KR20240026976A - Active compensation device for compensating voltage and current - Google Patents

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KR20240026976A
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정상영
김진국
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이엠코어텍 주식회사
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Abstract

본 발명은, 제1 장치와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 발생하는 노이즈를 능동적으로 보상하는 능동형 보상 장치에 있어서, 제2 장치에 의해 공급되는 대전류를 상기 제1 장치에 전달하는 적어도 둘 이상의 대전류 경로와, 상기 대전류 경로 상의 공통 모드 노이즈 전류를 센싱하여 노이즈 전류에 대응되는 출력 신호를 생성하는 센싱부와, 상기 센싱부의 출력 신호를 증폭하여 제1 증폭 전압 및 제2 증폭 전압을 생성하는 증폭부와, 상기 제1 증폭 전압에 기초하여 상기 대전류 경로 상에 보상 전압을 발생시키는 제1 보상부와, 상기 제2 증폭 전압에 기초하여 상기 대전류 경로로부터 보상 전류를 분기시켜 인출시키는 제2 보상부를 포함하는, 능동형 보상 장치를 제공한다.The present invention relates to an active compensation device that actively compensates for noise occurring in common mode in each of at least two large current paths connected to a first device, in which the large current supplied by the second device is transmitted to the first device. At least two large current paths for delivering to the device, a sensing unit that senses the common mode noise current on the large current path and generates an output signal corresponding to the noise current, and amplifies the output signal of the sensing unit to generate a first amplification voltage and a second 2 an amplification unit for generating an amplification voltage, a first compensation unit for generating a compensation voltage on the high current path based on the first amplification voltage, and branching a compensation current from the large current path based on the second amplification voltage. An active compensation device is provided, including a second compensation unit that is withdrawn by a user.

Description

전압 및 전류를 보상하는 능동형 보상 장치{ACTIVE COMPENSATION DEVICE FOR COMPENSATING VOLTAGE AND CURRENT}Active compensation device that compensates for voltage and current {ACTIVE COMPENSATION DEVICE FOR COMPENSATING VOLTAGE AND CURRENT}

본 발명의 실시예들은 전압 및 전류를 보상하는 능동형 보상 장치에 관한 것으로, 두 장치를 연결하는 둘 이상의 대전류 경로 상에 공통 모드로 발생하는 노이즈 전압 및 전류를 동시에 능동적으로 보상하는 능동형 보상 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an active compensation device that compensates for voltage and current, and relates to an active compensation device that actively compensates simultaneously for noise voltage and current occurring in common mode on two or more large current paths connecting the two devices. will be.

일반적으로 가전용, 산업용 전기 제품이나 전기자동차와 같은 전기 기기들은 동작하는 동안 노이즈를 방출한다. 가령 전자 기기 내에서 전력 변환 장치의 스위칭 동작으로 인해 노이즈가 전력선을 통해 방출될 수 있다. 이러한 노이즈를 방치하면 인체에 유해할 뿐만 아니라 주변 부품 및 다른 전자 기기에 오동작 또는 고장을 야기한다. 이렇듯, 전자 기기가 다른 기기에 미치는 전자 장해를, EMI(Electromagnetic Interference)라고 하며, 그 중에서도, 와이어 및 기판 배선을 경유하여 전달되는 노이즈를 전도성 방출(Conducted Emission, CE) 노이즈라고 한다. In general, electrical devices such as home appliances, industrial electrical products, or electric vehicles emit noise while operating. For example, noise may be emitted through power lines due to the switching operation of power conversion devices within electronic devices. If this noise is left unattended, it is not only harmful to the human body but also causes malfunctions or failures in surrounding parts and other electronic devices. In this way, the electromagnetic interference that electronic devices cause to other devices is called EMI (Electromagnetic Interference), and among them, noise transmitted through wires and board wiring is called conducted emission (CE) noise.

전자 기기가 주변 부품 및 다른 기기에 고장을 일으키지 않고 동작하도록 하기 위해서, 모든 전자 제품에서 EMI 노이즈 방출량을 엄격히 규제하고 있다. 따라서 대부분의 전자 제품들은, 노이즈 방출량에 대한 규제를 만족하기 위해, EMI 노이즈 전류를 저감시키는 노이즈 저감 장치(예: EMI 필터)를 필수적으로 포함한다. 예를 들면, 에어컨과 같은 백색가전, 전기차, 항공, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등에서, EMI 필터가 필수적으로 포함된다. 종래의 EMI 필터는, 전도성 방출(CE) 노이즈 중 공통 모드(Common Mode, CM) 노이즈를 저감시키기 위해 공통 모드 초크(CM choke)를 이용한다. 공통 모드(CM) 초크는 수동 필터로써, 공통 모드 노이즈 전류를 억제하는 역할을 한다. In order to ensure that electronic devices operate without causing malfunctions in surrounding components and other devices, the amount of EMI noise emissions from all electronic products is strictly regulated. Therefore, most electronic products necessarily include a noise reduction device (e.g., EMI filter) that reduces EMI noise current in order to satisfy regulations on noise emissions. For example, in white appliances such as air conditioners, electric vehicles, aviation, and energy storage systems (ESS), EMI filters are essential. Conventional EMI filters use a common mode choke (CM choke) to reduce common mode (CM) noise among conducted emission (CE) noise. The common mode (CM) choke is a passive filter that suppresses common mode noise current.

한편, 기술의 발달과 함께 점점 고전력 제품들이 출시되고 있는데, 고전력/고전류 시스템에서 공통 모드 초크는, 자기 포화 현상에 의해 노이즈 저감 성능이 급격히 떨어지게 된다. 따라서 고전력/고전류 시스템에서 자기 포화를 방지하며 노이즈 저감 성능을 유지하기 위해서, 종래에는 공통 모드 초크의 사이즈를 키우거나 개수를 늘려야 했다. 이로 인해 고전력 제품을 위한 EMI 필터의 크기와 가격이 매우 증가하는 문제점이 발생하였다. Meanwhile, with the development of technology, more and more high-power products are being released, and in high-power/high-current systems, the noise reduction performance of common mode chokes rapidly deteriorates due to magnetic saturation. Therefore, in order to prevent magnetic saturation and maintain noise reduction performance in high-power/high-current systems, conventionally, the size or number of common mode chokes had to be increased. This caused the problem that the size and price of EMI filters for high-power products increased significantly.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 공통 모드 전압 및 전류를 동시에 보상하여, 효과적으로 보상할 수 있는 능동형 보상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 예를 들면, 고전력 제품에서 CM 초크의 사이즈나 크기를 키우지 않고도, 공통 모드 노이즈를 능동적으로 보상함으로써 노이즈 방출량 규제를 만족할 수 있는 능동형 보상 장치를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention was devised to improve the above problems, and its purpose is to provide an active compensation device that can effectively compensate for common mode voltage and current simultaneously. For example, in high-power products, an active compensation device can be provided that can satisfy noise emission regulations by actively compensating for common mode noise without increasing the size or size of the CM choke. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 장치와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 발생하는 노이즈를 능동적으로 보상하는 능동형 보상 장치는, 제2 장치에 의해 공급되는 대전류를 상기 제1 장치에 전달하는 적어도 둘 이상의 대전류 경로; 상기 대전류 경로 상의 공통 모드 노이즈 전류를 센싱하여 노이즈 전류에 대응되는 출력 신호를 생성하는 센싱부; 상기 센싱부의 출력 신호를 증폭하여 제1 증폭 전압 및 제2 증폭 전압을 생성하는 증폭부; 상기 제1 증폭 전압에 기초하여 상기 대전류 경로 상에 보상 전압을 발생시키는 제1 보상부; 및 상기 제2 증폭 전압에 기초하여 상기 대전류 경로로부터 보상 전류를 분기시켜 인출시키는 제2 보상부;를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an active compensation device that actively compensates for noise occurring in common mode in each of at least two high current paths connected to the first device includes a high current supplied by the second device. at least two high current paths for delivering to the first device; a sensing unit that senses the common mode noise current on the high current path and generates an output signal corresponding to the noise current; an amplification unit that amplifies the output signal of the sensing unit to generate a first amplification voltage and a second amplification voltage; a first compensation unit that generates a compensation voltage on the high current path based on the first amplification voltage; and a second compensation unit that branches and draws a compensation current from the high current path based on the second amplified voltage.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 보상부는, 상기 센싱부와 상기 제2 장치 사이의 상기 대전류 경로 상에서 상기 보상 전압을 생성하는 타입이며, 상기 제2 보상부는, 상기 센싱부와 상기 제1 장치 사이의 상기 대전류 경로로부터 상기 보상 전류를 분기시키는 피드백(feedback)타입일 수 있다. According to one embodiment, the first compensation unit is a type that generates the compensation voltage on the high current path between the sensing unit and the second device, and the second compensation unit is a type that generates the compensation voltage between the sensing unit and the first device. It may be a feedback type that branches off the compensation current from the large current path.

일 실시예에 따르면, 상기 센싱부는, 상기 둘 이상의 대전류 경로가 감긴 CM 초크에, 상기 증폭부의 입력 전압을 발생시키기 위한 전선이 덧감긴 형태일 수 있다. According to one embodiment, the sensing unit may be a CM choke on which the two or more high current paths are wound, and a wire for generating the input voltage of the amplifying unit is wound over the CM choke.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 보상부는, 상기 증폭부의 제1 증폭 전압을 출력하는 전선이 코어를 통과하고, 상기 대전류 경로가 상기 코어를 통과하거나 한번 이상 감기도록 형성될 수 있다. According to one embodiment, the first compensating unit may be formed so that a wire outputting the first amplified voltage of the amplifying unit passes through a core, and the high current path passes through the core or is wound one or more times.

일 실시예에 따르면, 상기 증폭부는 상기 제1 증폭 전압을 출력하는 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭 전압을 출력하는 제2 증폭부를 포함하고, 상기 제1 보상부는 제1 보상 변압기를 포함하고, 상기 제2 보상부는, 상기 제2 증폭 전압에 기초하여 상기 보상 전류가 인출되는 경로에 유도 전압을 발생시키는 제2 보상 변압기를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the amplification unit includes a first amplification unit that outputs the first amplification voltage and a second amplification unit that outputs the second amplification voltage, and the first compensation unit includes a first compensation transformer, The second compensation unit may include a second compensation transformer that generates an induced voltage in a path through which the compensation current is drawn based on the second amplified voltage.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 보상부는, 상기 대전류 경로에서 분기되어 상기 제2 보상 변압기의 2차 측과 연결되는 Y-커패시터로 이루어진 보상 커패시터부를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, the second compensation unit may further include a compensation capacitor unit made of a Y-capacitor branched from the high current path and connected to the secondary side of the second compensation transformer.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages in addition to those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description of the invention.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 고전력 시스템에서도 가격, 면적, 부피, 무게가 크게 증가하지 않는 보상 장치를 제공할 수 있다. 예를 들면, 고전력 제품에서 CM 초크의 사이즈나 크기를 더 키우지 않고도, 공통 모드 노이즈 전압 및 전류를 능동적으로 보상함으로써 CM 초크만 포함하는 수동 필터에 비하여 가격, 면적, 부피, 무게가 감소될 수 있다. According to various embodiments of the present invention as described above, it is possible to provide a compensation device whose price, area, volume, and weight do not significantly increase even in a high-power system. For example, in high-power products, price, area, volume, and weight can be reduced compared to passive filters that only include CM chokes by actively compensating for common-mode noise voltage and current without increasing the size or size of the CM choke. .

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 공통모드 전압 및 전류를 동시에 보상할 수 있어, 노이즈 저감을 더 효과적으로 할 수 있다. According to various embodiments of the present invention, common mode voltage and current can be compensated at the same time, and noise can be reduced more effectively.

