KR20190049510A - 모바일 엑스선 장치 및 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법 - Google Patents

모바일 엑스선 장치 및 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법 Download PDF

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Abstract

동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치에 있어서, 상기 전원부는, 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩; 상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원이 공급되도록 제어하는 배터리 관리부; 및 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링하고, 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원의 공급 여부에 기초하여, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어하는 모니터링 회로를 포함할 수 있다.

Description

모바일 엑스선 장치 및 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법{MOBILE X-RAY APPARATUS AND POWER CONTROLLING METHOD IN THE MOBILE X-RAY APPARATUS}
본 개시는 배터리를 포함하는 모바일 엑스선 장치 및 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법에 대한 것이다.
엑스선(X-ray)이란, 일반적으로 0.01 ~ 100 옴스트롬(Å)의 파장을 갖는 전자기파로서, 물체를 투과하는 성질을 가지고 있어서 생체 내부를 촬영하는 의료장비나 일반산업의 비파괴검사장비 등에 일반적으로 널리 사용될 수 있다.
엑스선을 이용하는 엑스선 장치는 엑스선 소스에서 방출된 엑스선을 대상체에 투과시키고, 투과된 엑스선의 강도 차이를 엑스선 디텍터에서 검출하여 대상체에 대한 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 엑스선 장치는 엑스선 영상으로 대상체의 내부 구조를 파악하고 대상체를 진단할 수 있다. 엑스선 장치는 대상체의 밀도, 대상체를 구성하는 원자의 원자번호에 따라 엑스선의 투과율이 달라지는 원리를 이용하여 대상체의 내부 구조를 손쉽게 파악할 수 있다는 장점이 있다.
엑스선의 파장이 짧으면 투과율이 커지고 화면이 선명(Brightness)해진다.
엑스선 장치는 일정 공간에 고정되어 있는 일반적인 엑스선 장치 및 장소에 구애 받지 않고 이동시킬 수 있는 모바일 엑스선 장치가 있다.
여기서, 모바일 엑스선 장치는 이동 가능한 본체에 엑스선 조사부가 장착되고, 휴대용 엑스선 디텍터(portable x-ray detector)를 사용하기 때문에 특정 장소가 아닌 다양한 장소에서 엑스선 촬영을 수행할 수 있다. 이러한 모바일 엑스선 장치는 내부적으로 배터리를 구비하고, 배터리 충전을 통하여 전원이 공급되지 않는 다양한 장소에서도 엑스선 촬영을 수행할 수 있다.
본 개시는 배터리를 포함하는 모바일 엑스선 장치 및 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법에 있어서, 모바일 엑스선 장치 내에서 셧다운이 발생되면, 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로로 공급되는 전원을 차단시키는 전원 제어 방법의 제공을 목적으로 한다.
구체적으로, 모바일 엑스선 장치의 전원부가 셧다운 되면, 모바일 엑스선 장치는 모니터링 회로로 공급되는 전원을 차단하여 배터리 셀들의 방전을 방지할 수 있다.
일측에 따르면, 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치가 제공된다. 상기 전원부는, 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩; 상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원이 공급되도록 제어하는 배터리 관리부; 및 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링하고, 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원의 공급 여부에 기초하여, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어하는 모니터링 회로를 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩, 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로 및 배터리 관리부를 포함하며 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치의 전원 제어 방법이 제공된다. 상기 모바일 엑스선 장치의 전원 제어 방법은, a) 상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원이 공급되도록 제어하는 상기 전원부를 모니터링 하는 단계; b) 상기 전원부가 셧다운 되었는지를 판단하는 단계; 및 c) 상기 전원부가 셧다운 되면, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 상기 모니터링 회로로 공급되는 모니터링 전원을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 모바일 엑스선 장치의 전원 제어 방법을 컴퓨터에 의해서 실행 가능한 명령어들을 포함하는 프로그램을 기록한 기록 매체가 제공된다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 엑스선 장치를 도시한 외관도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 엑스선 디텍터의 외관도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 모바일 엑스선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따라, 도 3에 도시된 모바일 엑스선 장치의 구성을 보다 상세하게 나타내는 블록도이다.
