KR20050030777A

KR20050030777A - 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치

Info

Publication number: KR20050030777A
Application number: KR1020030066932A
Authority: KR
Inventors: 김진오; 박종안
Original assignee: (주)탑스; 박종안
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-03-31

Abstract

본 발명은 내시경이나 관절경 등의 의료용으로 사용되는 연속발광 제논램프(Xenon Lamp)의 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 트랜스를 사용함이 없이 상용전원을 직접 정류하여 얻고, 그 직류전압을 PWM방식에 의해 콘트롤하는 한편 공급전원의 전환단계를 스스로 감지하여 적절한 전원을 공급함으로써, 프리 볼티지 입력, 다양한 DC전원출력 지원에 의한 사용램프의 호환성 증대, 내시경 시스템의 소형화, 경량화 등을 실현할 수 있다.

Description

관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING XENON LAMP}

본 발명은 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내시경이나 관절경 등의 의료용으로 사용되는 연속발광 제논램프(Xenon Lamp)의 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 내시경이나 관절경 등의 의료용으로 사용되는 연속발광 제논램프(이하, 램프라 한다)는 연속발광 과정에서 여러 종류의 전압을 필요로 한다.

그 과정을 살펴보면, 램프의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 최초 Open Circuit Voltage로 100-140v의 전압을 인가하고, 램프가 점등되면 12-15V로 전환해 주어야 한다.

이를 위하여, 종래에는 전자기유도작용을 이용한 트랜스(Transformer)로부터 두 전원을 별도로 만들어 전환시켰다.

그러나 트랜스를 이용한 전환과정에서 그 특성 상 전환 타이밍을 맞추기가 곤란하였고, 그에 따라 점등된 램프가 다시 소등되어 버린다거나 트랜스에 이상이 생기는 등의 문제점이 발생하였다.

뿐만 아니라, 트랜스의 부피 및 무게로 인하여 관절 내시경 시스템을 경박단소(輕薄短小)로 제작하는데 그 한계가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 트랜스를 사용함이 없이 상용전원을 직접 정류하여 얻고, 그 직류전압을 PWM방식에 의해 콘트롤하는 한편 공급전원의 전환단계를 스스로 감지하여 적절한 전원이 공급될 수 있도록 한 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 트랜스를 사용하지 않음으로써 그 만큼 소형화 경량화가 가능하고, 에너지 절감효과가 크며, 공급전원의 전환단계를 안정적으로 수행함으로써 램프의 수명을 보다 연장시킬 수 있도록 한 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상용교류전원을 입력받아 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 직류전원을 입력받아 램프의 Open Circuit Voltage로 변환하여 출력하는 제1PWM전압콘트롤부와, 제1PWM전압콘트롤부로부터 변환 출력된 램프의 Open Circuit Voltage를 그대로 입력받아 출력하거나 램프가 연속발광하는데 필요한 전압으로 변환하여 출력하는 제2PWM전압콘트롤부와, 제2PWM전압콘트롤부로부터 출력된 전압을 그대로 입력받아 출력하거나 램프의 점등시 필요한 고압을 발생시키는 이그니션 코일부와, 이그니션 코일부로부터 출력되어 램프에 입력되는 전류를 감지하기 위한 전류감시부가 순차적으로 구비되고, 제1PWM전압콘트롤부가 램프의 Open Circuit Voltage에 해당하는 전압을 출력할 수 있도록 펄스폭 제어신호를 인가하고, 그에 따라 전류감시부로부터 램프로의 전원공급이 감지되면 램프의 점등시 필요한 고압이 발생되도록 이그니션 코일부에 점화신호를 인가하고, 그 결과 전류감시부로부터 램프로의 고압전원공급이 감지되면 램프의 연속발광시 필요한 전압이 출력되도록 제2PWM전압콘트롤부에 펄스폭 제어신호를 인가하는 제어부가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치의 블럭도이다.

동도에 도시한 바와 같이, 본 발명은 크게 정류부(10), PWM전압콘트롤부(20,30), 이그니션 코일부(40;Igmition Coil), 전류감시부(50) 그리고 제어부(100;CPU)로 구성된다.

즉, AC80-240V의 상용전원을 입력받아 정류하기 위한 정류부(10)와, 정류부(10)로부터 정류된 직류전원을 입력받고 이를 제어부(100)의 제어신호에 근거하여 제논램프(60;Xenon Lamp, 이하 램프라 한다)의 Open Circuit Voltage로 변환하여 출력하는 제1PWM전압콘트롤부(20)와, 제1PWM전압콘트롤부(20)로부터 변환 출력된 램프의 Open Circuit Voltage를 그대로 입력받아 출력하거나 제어부(100)의 제어신호에 근거하여 램프(60)가 연속발광하는데 필요한 전압으로 변환하고 이를 출력하기 위한 제2PWM전압콘트롤부(30)와, 제2PWM전압콘트롤부(30)로부터 그대로 입력받아 출력하거나 제어부(100)의 제어신호에 근거하여 램프(60)의 점등시 필요한 고압전원을 발생시키기 위한 이그니션 코일부(40)와, 이그니션 코일부(40)로부터 출력되어 램프(60)에 인가되는 전류를 감지하기 위한 전류감시부(50)가 전기적으로 접속된다.

