KOKT145 April 2025 LM5066I

2 에너지 계량에 사용되는 전류 센서 요소 비교

표 1에는 에너지 계량 애플리케이션에 사용되는 3가지 전류 감지 기술의 성능 이점, 과제 및 비용이 요약되어 있습니다. 전류 변압기는 넓은 동적 범위, 내구성 및 낮은 삽입 임피던스(비침습형 전류 측정) 때문에 가장 인기 있는 센서입니다[4]. 하지만 비용은 모든 전류 감지 기술 중 가장 높을 것입니다. 션트 저항(션트)은 자기 내성, 작은 크기 및 비용 절감을 고려할 때 매우 매력적이지만, 자체 발열로 인해 높은 전류에서 정확도가 낮아집니다[5].

Rogowski 코일은 이 두 센서에 대한 흥미로운 대안을 제공하며, 특히 인쇄 회로 보드(PCB) 코일을 벌크 Rogowski 코일과 비교할 때 저렴한 옵션입니다[6].

표 1 전류 센서 비교.

센서 유형	전류 변압기	Rogowski 코일	션트

블록 다이어그램
전송 기능	$V_{o u t} = \frac{I_{l i n e} R_{b u r d e n}}{N_{t u r n s}}$	$V_{o u t} \propto \frac{d I_{l i n e}}{d t}$	$V_{o u t} = I_{l i n e} R_{s h u n t}$
장점	절연 제공 높은 선형성 높은 내구성 높은 정밀도	절연 제공 포화 불가능 소형 폼 팩터(PCB) 높은 선형성 빠른 응답 시간 낮은 전력 손실	절연되지 않음 항자성 소형 폼팩터
과제	포화 가능 부담 저항의 전력 손실 위상 보정 필요 크기와 무게	통합 필요 DC 측정 불가능 PCB 코일의 민감도가 낮을 수 있음	저항은 자체 발열 시 달라질 수 있음 과부하 신호의 안정성이 낮음
비용	≥ $0.21(실드 미포함) ≥ $0.26(실드 포함)	일부 PCB 코일의 경우 < $0.10 벌크 코일의 경우 ≥ $0.10	≥ $0.10(망간)

PCB Rogowski 코일은 비용이 저렴하고 설치가 유연하기 때문에 저비용 에너지 계량 애플리케이션에 적합합니다[7], [8]. PCB Rogowski 기반 계량 설계의 이점과 과제를 분석하고 지역 계량 표준을 준수하면서 가능한 한 낮은 비용으로 구현하기 위해 신호 체인을 최적화하는 방법을 살펴보겠습니다.