력값(149)을 계산된 DC 전력값으로 그대로 설정함으로써, 대상(Target) AC 회로(130)의 전력값(149)을 계산한다.
균형부(140)는 입력(144)에서 열류 센서(120)로부터 수신된 측정 열류가 나타내는 바가 제1 저항기(RDC)와 제2 저항기(RAC) 사이에 열류가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된다.
앞서 도 1에 대해 설명한 바와 같이, 판단된 전력값(149)은 균형부(140)의 출력(148)을 통하여 사용자, 작동자, 컴퓨터 등에게 제공, 보고, 또는 이용 가능하게 될 수 있다.
이하, 도 4에 도시된 제2 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1의 일반적인 장치(1) 및 도 3의 제1 실시예에 따른 장치(101)와 마찬가지로, 도 4의 장치(201)는 대상(Target)(230)의 전력값(249)을 판단하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 AC 전원(232)을 가진 AC 회로(230)의 AC 전력값(249)을 판단하기 위한 것이다. 다음과 같은 차이를 제외하고, 1pp(도 3)와 2pp(도 4)의 유사한 참조번호는 동일, 유사, 또는 적어도 상응하는 구성요소를 나타내는 것이며, 여기서 pp는 정수이다.
도 3의 열류 센서(120) 대신에, 도 4의 장치(201)는 제1 저항기(RDC)에 각각 배치된 제1 세트의 온도 센서(221)와 제2 저항기(RAC)에 각각 배치된 제2 세트의 온도 센서(222) 형태의 열감지 수단을 포함한다. 통상적인 히트 싱크(260)는 DC 회로에서 제1 저항기(RDC)에 열적으로 결합되고 AC 회로에서 제2 저항기(RAC)에 열적으로 결합된다. 제1 및 제2 세트의 온도 센서의 각 온도 센서(221, 222)는 각 위치에서 온도를 측정하고 각 열적 파라미터를 측정된 온도의 형태로 균형부(240)의 입력(244)으로 제공하도록 구성된다.
도 4에 도시된 장치(201)의 균형부(240)는, DC 회로(210)와 대상(Target) AC 회로(230) 사이의 전력 손실(즉, 온도) 차이를 감소시키도록, 제1 및 제2 세트의 온도 센서(221, 222)에 의해 측정된 온도에 의거하여 제어 가능한 DC 전원(212)을 제어하도록 구성된다.
단순화된 전기 회로도가 도 6에 도시되어 있다. 단순화를 위해, 이 전기 회로도에는 필터링(filtering), 히스테리시스(hysteresis), 새처레이션(saturation), 리미테이션(limitation) 등과 같은 실질적인 설계 측면이 없다. 이러한 측면이 추가되어도 본 발명을 제한하거나 본 발명에서 제외되지 않는다는 것은 당연하다 할 것이다. 여기서, 제1 세트의 온도 센서(221)는 단일 온도 센서(221)로 표시되어 있고(제1 세트의 온도 센서(221)의 평균일 수 있음), 제2 세트의 온도 센서(222)도 마찬가지이다. 제1 및 제2 세트의 온도 센서(221, 222)로부터의 측정 신호는 균형부(240)에 의해 구현되고 DC 전원(212)을 제어하여 제1 저항기(RDC)의 전력 손실을 제어하는 증폭기(A)로 직접 피드백을 제공한다.
도 6의 단순화된 구성에서, 회로는 제1 저항기(RDC)의 전력 손실을 변경함으로써 221과 222의 온도를 동일하게 유지하고자 한다.
제1 저항기(RDC)의 저항을 알면, 제1 저항기(RDC)에 걸친 전압을 활용하여 DC 측의 전력 손실을 계산할 수 있다. 221과 222의 온도가 동일하다는 것은 제1 저항기(RDC)와 제2 저항기(RAC)의 전력 손실이 동일하다는 것을 의미하므로, AC 회로(230)의 AC 전력값(249)이 DC 회로(210)의 DC 측정치의 정확도로 판단될 수 있다.
본 실시예에서, 균형부(240)는 제1 및 제2 세트의 온도 센서(221, 222)로부터 수신된 측정 온도가 나타내는 바가 제1 저항기(RDC)와 제2 저항기(RAC) 사이에 온도 차이가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된다.
