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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-08
(45)【発行日】2024-10-17
(54)【発明の名称】電磁波ノイズデータを提供するアクティブ補償装置
(51)【国際特許分類】
H02M 1/12 20060101AFI20241009BHJP
【ＦＩ】
H02M1/12
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023551793
(86)(22)【出願日】2022-06-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-29
(86)【国際出願番号】 KR2022007883
(87)【国際公開番号】W WO2022255828
(87)【国際公開日】2022-12-08
【審査請求日】2023-08-24
(31)【優先権主張番号】10-2021-0073037
(32)【優先日】2021-06-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0129812
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】521451086
【氏名又は名称】イーエム コアーテック
【氏名又は名称原語表記】ＥＭ ＣＯＲＥＴＥＣＨ
【住所又は居所原語表記】１０６－５０４－１， ５０， ＵＮＩＳＴ－ｇｉｌ， Ｅｏｎｙａｎｇ－ｅｕｐ Ｕｌｊｕ－ｇｕｎ Ｕｌｓａｎ ４４９１９ Ｋｏｒｅａ
(73)【特許権者】
【識別番号】515351884
【氏名又は名称】ユニスト（ウルサン ナショナル インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー）
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】キム ジングク
(72)【発明者】
【氏名】ジョン サンヨン
【審査官】安池 一貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１４９６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１８５６２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２２－５２９９３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０５９１８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６５４６０５７（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ １／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれにコモンモードで発生するノイズをアクティブに補償するアクティブ補償装置において、前記大電流経路上のコモンモードノイズ信号に対応する出力信号を生成するセンシング部と、
前記出力信号から増幅された増幅信号を出力する増幅部、及び前記出力信号からデジタル変換されたノイズデータを出力するデジタル回路部を含むＩＣ部と、
前記増幅信号に基づいて、前記大電流経路から補償電流を引き出し、又は前記大電流経路上に補償電圧を発生する補償部と、を含み、
前記ノイズデータは、外部装置に提供される、アクティブ補償装置。
【請求項2】
前記ＩＣ部は、１つのＩＣチップからなり、前記１つのＩＣチップは、
前記センシング部の出力信号の入力を受ける入力端子と、前記増幅信号を出力する第１出力端子と、前記ノイズデータを出力する第２出力端子とを含む、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
【請求項3】
前記デジタル回路部は、アナログデジタル変換部と、
前記出力信号の入力を受け、前記アナログデジタル変換部に使用可能な低電圧アナログ信号に減衰させる入力バッファと、を含む、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
【請求項4】
前記ＩＣ部は、前記アナログデジタル変換部の内部回路を制御するためのクロック信号を独自に生成するための電圧制御発振器をさらに含む、請求項３に記載のアクティブ補償装置。
【請求項5】
前記ＩＣ部は、前記デジタル回路部で生成されたデジタル信号又は前記ノイズデータに基づいて、前記増幅部の動作を制御する、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
【請求項6】
前記ＩＣ部は、前記増幅部の入力信号をデジタル変換して第１ノイズデータを生成する第１デジタル回路部と、前記増幅部の出力信号をデジタル変換して第２ノイズデータを生成する第２デジタル回路部とを含む、請求項１に記載のアクティブ補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、アクティブ補償装置に関し、２つの装置を接続する２つ以上の大電流経路上にコモンモードで発生するノイズ電流及び／又はノイズ電圧を補償するアクティブ補償装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、家電用、産業用電気製品や電気自動車などの電気機器は動作中にノイズを放出する。例えば、電子機器内で電力変換装置のスイッチング動作によりノイズが電力線を介して放出されることもある。このようなノイズを放置すると、人体に有害であるだけではなく、周辺部品及び他の電子機器に誤動作又は故障を引き起こす。このように、電子機器が他の機器に及ぼす電磁障害をＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）といい、とりわけ、ワイヤ及び基板配線を経由して伝達されるノイズを伝導放出（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ，ＣＥ）ノイズという。
【0003】
電子機器が周辺部品及び他の機器に故障を引き起こすことなく動作させるために、全ての電気製品においてＥＭＩノイズ放出量を厳格に規制している。よって、ほとんどの電気製品は、ノイズ放出量に対する規制を満たすために、ＥＭＩノイズ電流を低減するノイズ低減装置（例：ＥＭＩフィルタ）を必須に含む。例えば、エアコンなどの白物家電、電気自動車、航空、エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＳＳ）などにおいて、ＥＭＩフィルタが必須に含まれる。従来のＥＭＩフィルタは、伝導放出（ＣＥ）ノイズのうちのコモンモード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ，ＣＭ）ノイズを低減するために、コモンモードチョーク（ＣＭ ｃｈｏｋｅ）を用いる。コモンモード（ＣＭ）チョークは、パッシブフィルタであって、コモンモードノイズ電流を抑制する役割を果たす。
【0004】
一方、高電力／高電流システムにおいて、コモンモードチョークの磁気飽和を防止し、ノイズ低減性能を維持するためには、コモンモードチョークのサイズを大きくするか個数を増やさなければならない。それにより、高電力製品のためのＥＭＩフィルタの大きさと価格が大幅に増加するという問題が生じた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、上述のようなパッシブＥＭＩフィルタの欠点を克服するために、増幅器を経て生成された電流／電圧でノイズを補償するアクティブＥＭＩフィルタの開発に対する関心が増加している。
