KR102328720B1 - 전자기파 발생 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전자기파 발생 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전자기파 발생 장치는 에노드, 케소드 및 적어도 하나의 게이트를 포함하는 튜브; 상기 에노드와 출력단의 일측이 연결되고, 상기 케소드와 출력단의 타측이 연결된 튜브 전원 공급 회로; 및 상기 게이트에 출력단의 적어도 일측이 연결되는 게이트 제어 회로를 포함하고, 상기 튜브 전원 공급 회로의 접지단을 기준으로 상기 튜브 전원 공급 회로의 출력단의 일측의 제1 전압 값과 상기 튜브 전원 공급 회로의 출력단의 타측의 제2 전압 값이 서로 상이할 수 있다.

Description

전자기파 발생 장치 및 그 제어 방법{ELECTROMAGNETIC WAVE GENERATOR AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 명세서의 실시 예는 전자기파 발생 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예는 극자외선(EUV, Extreme ultraviolet), X-선 등을 발생시킬 수 있는 모든 전자기파 발생 장치에 관한 것이며, 특히, 게이트의 안정성과 효율성을 높이기 위한 전자기파 발생 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자기파는 전기장과 자기장의 변화에 의해 만들어지는 파동으로서, 감마선, X-선, 자외선, 가시광선, 적외선, 전파 등이 있으며, 다양한 분야에서 널리 사용된다. 예를 들어, 자외선은 살균에, 적외선은 난방, 리모컨 등에 사용되며, 이 외에도 마이크로파를 이용한 전자레인지, 전파를 이용한 TV, 라디오, 휴대전화 등 다양한 곳에 전자기파가 쓰이고 있다. 이 중에 X-선, 감마선은 X-선 사진이나 방사선 치료에 사용되는 파장으로, 전자기파 발생 장치의 하나인 방사선 촬영 장치는 X-선, 감마선 또는 이와 유사한 전리 방사선 및 비 이온화 방사선을 사용하여 물체의 내부 형태를 촬영하는 데에 사용되고 있다. 이와 같은, 방사선 촬영 장치에는 의료 방사선 촬영 장치와 산업용 방사선 촬영 장치가 포함되며, 일 예로, 의료 방사선 촬영 장치에는 치과용 X-선 촬영 장치, 전산화단층촬영장치(Computed tomography, CT) 등이 포함된다.
방사선 촬영 장치 중 X-선을 이용한 촬영 장치에 의해 생성되는 영상의 질은 X-선 튜브 내의 에노드와 케소드 사이의 전압(또는 에노드와 케소드 사이에 흐르는 전류, 이하 Iac라 함)과 관련된다. 일반적인 X-선 시스템은 고전압을 사용하기 때문에 대부분의 X-선 시스템은 부정확한 튜브 전압에 의해 발생된 오차 및 영상 아티팩트(image artifacts)가 일어나기 쉽다. 또한, 고전압으로 인하여 게이트에서 부담해야 하는 절연 전압이 케소드 전압 이상으로 높아질 수 있다. 이로 인하여 절연 설계가 어려워지고 전체 구조가 복잡하게 되어 X-선 튜브의 안정성 및 전자기파 발생 장치의 효율성이 낮아질 수 있다.
본 명세서의 실시 예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 튜브에 흐르는 전류의 크기는 일정하면서 에노드에 공급되는 전압 값과 케소드에 공급되는 전압 값의 비율을 달리하므로 게이트 전원 공급 장치에서 부담하는 절연의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예는 Iac 전류 값에 기반하여 게이트에 공급되는 전압을 조절할 수 있으므로, 게이트와 케소드 사이에 걸리는 전압을 직접 센싱할 필요 없이 안정적으로 튜브에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제어할 수 있다.
본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 전자기파 발생 장치는 에노드, 케소드 및 적어도 하나의 게이트를 포함하는 튜브; 상기 에노드와 출력단의 일측이 연결되고, 상기 케소드와 출력단의 타측이 연결된 튜브 전원 공급 회로; 및 상기 게이트에 출력단의 적어도 일측이 연결되는 게이트 제어 회로를 포함하고, 상기 튜브 전원 공급 회로의 접지단을 기준으로 상기 튜브 전원 공급 회로의 출력단 일측의 제1 전압 값과 상기 튜브 전원 공급 회로 출력단의 타측의 제2 전압 값이 서로 상이한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 전자기파 발생 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 전자기파 발생 장치는, 에노드, 케소드 및 적어도 하나의 게이트를 포함하는 튜브, 상기 에노드와 출력단의 일측이 연결된 제1 승압 회로 및 상기 케소드와 출력단의 일측이 연결된 제2 승압 회로를 포함하고, 상기 방법은, 상기 제1 승압 회로의 출력단의 일측의 제1 전압 값과 상기 제2 승압 회로의 출력단의 일측의 제2 전압 값이 상이하도록 상기 제1 승압 회로 및 상기 제2 승압 회로를 제어하는 단계; 상기 제2 승압 회로의 출력단의 타측으로부터 접지단으로 출력되는 전류를 센싱하는 단계; 및 센싱한 상기 전류에 대한 정보를 기반으로, 상기 게이트로 공급되는 게이트 전압을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시 예는 에노드에 공급되는 전압 값과 케소드에 공급되는 전압 값의 비율을 달리하여 게이트의 절연 전압을 줄임으로써 게이트 전원 공급 장치에서 부담하는 절연의 효율성을 높이는 전자기파 발생 장치를 제공한다.
