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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-10
(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】
H03H 7/09 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
H03H7/09 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024519796
(86)(22)【出願日】2022-09-30
(85)【翻訳文提出日】2024-04-08
(86)【国際出願番号】 KR2022014718
(87)【国際公開番号】W WO2023055156
(87)【国際公開日】2023-04-06
(31)【優先権主張番号】10-2021-0131005
(32)【優先日】2021-10-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0121638
(32)【優先日】2022-09-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
(71)【出願人】
【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
【テーマコード（参考）】
5J024
【Ｆターム（参考）】
5J024AA01
5J024CA06
5J024DA01
5J024DA26
5J024EA09
(57)【要約】
本発明は、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を提供する。前記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、前記出力信号を入力されてデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に少なくとも基づいてノイズデータと増幅信号をそれぞれ生成し、前記ノイズデータと前記増幅信号を出力する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、または前記大電流経路上に補償電圧を発生させる補償部とを含む。前記ノイズデータは外部装置に提供される。
【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、
前記出力信号を入力されてデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に少なくとも基づいてノイズデータと増幅信号をそれぞれ生成し、前記ノイズデータと前記増幅信号を出力する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、または前記大電流経路に補償電圧を発生させる補償部とを含み、
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、前記デジタル信号をアナログ信号に復旧させ、前記アナログ信号を増幅させて前記増幅信号を生成し、第１出力端子を介して前記増幅信号を出力する、
請求項１に記載のアクティブ補償装置。
【請求項3】
前記ＩＣ部は、アナログデジタル変換部と、
前記出力信号を入力され、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。
【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つの装置を連結する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／また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、電子機器内の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可能性がある。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なく、周辺部品及び他の電子機器に誤動作また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子障害を、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）といい、その中でも、ワイヤ及び基板配線を経由して伝達されるノイズを導電性放出（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起こすことなく動作するようにするために、すべての電子製品でのＥＭＩノイズ放出量を厳しく規制している。したがって、殆どの電子製品は、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（例えば、ＥＭＩフィルタ）を必須として含む。例えば、エアコンなどの白色家電、電気自動車、航空、エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＳＳ）などには、ＥＭＩフィルタが必須として含まれる。従来のＥＭＩフィルタは、導電性放出（ＣＥ）ノイズのうちコモンモード（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）を利用する。コモンモード（ＣＭ）チョークはパッシブフィルタであり、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、数を増やさなければならない。これにより、高電力製品のためのＥＭＩフィルタの大きさと価格が非常に増加するという問題が発生した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、上述のパッシブＥＭＩフィルタの欠点を克服するために、増幅器を含むアクティブＥＭＩフィルタの開発に対する関心が高まっている。
【0006】
しかしながら、アナログ回路からなる増幅器を含むアクティブＥＭＩフィルタの場合、ＥＭＩノイズを相殺した後、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、前記のような問題点を改善するために案出されたものであり、ＥＭＩノイズをデジタル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。
しかし、このような課題は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。
しかし、このような課題は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施形態に係る少なくとも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、前記出力信号を入力されてデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に少なくとも基づいてノイズデータと増幅信号をそれぞれ生成し、前記ノイズデータと前記増幅信号を出力する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、または前記大電流経路上に補償電圧を発生させる補償部とを含み、前記ノイズデータは外部装置に提供することができる。
【0009】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、前記デジタル信号をアナログ信号に復旧させ、前記アナログ信号を増幅させて前記増幅信号を生成し、第１出力端子を介して前記増幅信号を出力することができる。
