KR101452935B1 - Control circuit and the controlling method for filament power supply of rf electron accelerator - Google Patents

Control circuit and the controlling method for filament power supply of rf electron accelerator Download PDF

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김민석
박형달
이병노
이병철
차형기
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한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to a circuit for controlling a filament power supply of a high-frequency electron accelerator and a control method using the circuit and, more specifically, to a circuit for accurately controlling a filament power supply by automatically adjusting and calibrating a D/A converter for controlling a voltage and a current and a A/D converter for monitoring an operation state during the production or in use. Since both of the A/D converter and the D/A converter measure and output a voltage based on a reference voltage, the present invention can accurately control the reference voltage of the A/D converter and the D/A converter by the circuit and the control method.

Description

고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어회로 및 제어방법{CONTROL CIRCUIT AND THE CONTROLLING METHOD FOR FILAMENT POWER SUPPLY OF RF ELECTRON ACCELERATOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a filament power supply control circuit and a control method of a high frequency electronic accelerator,

본 발명은 고주파전자가속기의 여러 장치 중 필라멘트 전원장치를 제어하는 회로 및 그 회로를 이용한 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for controlling a filament power supply device among various devices of a high frequency electronic accelerator and a control method using the circuit.

고주파 전자가속기는 고주파를 이용하여 전자를 가속시켜 전자빔을 시료에 조사시키는 데에 사용하는 장치로서, 고분자 개질, 나노입자 제조, 환경정화, 멸균 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이러한 고주파 전자가속기는 기능에 따라 고주파 발생기, 필라멘트 전원 장치, 필라멘트 등 여러 장치들로 구성된다.A high frequency electron accelerator is a device used to accelerate electrons by irradiating an electron beam to a sample by using a high frequency, and is used in various fields such as polymer modification, nanoparticle production, environmental purification, and sterilization. These high frequency electronic accelerators are composed of various devices such as a high frequency generator, a filament power supply, and a filament according to functions.

이러한 장치들 중에서 필라멘트 전원 장치는 아날로그 신호를 입력받아 필라멘트에 공급하는 전압과 전류를 제어하는데, 이를 제어컴퓨터에서 제어하기 위해서는 별도의 제어장치가 필요하다. 종래에는 이러한 별도의 제어장치를 제작할 때 수동으로 제어 신호를 조정하여야 하고, 사용 중에는 주변 환경에 따라서 제어 신호가 변할 수 있어서 제작시와 사용 중에 주기적으로 수동 조정이 필요하다는 불편함이 있었다.Among these devices, the filament power supply device controls a voltage and a current to supply an analog signal to the filament, and a separate control device is required to control the voltage and current. Conventionally, the control signal must be manually adjusted when manufacturing such a separate control device, and the control signal may change depending on the surrounding environment during use, which requires manual adjustment periodically during manufacture and use.

한편 특허문헌 1에서는 엑스선 장치에 최대 전력을 공급하기 위해서, 기준전압을 설정하고 임피던스 정합을 이용하여 자동으로 부하에 걸리는 전압을 전지 전압이나 전원 그리드의 2분 1로 조정하는 기술을 개시하고 있으나, 이는 단순히 부하에 최대전력만을 공급하기 위한 기술로서, 최대 전력 전달과 무관하게 필라멘트에 공급되는 전류와 전압을 상황에 따라 정밀하게 자동 제어할 수 없는 문제점이 있다.On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique of setting a reference voltage and automatically adjusting the voltage applied to the load to 2/1 of the battery voltage or the power grid by using impedance matching in order to supply maximum power to the X- This is a technique for supplying only the maximum power to the load, and there is a problem that the current and voltage supplied to the filament can not be precisely controlled automatically depending on the situation irrespective of the maximum power transmission.

또한 특허문헌 2에서는 필라멘트의 온도 상승으로 인한 필라멘트 열화를 방지하기 위해 필라멘트의 전류, 전압을 측정하여 저항값을 계산한 후 이를 기준저항값으로 일정하게 유지하기 위한 기술을 개시하고 있으나, 이는 단순히 필라멘트의 온도상승을 막기 위한 기술로서 상기 특허문헌 1과 마찬가지로 필라멘트에 공급되는 전류와 전압을 상황에 따라 정밀하게 자동 제어할 수 없는 문제점이 있다.Patent Document 2 discloses a technique for measuring a current and a voltage of a filament to calculate a resistance value and keeping it constant as a reference resistance value in order to prevent filament deterioration due to a temperature rise of the filament, There is a problem that the current and voltage supplied to the filament can not be automatically and precisely controlled in accordance with the situation.

특허문헌 1: 특허공개 제10-2013-0108502호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0108502 특허문헌 2: 특허공개 제10-2009-0002725호Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2009-0002725

