KR101891176B1 - High-voltage transformer for x-ray generation apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엑스선 발생장치의 핵심부품인 고압 탱크의 승압용 고압 트랜스 및 그 제작방법에 관한 것으로, 엑스선 발생장치의 효율을 개선하기 위해 투자율이 각기 다른 복수의 재질을 적층한 코어를 사용하여 트랜스를 제작하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a high-voltage transformer for boosting a high-pressure tank, which is a core component of an x-ray generator, and a method of manufacturing the same. In order to improve the efficiency of the x- .
최근 의료용 엑스선 발생(진단)장치는 엑스선량의 질을 개선하기 위해 스위칭 주파수를 높여가는 추세이다. 그러나 기존의 동일 용량을 가지는 장치에서 스위칭 주파수를 높이면 기존 출력을 유지하지 못하고 최대 출력이 떨어지는 현상을 보이게 된다. 따라서, 이를 개선하기 위해 고압 트랜스(Transformer)를 스위칭 주파수에 맞게 다시 제작해야 하는 어려움이 있었다.Recently, medical X-ray diagnosis (diagnosis) devices are increasing the switching frequency to improve the quality of X-ray dose. However, when the switching frequency is increased in the conventional device having the same capacity, the conventional output can not be maintained and the maximum output is lowered. Therefore, it has been difficult to reproduce a high-voltage transformer corresponding to the switching frequency in order to improve it.
또한, 기존의 의료용 엑스선 발생장치를 구성하는 고압 탱크의 승압용 고압 트랜스는 대표 투자율을 갖는 하나의 재질을 이용하여 경험과 반복되는 시험을 통해 제작을 하였다.In addition, the high voltage transformer for the booster of the high pressure tank constituting the existing medical X - ray generator was manufactured through experience and repeated tests using one material having the representative permeability.
이로 인해 최대의 효율을 갖는 트랜스를 제작하기에 많은 시간과 비용이 소모되었고, 엑스선 발생장치의 최대 효율지점을 찾는 것도 매우 어려운 일이었다.It took a lot of time and money to produce a transformer with the maximum efficiency, and finding the maximum efficiency point of the X-ray generator was also very difficult.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스에 다른 투자율을 갖는 재질을 기존 코어 중간에 삽입하여 전체 투자율을 가변시키고, 이로 인해 발생하는 반공진 주파수 대역을 제어주파수 대역으로 이동시켜 최대효율을 갖게 하는 고압 트랜스 및 그 제작방법을 제공함에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a high-pressure transformer for an X-ray generator, Voltage transformer and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 기존에 제작된 고압 트랜스의 권선수 또는 권선비의 조절 없이 원하는 최대효율을 갖는 트랜스를 제작할 수 있는 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a transformer having a desired maximum efficiency without adjusting the winding ratio or the winding ratio of a conventionally manufactured high-voltage transformer.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to at least solve the problems in the conventional art.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엑스선 발생장치용 고압 트랜스 제작방법에 있어서, 소정 투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어, 상기 코어를 통해 자기적으로 연결되는 제1 권선부 및 제2 권선부를 포함하는 고압 트랜스의 공진 주파수를 측정하는 단계와, 상기 고압 트랜스의 제어 주파수 대역을 결정하는 단계와, 상기 제1 부재로 구성된 코어에 적어도 하나의 제2 부재를 삽입하여 상기 공진 주파수가 상기 제어주파수 대역으로 이동된 고압 트랜스를 제작하는 단계를 포함하는 고압 트랜스 제작방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a high-voltage transformer for an X-ray generator, comprising the steps of: forming a core composed of a first member having a predetermined permeability, a first winding portion magnetically connected through the core, Pressure transformer; determining a control frequency band of the high-voltage transformer; inserting at least one second member into the core constituted by the first member, And manufacturing a high-voltage transformer moved to the frequency band.
