KR101527733B1 - 광 스위치를 통한 전류 누설의 검출 - Google Patents

광 스위치를 통한 전류 누설의 검출 Download PDF

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Abstract

광 스위치의 시험 장치는 전원과 광 스위치의 입력 사이에 결합된 제 1 감지 저항기와, 광 스위치의 출력에 결합된 제 2 감지 저항기를 포함한다. 시험 회로가 제 1 감지 저항기를 통해 흐르는 제 1 전류와 제 2 감지 저항기를 통해 흐르는 제 2 전류를 감지하고 제 1 및 제 2 전류 사이의 관계에 응답하여 시험 신호를 발생시키도록 결합된다. 제어기는 시험 신호를 수신하고 시험 신호가 미리 결정된 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하도록 결합된다.
Figure R1020090004444
광 스위치, 제 1 및 제 2 감지 저항기, 제 1 및 제 2 전류, 제어기, 시험 신호

Description

광 스위치를 통한 전류 누설의 검출{DETECTION OF CURRENT LEAKAGE THROUGH OPTO-SWITCHES}
본 발명은 일반적으로 전자 회로 및 디바이스에 관한 것으로서, 특히 디바이스 시험 및 안전에 관한 것이다.
광 스위치(opto-switch)(또한 광 절연체 또는 광 커플러라 칭함)는 소자들을 전기적으로 격리시키면서 회로의 소자들 사이에 신호를 전달하기 위해 짧은 광학 전송 경로를 사용한다. 이들은 디바이스의 회로로부터 환자의 신체로의 전류 누설을 방지하기 위해 의료 디바이스에 사용된다. 광 스위치는 높은 전압 하에서도 효율적으로 누설이 없는 것으로 간주된다. 그러나, 광 스위치가 고장나면, 높은 누설 전류가 환자에 도달하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어 누설 전류가 심장 카테터를 통해 흐를 때, 결과는 치명적일 수 있다.
본 발명자는 광 스위치가 의료 디바이스 내에 설치 전에 미리 시험되고 검정을 받을 때에도, 디바이스가 작동중일 때 광 스위치가 여전히 때때로 고장날 수 있다는 것을 발견하였다. 디바이스가 환자의 신체와 접촉할 때 이러한 고장에 대해 보호하는 것이 매우 중요할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 시험 회로가 이 종류의 고장을 신뢰적으로 검출할 수 있게 하기 위해 의료 디바이스에 추가된다. 시험 회로는 광 스위치를 통한 누설 전류를 지시하는 시험 신호를 출력한다. 제어기는 신호를 수신하고 신호가 미리 결정된 한계를 초과할 때 보호 작용을 취한다.
몇몇 실시예에서, 시험 신호는 디바이스가 환자와 접촉하기 전에 보정 스테이지 중에 측정된다. 이 보정 시험 신호는 디바이스의 실제 작동 중에 발생되는 시험 신호를 모니터링하는데 있어서 제어기에 의해 사용될 한계를 설정하는데 사용된다. 보정 절차는 상이한 부품과 상이한 디바이스의 사이의 차이를 보상하는 것을 보조한다. 이는 시험 및 측정 회로의 고가의 고정확도 부품 없이 누설의 민감한 검출 및 제어를 용이하게 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면,
전원과 광 스위치의 입력 사이에 결합된 제 1 감지 저항기와,
광 스위치의 출력에 결합된 제 2 감지 저항기와,
제 1 감지 저항기를 통해 흐르는 제 1 전류 및 제 2 감지 저항기를 통해 흐 르는 제 2 전류를 감지하고 제 1 및 제 2 전류 사이의 관계에 응답하여 시험 신호를 발생시키도록 결합된 시험 회로와,
시험 신호를 수신하여 시험 신호가 미리 결정된 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하도록 결합된 제어기를 포함하는 광 스위치의 시험 장치가 제공된다.
