KR20160033585A - 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치 - Google Patents

의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치 Download PDF

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이선우
신형수
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비손메디칼 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치는, 구동전압을 입력받아 소정 파장의 의료용 레이저를 출력하는 레이저 다이오드; 외부로부터 소정의 전압을 입력받아 레이저를 발생시킬 제1전압과, 마이컴을 동작시킬 제2전압을 생성하는 DC 어댑터; 상기 제1전압을 상기 구동전압으로 변환하여 상기 레이저 다이오드에 인가하는 다운벅 컨버터; 상기 레이저 다이오드로 인가되는 상기 구동전압을 스위칭하는 스위칭소자; 1차 제어전압을 입력받아 상기 스위칭소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 드라이버; 및 상기 제2전압에 의해 동작하며, 상기 1차 제어전압을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치{POWER SUPPLY FOR MEDICAL LASER DIODE}
본 발명은 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 하나의 파워 드라이버로 서로다른 다이오드 부하를 동작시킬 수 있는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
레이저 다이오드는 다양한 종류가 존재한다. 서로다른 종류의 레이저 다이오드들의 각각은 다이오드 헤드마다의 부하가 다르다.
따라서, 복수의 서로다른 다이오드 부하를 동작시키고 제어하기 위해서는 각 다이오드에 대응하는 복수의 전원 공급 장치가 필요하다.
이러한 구조에서는, 예를 들면, 3가지 파장의 레이저를 이용하고자 하면, 각 레이저 다이오드에 대해 전원을 공급할 개별적인 파워 서플라이를 구비해야 하므로, 3가지 파장의 레이저 빔을 조사하는 의료용 레이저 조사기의 크기가 커지고 제조 비용이 증가하게 된다는 문제점을 유발한다.
종래기술로서의 의료용 레이저 치료기의 전원장치로는, 공개특허공보 10-2013-0125154호 (2013.11.18)를 참고할 수 있다. 상기 종래기술에서는, 입력되는 전원에 의해 레이저 매질을 여기 시키기 위한 다수의 플래시 램프, 상기 플래시 램프에서 조사되는 여기 빛을 수신하여 레이저로 변환하기 위한 레이저 매질, 상기 레이저 매질에서 방사되는 상기 레이저를 반사하고 증폭하는 리어 미러(rear mirror)와 출력 결합 거울(Output coupler), 상기 리어 미러와 출력 결합 거울에 의해 증폭된 빛의 첨두 출력을 얻기 위한 큐-스위치(Q-switch), 상기 플래시 램프 및 상기 큐-스위치의 on/off 딜레이 시간을 제어하기 위한 스위칭 딜레이 시간 제어부를 포함하여 구성되는 전원장치에 의해 달성된다.
한편, 상기 종래기술에서는, 큐-스위치의 제어에 의해 플래시 램프의 파장을 제어하는 구성을 제시하고 있다.
하지만, 실제 구현에서는, 단지 레이저 다이오드를 교체하는 것으로 간단하게 레이저의 파장을 변경할 수 있다.
한편, 레이저 다이오드를 교체할 때에는, 레이저 다이오드를 구동하는 전원을 함께 교체하거나 조정할 필요가 있다.
