KR20110041124A - Spark control apparatus using variable voltage reference and its mehtod - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device and method for controlling a spark by using a voltage reference variation are provided to optimize the number of sparks generated in a plasma reactor by changing a voltage reference value. CONSTITUTION: A magnetic pulse compression tank(120) compresses energy outputted from a power supply(110) for charging a capacitor to the pulse of a nano second size by using a magnetic switch. A plasma reactor(130) generates plasma by using a pulse from the magnetic pulse compression tank. A spark detector(140) detects the spark by using the size of a discharge current due to the spark and the size of the pulse voltage applied to the plasma reactor. A controller(150) changes a charging reference voltage for charging the capacitor by corresponding to the number of sparks outputted from the spark detector.

Description

전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치 및 방법{SPARK CONTROL APPARATUS USING VARIABLE VOLTAGE REFERENCE AND ITS MEHTOD}Spark control device and method using voltage reference variation {SPARK CONTROL APPARATUS USING VARIABLE VOLTAGE REFERENCE AND ITS MEHTOD}

본 발명은 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 저온 플라즈마를 이용한 탈황탈질 시스템에서 플라즈마 반응기 내에 발생하는 불원의 스파크를 억제하기 위하여 전압 기준값 변동을 이용하여 스파크를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spark control apparatus and method using a voltage reference value variation, and more particularly, to control a spark using a voltage reference value variation in order to suppress sparks of a source generated in a plasma reactor in a desulfurization denitrification system using a low temperature plasma. An apparatus and method are provided.

배가스 처리를 위한 탈황탈질 처리 시스템에 적용되는 저온 플라즈마 발생용 전원장치는 자기 압축에 의해 마이크로초 크기의 고전압 펄스를 나노초로 압축하여 출력하며, 나노 펄스의 고전압을 플라즈마 반응기의 방전봉과 집진극 사이에 인가하면 플라즈마 방전이 발생한다. 이때 플라즈마 반응기 내부에 필요 이상의 에너지가 인가되거나 구조적인 뒤틀림에 의해 방전봉과 방전극 사이의 간격이 좁은 경우, 배가스 성분의 변화 그리고 여러 운전 조건에 따라 연속적인 스파크가 발생하게 되며, 이는 펄스 전원 공급 장치 내부의 소자를 소손시키는 치명적인 결과를 초래한다. The low-temperature plasma power supply device applied to the desulfurization and denitrification treatment system for exhaust gas treatment compresses and outputs the microsecond-sized high voltage pulse into nanoseconds, and outputs the high voltage of the nano pulse between the discharge rod and the collecting electrode of the plasma reactor. When applied, plasma discharge occurs. At this time, when the energy between the discharge rod and the discharge electrode is narrow due to the application of more energy or structural distortion, the sparks are continuously changed according to the change of exhaust gas composition and various operating conditions. It causes fatal consequences of burning out the device.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전압 기준값을 변동함으로써 플라즈마 반응기 내에 발생하는 스파크의 발생 횟수를 최적화할 수 있는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling a spark using a voltage reference value variation capable of optimizing the number of occurrences of sparks occurring in the plasma reactor by varying the voltage reference value.

본원의 제1 발명에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치는, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110); 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)로부터 출력되는 에너지를 자기 스위치를 이용하여 나노초 크기의 펄스를 생성하는 자기 펄스 압축 탱크(120); 및 상기 자기 펄스 압축 탱크(120)로부터 출력되는 펄스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기(130)를 포함하여 플라즈마를 생성함에 있어서, 상기 플라즈마 반응기(130)에 인가되는 펄스 전압의 크기 및 스파크에 의한 방전전류의 크기를 이용하여 스파크를 검출하는 스파크 검출부(140); 및 상기 스파크 검출부(140)로부터 출력되는 스파크 검출 횟수에 대응하여 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110) 내 충전 기준 전압을 변경하기 위한 제어부(150)를 포함한다.Spark control device using a voltage reference value variation according to the first invention of the present application, the capacitor supply power supply 110; Magnetic pulse compression tank 120 for generating a pulse of a nanosecond size using a magnetic switch the energy output from the power supply for charging the capacitor 110; And a plasma reactor 130 for generating a plasma by using the pulse output from the magnetic pulse compression tank 120. In generating a plasma, the plasma voltage is applied to the magnitude and spark of the pulse voltage applied to the plasma reactor 130. Spark detection unit 140 for detecting the spark by using the magnitude of the discharge current; And a controller 150 for changing a charging reference voltage in the capacitor charging power supply 110 in response to the number of spark detections output from the spark detector 140.