본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 제어주파수 대역은 엑스선량의 질을 높이기 위해 결정된 것이며, 상기 제1 부재로 구성된 코어를 포함하는 고압 트랜스는 상기 제어 주파수 대역이 아닌 다른 주파수 대역에서 최대 출력을 가질 수 있다.According to an aspect of the present invention, the control frequency band is determined to enhance the quality of the X-ray dose, and the high-voltage transformer including the core composed of the first member has a maximum output in a frequency band other than the control frequency band .
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 코어를 적어도 두 개 이상의 코어부로 분할하되, 제1 코어부에는 제1 투자율을 갖는 상기 제2 부재를 부착하고, 제2 코어부에는 제2 투자율을 갖는 제3부재를 부착하는 단계와, 상기 제1 코어부 및 제2 코어부를 결합하여 고압 트랜스를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the core is divided into at least two or more core portions, the second member having a first permeability is attached to the first core portion, and the third member having the second permeability is attached to the second core portion. And attaching the first core portion and the second core portion to each other to manufacture a high-voltage transformer.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어 주파수 대역은 상기 고압 트랜스의 스위칭 주파수 대역의 정수배일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the control frequency band may be an integral multiple of the switching frequency band of the high voltage transformer.
또한 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엑스선 발생장치용 고압 트랜스에 있어서, 고투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어와, 상기 코어의 일측에 권선되는 제1 권선부와, 상기 코어의 타측에 권선되어 상기 제1 권선부와 자기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 권선부와, 상기 코어의 일 부분에 상기 제1 부재와 투자율이 다른 적어도 하나 이상의 제2 부재가 삽입될 수 있도록 마련되는 삽입부를 포함하며, 상기 제2 부재는 상기 고압 트랜스의 반공진 주파수 대역과 상기 엑스선 발생장치의 제어 주파수 대역이 일치하도록 상기 코어의 투자율을 변화시키는 고압 트랜스를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a high-voltage transformer for an x-ray generator, comprising: a core composed of a first member having a high permeability; a first winding portion wound on one side of the core; And at least one second member having a magnetic permeability different from that of the first member is inserted into a part of the core so as to be inserted into the first coil part Pressure transformer for changing the permeability of the core such that the anti-resonance frequency band of the high-voltage transformer and the control frequency band of the x-ray generator coincide with each other.
본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 삽입부는 상기 제1 권선부 및 제2 권선부 내에 위치하고, 상기 제2 부재가 상기 코어에서 대칭으로 적층되도록 구성될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the inserting portion is located in the first winding portion and the second winding portion, and the second member is configured to be laminated symmetrically on the core.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 삽입부는 상기 코어가 소정 크기의 갭(GAP)을 가지도록 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the insertion portion may be configured such that the core has a predetermined gap (GAP).
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어 주파수 대역은 상기 고압 트랜스의 스위칭 주파수의 정수배일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the control frequency band may be an integer multiple of the switching frequency of the high voltage transformer.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2 부재는 상기 제1 부재보다 낮은 투자율을 가질 수 있다.According to another aspect of the present invention, the second member may have a lower permeability than the first member.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2 부재는 아크릴, 폴리프로필렌(PP), 폴리옥시메틸렌(POM) 및 폴리에틸렌(PE) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the second member may be formed of at least one of acrylic, polypropylene (PP), polyoxymethylene (POM), and polyethylene (PE).
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer-readable recording medium for recording a computer program for executing the method may be further provided.
본 발명에 따른 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스 및 그 제작방법에 의하면, 투자율이 다른 복수의 재질을 적층한 고압 트랜스를 제작함으로써 최대효율을 갖는 주파수대역을 제작자의 의도대로 조절할 수 있고, 그로 인해 제어주파수 대역에서 최대효율을 갖는 고압 트랜스포머를 쉽게 제작할 수 있다.According to the high-voltage transformer for the X-ray generator and the method for fabricating the same according to the present invention, the frequency band having the maximum efficiency can be adjusted as intended by the manufacturer by producing a high-voltage transformer in which a plurality of materials having different permeabilities are laminated, It is possible to easily manufacture a high-voltage transformer having the maximum efficiency in the band.