공개특허공보 10-2013-0125154호
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 서로다른 복수의 레이저 다이오드를 교체 장착할 수 있는 의료용 레이저 조사기에 있어서, 간단한 구조로 이루어진 하나의 전원장치로 다양한 레이저 다이오드들에 대하여 적절한 전원을 공급할 수 있도록 구성하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 레이저 다이오드의 과열을 방지하고, 전원장치에서 발생하는 과열에 의한 레이저 조사기의 손상을 방지할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치는, 구동전압을 입력받아 소정 파장의 의료용 레이저를 출력하는 레이저 다이오드; 외부로부터 소정의 전압을 입력받아 레이저를 발생시킬 제1전압과, 마이컴을 동작시킬 제2전압을 생성하는 DC 어댑터; 상기 제1전압을 상기 구동전압으로 변환하여 상기 레이저 다이오드에 인가하는 다운벅 컨버터; 상기 레이저 다이오드로 인가되는 상기 구동전압을 스위칭하는 스위칭소자; 1차 제어전압을 입력받아 상기 스위칭소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 드라이버; 상기 제2전압에 의해 동작하며, 상기 1차 제어전압을 출력하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 다운벅 컨버터는, 상기 레이저 다이오드의 특성에 따라 상기 구동전압을 조정가능한 전압 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전압 조정부의 조정은, 이미 알려진 복수의 레이저 다이오들의 각각에 대하여 미리 설정된 조정값에 의거하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭 드라이버는, 소정 전압값을 갖는 직류의 2차 제어전압을 생성하여 상기 스위칭소자의 온되는 양을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치는, 상기 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 감지하는 전류 피드백부; 및 상기 2차 제어전압의 상기 전압값을 제어하기 위한 이득 조정부를 더 포함하고, 상기 스위칭 드라이버는 상기 전류 피드백부에서 감지한 전류값 및 상기 이득 조정부의 조정에 기초하여 상기 2차 제어전압의 전압값을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 다이오드의 과열을 방지하기 위하여, 상기 제어부에 의해 동작이 제어되며 상기 레이저 다이오드의 근방에 배치된 열전냉각소자를 구비한 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 다이오드 또는 상기 스위칭소자의 온도가 제1 기준값 또는 상기 제1 기준값보다 고온의 제2 기준값을 각각 초과하는 경우에 상기 제어부에 대하여 에러신호를 출력하는 에러 피드백부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 에러 피드백부로부터 온도가 상기 제1 기준값을 초과했음을 통보받으면 상기 냉각부를 동작시켜 상기 레이저 다이오드 또는 상기 스위칭소자를 냉각시키고, 상기 에러 피드백부로부터 온도가 상기 제2 기준값을 초과했음을 통보받으면 상기 1차 제어전압의 출력을 제어함으로써, 상기 스위칭 드라이버가 상기 스위칭소자의 온되는 양을 제어하기 위하여 생성하는 직류의 2차 제어전압의 출력을 정지시키거나 낮추는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치에 의하면, 간단한 구조로 이루어진 하나의 전원장치로 의료용 레이저 조사기에 장착될 수 있는 다양한 레이저 다이오드들에 대하여 각각의 적절한 전원을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 레이저 다이오드의 과열을 방지할 수 있을뿐만 아니라, 전원장치에서 발생하는 과열에 의한 레이저 조사기의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 DC 어댑터 및 주변부의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 FET 드라이버 및 주변부의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 다운벅 컨버터 및 주변부의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치의 주요 회로 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치는, DC 어댑터(110)와, 다운벅(DOWN BUCK) 컨버터(120)와, 레이저 다이오드(130)와, 스위칭 소자(170)와, 스위칭 드라이버(160)와, 전압 폴로워(150)와, 제어부(140)와, 전류 피드백부(184)와, 이득 조정부(182)와, 에러 피드백부(192 및 194)와, 냉각부(196)를 포함하여 구성된다.
DC 어댑터(110)는, 외부로부터 입력되는 전원으로부터, 레이저 다이오드(130)를 구동하기 위한 목적의 제1전압과, 제어부(140)를 구동하기 위한 제2전압을 생성한다. 제1전압은 예를 들면 9~14V의 직류전압일 수 있다. 제2전압은 예를 들면, 3.3~5V의 직류전압일 수 있다.
다운벅 컨버터(120)는 DC 어댑터(110)로부터의 제1전압을 필요에 따라서 직류인 3.3~5.5V의 구동전압으로 조정한다. 이때, 다운벅 컨버터(120)는 전압 조정부(122)를 포함할 수 있으며, 전압 조정부(122)에 의해 정확한 크기의 전압으로 조정된다. 제어부(140)로 입력되는 제2전압은, 상술한 DC 어댑터(110)로부터 제공될 수도 있으나, 다운벅 컨버터(120)에서 제공될 수도 있다.
한편, 크기 조정된 구동전압은 레이저 다이오드(130)로 공급되고, 레이저 다이오드(130)는 구동전압의 인가에 대응하여 자체 특성에 대응하는 파장의 의료용 레이저를 방출한다.