이를 통해, 본 발명은, EMI 노이즈가 방출되는 측의 주변 상황의 부하에 무관하게, 전류 및 전압 보상 기능을 수행할 수 있는 능동형 보상 장치를 제공할 수 있다. Through this, the present invention can provide an active compensation device that can perform current and voltage compensation functions regardless of the load of the surrounding situation on the side where EMI noise is emitted.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 능동형 보상 장치의 구체적인 일 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100A)를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 능동형 보상 장치의 구체적인 일 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100B)를 개략적으로 도시한다.
도 4 내지 도 6은, 도 3에 도시된 능동형 보상 장치의 구체적인 일 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100C-1, 100C-2, 100C-3)를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100D)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100E)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한다.
Figure 1 schematically shows the configuration of a system including an active compensation device 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows an active compensation device 100A according to an embodiment of the present invention as a specific example of the active compensation device shown in FIG. 1.
FIG. 3 schematically shows an active compensation device 100B according to an embodiment of the present invention as a specific example of the active compensation device shown in FIG. 2.
4 to 6 schematically show active compensation devices 100C-1, 100C-2, and 100C-3 according to an embodiment of the present invention as a specific example of the active compensation device shown in FIG. 3. .
Figure 7 schematically shows the configuration of a system including an active compensation device 100D according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 schematically shows the configuration of a system including an active compensation device 100E according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When describing with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소, 부, 유닛, 모듈 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소, 부, 유닛, 모듈들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소, 부, 유닛, 모듈들 중간에 다른 영역, 구성 요소, 부, 유닛, 모듈들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. In the following embodiments, terms such as first and second are used not in a limiting sense but for the purpose of distinguishing one component from another component. In the following examples, singular terms include plural terms unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as include or have mean that the features or components described in the specification exist, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components. In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. If an embodiment can be implemented differently, a specific process sequence may be performed differently from the described sequence. In the following embodiments, when areas, components, parts, units, modules, etc. are connected, not only are the areas, components, parts, units, and modules directly connected, but also the areas, components, parts, units, and modules are connected. This also includes cases where other areas, components, parts, units, and modules are interposed and indirectly connected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한다. 능동형 보상 장치(100)는, 제1 장치(300)로부터 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)를 상에서 공통 모드(Common Mode, CM)로 발생하는 전류 In(예: EMI 노이즈 전류) 및 전압 Vn(예: EMI 노이즈 전압)을 능동적으로 보상할 수 있다. Figure 1 schematically shows the configuration of a system including an active compensation device 100 according to an embodiment of the present invention. The active compensation device 100 is a current I n (e.g., EMI noise current) and voltage V generated in common mode (CM) on two or more large current paths 111 and 112 from the first device 300. n (e.g. EMI noise voltage) can be actively compensated.

도 1을 참조하면, 능동형 보상 장치(100)는, 센싱부(120), 증폭부(130), 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the active compensation device 100 may include a sensing unit 120, an amplifying unit 130, a first compensation unit 140, and a second compensation unit 160.

본 명세서에서 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 사용하는 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 구동되는 부하일 수 있다. 또한 제1 장치(300)는 제2 장치(200)가 공급하는 전원을 이용하여 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 이용하여 구동되는 부하(예컨대 전기 자동차)일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않는다.In this specification, the first device 300 may be various types of devices that use power supplied by the second device 200. For example, the first device 300 may be a load driven using power supplied by the second device 200. Additionally, the first device 300 stores energy using power supplied by the second device 200, and may be a load (eg, an electric vehicle) driven using the stored energy. However, it is not limited to this.

본 명세서에서 제2 장치(200)는 제1 장치(300)에 전원을 전류 및/또는 전압의 형태로 공급하기 위한 다양한 형태의 장치일 수 있다. 가령 제2 장치(200)는 전원을 생산하여 공급하는 장치일 수도 있고, 다른 장치에 의해 생산된 전원을 공급하는 장치(예컨대 전기 자동차 충전 장치)일 수도 있다. 물론 제2 장치(200)는 저장된 에너지를 공급하는 장치일 수도 있다. 다만 이에 한정되지 않는다. 제1 장치(300) 측에는 전력 변환 장치가 위치할 수 있다. 예를 들면 상기 전력 변환 장치의 스위칭 동작에 의해, 공통 모드의 노이즈 전류 In이 대전류 경로(111, 112) 상에 발생할 수 있다. 또는 예를 들면 제1 장치(300) 측에서 누설된 노이즈 전류가 그라운드를 경유하여 제2 장치(200)를 통해 대전류 경로(111, 112)로 흘러 들어옴으로써, 노이즈 전류 In이 발생할 수 있다. In this specification, the second device 200 may be a device of various types for supplying power to the first device 300 in the form of current and/or voltage. For example, the second device 200 may be a device that produces and supplies power, or it may be a device that supplies power produced by another device (for example, an electric vehicle charging device). Of course, the second device 200 may be a device that supplies stored energy. However, it is not limited to this. A power conversion device may be located on the first device 300 side. For example, due to the switching operation of the power conversion device, common mode noise current I n may be generated on the high current paths 111 and 112. Or, for example, noise current leaked from the first device 300 may flow into the large current paths 111 and 112 through the second device 200 via the ground, thereby generating noise current I n .

대전류 경로(111, 112) 상에 동일한 방향으로 발생하는 노이즈 전류 In을 공통 모드 노이즈 전류라 할 수 있다. 또한, 공통 모드 노이즈 전압 Vn은, 대전류 경로(111, 112) 간에 발생하는 전압이 아닌, 그라운드(예: 기준전위 1)와 대전류 경로(111, 112) 사이에 발생하는 전압일 수 있다. The noise current I n occurring in the same direction on the large current paths 111 and 112 may be referred to as a common mode noise current. Additionally, the common mode noise voltage V n may be a voltage generated between the ground (e.g., reference potential 1) and the large current paths 111 and 112, rather than a voltage generated between the large current paths 111 and 112.

예를 들면, 제1 장치(300) 측은 노이즈 소스에 대응할 수 있으며, 제2 장치(200) 측은 노이즈 리시버에 대응할 수 있다. For example, the first device 300 may correspond to a noise source, and the second device 200 may correspond to a noise receiver.

둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 제2 장치(200)에 의해 공급되는 전원, 즉 대전류(I21, I22)를 제1 장치(300)에 전달하는 경로일 수 있는데, 예컨대 전력선일 수 있다. 예를 들면, 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각은 라이브선(Live line)과 중성선(Neutral line)일 수 있다. 대전류 경로(111, 112)의 적어도 일부는 보상 장치(100)를 통과할 수 있다. 대전류(I21, I22)는, 제2 주파수 대역의 주파수를 갖는 교류 전류일 수 있다. 제2 주파수 대역은 예를 들면, 50Hz 내지 60Hz 대역일 수 있다.The two or more large current paths 111 and 112 may be paths for transmitting power supplied by the second device 200, that is, large currents I21 and I22, to the first device 300. For example, they may be power lines. For example, each of the two or more high current paths 111 and 112 may be a live line and a neutral line. At least a portion of the large current paths 111 and 112 may pass through the compensation device 100. The large currents I21 and I22 may be alternating currents having a frequency in the second frequency band. The second frequency band may be, for example, a 50Hz to 60Hz band.

또한 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는, 제1 장치(300) 측으로부터 노이즈 전류 In이 제2 장치(200)에 전달되는 경로일 수 있다. 또는 그라운드(예: 기준전위 1)에 대하여 노이즈 전압 Vn이 발생하는 경로일 수도 있다. Additionally, the two or more large current paths 111 and 112 may be paths through which the noise current I n is transmitted from the first device 300 to the second device 200. Alternatively, it may be a path in which noise voltage V n is generated with respect to the ground (e.g., reference potential 1).

노이즈 전류 In 또는 노이즈 전압 Vn은 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 각각에 대해 공통 모드(Common Mode)로 입력될 수 있다. 노이즈 전류 In은 다양한 원인에 의해 제1 장치(300)에서 의도치 않게 발생되는 전류일 수 있다. 가령 노이즈 전류 In은 제1 장치(300)와 주변 환경 사이의 기생 커패시턴스(Capacitance)로 인한 노이즈 전류일 수 있다. 또는 노이즈 전류 In은, 제1 장치(300)의 전력 변환 장치의 스위칭 동작에 의해 발생되는 노이즈 전류일 수 있다. 노이즈 전류 In 및 노이즈 전압 Vn은 제1 주파수 대역의 주파수를 가질 수 있다. 제1 주파수 대역은 전술한 제2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 제1 주파수 대역은 예를 들면, 150KHz 내지 30MHz 대역일 수 있다. The noise current I n or the noise voltage V n may be input in common mode for each of the two or more large current paths 111 and 112. The noise current I n may be a current unintentionally generated in the first device 300 due to various causes. For example, the noise current I n may be a noise current due to parasitic capacitance between the first device 300 and the surrounding environment. Alternatively, the noise current I n may be a noise current generated by a switching operation of the power conversion device of the first device 300. The noise current I n and the noise voltage V n may have a frequency in the first frequency band. The first frequency band may be a higher frequency band than the above-described second frequency band. The first frequency band may be, for example, a 150KHz to 30MHz band.

도면에서 노이즈 전류 In 및 노이즈 전압 Vn은, 제2 보상부(160)와 대전류 경로(111, 112)가 만나는 노드와 센싱부(120)의 사이에 도시되었지만, 본 문서에서 '노이즈 전류' 및 '노이즈 전압'이라는 용어는 이에 한정되는 것이 아니며, 대전류 경로(111, 112) 전체에 걸쳐 제1 주파수를 가지고 공통 모드로 발생할 수 있는 전압 및 전류를 지칭할 수 있다. In the drawing, the noise current I n and the noise voltage V n are shown between the node where the second compensation unit 160 and the large current paths 111 and 112 meet and the sensing unit 120, but in this document, they are referred to as 'noise current' The term 'noise voltage' is not limited thereto, and may refer to voltage and current that may occur in a common mode with a first frequency throughout the large current paths 111 and 112.

한편 둘 이상의 대전류 경로(111, 112)는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 경로를 포함할 수도 있고, 세 개의 경로(예: 3상 3선의 전력 시스템) 또는 네 개의 경로(예: 3상 4선의 전력 시스템)를 포함할 수도 있다. 대전류 경로(111, 112)의 수는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)가 사용하는 전원의 종류 및/또는 형태에 따라 달라질 수 있다.Meanwhile, the two or more large current paths 111 and 112 may include two paths as shown in FIG. 1, three paths (e.g., a three-phase, three-wire power system), or four paths (e.g., a three-phase, four-wire power system). line power system). The number of high current paths 111 and 112 may vary depending on the type and/or type of power source used by the first device 300 and/or the second device 200.

센싱부(120)는 둘 이상의 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류 In을 감지하고, 노이즈 전류 In에 대응되는 출력 신호를 증폭부(130) 측으로 생성할 수 있다. 즉, 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류 In을 감지하는 수단을 의미할 수 있다. 센싱부(120)에는, 노이즈 전류 In의 센싱을 위하여 대전류 경로(111, 112)의 적어도 일부가 통과할 수 있지만, 센싱부(120) 내에서 센싱에 의한 출력 신호가 생성되는 부분은, 대전류 경로(111, 112)와 절연될 수 있다. 예를 들면 센싱부(120)는 센싱 변압부로 구현될 수 있다. 예를 들면 센싱부(120)는 대전류 경로(111, 112)에 해당하는 전력선이 감긴 CM 초크에 증폭부(130) 측 전선이 덧감긴 형태일 수 있다. 센싱 변압부는 대전류 경로(111, 112)와 절연된 상태에서 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류 In를 감지할 수 있다. The sensing unit 120 may detect the noise current I n on the two or more large current paths 111 and 112, and generate an output signal corresponding to the noise current I n to the amplifying unit 130. In other words, the sensing unit 120 may mean a means for detecting the noise current I n on the large current paths 111 and 112. At least a portion of the large current paths 111 and 112 may pass through the sensing unit 120 for sensing the noise current I n , but the portion where the output signal by sensing is generated within the sensing unit 120 is a large current. It may be insulated from the paths 111 and 112. For example, the sensing unit 120 may be implemented as a sensing transformer. For example, the sensing unit 120 may be in the form of a CM choke on which power lines corresponding to the high current paths 111 and 112 are wound, and the wire on the amplifying unit 130 is wound over the CM choke. The sensing transformer may sense the noise current I n on the high current paths 111 and 112 while being insulated from the high current paths 111 and 112.

일 실시예에 따르면, 센싱부(120)는 증폭부(130)의 입력단과 차동(differential)으로 연결될 수 있다.According to one embodiment, the sensing unit 120 may be differentially connected to the input terminal of the amplifying unit 130.

증폭부(130)는 센싱부(120)에 전기적으로 연결되어, 센싱부(120)가 출력한 출력 신호를 증폭하여, 증폭된 출력 신호를 생성할 수 있다. 본 발명에서 증폭부(130)에 의한 '증폭'은 증폭 대상의 크기 및/또는 위상을 조절하는 것을 의미할 수 있다. 증폭부(130)는 다양한 수단으로 구현될 수 있으며, 능동 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 증폭부(130)는 OP-AMP를 포함할 수 있다. 예를 들면 증폭부(130)는 OP-AMP 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 증폭부(130)는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함할 수 있다. 예를 들면 증폭부(130)는 BJT 이외에 저항과 커패시터 등 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 본 발명에서 설명하는 '증폭'을 위한 수단은 본 발명의 증폭부(130)로 제한 없이 사용될 수 있다. 증폭부(130)의 기준전위(기준전위 2)와 보상 장치(100)의 기준전위(기준전위 1)는 서로 구분되는 전위일 수 있다.The amplification unit 130 is electrically connected to the sensing unit 120 and can amplify the output signal output by the sensing unit 120 to generate an amplified output signal. In the present invention, 'amplification' by the amplification unit 130 may mean adjusting the size and/or phase of the amplification target. The amplification unit 130 may be implemented by various means and may include active elements. In one embodiment, the amplification unit 130 may include OP-AMP. For example, the amplifier 130 may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the OP-AMP. In another embodiment, the amplifier 130 may include a Bipolar Junction Transistor (BJT). For example, the amplifier 130 may include a plurality of passive elements such as resistors and capacitors in addition to the BJT. However, it is not limited to this, and the means for 'amplification' described in the present invention can be used without limitation as the amplification unit 130 of the present invention. The reference potential of the amplifier 130 (reference potential 2) and the reference potential of the compensation device 100 (reference potential 1) may be different potentials.

