KR101769361B1 - Pulse power system and generating method of pulse power - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펄스 전원시스템 및 펄스전원 출력 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템은, 외부의 상용전원이 공급되는 전원부; 상기 전원부에서 공급된 상용전원을 직류전원으로 변환하는 변환부; 상기 변환부에서 변환된 직류전원을 공급받아 제논 플래시램프에 펄스 전원을 인가하기 위한 전압을 생성하는 고압 컨버터부; 상기 제논 플래시램프에 펄스를 인가하기 위한 방전회로부; 상기 제논 플래시램프를 초기 점등시키기 위한 심머 전원부; 및 상기 제논 플래시램프에 전압을 인가하기 위해 상기 고압 컨버터부 및 심머 전원부가 구동되도록 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 제논 플래시램프에 순간적인 펄스를 이용하여 UV 경화시킬 수 있는 펄스 전원시스템을 이용함에 따라 순간적으로 접착제, 코팅액 등에 도포된 도료에 높은 UV 에너지를 전달하여 수백 ㎲에서 ㎳ 안에 제품을 경화할 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse power supply system and a pulse power output method, and a pulse power supply system according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit to which external commercial power is supplied; A converter for converting commercial power supplied from the power supply unit into DC power; A high voltage converter for generating a voltage for applying pulse power to the xenon flash lamp, A discharge circuit for applying a pulse to the xenon flash lamp; A chimney power unit for initially lighting the xenon flash lamp; And a control unit for controlling the high voltage converter unit and the chimney power unit to be driven to apply a voltage to the xenon flash lamp. According to the present invention, by using a pulsed power supply system capable of UV curing by using an instantaneous pulse to a xenon flash lamp, it is possible to instantaneously transfer high UV energy to a coating material applied to an adhesive or a coating solution, There is an effect of being able to cure.
Description
본 발명은 펄스 전원시스템 및 펄스전원 출력 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제논 플래시램프 등을 순간적으로 발광시키기 위한 펄스 전원시스템 및 펄스전원 출력 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a pulse power supply system and a pulse power output method, and more particularly, to a pulse power supply system and a pulse power output method for instantaneously emitting a xenon flash lamp or the like.
일반적으로 플렉서블 기판이나 롤투롤(roll to roll) 장비 또는 소결(sintering) 시스템 등에서는 IR(infra red)를 이용하거나 연속적으로 장시간 동안 UV 광원을 조사하여 경화하는 방식을 이용한다.In general, a flexible substrate, a roll-to-roll apparatus, or a sintering system employs IR (infra red) or a method of continuously curing a UV light source for a long period of time.
그런데, 상기와 같은 경화 방식은 경화 과정에서 제품의 경화 불량, 열변형, 낮은 접착력, 수지의 끓어오름 현상, 기포 발생, 표면 크랙 및 황변 현상 등의 다양한 불량이 발생하는 문제가 있다. 이러한 불량은 고온으로 장시간 동안 제품의 경화를 진행해야하기 때문에 발생한다.However, the curing system has various problems such as poor curing of the product, thermal deformation, low adhesive force, boiling of the resin, bubble generation, surface cracking and yellowing during the curing process. This defect occurs because the product has to be cured at a high temperature for a long time.
더욱이, 경화를 진행하지 않는 경우에도 IR이나 UV를 지속적으로 동작시켜야 하기 때문에 불필요한 전력이 낭비되는 문제가 있다.
Furthermore, even when curing is not carried out, there is a problem that unnecessary power is wasted because IR or UV must be continuously operated.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 짧은 시간동안 제논 플래시램프에 펄스형 고에너지를 출력하여 금속 잉크의 고속 소결(sintering)이 가능한 광 소결 및 플랙서블 기판의 저온 고속 열처리 공정 위한 펄스 전원시스템 및 펄스전원 출력방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pulsed power supply system and a pulsed power supply system for a sintering process capable of sintering metallic ink by outputting pulsed high energy to a xenon flash lamp for a short time, Power output method.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템은, 외부의 상용전원이 공급되는 전원부; 상기 전원부에서 공급된 상용전원을 직류전원으로 변환하는 변환부; 상기 변환부에서 변환된 직류전원을 공급받아 제논 플래시램프에 펄스 전원을 인가하기 위한 전압을 생성하는 고압 컨버터부; 상기 제논 플래시램프에 펄스를 인가하기 위한 방전회로부; 상기 제논 플래시램프를 초기 점등시키기 위한 심머 전원부; 및 상기 제논 플래시램프에 전압을 인가하기 위해 상기 고압 컨버터부 및 심머 전원부가 구동되도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulse power supply system including: a power supply unit to which external commercial power is supplied; A converter for converting commercial power supplied from the power supply unit into DC power; A high voltage converter for generating a voltage for applying pulse power to the xenon flash lamp, A discharge circuit for applying a pulse to the xenon flash lamp; A chimney power unit for initially lighting the xenon flash lamp; And a control unit for controlling the high voltage converter unit and the chimney power unit to be driven to apply a voltage to the xenon flash lamp.