또한, 본 명세서의 실시 예는 게이트에 공급되는 전압을 제어함으로써 튜브에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제어하고 튜브의 안정성을 높이는 전자기파 발생 장치를 제공한다.
특히, 본 명세서의 실시 예는 미세 전류 제어가 가능한 CNT(Carbon nanotube)로 구성된 케소드 방식의 X-선 튜브에 유용하게 적용 가능하다. 또한, 설치형 내지 고정형 전자기파 발생 장치 외에도 포터블 전자기파 발생 장치에도 적용 가능하다.
발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 2는 전자기파 발생 장치의 구성 및 전류 센싱 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 열 전자 방출(thermionic emission) 튜브를 이용한 전자기파 발생 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 발생 장치의 구성 및 불균형 전압 공급 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 발생 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, 명세서 전체에서 기재된 "a, b, 및 c 중 적어도 하나"의 표현은, 'a 단독', 'b 단독', 'c 단독', 'a 및 b', 'a 및 c', 'b 및 c', 또는 'a, b, 및 c 모두'를 포괄할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 기재로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1a, 도 1b 및 도 2는 전자기파 발생 장치(100)의 구성 및 전류 센싱 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 전자기파 발생 장치(100)는 전원(110), 에노드 전원 공급 회로(120), 게이트 전원 공급 회로(130), 튜브(140) 및 전류 센싱 회로(150)를 포함할 수 있다.
전원(110)은 에노드 전원 공급 회로(120) 및 게이트 전원 공급 회로(130)에 각각 직류 또는 교류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 전원(110)은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 리튬 고체 전지와 같은 배터리를 포함할 수 있다.
에노드 전원 공급 회로(120)는 전원(110)에 전기적으로 연결되어, 튜브(140)에 구비된 에노드(141)에, 예를 들어, 고압의 에노드 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 에노드 전원 공급 회로(120)는 대략 50 내지 70kV의 직류 전원을 튜브(140)의 에노드(141)에 공급할 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 에노드 전원 공급 회로(120)는 PWM 인버터(121), 고압 트랜스포머(122), 승압 회로(123)(배압 회로 또는 평활 회로)를 포함할 수 있다. 더불어, 에노드 전원 공급 회로(120)는 전압 센싱부(124) 및 비례적분 제어기(PWM 제어기)(125)를 더 포함할 수 있다. 한편 실시 예에서 튜브는 X-선 튜브를 기준으로 설명되나 이에 제한되지 않고, 전자기파 발생 장치에 사용될 수 있는 튜브에 본 명세서의 실시 예가 마찬가지로 적용될 수 있다.
이와 같이 하여, 전원(110)에 연결된 PWM 인버터(121)가 입력 전원을 고주파 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 그리고, 이러한 교류 전원은 고압 트랜스포머(122)에 의해 승압되어, 승압 회로(123)에 의해 고압의 직류 전원이 튜브(140)의 에노드(141)에 인가될 수 있다. 이 때, 승압 회로(123)의 출력 전압이 전압 센싱부(124)에 의해 센싱되고, 센싱 값을 기반으로 비례적분 제어기(125)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 PWM 인버터(121)에 제공할 수 있다. 이로써, 승압 회로(123)를 통해 항상 일정한 레벨의 직류 전원이 튜브(140)의 에노드(141)에 공급될 수 있다. 여기서, 튜브(140)는 X-선 튜브일 수 있으며, 튜브(140)의 에노드(141)에 공급되는 전류는 Ia로 정의될 수 있다. 한편 실시 예에서 듀티비가 조절된 PWM 신호에 기초하여 PWM 인버터의 동작이 제어될 수 있으며, 이에 따라 튜브(140)의 노드 중 적어도 하나에 공급되는 전원이 제어될 수 있다.
게이트 전원 공급 회로(130)는 전원(110)에 전기적으로 연결되어, 튜브(140)에 구비된 게이트(142)에 게이트 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 게이트 전원 공급 회로(130)는 대략 1 내지 5kV의 직류 전원을 튜브(140)의 게이트(142)에 공급할 수 있다. 여기서, 튜브(140)의 케소드(143)는 전류 센싱 저항(151)에 연결될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 게이트 전원 공급 회로(130)는 PWM 인버터(131), 고압 트랜스포머(132), 승압 회로(133)(배압 회로 또는 평활 회로)를 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 전원(110)에 연결된 PWM 인버터(131)가 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 그리고, 이러한 교류 전원은 고압 트랜스포머(132)에 의해 승압되어, 승압 회로(133)에 의해 고압의 직류 전원이 튜브(140)의 게이트(142)에 공급될 수 있다. 여기서, 튜브(140)는 X-선 튜브일 수 있으며, 튜브(140)의 게이트(142)에 인가되는 전압은 Vg로 정의될 수 있고, 게이트 전류는 Ig로 정의될 수 있다.
튜브(140)는 에노드(141), 게이트(142) 및 케소드(143)를 포함할 수 있다. 에노드(141)에는 에노드 전원 공급 회로(120)가 연결될 수 있고, 게이트(142) 및 케소드(143)에는 각각 게이트 전원 공급 회로(130) 및 전류 센싱 저항(151)이 연결될 수 있다. 게이트(142)는 그리드(grid), 와이어(wire) 또는 핀홀(pin-hole) 구조의 게이트 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 게이트(142)는 하나 이상의 와이어 및 하나 이상의 빈 공간으로 이루어질 수 있다. 튜브(140) 내에서 게이트(142)는 하나일 수도 있고, 여러 개의 게이트로 이루어진 다중 게이트(multi-gate)일 수도 있다.
