KR100387304B1

KR100387304B1 - 자기발생장치

Info

Publication number: KR100387304B1
Application number: KR1019950033601A
Authority: KR
Inventors: 마사키가즈미
Original assignee: 하야시바라 겐
Priority date: 1994-10-01
Filing date: 1995-09-30
Publication date: 2003-08-21
Also published as: KR960013395A; DE69501141D1; DE69501141T2; EP0704865A1; EP0704865B1; JP3510016B2; TW342155U; JPH08152929A; US5691873A

Abstract

본 발명은 고전력 자기펄스를 짧은 펄스간격으로 발생시키는데 이용될 때 조차도 향상된 전류효율과 안정화된 작동을 이루기 위한 수단을 제공한다. 본 발명의 목적은, 각기 자기를 발생하는 코일부재와 상기 코일부재를 통하는 전류를 일시적으로 충전하는 캐패시터를 포함하는, 서로 종속접속된 다수의 자기발생회로와; 소정의 순서대로 자기발생회로를 작동시키는 전도제어회로를 포함하는 자기발생장치에 의해 달성될 수 있다.

Description

자기 발생 장치

본 발명은 자기 발생 장치, 특히 코일 부재를 가로지르는 전류를 일시적으로축전하기 위한 캐패시터를 포함하는 복수의 자기 발생 회로가 제공되어 전류를 반복해서 이용하도록 한 향상된 전류 효율을 얻은 자기 발생 장치에 관한 것이다.

코일 부재가 dc로 통전되는 자기 발생 장치로서, 제3도에 나타낸 바와 같이, 자기를 발생하는 코일 부재와 이 코일 부재를 흐르는 전류를 일시적으로 축전하는 캐패시턴스로 이루어지는 직렬 회로, 이 직렬 회로와 직렬 접속된 주 전류 경로를 가진 제1 사이리스터(thyristor), 및 제1 및 제2 사이리스터가 순 방향이 되도록 직렬회로와 병렬 접속되며 주 전류 경로를 가진 제2 사이리스터로 이루어진 단 하나의 자기 발생 회로를 이용하는 것이 알려져 있다. 이러한 장치는 한번 코일 부재에 통전된 전류를 반복해서 사용할 수 있기 때문에 공지된 장치보다 전류 효율에 있어서 훨씬 우수하다. 그러나, 이러한 형태의 장치는, 고전력 자기 펄스를 발생시키기 위해 이용될 때, 불충분한 전류효율이 단위 자기당 전력소모를 증가시킬 뿐 아니라, 펄스간격이 짧아짐에 따라 작동이 불안정해질 수 있다는 단점을 갖는다.

앞서 말한 것을 고려하여, 본 발명은, 향상된 전류 효율을 달성하고 짧은 펄스 간격으로 고전력 자기 펄스를 발생하는데 이용되더라도 안정적인 작동을 달성하는 자기 발생 장치를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 목적을, 자기를 발생하기 위한 코일 부재와 상기 코일 부재를 통하는 전류를 일시적으로 축전하는 캐패시터를 포함하는 서로 종속접속된 다수의 자기 발생 회로와; 자기 발생 회로를 소정의 순서대로 작동시키는 전도 제어 회로를 포함하는 자기 발생 장치에 의해서 달성한다.

본 발명의 장치에 있어서, 하나의 자기 발생 회로로 코일 부재에 두번 통전된 전류는 후속하는 자기 발생 회로로 다른 코일 부재를 통전하는데 반복적으로 사용된다. 또한, 자기 발생 회로를 적절히 작동시킴으로써, 짧은 펄스 간격으로 고전력 자기 펄스를 안정적으로 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 몇몇 실시예와 관련하여 보다 상세하게 설명하지만, 이 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.

도면에서, 참조 부호 U1 내지 U3은 자기 발생 회로를; DC는 직류전원을; SRC1 내지 SCR6은 사이리스터를; Z1 내지 Z3은 코일 부재를; C1 내지 C3은 캐패시터를; TS는 전도 제어 회로를; A, A', B, B', C 및 C'은 코일 부재(Z1, Z2, Z3)를 지나는 파형을; 1은 원형 부재를; 2는 와이어를; 3은 돌출부를; 4는 단열재를; K는 도선을 각각 나타낸다.