증폭부(130)는 제1 장치(300) 및/또는 제2 장치(200)와 구분되는 제3 장치(400)로부터 전원을 공급받아, 센싱부(120)가 출력한 출력신호를 증폭하여 증폭 전류를 생성할 수 있다. 이때 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200)와 무관한 전원으로부터 전원을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수 있다. 선택적으로 제3 장치(400)는 제1 장치(300) 및 제2 장치(200) 중 어느 하나의 장치로부터 전원을 공급 받아 증폭부(130)의 입력 전원을 생성하는 장치일 수도 있다.The amplifier unit 130 receives power from the third device 400, which is distinct from the first device 300 and/or the second device 200, and amplifies the output signal output by the sensing unit 120. It can generate electric current. At this time, the third device 400 may be a device that receives power from a power source unrelated to the first device 300 and the second device 200 and generates input power to the amplifier 130. Optionally, the third device 400 may be a device that receives power from any one of the first device 300 and the second device 200 to generate input power for the amplifier 130.

증폭부(130)에서 증폭된 출력 신호는, 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160)로 입력될 수 있다. 예를 들면, 증폭부(130)에서 출력된 증폭 전류는, 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160) 측으로 각각 흐를 수 있다. 예를 들면, 증폭부(130)는, 제1 보상부(140) 측으로 제1 증폭 전류(또는 제1 증폭 전압)를 출력시키는 제1 증폭부와, 제2 보상부(160) 측으로 제2 증폭 전류(또는 제2 증폭 전압)를 출력시키는 제2 증폭부로 구성될 수 있다. The output signal amplified by the amplifier 130 may be input to the first compensation unit 140 and the second compensation unit 160. For example, the amplification current output from the amplifying unit 130 may flow toward the first compensating unit 140 and the second compensating unit 160, respectively. For example, the amplification unit 130 includes a first amplification unit that outputs a first amplification current (or a first amplification voltage) to the first compensation unit 140, and a second amplification unit to output a first amplification current (or first amplification voltage) to the second compensation unit 160. It may be composed of a second amplification unit that outputs a current (or a second amplification voltage).

본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100)는, 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160)를 포함한다. The active compensation device 100 according to an embodiment of the present invention includes a first compensation unit 140 and a second compensation unit 160.

제1 보상부(140)는, 제1 장치(300) 측으로부터 입력되는 노이즈에 대비해 CM 초크 앞이나 혹은 뒤에서 전압을 보상하는 타입의 보상부이다. 제2 보상부(160)는, 노이즈를 후단으로 돌아가서 보상하는 피드백(feedback) 타입의 보상부이다. The first compensation unit 140 is a type of compensation unit that compensates for the voltage in front or behind the CM choke in preparation for noise input from the first device 300. The second compensation unit 160 is a feedback type compensation unit that compensates for noise by going back to the rear end.

제1 보상부(140)는, 증폭부(130)에서 출력된 증폭 전압에 기초하여, 대전류 경로(111, 112) 상에 직렬로 보상 전압을 발생시킬 수 있다. 제1 보상부(140)의 출력 측은 대전류 경로(111, 112)에 직렬로 보상 전압을 발생시킬 수 있지만, 증폭부(130)와는 절연될 수 있다. 예를 들면, 제1 보상부(140)는 상기 절연을 위해 보상 변압기로 이루어질 수 있다. 예를 들면 상기 보상 변압기의 1차 측에는 증폭부(130)의 출력 신호(예; 출력 전압)가 걸리고, 보상 변압기의 2차 측에는 상기 출력 신호에 기초한 보상 전압이 생성될 수 있다. 상기 보상 전압은 대전류 경로(111, 112) 상에 흐르는 노이즈 전류 In를 억제하는 효과를 줄 수 있다. The first compensator 140 may generate a compensation voltage in series on the high current paths 111 and 112 based on the amplified voltage output from the amplification unit 130. The output side of the first compensator 140 may generate a compensation voltage in series to the high current paths 111 and 112, but may be isolated from the amplification unit 130. For example, the first compensation unit 140 may be made of a compensation transformer for the insulation. For example, the output signal (e.g., output voltage) of the amplifier 130 may be applied to the primary side of the compensation transformer, and a compensation voltage based on the output signal may be generated on the secondary side of the compensation transformer. The compensation voltage can have the effect of suppressing the noise current I n flowing on the large current paths 111 and 112.

제2 보상부(160)는, 증폭부(130)에 의해 증폭되어 제2 보상부(160) 측으로 출력된 출력 신호에 기초하여 보상 전류를 발생시킬 수 있다. 제2 보상부(160)는 대전류 경로(111, 112)에 각각 연결되어, 대전류 경로(111, 112)로부터 기준전위 1로 보상 전류가 흐르게 할 수 있다. 예를 들면, 제2 보상부(160)에서, 대전류 경로(111, 112)로부터 상기 보상 전류가 분기될 수 있다. 이를 통해, 대전류 경로(111, 112) 상에 흐르는 노이즈 전류 In를 보상할 수 있다. 제2 보상부(160)의 출력 측은 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류 In을 보상하기 위해 대전류 경로(111, 112)와 연결될 수 있지만, 증폭부(130)와는 절연될 수 있다. 예를 들면 제2 보상부(160)는, 상기 절연을 위해 보상 변압기를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 보상 변압기의 1차 측에는 증폭부(130)의 출력 전압이 걸리고, 보상 변압기의 2차 측에는 상기 출력 전압의 변압에 기초한 보상 전류가 생성될 수 있다. 상기 보상 전류는, 노이즈 전류 In의 적어도 일부를 그라운드(예: 기준전위 1)로 흐르게 하여, 노이즈 전류 In을 감소시킬 수 있다. The second compensator 160 may generate a compensation current based on the output signal amplified by the amplifier 130 and output to the second compensator 160. The second compensation unit 160 is connected to the high current paths 111 and 112, respectively, and can cause compensation current to flow from the high current paths 111 and 112 to the reference potential 1. For example, in the second compensation unit 160, the compensation current may be branched from the large current paths 111 and 112. Through this, the noise current I n flowing on the large current paths 111 and 112 can be compensated. The output side of the second compensator 160 may be connected to the high current paths 111 and 112 to compensate for the noise current I n on the high current paths 111 and 112, but may be insulated from the amplification unit 130. For example, the second compensation unit 160 may include a compensation transformer for the insulation. For example, the output voltage of the amplifier 130 may be applied to the primary side of the compensation transformer, and a compensation current based on the transformation of the output voltage may be generated on the secondary side of the compensation transformer. The compensation current may reduce the noise current I n by allowing at least a portion of the noise current I n to flow to the ground (eg, reference potential 1).

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100)는, 전압 보상과 전류 보상이 합쳐진 구조일 수 있다. 예를 들면 제1 보상부(140)는 전압 보상을 하며 동시에 제2 보상부(160)는 전류 보상을 할 수 있다. The active compensation device 100 according to various embodiments of the present invention as described above may have a structure that combines voltage compensation and current compensation. For example, the first compensator 140 can compensate for voltage and the second compensator 160 can compensate for current.

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 보다 구체적인 일 예를 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100A)를 개략적으로 도시한 것이다. 능동형 보상 장치(100A)는, 센싱부(120), 제1 증폭부(131), 제2 증폭부(132), 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160)를 포함할 수 있다. FIG. 2 shows a more specific example of the embodiment shown in FIG. 1 and schematically shows an active compensation device 100A according to an embodiment of the present invention. The active compensation device 100A may include a sensing unit 120, a first amplification unit 131, a second amplification unit 132, a first compensation unit 140, and a second compensation unit 160. .

도 2의 능동형 보상 장치(100A)와 관련하여 도시된 대전류 경로(111, 112), 센싱부(120), 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160), 제3 장치(400), 기준전위 1, 기준전위 2에 대한 설명은, 도 1의 설명에 상응한다. The large current paths 111 and 112, the sensing unit 120, the first and second compensation units 140 and 160, and the third device 400 shown in relation to the active compensation device 100A of FIG. 2. , the description of reference potential 1 and reference potential 2 corresponds to the description of FIG. 1.

또한 도 2 및 이하의 도면에서, 제1 장치(300) 및 제2 장치(200)는 생략될 수 있다. 즉, 능동형 보상 장치(100A)의 전단(예: 제1 보상부(140) 측)의 대전류 경로(111, 112)는 제2 장치(200)의 전력선과 연결될 수 있으며, 후단(예: 제2 보상부(160) 측)의 대전류 경로(111, 112)는, 제1 장치(300)의 전력선과 연결될 수 있다. Additionally, in FIG. 2 and the drawings below, the first device 300 and the second device 200 may be omitted. That is, the high current paths 111 and 112 at the front end (e.g., the first compensator 140 side) of the active compensation device 100A may be connected to the power line of the second device 200, and the high current paths 111 and 112 at the rear end (e.g., the second compensator 140 side) may be connected to the power line of the second device 200. The high current paths 111 and 112 on the compensator 160 side may be connected to the power line of the first device 300.

본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100A)는, 제1 증폭부(131) 및 제2 증폭부(132)를 포함할 수 있다. The active compensation device 100A according to an embodiment of the present invention may include a first amplification unit 131 and a second amplification unit 132.

센싱부(120)는, 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류 In을 센싱하여 제1 증폭부(131) 및 제2 증폭부(132) 측으로 출력 신호를 생성할 수 있다. 상기 출력 신호는, 노드 a 및 b 사이의 전압에 상응할 수 있다. 노드 a 및 b 는, 제1 증폭부(131)의 입력단에 차동으로 연결될 수 있으며, 제2 증폭부(132)의 입력단에도 차동으로 연결될 수 있다. 따라서, 노드 a 및 b 사이의 전압은, 제1 증폭부(131) 및 제2 증폭부(132)에 입력 전압으로 입력될 수 있다. The sensing unit 120 may sense the noise current I n on the large current paths 111 and 112 and generate an output signal toward the first amplification unit 131 and the second amplification unit 132. The output signal may correspond to the voltage between nodes a and b. Nodes a and b may be differentially connected to the input terminal of the first amplifier 131 and may also be differentially connected to the input terminal of the second amplifier 132. Accordingly, the voltage between nodes a and b may be input as an input voltage to the first amplification unit 131 and the second amplification unit 132.

제1 증폭부(131) 및 제2 증폭부(132)는 각각 상기 입력 전압을 증폭하여, 각각 서로 별개의 출력 신호(예: 출력 전압)를 출력할 수 있다. 이 때 제1 증폭부(131)의 이득(예: 전압 이득) 및 제2 증폭부(132)의 이득(예: 전압 이득)은 서로 다를 수 있다. The first amplifier 131 and the second amplifier 132 may each amplify the input voltage and output separate output signals (eg, output voltages). At this time, the gain (eg, voltage gain) of the first amplifier 131 and the gain (eg, voltage gain) of the second amplifier 132 may be different from each other.

제1 증폭부(131)에서 출력된 증폭 전압 V1은, 제1 보상부(140)의 입력 신호가 되며, 제1 보상부(140)는 상기 V1에 기초하여 대전류 경로(111, 112) 상에 직렬로 보상 전압을 생성할 수 있다. The amplified voltage V 1 output from the first amplification unit 131 becomes the input signal of the first compensator 140, and the first compensator 140 operates the high current paths 111 and 112 based on the V 1 A compensation voltage can be generated in series across the phases.

제2 증폭부(132)에서 출력된 증폭 전압 V2는, 제2 보상부(160)의 입력 신호가 된다. 제2 보상부(160)는, 상기 V2에 기초하여, 대전류 경로(111, 112)로부터 기준전위 1로 보상 전류를 흘려, 노이즈 전류 In을 감소시킬 수 있다. The amplified voltage V 2 output from the second amplification unit 132 becomes the input signal of the second compensation unit 160. The second compensation unit 160 can reduce the noise current I n by flowing a compensation current from the high current paths 111 and 112 to the reference potential 1 based on the V 2 .