본 발명은 상기 종래기술의 문제들을 개선하여, 전압과 전류를 제어하는 D/A 변환기와 동작 상태를 모니터링하는 A/D 변환기를 제작시나 사용 중에도 자동으로 조정 및 교정을 함으로써 필라멘트 전원장치를 정확하게 제어하는 회로 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention improves the problems of the prior art and accurately controls the filament power supply by automatically adjusting and calibrating the D / A converter for controlling the voltage and current and the A / D converter for monitoring the operation state during manufacture or use And to provide a circuit and a control method for controlling the power supply.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 필라멘트 전원장치 제어회로는, 전압제어신호, 전류제어신호, 전압모니터 신호, 전류모니터 신호 및 기준전압발생기의 기준전압 중 어느 하나 이상의 신호를 선택할 수 있는 아날로그 스위치; 상기 아날로그 스위치에 의해 선택된 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 상기 A/D 변환기의 디지털 신호와 설정된 데이터의 일치여부에 따라 A/D 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 제1 D/A 변환기; 상기 전압제어신호를 출력하는 제2 D/A 변환기; 상기 제2 D/A 변환기로부터 출력된 전압제어신호를 설정된 전압제어신호에 상응하는 데이터와 일치하도록 제2 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 제3 D/A 변환기; 상기 전류제어신호를 출력하는 제4 D/A 변환기; 상기 제4 D/A 변환기로부터 출력된 전류제어신호를 설정된 전류제어신호에 상응하는 데이터와 일치하도록 제4 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 제5 D/A 변환기; 상기 제1 D/A 변환기, 제3 D/A 변환기 및 제5 D/A 변환기에 레퍼런스 전압을 인가하고 상기 아날로그 스위치를 통해 A/D 변환기에 기준전압을 인가하는 기준전압발생기; 및 제어컴퓨터로부터 명령신호를 해독하여 상기 아날로그 스위치, A/D 변환기, 제1 내지 제5 D/A 변환기를 제어하는 마이크로 프로세서를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a filament power supply control circuit including: an analog switch capable of selecting at least one of a voltage control signal, a current control signal, a voltage monitor signal, a current monitor signal, and a reference voltage of a reference voltage generator; An A / D converter for receiving a signal selected by the analog switch and converting the signal into a digital signal; A first D / A converter for adjusting a reference voltage of the A / D converter according to whether the digital signal of the A / D converter matches the set data; A second D / A converter for outputting the voltage control signal; A third D / A converter for adjusting a reference voltage of the second D / A converter so that the voltage control signal output from the second D / A converter matches the data corresponding to the set voltage control signal; A fourth D / A converter for outputting the current control signal; A fifth D / A converter for adjusting the reference voltage of the fourth D / A converter so that the current control signal output from the fourth D / A converter coincides with the data corresponding to the set current control signal; A reference voltage generator for applying a reference voltage to the first D / A converter, the third D / A converter and the fifth D / A converter and applying a reference voltage to the A / D converter through the analog switch; And a microprocessor for decoding the command signal from the control computer and controlling the analog switch, the A / D converter, and the first through fifth D / A converters.

여기서 A/D 변환기는 레퍼런스 전압을 사용하고 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 통상적인 변환기이며, D/A 변환기는 레퍼런스 전압을 사용하고 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 통상적인 변환기이므로 자세한 설명은 생략한다.Here, the A / D converter is a conventional converter that uses a reference voltage and converts an analog signal to a digital signal. The D / A converter is a conventional converter that uses a reference voltage and converts a digital signal into an analog signal. do.

여기서 상기 제2 D/A 변환기에서 출력되는 전압제어신호를 증폭하는 제1 증폭기 및, 상기 제4 D/A 변환기에서 출력되는 전류제어신호를 증폭하는 제2 증폭기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
The apparatus may further include a first amplifier for amplifying a voltage control signal output from the second D / A converter, and a second amplifier for amplifying a current control signal output from the fourth D / A converter.

한편, 본 발명의 필라멘트 전원장치 제어방법은, (a) A/D 변환기로부터 출력된 기준전압의 디지털 신호가 설정된 기준전압에 상응하는 데이터와 일치하도록 A/D 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 단계와, (b) 상기 A/D 변환기에 의해 변환된 전압제어출력의 디지털 신호가 설정된 전압제어출력의 데이터와 일치하도록 전압제어출력을 조정하는 단계와, (c) 상기 A/D 변환기에 의해 변환된 전류제어출력의 디지털 신호가 설정된 전류제어출력의 데이터와 일치하도록 전류제어출력을 조정하는 단계를 포함한다.Meanwhile, the filament power supply control method of the present invention includes the steps of: (a) adjusting a reference voltage of the A / D converter so that the digital signal of the reference voltage outputted from the A / D converter coincides with the data corresponding to the set reference voltage; (b) adjusting the voltage control output so that the digital signal of the voltage control output converted by the A / D converter coincides with the data of the set voltage control output; and (c) And adjusting the current control output such that the digital signal of the current control output matches the data of the set current control output.

보다 구체적으로, 상기 단계 (a)는, (ⅰ) 아날로그 스위치가 기준전압발생기의 기준전압을 선택하는 단계와, (ⅱ) A/D 변환기가 상기 기준전압발생기의 기준전압을 입력받아 디지털 신호로 출력하는 단계와, (ⅲ) 상기 출력된 기준전압의 디지털 신호와 설정된 기준전압에 상응하는 데이터가 일치하는지 비교하는 단계와, (ⅳ) 비교결과 일치하지 않으면 제1 D/A변환기를 제어함으로써 A/D 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하여 일치시키고, 비교결과 일치하면 상기 단계 (b)를 진행하는 것이 좋다.More specifically, the step (a) includes the steps of: (i) selecting a reference voltage of the reference voltage generator by an analog switch; and (ii) receiving a reference voltage of the reference voltage generator (Iii) comparing the digital signal of the output reference voltage with data corresponding to the set reference voltage, and (iv) if the comparison result does not match, controlling the first D / A converter to output A / D converter is adjusted so that the reference voltage of the A / D converter is matched.