그리고 상기 제논 플래시램프를 초기 점등시키기 위한 트리거 회로부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부에 의해 상기 제논 플래시램프를 통해 펄스 방전 시 소비되는 에너지 소비를 최소화하기 위해 충전하는 에너지 저장부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a trigger circuit unit for initially lighting the xenon flash lamp, and may further include an energy storage unit for charging by the control unit to minimize energy consumption during pulse discharge through the xenon flash lamp .
또한, 상기 제어부는 상기 제논 플래시램프가 초기 점등된 다음 상기 제논 플래시램프가 설정된 동작모드로 구동되도록 상기 제논 플래시램프에 인가하기 위한 전압, 주파수, 펄스 지속시간(duration time)을 제어할 수 있으며, 이때, 상기 동작모드는 설정된 전압으로 소정의 지속시간을 갖는 하나의 펄스를 출력시키는 싱글 모드(single mode), 설정된 전압으로 같거나 서로 다른 지속시간을 갖는 펄스를 일정 시간 간격으로 출력시키는 더블 모드(double mode), 일정한 펄스 전압과 주파수를 가지며 동일한 지속시간을 갖는 펄스를 일정 시간 간격으로 출력시키는 계속 모드(continuous mode) 및 일정한 출력전압으로 지속시간, 주파수 및 펄스 수를 설정된 시퀀스에 따라 펄스를 출력시키는 버스트 모드(burst mode) 중 하나일 수 있다. Also, the controller may control a voltage, a frequency, and a pulse duration for applying the xenon flash lamp to the xenon flash lamp so that the xenon flash lamp is initially driven and then the xenon flash lamp is driven in a set operation mode, Here, the operation mode may be a single mode for outputting one pulse having a predetermined duration with a predetermined voltage, a double mode for outputting pulses having the same or different durations with predetermined voltage at predetermined time intervals a continuous mode in which pulses having a constant pulse voltage and frequency and having the same duration are output at predetermined time intervals, and pulses are output in accordance with the set duration, frequency and number of pulses at a constant output voltage (Burst mode).
여기서, 상기 고압 컨버터부는 풀브릿지 공진형 컨버터일 수 있으며, 상기 고압 컨버터부는 부스트 컨버터일 수도 있다.
Here, the high-voltage converter unit may be a full-bridge resonance type converter, and the high-voltage converter unit may be a boost converter.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스전원 출력 방법은, 제논 플래시램프에 펄스를 출력하여 구동시키고자 상기 제논 플래시램프를 초기 구동시키기 위한 심머 전원부에 심머 구동신호를 전송하는 단계; 상기 심머 전원부가 구동되면, 상기 제논 플래시램프를 초기 구동시키기 위한 트리거 회로부가 동작할 수 있도록 트리거 회로부에 트리거 신호를 전송하는 단계; 및 상기 트리거 회로부가 구동되어 상기 제논 플래시램프의 이그니션이 정상적으로 동작하면, 상기 심머 전원부의 전류를 제어하여 상기 제논 플래시램프에 펄스를 출력시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pulse power output method comprising: transmitting a dimmer driving signal to a chimmer power source for initially driving a xenon flash lamp to output a pulse to a xenon flash lamp; Transmitting a trigger signal to the trigger circuit unit so that the trigger circuit unit for initially driving the Xenon flash lamp can operate when the chimney power unit is driven; And outputting a pulse to the xenon flash lamp by controlling the current of the chimney power supply unit when the trigger circuit unit is driven and the ignition of the xenon flash lamp operates normally.