제1 증폭부(131)와 제2 증폭부(132)는 기능 상 구분하여 표현하였지만, 일 실시예에 따르면, 제1 증폭부(131)와 제2 증폭부(132)는 하나의 IC로 구현 가능하다.The first amplification unit 131 and the second amplification unit 132 are expressed separately in terms of function, but according to one embodiment, the first amplification unit 131 and the second amplification unit 132 are implemented as one IC. possible.

한편, 제1 보상부(140) 및 제2 보상부(160)는, 대전류 경로(111, 112)와 제1 증폭부(131) 및 제2 증폭부(132)를 절연시키기 위해, 각각 보상 변압기를 포함할 수 있다. Meanwhile, the first compensation unit 140 and the second compensation unit 160 each use a compensation transformer to insulate the large current paths 111 and 112 from the first amplifier 131 and the second amplifier 132. may include.

도 3은 도 2에 도시된 실시예의 보다 구체적인 일 예를 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100B)를 개략적으로 도시한 것이다. FIG. 3 shows a more specific example of the embodiment shown in FIG. 2 and schematically shows an active compensation device 100B according to an embodiment of the present invention.

능동형 보상 장치(100B)는 제1 장치(300)와 연결되는 두 개의 대전류 경로(111, 112) 각각에 공통 모드로 입력되는 노이즈 전류 In 또는 노이즈 전압 Vn을 능동적으로 보상할 수 있다. The active compensation device 100B can actively compensate for noise current I n or noise voltage V n input in common mode to each of the two large current paths 111 and 112 connected to the first device 300.

도 2를 참조하면, 능동형 보상 장치(100B)는, 센싱 변압기(120B), 제1 증폭부(131B), 제2 증폭부(132B), 제1 증폭부(131B)의 출력 측에 배치된 제1 보상 변압기(140B), 제2 증폭부(132B)의 출력 측에 배치된 제2 보상 변압기(161B)와 보상 커패시터부(162B)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the active compensation device 100B includes a sensing transformer 120B, a first amplifier 131B, a second amplifier 132B, and a first amplifier disposed on the output side of the first amplifier 131B. 1 It may include a compensation transformer 140B, a second compensation transformer 161B disposed on the output side of the second amplifier 132B, and a compensation capacitor unit 162B.

일 실시예에서, 전술한 센싱부(120)는 센싱 변압기(120B)를 포함할 수 있다. 이 때 센싱 변압기(120B)는 대전류 경로(111, 112)와 절연된 상태에서 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류 In 또는 노이즈 전류 In으로 인해 센싱 변압기(120B)의 양단에 유도된 전압을 감지하기 위한 수단일 수 있다. 센싱 변압기(120B)는 제1 장치(300) 측으로부터 대전류 경로(111, 112)(예: 전력선)로 입력되는 노이즈 전류 In 또는 노이즈 전류 In으로 인해 센싱 변압기(120B)의 양단에 유도된 전압을 센싱할 수 있다. In one embodiment, the above-described sensing unit 120 may include a sensing transformer 120B. At this time, the sensing transformer (120B) is insulated from the high current path (111, 112) and the voltage induced at both ends of the sensing transformer (120B) due to the noise current I n or noise current I n on the high current path (111, 112). It may be a means to detect. The sensing transformer (120B) is induced at both ends of the sensing transformer (120B) due to the noise current I n or the noise current I n input from the first device 300 side to the high current path 111, 112 (e.g., power line). Voltage can be sensed.

센싱 변압기(120B)는, 대전류 경로(111, 112) 상에 배치되는 1차 측(121), 및 증폭부(131B, 132B)의 입력단과 차동(differential)으로 연결된 2차 측(122)을 포함할 수 있다. 센싱 변압기(120B)는 대전류 경로(111, 112) 상에 배치되는 1차 측(121B)(예: 1차 권선)에서, 노이즈 전류 In에 의해 유도되는 자속 밀도에 기초하여 2차 측(122)(예: 2차 권선)에 유도 전류 또는 유도 전압을 생성할 수 있다. 상기 센싱 변압기(120B)의 1차 측(121)은, 예를 들면 하나의 코어에 제1 대전류 경로(111) 및 제2 대전류 경로(112)가 각각 감겨있는 권선일 수 있다. The sensing transformer 120B includes a primary side 121 disposed on the high current path 111 and 112, and a secondary side 122 differentially connected to the input terminals of the amplifiers 131B and 132B. can do. The sensing transformer 120B is located on the primary side 121B (e.g., primary winding) disposed on the high current path 111, 112, and on the secondary side 122 based on the magnetic flux density induced by the noise current I n . ) (e.g. secondary winding) can generate induced current or induced voltage. The primary side 121 of the sensing transformer 120B may be, for example, a winding in which a first high current path 111 and a second high current path 112 are each wound around one core.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱 변압기(120B)는, 상기 제1 대전류 경로(111) 및 제2 대전류 경로(112)가 감겨 있는 CM 초크에, 2차 측(122) 전선이 덧감긴 형태일 수 있다. 이와 같이 CM 초크를 이용하여 센싱 변압기(120B)를 형성하는 경우, 센싱 변압기(120B)는 센싱 및 변압의 기능만 하는 것이 아니라, CM 초크로써 수동 필터의 역할을 할 수 있다. 즉, CM 초크에 2차 측(122) 전선을 덧감아서 센싱 변압기(120B)를 형성한 경우, 센싱 변압기(120B)는 노이즈 전류 In의 센싱 및 변압과 함께, 노이즈 전류 In을 억제 또는 저지하는 역할을 동시에 할 수 있다. 한편 상술한 CM 초크와 함께 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100, 100A, 100B, 100C-1, 100C-2)가 더해져서, 고전력 시스템에서도 CM 초크의 사이즈나 개수를 늘리지 않고도 공통 모드 노이즈 전압 및 전류를 효과적으로 저감할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the sensing transformer (120B) has a secondary side (122) wire wrapped around a CM choke on which the first large current path 111 and the second large current path 112 are wound. It can be. In this way, when the sensing transformer 120B is formed using the CM choke, the sensing transformer 120B not only performs the functions of sensing and transforming, but also can function as a passive filter as the CM choke. That is, when the sensing transformer (120B) is formed by wrapping the secondary side (122) wire around the CM choke, the sensing transformer (120B) senses and transforms the noise current I n , and suppresses or suppresses the noise current I n . It can play a deterrent role at the same time. Meanwhile, along with the above-described CM choke, active compensation devices (100, 100A, 100B, 100C-1, 100C-2) according to various embodiments of the present invention are added, so that even in a high-power system, common Mode noise voltage and current can be effectively reduced.

센싱 변압기(120B)는 구체적으로, 제1 대전류 경로(111)(예: 라이브선) 상의 노이즈 전류 In에 의해 유도되는 자속 밀도와, 제2 대전류 경로(112)(예: 중성선) 상의 노이즈 전류 In에 의해 유도되는 자속 밀도가 서로 중첩(또는 보강)되도록 구성될 수 있다. 이 때, 대전류 경로(111, 112) 상에는 대전류(I21, I22)도 흐르는데, 제1 대전류 경로(111) 상의 대전류(I21)에 의해 유도되는 자속 밀도와, 제2 대전류 경로(112) 상의 대전류(I22)에 의해 유도되는 자속 밀도는 서로 상쇄되도록 구성될 수 있다. 또한 일 예를 들면, 센싱 변압기(120B)는 제1 주파수 대역(예를 들어 150KHz 내지 30MHz의 범위를 갖는 대역)의 노이즈 전류 In에 의해 유도되는 자속 밀도의 크기가 제2 주파수 대역(예를 들어 50Hz 내지 60Hz의 범위를 갖는 대역)의 대전류(I21, I22)에 의해 유도되는 자속 밀도의 크기보다 크도록 구성될 수 있다. Specifically, the sensing transformer 120B has a magnetic flux density induced by the noise current I n on the first large current path 111 (e.g., a live line) and a noise current on the second large current path 112 (e.g., a neutral line). The magnetic flux densities induced by I n may be configured to overlap (or reinforce) each other. At this time, large currents (I21, I22) also flow on the large current paths (111, 112), and the magnetic flux density induced by the large current (I21) on the first large current path (111) and the large current (I22) on the second large current path (112) The magnetic flux densities induced by I22) can be configured to cancel each other. Also, as an example, the sensing transformer 120B may determine that the magnitude of the magnetic flux density induced by the noise current I n in the first frequency band (e.g., a band ranging from 150 KHz to 30 MHz) is determined by the second frequency band (e.g. For example, it may be configured to be larger than the size of the magnetic flux density induced by the large current (I21, I22) in the range of 50Hz to 60Hz.

이와 같이 센싱 변압기(120B)는 대전류(I21, I22)에 의해 유도되는 자속 밀도가 서로 상쇄될 수 있게 구성되어, 노이즈 전류 In만이 감지되도록 할 수 있다. 즉, 센싱 변압기(120B)의 2차 측(122)에 유도되는 전압은, 노이즈 전류 In에 따른 1차 측(121)의 유도 전압이 일정 비율로 변환된 전압일 수 있다. In this way, the sensing transformer 120B is configured so that the magnetic flux densities induced by the large currents I21 and I22 cancel each other, so that only the noise current I n can be sensed. That is, the voltage induced in the secondary side 122 of the sensing transformer 120B may be a voltage obtained by converting the induced voltage in the primary side 121 according to the noise current I n at a certain ratio.

예를 들어, 센싱 변압기(120B)에서, 1차 측(121)과 2차 측(122)의 권선비가 1:Nsen이고, 센싱 변압기(120B)의 1차 측(121)의 셀프 인덕턴스가 Lsen이라고 하면, 2차 측(122)은, Nsen 2Lsen의 셀프 인덕턴스를 가질 수 있다. 예를 들어 센싱 변압기(120B)의 1차 측(121)과 2차 측(122)은, 소정의 결합 계수(coupling coefficient)로 결합될 수 있다. For example, in the sensing transformer 120B, the turns ratio of the primary side 121 and the secondary side 122 is 1:N sen , and the self-inductance of the primary side 121 of the sensing transformer 120B is L. When sen , the secondary side 122 may have a self-inductance of N sen 2 L sen . For example, the primary side 121 and the secondary side 122 of the sensing transformer 120B may be combined with a predetermined coupling coefficient.

예를 들어, 노이즈 전류 In으로 인하여 센싱 변압기(120B)의 1차 측(121)의 양단에 유도되는 전압이 Vchoke라고 하면, 2차 측(122)에 유도되는 전압 Vsen은, Vchoke의 Nsen 배이다. For example, if the voltage induced on both ends of the primary side 121 of the sensing transformer 120B due to the noise current I n is V choke , the voltage V sen induced on the secondary side 122 is V choke . is N sen times.

한편 센싱 변압기(120B)의 2차 측(122)은, 제1 증폭부(131B)의 입력단 및 제2 증폭부(132B)의 입력단과 병렬 연결될 수 있다. 예를 들면 센싱 변압기(120B)의 2차 측(122)은 제1 증폭부(131B)의 입력단 및 제2 증폭부(132B)의 입력단과 차동으로 병렬 연결되어, 제1 증폭부(131B) 및 제2 증폭부(132B)에게 유도 전압(Vsen)을 공급할 수 있다. Meanwhile, the secondary side 122 of the sensing transformer 120B may be connected in parallel with the input terminal of the first amplifier 131B and the input terminal of the second amplifier 132B. For example, the secondary side 122 of the sensing transformer 120B is differentially connected in parallel with the input terminal of the first amplifier 131B and the input terminal of the second amplifier 132B, and the first amplifier 131B and An induced voltage (V sen ) may be supplied to the second amplifier 132B.

제1 증폭부(131B) 및 제2 증폭부(132B)는, 전술한 증폭부(130)의 일 예일 수 있으며, 각각 전술한 제1 증폭부(131) 및 제2 증폭부(132)에 상응할 수 있다. 제1 증폭부(131B) 및 제2 증폭부(132B) 각각은, 센싱 변압기(120B)에 의해 감지되어 2차 측(122)에 유도되는 유도 전압 Vsen을 각각 증폭시킬 수 있다. 예를 들면 증폭부(131B, 132B)는, 상기 유도 전압 Vsen의 크기를 일정 비율로 증폭시키거나, 및/또는 위상을 조절할 수 있다. The first amplification unit 131B and the second amplification unit 132B may be examples of the above-described amplification unit 130, and correspond to the above-described first amplification unit 131 and the second amplification unit 132, respectively. can do. Each of the first amplifier 131B and the second amplifier 132B may amplify the induced voltage V sen detected by the sensing transformer 120B and induced in the secondary side 122. For example, the amplification units 131B and 132B may amplify the magnitude of the induced voltage V sen at a certain rate and/or adjust the phase.