또한, 본 발명에 따른 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스 및 그 제작방법에 의하면, 기존에 사용하던 고압 트랜스를 이용할 수 있고 또한 공정이 간단하여 엑스선 발생장치의 개발시간 및 비용을 절감할 수 있다.Further, according to the high-voltage transformer for the X-ray generator and the method of manufacturing the same according to the present invention, it is possible to use the existing high-voltage transformer and to simplify the process, thereby reducing the development time and cost of the X-ray generator.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스의 일 예를 보인 도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 다양한 투자율을 갖는 복수의 부재를 적층하여 코어를 구성하는 일 예를 나타낸 도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스 제작방법을 나타내는 순서도.
도 4a 내지 도 4c는 코어에 삽입되는 부재에 따른 스위칭 주파수 대역의 변화를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 엑스선 발생 장치를 설명하기 위한 개념도.1 is a view showing an example of a high-voltage transformer for an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a core,
3 is a flowchart showing a method of manufacturing a high-voltage transformer for an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are graphs showing changes in the switching frequency band according to members inserted into the core.
5 is a conceptual diagram illustrating an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.In this specification, the term " part " includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized by using both. Further, one unit may be implemented using two or more hardware, or two or more units may be implemented by one hardware. On the other hand, 'to' is not limited to software or hardware, 'to' may be configured to be an addressable storage medium, and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스의 일 예를 보인 도이다.1 is a view showing an example of a high-voltage transformer for an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스(100)는 고투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어(110)와, 코어(110)의 일측에 권선되는 제1 권선부(210)와, 코어(110)의 타측에 권선되어 제1 권선부(210)와 자기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 권선부(220)와, 코어(110)의 일 부분에, 제1 부재와 투자율이 다른 적어도 하나 이상의 제2 부재(130)가 삽입되는 삽입부(120)를 포함할 수 있다.1, a high-
여기에서, 삽입부(120)는 제1 권선부(210) 및 제2 권선부(220)의 중심에 위치할 수 있다. 물론, 도 1에 도시된 삽입부(120)의 위치는 실시 예를 도시한 것뿐이며, 제1 권선부(210) 및 제2 권선부(220)의 한쪽 끝에 위치될 수도 있고, 또는 코어(110)의 내부에 제2 부재(130)가 삽입되도록 구성될 수도 있다.Here, the
제2 부재(130)는 제1 부재보다 낮은 투자율을 가질 수 있다. 예컨대, 기존의 고압 트랜스(100)는 페라이트로 구성된 코어(110)이며(e.g. ATC HXA 고압 트랜스), 제2 부재(130)는 아크릴, 폴리프로필렌(PP), 폴리옥시메틸렌(POM) 및 폴리에틸렌(PE) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The
적어도 하나 이상의 제2 부재(130)는 고압 트랜스의 반공진 주파수 대역과 엑스선 발생장치의 제어 주파수 대역이 일치하도록 코어(110)의 투자율이 변화되도록 할 수 있다. 여기에서, 제어 주파수는 엑스선량의 질을 결정하는 스위칭 주파수의 n배(n=양의실수) 대역을 의미하며, 스위칭 주파수가 높아짐에 따라 제1 부재로 구성된 코어(110)의 경우 제어주파수 대역이 아닌 다른 주파수 대역에서 최대효율을 가질 수 있다.The at least one
따라서, 높은 스위칭 주파수에서, 기존에 고투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어(110)를 그대로 재활용하면서도, 공진 주파수 대역을 제어 주파수 대역으로 이동시켜 최대 효율을 내도록 할 수 있다. Therefore, at a high switching frequency, the
한편, 기존의 코어(110)에 투자율이 다른 부재를 삽입하는 방법을 도 2를 참조하여 상세히 살펴본다.A method of inserting a member having a different magnetic permeability into an existing
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 다양한 투자율을 갖는 복수의 부재(130, 140)를 적층하여 코어(110)를 재구성하는 일 예를 나타낸 도이다.2 is a diagram illustrating an example in which a plurality of