전류 센싱 회로(150)는 튜브(140)의 케소드(143)에 연결될 수 있고, 튜브(40)의 에노드(141)와 케소드(143) 사이에 흐르는 전류 값을 센싱하여, 게이트 전원 공급 회로(130)에 제공할 수 있다.
여기서, 전류 센싱 회로(150)는 튜브(140)의 케소드(143)와 접지단 사이에 연결된 전류 센싱 저항(151) 및 전류 센싱 저항(151)에 연결된 비반전 증폭기(153)를 포함할 수 있다. 비반전 증폭기(153)는 게이트 전원 공급 회로(130)의 비례적분 제어기(135)에 연결될 수 있다. 더불어, 전류 센싱 저항(151)에 흐르는 전류는 Ic로 정의될 수 있다.
이와 같이 하여, 전류 센싱 회로(150)에 의해 전류 Ic가 센싱되고, 센싱 값이 비반전 증폭기(153)로 증폭될 수 있다. 그리고, 증폭된 값을 기반으로 비례적분 제어기(135)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 PWM 인버터(131)에 제공할 수 있다. 결국, 승압 회로를 통해 소정 레벨(변경된 레벨)의 직류 전원이 튜브(140)의 게이트(142)에 공급될 수 있다. 즉, 게이트 전원 공급 회로(130)에 의한 전압 Vg에 의해 튜브(140)의 내부를 흐는 전류가 비례적으로 제어될 수 있다. 여기서, 튜브(140)의 내부를 흐르는 전류 Ia가 클수록 전자기파의 양이 많아진다.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이 에노드 전원 공급 회로(120)의 PWM 인버터(121)는 메인 인버터(121)와 PWM 제어기(125)로 표시될 수 있고, 또한 게이트 전원 공급 회로(130)의 PWM 인버터(131)는 서브 인버터(131)와 PWM 제어기(135)로 표시될 수 있다.
여기서, 게이트 전원 공급 회로(130)의 승압 회로(133)에 의해 게이트(142)에 인가되는 전압은 전압 센싱부(134)로 센싱되어 PWM 제어기(135)에 제공될 수 있고, 전류 센싱 회로(150)의 전류 센싱 저항(151)에 흐르는 전류는 전압 값으로 변환되어 필터를 경유하고 비반전 증폭기(153)를 통하여 PWM 제어기(135)에 제공될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 전류 센싱 회로(150)의 전류 센싱 저항(151)에 흐르는 전류는 Ic로 Ic=Ia+Ig식을 만족하는 전류 값일 수 있다. Ig는 누설 전류로서 상기 식에서 음의 값을 가질 수 있으며, 이상적으로 Ig가 0에 가까울수록 Ic는 Ia에 가까워질 수 있다.
도 3은 열 전자 방출(TE) 튜브를 이용한
Figure 112021028434918-pat00001
전자기파 발생 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
열 전자 방출 튜브는 금속 필라멘트로 이루어진 케소드와 금속 타겟인 에노드으로 구성되며, 가열된 금속 필라멘트(에노드)에서 전자가 방출되는 원리를 이용한다. 금속 필라멘트는 1000℃ 이상으로 가열되어 전자를 방출하며, 전자는 인가된 전기장에 의해 가속되어 금속 타겟에 충돌하여 전자기파를 생성한다.
금속 필라멘트를 고온으로 가열하기 위하여 열 전자 방출 튜브는 에노드와 케소드 사이에 고전압을 가하는 경우가 일반적이다. 일반적으로, 에노드에 일정 전압을 공급하면, 이에 따라 케소드에 공급되는 전압은 에노드에 걸리는 전압과 반대의 위상을 가지면서 동일한 값을 가지는 전압이 공급될 수 있다. 예를 들어, 에노드에 +50kV의 전압이 공급되면, 케소드에는 -50kV의 전압이 공급될 수 있다.
도 3을 참조하면, 열 전자 방출 튜브(330)를 이용한 전자기파 발생 장치(300)는 전원(310), 튜브 전원 공급 회로(320), 열 전자 방출 튜브(330) 및 필라멘트 전원 공급 회로(340)를 포함할 수 있다.
전원(310)은 튜브 전원 공급 회로(320) 및 필라멘트 전원 공급 회로(340)에 각각 교류 또는 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 전원(310)은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 리튬 고체 전지와 같은 배터리를 포함할 수 있다.
