KR20090069907A - Apparatus for controlling a heating lamp and the method for controlling the same - Google Patents

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KR20090069907A
KR20090069907A KR1020070137733A KR20070137733A KR20090069907A KR 20090069907 A KR20090069907 A KR 20090069907A KR 1020070137733 A KR1020070137733 A KR 1020070137733A KR 20070137733 A KR20070137733 A KR 20070137733A KR 20090069907 A KR20090069907 A KR 20090069907A
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lamp
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heating lamp
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지상현
김기남
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에이피시스템 주식회사
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    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection

Abstract

An apparatus and a method for controlling a heating lamp are provided to simplify a structure by reducing the number of current transformers for confirming deterioration of a lamp. A heating lamp group(30) is divided into a plurality of sub groups(30a,30b). Each sub group comprises a plurality of heating lamps(31~36). A power control board(51) applies a power to each sub group. A current transformer(41) is arranged between the power control board and each sub group in order to measure a current flowing into each subs group. The power control board outputs an alarm signal after comparing an initial input current and a process input current. The initial input current is measured by the current transformer in an initial use of the heating lamp. The process input current is measured by the current transformer in a thermal process.

Description

가열램프 제어장치 및 제어방법{Apparatus for controlling a heating lamp and the method for controlling the same}Apparatus for controlling a heating lamp and the method for controlling the same}

도 1은 종래의 급속열처리장치를 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining a conventional rapid heat treatment apparatus;

도 2는 도 1에서 램프성능을 감시하는 방법을 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining a method of monitoring the lamp performance in FIG.

도 3은 램프의 초기 입력전류 그래프;3 is a graph of the initial input current of the lamp;

도 4는 본 발명에 따른 가열램프 제어장치를 설명하기 위한 도면;4 is a view for explaining a heating lamp control apparatus according to the present invention;

도 5는 도 4의 램프에 대한 초기 입력전류 그래프;5 is an initial input current graph for the lamp of FIG.

도 6은 도 4의 램프에 대한 공정중 입력전류 그래프;6 is a graph of input current during the process of the lamp of FIG. 4;

도 7은 본 발명에 따른 가열램프 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a heating lamp control method according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명><Description of reference numbers for the main parts of the drawings>

10: 가열대상체 20: 온도측정기10: heating target 20: temperature measuring instrument

30: 가열램프군 30a: 30b: 서브그룹30: heating lamp group 30a: 30b: subgroup

31-36: 개별램프 40: 램프성능 감시기31-36: Individual lamp 40: Lamp performance monitor

41: 변류기 50: 전력 제어기41: current transformer 50: power controller

51: 전력제어보드 52: SCR51: power control board 52: SCR

60: 메인 컨트롤러60: main controller

본 발명은 가열램프 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히 급속열처리에서와 같이 다량의 가열램프가 사용되는 경우 그 중 어느 특정의 가열램프가 열화 또는 수명이 다하였을 때 이를 재빨리 감지하여 열 공급의 균일성을 확보하는 가열램프 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heating lamp control apparatus and a control method, in particular, when a large amount of heating lamps are used, such as in rapid heat treatment, any particular heating lamp is quickly detected when the deterioration or life of the end of the heat supply The present invention relates to a heating lamp control device and a control method for ensuring uniformity.

반도체소자나 LCD 소자의 제조에 사용되는 급속열처리장치는 가열램프를 통하여 기판을 가열한다. 이 때 가열램프는 통상 복수개가 설치되며 기판 전체에 균일한 가열이 이루어지도록 다양한 설치구조가 선보이고 있다. 그러나 아무리 바람직한 설치구조를 갖는다 하더라도 개별 램프마다의 수명이나 열화속도가 다르기 때문에 장시간 사용하다보면 개별 램프마다 발산하는 열이 다르게 되어 기판을 균일하게 가열하는데 문제가 생기게 된다. The rapid heat treatment apparatus used for manufacturing a semiconductor device or an LCD device heats a substrate through a heating lamp. In this case, a plurality of heating lamps are usually installed, and various installation structures have been introduced to uniformly heat the entire substrate. However, even if it has a desirable installation structure, because the life or deterioration rate of each individual lamp is different, the heat dissipated for each lamp is different when using for a long time, there is a problem to uniformly heat the substrate.