제1 증폭부(131B)의 전압 이득 G1 및 제2 증폭부(132B)의 전압 이득 G2는 서로 다를 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 증폭부(132B)의 전압 이득 G2이 제1 증폭부(131B)의 전압 이득 G1보다 더 크도록 설계될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, G1 및 G2는 다양한 실시예들에 따라 결정될 수 있다. The voltage gain G 1 of the first amplification unit 131B and the voltage gain G 2 of the second amplification unit 132B may be different from each other. According to one embodiment of the present invention, the voltage gain G 2 of the second amplifier 132B may be designed to be greater than the voltage gain G 1 of the first amplifier 131B. A detailed description of this will be provided later. However, it is not limited to this, and G 1 and G 2 may be determined according to various embodiments.

제1 증폭부(131B)의 출력 전압 V1은, 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. The output voltage V 1 of the first amplifier 131B can be expressed as Equation 2 below.

제1 증폭부(131B)의 출력 전압 V1은 제1 보상 변압기(140B)의 입력 전압이 된다. 즉, 제1 증폭부(131B)의 출력 전압 V1은 제1 보상 변압기(140B)의 1차 측(141) 전압이 되며, 제1 보상 변압기(140B)는 V1에 기초하여 2차 측(142)인 대전류 경로(111, 112) 상에 직렬로 보상 전압 Vinj1을 생성할 수 있다. The output voltage V 1 of the first amplifier 131B becomes the input voltage of the first compensation transformer 140B. That is, the output voltage V 1 of the first amplification unit 131B becomes the primary side 141 voltage of the first compensation transformer 140B, and the first compensation transformer 140B produces the secondary side (141) based on V 1 A compensation voltage V inj1 can be generated in series on the large current paths 111 and 112 (142).

제1 보상 변압기(140B)는 전술한 제1 보상부(140)에 상응할 수 있다. 제1 보상 변압기(140B)는 능동 소자를 포함하는 증폭부(131B, 132B)를 대전류 경로(111, 112)로부터 절연시키기 위한 수단일 수 있다. 즉 제1 보상 변압기(140B)는 대전류 경로(111, 112)와 절연된 상태에서, 제1 증폭부(131B)의 출력 전압 V1에 기초하여 대전류 경로(111, 112)에 보상 전압 Vinj1을 유도하여, 전압 보상을 위한 수단일 수 있다. The first compensation transformer 140B may correspond to the first compensation unit 140 described above. The first compensation transformer 140B may be a means for insulating the amplification units 131B and 132B including active elements from the high current paths 111 and 112. That is, the first compensation transformer 140B is insulated from the high current paths 111 and 112 and applies a compensation voltage V inj1 to the high current paths 111 and 112 based on the output voltage V 1 of the first amplifier 131B. Induction may be a means for voltage compensation.

제1 보상 변압기(140B)는 예를 들면 하나의 코어에 1차 측(141) 전선 및 2차 측(142) 전선이 통과하거나 적어도 1회 이상 감긴 구조일 수 있다. 상기 1차 측(141) 전선은, 제1 증폭부(131B)의 출력 신호가 흐르는 전선이며, 2차 측(142) 전선은, 대전류 경로(111, 112)에 해당할 수 있다. For example, the first compensation transformer 140B may have a structure in which the primary side 141 wire and the secondary side 142 wire pass through one core or are wound at least once. The primary side 141 wire is a wire through which the output signal of the first amplifier 131B flows, and the secondary side 142 wire may correspond to the high current paths 111 and 112.

제1 보상 변압기(140B)는 1차 측(141)에 발생한 증폭 전압 V1에 기초하여 2차 측(142)인 대전류 경로(111, 112) 상에 보상 전압 Vinj1을 유도할 수 있다. The first compensation transformer 140B may induce a compensation voltage V inj1 on the high current paths 111 and 112 of the secondary side 142 based on the amplified voltage V 1 generated on the primary side 141.

예를 들어, 제1 보상 변압기(140B)에서, 1차 측(141)과 2차 측(142)의 권선비가 1:Ninj1이면, 2차 측(142)에 유도되는 전압 Vinj1은, V1의 Ninj1 배이다. 따라서 보상 전압 Vinj1은, 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. For example, in the first compensation transformer 140B, if the turns ratio of the primary side 141 and the secondary side 142 is 1:N inj1 , the voltage V inj1 induced in the secondary side 142 is V It is N inj1 times 1 . Therefore, the compensation voltage V inj1 can be expressed as Equation 3.

한편, 제2 증폭부(132B)의 전압 이득을 G2라고 할 때, 제2 증폭부(132B)의 출력 전압 V2은, 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. Meanwhile, when the voltage gain of the second amplifier 132B is G 2 , the output voltage V 2 of the second amplifier 132B can be expressed as Equation 4 below.

제2 증폭부(132B)의 출력 전압 V2는 제2 보상부(160)의 입력 전압, 즉 제2 보상 변압기(161B)의 입력 전압이 된다. The output voltage V 2 of the second amplification unit 132B becomes the input voltage of the second compensation unit 160, that is, the input voltage of the second compensation transformer 161B.

제2 보상 변압기(161B) 및 보상 커패시터부(162B)가 합해진 구성은, 전술한 제2 보상부(160)에 상응할 수 있다. 제2 증폭부(132B)의 출력 전압 V2는 제2 보상 변압기의 1차 측 전압이 된다. 제2 보상 변압기(161B)는, 능동 소자를 포함하는, 증폭부(131B, 132B)를 대전류 경로(111, 112)로부터 절연시키기 위한 수단일 수 있다. 즉 제2 보상 변압기(161B)는 대전류 경로(111, 112)와 절연된 상태에서, 대전류 경로(111, 112)로부터 분기시키기 위한 보상 전류 Icy를 제2 보상 변압기(161B)의 2차 측에 생성하기 위한 수단일 수 있다. A configuration in which the second compensation transformer 161B and the compensation capacitor unit 162B are combined may correspond to the above-described second compensation unit 160. The output voltage V 2 of the second amplifier 132B becomes the primary side voltage of the second compensation transformer. The second compensation transformer 161B may be a means for insulating the amplification units 131B and 132B, which include active elements, from the high current paths 111 and 112. That is, the second compensation transformer (161B) is insulated from the large current paths (111, 112) and generates a compensation current Icy on the secondary side of the second compensation transformer (161B) for branching from the large current paths (111, 112). It may be a means to do so.

제2 보상 변압기(161B)는, 제2 증폭부(132B)의 출력단과 차동(differential)으로 연결되는 1차 측 및 대전류 경로(111, 112)와 보상 커패시터부(162B)를 통해 연결되는 2차 측을 포함할 수 있다. The second compensation transformer 161B has a primary side differentially connected to the output terminal of the second amplifier 132B and a secondary side connected through the high current paths 111 and 112 and the compensation capacitor section 162B. Sides may be included.

제2 보상 변압기(161B)는 상기 1차 측에 발생한 증폭 전압 V2에 기초하여 2차 측에 유도 전압 V3을 유도할 수 있다. 예를 들어, 제2 보상 변압기(161B)에서, 1차 측과 2차 측의 권선비가 1:Ninj2이면, 2차 측에 유도되는 전압 V3은, V2의 Ninj2 배이다. 따라서 유도 전압 V3은, 수학식 5과 같이 나타낼 수 있다. The second compensation transformer 161B may induce an induced voltage V 3 on the secondary side based on the amplified voltage V 2 generated on the primary side. For example, in the second compensation transformer 161B, if the turns ratio of the primary side and the secondary side is 1:N inj2 , the voltage V 3 induced in the secondary side is N inj2 times that of V 2 . Therefore, the induced voltage V 3 can be expressed as Equation 5.

제2 보상 변압기(161B)의 2차 측은 후술하는 보상 커패시터부(162B)와 보상 장치(100B)의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 보상 변압기(161B)의 2차 측의 일 단은 보상 커패시터부(162B)를 통해 대전류 경로(111, 112)와 연결되고, 2차 측의 타 단은 능동형 보상 장치(100B)의 기준전위(기준전위 1)와 연결될 수 있다. 한편, 제2 보상 변압기(161B)의 1차 측, 제1 보상 변압기(140B)의 1차 측(141), 증폭부(131B, 132B), 및 센싱 변압기(120B)의 2차 측(122)은 능동형 보상 장치(100B)의 나머지 구성요소들과 구분되는 기준전위(기준전위 2)와 연결될 수 있다. 보상 장치(100B)의 기준전위(기준전위 1)와 증폭부(131B, 132B)의 기준전위(기준전위 2)는 구분될 수 있다. The secondary side of the second compensation transformer 161B may be placed on a path connecting the compensation capacitor unit 162B, which will be described later, and the reference potential (reference potential 1) of the compensation device 100B. That is, one end of the secondary side of the second compensation transformer (161B) is connected to the high current path (111, 112) through the compensation capacitor unit (162B), and the other end of the secondary side is connected to the active compensation device (100B). It can be connected to the reference potential (reference potential 1). Meanwhile, the primary side of the second compensation transformer (161B), the primary side (141) of the first compensation transformer (140B), the amplifier units (131B, 132B), and the secondary side (122) of the sensing transformer (120B) may be connected to a reference potential (reference potential 2) that is distinct from the remaining components of the active compensation device (100B). The reference potential (reference potential 1) of the compensation device 100B and the reference potential (reference potential 2) of the amplification units 131B and 132B can be distinguished.

이와 같이 본 발명은 보상 전류를 생성하는 구성요소에 대해서 나머지 구성요소와 상이한 기준전위를 사용하고, 별도의 전원을 사용함으로써 보상 전류를 생성하는 구성요소가 절연된 상태에서 동작하도록 할 수 있으며, 이로써 능동형 보상 장치(100B)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As such, the present invention uses a different reference potential for the component that generates the compensation current from the remaining components and uses a separate power source, thereby allowing the component that generates the compensation current to operate in an insulated state. The reliability of the active compensation device 100B can be improved.

제2 보상 변압기(161B)를 통해 변환된 전압 V3은, 보상 커패시터부(162B)를 통해 대전류 경로(111, 112)(예: 전력선)에서 보상 전류 Icy를 인출할 수 있다. The voltage V 3 converted through the second compensation transformer 161B may draw a compensation current I cy from the high current paths 111 and 112 (eg, power line) through the compensation capacitor unit 162B.

보상 커패시터부(162B)는 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류의 적어도 일부가 제2 보상 변압기(161B)의 2차 측으로 인출되는 경로를 제공할 수 있다.The compensation capacitor unit 162B may provide a path through which at least a portion of the noise current on the large current paths 111 and 112 is drawn to the secondary side of the second compensation transformer 161B.

보상 커패시터부(162B)는, 일 단이 제2 보상 변압기(161B)의 2차 측과 연결되고, 타 단이 대전류 경로(111, 112)와 연결되는 두 개의 Y-커패시터(Y-capacitor, Y-cap)를 포함할 수 있다. 상기 두 Y-cap 각각의 일 단은 제2 보상 변압기(161B)의 2차 측과 연결되는 노드를 공유하며, 상기 두 Y-cap 각각의 반대 단은 각각 제1 대전류 경로(111) 및 제2 대전류 경로(112)와 연결되는 노드를 가질 수 있다.The compensation capacitor unit 162B includes two Y-capacitors (Y-capacitors, Y), one end of which is connected to the secondary side of the second compensation transformer 161B, and the other end of which is connected to the high current paths 111 and 112. -cap) may be included. One end of each of the two Y-caps shares a node connected to the secondary side of the second compensation transformer (161B), and the opposite ends of each of the two Y-caps are connected to the first high current path 111 and the second high current path 111, respectively. It may have a node connected to the high current path 112.

보상 커패시터부(162B)는, 제2 보상 변압기(161B)에 의해 유도된 전압 V3에 기초하여 전력선으로부터 보상 전류 Icy를 인출할 수 있다. 보상 전류 Icy가 대전류 경로(111, 112) 상의 노이즈 전류를 보상(또는 상쇄)함으로써, 보상 장치(100B)는 노이즈를 저감시킬 수 있다. The compensation capacitor unit 162B may draw compensation current I cy from the power line based on the voltage V 3 induced by the second compensation transformer 161B. As the compensation current I cy compensates (or cancels out) the noise current on the high current paths 111 and 112, the compensation device 100B can reduce noise.

한편, 보상 커패시터부(162B)가 대전류 경로(111, 112)와 만나는 노드의 공통 모드 노이즈 전압을 Vn이라 하고, 제1 보상 변압기(140B)와 제2 장치(200) 사이의 전압을 VLISN이라고 하고, Vn 및 VLISN 사이의 회로 방정식을 풀면 하기 수학식 6과 같다. Vn 및 VLISN은, 기준전위 1(예: 그라운드)에 대한 전위를 나타낼 수 있다. Meanwhile, the common mode noise voltage of the node where the compensation capacitor unit 162B meets the high current paths 111 and 112 is V n , and the voltage between the first compensation transformer 140B and the second device 200 is V LISN. , and solving the circuit equation between V n and V LISN is as shown in Equation 6 below. V n and V LISN may represent the potential for reference potential 1 (eg, ground).