튜브 전원 공급 회로(320)는 전원(310)에 전기적으로 연결되어, 튜브(330)에 구비된 에노드(331)에 고압의 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 튜브 전원 공급 회로(320)는 PWM 인버터(321), 고압 트랜스포머(322), 승압 회로(323, 324)(배압 회로 또는 평활 회로)를 포함할 수 있다. 또한, 튜브 전원 공급 회로(320)는 전압 센싱부(325) 및 비례적분 제어기(PWM 제어기)(326)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전원(310)에 연결된 PWM 인버터(321)가 입력 전원을 고주파 교류 전원으로 변환하여 출력하고, 교류 전원은 고압 트랜스포머(322)를 통해 승압될 수 있다. 그리고 제1 승압 회로(323)에 의해 고압의 직류 전원이 튜브(330)의 에노드(331)에 인가될 수 있다. 또한, 승압된 교류 전원은 제2 승압 회로(324)에 의해 고압의 직류 전원으로 튜브(330)의 케소드(332)에 인가될 수 있다. 이 때, 제1 승압 회로(323)의 출력 전압과 제2 승압 회로(324)의 출력 전압이 전압 센싱부(325)에 의해 센싱되고, 센싱 값을 기반으로 전원 공급부(341)를 제어할 수 있으며, 이는 PWM 신호를 통해 on/off duty 비를 기반으로 전원 공급부(341)를 제어할 수 있다. 이와 같은 PWM 제어기의 사용은 설명의 편의를 위한 일 예로 센싱된 전류를 기반으로 전원 공급을 대응되게 조절할 수 있는 전원 공급 장치의 다양한 변형이 적용될 수 있다. 이와 같이 실시 예에서 비례적분 제어기(326)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 PWM 인버터(321)에 제공할 수 있다. 결국, 제1 승압 회로(323)를 통해 일정한 레벨의 직류 전원이 튜브(330)의 에노드(331)에 공급될 수 있고, 제2 승압 회로(324)를 통해 일정한 레벨의 직류 전원이 튜브(330)의 케소드(332)에 공급될 수 있다. 제1 승압 회로(323)에 의해 에노드(331)에 걸리는 전압과 제2 승압 회로(324)에 의해 케소드(332)에 걸리는 전압의 차이로 인하여 튜브(330) 내에서 전자가 가속될 수 있고 이로 인해 전자기파가 발생된다. 일 예로 가속된 전자가 타겟에 충돌할 때 전자기파가 발생될 수 있다.
필라멘트 전원 공급 회로(340)는 케소드(332)에서 전자를 방출하기 위하여 필라멘트를 가열하기 위한 전원을 공급한다. 필라멘트 전원 공급 회로(340)는 전원 공급부(341), 비례적분 제어기(PWM 제어기)(342) 및 절연 트랜스포머(343)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전원(310)에 연결된 전원 공급부(341)가 입력 전원을 고주파 교류 전원으로 변환하여 출력하고, 고주파 교류 전원은 절연 트랜스포머(343)를 통해 절연되어 케소드(332)의 필라멘트에 인가될 수 있다. 이 때, 제2 승압 회로(324)로부터 모니터링 된 에노드 전류의 센싱 정보를 기반으로 비례적분 제어기(342)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 전원 공급부(341)에 제공할 수 있다.
한편, 열 전자 방출 튜브는 금속 필라멘트에서 전자를 방출하기 위해 고온으로 가열하여야 하므로 응답 시간이 길다는 한계가 있다. 또한, 가열된 케소드에서 방출된 전자의 에너지 분포가 넓어 초점을 맞추기 어렵고 전자기파의 이미징 해상도를 저해할 수 있다. 그리고, 고온으로 인해 필라멘트 재료가 증발하거나 잔류 가스에 의한 산화로 인해 수명이 단축될 수 있어, 열 전자 방출 튜브의 일반적인 수명은 1년 미만인 경우가 다수이고, 그 외 튜브 고장 원인의 대부분은 필라멘트와 관련이 있다.
이러한 열 전자 방출 튜브보다 긴 수명을 가지고 신뢰성을 높이기 위하여 전계 방출(Field Emission, FE) 튜브가 고려될 수 있다. 전계 방출 튜브는 인가된 전기장에 의해 금속 케소드에서 전자가 방출되나 방출기의 온도가 열 전자 방출 튜브의 필라멘트의 온도보다 훨씬 낮다는 장점이 있다. 케소드의 온도가 더 낮기 때문에 전계 방출 튜브는 열 전자 방출 튜브보다 수명이 더 길고 응답이 빠르다. 또한 전극 사이의 전압 제어를 세밀하게 할 수 있고, 이에 따라 필요한 수준의 전자기파를 방출하도록 제어하는 것이 용이하다.
이러한 전계 방출 튜브로서 탄소나노튜브(CNT, Carbon nanotube) 에미터(emitter)를 이용한 CNT 튜브를 사용할 수 있다.
CNT 튜브는 전자의 방출을 유도하기 위한 게이트를 포함할 수 있는데, 음극에서 전자를 방출할 수 있을 정도로 강한 자기장을 주기 위해 튜브에는 고전압이 걸리게 된다. 그러나, 고전압으로 인하여 게이트에는 누설 전류가 발생할 수 있고, 게이트에서 부담해야 하는 절연 전압이 높아지게 된다.
이러한 게이트를 포함하고 있는 CNT 튜브의 특성상 케소드 전압 이상으로 절연 설계를 할 필요성이 있으나, 케소드 전압이 고전압이므로 절연 설계가 어렵거나 회로가 복잡해지고 제품 신뢰성이 감소하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 일 예로 열 전자 방출 튜브의 구조를 CNT 튜브에 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 발생 장치의 구성 및 불균형 전압 공급 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 전자기파 발생 장치(400)는 전원(410), 튜브 전원 공급 회로(420), 전자기파 튜브(430) 및 게이트 제어 회로(440)를 포함할 수 있다. 또한, 전자기파 튜브(430)는 에노드(431), 케소드(432) 및 적어도 하나의 게이트(433)를 포함할 수 있다. 이때의 게이트(433)는 그리드(grid), 와이어(wire) 또는 핀홀(pin-hole) 구조의 게이트 중 어느 하나일 수 있으며, 케소드(432)는 CNT(Carbon nanotube)로 구성될 수 있다.