그리고 상기 심머 전원부에 심머 구동신호가 전송되면, 상기 심머 전원부의 전압이 기준 전압보다 높아지게 제어하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 트리거 회로부가 구동되어 상기 제논 플래시램프의 이그니션이 정상적으로 동작하면, 상기 심머 전원부의 전류가 기준 전류보다 높거나 같게 제어하는 단계를 더 포함하고, 상기 펄스를 출력하는 단계는 상기 심머 전원부의 전류가 제어되고 수행될 수 있다. 이때, 상기 펄스를 출력하는 단계는 상기 전류를 제어하는 단계 이후에 일정 시간 딜레이된 후에 수행될 수 있다.And controlling the voltage of the chimeric power supply unit to be higher than a reference voltage when the chimeric driving signal is transmitted to the chimeric power unit. When the trigger circuit unit is driven and the ignition of the xenon flash lamp is normally operated, Controlling the current of the power source of the chimmer to be higher than or equal to the reference current, and outputting the pulse may be performed by controlling the current of the chimeric power unit. At this time, the step of outputting the pulse may be performed after a certain time delay after the step of controlling the current.
또한, 상기 펄스를 출력하는 단계는 DC 링크 전압이 기준 전압보다 높거나 같게 제어하여 펄스를 출력할 수 있다.
In addition, the step of outputting the pulse may output a pulse by controlling the DC link voltage to be higher than or equal to the reference voltage.
본 발명에 의하면, 제논 플래시램프에 순간적인 펄스를 이용하여 UV 경화시킬 수 있는 펄스 전원시스템을 이용함에 따라 순간적으로 접착제, 코팅액 등에 도포된 도료에 높은 UV 에너지를 전달하여 수백 ㎲에서 ㎳ 안에 제품을 경화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using a pulsed power supply system capable of UV curing by using an instantaneous pulse to a xenon flash lamp, it is possible to instantaneously transfer high UV energy to a coating material applied to an adhesive or a coating solution, There is an effect of being able to cure.
더욱이, 순간적으로 높은 에너지를 전달할 수 있어 제품 제조공정 시간을 단축할 수 있으며, 열로 인한 황변이나 제품의 변형을 최소화할 수 있다. 그리고 본 발명의 펄스 전원시스템을 이용하면, 경화해야 하는 제품이나 소결이 필요한 제품에도 적용할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to deliver high energy instantaneously, shortening the manufacturing process time and minimizing the yellowing due to heat and the deformation of the product. When the pulse power system of the present invention is used, the present invention can be applied to a product to be cured or a product requiring sintering.
또한, 제논 플래시램프의 구동을 위한 펄스 전원시스템을 이용하면 순간적인 펄스에 의해 경화 대상에 침투되는 UV 침투력이 우수하며, 불필요한 동작 시간을 최소화하여 에너지 절감 효과가 있다. 그리고 상온에서 사용이 가능하여 열에 민감한 제품에 적합하고 UV 광의 균일도가 우수한 장점이 있다.
In addition, when the pulse power system for driving the xenon flash lamp is used, the ultraviolet penetrating power penetrating into the object to be cured is instantaneously pulsed, and unnecessary operation time is minimized, thereby saving energy. It is suitable for heat-sensitive products because it can be used at room temperature and it has the advantage of excellent uniformity of UV light.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 플래시램프의 구동을 위한 펄스 전원시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 고압 컨버터부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 제논 플래시램프의 구동을 위한 펄스 전원시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 시간에 따른 펄스 진폭 및 펄스 지속시간을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 펄스 구동모드를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 에너지 저장부에 충방전을 제어하기 위한 방법과 제논 플래시램프에 인가되는 펄스 전압과 전류를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a pulse power system for driving a xenon flash lamp