한편, 능동형 보상 장치(100B)의 동작에 의해 제2 장치(200) 측으로 방출되는 노이즈는 거의 0에 상응해야 하므로, VLISN는 0에 상응해야 하며, 하기 수학식 7이 도출될 수 있다. Meanwhile, since the noise emitted toward the second device 200 by the operation of the active compensation device 100B should correspond to almost 0, V LISN should correspond to 0, and Equation 7 below can be derived.

한편, 이를 이용하여, 센싱 변압기(120B)와 보상 커패시터부(162B) 사이 지점에서 대전류 경로(111, 112)의 실효 임피던스(effective impedance)는 수학식 8과 같이 계산될 수 있다. Meanwhile, using this, the effective impedance of the large current paths 111 and 112 at the point between the sensing transformer 120B and the compensation capacitor unit 162B can be calculated as shown in Equation 8.

수학식 8에서, s*Lchoke는, 센싱 변압기(120B)에 포함된 CM 초크의 임피던스를 나타낼 수 있다. 따라서 Zline,eff는, (Vn 지점에서 바라본) 대전류 경로(111, 112) 상의 임피던스가 CM 초크의 임피던스 s*Lchoke보다 '' 배 증가된 효과를 가지는 것을 나타낸다. In Equation 8, s*L choke may represent the impedance of the CM choke included in the sensing transformer (120B). Therefore, Z line,eff is that the impedance on the large current path (111, 112) (viewed from point V n ) is ' than the impedance s*L choke of the CM choke. ' Indicates that the effect is doubled.

이는 제1 증폭부(131)(예: 제1 증폭부(131B)) 및 제1 보상부(140)(예: 제1 보상 변압기(140B))에 의한 효과일 수 있다. 제1 증폭부(131) 및 제1 보상부(140)는 대전류 경로 상에 전압 보상(Vinj1)을 할 수 있고, 이는 인덕턴스를 증가시키는 효과에 상응하는 효과를 주어, 노이즈 전류가 흐르지 못하게 억제할 수 있다(L boost type). This may be an effect of the first amplifier 131 (eg, first amplifier 131B) and the first compensation unit 140 (eg, first compensation transformer 140B). The first amplifier 131 and the first compensation unit 140 can perform voltage compensation (V inj1 ) on the high current path, which gives an effect corresponding to the effect of increasing the inductance and suppresses noise current from flowing. You can do it (L boost type).

다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100B)는, CM 초크의 인덕턴스 Lchoke보다 ''배 증가된 실효 인덕턴스 Lchoke,eff의 효과를 가질 수 있으므로(수학식 9), CM 초크만 존재할 때보다 노이즈 억제 효과를 증가시킬 수 있다. In other words, the active compensation device (100B) according to an embodiment of the present invention has a lower inductance than the CM choke's inductance L choke . 'Since it can have the effect of a twofold increase in effective inductance L choke,eff (Equation 9), the noise suppression effect can be increased compared to when only the CM choke exists.

예를 들면, 상기 노이즈 억제 효과는 제1 증폭기(131B)의 전압 이득 G1, 센싱 변압기(120B)의 권선비 Nsen, 제1 보상 변압기(140B)의 권선비 Ninj1에 따라 조정될 수 있다. For example, the noise suppression effect can be adjusted according to the voltage gain G 1 of the first amplifier 131B, the turns ratio N sen of the sensing transformer 120B, and the turns ratio N inj1 of the first compensation transformer 140B.

한편, 보상 커패시터부(162B)가 대전류 경로(111, 112)와 만나는 노드(Vn)로부터 기준전위 1 사이의 회로 방정식을 풀면 하기 수학식 10와 같다. Meanwhile, if the circuit equation between the node (V n ) where the compensation capacitor unit 162B meets the high current paths 111 and 112 and the reference potential 1 is solved, it becomes Equation 10 below.

여기서 Cy는 보상 커패시터부(162B)에 포함된 Y-커패시터의 커패시턴스이다. 한편 이를 이용하여, 보상 커패시터부(162B)와 대전류 경로(111, 112)가 만나는 노드(Vn)에서 보상 커패시터부(162B)를 향해 바라본 실효 Y-임피던스 Zcy,eff는 수학식 11과 같이 계산될 수 있다. Here, C y is the capacitance of the Y-capacitor included in the compensation capacitor unit 162B. Meanwhile, using this, the effective Y-impedance Z cy,eff viewed from the node (V n ) where the compensation capacitor unit 162B and the large current paths 111 and 112 meet toward the compensation capacitor unit 162B is expressed as Equation 11: can be calculated.

상기 수학식 11은, Vchoke에 수학식 7을 대입한 것이다. 수학식 11에서 1/(s*Cy)는, 보상 커패시터부(162B)에 포함된 Y-커패시터의 임피던스를 나타낸다. Zcy,eff는 보상 커패시터부(162B)와 대전류 경로(111, 112)가 만나는 노드에서 보상 커패시터부(162B)를 향해 바라본 실효 Y-임피던스를 나타낸다. Equation 11 above is obtained by substituting Equation 7 for V choke . In Equation 11, 1/(s*C y ) represents the impedance of the Y-capacitor included in the compensation capacitor unit 162B. Z cy,eff represents the effective Y-impedance viewed toward the compensation capacitor unit 162B from the node where the compensation capacitor unit 162B and the high current paths 111 and 112 meet.

수학식 11을 참조하면, 실효 Y-임피던스 Zcy,eff는 Y-커패시터의 임피던스 1/(s*Cy)보다 ''배 감소된 효과를 가지는 것을 나타낸다. Referring to Equation 11, the effective Y-impedance Z cy,eff is ' than the impedance 1/(s*C y ) of the Y-capacitor. 'Indicates that it has a fold-reduced effect.

이는 제2 증폭부(132)(예: 제2 증폭부(132B)) 및 제2 보상부(160)(예: 제1 보상 변압기(161B) 및 보상 커패시터부(162B))에 의한 효과일 수 있다. 제2 증폭부(132) 및 제2 보상부(142)는, 피드백(feedback) 타입으로 대전류 경로로부터 노이즈 전류가 분기되도록 전류 보상(Icy)을 할 수 있고, 이는 Y-커패시턴스를 증가시키는 효과에 상응하는 효과를 주어, 노이즈를 효과적으로 그라운드(즉, 기준전위 1)로 인출할 수 있다(C boost type). This may be an effect of the second amplification unit 132 (e.g., second amplification unit 132B) and the second compensation unit 160 (e.g., first compensation transformer 161B and compensation capacitor unit 162B). there is. The second amplifier 132 and the second compensation unit 142 are of the feedback type and can provide current compensation (I cy ) so that the noise current is branched from the high current path, which has the effect of increasing the Y-capacitance. By giving a corresponding effect, noise can be effectively drawn to the ground (i.e., reference potential 1) (C boost type).

다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100B)는, Y-커패시터의 커패시턴스 Cy보다 ''배 증가된 실효 Y-커패시턴스 Cy,eff의 효과를 가질 수 있으므로(수학식 12), Y-커패시턴스만 존재할 때보다 노이즈 인출 효과를 증가시킬 수 있다. In other words, the active compensation device 100B according to an embodiment of the present invention has a capacitance C y of the Y-capacitor. 'Since it can have the effect of a twofold increase in effective Y-capacitance C y,eff (Equation 12), the noise extraction effect can be increased compared to when only Y-capacitance exists.

예를 들면, 상기 노이즈 인출 효과는 제1 증폭기(131B)의 전압 이득 G1, 제2 증폭기(132B)의 전압 이득 G2, 제1 보상 변압기(140B)의 권선비 Ninj1, 제2 보상 변압기(161B)의 권선비 Ninj2에 따라 조정될 수 있다. For example, the noise extraction effect is caused by the voltage gain G 1 of the first amplifier 131B, the voltage gain G 2 of the second amplifier 132B, the turns ratio N inj1 of the first compensation transformer 140B, and the second compensation transformer ( 161B) can be adjusted according to the turns ratio N inj2 .

예를 들면, 제1 보상 변압기(140B)에서 1차 측(141) 전선은 코어를 통과하고, 2차 측(142) 전선(즉, 대전류 경로(111, 112))은 코어를 통과하거나 한 번 감도록 형성할 수 있다. For example, in the first compensation transformer 140B, the primary side 141 wire passes through the core, and the secondary side 142 wire (i.e., high current path 111, 112) passes through the core or once. It can be formed to be wound.

도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 능동형 보상 장치의 구체적인 일 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100C-1, 100C-2, 100C-3)를 개략적으로 도시한 것이다. 4 to 6 are specific examples of the active compensation device shown in FIG. 3, and schematically show active compensation devices 100C-1, 100C-2, and 100C-3 according to an embodiment of the present invention. .

도 4에 도시된 일 실시예에 따른 보상 장치(100C-1)는, 센싱 변압기(120C), 제1 증폭기(131C), 제2 증폭기(132C), 제1 보상 변압기(140C-1), 제2 보상 변압기(161C), 보상 커패시터부(162C)를 포함할 수 있다. The compensation device 100C-1 according to an embodiment shown in FIG. 4 includes a sensing transformer 120C, a first amplifier 131C, a second amplifier 132C, a first compensation transformer 140C-1, and a first compensation transformer 140C-1. 2 It may include a compensation transformer (161C) and a compensation capacitor unit (162C).

도 5에 도시된 일 실시예에 따른 보상 장치(100C-2)는, 센싱 변압기(120C), 제1 증폭기(131C), 제2 증폭기(132C), 제1 보상 변압기(140C-2), 제2 보상 변압기(161C), 보상 커패시터부(162C)를 포함할 수 있다.The compensation device 100C-2 according to an embodiment shown in FIG. 5 includes a sensing transformer 120C, a first amplifier 131C, a second amplifier 132C, a first compensation transformer 140C-2, and a first compensation transformer 140C-2. 2 It may include a compensation transformer (161C) and a compensation capacitor unit (162C).

보상 장치(100C-1)는 제1 보상 변압기(140C-1)의 1차 측 전선 및 2차 측 대전류 경로(111, 112)가 코어를 통과하는 실시예를 나타낸 것으로, 권선비 Ninj1가 약 1 정도일 수 있다. The compensation device 100C-1 shows an embodiment in which the primary side wire and the secondary side large current paths 111 and 112 of the first compensation transformer 140C-1 pass through the core, and the turns ratio N inj1 is about 1. It may be to some extent.

보상 장치(100C-2)는, 제1 보상 변압기(140C-2)의 1차 측 전선은 코어를 통과하며 2차 측 대전류 경로(111, 112)는 코어를 한 번 감는 실시예를 나타낸 것으로, 권선비 Ninj1가 약 2 정도일 수 있다. The compensation device (100C-2) shows an embodiment in which the primary side wire of the first compensation transformer (140C-2) passes through the core and the secondary side large current paths (111, 112) wind the core once. The turns ratio N inj1 may be about 2.

도 4 및 도 5에서 센싱 변압기(120C), 제1 증폭기(131C), 제2 증폭기(132C), 제1 보상 변압기(140C-1, 140C-2), 제2 보상 변압기(161C), 보상 커패시터부(162C)는, 도 3에서 설명한 센싱 변압기(120B), 제1 증폭기(131B), 제2 증폭기(132B), 제1 보상 변압기(140B), 제2 보상 변압기(161B), 보상 커패시터부(162B)의 설명에 상응한다. 4 and 5, a sensing transformer (120C), a first amplifier (131C), a second amplifier (132C), a first compensation transformer (140C-1, 140C-2), a second compensation transformer (161C), and a compensation capacitor. The unit 162C includes the sensing transformer 120B, the first amplifier 131B, the second amplifier 132B, the first compensation transformer 140B, the second compensation transformer 161B, and the compensation capacitor unit ( Corresponds to the description in 162B).

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100C-1, 100C-2)에서, 센싱 변압기(120C)는, 제1 보상 변압기(140C-1, 140C-2) 및 제2 보상 변압기(161C)와 다른 종류의 소자일 수 있다. 4 and 5, in the active compensation device (100C-1, 100C-2) according to an embodiment of the present invention, the sensing transformer (120C) is the first compensation transformer (140C-1, 140C-2) ) and may be a different type of device from the second compensation transformer (161C).

