KR101534140B1 - Apparatus for controlling power source for ion pump, circuit for controlling power source and method for controlling of apparatus for controlling power source - Google Patents
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Abstract
본 발명은 변압기형 이온펌프 전원 제어장치 1대를 이용하여 상이한 출력 전압을 출력할 수 있도록 구조가 개선된 이온펌프용 전원 제어장치, 전원 제어회로 및 전원 제어장치의 제어방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 이온펌프용 전원 제어장치는 교류 전원이 입력되는 입력부, 입력부로부터 입력된 교류 전원을 제1 고압의 직류 전원 및 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나로 출력하는 출력부, 입력부와 출력부 사이에 배치되어 출력부에서 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나가 출력되도록 스위칭되는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 전원 제어장치를 이용하여 상이한 전압을 갖는 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원을 이온펌프에 인가할 수 있으므로, 이온펌프의 배기성능을 향상시킬 뿐만 아니라 이온펌프의 수명 기간을 연장할 수 있다.The present invention provides a power supply control device for an ion pump, a power supply control circuit, and a control method of the power supply control device, which are improved in structure to output different output voltages by using one transformer type ion pump power supply control device. The power supply control apparatus for an ion pump according to the present invention includes an input unit to which an AC power source is input, an AC power source that is input from an input unit, a first high-voltage DC power source, and a second high- And a switching unit arranged between the input unit and the output unit for switching the output of the first high-voltage DC power supply and the second high-voltage DC power supply to be outputted from the output unit, . Thus, the first high-voltage direct-current power supply and the second high-voltage direct-current power supply having different voltages can be applied to the ion pump by using the power supply control device, so that the exhaust performance of the ion pump can be improved, Can be extended.
Description
본 발명은 이온펌프용 전원 제어장치, 전원 제어회로 및 전원 제어장치의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온펌프에 고전압을 인가하는 이온펌프용 전원 제어장치, 전원 제어회로 및 전원 제어장치의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply control device for an ion pump, a power supply control circuit, and a control method of the power supply control device, and more particularly to a power supply control device for an ion pump for applying a high voltage to an ion pump, And a control method.
일반적으로 이온펌프라고 불리는 스퍼터 이온 펌프(sputter ion pump)는 1900년대 중/후반부터 상용화 되었다. 이온펌프는 무진동, 무소음, 무윤활유의 고유 특성을 갖는 진공펌프로서, 고진공(10-4 ~ 10-8 mbar), 초고진공(10-8 ~ 10-11 mbar), 극고진공(10-11 mabr 이하) 영역에서 널리 사용된다. 특히, 이온펌프는 미세 진동이 없고 깨끗한 진공 상태가 요구되는 전자 현미경, 투과전자 현미경, 광전자 현미경, 오제전자 현미경 등과 같은 표면 분석 장비, 반도체용 이온주입장치, 청정 진공 환경에 더불어 매우 오랜 수명을 요구하는 방사광 가속기, 중이온 가속기, 자유전자 레이저 등과 같은 가속기 및 의료용 중입자 가속기 등에 적합하다.Sputter ion pumps, commonly referred to as ion pumps, have been commercialized since mid / late 1900s. Ion pump is a vacuum pump having intrinsic characteristics of the vibration-free, noise-free, non-lubricating, high vacuum (10 -4 to 10 -8 mbar, ultra-high vacuum (10 -8 to 10 -11 mbar) and extreme high vacuum (less than 10 -11 mabr). In particular, ion pumps require very long lifetimes in addition to surface analysis equipment such as electron microscopes, transmission electron microscopes, optoelectronic microscopes, electrophoretic microscopes, ion implantation equipment for semiconductors, and clean vacuum environments, which require no microvibration and require a clean vacuum. An accelerator such as a synchrotron radiation accelerator, a heavy ion accelerator, a free electron laser, and the like, and a medical accelerator for medical use.