【0006】
ところで、既存のアクティブＥＭＩフィルタの場合、電流／電圧の補償でＥＭＩノイズを補償するだけであり、前記ノイズに関する情報を収集することが根本的に困難である。
【0007】
本発明は、上記問題を改善するためになされたものであり、ＥＭＩノイズに関する情報をデジタルノイズデータとして提供できるアクティブ補償装置を提供することを目的とする。
【0008】
しかし、上記課題は例示的なものであり、本発明の範囲はそれに限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施形態による少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれにコモンモードで発生するノイズをアクティブに補償するアクティブ補償装置は、前記大電流経路上のコモンモードノイズ信号に対応する出力信号を生成するセンシング部と、前記出力信号から増幅された増幅信号を出力する増幅部と、及び前記出力信号からデジタル変換されたノイズデータを出力するデジタル回路部を含むＩＣ部と、前記増幅信号に基づいて、前記大電流経路から補償電流を引き出すか、又は前記大電流経路上に補償電圧を発生する補償部とを含み、前記ノイズデータは、外部装置に提供されるようにしてもよい。
【0010】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、１つのＩＣチップからなり、前記１つのＩＣチップは、前記センシング部の出力信号の入力を受ける入力端子と、前記増幅信号を出力する第１出力端子と、前記ノイズデータを出力する第２出力端子とを含むようにしてもよい。
【0011】
一実施形態によれば、前記デジタル回路部は、アナログデジタル変換部と、前記出力信号の入力を受け、前記アナログデジタル変換部に使用可能な低電圧アナログ信号に減衰させる入力バッファとを含むようにしてもよい。
【0012】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、前記アナログデジタル変換部の内部回路を制御するためのクロック信号を独自に生成するための電圧制御発振器をさらに含むようにしてもよい。
【0013】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、前記デジタル回路部で生成されたデジタル信号又は前記ノイズデータに基づいて、前記増幅部の動作を制御するようにしてもよい。
【0014】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、前記増幅部の入力信号をデジタル変換して第１ノイズデータを生成する第１デジタル回路部と、前記増幅部の出力信号をデジタル変換して第２ノイズデータを生成する第２デジタル回路部とを含むようにしてもよい。
【0015】
上記以外の他の態様、特徴、利点は、添付の図面、特許請求の範囲、及び以下の発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明の効果】
【0016】
上述のように構成される本発明の様々な実施形態によれば、アクティブＥＭＩフィルタを用いて、ＥＭＩノイズを相殺すると共に、ＥＭＩノイズデータを収集することができる。
【0017】
本発明の様々な実施形態によれば、アクティブＥＭＩフィルタからノイズデータを抽出及び収集し、様々な用途に活用することができる。例えば、本発明の実施形態によるアクティブＥＭＩフィルタから出力されたノイズデータは、状態変化又は非常状況の監視のためにモニタすることができる。また、ノイズデータは、ビックデータ処理に活用することができる。
【0018】
もちろん、本発明の範囲がこのような効果に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態によるアクティブ補償装置１００を含むシステムの構成を概略的に示す図である。
【図3】本発明の様々な実施形態によるＩＣ部５００の具体的な一例を示す図である。
【図4】一実施形態における入力バッファ５１０の一例として入力バッファ５１０－１を示す図である。
【図5】一実施形態における入力バッファ５１０の他の一例として入力バッファ５１０－２を示す図である。
【図6】一実施形態におけるアナログデジタル変換部５２０の一例を示す図である。
【図9】本発明の他の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ｃを概略的に示す図である。
【図10】本発明のさらに他の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ｄを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の一実施形態による少なくとも２つ以上の大電流経路のそれぞれにコモンモードで発生するノイズをアクティブに補償するアクティブ補償装置は、前記大電流経路上のコモンモードノイズ信号に対応する出力信号を生成するセンシング部と、前記出力信号から増幅された増幅信号を出力する増幅部と、前記出力信号からデジタル変換されたノイズデータを出力するデジタル回路部を含むＩＣ部と、前記増幅信号に基づいて、前記大電流経路から補償電流を引き出すか、又は前記大電流経路上に補償電圧を発生する補償部と、を含み、前記ノイズデータは、外部装置に提供されるようにしてもよい。
【0021】
本発明は、様々な変形を加えることができ、様々な実施形態を有するので、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明する。本発明の効果及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述する実施形態を参照することによって明らかになるであろう。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、様々な形態で実現することができる。
【0022】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明するが、図面を参照して説明するにあたり、同一又は対応する構成要素には同一の図面符号を付し、それについての重複する説明は省略する。
【0023】
以下の実施形態において、第１、第２などの用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で用いられている。
【0024】
以下の実施形態において、単数の表現には、文脈上明らかに他の意味を表さない限り、複数の表現が含まれる。
【0025】
以下の実施形態において、「含む」や「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴又は構成要素が存在することを意味するものであり、１つ以上の他の特徴又は構成要素が付加される可能性を予め排除するものではない。
【0026】
図面においては、説明の便宜のために、構成要素の大きさが誇張又は縮小されることがある。例えば、図面に示す各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意に示しているので、本発明は必ずしも図示のものに限定されるものではない。
【0027】
以下の実施形態において、構成要素、部、ブロック、モジュールなどが接続されているとは、構成要素、部、ブロック、モジュールが直接接続されている場合だけではなく、構成要素、部、ブロック、モジュールの中間に他の構成要素、部、ブロック、モジュールが介在して間接的に接続されている場合も含む。