개시된 실시예에서, 광 스위치는 환자의 신체로의 전류 누설을 방지하도록 의료 디바이스에 사용되고, 시험 회로 및 제어기는 의료 디바이스가 신체와 접촉하는 동안 보호 작용을 수행하기 위해 의료 디바이스 내에 설치된다. 전형적으로, 제어기는 의료 디바이스가 신체와 접촉하지 않는 동안 수행된 보정 스테이지 중에 시험 신호를 측정함으로써 한계를 결정하도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 보호 작용은 광 스위치로부터 전원을 분리하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 제어기는 시험 신호가 한계를 초과한 것을 판정할 때 카운터를 증분시키고, 카운터가 미리 결정된 임계치에 도달할 때 전원으로부터 광 스위치를 분리하도록 구성된다. 제어기는 시험 신호가 한계보다 낮은 것을 판정할 때 카운터를 감소시키도록 구성될 수 있다.
개시된 실시예에서, 장치는 전원과 제 1 및 제 2 감지 저항기를 복수의 광 스위치 각각에 결합하도록 구성된 다중화 회로를 포함하고, 제어기는 다중화 회로에 의해 선택된 광 스위치의 각각에 기인하는 시험 신호를 평가하도록 구성된다. 다중화 회로는 복수의 쌍의 광 스위치의 각각을 전원과 제 1 및 제 2 감지 저항기에 동시에 결합하여 시험 회로가 각각의 쌍에 대해 제 1 및 제 2 전류를 감지하도록 구성될 수 있고, 제어기는 각각의 쌍에 기인하는 시험 신호를 평가하도록 구성 될 수 있다.
일 실시예에서, 시험 회로는, 제 1 감지 저항기를 가로질러 결합되고 제 1 출력을 갖는 제 1 차동 증폭기, 제 2 감지 저항기를 가로질러 결합되고 제 2 출력을 갖는 제 2 차동 증폭기, 및 제 1 및 제 2 전류 사이의 차이에 응답하여 시험 신호를 발생시키기 위해 제 1 및 제 2 출력을 가로질러 결합된 제 3 차동 증폭기를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 보정 스테이지 중에, 광 스위치의 입력 내로 흐르는 제 1 전류와 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 제 2 전류 사이의 제 1 관계를 측정하고, 제 1 관계에 응답하여 제 1 시험 신호를 발생시키는 단계와,
제 1 시험 신호에 응답하여, 광 스위치를 통한 누설 전류에 대해 한계를 설정하는 단계와,
환자의 신체와 접촉하는 의료 디바이스의 작동 중에, 광 스위치의 입력 내로 그리고 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 제 1 및 제 2 전류 사이의 제 2 관계에 응답하여 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계와,
제 2 시험 신호가 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하는 단계를 포함하는 의료 디바이스 내의 광 스위치의 시험 방법이 또한 제공된다.
본 발명은 도면과 함께 취한 그 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 더 완전히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 고가의 고정확도 부품을 필요로 하지 않고 누설의 민감한 검출 및 제어를 허용하는 광 스위치의 시험 장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환자(22)를 치료하기 위한 침습성 의료 시스템(20)의 개략 도식도이다. 이 시스템은 본 발명의 적용예의 이해를 위한 보조로서 예로서 여기에 도시된다. 그러나, 본 발명의 원리는 이 특정 종류의 시스템에 결코 한정되는 것은 아니고, 환자의 신체와 접촉하게 되는 실질적으로 임의의 종류의 전기 의료 디바이스와 함께 적용될 수 있다. 이하에 설명되는 광 절연체를 시험하기 위한 회로 및 기술은 또한 광 절연체가 전기 절연을 위해 사용되는 다른 유형의 시스템 및 디바이스에 사용하기 위해 채택될 수도 있다.
시스템(20)의 조작자(26)는 카테터(28)를 환자(22)의 심장(24) 내에 삽입한다. 이 예에서, 카테터의 원위 단부(도 1의 좌측 삽입도에서 심장의 내부에 도시됨)는 다수의 전극(30)을 포함한다. 전극은 콘솔(32)을 경유하여 조작자의 제어 하에 심장 내에서의 진단 절차에 사용된다. 콘솔(도면의 우측 삽입도에 도시된 바와 같이)에서, 자극기(34)가 자극 신호를 발생시키고, 이들 자극 신호는 각각의 광 스위치(36)를 경유하여 전극(30)(EL1, EL2, ...라 칭함)에 인가된다. 클레어 인크(Clare Inc.)(미국 매사추세츠주 비버리 소재)에 의해 제조되는 CPC1018N 디바이스와 같은 임의의 적합한 유형의 광 스위치가 시스템(20)에 사용될 수 있다.
