KR102052922B1 - High energy output breaker for long pulsed laser device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a high energy output cut-off device for a long pulse laser, and more particularly, to a high energy output cut-off device for a long pulse laser capable of cutting off the supply of electric energy to a switching device when the switching device is damaged by a fire so as to prevent the irradiation of a high energy laser beam. According to the present invention, a medical accident can be prevented by cutting off the supply of electric energy to the switching device when the switching device is damaged by a fire. The high energy output cut-off device for a long pulse laser comprises: a power part; a capacitor; a switching device; a cut-off part; a laser lamp; a controller part; and a current measurement sensor.

Description

롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치 {High energy output breaker for long pulsed laser device}High energy output breaker for long pulsed laser device

본 발명은 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위칭 소자가 소손되었을 경우에 스위칭 소자로의 전기에너지의 공급을 차단하여 고에너지의 레이저광이 조사되는 것을 방지할 수 있는 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high energy output cut-off device for a long pulse laser, and more particularly, when the switching element is burned out, the supply of electrical energy to the switching element can be blocked to prevent the irradiation of high energy laser light. A high energy output interruption device for a long pulse laser.

레이저 조사 장치는 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 특히 의료용으로 많이 사용되고 있는 엔디야그(Nd:YAG) 또는 알렉산드라(Alexandrite) 레이저 조사장치는 크리스탈 결정을 고압 섬광 방전관으로 활성화 시켜 1064nm, 755nm의 근적외선 영역에 속하는 파장의 레이저광을 조사한다.Laser irradiation apparatuses are widely used in various fields. Especially, Nd: YAG or Alexandrite laser irradiation apparatuses, which are widely used for medical purposes, activate crystal crystals with high-pressure scintillation discharge tubes in the near-infrared region of 1064nm and 755nm. Irradiate the laser beam of the wavelength belonging.

이러한 1064nm, 755nm 파장의 롱 펄스 레이저(Long pulsed laser)는 비교적 긴 조사 시간을 갖고 적은 에너지를 가지므로 영구 제모, 안면 혈관 확장증, 정맥 혈관 확장증 등 혈관 치료에 이용되고, 비 침습적 안면피부 재생술에도 폭 넓게 이용되고 있다.The long pulsed lasers of 1064nm and 755nm wavelengths have relatively long irradiation time and have little energy, so they are used for vascular treatment such as permanent hair removal, facial vasodilation, and venous vasodilation, and are also widely used for non-invasive facial skin regeneration. It is widely used.

한편, 롱 펄스 레이저에는 GTO, IGBT와 같은 고속 스위칭 소자가 사용되는데, 상기 스위칭 소자는 온/오프 동작을 통하여 레이저램프로 전달되는 전기에너지의 크기를 소정의 범위내로 제어하여 출력하는 역할을 한다.On the other hand, a high-speed switching device such as GTO, IGBT is used for the long pulse laser, the switching device serves to control the output of the electrical energy delivered to the laser lamp within a predetermined range through the on / off operation.

예를 들어, IGBT, GTO와 같은 스위칭 소자를 사용한 경우, 스위칭 소자의 입력부에 약 수백J의 전기에너지가 전달되더라도, 스위 칭소자의 스위칭 동작에 의하여 스위칭 소자의 출력부에서는 약 20J의 전기에너지만이 출력될 수 있다. 약 20J의 전기에너지는 레이저 조사시 인체에 안전한(스팟사이즈별 상이) 범위 내에 있다.For example, in the case of using a switching element such as IGBT or GTO, even if several hundred J of electrical energy is transferred to the input of the switching element, only about 20 J of electrical energy is output at the output of the switching element due to the switching operation of the switching element. Can be output. The electrical energy of about 20 J is within a range that is safe for humans (different by spot size) upon laser irradiation.

만약, 이러한 스위칭 소자가 소손되었을 경우에, 약 수백,수천J의 고에너지가 스위칭 소자의 출력부를 통하여 출력되는데, 이러한 고에너지가 레이저램프에서 빛에너지로 변환되어 인체로 조사되면, 피부 조직에 심각한 손상을 일으키게 되는 문제점이 있다.If the switching element is burned out, high energy of about hundreds and thousands of J is output through the output of the switching element. When the high energy is converted into light energy from the laser lamp and irradiated to the human body, the skin tissue is severely damaged. There is a problem that causes damage.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 본 출원인은 스위칭 소자가 소손되었을 경우에 스위칭 소자로의 전기에너지의 공급을 차단하는 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치를 연구개발하게 된 것이다.In order to overcome the above problems, the present inventors have been researching and developing a high-energy output blocking device for long pulse laser to cut off the supply of electrical energy to the switching element when the switching element is burned out.

등록특허 제10-1254246호 (2013.04.08.)Registered Patent No. 10-1254246 (2013.04.08.)