【0028】
図１は本発明の一実施形態によるアクティブ補償装置１００を含むシステムの構成を概略的に示す図である。アクティブ補償装置１００は、第１装置３００から２つ以上の大電流経路１１１、１１２上でコモンモード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ，ＣＭ）で発生するノイズ電流Ｉｎ（例：ＥＭＩノイズ電流）及び／又はノイズ電圧（例：ＥＭＩノイズ電圧）をアクティブに補償することができる。
【0029】
図１を参照すると、アクティブ補償装置１００は、センシング部１２０、ＩＣ部５００及び補償部１４０を含んでもよい。
【0030】
本明細書において、第１装置３００は、第２装置２００が供給する電源を使用する様々な形態の装置であることができる。例えば、第１装置３００は、第２装置２００が供給する電源を用いて駆動される負荷であってもよい。また、第１装置３００は、第２装置２００が供給する電源を用いてエネルギーを貯蔵し、貯蔵されたエネルギーを用いて駆動される負荷（例えば、電気自動車）であってもよい。ただし、それに限定されるものではない。
【0031】
本明細書において、第２装置２００は、第１装置３００に電源を電流及び／又は電圧の形態で供給するための様々な形態の装置であることができる。例えば、第２装置２００は、電源を生産して供給する装置であってもよく、他の装置により生産された電源を供給する装置（例えば、電気自動車充電装置）であってもよい。もちろん、第２装置２００は、貯蔵されたエネルギーを供給する装置であってもよい。ただし、それに限定されるものではない。第１装置３００側には、電力変換装置が位置してもよい。一例として、前記電力変換装置のスイッチング動作により、コモンモードのノイズ電流Ｉｎが大電流経路１１１、１１２上に発生し得る。他の例として、第１装置３００側から漏れたノイズ電流がグランド（例：基準電位１）を経由して第２装置２００を介して大電流経路１１１、１１２に流入することにより、ノイズ電流Ｉｎが発生し得る。
【0032】
大電流経路１１１、１１２上に同一方向に発生するノイズ電流Ｉｎをコモンモードノイズ電流といえる。また、コモンモードノイズ電圧Ｖｎは、大電流経路１１１、１１２間で発生する電圧ではなく、グランド（例：基準電位１）と大電流経路１１１、１１２との間で発生する電圧であってもよい。
【0033】
例えば、第１装置３００側は、ノイズソースに対応するものであってもよく、第２装置２００側は、ノイズレシーバに対応するものであってもよい。
【0034】
２つ以上の大電流経路１１１、１１２は、第２装置２００により供給される電源、すなわち大電流Ｉ２１、Ｉ２２を第１装置３００に伝達する経路であってもよいが、例えば電力線であってもよい。例えば、２つ以上の大電流経路１１１、１１２のそれぞれは、ライブライン（Ｌｉｖｅ ｌｉｎｅ）とニュートラルライン（Ｎｅｕｔｒａｌ ｌｉｎｅ）であってもよい。大電流経路１１１、１１２の少なくとも一部は、補償装置１００を通過することができる。大電流Ｉ２１、Ｉ２２は、第２周波数帯域の周波数を有する交流電流であってもよい。第２周波数帯域は、例えば５０Ｈｚ～６０Ｈｚ帯域であってもよい。
【0035】
また、２つ以上の大電流経路１１１、１１２は、第１装置３００側からノイズ電流Ｉｎが第２装置２００に伝達される経路であってもよい。あるいは、グランド（例：基準電位１）に対してノイズ電圧Ｖｎが発生する経路であってもよい。
【0036】
ノイズ電流Ｉｎ又はノイズ電圧Ｖｎは、２つ以上の大電流経路１１１、１１２のそれぞれに対してコモンモード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ）で入力されてもよい。ノイズ電流Ｉｎは、様々な原因により第１装置３００において意図せず発生する電流であってもよい。例えば、ノイズ電流Ｉｎは、第１装置３００と周辺環境間の寄生キャパシタンス（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）によるノイズ電流であってもよい。あるいは、ノイズ電流Ｉｎは、第１装置３００の電力変換装置のスイッチング動作により発生するノイズ電流であってもよい。ノイズ電流Ｉｎ及びノイズ電圧Ｖｎは、第１周波数帯域の周波数を有してもよい。第１周波数帯域は、前述の第２周波数帯域より高い周波数帯域であってもよい。第１周波数帯域は、例えば１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚ帯域であってもよい。
【0037】
同図において、ノイズ電流Ｉｎ及びノイズ電圧Ｖｎは、大電流経路１１１、１１２上で第１装置３００とセンシング部１２０との間のノードに示されているが、本文書において、「ノイズ電流」及び「ノイズ電圧」という用語は、それに限定されるものではなく、大電流経路１１１、１１２全体にわたって第１周波数を有してコモンモードで発生する電圧及び電流を示すことができる。
【0038】
一方、２つ以上の大電流経路１１１、１１２は、図１に示すように、２つの経路を含んでもよく、３つの経路（例：３相３線の電力システム）又は４つの経路（例：３相４線の電力システム）を含んでもよい。大電流経路１１１、１１２の数は、第１装置３００及び／又は第２装置２００が使用する電源の種類及び／又は形態によって異なるようにすることができる。
【0039】
センシング部１２０は、２つ以上の大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎを検知し、ノイズ電流Ｉｎに対応する出力信号をＩＣ部５００側へ生成することができる。すなわち、センシング部１２０とは、大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎを検知する手段を意味できる。センシング部１２０には、ノイズ電流Ｉｎのセンシングのために大電流経路１１１、１１２の少なくとも一部が通過することができるが、センシング部１２０内でセンシングによる出力信号が生成される部分は、大電流経路１１１、１１２と絶縁されてもよい。例えば、センシング部１２０は、センシング変圧部で実現されてもよい。センシング変圧部は、大電流経路１１１、１１２と絶縁された状態で、大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎを検知することができる。
【0040】
ＩＣ部５００は、センシング部１２０に電気的に接続され、センシング部１２０が出力した出力信号の増幅信号に対応する補償信号Ｓ１を生成することができ、また、前記出力信号のデジタル信号に対応するノイズデータＳ２を生成することができる。本発明において、「増幅」とは、増幅対象の大きさ及び／又は位相を調整することを意味できる。ＩＣ部５００は、様々な手段で実現されてもよく、また、能動素子を含んでもよい。
【0041】
本発明の様々な実施形態によれば、ＩＣ部５００は、ノイズを相殺するための補償信号Ｓ１を補償部１４０に出力し、前記ノイズを示すデジタルデータＳ２を外部に出力することができる。
【0042】
本発明の様々な実施形態において、ＩＣ部５００は、センシング部１２０から出力された出力信号（すなわち、ノイズに対応するアナログ信号）をデジタル信号に変換する回路を含んでもよい。様々な実施形態において、ＩＣ部５００は、前記デジタル信号に基づいて生成されたノイズデータＳ２を外部に出力することができる。また、ＩＣ部５００は、センシング部１２０から出力された出力信号（すなわち、ノイズに対応するアナログ信号）を増幅する増幅部を含んでもよい。ＩＣ部５００は、前記増幅部により増幅されたアナログ信号を補償信号Ｓ１として補償部１４０に出力することができる。ＩＣ部５００の詳細な構成の例は、図３～図６において後述する。
