KR20110123490A - Ion pump power supply controller and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ion pump power control system and method are provided to reduce an installation space by controlling a plurality of ion pumps with one power supply unit. CONSTITUTION: A shunt resistor(402) serially connects to a high voltage supply line between each ion pump and a power source. The shunt resistor detects a low current flowing in each ion pump. A high pressure relay(412) turns on and off the drive of each ion pump by serially being connected to the shunt resistor. An individual slave board(520) is connected to the shunt resistor and the high pressure relay. A master board(580) is connected to the individual slave board and controls the individual slave board.

Description

이온 펌프 전원 제어 장치 및 그 방법{Ion pump power supply controller and method thereof}Ion pump power supply controller and method thereof

본 발명은 스퍼터 이온 펌프(sputter ion pump)의 전원 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 이온 펌프가 배기 작용을 할 수 있는 전압 (3,000 V 이상)을 인가하고 이때 흐르는 전류를 측정하고, 표시하고, 제어함으로써 이온 펌프를 안정적으로 작동하게 하는 전원 제어 장치(power supply controller) 및 그 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control apparatus for sputter ion pumps and a method thereof. More specifically, the present invention applies a voltage (3,000 V or more) through which an ion pump can perform an exhaust action and measures current flowing at this time. The present invention relates to a power supply controller and a method for stably operating an ion pump by controlling, displaying, and controlling the same.

통상적으로 이온 펌프(ion pump)라고 부르는 스퍼터 이온 펌프(sputter ion pump)는 1960년대부터 상용화되기 시작된 이후 꾸준히 발전하여 현재는 무진동, 모소음, 무윤활유의 특징을 가지는 고진공/초고진공 영역에서 대표적인 진공 펌프로서 널리 사용되고 있다. 특히, 미세 진동이 없고 깨끗한 진공 상태가 요구되는 표면 분석 장비 (전자현미경, 투과전자현미경, 광전자현미경, 오제전자현미경 등), 반도체용 이온주입장치, 가속기 (방사광가속기, 중이온가속기, 자유전자레이져 등)에 적합하다. Sputter ion pumps, commonly referred to as ion pumps, have been steadily developed since commercialization since the 1960s, and are now representative of vacuum in high and ultra high vacuum areas, which are characterized by vibration-free, noise-free, and lubricant-free oils. It is widely used as a pump. In particular, surface analysis equipment (electron microscope, transmission electron microscope, photoelectron microscope, Auger electron microscope, etc.) that requires no vacuum and fine vibration, ion implantation device for semiconductor, accelerator (radiation accelerator, heavy ion accelerator, free electron laser, etc.) Suitable for).

이러한 이온 펌프를 구동하기 위하여서는 최소 3,000 V, 최대 7,000 V의 고전압을 양극과 음극 사이에 인가해 주어야 한다. 이온 펌프 장치의 간단한 개념도를 도 1에 나타내었다. To operate this ion pump, a high voltage of at least 3,000 V and a maximum of 7,000 V must be applied between the anode and the cathode. A simple conceptual diagram of an ion pump apparatus is shown in FIG.

도 1에 도시한 바와 같이 이온 펌프(1)는 두 개의 음극(2) 사이에 평행하게 배열된 원통형 양극(3)이 위치하는 구조로 이루어져 있으며, 전원 제어 장치(6)로부터 고전압 전선(7)을 통하여 접속된 고전압 전달기 (high voltage feedthrough)(4)에 의해 이온 펌프(1)의 양극(3)과 음극(2) 사이에 3,000~7,000 V의 고전압을 인가하여 진공 용기(5)로부터 배기 작용이 일어나도록 하며, 이때 진공 용기(5)의 사용(진공) 영역은 10-4~10-11 Torr가 된다. As shown in FIG. 1, the ion pump 1 has a structure in which cylindrical anodes 3 arranged in parallel between two cathodes 2 are located, and a high voltage wire 7 is connected from a power supply control device 6. A high voltage of 3,000 to 7,000 V is applied between the positive electrode 3 and the negative electrode 2 of the ion pump 1 by means of a high voltage feedthrough 4 connected through the exhaust gas from the vacuum vessel 5. The action takes place, wherein the use (vacuum) region of the vacuum vessel 5 is 10 -4 to 10 -11 Torr.

이온 펌프(1)를 구동하기 위한 대부분의 전원 장치(6)는 양극(3)과 음극(2) 사이에 고전압을 공급하는 동시에 이들 양전극(2, 3) 사이에 흐르는 전류를 측정할 수 있도록 하여 진공 용기(5)내의 진공도를 측정할 뿐만 아니라 전원 장치(6)의 안전을 위한 연동 (interlock) 목적으로도 사용된다. 이러한 전류를 측정하기 위하여서 전류 측정 회로를 추가하여야 하는데 회로의 안전을 위하여 고전압 절연이 필수적으로 확보되어야 하므로 낮은 전압 측에 전류 측정 회로를 적용하는 것이 일반적이다. 이 때문에 1대의 이온 펌프 전원 제어 장치는 한 대의 이온 펌프에 1대의 전원을 공급하도록 설계되어 있고 대부분의 이온 펌프 전원 제어 장치의 상용 제품은 이러한 구조를 가지고 있다. Most of the power supply 6 for driving the ion pump 1 supplies a high voltage between the positive electrode 3 and the negative electrode 2 so that the current flowing between the positive electrodes 2 and 3 can be measured. It is used not only to measure the degree of vacuum in the vacuum vessel 5 but also for the purpose of interlock for the safety of the power supply device 6. In order to measure this current, a current measurement circuit must be added. However, for high voltage isolation, a current measurement circuit is generally applied to the low voltage side for the safety of the circuit. For this reason, one ion pump power control device is designed to supply one power to one ion pump, and most commercial products of the ion pump power control device have this structure.

한편, 이온 펌프에 흐르는 전류는 펌프 구동 초기(~10-4 Torr)에 10~400 mA (펌프의 배기 속도에 따라서 다르고, 배기 속도는 60~500 liter/s (L/s) 기준이다)의 전류가 필요하게 되지만, 고진공 또는 초고진공 영역에서는 단지 1 mA 이하의 작은 전류만 필요하게 된다. On the other hand, the current flowing through the ion pump is 10 to 400 mA at the initial pump driving time (~ 10 -4 Torr), depending on the exhaust speed of the pump, and the exhaust speed is based on 60 to 500 liter / s (L / s). Current is needed, but only a small current of less than 1 mA is required in the high or ultra high vacuum region.