【0010】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、アナログデジタル変換部と、前記出力信号を入力され、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ことができる。
【0011】
一実施形態によれば、前記アナログデジタル変換部は、前記低電圧アナログ信号から前記デジタル信号を生成するコンバータ回路と、前記ノイズデータの欠陥を低減するために前記デジタル信号を加工及び出力する構成とを含むことができる。
【0012】
一実施形態によれば、前記ＩＣ部は、前記デジタル信号を入力されてアナログ信号に復旧させるデジタルアナログ変換部と、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自ら生成するための電圧制御発振器とをさらに含むことができる。
【0013】
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を入力される入力端子、前記増幅信号を出力する第１出力端子及び前記ノイズデータを出力する第２出力端子を含むことができる。
【0014】
前述したもの以外の他の側面、特徴、利点が、以下の図面、特許請求の範囲及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。
【発明の効果】
【0015】
上述のように構成された本発明の様々な実施形態によれば、アクティブＥＭＩフィルタを使用してＥＭＩノイズを相殺するとともにＥＭＩノイズデータを収集することができる。
【0016】
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て様々な用途に利用することができる。例えば、本発明の実施形態に係るアクティブＥＭＩフィルタから出力されたノイズデータは、状態変化または緊急状況の監視のためにモニタリングされることができる。また、ノイズデータはビッグデータ処理に利用することができる。
【0017】
もちろん、このような効果によって本発明の範囲が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施形態に係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3-4】本発明の様々な実施形態に係るＩＣ部５００の具体的な一例を示したものである。
【図5】一実施形態における入力バッファ５１０の一例としての入力バッファ５１０－１を示す。
【図6】一実施形態における入力バッファ５１０の他の一例としての入力バッファ５１０－２を示す。
【図7】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10】本発明の他の実施形態に係るアクティブ補償装置１００Ｃを概略的に示す。
【図11】本発明の他の実施形態に係るアクティブ補償装置１００Ｄを概略的に示す。
【図12】本発明の他の実施形態に係るＩＣ部５００の具体的な一例を示したものである。
【図13】一実施形態に係る緊急状況検知方法に関するアルゴリズムを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の一実施形態に係る少なくとも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、前記出力信号を入力されてデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に少なくとも基づいてノイズデータと増幅信号をそれぞれ生成し、前記ノイズデータと前記増幅信号を出力する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、または前記大電流経路上に補償電圧を発生させる補償部とを含み、前記ノイズデータは外部装置に提供することができる。
【0020】
本発明は、様々な変換を加えることができるとともに、様々な実施形態を有することができ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細に説明しようとする。本発明の効果及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、図面とともに詳細に後述する実施形態を参照することで明らかになるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、様々な形態で具現されることができる。
【0021】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明するものとし、図面を参照して説明するとき、同一または対応する構成要素は同一の図面符号を付与し、これに対する重複の説明は省略する。
【0022】
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た。
【0023】
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を持たない限り、複数の表現を含む。
【0024】
以下の実施形態において、含むまたは有するなどの用語は、明細書上に記載された特徴、または構成要素が存在することを意味するものであり、１つ以上の他の特徴また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。
【0025】
図面では、説明の便宜上、構成要素の大きさが誇張または縮小されてもよい。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜上任意に示しているため、本発明が必ずしも示されたものに限定されるものではない。
【0026】
以下の実施形態において、構成要素、部、ブロック、モジュールなどが連結されている場合、構成要素、部、ブロック、モジュールが直接的に連結されている場合だけでなく、構成要素、部、ブロック、モジュールの間に他の構成要素、部、ブロック、モジュールが介在して間接的に連結された場合も含む。
【0027】
図１は、本発明の一実施形態に係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。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上からコモンモード（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ、ＣＭ）で発生するノイズ電流Ｉｎ（例えば、ＥＭＩノイズ電流）及び／またはノイズ電圧（例えば、ＥＭＩノイズ電圧）をアクティブに補償することができる。
【0028】
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を含むことができる。
【0029】
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ることができる。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）であることができる。ただし、これに限定されない。
【0030】
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／また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ることもでき、他の装置によって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）であることもできる。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ることもできる。ただし、これに限定されない。第１装置３００側には電力変換装置が位置することができる。例えば、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上に発生することができる。または、例えば、第１装置３００側から漏れたノイズ電流がグランド（例えば、基準電位１）を経由し、第２装置２００を介して大電流経路１１１、１１２に流れ込むことにより、ノイズ電流Ｉｎが発生することができる。
