KR102652123B1 - 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치에 관한 것으로, 제1 후레쉬 램프(1), 트리거 유닛을 포함한 시머 유닛(2), 제1 후레쉬 램프(1)에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류 안정화 회로(3), 제1 후레쉬 램프(1)의 에너지 방출을 제어하는 펄스 파형 제어부(4), 서브 펄스를 위한 에너지를 형성하는 서브 펄스부, 메인 펄스를 위한 에너지를 형성하는 메인 펄스부, 서브 펄스부 및 메인 펄스부의 출력을 충전하는 제1 내지 제3 충전부(11)(12)(13) 및 교차 강도의 구현여부에 따라 제1 내지 제3 충전부(11)(12)(13)의 출력 에너지를 제1 후레쉬 램프(1)에 선택적으로 연결해 주는 제1, 제2 릴레이(14)(15)로 구성된다.

Description

후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치{CONTROL DEVICE FOR IMPLEMENTING CROSS STRENGTH OF FRESH LAMP}

본 발명은 여드름 치료나 미세 박피, 피부 재생, 흉터 제거, 색소 제거 등과 같은 다양한 용도의 피부 미용, 상처 치유, 피부자극, 제모 등 다양한 용도로 사용되는 펄스형 광선 및 펄스형 레이저 치료기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미용피부에 펄스형 광에너지를 활용하는 장비류에 에너지나 파워가 같고, 또는 사용하고자 하는 에너지나 파워가 상이한 펄스(On Duration, 발광시간)를 교차형태로 발생하도록 하는 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치에 관한 것이다.

최근 피부과, 외과, 안과의 시술 중 레이저와 펄스형 광을 이용하는 장비가 일반적인 추세이다. 의료에서 레이저 시술은 피부 조직의 절개, 지혈, 통증완화, 문신제거, 피부 박피, 피부 재생 등 다양하게 이루어지고 있다. 이처럼 의료용 시술에 사용되는 펄스형 레이저 또는 펄스형 광선조사기는 고출력 장비이며, 각기 다른 에너지와 파워로 일정 펄스를 구현하여, 환자의 시술부위에 에너지나 파워를 전달한다. 펄스형 장비는 펄스의 형태에 따라 전달되는 강도라는 특성을 가져 시술부위에 강도의 형태를 다양화할 필요가 있다.

피부 미용의 경우, 피부 표피층, 진피층, 스마스층, 근육층이 노화되어 주름이나 색소발생의 피부 질환이 발생하고 있다.

펄스형 광선조사기나 펄스형 레이저를 활용하여, 표피층이나, 진피층 등 일정 타겟을 설정하여, 해당하는 층에 에너지를 가하기 위하여, 강도를 조정하여 효과적으로 활용하여 왔다.

펄스형 광선조사기나, 펄스형 레이저는 에너지 또는 파워 값의 변경, 펄스시간(Duration, 빛 발생시간), 빛의 파장에 따라 에너지의 반응이 다르게 반응하며, 특히 펄스시간의 조정으로 빛의 색의 흡수도가 변환하여, 효과를 발생한다.

종래의 펄스형 광선을 이용하는 장비는 장비에 따라서 빛의 파장이 정해져 있고, 에너지 또는 파워 설정, 펄스 지정, 주파수를 변경하여 사용하여, 피부층별 영향을 주게 된다. 이러한 장비는 펄스형태를 변경하기 위하여, 해당 장비의 동작을 멈추고, 재설정하여 사용해야 하는 불편함이 있고, 변경하는데 장시간이 소요된다.

위와 같이 후레쉬 램프를 펌핑하여, 출력되어지는 에너지를 활용하는 미용 의료기기로서는 펄스형 광선조사기(IPL)와 고체레이저가 있다.

펄스형 광선조사기는 후레쉬 램프에 고전압/고전류를 램프에 순간 공급하여, 램프로부터 나오는 빛을 파장별로 필터를 하여 피부미용의료기기에 사용하고 있으며, 고체레이저는 후레쉬 램프에 고전압/고전류를 램프에 순간 공급하고, 출력되어지는 빛이 레이저 로드(ROD)에 조사하여, 빛을 증폭하여, 레이저 로드의 고유의 빛을 레이저 헤드에서 발진, 증폭하여, 피부미용의료기기에 사용하고 있다.