디지털 제어기(38)가 광 스위치의 작동을 제어한다. 제어기(38)는 전형적으로 마이크로프로세서를 포함하고, 이 마이크로프로세서는 적합한 입력 및 출력 인터페이스를 갖고 본 명세서에 설명된 기능을 수행하기 위해 소프트웨어에 프로그램 된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어기(38)는 전용 또는 프로그램 가능 디지털 논리 회로를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 콘솔(32) 내의 광 스위칭 회로(40)의 부가의 상세를 도시하는 개략 회로 다이어그램이다. 도 2에 도시된 구성에서, 광 스위치(36)의 일 세트(도면의 좌측에 있음)는 자극기(34)로부터의 네거티브 입력에 전극(30)을 접속하도록 결합되고, 반면 광 스위치의 다른 세트(도면의 우측에 있음)는 자극기로부터의 포지티브 입력에 전극을 접속하도록 결합된다. 광 스위치는 다중화 회로(52, 54)에 의해 선택된다. 광 스위치의 적절한 선택에 의해, 전극(30)은 단극 또는 쌍극 자극 모드에서 활성화될 수 있다. 광 스위치 및 관련 회로의 이 구성은 단지 예로서만 도시된 것이고, 본 발명의 원리는 전기 절연을 위해 하나 이상의 광 스위치를 사용하는 실질적으로 임의의 종류의 회로를 시험하도록 구현될 수 있다.
전원(42)이 차단기 스위치(44) 및 전류 제한 저항기(R2, R3)(48, 50)를 경유하여 광 스위치(36)에 전력을 공급한다. 입력 감지 저항기(R1)(46)가 전원(42)과 광 스위치의 입력 사이에 결합되고, 반면 출력 감지 저항기(R4)(56)가 광 스위치의 출력과 접지 사이에 결합된다. 전형적으로, 이들 저항기는 감지될 누설 전류 레벨에 의존하는 범위의 저항을 갖는 표준형 저가의 부품이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 본 발명자는 1%의 정밀도를 갖는 33.2 Ω의 감지 저항기를 사용하므로, 10 ㎂ 누설 전류가 약 330 ㎶의 전압 강하를 제공한다. 이하에 설명되는 보정 절차 때문에, 제어기(38)는 회로(40) 내에 고가의 고정밀도 저항기의 사용을 필요로 하 지 않고 고감도로 광 스위치를 통해 누설 전류의 변화를 검출할 수 있다.
광 스위치를 통한 임의의 누설이 없으면, 저항기(46)를 통해 흐르는 전류는 저항기(56)를 통해 흐르는 전류와 동일해야 한다. 이들 전류는 각각 시험 지점(58, 60) 사이의 전압 강하 및 시험 지점(62)과 접지 사이의 전압 강하에 비례한다. 이들 2개의 전압 강하 사이의 관계의 임의의 상당한 변화는 광 스위치들 중 하나 이상의 고장을 지시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회로(40) 내의 광 스위치(36)의 누설을 검출하는데 사용하기 위한 시험 회로(70)를 도시하는 개략 회로 다이어그램이다. 회로(70)는 계측 증폭기(instrumentation amplifier)와 같은 한 쌍의 차동 증폭기(72, 74)를 포함한다. 증폭기(72)의 차동 입력은 시험 지점(58, 60)(도 2)에 접속되고, 반면 증폭기(74)의 차동 입력은 시험 지점(62)과 접지에 접속된다. 증폭기(72, 74)는 감지 저항기(46, 56)를 통해 흐르는 각각의 전류에 비례하는 신호를 출력한다. 이들 신호는 다른 차동 증폭기(76)로 입력되고, 이는 따라서 감지 저항기를 통해 흐르는 각각의 전류 사이의 차이에 비례하는 신호를 출력한다. 아날로그/디지털 변환기(ADC)(78)가 출력 신호를 디지털화하고, 제어기(38)는 가능한 누설을 검출하기 위해 디지털화된 결과를 처리한다.