【0043】
例えば、アクティブ補償装置１００から出力されたノイズデータＳ２は、データストレージに伝達されて保存されるか、又は波形ディスプレイ装置に伝達されるようにしてもよい。例えば、ノイズデータＳ２は、状態変化や非常状況の監視のためにモニタされるようにしてもよい。ノイズデータＳ２は、ビックデータ処理又は人工知能技術に活用することもできる。
【0044】
一方、ＩＣ部５００は、第１装置３００及び／又は第２装置２００とは区別される第３装置４００からの電源供給により、センシング部１２０が出力した出力信号を増幅して増幅電流／電圧を補償信号Ｓ１として生成し、前記出力信号に基づいて、ノイズデータＳ２を生成することができる。ここで、第３装置４００は、第１装置３００及び第２装置２００とは無関係な電源からの電源供給によりＩＣ部５００の入力電源を生成する装置であってもよい。選択的に、第３装置４００は、第１装置３００及び第２装置２００のいずれか１つの装置からの電源供給によりＩＣ部５００の入力電源を生成する装置であってもよい。
【0045】
ＩＣ部５００は、増幅電圧又は増幅電流を補償信号Ｓ１として補償部１４０側に出力することができる。補償信号Ｓ１は、補償部１４０に入力される。補償部１４０は、入力された補償信号（増幅電圧又は増幅電流）に基づいて、補償電圧又は補償電流を生成することができる。
【0046】
一実施形態によれば、補償部１４０は、ＩＣ部５００から出力された増幅電圧に基づいて、大電流経路１１１、１１２上に直列に補償電圧を発生することができる。補償部１４０の出力側は、大電流経路１１１、１１２に直列に補償電圧を発生することができるが、ＩＣ部５００とは絶縁されてもよい。例えば、補償部１４０は、前記絶縁のために、補償変圧器からなってもよい。例えば、前記補償変圧器の１次側には、ＩＣ部５００から出力された補償信号がかかり、前記補償変圧器の２次側には、前記補償信号に基づいた補償電圧が生成されてもよい。前記補償電圧は、大電流経路１１１、１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を奏することができる。その場合、補償部１４０は、電圧補償に該当することができる。電圧補償についての詳細な説明は、図２、図７、図１０、図１１において後述する。
【0047】
他の一実施形態によれば、補償部１４０は、ＩＣ部５００から出力された増幅電流に基づいて、補償電流を生成することができる。前記補償電流は、大電流経路１１１、１１２上に注入（ｉｎｊｅｃｔ）されるか、又は大電流経路１１１、１１２から引き出されることにより、大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎを相殺又は低減することができる。その場合、補償部１４０は、電流補償に該当することができる。電流補償についての詳細な説明は、図８、図９、図１０において後述する。一方、補償部１４０の出力側は、大電流経路１１１、１１２に前記補償電流を流すために大電流経路１１１、１１２に接続されてもよいが、ＩＣ部５００とは絶縁されてもよい。例えば、補償部１４０は、前記絶縁のために、補償変圧器を含んでもよい。
【0048】
補償部１４０は、第１装置３００側から入力されるノイズを電源側である前段で補償するフィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）タイプであってもよい。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、アクティブ補償装置１００は、ノイズを後段に戻って補償するフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）タイプの補償部を含んでもよい（図９参照）。
【0049】
図２は図１に示す実施形態のより具体的な一例を示すものであって、本発明の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ａを概略的に示す図である。アクティブ補償装置１００Ａは、センシング部１２０Ａ、ＩＣ部５００及び補償部１４０Ａを含んでもよい。
【0050】
図２及び以下の図において、第１装置３００、第２装置２００、第３装置４００及びＩＣ部５００の基準電位（基準電位２）６０２は省略されることもある。すなわち、アクティブ補償装置１００Ａの前段（例：補償部１４０Ａ側）の大電流経路１１１、１１２は、第２装置２００の電力線に接続され、後段（例：センシング部１２０Ａ側）の大電流経路１１１、１１２は、第１装置３００の電力線に接続されてもよい。また、図示していないが、ＩＣ部５００は、第３装置４００からの電源供給により内部の能動素子を駆動することができる。
【0051】
一実施形態によれば、前述のセンシング部１２０は、センシング変圧器１２０Ａを含んでもよい。
【0052】
センシング変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１、１１２と絶縁された状態で大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎ又はノイズ電流Ｉｎによりセンシング変圧器１２０Ａの両端に誘導された電圧（例：Ｖｃｈｏｋｅ）を検知するための手段であってもよい。
【0053】
センシング変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１、１１２上に配置される１次側１２１と、ＩＣ部５００の入力端に接続される２次側１２２とを含んでもよい。センシング変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１、１１２上に配置される１次側１２１（例：１次巻線）において、ノイズ電流Ｉｎにより誘導される磁束密度に基づいて、２次側１２２（例：２次巻線）に誘導電流又は誘導電圧Ｖｓｅｎを生成することができる。センシング変圧器１２０Ａの１次側１２１は、例えば、１つのコアに第１大電流経路１１１及び第２大電流経路１１２がそれぞれ巻回されている巻線であってもよい。
【0054】
センシング変圧器１２０Ａは、具体的には、第１大電流経路１１１（例：ライブライン）上のノイズ電流Ｉｎにより誘導される磁束密度と、第２大電流経路１１２（例：ニュートラルライン）上のノイズ電流Ｉｎにより誘導される磁束密度とが互いに重なる（又は補強される）ように構成されてもよい。ここで、大電流経路１１１、１１２上には、大電流Ｉ２１、Ｉ２２も流れるが、第１大電流経路１１１上の大電流Ｉ２１により誘導される磁束密度と、第２大電流経路１１２上の大電流Ｉ２２により誘導される磁束密度とは、互いに相殺されるように構成されてもよい。また、例えば、センシング変圧器１２０Ａは、第１周波数帯域（例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚの範囲を有する帯域）のノイズ電流Ｉｎにより誘導される磁束密度の大きさが第２周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲を有する帯域）の大電流Ｉ２１、Ｉ２２により誘導される磁束密度の大きさより大きくなるように構成されてもよい。
【0055】
このように、センシング変圧器１２０Ａは、大電流Ｉ２１、Ｉ２２により誘導される磁束密度が互いに相殺されるように構成され、ノイズ電流Ｉｎのみが検知されるようにすることができる。すなわち、センシング変圧器１２０Ａの２次側１２２に誘導される電圧Ｖｓｅｎは、ノイズ電流Ｉｎによる１次側１２１の誘導電圧（例：Ｖｃｈｏｋｅ）が所定の比率で変換された電圧であってもよい。