도 2를 참조하면, 제1 부재로 구성된 코어(110)를 적어도 두 개 이상의 코어부(111, 112)로 분할하고, 제1 코어부(111)에는 제1 투자율을 갖는 제2 부재(130)를 적층하고, 제2 코어부(112)에는 제2 투자율을 갖는 제3 부재(140)를 적층한 뒤, 이를 결합하여 새로운 공진 주파수 대역을 가지는 코어를 다시 제작할 수 있다.2, a
삽입부(120)는 코어(110)가 소정 크기의 갭(GAP)을 가지도록 구성될 수 있으며, 제2 부재(130) 및 제3 부재(140)가 코어(110)에서 대칭으로 삽입부(120)에 적층 되도록 구성될 수 있다.The
한편, 도 2에서는 2개의 다른 투자율을 가진 부재(130, 140)가 코어(110) 중간에 삽입되는 것으로 설명하였지만 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 코어의 내부에 삽입되거나 일측에 부착되는 형태로 구성될 수도 있다.2, the
또한, 코어가 하나의 제1 권선부 및 제2 권선부로 이루어지는 경우뿐 아니라 하나의 제1 권선부 및 복수의 제2 권선부로 이루어지는 경우, 나아가 2X2, 3X3과 같이 병렬로 구성된 경우에도 적용될 수 있다.Further, the present invention can be applied to a case where the core is composed of one first winding portion and a second winding portion as well as one first winding portion and a plurality of second winding portions, and in which the core is formed in parallel such as 2X2 and 3X3.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스 제작방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart showing a method of manufacturing a high-voltage transformer for an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 단계 S301에서, 소정 투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어 및 코어를 통해 자기적으로 연결되는 제1 권선부 및 제2 권선부를 포함하는 고압 트랜스의 공진 주파수가 측정될 수 있다. 여기에서, 소정 투자율은 일반적으로 알려진 물질들보다는 투자율이 높은 물질일 수 있다.Referring to Fig. 3, in step S301, the resonant frequency of the high-voltage transformer including the first winding portion and the second winding portion magnetically coupled through the core and the core constituted by the first member having a predetermined magnetic permeability can be measured . Here, the predetermined permeability may be a material having a higher permeability than generally known materials.
단계 S320에서, 엑스선 발생장치의 선량의 질을 높이기 위해 기존보다 높도록 고압 트랜스의 제어 주파수 대역을 결정할 수 있다. 이때, 기존 제1 부재로 구성된 코어를 포함하는 고압 트랜스는 결정된 제어 주파수 대역이 아닌 다른 주파수 대역에서 최대 효율을 가질 수 있다.In step S320, the control frequency band of the high-voltage transformer can be determined to be higher than the existing one in order to increase the dose quality of the x-ray generator. At this time, the high-voltage transformer including the core composed of the existing first member may have the maximum efficiency in a frequency band other than the determined control frequency band.
단계 S330에서, 제1 부재로 구성된 코어에 적어도 하나의 제2 부재를 삽입하여 반공진 주파수가 제어주파수 대역으로 이동된 고압 트랜스를 제작할 수 있다. 예컨대, 코어를 적어도 두 개 이상의 코어부로 분할하고, 제1 코어부에는 제1 투자율을 갖는 제2 부재를 부착하고, 제2 코어부에는 제2 투자율을 갖는 제3 부재를 부착하고, 제1 코어부와 제2 코어부를 결합하여 고압 트랜스를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.In step S330, at least one second member may be inserted into the core constituted by the first member to manufacture a high-voltage transformer in which the antiresonant frequency is shifted to the control frequency band. For example, the core may be divided into at least two core portions, a second member having a first permeability may be attached to the first core portion, a third member having a second permeability may be attached to the second core portion, And combining the first core portion and the second core portion to manufacture a high-voltage transformer.
도 4a 내지 도 4c는 코어에 삽입되는 부재에 따른 스위칭 주파수 대역의 변화를 나타내는 그래프이다.4A to 4C are graphs showing changes in the switching frequency band according to members inserted into the core.