【0031】
大電流経路１１１、１１２上で同じ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称することができる。また、コモンモードノイズ電圧Ｖｎは、大電流経路１１１、１１２間に発生する電圧ではなく、グランド（例えば、基準電位１）と大電流経路１１１、１１２との間に発生する電圧であることができる。
【0032】
例えば、第１装置３００側はノイズ源に対応することができ、第２装置２００側はノイズレシーバに対応することができる。
【0033】
２つ以上の大電流経路１１１、１１２は、第２装置２００によって供給される電源、すなわち、大電流Ｉ２１、Ｉ２２を第１装置３００に伝達する経路であることができるが、例えば、電力線であることができる。例えば、２つ以上の大電流経路１１１、１１２のそれぞれは、ライブ線（Ｌｉｖｅ ｌｉｎｅ）とニュートラル線（Ｎｅｕｔｒａｌ ｌｉｎｅ）であることができる。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ることができる。第２周波数帯域は、例えば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚ帯域であることができる。
【0034】
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ることができる。または、グランド（例えば、基準電位１）に対してノイズ電圧Ｖｎが発生する経路であることもできる。
【0035】
ノイズ電流Ｉｎまたはノイズ電圧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）で入力されることができる。ノイズ電流Ｉｎは、様々な原因によって第１装置３００において意図せず発生する電流であることができる。例えば、ノイズ電流Ｉｎは、第１装置３００と周辺環境との間の寄生容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）によるノイズ電流であることができる。または、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って発生するノイズ電流であることができる。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することができる。第１周波数帯域は、前述した第２周波数帯域より高い周波数帯域であることができる。第１周波数帯域は、例えば、１５０ＫＨｚ～３０ＭＨｚ帯域であることができる。
【0036】
図では、ノイズ電流Ｉｎ及びノイズ電圧Ｖｎは、大電流経路１１１、１１２上において第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、本明細書において「ノイズ電流」及び「ノイズ電圧」という用語はこれに限定されず、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ことができる電圧及び電流を称することができる。
【0037】
一方、２つ以上の大電流経路１１１、１１２は、図１に示すように２つの経路を含むこともでき、３つの経路（例えば、３相３線の電力システム）または４つの経路（例えば、３相４線の電力システム）を含むこともできる。大電流経路１１１、１１２の数は、第１装置３００及び／または第２装置２００が使用する電源の種類及び／または形態に応じて変ることができる。
【0038】
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側に生成することができる。すなわち、センシング部１２０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することができる。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と絶縁されることができる。例えば、センシング部１２０は、センシング変圧部として具現されることができる。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。
【0039】
ＩＣ部５００は、センシング部１２０に電気的に連結され、センシング部１２０が出力した出力信号の増幅信号に相応する補償信号Ｓ１を生成することができ、さらに、前記出力信号のデジタル信号に相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／または位相を調節することを意味することができる。ＩＣ部５００は様々な手段で具現されることができ、アクティブ素子を含むことができる。
【0040】
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。
【0041】
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、ノイズに対応する信号）をデジタル信号に変換する回路を含むことができる。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を外部に出力することができる。また、ＩＣ部５００は、前記デジタル信号を再びアナログ信号に変換して増幅し、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７で後述する。
【0042】
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記憶されるか、または、波形ディスプレイ装置に伝達されることができる。例えば、前記ノイズデータＳ２は、状態変化や緊急状況を監視するためにモニタリングされることができる。前記ノイズデータＳ２は、ビッグデータ処理または人工知能技術に利用されることもできるであろう。
【0043】
一方、ＩＣ部５００は、第１装置３００及び／または第２装置２００と区分される第３装置４００から電源を供給され、センシング部１２０が出力した出力信号を増幅させて増幅電流／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。このとき、第３装置４００は、第１装置３００及び第２装置２００とは無関係の電源から電源を供給され、ＩＣ部５００の入力電源を生成する装置であることができる。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つの装置から電源を供給されてＩＣ部５００の入力電源を生成する装置であることもできる。
【0044】
ＩＣ部５００は、補償部１４０側に補償信号Ｓ１として増幅電圧または増幅電流を出力することができる。前記補償信号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（増幅電圧または増幅電流）に基づいて補償電圧または補償電流を生成することができる。
【0045】
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上に直列で補償電圧を発生させることができる。補償部１４０の出力側は、大電流経路１１１、１１２に直列で補償電圧を発生させることができるが、ＩＣ部５００とは絶縁されることができる。例えば、補償部１４０は、前記絶縁のために補償変圧器からなることができる。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、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ることができる。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を抑制する効果を与えることができる。この場合、補償部１４０は、電圧補償に該当することができる。電圧補償に関する詳細な説明は、図２、図８、図１１で後述する。