제1도는 본 발명에 의한 실시예의 전기적 구성 부분을 나타낸 회로이다. 도면에서, DC는 직류 전원으로서, 통상 교류 전원에 접속된 입력 단자를 구비한 정류 회로와, 정류 회로의 출력 단자에 접속되어 정류 회로의 출력을 평활화하여 직류 전원으로 변환시키는 평활 회로로 이루어진다. U1, U2 및 U3은 자기 발생 회로이며, 각각의 회로는, 자기를 발생하기 위한 코일 부재(Z1, Z2 또는 Z3)와 캐패시터(C1, C2 또는 C3)로 이루어진 직렬 회로, 상기 직렬 회로에 직렬 접속된 주 전류 경로를 갖는 제1 사이리스터(SCR1, SCR3 또는 SCR5), 및 제1 사이리스터(SCR1, SCR2 또는 SCR3)와 순방향으로 되도록 제1 사이리스터에 병렬 접속된 주 전류 경로를 갖는 제2 사이리스터(SCR1, SCR4 또는 SCR6)로 이루어진다.

직류 전원(DC)의 플러스 단자는 자기 발생 회로(U1)의 제1 사이리스터(SCR1)의 주 전류 경로의 한 단자에 접속되어 있는 반면에, 귀환 단자인 마이너스 단자는, 자기 발생 회로(U1, U2, U3)에 있어서의 캐패시터(C1, C2, C3)의 단자와, 제1 사이리스터(SCR1, SCR3, SCR5)와 순방향으로 접속되도록 제1 사이리스터와 병렬 접속된 주 전류 경로를 갖는 제2 사이리스터(SCR2, SCR4, SCR6)의 단자에 접속되어 있다.

자기 발생 회로(U2)의 제1 사이리스터(SCR3)의 주 전류 경로의 한 단자는 상기 자기 발생 회로(U1)의 코일 부재(Z1)와 캐패시터(C1) 사이에 접속되어 있는 한편, 마찬가지로 자기 발생 회로(U3)의 제1 사이리스터(SCR5)의 주 전류 경로의 한 단자는 상기 자기 발생 회로(U2)의 코일 부재(Z3)와 캐패시터(C2) 사이에 접속되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 한 번 코일 부재(Z1)에 통전된 전류가 후속하는 자기 발생 회로(U2, U3)에 더 통전될 수 있도록, 자기 발생 회로들은 서로 종속 접속 접속되어 있다. 자기 발생 회로들(U1, U2, U3)의 제1 및 제2 사이리스터(SCR1 내지 SCR6)의 게이트는 전도 제어 회로(TS)의 출력 단자와 접속되어 있다.

요약해보면, 본 발명은, 자기를 발생시키기 위한 코일 부재와 상기 코일 부재를 통하는 전류를 일시적으로 축전하는 캐패시터로 이루어진 직렬 회로, 상기 직렬 회로와 직렬 접속된 주 전류 경로를 갖는 제1 사이리스터, 및 상기 제1 사이리스터에 순방향으로 접속되도록 상기 직렬 회로와 병렬 접속된 주 전류 경로를 갖는 제2 사이리스터로 이루어지는 자기 발생 회로를 복수 개 포함하며, 각각의 자기 발생 회로에 있어서의 캐패시터의 한쪽 단자는 직류 전원의 귀환 단자와 접속되어 있고, 하나의 자기 발생 회로에 있어서의 제1 사이리스터의 주 전류 경로의 한쪽 단자는 상기 직류 전원의 출력 단자와 접속되어 있는 한편, 그 나머지 자기 발생 장치에 있어서는, 각각의 자기 발생 회로에 있어서의 제1 사이리스터의 한쪽 단자가 선행하는 자기 발생 회로에 있어서의 코일 부재와 캐패시터 사이에 접속되어, 후속하는 자기 발생 회로에 있어서의 제1 및 제2 사이리스터의 게이트와 접속된 출력 단자를 구비하는 전도 제어 회로가 선행하는 자기 발생 회로의 코일 부재를 통하는 전류로 후속하는 자기 발생 회로에 있어서의 상기 제1 및 제2 사이리스터를 전도시킬 수 있다.

이어서, 본 실시예에 의한 작동을 설명하면, 직류 전원이 ON이고 전도 제어 회로(TS)로부터의 트리거 신호가 자기 발생 회로(U1)에 있어서의 제1 사이리스터(SCR1)의 게이트로 통전될 때, 직류 전원(DC)으로부터 제1 사이리스터(SCR1)의 주 전류 경로를 통해 코일 부재(Z1)로 전류가 흐른다. 코일 부재(Z1)를 통하는 전류 파형은 제2도의 A에 나타낸 바와 같다. 코일 부재(Z1)로 통전된 전류는 캐패시터(C1)를 충전시키고, 캐패시터(C1)를 가로지르는 전압이 소정 레벨을 초과할 때 사이리스터(SCR1)의 전도가 중지된다. 이후, 전도 제어 회로(TS)로부터의 트리거 신호가 자기발생회로(U2)에 있어서의 제1 사이리스터(SCR3)의 게이트로 통전되고, 거의 그와 동시에 트리거 신호가 자기발생회로(U1)에 있어서의 제2 사이리스터(SCR2)의 게이트로 통전된다. 이 때, 캐패시터(C1)에 존재하는 전하는 제1 사이리스터(SCR3)의 주 전류 경로를 통해 코일 부재(Z2)로 통전된 후, 캐패시터(C2)에 축전된다. 코일 부재(Z2)를 통하는 전류 파형은 제2도의 B에 나타낸 바와 같다. 캐패시터(C2)를 가로지르는 전압이 캐패시터(C1)를 가로지르는 전압과 같아지면, 사이리스터(SCR3)는 비전도상태가 된다.