바람직하게는, 상기 제어부는, 미리 결정된 시간 동안 상기 플라즈마 반응기 내에 발생하는 스파크의 검출 횟수에 대응하여 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이의 충전 기준 전압을 조절하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit is characterized in that for adjusting the charging reference voltage of the power supply for charging the capacitor in response to the number of detection of sparks occurring in the plasma reactor for a predetermined time.

바람직하게는, 상기 제어부는, 미리 결정된 시간 동안 상기 플라즈마 반응기 내에 발생하는 스파크를 검출하고, 검출된 스파크 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면, 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시키고, 상기 검출된 스파크 횟수(Ndet)가 상기 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작으면 상기 충전 기준 전압(Vp)을 유지하며, 상기 검출된 스파크 횟수(Ndet)가 상기 상한 기준치(Nupref)보다 크거나 같으면 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 직전 충전 기준 전압(Vp-1)으로 낮출 수 있다.Preferably, the control unit detects a spark occurring in the plasma reactor for a predetermined time, and if the detected number of sparks Ndet is less than the lower limit reference value Ndnref, the capacitor charging power supply 110 When the charging reference voltage Vp is increased by a predetermined unit voltage Vunit, and the detected number of sparks Ndet is greater than or equal to the lower limit reference value Ndnref and less than the upper limit reference value Nupref, the charging reference voltage Vp is increased. Vp), and if the detected number of sparks Ndet is greater than or equal to the upper limit reference value Nupref, the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 is changed to the previous charging reference voltage Vp-1. Can be lowered to).

또한, 본원의 제2 발명에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법은, 스파크 검출부가 스파크를 검출하는 단계; 소정 시간 동안 검출된 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)를 누계하는 단계; 상기 스파크의 검출 횟수가 상한 기준치 혹은 하한 기준치를 벗어나는지를 판단하는 단계; 및 상기 스파크의 검출 횟수가 상한 기준치 혹은 하한 기준치를 벗어나면, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 조절하는 단계를 포함한다.In addition, the spark control method using the voltage reference value variation according to the second invention of the present application, the spark detection unit detecting the spark; Accumulating the number of detections Ndet of the sparks detected for a predetermined time; Determining whether the number of times of detection of the spark deviates from an upper limit reference value or a lower limit reference value; And adjusting the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 when the number of times of detection of the spark deviates from the upper limit reference value or the lower limit reference value.

바람직하게는, 상기 충전 기준 전압(Vp)을 조절하는 단계는, 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시키는 단계; 및 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 상한 기준치(Nupref)보다 크면, 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 직전 충전 기준 전압(Vp-1)으로 낮추는 단계를 포함한다.Preferably, the adjusting of the charging reference voltage Vp may include adjusting the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 when the number of detections of the spark Ndet is smaller than the lower limit reference value Ndnref. Raising the predetermined unit voltage Vunit; And lowering the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 to the previous charging reference voltage Vp-1 when the number of times of detection of the spark Ndet is greater than the upper limit reference value Nupref. do.

바람직하게는, 상기 충전 기준 전압(Vp)을 조절하는 단계는, 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시키는 단계; 및 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 상한 기준치(Nupref)보다 크면, 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 상기 단위 전압(Vunit) 만큼 하강시키는 단계를 포함한다.Preferably, the adjusting of the charging reference voltage Vp may include adjusting the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 when the number of detections of the spark Ndet is smaller than the lower limit reference value Ndnref. Raising the predetermined unit voltage Vunit; And when the number of times of detection of the spark Ndet is greater than the upper limit reference value Nupref, lowering the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 by the unit voltage Vunit.