본 발명은 스위칭 소자가 소손되었을 경우에 스위칭 소자로의 전기에너지의 공급을 차단하는 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high energy output interruption device for a long pulse laser that interrupts the supply of electrical energy to the switching element when the switching element is burned out.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 컨트롤러부(100)와, 출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기(300)에 충전시키는 전원부(200)와, 스위칭소자(600)에 충전된 전기에너지를 공급하는 축전기(300)와, 축전기(300)로부터 공급받은 전기에너지의 크기를 소정의 범위 내로 제어하여 레이저램프(700)에 공급하는 스위칭소자(600)와, 축전지(300)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 컨트롤러부(100)의 차단신호전송부(150)로부터 차단신호(F)를 전송받아 스위칭소자(600)로의 전기에너지 공급을 차단하는 차단부(400)와, 차단부(400)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 스위칭소자(600)에 전송된 스위칭신호(A)를 피드백받아 피드백신호(B)를 컨트롤러부(100)의 비교검출부(120)에 전송하는 전류측정센서(500)와, 스위칭소자(600)로부터 공급받은 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(700)를 포함하되, 상기 컨트롤러부(100)는 비교검출부(120) 및 스위칭소자(600)에 스위칭신호(A)를 전송하는 제어신호전송부(110)와, 제어신호전송부(110)로부터 전송받은 스위칭신호(A)와 전류측정센서(500)로부터 전송받은 피드백신호(B)의 온/오프 일치여부를 시간구간별로 비교하고, 불일치하는 경우 비교검출신호(C)를 평활부(130)에 전송하는 비교검출부(120)와, 상기 비교검출부(120)로부터 전송받은 비교검출신호(C)를 구형파인 평활신호(D)로 변환하고, 상기 평활신호(D)를 판단부(140)에 전송하는 평활부(130)와, 상기 평활부(130)로부터 전송받은 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기설정된 기준시간구간을 초과하는 경우 온신호(E)를 차단신호전송부(150)에 전송하는 판단부(140)와, 판단부(140)로부터 온신호(E)를 전송받은 경우 차단부(400)에 차단신호(F)를 전송하는 차단신호전송부(150)를 포함하고, 상기 평활부(130)는 슈미트 트리거(Schmitt trigger)로 구성되고, 상기 차단부(400)는 GTO, SCR 또는 TRIAC 중 어느 하나로 구성되고, 상기 스위칭소자(600)는 IGBT 또는 GTO 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치를 제시한다.In order to achieve the above object, in the present invention, the controller unit 100, the power supply unit 200 for charging the electric energy corresponding to the output energy to the capacitor 300, and the electricity charged in the switching element 600 A capacitor 300 for supplying energy, a switching element 600 for controlling the magnitude of the electric energy supplied from the capacitor 300 within a predetermined range, and supplying the laser lamp 700 to the laser lamp 700, and the battery 300 and the switching element. Is formed between the 600, the blocking unit 400 for receiving the blocking signal (F) from the blocking signal transmission unit 150 of the controller unit 100 to block the supply of electrical energy to the switching device 600, and blocking Is formed between the unit 400 and the switching device 600, the feedback signal (B) is transmitted to the comparison detection unit 120 of the controller unit 100 by receiving a feedback of the switching signal (A) transmitted to the switching device 600 Electric energy supplied from the current measuring sensor 500 and the switching element 600 It includes a laser lamp 700 for converting the light energy, the controller unit 100 and the control signal transmitter 110 for transmitting a switching signal (A) to the comparison detection unit 120 and the switching device 600 and When the switching signal (A) received from the control signal transmission unit 110 and the feedback signal (B) received from the current measurement sensor 500 is matched on or off for each time interval, and if there is a mismatch comparison detection signal Comparing detection unit 120 for transmitting (C) to the smoothing unit 130, and the comparison detection signal (C) received from the comparison detection unit 120 is converted into a smooth signal (D) of a square wave, the smoothing signal ( The smoothing unit 130 transmitting the D) to the determination unit 140, and the ON signal when the time interval at which the smoothing signal D received from the smoothing unit 130 is turned on exceeds a preset reference time interval. Determination unit 140 for transmitting the E) to the blocking signal transmission unit 150, and when the on signal (E) received from the determination unit 140 And a blocking signal transmission unit 150 for transmitting the blocking signal F to the end 400, wherein the smoothing unit 130 is configured as a Schmitt trigger, and the blocking unit 400 is a GTO, It is composed of any one of the SCR or TRIAC, the switching element 600 proposes a high energy output cut-off device for a long pulse laser, characterized in that composed of any one of IGBT or GTO.

본 발명에 따르면, 스위칭 소자가 소손되었을 경우에 스위칭 소자로의 전기에너지의 공급을 차단함으로써 의료사고 발생을 막을 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, when the switching element is burned out, there is an advantage of preventing the occurrence of a medical accident by cutting off the supply of electrical energy to the switching element.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치의 전체 구성도이다.
도 2는 스위칭 소자가 정상적으로 동작하는 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이다.
도 3은 스위칭 소자가 소손된 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이다.
도 4는 판단부의 처리과정을 나타내는 블록도이다.1 is an overall configuration diagram of a high energy output interruption device for a long pulse laser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating waveform graphs of the switching signal A, the feedback signal B, the comparison detection signal C, and the smoothing signal D according to time intervals when the switching element operates normally.
3 is a diagram illustrating waveform graphs of the switching signal A, the feedback signal B, the comparison detection signal C, and the smoothing signal D for each time interval when the switching element is burned out.
4 is a block diagram illustrating a process of a determination unit.

이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention should be grasped by the claims. In addition, description of the well-known art which obscures the summary of this invention is abbreviate | omitted.