앞서 도 1 및 도 3에 대해 설명한 바와 같이, 판단된 전력값(249)은 균형부(240)의 출력(248)을 통하여 사용자, 작동자, 컴퓨터 등에게 제공, 보고, 또는 이용 가능하게 될 수 있다.
이하, 도 5에 도시된 제3 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1의 일반적인 장치(1), 도 3의 제1 실시예에 따른 장치(101), 및 도 4의 제2 실시예에 따른 장치(201)와 마찬가지로, 도 5의 장치(301)는 대상(Target)(330)의 전력값(349)을 판단하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 AC 전원(332)을 가진 AC 회로(330)의 AC 전력값(349)을 판단하기 위한 것이다. 다음과 같은 차이를 제외하고, 1qq/2qq(도 3/도 4)와 3qq(도 5)의 유사한 참조번호는 동일, 유사, 또는 적어도 상응하는 구성요소를 나타내는 것이며, 여기서 qq는 정수이다.
도 5의 장치(301)는 제1 저항기(RDC)와 통상적인 히트 싱크(360) 사이에 배치된 제1 열류 센서(320a), 통상적인 히트 싱크(360)와 제2 저항기(RAC) 사이에 배치된 제2 열류 센서(320b), 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치된 제1 세트의 온도 센서(321), 및 제2 저항기(RAC)의 각 위치에 배치된 제2 세트의 온도 센서(322) 형태의 열감지 수단을 포함한다. 통상적인 히트 싱크(360)는 DC 회로(310)의 제1 저항기(RDC)와 대상(Target) AC 회로(330)의 제2 저항기(RAC) 사이에 배치되고 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)에 열적으로 결합된다.
제1 열류 센서(320a)는 제1 저항기(RDC)와 통상적인 히트 싱크(360) 사이의 열류를 측정하고 측정 열류 형태의 제1 열적 파라미터를 균형부(340)의 입력(344)으로 제공하도록 구성된다. 제2 열류 센서(320b)는 이에 상응하여 통상적인 히트 싱크(360)와 제2 저항기(RAC) 사이의 열류를 측정하고 측정 열류 형태의 제2 열적 파라미터를 균형부(340)의 입력(344)으로(또는 다른 입력으로) 제공하도록 구성된다. 또한, 제1 및 제2 세트의 온도센서(321, 322)의 각각의 온도 센서는 각각의 위치에서 온도를 측정하고 측정 온도 형태의 각 열적 파라미터를 균형부(340)의 입력(344)으로(또는 다른 입력으로) 제공하도록 구성된다.
도 5의 균형부(340)는, DC 회로(310)와 대상(Target) AC 회로(330) 사이의 열류 차이를 감소시키도록, 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)에 의해 측정된 온도와 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)로부터 수신된 측정 열류에 의거하여 제어 가능한 DC 전원(312)를 제어하도록 구성된다.
본 실시예에서, 균형부(340)는 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)로부터 수신된 측정 온도가 나타내는 바가 제1 저항기(RDC)와 제2 저항기(RAC) 사이에 온도 차이가 없거나 최소인 경우 및/또는 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)로부터 수신된 측정 열류가 나타내는 바가 제1 저항기(RDC)와 제2 저항기(RAC) 사이에 열류가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된다.
열평형이 도달되면, 균형부(340)는 DC 회로(310)의 전기적 파라미터의 실시간 측정치를 정밀 저항기(Rprec)에 걸쳐 측정된 전압의 형태로 전기적 측정 수단(350)으로부터 가져옴으로써 대상(Target) AC 회로(330)의 전력값(349)을 판단하도록 구성된다.
이후, 균형부(340)는, 앞서 설명한 바와 같이, 정밀 저항기(Rprec)에 걸친 전압의 가져온 실시간 측정치에 의거하여 DC 회로(310)의 DC 전력값을 옴의 법칙을 활용하여 계산한다. 이후, 균형부(340)는 대상(Target) AC 회로(330)의 전력값(349)을 계산된 DC 전력으로 설정하거나, 앞서 설명한 바와 같이, 계산된 DC 전력값을 활용하여 대상(Target) AC 회로(330)의 전력값(349)를 계산한다.