【0056】
センシング変圧器１２０Ａの２次側に誘導される誘導電圧Ｖｓｅｎは、ＩＣ部５００の入力信号として入力されるようにしてもよい。すなわち、ＩＣ部５００の入力信号は、ノイズ電流Ｉｎ又はノイズ電圧Ｖｎに比例する信号であってもよい。
【0057】
ＩＣ部５００は、増幅部１３０及びデジタル回路部５０１を含んでもよい。ＩＣ部５００に入力された信号は、増幅部１３０及びデジタル回路部５０１にそれぞれ入力されるようにしてもよい。
【0058】
増幅部１３０は、入力信号（例：Ｖｓｅｎ）を増幅して補償信号Ｓ１に出力することができる。デジタル回路部５０１は、前記入力信号（例：Ｖｓｅｎ）に基づいて、ノイズデータＳ２を出力することができる。ＩＣ部５００及びデジタル回路部５０１の詳細な構成の例は、図３～図６において後述する。
【0059】
本発明において、増幅部１３０による「増幅」とは、増幅対象の大きさ及び／又は位相を調整することを意味できる。増幅部１３０は、様々な手段で実現されてもよく、また、能動素子を含んでもよい。一実施形態において、増幅部１３０は、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含んでもよい。例えば、増幅部１３０は、ＢＪＴに加えて、抵抗やキャパシタなど、複数の受動素子を含んでもよい。ただし、それに限定されるものではなく、本発明で説明する「増幅」のための手段は、本発明の増幅部１３０として制限なく使用することができる。
【0060】
一方、ＩＣ部５００の基準電位（基準電位２）６０２と補償装置１００の基準電位（基準電位１）６０１とは、互いに区別される電位であってもよい。
【0061】
一実施形態によれば、前述の補償部１４０は、補償変圧器１４０Ａを含んでもよい。
【0062】
補償変圧器１４０Ａは、受動素子ＩＣ部５００を大電流経路１１１、１１２から絶縁することができる。補償変圧器１４０Ａは、大電流経路１１１、１１２と絶縁された状態で、ＩＣ部５００から出力された補償信号Ｓ１に基づいて、大電流経路１１１、１１２に補償電圧Ｖｉｎｊ１を誘導し、電圧を補償するための手段であってもよい。
【0063】
補償変圧器１４０Ａは、例えば、１つのコアに１次側１４１の電線及び２次側１４２の電線が通過するか又は少なくとも１回以上巻かれた構造であってもよい。前記１次側１４１の電線は、ＩＣ部５００から出力された補償信号Ｓ１が流れる電線であり、前記２次側１４２の電線は、大電流経路１１１、１１２に該当することができる。
【0064】
補償変圧器１４０Ａは、１次側１４１に発生した増幅電圧に基づいて、２次側１４２である大電流経路１１１、１１２上に補償電圧Ｖｉｎｊ１を誘導することができる。
【0065】
一方、本発明の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ａは、減結合キャパシタ部１７０をさらに含んでもよい。
【0066】
減結合キャパシタ部１７０は、例えば、センシング部１２０と第１装置３００との間に配置されてもよく、また、一端が基準電位１ ６０１に接続され、他端が大電流経路１１１、１１２にそれぞれ接続される２つのＹキャパシタで構成されてもよい。
【0067】
図３は本発明の様々な実施形態によるＩＣ部５００の具体的な一例を示す図である。図２及び図３を参照すると、本発明の実施形態によるＩＣ部５００は、増幅部１３０及びデジタル回路部５０１を含んでもよい。デジタル回路部５０１は、ＩＣ部５００の入力信号であるアナログ信号をデジタルノイズデータＳ２に変換することができ、入力バッファ５１０及びアナログデジタル変換部５２０を含んでもよい。
【0068】
ＩＣ部５００は、リニアレギュレータ５５０及び電圧制御発振器（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＶＣＯ）５６０をさらに含んでもよい。リニアレギュレータ５５０は、ＩＣ部５００内部の能動素子を駆動するためのＤＣ低電圧を生成することができる。電圧制御発振器５６０は、アナログデジタル変換部５２０の内部回路を制御するためのクロック信号を生成することができる。
【0069】
ＩＣ部５００は、物理的に１つのＩＣチップであってもよい。本実施形態によれば、前述のようなデジタルノイズデータＳ２と補償信号Ｓ１とが１つのＩＣチップから生成されてもよい。すなわち、ノイズデータＳ２を生成する構成（例：すなわち、デジタル回路部５０１）と補償信号Ｓ１を生成する増幅部１３０とが１つのＩＣチップ上に実現されてもよい。ただし、それは一実施形態であるだけであり、他の実施形態において、ノイズデータを生成する構成と補償信号を生成する構成とが１つ以上の異なるチップ又はパッケージ上に実現されてもよい。
【0070】
ＩＣ部５００は、センシング部１２０の出力信号の入力を受ける入力端子ＶＩＮと、補償信号Ｓ１を出力する第１出力端子ＶＯＵＴと、デジタルノイズデータＳ２を出力する第２出力端子ＶＯＵＴ２とを含んでもよい。
【0071】
前述のように、センシング部１２０は、ノイズ信号（Ｉｎ又はＶｎ）をセンシングし、ノイズ信号に対応する出力信号を生成することができる。センシング部１２０から出力された出力信号は、ＩＣ部５００の入力信号となる。
【0072】
センシング部１２０の出力信号は、ＩＣ部５００の入力端子ＶＩＮを介して入力され、その後ＩＣ部５００内で増幅部１３０及びデジタル回路部５０１の入力バッファ５１０にそれぞれ入力されるようにしてもよい。
【0073】
増幅部１３０は、アナログ入力信号を増幅することができる。増幅されたアナログ信号は、補償信号Ｓ１として第１出力端子ＶＯＵＴを介して出力されるようにしてもよい。第１出力端子ＶＯＵＴを介して出力された補償信号Ｓ１は、前述の補償部１４０に入力されるようにしてもよい。一方、補償信号Ｓ１は十分に大きくなければならないので、増幅部１３０の出力電圧は約１２Ｖに相当するように設計されてもよいが、本発明はそれに限定されるものではない。
【0074】
一方、ＩＣ部５００の入力端子ＶＩＮを介して入力された信号は、入力バッファ５１０及びアナログデジタル変換部５２０を含むデジタル回路部５０１にも入力されるようにしてもよい。
【0075】
一実施形態によれば、デジタル回路部５０１の入力バッファ５１０に入力されたノイズ信号は、１０Ｖ以上の高電圧スイング（ｓｗｉｎｇ）であることがある。よって、例えば、入力バッファ５１０は、十分な耐圧と性能を有するハイスイングＤＭＯＳ（ｈｉｇｈ－ｓｗｉｎｇ ＤＭＯＳ）であってもよい。
【0076】
図４は一実施形態における入力バッファ５１０の一例として入力バッファ５１０－１を示す図であり、図５は一実施形態における入力バッファ５１０の他の一例として入力バッファ５１０－２を示す図である。以下において、入力バッファ５１０についての説明には、入力バッファ５１０、５１０－１、５１０－２についての説明が全て含まれることもある。
【0077】
入力ノイズ信号が１０Ｖ以上の高電圧信号であることがあるので、入力バッファ５１０、５１０－１、５１０－２は、高電圧（ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ，ＨＶ）入力バッファであってもよい。例えば、入力バッファ５１０の目標耐圧は、１２Ｖであってもよく、入力インピーダンスは、１００ｋｏｈｍ以上であってもよく、帯域幅（ＢＷ）は、約３０Ｍｈｚに相当してもよい。しかし、それに限定されるものではない。
【0078】
