KR100381547B1 - Glare shielding device of welding helmet and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용접 헬멧의 눈부심 방지장치에 관한 것으로서, 특히 눈부심 방지장치는 액정패널의 기동시간과 구동시간을 제어하기 위한 마이크로 프로세서를 포함한다. 마이크로 프로세서는 용접시 발생되는 용접광과 고주파신호의 동시 검출에 응답하여 액정기동부의 기동제어신호와 액정구동부의 구동제어신호와, 전원오프 제어신호를 발생한다. 액정기동부는 대기모드에서는 플로팅상태로 유지되고 용접광 검출시 고전압과 기동전압의 차전압으로 액정패널을 고속으로 기동시킨다. 액정구동부는 대기모드에서는 플로팅상태로 유지되고 구동제어신호에 응답하여 액정패널을 교류적으로 구동한다.The present invention relates to an anti-glare device of a welding helmet, and in particular, the anti-glare device includes a microprocessor for controlling the start time and the drive time of the liquid crystal panel. The microprocessor generates a start control signal of the liquid crystal drive unit, a drive control signal of the liquid crystal drive unit, and a power off control signal in response to simultaneous detection of the welding light and the high frequency signal generated during welding. The liquid crystal starter is kept in the floating state in the standby mode and starts the liquid crystal panel at high speed with the difference voltage between the high voltage and the starting voltage when the welding light is detected. The liquid crystal driver keeps the floating state in the standby mode and drives the liquid crystal panel in response to the drive control signal.
따라서, 본 발명에서는 대기모드에서는 플로팅 상태로 유지되어 소모전력을 최소화하고, 용접광 검출에 응답하여 고속으로 액정패널을 기동시켜서 초기 기동시 용접광으로부터 용접작업자의 눈부심을 신속하게 보호하고, 마이크로 프로세서에 의해 용접시 발생되는 고주파신호의 검출에 의해 확실하게 동작모드를 유지함으로써 다양한 용접방식에 사용이 가능하다.Therefore, in the present invention, it is maintained in the floating state in the standby mode to minimize the power consumption, start the liquid crystal panel at high speed in response to the detection of the welding light to quickly protect the glare of the welding operator from the welding light at the initial startup, microprocessor It can be used in various welding methods by reliably maintaining the operation mode by detecting the high frequency signal generated at the time of welding.
Description
본 발명은 용접 헬멧의 눈부심 방지장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 금속의 용접 또는 절단과정에서 발생되는 광으로부터 용접 작업자의 눈을 보호하기 위하여 광투과율을 자동으로 조절할 수 있는 눈부심 방지장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-glare device for a welding helmet and a control method thereof, and in particular, an anti-glare device that can automatically adjust the light transmittance to protect the eyes of the welding operator from light generated during the welding or cutting of the metal and its It relates to a control method.
눈부심 방지장치는 용접 및 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 장치이다. 이러한 눈부심 방지장치는 780nm(IR)이상 365nm(UV)미만의 광선은 차단시키고 가시 광선의 투과량을 제어하여 눈부심없이 용접 위치를 눈으로 확인할 수 있도록 하는 것이다.An anti-glare device is a device for protecting an operator's eyes from light generated by a welding and cutting torch. This anti-glare device is to block the light of less than 780nm (IR) and less than 365nm (UV) and to control the transmission of visible light so that the welding position can be visually confirmed without glare.
미국 특허 제5,315,099호(에 대응하는 독일 특허 제2,606,416호)에는 눈부심 방지 플레이트, 눈부심 방지 플레이트에 전기적인 동작 전압을 인가하기 위하여 눈부심 방지 플레이트에 연결된 전자 회로, 및 광을 감지하고 감지된 광선에 대응하는 신호를 전자 회로로 인가하기 위한 광 센서를 구비하는 눈부심 방지장치가 공개되어 있다.U.S. Patent No. 5,315,099 (corresponding to German Patent No. 2,606,416) includes an anti-glare plate, an electronic circuit connected to the anti-glare plate for applying an electrical operating voltage to the anti-glare plate, and a light sensing and corresponding light beam. An anti-glare device having an optical sensor for applying a signal to an electronic circuit is disclosed.
그리고, 미국 특허 제5,444,232호(에 대응하는 유럽 특허 제630,627호)에는 눈부심 방지 플레이트, 디밍 신호를 발생하기 위한 광 신호 검출기, 눈부심 방지 플레이트를 제어하기 위한 평가 회로, 및 눈부심 방지 플레이트의 밝게 하는 시간을 제어하고 광 센서에 감지되는 광의 세기를 검출하기 위한 제어회로를 구비하는 눈부심 방지장치가 공개되어 있다. 그리고, 제어회로는 검출기에 의해서 발생되는 디밍 신호의 지연을 검출하기 위한 타이밍 발생회로에 연결되고, 논리 및/또는 시간에 대응하는 데이터를 상호 연결하는 수단을 구비한다.In addition, US Pat. No. 5,444,232 (corresponding to European Patent No. 630,627) discloses an antiglare plate, an optical signal detector for generating a dimming signal, an evaluation circuit for controlling the antiglare plate, and a time for brightening the antiglare plate. There is disclosed an anti-glare device having a control circuit for controlling the control and detecting the intensity of light detected by the optical sensor. The control circuit is connected to a timing generating circuit for detecting a delay of the dimming signal generated by the detector, and has means for interconnecting data corresponding to logic and / or time.