앞서 도 1, 도 3 및 도 4에 대해 설명한 바와 같이, 판단된 전력값(349)은 균형부(340)의 출력(348)을 통하여 사용자, 작동자, 컴퓨터 등에게 제공, 보고, 또는 이용 가능하게 될 수 있다.
바람직하게 그러나 선택적으로, 도 5의 제3 실시예는 통상적인 히트 싱크(360)의 각 위치에 배치된 제3 세트의 온도 센서(323)를 더 포함할 수 있다. 제3 세트의 온도 센서(323)의 이러한 온도 센서 각각은 각 위치의 온도를 측정하고 측정 온도 형태의 각 열적 파라미터를 균형부(340)로 제공하도록 구성된다.
균형부(340)는 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)에 의해 측정된 열류를 검증 또는 확인하기 위해 제3 세트의 온도 센서(323)에 의해 측정된 온도를 활용하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 균형부(340)는 제1 및 제2 온도 센서(321, 322)에 의해 측정된 온도를 검증 또는 확인하기 위해 제3 세트의 온도 센서(323)에 의해 측정된 온도를 활용하도록 구성될 수 있다. 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 균형부(340)는 통상적인 히트 싱크(360)의 냉각을 제공하는 냉각부(도 5에 미도시)의 제어를 위해 제3 세트의 온도 센서(323)에 의해 측정된 온도를 활용하도록 구성될 수 있다. 이는 제1 및 제2 온도 센서(321, 322)를 의도된 동작 범위에 유지하는데 도움이 될 수 있고, 이로써 정확한 온도 측정의 가능성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에서, 온도 센서는 K-유형 또는 E-유형 열전쌍(thermocouple) 등일 수 있다. 출력 이득(output gain)을 증가시키기 위해, 열전쌍은 직렬로 추가될 수 있고, 여기서 출력 전압은 실제 온도의 축척된 버전이다.
본 발명의 모든 실시예에서, 열류 센서는 예컨대 greenTEG, Technoparkstr. 1, CH-8005,
Figure pct00001
의
Figure pct00002
Heat Flux Sensor 유형 등일 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에서, 균형부는 중앙처리장치(central processing unit 또는 CPU), 디지털 신호 처리기(digital signal processor 또는 DSP), 주문형 시스템 반도체(application-specific integrated circuit 또는 ASIC), 또는 필드 프로그램 게이트 어레이(field-programmable gate array 또는 FPGA)로서 또는 여기에 기재된 기능성을 수행할 능력이 있는 모든 전자 회로에 의해, 인터페이스(ADC 변환기 등), 공급 회로, 보호회로, 필터, 메모리 등과의 적절한 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 다음과 같이 정의된다.
I. 대상(Target)(30)의 전력값(49)을 판단하는 장치(1)에 있어서, 상기 장치(1)는:
제어 가능한 DC 전원(12)을 포함하는 DC 회로(10);
상기 DC 회로의 적어도 하나의 전기적 파라미터를 측정하는 전기적 측정 수단(50);
상기 대상(Target)(30)의 상기 DC 회로(10)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 열감지 수단(20); 및
균형부(40)를 포함하고,
상기 균형부(40)는:
상기 전기적 측정 수단(50)에 작동적으로 결합된 입력(42);
상기 열감지 수단(20)에 작동적으로 연결된 적어도 하나의 입력(44); 및
상기 제어 가능한 DC 전원(12)에 결합된 출력(46)을 포함하되,
상기 균형부(40)는:
상기 DC 회로(10)와 상기 대상(Target)(30) 사이의 전력 손실의 차이를 감소시키기 위해 상기 열감지 수단(20)에 의해 측정된 상기 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 제어 가능한 DC 전원(12)을 제어; 및
열평형이 도달되면, 상기 DC 회로(10)의 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 상기 전기적 측정 수단(50)으로부터 가져오고, 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로(10)의 DC 전력값을 계산하고, 상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상(Target)(30)의 상기 전력값(49)을 계산함으로써, 상기 대상(Target)(30)의 전력값(49)을 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치(1).
