KR101252759B1 - 교류 전원 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

교류 전원 제어 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 교류 전원 제어 장치는 외부로부터 공급되는 교류 입력 전원을 초음파 장치로 인가하기 위한 교류 전원 제어 장치로서, 상기 교류 입력 전원의 파형을 검출하는 파형 검출부; 상기 검출된 파형과 기준 파형을 비교하는 파형 비교부; 및 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 전원 출력부를 포함하되, 상기 전원 출력부는 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하지 않는 경우, 상기 검출된 파형을 상기 기준 파형의 형태로 변환하고, 상기 변환된 파형을 갖는 상기 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력한다. 본 발명에 따른 교류 전원 제어 장치 및 방법은 초음파 장치로 일정하고 안정된 파형을 갖는 교류 전원을 출력할 수 있는 장점이 있다.

Description

교류 전원 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING AC POWER}
본 발명의 실시예들은 교류 전원 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 장치(초음파 발진 장치)로 인가되는 교류 전원을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
전자 분야, 통신 분야, 의료기기 분야, 초미세 접합 분야, 실장 산업 분야 등 다양한 분야에서 이용되는 초음파 장치(초음파 발진 장치)는 교류 입력 전원을 인가받고, 이를 이용하여 발진 신호를 출력하는 장치를 의미한다.
이러한 초음파 장치는 교류 전원의 파형에 이상이 발생한 경우 정상적으로 동작하지 않을 수 있고, 미묘한 교류 전원 파형의 연동이 있을 경우에도 정상적으로 동작하지 못하고 기계적 오차를 발생시킬 수 있다. 따라서, 초음파 장치와 같은 첨단 장비 시스템을 기계적으로 수 nm 내지 수백 nm 이하의 오차 범위를 유지하면서 동작시키기 위해서는 안정적인 파형을 갖도록 입력 교류 전원을 제어하는 것이 무엇보다도 중요하다.
종래의 교류 전원 제어 장치는 정전압 특성, 정전류 특성, 및 정전력 특성을 갖는 장치로 크게 구분된다. 다시 말해, 종래의 교류 전원 제어 장치는 전류, 전압, 및 전력을 일정한 값으로 출력하기 위한 전원 특성 장치가 개발되어 있다.
그런데, 이러한 전원 특성을 갖는 종래의 교류 전원 제어 장치들은 파형의 형태를 일정하고 안정된 값으로 24시간 유지할 수 없으며, 이에 따라 초음파 장치에서의 오동작 및 불량률의 수치가 상승하게 되는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 본 발명에 따른 교류 전원 제어 장치는 전원의 특성에 상관없이 교류 전원의 파형이 비정상 파형인 경우, 이를 실시간으로 감지하고, 정상 파형으로 변환할 수 있는 교류 전원 제어 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 외부로부터 공급되는 교류 입력 전원을 초음파 장치로 인가하기 위한 교류 전원 제어 장치에 있어서, 상기 교류 입력 전원의 파형을 검출하는 파형 검출부; 상기 검출된 파형과 기준 파형을 비교하는 파형 비교부; 및 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 전원 출력부를 포함하되, 상기 전원 출력부는 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하지 않는 경우, 상기 검출된 파형을 상기 기준 파형의 형태로 변환하고, 상기 변환된 파형을 갖는 상기 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치가 제공된다.
상기 전원 출력부는 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하는 경우, 상기 교류 입력 전원을 상기 교류 전원으로서 상기 초음파 장치로 출력할 수 있다.
상기 교류 전원 제어 장치는 상기 검출된 파형을 사용자에게 디스플레이하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 교류 전원 제어 장치는 상기 변환된 파형에 대한 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 교류 전원 제어 장치는 상기 변환된 파형에 대한 정보를 외부 저장 장치로 전송하기 위한 송신부를 더 포함할 수 있다.
상기 송신부는 RS-232C(Recommended Standard-232C) 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 교류 전원 제어 장치는 상기 교류 전원 제어 장치가 상기 교류 입력 전원을 제어할 수 없는 경우, 상기 파형 검출부, 상기 파형 비교부 및 상기 전원 출력부 중 적어도 하나의 동작을 중단시키고, 알람 신호를 출력하는 비상 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부로부터 공급되는 교류 입력 전원을 초음파 장치로 인가하기 위한 교류 전원 제어 방법에 있어서, 상기 교류 입력 전원의 파형을 검출하는 단계; 상기 검출된 파형과 기준 파형을 비교하는 단계; 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 단계를 포함하되, 상기 출력하는 단계는 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하지 않는 경우, 상기 검출된 파형을 상기 기준 파형의 형태로 변환하고, 상기 변환된 파형을 갖는 상기 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 방법이 제공된다.