도 2는 이온 펌프 크기 (10-480 L/s)에 따른 전류-진공도 변환 그래프이다. 도 2를 참조하면, 10-480 L/s의 이온 펌프의 고진공도 10-6 Torr 이하에서는 1mA 이하의 전류가 필요함을 알 수 있다. 이러한 이유 때문에 여러 대의 이온 펌프를 사용하는 응용 분야에서는 1대의 전원 장치로 2대의 펌프를 사용하기도 한다. 그러나 대부분의 상용 전원 제어 장치는 고전압 출력단에 두 개의 연결부를 만들어 펌프 2대를 단순히 연결할 뿐이어서 각각의 펌프를 제어하지 못하든지, 각각의 펌프에 흐르는 전류를 측정하지 못하는 단점이 있다. 2 is a graph of current to vacuum conversion according to ion pump size (10-480 L / s). Referring to FIG. 2, it can be seen that a current of 1 mA or less is required at a high vacuum of 10 −480 L / s of an ion pump of 10 −6 Torr or less. For this reason, applications with multiple ion pumps may use two pumps as one power supply. However, most commercial power control devices make two connections to the high voltage output stage and simply connect two pumps, so that each pump cannot be controlled or the current flowing through each pump cannot be measured.

최근에는 이탈리아의 한 업체에서 1대의 전원 제어 장치로 3대의 이온 펌프를 연결하여 사용할 수 있는 제품을 출시하였으나, 최대 총 출력 전류가 120 mA 이하로 제한적일 뿐만 아니라, 가격도 고가인 단점이 있다. Recently, an Italian company has introduced a product that can be used by connecting three ion pumps with one power control device. However, the maximum total output current is limited to 120 mA or less, and the price is expensive.

도 3은 상용 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 한 예를 도시한 회로도로서, 독립된 별도의 전원 장치가 필요하다. 슬로베니아의 한 업체에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 8대의 펌프(P1, P2, P3..., P8)를 연결할 수 있는 고전압 전원 제어기(32, 34, 36, ..., 38)를 제공하고 있으나, 특정 이온 펌프 제작 업체에서 제공하고 있는 특정 모델의 대용량의 주전원 장치(main power supply)를 동시에 구입해야 하는 단점이 있으며, 그 결과 가격이 고가이므로 경제적이지 못한 단점이 있다. 이 모델에서 사용하고 있는 고전압 제어 기술은 전류-주파수 변환을 이용하는 2단 로그-스케일(Log-scale) 전류 측정 방법을 채용하고 있으며, 이 방법은 1~10 초의 충분한 시간 동안 적분을 해야 하므로 최종 데이터 처리에 시간이 걸린다는 단점이 있으며 전류 분해능은 ∼100 pA 로 작은 용량의 이온 펌프를 낮은 진공도에서 사용할 때 전류-압력 변환 분해능이 떨어지는 단점이 있다. 3 is a circuit diagram showing an example of a commercial ion pump high voltage power supply control device, and requires an independent separate power supply device. One company in Slovenia provides a high voltage power controller 32, 34, 36, ..., 38 to which eight pumps P1, P2, P3 ..., P8 can be connected, as shown in FIG. However, there is a disadvantage in that a large capacity of the main power supply (main power supply) of a specific model provided by a specific ion pump manufacturer is purchased at the same time, and as a result, it is not economical because the price is high. The high voltage control technique used in this model employs a two-stage log-scale current measurement method using current-frequency conversion, which requires integration for a sufficient time of 1 to 10 seconds, resulting in final data. The process takes time, and the current resolution is ˜100 pA, which results in a poor current-pressure conversion resolution when a small capacity ion pump is used at low vacuum.

본 발명은 1대의 고전압 전원 장치로 다수의 이온 펌프를 구동하는 이온 펌프 전원 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an ion pump power supply control device and method for driving a plurality of ion pumps with one high voltage power supply device.

다시 말하면, 본 발명은 1대의 전원 장치로 최소 8대 이상의 이온 펌프를 구동 제어하는 전원 제어 장치 및 그 방법을 제공하거나, 또는 기존에 사용하고 있는 이온 펌프 전원 장치를 그대로 사용하면서도 8대까지 이온 펌프를 구동 제어할 수 있도록 그 출력수를 증가시키는 고전압 이온 펌프 전원 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In other words, the present invention provides a power supply control device and method for controlling the driving of at least eight ion pumps with one power supply device, or up to eight ion pumps while using the existing ion pump power supply as it is. It is an object of the present invention to provide a high-voltage ion pump power supply control apparatus and method for increasing the number of outputs thereof so as to drive control.

상기한 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,

하나의 고압 직류 전원으로 여러 대의 이온 펌프를 접속하여 사용 가능하도록 하는 이온 펌프 전원 제어 장치에 있어서, In the ion pump power supply control device for connecting a plurality of ion pumps using a single high-pressure DC power supply,

상기 전원과 상기 각 이온 펌프 사이의 고전압 공급 선로에 직렬로 접속되어 상기 각 이온 펌프에 흐르는 저전류를 검출하는 션트 저항(shunt resistor); A shunt resistor connected in series with a high voltage supply line between the power supply and each of the ion pumps to detect a low current flowing through each of the ion pumps;

상기 션트 저항에 직렬 접속되어 상기 각 이온 펌프의 구동을 온오프하는 고압용 릴레이; A high voltage relay connected to the shunt resistor in series to turn on / off driving of each ion pump;

상기 션트 저항과 상기 고압용 릴레이에 접속되어 상기 개별 이온 펌프의 구동을 제어하는 개별 슬레이브 보드; 및 An individual slave board connected to the shunt resistor and the high voltage relay to control driving of the individual ion pump; And

상기 개별 슬레이브 보드와 접속하여 상기 개별 슬레이브 보드를 제어하고 외부 장치와의 통신을 관리하는 하나의 마스터 보드를 포함하는 이온 펌프 전원 제어 장치를 제공한다. An ion pump power supply control device including a master board connected to the individual slave board to control the individual slave board and managing communication with an external device is provided.

바람직하기로는, 상기 각 개별 슬레이브 보드는 이온 펌프에 인가되는 전류를 검출하여 적절한 전압이득(Gain)을 유지하는 전압증폭부; Preferably, each of the individual slave boards includes: a voltage amplifier for detecting a current applied to the ion pump to maintain an appropriate voltage gain;

A/D 변환기를 통하여 미소한 전류를 측정하는 변환된 데이터를 출력하는 전류측정부; A current measuring unit for outputting the converted data for measuring the minute current through the A / D converter;

변환된 데이터를 마스터 보드 등에 원격으로 전송해 주기 위한 통신 접속부; A communication connection unit for remotely transmitting the converted data to the master board or the like;

상기 전압증폭부, 전류측정부, 및 통신접속부를 처리하기 위한 로컬 제어부; 및 A local controller for processing the voltage amplifier, the current measuring unit, and the communication connection unit; And

상기 마스터 보드의 명령에 의해 상기 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a relay driver for driving the relay by a command of the master board.