II. 제I항에 있어서, 상기 대상(Target)(30)은:
AC 전원(132; 232; 332)을 포함하는 AC 회로(130; 230; 330);
교번자기장을 전류로 변환하는 전자기 장치;
광 에너지를 열로 직접 변환하는 감광 장치;
태양 에너지의 수집기/축전기;
가해진 기계력에 의거하여 열을 생성하는 기계적 댐퍼(damper);
열을 발생하는 화학 반응기; 및
압력을 열로 변환하는 압력 변환기; 중의 하나 이상인 것을 특징으로 하는 장치.
III. 제 I항 또는 제II항에 있어서, 상기 균형부(40)는 상기 DC 회로(10)와 상기 대상(Target)(30) 사이의 전력 손실 차이가 임계값 미만인 것으로 상기 열감지 수단(20)이 나타내는 경우에 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
IV. 제 I항 또는 제II항에 있어서, 상기 균형부(40)는 상기 DC 회로(10)와 상기 대상(Target)(30) 사이의 전력 손실 차이가 임계 비율 미만으로 변화하는 것으로 상기 열감지 수단(20)이 나타내는 경우에 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
V. 상기 조항의 어느 항에 있어서, 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)는 상기 DC 전원(12; 112; 212; 312)에 결합된 제1 저항기(RDC)를 포함하고, 상기 열감지 수단(20; 120; 221; 321, 320a)은 상기 제1 저항기(RDC)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
VI. 제V항에 있어서, 상기 열감지 수단은 상기 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치되고 상기 각 위치의 온도를 측정하도록 구성된 제1 세트의 온도 센서(221; 331)를 포함하고, 상기 열감지 수단은 상기 대상(Target)(30; 230; 330)의 각 위치에 배치되고 상기 각 위치의 온도를 측정하도록 구성된 제2 세트의 온도 센서(222; 332)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
VII. 상기 조항의 어느 항에 있어서, 상기 열감지 수단은 상기 DC 회로(10; 110; 310)와 상기 대상(Target)(30; 130; 330) 사이에 배치된 적어도 하나의 열류 센서(120; 320a, 320b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
VIII. 상기 조항의 어느 항에 있어서, 상기 DC 회로(10; 110; 310)와 상기 대상(Target)(30; 130; 330) 사이에 열적으로 결합된 적어도 하나의 히트 싱크(160a, 160b; 260; 360)를 더 포함하는 장치.
IX. 상기 조항의 어느 항에 있어서, 상기 대상(Target)(30)은 AC 전원(132; 232; 332)을 포함하는 AC 회로(130; 230; 330)이고,
상기 AC 회로(30; 130; 230; 330)는 상기 AC 전원(32; 132; 232; 332)에 결합된 제2 저항기(RAC)를 포함하고, 상기 열감지 수단(20; 120; 222; 322, 320b)은 상기 제2 저항기(RAC)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
X. 제IX항에 있어서,
상기 DC 회로의 상기 제1 저항기(RDC)에 열적으로 결합된 제1 히트 싱크(160a); 및
상기 AC 회로의 상기 제2 저항기(RAC)에 열적으로 결합된 제2 히트 싱크(160b)를 더 포함하고,
상기 열감지 수단은 상기 제1 히트 싱크(160a)와 상기 제2 히트 싱크(160b) 사이에 배치된 열류 센서(120)를 포함하고, 상기 열류 센서(120)는 상기 제1 및 제2 히트 싱크 사이의 열류를 측정하고 상기 측정 열류 형태의 열적 파라미터를 상기 균형부(140)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XI. 제X항에 있어서, 상기 균형부(140)는 상기 열류 센서(120)로부터 수신된 상기 측정 열류가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 열류가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XII. 제IX항에 있어서, 상기 DC 회로의 제1 저항기(RDC)와 상기 AC 회로의 상기 제2 저항기(RAC)에 열적으로 결합된 통상적인 히트 싱크(260)를 더 포함하고,
상기 열감지 수단은:
상기 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치된 제1 세트의 온도 센서(221); 및
상기 제2 저항기(RAC)의 각 위치에 배치된 제2 세트의 온도 센서(222)를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서의 각 온도 센서는 상기 각 위치의 온도를 측정하고 상기 측정 온도 형태의 각 열적 파라미터를 상기 균형부(240)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XIII. 제XII항에 있어서, 상기 균형부(240)는 상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(221, 222)로부터 수신된 상기 측정 온도가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 온도 차이가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XIV. 제IX항에 있어서, 상기 DC 회로의 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 AC 회로의 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 배치된 통상적인 히트 싱크(360)를 더 포함하고,