또한 상기 단계 (b)는, (ⅰ) 아날로그 스위치가 전압제어신호를 선택하는 단계와, (ⅱ) 상기 전압제어신호가 선택되면 제2 D/A 변환기의 출력을 설정하는 단계와, (ⅲ) 상기 제2 D/A 변환기를 통해 설정된 전압제어신호를 출력시키고 A/D 변환기가 상기 전압제어신호의 디지털 신호를 출력하는 단계와, (ⅳ) 상기 출력된 전압제어신호의 디지털 신호가 설정된 전압제어신호에 상응하는 데이터와 일치하는지 비교하는 단계와, (ⅴ) 비교결과 일치하지 않으면 제3 D/A변환기를 제어함으로써 상기 제2 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하여 일치시키고, 비교결과 일치하면 상기 단계 (c)를 진행하는 것이 좋다.The step (b) further includes the steps of: (i) selecting an analog switch for a voltage control signal; (ii) setting an output of a second D / A converter when the voltage control signal is selected; A step of outputting a voltage control signal set through the second D / A converter and an A / D converter outputting a digital signal of the voltage control signal, and (iv) And (v) if the comparison result does not match, adjusting the reference voltage of the second D / A converter by controlling the third D / A converter, and if the comparison results match It is preferable to proceed to the step (c).

또한 상기 단계 (c)는, (ⅰ) 아날로그 스위치가 전류제어신호를 선택하는 단계와, (ⅱ) 상기 전류제어신호가 선택되면 제4 D/A 변환기의 출력을 설정하는 단계와, (ⅲ) 상기 제4 D/A 변환기를 통해 설정된 전류제어신호를 출력시키고 A/D 변환기가 상기 전류제어신호의 디지털 신호를 출력하는 단계와, (ⅳ) 상기 출력된 전류제어신호의 디지털 신호가 설정된 전류제어신호에 상응하는 데이터와 일치하는지 비교하는 단계와, (ⅴ) 비교결과 일치하지 않으면 제5 D/A변환기를 제어함으로써 상기 제4 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하여 일치시키고, 비교결과 일치하면 조정을 완료하는 것이 좋다.The step (c) further includes the steps of: (i) selecting the current control signal by the analog switch; (ii) setting the output of the fourth D / A converter when the current control signal is selected; A step of outputting a current control signal set through the fourth D / A converter and an A / D converter outputting a digital signal of the current control signal, and (iv) a step of outputting a digital signal of the current control signal, And (v) if the comparison result does not match, adjusting the reference voltage of the fourth D / A converter by controlling the fifth D / A converter, and if the comparison results match It is good to complete the adjustment.

A/D 변환기와 D/A 변환기는 모두 레퍼런스 전압을 기준으로 전압을 측정하고 전압을 출력하므로, 본 발명의 회로와 제어방법에 의해 A/D 변환기와 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 정확히 조정함으로써 정밀제어가 가능하다.Since both the A / D converter and the D / A converter measure the voltage based on the reference voltage and output the voltage, the reference voltage of the A / D converter and the D / A converter is accurately adjusted by the circuit and control method of the present invention Precise control is possible.

나아가 별도의 제어장치를 제작하는 경우 수동으로 조정할 필요없이 제어컴퓨터의 제어명령에 의해 자동으로 조정할 수 있고, 사용 중에 발생할 수 있는 주변 환경의 영향에 의한 제어 신호의 변화에 유연하게 대처할 수 있으며, 필요시마다 원격에서 조정할 수 있는 유리한 효과가 있다.Further, when a separate control device is manufactured, it can be automatically adjusted by a control command of the control computer without manual adjustment, and can flexibly cope with the change of the control signal due to the influence of the surrounding environment that may occur during use. There is an advantageous effect that can be adjusted remotely from Shimada.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 고주파전자가속기 필라멘트 전원장치 제어회로를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 고주파전자가속기 필라멘트 전원장치 제어회로를 이용하여 필라멘트 전원장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 도 2의 고주파전자가속기 필라멘트 전원장치 제어회로를 이용하여 필라멘트 전원장치를 제어하는 방법을 각 단계별로 구체적으로 세분화한 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a circuit diagram of a high-frequency electron accelerator filament power supply control circuit according to a preferred embodiment of the present invention. Fig.
FIG. 2 is a flowchart showing a method of controlling a filament power source device using the high-frequency electron accelerator filament power source device control circuit of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a flowchart detailing a method of controlling the filament power source device using the high-frequency electron accelerator filament power source device control circuit of FIG. 2 according to each step.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 고주파전자가속기 필라멘트 전원장치 제어회로를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a high-frequency electron accelerator filament power source device control circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 따라 본 발명의 기본적인 개념을 설명하면 다음과 같다.The basic concept of the present invention will be described with reference to FIG.

필라멘트 전원장치(10)를 정밀하게 제어하기 위해서는 제2 D/A 변환기(201)의 전압제어신호(203) 및 제4 D/A 변환기(301)의 전류제어신호(303)가 정확히 원하는 값의 출력이어야 한다.The voltage control signal 203 of the second D / A converter 201 and the current control signal 303 of the fourth D / A converter 301 are accurately set to a desired value in order to precisely control the filament power supply apparatus 10. [ Output.

만약 상기 신호들이 외부 환경 등에 의하여 원치 않는 부정확한 값이 되고, 이러한 부정확한 값을 입력받아 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환기(500)마저 레퍼런스 전압의 이상이 생긴다면, 상기 디지털 신호를 입력받는 마이크로 프로세서(100)는 정확한 전압제어신호(203)와 전류제어신호(303)가 출력되는지 판단할 수 없게 된다.If the A / D converter 500, which receives the incorrect value and converts it to a digital signal and outputs an incorrect value, causes an abnormality of the reference voltage, the digital signal The microprocessor 100 receiving the input can not judge whether the voltage control signal 203 and the current control signal 303 are outputted correctly.

따라서 본 발명에서는, 정확한 아날로그 값으로 설정된 기준전압발생기(600)의 기준 전압(601)을 A/D 변환기(500)에 인가하고, A/D 변환기(500)가 이에 상응하는 디지털 신호를 출력하도록 A/D 변환기(500)의 레퍼런스 전압을 조정한다. Therefore, in the present invention, the reference voltage 601 of the reference voltage generator 600 set to an accurate analog value is applied to the A / D converter 500, and the A / D converter 500 outputs the corresponding digital signal The reference voltage of the A / D converter 500 is adjusted.