예를 들어 상기 설명된 구현예(33.2 Ω 감지 저항기를 갖는)에서, 본 발명자는 증폭기(72, 74, 76)의 이득 팩터(gain factor)를 20으로 설정하여, 400의 총 증폭을 제공하였다. 따라서, 10 ㎂의 누설 전류는 증폭기(76)의 출력에서 132 mV의 신호를 제공한다. 이 신호는 12-비트 ADC에 공급되어 1 bit/mV의 감도로 설정된 다. 그러나, 이들 파라미터 값은 본 명세서에 단지 예로서만 제공된 것이고, 상이한 파라미터가 대안적으로 시스템 및 적용 요건에 따라 사용될 수 있다.
대안 실시예(도면에 도시되지 않음)에서, 개별 감지 저항기 및 시험 회로가 네거티브 입력 광 스위치의 그룹[다중화 회로(52)에 접속된 것들] 및 포지티브 입력 광 스위치의 그룹[다중화 회로(54)에 접속됨]에 사용될 수 있다. 이 접근법은 시스템에 특정의 부가의 복잡성을 추가시키지만, 누설 광 스위치의 정밀한 식별을 허용하는데 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회로(40) 상의 시험 회로(70)에 의해 이루어진 측정을 보정하기 위한 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다. 이 보정 절차는 전형적으로, 시스템(20)이 전원 온되지만 시스템의 임의의 부분이 환자(22)와 접촉하기 전에 수행된다. 이는 예를 들어 공장에서 1회 수행될 수 있고, 또는 시스템(20)이 전원 온될 때마다 시동 절차의 부분으로서 수행될 수도 있다. 보정 절차는 회로(40)에 접속될 때 시험 회로(70)의 실제 출력을 검사하고, 도 5를 참조하여 이하에 설명되는 바와 같이 회로 내의 광 스위치의 후속의 모니터링을 위해 한계를 설정하도록 이 출력을 사용한다. 이 보정 절차 때문에, 제어기(38)는 회로(40) 내의 전기 부품의 정밀도에 불구하고 전형적으로 전원(42)에 의해 인가된 전류의 0.2% 정도로 회로(40) 내의 광 스위치를 통한 누설 전류의 작은 변화(예를 들어 5 mA의 인가된 전류에 의한 10 ㎂의 누설의 변화)를 시스템(20)의 작동 중에 검출할 수 있다.
초기에, 제어기(38)는 기준선 측정 단계(80)에서 회로(40)의 광 스위치(36) 중 어느 것도 선택되지 않은 상태로 회로(70)의 출력을 측정한다. 달리 말하면, 제어기는 다중화 회로(52, 54)가 모든 광 스위치를 전원(42)으로부터 분리된 상태로 유지하는 동안 ADC(78)에 의해 출력된 디지털화된 신호를 기록한다. 제어기는 실제 작동 중에 모니터링 회로(40)에 사용될 기준선 전류 한계를 설정하는데 이 측정을 사용한다.
다음, 다중화 회로는 광 스위치의 각각을 각각 선택하고, 제어기는 개별 전류 측정 단계(82)에서 각각의 광 스위치에 대해 회로(70)로부터 출력 신호를 측정한다.
게다가, 다중화 회로는 광 스위치의 쌍을 선택하는데, 즉 쌍 측정 단계(84)에서 다중화 회로(52)는 네거티브측 상의 하나의 광 스위치를 선택하고 다중화 회로(54)는 포지티브측 상에 하나의 광 스위치를 선택한다. 제어기는 각각의 이러한 쌍에 대해 회로(70)로부터의 출력 신호를 측정한다. [그러나, 단계 84는 개별 시험 회로가 전술된 대안 실시예에서 광 스위치의 네거티브 및 포지티브 그룹에 사용되면 생략된다.]