入力バッファ５１０は、入力信号の歪みを最小限に抑え、入力信号をＡＤＣ５２０に使用可能な低電圧アナログ信号に減衰させる減衰器（ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）の役割を果たすことができる。すなわち、入力バッファ５１０は、例えば入力ノイズ信号の振幅を減少させてＡＤＣ５２０側に出力することができる。
【0079】
一実施形態として、図４のように、入力バッファ５１０－１は、複数段の増幅器で構成されてもよく、他の実施形態として、図５のように、入力バッファ５１０－２は、１段の反転増幅器（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成されてもよい。
【0080】
例えば、入力バッファ５１０－２の場合、入力信号がＶｉｎであれば、出力信号Ｖｏは下記数式１の通りである。
【数1】
【0081】
一方、入力バッファ５１０から出力された減衰信号は、デジタル回路部５０１のアナログデジタル変換部（ＡＤＣ）５２０に入力されるようにしてもよい。アナログデジタル変換部５２０に入力される減衰信号は、ＥＭＩノイズ信号に対応するものであってもよい。ここで、対応するとは、ＥＭＩノイズ信号の大きさが所定の比率で変化することを意味できるが、それに限定されるものではない。
【0082】
アナログデジタル変換部５２０は、前記減衰信号の入力を受けてデジタル信号に変換することができ、前記デジタル信号に基づいて、デジタルノイズデータＳ２を出力することができる。
【0083】
図６は一実施形態におけるアナログデジタル変換部５２０の一例を示す図である。一実施形態によれば、アナログデジタル変換部５２０は、コンバータ回路５２１、デジタルブロック５２２(digital block)及び／又は出力バッファ(output buffer)５２３を含んでもよい。
【0084】
コンバータ回路５２１は、アナログデジタル変換部５２０のデータ処理コアといえる。一例として、コンバータ回路５２１は、図６に示すように、フラッシュＡＤＣ（ｆｌａｓｈ ＡＤＣ）で構成されてもよい。フラッシュＡＤＣは、入力アナログ信号の大きさに応じて、温度計コード（ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ ｃｏｄｅ）形式のデジタル信号を出力することができる。
【0085】
しかし、コンバータ回路５２１は、フラッシュＡＤＣに限定されるものではなく、例えば、ＳＡＲ（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｓｔｅｒ） ＡＤＣ又はシグマ・デルタ（ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ）ＡＤＣを含んでもよく、他のタイプのＡＤＣで構成されてもよい。
【0086】
一方、コンバータ回路５２１から出力されたデジタル信号は、デジタルブロック５２２に入力されるようにしてもよい。デジタルブロック５２２は、例えば、グレイエンコーダ（ｇｒａｙ ｅｎｃｏｄｅｒ）、グレイツーバイナリコンバータ（ｇｒａｙ ｔｏ ｂｉｎａｒｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）及び／又はデスキューラッチ（ｄｅｓｋｅｗ ｌａｔｃｈ）を含むことにより、欠陥（ｇｌｉｔｃｈ）を最小限に抑えるバイナリコード（ｂｉｎａｒｙ ｃｏｄｅ）を生成することができる。
【0087】
デジタルブロック５２２は、例えば、デジタルノイズデータＳ２の欠陥を最小限に抑えるために、コンバータ回路５２１から出力されたデジタル信号を加工する構成であってもよい。
【0088】
デジタルブロック５２２から出力された信号は、出力バッファ５２３を介して、ノイズを示すバイナリコード形式のデジタルノイズデータＳ２として出力されるようにしてもよい。ノイズデータＳ２としては、５ビット信号が出力されるようにしてもよいが、それに限定されるものではない。実施形態によっては、８ビット～１０ビット信号が出力されるようにしてもよく、その他も可能である。
【0089】
ノイズデータＳ２は、第２出力端子ＶＯＵＴ２を介してアクティブ補償装置１００の外部に出力されるようにしてもよい。第２出力端子ＶＯＵＴ２は、例えば、データストレージ又は波形ディスプレイ装置などの外部装置に接続されてもよい。アクティブ補償装置１００の外部に出力されたノイズデータＳ２は、状態変化や非常状況の監視のためにモニタされるようにすることができる。ノイズデータＳ２は、ビックデータ処理又は人工知能技術に活用することもできる。
【0090】
一方、一実施形態において、アナログデジタル変換部５２０の目標入力電圧レベルは、０．３Ｖ～１．３Ｖに相当するように設計されてもよく、スイッチング周波数（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、約８００Ｍｈｚに対応するように設計されてもよい。しかし、本発明はそれに限定されるものではない。目標入力電圧レベルが０．３Ｖ～１．３Ｖに設計された場合、図６において、ＶＲＥＦＮが０．３Ｖに相当し、ＶＲＥＦＰが１．３Ｖに相当するようにしてもよい。また、一実施形態において、ＶＤＤＡは、約１．８Ｖに相当するように設計されてもよいが、それに限定されるものではない。
【0091】
ＩＣ部５００は、電圧制御発振器（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＶＣＯ）５６０をさらに含んでもよい。電圧制御発振器５６０は、入力電圧に応じて周波数が変化するクロック信号を生成することができる。そのような電圧制御発振器５６０は、外部クロック生成器によらず、アクティブ補償装置１００が独自にクロック信号を生成するために、ＩＣ部５００に内蔵されてもよい。
【0092】
一例において、電圧制御発振器５６０は、ＩＣ部５００の端子Ｖｃｔｒｌを介して、外部（例：第３装置４００）から前記入力電圧の入力を受けることができる。電圧制御発振器５６０で生成されたクロック信号は、ＡＤＣ５２０に伝達されて内部回路の制御に用いることができる。
【0093】
リニアレギュレータ５５０は、ＡＤＣ５２０、ＶＣＯ５６０など、ＩＣ部５００の内部回路を駆動するためのＤＣ低電圧を生成することができる。一例において、リニアレギュレータ５５０は、ＩＣ部５００の端子ＶＳＳ、ＶＤＤを介して、外部（例：第３装置４００）から約１２Ｖの入力電圧を受け、約１．８ＶのＤＣ低電圧を出力することができる。ただし、それに限定されるものではない。前記ＤＣ低電圧は、ＡＤＣ５２０、ＶＣＯ５６０など、ＩＣ部５００の内部回路を駆動するのに用いることができる。
【0094】
本発明の一実施形態によれば、デジタル回路部５０１で生成されたノイズデータは、増幅部１３０が最適に動作するように増幅部１３０の動作を制御するのに用いることができる。例えば、コンバータ回路５２１の出力信号であるデジタル信号に基づいて増幅部１３０の動作を制御することもでき、デジタルブロック５２２又は出力バッファ５２３の出力信号（例：ノイズデータＳ２）に基づいて増幅部１３０の動作を制御することもできる。その場合、増幅部１３０は、デジタル信号又はノイズデータＳ２に応じて異なる動作を行うことができる。
【0095】
例えば、ＩＣ部５００は、デジタル信号又はノイズデータＳ２に基づいて増幅部１３０を制御するための制御回路をさらに含んでもよい。前記制御回路は、例えば、コンバータ回路５２１、デジタルブロック５２２又は出力バッファ５２３の出力端から増幅部１３０に接続されてもよい。
【0096】
図７は図２に示す実施形態のより具体的な一例を示すものであって、本発明の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ａ－１を概略的に示す図である。図７において、便宜上、第３装置４００及びＩＣ部５００の基準電位６０２は省略されている。