이러한 이온펌프는 일정한 범위의 고전압을 양극과 음극 사이에 인가됨에 따라 작동된다. 이온펌프의 기본적인 구조는 두 개의 음극 사이에 평행하게 직각으로 배열된 원통형 양극으로 이루어지며, 전원 제어장치로부터 인가된 전원에 의해 양극과 음극 사이에 인가되는 고전압에 의해 작동된다. 상세하게 이온펌프는 전원 제어장치로부터 제공된 제어 신호에 따라 양극과 음극 사이에 인가된 고전압을 이용하여 진공용기로부터 기체를 배기하며, 이때 진공용기의 진공도는 10-4 ~ 10-11 mbar 이다.Such an ion pump operates as a high range of high voltage is applied between the anode and the cathode. The basic structure of the ion pump is composed of a cylindrical anode arranged at right angles to each other in parallel between two cathodes, and is operated by a high voltage applied between the anode and the cathode by a power source applied from the power source control device. Specifically, the ion pump evacuates gas from a vacuum container using a high voltage applied between an anode and a cathode in accordance with a control signal provided from a power control device, wherein the vacuum degree of the vacuum container is 10 -4 to 10 -11 mbar.
여기서, 전원 제어장치는 변압기형 전원장치로 마련되어 배전압 회로를 사용하여 이온펌프의 양극과 음극 사이에 고전압을 인가한다. 통상적으로 변압기는 약 10배 전압을 승압하기 때문에 배전압 회로를 사용하면 이온펌프의 작동에 필요한 단일 고전압(일반적으로 5600V)을 만들 수 있다. 상술한 바와 같은 이유로 1대의 이온펌프 전원 제어장치는 한 개의 출력단자에 한 개의 고정 값의 고전압 출력을 제공하고 있다.Here, the power supply control device is provided with a transformer-type power supply device and uses a voltage-doubling circuit to apply a high voltage between the anode and the cathode of the ion pump. Typically, a transformer boosts voltage by about 10 times, so using a voltage-doubler circuit can create a single high voltage (typically 5600V) needed to operate the ion pump. For the reason described above, one ion pump power supply control device provides one high-voltage output of fixed value to one output terminal.
한편, 일반적으로 이온펌프에 인가하는 전압은 배기시작 시점(10-3 ~ 10-6 mbar)에서 보다 높은 전압이 필요하고, 전압이 높으면 높을수록 스퍼터링 효율이 증대되어 상대적으로 큰 기체 부하(주로 수분)를 효과적으로 처리할 수 있다. 반대로 10-7 ~ 10-12 mbar의 진공 영역에서는 적절한 전압, 즉 상대적으로 낮은 전압에서 충분한 스퍼터링 효율 및 수소의 배기속도(pumping speed)가 더 증가할 수 있다.Generally, the voltage applied to the ion pump requires a higher voltage at the start of the discharge (10 -3 to 10 -6 mbar), and the higher the voltage is, the more the sputtering efficiency is increased and the relatively large gas load ) Can be effectively handled. On the contrary, in the vacuum region of 10 -7 to 10 -12 mbar, sufficient sputtering efficiency and hydrogen pumping speed can be further increased at an appropriate voltage, that is, a relatively low voltage.
그런데, 변압기형 이온펌프 전원 제어장치는 단일 전압만을 출력함에 따라 이온펌프의 기체 부하 변동에 따라 유연하게 대처할 수 없으므로, 전체적으로 이온펌프의 배기 성능이 저하되는 문제점이 있다.However, since the transformer-type ion pump power supply control device outputs only a single voltage, it can not flexibly cope with fluctuations in the gas load of the ion pump, so that the exhaust performance of the ion pump as a whole deteriorates.
본 발명의 목적은 변압기형 이온펌프 전원 제어장치 1대를 이용하여 상이한 출력 전압을 출력할 수 있도록 구조가 개선된 이온펌프용 전원 제어장치, 전원 제어회로 및 전원 제어장치의 제어방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a power supply control device for an ion pump, a power supply control circuit, and a control method of the power supply control device, which are improved in structure to output different output voltages by using one transformer type ion pump power supply control device .
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 이온펌프용 전원 제어장치에 있어서, 교류 전원이 입력되는 입력부와, 상기 입력부로부터 입력된 교류 전원을 제1 고압의 직류 전원 및 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나로 출력하는 출력부와, 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 배치되어 상기 출력부에서 상기 제1 고압의 직류 전원과 상기 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나가 출력되도록 스위칭되는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치에 의해서도 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power control apparatus for an ion pump according to the present invention, comprising: an input unit to which an AC power is input; and an AC power supply unit that supplies AC power input from the input unit to a first high- And a second high-voltage DC power supply having a voltage different from a voltage of the first high-voltage DC power supply and a second high-voltage DC power supply having a voltage different from the voltage of the second high-voltage DC power supply, wherein the output unit is disposed between the input unit and the output unit, And a switching unit for switching any one of the power supply and the power supply to be outputted.