예를 들어, A/D 변환기에 정확히 5V가 입력되더라도, 4.9541V를 나타내는 디지털 값으로 출력될 수 있는데, 이는 디지털 신호의 양자화 에러로 인한 것이다. 특히 레퍼런스 전압이 크고, 최대 해상도가 낮으면 이러한 에러는 더욱 두드러질 것이다. 굳이 양자화 에러가 아니더라도 외부 환경에 의해 부정확한 디지털 값이 출력될 수 있다.For example, even if exactly 5V is input to the A / D converter, it can be output as a digital value representing 4.9541V, which is due to the quantization error of the digital signal. This error will be more noticeable, especially if the reference voltage is large and the maximum resolution is low. Even if there is no quantization error, an incorrect digital value may be output by the external environment.

따라서 본 발명에서는 A/D 변환기(401)가 아날로그 신호인 5V에 상응하는 디지털 신호로 정확히 출력할 수 있도록, 제1 D/A 변환기(400)의 출력(OUT)을 제어하여 A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압을 조정함으로써 정밀도를 높이는 것이다.Therefore, in the present invention, the output (OUT) of the first D / A converter 400 is controlled by the A / D converter 401 so that the A / D converter 401 can accurately output the digital signal corresponding to the analog signal of 5V 401 by adjusting the reference voltage.

이와 같이 A/D 변환기(500)가 정밀하게 조정되면, 추후 전압제어신호(203) 및 전류제어신호(303)를 측정할 때 원하는 값인지 여부를 A/D 변환기(500)를 통해 정밀하게 판별할 수 있는 것이다. 즉 본 발명에서는 기준전압발생기(600)의 기준 전압(601)과 A/D 변환기(500)의 레퍼런스 전압 조정을 이용하여 신호 측정의 기준 척도를 마련하는 것이다.When the A / D converter 500 is precisely adjusted as described above, whether or not it is a desired value when measuring the voltage control signal 203 and the current control signal 303 is determined precisely through the A / D converter 500 You can do it. That is, in the present invention, a reference measure of signal measurement is prepared using the reference voltage 601 of the reference voltage generator 600 and the reference voltage adjustment of the A / D converter 500.

만약 이러한 척도를 마련해놓지 않는 경우를 상정해보면, 예를 들어 제어컴퓨터(20)가 5V의 전압제어신호(203)를 출력하도록 제어했음에도 불구하고, 실제로 4V의 전압제어신호(203)만 출력된다면, A/D 변환기(500)가 4V에 상응하는 디지털 신호를 출력해야만 오차가 발생한 것을 판단할 수 있을 것이다. 그러나 극단적으로 A/D 변환기(500)마저 레퍼런스 전압의 변화 등으로 인해 4V가 아닌 5V에 해당하는 디지털 신호를 출력하게 된다면, 결과적으로 제어컴퓨터(20)는 상기의 신호 이상을 감지할 수 없는 것이다.Assuming that such a measure is not provided, for example, if only the voltage control signal 203 of 4 V is actually outputted even though the control computer 20 controls to output the voltage control signal 203 of 5 V, It can be determined that an error has occurred only when the A / D converter 500 outputs a digital signal corresponding to 4V. However, if the A / D converter 500 extremely outputs a digital signal corresponding to 5V instead of 4V due to a change in the reference voltage or the like, the control computer 20 can not detect the abnormality of the signal .

이하에서는 본 발명의 각 구성요소를 도 1을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, each component of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 필라멘트 전원장치(10) 제어회로는 전압제어신호(203), 전류제어신호(303), 전압모니터 신호(501), 전류모니터 신호(502) 및 기준전압(601) 중 어느 하나 이상의 신호를 선택할 수 있는 아날로그 스위치(500)를 포함한다. 상기 아날로그 스위치(500)는 제어컴퓨터(20)의 명령에 따라 스위칭된다.1, the filament power supply 10 control circuit of the present invention includes a voltage control signal 203, a current control signal 303, a voltage monitor signal 501, a current monitor signal 502, And an analog switch (500) capable of selecting one or more signals among the plurality of signals (601). The analog switch 500 is switched according to a command of the control computer 20. [

한편 상기 아날로그 스위치(500)에 의해 선택된 신호들을 측정하는 A/D 변환기(401)가 구비된다. Meanwhile, an A / D converter 401 for measuring signals selected by the analog switch 500 is provided.

여기서 A/D 변환기(401)는 외부의 레퍼런스 전압(REF)을 사용하고, A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압은 제1 D/A 변환기(400)의 출력에 의해 조정된다.Here, the A / D converter 401 uses an external reference voltage REF and the reference voltage of the A / D converter 401 is adjusted by the output of the first D / A converter 400.

한편 제어컴퓨터(20)의 명령에 따라 마이크로 프로세서(100)를 통해 설정된 전압제어신호(203)를 출력하는 제2 D/A 변환기(201)가 구비되고, 상기 제2 D/A 변환기(201)의 레퍼런스 전압은 제3 D/A 변환기(200)의 출력에 의해 조정된다. A converter 201 for outputting a voltage control signal 203 set through the microprocessor 100 in accordance with a command of the control computer 20 and the second D / A converter 201, The reference voltage of the third D / A converter 200 is adjusted by the output of the third D / A converter 200.

여기서 제2 D/A 변환기(201)의 출력단에는 제1 증폭기(202)가 구비되어 신호를 증폭하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that a first amplifier 202 is provided at an output terminal of the second D / A converter 201 to amplify a signal.