전원(410)은 튜브 전원 공급 회로(420) 및 게이트 제어 회로(440)에 각각 직류 또는 교류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 전원(410)은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 리튬 고체 전지와 같은 배터리를 포함할 수 있다.
튜브 전원 공급 회로(420)는 출력단의 일측이 에노드(431)와 연결되고, 출력단의 타측이 케소드(432)와 연결될 수 있다. 또한, 튜브 전원 공급 회로(420)는 전원(410)에 전기적으로 연결되어, 에노드(431)에 고압의 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 튜브 전원 공급 회로(420)는 PWM 인버터(421), 고압 트랜스포머(422), 승압 회로(423, 424)(배압 회로 또는 평활 회로)를 포함할 수 있다. 또한, 튜브 전원 공급 회로(420)는 전압 센싱부(425) 및 비례적분 제어기(PWM 제어기)(426)를 더 포함할 수 있다. 한편 위에서 설명한 것과 같이 비례적분 제어기는 일 예를 위해 도시한 것으로 게이트 전원 공급 회로(441)는 게이트와 케소드에서 측정된 전류 및 전압 중 적어도 일부의 정보를 기반으로 제어될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전원(410)에 연결된 PWM 인버터(421)가 입력 전원을 고주파 교류 전원으로 변환하여 출력하고, 교류 전원은 고압 트랜스포머(422)를 통해 승압될 수 있다. 그리고 제1 승압 회로(423)에 의해 고압의 직류 전원이 튜브(430)의 에노드(431)에 인가될 수 있다. 또한, 승압된 교류 전원은 제2 승압 회로(424)에 의해 고압의 직류 전원으로 튜브(430)의 케소드(432)에 인가될 수 있다. 이때, 제1 승압 회로(423)의 출력 전압과 제2 승압 회로(424)의 출력 전압이 전압 센싱부(425)에 의해 센싱되고, 센싱 값을 기반으로 비례적분 제어기(426)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 PWM 인버터(421)에 제공할 수 있다. 결국, 제1 승압 회로(423)를 통해 일정한 레벨의 직류 전원이 튜브(430)의 에노드(431)에 공급될 수 있고, 제2 승압 회로(424)를 통해 일정한 레벨의 직류 전원이 튜브(430)의 케소드(432)에 공급될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 승압 회로(423)의 출력단의 일측이 에노드(431)에 연결되고 타측이 접지단에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 승압 회로(424)의 출력단의 일측이 케소드(432)에 연결되고 타측이 제1 승압 회로(423)와 함께 접지단에 연결될 수 있다. 또한, 제1 승압 회로(423)와 제2 승압 회로(424)는 동일한 인버터(421)에 연관될 수 있으나, 각각 개별적인 인버터에 연결될 수도 있다. 즉, 제1 승압 회로(423)와 제2 승압 회로(424)가 서로 다른 인버터와 트랜스포머에 각각 연결될 수 있다.
전압 센싱부(425)는 튜브 전원 공급 회로(420)와 튜브(430)의 에노드(431) 사이의 노드의 전압을 센싱하는 제1 전압 센싱 회로(미도시)와 튜브 전원 공급 회로(420)와 튜브(430)의 케소드(432) 사이의 노드의 전압을 센싱하는 제2 전압 센싱 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 전압 센싱부(425)는 제1 승압 회로(423)의 출력 전압과 제2 승압 회로(424)의 출력 전압을 센싱할 수 있고, 따라서 에노드 전압과 케소드 전압을 센싱할 수 있다. 또한, 센싱 값을 비례적분 제어기(426)로 전달하여, 에노드(431) 및 케소드(432)에 일정한 전류가 흐를 수 있도록, PWM 인버터(421)를 통해 튜브 전원 공급 회로(420)에서 에노드(431) 및 케소드(432)로 출력되는 전압을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 튜브 전원 공급 회로(420)의 접지단을 기준으로 튜브 전원 공급 회로(420)의 출력단의 일측의 제1 전압 값과 튜브 전원 공급 회로(420)의 출력단의 타측의 제2 전압 값이 서로 상이할 수 있다. 제1 전압 값이 양의 값이고 제2 전압 값이 음의 값일 수 있으며, 제1 전압 값의 절대 값이 제2 전압 값의 절대 값의 2배 이상일 수 있다. 종래의 열 전자 방출 튜브는 에노드 전압과 케소드 전압이 대칭적인 값, 즉 동일한 절대값을 갖는 것이 일반적이다. 예를 들어, 종래의 열 전자 방출 튜브는 에노드로 공급되는 전압 값이 +50kV이면 케소드로 공급되는 전압 값이 -50kV인 것이 일반적이다. 이에 따라 에노드와 케소드 사이의 전위 차가 100kV였다면, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 전자기파 발생 장치는 에노드 전압 값과 케소드 전압 값이 비대칭(unbalance)한 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전압 값이 +80kV이고 제2 전압 값이 -20kV이도록, 에노드와 케소드 사이의 전위 차가 100kV이면서 전압 값이 비대칭하도록 설정할 수 있다. 다른 예로, 제1 전압 값이 +60kV이고 제2 전압 값이 -40kV인 것처럼, 에노드와 케소드 사이의 전위 차가 100kV이면서 에노드 전압의 절대 값이 케소드 전압의 절대 값보다 큰 비대칭 전압으로 설정될 수 있다. 이러한 비대칭 비율은 전자기파 발생 시스템을 설계할 시 각 시스템의 특성에 따라 최적의 비율로 설정할 수 있으며, 특정 값으로만 제한되지 않는다. 한편 실시 예에서 접지를 기준으로 한 제1 전압 값의 절대 값은 접지를 기준으로 한 제2 전압 값의 절대 값의 2배 이상일 수 있으며, 3배 내지 5배 사이의 값을 가질 수 있다. 또한 접지를 기준으로 한 제2전압 값은 접지를 기준으로 한 게이트 전압 값의 절대 값의 2배 이상일 수 있으며, 3배 내지 5배 사이의 값을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 배수 외에도 다른 실수 배수로 비대칭 비율이 설정될 수 있으므로, 비대칭 비율은 상기에서 예시적으로 기재된 배수에 제한되지 않는다.