미국 특허 제5,444,232호에 공개된 장치는 빛의 세기 또는 빛의 양 및 용접 지속시간을 검출하고, 이 파라메타를 적합한 제어회로에 의하여 논리적 및/또는 시간적으로 서로 연산함으로써, 밝게 하는 시간을 최상으로 조절한다.The device disclosed in U.S. Patent No. 5,444,232 detects light intensity or amount of light and welding duration, and optimally adjusts the time to brighten by computing these parameters logically and / or temporally with each other by a suitable control circuit. do.
그러나, 이 방법은 회로의 구성은 간단하지만, 용접광의 입력으로부터 눈부심 방지장치가 동작하기까지의 지연시간이 발생되며 입력광의 변화를 연속적으로 검출하기 위해 마이크로 컴퓨터 등을 포함하는 제어회로가 동작하는데 필요한 전원의 소비 전류가 크게 되는 문제점이 있다.However, this method has a simple circuit configuration, but there is a delay time from the input of the welding light to the operation of the anti-glare device, and it is necessary to operate a control circuit including a microcomputer to continuously detect the change in the input light. There is a problem that the current consumption of the power supply is large.
그리고, 연속적인 전류소모를 방지하기 위해 자동 오프 기능을 적용한 제품은 재사용시 온 스위치를 조작하여야 하며, 용접 조건에 따라서 입력광의 감도를 조절해야 하는 문제점이 있다.In addition, the product to which the auto-off function is applied in order to prevent the continuous current consumption has to operate the on-switch during reuse, and there is a problem in that the sensitivity of the input light is adjusted according to the welding conditions.
또한, 상술한 종래 기술에서와 같이 광 신호만을 이용하여 용접신호를 검출하는 경우, 용접 및 용접기의 종류에 따라서 검출되는 신호가 다르기 때문에 눈부심 방지 장치가 오동작할 수 있는 문제점이 있다.In addition, when the welding signal is detected using only the optical signal as in the above-described prior art, there is a problem that the anti-glare device may malfunction because the detected signal is different depending on the type of the welding machine and the welding machine.
그래서, 변압기를 이용한 비광학적 검출수단을 이용한 눈부심 방지장치가 개발되었다. 그러나, 이 장치는 주변으로부터 잡음에 의한 자계가 인가되면, 잡음 자계에 의하여 의도되지 않은 오동작으로 눈부심 방지 플레이트에 연속적인 광차단 현상이 발생되기 때문에 눈부심 방지 플레이트의 광차단 현상에 의하여 작업자의 눈으로 용접광을 식별할 수 없고, 이에 따라 용접 작업상태를 확인할 수 없다는 문제점이 있다.Thus, an anti-glare device using a non-optical detection means using a transformer has been developed. However, when the device is applied with noise from the surroundings, continuous light blocking occurs on the anti-glare plate due to unintended malfunction by the noise magnetic field. There is a problem that the welding light can not be identified, and thus the welding operation state cannot be confirmed.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 용접 시작 초기에는 광검출에 의한 하드웨어적인 제어에 의해 신속하게 액정패널을 구동하여 용접광을 차단시키고, 연속적인 용접작업이 진행될 경우에는 마이크로 프로세서에 의한 소프트웨어적인 제어에 의해 액정패널을 교류적으로 구동함으로써 전력소모를 최소화하고, 눈부심 없이 작업위치를 확인하면서 용접 작업을 할 수 있도록 하는 용접 헬멧의 눈부심 방지 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to drive the liquid crystal panel quickly by the hardware control by the light detection in order to solve the problems of the prior art described above to block the welding light, and in the case of continuous welding operation micro The present invention provides an anti-glare device for welding helmets and a method of controlling the same, which minimizes power consumption by operating the liquid crystal panel by software control by a processor and enables welding work while checking the working position without glare. have.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 눈부심 방지장치가 장착된 용접 헬멧의 사시도.1 is a perspective view of a welding helmet equipped with an anti-glare device according to an embodiment of the present invention.
도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 눈부심 방지장치가 장착된 용접 헬멧의 배면도.Figure 1a is a rear view of a welding helmet equipped with an anti-glare device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 눈부심 방지장치의 바람직한 일 실시예의 회로도.2 is a circuit diagram of a preferred embodiment of the anti-glare device of the present invention.