in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a high voltage converter unit of a pulse power system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a pulse power system for driving a xenon flash lamp in a pulse power system according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a pulse amplitude and a pulse duration with respect to time in the pulse power supply system according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a pulse driving mode of a pulse power supply system according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a method for controlling charging and discharging of an energy storage unit of a pulse power supply system according to an embodiment of the present invention and a pulse voltage and a current applied to a xenon flash lamp.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 플래시램프의 구동을 위한 펄스 전원시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 고압 컨버터부(15)를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a pulse power supply system for driving a xenon flash lamp according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a high
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제논 플래시램프(X)를 구동하기 위한 펄스 전원시스템(1)은 전원부(11), AC/DC 변환부(13), 고압 컨버터부(15), 에너지 저장부(17), 방전회로부(19), 제논 플래시램프(X), 트리거 회로부(21), 심머(simmer) 전원부(23), 제어부(25), 디스플레이부(27) 및 통신부(29)를 포함한다.1, the pulse power supply system 1 for driving the xenon flash lamp X of the present invention includes a
전원부(11)는 외부의 상용전원을 공급받아 펄스 전원시스템(1)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 외부에서 3상의 220V의 교류전원을 입력받는다.The
AC/DC 변환부(13)는 전원부(11)에서 공급된 3상의 220V 교류전원을 직류전원으로 변환한다. 이를 위하 AC/DC 변환부(13)는 3상 전류다이오드로 구성될 수 있다.The AC /
고압 컨버터부(15)는 본 발명의 일 실시예에서 제논 플래시램프(X)에 인가하기 위한 전압을 생성하기 위해 펄스 전원시스템(1)의 효율 및 신뢰성을 위해 ZVS(zero voltage switch) 운전이 가능한 풀브릿지 공진형 컨버터가 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 이용되는 풀브릿지 공진형 컨버터는 공진형 컨버터, 공진회로, 트랜스포머 및 정류기를 포함한다. 이 중 트랜스포머는 절연 및 전압의 승압을 위해 구비되며, 정류기는 트랜스포머를 통해 승압된 교류를 직류로 변환할 수 있도록 다이오드와 캐패시터로 구비될 수 있다.The high
또한, 고압 컨버터부(15)는 본 발명의 일 실시예에서와 달리, 부스트 인덕터, 스위칭 소자 및 다이오드로 구성된 부스트 컨버터로 구비될 수 있다.In addition, unlike the embodiment of the present invention, the high-
에너지 저장부(17)는 펄스 전원시스템(1)에서 펄스 방전시 에너지를 저장하기 위해 구성되며, 필요에 따라 다수의 캐패시터가 구비될 수 있으며, 방전회로부는 펄스를 제논 플래시램프(X)에 인가하기 위해 구비될 수 있다. 또한, 트리거 회로부(21) 및 심머 전원부(23)는 제논 플래시램프(X)의 초기 점등시키기 위해 구비된다.The
제어부(25)는 펄스 전원시스템(1)에서 펄스를 형성시키고 제어하기 위해 구비되며, 이를 위해 고압 컨버터부(15), 방전회로부(19), 트리거 회로부(21) 및 심머 전원부(23)를 제어한다. 또한, 제어부(25)는 고압 컨버터부(15)를 스위칭하기 위한 게이트 드라이버와 방전 회로부를 구동시키기 위한 게이트 드라이버가 포함될 수 있다. 그리고 트리거 회로부(21) 및 심머 전원부(23)를 구동하기 위한 인터페이스부를 포함할 수 있다. 그에 따라 인터페이스부는 제논 플래시램프(X)를 구동시키기 위해 트리거 회로부(21)에 트리거 신호를 전송할 수 있으며, 심머 전원부(23)를 구동시키기 위한 심머 구동신호(simmer operation signal)를 심머 전원부(23)로 전송할 수 있다.The
디스플레이부(27)는 펄스 전원시스템(1)의 동작 상태 등을 모니터링 할 수 있도록 제어부(25)와 연결되고, MMI(man machine interface) 디스플레이로 구성될 수 있다. 그에 따라 펄스 전원시스템(1)의 상태를 사용자가 확인할 수 있으며, 필요에 따라 데이터 등의 정보를 입력할 수도 있다. 통신부(29)는 외부 제어기와 통신할 수 있도록 구비되면, 본 발명의 일 실시예에서는 PLC 또는 RS-485 통신이 가능하게 구비될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템(1)의 제논 플래시램프(X) 구동을 위한 펄스 전원시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of operating a pulse power system for driving a xenon flash lamp X of the pulse power system 1 according to an embodiment of the present invention.