바람직하기로는 상기 각 개별 슬레이브 보드는 고압 전원 장치와 전기 절연을 유지하도록 전원 분리하기 위하여 고절연형 DC/DC 변환기를 더 포함함을 특징으로 한다. Preferably, each of the individual slave boards further includes a highly insulated DC / DC converter for separating power from the high voltage power supply to maintain electrical insulation.

바람직하기로는 상기 션트 저항부와 상기 전압증폭부의 사이에는 상기 전압증폭부의 각 입력단에 감쇄용 분압 전압이 공급되도록 접속된 분압 저항부를 포함함을 특징으로 한다. Preferably, the voltage divider may include a voltage divider connected between the shunt resistor and the voltage amplifier so as to supply a voltage dividing voltage to each input terminal of the voltage amplifier.

바람직하기로는 상기 분압 저항부는 상기 션트 저항부의 일단에 접속되고 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되는 제1 저항과 상기 션트 저항부의 타단에 접속되고 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되는 제2 저항을 포함하는 입력보호회로; 및 일단이 상기 제1 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제3 저항과 일단이 상기 제2 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제4 저항을 포함하는 바이어스 리턴 회로를 포함함을 특징으로 한다. Preferably, the voltage divider includes a first resistor connected to one end of the shunt resistor, a second resistor connected to the other end of the shunt resistor, and a second resistor connected to the other input of the voltage amplifier. An input protection circuit; And a third resistor having one end connected to one end of the first resistor and one input terminal of the voltage amplifier and the other end connected to a control terminal of the voltage amplifier part and one end connected to one end of the second resistor and the other input end of the voltage amplifier. And a bias return circuit having a fourth resistor connected to the other end and connected to the control terminal of the voltage amplifier.

상기한 다른 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above other object,

하나의 고압 직류 전원으로 여러 대의 이온 펌프를 접속하여 사용 가능하도록 하는 이온 펌프 전원 제어 방법에 있어서, In the ion pump power supply control method to connect and use a plurality of ion pumps with one high-pressure DC power supply,

상기 전원과 상기 각 이온 펌프 사이의 고전압 공급 선로에 직렬로 접속된 션트 저항을 이용하여 상기 각 이온 펌프에 흐르는 저전류를 검출하는 제1 단계; Detecting a low current flowing through each of the ion pumps using a shunt resistor connected in series to a high voltage supply line between the power supply and each of the ion pumps;

상기 션트 저항에 직렬 접속된 고압용 릴레이를 이용하여 상기 각 이온 펌프의 구동을 온오프하는 제2 단계; 및 A second step of driving each of the ion pumps by using a high voltage relay connected in series with the shunt resistor; And

상기 제1 단계 및 제2 단계를 제어하는 제어 단계를 포함하는 이온 펌프 전원 제어 방법을 제공한다. It provides an ion pump power supply control method comprising a control step of controlling the first step and the second step.

바람직하기로는 상기 제어 단계는 상기 션트 저항과 상기 고압용 릴레이에 접속되어 개별 슬레이브 보드를 이용하여 상기 개별 이온 펌프의 구동을 제어하는 단계; 및 Preferably the control step comprises the steps of controlling the driving of the individual ion pump using a separate slave board connected to the shunt resistor and the high voltage relay; And

상기 개별 슬레이브 보드와 접속된 하나의 마스터 보드를 이용하여 상기 개별 슬레이브 보드를 제어하고 외부 장치와의 통신을 관리하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. Controlling the individual slave board and managing communication with an external device by using one master board connected to the individual slave board.

바람직하기로는, 상기 각 개별 이온 펌프 구동 제어 단계는 전압증폭부를 이용하여 이온 펌프에 인가되는 전류를 검출하여 적절한 전압이득(Gain)을 유지하는 전압증폭 단계; Preferably, each of the individual ion pump driving control steps includes: a voltage amplifying step of detecting a current applied to the ion pump by using a voltage amplifying unit to maintain an appropriate voltage gain;

A/D 변환기를 통하여 미소한 전류를 측정하는 변환된 데이터를 출력하는 전류측정 단계; A current measurement step of outputting the converted data for measuring the minute current through the A / D converter;

변환된 데이터를 마스터 보드 등에 원격으로 전송해 주기 위한 통신 접속 단계; A communication connection step for remotely transmitting the converted data to the master board or the like;

상기 전압증폭 단계, 전류측정 단계, 및 통신접속 단계를 제어하기 위한 로컬 제어 단계; 및 A local control step for controlling the voltage amplification step, the current measurement step, and the communication connection step; And

상기 마스터 보드의 명령에 의해 상기 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a relay driving step of driving the relay by a command of the master board.

바람직하기로는 상기 각 개별 이온 펌프 구동 제어 단계는 고압 전원 장치와 전기 절연을 유지하도록 전원 분리하기 위하여 고절연형 DC/DC 변환 단계를 더 포함함을 특징으로 한다. Preferably, each individual ion pump drive control step further comprises a highly insulated DC / DC conversion step to isolate power to maintain electrical insulation with the high voltage power supply.

바람직하기로는 상기 션트 저항 단계와 상기 전압증폭 단계의 사이에는 상기 전압증폭부의 각 입력단에 감쇄용 분압 전압이 공급되도록 분압 저항 단계를 포함함을 특징으로 한다. Preferably, a voltage dividing resistor step may be provided between the shunt resistor step and the voltage amplifying step to supply attenuation divided voltage to each input terminal of the voltage amplifying part.

바람직하기로는 상기 분압 저항 단계는 상기 션트 저항부의 일단에 접속되고 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되는 제1 저항과 상기 션트 저항부의 타단에 접속되고 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되는 제2 저항을 이용하여 상기 전압증폭부의 입력을 보호하는 입력보호단계; 및 일단이 상기 제1 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제3 저항과 일단이 상기 제2 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제4 저항을 이용하여 상기 전압증폭부의 바이어스가 입력단에 리턴되는 바이어스 리턴 단계를 포함함을 특징으로 한다. Preferably, the voltage divider step includes a first resistor connected to one end of the shunt resistor part and connected to one input terminal of the voltage amplifier part, and a second resistor connected to the other end of the shunt resistor part and connected to the other input end of the voltage amplifier part. An input protection step of protecting the input of the voltage amplification unit by using; And a third resistor having one end connected to one end of the first resistor and one input terminal of the voltage amplifier and the other end connected to a control terminal of the voltage amplifier part and one end connected to one end of the second resistor and the other input end of the voltage amplifier. And a bias return step of returning the bias of the voltage amplifier to the input terminal using a fourth resistor connected to the other end and connected to the control terminal of the voltage amplifier.