단계 80, 82 및 84에서의 측정에 기초하여, 제어기(38)는 한계 설정 단계(86)에서 실행 시간 모니터링에 사용될 전류 한계를 설정한다. 기준선 한계는 예를 들어 단계 80에서의 주어진 측정 기간에 걸쳐 회로(70)에 의해 측정된 바와 같이 감지 저항기(46, 56) 사이의 평균 기준선 전류 차이를 취하고, 이어서 평균을 상회 및 하회하여 특정의 마진(margin)을 허용함으로써 설정될 수 있다. 마진은 오경보(false alarm)의 가능한 방해에 대해 균형화된 편차를 검출하는데 있어서 원 하는 감도에 의존한다. 본 발명자는 약 10 ㎂의 마진이 양호한 결과를 제공하는 것을 발견하였다. 개별 광 스위치의 누설을 위한 일반적인 한계는 단계 82에서 모든 개별 광 스위치에 대해 측정된 결과를 평균화하고 이어서 적절한 마진을 가산함으로써 계산될 수 있다. 한 쌍의 광 스위치의 누설을 위한 일반적인 한계는 마찬가지로 단계 84의 평균화된 결과에 기초하여 계산될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 제어기(38)는 이 특정 광 스위치 또는 광 스위치 쌍에 대한 측정 결과에 기초하여, 각각의 광 스위치 및/또는 각각의 광 스위치쌍에 대한 개별 한계를 컴퓨팅하고 저장할 수 있다.
부가의 옵션으로서, 제어기가 보정 스테이지에서 주어진 광 스위치 또는 광 스위치의 쌍을 통한 높은 전류를 측정하면, 제어기는 요주의 부분으로서 당해의 광 스위치 또는 스위치들을 식별하는 경보를 즉시 출력할 수 있다. 이 방식으로, 부품 고장이 식별되고 시스템(20)의 임의의 부분이 환자와 접촉하기 전에 해결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회로(40) 내의 광 스위치(36)의 작동을 검사하기 위한 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다. 실행 시간 작동 중에, 상이한 광 스위치 또는 광 스위치의 쌍은 광 스위치 활성화 단계(90)에서 다중화 회로(52, 54)에 의해 작동된다. 시스템(20)의 경우에, 예를 들어 광 스위치는 전형적으로 전술된 바와 같이 카테터(28) 상의 상이한 전극(30)을 통해 자극 신호를 인가하기 위해 작동된다. 제어기(38)는 작동될 광 스위치를 선택할 수 있고, 또는 단순히 어느 광 스위치가 임의의 주어진 시간에 작동되는지를 지시하는 입력을 수 신할 수 있다. 제어기는 광 스위치의 선택에 따라 단계 86(도 4)에서 결정된 바와 같은 회로(70)의 출력을 모니터링하는데 사용하기 위해 적용 가능한 보정된 전류 한계를 선택한다.
제어기(38)는 출력 측정 단계(92)에서 ADC(78)로부터 디지털 값을 수신한다. 전술된 바와 같이, 이들 값은 회로(70)에 의해 측정된 전류 차이를 지시한다. 제어기는 전류 시험 단계(94)에서 적용 가능한 한계에 이들 값을 비교한다. 측정된 값이 한계보다 크면, 제어기는 증분 단계(96)에서 카운터를 증분한다. 카운터 값은 전형적으로 0에서 시작하여 한계를 초과하는 각각의 연속적인 측정치로 증가한다. 카운터는 모든 한계 초과 측정치에 활발히 응답하는 것을 회피하기 위해 사용되는데, 이는 단일 측정치가 실제 누설보다는 노이즈에 기인하여 한계를 초과할 수 있기 때문이다. 이후의 측정치가 적용 가능한 한계보다 낮으면, 제어기(38)는 감소 단계(98)에서 카운터 값을 감소시킨다. 값은 이 방식으로 0으로 그러나 0보다 낮지는 않게 재차 감소될 수 있다.