예를 들면, 변압기 역할만 수행하는 제1 보상 변압기(140C-1, 140C-2) 및 제2 보상 변압기(161C)와는 달리, 센싱 변압기(120C)는, 대전류 경로(111, 112)에 해당하는 전력선이 감긴 CM 초크에 증폭부(131C, 132C) 측 전선이 덧감긴 형태일 수 있다. CM 초크는 수동 필터로써, 인덕턴스를 이용하여 노이즈 전류를 억제하는 역할을 할 수 있으며, 센싱 변압기(120C)는 상기 CM 초크에 단순히 2차 측 전선을 덧감음으로써 노이즈를 센싱할 수 있다. For example, unlike the first compensation transformer (140C-1, 140C-2) and the second compensation transformer (161C) that only perform the role of a transformer, the sensing transformer (120C) corresponds to the large current path (111, 112). The wires on the amplification unit (131C, 132C) may be wrapped around a CM choke with a power line wrapped around it. The CM choke is a passive filter that can suppress noise current using inductance, and the sensing transformer (120C) can sense noise by simply wrapping the secondary wire around the CM choke.

한편, 도 6에 도시된 일 실시예에 따른 보상 장치(100C-3)는, 센싱 변압기(120C), 제1 증폭기(131C), 제2 증폭기(132C), 제1 보상 변압기(140C-3), 제2 보상 변압기(161C), 보상 커패시터부(162C)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the compensation device 100C-3 according to an embodiment shown in FIG. 6 includes a sensing transformer 120C, a first amplifier 131C, a second amplifier 132C, and a first compensation transformer 140C-3. , it may include a second compensation transformer (161C) and a compensation capacitor unit (162C).

일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100C-3)는 대전류 경로(111, 112)에 공통 모드로 발생된 노이즈 전류 In 또는 노이즈 전압 Vn을 능동적으로 보상할 수 있다. The active compensation device 100C-3 according to an embodiment can actively compensate for the noise current I n or the noise voltage V n generated in the common mode in the large current paths 111 and 112.

능동형 보상 장치(100C-3)에 포함된 센싱 변압기(120C), 제1 증폭기(131C), 제2 증폭기(132C), 제1 보상 변압기(140C-3), 제2 보상 변압기(161C), 보상 커패시터부(162C)는, 도 3에서 설명한 센싱 변압기(120B), 제1 증폭기(131B), 제2 증폭기(132B), 제1 보상 변압기(140B), 제2 보상 변압기(161B), 보상 커패시터부(162B)의 설명에 상응할 수 있다. Sensing transformer (120C), first amplifier (131C), second amplifier (132C), first compensation transformer (140C-3), second compensation transformer (161C), compensation included in the active compensation device (100C-3) The capacitor unit 162C includes the sensing transformer 120B, the first amplifier 131B, the second amplifier 132B, the first compensation transformer 140B, the second compensation transformer 161B, and the compensation capacitor unit described in FIG. 3. It may correspond to the explanation in (162B).

일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100C-3)에서, 제1 보상 변압기(140C-3)는, 센싱 변압기(120C)에 대하여 제1 장치(300) 측인, 센싱 변압기(120C)(예: CM 초크)의 뒤에 배치될 수 있다. 제1 보상 변압기(140C-3)는, CM 초크와 제1 장치(300) 사이의 대전류 경로(111, 112) 상에 보상 전압(Vinj1)을 발생시킬 수 있다. In the active compensation device 100C-3 according to an embodiment, the first compensation transformer 140C-3 is connected to the sensing transformer 120C (e.g., CM), which is on the first device 300 side with respect to the sensing transformer 120C. Can be placed behind the chalk). The first compensation transformer 140C-3 may generate a compensation voltage (V inj1 ) on the high current paths 111 and 112 between the CM choke and the first device 300.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100D)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한다. 이하에서는 도 3을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.Figure 7 schematically shows the configuration of a system including an active compensation device 100D according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of content that overlaps with the content described with reference to FIG. 3 will be omitted.

도 7을 참조하면 능동형 보상 장치(100D)는 제1 장치(300D)와 연결되는 대전류 경로(111D, 112D, 113D) 각각에 공통 모드로 입력되는 노이즈 전류 In을 능동적으로 보상할 수 있다. Referring to FIG. 7, the active compensation device 100D can actively compensate for the noise current I n input in common mode to each of the high current paths 111D, 112D, and 113D connected to the first device 300D.

이를 위해 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100D)는 세 개의 대전류 경로(111D, 112D, 113D), 센싱 변압기(120D), 제1 증폭부(131D), 제2 증폭부(132D), 제1 증폭부(131D)의 출력 측에 배치된 제1 보상 변압기(140D), 제2 증폭부(132D)의 출력 측에 배치된 제2 보상 변압기(161D)와 보상 커패시터부(162D)를 포함할 수 있다. To this end, the active compensation device (100D) according to another embodiment of the present invention includes three high current paths (111D, 112D, 113D), a sensing transformer (120D), a first amplifier (131D), and a second amplifier (132D). ), a first compensation transformer (140D) disposed on the output side of the first amplification unit (131D), a second compensation transformer (161D) and a compensation capacitor unit (162D) disposed on the output side of the second amplification unit (132D) may include.

도 3에서 설명한 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100B)와 대비하여 살펴보면, 도 7에 도시된 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100D)는 세 개의 대전류 경로(111D, 112D, 113D)를 포함하고, 이에 따라 센싱 변압기(120D), 제1 보상 변압기(140D) 및 보상 커패시터부(162D)의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 능동형 보상 장치(100D)에 대해 설명한다. In contrast to the active compensation device 100B according to the embodiment described in FIG. 3, the active compensation device 100D according to the embodiment shown in FIG. 7 includes three large current paths 111D, 112D, and 113D, Accordingly, there is a difference between the sensing transformer 120D, the first compensation transformer 140D, and the compensation capacitor unit 162D. Therefore, the following will describe the active compensation device (100D) focusing on the above-mentioned differences.

능동형 보상 장치(100D)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111D), 제2 대전류 경로(112D) 및 제3 대전류 경로(113D)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111D)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112D)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113D)는 T상의 전력선일 수 있다. 노이즈 전류 In은 제1 대전류 경로(111D), 제2 대전류 경로(112D) 및 제3 대전류 경로(113D) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.The active compensation device 100D may include a first large current path 111D, a second large current path 112D, and a third large current path 113D that are distinct from each other. According to one embodiment, the first high-current path 111D may be an R-phase power line, the second high-current path 112D may be an S-phase power line, and the third high-current path 113D may be a T-phase power line. The noise current I n may be input in common mode to each of the first large current path 111D, the second large current path 112D, and the third large current path 113D.

센싱 변압기(120D)의 1차 측(121D)은 제1 대전류 경로(111D), 제2 대전류 경로(112D) 및 제3 대전류 경로(113D) 각각에 배치되어, 2차 측(122D)에 유도 전압 Vsen를 생성할 수 있다. 세 개의 대전류 경로(111D, 112D, 113D) 상의 노이즈 전류 In에 의해 센싱 변압기(120D)에 생성되는 자속 밀도는 서로 보강될 수 있다. The primary side (121D) of the sensing transformer (120D) is disposed in each of the first large current path (111D), the second large current path (112D), and the third large current path (113D), and an induced voltage is applied to the secondary side (122D). V sen can be generated. The magnetic flux density generated in the sensing transformer (120D) by the noise current I n on the three large current paths (111D, 112D, and 113D) can be mutually reinforced.

한편 능동형 보상 장치(100D)에서 제1, 2 증폭부(131D, 132D)는, 증폭부(131B, 132B)에 상응한다. 예를 들면 센싱 변압기(120D)의 2차 측(122D) 전선은, 제1 증폭부(131D) 및 제2 증폭부(132D) 각각에 병렬로 연결될 수 있다. 센싱 변압기(120D)의 2차 측(122D)에 유도된 전압 Vsen은 제1 증폭부(131D) 및 제2 증폭부(132D)의 입력 전압이 된다. 제1 증폭부(131D)는 상기 입력 전압에 기초하여 증폭 전압 V1을 출력하고, 제2 증폭부(132D)는 상기 입력 전압에 기초하여 증폭 전압 V2를 출력할 수 있다. Meanwhile, in the active compensation device 100D, the first and second amplification units 131D and 132D correspond to the amplification units 131B and 132B. For example, the secondary side (122D) wire of the sensing transformer (120D) may be connected in parallel to each of the first amplification unit (131D) and the second amplification unit (132D). The voltage V sen induced in the secondary side (122D) of the sensing transformer (120D) becomes the input voltage of the first amplification unit (131D) and the second amplification unit (132D). The first amplification unit 131D may output an amplification voltage V 1 based on the input voltage, and the second amplification unit 132D may output an amplification voltage V 2 based on the input voltage.

상기 V1은 제1 보상 변압기(140D)의 입력 전압, 즉 제1 보상 변압기(140D)의 1차 측(141D) 전압이 될 수 있다. 상기 V2는 제2 보상 변압기(161D)의 입력 전압, 즉 제2 보상 변압기(161D)의 1차 측 전압이 될 수 있다. The V 1 may be the input voltage of the first compensation transformer 140D, that is, the voltage of the primary side 141D of the first compensation transformer 140D. The V 2 may be the input voltage of the second compensation transformer 161D, that is, the primary side voltage of the second compensation transformer 161D.

한편 제1 보상 변압기(140D)의 2차 측(142D)은, 제1 대전류 경로(111D), 제2 대전류 경로(112D) 및 제3 대전류 경로(113D) 각각에 배치될 수 있다. 제1 보상 변압기(140D)는, 제1 증폭부(131D)에서 출력된 1차 측(141D) 전압(V1)에 기초하여, 2차 측(142D)인 세 개의 대전류 경로(111D, 112D, 113D) 각각에 직렬로 보상 전압 Vinj1을 생성할 수 있다. Meanwhile, the secondary side 142D of the first compensation transformer 140D may be disposed in each of the first high current path 111D, the second high current path 112D, and the third high current path 113D. The first compensation transformer (140D) is based on the primary side (141D) voltage (V 1 ) output from the first amplifier (131D), and three high current paths (111D, 112D, 111D, 112D, 113D) A compensation voltage V inj1 can be generated in series for each.

한편 제2 보상 변압기(161D) 및 보상 커패시터부(162D)는 제2 보상부(160D)에 포함되며, 제2 증폭부(132D)의 출력 전압인 V2는 제2 보상부(160D)의 입력 전압, 즉 제2 보상 변압기(161D)의 1차 측(141D) 전압이 될 수 있다. 제2 보상 변압기(161D)는, 1차 측 전압(V2)에 기초하여, 2차 측에 유도 전압 V3을 생성할 수 있다. Meanwhile, the second compensation transformer 161D and the compensation capacitor unit 162D are included in the second compensation unit 160D, and V 2 , the output voltage of the second amplification unit 132D, is the input of the second compensation unit 160D. It may be the voltage, that is, the voltage of the primary side (141D) of the second compensation transformer (161D). The second compensation transformer 161D may generate an induced voltage V 3 on the secondary side based on the primary side voltage V 2 .

제2 보상 변압기(161D)의 2차 측은 보상 커패시터부(162D)와 보상 장치(100D)의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로상에 배치될 수 있다. The secondary side of the second compensation transformer 161D may be placed on a path connecting the compensation capacitor unit 162D and the reference potential (reference potential 1) of the compensation device 100D.

보상 커패시터부(162D)는, 일 단이 제2 보상 변압기(161D)의 2차 측과 연결되고, 타 단이 대전류 경로(111D, 112D, 113D) 각각에 연결되는 세 개의 Y-커패시터(Y-capacitor, Y-cap)를 포함한다. The compensation capacitor unit 162D includes three Y-capacitors (Y-), one end of which is connected to the secondary side of the second compensation transformer 161D, and the other end of which is connected to each of the high current paths 111D, 112D, and 113D. capacitor, Y-cap).

보상 커패시터부(150D)는 제2 보상 변압기(161D)의 2차 측 유도 전압 V3에 기초하여 제1 대전류 경로(111D), 제2 대전류 경로(112D) 및 제3 대전류 경로(113D) 각각으로부터 보상 전류 Ic가 기준전위 1로 인출되게 한다. The compensation capacitor unit 150D is supplied from each of the first large current path 111D, the second large current path 112D, and the third large current path 113D based on the secondary side induced voltage V 3 of the second compensation transformer 161D. The compensation current I c is drawn to the reference potential of 1.

이와 같은 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100D)는 3상 3선의 전력 시스템의 전력선 상의 공통 모드 노이즈에 대한 전압 보상 및 전류 보상을 동시에 수행할 수 있다. The active compensation device 100D according to this embodiment can simultaneously perform voltage compensation and current compensation for common mode noise on the power line of a three-phase, three-wire power system.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100E)를 포함하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한다. 이하에서는 도 3을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략한다.Figure 8 schematically shows the configuration of a system including an active compensation device 100E according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of content that overlaps with the content described with reference to FIG. 3 will be omitted.