도 1은 종래의 급속열처리장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가열램프군(30)은 복수개의 개별램프(31-36)로 구성되며, 가열대상체(10)는 가열램프군(30)에 의해 가열된다. 가열대상체(10)의 온도는 온도측정기(20)에 의해 측정되며, 온도측정기(20)에 의해 측정된 온도는 전력 제어기(50)로 피드백된다. 전력 제어기(50)는 온도측정기(20)의 피드백 신호를 입력받아 가열대상체(10) 가 사용자가 원하는 온도에 도달하도록 가열램프군(30)에 인가되는 전력을 제어한다.1 is a view for explaining a conventional rapid heat treatment apparatus. As shown in FIG. 1, the heating lamp group 30 includes a plurality of individual lamps 31 to 36, and the heating object 10 is heated by the heating lamp group 30. The temperature of the heating object 10 is measured by the temperature measuring device 20, and the temperature measured by the temperature measuring device 20 is fed back to the power controller 50. The power controller 50 receives the feedback signal from the temperature measuring device 20 and controls the power applied to the heating lamp group 30 such that the heating object 10 reaches a temperature desired by the user.

가열램프군(30)의 사용시간이 오래되다 보면 개별램프(31-36) 중의 어느 특정의 것이 먼저 열화되거나 수명이 다하게 된다. 따라서 개별램프(31-36)의 열화나 수명이 다하였음을 감시하는 램프성능 감시기(40)가 설치된다. When the use time of the heating lamp group 30 is long, any particular one of the individual lamps 31-36 is first deteriorated or ends of life. Therefore, the lamp performance monitor 40 is installed to monitor that the individual lamps 31 to 36 have deteriorated or have reached their end of life.

도 2는 도 1에서 램프성능을 감시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 램프성능 감시기(40)로서는 변류기(current transformer; CT, 41)가 사용되고, 전력제어기(50)의 주요소자로는 급속가열의 제어에 유리한 SCR(52)를 사용한다. FIG. 2 is a diagram for describing a method of monitoring lamp performance in FIG. 1. As shown in FIG. 2, a current transformer (CT) 41 is used as the lamp performance monitor 40, and an SCR 52 that is advantageous for rapid heating control is used as a main element of the power controller 50.

개별램프(31, 32)를 처음 장착하였을 때에 변류기(41)를 통하여 개별램프(31, 32)에 인가되는 전류를 실시간으로 측정한다. 그러면 도 3과 같은 초기 입력전류 그래프가 얻어지며, 여기서의 초기 입력전류값이란 개별램프(31, 32)가 처음 사용되는 때, 즉 열화되기 전에 측정된 값을 말한다. 상기 초기 입력전류값은 전력제어보드(51)에 저장된다. 열처리 공정 중에도 변류기(41)를 통하여 개별램프(31, 32)에 입력되는 전류가 실시간으로 측정되며, 이러한 공정중 입력전류값은 전력제어보드(51)로 피드백된다. When the individual lamps 31 and 32 are first mounted, currents applied to the individual lamps 31 and 32 through the current transformer 41 are measured in real time. Then, an initial input current graph as shown in FIG. 3 is obtained, and the initial input current value here refers to a value measured when the individual lamps 31 and 32 are used for the first time, that is, before deterioration. The initial input current value is stored in the power control board 51. Even during the heat treatment process, the current input to the individual lamps 31 and 32 through the current transformer 41 is measured in real time, and the input current value during this process is fed back to the power control board 51.