한편 제어컴퓨터(20)의 명령에 따라 마이크로 프로세서(100)를 통해 설정된 전류제어신호(303)를 출력하는 제4 D/A 변환기(301)가 구비되고, 상기 제4 D/A 변환기(301)의 레퍼런스 전압은 제5 D/A 변환기(300)의 출력에 의해 조정된다. A converter 301 for outputting a current control signal 303 set through the microprocessor 100 in accordance with a command of the control computer 20 and the fourth D / A converter 301, The reference voltage of the fifth D / A converter 300 is adjusted by the output of the fifth D / A converter 300.

여기서 상기 제4 D/A 변환기(301)의 출력단에는 제2 증폭기(302)가 구비되어 신호를 증폭하는 것이 바람직하다.Here, the second amplifier 302 may be provided at the output terminal of the fourth D / A converter 301 to amplify the signal.

한편 상기 제1 D/A 변환기(400), 제3 D/A 변환기(200) 및 제5 D/A 변환기(300)의 레퍼런스 전압을 인가하고, 아날로그 스위치(500)를 통해 A/D 변환기(401)에 접속되는 기준전압발생기(600)가 구비된다.A reference voltage is applied to the first D / A converter 400, the third D / A converter 200, and the fifth D / A converter 300, and an analog switch 500 is connected to the A / And a reference voltage generator 600 connected to the reference voltage generator 401.

여기서 기준전압발생기(600)는 본 발명의 회로를 구성하기에 앞서 정확히 전압(ex. 4.096[V])이 조정된 부품으로서, 제1 D/A 변환기(400), 제3 D/A 변환기(200) 및 제5 D/A 변환기(300)에 레퍼런스 전압을 인가한다. 또한 기준전압발생기(600)는 A/D 변환기(401)를 정밀하게 조정하기 위한 척도가 된다.Here, the reference voltage generator 600 includes a first D / A converter 400, a third D / A converter (not shown), and a second D / 200 and the fifth D / A converter 300, respectively. Also, the reference voltage generator 600 is a measure for precisely adjusting the A / D converter 401.

한편 제어컴퓨터(20)로부터 명령신호를 해독하여 상기 아날로그 스위치(500), A/D 변환기(401), 제1 내지 제5 D/A 변환기(200, 201, 300, 301, 400)를 제어하는 마이크로 프로세서(100)를 구비한다.On the other hand, the control computer 20 decodes the command signal and controls the analog switch 500, the A / D converter 401, and the first to fifth D / A converters 200, 201, 300, 301 and 400 And a microprocessor 100.

즉 제어컴퓨터(20)로부터 자체 조정하라는 명령을 받으면 마이크로 프로세서(100)에 내장된 프로그램에서 모든 제어를 수행한다.That is, when the control computer 20 receives an instruction to self-adjust, it performs all the controls in the program built in the microprocessor 100.

또한 여기서 A/D 변환기(401)가 상기 전압모니터신호(501)와 전류모니터신호(502)를 측정하여 제어컴퓨터(20)로 전송함으로써 필라멘트 전원장치(10)의 전압 및 전류를 정확하게 모니터링한다.
The A / D converter 401 monitors the voltage and current of the filament power supply 10 by measuring the voltage monitor signal 501 and the current monitor signal 502 to the control computer 20.

도 2는 도 1의 고주파전자가속기 필라멘트 전원장치 제어회로를 이용하여 필라멘트 전원장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart showing a method of controlling the filament power source device using the high-frequency electron accelerator filament power source device control circuit of FIG.

먼저, A/D 변환기(401)로부터 출력된 기준전압의 디지털 신호가, 설정된 기준전압에 상응하는 데이터와 일치하도록 A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압을 조정하는 단계(S10)를 진행한다.First, a step (S10) of adjusting the reference voltage of the A / D converter 401 is performed so that the digital signal of the reference voltage outputted from the A / D converter 401 matches the data corresponding to the set reference voltage.

여기서, 설정된 기준전압에 상응하는 데이터란, 아날로그 신호인 기준전압(601), 예를 들어 기준전압(601)이 4V일 때 이러한 4V에 정확히 대응되는 디지털 값을 말한다. 따라서 A/D 변환기(401)가 4V에 해당하지 않는 부정확한 디지털 값을 출력하는 경우, 이를 일치하도록 A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압을 조정하는 것이다.Here, the data corresponding to the set reference voltage refers to a digital value corresponding exactly to this 4V when the reference voltage 601, for example, the reference voltage 601, which is an analog signal, is 4V. Therefore, when the A / D converter 401 outputs an incorrect digital value that does not correspond to 4V, it adjusts the reference voltage of the A / D converter 401 to match the digital value.

다음으로, A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압이 조정되면, A/D 변환기를 통과한 전압제어출력(203)의 디지털 신호가, 설정된 전압제어출력의 데이터와 일치하도록 전압제어출력(203)을 조정하는 단계(S20)를 진행한다.Next, when the reference voltage of the A / D converter 401 is adjusted, the voltage control output 203 is adjusted so that the digital signal of the voltage control output 203 passing through the A / D converter coincides with the data of the set voltage control output. (S20). ≪ / RTI >

여기서, 설정된 전압제어출력(203)의 데이터란, 아날로그 신호인 전압제어출력(203)에 정확히 대응되는 디지털 값을 말한다.Here, the data of the set voltage control output 203 is a digital value corresponding exactly to the voltage control output 203 which is an analog signal.

다음으로, 상기 전압제어출력이 조정되면, A/D 변환기(401)를 통과한 전류제어출력(303)의 디지털 신호가, 설정된 전류제어출력의 데이터와 일치하도록 전류제어출력(303)을 조정하는 단계(S30)를 진행한다.Next, when the voltage control output is adjusted, the current control output 303 is adjusted so that the digital signal of the current control output 303 that has passed through the A / D converter 401 coincides with the data of the set current control output The process proceeds to step S30.