바람직하게는, 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작은지 판단하는 단계; 및 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작으면, 현재의 충전 기준 전압(Vp)을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, determining whether the number of detection of the spark (Ndet) is greater than or equal to the lower limit reference value (Ndnref) and less than an upper limit reference value (Nupref); And when the number of times of detection of the spark Ndet is greater than or equal to the lower limit reference value Ndnref and smaller than the upper limit reference value Nupref, the method may further include maintaining a current charging reference voltage Vp.

본 발명에 따르면, 전압 기준값을 변동함으로써 플라즈마 반응기 내에 발생하는 스파크의 발생 횟수를 최적화할 수 있고, 이에 따라 펄스 전원 공급 장치 내부 소자의 소손 가능성을 줄일 수 있으며, 또한, 플라즈마 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by varying the voltage reference value it is possible to optimize the number of occurrences of sparks occurring in the plasma reactor, thereby reducing the possibility of burnout of the internal element of the pulsed power supply, and also improve the efficiency of the plasma system Can be.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiment (s) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, many specific details are shown in the following description, which is provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention may be practiced without these specific details. Will be self-evident. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치를 포함한 전원 장치 구성도이다.1 is a block diagram of a power supply including a spark control device using a voltage reference value variation according to the present invention.

본 발명에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치를 포함한 전원 장치는, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110, CCPS), 자기 스위치를 이용하여 커패시터 충전용 파워 서플라이로부터 출력되는 에너지를 나노초 크기의 펄스로 압축하기 위한 자기 펄스 압축 탱크(120), 자기 펄스 압축 탱크로부터 출력되는 펄스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기(130), 플라즈마 반응기에 인가되는 펄스 전압의 크기 및 스파크에 의한 방전전류의 크기를 이용하여 스파크를 검출하는 스파크 검출부(140), 및 스파크 검출부로부터 출력되는 스파크 검출 횟수에 대응하여 커패시터 충전용 파워 서플라이 내 충전 기준 전압을 변경하기 위한 제어부(150)를 포함한다.The power supply apparatus including the spark control device using the voltage reference value variation according to the present invention compresses the energy output from the capacitor supply power supply using a capacitor supply power supply (110, CCPS) and a magnetic switch into nanosecond-sized pulses. Magnetic pulse compression tank 120 for use, plasma reactor 130 for generating a plasma by using a pulse output from the magnetic pulse compression tank, the magnitude of the pulse voltage applied to the plasma reactor and the magnitude of the discharge current by the spark And a spark detector 140 for detecting a spark, and a controller 150 for changing the charging reference voltage in the power supply for capacitor charging in response to the number of spark detections output from the spark detector.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 전원 장치에서의 동작 파형도로서, 구간별로 나누어 설명하면 다음과 같다.2 is an operation waveform diagram of the plasma generation power supply apparatus according to the present invention.

(i) T1 구간(i) T1 section

커패시터 충전용 파워 서플라이(CCPS)의 스위칭 동작에 의해 에너지 저장 커패시터(C1)에 출력전류(i1)가 흘러 소정의 설정치 전압(Vc1) 만큼 에너지가 충전되면 커패시터 충전용 파워 서플라이(CCPS)는 스위칭 동작을 멈추고, 출력전류(i1)는 더 이상 흐르지 않게 된다. When the output current i1 flows to the energy storage capacitor C1 by the switching operation of the capacitor charging power supply CCPS and the energy is charged by a predetermined set voltage Vc1, the capacitor charging power supply CCPS switches. The output current i1 no longer flows.