본 발명에 의하면, 1대의 고전압 전원 장치로 다수의 이온 펌프를 구동하는 이온 펌프 전원 제어 장치를 제작할 수 있다. 또한, 상기한 목적을 경제적 측면에서 달성하기 위하여 8대 이상의 이온 펌프를 구동하는 전원 제어 장치를 제공하거나, 기존에 사용하고 있는 이온 펌프 전원 장치를 그대로 사용하면서도 8대 까지 출력수를 증가시키는 전원 제어 장치를 제작할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ion pump power supply control apparatus which drives many ion pumps with one high voltage power supply device can be manufactured. In addition, in order to achieve the above object in terms of economics, a power supply control apparatus for driving eight or more ion pumps is provided, or a power supply control unit that increases the number of outputs to eight while using an existing ion pump power supply unit as it is. The device can be manufactured.

또한, 여러 대의 이온 펌프를 하나의 전원 장치로 제어하는 전원 제어 장치를 제공함으로써 설치 공간 또한 줄일 수 있으므로 부수적인 경제효과도 있다.In addition, the installation space can also be reduced by providing a power control device that controls a plurality of ion pumps with a single power supply device, thereby resulting in an additional economic effect.

도 1은 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 기본 개념도이다.
도 2는 이온 펌프 크기 (10-480 L/s)에 따른 전류-진공도 변환 그래프이다
도 3은 독립된 별도의 전원 장치가 필요한 상용 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 한 예이다.
도 4는 본 발명에 의한 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 기본 개념도이다.
도 5는 본 발명에 의한 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 내부 회로 구성 상세 블록 다이어그램이다.
도 6은 도 5에 도시한 하나의 슬레이브 보드의 상세 구성 블록 다이어그램이다.
도 7은 도 5에 도시한 하나의 슬레이브 보드의 아날로그 전단부 상세 회로도이다. 1 is a basic conceptual view of an ion pump high pressure power control device.
2 is a graph of current-vacuum conversion according to ion pump size (10-480 L / s)
3 is an example of a commercial ion pump high voltage power control device that requires an independent separate power supply.
4 is a basic conceptual view of the ion pump high pressure power supply control apparatus according to the present invention.
Figure 5 is a detailed block diagram of the internal circuit configuration of the ion pump high pressure power supply control apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a detailed configuration block diagram of one slave board shown in FIG. 5.
FIG. 7 is a detailed circuit diagram of an analog front end of one slave board shown in FIG. 5.

이하, 본 발명에 의한 이온 펌프 전원 제어 장치 및 방법의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, an embodiment of an ion pump power control apparatus and method according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 의한 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 기본 개념도이다. 본 발명에 의한 이온 펌프 전원 제어 장치의 기본 개념도를 도 4에 나타내었다. 하나의 고압 직류 전원(400)으로 여러 대의 이온 펌프(422, 424, ..., 426)를 접속하여 사용 가능하도록 구성하였으며, 또한 기존에 보유하여 사용하고 있는 이온 펌프 전원 장치가 있다면 이를 그대로 사용하면서 여러 대의 이온 펌프를 구동하도록 고전압 전원 제어 장치를 제공할 수 있도록 구성하였다. 이 경우에는 고압 전원부를 제외하고 제작할 수 있으나 본 발명의 구성을 설명할 때에는 편의상 고전압 전원부를 포함하는 전원 제어 장치를 설명한다. 4 is a basic conceptual view of the ion pump high pressure power supply control apparatus according to the present invention. The basic conceptual diagram of the ion pump power supply control apparatus which concerns on this invention is shown in FIG. One high-pressure DC power supply 400 is configured to be used by connecting a number of ion pumps (422, 424, ..., 426), and if there is an existing ion pump power supply that is already used and used as it is It was configured to provide a high voltage power control device to drive a plurality of ion pumps. In this case, the high voltage power supply unit may be manufactured, but the power control device including the high voltage power supply unit will be described for convenience in describing the configuration of the present invention.

도 4에서 보는 바와 같이 각 펌프(422, 424, ..., 426)의 고전압 공급 선로에 직렬로 접속된 저항(shunt resistor)(402, 404, ..., 406)을 구성하도록 하여 각 펌프(422, 424, ..., 426)에 흐르는 저전류를 검출하도록 하였으며, 펌프 접속(즉, On/Off) 은 고압용 릴레이(412, 414, ..., 416)를 사용하여 제어하도록 하였다. 고압 직류 전원(400)과 각 펌프(422, 424, ..., 426)의 접지선(405, 407)은 전원 제어 장치의 샤시 접지(410)에 함께 묶어서 전기적으로 안전 접속이 되도록 구성하였다. As shown in FIG. 4, each pump is configured by configuring a shunt resistor 402, 404, ..., 406 connected in series to the high voltage supply line of each pump 422, 424, ..., 426. The low current flowing to (422, 424, ..., 426) was detected, and the pump connection (i.e., on / off) was controlled using the high voltage relay (412, 414, ..., 416). . The high-voltage DC power supply 400 and the ground wires 405 and 407 of the pumps 422, 424,..., 426 were bundled together with the chassis ground 410 of the power control device so as to be electrically connected safely.

도 4의 실제적인 내부 회로의 구성은 도 5에 나타내었다. 도 5는 본 발명에 의한 이온 펌프 고압 전원 제어 장치의 내부 회로 구성 상세 블록 다이어그램이다. 도 5에 8개의 개별 펌프 제어용 슬레이브 보드(520, ..., 560)와 전체를 아울러서 통제하는 하나의 마스터 보드(580)의 접속 관계를 표시하였다. The actual internal circuit configuration of FIG. 4 is shown in FIG. 5. Figure 5 is a detailed block diagram of the internal circuit configuration of the ion pump high pressure power supply control apparatus according to the present invention. In Fig. 5, the connection relationship between the eight individual pump control slave boards 520, ..., 560 and one master board 580 which controls the whole as well is shown.