도 4a는 1차측 권선과 2차측 권선의 비가 10:250인 임의의 고압 트랜스에서의 반공진 주파수를 나타내는 그래프를 나타낸다. 한편, 선량의 질을 높이기 위해 최소 요구되는 최소 스위칭 주파수(400)가 62.5kHz로 요구되면, 도 4a에 도시된 고압 트랜스의 효율을 높이기 위해 코어보다 낮은 투자율을 갖는 제1 부재를 삽입할 필요가 있다.4A is a graph showing the antiresonance frequency in any high-voltage transformer with a ratio of primary winding to secondary winding of 10: 250. On the other hand, if the minimum required minimum switching frequency (400) is required to be 62.5 kHz for increasing the quality of the dose, it is necessary to insert a first member having a permeability lower than that of the core in order to increase the efficiency of the high- have.
도 4b는 권선비는 여전히 10:250으로 유지하면서 제1 부재를 삽입한 고압 트랜스의 공진 주파수를 도시한 것이다. 예컨대, 1mm의 아크릴을 삽입한 경우, 공진 주파수 대역이 57.5kHz 위치로 이동한 것을 알 수 있다. 하지만, 여전히 최소 스위칭 주파수(400)를 만족시키지 못해 고압 트랜스의 효율을 높이기 위해 공진 주파수를 조금 더 이동시킬 필요가 있다.4B shows the resonance frequency of the high-voltage transformer in which the first member is inserted while the turns ratio is still maintained at 10: 250. For example, when 1 mm of acrylic is inserted, it can be seen that the resonance frequency band has moved to the 57.5 kHz position. However, since the minimum switching frequency (400) still can not be satisfied, it is necessary to further move the resonance frequency to increase the efficiency of the high-voltage transformer.
따라서, 도 4c는 권선비는 여전히 10:250으로 유지하면서 제1 부재 및 제2 부재를 삽입한 고압 트랜스의 공진 주파수를 도시한다. 예컨대, 1mm의 아크릴에 0.4mm의 PE를 삽입하여 공진 주파수 대역이 67.5kHz 위치로 이동한 것을 볼 수 있다. 따라서 스위칭 주파수 역시 67.5kHz로 조절함으로써 고압 트랜스가 높은 선량의 질을 가지면서도 높은 효율을 가지도록 조절할 수 있다. 아울러, 기존에 사용하던 고압 트랜스를 이용할 수 있으며 또한 공정이 비교적 간단하여 엑스선 발생장치의 개발시간 및 비용을 절감할 수도 있게 된다.4c shows the resonant frequency of the high-voltage transformer in which the first member and the second member are inserted while the turns ratio is still maintained at 10: 250. For example, it can be seen that the resonance frequency band is shifted to the 67.5 kHz position by inserting 0.4 mm of PE into acrylic of 1 mm. Therefore, by adjusting the switching frequency to 67.5kHz, the high-voltage transformer can be adjusted to have high efficiency with high dose quality. In addition, the existing high pressure transformer can be used, and the process is relatively simple, thereby reducing the development time and cost of the X-ray generator.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 엑스선 발생 장치(500)를 설명한다. 도 5에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 이하에서 생략된 내용이더라도, 도 1 내지 도 4와 관련하여 기술된 내용은 도 5에 도시된 엑스선 발생장치(500)를 통해 수행될 수 있다.Hereinafter, an
도 5를 참조하면, 엑스선 발생 장치(500)는 정류회로(510), 고전압발생장치(520), 고전압 제어회로(530), 엑스선관(540) 및 필라멘트구동회로(550)을 포함할 수 있다.5, the
정류회로(510)는 일반적으로 교류입력을 정류하여 고전압발생장치(520)에 필요한 DC 링크를 만들 수 있다. The
엑스선 발생 장치(500)는 고전압 발생장치(520)를 통해 엑스선관(540)의 양극과 음극에 고전압을 인가하고, 필라멘트 구동회로(550)를 통해 엑스선관(540)의 음극 필라멘트에 전류를 공급함으로써 엑스선을 발생시킬 수 있다.The
고전압 발생장치(520)는 인버터(521), 고압 트랜스(522) 및 배압회로(523)를 포함할 수 있다.The high