또한, 제1PWM전압콘트롤부(20)가 램프의 Open Circuit Voltage에 해당하는 전압을 출력할 수 있도록 펄스폭 제어신호를 인가하고, 그에 따라 전류감시부(50)로부터 램프(60)로의 전원공급이 감지되면 램프(60)의 점등시 필요한 25Kv의 고압이 발생되도록 이그니션 코일부(50)에 점화신호를 인가하고, 그 결과 전류감시부(50)로부터 램프(60)로의 고압전원공급이 감지되면 램프(60)의 연속발광시 필요한 12-15v의 전압이 출력되도록 제2PWM전압콘트롤부(30)에 펄스폭 제어신호를 인가하는 제어부(100)가 제1차PWM전압콘트롤부(20), 2차PWM전압콘트롤부(30), 이그니션 코일부(40), 전류감시부(50)와 제어선(101)에 의해 전기적으로 접속된다.

이하에서는 상기의 구성요소를 참조하여 작동과정을 상세히 설명한다.

먼저, 상용전원(80-240V)이 입력되면 정류부(10)에 의해 120-360V의 직류전원으로 정류된다.

정류부(10)에서 정류된 직류전원은 전기적으로 접속된 1차PWM전압콘트롤부(20)에 입력되고, 1차PWM전압콘트롤부(10)는 입력전압에 상관없이 제어부(100)의 펄스폭 제어신호에 근거하여 램프의 Open Circuit Voltage에 해당하는, 일례로 100-140V 중의 한 레벨의 전압으로 변환하여 출력한다.

1차 PWM전압콘트롤부(20)로부터 출력된 전원은 전기적으로 접속된 2차PWM전압콘트롤부(30), 이그니션 코일(40) 및 전류감시부(50)를 거쳐 램프(60)에 인가된다.

이때, 전류감시부(50)는 램프(60)로의 전원인가를 감지하고, 그에 따른 감지신호를 출력한다. 그 결과, 제어부(100)는 램프(60)에 전원이 인가되었음을 판단할 수 있게된다.

제어부(100)는 램프(60)에 전원이 인가된 것으로 판단되면, 램프(60)를 점등시킬 수 있도록 이그니션 코일부(40)에 점화신호를 출력한다.

이그니션 코일부(40)는 제어부(100)로부터 점화신호가 입력되면, 램프(60)를 점등시킬 수 있도록 24Kv의 고압전류를 발생시켜 램프(60)에 인가한다.

이때, 전류감시부(50)는 램프(60)로의 고압전류인가를 감지하고, 그에 따른 감지신호를 출력한다. 그 결과, 제어부(100)는 램프(60)가 점등되었음을 판단할 수 있게된다.

제어부(100)는 램프(60)가 점등된 것으로 판단되면, 그 즉시 램프(60)가 연속발광하는데 필요한 12-15V의 전압이 인가되도록 제2PWM전압콘트롤부(30)에 펄스폭 제어신호를 출력한다.

제2PWM전압콘트롤부(30)는 제어부(100)로부터 펄스폭 제어신호가 입력되면, 제어부(100)의 펄스폭 제어신호에 근거하여 램프(60)의 연속발광시 필요한 12-15V의 전압으로 변환하여 출력한다.

그 결과, 제2PWM전압콘트롤부(30)로부터 출력된 전원은 이그니션 코일부(40) 및 전류감시부(50)를 거쳐 램프(60)에 계속적으로 인가되고, 그에 따라 램프(60)는 점등상태를 유지하게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 내시경 시스템 안에 트랜스의 추가없이 프리 볼티지 입력, 다양한 DC전원출력 지원에 의한 사용램프의 호환성 증대, 내시경 시스템의 소형화, 경량화를 저렴한 가격으로 구현할 수 있다는 효과가 있다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 정류부

20 : 1차PWM전압콘트롤부

30 : 2차PWM전압콘트롤부

40 : 이그니션 코일부

50 : 전류감시부

60 : 램프

100 : 제어부

Claims

관절 내시경 시스템의 램프 전원공급장치에 있어서,

상용교류전원을 입력받아 정류하는 정류부와, 상기 정류부로부터 정류된 직류전원을 입력받아 상기 램프의 Open Circuit Voltage로 변환하여 출력하는 제1PWM전압콘트롤부와, 상기 제1PWM전압콘트롤부로부터 변환 출력된 상기 램프의 Open Circuit Voltage를 그대로 입력받아 출력하거나 상기 램프가 연속발광하는데 필요한 전압으로 변환하여 출력하는 제2PWM전압콘트롤부와, 상기 제2PWM전압콘트롤부로부터 그대로 입력받아 출력하거나 상기 램프의 점등시 필요한 고압전원을 발생시키는 이그니션 코일부와, 상기 이그니션 코일부로부터 출력되어 상기 램프에 인가되는 전류를 감지하기 위한 전류감시부가 전기적으로 접속되어 구비되고,

상기 제1PWM전압콘트롤부가 상기 램프의 Open Circuit Voltage에 해당하는 전압을 출력할 수 있도록 펄스폭 제어신호를 인가하고, 그에 따라 상기 전류감시부로부터 상기 램프로의 전원공급이 감지되면 상기 램프의 점등시 필요한 고압이 발생되도록 상기 이그니션 코일부에 점화신호를 인가하고, 그 결과 상기 전류감시부로부터 상기 램프로의 고압전원공급이 감지되면 상기 램프의 연속발광시 필요한 전압이 출력되도록 상기 제2PWM전압콘트롤부에 펄스폭 제어신호를 인가하는 제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 관절 내시경 시스템의 트랜스레스 램프 전원공급장치.