여기서, 상기 입력부와 인접하게 배치되어 상기 입력부에 입력되는 교류 전원의 전압을 승압하는 변압부와, 상기 변압부에 의해 승압된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부와, 상기 출력부에 인접하게 배치되는 축전부를 더 포함할 수 있다.A rectifying unit arranged to be adjacent to the input unit and configured to step up the voltage of the AC power input to the input unit; a rectifying unit configured to rectify the AC power boosted by the transforming unit to DC power; And a power storage unit.
바람직하게 상기 변압부에서 승압된 교류 전원의 전압은 상기 입력부에 입력되는 교류 전원의 전압 대비 9배 더 클 수 있다.Preferably, the voltage of the AC power source boosted by the transforming unit is nine times larger than the voltage of the AC power source input to the input unit.
상기 이온펌프용 전원 제어장치는 상기 스위칭부의 작동을 제어하는 스위칭 제어부를 더 포함하고, 상기 스위칭부는 상기 스위칭 제어부의 제어에 따라 작동되는 릴레이를 포함할 수 있다.The power supply control device for an ion pump may further include a switching control unit for controlling operation of the switching unit, and the switching unit may include a relay operated under the control of the switching control unit.
상기 제1 고압의 직류 전원의 전압은 상기 제2 고압의 직류 전원의 전압 보다 정수배로 더 큰 것이 바람직하다.The voltage of the first high-voltage DC power supply is preferably an integer multiple of the voltage of the second high-voltage DC power supply.
한편, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 이온펌프용 전원 제어회로에 있어서, 교류 전원이 인가되는 입력단과, 상기 입력단에 입력된 교류 전원이 변환된 제1 고압의 직류 전원 및 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나를 출력하는 출력단과, 상기 입력단으로부터 입력된 교류 전원의 전압을 승압하는 변압기와, 상기 출력단에 인접하게 배치되어 전원을 축전하는 축전기와, 상기 변압기에 의해 승압된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 브릿지 정류기와, 상기 제1 고압의 직류 전원과 상기 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나가 선택적으로 출력되도록 회로를 개폐하는 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로에 의해서도 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply control circuit for an ion pump, comprising: an input terminal to which an AC power is applied; a first high-voltage DC power supply to which an AC power input to the input terminal is converted; And a second high-voltage DC power supply having a voltage different from a voltage of the high-voltage DC power supply, a transformer for boosting a voltage of the AC power inputted from the input terminal, A bridge rectifier for rectifying an AC power source boosted by the transformer to a DC power source, and a bridge rectifier for opening / closing the circuit so that any one of the first high-voltage DC power source and the second high- And a power supply control circuit for an ion pump including a relay.
여기서, 상기 릴레이가 회로를 개폐하도록 제어 신호를 인가하는 릴레이 제어부를 더 포함할 수 있다.Here, the relay may further include a relay controller for applying a control signal to open and close the circuit.
상기 이온펌프용 전원 제어회로는 상기 릴레이의 작동에 따라 배전압 정류회로와 정류회로가 선택적으로 구성되는 것이 바람직하다.In the power supply control circuit for an ion pump, it is preferable that a voltage doubler rectifying circuit and a rectifying circuit are selectively formed in accordance with the operation of the relay.
상기 이온펌프용 전원 제어회로는 상기 릴레이가 회로를 폐쇄할 때, 상기 배전압 정류회로로 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the power supply control circuit for the ion pump is constituted by the voltage doubler rectifying circuit when the relay closes the circuit.
상기 이온펌프용 전원 제어회로는 상기 릴레이가 회로를 개방할 때, 상기 정류회로로 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the power supply control circuit for the ion pump is constituted by the rectifying circuit when the relay opens the circuit.
상기 변압기에서 승압된 교류 전원의 전압은 상기 입력단에 입력되는 교류 전원의 전압 대비 9배 더 큰 것이 바람직하다.The voltage of the AC power source boosted by the transformer is preferably nine times larger than the voltage of the AC power source input to the input terminal.
바람직하게 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압은 상기 제2 고압의 직류 전원의 전압 보다 정수배로 더 클 수 있다.The voltage of the first high-voltage DC power supply may be an integer multiple of the voltage of the second high-voltage DC power supply.