열처리 공정이 계속 반복되면 개별램프(31, 32)의 열화가 발생하게 되고, 그러면 상기 초기 입력전류값과 공정중 입력전류값이 차이를 보이게 된다. 상기 전력제어보드(51)는 상기 초기 입력전류값과 공정중 입력전류값이 점차 차이를 보이다가 그 차이가 소정의 기준치를 벗어나게 되면 이를 알람신호로서 메인 컨트롤 러(60)에 송출한다. If the heat treatment process is repeated, deterioration of the individual lamps 31 and 32 occurs, and the initial input current value and the input current value during the process show a difference. The power control board 51 gradually shows a difference between the initial input current value and the input current value during the process, and if the difference deviates from a predetermined reference value, the power control board 51 sends it to the main controller 60 as an alarm signal.

이와 같이 종래에는 변류기(41)가 각 개별램프(31, 32)에 대응하여 설치되었다. 따라서 어느 개별램프(31, 32)가 손상되었는가를 알 수 있는 장점이 있다. 그러나 온도 균일성의 파괴는 여러 개의 개별램프 중에서 어느 특정의 것이 손상되면 일어나는 것이기 때문에 손상된 램프가 어느 것인가를 아는 것보다 램프의 손상이 발생하였는가를 아는 것이 더욱 중요하다. 램프의 손상은 육안으로도 쉽게 알 수 있는 경우가 대부분이기 때문이며, 간단한 방법, 예컨대 약한 전력을 인가하여 한번 켜보는 것 등을 통해서도 얼마든지 확인할 수 있기 때문이다. Thus, conventionally, the current transformer 41 is provided corresponding to each individual lamp 31,32. Therefore, there is an advantage to know which individual lamp (31, 32) is damaged. However, since the destruction of temperature uniformity occurs when a certain one of several individual lamps is damaged, it is more important to know whether the lamp is damaged than to know which lamp is damaged. This is because the damage of the lamp is mostly easy to see by the naked eye, because it can be confirmed by a simple method, for example, by applying a weak power and turning it on.

상술한 바와 같이 종래에는 제어기 1개당 램프가 하나씩 대응되어 어떠한 기준값도 참조함이 없이 전류가 흐르지 않으면 무조건 장비에 문제가 발생한 것으로 판단해야 하므로 개별램프마다 변류기(41)가 설치되었다. 따라서, 장치가 번거롭고 유지관리비용이 많이 들었다.As described above, in the related art, one lamp per controller corresponds to one of the controllers. Therefore, if current does not flow without referring to any reference value, it is necessary to determine that a problem occurs in the equipment. Therefore, the apparatus is cumbersome and maintenance costs are high.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 변류기(41)의 수를 줄이면서도 종래와 마찬가지로 램프가 손상되었음을 바로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 손상된 램프가 어느 것인지도 빨리 확인할 수 있는 가열램프 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention, while reducing the number of the current transformer 41, as well as a conventional lamp as well as a heating lamp control device and control method that can quickly determine which lamp is damaged as well as To provide.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가열램프 제어장치는, 복수개의 서브그룹으로 구분되고 상기 각 서브 그룹에는 복수개의 개별램프가 병렬로 한 묶음을 이루는 가열램프군; 상기 각 서브그룹에 전력을 인가하는 전력제어수단; 상기 각 서브그룹으로 들어가는 전류를 측정하도록 상기 전력제어수단과 상기 각 서브그룹 사이에 설치되는 전류측정수단;을 포함하며, 상기 전력제어수단은 상기 램프의 초기 사용시에 상기 전류측정수단에 의해 측정된 초기 입력전류값을 피드백받아 저장하고 있다가, 열처리 공정 진행중에 상기 전류측정수단에 의해 측정되는 공정중 입력전류값을 피드백받아 상기 초기 입력전류값과 상기 공정중 입력전류값을 비교하여 그 차이가 소정의 기준치를 벗어나게 되면 이를 알람신호로서 출력하는 것을 특징으로 한다. Heating lamp control apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is divided into a plurality of sub-groups, each sub-group is a heating lamp group of a plurality of individual lamps in parallel to form a bundle; Power control means for applying power to each subgroup; And current measuring means provided between the power control means and each subgroup so as to measure a current entering the respective subgroups, wherein the power control means is measured by the current measuring means at the time of initial use of the lamp. The initial input current value is fed back and stored, and during the heat treatment process, the input current value during the process measured by the current measuring means is fed back to compare the initial input current value with the in-process input current value, and the difference is different. When the predetermined reference value deviates, it is output as an alarm signal.