메인전원이 인가된 제논 플래시램프(X)의 수명과 효율을 위해 우선 심머 전원부(23)와 트리거 회로부(21)를 이용하여 초기 점등을 시키고, 수 mA ~ 수 A로 전류를 제어하고 제논 플래시램프(X)에 인가되는 전류를 모니터링하여 항상 전류가 일정하게 흐르도록 제어한다. 제논 플래시램프(X)가 초기 점등된 후에 제논 플래시램프(X)에 인가할 전압 및 주파수, 지속시간(pulse duration time), 동작모드를 설정하여 펄스를 동작시킬 수 있다.For the life and efficiency of the xenon flash lamp X to which the main power is applied, the initial lighting is performed using the primer
도 3을 참조하면, 펄스 전원시스템(1)의 구동을 위해 제어부(25)는 심머 전원부(23)를 구동시키기 위한 심머 구동신호를 심머 전원부(23)로 전송하여 심머 전원부(23)를 구동시킨다(S101). 이때, 제어부(25)는 심머 전원부(23)의 전압을 제어한다(S102). 그리고 제어된 심머 전원부(23)의 전압 값을 기준 심머 전원부(23)의 전압과 비교(S103)하여 제어된 심머 전원부(23)의 전압 값이 크거나 같으면 트리거 회로부(21)에 트리거 신호를 동작시킨다(S104). 그리고 제어된 심머 전원부(23)의 전압 값이 기준 심머 전원부(23)의 전압 값 보다 작으면, 심머 전압을 다시 제어한다.3, in order to drive the pulse power supply system 1, the
그리고 트리거 회로부(21)에 신호가 보내면, 제어부(25)는 제논 플래시램프(X)의 이그니션(ignition)이 정상인지를 판단하여(S105), 정상인 경우, 심머 전원부(23)의 전류를 제어한다(S106). 약 1초의 딜레이 후(S107), 제어된 심머 전원부(23)의 전류값이 기준 심머 전원부(23)의 전류와 비교하여(S108)) 제어된 심머 전원부(23)의 전류 값이 작으면 심머 전원부(23)의 동작이 실패하여 심머 전원부(23)의 동작이 실패되는 횟수를 기록한다(S121). 여기서, 제논 플래시램프(X)의 이그니션이 정상이 아닌 경우에는 심머 전원부(23)의 전압을 다시 제어한다.When the signal is sent to the
이때, 심머 전원부(23)의 동작이 3번을 초과하여 실패하는지 판단하여(S122) 3번을 초과하여 실패하면, 심머 전원부(23)의 동작이 실패했다는 알람이 발생하고(S123), 펄스 전원시스템(1)의 동작이 정지된다(S124). 심머 전원부(23)의 동작이 3번 이하인 경우에는 다시 심머 전원부(23)의 전압을 제어한다.At this time, it is determined whether the operation of the
제어된 심머 전원부(23)의 전류값이 기준 심머 전원부(23)의 전류보다 크거나 같은 경우에 제논 플래시램프(X)의 펄스 동작을 시작한다(S109). 그리고 DC 링크 전압을 제어한다(S110). 이때, 제어된 DC 링크 전압 값과 기준 DC 링크 전압 값을 비교하여(S111) 제어된 DC 링크 전압 값이 기준 DC 링크 전압 값보다 작으면 DC 링크 전압 값을 다시 제어하고, 제어된 DC 링크 전압 값이 크거나 같으면 펄스 출력 전압을 출력한다(S112). 펄스 출력이 완료된(S113) 다음, 펄스 동작 준비상태가 유지된다(S114).The pulse operation of the xenon flash lamp X is started (S109) when the current value of the controlled
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템(1)의 시간에 따른 펄스 진폭 및 펄스 지속시간을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a pulse amplitude and a pulse duration over time of the pulse power supply system 1 according to an embodiment of the present invention.