반면, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 입력부와, 출력부와, 변압부와, 정류부와, 스위칭부를 갖는 이온펌프용 전원 제어장치의 제어방법에 있어서, (a) 상기 입력부에 교류 전원을 인가하는 단계와, (b) 상기 입력부에 인가된 교류 전원의 전압을 상기 변압부에서 승압하는 단계와, (c) 상기 변압부에서 승압된 교류 전원을 상기 정류부에서 직류 전원으로 변환하는 단계와, (d) 상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 제1 고압 직류 전원 및 상기 제1 고압 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나로 스위칭 하도록 상기 스위칭부의 작동을 제어하는 단계와, (e) 상기 스위칭부의 작동에 따라 상기 제1 고압 직류 전원과 상기 제2 고압 직류 전원 중 어느 하나를 상기 출력부에서 선택적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치의 제어방법에 의해서도 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for an ion pump power supply control apparatus having an input section, an output section, a transforming section, a rectifying section, and a switching section, (B) boosting the voltage of the AC power applied to the input unit by the transforming unit, (c) converting the AC power boosted by the transforming unit from the rectifying unit to DC power, and (d) controlling the operation of the switching unit to switch the rectified DC power from the rectifying unit to either the first high-voltage DC power supply or the second high-voltage DC power supply having a voltage different from the voltage of the first high-voltage DC power supply, And (e) selectively outputting either one of the first high-voltage direct-current power source and the second high-voltage direct-current power source by the output unit in accordance with the operation of the switching unit It characterized achieved by the control method of the power supply control apparatus for an ion pump as.
여기서, 상기 (b) 단계는 상기 변압부에서 승압된 교류 전원의 전압은 상기 입력부에 입력되는 교류 전원의 전압 대비 9배 더 클 수 있다.In the step (b), the voltage of the AC power source boosted by the transforming unit may be nine times larger than the voltage of the AC power source input to the input unit.
바람직하게 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압은 상기 제2 고압의 직류 전원의 전압 보다 정수배로 더 클 수 있다.The voltage of the first high-voltage DC power supply may be an integer multiple of the voltage of the second high-voltage DC power supply.
그리고, 상기 이온펌프용 전원 제어장치는 축전부를 더 포함할 수 있다.The power supply control device for an ion pump may further include a power storage unit.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따른 이온펌프용 전원 제어장치, 전원 제어회로 및 전원 제어장치의 제어방법은 전원 제어장치를 이용하여 상이한 전압을 갖는 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원을 이온펌프에 인가할 수 있으므로, 이온펌프의 배기성능을 향상시킬 뿐만 아니라 이온펌프의 수명 기간을 연장할 수 있는 효과를 제공한다.The power supply control device for an ion pump, the power supply control circuit, and the power supply control device according to the present invention are characterized in that a first high-voltage direct-current power supply having a different voltage and a second high- Therefore, not only the exhaust performance of the ion pump can be improved, but also the life of the ion pump can be prolonged.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 진공용기, 이온펌프 및 전원 제어장치에 대한 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어회로도,
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어회로도,
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어회로도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어흐름도이다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vacuum container, an ion pump, and a power supply control apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a control circuit diagram of a power supply control device for an ion pump according to an embodiment of the present invention,
3 is a control circuit diagram of the power supply control device for an ion pump according to the first embodiment of the present invention,
4 is a control circuit diagram of a power supply control device for an ion pump according to a second embodiment of the present invention;
5 is a control flowchart of the power supply control device for an ion pump according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치, 전원 제어회로 및 전원 제어장치의 제어방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a power supply control device for an ion pump, a power supply control circuit, and a power supply control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
설명하기에 앞서, 이하에서 명시된 입력부, 출력부, 변압부, 정류부, 축전부 및 스위칭부는 각각 입력단, 출력단, 변압기, 브릿지 정류기(bridge rectifier), 축전기(capacitor) 및 릴레이(relay)와 동일함을 미리 밝혀둔다.Before describing, the input part, the output part, the transformer part, the rectifying part, the power storage part and the switching part are the same as the input part, the output part, the transformer, the bridge rectifier, the capacitor and the relay, I will reveal it in advance.
또한, 본 발명의 제1 및 제2실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치는 스위칭부의 작동에 따라 이루어짐을 미리 밝혀두고, 이에 따라 제1 및 제2실시 예에서의 도면 부호는 동일하게 기재하였음도 미리 밝혀둔다.