상기 전력제어수단으로는 SCR을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 전류측정수단으로는 변류기(current transformer)를 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable to use SCR as the power control means, and to use the current transformer as the current measuring means.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가열램프 제어방법은, 복수개의 개별램프를 복수개의 서브그룹으로 구분하고 상기 각 서브 그룹에는 복수개의 개별램프가 병렬로 한 묶음을 이루어 전력을 인가받도록 하는 제1단계; 상기 각 서브그룹에 전력을 인가하여 상기 각 서브그룹에 인가되는 상기 각 서브그룹별 초기 입력전류값을 얻는 제2단계; 열처리 공정을 진행하면서 상기 각 서브그룹에 인가되는 전류를 측정하여 공정중 입력전류값을 얻는 제3단계; 및 상기 초기 입력전류값과 상기 공정중 입력전류값을 비교하여 그 차이가 소정의 기준치를 벗어나게 되면 알람신호를 출력하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The heating lamp control method according to the present invention for achieving the above technical problem, is to divide a plurality of individual lamps into a plurality of subgroups and to receive power by making a bundle of a plurality of individual lamps in parallel to each subgroup. First step; A second step of applying power to each subgroup to obtain an initial input current value for each subgroup applied to each subgroup; A third step of obtaining an input current value during the process by measuring a current applied to each subgroup while performing a heat treatment process; And a fourth step of comparing the initial input current value with the input current value during the process and outputting an alarm signal when the difference deviates from a predetermined reference value.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 종래기술 과의 반복적인 설명을 피하기 위하여 본 발명의 특징부만 도시한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. Only features of the present invention are shown in order to avoid repeated description with the prior art. The following examples are only presented to understand the content of the present invention, and those skilled in the art will be capable of many modifications within the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited to these embodiments.

도 4는 본 발명에 따른 가열램프 제어장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4 및 도 7을 참조하면, 먼저 가열램프군(30)을 복수개의 서브그룹(30a, 30b)로 구분한다(S1 단계). 이 때 각 서브그룹(30a, 30b)에는 복수개의 개별램프(31, 32, 33; 34, 35, 36)가 병렬로 한 묶음을 이루어 SCR(52)로부터 전력을 공급받도록 한다. 변류기(41)는 각 서브그룹(30a, 30b)에 들어가는 전류를 측정하도록 설치된다. 4 is a view for explaining a heating lamp control apparatus according to the present invention, Figure 7 is a flow chart for explaining a control method. 4 and 7, first, the heating lamp group 30 is divided into a plurality of subgroups 30a and 30b (step S1). At this time, a plurality of individual lamps (31, 32, 33; 34, 35, 36) in each subgroup (30a, 30b) in parallel to be supplied with power from the SCR (52). Current transformer 41 is provided to measure the current entering each subgroup 30a, 30b.

초기에는 서브그룹(30a)에 설치되는 개별램프(31, 32, 33)가 모두 이상이 없을 것이므로 변류기(41)를 통하여 각 서브그룹(30a)마다 도 5와 같은 초기 입력전류 그래프가 얻어진다(S2 단계). 상기 초기 입력전류 그래프는 전력제어보드(51)에 저장된다.Initially, since the individual lamps 31, 32, and 33 installed in the subgroup 30a will not have any abnormalities, an initial input current graph as shown in FIG. 5 is obtained for each subgroup 30a through the current transformer 41 ( S2 step). The initial input current graph is stored in the power control board 51.

