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전력회로 열 손상 방지 센서

전문가 제언: ○ 전류의 주파수를 변조하거나 직류를 교류로 또는 교류를 직류로 전환하고자 할 때 많은 열이 발생한다. 이러한 현상은 전류와 전압 또는 전도 상태 간에 위상차가 발생함으로써 생기는 현상으로 널리 알려져 있다. 그러나 대규모의 전력망이나 정교한 전자기기의 경우에는 이러한 열의 발생이 전자기기나 회로 자체에 큰 손상을 가져올 수 있어 이를 방지하고 제어하는 데 많은 연구가 이루어져 왔다.

○ 그러나 WO 2005/015741의 특허 등 기존의 방식에서 알 수 있듯이 순간적인 전류의 값과 전압을 측정하여 적산하는 방식은 정교하고 고가인 장치와 소프트웨어가 필요하다는 단점이 있으며 전자장치의 표면온도를 측정하여 과도한 열의 발생을 제어하는 방식은 전자요소 내부의 온도를 정확히 알 수 없다는 문제점이 있고 열 플럭스에 대한 반응시간이 길어 순간적인 변화에 대한 대처가 힘든 실정이었다.

○ 본 특허에서는 반응시간이 극도로 짧고 장치의 크기가 작아 전자장치의 표면이나 내부에 문제없이 삽입할 수 있는 열-플럭스 기울기센서(GHFS)를 사용한 열 플럭스 제어 시스템을 제안함으로써 이러한 문제들을 근본적으로 해결하였다. GHFS의 특성에 관해서는 IEEE: Transactions on Industrial Electronics, vol. 60 pp4852-4860(2013)에 자세히 소개되어 있다. 본 특허에서는 청구범위를 GHFS를 이용한 전자기기 제어에 국한하고 있어 앞으로 GHFS를 이용한 여러 다른 종류의 응용도 가능하리라고 보인다.

○ 국내의 열전 현상이나 열 물성 연구는 주로 미세 소자나 전자부품에서의 과열을 방지하는 쪽으로 초점을 맞추고 있으며 삼성전자와 LG전자 등이 선도적인 기술 수준을 유지하고 있다. 학계에서는 인하대학교의 김형순 교수와 포항공대의 정윤희 교수 등이 나노 열 물성에서 세계적 연구 성과를 발표하고 있다. 그러나 본 특허와 같이 대형 전력 시스템에서의 제어 분야에서는 국내 기술력이 세계적인 수준에 크게 못 미치는 것으로 평가되고 있어 대형 공업 분야에서의 산학연 협력도 요구된다고 하겠다.

저자: LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO
자료유형: 니즈특허정보