It is to be noted that the power supply control apparatus for an ion pump according to the first and second embodiments of the present invention is performed in accordance with the operation of the switching unit, and thus the reference numerals in the first and second embodiments are described in the same manner Also known in advance.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 진공용기, 이온펌프 및 전원 제어장치에 대한 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어회로도이다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vacuum container, an ion pump, and a power supply control apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control circuit diagram of a power supply control apparatus for an ion pump according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치(10)는 입력부(11), 출력부(12) 및 스위칭부(17)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치(10)는 변압부(13), 정류부(14), 축전부(15) 및 스위칭 제어부(19)를 더 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치(10)는 진공용기(1)에 연결된 이온펌프(3)에 고전압을 인가하도록 마련된다. 이온펌프용 전원 제어장치(10)에 의해 고전압이 인가되면 이온펌프(3)는 작동하여 진공용기(1)를 배기한다. 여기서, 이온펌프(3)와 이온펌프용 전원 제어장치(10) 사이에는 이온펌프용 전원 제어장치(10)로부터 발생된 고전압을 이온펌프(3)에 제공하는 고전압 전달기(5)가 배치된다.1 and 2, the
입력부(11)에는 교류 전원이 인가된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 입력부(11)에는 AC 220V의 교류 전원이 인가된다. 출력부(12)는 입력부(11)에 인가된 교류 전원을 제1 고압의 직류 전원 및 제1 고압의 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나를 출력한다. 물론, 출력부(12)는 변압부(13), 정류부(14), 축전부(15) 및 스위칭부(17)의 작동에 따라 상기한 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나를 선택적으로 출력한다.An AC power source is applied to the
변압부(13)는 입력부(11)와 인접하게 배치되어 입력부(11)에 입력되는 교류 전원의 전압을 승압한다. 변압부(13)는 입력부(11)에 입력된 교류 전원의 전압을 9배로 승압한다. 예를 들어, 변압부(13)는 입력부(11)에 입력된 AC 220V를 약 AC 2000V로 승압한다. 이러한, 변압부(13)의 승압 배율은 설계 변경에 따라 변경될 수 있는 수치 한정임을 알려둔다.The transforming
정류부(14)는 변압부(13)에 의해 승압된 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. 본 발명의 실시 예로서, 정류부(14)는 변압부(13)에 의해 승압된 AC 2000V의 교류 전원을 DC 2000V의 직류 전원으로 정류한다. 정류부(14)는 4개의 다이오드로 구성된 브릿지 정류회로로 구성된다.The rectifying part (14) rectifies the alternating current power boosted by the transforming part (13) to the direct current power. As an embodiment of the present invention, the rectifying
축전부(15)는 출력부(12)에 인접하게 배치되어 전원을 축전한다. 축전부(15)는 본 발명의 일 실시 예로서, 제1축전부(15a) 및 제2축전부(15b)를 포함한다. 여기서, 축전부(15)는 출력부(12)에서 출력하는 제1 고압의 직류 전원의 전압과 제2 고압의 직류 전원의 전압의 정수배 차이에 대응되는 개수로 구성된다. 본 발명의 축전부(15)는 제1 고압의 직류 전원의 전압과 제2 고압의 직류 전원의 전압의 배수가 2배를 가지므로 제1축전부(15a) 및 제2축전부(15b)를 포함한다.The
다음으로 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어회로도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어회로도이다.Next, Fig. 3 is a control circuit diagram of the power supply control apparatus for an ion pump according to the first embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a control circuit diagram of the power supply control apparatus for an ion pump according to the second embodiment of the present invention.