【0046】
他の実施形態によれば、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、または、大電流経路１１１、１１２から引き出されることによって、大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎを相殺または低減することができる。この場合、補償部１４０は、電流補償に該当することができる。電流補償に関する詳細な説明は、図９、図１０、図１１で後述する。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と連結されることができるが、ＩＣ部５００とは絶縁されることができる。例えば、補償部１４０は、前記絶縁のために補償変圧器を含むことができる。
【0047】
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端で補償するフィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）タイプであることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、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むこともできる（図１０参照）。
【0048】
図２は、図１に示す実施形態のより具体的な一例を示したものであり、本発明の一実施形態に係るアクティブ補償装置１００Ａを概略的に示したものである。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を含むことができる。
【0049】
図２及び以下の図において、第１装置３００及び第２装置２００は省略されることができる。すなわち、アクティブ補償装置１００Ａの前段（例えば、補償部１４０Ａ側）の大電流経路１１１、１１２は、第２装置２００の電力線と連結されることができ、後段（例えば、センシング部１２０Ａ側）の大電流経路１１１、１１２は、第１装置３００の電力線と連結されることができる。
【0050】
一実施形態によれば、前述したセンシング部１２０は、センシング変圧器１２０Ａを含むことができる。
【0051】
センシング変圧器１２０Ａは、大電流経路１１１、１１２から絶縁された状態で、大電流経路１１１、１１２上のノイズ電流Ｉｎまたはノイズ電流Ｉｎによってセンシング変圧器１２０Ａの両端に誘導された電圧（例えば、Ｖｃｈｏｋｅ）を検知するための手段であることができる。
【0052】
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及びＩＣ部５００の入力端に連結された２次側１２２を含むことができる。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（例えば、１次巻線）において、ノイズ電流Ｉｎによって誘導される磁束密度に基づいて２次側１２２（例えば、２次巻線）に誘導電流または誘導電圧Ｖｓｅｎを生成することができる。前記センシング変圧器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がそれぞれ巻かれている巻線であることができる。
【0053】
センシング変圧器１２０Ａは、具体的には、第１大電流経路１１１（例えば、ライブ線）上のノイズ電流Ｉｎによって誘導される磁束密度と、第２大電流経路１１２（例えば中性線）上のノイズ電流Ｉｎによって誘導される磁束密度が互いに重なる（または補強される）ように構成されることができる。このとき、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によって誘導される磁束密度と、第２大電流経路１１２上の大電流Ｉ２２によって誘導される磁束密度は、互いに相殺するように構成されることができる。また、一例として、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によって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によって誘導される磁束密度の大きさより大きいように構成されることができる。
【0054】
このように、センシング変圧器１２０Ａは、大電流Ｉ２１、Ｉ２２によって誘導される磁束密度を互いに相殺するように構成されており、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に応じた１次側１２１の誘導電圧（例えば、Ｖｃｈｏｋｅ）が一定比率で変換された電圧であることができる。
【0055】
ＩＣ部５００は、センシング変圧器１２０Ａの２次側に誘導される誘導電圧Ｖｓｅｎを増幅させて補償信号Ｓ１として出力することができる。また、ＩＣ部５００は、前記誘導電圧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の詳細な構成の例は、図３～図７で後述する。
【0056】
一実施形態によれば、前述した補償部１４０は、補償変圧器１４０Ａを含むことができる。
【0057】
補償変圧器１４０Ａは、アクティブ素子を含むＩＣ部５００を大電流経路１１１、１１２から絶縁させることができる。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、電圧補償のための手段であることができる。
【0058】
補償変圧器１４０Ａは、例えば、１つのコアに１次側１４１電線及び２次側１４２電線が通過するか、または、少なくとも１回以上巻かれた構造であることができる。前記一次側１４１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、２次側１４２電線は、大電流経路１１１、１１２に対応することができる。
【0059】
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。
【0060】
一方、本発明の一実施形態に係るアクティブ補償装置１００Ａは、減結合コンデンサ部１７０をさらに含むことができる。
【0061】
減結合コンデンサ部１７０は、例えばセンシング部１２０と第１装置３００との間に配置されることができ、一端が基準電位１６０１と連結され、他端が大電流経路１１１、１１２とそれぞれ連結される２つのＹ－コンデンサから構成されることができる。
【0062】
一方、ＩＣ部５００の基準電位（基準電位２、６０２）と補償装置１００Ａの基準電位（基準電位１、６０１）は互いに区別される電位であることができる。
【0063】
図３及び図４は、本発明の様々な実施形態に係るＩＣ部５００の具体的な一例を示したものである。図３を参照すると、本発明の実施形態に係るＩＣ部５００は、入力バッファ５１０、アナログデジタル変換部５２０、デジタルアナログ変換部５３０、出力増幅器５４０及びリニアレギュレータ５５０を含むことができる。
【0064】
図４は、本発明の一実施形態に係るＩＣ部５００の各構成をより具体的に示したものである。
【0065】
図３及び図４を一緒に参照すると、ＩＣ部５００は、物理的に１つのＩＣチップであることができる。この実施形態によれば、前述したようなデジタルノイズデータと補償信号が１つのＩＣチップで生成されることができる。言い換えると、ノイズデータを生成する構成（例えば、回路）と補償信号を生成する構成が１つのＩＣチップ上に具現されることができる。ただし、これは一実施形態に過ぎず、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が１つ以上の異なるチップまたはパッケージ状に具現されることができる。