도 5에서, 상기 각 개별 슬레이브 보드(520, ..., 560)는 전압증폭부(521, ..., 561), 로컬 제어부(522, ..., 562), 통신 접속부(523, 524, 525;, ..., 563, 564, 565), 및 릴레이 구동부(526, ..., 566)를 포함한다. 또한, 각 슬레이브 보드 채널은 10 kV 이상의 고압 전기 절연을 유지하기 위하여 고절연형 DC/DC 변환기(527)로 전원 분리가 되고, 외부 접속 신호는 광케이블을 통하여 직렬 통신 방식으로 접속된다. 이로써, 펌프(422, ..., 426)의 출력 제어 신호는 고절연형 고압 릴레이(412, ..., 416)를 통하여 처리된다. In FIG. 5, each of the individual slave boards 520,..., 560 includes voltage amplifiers 521,..., 561, local controllers 522,... 525, ..., 563, 564, 565, and relay drivers 526, ..., 566. In addition, each slave board channel is disconnected from the high-insulation type DC / DC converter 527 in order to maintain high voltage electrical insulation of 10 kV or more, and external connection signals are connected in a serial communication manner through an optical cable. As a result, the output control signals of the pumps 422, ..., 426 are processed through the highly insulated high voltage relays 412, ..., 416.

마스터 보드(580)는 32 비트급의 고성능 마이크로프로세서를 장착하여, 전체 슬레이브 보드(520, ..., 560)의 통신 접속 및 릴레이 제어 등을 내부적으로 수행하고, 외부 장치와 통신하기 위한 수단인 RS232 포트(594) 및 LAN 포트 (596)를 관리한다. 사용자 인터페이스를 위한 표시 장치/키 입력 장치(592)에 대한 처리도 함께 수행한다. 또한 메모리(590)와 접속되어 각종 데이터 및 프로그램의 입출력을 제어한다. The master board 580 is equipped with a 32-bit high-performance microprocessor, and performs RS232 communication as a means for internally performing communication connection and relay control of the entire slave boards 520, ..., 560, and communicating with external devices. Manage port 594 and LAN port 596. Processing for the display device / key input device 592 for the user interface is also performed. It is also connected to the memory 590 to control input and output of various data and programs.

도 6은 도 5에 도시한 하나의 슬레이브 보드의 상세 구성 블록 다이어그램이다. 각 슬레이브 보드에 대한 좀 더 상세한 블록 구성도를 도 6에 나타내었다. 도 6에 도시한 바와 같이, 슬레이브 보드(520)는 이온 펌프(422)에 인가되는 전류를 검출하여 적절한 전압이득(Gain)을 유지하는 전압증폭부(521), A/D 변환기로 구성되어 미소한 전류를 측정하는 전류측정부(528), 변환된 데이터를 마스터 보드(580) 등에 원격으로 전송해 주기 위한 통신접속부(524, 529, 530) 및 이를 처리하기 위한 로컬 제어부(522)로 세분된다. FIG. 6 is a detailed configuration block diagram of one slave board shown in FIG. 5. A more detailed block diagram of each slave board is shown in FIG. 6. As shown in FIG. 6, the slave board 520 is composed of a voltage amplifier 521 and an A / D converter that detects a current applied to the ion pump 422 and maintains an appropriate voltage gain. It is subdivided into a current measuring unit 528 for measuring a current, a communication connection unit 524, 529, 530 for remotely transmitting the converted data to the master board 580, etc., and a local control unit 522 for processing the same. .

상기 전압증폭부(521)는 입력되는 펌프 전류의 조건에 따라서, x1, x10, x100, x1000 등의 4 가지 조건으로 자동 설정된다. A/D 변환기(528)는 14 비트급의 +/- 10V 입력 범위를 갖는 타입으로 전압증폭부(521)의 전압이득 조정과 조합하면 수십 mA에서 수십 pA 까지의 광범위한 전류 측정이 가능하다. 슬레이브별 로컬 제어를 담당하는 로컬 제어부(522)는 8 비트급의 소용량 마이크로프로세서는 측정되는 신호 데이터의 전처리와 코드 변환 등을 수행한다. 외부 노이즈에 의한 흔들림을 줄이기 위하여 아날로그 필터와 함께 마이크로프로세서에 의한 평균화 (Averaging)를 함께 사용한다. The voltage amplifier 521 is automatically set to four conditions, such as x1, x10, x100, and x1000, depending on the condition of the input pump current. The A / D converter 528 is a type having a 14-bit +/- 10V input range and, when combined with the voltage gain adjustment of the voltage amplifier 521, enables a wide range of current measurements from several tens of mA to several tens of pA. The local controller 522 in charge of local control for each slave performs preprocessing and code conversion of the measured signal data. Averaging by microprocessor is used in combination with analog filter to reduce shake caused by external noise.

도 5에서 통신접속부는 광통신 접속부(523), 광통신 송신모듈(524) 및 범용비동기송수신모듈(525)로 구성되며, 이를 보다 상세히 설명하면 도 6에서 광통신 접속부(523)는 도시되지 않았지만 로컬 제어부(522)와 마스터 보드(580) 사이에 원격 광통신의 송신모듈(524)과 RS232 통신구동부(529), RS232 통신접속부(530)를 구비한다. RS232 통신포트(594)는 마이크로프로세서의 내부 프로그램 로딩과 오프라인에서 슬레이브 보드의 동작 상태 진단 등을 위하여 사용된다. In FIG. 5, the communication connection unit includes an optical communication connection unit 523, an optical communication transmission module 524, and a general purpose asynchronous transmission and reception module 525. In detail, the communication connection unit 523 is not shown in FIG. A remote optical communication transmission module 524, an RS232 communication driver 529, and an RS232 communication connection 530 are provided between the 522 and the master board 580. The RS232 communication port 594 is used for loading the internal program of the microprocessor and diagnosing the operation status of the slave board offline.

도 7은 도 5에 도시한 하나의 슬레이브 보드의 아날로그 전단부 상세 회로도로서, 각각의 펌프 전류 측정을 위한 아날로그 전단부의 상세 회로도이다. 기본적으로는 1 ㏀ 용량의 고내압 션트 저항(402)을 통하여 펌프 전류가 흐르도록 하고, 이 션트 저항 양단의 전압을 전압 증폭기 (IN-AMP)(521)의 차동 입력 단자를 통하여 측정하는 원리이다. 10 kV 이상의 공통 모드 (Common mode) 전압이 인가되는 상태에서 수 mA 이하의 미소한 전류를 측정하는 구조이므로 여러 가지로 기술적으로 주의할 점이 있다. FIG. 7 is a detailed circuit diagram of an analog front end of one slave board shown in FIG. 5, which is a detailed circuit diagram of an analog front end for each pump current measurement. Basically, the pump current flows through the high-voltage shunt resistor 402 having a capacity of 1 kHz, and the voltage across the shunt resistor is measured through the differential input terminal of the voltage amplifier (IN-AMP) 521. . Common mode voltage of 10 kV or more is applied to measure a small current of several mA or less in the state that is applied, there are a number of technical cautions.