도 3은 도 2의 제어부의 동작을 설명하기 위한 플로챠트.3 is a flow chart for explaining the operation of the control unit of FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 용접 헬멧 12 : 눈부심 방지 플레이트10: welding helmet 12: anti-glare plate
13 : 액정패널 14 : 태양전지13 liquid crystal panel 14 solar cell
15 : 광센서 16 : 안테나15 optical sensor 16 antenna
17 : 온도센서 18 : 조절 노브17: temperature sensor 18: adjustment knob
19 : 리세트 스위치 20 : 태양전지회로19: reset switch 20: solar cell circuit
30 : 충전회로 40 : 발진회로30: charging circuit 40: oscillating circuit
50 : 고전압 증폭부 60 : 레귤레이터50: high voltage amplifier 60: regulator
70 : 기동전압 발생부 80 : 구동회로 전원제어부70: starting voltage generating unit 80: driving circuit power supply control unit
90 : 광검출부 100 : 고주파 검출부90: light detector 100: high frequency detector
110 : 온도검출부 112 : 지연시간 설정부110: temperature detector 112: delay time setting unit
114 : 리세트 회로 118 : 시간조절부114: reset circuit 118: time adjustment unit
120 : 액정기동부 130 : 액정구동부120: liquid crystal driver 130: liquid crystal driver
140 : 제어부140: control unit
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 액정패널과, 광을 전기적 에너지로 변환하여 제 1 및 제 2 출력전압으로 출력하는 태양전지회로와, 상기 제 1출력전압을 충전하여 동작전압을 제공하는 충전회로와, 상기 제 2 출력전압에 응답하여 발진신호를 발생하는 발진회로와, 상기 발진신호에 응답하여 상기 동작전압을 차지펌핑하여 고전압을 발생하는 고전압 증폭부와, 상기 고전압을 레귤레이팅하여안정된 액정구동전압을 발생하는 레귤레이터와, 상기발진신호에 응답하여 액정기동전압을 발생하는 기동전압 발생부와, 광검출신호에 응답하여 대기상태에서 동작상태로 전환되어 그라운드전압을 제공하고 전원오프 제어신호에 응답하여 동작상태에서 대기상태로 전환되어 플로팅 상태를 유지하는 구동회로 전원 제어부와, 상기 제 2 출력전압을 전원으로 사용하여 용접광을 검출하고, 상기 동작전압을 전원으로 사용하여 광검출신호를 출력하는 광검출부와, 상기 광검출신호를 전원으로 사용하여 용접시 발생되는 고주파를 검출하고, 액정구동 제어신호를 전원으로 사용하여 고주파 검출신호를 출력하는 고주파 검출부와, 대기상태에서는 상기 구동회로 전원 제어부에 의해 플로팅 상태로 유지하다가 상기 광검출신호에 응답하여 상기 고전압과 액정기동전압의 차전압으로 상기 액정패널을 초기에 고속 기동시키고, 기동제어신호에 응답하여 일정 시간 기동동작을 유지하는 액정기동부와, 대기상태에서는 상기 구동회로 전원 제어부에 의해 플로팅 상태로 유지하다가 구동제어신호에 응답하여 상기 발진신호에 응답하여 상기 액정구동전압과 접지전압의 차전압으로 상기 액정패널을 교류적으로 구동하는 액정구동부와, 상기 광검출신호에 응답하여 동작을 개시하고 이어서, 상기 고주파 검출신호에 응답하여 초기에는 상기 기동제어신호를 기동시간동안 발생하고, 상기 기동시간이 경과한 후에는 상기 구동제어신호를 발생하고, 상기 광검출신호와 고주파 검출신호가 없을 경우에는 상기 구동제어신호의 발생을 중지하고 상기 전원오프 제어신호를 발생하고 대기모드를 수행하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention provides a liquid crystal panel, a solar cell circuit converting light into electrical energy and outputting the first and second output voltages, and charging the first output voltage to provide an operating voltage. A charging circuit, an oscillation circuit for generating an oscillation signal in response to the second output voltage, a high voltage amplifier for generating a high voltage by charge pumping the operating voltage in response to the oscillation signal, and regulating the high voltage A regulator for generating a liquid crystal drive voltage, a start voltage generator for generating a liquid crystal start voltage in response to the oscillation signal, and a transition from a standby state to an operating state in response to a light detection signal to provide a ground voltage and a power-off control signal A driving circuit power control unit which switches from an operating state to a standby state and maintains a floating state in response to the second output voltage; A light detector for detecting welding light using a power source and outputting a light detection signal using the operating voltage as a power source, a high frequency generated during welding using the light detection signal as a power source, and a liquid crystal drive control signal A high frequency detector for outputting a high frequency detection signal using a power supply; and in a standby state by the driving circuit power control unit, the high frequency detection unit maintains a floating state, and responds to the photodetection signal to the liquid crystal panel at a difference voltage between the high voltage and the liquid crystal startup voltage. Is started at a high speed initially and maintains a start-up operation for a predetermined time in response to a start control signal; and in a standby state, the liquid crystal starter is kept in a floating state by the drive circuit power supply control part, and in response to a drive control signal, Responsive to the liquid crystal panel by the difference between the liquid crystal driving voltage and the ground voltage in response to A liquid crystal drive unit for driving a light source and an operation in response to the light detection signal, and then start the control signal during the startup time initially in response to the high frequency detection signal, and after the startup time has elapsed. And a control unit generating a control signal and stopping the generation of the driving control signal, generating the power off control signal and performing a standby mode when there is no light detection signal and a high frequency detection signal.