상기에서 설명한 펄스 전원시스템(1)을 이용하여 제논 플래시램프(X)를 구동시키기 위해 펄스를 형성하는 방식은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 펄스 지속 시간이 일정한 상태에서 펄스의 전압 크기(진폭)를 가변할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서 펄스의 전압 크기는 1kV ~ 3kV일 수 있다. 또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 펄스의 전압 크기를 일정하게 유지한 상태에서 펄스 지속 시간을 가변할 수 있다. 이를 위해 제어부(25)는 에너지 저장부(17)에 저장된 전력의 전압 및 전류에 대한 정보를 수신하여 수신된 정보를 바탕으로 고압 컨버터부(15)를 통해 에너지 저장부(17)의 전압을 제어하여 제논 플래시램프(X)에 가해지는 전압을 조절하여 펄스의 전압크기와 펄스 구동시간을 제어할 수 있다.The method of forming the pulse for driving the xenon flash lamp X using the above-described pulse power supply system 1 is as follows. As shown in Fig. 4 (a), in the state where the pulse duration is constant, The amplitude (amplitude) can be varied. In this case, in one embodiment of the present invention, the voltage magnitude of the pulse may be 1 kV to 3 kV. Also, as shown in FIG. 4 (b), the pulse duration can be varied while maintaining the voltage magnitude of the pulse constant. The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템의 펄스 구동모드를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a pulse driving mode of a pulse power supply system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에서 제논 플래시램프(X)를 구동시킬 때 펄스 전원시스템(1)의 펄스 구동모드는 도 5의 (a) 내지 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 다양한 모드로 구동시킬 수 있다.The pulse drive mode of the pulse power supply system 1 when driving the xenon flash lamp X in one embodiment of the present invention may be implemented in various modes as shown in Figures 5 (a) to 5 (d) Can be driven.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 싱글 모드(single mode)로 구동시킬 수 있고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 더블 모드(double mode)로 구동시킬 수 있다. 싱글 모드는 설정된 전압으로 소정의 지속시간을 갖는 하나의 펄스만을 출력시키는 모드이며, 더블 모드는 설정된 전압으로 같거나 서로 다른 지속시간을 갖는 펄스를 일정 시간 간격을 두고 출력시키는 모드이다. 또한, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 계속 모드(continuous mode)로 구동시킬 수 있으며, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 버스트 모드(burst mode)로 구동시킬 수 있다. 계속 모드는 일정한 펄스 전압과 주파수를 가지면서 동일한 지속시간을 갖는 펄스를 일정 시간 간격으로 연속적으로 출력시키는 모드이며, 버스트 모드는 일정한 출력전압으로 지속시간, 주파수 및 펄스 수를 설정된 시퀀스에 따라 펄스를 출력시키는 모드이다.As shown in FIG. 5 (a), can be driven in a single mode, and can be driven in a double mode, as shown in FIG. 5 (b). The single mode is a mode for outputting only one pulse having a predetermined duration with a set voltage, and the double mode is a mode for outputting pulses having the same or different duration with a set voltage at predetermined time intervals. In addition, as shown in FIG. 5 (c), it can be driven in a continuous mode and can be driven in a burst mode, as shown in FIG. 5 (d). The continuous mode is a mode in which pulses having a constant pulse voltage and frequency and having the same duration are continuously output at predetermined time intervals. In the burst mode, a pulse having a constant output voltage, a frequency, Output mode.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원시스템(1)의 에너지 저장부(17)에 충방전을 제어하기 위한 방법과 제논 플래시램프(X)에 인가되는 펄스 전압과 전류를 설명하기 위한 도면이다.6 is a flowchart illustrating a method for controlling charging and discharging of the
에너지 저장부(17)의 충방전을 위해 외부 통신 또는 전면판의 디스플레이부(27)로부터 펄스에 인가할 전압을 입력받아 고압 컨버터부(15)에서 펄스에 인가되는 전압을 충전하여 펄스 방전시에 방전되는 에너지를 실시간으로 충전할 수 있다. 그럼으로써, 방전시 소비되는 에너지를 최소화하여 동작모드 중 버스트 모드 및 계속 모드에서 제논 플래시램프(X)에 인가되는 펄스 전압 및 전류를 일정하게 유지할 수 있다. The voltage to be applied to the pulse is inputted from the
이때, 에너지 저장부(17)의 충방전 주기를 보면 버스트 모드에서 버스트 회수가 2회이면 9구간으로 구분할 수 있다. 여기서, 도 6을 참조하면, T1은 디스플레이부(27) 또는 외부기기에서 입력된 제논 플래시램프(X)에 인가될 전압까지 승압하는 시간이고, T2는 입력된 전압에 도달하여 펄스 방전이 대기하는 시간이다. 그리고 T3은 펄스 방전의 지속시간 동안 방전하는 시간으로 최소 100㎲에서 최대 2㎳일 수 있으며, T4는 펄스 방전이 완료되고 설정전압으로 충전하는 시간이다. T5는 다음 방전시까지 대기하는 시간이고, T6 내지 T8은 2번째 펄스를 제논 플래시램프(X)에 인가하는 시간 동안 고압 컨버터가 동작하는 시간이다. T9는 펄스 전원시스템(1)의 동작이 완료되고 고압 컨버터부(15)가 정지되는 시간을 의미한다. 이때, T3 내지 T5의 시간은 최소 100㎳ 내지 1s까지 자유롭게 설정할 수 있다.