상기 출력하는 단계는 상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하는 경우, 상기 교류 입력 전원을 상기 교류 전원으로서 상기 초음파 장치로 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 교류 전원 제어 장치 및 방법은 초음파 장치로 일정하고 안정된 파형을 갖는 교류 전원을 출력할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 교류 전원 제어 장치 및 방법은 전원의 특성에 상관없이 교류 전원의 파형이 비정상 파형인 경우, 이를 실시간으로 감지하고, 정상 파형으로 변환할 수 있는 장점에 있다.
또한, 본 발명에 따른 교류 전원 제어 장치는 비정상 파형 검출 시 검출 작업을 자동화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 교류 전원 제어 장치는 측정된 교류 입력 전원을 사용자에게 디스플레이함으로써, 비정상 파형의 형태 및 전류/전압/전력값을 실시간 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 출력부의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)는 파형 검출부(110), 파형 비교부(120), 전원 출력부(130), 표시부(140), 저장부(150), 송신부(160), 및 비상 제어부(170)을 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별 기능을 상술하기로 한다.
파형 검출부(110)는 외부로부터 공급되는 교류 입력 전원의 파형을 검출한다.
파형 비교부(120)는 검출된 파형과 기준 파형을 비교한다.
여기서, 기준 파형은 아무런 변형(이상, 오류)이 발생하지 않은 경우의 교류 입력 전원의 파형을 의미한다. 즉, 기준 파형은 원 교류 입력 전원과 동일한 진폭/주파수를 갖는 파형을 의미한다. 이러한 기준 파형은 사용자에 의해 미리 설정되어 저장될 수 있다.
전원 출력부(130)는 검출된 파형과 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 초음파 장치(210)로 출력한다.
여기서, 초음파 장치(210)는 소정의 교류 전원을 입력받고, 입력된 교류 전원에 따라서 초음파 신호를 발진하는 장치를 통칭하는 것으로서, 전자 분야, 통신 분야, 의료 기기 분야, 초미세 접합 분야, 실장 산업 분야 등과 같이 다양한 분야에서 사용되는 초음파 장치가 이에 해당된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파형 비교부(120)가 기준 파형과 검출된 파형이 일치하는 것으로 판단한 경우, 전원 출력부(130)는 교류 입력 전원을 그대로 초음파 장치(210)로 출력할 수 있다.
즉, 교류 입력 전원의 파형과 기준 파형이 일치한다면, 교류 입력 전원에 아무런 변형이 발생하지 아니한 경우이므로, 이를 그대로 초음파 장치(210)로 출력한다 하더라도 초음파 장치(210)는 정상적으로 동작하게 되므로, 전원 출력부(130)는 교류 입력 전원을 원 상태 그대로 초음파 장치(210)로 출력한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 파형 비교부(120)가 기준 파형과 검출된 파형이 일치하지 않는 것으로 판단한 경우, 전원 출력부(130)는 검출된 파형을 기준 파형과 일치하도록 변환하고, 변환된 파형을 갖는 교류 전원을 초음파 장치(210)로 출력할 수 있다.