【0066】
ＩＣ部５００は、センシング部１２０の出力信号を入力される入力端子ＶＩＮ、補償信号を出力する第１出力端子ＶＯＵＴ及びデジタルノイズデータを出力する第２出力端子ＶＯＵＴ２を含むことができる。
【0067】
前述したように、センシング部１２０は、ノイズ信号（ＩｎまたはＶｎ）をセンシングして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の入力信号になる。
【0068】
センシング部１２０の出力信号は、ＩＣ部５００の入力端子ＶＩＮを介して入力バッファ５１０に入力されることができる。入力バッファ５１０の入力信号はノイズ信号に対応するであろう。
【0069】
一実施形態において、入力バッファ５１０の入力ノイズ信号は、１０Ｖ以上の高電圧スイング（ｓｗｉｎｇ）であることができる。したがって、例えば、入力バッファ５１０は、十分な耐圧と性能を有するｈｉｇｈ－ｓｗｉｎｇ ＤＭＯＳであることができる。
【0070】
図５は、一実施形態における入力バッファ５１０の一例としての入力バッファ５１０ー１を示し、図６は、一実施形態における入力バッファ５１０の他の一例としての入力バッファ５１０ー２を示す。以下の入力バッファ５１０に関する説明は、入力バッファ５１０、５１０－１、５１０－２の説明を全て含むことができる。
【0071】
入力ノイズ信号が１０Ｖ以上の高電圧信号であることができるため、入力バッファ５１０、５１０－１、５１０－２は高電圧（ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ、ＨＶ）入力バッファであることができる。例えば、入力バッファ５１０の目標耐圧は１２Ｖであることができ、入力インピーダンスは１００ｋｏｈｍ以上であることができ、帯域幅（ＢＷ）は約３０ＭＨｚに相応することができる。しかし、これに限定されない。
【0072】
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小さくしてＡＤＣ５２０側に出力することができる。
【0073】
一実施形態において、図５に示すように、入力バッファ５１０－１は複数段の増幅器で構成されることもでき、他の実施形態において、図６に示すように、入力バッファ５１０－２は一段の反転増幅器（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成されることもできる。
【0074】
例えば、入力バッファ５１０－２の場合、入力信号がＶｉｎのときに出力信号Ｖｏは以下の数式１であることができる。
＜数式１＞
＜数式１＞
【0075】
一方、入力バッファ５１０から出力された減衰信号は、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ、５２０）に入力されることができる。アナログデジタル変換部５２０に入力される減衰信号は、ＥＭＩノイズ信号に相応することができる。ここで 相応するということは、ＥＭＩノイズ信号の大きさが一定比率で変化したことを意味することができるが、これに限定されない。
【0076】
アナログデジタル変換部５２０は、前記減衰信号を入力され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。また、前記デジタル信号は、デジタルアナログ変換部５３０に伝達され、補償信号Ｓ１を生成するために使用されることができる。
【0077】
図７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。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及び／または出力バッファ５２３を含むことができる。
【0078】
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言える。例えば、コンバータ回路５２１は、図７に示すようにｆｌａｓｈ ＡＤＣで構成されることができる。Ｆｌａｓｈ 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。一例において、温度計コード形式のデジタル信号はＤＡＣ５３０に伝達され、補償信号Ｓ１の生成の基になることができる。（図４参照）。
【0079】
しかしながら、コンバータ回路５２１は、ｆｌａｓｈ ＡＤＣに限定されず、例えば、ＳＡＲ（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）ＡＤＣまたはｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ ＡＤＣを含むことができ、他のタイプのＡＤＣから構成されることもできる。
【0080】
コンバータ回路５２１は、入力低電圧アナログ信号からデジタル信号を生成することができる。コンバータ回路５２１によって生成されたデジタル信号はＤＡＣ５３０に伝達され、補償信号Ｓ１の生成の基になることができる（図４参照）。
【0081】
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に入力されることができる。デジタルブロック５２２は、例えば、グレイエンコーダ（ｇｒａｙ ｅｎｃｏｄｅｒ）、グレイトゥーバイナリコンバータ（ｇｒａｙ ｔｏ ｂｉｎａｒｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）及び／また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。
【0082】
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ることができる。
【0083】
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に出力されることができる。ノイズデータＳ２は５ビット信号で出力されることができるが、これに限定されない。実施形態に応じて８ビット～１０ビット信号で出力されることもでき、その他も可能である。
【0084】
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ことができる。第２出力端子ＶＯＵＴ２は、例えば、データストレージまたは波形ディスプレイ装置などの外部装置に連結されることができる。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、状態変化や緊急状況を監視するためにモニタリングされることができる。ノイズデータＳ２は、ビッグデータ処理または人工知能技術に利用されることもできるであろう。
【0085】
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に相応するように設計されることができ、スイッチング周波数（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は約８００ＭＨｚに相応するように設計されることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。目標入力電圧レベルが０．３Ｖ～１．３Ｖに設計される場合、図７のＶＲＥＦＮが０．３Ｖ、ＶＲＥＦＰが１．３Ｖに相応することができる。さらに、一実施形態において、ＶＤＤＡは約１．８Ｖに相応するように設計されることができるが、これらに限定されない。
【0086】
図４を再び参照すると、アナログデジタル変換部５２０で生成されたデジタル信号は、補償信号Ｓ１を生成するためにデジタルアナログ変換部５３０に伝達されることができる。前記デジタル信号は、例えば、温度計コード形式であることができる。デジタルアナログ変換部５３０は、前記デジタル信号をアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を出力増幅器５４０に出力することができる。