이때 사용자 인터페이스에서 설정한 에너지 값 또는 파워를 설정하여 사용하고 할 때, 디스플레이로부터 데이터를 받은 메인 콘트롤러는 파워에 전달하여 빛을 발생시키고자 하는 램프에 전압을 에너지탱크에 저장을 충전하고, 에너지가 높으면, 충전, 에너지가 낮으면 방전의 동작을 완성하고, 준비 버튼(Ready buton)을 누른 상태에서 에너지 출력을 하도록 스위치를 작동시키면, 충전되어진 에너지 탱크로부터 능동소자가 오픈(Open)되어 램프에 해당하는 전압을 가하여 발광시간(On duration)만큼 전류가 도통되어지게 하여 램프를 발광시킨다.

에너지 또는 파워를 사용하고자 할 경우 발광시간(ON Duration)을 설정할 때는 한 가지만 설정할 수 있다. 발광시간(On duration)을 1가지가 아니라 여러 가지를 설정하면, 각 펄스당 에너지와 파워의 변동이 발생한다. 발광시간(On Duration)의 변동은 프로그램에서 하드웨어로 단순히 발생시킬 수 있으나, 상이한 에너지의 발생은 시술자의 예측을 방해하여, 결과의 균등성을 확보하기 어렵다.

그러기 위해서는 사용하는 에너지를 멈추고, 사용자는 에너지의 셋팅을 다시 하여 사용하여야 한다.

에너지와 파워에 따라서 검정색에 흡수되는 반응의 변화가 있으며, 특히 강도에 따른 반응이 강하다. 즉, 어떤 에너지와 파워를 단 시간에 발생하느냐, 장시간에 발생하는냐에 따라서 색상에 반응(흡수)하는 것과, 피부 반사율, 피부 굴절율의 변화가 발생한다.

종래에는 각기 다른 에너지나 파워는, 같은 전압에서 발광시간(On Duration)으로 바꿔 사용하면 사용하는 경우와 전압과 발광시간 모두를 변화시키는 방법이 있다. 같은 전압에서 발광시간(On Duration)으로 바꿔 사용하면 후레쉬되는 빛의 성질은 한정되어진 상태에서 에너지 또는 파워가 변하며, 전압과 같이 변경시키기 위해서는 장비 사용을 멈추고, 셋팅값을 변경하여, 다시 시작해야 하기 때문에 물리적 시간이 발생한다.

또한, 같은 에너지나 파워에서 강도를 상이하게 사용하기 위해서는 발광시간(On Duration)의 셋팅값을 변경하여 사용해야 한다. 발광시간이 다른 상태에서 에너지와 파워를 같게 하기 위해서는 내부적으로 파워서플라이가 충방전을 하여 각기 발광시간 별 셋팅되어진 값의 에너지나 파워를 발생시킬 수 있는 전압으로 셋팅해야 하며, 에너지 탱크가 수천, 수만 uF라서 충전 또는 방전할 때 물리적 시간이 발생하는 문제점이 있다.