즉, 교류 입력 전원의 파형과 기준 파형이 일치하지 않는다면, 교류 입력 전원에 변형이 발생한 경우가 되므로, 이를 그대로 초음파 장치(210)로 출력한다면, 초음파 장치(210)는 앞서 언급한 바와 같이 오작동하거나 불량률의 수치가 높아질 수 있게 되므로, 전원 출력부(130)는 검출된 파형이 기준 파형과 일치하도록 변환하고, 변환된 파형을 갖는 교류 전원을 초음파 장치(210)로 출력한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)는 초음파 장치(210)의 입력단에서 교류 전원의 파형을 제어(즉, 초음파 장치(210)의 입력 전원의 파형을 제어)하여 초음파 장치(210)가 안정적이고 정밀하게 초음파 신호를 발진할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)는 종래의 교류 전원 제어 장치와는 달리 초음파 장치에서 출력되는 파형을 피드백하여 파형을 보정하지 않으므로, 종래의 교류 전원 제어 장치를 이용하는 경우 발생할 수 있는 정밀한 초음파 발생의 지연 문제를 해결할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)는 친환경, 고신뢰성의 미세 접합 시스템의 구축에 중요한 역할을 수행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)가 전자, 통신, 의료기기, 인공위성의 전장품 모듈 등의 접합/접속 공정에 적용되는 경우, 차세대/친환경 마이크로 접합의 핵심 기술을 확보할 수 있게 된다. 그리고, 차세대 전자 제품 제조공정 및 현재 수입에 의존하는 접합/조립장비를 국산화가 가능해지고, 핵심 부품의 국산화에 따른 수입 대체/로열티 대체 효과도 기대할 수 있으며, 차세대/친환경 접합 공정을 통한 기존의 Micro soldering 및 ACF(Anisotropic Conductive Films) 공법에 비해 저온 및 시간 단축(수초이내)에 의한 품질 향상 및 생산 비용의 절감 효과도 얻을 수 있게 된다.
이하, 도 2를 참조하여, 전원 출력부(130)를 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 출력부(130)의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전원 출력부(130)는 변환부(131), 제1 출력부(132), 및 제2 출력부(133)를 포함한다.
변환부(131)는 파형 비교부(120)로부터 검출된 파형, 기준 파형, 및 이의 비교 결과를 입력받고, 이를 이용하여 교류 전원을 생성한다.
만약, 검출된 파형과 기준 파형이 일치한다면, 변환부(131)는 검출된 파형을 변환하지 않고 제1 출력부(132)를 통해 초음파 장치(210)로 출력한다.
반대로, 검출된 파형과 기준 파형이 일치하지 않는다면, 변환부(131)는 검출된 파형을 기준 파형과 일치하도록 변환하고, 변환된 파형을 갖는 교류 전원을 제1 출력부(132)를 통해 초음파 장치로 출력한다.
이를 위해, 변환부(131)는 발진 제어 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 변환부(131)는 발진 제어 회로를 통해 검출된 파형이 기준 파형과 동일한 형태를 갖도록 변환 작업을 수행할 수 있다.
만약, 파형 변환 작업이 수행된 경우, 변환된 파형에 대한 정보는 제2 출력부(133)를 통해 저장부(150)로 전송되거나 또는 송신부(160)를 거쳐 외부 저장 장치(220)로 전송된다.
다시, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)에 대해 설명하기로 한다.
표시부(140)는 검출된 파형을 사용자에게 디스플레이한다. 일례로, 표시부(140)는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)일 수 있다. 사용자는 표시부(140)를 통해 검출 파형의 형태를 확인하고, 이에 따라 교류 전원 제어 장치(100)의 동작을 조정할 수 있게 된다.
저장부(150)는 변환된 검출 파형에 대한 정보를 저장한다. 저장된 검출 파형에 대한 정보는 차후 검출 파형을 기준 파형과 일치하도록 변환하는데 이용될 수 있다.
이러한 검출 파형 정보의 저장은 교류 전원 제어 장치(100)의 내부에 위치하는 저장부(150)뿐만 아니라, 교류 전원 제어 장치(100)의 외부에 존재하는 외부 저장 장치(220)에서도 저장될 수 있다. 이를 위해, 교류 전원 제어 장치(100)는 외부 저장 장치(220)로 검출 파형 정보를 전송하기 위한 송신부(160)를 포함한다. 여기서, 외부 저장 장치(220)는 PC(Personal Computer) 또는 USB(Universal Serial Bus) 메모리 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 송신부(160)는 RS-232C(Recommended Standard-232C) 인터페이스를 포함하고, 상기 RS-232C 인터페이스를 통해 검출 파형 정보를 외부 저장 장치(220)로 전송할 수 있다. RS-232C 인터페이스는 미국의 EIA(Electronic Industries Association)에 의해 규격화된 것으로, 정확하게는 EIA-RS232C 규격이라고 불리며, 전기적 특성, 기계적 특성, 인터페이스 회로의 기능 등을 규정하고 있다(RS232C의 제한 거리는 15M이다). RS-232C 인터페이스 규격은 본래 데이터 단말장치와 모뎀(Modem)을 접속하기 위한 것으로, 통상 퍼스널 컴퓨터 등에서는 RS232C의 규격의 일부를 사용하여 그 접속을 간략화하고 있다.
