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전류센서는 전류를 ADC용 전압으로 바꾼다
MCU의 ADC 입력에 전류를 그대로 연결할 수는 없다. 션트저항이나 자기 센서로 전류를 전압 신호로 바꾸고, 필요한 경우 증폭과 필터링을 거쳐 읽는다. 보호, 모터 제어, 상태 진단, 전력 계산에 쓰이는 값이므로 측정 범위만 맞추기보다 DC·AC 구분, 절연, 오차, 대역폭, 전류가 돌아가는 경로를 함께 정해야 한다.
션트저항은 전압강하와 GND 영향을 같이 본다
션트 방식의 기본식은 `Vshunt = I × Rshunt`다. 저항값을 키우면 ADC가 읽을 신호는 커지지만 `P = I² × Rshunt`에 따른 발열과 전압강하도 늘어난다. 최대 전류에 리플과 고장 전류까지 더해 저항의 전력·펄스 정격을 확인하고, 전력 패턴과 센스 패턴은 켈빈 연결로 분리해야 배선 저항이 측정값에 섞이지 않는다.
Low-side 션트는 부하와 GND 사이에 들어가 증폭기 구성이 비교적 단순하다. 대신 션트 위쪽 노드는 이상적인 0V가 아니며, 큰 리턴 전류가 흐르면 ground bounce가 센싱 기준을 흔들 수 있다. High-side 션트는 전원과 부하 사이에서 부하 전류를 직접 보지만 증폭기가 높은 공통모드 전압을 처리해야 한다. 이때는 정상 입력뿐 아니라 스위칭 과도 구간도 데이터시트의 공통모드 범위 안에 드는지 확인한다.
홀 센서와 CT는 측정 가능한 파형이 다르다
홀 전류센서는 도체 전류가 만드는 자기장을 감지해 전압으로 출력한다. 절연 구조로 설계된 제품은 전력부와 제어부를 갈바닉 절연하면서 DC와 AC를 모두 측정할 수 있고, 큰 션트 전압강하도 피할 수 있다. 다만 모든 홀 센서가 같은 절연 등급을 갖는 것은 아니다. 영전류 오프셋, 온도 변화, 대역폭과 총오차를 제품 조건에 맞춰 비교해야 한다.
CT(Current Transformer)는 변압기 원리로 변화하는 전류를 2차측 신호로 바꾼다. AC 계측에는 유리하지만 DC 정상상태는 읽지 못한다. 권선비와 부담저항, 측정 주파수 범위가 맞아야 하며 1차 전류가 흐르는 동안 2차측을 개방하지 않도록 제조사가 지정한 종단 조건을 지킨다.
인버터에서는 센서 위치와 샘플링 시점이 한 세트다
모터 인버터의 DC-link 션트, 하단 2·3션트, U·V·W 인라인 센서는 서로 다른 전류 정보를 제공한다. DC-link나 2션트 구성은 비용을 줄일 수 있지만 상전류 복원과 PWM 유효 구간 계산이 필요하다. 스위칭 직후 링잉이 남은 시점에 ADC를 트리거하면 센서가 정상이어도 값이 흔들린다. 실제 PWM 조건에서 샘플링 창과 필터 정착시간을 확인하고 기준 계측기 파형과 대조해야 한다.