일반적인 증폭기들은 대략 10 V 내외의 공통 모드 전압인가만 허용하므로, 10 kV정도의 공통 모드 전압 성분은 반드시 고절연형 DC/DC 변환기(도 4의 527)에서 처리되도록 회로를 구성하였다. 고절연 상태를 유지하기 위해서는 관련된 부품의 사양 보증이 필요할 뿐만 아니라 인쇄회로기판(PCB) 상에서 조립하는 경우에도 적절하게 절연 처리가 가능하도록 해주어야 한다. 이 때문에 고압 절연이 필요한 부분은 모두 고압 절연체 (예를 들면, 베이클라이트 절연판 등)를 적절하게 삽입하여 조립한다. Since typical amplifiers only allow a common mode voltage of about 10V, the circuit is configured so that a common mode voltage component of about 10 kV is processed in a highly isolated DC / DC converter (527 in FIG. 4). In order to maintain high insulation, not only the specification of related parts is required but also the proper insulation can be ensured even when assembled on a printed circuit board (PCB). For this reason, all the parts which need high voltage insulation are assembled by inserting a high voltage insulator (for example, a bakelite insulating plate etc.) as appropriate.

또 하나 중요한 사항은 전단 증폭기가 상용의 차동 증폭기 (IC, IN-AMP)를 사용하므로 입력단 바이어스 전류를 리턴시켜주는 회로의 구성이 필수적이다. 이 부분이 적절하게 구성되지 않을 경우에는 증폭기의 출력 값이 포화 (Saturation) 상태가 되거나, 외부 신호에 의하여 증폭기가 손상될 수 있다. 여기서는 IN-AMP의 각 입력단에 1/5 정도의 감쇄용 분압 저항(510, 512, 514, 516)을 삽입하여 바이어스 리턴 회로(515)(514, 516)와 입력 보호 회로(511)(510, 512) 등의 용도로 사용하고 있다. 아울러 위에서 언급한 분압 저항에 직렬로 접속하는 콘덴서(미도시)를 이용하여 아날로그 필터를 구성하도록 하여 외부에서 인가되는 노이즈 성분을 최소화할 수 있다. Another important point is that since the front-end amplifier uses a commercially available differential amplifier (IC, IN-AMP), it is necessary to construct a circuit that returns the input bias current. If this part is not properly configured, the output value of the amplifier may become saturated or the amplifier may be damaged by an external signal. Here, attenuating voltage divider resistors 510, 512, 514, and 516 of about 1/5 are inserted into the input terminals of the IN-AMP, so that the bias return circuits 515, 514, 516 and the input protection circuits 511, 510, 512) and the like. In addition, an analog filter may be configured by using a condenser (not shown) connected in series to the voltage divider mentioned above, thereby minimizing noise components applied from the outside.

본 발명에 의한 이온 펌프 전원 제어 장치에 대한 설명은 하나의 실시예에 불과한 것이므로, 션트 저항과 릴레이를 이온 펌프와 전원 장치에 구현하는 본 발명의 이온 펌프 전원 제어 방법을 구현하는 다양한 변형예가 있을 수 있다. Since the description of the ion pump power control device according to the present invention is only one embodiment, there may be various modifications to implement the ion pump power control method of the present invention for implementing a shunt resistor and a relay in the ion pump and the power supply device. have.

이하, 본 발명의 이온 펌프 전원 제어 방법의 수순에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the procedure of the ion pump power control method of the present invention will be described in more detail.

우선 본 발명의 이온 펌프 전원 제어 방법은 하나의 고압 직류 전원으로 여러 대의 이온 펌프를 접속하여 사용 가능하도록 하는 이온 펌프 전원 제어 방법을 구현하기 위하여, 상기 전원과 상기 각 이온 펌프 사이의 고전압 공급 선로에 직렬로 접속된 션트 저항을 이용하여 상기 각 이온 펌프에 흐르는 저전류를 검출하는 제1 단계; 상기 션트 저항에 직렬 접속된 고압용 릴레이를 이용하여 상기 각 이온 펌프의 구동을 온오프하는 제2 단계; 및 상기 제1 단계 및 제2 단계를 제어하는 제어 단계를 포함하는 이온 펌프 전원 제어 방법을 포함한다. First, the ion pump power control method of the present invention is implemented in a high voltage supply line between the power supply and each ion pump in order to implement an ion pump power control method for enabling the use of a plurality of ion pumps connected to one high-pressure DC power supply. Detecting a low current flowing through each of the ion pumps using a shunt resistor connected in series; A second step of driving each of the ion pumps by using a high voltage relay connected in series with the shunt resistor; And an ion pump power supply control method comprising a control step of controlling the first step and the second step.

여기서, 본 발명의 이온 펌프 전원 제어 방법은 상기 션트 저항과 상기 고압용 릴레이에 접속되어 개별 슬레이브 보드를 이용하여 상기 개별 이온 펌프의 구동을 제어하는 단계; 및 상기 개별 슬레이브 보드와 접속된 하나의 마스터 보드를 이용하여 상기 개별 슬레이브 보드를 제어하고 외부 장치와의 통신을 관리하는 단계를 더 포함한다. Here, the ion pump power supply control method of the present invention is connected to the shunt resistor and the high voltage relay to control the driving of the individual ion pump using a separate slave board; And controlling the individual slave board and managing communication with an external device by using one master board connected to the individual slave board.

한편, 상기 각 개별 이온 펌프 구동 제어 단계는 전압증폭부를 이용하여 이온 펌프에 인가되는 전류를 검출하여 적절한 전압이득(Gain)을 유지하는 전압증폭 단계; A/D 변환기를 통하여 미소한 전류를 측정하는 변환된 데이터를 출력하는 전류측정 단계; 변환된 데이터를 마스터 보드 등에 원격으로 전송해 주기 위한 통신 접속 단계; 상기 전압증폭 단계, 전류측정 단계, 및 통신접속 단계를 제어하기 위한 로컬 제어 단계; 및 상기 마스터 보드의 명령에 의해 상기 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동 단계를 포함하도록 구성할 수 있다. Meanwhile, each of the individual ion pump driving control steps may include: a voltage amplifying step of detecting a current applied to the ion pump by using the voltage amplifying part to maintain an appropriate voltage gain; A current measurement step of outputting the converted data for measuring the minute current through the A / D converter; A communication connection step for remotely transmitting the converted data to the master board or the like; A local control step for controlling the voltage amplification step, the current measurement step, and the communication connection step; And it may be configured to include a relay driving step for driving the relay by the command of the master board.