비상 제어부(170)는 교류 전원 제어 장치(100)가 교류 입력 전원을 제어할 수 없는 경우, 파형 검출부(110), 파형 비교부(120) 및 전원 출력부(130) 중 적어도 하나의 동작을 중단시키고, 알람 신호를 출력한다. 이에 따라, 교류 전원의 제어가 불가능한 경우, 초음파 장치(210)로의 전원 공급의 비상 정지가 가능하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 장치(100)는 PC 본체의 RS-232C에 접속하여 하루 24시간 동안 연속적으로 교류 전원 라인의 상태를 파악할 수 있고, 비정상 파형이 검출되는 경우, 파형 검출 작업을 자동화할 수 있으며, PC쪽의 시각 설정을 통해 비정상 파형의 형태 및 전류/전압/전력값을 실시간으로 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다. 이하, 도 3을 참조하여 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명한다.
단계(S310)에서는 외부로부터 공급되는 교류 입력 전압의 파형을 검출한다.
단계(S320)에서는 검출된 파형과 기준 파형을 비교한다. 기준 파형은 사용자에 의해 미리 설정되어 입력될 수 있다.
단계(S330)에서는 검출된 파형과 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력한다.
일례로서, 단계(S320)에서 기준 파형과 검출된 파형이 일치하는 것으로 판단한 경우, 단계(S330)에서는 교류 입력 전원을 그대로 초음파 장치로 출력할 수 있다.
다른 일례로서, 단계(S320)에서 기준 파형과 검출된 파형이 일치하지 않는 것으로 판단한 경우, 단계(S330)에서는 검출된 파형을 기준 파형과 일치하도록 변환하고, 변환된 파형을 갖는 교류 전원을 초음파 장치로 출력할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전원 제어 방법은 초음파 장치의 입력 전원의 파형을 제어하여 초음파 장치가 안정적이고 정밀하게 초음파 신호를 발진할 수 있도록 한다.
지금까지 본 발명에 따른 교류 전원 제어 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 교류 전원 제어 장치(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 외부로부터 공급되는 교류 입력 전원을 초음파 장치로 인가하기 위한 교류 전원 제어 장치에 있어서,
    상기 교류 입력 전원의 파형을 검출하는 파형 검출부;
    상기 검출된 파형과 기준 파형을 비교하는 파형 비교부; 및
    상기 검출된 파형과 상기 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 전원 출력부
    를 포함하되,
    상기 전원 출력부는
    상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하지 않는 경우, 상기 검출된 파형을 상기 기준 파형의 형태로 변환하고, 상기 변환된 파형을 갖는 상기 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 출력부는
    상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하는 경우, 상기 교류 입력 전원을 상기 교류 전원으로서 상기 초음파 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출된 파형을 사용자에게 디스플레이하는 표시부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변환된 파형에 대한 정보를 저장하는 저장부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변환된 파형에 대한 정보를 외부 저장 장치로 전송하기 위한 송신부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 송신부는 RS-232C(Recommended Standard-232C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 교류 전원 제어 장치가 상기 교류 입력 전원을 제어할 수 없는 경우, 상기 파형 검출부, 상기 파형 비교부 및 상기 전원 출력부 중 적어도 하나의 동작을 중단시키고, 알람 신호를 출력하는 비상 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 장치.
  8. 외부로부터 공급되는 교류 입력 전원을 초음파 장치로 인가하기 위한 교류 전원 제어 방법에 있어서,
    상기 교류 입력 전원의 파형을 검출하는 단계;
    상기 검출된 파형과 기준 파형을 비교하는 단계;
    상기 검출된 파형과 상기 기준 파형의 비교 결과에 기초하여 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 단계
    를 포함하되,
    상기 출력하는 단계는
    상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하지 않는 경우, 상기 검출된 파형을 상기 기준 파형의 형태로 변환하고, 상기 변환된 파형을 갖는 상기 교류 전원을 상기 초음파 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는
    상기 검출된 파형과 상기 기준 파형이 일치하는 경우, 상기 교류 입력 전원을 상기 교류 전원으로서 상기 초음파 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 교류 전원 제어 방법.
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