Abstract
전류센서는 하이브리드 및 전기자동차의 배터리 충 방전과 모터컨트롤러의 모니터링 시스템에 적용되는 중요한 부품이다. 본 연구에서는 자기코어의 공극에 홀센서를 위치시켜 측정전류에 의해 생성된 자기장을 감지하는 구조를 가진 open loop type의 전류센서를 개발하였다. 코어는 방향성규소강판을 사용하여 제작한 후 공극이 3 mm되게 절단하였다. 공극에서의 자기장 측정을 위하여 GaAs 홀센서를 적용하였다. 개발한 전류센서는 측정범위가 -400~+400 A에서 선형도 0.03 %를 확보하였으며, 온도보상회로를 적용하여 동작온도영역인 <TEX>$-40{\sim}+105^{\circ}C$</TEX>에서 전류센서의 온도특성을 향상시켰다. 전류센서의 동특성 향상을 위하여 공기자속를 제어하였다. 주파수대역폭 측정은 <TEX>$40A{\cdot}turn$</TEX>, 100 Hz~100 kHz의 사인파형으로 측정하여 100 kHz의 대역폭을 갖는 것으로 평가되었으며, 반응속도는 <TEX>$40A{\cdot}turn$</TEX>의 5 kHz 구형파로 측정하여 <TEX>$2{\mu}s$</TEX> 이하의 성능을 갖는 것으로 측정되었다. A current sensor is one of important component which is used for the electrical current measurement during charge and discharge of the battery, and monitoring system of the motor controller in the electric and hybrid vehicle. In this study, we have developed an open loop type current sensor using GaAs Hall sensor and magnetic core has an air gap. The Hall sensor detect magnetic field produced by the current to be measured. The 3 mm air gap core was made by HGO electrical steel sheets after slitting, winding, annealing, molding, and cutting. Developed current sensor shows 0.03 % linearity within DC current range from -400 A to +400 A. Operating temperature range was extended to the range of <TEX>$-40{\sim}105^{\circ}C$</TEX> using temperature compensating electronic circuit. To Improve frequency bandwidth limit due to the air flux of PCB (Printed Circuit Board) and Hall sensor, We employed an air flux compensating loop near Hall sensor or on PCB. Frequency bandwidth of the sensor was 100 kHz when we applied sine wave current of <TEX>$40A{\cdot}turn$</TEX> in the frequency range from 100 Hz to 100 kHz. For the dynamic response time measurement, 5 kHz square wave current of <TEX>$40A{\cdot}turn$</TEX> was applied to the sensor. Response time was calculated time reach to 90 % of saturation value and smaller than <TEX>$2{\mu}s$</TEX>.
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