여기서, 설정된 전류제어출력(303)의 데이터란, 아날로그 신호인 전류제어출력(303)에 정확히 대응되는 디지털 값을 말한다. 상기 단계 S20과 단계 S30은 순서가 뒤바뀔 수 있다.
Here, the data of the set current control output 303 refers to a digital value exactly corresponding to the current control output 303 which is an analog signal. The order of steps S20 and S30 may be reversed.

도 3은 도 2의 고주파전자가속기 필라멘트 전원장치 제어회로를 이용하여 필라멘트 전원장치를 제어하는 방법을 각 단계별로 구체적으로 세분화한 순서도이다.FIG. 3 is a detailed flowchart of a method for controlling the filament power source device using the high-frequency electron accelerator filament power source device control circuit of FIG. 2 according to each step.

이하에서는 도 2의 기준전압발생기(600)의 기준전압(601)을 측정하고 이에 따라 A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압을 조정하는 단계(S10)를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a step S10 of measuring the reference voltage 601 of the reference voltage generator 600 of FIG. 2 and adjusting the reference voltage of the A / D converter 401 will be described in detail.

먼저, A/D 변환기(401)가 기준전압발생기(600)의 기준전압(601)을 입력받아 디지털 신호로 출력할 수 있도록, 아날로그 스위치(500)가 기준전압(601)을 선택하는 단계를 진행한다(S11). 즉 아날로그 스위치(500)는 A/D 변환기(401)와 기준전압발생기(600)를 전기적으로 연결한다.First, the analog switch 500 selects the reference voltage 601 so that the A / D converter 401 can receive the reference voltage 601 of the reference voltage generator 600 and output it as a digital signal (S11). That is, the analog switch 500 electrically connects the A / D converter 401 and the reference voltage generator 600.

다음으로, A/D 변환기(401)가 기준전압발생기(600)의 기준전압(601)을 입력받고 디지털 신호로 출력하는 단계(S13)를 진행한다. Next, the A / D converter 401 proceeds to a step S13 of receiving the reference voltage 601 of the reference voltage generator 600 and outputting it as a digital signal.

다음으로, 상기 측정된 기준전압(601)의 디지털 신호가, 설정된 기준전압에 상응하는 데이터와 일치하는지 비교하는 단계(S15)를 진행한다. 비교결과 일치하지 않으면, 설정된 기준전압에 상응하는 데이터가 되도록 제1 D/A변환기를 제어함으로써 A/D 변환기(401)의 레퍼런스 전압을 조정하고(S17), 일치하면 하기하는 다음 단계(S21)를 진행한다. 상기 제1 D/A 변환기(400)는 마이크로 프로세서(100)에 의해 제어되고 레퍼런스 전압은 기준전압발생기(600)의 기준전압(601)을 사용한다.Next, the process proceeds to step S15 where the digital signal of the measured reference voltage 601 is compared with data corresponding to the set reference voltage. If the comparison result does not match, the reference voltage of the A / D converter 401 is adjusted by controlling the first D / A converter so as to be data corresponding to the set reference voltage (S17) . The first D / A converter 400 is controlled by the microprocessor 100 and the reference voltage is used as the reference voltage 601 of the reference voltage generator 600.

다음으로, 상기 A/D 변환기(401)의 조정(S10)이 완료되면, 아날로그 스위치(500)가 전압제어신호(203)를 선택하도록 스위칭한다(S21). 이후 마이크로 프로세서(100)의 제어에 의해 제2 D/A 변환기(201)의 출력을 설정한다(S23). 예를 들어, 제2 D/A 변환기(201)로 하여금 5V를 출력하도록 제어한다.Next, when the adjustment (S10) of the A / D converter 401 is completed, the analog switch 500 switches to select the voltage control signal 203 (S21). Then, the output of the second D / A converter 201 is set under the control of the microprocessor 100 (S23). For example, it controls the second D / A converter 201 to output 5V.

다음으로, A/D 변환기(401)가 상기 전압제어신호(203)의 디지털 신호를 출력하고(S25), 출력된 전압제어신호(203)의 디지털 신호가 위의 예에서 5V로 설정된 전압제어신호(203)와 정확히 일치하는지 비교한다(S27). 비교결과 일치하지 않으면 상기 설정된 5V의 전압제어신호(203)가 되도록 제3 D/A 변환기(200)를 제어함으로써 제2 D/A 변환기(201)의 레퍼런스 전압을 조정하고, 일치하면 하기하는 다음 단계(S31)를 진행한다. 상기 제3 D/A 변환기(200)는 마이크로 프로세서(100)에 의해 제어되고 레퍼런스 전압은 상기 기준전압발생기(600)의 기준전압(601)을 사용한다.Next, the A / D converter 401 outputs the digital signal of the voltage control signal 203 (S25), and the digital signal of the output voltage control signal 203 is set to 5V in the above example (Step S27). If the comparison result does not match, the reference voltage of the second D / A converter 201 is adjusted by controlling the third D / A converter 200 to be the voltage control signal 203 of the set 5V, The process proceeds to step S31. The third D / A converter 200 is controlled by the microprocessor 100 and a reference voltage is used as a reference voltage 601 of the reference voltage generator 600.

다음으로, 상기 전압제어조정(S20)이 완료되면, 아날로그 스위치(500)가 전류제어신호(303)를 선택하도록 스위칭한다(S31). 이후 마이크로 프로세서(100)의 제어에 의해 제4 D/A 변환기(301)의 출력을 설정한다(S33). 예를 들어, 제4 D/A 변환기(301)로 하여금 5V를 출력하도록 제어한다.Next, when the voltage control adjustment S20 is completed, the analog switch 500 switches to select the current control signal 303 (S31). Thereafter, the output of the fourth D / A converter 301 is set under the control of the microprocessor 100 (S33). For example, controls the fourth D / A converter 301 to output 5V.