상기 열감지 센서는:
상기 제1 저항기(RDC)와 상기 통상적인 히트 싱크(360) 사이에 배치된 제1 열류 센서(320a);
상기 통상적인 히트 싱크(360)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 배치된 제2 열류 센서(320b);
상기 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치된 제1 세트의 온도 센서(321); 및
상기 제2 저항기(RAC)의 각 위치에 배치된 제2 세트의 온도 센서(322)를 포함하고,
상기 제1 열류 센서(320a)는 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 통상적인 히트 싱크(360) 사이의 상기 열류를 측정하고 상기 측정 열류 형태의 제1 열적 파라미터를 상기 균형부(340)로 제공하도록 구성되고,
상기 제2 열류 센서(320b)는 상기 통상적인 히트 싱크(360)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이의 상기 열류를 측정하고 상기 측정 열류 형태의 제2 열적 파라미터를 상기 균형부(340)로 제공하도록 구성되고,
상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)의 각 온도 센서는 상기 각 위치의 상기 온도를 측정하고 상기 측정 온도 형태의 각 열적 파라미터를 상기 균형부(340)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XV. 제XIV항에 있어서, 상기 균형부(340)는 상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)로부터 수신된 상기 측정 온도가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 온도 차이가 없거나 최소인 경우 및/또는 상기 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)로부터 수신된 상기 측정 열류가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 열류가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XVI. 제XV항에 있어서, 상기 통상적인 히트 싱크(360)의 각 위치에 배치된 제3 세트의 온도 센서(323)를 더 포함하고, 상기 제3 세트의 온도 센서(323)의 각 온도 센서는 각 위치의 온도를 측정하고 측정된 상기 온도 형태의 각 열적 파라미터를 균형부(340)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XVII. 제XVI항에 있어서, 상기 균형부(340)는 상기 제3 세트의 온도 센서(323)에 의해 측정된 상기 온도를 활용하여:
a) 상기 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)에 의해 측정된 상기 열류의 검증;
b) 상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)에 의해 측정된 상기 온도의 검증; 및
c) 상기 통상적인 히트 싱크(360)의 냉각을 제공하기 위한 냉각부의 제어;
중의 적어도 하나를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
XVIII. 상기 조항의 어느 항에 있어서, 상기 DC 회로(10)는 알려진 저항값을 가진 정밀 저항기(Rprec)를 포함하고,
상기 전기적 측정 수단(50)은 상기 정밀 저항기(Rprec)에 걸친 전압 형태의 적어도 하나의 전기적 파라미터를 측정하는 전압계(150; 250; 350)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
XIX. 대상(Target)(30)의 전력값(49)을 판단하는 방법(70)에 있어서,
제어 가능한 DC 전원(12)을 작동하여 DC 회로(10)에 DC 전력을 제공하는 단계(72);
상기 DC 회로(10)와 상기 대상(Target)(30)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 단계(73);
상기 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 DC 전원(12)을 제어하여 상기 DC 회로(10)와 상기 대상(Target)(30) 사이의 전력 손실 차이를 감소시키는 단계(74); 및
열평형이 도달되면 상기 대상(Target)(30)의 상기 전력값(49)을 판단하는 단계(75)를 포함하고,
상기 대상(Target)(30)의 상기 전력값(49)을 판단하는 단계(75)는:
상기 DC 회로(10)의 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오는 단계(76);
상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로(10)의 DC 전력값을 계산하는 단계(77); 및
상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상(Target)(30)의 상기 전력값(49)을 계산하는 단계(78)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
이상, 본 발명의 실시예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명의 당업자라면 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내에서 다른 실시예들도 가능하다는 것은 당연하다 할 것이다.