본 발명의 방법은 대기모드에서는, 태양전지에 의해 주변의 외광을 광전변환하여 제 1 및 제 2 출력전압을 발생하고, 상기 제 1 출력전압을 충전하여 일정 레벨의 동작전압을 발생하고, 상기 제 2 출력전압에 응답하여 상기 동작전압을 차지펌핑하여 고전압과 기동전압을 각각 발생하고, 액정기동부 및 액정구동부는 플로팅상태로 유지하는 단계와, 용접광을 검출하는 단계와, 용접광이 검출되면, 액정기동부와 액정구동부를 플로팅 상태에서 해제하여 동작모드로 전환시키고, 액정기동부를 통하여 액정패널을 상기 고전압과 기동전압의 차전압으로 기동시키는 단계와, 용접시 발생되는 고주파신호를 검출하는 단계와, 고주파신호가 검출되면, 액정기동부의 기동시간 종료를 제어하고 액정구동부를 통하여 액정패널을 교류적으로 구동하는 단계와, 고주파신호 및 광검출이 없을 경우에 액정구동부 및 액정 기동부를 플로팅상태로 하고 대기모드를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the method of the present invention, in a standby mode, photovoltaic conversion of ambient external light is performed by a solar cell to generate first and second output voltages, and the first output voltage is charged to generate a predetermined level of operating voltages. 2, charge pumping the operating voltage in response to the output voltage to generate a high voltage and a starting voltage, respectively, maintaining the liquid crystal starting portion and the liquid crystal driving portion in a floating state, detecting the welding light, and detecting the welding light. And releasing the liquid crystal driving unit and the liquid crystal driving unit from the floating state to switch to an operation mode, starting the liquid crystal panel with the difference voltage between the high voltage and the starting voltage through the liquid crystal starting unit, and detecting a high frequency signal generated during welding. And when the high frequency signal is detected, controlling the end of the startup time of the liquid crystal driving unit and driving the liquid crystal panel alternately through the liquid crystal driving unit. Parts of liquid crystal driving in the floating state and the liquid crystal in the absence of activation wave signal and detect light, and is characterized in that it comprises the step of performing a standby mode.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 눈부심 방지장치 및 그 제어방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an anti-glare device and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 눈부심 방지장치가 장착된 용접 헬멧의 사시도를 나타내고, 도 1a는 용접 헬멧의 배면도를 나타낸다. 용접 헬멧(10)은 전면부에 눈부심 방지 플레이트(12)가 설치된다. 용접 헬멧(10)은 불연성의 플라스틱과 같은 가벼운 재질로 구성된다. 눈부심 방지 플레이트(12)에는 액정 패널(13), 태양 전지(14), 광센서(15), 안테나(16), 온도센서(17) 등이 설치되고, 태양전지(14)의 배면에 회로기판이 설치된다. 용접 헬멧(10)의 측면에는 액정구동전압 레벨을 조절하기 위한 조절 노브(18)가 설치되고, 플레이트(12)의 배면에 리세트 스위치(19), 및 시간지연 조절용 조절노브(118)가 설치된다. 액정패널(13)의 표면에는 가시광선을 제외한 다른 광선은 차단시키는 광필터가 부착된다.1 is a perspective view of a welding helmet equipped with an anti-glare device according to an embodiment of the present invention, Figure 1a shows a rear view of the welding helmet. The welding helmet 10 is provided with an anti-glare plate 12 on the front portion. The welding helmet 10 is made of a light material such as nonflammable plastic. The anti-glare plate 12 is provided with a liquid crystal panel 13, a solar cell 14, an optical sensor 15, an antenna 16, a temperature sensor 17, and the like, and a circuit board on the rear surface of the solar cell 14. This is installed. An adjustment knob 18 for adjusting the liquid crystal driving voltage level is installed on the side of the welding helmet 10, and a reset switch 19 and a time delay adjusting knob 118 are installed on the rear surface of the plate 12. do. On the surface of the liquid crystal panel 13 is attached an optical filter that blocks other rays except visible light.
통상시에는 용접 헬멧의 액정패널(13)이 투명하여 작업자가 헬멧을 착용하고도 전방 관찰이 용이하다.Normally, the liquid crystal panel 13 of the welding helmet is transparent, so that the operator can easily observe the front while wearing the helmet.
용접시에는 광센서(15) 및 안테나(16)를 통하여 용접광과 용접시 발생되는 고주파신호를 검출하여 액정 패널(13)의 광투과량을 제어함으로써 작업상황은 관찰 가능하면서 용접광에 의한 눈부심은 차단하게 된다.During welding, the optical sensor 15 and the antenna 16 detect the high frequency signal generated during the welding light and the welding to control the light transmittance of the liquid crystal panel 13 so that the working situation can be observed and the glare caused by the welding light Will be blocked.
온도센서(17)는 주변 온도가 낮아지더라도 액정패널(13)이 초기에 신속하게 기동 가능하도록 한다.The temperature sensor 17 allows the liquid crystal panel 13 to be quickly activated at an early stage even when the ambient temperature is lowered.
도 2는 본 발명의 눈부심 방지장치의 회로도를 나타낸다.2 shows a circuit diagram of the anti-glare device of the present invention.
눈부심 방지장치의 회로는 태양전지회로(20), 충전회로(30), 발진회로(40), 고전압 발생부(50), 레귤레이터(60), 기동전압 발생부(70), 구동회로 전원 제어부(80), 광검출부(90), 고주파 검출부(100), 온도 검출부(110), 지연시간 설정부(112), 리세트 회로(114), 액정기동부(120), 액정구동부(130), 제어부(140)를 포함한다.The anti-glare circuit includes a solar cell circuit 20, a charging circuit 30, an oscillation circuit 40, a high voltage generator 50, a regulator 60, a start voltage generator 70, a drive circuit power control unit ( 80, light detector 90, high frequency detector 100, temperature detector 110, delay time setting unit 112, reset circuit 114, liquid crystal starter 120, liquid crystal drive 130, control unit 140.