같은 방식으로, 트리거 신호들이 그 다음에 자기 발생 회로(U3)에 있어서의 제1 사이리스터(SCR5)의 게이트로 통전되고, 거의 그와 동시에 트리거 신호가 자기 발생 회로(U2)에 있어서의 제2 사이리스터(SCR4)의 게이트로 통전된다. 이와 같은 작동 중 캐패시터(C2)에 충전된 전하는, 제1 사이리스터(SCR5)의 주 전류 경로를 통해 코일 부재(Z3)에 통전된 후, 반복적인 이용을 위해 캐패시터(C3)에 충전된다. 코일 부재(Z3)를 통하는 전류 파형은 제2도의 C에 나타낸 바와 같다.

이와 같이 전도 제어 회로(TS)가 자기 발생 회로(U1, U2, U3)를 순차적으로 작동시키도록 함으로서, 코일 부재(Z1, Z2, Z3)에는 제2도에 나타낸 바와 같은, 시간 경과에 따라 크기가 감소하는 순방향 전류 및 이상성 전류(diphasic current)가 연속적으로 흘러, 입력 전류의 파형에 상응하는 파형을 가진 자기를 발생시킨다. 전도 제어 회로가 상기 작동을 반복하도록 함으로써, 코일 부재(Z1, Z2, Z3)는 이러한 파형을 갖는 일련의 자기 펄스를 연속적으로 발생한다. 본 실시예를 구체적으로 설명하지 않았지만, 전도 제어 회로(TS)를 적절히 작동시킴으로써, 동일 방향의 자계로 이루어진 펄스 열, 반대 방향의 자계로 이루어진 펄스 열, 또는 그것들의 조합으로 이루어진 펄스 열의 상이한 타입의 일련의 펄스를 얻을 수 있다. 또한, 자기 발생 회로의 수는 3개의 한정되지 않고, 작은 직류 저항값을 가진 코일 부재가 사용되면 4개 이상의 회로가 이용될 수 있다.

코일 부재의 형상과 구조에 있어서는, 코일 부재가 소정의 자기를 발생하는 한 어떠한 제한도 주어지지 않는다. 그러나, 인체용 자기 치료에 이용할 경우에는,코일 부재를, 원하는 부위에 붙이기 쉽도록 함과 동시에 코일 부재의 무게로 인해 치료될 부위에 피로를 가능한 한 줄일 수 있는 형상과 구조로 마련하는 것이 바람직하다. 제4도와 제5도는 인체에 대한 자기 치료에 유용한 코일 부재의 예를 나타낸다. 제4도는 상기 코일 부재의 상부 평면도를 나타내고, 제5도는 제4도의 선(X-X')에 따른 측단면도를 나타낸다. 제4도 및 제5도에서, 참조번호 1은, 각각의 피치료 부위에 맞게 플라스틱 재료를 적절한 크기로 형성하여 마련한 원형 부재를 나타낸다. 제5도에 나타낸 바와 같이, 원형 부재(1)의 주위를 따라 홈이 구성되어 있으며, 와이어(2)는 홈을 따라 여러번 감겨져 있다.

와이어의 재료는 통상 소정의 절연체로 피복된 구리, 은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다. 이들 재료 중 알루미늄과 알루미늄 합금 등의 경량 금속이 바람직한데, 그 이유는 그 재료들이 인체용 자기 치료에 사용되더라도 피로를 거의 유발하지 않은 매우 경량의 코일 부재를 제공하기 때문이다. 원형 부재(1)의 바깥 쪽에 제공된 돌출부(3)에는, 바이메탈이 넣어져 있고, 와이어(2)의 권선 단부가 이 바이메탈을 통해 도선(K)과 접속되어 있다. 공지된 바와 같이, 바이메탈은 온도감지부와 이 온도감지부에 응답하여 작동할 수 있는 스위칭부를 포함한다. 온도감지부를 자기를 발생시키기 위한 코일부재에 근접하게 제공하고, 스위칭부를 코일 부재를 포함하는 전기 회로에 삽입함으로써, 작동시에 코일 부재가 소정 온 도이상으로 과열되는 것을 방지할 수 있다.