대한민국특허등록 제10-1220541호. 대한민국특허등록 제10-1459368호.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하고 효과적인 시술을 가능하게 하는 새로운 방식의 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 미용피부에 펄스형 광에너지를 활용하는 장비류에 에너지나 파워가 같고, 또는 사용하고자 하는 에너지나 파워가 상이한 펄스(On Duration, 발광시간)를 교차형태로 발생하도록 함으로써, 다른 영향을 주는 출력을 하는 장비로 시술하는 방안으로, 시술시간을 줄이고, 조작이 편리한 효과적인 시술을 하기 위한 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적은, 제1 후레쉬 램프; 트리거 유닛을 포함한 시머 유닛; 상기 제1 후레쉬 램프에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류 안정화 회로; 상기 제1 후레쉬 램프의 에너지 방출을 제어하는 펄스 파형 제어부; 서브 펄스를 위한 에너지를 형성하는 서브 펄스부; 메인 펄스를 위한 에너지를 형성하는 메인 펄스부; 상기 서브 펄스부 및 상기 메인 펄스부의 출력을 충전하는 제1 내지 제3 충전부; 및 교차 강도의 구현여부에 따라 상기 제1 내지 제3 충전부의 출력 에너지를 상기 제1 후레쉬 램프에 선택적으로 연결해 주는 제1, 제2 릴레이로 구성되는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치에 의해 달성된다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 서브 펄스부 및 상기 메인 펄스부는, 동일한 성능을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 서브 펄스부는, 제1 역류 방지 다이오드; IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제1 개폐유닛; 및 상기 제1 후레쉬 램프로 에너지를 방출하는 제1 에너지 탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 메인 펄스부는, 제2 역류 방지 다이오드; IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제2 개폐유닛; 및 상기 제1 후레쉬 램프로 에너지를 방출하는 제2 에너지 탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 제1, 제2 후레쉬 램프; 트리거 유닛을 포함한 시머 유닛; 상기 제1, 제2 후레쉬 램프에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류 안정화 회로; 상기 제1, 제2 후레쉬 램프의 에너지 방출을 제어하는 펄스 파형 제어부; 고전압을 충전하는 고전압 충전부; 저전압을 충전하는 저전압 충전부; 및 교차 강도의 구현여부에 따라 상기 고전압 충전부 또는 상기 저전압 충전부를 상기 제1, 제2 후레쉬 램프에 선택적으로 연결해 주는 제3 내지 제5 릴레이로 구성되는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치에 의해 달성된다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 고전압 충전부는, 제1 역류 방지 다이오드; IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제1 개폐유닛; 및 상기 제1, 제2 후레쉬 램프로 에너지를 방출하는 제1 에너지 탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 저전압 충전부는, 제2 역류 방지 다이오드; IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제2 개폐유닛; 및 상기 제1, 제2 후레쉬 램프로 에너지를 방출하는 제2 에너지 탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 피부질환을 치료하고, 피부미용 의료에서 사용하는 펄스형 광선을 이용하는 펄스광조사기나, 후레쉬 펌핑 레이저에 시술이 편리하고, 시간을 단축할 수 있으며, 교차강도의 활용으로 효과적인 펄스형 광선이나 레이저 시술 방법 및 장치에 대한 것으로, 적절한 전자회로 구성 및 교차강도를 제공함으로써 레이저의 손실을 최소화하여, 치료 효율을 높일 수 있고, 시술자의 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기존 레이저 및 IPL 시스템에서 후레쉬 램프를 동작시키는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 의한 하나의 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치를 보인 회로도이다.
도 3은 본 발명에 의한 다수개의 병렬 연결된 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치를 보인 회로도이다.
도 4는 본 발명에 의한 2개의 직렬 연결된 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치를 보인 회로도이다.
도 5는 펄스 에너지의 강도와 전류(on duration)와의 관계를 보인 그래프이다.
도 6은 교차 강도 에너지의 강도와 전류(on duration)와의 관계를 보인 그래프이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 기존 레이저 및 IPL 시스템에서 후레쉬 램프를 동작시키는 개념도이다.

도 1에 의하면, 제1 후래쉬 램프(1)는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 장치로서, 주로 제논(Xe)이나 크립톤(Kr)과 같은 비활성 기체를 채운 유리관 안에 두 개의 전극이 설치된다.

제1 후레쉬램프(1)를 구동시키려면, 충전된 콘덴서를 포함하는 제2 에너지 탱크(10)와 트리거 유닛을 포함한 시머(simmer) 유닛(2)을 사용한다.

트리거 회로는 제1 후레쉬 램프의 전극 사이에 고전압의 스파크를 발생시켜 램프 내부의 기체를 이온화시키는 역할을 한다. 이온화된 기체 분자들은 제1 후레쉬 램프에 전류가 흐를 수 있도록 하고, 이때 시머(simmer) 전류를 흘려 준다.

시머 전류는 제1 후레쉬 램프가 점등된 후에도 계속해서 램프에 흐르는 작은 전류이다. 시머 전류는 제1 후레쉬 램프의 이온화 상태를 유지하고, 다음 트리거 신호에 대한 점등 시간을 단축하며, 램프의 수명을 연장할 수 있다.

트리커 유닛이 포함된 시머 유닛(2)에 의해 이온화된 제1 후레쉬램프의 기체 분자들은 제1 충전부(11)에 의해 충전된 에너지 탱크의 전류를 펄스 파형 제어부(4)의 온/오프 스위치 동작을 통해 흡수하고, 자극방출을 통해 빛을 방출한다.

이러한 원리로는 도 5와 같이 펄스 파형 제어부(4)에서 1ms 이하로 온타임 전류(ontime duration) 동안 출력을 내보내고 오프타임 전류(offtime duration) 동안 출력을 정지시켜 펄스 형태로 에너지를 방출한다.

콘덴서 용량은 콘덴서가 저장할 수 있는 전기 에너지의 양을 나타내는 값이다. 콘덴서 용량은 패럿(F) 단위로 측정된다. 방출 에너지는 콘덴서가 방전될 때 방출되는 전기 에너지의 양이다. 방출 에너지는 주울(J) 단위로 측정된다. 콘덴서 용량과 발생 에너지는 다음의 공식으로 연결된다.