태양전지회로(20)는 태양 전지(14)로부터 발생되는 전압을 다이오드(D1)를 통해서 제 1 출력전압으로 하여 충전회로(30)에 제공하고, 다이오드(D2)를 통하여 제 2 출력전압(VSO)으로 출력한다.The solar cell circuit 20 supplies the voltage generated from the solar cell 14 to the charging circuit 30 using the diode D1 as the first output voltage, and the second output voltage VSO through the diode D2. )
충전회로(30)는 충전용 배터리(32), 발광다이오드(34, 36), 평활용 캐패시터(38)를 포함한다. 충전회로(30)는 발광다이오드(34, 36)를 배터리(32)의 과충전을 방지한다. 즉, 발광다이오드(34, 36)는 순방향전압이 일정전압 이상이 되면 전기에너지를 광에너지로 소모하게 되므로 과충전을 방지할 수 있다. 평활용 캐패시터(38)를 통하여 일정한 레벨을 가진 동작전압(VCC)이 출력된다. 충전회로(30)는 미도시된 잡음 제거용 캐패시터를 포함하는 것이 바람직하다.The charging circuit 30 includes a rechargeable battery 32, light emitting diodes 34 and 36, and a smoothing capacitor 38. The charging circuit 30 prevents the LEDs 32 and 36 from overcharging the battery 32. That is, the light emitting diodes 34 and 36 consume electrical energy as optical energy when the forward voltage is above a predetermined voltage, thereby preventing overcharge. The operating voltage VCC having a constant level is output through the smoothing capacitor 38. The charging circuit 30 preferably includes a noise removing capacitor (not shown).
발진회로(40)는 낸드 게이트, 저항, 캐패시터로 구성하여 낸드 게이트의 일측 입력단자에 인가되는 VSO의 하이 상태에서 저항과 캐패시터의 시정수에 의해 결정되는 주파수로 소정 주파수를 가진 발진신호와 위상이 180도 시프된 반전신호를 발생한다.The oscillation circuit 40 is composed of a NAND gate, a resistor, and a capacitor, and the oscillation signal having a predetermined frequency is in phase with a frequency determined by the time constant of the resistor and the capacitor in the high state of the VSO applied to one input terminal of the NAND gate. Generates a reversed signal that is shifted 180 degrees.
고전압 증폭부(50)는 상기 발진신호와 그 반전신호를 입력하여 동작전압(VCC)을 차지펌핑하여 액정 패널을 구동하기 위한 고전압(VPP)을 발생한다.The high voltage amplifier 50 inputs the oscillation signal and its inverted signal to charge-pump the operating voltage VCC to generate a high voltage VPP for driving the liquid crystal panel.
레귤레이터(60)는 고전압(VPP)을 레귤레이팅하여 안정된 일정 레벨을 가지는 액정 구동전압(VLCD)을 출력한다. 조절노브(18)의조절에 의해 액정구동전압의 출력레벨을 설정할 수 있다.The regulator 60 outputs the liquid crystal driving voltage VLCD having a stable constant level by regulating the high voltage VPP. By adjusting the adjustment knob 18, the output level of the liquid crystal drive voltage can be set.
기동전압 발생부(70)는 그라운드와 기동전압(VQ) 출력단자 사이에 연결된 충전용 캐패시터(72), 기동전압 출력단자와 그라운드 사이에 연결된 차지펌프회로(74), 게이트(76)를 포함한다. 게이트(76)는 발진회로(40)의 발진신호를 온도검출 제어신호(TC)에 응답하여 게이트한다. 차지펌프회로(74)는 발진회로(40)의 발진신호에 응답하여 상기 충전용 캐패시터에 전하를 펌핑하여 네가티브 기동전압(VQ)을 발생한다. 또한, 차지펌프회로(74)는 게이트(76)를 통한 온도검출 제어신호에 응답하여 차지펌핑회로의 차지펌프 유니트 셀의 수가 증가됨으로써 보다 높은 레벨의 기동전압을 발생하게 된다. 즉, 설정된 특정 온도 이하로 액정패널의 온도가 떨어지면 액정의 응답특성이 느려지게 되므로 초기 기동이 느려지게 된다. 따라서, 온도에 따른 액정의 동작특성을 보상하기 위하여 보다 높은 기동전압을 제공하게 된다.The start voltage generator 70 includes a charging capacitor 72 connected between the ground and the start voltage (VQ) output terminals, a charge pump circuit 74 and a gate 76 connected between the start voltage output terminal and the ground. . The gate 76 gates the oscillation signal of the oscillation circuit 40 in response to the temperature detection control signal TC. The charge pump circuit 74 pumps electric charges to the charging capacitor in response to the oscillation signal of the oscillation circuit 40 to generate a negative starting voltage VQ. In addition, the charge pump circuit 74 generates a higher level of starting voltage by increasing the number of charge pump unit cells of the charge pumping circuit in response to the temperature detection control signal through the gate 76. In other words, when the temperature of the liquid crystal panel drops below the set specific temperature, the response characteristic of the liquid crystal is slowed, and thus the initial startup is slowed. Therefore, in order to compensate the operating characteristics of the liquid crystal with temperature, a higher starting voltage is provided.