(ii) T2 구간(ii) T2 section

에너지 저장 커패시터(C1)에 에너지가 충전된 후 펄스 스위치(Psw)를 턴-온시키면, 에너지 저장 커패시터(C1)에 충전된 에너지는 펄스스위치(Psw)를 통하여 변압기 2차측 제1 커패시터(C2)에 충전된다. 즉, 제1 커패시터(C2)는 자기 스위치1이 포화되기 전까지 충전전류(i2)에 의해 충전된다.When energy is charged in the energy storage capacitor C1 and the pulse switch Psw is turned on, the energy charged in the energy storage capacitor C1 is converted to the transformer secondary side first capacitor C2 through the pulse switch Psw. Is charged. That is, the first capacitor C2 is charged by the charging current i2 until the magnetic switch 1 is saturated.

(iii) T3 구간(iii) T3 section

자기 스위치1(MS1)이 제1 자기 스위치 제어 전원(140, MRPS1: magnetic switch reset power supply)의 제어 전류(i3')에 의해 포화되면, 제2 커패시터(C3)는 자기 스위치1(MS1)을 통하여 제1 커패시터(C2)의 출력전류(i3)에 의해 충전된 다.When the magnetic switch 1 MS1 is saturated by the control current i3 'of the first magnetic switch control power supply 140 (MRPS1), the second capacitor C3 may turn off the magnetic switch 1 MS1. It is charged by the output current (i3) of the first capacitor (C2) through.

(iv) T4 구간(iv) T4 section

제2 커패시터(C3)의 충전이 완료되는 순간, 자기 스위치2(MS2)가 제2 자기 스위치 제어 전원(150, MRPS2)의 제어 전류(io')에 의해 포화되며, 제2 커패시터(C3)에 충전된 에너지는 자기 스위치2(MS2)를 통하여 부하로 방전된다. At the moment when the charging of the second capacitor C3 is completed, the magnetic switch 2 MS2 is saturated by the control current io 'of the second magnetic switch control power supply 150 (MRPS2), and is applied to the second capacitor C3. The charged energy is discharged to the load through the magnetic switch 2 (MS2).

여기서, 자기 스위치2(MS2)의 포화 인덕턴스가 자기 스위치1(MS1)의 포화 인덕턴스보다 훨씬 작기 때문에 제2 커패시터(C3)는 제1 커패시터(C2)보다 훨씬 빠르게 충전될 수 있다. 또한, 제2 커패시터(C3)가 완전히 충전될 때 제1 커패시터(C2)가 완전히 방전될 수 있게 하기 위하여 두 커패시터의 커패시턴스는 동일한 값을 갖도록 하는 것이 바람직하다. Here, since the saturation inductance of the magnetic switch 2 (MS2) is much smaller than the saturation inductance of the magnetic switch 1 (MS1), the second capacitor (C3) can be charged much faster than the first capacitor (C2). In addition, it is preferable that the capacitances of the two capacitors have the same value so that the first capacitor C2 can be completely discharged when the second capacitor C3 is fully charged.

(v) T5 구간(v) T5 section

플라즈마 반응기(C4) 내에 남아 있는 잉여 에너지가 방전 저항(RR)과 방전 인덕터(LR)를 통해 방전된다.The surplus energy remaining in the plasma reactor C4 is discharged through the discharge resistor RR and the discharge inductor LR.

본 발명의 일실시예에 따르면, T5 구간은 T1 구간에 포함되어 제어될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the T5 section may be included in the T1 section and controlled.