단계 96에서 카운터를 증가시킨 후에, 제어기(38)는 임계치 검사 단계(100)에서 카운터 값이 미리 결정된 임계치에 도달하는지 여부를 검사한다. 임계치의 선택은 전형적으로 위험한 것으로 고려되는 누설의 기간에 의존한다. 예를 들어, 제어기가 8000 샘플/초로 ADC 디지털 출력을 수신한다고 가정하면, 임계치는 1초 지속하는 누설 전류가 임계치를 트리거링하도록 약 8000으로 설정될 수 있다. 카운트가 임계치에 도달할 때, 제어기(38)는 보호 단계(102)에서 보호 작용을 취한다. 예를 들어, 제어기는 차단기 스위치(44)를 플립하여 광 스위치로부터 전력을 분리할 수 있고, 어느 광 스위치 또는 광 스위치의 쌍이 높은 누설 레벨에 책임이 있는지를 지시하는 경보 출력을 발생시킬 수 있다. 이들 부품은 다음에 서비스 기술자에 의해 교체될 수 있다. 한편, 개별 시험 회로가 전술된 바와 같이 광 스위치의 네거티브 및 포지티브 그룹에 사용될 때, 잔여 광 스위치로부터 전력을 제거하지 않고 누설이 있는 광 스위치를 식별하여 전원 오프시키는 것이 가능할 수 있다.
대안적으로, 광 스위치를 포함하는 전체 회로 기판을 간단히 교체하는 것이 바람직할 수도 있다. 특히, 전체 회로 기판은 어떠한 광 스위치도 선택되지 않는 동안 카운트가 단계 100에서 임계치에 도달하면(측정된 전류가 기준선 전류 한계보다 큰 것을 의미함) 교체된다.
따라서, 전술된 회로 및 방법은 고가의 고정확도 부품을 필요로 하지 않고 누설의 민감한 검출 및 제어를 허용한다. 보정 절차는 상이한 부품과 상이한 회로 기판 사이에 발생할 수 있는 차이를 고려한다. 보정된 한계로부터의 편차를 모니터링하기 위한 카운터의 사용은 또한 "노이즈가 있는" 부품에 기인하는 일시적인 편위(excursion)로부터 실제 고장을 구별하는 것을 보조하는데, 이는 카운터가 임계치에 도달하지 않고 일시적인 변화를 일반적으로 평균화할 수 있기 때문이다. 다수의 광 스위치를 함께 모니터링하는 것은 실행 시간 중에 단일 부품의 고장을 검출하고 부품의 열악한 배치(batch)에서 발생할 수 있는 다중 부품 고장을 검출하는 것 모두에 유용하다.
전술된 실시예는 예로서 언급된 것이고, 본 발명이 상기에 구체적으로 나타 내고 설명되어 있는 것에 한정되지는 않는다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 오히려, 본 발명의 범주는 전술된 다양한 특징, 뿐만 아니라 상기 설명을 숙독할 때 당 기술 분야의 숙련자들에게 발생할 수 있고 종래에는 개시되어 있지 않은 그 변형 및 수정의 조합 및 하위 조합의 양자 모두를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침습성 의료 시스템의 개략 도식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료 디바이스 내의 광 스위칭 회로를 도시하는 개략 회로 다이어그램.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 회로와 함께 사용하기 위한 시험 회로를 도시하는 개략 회로 다이어그램.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 스위칭 회로의 보정 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 스위치의 시험 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 시스템 22: 환자
24: 심장 26: 조작자
30: 전극 32: 콘솔
34: 자극기 36: 광 스위치
38: 제어기 40: 광 스위칭 회로
42: 전원 44: 차단기 스위치
46: 입력 감지 저항기 48, 50: 전류 제한 저항기
52, 54: 다중화 회로 56: 출력 감지 저항기
58, 60, 62: 시험 지점 70: 시험 회로

Claims (17)

  1. 전원과 광 스위치의 입력 사이에 결합된 제 1 감지 저항기와,
    상기 광 스위치의 출력에 결합된 제 2 감지 저항기와,
    상기 제 1 감지 저항기를 통해 흐르는 제 1 전류 및 상기 제 2 감지 저항기를 통해 흐르는 제 2 전류를 감지하고 상기 제 1 전류 및 제 2 전류 사이의 차이에 비례하여 시험 신호를 발생시키도록 결합된 시험 회로와,
    상기 시험 신호를 수신하여 상기 시험 신호가 미리 결정된 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하도록 결합된 제어기를 포함하며,