구동회로 전원 제어부(80)는 다이오드(D3), 저항(R1, R2), 엔모스 트랜지스터(M1)을 포함한다. 엔모스 트랜지스터(M1)는 접지전압(VSS)과 그라운드 사이에 드레인 및 소오스가 연결되고, 게이트에는 전원오프 제어신호(PW)와 다이오드(D3) 및 저항(R1)을 통한 광검출신호(PIN)가 연결된다. 따라서, 엔모스 트랜지스터(M1)는 PIN 신호에 의해 턴온되어 VSS가 플로팅 상태에서 그라운드되도록 하고 PW 신호에 의해 턴오프되어 VSS가 다시 플로팅 상태로 되도록 한다.The driving circuit power control unit 80 includes a diode D3, resistors R1 and R2, and an NMOS transistor M1. The NMOS transistor M1 has a drain and a source connected between the ground voltage VSS and the ground, and the photodetection signal PIN through the power-off control signal PW, the diode D3, and the resistor R1 at the gate. Is connected. Therefore, the NMOS transistor M1 is turned on by the PIN signal so that VSS is grounded in the floating state and turned off by the PW signal so that the VSS is in the floating state again.
광검출부(90)는 VSO 전압에 의해 광센서(15)를 구동하여 용접광을 검출하고, VCC 전압에 의해 검출된 광검출신호(PIN)를 출력한다. 따라서, 광검출신호(PIN)는 VCC 전압레벨로 출력된다.The photodetector 90 drives the optical sensor 15 by the VSO voltage to detect the welding light, and outputs the photodetection signal PIN detected by the VCC voltage. Therefore, the photodetection signal PIN is output at the VCC voltage level.
고주파 검출부(100)는 PIN 전압에 의해 안테나(16)를 구동하여 용접시 발생되는 고주파신호를 검출하고, 액정구동 제어신호(LD)에 의해 검출된 고주파 검출신호를 출력한다. 따라서, 고주파 검출신호(RFIN)는 광검출되어 액정패널이 기동된 후에 액정패널의 정상동작시에 출력되게 된다.The high frequency detection unit 100 drives the antenna 16 by a PIN voltage to detect a high frequency signal generated during welding, and outputs a high frequency detection signal detected by the liquid crystal drive control signal LD. Therefore, the high frequency detection signal RFIN is photodetected to be output during the normal operation of the liquid crystal panel after the liquid crystal panel is activated.
온도 검출부(110)는 서미스터와 같은 온도센서(17)를 통해 액정패널의 주변 온도를 검출하여 온도검출신호(TIN)를 출력한다.The temperature detector 110 detects the ambient temperature of the liquid crystal panel through a temperature sensor 17 such as a thermistor and outputs a temperature detection signal TIN.
지연시간 설정부(112)는 조절노브(118)에 의해 설정된 저항값에 따라 액정오프타임(t3)을 설정한다. 광신호의 검출이 없어진 시점으로부터 80㎳로부터 500㎳까지 설정이 가능하다.The delay time setting unit 112 sets the liquid crystal off time t3 according to the resistance value set by the adjustment knob 118. From 80 ms to 500 ms can be set from the time point at which the optical signal is no longer detected.
리세트 회로(114)는 리세트 스위치(19)의 온시에 리세트 펄스를 발생하여 제어부에 제공한다.The reset circuit 114 generates a reset pulse when the reset switch 19 is turned on and provides it to the controller.
액정기동부(120)는 피모스 트랜지스터(M2), 엔모스 트랜지스터(M3), 피엔피 트랜지스터(Q1), 엔피엔 트랜지스터(Q2), 아날로그 스위치(SW1), 저항(R3~R11), 다이오드(D4, D5)를 포함한다. 아날로그 스위치(SW1)는 도시된 상태가 오프상태로 VSS를 선택한다. 온상태에서는 VPP를 선택한다.The liquid crystal starter 120 includes a PMOS transistor M2, an NMOS transistor M3, a PNP transistor Q1, an NP transistor Q2, an analog switch SW1, a resistor R3 to R11, and a diode ( D4, D5). Analog switch SW1 selects VSS with the state shown off. On, select VPP.
액정기동부(120)는 PIN 신호에 응답하여 트랜지스터(Q2)가 턴온된다. 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 출력에 의해 아날로그 스위치(SW1)가 턴오프된다. 따라서, 아날로그 스위치(SW1)에서는 VPP 대신에 VSS를 선택하여 출력한다. VSS 신호는 피모스 트랜지스터(M2)를 턴온시켜서 액정 패널(13)의 상부 전극에 VPP 전압을 제공한다. 또한, VSS 신호는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q1)가 턴온된다. 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 출력은 하이 상태가 되므로 엔모스 트랜지스터(M3)가 턴온된다. 따라서, 엔모스 트랜지스터(M3)를 통하여 액정패널(13)의 하부전극에는 VQ 전압이 인가된다. 결국, 기동시에는 액정 패널의 두전극 사이에는 VPP-VQ의 높은 전압이 인가되므로 액정 패널(13)은 초기에 신속하게 응답하게 된다. 따라서, 용접 시작시, 이에 반응하여 높은 기동전압을 액정 패널에 인가함으로써 빠른 시간 이내에 액정 패널이 용접광을 차단하게 되므로 초기 눈부심을 방지할 수 있다.The liquid crystal starter 120 turns on the transistor Q2 in response to the PIN signal. The analog switch SW1 is turned off by the collector output of the transistor Q2. Therefore, the analog switch SW1 selects and outputs VSS instead of VPP. The VSS signal turns on the PMOS transistor M2 to provide a VPP voltage to the upper electrode of the liquid crystal panel 13. In addition, since the VSS signal is applied to the base of the transistor Q1, the transistor Q1 is turned on. Since the collector output of the transistor Q1 goes high, the NMOS transistor M3 is turned on. Therefore, the VQ voltage is applied to the lower electrode of the liquid crystal panel 13 through the NMOS transistor M3. As a result, at startup, the high voltage of VPP-VQ is applied between the two electrodes of the liquid crystal panel, so that the liquid crystal panel 13 responds quickly at an initial stage. Therefore, at the start of welding, the liquid crystal panel blocks the welding light within a short time by applying a high starting voltage to the liquid crystal panel in response thereto, thereby preventing initial glare.