레이저 다이오드(130)는, 임의의 파장 또는 강도를 갖는 레이저를 방출하는 다이오드 소자, 방출된 레이저를 집광하여 원하는 형태의 빔으로 조사될 수 있게 하는 렌즈 및 조리개, 그외의 광학 부품들을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드(130)는, 예를 들면, 4.5V 및 10A 내에서 동작할 수 있는 임의의 레이저 다이오드일 수 있다.
이때, 레이저 다이오드(130)는 본 발명에서 제시하는 전원 공급 장치의 회로 내에 선택적으로 삽입 또는 제거될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 예를 들면, 제1 파장의 의료용 레이저를 이용하고자 할 때에는 조작자는(또는, 별도의 제어부에 의해 자동으로) 제1 레이저 다이오드(도시하지 않음)를 회로에 삽입할 수 있으며, 삽입된 제1 레이저 다이오드는 구동 전압의 인가에 대응하여 레이저를 방출하게 된다. 한편, 제2 파장의 의료용 레이저를 이용하고자 할 때에는, 조작자(또는 제어부)는 제2 레이저 다이오드(도시하지 않음)를 회로에 삽입할 수 있으며, 삽입된 제2 레이저 다이오드는 구동전압의 인가에 대응하여 제2 파장의 레이저를 방출하게 된다.
이때, 각 레이저 다이오드들(제1 레이저 다이오드와 제2 레이저 다이오드)은 요구하는 전압 또는 전류의 특성이 다를 수 있다. 따라서, 조작자(또는 제어부)는 해당 레이저 다이오드에 대응하는 구동전압의 전압값 또는 전류값을 확인하고, 전압 조정부의 기능을 조정하여 최적의 구동전압을 현재 삽입된 레이저 다이오드에 제공할 수 있다.
스위칭 소자(170)는, 스위칭 드라이버(160)에서 제공하는 제어전압(2차 제어전압)에 의해 게이트가 온 또는 오프될 수 있다. 스위칭 소자(170)는, 일례로써, FET일 수 있다. 특히, 스위칭 소자(170)는, 직류전압인 2차 제어전압의 전압값 또는 전류값에 대응하여, 게이트가 온되는 양이 제어될 수 있다. 이로써, 레이저 다이오드(130)에서 방출하는 레이저의 강도를 제어할 수 있다.
일반적인 또는 종래의 레이저 조사기에서는, 조사되는 레이저의 강도를 조정하는 방식으로, PWM 제어 방식을 채용하였다. 즉, 레이저의 순간적인 강도는 일정량(예를 들면, 최대량)으로 정하여 놓고, 레이저의 온-오프 시간 및/또는 주파수를 제어함으로써, 소정 시간 구간(예를 들면, 1초 등)에서의 평균 강도를 조정하는 방식이었다.
하지만, 이러한 방식의 제어에 의하면, 소정 시간 구간 동안은 미약한 강도로 레이저를 조사한다고 하더라도, 레이저가 조사되는 그 시점에서는 강한 에너지의 레이저가 조사되는 것이므로, 이에 의해 환부에 악영향이 발생할 수 있다는 가능성이 여전히 존재한다.
이에 비하여, 본 발명에 따른 방식으로 레이저 다이오드(130)의 동작을 제어하면, 미약한 강도로 레이저를 조사하고자 할 때에는, 미약한 직류의 2차 제어전압에 의하여 스위칭 소자의 게이트의 온되는 양을 원하는 만큼 제어할 수 있으므로, 미약한 강도의 레이저가 꾸준히 출력되게 될 것이다. 이로써, 환부에 악영향을 주는 일이 없다.
한편, 스위칭 드라이버(160)는, 입력되는 1차 제어전압에 대응하여 스위칭 소자(170)의 게이트에 대하여 안정적인, 즉, 직류인 2차 제어전압을 인가한다. 또한, 스위칭 드라이버(160)는, 피드백되는 전류값과 이득 조정값에 대응하여 2차 제어전압의 크기를 조정할 수 있도록 구성될 수 있다.