【0097】
図７を参照すると、アクティブ補償装置１００Ａ－１は、センシング部１２０Ａ－１、ＩＣ部５００及び補償変圧器１４０Ａ－１を含んでもよい。センシング部１２０Ａ－１、ＩＣ部５００及び補償変圧器１４０Ａ－１は、それぞれ、前述のセンシング部１２０、１２０Ａ、ＩＣ部５００及び補償部１４０、１４０Ａの一例である。
【0098】
アクティブ補償装置１００Ａ－１は、第１装置３００に接続される２つの大電流経路１１１、１１２のそれぞれにコモンモードで入力されるノイズ電流Ｉｎをセンシングし、それを補償電圧Ｖｉｎｊ１でアクティブに補償することができる。
【0099】
センシング部１２０Ａ－１は、例えば、大電流経路１１１、１１２に対応する電力線が巻かれたＣＭチョークに２次側電線が巻き重ねられたセンシング変圧器であってもよい。前記２次側電線は、ＩＣ部５００の入力端子ＶＩＮに接続されてもよい。
【0100】
このように、ＣＭチョークを用いてセンシング部１２０Ａ－１を形成した場合、センシング部１２０Ａ－１は、センシング及び変圧の機能のみを果たすのではなく、ＣＭチョークとしてパッシブフィルタの役割を果たすことができる。すなわち、ＣＭチョークに２次側電線が巻き重ねられて形成されたセンシング変圧器は、ノイズ電流Ｉｎのセンシング及び変圧と共に、ノイズ電流Ｉｎの抑制又は阻止の役割を同時に果たすことができる。
【0101】
一方、センシング部１２０Ａ－１の出力信号Ｖｓｅｎは、ＩＣ部５００に入力されるようにしてもよい。ＩＣ部５００は、前述のように、前記出力信号Ｖｓｅｎをデジタル信号に変換してノイズデータＳ２を生成及び出力し、前記出力信号Ｖｓｅｎに基づいて、補償信号（又は増幅信号）Ｓ１を出力することができる。一実施形態によれば、ＩＣ部５００は、前記デジタル信号又はノイズデータＳ２に基づいて、増幅部１３０の動作を制御することができる。
【0102】
ノイズデータＳ２は、アクティブ補償装置１００Ａ－１の外部のデータストレージに保存されて活用されるようにしてもよい。
【0103】
補償信号Ｓ１は、補償変圧器１４０Ａ－１の入力電圧に対応するものであってもよい。補償変圧器１４０Ａ－１は、１次側にかかる前記入力電圧に基づいて、２次側である大電流経路１１１、１１２上に直列に補償電圧Ｖｉｎｊ１を誘導することができる。大電流経路１１１、１１２上に直列に生成される補償電圧Ｖｉｎｊ１は、大電流経路１１１、１１２上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を奏することができる。
【0104】
そのようなアクティブ補償装置１００Ａ－１は、ノイズ電流Ｉｎをセンシングして補償電圧Ｖｉｎｊ１で補償するＣＳＶＣ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ）タイプの一例である。
【0105】
図８は図１に示す実施形態のより具体的な一例を示すものであって、本発明の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ｂを概略的に示す図である。図８において、便宜上、第３装置４００及びＩＣ部５００の基準電位６０２は省略されている。
【0106】
図８を参照すると、アクティブ補償装置１００Ｂは、センシング変圧器１２０Ｂ、ＩＣ部５００及び補償部１４０Ｂを含んでもよい。センシング変圧器１２０Ｂ、ＩＣ部５００及び補償部１４０Ｂは、それぞれ、前述のセンシング部１２０、１２０Ａ、ＩＣ部５００及び補償部１４０の一例である。
【0107】
アクティブ補償装置１００Ｂは、第１装置３００に接続される２つの大電流経路のそれぞれにコモンモードで入力されるノイズ電流Ｉｎをセンシングし、それを補償電流Ｉｉｎｊでアクティブに補償することができる。
【0108】
センシング変圧器１２０Ｂは、例えば、１つのコアに１次側の電線及び２次側の電線が通過するか又は少なくとも１回巻かれた構造であってもよい。センシング変圧器１２０Ｂの１次側の電線は、大電流経路である電力線に対応するものであってもよく、センシング変圧器１２０Ｂの２次側の電線は、ＩＣ部５００の入力端に接続されてもよい。一実施形態において、ＣＭチョークではなく、コアに１次側の電線及び２次側の電線を通過させるか又は少なくとも１回巻くことにより、センシング変圧器１２０Ｂの体積を最小化することができる。
【0109】
センシング部１２０Ｂの出力信号は、ノイズ電流Ｉｎの大きさに比例することができる。
【0110】
センシング部１２０Ｂの出力信号は、ＩＣ部５００に入力されるようにしてもよい。ＩＣ部５００は、前述のように、前記出力信号をデジタル信号に変換してノイズデータＳ２を生成及び出力するデジタル回路部５０１と、前記出力信号に基づいて補償信号（又は増幅信号）Ｓ１を出力する増幅部１３０とを含んでもよい。一実施形態によれば、ＩＣ部５００は、前記デジタル信号又はノイズデータＳ２に基づいて増幅部１３０の動作を制御する回路をさらに含んでもよい。
【0111】
ノイズデータＳ２は、アクティブ補償装置１００Ｂの外部のデータストレージに保存されて活用されるようにしてもよい。
【0112】
補償信号Ｓ１は、補償部１４０Ｂに入力されるようにしてもよい。本実施形態において、補償部１４０Ｂは、補償変圧器及び補償キャパシタ部を含んでもよい。
【0113】
補償変圧器の１次側は、ＩＣ部５００の第１出力端子ＶＯＵＴに接続され、補償変圧器の２次側は、大電流経路に接続されてもよい。補償変圧器は、ＩＣ部５００を大電流経路と絶縁しながら、１次側に流れる増幅電流（すなわち、補償信号Ｓ１）に基づいて、大電流経路に注入するための補償電流Ｉｉｎｊを２次側に生成することができる。
【0114】
補償変圧器の２次側は、補償キャパシタ部と基準電位とを接続する経路上に配置されてもよい。すなわち、２次側の一端は、補償キャパシタ部を介して大電流経路に接続され、２次側の他端は、アクティブ補償装置１００Ｂの基準電位に接続されてもよい。
【0115】
補償変圧器により変換された電流（すなわち、２次側電流）Ｉｉｎｊは、補償キャパシタ部を介して補償電流Ｉｉｎｊとして大電流経路に注入されるか又は引き出されるようにしてもよい。このように、補償キャパシタ部は、補償変圧器の２次側で生成された電流が大電流のそれぞれに流れる経路を形成することができる。よって、アクティブ補償装置１００Ｂは、ＥＭＩノイズを低減することができる。
【0116】
補償キャパシタ部は、一端が補償変圧器の２次側に接続され、他端が大電流経路に接続される２つのＹキャパシタ（Ｙ－ｃａｐａｃｉｔｏｒ，Ｙ－ｃａｐ）を含んでもよい。
【0117】
そのようなアクティブ補償装置１００Ｂは、ノイズ電流Ｉｎをセンシングして電源側である前段で補償電流Ｉｉｎｊで補償するフィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）ＣＳＣＣ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ）タイプの一例である。
【0118】
図９は本発明の他の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ｃを概略的に示す図である。便宜上、第３装置４００及びＩＣ部５００の基準電位６０２は省略されている。
【0119】
アクティブ補償装置１００Ｃは、第１装置３００に接続される２つの大電流経路のそれぞれにコモンモードで入力されるノイズ電流Ｉｎをセンシングし、それを補償電流Ｉｉｎｊ２でアクティブに補償することができる。
【0120】
図９を参照すると、アクティブ補償装置１００Ｃは、センシング部１２０Ｃ、ＩＣ部５００及び補償部１４０Ｃを含んでもよい。補償部１４０Ｃは、補償変圧器及び補償キャパシタ部を含んでもよい。