액정기동부(120)는 초기 기동 후에는 기동제어신호(ST)에 의해 소정 시간동안 기동시간을 유지하게 된다. 설정된 기동시간이 경과하게 되면, ST 신호가 로우상태로 천이되므로, 트랜지스터(Q2)가 턴오프된다. 이에 아날로그 스위치(SW1)는 턴온되어 VPP 신호를 선택하여 출력하게 된다. 따라서, 피모스 트랜지스터(M2) 및 엔모스 트랜지스터(M3)가 모두 턴오프상태로 된다. 그러므로, 그 이상의 기동전압의 공급은 차단되게 된다. PIN 신호가 계속적으로 인가되더라도 ST 신호가 로우상태를 유지하므로 트랜지스터(Q2)는 턴온되지 않는다.After the initial startup, the liquid crystal starter 120 maintains the startup time for a predetermined time by the startup control signal ST. When the set startup time has elapsed, the transistor Q2 is turned off because the ST signal goes low. Accordingly, the analog switch SW1 is turned on to select and output the VPP signal. Therefore, both PMOS transistor M2 and NMOS transistor M3 are turned off. Therefore, the supply of further starting voltage is cut off. Although the PIN signal is continuously applied, the transistor Q2 is not turned on because the ST signal remains low.
액정구동부(130)는 엔모스 트랜지스터(M4), 엔피엔 트랜지스터(Q3), 아날로그 스위치(SW2. SW3), 저항(R12~R14), 발진회로(132), 낸드 게이트(134)를 포함한다. 아날로그 스위치(SW2)는 도시된 상태가 오프상태로 VLCD를 선택한다. 온상태에서는 VSS를 선택한다. 아날로그 스위치(SW3)는 도시된 상태가 오프상태로 VSS를 선택한다. 온상태에서는 VLCD를 선택한다.The liquid crystal driver 130 includes an NMOS transistor M4, an NPI transistor Q3, an analog switch SW2 and SW3, a resistor R12 to R14, an oscillation circuit 132, and a NAND gate 134. The analog switch SW2 selects the VLCD with the state shown in the off state. When on, select VSS. Analog switch SW3 selects VSS with the state shown off. When on, select VLCD.
발진회로(132)는 발진회로(40)과 유사한 회로 구성으로 VSO 신호가 하이상태로 되면 RC 시정수에 의해 소정 주파수의 발진 신호를 발생한다.The oscillation circuit 132 has a circuit configuration similar to that of the oscillation circuit 40, and generates an oscillation signal of a predetermined frequency by the RC time constant when the VSO signal goes high.
액정구동 제어신호(LD)가 하이상태가 되면 낸드 게이트(134)를 통하여 발진신호를 출력한다. 트랜지스터(Q3)는 발진신호에 의해 온/오프를 소정 주파수로 반복하게 된다. 그러므로, 아날로그 스위치(SW2, SW3)는 이 주파수에 따라서 온/오프를 반복하게 되므로, 액정패널(13)의 상부전극과 하부전극 사이에는 소정 주파수로 위상이 반전된 VLCD-VSS의 교류전압이 인가되게 된다. 결국 액정 패널(13)은 구동시에는 VLCD 레벨에 응답하여 광투과도가 제어되게 된다.When the liquid crystal drive control signal LD becomes high, the oscillation signal is output through the NAND gate 134. The transistor Q3 repeats the on / off at a predetermined frequency by the oscillation signal. Therefore, since the analog switches SW2 and SW3 are repeatedly turned on and off according to this frequency, an AC voltage of VLCD-VSS whose phase is inverted at a predetermined frequency is applied between the upper electrode and the lower electrode of the liquid crystal panel 13. Will be. As a result, when the liquid crystal panel 13 is driven, the light transmittance is controlled in response to the VLCD level.
액정구동 제어신호 LD가 로우상태로 되면 낸드 게이트(134)에서 발진신호의출력이 차단되므로 액정 패널의 구동이 종료되게 된다.When the liquid crystal drive control signal LD goes low, the output of the oscillation signal is blocked at the NAND gate 134, so that the driving of the liquid crystal panel is terminated.
여기서, 동작정지 상태에서는 대기상태로 되므로, VSS 전압이 플로팅상태로 되므로 액정기동부(120) 및 액정구동부(130)는 모두 플로팅 상태로 유지되므로 전력소모가 발생되지 않는다.Here, since the operation is in the standby state, the VSS voltage is in the floating state, and thus the liquid crystal actuator 120 and the liquid crystal driver 130 are both maintained in the floating state, and thus power consumption does not occur.
제어부(140)는 마이크로프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 구성된다.The controller 140 is composed of a microprocessor or a microcomputer.
도 3을 참조하여 본 발명의 동작을 설명하고자 한다.An operation of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
제어부(140)는 리세트 회로(114)로부터 제공된 리세트 펄스에 의해 리세트된다(302). 리세트신호가 입력되면 제어부(140)는 자기진단모드를 수행한다(304).The controller 140 is reset 302 by the reset pulse provided from the reset circuit 114. When the reset signal is input, the controller 140 performs a self-diagnosis mode (304).