우선, 정류회로(510)를 지나 DC 링크 커패시터에 충전된 전압은 인버터(521)를 통해 교류로 바뀌게 된다. 이 경우, 입력 전원이 DC이므로 인버터(521)의 출력전압 자체는 구형파를 띠게 된다.First, the voltage charged in the DC link capacitor after passing through the rectifying
고압 트랜스(522)는 설정된 스위칭 주파수에 따라 동작되어 승압된 출력전압을 배압회로(523)로 인가한다. 배압회로(523)는 다수의 다이오드 및 커패시터로 구성되며 고압 트랜스 출력단에 병렬로 배치될 수 있다. 따라서 인가된 고압 트랜스의 출력을 단계별로 승아 및 DC 전압으로 변환하며, 2배압, 8배압 등으로 동작하여 출력전압을 만들고 이를 엑스선관(540)에 인가할 수 있다.The
고압 트랜스(522)는 반공진 성질을 가지는데 배압회로(523)역시 커패시터 성분이 병렬로 배치되어 있어 함께 반공진 성질을 가지게 된다. 따라서, 공진 주파수와 고압 트랜스(522)의 스위칭 주파수를 일치시킬 때 비로소 출력 효율이 좋은 고전압 발생장치(520)를 설계할 수 있게 된다.The high-
이상과 같은 엑스선 발생 장치용 고압 트랜스 및 그 제조방법은, 다른 투자율을 갖는 재질을 기존 코어 중간에 삽입하여 전체 투자율을 가변시키고 이로 인해 발생하는 반공진 주파수 대역을 제어주파수 대역으로 이동시켜 엑스선 발생 장치가 최대효율을 갖게 할 수 있다. 예컨대, 코어의 투자율이 조절되면 같은 회로 같은 전류에서도 전체적인 자속이 변하게 되고, 그로 인해 인덕턴스 또한 변하게 된다. 인덕턴스의 변화는 공진 주파수의 변화를 가져오게 되므로, 이를 이용하면, 스위칭 주파수에서 무효전력이 최소가 되도록 할 수 있다.The high-voltage transformer for a x-ray generator and the method of manufacturing the same as described above are characterized in that a material having a different magnetic permeability is inserted in the middle of the existing core to vary the total magnetic permeability and move the antiresonant frequency band generated thereby to the control frequency band, The maximum efficiency can be obtained. For example, if the magnetic permeability of the core is adjusted, the overall magnetic flux is changed even in the same circuit current, thereby changing the inductance. The change in inductance leads to a change in the resonance frequency, so that it is possible to minimize the reactive power at the switching frequency.
한편, 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예컨대, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. There will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
110 : 제1 부재로 구성된 코어
120 : 삽입부
130 : 제2 부재
140 : 제3 부재
210 : 제1 권선부
220 : 제2 권선부110: core composed of first member
120:
130: second member
140: third member
210: first winding section
220: 2nd winding section
Claims (11)
제1 투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어, 상기 코어를 통해 자기적으로 연결되는 제1 권선부 및 제2 권선부를 포함하는 고압 트랜스의 공진 주파수를 측정하는 단계;
측정된 공진 주파수의 n(n은 1보다 큰 양의 실수)배의 크기를 갖도록 상기 고압 트랜스의 제어 주파수 대역을 결정하는 단계; 및
상기 제1 부재로 구성된 코어에 상기 제1 투자율과 상이한 제2 투자율을 갖는 제2 부재를 삽입하여 상기 공진 주파수를 상기 제어주파수 대역으로 이동시킨 고압 트랜스를 제작하는 단계를 포함하는 고압 트랜스 제작방법.A method of manufacturing a high-voltage transformer for an X-ray generator,
Measuring a resonant frequency of a high voltage transformer including a core composed of a first member having a first permeability, a first winding portion magnetically connected through the core, and a second winding portion;
Determining a control frequency band of the high-voltage transformer to have a magnitude n of the measured resonance frequency (n is a positive real number greater than 1) times; And
And inserting a second member having a second permeability different from the first permeability into a core composed of the first member to manufacture the high-voltage transformer in which the resonance frequency is shifted to the control frequency band.