W = 1/2 CV^2

여기서, W는 발생 에너지, C는 콘덴서 용량, V는 콘덴서에 걸린 전압이다.

위와 같은 식에 따르면, 콘덴서 용량이 커지면 방출 에너지도 커지고, 콘덴서에 걸린 전압이 커지면 방출 에너지도 커지게 된다. 즉, 콘덴서 용량과 전압은 방출 에너지와 비례 관계에 있다.

도 5의 메인 펄스(100)는 방출되는 에너지로 강도와 온타임 전류(ontime duration)로 결정된다. 이는 위의 에너지 식 관점에서 보면 콘덴서의 전압(강도)과 방전된 전하(ontime duration)로 볼 수 있다. 따라서 콘덴서의 전압과 온타임 전류(ontime duration)는 비례 관계임을 알 수 있다.

도 6의 메인 펄스(100)와 서브 펄스UB PULSE(101)는 강도와 온타임 전류(ontime duration)가 다르다. 하지만 두 펄스의 면적이 같다면 방출에너지는 같다. 여기서, 같은 에너지를 방출하더라도 두 펄스가 피부에서 색상에 대한 반응(흡수) 및, 피부 반사율, 피부 굴절율에서는 차이가 나타난다. 이는 서로 효과를 낼 수 있음을 보여준다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 차이를 이용하여 도 6과 같이 메인 펄스 사이에 서브 펄스를 발생시켜 교차로 에너지가 방출되도록 하여 다양한 병변에 효과를 유도하고자 한다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 방법을 교차 강도라고 일컫는다.

교차 강도의 구현에 있어서 도 1과 같은 기존 시스템에서는 구현이 불가능하다. 서로 다른 강도의 에너지를 내기 위해서는 콘덴서의 전압을 다르게 해야 하는데 수천, 수만 uF을 사용하는 콘덴서 전압 변경을 위해서는 수초단위의 충/방전 시간이 필요하다. 레이저 펄스가 1~100Hz로 동작한다고 하면 10ms 이내에서 교차 강도가 구현되어야 하기 때문에 시간내에 전압 변경이 불가능하다.

이에 본 발명의 실시예는 이러한 문제를 해결하고자 도 2에서와 같이 제1 에너지 탱크(9)를 추가하고 이를 제어하기 위해 제1 역류방지 다이오드(5), 제2 역류방지 다이오드(6), 제1 개폐 유닛(7), 제2 개폐 유닛(8)을 추가하여 콘덴서의 전압 변경 대신 에너지 탱크의 변경을 통해 교차 강도를 구현한다.

이 방식의 장점은 하나의 에너지 탱크를 사용시 전압을 낮추기 위한 방전이 필요한데 방전을 위해 방전저항을 통해 열로 에너지를 소비한다. 이는 장비 전체의 내부 온도 상승 야기 및 불필요한 에너지 손실을 유발하는데, 본 발명의 실시예는 별도의 에너지 탱크를 사용함으로써 문제점을 해결한다.

제1 개폐 유닛(7), 제2 개폐 유닛(8)은 전류를 온/오프 할 수 있는 IGBT 및 FET, TR 등의 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성된다.

제1, 제2 에너지 탱크(9)(10)를 충전하기 위해서는 각각 별도의 충전부가 필요하다. 또한 교차 강도 구현에 있어 강도가 다른 펄스에서 방출에너지가 같더라도 온타임 전류(ontime duration)가 다르기 때문에 와트(W) 개념으로 보면 높은 강도에서의 와트(W)가 높다. 따라서 높은 강도의 펄스에 충전부는 낮은 강도의 펄스에 비해 높은 와트(W)의 충전부가 필요하다. 이를 위해 서로 다른 성능의 충전부가 필요하다. 이를 해결하기 위해서는 높은 와트의 충전부 기준으로 2개를 충전부를 사용하던지 서로 다른 성능의 충전부 2개를 사용하여야 하는데 이는 제조단가 상승을 야기한다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 부분을 개선하고자 단일 성능의 충전부를 조합하여 구성한다. 이는 교차강도에서 펄스별 최대 방출에너지에 따라 변경되어야 할 기기 개발에 있어 충전부 설계가 유연하고, AS 발생시 고장난 충전부만 동작을 멈추기 때문에 다른 충전부가 동작하여 AS 전까지 긴급대응이 가능하다는 장점이 있다. 또한 단일 충전부를 대량 생산하기 때문에 비용 절감의 효과도 있다. 동작 방식은 다음과 같다.