Claims (17)

  1. AC 전원(132; 232; 332)을 포함하는 AC 회로(130; 230; 330) 형태의 대상(30)의 전력값(49)을 판단하는 장치(1)에 있어서, 상기 장치(1)는:
    제어 가능한 DC 전원(12)을 포함하는 DC 회로(10; 110; 210; 310);
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 적어도 하나의 전기적 파라미터를 측정하는 전기적 측정 수단(50);
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330) 사이에 열적으로 결합된 적어도 하나의 히트 싱크(160a, 160b; 260; 360);
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 열감지 수단(20); 및
    균형부(40)를 포함하고,
    상기 균형부(40)는:
    상기 전기적 측정 수단(50)에 작동적으로 연결된 입력(42);
    상기 열감지 수단(20)에 작동적으로 연결된 적어도 하나의 입력(44); 및
    상기 제어 가능한 DC 전원(12)에 결합된 출력(46)을 포함하고,
    상기 균형부(40)는:
    상기 열감지 수단(20)에 의해 측정된 상기 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 제어 가능한 DC 전원(12)을 제어하여 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330) 사이의 전력 손실의 차이를 감소; 및
    열평형에 도달하면, 상기 전기적 측정 수단(50)으로부터 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오고, 상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 DC 전력값을 계산하고, 상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 계산함으로써, 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 균형부(40)는 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130, 230; 330) 사이의 전력 손실의 상기 차이가 임계값 미만인 것으로 상기 열감지 수단(20)이 나타내는 경우에 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 균형부(40)는 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130, 230; 330) 사이의 전력 손실의 상기 차이가 임계 비율 미만으로 변화하는 것으로 상기 열감지 수단(20)이 나타내는 경우에 열평형에 도달한 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 상기 어느 항에 있어서,
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)는 상기 DC 전원(12; 112; 212; 312)에 결합된 제1 저항기(RDC)를 포함하고, 상기 열감지 수단(20; 120; 221; 321, 320a)은 상기 제1 저항기(RDC)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열감지 수단은 상기 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치되고 상기 각 위치의 온도를 측정하도록 구성된 제1 세트의 온도 센서(221; 331)를 포함하고, 상기 열감지 수단은 상기 대상 AC 회로(30; 230; 330)의 각 위치에 배치되고 상기 각 위치의 온도를 측정하도록 구성된 제2 세트의 온도 센서(222; 332)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 상기 어느 항에 있어서,
    상기 열감지 수단은 상기 DC 회로(10; 110; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 330) 사이에 배치된 적어도 하나의 열류 센서(120; 320a, 320b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 상기 어느 항에 있어서,
    상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)는 상기 AC 전원(32; 132; 232; 332)에 결합된 제2 저항기(RAC)를 포함하고, 상기 열감지 수단(20; 120; 222; 322, 320b)은 상기 제2 저항기(RAC)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히트 싱크는:
    상기 DC 회로의 상기 제1 저항기(RDC)에 열적으로 결합된 제1 히트 싱크(160a); 및
    상기 AC 회로의 상기 제2 저항기(RAC)에 열적으로 결합된 제2 히트 싱크(160b)를 더 포함하고,
    상기 열감지 수단은 상기 제1 히트 싱크(160a)와 상기 제2 히트 싱크(160b) 사이에 배치된 열류 센서(120)를 포함하고, 상기 열류 센서(120)는 상기 제1 및 제2 히트 싱크 사이의 열류를 측정하고 상기 측정된 열류 형태의 열적 파라미터를 상기 균형부(140)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 균형부(140)는 상기 열류 센서(120)로부터 수신된 상기 측정된 열류가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 열류가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히트 싱크는 상기 DC 회로의 제1 저항기(RDC)와 상기 AC 회로의 상기 제2 저항기(RAC)에 열적으로 결합된 통상적인 히트 싱크(260)를 포함하고,
    상기 열감지 수단은:
    상기 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치된 제1 세트의 온도 센서(221); 및