다음으로, A/D 변환기(401)가 상기 전류제어신호(303)의 디지털 신호를 출력하고(S35), 출력된 전류제어신호(303)의 디지털 신호가 위의 예에서 5V로 설정된 전류제어신호(303)와 정확히 일치하는지 비교한다(S37). 비교결과 일치하지 않으면 상기 설정된 5V의 전류제어신호(303)가 되도록 제5 D/A 변환기(300)를 제어(S39)함으로써 제4 D/A 변환기(301)의 레퍼런스 전압을 조정하고, 일치하면 모든 조정을 완료한다. 상기 제5 D/A 변환기(300)는 마이크로 프로세서(100)에 의해 제어되고 레퍼런스 전압은 상기 기준전압발생기(600)의 기준전압(601)을 사용한다.Next, the A / D converter 401 outputs the digital signal of the current control signal 303 (S35), and the digital signal of the output current control signal 303 is set to 5V in the above example (Step S37). If the comparison result does not match, the reference voltage of the fourth D / A converter 301 is adjusted by controlling the fifth D / A converter 300 to be the current control signal 303 of the set 5V (step S39) Complete all adjustments. The fifth D / A converter 300 is controlled by the microprocessor 100 and a reference voltage is used as a reference voltage 601 of the reference voltage generator 600.

이로써 A/D 변환기(401)가 정확한 디지털 신호를 출력하도록 레퍼런스 전압을 정밀하게 조정한 후, 상기 조정된 A/D 변환기(401)를 통하여 차례대로 전압제어신호(203) 및 전류제어신호(303)를 측정하고, 제2 D/A 변환기 또는 제4 변환기의 레퍼런스 전압을 조정함으로써 전압제어신호(203) 또는 전류제어신호(303)의 정밀한 제어 및 원격 제어가 가능하다.
After the reference voltage is precisely adjusted so that the A / D converter 401 outputs an accurate digital signal, the voltage control signal 203 and the current control signal 303 ) And adjust the reference voltage of the second D / A converter or the fourth converter to precisely control and remotely control the voltage control signal 203 or the current control signal 303.

이상에서 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Will be clear to those who have knowledge of.

10: 필라멘트 전원장치 20: 제어컴퓨터
100: 마이크로 프로세서 200: 제3 D/A 변환기
201: 제2 D/A 변환기 202: 제1 증폭기
203: 전압제어신호 300: 제5 D/A 변환기
301: 제4 D/A 변환기 302: 제2 증폭기
303: 전류제어신호 400: 제1 D/A 변환기
401: A/D 변환기 500: 아날로그 스위치
600: 기준전압발생기 601: 기준전압10: filament power supply 20: control computer
100: Microprocessor 200: Third D / A converter
201: second D / A converter 202: first amplifier
203: voltage control signal 300: fifth D / A converter
301: fourth D / A converter 302: second amplifier
303: current control signal 400: first D / A converter
401: A / D converter 500: analog switch
600: reference voltage generator 601: reference voltage

Claims (6)