한편, 전자기파 튜브의 특성상 에노드와 케소드 사이의 전위 차에 의하여 방출된 전자가 이동하나, 에미터의 온도가 열 전자 방출 튜브에 비해 낮아 케소드에서 전자를 방출하기에 어려움이 있을 수 있다. 게이트는 이러한 에미터에서의 전자 방출을 돕기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 발생 장치(400)는 게이트 제어 회로(440)를 통해 튜브(430)의 게이트(433)에 전원을 공급할 수 있다.
게이트 제어 회로(440)는 게이트 전원 공급 회로(441) 및 게이트 전원 공급 회로(441)를 제어하는 PWM 제어 회로(442)를 포함할 수 있다. 또한, 게이트 전원 공급 회로(441)의 출력단의 일측이 튜브(430)의 게이트(433)와 연결되고, 게이트 전원 공급 회로(441)의 출력단의 타측이 튜브(430)의 케소드(432)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 게이트 전원 공급 회로(441)는 절연 트랜스포머(미도시)를 포함할 수 있다. 게이트 전원 공급 회로(441)가 입력 전원을 고주파 교류 전원으로 변환하여 출력하고, 고주파 교류 전원은 절연 트랜스포머를 통해 절연되어 케소드(432)에 인가될 수 있다. PWM 제어 회로(442)는 케소드 전류를 센싱하기 위하여 제2 승압 회로(424)의 출력단과 접지단 사이에 흐르는 전류를 센싱할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 게이트(433)에서 발생하는 누설 전류가 0에 수렴하는 경우, 케소드(432)에 흐르는 전류 값은 에노드(431)에 흐르는 전류 값과 동일할 것이다. 제2 승압 회로(424)로부터 센싱한 케소드 전류(또는, 에노드 전류)의 센싱 정보를 기반으로 PWM 제어 회로(442)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 게이트 전원 공급 회로(441)에 제공할 수 있다.
한편, 종래에는 에노드와 케소드 양단에 고전압이 걸리므로 상대적으로 게이트가 부담해야 하는 절연 전압이 높았다. 예를 들어, 에노드에 +50kV의 전압이, 케소드에 -50kV의 전압이 공급되고 게이트에 공급되는 전압이 0~5kV인 경우, 게이트가 부담해야 하는 절연 전압이 -50kV가 되어, 이에 따른 누설 전류가 많이 발생하거나 게이트 전원 공급 장치의 절연 효율성이 나빠지는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 에노드(431)와 케소드(432)에 비대칭한 전압을 공급함으로써 상대적으로 케소드(432)에 낮은 전압이 걸리도록 할 수 있고, 이에 따라 게이트(433)에서 부담해야 하는 절연 전압을 낮출 수 있다. 예를 들어, 에노드(431)에 +80kV의 전압이 케소드(432)에 -20kV의 전압이 공급되고 게이트(433)에 공급되는 전압이 0~5kV인 경우, 게이트(433)가 부담해야 하는 절연 전압은 -20kV가 될 수 있다. 이로 인하여, 튜브(430)에서의 누설 전류가 줄어들고 게이트 전원 공급 회로(441)의 절연 트랜스포머가 부담해야 하는 절연내력이 줄어들어 장치의 안정성과 효율성이 높아질 수 있다.