실제 열처리 공정이 진행 중에도 변류기(41)는 각 서브그룹(30a, 30b)에 들어가는 전류(공정중 입력전류값)를 측정하여 전력제어보드(51)로 피드백 한다(S3 단계). 도 6을 참조하면 알 수 있듯이, 이 때 3개의 램프가 모두 이상이 없는 경우에는 그래프 a가 얻어지고, 1개가 손상된 경우는 그래프 b가 얻어진다. 그리고 2개가 손상된 경우는 그래프 c가 얻어진다. 즉, 손상된 개수가 많아질수록 더 적은 전류가 흐르게 된다. 만약 어느 1개가 완전히 손상된 것이 아니라 약간만 열화된 상태라면 공정중 입력전류값은 그래프 a와 그래프 b 사이에 위치할 것이다.Even during the actual heat treatment process, the current transformer 41 measures the current (input process current value) entering each subgroup 30a, 30b and feeds it back to the power control board 51 (step S3). As can be seen with reference to Fig. 6, the graph a is obtained when all three lamps are intact, and the graph b is obtained when one is damaged. And when two are damaged, the graph c is obtained. That is, the greater the number of damages, the less current flows. If any one is not completely damaged but only slightly degraded, the in-process input current value will be placed between graph a and graph b.

전력제어보드(51)는 상기 공정중 입력전류값과 초기 입력전류값을 비교하여(S4 단계), 그 차이가 소정의 기준치에 대해 설정된 범위(a', b', c')를 벗어나게 되면 메인 컨트롤러(60)로 램프의 손상을 알리는 경고신호를 송출하고(S5), 기준치 이내이면 열처리 공정이 계속 진행되도록 한다(S6 단계). 이때의 기준치를 벗어났는지를 판단하는 범위값(a', b', c')은 사용자가 정하기 나름이다. The power control board 51 compares the input current value and the initial input current value during the process (step S4), and if the difference is outside the range (a ', b', c ') set for a predetermined reference value, the main The controller 60 transmits a warning signal notifying damage to the lamp (S5), and if the reference value is within the reference value, the heat treatment process is continued (step S6). The range values (a ', b', c ') for determining whether the reference value is out of range are up to the user.

본 발명에 의하면 종래와 같이 손상된 램프를 바로 알 수 있는 것은 아니다. 그러나 이렇게 서브 그룹화하면 손상된 램프를 찾는데 있어서도 그 부분만을 확인하면 되므로 큰 단점이라고 보기가 어렵다. 손상된 램프는 집중하여 보면 육안으로도 쉽게 확인이 되기 때문이다. According to the present invention, it is not possible to immediately know a damaged lamp as in the prior art. However, this subgrouping is difficult to see as a big disadvantage since only the part needs to be identified in finding damaged lamps. Damaged lamps are easy to see with the naked eye.

개별램프마다 전력을 제어하면 너무 국소부위에 한정되어 전력을 제어하는 상태에 이르게 되어 부분별 온도가 달라질 수 있기 때문에 항상 바람직한 것은 아니다. 따라서 상황에 따라서는 이렇게 그룹별로 전력을 제어하는 것이 바람직할 수도 있으며 본 발명에서와 같이 그룹별로 램프의 열화를 감지하는 경우에는 더욱 그러하다. It is not always desirable to control the power of each lamp because it is too limited to the local area, which leads to a state of controlling power, so that the temperature of each part may change. Therefore, depending on the situation, it may be desirable to control the power for each group. In the case of detecting the deterioration of the lamp for each group as in the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 램프의 열화정도를 파악하기 위한 변류기(41)를 각 램프에 대응하여 설치할 필요가 없게 되어 장치가 간소화되고 유지관리가 간편하게 된다. 또한 열화된 램프를 찾기 위해서 램프 전체를 살 필 필요없이 해당 그룹만 살피면 되므로 열화된 램프를 찾는데도 간편하다. 램프의 열화 및 손상이 파악될 수 있기 때문에 균일하고 안정적인 열처리 공정을 수행할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is not necessary to install the current transformer 41 for grasping the deterioration degree of the lamp corresponding to each lamp, thereby simplifying the apparatus and simplifying maintenance. In addition, it is easy to find a deteriorated lamp because only the group needs to be searched without searching the entire lamp to find a deteriorated lamp. Since deterioration and damage of the lamp can be identified, a uniform and stable heat treatment process can be performed.