【0087】
出力増幅器５４０は、前記アナログ信号を入力されて増幅させることができる。増幅された信号は、補償信号Ｓ１として第１出力端子ＶＯＵＴを介して出力されることができる。第１出力端子ＶＯＵＴを介して出力された補償信号Ｓ１は、前述した補償部１４０に入力されることができる。
【0088】
一方、補償信号Ｓ１は十分に大きくなければならないため、出力増幅器５４０は高電圧（ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ、ＨＶ）ＤＭＯＳで設計されることができる。例えば、ＤＡＣ５３０のスイッチング周波数（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は約８００ＭＨｚに相応するように設計されることができ、出力増幅器５４０の出力電圧は約１２Ｖに相応するように設計されることができ、出力増幅器５４０の出力電流は約１Ａに相応するように設計されることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0089】
ＩＣ部５００は、電圧制御発振器（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、ＶＯＣ、５６０）をさらに含むことができる。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。この電圧制御発振器５６０は、外部クロック発生器なしでアクティブ補償装置１００が自らクロック信号を生成するためにＩＣ部５００に組み込まれることができる。
【0090】
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（例えば、第３装置４００）から前記入力電圧を入力されることができる。電圧制御発振器５６０から生成されたクロック信号は、ＡＤＣ５２０に伝達され、内部回路の制御に使用されることができる。
【0091】
リニアレギュレータ５５０は、ＡＤＣ５２０、ＶＣＯ５６０などのＩＣ部５００の内部回路を駆動させるための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（例えば、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、これに限定されない。前記ＤＣ低電圧は、ＡＤＣ５２０、ＶＣＯ５６０などのＩＣ部５００の内部回路を駆動させるために使用されることができる。
【0092】
【0093】
図８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を含むことができる。センシング部１２０Ａ－１、ＩＣ部５００及び補償変圧器１４０Ａ－１は、それぞれ前述したセンシング部１２０、１２０Ａ、ＩＣ部５００及び補償部１４０、１４０Ａの一例である。
【0094】
アクティブ補償装置１００Ａ－１は、第１装置３００と連結される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、これを補償電圧Ｖｉｎｊ１でアクティブに補償することができる。
【0095】
センシング部１２０Ａ－１は、例えば、大電流経路１１１、１１２に該当する電力線が巻かれたＣＭチョークに２次側電線が重ねて巻かれたセンシング変圧器であることができる。前記２次側電線は、ＩＣ部５００の入力端子ＶＩＮに連結することができる。
【0096】
このようにＣＭチョークを用いてセンシング部１２０Ａ－１を形成する場合、センシング部１２０Ａ－１はセンシング及び変圧の機能だけでなく、ＣＭチョークとしてパッシブフィルタの役割も果たすことができる。すなわち、ＣＭチョークに２次側電線を重ねて巻い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ともに、ノイズ電流Ｉｎを抑制または阻止する役割を同時に果たすことができる。
【0097】
一方、センシング部１２０Ａ－１の出力信号ＶｓｅｎはＩＣ部５００に入力されることができる。ＩＣ部５００は、前述したように、前記出力信号Ｖｓｅｎをデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に基づいてノイズデータＳ２を生成及び出力し、前記デジタル信号に基づいて補償信号（または増幅信号）Ｓ１を出力することができる。
【0098】
ノイズデータＳ２は、アクティブ補償装置１００Ａ－１外部のデータストレージに記憶されて利用されることができる。
【0099】
補償信号Ｓ１は補償変圧器１４０Ａ－１の入力電圧に相応することができる。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上に直列で補償電圧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を抑制する効果を与えることができる。
【0100】
こ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。
【0101】
【0102】
図９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を含むことができる。センシング変圧器１２０Ｂ、ＩＣ部５００及び補償部１４０Ｂは、それぞれ前述したセンシング部１２０、１２０Ａ、ＩＣ部５００及び補償部１４０の一例である。
【0103】
アクティブ補償装置１００Ｂは、第１装置３００と連結される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、これを補償電流Ｉｉｎｊでアクティブに補償することができる。
【0104】
センシング変圧器１２０Ｂは、例えば、１つのコアに１次側電線及び２次側電線が通過するか、または、少なくとも１回巻かれた構造であることができる。センシング変圧器１２０Ｂの１次側電線は大電流経路である電力線に相応することができ、センシング変圧器１２０Ｂの２次側電線はＩＣ部５００の入力端に連結されることができる。一実施形態において、ＣＭチョークではないコアに１次側電線及び２次側電線を通過させるか、または少なくとも１回巻くことにより、センシング変圧器１２０Ｂの体積を最小限に抑えることができる。
【0105】
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。
【0106】
センシング部１２０Ｂの出力信号はＩＣ部５００に入力されることができる。ＩＣ部５００は、前述したように、前記出力信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に基づいてノイズデータＳ２を生成及び出力し、前記デジタル信号に基づいて補償信号（または増幅信号）Ｓ１を出力することができる。
【0107】
ノイズデータＳ２は、アクティブ補償装置１００Ｂ外部のデータストレージに記憶されて利用されることができる。
【0108】
補償信号Ｓ１は補償部１４０Ｂに入力されることができる。この実施形態において、補償部１４０Ｂは補償変圧器と補償コンデンサ部とを含むことができる。
【0109】
補償変圧器の１次側はＩＣ部５００の出力端に連結され、補償変圧器の２次側は大電流経路に連結されることができる。補償変圧器は、ＩＣ部５００を大電流経路から絶縁させながら、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。
【0110】
補償変圧器の２次側は、補償コンデンサ部と基準電位とを連結する経路上に配置されることができる。すなわち、２次側の一端は補償コンデンサ部を介して大電流経路に連結され、２次側の他端はアクティブ補償装置１００Ｂの基準電位に連結されることができる。
【0111】