상기 제어주파수 대역은 엑스선량의 질을 높이기 위해 결정된 것이며, 상기 제1 부재로 구성된 코어를 포함하는 고압 트랜스는 상기 제어 주파수 대역이 아닌 다른 주파수 대역에서 최대 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스 제작방법.The method according to claim 1,
Wherein the control frequency band is determined to enhance the quality of the X-ray dose, and the high-voltage transformer including the core composed of the first member has a maximum output in a frequency band other than the control frequency band. .
상기 코어를 적어도 두 개 이상의 코어부로 분할하되, 제1 코어부에는 제1 투자율을 갖는 상기 제2 부재를 부착하고, 제2 코어부에는 제2 투자율을 갖는 제3부재를 부착하는 단계와, 상기 제1 코어부 및 제2 코어부를 결합하여 고압 트랜스를 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스 제작방법.The method according to claim 1,
Attaching a second member having a first permeability to the first core portion and attaching a third member having a second permeability to the second core portion by dividing the core into at least two or more core portions, Further comprising the step of assembling the first core portion and the second core portion to fabricate a high-voltage transformer.
상기 제어 주파수 대역은 상기 고압 트랜스의 스위칭 주파수 대역의 정수배인 것을 특징으로 하는 고압 트랜스 제작방법.The method according to claim 1,
Wherein the control frequency band is an integral multiple of the switching frequency band of the high-voltage transformer.
제1 투자율을 가진 제1 부재로 구성된 코어;
상기 코어의 일측에 권선되는 제1 권선부;
상기 코어의 타측에 권선되어 상기 제1 권선부와 자기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 제2 권선부; 및
상기 코어의 일 부분에 상기 제1 투자율과 상이한 제2 투자율을 갖는 제2 부재가 삽입될 수 있도록 마련되는 삽입부를 포함하며,
상기 제2 부재는 상기 고압 트랜스의 반공진 주파수 대역과 상기 엑스선 발생장치의 제어 주파수 대역이 일치하도록 상기 코어의 투자율을 변화시키는 고압 트랜스.In a high-voltage transformer for an X-ray generator,
A core composed of a first member having a first permeability;
A first winding portion wound on one side of the core;
At least one second winding portion wound on the other side of the core and magnetically connected to the first winding portion; And
And a second member having a second permeability different from the first permeability is inserted into a portion of the core,
Wherein the second member changes the magnetic permeability of the core such that the anti-resonance frequency band of the high-voltage transformer coincides with the control frequency band of the X-ray generator.
상기 삽입부는 상기 제1 권선부 및 제2 권선부 내에 위치하고, 상기 제2 부재가 상기 코어에서 대칭으로 적층되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스.The method of claim 5,
Wherein the inserting portion is located in the first winding portion and the second winding portion, and the second member is configured to be laminated symmetrically on the core.
상기 삽입부는 상기 코어가 소정 크기의 갭(GAP)을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스.The method of claim 5,
Wherein the inserting portion is configured such that the core has a predetermined gap (GAP).
상기 제어 주파수 대역은 상기 고압 트랜스의 스위칭 주파수의 정수배인 것을 특징으로 하는 고압 트랜스.The method of claim 5,
Wherein the control frequency band is an integral multiple of the switching frequency of the high-voltage transformer.
상기 제2 부재는 상기 제1 부재보다 낮은 투자율을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스.The method of claim 5,
Wherein the second member has a lower permeability than the first member.
상기 제2 부재는 아크릴, 폴리프로필렌(PP), 폴리옥시메틸렌(POM) 및 폴리에틸렌(PE) 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 트랜스.The method of claim 5,
Wherein the second member is made of at least one of acrylic, polypropylene (PP), polyoxymethylene (POM), and polyethylene (PE).
상기 고전압 발생장치를 제어하기 위한 고전압 제어회로; 및
엑스선을 발생시키는 엑스선관을 포함하는 엑스선 발생장치.A high voltage generating device including the high voltage transformer of claim 5;
A high voltage control circuit for controlling the high voltage generating device; And
An x-ray generator comprising an x-ray tube for generating an x-ray.
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