전압 폴로워(150)는, 제어부(140)에서 출력하는 전압(즉, DAC 제어 전압 또는 1차 제어전압)을 전압 레벨은 동일하게 유지하면서 전류값을 증폭시킨다. 제어부(140)에서 출력되는 DAC 제어 전압은 그 전류량이 매우 작다. 따라서, 이러한 DAC 제어 전압을 그대로 스위칭 소자(170)의 게이트에 인가하면, 스위칭 소자의 온 또는 오프 동작, 또는 온되는 양에 대한 정확한 제어가 어려울 수 있다. 따라서, DAC 제어 전압의 전류량을 높여줌으로써, 확실하게 스위칭 소자(170)의 동작을 제어할 수 있도록 한다.
제어부(140)는, 제2전압을 이용하여 동작한다. 제어부(140)는, 스위칭 소자(170)의 동작을 제어하기 위한 목적으로 DAC 제어 전압을 출력한다. DAC 제어 전압은 전압 폴로워(150)에서 전류 증폭되어 1차 제어전압으로 되고, 1차 제어전압은 스위칭 드라이버(160)에 의해 2차 제어전압으로 변환된다. 결과적으로, 스위칭 소자(170)의 게이트 온 동작은 제어부(140)의 DAC 제어 전압에 의해 제어될 수 있다.
한편, 제어부(140)는, 에러 피드백부들(192, 194)로부터 입력되는 온도값에 대응하여 냉각부(196)를 PWM 제어하거나 DAC 제어 전압의 출력을 제어할 수 있다.
이득 조정부(182)는, 조작자가(또는 제어부의 제어에 의해) 레이저 다이오드(130)에서 출력되는 레이저 강도를 조정하기 위한 목적으로, 스위칭 드라이버(160)에서 2차 제어전압을 생성하는 이득을 조정한다.
전류 피드백부(184)는, 레이저 다이오드 - FET - 부하저항 순으로 흐르는 전류를 측정하고, 측정된 전류값을 스위칭 드라이버(160)로 피드백한다.
스위칭 소자(170)의 게이트 온 동작은 스위칭 소자(170) 자체의 온도 및 주변 대기 또는 회로 기판의 온도와 같은 주변환경의 영향에 민감하다. 따라서, 이러한 환경적 영향을 보상하기 위하여 스위칭 소자(170) 통해 흐르는 전류값을 측정하고, 이를 이용하여 2차 제어전압을 조정하는 것이 바람직하다.
에러 피드백부(192)는 레이저 다이오드(130)의 근방에 배치되어 레이저 다이오드(130)의 온도를 감지한다. 또하나의 에러 피드백부(194)는 스위칭 소자(170)의 근방에 배치되어 스위칭 소자(170)의 온도를 감지한다.
이에 의해, 열 발생이 많고, 열에 의해 소손되기 쉬운 전자 부품(레이저 다이오드 및 스위칭 소자)을 과열로부터 보호한다.
에러 피드백부(192, 194)에서 감지되는 온도값은 제어부(140)로 입력될 수 있으며, 제어부(140)는, 감지된 온도값이 제1 기준값을 초과하였는지, 또는 제2 기준값(제1 기준값보다 높은 온도로써, 해당 부품이 열에 의해 소손될 가능성이 있는 온도일 수 있다)을 초과하였는지 판단한다.
한편, 도 1에 도시되지는 않았지만, 또하나의 에러 피드백부가 다운벅 컨버터(120)의 근방에 배치될 수 있다. 이는, 도 4를 참조하여 설명한다.
만일, 감지된 온도가 제1 기준값을 초과하였다면, 제어부(140)는 냉각부(196)를 가동시켜 온도를 낮추고자 할 수 있다. 또한, 감지된 온도가 제2 기준값을 초과하였다면, 부품들의 온도가 과상승한 것으로 간주하고, 냉각부(196)를 더 강하게 동작시키거나 DAC 제어 전압을 통해 2차 제어전압을 낮추도록 제어하거나 2차 제어전압의 인가를 정지시킬 수 있다.
본 발명에서, 에러 피드백부(192, 194)는 단지 온도와 관련된 측정값을 전달하는 것으로 설명하였으나, 각 부품의 다양한 동작 상태를 감지하고 오동작 또는 동작 불능 상태를 감지하여 에러 신호를 출력하도록 구성할 수도 있다.