제어부(140)는 자기진단모드를 수행한 다음에 대기모드를 수행한다(306). 제어부(140)는 대기모드에서는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 AD동작은 정지상태로 유지하여 전력소모를 최소화한다.The controller 140 performs the self-diagnosis mode and then performs the standby mode (306). The controller 140 minimizes power consumption by maintaining an AD operation of converting an analog signal into a digital signal in the standby mode.
대기모드(306)에서 광검출을 체크한다(308). 광검출이 있으면, PIN신호에 응답하여 대기모드에서 동작모드로 절환한다(310). 동작모드가 설정되면, PW 및 ST신호를 하이상태로 출력한다(312). PW신호에 의해 액정 구동부(130)는 플로팅 상태에서 해제된다.In the standby mode 306, photodetection is checked (308). If there is a light detection, the switch from the standby mode to the operation mode in response to the PIN signal (310). When the operation mode is set, the PW and ST signals are output in a high state (312). The liquid crystal driver 130 is released in the floating state by the PW signal.
제어부(140)에서는 T1 시간을 카운트를 시작하고(314), TIN신호를 검출하고(316), RFIN신호(318)를 검출한다(318). 액정의 오프시간 지연시간인 T3시간을 산출한다(320).The controller 140 starts counting T1 time (314), detects the TIN signal (316), and detects the RFIN signal (318) (318). The T3 time which is the off time delay time of the liquid crystal is calculated (320).
T1 카운트값이 0인가를 체크하고(322), 제로이면, 즉 설정된 T1시간이 경과되면, ST신호를 H상태에서 L상태로 절환하고(324), 액정구동지연시간인 T2 시간을카운트한다(326). T2시간이 경과하면(328), LD신호를 H상태로 출력하고(330), TC신호를 출력하고(332), 대기모드로 절환한다.It is checked whether the T1 count value is 0 (322), and if it is zero, that is, when the set T1 time has elapsed, the ST signal is switched from the H state to the L state (324), and the T2 time which is the liquid crystal drive delay time is counted ( 326). After the T2 time has elapsed (328), the LD signal is output in the H state (330), the TC signal is output (332), and the mode is switched to the standby mode.
LD신호의 H상태에 의해 액정기동부(120)가 동작하여 액정패널(13)을 기동시킨다. TIN신호는 주변온도가 예컨대 0℃미만이면 H상태이고, 0℃이상이면 L상태로 출력된다. 0℃미만이면 기동전압을 보상한다.The liquid crystal starter 120 operates by the H state of the LD signal to activate the liquid crystal panel 13. The TIN signal is output in the H state when the ambient temperature is less than 0 ° C, for example, and in the L state when the temperature is 0 ° C or more. If it is below 0 ℃, the starting voltage is compensated.
308단계에서 광검출신호가 체크되지 않으면, 제어부(140)를 동작모드로 절환하고(334), 320단계에서 산출된 액정오프지연시간인 T3 시간을 카운트한다(336). T3 시간이 경과되면(338), 액정구동신호인 LD 신호를 H상태에서 Hi-Z 상태로 절환하고(340), 액정 전원 방전시간인 T4 시간을 카운트한다(342). T4 시간이 경과되면(344), PW 신호 및 ST 신호를 Hi-Z 상태로 절환하고(346) 대기모드로 절환한다.If the light detection signal is not checked in step 308, the controller 140 is switched to the operation mode (334), and T3 time, which is the liquid crystal off delay time calculated in step 320, is counted (336). When the T3 time has elapsed (338), the LD signal which is the liquid crystal drive signal is switched from the H state to the Hi-Z state (340), and the T4 time which is the liquid crystal power supply discharge time is counted (342). When the T4 time has elapsed (344), the PW signal and the ST signal are switched to the Hi-Z state (346), and the standby mode is switched.
이와 같이 제어부(140)는 전력소모 많은 AD동작시에만 동작모드로 절환되고 나머지 동작시에는 대기모드로 동작하므로 제어부(140)에서 전력소모를 최소화할 수 있다.As such, the controller 140 may switch to the operation mode only when the AD consumes a lot of power and operate in the standby mode during the remaining operations, thereby minimizing the power consumption in the controller 140.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 용접 시작시에는 광검출에 의해 하드웨어적으로 액정패널을 신속하게 구동하여 초기 눈부심을 방지하고, 광검출 및 고주파검출을 연동하여 용접작업상태를 소프트웨어적으로 판단하여 액정 패널을 제어함으로서 오동작을 방지하고 마이크로 프로세서에서의 전력소모를 감소시킬 수 있다.As described above, in the present invention, at the start of welding, the liquid crystal panel is quickly driven by hardware by photodetection to prevent initial glare, and the welding operation state is determined by software by interlocking photodetection and high frequency detection. Controlling the panel can prevent malfunctions and reduce power consumption in the microprocessor.
또한, 주변온도를 검출하여 낮은 온도에서 액정의 응답특성이 떨어지는 것을감안하여 초기 기동전압을 보상함으로써 초기 눈부심 차단효과를 향상시킬 수 있다.In addition, the initial glare blocking effect can be improved by compensating for the initial starting voltage by detecting the ambient temperature and degrading the response characteristic of the liquid crystal at a low temperature.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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