커패시터 충전용 파워 서플라이 출력전류(iL)가 에너지 저장 커패시터(CL)에 흘러 에너지 저장 커패시터(CL)에 충전전압(vCL)이 증가하다가 만충전되면 커패시 터 충전용 파워 서플라이 출력전류(iL)는 더 이상 흐르지 않게 된다. 1차측 스위치1(SW1)을 턴온시키면 2차측 제1 커패시터(C1)에 전류1(i1)이 흘러 충전전압(vC1)이 증가하다가 만충전되는 순간 전류1(i1)은 흐르지 않는다. 이후 자기 스위치1(MS1)을 턴온시키면 제2 커패시터(C2)에 전류2(i2)가 흘러 충전전압(vC2)이 증가하다가 마찬가지로 만충전되는 순간 전류2(i2)는 흐르지 않는다. 마지막으로, 자기 스위치2(MS2)를 턴온시키면 플라즈마 반응기에 출력 전류(iout)가 흐른다. 여기서, 자기 스위치1,2는 리액터로 작용하며, 각기 다른 크기의 리액턴스를 가지므로 커패시터 C1, C2와 협력하여 각기 다른 공진 주파수의 펄스를 생성하는 바, 자기 압축을 통해 마이크로초 크기의 펄스를 나노초 크기의 펄스로 바꾼다.When the power supply output current iL for the capacitor charging flows to the energy storage capacitor CL and the charge voltage vCL increases and then is charged to the energy storage capacitor CL, the power supply output current iL for the capacitor charging becomes It will not flow anymore. When the primary switch 1 (SW1) is turned on, the current 1 (i1) flows through the secondary side first capacitor C1, and the charging voltage vC1 increases, and the current 1 (i1) does not flow at the moment of full charge. Thereafter, when the magnetic switch 1 MS1 is turned on, the current 2 (i2) flows through the second capacitor C2, and the charging voltage vC2 increases, and the current 2 (i2) does not flow at the same time when it is fully charged. Finally, when the magnetic switch 2 MS2 is turned on, an output current iout flows in the plasma reactor. Here, the magnetic switches 1 and 2 act as reactors, and have reactances of different sizes, so that they cooperate with capacitors C1 and C2 to generate pulses of different resonant frequencies. Change to a pulse of magnitude.

한편, 예컨대, 플라즈마 반응기 내에서 5초마다 10회 이내의 스파크가 발생하면 전원 공급 장치 내부의 소자를 소손시키지 않으면서 운전하는 것이 가능하다. 그런데, 5초당 10회를 초과하여 스파크가 발생하면, 전원 공급 장치 내 소자를 열화시켜 단기간에 소손되는 심각한 영향을 미치게 된다. 또한, 운전에 심각한 영향을 미치지 않는 범위 내에서는 소정 횟수의 스파크 발생을 용인할 필요가 있다. 만일, 운전에 심각한 영향을 미치지 않음에도 불구하고 스파크의 발생을 최소화시키고자 한다면 설비의 운용 효율이 저하되기 때문이다. On the other hand, for example, if a spark occurs within 10 times every 5 seconds in the plasma reactor, it is possible to operate without damaging the element inside the power supply. However, if the spark occurs more than 10 times per 5 seconds, the element in the power supply deteriorates, causing a serious effect of burning out in a short time. In addition, it is necessary to tolerate the occurrence of a predetermined number of sparks within a range that does not seriously affect operation. If you want to minimize the occurrence of sparks without seriously affecting the operation, it is because the operation efficiency of the facility is reduced.

따라서, 도 3과 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법이 요구된다.Therefore, a spark control method using a voltage reference value variation according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 3 is required.

본 발명의 일실시예에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법은 소정 시간 동안 스파크 검출부에서 검출되는 스파크의 횟수를 측정한다. 즉, 스파크를 검출하고(S310), 소정 시간(T)이 경과하여(S320), 스파크 검출 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면(S330), 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시킨다(S360). 또한, 스파크 검출 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작으면 현재의 충전 기준 전압(Vp)을 유지한다. 마지막으로, 스파크 검출 횟수(Ndet)가 상한 기준치(Nupref)보다 크거나 같으면(S350) 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 직전 충전 기준 전압(Vp-1)으로 낮춘다(S380).The spark control method using the voltage reference value variation according to an embodiment of the present invention measures the number of sparks detected by the spark detector for a predetermined time. That is, when the spark is detected (S310) and the predetermined time T has elapsed (S320), and the number of spark detection times Ndet is smaller than the lower limit reference value Ndnref (S330), the power supply for charging the capacitor 110 The charging reference voltage Vp is increased by a predetermined unit voltage Vunit (S360). In addition, when the spark detection frequency Ndet is greater than or equal to the lower limit reference value Ndnref and smaller than the upper limit reference value Nupref, the current charging reference voltage Vp is maintained. Finally, when the spark detection frequency Ndet is greater than or equal to the upper limit reference value Nupref (S350), the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 is lowered to the previous charging reference voltage Vp-1 ( S380).