냉각부(196)는, 예를 들면, 열전 냉각 소자일 수 있다. 열전 냉각 소자는, 간단한 구성으로 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 모터나 팬과 같은 기계적인 구성요소가 없으므로, 성능 저하 또는 고장의 염려가 없으므로, 적용하기에 적합하다.
이러한 냉각부(196)의 열전 냉각 소자는, 제어부(140)에서 제공하는 PWM 제어에 의해 그 냉각 성능이 제어될 수 있다.
이와 같은 구성의 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치는, 레이저 다이오드(130)의 동작을 PWM 방식으로 제어하는 것이 아니라, 레이저 다이오드(130)로 인가되는 전압 또는 전류를 임의의 일정한 값으로 조정하는 것이다. 이로써, PWM 방식에서와 같이 임의의 파워를 갖는 레이저의 온 또는 오프에 의해 전체 에너지를 조정하는 것이 아니라, 원하는 파워의 레이저를 지속적으로 출력할 수 있게 된다.
기존의 PWM 제어하여 레이저를 발진하는 방식에서는, PWM 제어에 있어서의 온 듀티에서는 임의의 강한 레이저가 조사되어 대상이 되는 인체의 환부(예를 들면, 피부)를 손상시킬 수 있다는 문제점이 있는데, 본 발명과 같이 레벨 조정된 레이저를 조사할 수 있음으로써 이러한 피부 손상의 문제는 해결될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치에 있어서의, DC 어댑터의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
좌상단의 커넥터(J4)는 예를 들면 9V의 외부 전원을 DC 어댑터로 접속시키기 위한 커넥터이다. 좌중단의 커넥터(J21)는 제어부(140)와의 연결을 위한 커넥터이다. 각 단자는, 다운벅 컨버터(또는 레이저 다이오드)의 온도값, 스위칭 소자의 온도값, DAC 제어 전압, 원격제어 신호를 포함할 수 있다.
좌하단의 커넥터(J26)는, 제어부(140)의 PWM 제어 신호에 의해 냉각부에 9V 전원을 인가하기 위한 스위칭 부품(K1)을 도시한다.
우상단의 회로는, 전압 폴로워(U10) 및 이득 조정부(R14)를 도시한다.
우하단의 커넥터(J8)는 PWM 제어된 9V 전압을 냉각부(196)의 열전 냉각 소자로 연결시키기 위한 커넥터이다.
도 3은 FET 드라이버 및 주변부의 회로 구성을 보여주는 도면이다. 이득 조정부(R14)를 통해 인가되는 1차 제어전압은 부품(U2)을 통해 스위칭 소자(U6)에 인가된다. 스위칭 소자(U6)의 일측에는 스위칭 소자를 통해 흐르는 전류를 측정하기 위한 션트 저항(도시하지 않음)이 커넥터(J10)를 통해 연결될 수 있으며, 여기서 측정되는 전류값이 부품(U2)으로 피드백될 수 있다. 저항(R14) 내지 부품(U2) 등을 포함하여 스위칭 드라이버(160)를 구성한다고 할 수 있다.
의료용 레이저를 방출하는 레이저 다이오드(다이오드 헤드)는 커넥터(J19)를 통해 연결될 수 있다.
스위칭 소자(U6)의 근방에는 온도를 체크하기 위한 부품이 배치되어 있다. 여기서의 출력은, 예를 들면, 커넥터(J21)를 통해, 제어부로 입력된다.
도 4는 다운벅 컨버터 및 주변부의 회로 구성을 보여주는 도면이다. 다운벅 컨버터(120)는 하나의 집적회로(U9)로 구성될 수 있다. 다운벅 컨버터(U9)는 원격제어 신호에 의해 온오프될 수 있으며, 전압 조정부(122)로서 기능하는 저항(R15)이 배치되어 출력 전압(구동전압)을 제어할 수 있다.
다운벅 컨버터(U9)의 근방에는, 온도를 체크하기 위한 부품이 배치되어 있다. 여기서의 출력은, 예를 들면, 커넥터(J21)를 통해, 제어부(140)로 입력된다.