본 예에 있어서는, 제5도에 나타낸 바와 같이, 코일 부재의 바깥 쪽은 플라스틱, 유리섬유천 또는 실리콘 고무 등의 단열재로 피복되어 있다. 이러한 구조는코일 부재가 작동 중에 어느 정도까지 과열되더라도 피치료자가 화상을 입는 것을 효과적으로 막아준다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 한 번 코일 부재를 통전하는데 사용된 전류를 반복적으로 사용하는 자기 발생 회로를 복수 개 사용하고, 그것들을 연속적으로 작동시키기 때문에, 전류 효율에 있어서 우수하고, 짧은 펄스 간격으로 고전력 자기 펄스를 안정적으로 발생시킬 수 있다. 작은 저항을 가진 코일 부재를 이용하면, 현저한 전압 강하 없이 전류 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 발명의 자기발생 장치는 자기 치료에만 아니라, 동식물, 예컨대 가축, 가금, 미생물, 세포, 과수와 꽃 및 야채의 생산성 향상에 있어서의 자기발생 수단으로 유용하다.

제1도는 본 발명에 의한 제1 실시예의 전기적 구성 부분을 나타내는 회로도이다.

제2도는 코일 부재(Z1, Z2, Z3)를 가로지르는 파형을 나타낸 도면이다.

제3도는 종래의 자기 발생 장치의 전기적 구성 성분을 나타내는 회로도이다.

제4도는 코일 부재의 상부 평면도이다.

제5도는 제4도의 선(X-X')에 따른 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

U1, U2, U3 : 자기 발생 회로 SCR1∼SER6 : 사이리스터

Z1, Z2, Z3 : 코일 부재 C1, C2, C3 : 캐패시터

TS : 전도 제어 회로 1 : 원형 부재

2 : 와이어 3 : 돌출부

4 : 단열재 K : 도선

Claims

종속 접속된 복수의 자기 발생 회로와, 상기 자기 발생 회로를 소정의 순서대로 작동시키기 위한 수단을 포함하는 전도 제어 회로를 포함하며,

상기 자기 발생 회로 각각은,

자기를 발생하는 코일 부재와, 상기 코일 부재를 통하는 전류를 일시적으로 축전하는 캐패시터와, 제1 사이리스터를 포함하며 제1 주 전류 경로를 구비한 직렬회로와;

상기 제1 사이리스터와 서로 순방향이 되도록 상기 직렬 회로에 병렬로 접속되며 제2 주 전류 경로를 구비한 제2 사이리스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 발생 장치.
제1항에 있어서, 자기를 발생하는 코일 부재와, 상기 코일 부재를 통하는 전류를 일시적으로 축전하는 캐패시터를 포함하는 직렬 회로와, 상기 직렬 회로와 병렬 접속된 주 전류 경로를 가진 제1 사이리스터와, 상기 제1 사이리스터와 서로 순방향이 되도록 상기 직렬 회로에 병렬접속된 주 전류 경로를 가진 제2 사이리스터를 구비한 자기 발생 회로를 복수 포함하며, 각 자기 발생 회로에 있어서의 캐패시터의 한 단자는 직류 전원의 귀환 단자와 접속되어 있고, 하나의 자기 발생 회로에 있어서 제1 사이리스터의 주 전류 경로의 한 단자가 상기 직류 전원의 출력 단자와 접속되어 있는 한편, 그 잔여 자기 발생 회로에 있어서, 개개의 자기 발생 회로에있어서의 제1 사이리스터의 한 단자는 선행하는 자기 발생 회로에 있어서의 코일 부재와 캐패시터 사이에 접속되어, 후속하는 자기 발생 회로에 있어서의 제1 및 제2 사이리스터의 게이트와 접속된 출력 단자를 가진 전도 제어 회로가 선행하는 자기 발생 회로에 있어서의 코일 부재를 통하는 전류로써 상기 제1 및 제2 사이리스터를 전도 상태로 할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기 발생 장치.
제1항에 있어서, 상기 코일 부재는, 자기 발생 회로가 통전될 때 서로 방향이 상이한 한 쌍의 자계를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자기 발생 장치.
제1항에 있어서, 상기 코일 부재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 것을 특징으로 하는 자기 발생 장치.
제1항에 있어서, 온도 감지 수단을 상기 코일 부재에 근접하게 설치함과 동시에 상기 온도 감지 수단에 응답하여 작동할 수 있는 스위칭 수단을 상기 코일 부재를 포함하는 회로에 설치함으로써 상기 코일 부재가 작동 중 소정의 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 자기 발생 장치.
제1항에 있어서, 상기 코일 부재는 열절연제로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 발생 장치.