본 발명은 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위칭 소자가 소손되었을 경우에 스위칭 소자로의 전기에너지의 공급을 차단하여 고에너지의 레이저광이 조사되는 것을 방지할 수 있는 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high energy output cut-off device for a long pulse laser, and more particularly, when the switching element is burned out, the supply of electrical energy to the switching element can be blocked to prevent the irradiation of high energy laser light. A high energy output interruption device for a long pulse laser.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치의 전체 구성도이고, 도 2는 스위칭 소자가 정상적으로 동작하는 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이고, 도 3은 스위칭 소자가 소손된 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이고, 도 4는 판단부의 처리과정을 나타내는 블록도이다.1 is an overall configuration diagram of a high-energy output interruption device for a long pulse laser according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a switching signal (A), feedback signal (B) for each time interval when the switching element is operating normally And a waveform graph of the comparison detection signal (C) and the smoothing signal (D), and FIG. 3 shows the switching signal (A), the feedback signal (B), and the comparison detection signal (B) for each time interval when the switching element is burned out. C) is a diagram showing a waveform graph of the smoothing signal D, and FIG. 4 is a block diagram showing a process of the determination unit.

본 발명의 실시예에 따른 롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 컨트롤러부(100), 전원부(200), 축전기(300), 차단부(400), 전류측정센서(500), 스위칭소자(600), 레이저램프(700)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a long pulse laser high energy output blocking device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a controller unit 100, a power supply unit 200, a capacitor 300, a blocking unit 400, and a current measuring sensor. 500, a switching device 600, and a laser lamp 700 are configured.

전원부(200)는 출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기(300)에 충전시키는 역할을 하고, 축전기(300)는 스위칭소자(600)에 충전된 전기에너지를 공급하는 역할을 하고, 레이저램프(700)는 스위칭소자(600)로부터 공급받은 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 역할을 한다.The power supply unit 200 serves to charge the electrical energy corresponding to the output energy to the capacitor 300, the capacitor 300 serves to supply the charged electrical energy to the switching device 600, the laser lamp ( 700 converts electrical energy supplied from the switching device 600 into light energy.

스위칭소자(600)에 대해 설명한다. 스위칭소자(600)는 스위칭 동작을 통하여 축전기(300)로부터 공급받은 전기에너지의 크기를 소정의 범위내로 제어하여 레이저램프(700)에 공급하는 역할을 한다. 여기서, 스위칭 동작이란 온/오프를 반복하는 동작을 말한다. 스위칭소자(600)의 스위칭 동작은 컨트롤러부(100)의 제어신호전송부(110)로부터 전송받은 스위칭신호(A)에 의하여 이루어진다. The switching element 600 will be described. The switching device 600 controls the magnitude of the electric energy supplied from the capacitor 300 through a switching operation to a predetermined range and supplies the laser lamp 700 to the laser lamp 700. Here, the switching operation refers to an operation of repeating on / off. The switching operation of the switching device 600 is performed by the switching signal A received from the control signal transmission unit 110 of the controller unit 100.

상기 스위칭소자(600)는 스위칭 동작이 대략 500μs에서 300 ms 사이로 이루어지는 IGBT, GTO와 같은 소자를 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 구속되는 것은 아니다.The switching device 600 preferably uses devices such as IGBT and GTO in which a switching operation is performed between approximately 500 μs and 300 ms, but is not necessarily limited thereto.

예를 들어, IGBT, GTO와 같은 스위칭소자(600)를 사용한 경우, 스위칭소자(600)의 입력부에 약 1000J의 전기에너지가 전달되더라도, 스위칭소자(600)의 스위칭 동작에 의하여 스위칭소자(600)의 출력부에서는 약 20J의 전기에너지만이 출력될 수 있다. 약 20J의 전기에너지는 레이저 조사시 인체에 안전한 범위 내에 있다.For example, in the case of using the switching device 600 such as IGBT and GTO, even if about 1000 J of electrical energy is transferred to the input of the switching device 600, the switching device 600 by the switching operation of the switching device 600 Only about 20J of electrical energy can be output from the output of the. About 20J of electrical energy is within a safe range for human beings upon laser irradiation.

만약, 이러한 스위칭소자(600)가 소손되었을 경우에, 약 1000J의 고에너지가 스위칭소자(600)의 출력부를 통하여 출력되는데, 이러한 고에너지가 레이저램프에서 빛에너지로 변환되어 인체로 조사되면, 피부 조직에 심각한 손상을 일으키게 되는 문제점이 있다.If the switching device 600 is burned out, high energy of about 1000J is output through the output of the switching device 600. When the high energy is converted into light energy from the laser lamp and irradiated to the human body, the skin There is a problem that causes serious damage to the tissue.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 차단부(400)를 두어 스위칭소자(600)가 소손되었을 경우에, 스위칭소자(600)로의 전기에너지의 공급을 차단하여 고에너지의 레이저광이 조사되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.In order to solve the above problems, in the present invention, when the switching device 600 is burned out by the blocking unit 400, the high energy laser light is irradiated by blocking the supply of electrical energy to the switching device 600. It can be prevented.