또한, 상기 각 개별 이온 펌프 구동 제어 단계는 고압 전원 장치와 전기 절연을 유지하도록 전원 분리하기 위하여 고절연형 DC/DC 변환 단계를 더 포함하도록 구성할 수 있다. In addition, each of the individual ion pump drive control step may be configured to further include a high-insulation type DC / DC conversion step to separate the power to maintain electrical insulation with the high voltage power supply.

또한, 상기 션트 저항 단계와 상기 전압증폭 단계의 사이에는 상기 전압증폭부의 각 입력단에 감쇄용 분압 전압이 공급되도록 분압 저항 단계를 포함하도록 구성할 수 있다. The voltage divider may further include a voltage dividing resistor step between the shunt resistor step and the voltage amplifying step to supply attenuation divided voltage to each input terminal of the voltage amplifying unit.

여기서, 상기 분압 저항 단계는 상기 션트 저항부의 일단에 접속되고 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되는 제1 저항과 상기 션트 저항부의 타단에 접속되고 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되는 제2 저항을 이용하여 상기 전압증폭부의 입력을 보호하는 입력보호단계; 및 일단이 상기 제1 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제3 저항과 일단이 상기 제2 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제4 저항을 이용하여 상기 전압증폭부의 바이어스가 입력단에 리턴되는 바이어스 리턴 단계를 포함하도록 구성할 수 있다. Here, the voltage divider step uses a first resistor connected to one end of the shunt resistor part and connected to one input terminal of the voltage amplifier part, and a second resistor connected to the other end of the shunt resistor part and connected to the other input end of the voltage amplifier part. An input protection step of protecting the input of the voltage amplifier; And a third resistor having one end connected to one end of the first resistor and one input terminal of the voltage amplifier and the other end connected to a control terminal of the voltage amplifier part and one end connected to one end of the second resistor and the other input end of the voltage amplifier. And a bias return step in which the bias of the voltage amplifier is returned to the input terminal using a fourth resistor connected to the other end and connected to the control terminal of the voltage amplifier.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 이온 펌프 전원 제어 장치 및 그 방법을 이용하여 고전압 전원 제어 장치를 제작하면, 한 대의 전원 장치로 다수의 이온 펌프를 작동할 수 있으며 각각의 출력부 측정가능 전류는 1 nA - 10 mA (107 range), 전류 측정시간(또는 interval)은 1-10 msec/channel로 프로그램 가능하며 안전장치(과출력 보호)의 동작시간은 10 msec 이하인 이온 펌프 전원 제어 장치를 제작할 수 있다. When the high voltage power control device is manufactured using the ion pump power control device and the method of the present invention as described above, a single power supply can operate a plurality of ion pumps, and each output unit can measure 1 current. nA-10 mA (10 7 range), current measurement time (or interval) can be programmed to 1-10 msec / channel, and the ion pump power control device with over 10 msec operating time of safety device (over output protection) can be manufactured. have.

400...고압 전원 장치
402, 404, ..., 406...션트 저항
412, 414, ..., 416...릴레이
422, 424, ..., 426...이온 펌프
520, ..., 560...슬레이브 보드
521, ..., 561...전압증폭부
522, ..., 562...로컬 제어부
523, ..., 563...광통신 접속부
524, ..., 564...광통신 송신모듈
525, ..., 565...범용비동기송수신모듈
529...RS232 통신구동부
530...RS232 통신접속부
580...마스터 보드
590...메모리
592...표시부 및 키입력부
594...RS232 통신포트
596...LAN포트400 ... high voltage power supply
402, 404, ..., 406 ... shunt resistors
412, 414, ..., 416 ... relay
422, 424, ..., 426 ... Ion Pump
520, ..., 560 ... slave board
521, ..., 561 ... Voltage amplifier
522, ..., 562 ... local control
523, ..., 563 ... optical connections
524, ..., 564 ... optical communication module
525, ..., 565 ... Universal Asynchronous Transceiver Module
529 ... RS232 communication driver
530 ... RS232 communication connection
580 ... master board
590 memory
592 Display and key input
594 ... RS232 communication port
596 ... LAN port

Claims (11)