전압제어신호, 전류제어신호, 전압모니터 신호, 전류모니터 신호 및 기준전압발생기의 기준전압 중 어느 하나 이상의 신호를 선택할 수 있는 아날로그 스위치;
상기 아날로그 스위치에 의해 선택된 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기;
상기 디지털 신호와 설정된 데이터의 일치여부에 따라 A/D 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 제1 D/A 변환기;
상기 전압제어신호를 출력하는 제2 D/A 변환기;
상기 제2 D/A 변환기로부터 출력된 전압제어신호를 설정된 전압제어신호에 상응하는 데이터와 일치하도록 제2 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 제3 D/A 변환기;
상기 전류제어신호를 출력하는 제4 D/A 변환기;
상기 제4 D/A 변환기로부터 출력된 전류제어신호를 설정된 전류제어신호에 상응하는 데이터와 일치하도록 제4 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 제5 D/A 변환기;
상기 제1 D/A 변환기, 제3 D/A 변환기 및 제5 D/A 변환기에 레퍼런스 전압을 인가하고 상기 아날로그 스위치를 통해 A/D 변환기에 기준전압을 인가하는 기준전압발생기; 및
제어컴퓨터로부터 명령신호를 해독하여 상기 아날로그 스위치, A/D 변환기, 제1 내지 제5 D/A 변환기를 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어회로.An analog switch capable of selecting at least one of a voltage control signal, a current control signal, a voltage monitor signal, a current monitor signal, and a reference voltage of a reference voltage generator;
An A / D converter for receiving a signal selected by the analog switch and converting the signal into a digital signal;
A first D / A converter configured to adjust a reference voltage of the A / D converter according to whether the digital signal matches the set data;
A second D / A converter for outputting the voltage control signal;
A third D / A converter for adjusting a reference voltage of the second D / A converter so that the voltage control signal output from the second D / A converter matches the data corresponding to the set voltage control signal;
A fourth D / A converter for outputting the current control signal;
A fifth D / A converter for adjusting the reference voltage of the fourth D / A converter so that the current control signal output from the fourth D / A converter coincides with the data corresponding to the set current control signal;
A reference voltage generator for applying a reference voltage to the first D / A converter, the third D / A converter and the fifth D / A converter and applying a reference voltage to the A / D converter through the analog switch; And
And a microprocessor for decoding the command signal from the control computer and controlling the analog switch, the A / D converter, and the first to fifth D / A converters. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 D/A 변환기에서 출력되는 전압제어신호를 증폭하는 제1 증폭기 및, 상기 제4 D/A 변환기에서 출력되는 전류제어신호를 증폭하는 제2 증폭기를 더 포함하는 고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어회로.The method according to claim 1,
A first amplifier for amplifying a voltage control signal output from the second D / A converter, and a second amplifier for amplifying a current control signal output from the fourth D / A converter. Device control circuit. (a) A/D 변환기로부터 출력된 기준전압의 디지털 신호가 설정된 기준전압에 상응하는 데이터와 일치하도록 A/D 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하는 단계와,
(b) 상기 A/D 변환기에 의해 변환된 전압제어출력의 디지털 신호가 설정된 전압제어출력의 데이터와 일치하도록 전압제어출력을 조정하는 단계와,
(c) 상기 A/D 변환기에 의해 변환된 전류제어출력의 디지털 신호가 설정된 전류제어출력의 데이터와 일치하도록 전류제어출력을 조정하는 단계를 포함하는 고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어방법.(a) adjusting the reference voltage of the A / D converter so that the digital signal of the reference voltage output from the A / D converter coincides with the data corresponding to the set reference voltage;
(b) adjusting the voltage control output so that the digital signal of the voltage control output converted by the A / D converter coincides with the data of the set voltage control output;
(c) adjusting the current control output such that the digital signal of the current control output converted by the A / D converter matches the data of the set current control output. 청구항 3에 있어서,
상기 단계 (a)는,
(ⅰ) 아날로그 스위치가 기준전압발생기의 기준전압을 선택하는 단계와,
(ⅱ) A/D 변환기가 상기 기준전압발생기의 기준전압을 입력받아 디지털 신호로 출력하는 단계와,
(ⅲ) 상기 출력된 기준전압의 디지털 신호와 설정된 기준전압에 상응하는 데이터가 일치하는지 비교하는 단계와,
(ⅳ) 비교결과 일치하지 않으면 제1 D/A변환기를 제어함으로써 A/D 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하여 일치시키고, 비교결과 일치하면 상기 단계 (b)를 진행하는 고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어방법.The method of claim 3,
The step (a)
(I) an analog switch selecting a reference voltage of a reference voltage generator,
(Ii) A / D converter receives a reference voltage of the reference voltage generator and outputs the digital signal,
(Iii) comparing the digital signal of the output reference voltage with data corresponding to the set reference voltage, and
(Iv) if the comparison result does not match, adjust the reference voltage of the A / D converter by controlling the first D / A converter to make the reference voltage match, and if the comparison result agrees, control the filament power supply of the high frequency electronic accelerator Way. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 단계 (b)는,
(ⅰ) 아날로그 스위치가 전압제어신호를 선택하는 단계와,
(ⅱ) 상기 전압제어신호가 선택되면 제2 D/A 변환기의 출력을 설정하는 단계와,
(ⅲ) 상기 제2 D/A 변환기를 통해 설정된 전압제어신호를 출력시키고 A/D 변환기가 상기 전압제어신호의 디지털 신호를 출력하는 단계와,
(ⅳ) 상기 출력된 전압제어신호의 디지털 신호가 설정된 전압제어신호에 상응하는 데이터와 일치하는지 비교하는 단계와,
(ⅴ) 비교결과 일치하지 않으면 제3 D/A변환기를 제어함으로써 상기 제2 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하여 일치시키고, 비교결과 일치하면 상기 단계 (c)를 진행하는 고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어방법.The method according to claim 3 or 4,
The step (b)
(I) an analog switch selecting a voltage control signal;
(Ii) setting the output of the second D / A converter when the voltage control signal is selected,
(Iii) outputting a voltage control signal that is set through the second D / A converter and an A / D converter outputting a digital signal of the voltage control signal,
(Iv) comparing the digital signal of the output voltage control signal with data corresponding to the set voltage control signal,
(V) if the results of the comparison do not match, adjusting the reference voltage of the second D / A converter by controlling the third D / A converter to match the reference voltage, Power supply control method. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 단계 (c)는,
(ⅰ) 아날로그 스위치가 전류제어신호를 선택하는 단계와,
(ⅱ) 상기 전류제어신호가 선택되면 제4 D/A 변환기의 출력을 설정하는 단계와,
(ⅲ) 상기 제4 D/A 변환기를 통해 설정된 전류제어신호를 출력시키고 A/D 변환기가 상기 전류제어신호의 디지털 신호를 출력하는 단계와,
(ⅳ) 상기 출력된 전류제어신호의 디지털 신호가 설정된 전류제어신호에 상응하는 데이터와 일치하는지 비교하는 단계와,
(ⅴ) 비교결과 일치하지 않으면 제5 D/A변환기를 제어함으로써 상기 제4 D/A 변환기의 레퍼런스 전압을 조정하여 일치시키고, 비교결과 일치하면 조정을 완료하는 고주파전자가속기의 필라멘트 전원장치 제어방법.The method according to claim 3 or 4,
The step (c)
(I) an analog switch selecting a current control signal;
(Ii) setting the output of the fourth D / A converter when the current control signal is selected,
(Iii) outputting a current control signal set through the fourth D / A converter and an A / D converter outputting a digital signal of the current control signal,
(Iv) comparing the digital signal of the output current control signal with data corresponding to the set current control signal,
(V) a filament power supply control method of the high-frequency electronic accelerator for adjusting the reference voltage of the fourth D / A converter by controlling the fifth D / A converter if the comparison result does not match, .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0715330A (en) * 1993-06-29 1995-01-17 Hitachi Ltd A/d converter and a/d conversion method
JP2000134099A (en) 1998-10-27 2000-05-12 Hitachi Ltd Beam scanning type inspection device

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