도 5는 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치의 주요 회로 구성을 보여주는 도면이다. 제어부에서 출력하는 DAC 제어 전압으로부터 레이저 다이오드에 이르는 회로를 보여준다.
각 회로에 대한 구체적인 내용은, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명함에 따라 중복되므로 생략한다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치에 의하면, 레이저 다이오드를 PWM 방식으로 구동하는 것이 아니라, 원하는 파워의 레이저가 출력되도록 일정하게 조정된 직류 전압(또는 전류)을 인가할 수 있게 되어, 균일한 강도의 레이저를 출력할 수 있다.
이로써, PWM 제어에서 나타나는 문제점, 즉, 레이저 빔의 온 듀티에서 강한 레이저가 출력되어 피부에 손상을 가하게 된다는 문제점을 해소할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 원하는 직류 전압(또는 전류)을 생성하여 레이저 다이오드에 인가할 수 있으므로, 다양한 종류의 레이저 다이오드를 연결하여 사용할 수 있다.
따라서, 레이저 다이오드를 다양하게 선택하여 연결/사용할 수 있으며, 또한, 사용하는 레이저 다이오드마다 개별적인 전원 공급 장치를 구비해야할 필요가 없이, 단지 전압 조정부 및/또는 이득 조정부를 제어하는 것으로 임의의 다이오드에 대하여 최적의 동작을 구현할 수 있게 된다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 구동전압을 입력받아 소정 파장의 의료용 레이저를 출력하는 레이저 다이오드;
    외부로부터 소정의 전압을 입력받아 레이저를 발생시킬 제1전압과, 마이컴을 동작시킬 제2전압을 생성하는 DC 어댑터;
    상기 제1전압을 상기 구동전압으로 변환하여 상기 레이저 다이오드에 인가하는 다운벅 컨버터;
    상기 레이저 다이오드로 인가되는 상기 구동전압을 스위칭하는 스위칭소자;
    1차 제어전압을 입력받아 상기 스위칭소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 드라이버; 및
    상기 제2전압에 의해 동작하며, 상기 1차 제어전압을 출력하는 제어부;를 포함하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다운벅 컨버터는, 상기 레이저 다이오드의 특성에 따라 상기 구동전압을 조정가능한 전압 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 조정부의 조정은, 이미 알려진 복수의 레이저 다이오들의 각각에 대하여 미리 설정된 조정값에 의거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 드라이버는, 소정 전압값을 갖는 직류의 2차 제어전압을 생성하여 상기 스위칭소자의 온되는 양을 제어하는 것을 특징으로 하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치는,
    상기 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 감지하는 전류 피드백부; 및
    상기 2차 제어전압의 상기 전압값을 제어하기 위한 이득 조정부를 더 포함하고,
    상기 스위칭 드라이버는 상기 전류 피드백부에서 감지한 전류값 및 상기 이득 조정부의 조정에 기초하여 상기 2차 제어전압의 전압값을 제어하는 것을 특징으로 하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드의 과열을 방지하기 위하여, 상기 제어부에 의해 동작이 제어되며 상기 레이저 다이오드의 근방에 배치된 열전냉각소자를 구비한 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 또는 상기 스위칭소자의 온도가 제1 기준값 또는 상기 제1 기준값보다 고온의 제2 기준값을 각각 초과하는 경우에 상기 제어부에 대하여 에러신호를 출력하는 에러 피드백부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 에러 피드백부로부터 온도가 상기 제1 기준값을 초과했음을 통보받으면 상기 냉각부를 동작시켜 상기 레이저 다이오드 또는 상기 스위칭소자를 냉각시키고, 상기 에러 피드백부로부터 온도가 상기 제2 기준값을 초과했음을 통보받으면 상기 1차 제어전압의 출력을 제어함으로써, 상기 스위칭 드라이버가 상기 스위칭소자의 온되는 양을 제어하기 위하여 생성하는 직류의 2차 제어전압의 출력을 정지시키거나 낮추도록 하는 것을 특징으로 하는, 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치.
KR1020150077109A 2014-09-18 2015-06-01 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치 KR20160033585A (ko)

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