차단부(400)에 대해 설명한다. 차단부(400)는 축전지(300)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 컨트롤러부(100)의 차단신호전송부(150)로부터 차단신호(F)를 전송받아 스위칭소자(600)에 전기에너지 공급을 차단하는 역할을 한다.The blocking unit 400 will be described. The blocking unit 400 is formed between the battery 300 and the switching device 600, and receives the blocking signal F from the blocking signal transmission unit 150 of the controller unit 100 to supply the switching device 600 with electricity. It serves to cut off the energy supply.

스위칭소자(600)가 소손되었을 경우에, 수백 μs 내에 레이저를 차단해야 의료사고의 발생을 방지할 수 있으므로, 차단부(400)는 GTO, SCR, TRIAC과 같은 스위칭 동작 전용의 대전력 반도체 소자를 사용하는 것이 바람직하다.When the switching device 600 is burned out, since the laser must be blocked within several hundred μs to prevent the occurrence of a medical accident, the blocking unit 400 is a high power semiconductor device dedicated to switching operations such as GTO, SCR, and TRIAC. It is preferable to use.

전류측정센서(500)에 대해 설명한다. 전류측정센서(500)는 차단부(400)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 스위칭소자(600)에 전송된 스위칭신호(A)를 피드백받아 피드백신호(B)를 컨트롤러부(100)의 비교검출부(120)에 전송하는 역할을 한다.The current measuring sensor 500 will be described. The current measuring sensor 500 is formed between the blocking unit 400 and the switching device 600, the feedback signal (B) is fed back to the switching signal (A) transmitted to the switching device 600, the controller unit 100 It serves to transmit to the comparison detection unit 120.

피드백신호(B)는 후술할 컨트롤러부(100)에서 스위칭신호(A)와의 온/오프 일치여부를 비교하는 과정을 거치게 된다.The feedback signal B is subjected to a process of comparing on / off matching with the switching signal A in the controller unit 100 to be described later.

컨트롤러부(100)에 대해 설명한다. 컨트롤러부(100)는 제어신호전송부(110), 비교검출부(120), 평활부(130), 판단부(140), 차단신호전송부(150)를 포함하여 구성된다.The controller unit 100 will be described. The controller unit 100 includes a control signal transmitter 110, a comparison detector 120, a smoothing unit 130, a determination unit 140, and a blocking signal transmission unit 150.

제어신호전송부(110)에 대해 설명한다. 제어신호전송부(110)는 스위칭소자(600)에 스위칭신호(A)를 전송하는 역할을 한다. 스위칭소자(600)의 스위칭 주기는 스위칭신호(A)의 주기에 대응된다.The control signal transmission unit 110 will be described. The control signal transmitter 110 transmits the switching signal A to the switching device 600. The switching period of the switching device 600 corresponds to the period of the switching signal (A).

비교검출부(120)에 대해 설명한다. 비교검출부(120)는 제어신호전송부(110)로부터 전송받은 스위칭신호(A)와 전류측정센서(500)로부터 전송받은 피드백신호(B)의 온/오프 일치여부를 시간구간별로 비교하고, 불일치하는 경우 비교검출신호(C)를 평활부(130)에 전송하는 역할을 한다.The comparison detection unit 120 will be described. The comparison detector 120 compares the switching signal A transmitted from the control signal transmitter 110 with the feedback signal B transmitted from the current measurement sensor 500 on / off for each time interval, and inconsistency. In this case, the comparison detection signal C serves to transmit the smoothing unit 130.

피드백신호(B)는 스위칭신호(A)에 비하여 소정시간 지연되어 출력된다. 따라서, 소정의 시간구간에는 스위칭신호(A)가 온, 피드백신호(B)가 오프가 될 수 있고, 또는 반대로 될 수 있다. 이러한 소정의 시간구간에 비교검출신호(C)가 출력되는 것이다. The feedback signal B is output with a predetermined time delay compared to the switching signal A. FIG. Accordingly, the switching signal A may be turned on, the feedback signal B may be turned off, or vice versa, in a predetermined time period. The comparison detection signal C is output in this predetermined time period.

도 2는 스위칭 소자가 정상적으로 동작하는 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating waveform graphs of the switching signal A, the feedback signal B, the comparison detection signal C, and the smoothing signal D according to time intervals when the switching element operates normally.

도 2를 참조하여, T1~T5의 시간구간 동안에 비교검출신호(C)가 출력되는 구간을 예로 들어 설명한다.Referring to FIG. 2, an example in which the comparison detection signal C is output during the time periods T1 to T5 will be described.

T1~T2 구간은 스위칭신호(A)가 온이고, 피드백신호(B)가 오프이므로 비교검출부(120)는 비교검출신호(C)를 출력한다. In the periods T1 to T2, since the switching signal A is on and the feedback signal B is off, the comparison detection unit 120 outputs the comparison detection signal C.

T2~T4 구간은 스위칭신호(A)가 온이고, 피드백신호(B)가 온이므로 비교검출부(120)는 비교검출신호(C)를 출력하지 않는다.In the period T2 to T4, since the switching signal A is on and the feedback signal B is on, the comparison detection unit 120 does not output the comparison detection signal C.