이를 위하여, 게이트 전원 공급 회로(441)는 차동 출력(Differential Output) 전원을 공급하기 위한 회로일 수 있다. 또는, 게이트 전원 공급 회로(441)는 +/- Vg 값과 같은 형태로 전압을 공급할 수 있다. 이를 위해, 게이트 전원 공급 회로(441)는 출력단의 + 단자를 게이트(433)에, - 단자를 케소드(432)에 연결할 수 있다. 또한, 게이트 전원 공급 회로(441)에서 게이트(433)로 공급하는 전압 값은 Vg의 + 전위 값이고, 게이트 전원 공급 회로(441)에서 케소드(432)로 공급되는 전압 값은 Vg의 - 전위 값이며, 이들 전압 값의 차는 Vg 값일 수 있다. 예를 들어, 게이트(433)에는 Vg의 + 전위의 전압이, 케소드(432)에는 Vg의 - 전위의 전압이 걸릴 수 있다. 따라서, 게이트(433)와 케소드(432) 사이의 게이트 전압은 0~5kV의 값을 가질 수 있다. 만일, 게이트 전원 공급 회로(441)의 출력단의 - 단자가 케소드(432)가 아닌 접지단에 연결되는 경우, 게이트(433)와 케소드(432) 사이의 전압은 +Vg에 케소드 전압의 절대값이 더해진 값이 되어 과도한 전압으로 인한 게이트(433) 절연 파괴가 발생할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 게이트 제어 회로(440)는 PWM 제어 회로(442)를 통해 케소드 전류를 센싱하고, 이를 기반으로 게이트 전압을 제어할 수 있다. 제1 승압 회로(423)에서 튜브(430)의 에노드(431)로 공급되는 전압 값을 통해 튜브(430)에 의도하였던 에노드 전류 값을 알 수 있고, 제2 승압 회로(424)와 접지단 사이의 노드에 연결된 PWM 제어 회로(442)를 통해 튜브(430)로부터 실제로 흐르는 케소드 전류 값을 알 수 있다. 게이트 제어 회로(440)는 게이트 전압을 조정함으로써, 종래의 전자기파 발생 장치처럼 게이트 전압을 직접 센싱할 필요성이 없이, 튜브(430)에서 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 만일, 게이트 전압의 조정으로 인하여 누설 전류(즉, 게이트 전류)가 0에 수렴하는 경우, 케소드 전류 값은 에노드 전류 값에 수렴할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 발생 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
단계 S501에서, 본 발명의 장치는 제1 승압 회로의 출력단의 일측의 제1 전압 값과 제2 승압 회로의 출력단의 일측의 제2 전압 값이 상이하도록 튜브 전원 공급 회로를 제어할 수 있다. 제1 승압 회로의 출력단의 일측은 튜브의 에노드와 연결되고, 제2 승압 회로의 출력단의 일측은 튜브의 케소드와 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 전압 값은 에노드 전압 값에 대응될 수 있고, 제2 전압 값은 케소드 전압 값에 대응될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 전압 값과 제2 전압 값은 기 설정된 비율 정보에 기초한 비대칭 값일 수 있다. 또한, 제1 전압 값은 양의 값이고, 제2 전압 값은 음의 값이며, 제1 전압 값의 절대 값은 제2 전압 값의 절대 값보다 큰 값일 수 있다. 상대적으로 제2 전압 값이 제1 전압 값보다 작은 값을 가지므로 게이트에 걸리는 전압 값이 줄어들어 절연이 보다 용이하며, 게이트에 걸리는 전압 값이 줄어 듦에 따라 누설 전류 역시 감소할 수 있다.
단계 S502에서, 본 발명의 장치는 제2 승압 회로의 출력단의 타측으로부터 접지단으로 출력되는 전류를 센싱할 수 있다. 이를 위해 장치는 전압 센싱부를 포함할 수 있고, 전압 센싱부는 제1 승압 회로와 에노드 사이의 노드의 전압을 센싱하고, 제2 승압 회로와 케소드 사이의 노드의 전압을 센싱할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 장치는 전압 센싱부가 센싱한 전압 정보에 기초하여 제1 전압 값과 제2 전압 값을 제어할 수 있다.
단계 S503에서, 본 발명의 장치는 센싱한 전류에 대한 정보를 기반으로, 게이트로 공급되는 게이트 전압을 제어할 수 있다. 이를 위해, 장치의 게이트 제어 회로는 제2 승압 회로와 접지단 사이의 노드에서 전류를 센싱할 수 있다. 제2 승압 회로와 접지단 사이의 노드에서 센싱되는 전류는 케소드 전류일 수 있다. 또는, 이상적인 조건의 경우 제2 승압 회로와 접지단 사이의 노드에서 센싱되는 전류는 에노드 전류에 대응될 수 있다. 제1 승압 회로와 제2 승압 회로는 각각 출력단의 타측이 접지단에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 게이트 전원 공급 회로에서 출력되는 전압은 양(+)과 음(-)의 전위차를 갖는 차동 출력 전압일 수 있다. 이러한 게이트 전압을 제어함으로써 본 발명의 장치는 튜브에 흐르는 전류가 일정하도록 정전류를 제어할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (10)

  1. 에노드, 케소드 및 적어도 하나의 게이트를 포함하는 튜브;
    상기 에노드와 출력단의 일측이 연결되고, 상기 케소드와 출력단의 타측이 연결된 튜브 전원 공급 회로; 및
    상기 게이트에 출력단의 적어도 일측이 연결되는 게이트 제어 회로를 포함하고,
    상기 튜브 전원 공급 회로의 접지단을 기준으로 상기 튜브 전원 공급 회로의 출력단의 일측의 제1 전압 값과 상기 튜브 전원 공급 회로의 출력단의 타측의 제2 전압 값이 서로 상이하며, 상기 제1 전압 값 및 상기 제2 전압 값은 상기 튜브 전원 공급 회로의 제어에 따라 결정되는, 전자기파 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압 값은 양의 값이고, 상기 제2 전압 값은 음의 값이며,
    상기 제1 전압 값의 절대 값은 상기 제2 전압 값의 절대 값보다 큰 전자기파 발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 튜브 전원 공급 회로는 상기 에노드와 출력단의 일측이 연결된 제1 승압 회로 및 상기 케소드와 출력단의 일측이 연결된 제2 승압 회로를 포함하고,
    상기 제1 승압 회로의 출력단의 타측과 상기 제2 승압 회로의 출력단의 타측은 접지단으로 서로 연결된, 전자기파 발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 제어 회로는 게이트 전원 공급 회로 및 상기 게이트 전원 공급 회로를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 회로를 포함하고,