도 2의 제1 충전부(11), 제2 충전부(12), 제3 충전부(13)는 동일 성능의 충전부로 교차 강도 구현시 제1 충전부(11)는 메인 펄스를 담당하는 제2 에너지 탱크(10)를 충전하고, 제2 충전부(12)와 제3 충전부(13)는 서브 펄스를 담당하는 제1 에너지 탱크(9)를 충전한다.

이는 상대적으로 낮은 강도에서 상대적으로 긴 시간 동안 에너지가 방출되는 메인 펄스 사이에 상대적으로 높은 강도 및 짧은 시간 동안 에너지가 방출되는 서브 펄스가 같은 에너지가 방출 되더라도 단위 시간당으로 보면 높은 에너지가 소모되므로 에너지 방출 중 전압강하를 줄이기 위해서는 메인 펄스 보다 높은 출력의 충전부가 요구된다. 따라서 제2 릴레이(15)를 사용하여 제2 충전부(12)와 제3 충전부(13)로 서브 펄스를 담당하는 제1 에너지 탱크(9)를 충전한다.

교차 강도를 사용하지 않을 경우에는 제1 충전부(11)와 제2 충전부(12), 제3 충전부(13)는 제2 릴레이(15)를 통해 제2 에너지 탱크(10)와 연결되고, 제1 릴레이(14)를 통해 제2 역류방지 다이오드(6)와 제2 개폐 유닛(8)을 거치지 않고 바로 제1 후레쉬램프(1)와 연결되어 펄프 파형 제어부(4)에 의해 에너지를 방출한다. 이 경우는 3개의 충전부가 모두 하나의 제2 에너지 탱크(10)에 연결되기 때문에 사용되는 방출에너지에 비해 높은 충전부를 가지게 된다. 여기서 단일 충전부에 비해 모듈형 충전부의 장점을 활용할 수 있다.

이 방식의 장점은 안정적인 운영을 위해 2개의 충전부가 일하고 1개의 충전부가 쉬는 순환구조(AB->BC->CA)로 충전부의 휴지시간을 주어 열에 의한 충전부 수명단축을 막을 수 있다.

위의 도 2의 실시예에서는 제1 후레쉬 램프(1)를 단독으로 사용하는 것을 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 도 3에 도시한 바와 같이, 복수 개, 즉 제1 후레쉬 램프(1)와 제2 후레쉬 램프(30)를 병렬로 접속하여도 도 2의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 4는 도 2의 실시예에 제1 후레쉬램프(1)와 제2 후레쉬램프(30)를 활용하여 좀 더 효과적인 제어를 할 수 있다. 제3 내지 제5 릴레이(50)(51)(52)를 사용하여 하나의 고압부 충전부와 저압부 충전부를 나누어 효과적으로 교차 펄스를 내 보낼 수 있다.

제5 릴레이(52)를 오픈하고 제3, 제4 릴레이(50)(51)를 연결하면, 제1 역류방지 다이오드(5)와 제1 개폐유닛(7) 및 제1 에너지 탱크(9)를 포함하는 고전압 충전부는 높은 전압을 사용하여 높은 강도의 펄스를 발생시키고, 제2 역류방지 다이오드(6)와 제2 개폐유닛(8) 및 제2 에너지 탱크(10)를 포함하는 저전압 충전부는 낮은 전압을 사용하여 낮은 강도의 펄스를 발생하는데, 이때 고압 충전부의 제1 에너지 탱크(9)는 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)를 사용하고, 저압 충전부의 제2 에너지 탱크(10)는 제1 후레쉬 램프(10)를 사용하여 교차 강도를 구현한다.

교차 강도를 구현하지 않을 경우, 제2 에너지 탱크(10)를 포함하는 저전압 충전부는 제3, 제4 릴레이(50)(51)를 오픈하고 제 5릴레이(52)를 연결하여 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)를 사용하여 에너지를 방사하거나, 제3, 제5 릴레이(50)(52)를 오픈하고 제4 릴레이(51)를 연결하여 하나의 제1 후레쉬 램프(1)를 사용하여 에너지를 방사한다.