도 7을 참조하면 능동형 보상 장치(100E)는 제1 장치(300E)와 연결되는 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E) 각각에 공통 모드로 입력되는 노이즈 전류 In을 능동적으로 보상할 수 있다. Referring to FIG. 7, the active compensation device 100E can actively compensate for the noise current I n input in common mode to each of the high current paths 111E, 112E, 113E, and 114E connected to the first device 300E. .

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100E)는 네 개의 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E), 센싱 변압기(120E), 제1 증폭부(131E), 제2 증폭부(132E), 제1 증폭부(131E)의 출력 측에 배치된 제1 보상 변압기(140E), 제2 증폭부(132E)의 출력 측에 배치된 제2 보상 변압기(161E)와 보상 커패시터부(162E)를 포함할 수 있다. To this end, the active compensation device (100E) according to an embodiment of the present invention includes four large current paths (111E, 112E, 113E, 114E), a sensing transformer (120E), a first amplifier (131E), and a second amplifier ( 132E), a first compensation transformer 140E disposed on the output side of the first amplifier 131E, a second compensation transformer 161E and a compensation capacitor portion 162E disposed on the output side of the second amplifier 132E. ) may include.

도 3에서 설명한 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100B)와 대비하여 살펴보면, 도 8에 도시된 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100E)는 네 개의 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E)를 포함하고, 이에 따라 센싱 변압기(120E), 제1 보상 변압기(140E) 및 보상 커패시터부(162E)의 차이점이 있다. 따라서 이하에서는 상술한 차이점을 중심으로 능동형 보상 장치(100E)에 대해 설명한다. In contrast to the active compensation device 100B according to the embodiment described in FIG. 3, the active compensation device 100E according to the embodiment shown in FIG. 8 includes four large current paths 111E, 112E, 113E, and 114E. And, accordingly, there is a difference between the sensing transformer 120E, the first compensation transformer 140E, and the compensation capacitor unit 162E. Therefore, hereinafter, the active compensation device 100E will be described focusing on the above-mentioned differences.

능동형 보상 장치(100E)는 서로 구분되는 제1 대전류 경로(111E), 제2 대전류 경로(112E), 제3 대전류 경로(113E), 및 제4 대전류 경로(114E)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 대전류 경로(111E)는 R상, 상기 제2 대전류 경로(112E)는 S상, 상기 제3 대전류 경로(113E)는 T상, 상기 제4 대전류 경로(114E)는 N상의 전력선일 수 있다. 노이즈 전류 In은 제1, 2, 3, 4 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E) 각각에 공통 모드로 입력될 수 있다.The active compensation device 100E may include a first large current path 111E, a second large current path 112E, a third large current path 113E, and a fourth large current path 114E that are distinct from each other. According to one embodiment, the first large current path 111E is the R phase, the second large current path 112E is the S phase, the third large current path 113E is the T phase, and the fourth large current path 114E is the T phase. may be an N-phase power line. The noise current I n may be input in common mode to each of the first, second, third, and fourth large current paths (111E, 112E, 113E, and 114E).

센싱 변압기(120E)의 1차 측(121E)은 제1 대전류 경로(111E), 제2 대전류 경로(112E), 제3 대전류 경로(113E), 및 제4 대전류 경로(114E) 각각에 배치되어, 2차 측(122E)에 유도 전압 Vsen를 생성할 수 있다. 네 개의 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E) 상의 노이즈 전류 In에 의해 센싱 변압기(120E)에 생성되는 자속 밀도는 서로 보강될 수 있다. The primary side 121E of the sensing transformer 120E is disposed in each of the first large current path 111E, the second large current path 112E, the third large current path 113E, and the fourth large current path 114E, An induced voltage V sen can be generated on the secondary side (122E). The magnetic flux density generated in the sensing transformer 120E by the noise current I n on the four large current paths 111E, 112E, 113E, and 114E can be mutually reinforced.

한편 능동형 보상 장치(100E)에서 제1, 2 증폭부(131E, 132E)는, 증폭부(131B, 132B)에 상응한다. 예를 들면 센싱 변압기(120E)의 2차 측(122E) 전선은, 제1 증폭부(131E) 및 제2 증폭부(132E) 각각에 병렬로 연결될 수 있다. 센싱 변압기(120E)의 2차 측(122E)에 유도된 전압 Vsen은 제1 증폭부(131E) 및 제2 증폭부(132E)의 입력 전압이 된다. 제1 증폭부(131E)는 상기 입력 전압에 기초하여 증폭 전압 V1을 출력하고, 제2 증폭부(132E)는 상기 입력 전압에 기초하여 증폭 전압 V2를 출력할 수 있다. Meanwhile, in the active compensation device 100E, the first and second amplification units 131E and 132E correspond to the amplification units 131B and 132B. For example, the secondary side (122E) wire of the sensing transformer (120E) may be connected in parallel to each of the first amplification unit (131E) and the second amplification unit (132E). The voltage V sen induced in the secondary side 122E of the sensing transformer 120E becomes the input voltage of the first amplifier 131E and the second amplifier 132E. The first amplifier 131E may output an amplified voltage V 1 based on the input voltage, and the second amplifier 132E may output an amplified voltage V 2 based on the input voltage.

상기 V1은 제1 보상 변압기(140E)의 입력 전압, 즉 제1 보상 변압기(140E)의 1차 측(141E) 전압이 될 수 있다. 상기 V2는 제2 보상 변압기(161E)의 입력 전압, 즉 제2 보상 변압기(161E)의 1차 측 전압이 될 수 있다. The V 1 may be the input voltage of the first compensation transformer 140E, that is, the voltage of the primary side 141E of the first compensation transformer 140E. The V 2 may be the input voltage of the second compensation transformer 161E, that is, the primary side voltage of the second compensation transformer 161E.

한편 제1 보상 변압기(140E)의 2차 측(142E)은, 제1 대전류 경로(111E), 제2 대전류 경로(112E), 제3 대전류 경로(113E), 및 제4 대전류 경로(114E) 각각에 배치될 수 있다. 제1 보상 변압기(140E)는, 제1 증폭부(131E)에서 출력된 1차 측(141E) 전압(V1)에 기초하여, 2차 측(142E)인 네 개의 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E) 각각에 직렬로 보상 전압 Vinj1을 생성할 수 있다. Meanwhile, the secondary side 142E of the first compensation transformer 140E includes a first large current path 111E, a second large current path 112E, a third large current path 113E, and a fourth large current path 114E, respectively. can be placed in The first compensation transformer 140E is based on the primary side (141E) voltage (V 1 ) output from the first amplifier 131E, and four high current paths 111E, 112E, which are the secondary side 142E, 113E, 114E), a compensation voltage V inj1 can be generated in series for each.

한편 제2 보상 변압기(161E) 및 보상 커패시터부(162E)는 제2 보상부(160E)에 포함되며, 제2 증폭부(132E)의 출력 전압인 V2는 제2 보상부(160E)의 입력 전압, 즉 제2 보상 변압기(161E)의 1차 측(141E) 전압이 될 수 있다. 제2 보상 변압기(161E)는, 1차 측 전압(V2)에 기초하여, 2차 측에 유도 전압 V3을 생성할 수 있다. Meanwhile, the second compensation transformer 161E and the compensation capacitor unit 162E are included in the second compensation unit 160E, and V 2 , the output voltage of the second amplification unit 132E, is the input of the second compensation unit 160E. It may be the voltage, that is, the voltage of the primary side (141E) of the second compensation transformer (161E). The second compensation transformer 161E may generate an induced voltage V 3 on the secondary side based on the primary side voltage V 2 .

제2 보상 변압기(161E)의 2차 측은 보상 커패시터부(162E)와 보상 장치(100E)의 기준전위(기준전위 1)를 연결하는 경로상에 배치될 수 있다. The secondary side of the second compensation transformer 161E may be placed on a path connecting the compensation capacitor unit 162E and the reference potential (reference potential 1) of the compensation device 100E.

보상 커패시터부(162E)는, 일 단이 제2 보상 변압기(161E)의 2차 측과 연결되고, 타 단이 대전류 경로(111E, 112E, 113E, 114E) 각각에 연결되는 네 개의 Y-커패시터(Y-capacitor, Y-cap)를 포함한다. The compensation capacitor unit 162E includes four Y-capacitors ( Includes Y-capacitor, Y-cap).

보상 커패시터부(150E)는 제2 보상 변압기(161E)의 2차 측 유도 전압 V3에 기초하여 제1 대전류 경로(111E), 제2 대전류 경로(112E), 제3 대전류 경로(113E), 및 제4 대전류 경로(114E) 각각으로부터 보상 전류 Ic가 기준전위 1로 인출되게 한다. The compensation capacitor unit 150E includes a first large current path 111E , a second large current path 112E, a third large current path 113E, and The compensation current I c is drawn to the reference potential 1 from each of the fourth large current paths 114E.

이와 같은 실시예에 따른 능동형 보상 장치(100E)는 3상 4선의 전력 시스템의 전력선 상의 공통 모드 노이즈에 대한 전압 보상 및 전류 보상을 동시에 수행할 수 있다. The active compensation device 100E according to this embodiment can simultaneously perform voltage compensation and current compensation for common mode noise on the power line of a three-phase, four-wire power system.

다양한 실시예에 따른 능동형 보상 장치는, CM 초크만 단독으로 사용하는 경우와는 달리, 고전력용으로 이용되더라도, 크기의 증가 정도나 가격의 증가 정도가 미미할 수 있다. Unlike the case where only the CM choke is used, the active compensation device according to various embodiments may have only a small increase in size or price even if it is used for high power.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동형 보상 장치는, 대전류 경로(예: 전력선)로부터 전기적으로 절연되는 구조이므로, 증폭부(130)에 포함된 소자들을 EOS(electrical overstress)로부터 보호할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 증폭부(130)는, 전력선으로부터 절연되므로, 제어 보드에 사용되는 DC 저전압(예: 제3 장치(400), 48V 이내)을 이용할 수 있다. 따라서, 증폭부(130)는, 별도의 전력 변환 회로가 필요하지 않다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 능동형 보상 장치는, 전원 공급 장치(예: 제2 장치(200))의 기준전위(기준전위 1)와 상관없이, 증폭부(130)를 구성하기 위해 정격 전압이 낮은 소자들을 사용할 수 있다. In addition, the active compensation device according to various embodiments of the present invention has a structure that is electrically insulated from a high current path (e.g., a power line), so the elements included in the amplification unit 130 can be protected from electrical overstress (EOS). . For example, since the amplifier 130 according to various embodiments of the present invention is insulated from the power line, it can use DC low voltage (e.g., third device 400, within 48V) used in the control board. Therefore, the amplifier 130 does not require a separate power conversion circuit. In addition, the active compensation device according to various embodiments of the present invention is rated to configure the amplification unit 130, regardless of the reference potential (reference potential 1) of the power supply device (e.g., the second device 200). Elements with low voltage can be used.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are examples and do not limit the scope of the present invention in any way. For the sake of brevity of the specification, descriptions of conventional electronic components, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connections or connection members of lines between components shown in the drawings exemplify functional connections and/or physical or circuit connections, and in actual devices, various functional connections or physical connections may be replaced or added. Can be represented as connections, or circuit connections. Additionally, if there is no specific mention such as “essential,” “important,” etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all scopes equivalent to or equivalently changed from the scope of the claims are within the scope of the spirit of the present invention. It will be said to belong to

Claims (1)

제1 장치와 연결되는 적어도 둘 이상의 대전류 경로 각각에 공통 모드(Common Mode)로 발생하는 노이즈를 능동적으로 보상하는 능동형 보상 장치에 있어서,
제2 장치에 의해 공급되는 대전류를 상기 제1 장치에 전달하는 적어도 둘 이상의 대전류 경로;
상기 대전류 경로 상의 공통 모드 노이즈 전류를 센싱하여 노이즈 전류에 대응되는 출력 신호를 생성하는 센싱부;
상기 센싱부의 출력 신호를 증폭하여 제1 증폭 전압 및 제2 증폭 전압을 생성하는 증폭부;
상기 제1 증폭 전압에 기초하여 상기 대전류 경로 상에 보상 전압을 발생시키는 제1 보상부; 및
상기 제2 증폭 전압에 기초하여 상기 대전류 경로로부터 보상 전류를 분기시켜 인출시키는 제2 보상부;를 포함하는, 능동형 보상 장치.
In the active compensation device that actively compensates for noise occurring in common mode in each of at least two large current paths connected to the first device,
at least two high current paths for transmitting a large current supplied by a second device to the first device;
a sensing unit that senses the common mode noise current on the high current path and generates an output signal corresponding to the noise current;
an amplification unit that amplifies the output signal of the sensing unit to generate a first amplification voltage and a second amplification voltage;
a first compensation unit that generates a compensation voltage on the high current path based on the first amplification voltage; and
An active compensation device comprising; a second compensation unit that branches and draws compensation current from the large current path based on the second amplified voltage.
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