    상기 게이트 전원 공급 회로의 출력단의 일측이 상기 게이트와 연결되고, 상기 게이트 전원 공급 회로의 출력단의 타측이 상기 케소드에 연결되는, 전자기파 발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 게이트 전원 공급 회로에서 출력되는 전압은 양과 음의 전위차를 갖는 차동 출력(Differential Output) 전압인, 전자기파 발생장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 PWM 제어 회로는 상기 튜브 전원 공급 회로의 제2 승압 회로의 출력단과 접지단 사이에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 게이트 전원 공급 회로를 제어하고,
    상기 게이트 전원 공급 회로는 상기 PWM 제어 회로에서 센싱한 전류 정보에 기초하여 상기 게이트로 공급하는 전압 값을 제어하고,
    상기 제2 승압 회로는 출력단의 일측이 상기 케소드와 연결되고 출력단의 타측이 접지단에 연결된, 전자기파 발생장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 튜브 전원 공급 회로와 상기 에노드 사이의 노드의 전압을 센싱하는 제1 전압 센싱 회로 및 상기 튜브 전원 공급 회로와 상기 케소드 사이의 노드의 전압을 센싱하는 제2 전압 센싱 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 전압 센싱 회로 및 상기 제2 전압 센싱 회로에서 센싱된 전압 정보에 기초하여 상기 제1 전압 값 및 상기 제2 전압 값을 제어하는, 전자기파 발생장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 게이트는 그리드(grid), 와이어(wire) 또는 핀홀(pin-hole) 구조의 게이트 중 어느 하나인, 전자기파 발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 케소드는 CNT(Carbon nanotube)로 구성되는, 전자기파 발생장치.
  10. 전자기파 발생 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전자기파 발생 장치는, 에노드, 케소드 및 적어도 하나의 게이트를 포함하는 튜브, 상기 에노드와 출력단의 일측이 연결된 제1 승압 회로 및 상기 케소드와 출력단의 일측이 연결된 제2 승압 회로를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 제1 승압 회로의 출력단의 일측의 제1 전압 값과 상기 제2 승압 회로의 출력단의 일측의 제2 전압 값이 상이하도록 상기 제1 승압 회로 및 상기 제2 승압 회로를 제어하는 단계;
    상기 제2 승압 회로의 출력단의 타측으로부터 접지단으로 출력되는 전류를 센싱하는 단계; 및
    센싱한 상기 전류에 대한 정보를 기반으로, 상기 게이트로 공급되는 게이트 전압을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090030531A (ko) * 2007-09-20 2009-03-25 (주)디알젬 엑스선 고전압 발생장치
JP2018022550A (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社日立製作所 高電圧発生装置、及びこれを用いたｘ線高電圧装置
KR20180024017A (ko) * 2015-06-30 2018-03-07 주식회사바텍 전계방출 엑스선 소스를 갖는 포터블 엑스선 발생 장치
WO2019151251A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 ナノックス イメージング ピーエルシー Ｘ線管の制御方法及びｘ線管の制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100330190B1 (ko) 1999-07-12 2002-03-28 조순문 연ｘ선을 이용한 정전기 제거장치
US8447013B2 (en) * 2010-03-22 2013-05-21 Xinray Systems Inc Multibeam x-ray source with intelligent electronic control systems and related methods
KR20150040768A (ko) 2013-10-07 2015-04-15 삼성전자주식회사 엑스선 장치 및 엑스선 디텍터
US10438765B2 (en) * 2014-11-21 2019-10-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Field emission device with ground electrode
KR102328118B1 (ko) 2014-11-24 2021-11-18 삼성전자주식회사 엑스선 장치 및 시스템
US9941091B2 (en) * 2015-04-17 2018-04-10 Electronics And Telecommunications Research Institute X-ray tube
US10334712B2 (en) * 2015-11-11 2019-06-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Radiography apparatus
US10991539B2 (en) * 2016-03-31 2021-04-27 Nano-X Imaging Ltd. X-ray tube and a conditioning method thereof
US10455677B2 (en) * 2016-05-25 2019-10-22 Electronics & Telecommunications Research Institute X-ray generator and driving method thereof
KR101829910B1 (ko) 2016-07-13 2018-02-19 서봉균 고전압 직류 발생장치
US20210030388A1 (en) * 2018-01-31 2021-02-04 Nanox Imaging Ltd. Control method for x-ray imaging apparatus
KR102194700B1 (ko) 2019-03-19 2020-12-23 김상수 엑스레이 제어 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090030531A (ko) * 2007-09-20 2009-03-25 (주)디알젬 엑스선 고전압 발생장치
KR20180024017A (ko) * 2015-06-30 2018-03-07 주식회사바텍 전계방출 엑스선 소스를 갖는 포터블 엑스선 발생 장치
JP2018022550A (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社日立製作所 高電圧発生装置、及びこれを用いたｘ線高電圧装置
WO2019151251A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 ナノックス イメージング ピーエルシー Ｘ線管の制御方法及びｘ線管の制御装置

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