T4~T5 구간은 스위칭신호(A)가 오프이고, 피드백신호(B)가 온이므로 비교검출부(120)는 비교검출신호(C)를 출력한다.In the periods T4 to T5, since the switching signal A is off and the feedback signal B is on, the comparison detection unit 120 outputs the comparison detection signal C.

평활부(130)에 대해 설명한다. 평활부(130)는 비교검출부(120)로부터 전송받은 비교검출신호(C)를구형파인 평활신호(D)로 변환하고, 상기 평활신호(D)를 판단부(140)에 전송하는 역할을 한다. 상기 평활부(130)로서 슈미트 트리거(Schmitt trigger)를 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 구속되는 것은 아니다.The smoothing part 130 is demonstrated. The smoothing unit 130 converts the comparison detection signal C received from the comparison detecting unit 120 into a smoothing signal D, which is a square wave, and transmits the smoothing signal D to the determination unit 140. . It is preferable to use a Schmitt trigger as the smoothing unit 130, but is not necessarily limited thereto.

만약, 비교검출신호(C)가 후술할 판단부(140)에 그대로 입력되면, 판단부(140)에서는 비교검출신호(C)를 읽어들이는 과정에서 오동작이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 오동작을 방지하기 위하여 평활부(130)에서 비교검출신호(C)를 필터링하여 구형파인 평활신호(D)로 변환하는 과정을 거친다.If the comparison detection signal C is input directly to the determination unit 140 to be described later, the determination unit 140 may cause a malfunction in the process of reading the comparison detection signal C. Therefore, in order to prevent such a malfunction, the smoothing unit 130 undergoes a process of filtering the comparative detection signal C and converting it into a smooth signal D, which is a square wave.

판단부(140)에 대해 설명한다. 판단부(140)는 평활부(130)로부터 전송받은 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기설정된 기준시간구간을 초과하는 경우, 온신호(E)를 차단신호전송부(150)에 전송하는 역할을 한다.The determination unit 140 will be described. The determination unit 140 transmits the on-signal E to the blocking signal transmission unit 150 when the time interval during which the smoothing signal D received from the smoothing unit 130 is turned on exceeds the preset reference time interval. It plays a role.

상기 기준시간구간은 메모리(160)에 저장된 시간구간으로서, 스위칭소자(600)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에 평활신호(D)가 ON되는 시간구간에 대응되는 구간이다. 기준시간구간은 주기적으로 반복하여 형성된다.The reference time section is a time section stored in the memory 160 and corresponds to a time section in which the smoothing signal D is turned on when the switching device 600 operates normally. The reference time interval is formed periodically and repeatedly.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 기준시간구간은 T1~T3구간, T4~T6구간, T7~T9구간, T10~T12구간에 형성되어 있다. 기준시간구간의 시간간격은 평활신호(D)의 시간간격보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.2 to 3, reference time intervals are formed in sections T1 to T3, sections T4 to T6, sections T7 to T9, and sections T10 to T12. The time interval of the reference time interval is preferably formed slightly larger than the time interval of the smoothing signal (D).

차단신호전송부(150)에 대해 설명한다. 차단신호전송부(150)는 판단부(140)로부터 온신호(E)를 전송받은 경우에 차단부(400)에 차단신호(F)를 전송하는 역할을 한다.The blocking signal transmission unit 150 will be described. The blocking signal transmitting unit 150 transmits the blocking signal F to the blocking unit 400 when the blocking signal 400 is received from the determination unit 140.

도 2는 스위칭 소자가 정상적으로 동작하는 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이고, 도 3은 스위칭 소자가 소손된 경우에 시간구간별로 스위칭신호(A), 피드백신호(B), 비교검출신호(C), 평활신호(D)의 파형 그래프를 나타내는 도면이고, 도 4는 판단부의 처리과정을 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating waveform graphs of a switching signal A, a feedback signal B, a comparison detection signal C, and a smoothing signal D according to time intervals when the switching device operates normally, and FIG. 4 is a diagram illustrating waveform graphs of the switching signal A, the feedback signal B, the comparison detection signal C, and the smoothing signal D for each time interval when the element is burned out, and FIG. It is a block diagram.

스위칭소자(600)가 정상적으로 동작하는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기준시간구간을 초과하지 않는다. 예를 들어, 평활신호(D)가 ON되는 첫 번째 시간구간(T1~T2)은 첫 번째 기준시간구간(T1~T3)을 초과하지 않고, 평활신호(D)가 ON되는 두 번째 시간구간(T4~T5)은 두 번째 기준시간구간(T4~T6)을 초과하지 않는다.When the switching device 600 operates normally, as shown in FIG. 2, the time interval in which the smoothing signal D is turned on does not exceed the reference time interval. For example, the first time interval T1 to T2 when the smoothing signal D is turned on does not exceed the first reference time interval T1 to T3 and the second time interval when the smoothing signal D is turned ON ( T4 ~ T5) do not exceed the second reference time interval (T4 ~ T6).

따라서, 판단부(140)는 차단신호전송부(150)로 온신호(E)를 전송하지 않고, 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기준시간구간을 초과하는지 여부를 각 기준시간구간별로 반복하여 판단한다(도 4 참조).Accordingly, the determination unit 140 does not transmit the on-signal E to the cutoff signal transmission unit 150, and determines whether the time interval in which the smoothing signal D is turned on exceeds the reference time interval for each reference time interval. Judgment is repeated (see FIG. 4).

