Hall-IC를 이용한 전류 측정 장치

Abstract

최근 산업화로 인해 산업설비가 빠르게 발전하여 대규모화 복잡화 디지털화 되어가고 있다. 전력 계통의 대규모화로 인한 계통의 보호 및 운전 상태 측정 및 정확한 측정을 위한 신뢰성 있는 데이터를 측정해야 하는데 가장 기본이 되는 데이터는 전류와 전압이다. 이러한 요소는 전력품질을 확인하는 매우 중요한 기본 요소로서 전력 시스템 및 기기의 운용에서의 오동작과 수명에 직접적인 영향을 주어 전체 생산성 및 신뢰성에 영향을 미친다. 전력 품질을 확인 하는 기본이 되는 요소인 전압은 10%이상 거의 변동하지 않으므로 정밀한 전력 측정을 위한 핵심은 전류를 정확히 측정하는데 있다. 기존의 보편적인 전류 측정기법은 분로저항체를 이용하는 방법과 전자기 유도현상을 이용하는 Current Transformer(전류 변류기)방식을 주로 사용하여 왔지만 이러한 방법들은 피 측정전원과 신호전원의 절연이 되지 않는 점과 포화 현상으로 인한 측정의 어려움과 측정전류에 따라 외형의 부피가 변화하는 문제점을 안고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 자기센서 중 하나인 홀효과를 이용한 Hall-IC를 이용해 Current Transformer가 가지는 장점인 간접 측정방식과 분로저항체가 가지는 장점인 전 전류파형을 측정할 수 있는 장점들을 포함한 전류 측정방법론에 대하여 연구 할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 전류 측정을 목적으로 상용화되어 있는 전류 센서의 종류와 그 특성을 분석해 보고 Hall-IC를 이용하여 제작된 샘플시스템을 사용하여 전류 변화에 따른 출력 전압의 변화와 외부 환경의 영향에 의한 데이터의 신뢰성을 실험을 통하여 살펴봄으로서 Hall IC를 이용하여 전류를 측정하는 방법을 모색 하고 Hall-IC 사용시 발생할 수 있는 문제점과 그에 따른 개선안을 고찰해 본다.