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도시되지는 않았지만, 스파크 검출 횟수(Ndet)가 상한 기준치(Nupref)보다 크거나 같으면(S350) 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 낮춘다.Further, according to another embodiment of the present invention, although not shown, if the spark detection frequency Ndet is greater than or equal to the upper limit reference value Nupref (S350), the charging reference voltage Vp of the power supply 110 for charging the capacitor is shown. Lowers by a predetermined unit voltage Vunit.

여기서, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압을 높이거나 낮추는 방식은 도시되지는 않았으나, 커패시터 충전용 파워 서플라이(100) 내 스위칭 소자의 스위칭 시간을 조절함으로써 가능하다. 이는 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 불과한 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the method of increasing or decreasing the charging reference voltage of the capacitor charging power supply 110 may be performed by adjusting the switching time of the switching element in the capacitor charging power supply 100. Since this is only an obvious matter for those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져 서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the specific embodiment (s) have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiment (s), but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명에 따른 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치를 포함한 전원 장치 구성도,1 is a block diagram of a power supply device including a spark control device using a voltage reference value variation according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 전원 장치에서의 각부 파형도, 및2 is a waveform diagram of each part in the power supply apparatus according to the present invention, and

도 3은 본 발명의 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 흐름도이다.3 is a flowchart of spark control using the voltage reference value variation of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

110: 커패시터 충전용 파워 서플라이 120: 자기 펄스 압축 탱크110: power supply for capacitor charging 120: magnetic pulse compression tank

130: 플라즈마 반응기 140: 스파크 검출부130: plasma reactor 140: spark detection unit

150: 제어부150: control unit

Claims (7)