스위칭소자(600)가 소손된 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 평활신호(D)가 ON되는 첫 번째 시간구간(T1~T2)은 첫 번째 기준시간구간(T1~T3)을 초과하지 않으나, 평활신호(D)가 ON되는 두 번째 시간구간(T4~T7)은 두 번째 기준시간구간(T4~T6)을 초과한다.When the switching device 600 is burned out, as shown in FIG. 3, the first time interval T1 to T2 when the smoothing signal D is turned on does not exceed the first reference time interval T1 to T3. , The second time interval T4 to T7 at which the smoothing signal D is turned on exceeds the second reference time interval T4 to T6.

따라서, 판단부(140)는 평활신호(D)가 두 번째 기준시간구간(T4~T6)을 초과하는 시점(T6)에 차단신호전송부(150)로 온신호(E)를 전송한다(도 4 참조). 그리고, 차단신호전송부(150)는 차단부(400)로 차단신호(F)를 전송함으로써, 차단부(400)에 의하여 스위칭소자(600)의 전기에너지 공급을 차단된다.Accordingly, the determination unit 140 transmits the on-signal E to the blocking signal transmission unit 150 at the time T6 when the smoothing signal D exceeds the second reference time interval T4 to T6 (FIG. 4). In addition, the blocking signal transmission unit 150 transmits the blocking signal F to the blocking unit 400 to block the supply of electrical energy to the switching device 600 by the blocking unit 400.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes within the scope not departing from the technical spirit of the present invention are common in the art. It will be apparent to those who have knowledge.

100 : 컨트롤러부
110 : 제어신호전송부
120 : 비교검출부
130 : 평활부
140 : 판단부
150 : 차단신호전송부
160 : 메모리
200 : 전원부
300 : 축전기
400 : 차단부
500 : 전류측정센서
600 : 스위칭소자
700 : 레이저램프
A : 스위칭신호
B : 피드백신호
C : 비교검출신호
D : 평활신호
E : 온신호
F : 차단신호100: controller
110: control signal transmission unit
120: comparison detection unit
130: smooth part
140: judgment unit
150: blocking signal transmission unit
160: memory
200: power supply
300 capacitor
400: breaker
500: Current measuring sensor
600: switching element
700: laser lamp
A: switching signal
B: feedback signal
C: Comparative detection signal
D: Smooth signal
E: On signal
F: Blocking signal

Claims (4)

롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 있어서,
출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기(300)에 충전시키는 전원부(200);
스위칭소자(600)에 충전된 전기에너지를 공급하는 축전기(300);
축전기(300)로부터 공급받은 전기에너지의 크기를 제어하여 레이저램프(700)에 공급하는 스위칭소자(600);
축전지(300)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 컨트롤러부(100)의 차단신호전송부(150)로부터 차단신호(F)를 전송받아 스위칭소자(600)로의 전기에너지 공급을 차단하는 차단부(400);
스위칭소자(600)로부터 공급받은 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(700);
스위칭소자(600)에 스위칭신호(A)를 전송하는 제어신호전송부(110)와, 차단부(400)에 차단신호(F)를 전송하는 차단신호전송부(150)를 포함하는 컨트롤러부(100);
차단부(400)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 스위칭소자(600)에 전송된 스위칭신호(A)를 피드백받아 피드백신호(B)를 컨트롤러부(100)의 비교검출부(120)에 전송하는 전류측정센서(500);를 포함하고,

상기 컨트롤러부(100)는
제어신호전송부(110)로부터 전송받은 스위칭신호(A)와 전류측정센서(500)로부터 전송받은 피드백신호(B)의 온/오프 일치여부를 시간구간별로 비교하고, 불일치하는 경우 비교검출신호(C)를 평활부(130)에 전송하는 비교검출부(120)와,
상기 비교검출부(120)로부터 전송받은 비교검출신호(C)를 구형파인 평활신호(D)로 변환하고, 상기 평활신호(D)를 판단부(140)에 전송하는 평활부(130)와,
상기 평활부(130)로부터 전송받은 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기설정된 기준시간구간을 초과하는 경우 온신호(E)를 차단신호전송부(150)에 전송하는 판단부(140)를 포함하고,

상기 제어신호전송부(110)는
비교검출부(120)에 스위칭신호(A)를 전송하고,

상기 차단신호전송부(150)는
판단부(140)로부터 온신호(E)를 전송받은 경우 차단부(400)에 차단신호(F)를 전송하는 것을 특징으로 하는
롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치.
In the high energy output interruption device for long pulse laser,
A power supply unit 200 for charging the capacitor 300 with electrical energy corresponding to the output energy;
A capacitor 300 for supplying charged electric energy to the switching element 600;
A switching device 600 for controlling the magnitude of the electric energy supplied from the capacitor 300 and supplying the electric energy to the laser lamp 700;
It is formed between the storage battery 300 and the switching device 600, the blocking signal to receive the blocking signal (F) from the blocking signal transmission unit 150 of the controller unit 100 to block the supply of electrical energy to the switching device 600 Unit 400;
A laser lamp 700 for converting electrical energy supplied from the switching device 600 into light energy;
Controller unit including a control signal transmission unit 110 for transmitting the switching signal (A) to the switching device 600, and a blocking signal transmission unit 150 for transmitting the blocking signal (F) to the blocking unit 400 ( 100);
It is formed between the blocking unit 400 and the switching device 600, the feedback signal (B) is fed back to the comparison detection unit 120 of the controller unit 100 by receiving the switching signal (A) transmitted to the switching device 600 It includes; current measuring sensor 500 for transmitting,

