전류 센서

 

다양한 전류센서가 존재 한다.

 

Transformer 를 이용한 전류센서방법, Hall Sensor 를 이용한 방법, 저항과 차동 OPAMP를 이용한 방법, 내가 아는 것만 해도 몇 가지나 된다.

 

그중 AC전원에서 사용하기 편리한 Transformer 를 이용한 전류센서를 고찰 해 보고자 한다.

 

아래의 내용은 그 한 예다. 한쪽에서 전류가 흐르면 다른 쪽에서 전류가 유도 되는 방식 이다.

 

The current-sense transformer CSE187-L1) was chosen (relative low cost, off-the-shelf component). The following image shows the interface with the Power Metering IC:

 

위와 같은 방법을 구현 하려면 해당 제품이 있어야 하는데 국내에서 수급이 가능하다.

( Eleparts.co.kr 에서 구했다. )

사용 전류에 따라 전압 형태로 나타나다. 즉 전압의 크기를 보면 전류가 얼마나 쓰이고 있는지 알 수 있다.

그러나 MCU 등에서 바로 연결해서 읽어 보기는 어렵다.

이유는 스코프로 찍어 보면 사인파 가 나오는 것을 볼 수 있다. 즉 바로 입력하면 I/O에 양 전원과 음 전원이 바로 들어 가기 때문이다.

 

일단 초단에서 보호회로를 넣어서 보호할 필요가 있다.

아래 그림처럼 Zener 다이오드를 사용하는 것이 대표적인 예다.

Zener Limiter

A single Zener diode can limit one side of a sinusoidal waveform to the zener voltage while clamping the other side to near zero. With two opposing zeners, the waveform can be limited to the zener voltage on both polarities.

 

일반 다이오드를 이용해서 ESD 방지용으로 많이 쓰는 회로다.

 

그 외에 부가적으로 OPAMP등을 넣으면 좀더 안정적으로 사용이 가능 하다.

 

 

사실 모든것에 전문을 하기에는 전자에 관련된 분야는 많은 듯 하다.

여러 프로젝트를 하면서 늘 어려움을 겪는 것 중 대표적인 것이 무선 관련된 쪽과 전원 관련된 쪽이 다

안 할 수도 없고 맨땅에 해딩 ..

 

이번에 프로젝트중 220V 전원을 사용해야 하는 일이 생겼다.

먼저 여러 가지 자료 조사 중에 속 편하게 사서 쓰자 라는 편리한 ~~ 생각을 하고

국내 회사인 지엠테크 의 GMS06xx 종류를 선정해서 사용 했다.

 

 

선정은 잘한 것 같다. 그런데 사이즈가 변경되었다.

어쩔 수 없이 동일 회사의 GMS02xx 를 선정 해서 사용 했다.

헉~~ 특정 시점에 전류가 부족하다.

 

 

고민 중에 그 동안 스펙만 확인하고 있던 LNK306으로 회로를 구성 해서 사용 했다.

사이즈도 적당히 나오고 안정적으로 잘 동작 한다.

 

 

아직도 가능하면 상용제품을 사용 하고 싶다. 가격에 문제가 안 간다면 ~~

 

gms02xx.pdf

 

gms06xx.pdf

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AC용 전류를 조정 하면서 시험을 하고자 하는데 정및도가 높은 상당한 고가로 구매하기가 어려웠다.

간이용 전류 조정을 생각하던중 대전류 로드 저항과 슬라이 닥스 를 이용한 구현으로 해결 하였다.

 

 

생각해 보면 간단하다.

 

일단 슬라이 닥스에의해 소모 전압이 변경된다. 이는 저항에서 사용되는 소모 전류가 변경  된다.

즉 전체 적인 소모 전력또한 변경 된다.

 

주의사항은 소모 전력을 얼마나 사용할것인지 최대 저항치를 계산하고 슬라이 닥스 와 저항의 용량을 조절 해야 한다.

 

간단한 계산을 해보면 (실효치등은 모두 무시하고 계산 하겠다.)

 

220V 에 0~2A 까지 사용 하려고 한다.

이때 2A에서 저항은 간단한 옴의 법칙에 따라 110옴 이 되어야 한다.

2A에서 최대 소모 전력은 440W 이므로

사용하려는 저항을 440W에서 사용 가능한 110옴 저항으로 사용 해야 하고

슬라이닥스 또한 440W로드가 사용가능한 것으로 선정 해야 한다.

 

다음은 실제로 구동되는 화면이다.

 

 

 

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lnk304 - lnk 306

 

스위칭 레귤레이터로 AC 에서 DC 로 변경하는 IC 다 단 기존의 SMPS 회로처럼 트랜스가 필요 없어서

좀더 간단한 회로 구성이 가능하다.

 

요즘 나오는 LED 등 용으로 설계를 많이 하는듯 하다.

 

출력 전압을 조절하려면 FB 쪽 저항을 조절 해야 한다.

 

과온도 ,과전류 , 재시작 기능이 있다.

 

MDCM 모드 ( 일반 상태) 에서 전류를 늘리기 위해 CCM 모드로 만드는 것보다 LNK를 업르레이드 하는게 싸게 먹힌단다.

LNK306에서 CCM 모드로 하려면 어떻게 해야 하나?

 

Freewheeling DIode D1 을 빠른 것(ultra-fast)으로 변경하란다. MDCM 모드에서는 trr <= 75nS , ccm 모드에서 trr<=35nS 이다.

 

UF4005의 trr이 75nS 다 빠른것 찾기 어려울듯 하다.

 

nxp 의 BYC8X-600 가 trr이 35nS다 ..

 

다이오드 많이 나오는 vishay 사 꺼는 SBYV26C 정도 가 가능할듯 .. 찾기 어렵다.

이상

 

12V 230MA(LNK306)_120704 (3).pdf

 

lnk304-306.pdf

 

 

der231.pdf

 

 

LinkSwitch-TN Buck Design1.pdf

 

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