스위칭부(17)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 입력부(11)와 출력부(12) 사이에 배치된다. 상세하게 스위칭부(17)는 정류부(14)의 후단에 배치되며, 출력부(12)에서 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나를 출력하도록 스위칭 한다. 여기서, 본 발명의 스위칭부(17)는 전원 제어장치(10)의 회로를 폐쇄 또는 개방한다. 즉, 스위칭부(17)는 전원 제어장치(10)의 회로를 폐쇄하여 배전압 정류회로를 구성하고, 스위칭부(17)는 회로를 개방하여 일반적인 정류회로를 구성한다. 스위칭부(17)는 릴레이로 구성되며, 스위칭부(17)의 스위칭 작동은 스위칭부(17)에 연결된 스위칭 제어부(19)로부터의 제어 신호에 따라 이루어진다.The switching
스위칭부(17)의 작동에 의한 배전압 정류회로와 정류회로를 선택적으로 구성하여 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원을 출력하는 작동 과정에서 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.3 and 4 in the operation process of selectively outputting the first high-voltage direct-current power and the second high-voltage direct-current power by selectively configuring the voltage-doubler rectifying circuit and the rectifying circuit by the operation of the switching
도 3은 스위칭부(17)가 회로를 폐쇄하여 배전압 정류회로로 구성하는 회로도를 도시하고 있다. 스위칭부(17)는 스위칭 하여 회로를 폐쇄하고, 입력부(11)에는 AC 220V의 교류 전원이 인가된다. 입력부(11)에 인가된 교류 전원은 변압부(13)에서 승압되어 AC 2000V의 교류 전원이 인가된다. 여기서, 'a'를 (+), 'b'를 (-)라고 할 때, 물론 교류 전원이므로 주기에 따라 'a'가 (-), 'b'가 (+)가 된다. AC 2000V를 갖는 교류 전원은 정류부(14)를 통과하고 제1축전부(15a)를 통해 스위칭부(17)의 회로 폐쇄에 따라 다시 정류부(14)를 통해 출력부(12)로 출력됨과 함께 제2축전부(15b)를 통해 다시 정류부(14)를 통해 출력부(12)로 출력된다. 즉, 출력부(12)에서 DC 2800V+DC 2800V인 DC 5600V를 갖는 제1 고압의 직류 전원이 출력된다. 여기서, 축전부(15)는 제1 고압의 직류 전원의 전압이 DC 5600V이 될 수 있는 용량을 가지고 있다.Fig. 3 shows a circuit diagram in which the
한편, 도 4는 스위칭부(17)가 회로를 개방하여 정류회로로 구성하는 회로도를 도시하고 있다. 스위칭부(17)는 회로를 개방하며, 이에 따라 상술한 바와 같은 과정에 따라 AC 2000V를 갖는 교류 전원은 정류부(14)를 통하고 제1축전부(15a) 및 제2축전부(15b)를 통과하여 다시 정류부(14)를 통해 DC 2800V를 갖는 제2의 고압의 직류 전원을 출력한다.
On the other hand, Fig. 4 shows a circuit diagram in which the
마지막으로 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치의 제어흐름도이다.5 is a control flowchart of the power supply control device for an ion pump according to the embodiment of the present invention.
이러한 구성에 의해 본 발명의 실시 예에 따른 이온펌프용 전원 제어장치(10)의 제어흐름을 이하에서 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the control flow of the power supply control device for an
도 5에 도시된 바와 같이, 우선 입력부(11)에 교류 전원을 인가한다(S100). 여기서, S100 단계에서 인가되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AC 220V를 갖는 교류 전원이다. 변압부(13)는 입력부(11)에 입력된 AC 220V의 교류 전원을 AC 2000V의 교류 전원으로 승압한다(S200).As shown in FIG. 5, AC power is first applied to the input unit 11 (S100). Here, it is an AC power
S200 단계에서 변압부(13)에 의해 승압된 AC 2000V의 교류 전원은 정류부(14)에서 직류 전원으로 정류한다(S300). 스위칭 제어부(19)에 의해 스위칭부(17)가 작동하는 지 판단한다(S500). S500 단계에서 스위칭부(17)가 작동하는 것은 회로를 폐쇄하는 것으로 판단하고, 반대는 회로를 개방하는 것으로 판단한다.In step S200, the alternating-current power source of AC 2000V stepped up by the transforming
S500 단계에서 스위칭부(17)가 작동하면 도 3에 도시된 전원 제어회로를 구성하여 출력부(12)에서 제1 고압의 직류 전원을 출력한다(S700). 본 발명의 일 실시 예로서, S700 단계에서 출력되는 제1 고압의 직류 전원은 DC 5600V의 직류 전원이다. 반면, S500 단계에서 스위칭부(17)가 작동하지 않는 것으로 판단하면 도 4에 도시된 전원 제어회로를 구성하여 출력부(12)에서 제2 고압의 직류 전원을 출력한다(S900). 본 발명의 일 실시 예로서, S900 단계에서 출력되는 제2 고압의 직류 전원은 DC 2800V의 직류 전원이다.When the switching
이에, 전원 제어장치를 이용하여 상이한 전압을 갖는 제1 고압의 직류 전원과 제2 고압의 직류 전원을 이온펌프에 인가할 수 있으므로, 이온펌프의 배기성능을 향상시킬 뿐만 아니라 이온펌프의 수명 기간을 연장할 수 있다.