The controller unit 100
Whether the switching signal A transmitted from the control signal transmitter 110 and the feedback signal B received from the current measurement sensor 500 is on / off matched for each time interval, and if there is a mismatch, a comparison detection signal ( Comparative detection unit 120 for transmitting the C) to the smoothing unit 130,
A smoothing unit 130 for converting the comparison detection signal C received from the comparison detecting unit 120 into a smooth signal D, which is a square wave, and transmitting the smoothing signal D to the determination unit 140;
Determination unit 140 for transmitting the on-signal (E) to the cut-off signal transmission unit 150 when the time interval during which the smoothing signal (D) received from the smoothing unit 130 exceeds the predetermined reference time interval. Including,

The control signal transmitter 110
The switching signal A is transmitted to the comparison detection unit 120,

The blocking signal transmission unit 150
When the on-signal (E) is received from the determination unit 140, characterized in that for transmitting the cutoff signal (F) to the blocking unit 400
High energy output breaker for long pulse lasers.
롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 있어서,
컨트롤러부(100);
출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기(300)에 충전시키는 전원부(200);
스위칭소자(600)에 충전된 전기에너지를 공급하는 축전기(300);
축전기(300)로부터 공급받은 전기에너지의 크기를 제어하여 레이저램프(700)에 공급하는 스위칭소자(600);
축전지(300)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 컨트롤러부(100)의 차단신호전송부(150)로부터 차단신호(F)를 전송받아 스위칭소자(600)로의 전기에너지 공급을 차단하는 차단부(400);
차단부(400)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 스위칭소자(600)에 전송된 스위칭신호(A)를 피드백받아 피드백신호(B)를 컨트롤러부(100)의 비교검출부(120)에 전송하는 전류측정센서(500);
스위칭소자(600)로부터 공급받은 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(700);를 포함하되,

상기 컨트롤러부(100)는
비교검출부(120) 및 스위칭소자(600)에 스위칭신호(A)를 전송하는 제어신호전송부(110)와,
제어신호전송부(110)로부터 전송받은 스위칭신호(A)와 전류측정센서(500)로부터 전송받은 피드백신호(B)의 온/오프 일치여부를 시간구간별로 비교하고, 불일치하는 경우 비교검출신호(C)를 평활부(130)에 전송하는 비교검출부(120)와,
상기 비교검출부(120)로부터 전송받은 비교검출신호(C)를 구형파인 평활신호(D)로 변환하고, 상기 평활신호(D)를 판단부(140)에 전송하는 평활부(130)와,
상기 평활부(130)로부터 전송받은 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기설정된 기준시간구간을 초과하는 경우 온신호(E)를 차단신호전송부(150)에 전송하는 판단부(140)와,
판단부(140)로부터 온신호(E)를 전송받은 경우 차단부(400)에 차단신호(F)를 전송하는 차단신호전송부(150)를 포함하고,

상기 평활부(130)는
슈미트 트리거(Schmitt trigger)로 구성되고,

상기 차단부(400)는
GTO, SCR 또는 TRIAC 중 어느 하나로 구성되고,

상기 스위칭소자(600)는
IGBT 또는 GTO 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는
롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치.
In the high energy output interruption device for long pulse laser,
A controller unit 100;
A power supply unit 200 for charging the capacitor 300 with electrical energy corresponding to the output energy;
A capacitor 300 for supplying charged electric energy to the switching element 600;
A switching device 600 for controlling the magnitude of the electric energy supplied from the capacitor 300 and supplying the electric energy to the laser lamp 700;
It is formed between the storage battery 300 and the switching device 600, the blocking signal to receive the blocking signal (F) from the blocking signal transmission unit 150 of the controller unit 100 to block the supply of electrical energy to the switching device 600 Unit 400;
It is formed between the blocking unit 400 and the switching device 600, the feedback signal (B) is fed back to the comparison detection unit 120 of the controller unit 100 by receiving the switching signal (A) transmitted to the switching device 600 Transmitting current measuring sensor 500;
It includes; Laser lamp 700 for converting the electrical energy supplied from the switching device 600 into light energy;

The controller unit 100
A control signal transmission unit 110 for transmitting a switching signal A to the comparison detection unit 120 and the switching element 600,
Whether the switching signal A transmitted from the control signal transmitter 110 and the feedback signal B received from the current measurement sensor 500 is on / off matched for each time interval, and if there is a mismatch, a comparison detection signal ( Comparative detection unit 120 for transmitting the C) to the smoothing unit 130,
A smoothing unit 130 for converting the comparison detection signal C received from the comparison detecting unit 120 into a smooth signal D, which is a square wave, and transmitting the smoothing signal D to the determination unit 140;
Determination unit 140 for transmitting the on-signal (E) to the cut-off signal transmission unit 150 when the time interval for the smoothing signal (D) received from the smoothing unit 130 exceeds the predetermined reference time interval Wow,
When the on signal (E) is received from the determination unit 140 includes a blocking signal transmission unit 150 for transmitting a blocking signal (F) to the blocking unit 400,