補償変圧器を介して変換された電流（すなわち、２次側電流）Ｉｉｎｊは、補償コンデンサ部を介して大電流経路に補償電流として注入されるか、または引き出されることができる。このように、補償コンデンサ部は、補償変圧器の２次側で発生した電流が大電流それぞれに流れる経路を提供することができる。これにより、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。
【0112】
補償コンデンサ部は、一端が補償変圧器の２次側に連結され、他端が大電流経路に連結される２つのＹ－コンデンサ（Ｙ－ｃａｐａｃｉｔｏｒ、Ｙ－ｃａｐ）を含むことができる。
【0113】
こ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、電源側である前段から補償電流Ｉｉｎｊで補償するフィードフォワード（ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）ＣＣＣＣ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ）タイプの一例である。
【0114】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るアクティブ補償装置１００Ｃを概略的に示す。便宜上、第３装置４００は省略されている。
【0115】
アクティブ補償装置１００Ｃは、第１装置３００と連結される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、これを補償電流Ｉｉｎｊ２でアクティブに補償することができる。
【0116】
図１０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を含むことができる。補償部１４０Ｃは補償変圧器と補償コンデンサ部とを含むことができる。
【0117】
センシング部１２０Ｃは図８で説明したセンシング部１２０Ａ－１に相応し、ＩＣ部５００は様々な実施形態で説明したＩＣ部５００に相応し、補償部１４０Ｃは図９で説明した補償部１４０Ｂに相応するため、これらの具体的な説明は省略する。
【0118】
こ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。
【0119】
図１１は、本発明の他の実施形態に係るアクティブ補償装置１００Ｄを概略的に示す。便宜上、第３装置４００は省略されている。
【0120】
アクティブ補償装置１００Ｄは、第１装置３００と連結される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、これを補償電圧Ｖｉｎｊ１及び補償電流Ｉｉｎｊ２で併合的に補償することができる。
【0121】
図１１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を含むことができる。第２補償部１４０Ｄ－２は補償変圧器と補償コンデンサ部とを含むことができる。
【0122】
センシング部１２０Ｄは図８で説明したセンシング部１２０Ａ－１に相応し、第１補償部１４０Ｄ－１は図８で説明した補償変圧器１４０Ａ－１に相応し、第２補償部１４０Ｄ－２は図９で説明した補償部１４０Ｂに相応するため、これらの具体的な説明は省略する。
【0123】
センシング部１２０Ｄの出力信号はＩＣ部５００’に入力されることができる。ＩＣ部５００’は、前述したように、前記出力信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に基づいてノイズデータＳ２を生成及び出力し、前記デジタル信号に基づいて第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。
【0124】
一例を挙げると、ＩＣ部５００’は、ＤＡＣ５３０の出力信号から第１補償信号Ｓ１－１を出力する第１増幅器と、ＤＡＣ５３０の出力信号から第２補償信号Ｓ１－２を出力する第２増幅器を含むことができる。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出力端子を備えることができる。但し、本発明はこれに限定されない。
【0125】
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の入力電圧に相応することができる。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で補償電圧Ｖｉｎｊ１を誘導する補償変圧器であることができる。大電流経路上に直列で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を抑制する効果を与えることができる。
【0126】
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。前記補償変圧器を介して変換された電流（すなわち、２次側電流）Ｉｉｎｊは、補償コンデンサ部を介して大電流経路に補償電流として注入されるか、または引き出されることができる。
【0127】
一実施形態において、第１補償部１４０Ｄ－１はセンシング部１２０Ｄの前に配置され、第２補償部１４０Ｄ－２はセンシング部１２０Ｄの後に配置されることができる。例えば、第１補償部１４０Ｄ－１は電圧補償を行い、同時に第２補償部１４０Ｄ－２は電流補償を行うことができる。この実施形態によれば、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、ノイズ低減を効果的にすることができる。
【0128】
図１２は、本発明の他の実施形態に係るＩＣ部５００の具体的な一例を示したものである。
【0129】
図１２を参照すると、本発明の実施形態に係るＩＣ部５００は、増幅部１３０及びデジタル回路部５０１を含むことができる。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に変換させることができ、入力バッファ５１０及びアナログデジタル変換部５２０を含むことができる。
【0130】
ＩＣ部５００は、リニアレギュレータ５５０と電圧制御発振器（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、ＶＯＣ、５６０）をさらに含むことができる。リニアレギュレータ５５０は、ＩＣ部５００内部のアクティブ素子を駆動させるための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５４０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。
【0131】
ＩＣ部５００は物理的に１つのＩＣチップであることができる。この実施形態によれば、前述したようなデジタルノイズデータＳ２と補償信号Ｓ１が１つのＩＣチップから生成されることができる。言い換えると、ノイズデータＳ２を生成する構成（例えば、デジタル回路部５０１）と補償信号Ｓ１を生成する増幅部１３０とを一つのＩＣチップ上に具現することができる。ただし、これは一実施形態に過ぎず、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が１つ以上の異なるチップまたはパッケージ状に具現されることができる。
【0132】
ＩＣ部５００は、センシング部１２０の出力信号を入力される入力端子ＶＩＮ、補償信号Ｓ１を出力する第１出力端子ＶＯＵＴ及びデジタルノイズデータＳ２を出力する第２出力端子ＶＯＵＴ２を含むことができる。
【0133】
前述したように、センシング部１２０は、ノイズ信号（ＩｎまたはＶｎ）をセンシングして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の入力信号になる。
【0134】
センシング部１２０の出力信号は、ＩＣ部５００の入力端子ＶＩＮを介して入力された後、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ことができる。
【0135】