하나의 고압 직류 전원으로 여러 대의 이온 펌프를 접속하여 사용 가능하도록 하는 이온 펌프 전원 제어 장치에 있어서,
상기 전원과 상기 각 이온 펌프 사이의 고전압 공급 선로에 직렬로 접속되어 상기 각 이온 펌프에 흐르는 저전류를 검출하는 션트 저항(shunt resistor);
상기 션트 저항에 직렬 접속되어 상기 각 이온 펌프의 구동을 온오프하는 고압용 릴레이;
상기 션트 저항과 상기 고압용 릴레이에 접속되어 상기 개별 이온 펌프의 구동을 제어하는 개별 슬레이브 보드; 및
상기 개별 슬레이브 보드와 접속하여 상기 개별 슬레이브 보드를 제어하고 외부 장치와의 통신을 관리하는 하나의 마스터 보드를 포함하는 이온 펌프 전원 제어 장치. In the ion pump power supply control device for connecting a plurality of ion pumps using a single high-pressure DC power supply,
A shunt resistor connected in series with a high voltage supply line between the power supply and each of the ion pumps to detect a low current flowing through each of the ion pumps;
A high voltage relay connected to the shunt resistor in series to turn on / off driving of each ion pump;
An individual slave board connected to the shunt resistor and the high voltage relay to control driving of the individual ion pump; And
And a master board connected to the individual slave boards to control the individual slave boards and manage communication with external devices. 제1항에 있어서, 상기 각 개별 슬레이브 보드는 이온 펌프에 인가되는 전류를 검출하여 적절한 전압이득(Gain)을 유지하는 전압증폭부;
A/D 변환기를 통하여 미소한 전류를 측정하는 변환된 데이터를 출력하는 전류측정부;
변환된 데이터를 마스터 보드 등에 원격으로 전송해 주기 위한 통신 접속부;
상기 전압증폭부, 전류측정부, 및 통신접속부를 처리하기 위한 로컬 제어부; 및
상기 마스터 보드의 명령에 의해 상기 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 장치. The apparatus of claim 1, wherein each of the individual slave boards comprises: a voltage amplifier configured to detect a current applied to the ion pump and maintain an appropriate voltage gain;
A current measuring unit for outputting the converted data for measuring the minute current through the A / D converter;
A communication connection unit for remotely transmitting the converted data to the master board or the like;
A local controller for processing the voltage amplifier, the current measuring unit, and the communication connection unit; And
And a relay driver for driving the relay by a command of the master board. 제2항에 있어서, 상기 각 개별 슬레이브 보드는 고압 전원 장치와 전기 절연을 유지하도록 전원 분리하기 위하여 고절연형 DC/DC 변환기를 더 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 장치. 3. The ion pump power control device of claim 2, wherein each individual slave board further comprises a high isolation DC / DC converter to isolate power from the high voltage power supply to maintain electrical isolation. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 션트 저항부와 상기 전압증폭부의 사이에는 상기 전압증폭부의 각 입력단에 감쇄용 분압 전압이 공급되도록 접속된 분압 저항부를 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 장치. The voltage divider of claim 1, further comprising a voltage divider connected between the shunt resistor and the voltage amplifier so as to supply a voltage dividing voltage to each input terminal of the voltage amplifier. Ion Pump Power Control Unit. 제4항에 있어서, 상기 분압 저항부는 상기 션트 저항부의 일단에 접속되고 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되는 제1 저항과 상기 션트 저항부의 타단에 접속되고 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되는 제2 저항을 포함하는 입력보호회로; 및 일단이 상기 제1 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제3 저항과 일단이 상기 제2 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제4 저항을 포함하는 바이어스 리턴 회로를 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 장치. The second resistor of claim 4, wherein the voltage divider is connected to one end of the shunt resistor and is connected to the other end of the voltage amplifier and the other end of the voltage amplifier. An input protection circuit comprising a resistor; And a third resistor having one end connected to one end of the first resistor and one input terminal of the voltage amplifier and the other end connected to a control terminal of the voltage amplifier part and one end connected to one end of the second resistor and the other input end of the voltage amplifier. And a bias return circuit connected to the other end and connected to the control end of the voltage amplifier. 하나의 고압 직류 전원으로 여러 대의 이온 펌프를 접속하여 사용 가능하도록 하는 이온 펌프 전원 제어 방법에 있어서,
상기 전원과 상기 각 이온 펌프 사이의 고전압 공급 선로에 직렬로 접속된 션트 저항을 이용하여 상기 각 이온 펌프에 흐르는 저전류를 검출하는 제1 단계;
상기 션트 저항에 직렬 접속된 고압용 릴레이를 이용하여 상기 각 이온 펌프의 구동을 온오프하는 제2 단계; 및
상기 1단계 및 제2 단계를 제어하는 제어 단계를 포함하는 이온 펌프 전원 제어 방법. In the ion pump power supply control method to connect and use a plurality of ion pumps with one high-pressure DC power supply,
Detecting a low current flowing through each of the ion pumps using a shunt resistor connected in series to a high voltage supply line between the power supply and each of the ion pumps;
A second step of driving each of the ion pumps by using a high voltage relay connected in series with the shunt resistor; And
And a control step of controlling the first and second steps. 제6항에 있어서, 상기 제어 단계는 상기 션트 저항과 상기 고압용 릴레이에 접속되어 개별 슬레이브 보드를 이용하여 상기 개별 이온 펌프의 구동을 제어하는 단계; 및
상기 개별 슬레이브 보드와 접속된 하나의 마스터 보드를 이용하여 상기 개별 슬레이브 보드를 제어하고 외부 장치와의 통신을 관리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 방법. The method of claim 6, wherein the controlling step comprises: controlling the driving of the individual ion pump by using a separate slave board connected to the shunt resistor and the high voltage relay; And
Controlling the individual slave board and managing communication with an external device by using one master board connected to the individual slave board. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 각 개별 이온 펌프 구동 제어 단계는 전압증폭부를 이용하여 이온 펌프에 인가되는 전류를 검출하여 적절한 전압이득(Gain)을 유지하는 전압증폭 단계;
A/D 변환기를 통하여 미소한 전류를 측정하는 변환된 데이터를 출력하는 전류측정 단계;
변환된 데이터를 마스터 보드 등에 원격으로 전송해 주기 위한 통신 접속 단계;
상기 전압증폭 단계, 전류측정 단계, 및 통신접속 단계를 제어하기 위한 로컬 제어 단계; 및
상기 마스터 보드의 명령에 의해 상기 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 방법. 8. The method of claim 6 or 7, wherein each of the individual ion pump driving control steps includes: a voltage amplifying step of detecting a current applied to the ion pump by using a voltage amplifying part to maintain an appropriate voltage gain;
A current measurement step of outputting the converted data for measuring the minute current through the A / D converter;
A communication connection step for remotely transmitting the converted data to the master board or the like;
A local control step for controlling the voltage amplification step, the current measurement step, and the communication connection step; And
And a relay driving step of driving the relay by a command of the master board. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 각 개별 이온 펌프 구동 제어 단계는 고압 전원 장치와 전기 절연을 유지하도록 전원 분리하기 위하여 고절연형 DC/DC 변환 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 방법. 9. The method of any one of claims 6 to 8, wherein each individual ion pump drive control step further comprises a highly insulated DC / DC conversion step to isolate power from the high voltage power supply to maintain electrical isolation. Ion pump power supply control method. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 션트 저항 단계와 상기 전압증폭 단계의 사이에는 상기 전압증폭부의 각 입력단에 감쇄용 분압 전압이 공급되도록 분압 저항 단계를 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 방법. 9. The voltage divider of any one of claims 6 to 8, further comprising a voltage dividing resistor step between the shunt resistor step and the voltage amplifying step so that a voltage dividing voltage is supplied to each input terminal of the voltage amplifying unit. Ion pump power control method. 제10항에 있어서, 상기 분압 저항 단계는 상기 션트 저항부의 일단에 접속되고 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되는 제1 저항과 상기 션트 저항부의 타단에 접속되고 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되는 제2 저항을 이용하여 상기 전압증폭부의 입력을 보호하는 입력보호단계; 및 일단이 상기 제1 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 일 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제3 저항과 일단이 상기 제2 저항의 일단 및 상기 전압증폭부의 타 입력단에 접속되고 타단이 상기 전압증폭부의 제어단에 접속되는 제4 저항을 이용하여 상기 전압증폭부의 바이어스가 입력단에 리턴되는 바이어스 리턴 단계를 포함함을 특징으로 하는 이온 펌프 전원 제어 방법. 12. The method of claim 10, wherein the voltage divider step comprises: a first resistor connected to one end of the shunt resistor part and connected to one input terminal of the voltage amplifier part and the other end of the shunt resistor part and connected to the other input end of the voltage amplifier part; An input protection step of protecting an input of the voltage amplifier using two resistors; And a third resistor and one end connected to one end of the first resistor and one input terminal of the voltage amplifier and the other end connected to a control terminal of the voltage amplifier. And a bias returning step of returning a bias of the voltage amplifier to an input terminal using a fourth resistor connected to the other end and connected to a control terminal of the voltage amplifier.
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