Accordingly, since the first high-voltage DC power supply and the second high-voltage DC power supply having different voltages can be applied to the ion pump by using the power supply control device, not only the exhaust performance of the ion pump can be improved, You can extend it.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, . Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
10: 이온펌프용 전원 제어장치 11: 입력부
12: 출력부 13: 변압부
14: 정류부 15: 축전부
17: 스위칭 제어부
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
과제고유번호, 부처명, 연구사업명, 연구과제명, 기여율, 주관기관, 연구기간
2013K000306, 미래창조과학부, 미래기반기술개발, 극고진공 고에너지용 소재처리 및 시스템 제작기술 개발, 1/1, 포항공과대학교 산학협력단, 2013.07.01. ~ 2014.06.30.10: Power controller for ion pump 11: Input unit
12: Output section 13: Transformer section
14: rectification part 15: power storage part
17:
[National R & D Project Supporting the Invention]
Assignment number, department name, research project name, research project name, contribution rate, subject institution, research period
2013K000306, Future Creation Science Department, Future Infrastructure Development, Ultra High Vacuum High Energy Material Processing and System Manufacturing Technology Development, 1/1, POSTECH, 2013.07.01. ~ 2014.06.30.
Claims (16)
교류 전원이 입력되는 입력부와;
상기 입력부로부터 입력된 교류 전원을 제1 고압의 직류 전원 및 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나로 출력하는 출력부와;
상기 입력부와 상기 출력부 사이에 배치되어, 상기 출력부에서 상기 제1 고압의 직류 전원과 상기 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나가 출력되도록 스위칭되는 스위칭부와;
상기 출력부에 인접하게 배치되는 축전부를 포함하며,
상기 제1 고압의 직류 전원의 전압은 상기 제2 고압의 직류 전원의 전압 보다 정수배로 더 크고, 상기 축전부는 상기 정수배에 대응되는 개수로 배치되는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치.
A power supply control device for an ion pump,
An input unit to which an AC power source is input;
An output unit for outputting the AC power input from the input unit to any one of a first high-voltage DC power supply and a second high-voltage DC power supply having a voltage different from a voltage of the first high-voltage DC power supply;
A switching unit disposed between the input unit and the output unit, the switching unit switching either one of the first high voltage direct current power and the second high voltage direct current power to be outputted from the output unit;
And a power storage portion disposed adjacent to the output portion,
Wherein the voltage of the first high-voltage direct-current power source is larger than the voltage of the second high-voltage direct-current power source by an integral multiple, and the power storage units are arranged in the number corresponding to the integral multiple.
상기 입력부와 인접하게 배치되어, 상기 입력부에 입력되는 교류 전원의 전압을 승압하는 변압부와;
상기 변압부에 의해 승압된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치.
The method according to claim 1,
A transformer disposed adjacent to the input unit for boosting a voltage of an AC power input to the input unit;
Further comprising a rectifying section for rectifying the alternating-current power supplied by the transforming section to a direct-current power source.
상기 변압부에서 승압된 교류 전원의 전압은 상기 입력부에 입력되는 교류 전원의 전압 대비 9배 더 큰 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the voltage of the AC power source boosted by the transforming unit is nine times larger than the voltage of the AC power source input to the input unit.
상기 이온펌프용 전원 제어장치는 상기 스위칭부의 작동을 제어하는 스위칭 제어부를 더 포함하고,
상기 스위칭부는 상기 스위칭 제어부의 제어에 따라 작동되는 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치.
The method according to claim 2 or 3,
The power supply control device for an ion pump further comprises a switching control section for controlling the operation of the switching section,
Wherein the switching unit includes a relay operated under the control of the switching control unit.
교류 전원이 인가되는 입력단과;
상기 입력단에 입력된 교류 전원이 변환된 제1 고압의 직류 전원 및 상기 제1 고압의 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나를 출력하는 출력단과;
상기 입력단으로부터 입력된 교류 전원의 전압을 승압하는 변압기와;
상기 출력단에 인접하게 배치되어, 전원을 축전하는 축전기와;
상기 변압기에 의해 승압된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 브릿지 정류기와;
상기 제1 고압의 직류 전원과 상기 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나가 선택적으로 출력되도록, 회로를 개폐하는 릴레이를 포함하며,
상기 제1 고압의 직류 전원의 전압은 상기 제2 고압의 직류 전원의 전압 보다 정수배로 더 크고, 상기 축전기는 상기 정수배에 대응되는 개수로 배치되는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로.