増幅部１３０はアナログ入力信号を増幅させることができる。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ことができる。第１出力端子ＶＯＵＴを介して出力された補償信号Ｓ１は、前述した補償部１４０に入力されることができる。一方、補償信号Ｓ１は十分に大きくなければならないため、増幅部１３０の出力電圧は約１２Ｖに相応するように設計されることができるが、本発明はこれに限定されない。
【0136】
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。
【0137】
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）であることができる。したがって、例えば、入力バッファ５１０は、十分な耐圧と性能を有するｈｉｇｈ－ｓｗｉｎｇ ＤＭＯＳであることができる。
【0138】
本明細書で説明されるすべての実施形態は互いに複合的に適用されることができるのは言うまでもない。
【0139】
上記したように構成された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を使用してノイズ信号を補償すると同時にノイズデータを収集することができる。
【0140】
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て様々な用途に利用することができる。例えば、本発明の実施形態に係るアクティブ補償装置から出力されたノイズデータは、状態変化または緊急状況の監視のためにモニタリングされることができる。また、ノイズデータはビッグデータ処理に利用することができる。
【0141】
すなわち、一実施形態によれば、前記のようなノイズデータの抽出及び／または収集により、例えば、電力使用装置のインバータが故障するなどの緊急状況が発生したことが検知でき、これを管理者に知らせることができる。
【0142】
図１３は、一実施形態に係る緊急状況検知方法に関するアルゴリズムを示したものである。
【0143】
まず、センシング部を介して第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタを検知することができる（８１０）。ここで、第１ノイズ信号クラスタとは、複数回検知した第１ノイズ信号の集合体をいう。例えば、同じ条件で複数回繰り返し測定された第１ノイズ信号の集合体であることができる。
【0144】
次に、このような第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタをデジタルデータ処理する（８１１）。このようなデジタルデータ処理は、前述した実施形態のアナログデジタル変換部５２０を介して行うことができる。
【0145】
このようにデジタル変換された第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタはレファレンスで決定する（８２０）。
【0146】
センシング部を介して第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタを検知することができる（８３０）。ここで、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタは、第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタとは異なる時間、条件及び／または環境である状況で測定されたノイズ信号を指す。例えば、第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタがインバータが正常に動作している状態のノイズ信号である場合、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタはインバータが正常に動作していない状態のノイズ信号に対応することができる。第２ノイズ信号クラスタとは、複数回検知した第２ノイズ信号の集合体をいう。例えば、同じ条件で複数回繰り返し測定された第２ノイズ信号の集合体であることができる。
【0147】
次に、このような第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタをデジタルデータ処理する（８３１）。このようなデジタルデータ処理は、前述した実施形態のアナログデジタル変換部５２０を介して行うことができる。
【0148】
次に、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタをレファレンスである第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタと比較する（８４０）。
【0149】
このとき、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタが第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタと一定範囲内で類似性を示す場合、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタが測定された状態が、第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタが測定された状態と変わっていないと見なすことができ、他の時間、条件及び／または環境で再び第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタを測定することができる。例えば、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタを測定した時間、条件及び／または環境が正常な状況であると見なすことができる。
【0150】
このとき、一定範囲内での類似性とは、予め定められた範囲内での誤差範囲内での一致を含むことができる。
【0151】
第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタが第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタと一定範囲内で相違を示す場合、第２ノイズ信号及び／または第２ノイズ信号クラスタが測定された状態が第１ノイズ信号及び／または第１ノイズ信号クラスタが測定された状態と変わっていると見なし、このような状態変化をユーザに表示することができる（８５０）。
【0152】
ユーザは、このような状態変化に対応して故障かどうかについて診断を実行するか、または他の措置を取るようにすることができる。この後続プロセスは、状態変化に対応して自動的に実行されるようにすることができる。
【0153】
このように、本発明は、アクティブ補償装置から出力されたノイズデータを用いて、状態変化または緊急状況の監視を行うことができ、後続措置を取るようにすることができる。
【0154】
本発明は図に示された一実施形態を参照して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該分野で通常の知識を有する者であれば、このことから様々な変形及び実施形態の変更が可能であることを理解できるであろう。したがって、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って定められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0155】
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使用することができる。しかしながら、本発明の一実施形態による産業上の利用可能性は、上述したものに限定されない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【国際調査報告】