이러한 방식이 하나의 램프를 사용할 때보다 유리한 점은 두 개의 램프를 사용할 경우 램프의 저항이 두 배이므로 같은 에너지를 방사시키기 위해 전압을 2배로 하고 전류를 1/2로 하여 하나의 램프에 비해 적은 전류로 같은 에너지를 낼 수 있다. 이러한 점은 용량이 작은 고전압 콘덴서(폴리프로필렌 오일 콘덴서 등)의 사용을 가능하게 한다. 반대로 하나의 램프를 사용할 경우 2개의 램프를 사용할 때 보다 1/2전압으로 2배의 전류를 흐르게 하여 같은 에너지를 방사시킨다. 이때는 용량성 콘덴서(전해 콘덴서) 사용이 유리하다.

본 발명의 실시예에서는 2개의 후레쉬 램프를 1개 또는 2개 사용이 가능하도록 구성하여 서로 다른 콘덴서로 교차 강도를 구현할 수 있고, 이는 큐스위치와 ns 레이저를 교차 강도로 구현 가능하다. 또한, 교차 강도를 사용하지 않는 경우에도 후레쉬 램프 1개 또는 2개를 변경하여 방사시킬 수 있도록 하여 콘덴서의 전압 변화 없이도 에너지 강도를 조절 할 수 있다.

본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 제1 후레쉬램프 30 : 제2 후레쉬램프
2 : 트리커(TRIGGER) 유닛이 포함된 시머 유닛
3 : 전류 안정화 회로 4 : 펄스 파형 제어부
5 : 제1 역류방지 다이오드 6 : 제2역류방지 다이오드
7 : 제1 개폐 유닛(제1 능동소자) 8 : 제2 개폐 유닛(제2 능동소자)
9 : 제1 에너지 탱크 10 : 제2 에너지 탱크
11 : 제1 충전부 12 : 제2 충전부
13 : 제3 충전부 14 : 제1 릴레이
15 : 제2 릴레이 50 : 제3 릴레이
51 : 제4 릴레이 52 : 제5 릴레이
100 : 메인 펄스 101 : 서브 펄스

Claims (7)

1. 제1 후레쉬 램프(1);
   트리거 유닛을 포함한 시머 유닛(2);
   상기 제1 후레쉬 램프(1)에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류 안정화 회로(3);
   상기 제1 후레쉬 램프(1)의 에너지 방출을 제어하는 펄스 파형 제어부(4);
   서브 펄스를 위한 에너지를 형성하는 서브 펄스부;
   메인 펄스를 위한 에너지를 형성하는 메인 펄스부;
   상기 서브 펄스부 및 상기 메인 펄스부의 출력을 충전하는 제1 내지 제3 충전부(11)(12)(13); 및
   교차 강도의 구현여부에 따라 상기 제1 내지 제3 충전부(11)(12)(13)의 출력 에너지를 상기 제1 후레쉬 램프(1)에 선택적으로 연결해 주는 제1, 제2 릴레이(14)(15)
   로 구성되는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 서브 펄스부 및 상기 메인 펄스부는, 동일한 성능을 가지는 것을 특징으로 하는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 서브 펄스부는,
   제1 역류 방지 다이오드(5);
   IGBT(Insulated gate bipolar transistor) 및 FET(Field effect transistor), TR(Transistor)을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제1 개폐유닛(7); 및
   상기 제1 후레쉬 램프(1)로 에너지를 방출하는 제1 에너지 탱크(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 메인 펄스부는,
   제2 역류 방지 다이오드(6);
   IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제2 개폐유닛(8); 및
   상기 제1 후레쉬 램프(1)로 에너지를 방출하는 제2 에너지 탱크(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.
   
5. 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30);
   트리거 유닛을 포함한 시머 유닛(2);
   상기 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류 안정화 회로(3);
   상기 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)의 에너지 방출을 제어하는 펄스 파형 제어부(4);
   고전압을 충전하는 고전압 충전부;
   저전압을 충전하는 저전압 충전부; 및
   교차 강도의 구현여부에 따라 상기 고전압 충전부 또는 상기 저전압 충전부를 상기 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)에 선택적으로 연결해 주는 제3 내지 제5 릴레이(50)(51)(52)
   로 구성되는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 고전압 충전부는,
   제1 역류 방지 다이오드(5);
   IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제1 개폐유닛(7); 및
   상기 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)로 에너지를 방출하는 제1 에너지 탱크(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 저전압 충전부는,
   제2 역류 방지 다이오드(6);
   IGBT 및 FET, TR을 포함하는 전력 스위칭용 반도체 소자로 구성되어 전류를 온/오프하는 제2 개폐유닛(8); 및
   상기 제1, 제2 후레쉬 램프(1)(30)로 에너지를 방출하는 제2 에너지 탱크(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 후레쉬 램프의 교차 강도 구현을 위한 제어장치.