A power supply control circuit for an ion pump,
An input terminal to which an AC power source is applied;
An output terminal for outputting any one of a first high-voltage direct-current power source converted into an AC power input and a second high-voltage direct-current power source having a voltage different from a voltage of the first high-voltage direct-current power source;
A transformer for increasing the voltage of the AC power inputted from the input terminal;
A capacitor disposed adjacent to the output terminal for storing power;
A bridge rectifier for rectifying the AC power boosted by the transformer to DC power;
And a relay for opening and closing the circuit so that any one of the first high-voltage DC power supply and the second high-voltage DC power supply is selectively output,
Wherein the voltage of the first high-voltage direct-current power source is larger than the voltage of the second high-voltage direct-current power source by an integral multiple, and the capacitors are arranged in a number corresponding to the integral multiple.
상기 릴레이가 회로를 개폐하도록 제어 신호를 인가하는 릴레이 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로.
The method according to claim 6,
Further comprising a relay control unit for applying a control signal to the relay to open and close the circuit.
상기 이온펌프용 전원 제어회로는 상기 릴레이의 작동에 따라 배전압 정류회로와 정류회로가 선택적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로.
8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the power supply control circuit for an ion pump is configured such that a voltage doubler rectifying circuit and a rectifying circuit are selectively formed according to the operation of the relay.
상기 이온펌프용 전원 제어회로는 상기 릴레이가 회로를 폐쇄할 때, 상기 배전압 정류회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로.
9. The method of claim 8,
Wherein the power supply control circuit for an ion pump comprises the voltage doubler rectifying circuit when the relay closes the circuit.
상기 이온펌프용 전원 제어회로는 상기 릴레이가 회로를 개방할 때, 상기 정류회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로.
9. The method of claim 8,
Wherein the power supply control circuit for an ion pump comprises the rectifying circuit when the relay opens the circuit.
상기 변압기에서 승압된 교류 전원의 전압은 상기 입력단에 입력되는 교류 전원의 전압 대비 9배 더 큰 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어회로.
9. The method of claim 8,
Wherein the voltage of the AC power source boosted by the transformer is nine times larger than the voltage of the AC power source input to the input terminal.
(a) 상기 입력부에 교류 전원을 인가하는 단계와;
(b) 상기 입력부에 인가된 교류 전원의 전압을 상기 변압부에서 승압하는 단계와;
(c) 상기 변압부에서 승압된 교류 전원을 상기 정류부에서 직류 전원으로 변환하는 단계와;
(d) 상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 제1 고압 직류 전원 및 상기 제1 고압 직류 전원의 전압과 상이한 전압을 갖는 제2 고압의 직류 전원 중 어느 하나로 스위칭 하도록, 상기 스위칭부의 작동을 제어하는 단계와;
(e) 상기 스위칭부의 작동에 따라 상기 제1 고압 직류 전원과 상기 제2 고압 직류 전원 중 어느 하나를 상기 출력부에서 선택적으로 출력하는 단계를 포함하며,
상기 제1 고압의 직류 전원의 전압은 상기 제2 고압의 직류 전원의 전압 보다 정수배로 더 크고, 상기 축전부는 상기 정수배에 대응되는 개수로 배치되는 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치의 제어방법.
A control method for a power supply control device for an ion pump having an input section, an output section, a transforming section, a rectifying section, a power storage section, and a switching section,
(a) applying AC power to the input unit;
(b) boosting the voltage of the AC power applied to the input unit by the transforming unit;
(c) converting the AC power boosted by the transforming unit into DC power from the rectifying unit;
(d) controlling the operation of the switching unit so that the DC power rectified in the rectifying unit is switched to either the first high-voltage DC power supply or the second high-voltage DC power supply having a voltage different from the voltage of the first high-voltage DC power supply Wow;
(e) selectively outputting either the first high-voltage direct-current power source or the second high-voltage direct-current power source by the output unit in accordance with the operation of the switching unit,
Wherein the voltage of the first high-voltage direct-current power source is larger than the voltage of the second high-voltage direct-current power source by a multiple of an integer, and the power storage unit is arranged in a number corresponding to the integer multiple .
상기 (b) 단계는,
상기 변압부에서 승압된 교류 전원의 전압은 상기 입력부에 입력되는 교류 전원의 전압 대비 9배 더 큰 것을 특징으로 하는 이온펌프용 전원 제어장치의 제어방법.
14. The method of claim 13,
The step (b)
Wherein the voltage of the AC power source boosted by the transforming unit is nine times larger than the voltage of the AC power source input to the input unit.
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2014
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