    상기 보호 작용은 상기 광 스위치로부터 상기 전원을 분리하는 것을 포함하며, 상기 제어기는 상기 시험 신호가 한계를 초과한 것을 판정할 때 카운터를 증분시키고, 상기 카운터가 미리 결정된 임계치에 도달할 때 상기 전원으로부터 상기 광 스위치를 분리하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 시험 신호가 상기 한계보다 낮은 것을 판정할 때 상기 카운터를 감소시키도록 구성되는 광 스위치의 시험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 스위치는 환자의 신체로의 전류 누설을 방지하도록 의료 디바이스에 사용되고, 상기 시험 회로 및 상기 제어기는 상기 의료 디바이스가 신체와 접촉하는 동안 보호 작용을 수행하기 위해 상기 의료 디바이스 내에 설치되는 광 스위치의 시험 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 의료 디바이스가 신체와 접촉하지 않는 동안 수행된 보정 스테이지 중에 상기 시험 신호를 측정함으로써 한계를 결정하도록 구성되는 광 스위치의 시험 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전원과 상기 제 1 및 제 2 감지 저항기를 복수의 광 스위치 각각에 결합하도록 구성된 다중화 회로를 포함하고, 상기 제어기는 상기 다중화 회로에 의해 선택된 광 스위치의 각각에 기인하는 시험 신호를 평가하도록 구성되는 광 스위치의 시험 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 다중화 회로는 상기 복수의 쌍의 광 스위치의 각각을 상기 전원과 상기 제 1 및 제 2 감지 저항기에 동시에 결합하여 상기 시험 회로가 각각의 쌍에 대해 상기 제 1 전류 및 제 2 전류를 감지하도록 구성되고, 상기 제어기는 각각의 쌍에 기인하는 시험 신호를 평가하도록 구성되는 광 스위치의 시험 장치.
  6. 의료 디바이스 내의 광 스위치의 시험 방법으로서,
    보정 스테이지 중에, 상기 광 스위치의 입력 내로 흐르는 제 1 전류와 상기 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 제 2 전류 사이의 제 1 차이를 측정하고, 상기 제 1 차이에 비례하여 제 1 시험 신호를 발생시키는 단계와,
    상기 제 1 시험 신호에 응답하여, 상기 광 스위치를 통한 누설 전류에 대해 한계를 설정하는 단계와,
    환자의 신체와 접촉하는 의료 디바이스의 작동 중에, 상기 광 스위치의 입력 내로 그리고 상기 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 제 1 및 제 2 전류 사이의 제 2 차이에 비례하여 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계와,
    상기 제 2 시험 신호가 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 보호 작용을 수행하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 전류를 공급하는 전원으로부터 상기 광 스위치를 분리하는 단계를 포함하며, 상기 보호 작용을 수행하는 단계는 상기 제 2 시험 신호가 상기 한계를 초과한 것을 판정할 때 카운터를 증분시키는 단계를 포함하며, 상기 카운터가 미리 결정된 임계치에 도달할 때 상기 전원으로부터 상기 광 스위치를 분리하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 시험 신호가 상기 한계보다 낮은 것을 판정할 때 상기 카운터를 감소시키는 단계를 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 의료 디바이스의 작동은 복수의 광 스위치 사이의 다중화를 포함하고, 상기 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계는 다중화에 의해 선택된 상기 광 스위치의 각각에 기인하는 상기 제 2 시험 신호를 평가하는 단계를 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 광 스위치 사이의 다중화는 복수의 쌍의 광 스위치의 각각을 선택하고 각 쌍에 대한 제 1 전류 및 제 2 전류를 감지하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 시험 신호를 평가하는 단계는 각각의 쌍에 기인하는 제 2 시험 신호를 검사하는 단계를 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
  9. 전원과 광 스위치의 입력 사이에 결합된 제 1 감지 저항기와,
    상기 광 스위치의 출력에 결합된 제 2 감지 저항기와,
    상기 제 1 감지 저항기를 통해 흐르는 제 1 전류 및 상기 제 2 감지 저항기를 통해 흐르는 제 2 전류를 감지하고 상기 제 1 전류 및 제 2 전류 사이의 차이에 비례하여 시험 신호를 발생시키도록 결합된 시험 회로와,
    상기 시험 신호를 수신하여 상기 시험 신호가 미리 결정된 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하도록 결합된 제어기를 포함하며,
    상기 시험 회로는, 상기 제 1 감지 저항기를 가로질러 결합되고 제 1 출력을 갖는 제 1 차동 증폭기, 상기 제 2 감지 저항기를 가로질러 결합되고 제 2 출력을 갖는 제 2 차동 증폭기, 및 상기 제 1 전류 및 제 2 전류 사이의 차이에 응답하여 상기 시험 신호를 발생시키기 위해 상기 제 1 전류 및 제 2 출력을 가로질러 결합된 제 3 차동 증폭기를 포함하는 광 스위치의 시험 장치.