At this time, the charge / discharge cycle of the
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It should be understood that the scope of the present invention is to be understood as the scope of the following claims and their equivalents.
1: 펄스 전원시스템
11: 전원부 13: AC/DC 변환부
15: 고압 컨버터부 17: 에너지 저장부
19: 방전회로부 21: 트리거 회로부
23: 심머 전원부 25: 제어부
27: 디스플레이부 29: 통신부
X: 제논 플래시램프1: Pulsed power system
11: power supply unit 13: AC / DC conversion unit
15: High-voltage converter section 17: Energy storage section
19: discharge circuit part 21: trigger circuit part
23: Simmer power unit 25: Control unit
27: display unit 29: communication unit
X: Xenon flash lamp
Claims (12)
상기 전원부에서 공급된 상용전원을 직류전원으로 변환하는 변환부;
상기 변환부에서 변환된 직류전원을 공급받아 자외선을 방출하는 제논 플래시램프에 펄스 전원을 인가하기 위한 전압을 생성하는 고압 컨버터부;
상기 제논 플래시램프에 펄스를 인가하기 위한 방전회로부;
상기 제논 플래시램프를 초기 점등시키기 위한 심머 전원부;
상기 제논 플래시램프를 초기 점등시키기 위한 트리거 회로부; 및
상기 제논 플래시램프에 전압을 인가하기 위해 상기 고압 컨버터부 및 심머 전원부가 구동되도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 심머 전원부를 구동하여 상기 심머 전원부의 전압이 기준 전압보다 높아지게 제어하고, 트리거 회로부를 구동하여 상기 제논 플래시램프의 이그니션이 정상적으로 동작하면 상기 심머 전원부의 전류가 기준 전류보다 높거나 같게 제어하며, 상기 심머 전원부의 전류가 제어됨에 따라 상기 제논 플래시램프에 펄스를 출력시키며,
상기 제어부는, 상기 심머 전원부의 전류가 기준 전류보다 작아 상기 심머 전원부의 동작이 실패한 횟수를 기록하고, 상기 횟수가 소정 값 이상이면 상기 심머 전원부의 동작 실패 알람을 발생시키고, 펄스 전원시스템의 동작을 정지시키는 펄스 전원시스템.A power supply unit to which external commercial power is supplied;
A converter for converting commercial power supplied from the power supply unit into DC power;
A high voltage converter for generating a voltage for applying a pulse power to a xenon flash lamp which is supplied with the DC power converted by the converter and emits ultraviolet rays;
A discharge circuit for applying a pulse to the xenon flash lamp;
A chimney power unit for initially lighting the xenon flash lamp;
A trigger circuit unit for initially lighting the xenon flash lamp; And
And a control unit for controlling the high voltage converter unit and the chimney power unit to be driven to apply a voltage to the xenon flash lamp,
Wherein the controller controls the voltage of the chimmer power supply unit to be higher than the reference voltage by driving the chimney power supply unit and drives the trigger circuit unit so that when the ignition of the xenon flash lamp is normally operated, And outputs a pulse to the Xenon flash lamp as the current of the chimney power unit is controlled,
The control unit records the number of failures of the operation of the chimeric power unit because the current of the chimeric power unit is less than the reference current and generates an operation failure alarm of the chimeric power unit if the number of times is more than a predetermined value. A pulsed power system that stops.
상기 제어부에 의해 상기 제논 플래시램프를 통해 펄스 방전 시 소비되는 에너지 소비를 최소화하기 위해 충전하는 에너지 저장부를 더 포함하는 펄스 전원시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an energy storage for charging by the controller to minimize energy consumption during pulse discharge through the xenon flash lamp.
상기 제어부는 상기 제논 플래시램프가 초기 점등된 다음 상기 제논 플래시램프가 설정된 동작모드로 구동되도록 상기 제논 플래시램프에 인가하기 위한 전압, 주파수, 펄스 지속시간(duration time)을 제어하는 펄스 전원시스템.The method according to claim 1,
Wherein the controller controls a voltage, a frequency, and a pulse duration to be applied to the xenon flash lamp so that the xenon flash lamp is initially turned on and then the xenon flash lamp is driven in a set operation mode.