    상기 제2 저항기(RAC)의 각 위치에 배치된 제2 세트의 온도 센서(222)를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서의 각 온도 센서는 상기 각 위치의 온도를 측정하고 상기 측정된 온도 형태의 각 열적 파라미터를 상기 균형부(240)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 균형부(240)는 상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(221, 222)로부터 수신된 상기 측정된 온도가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 온도 차이가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히트 싱크는 상기 DC 회로의 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 AC 회로의 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 배치된 통상적인 히트 싱크(360)를 포함하고,
    상기 열감지 센서는:
    상기 제1 저항기(RDC)와 상기 통상적인 히트 싱크(360) 사이에 배치된 제1 열류 센서(320a);
    상기 통상적인 히트 싱크(360)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 배치된 제2 열류 센서(320b);
    상기 제1 저항기(RDC)의 각 위치에 배치된 제1 세트의 온도 센서(321); 및
    상기 제2 저항기(RAC)의 각 위치에 배치된 제2 세트의 온도 센서(322)를 포함하고,
    상기 제1 열류 센서(320a)는 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 통상적인 히트 싱크(360) 사이의 상기 열류를 측정하고 상기 측정된 열류 형태의 제1 열적 파라미터를 상기 균형부(340)로 제공하도록 구성되고,
    상기 제2 열류 센서(320b)는 상기 통상적인 히트 싱크(360)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이의 상기 열류를 측정하고 상기 측정된 열류 형태의 제2 열적 파라미터를 상기 균형부(340)로 제공하도록 구성되고,
    상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)의 각 온도 센서는 상기 각 위치의 상기 온도를 측정하고 상기 측정된 온도 형태의 각 열적 파라미터를 상기 균형부(340)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 균형부(340)는 상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)로부터 수신된 상기 측정된 온도가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 온도 차이가 없거나 최소인 경우 및/또는 상기 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)로부터 수신된 상기 측정된 열류가 나타내는 바가 상기 제1 저항기(RDC)와 상기 제2 저항기(RAC) 사이에 열류가 없거나 최소인 경우에 열평형이 도달된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 통상적인 히트 싱크(360)의 각 위치에 배치된 제3 세트의 온도 센서(323)를 더 포함하고, 상기 제3 세트의 온도 센서(323)의 각 온도 센서는 각 위치의 온도를 측정하고 상기 측정된 온도 형태의 각 열적 파라미터를 균형부(340)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 균형부(340)는 상기 제3 세트의 온도 센서(323)에 의해 측정된 상기 온도를 활용하여:
    a) 상기 제1 및 제2 열류 센서(320a, 320b)에 의해 측정된 상기 열류의 검증;
    b) 상기 제1 및 제2 세트의 온도 센서(321, 322)에 의해 측정된 상기 온도의 검증; 및
    c) 상기 통상적인 히트 싱크(360)의 냉각을 제공하기 위한 냉각부의 제어;
    중의 적어도 하나를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  16. 상기 어느 항에 있어서,
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)는 알려진 저항값을 가진 정밀 저항기(Rprec)를 포함하고,
    상기 전기적 측정 수단(50)은 상기 정밀 저항기(Rprec)에 걸친 전압 형태의 적어도 하나의 전기적 파라미터를 측정하는 전압계(150; 250; 350)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  17. AC 전원(132; 232; 332)을 포함하는 AC 회로(130; 230; 330) 형태의 대상(30)의 전력값(49)을 판단하는 방법(70)에 있어서, 상기 방법(70)은:
    제어 가능한 DC 전원(12)을 작동하여 DC 회로(10; 110; 210; 310)에 DC 전력을 제공하는 단계(72);
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 전력 손실에 관한 적어도 하나의 열적 파라미터를 측정하는 단계(73)―여기서, 적어도 하나의 히트 싱크(160a, 160b; 260; 360)가 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330) 사이에 열적으로 결합됨;
    상기 측정된 적어도 하나의 열적 파라미터에 의거하여 상기 DC 전원(12)을 제어하여 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)와 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330) 사이의 전력 손실 차이를 감소시키는 단계(74); 및
    열평형이 도달되면 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 판단하는 단계(75)를 포함하고,
    상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 판단하는 단계(75)는:
    상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 적어도 하나의 전기적 파라미터의 적어도 하나의 실시간 측정치를 가져오는 단계(76);
    상기 적어도 하나의 전기적 파라미터의 상기 가져온 적어도 하나의 실시간 측정치에 의거하여 상기 DC 회로(10; 110; 210; 310)의 DC 전력값을 계산하는 단계(77); 및
    상기 계산된 DC 전력값을 활용하여 상기 대상 AC 회로(30; 130; 230; 330)의 상기 전력값(49)을 계산하는 단계(78)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법(70).
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