  10. 의료 디바이스 내의 광 스위치의 시험 방법으로서,
    보정 스테이지 중에, 상기 광 스위치의 입력 내로 흐르는 제 1 전류와 상기 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 제 2 전류 사이의 제 1 관계를 측정하고, 상기 제 1 관계에 응답하여 제 1 시험 신호를 발생시키는 단계와,
    상기 제 1 시험 신호에 응답하여, 상기 광 스위치를 통한 누설 전류에 대해 한계를 설정하는 단계와,
    환자의 신체와 접촉하는 의료 디바이스의 작동 중에, 상기 광 스위치의 입력 내로 그리고 상기 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 상기 제 1 전류 및 제 2 전류 사이의 제 2 관계에 응답하여 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계와,
    상기 제 2 시험 신호가 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 관계는 상기 제 1 전류 및 제 2 전류 사이의 제 1 및 제 2 차이를 각각 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 의료 디바이스의 작동은 복수의 광 스위치 사이의 다중화를 포함하고, 상기 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계는 다중화에 의해 선택된 광 스위치의 각각에 기인하는 제 2 시험 신호를 평가하는 단계를 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 복수의 광 스위치 사이의 다중화는 복수의 쌍의 광 스위치의 각각을 선택하는 단계와 각 쌍에 대한 제 1 전류 및 제 2 전류를 감지하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 시험 신호를 평가하는 단계는 각각의 쌍에 기인하는 상기 제 2 시험 신호를 검사하는 단계를 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
  13. 의료 디바이스 내의 광 스위치의 시험 방법으로서,
    보정 스테이지 중에, 상기 광 스위치의 입력 내로 흐르는 제 1 전류와 상기 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 제 2 전류 사이의 제 1 차이를 측정하고, 상기 제 1 차이에 비례하여 제 1 시험 신호를 발생시키는 단계와,
    상기 제 1 시험 신호에 응답하여, 상기 광 스위치를 통한 누설 전류에 대해 한계를 설정하는 단계와,
    환자의 신체와 접촉하는 의료 디바이스의 작동 중에, 상기 광 스위치의 입력 내로 그리고 상기 광 스위치의 출력의 외부로 흐르는 상기 제 1 전류 및 제 2 전류 사이의 제 2 차이에 비례하여 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계와,
    상기 제 2 시험 신호가 한계를 초과할 때 보호 작용을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 의료 디바이스의 작동은 복수의 광 스위치 사이의 다중화를 포함하고, 상기 제 2 시험 신호를 발생시키는 단계는 다중화에 의해 선택된 광 스위치의 각각에 기인하는 제 2 시험 신호를 평가하는 단계를 포함하며, 상기 한계를 설정하는 단계는 복수의 광 스위치에 걸쳐 제 1 시험 신호의 평균을 발견하고 상기 평균에 응답하여 상기 한계를 설정하는 단계를 포함하는 광 스위치의 시험 방법.
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