커패시터 충전용 파워 서플라이(110); 자기 스위치를 이용하여 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)로부터 출력되는 에너지를 나노초 크기의 펄스로 압축하는 자기 펄스 압축 탱크(120); 및 상기 자기 펄스 압축 탱크(120)로부터 출력되는 펄스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기(130)를 포함하여 플라즈마를 생성함에 있어서,A power supply 110 for charging the capacitor; A magnetic pulse compression tank 120 for compressing energy output from the capacitor charging power supply 110 into nanosecond pulses using a magnetic switch; And a plasma reactor 130 for generating a plasma by using the pulse output from the magnetic pulse compression tank 120. 상기 플라즈마 반응기(130)에 인가되는 펄스 전압의 크기 및 스파크에 의한 방전전류의 크기를 이용하여 스파크를 검출하는 스파크 검출부(140); 및A spark detection unit 140 for detecting a spark by using a magnitude of a pulse voltage applied to the plasma reactor 130 and a magnitude of a discharge current by the spark; And 상기 스파크 검출부(140)로부터 출력되는 스파크 검출 횟수에 대응하여 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110) 내 충전 기준 전압을 변경하기 위한 제어부(150)Control unit 150 for changing the charging reference voltage in the power supply 110 for charging the capacitor in response to the number of spark detection output from the spark detector 140 를 포함하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치.Spark control device using a voltage reference value change comprising a. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit, 미리 결정된 시간 동안 상기 플라즈마 반응기 내에 발생하는 스파크의 검출 횟수에 대응하여 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이의 충전 기준 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치.Spark control device using a voltage reference value change, characterized in that for adjusting a charging reference voltage of the capacitor power supply for charging the capacitor corresponding to the number of detection of the spark occurring in the plasma reactor for a predetermined time. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 2, wherein the control unit, 미리 결정된 시간 동안 상기 플라즈마 반응기 내에 발생하는 스파크를 검출하고, 검출된 스파크 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면, 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시키고, 상기 검출된 스파크 횟수(Ndet)가 상기 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작으면 상기 충전 기준 전압(Vp)을 유지하며, 상기 검출된 스파크 횟수(Ndet)가 상기 상한 기준치(Nupref)보다 크거나 같으면 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 직전 충전 기준 전압(Vp-1)으로 낮추는 것을 특징으로 하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 장치.When the spark occurring in the plasma reactor is detected for a predetermined time and the number of detected sparks Ndet is smaller than the lower limit reference value Ndnref, the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 is predetermined. The charging reference voltage Vp is maintained when the detected number of sparks Ndet is greater than or equal to the lower limit reference value Ndnref and less than an upper limit reference value Nupref. When the number of sparks Ndet is greater than or equal to the upper limit reference value Nupref, the voltage of the capacitor charging power supply 110 is lowered to the previous charging reference voltage Vp-1. Spark control device using reference value variation. 스파크 검출부가 스파크를 검출하는 단계;Detecting a spark by the spark detector; 소정 시간 동안 검출된 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)를 누계하는 단계;Accumulating the number of detections Ndet of the sparks detected for a predetermined time; 상기 스파크의 검출 횟수가 상한 기준치 혹은 하한 기준치를 벗어나는지를 판단하는 단계; 및Determining whether the number of times of detection of the spark deviates from an upper limit reference value or a lower limit reference value; And 상기 스파크의 검출 횟수가 상한 기준치 혹은 하한 기준치를 벗어나면, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 조절하는 단계Adjusting the charging reference voltage Vp of the power supply 110 for charging the capacitor when the number of times of detection of the spark deviates from the upper limit reference value or the lower limit reference value. 를 포함하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법.Spark control method using a voltage reference value change comprising a. 제4항에 있어서, 상기 충전 기준 전압(Vp)을 조절하는 단계는,The method of claim 4, wherein adjusting the charging reference voltage Vp comprises: 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시키는 단계; 및If the number of times of detection of the spark Ndet is smaller than the lower limit reference value Ndnref, increasing the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 by a predetermined unit voltage Vunit; And 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 상한 기준치(Nupref)보다 크면, 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 직전 충전 기준 전압(Vp-1)으로 낮추는 단계When the number of times of detection of the spark Ndet is greater than the upper limit reference value Nupref, lowering the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 to the previous charging reference voltage Vp-1. 를 포함하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법.Spark control method using a voltage reference value change comprising a. 제4항에 있어서, 상기 충전 기준 전압(Vp)을 조절하는 단계는,The method of claim 4, wherein adjusting the charging reference voltage Vp comprises: 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 하한 기준치(Ndnref)보다 작으면, 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 소정의 단위 전압(Vunit) 만큼 상승시키는 단계; 및If the number of times of detection of the spark Ndet is smaller than the lower limit reference value Ndnref, increasing the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 by a predetermined unit voltage Vunit; And 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 상한 기준치(Nupref)보다 크면, 상기 커패시터 충전용 파워 서플라이(110)의 충전 기준 전압(Vp)을 상기 단위 전압(Vunit) 만큼 하강시키는 단계If the number of times of detection of the spark Ndet is greater than the upper limit reference value Nupref, lowering the charging reference voltage Vp of the capacitor charging power supply 110 by the unit voltage Vunit. 를 포함하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법.Spark control method using a voltage reference value change comprising a. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작은지 판단하는 단계; 및Determining whether the number of detections of the spark Ndet is greater than or equal to the lower limit reference value Ndnref and smaller than an upper limit reference value Nupref; And 상기 스파크의 검출 횟수(Ndet)가 상기 하한 기준치(Ndnref)보다 크거나 같고 상한 기준치(Nupref)보다 작으면, 현재의 충전 기준 전압(Vp)을 유지하는 단계Maintaining the current charging reference voltage Vp when the number of times of detection of the spark Ndet is greater than or equal to the lower limit reference value Ndnref and smaller than an upper limit reference value Nupref. 를 더 포함하는 전압 기준값 변동을 이용한 스파크 제어 방법.Spark control method using a voltage reference value change further comprising.
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