【0121】
センシング部１２０Ｃは、図７で説明したセンシング部１２０Ａ－１に対応し、ＩＣ部５００は、様々な実施形態で説明したＩＣ部５００に対応し、補償部１４０Ｃは、図８で説明した補償部１４０Ｂに対応するので、それらについての具体的な説明は省略する。
【0122】
そのようなアクティブ補償装置１００Ｃは、センシングしたノイズ電流Ｉｎを後段に戻って補償電流Ｉｉｎｊ２で補償するフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）ＣＳＣＣ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ）タイプの一例である。
【0123】
図１０は本発明のさらに他の一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ｄを概略的に示す図である。便宜上、第３装置４００及びＩＣ部５００の基準電位６０２は省略されている。
【0124】
アクティブ補償装置１００Ｄは、第１装置３００に接続される２つの大電流経路のそれぞれにコモンモードで入力されるノイズ電流Ｉｎをセンシングし、それを補償電圧Ｖｉｎｊ１及び補償電流Ｉｉｎｊ２で併合的に補償することができる。
【0125】
図１０を参照すると、アクティブ補償装置１００Ｄは、センシング部１２０Ｄ、ＩＣ部５００’、第１補償部１４０Ｄ－１及び第２補償部１４０Ｄ－２を含んでもよい。第２補償部１４０Ｄ－２は、補償変圧器及び補償キャパシタ部を含んでもよい。
【0126】
センシング部１２０Ｄは、図７で説明したセンシング部１２０Ａ－１に対応し、第１補償部１４０Ｄ－１は、図７で説明した補償変圧器１４０Ａ－１に対応し、第２補償部１４０Ｄ－２は、図８で説明した補償部１４０Ｂに対応するので、それらについての具体的な説明は省略する。
【0127】
センシング部１２０Ｄの出力信号（例：Ｖｓｅｎ）は、ＩＣ部５００’に入力されるようにしてもよい。ＩＣ部５００’は、前述のように、前記出力信号（例：Ｖｓｅｎ）をデジタル信号に変換及び加工してノイズデータＳ２を生成し、前記出力信号（例：Ｖｓｅｎ）に基づいて、第１補償信号Ｓ１－１及び第２補償信号Ｓ１－２を出力することができる。
【0128】
一例として、ＩＣ部５００’は、入力信号（例：Ｖｓｅｎ）を増幅して第１補償信号Ｓ１－１を出力する第１増幅部１３０－１と、入力信号（例：Ｖｓｅｎ）を増幅して第２補償信号Ｓ１－２を出力する第２増幅部１３０－２とを含んでもよい。
【0129】
一実施形態によれば、ＩＣ部５００’は、前記デジタル信号又はノイズデータＳ２に基づいて、第１増幅部１３０－１及び／又は第２増幅部１３０－２の動作を制御することができる。
【0130】
第１増幅部１３０－１、第２増幅部１３０－２及びデジタル回路部３０１を含むＩＣ部５００’は、物理的に１つのＩＣチップであってもよい。例えば、ＩＣ部５００’は、第１補償信号Ｓ１－１を第１補償部１４０Ｄ－１側に出力する第１－１出力端子と、第２補償信号Ｓ１－２を第２補償部１４０Ｄ－２側に出力する第１－２出力端子とを備えてもよい。ただし、本発明はそれに限定されるものではない。
【0131】
ＩＣ部５００’から出力された第１補償信号Ｓ１－１は、第１補償部１４０Ｄ－１の入力電圧に対応するものであってもよい。第１補償部１４０Ｄ－１は、１次側にかかる前記入力電圧に基づいて２次側である大電流経路上に直列に補償電圧Ｖｉｎｊ１を誘導する補償変圧器であってもよい。大電流経路上に直列に生成される補償電圧Ｖｉｎｊ１は、大電流経路上に流れるノイズ電流Ｉｎを抑制する効果を奏することができる。
【0132】
一方、第２補償部１４０Ｄ－２に含まれる補償変圧器は、ＩＣ部５００’から出力された第２補償信号Ｓ１－２に基づいて、大電流経路に注入するための補償電流Ｉｉｎｊ２を２次側に生成することができる。前記補償変圧器により変換された電流（すなわち、２次側電流）Ｉｉｎｊ２は、補償キャパシタ部を介して補償電流として大電流経路に注入されるか又は引き出されるようにしてもよい。
【0133】
一実施形態において、第１補償部１４０Ｄ－１は、センシング部１２０Ｄの前方に配置され、第２補償部１４０Ｄ－２は、センシング部１２０Ｄの後方に配置されてもよい。例えば、第１補償部１４０Ｄ－１は、電圧補償を行い、それと同時に、第２補償部１４０Ｄ－２は、電流補償を行うことができる。本実施形態によれば、コモンモード電圧及び電流を同時に補償することができ、ノイズを効果的に低減することができる。
【0134】
【0135】
アクティブ補償装置１００Ｅは、図８に示すアクティブ補償装置１００Ａ－１と比較すると、ＩＣ部５００’’が異なるだけであり、他の構成はアクティブ補償装置１００Ａ－１に対応するので、説明を省略する。
【0136】
一実施形態によるアクティブ補償装置１００Ｅにおいて、ＩＣ部５００’’は、増幅部１３０、第１デジタル回路部５０１－１及び第２デジタル回路部５０１－２を含んでもよい。
【0137】
第１デジタル回路部５０１－１は、前述のデジタル回路部５０１と同様に、増幅部１３０の入力信号と同じ入力信号（すなわち、ＩＣ部５００’’の入力信号）に基づいて、第１デジタルノイズデータＳ２－１を出力することができる。第２デジタル回路部５０１－２は、増幅部１３０の出力信号に基づいて、第２デジタルノイズデータＳ２－２を出力することができる。
【0138】
本実施形態によれば、ＩＣ部５００’’内で増幅部１３０の出力端は第２デジタル回路部５０１－２の入力端に接続されてもよい。
【0139】
本実施形態によれば、第１デジタル回路部５０１－１及び第２デジタル回路部５０１－２は、それぞれ、増幅部１３０の入／出力端でのアナログ信号をデジタルデータに変換することができる。すなわち、ＩＣ部５００’’は、増幅前後のアナログ信号を全て検知し、それぞれ対応するデジタルデータＳ２－１、Ｓ２－２に出力することができる。本実施形態によれば、センシング部１２０の出力ノイズデータ（例：第１ノイズデータＳ２－１）だけではなく、増幅部１３０の出力ノイズデータ（例：第２ノイズデータＳ２－２）をもモニタすることができる。例えば、第１ノイズデータＳ２－１及び第２ノイズデータＳ２－２は、アナログ増幅部１３０が正常に動作するか否かを判別するために用いることができる。
【0140】
上述のように構成される本発明の様々な実施形態によれば、アクティブ補償装置１００、１００Ａ、１００Ａ－１、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅを用いて、ノイズ信号を補償すると共にノイズデータを収集することができる。
【0141】
本発明の様々な実施形態によれば、アクティブ補償装置からノイズデータを抽出及び収集し、様々な用途に活用することができる。例えば、本発明の実施形態によるアクティブ補償装置から出力されたノイズデータは、状態変化又は非常状況の監視のためにモニタすることができる。また、ノイズデータは、ビックデータ処理に活用することができる。
【0142】
本発明は、図面に示す一実施形態を参照して説明したが、それは例示的なものにすぎず、当該分野における通常の知識を有する者であれば、それから様々な変形及び実施形態の変形が可能であることを理解するであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0143】
本発明の一実施形態は、家電用、産業用電気製品や電気自動車、航空、エネルギー貯蔵システムなどの電子機器に用いることができる。しかし、本発明の一実施形態による産業上の利用可能性が上述のものに限定されるものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