Claims (4)

복수개의 서브그룹으로 구분되고 상기 각 서브 그룹에는 복수개의 개별램프가 병렬로 한 묶음을 이루는 가열램프군;A heating lamp group which is divided into a plurality of subgroups and each subgroup includes a plurality of individual lamps in parallel; 상기 각 서브그룹에 전력을 인가하는 전력제어수단;Power control means for applying power to each subgroup; 상기 각 서브그룹으로 들어가는 전류를 측정하도록 상기 전력제어수단과 상기 각 서브그룹 사이에 설치되는 전류측정수단;을 포함하며, And current measuring means provided between the power control means and each subgroup so as to measure a current entering each subgroup. 상기 전력제어수단은 상기 램프의 초기 사용시에 상기 전류측정수단에 의해 측정된 초기 입력전류값을 피드백받아 저장하고 있다가, 열처리 공정 진행중에 상기 전류측정수단에 의해 측정되는 공정중 입력전류값을 피드백받아 상기 초기 입력전류값과 상기 공정중 입력전류값을 비교하여 그 차이가 소정의 기준치를 벗어나게 되면 이를 알람신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 가열램프 제어장치. The power control means receives and stores the feedback of the initial input current measured by the current measuring means at the time of initial use of the lamp, and feeds back the input input current value measured by the current measuring means during the heat treatment process. The heating lamp control device, characterized in that for comparing the initial input current value and the input current value during the process and outputs the alarm signal when the difference is out of a predetermined reference value. 제1항에 있어서, 상기 전력제어수단은 SCR을 포함하며 상기 SCR을 통하여 상기 서브그룹에 전력을 인가하는 것을 특징으로 하는 가열램프 제어장치. The heating lamp control apparatus according to claim 1, wherein the power control means includes an SCR and applies power to the subgroup through the SCR. 제1항에 있어서, 상기 전류측정수단이 변류기(current transformer)인 것을 특징으로 하는 가열램프 제어장치. The heating lamp control device according to claim 1, wherein the current measuring means is a current transformer. 복수개의 개별램프를 복수개의 서브그룹으로 구분하고 상기 각 서브 그룹에 는 복수개의 개별램프가 병렬로 한 묶음을 이루어 전력을 인가받도록 하는 제1단계;Dividing a plurality of individual lamps into a plurality of subgroups, and performing a bundle of a plurality of individual lamps in parallel to each subgroup to receive power; 상기 각 서브그룹에 전력을 인가하여 상기 각 서브그룹에 인가되는 상기 각 서브그룹별 초기 입력전류값을 얻는 제2단계;A second step of applying power to each subgroup to obtain an initial input current value for each subgroup applied to each subgroup; 열처리 공정을 진행하면서 상기 각 서브그룹에 인가되는 전류를 측정하여 공정중 입력전류값을 얻는 제3단계; 및A third step of obtaining an input current value during the process by measuring a current applied to each subgroup while performing a heat treatment process; And 상기 초기 입력전류값과 상기 공정중 입력전류값을 비교하여 그 차이가 소정의 기준치를 벗어나게 되면 알람신호를 출력하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열램프 제어방법. And a fourth step of comparing the initial input current value with the input current value during the process and outputting an alarm signal when the difference deviates from a predetermined reference value.
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