상기 동작모드는 설정된 전압으로 소정의 지속시간을 갖는 하나의 펄스를 출력시키는 싱글 모드(single mode), 설정된 전압으로 같거나 서로 다른 지속시간을 갖는 펄스를 일정 시간 간격으로 출력시키는 더블 모드(double mode), 일정한 펄스 전압과 주파수를 가지며 동일한 지속시간을 갖는 펄스를 일정 시간 간격으로 출력시키는 계속 모드(continuous mode) 및 일정한 출력전압으로 지속시간, 주파수 및 펄스 수를 설정된 시퀀스에 따라 펄스를 출력시키는 버스트 모드(burst mode) 중 하나인 펄스 전원시스템.The method of claim 4,
The operation mode includes a single mode for outputting one pulse having a predetermined duration with a predetermined voltage, a double mode for outputting pulses having the same or different durations with predetermined voltage at predetermined time intervals, A continuous mode for outputting a pulse having a constant pulse voltage and frequency and having the same duration at predetermined time intervals, and a burst for outputting a pulse according to a set duration, frequency, and pulse number with a constant output voltage, Pulsed power system.
상기 고압 컨버터부는 풀브릿지 공진형 컨버터인 펄스 전원시스템.The method according to claim 1,
Wherein the high voltage converter unit is a full bridge resonance type converter.
상기 고압 컨버터부는 부스트 컨버터인 펄스 전원시스템.The method according to claim 1,
Wherein the high voltage converter is a boost converter.
자외선을 방출하는 제논 플래시램프에 펄스를 출력하여 구동시키고자 상기 제논 플래시램프를 초기 구동시키기 위한 심머 전원부에 심머 구동신호를 전송하는 단계;
상기 심머 전원부의 전압이 기준 전압보다 높아지게 제어하는 단계;
상기 심머 전원부가 구동되면, 상기 제논 플래시램프를 초기 구동시키기 위한 트리거 회로부가 동작할 수 있도록 트리거 회로부에 트리거 신호를 전송하는 단계;
상기 트리거 회로부의 구동되어 상기 제논 플래시램프의 이그니션이 정상적으로 동작하면, 상기 심머 전원부의 전류가 기준 전류보다 높거나 같게 제어하는 단계; 및
상기 심머 전원부의 전류가 제어됨에 따라 상기 제논 플래시램프에 펄스를 출력시키는 단계를 포함하고,
상기 펄스를 출력하는 단계는 상기 전류를 제어하는 단계 이후에 일정 시간 딜레이된 후에 수행되며,
상기 심머 전원부의 전류가 상기 기준 전류보다 작은지 확인하는 단계;
상기 심머 전원부의 전류가 상기 기준 전류보다 작아 상기 심머 전원부의 동작이 실패하는 횟수를 기록하는 단계;
상기 기록된 동작 실패 횟수가 소정 값 이상이면 상기 심머 전원부의 동작 실패 알람을 발생시키는 단계; 및
상기 기록된 동작 실패 회수가 소정 값 이상이면 상기 펄스 전원시스템의 동작을 정지시키는 펄스전원 출력 방법.A pulse power output method for a pulsed power system,
Transmitting a chimeric driving signal to a chimeric power source for initially driving the xenon flash lamp to output a pulse to a xenon flash lamp that emits ultraviolet light;
Controlling the voltage of the chimeric power unit to be higher than a reference voltage;
Transmitting a trigger signal to the trigger circuit unit so that the trigger circuit unit for initially driving the Xenon flash lamp can operate when the chimney power unit is driven;
Controlling the current of the chimney power supply unit to be higher than or equal to a reference current when the trigger circuit unit is driven and the ignition of the xenon flash lamp operates normally; And
And outputting a pulse to the xenon flash lamp as the current of the chimney power unit is controlled,
Wherein the step of outputting the pulse is performed after a certain time delay after the step of controlling the current,
Determining whether the current of the chimeric power unit is less than the reference current;
Recording the number of times that the operation of the chimney power unit is failed due to the current of the chimney power unit being smaller than the reference current;
Generating an operation failure alarm of the chimeric power unit if the number of failed operation failures is equal to or greater than a predetermined value; And
And stopping the operation of the pulse power supply system when the number of operation failures is equal to or greater than a predetermined value.
상기 펄스를 출력하는 단계는 DC 링크 전압이 기준 전압보다 높거나 같게 제어하여 펄스를 출력하는 펄스전원 출력 방법.
The method of claim 8,
Wherein the step of outputting the pulse outputs the pulse by controlling the DC link voltage to be equal to or higher than the reference voltage.
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