The smoothing unit 130 is
Schmitt trigger,

The blocking unit 400 is
Consists of any of GTO, SCR, or TRIAC,

The switching device 600
Characterized in that composed of either IGBT or GTO
High energy output breaker for long pulse lasers.
롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치에 있어서,
컨트롤러부(100);
출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기(300)에 충전시키는 전원부(200);
스위칭소자(600)에 충전된 전기에너지를 공급하는 축전기(300);
컨트롤러부(100)의 제어신호전송부(110)로부터 스위칭신호(A)를 전송받고, 축전기(300)로부터 공급받은 전기에너지의 크기를 제어하여 레이저램프(700)에 공급하는 스위칭소자(600);
축전지(300)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 컨트롤러부(100)의 차단신호전송부(150)로부터 차단신호(F)를 전송받아 스위칭소자(600)로의 전기에너지 공급을 차단하는 차단부(400);
차단부(400)와 스위칭소자(600) 사이에 형성되되, 스위칭소자(600)에 전송된 스위칭신호(A)를 피드백받아 소정시간 지연된 피드백신호(B)를 컨트롤러부(100)의 비교검출부(120)에 전송하는 전류측정센서(500);
스위칭소자(600)로부터 공급받은 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(700);를 포함하되,

상기 컨트롤러부(100)는
비교검출부(120) 및 스위칭소자(600)에 스위칭신호(A)를 전송하는 제어신호전송부(110)와,
제어신호전송부(110)로부터 전송받은 스위칭신호(A)와 전류측정센서(500)로부터 전송받은 피드백신호(B)의 온/오프 일치여부를 시간구간별로 비교하고, 불일치하는 경우 비교검출신호(C)를 평활부(130)에 전송하는 비교검출부(120)와,
상기 비교검출부(120)로부터 전송받은 비교검출신호(C)를 필터링하여 구형파인 평활신호(D)로 변환하고, 상기 평활신호(D)를 판단부(140)에 전송하는 평활부(130)와,
상기 평활부(130)로부터 전송받은 평활신호(D)가 ON되는 시간구간이 기설정된 기준시간구간을 초과하는 경우 온신호(E)를 차단신호전송부(150)에 전송하는 판단부(140)와,
판단부(140)로부터 온신호(E)를 전송받은 경우 차단부(400)에 차단신호(F)를 전송하는 차단신호전송부(150)와,
상기 기준시간구간이 저장되는 메모리(160)를 포함하고,

상기 평활부(130)는
슈미트 트리거(Schmitt trigger)로 구성되고,

상기 차단부(400)는
GTO, SCR 또는 TRIAC 중 어느 하나로 구성되고,

상기 스위칭소자(600)는
IGBT 또는 GTO 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는
롱 펄스 레이저용 고에너지 출력 차단장치.


In the high energy output interruption device for long pulse laser,
A controller unit 100;
A power supply unit 200 for charging the capacitor 300 with electrical energy corresponding to the output energy;
A capacitor 300 for supplying charged electric energy to the switching element 600;
The switching device 600 receives the switching signal A from the control signal transmission unit 110 of the controller unit 100, controls the magnitude of the electric energy supplied from the capacitor 300, and supplies the switching signal A to the laser lamp 700. ;
It is formed between the storage battery 300 and the switching device 600, the blocking signal to receive the blocking signal (F) from the blocking signal transmission unit 150 of the controller unit 100 to block the supply of electrical energy to the switching device 600 Unit 400;
A feedback signal B formed between the blocking unit 400 and the switching device 600 and delayed by a predetermined time by receiving the switching signal A transmitted to the switching device 600 is compared with the detection unit of the controller unit 100 ( A current measuring sensor 500 for transmitting to 120;
It includes; Laser lamp 700 for converting the electrical energy supplied from the switching device 600 into light energy;

The controller unit 100
A control signal transmission unit 110 for transmitting a switching signal A to the comparison detection unit 120 and the switching element 600,
Whether the switching signal A transmitted from the control signal transmitter 110 and the feedback signal B received from the current measurement sensor 500 is on / off matched for each time interval, and if there is a mismatch, a comparison detection signal ( Comparative detection unit 120 for transmitting the C) to the smoothing unit 130,
A smoothing unit 130 for filtering the comparison detection signal C received from the comparison detecting unit 120 to convert the smoothing signal D into a square wave and transmitting the smoothing signal D to the determination unit 140; ,
Determination unit 140 for transmitting the on-signal (E) to the cut-off signal transmission unit 150 when the time interval during which the smoothing signal (D) received from the smoothing unit 130 exceeds the predetermined reference time interval. Wow,
Block signal transmission unit 150 for transmitting the block signal (F) to the blocker 400 when the on signal (E) is received from the determination unit 140,
And a memory 160 in which the reference time section is stored.

The smoothing unit 130 is
Schmitt trigger,

The blocking unit 400 is
Consists of any of GTO, SCR, or TRIAC,

The switching device 600
Characterized in that composed of either IGBT or GTO
High energy output breaker for long pulse lasers.


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