도 5a는 일 실시예에 따라, 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로가 하나일 경우, 전원 차단 스위치에 의해 모바일 엑스선 장치의 전원이 차단될 때, 모니터링 회로의 전원을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 일 실시예에 따라, 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로가 복수일 경우, 전원 차단 스위치에 의해 모바일 엑스선 장치의 전원이 차단될 때, 모니터링 회로의 전원을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따라, 전원부가 셧다운 되더라도 모니터링 회로에서 전원이 누출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라, 전원부가 셧다운 됨에 따라, 모니터링 회로에서 전원이 차단되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 다른 일 실시예에 따라, 전원부가 셧다운 됨에 따라, 모니터링 회로에서 전원이 차단되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라, 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따라, 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 모바일 엑스선 장치를 도시한 외관도이다.
도 1을 참조하면, 엑스선 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 조사하는 엑스선 조사부(110), 사용자로부터 명령을 입력 받는 입력부(151), 사용자에게 정보를 제공하는 디스플레이부(152), 입력된 명령에 따라 엑스선 장치(100)를 제어하는 제어부(120) 및 외부 기기와 통신하는 통신부(140)를 포함한다.
엑스선 조사부(110)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 소스와, 엑스선 소스에서 발생되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다.
엑스선 장치(100)가 모바일 엑스선 장치로 구현되는 경우에는 엑스선 조사부(110)가 연결된 본체(101)가 자유롭게 이동 가능하고 엑스선 조사부(110)와 본체(101)를 연결하는 암(103) 역시 회전 및 직선 이동이 가능하기 때문에 엑스선 조사부(110)를 3차원 공간 상에서 자유롭게 이동시킬 수 있다.
입력부(151)는 촬영 프로토콜, 촬영 조건, 촬영 타이밍, 엑스선 조사부(110)의 위치 제어 등을 위한 명령을 입력 받을 수 있다. 입력부(151)는 키보드, 마우스, 터치스크린, 음성 인식기, 등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(152)는 사용자의 입력을 가이드하기 위한 화면, 엑스선 영상, 엑스선 장치(100)의 상태를 나타내는 화면 등을 표시할 수 있다.
제어부(120)는 사용자로부터 입력된 제어 명령에 따라 엑스선 조사부(110)의 촬영 타이밍, 촬영 조건 등을 제어할 수 있고, 엑스선 디텍터(200)로부터 수신된 이미지 데이터를 이용하여 의료 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 촬영 프로토콜 및 대상체(P)의 위치에 따라 엑스선 조사부(110)의 위치나 자세를 제어할 수도 있다.
제어부(120)는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리 및 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(120)는 단일 프로세서를 포함할 수도 있고, 복수의 프로세서를 포함할 수도 있는바, 후자의 경우에는 복수의 프로세서가 하나의 칩 상에 집적될 수도 있고, 물리적으로 분리될 수도 있다.
본체(101)에는 엑스선 디텍터(200)를 보관하는 보관부(105)가 마련될 수 있다. 또한, 보관부(105) 내부에는 엑스선 디텍터(200)를 충전할 수 있는 충전 단자가 마련되어 엑스선 디텍터(200)를 보관하면서 충전까지 함께 수행할 수 있다.
입력부(151), 디스플레이부(152), 제어부(120) 및 통신부(140)는 본체(101)에 마련될 수 있고, 엑스선 디텍터(200)가 획득한 이미지 데이터는 본체(101)로 전송되어 영상 처리를 거친 후에 디스플레이부(152)에 표시되거나, 통신부(140)를 통해 외부의 장치로 전송될 수 있다.
또한, 제어부(120) 및 통신부(140)는 본체(101)와 별도로 마련될 수도 있으며, 제어부(120) 및 통신부(140)의 구성요소 중 일부만 본체(101)에 마련되는 것도 가능하다.
엑스선 장치(100)는 통신부(140)를 통해 외부 장치(예를 들면, 외부의 서버(310), 의료 장치(320) 및 휴대용 단말(330; 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등))와 연결되어 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다.
통신부(140)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 통신부(140)가 외부 장치로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(120)에 전달하여 제어부(120)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 엑스선 장치(100)를 제어하도록 하는 것도 가능하다.
또한, 제어부(120)는 통신부(140)를 통해 외부 장치에 제어 신호를 송신함으로써, 외부 장치를 제어부의 제어 신호에 따라 제어하는 것도 가능하다. 예를 들어, 외부 장치는 통신부(140)를 통해 수신된 제어부(120)의 제어 신호에 따라 외부 장치의 데이터를 처리할 수 있다.
또한, 통신부(140)는 엑스선 장치(100)의 구성요소들 간에 통신을 가능하게 하는 내부 통신 모듈을 더 포함할 수도 있다. 외부 장치에는 엑스선 장치(100)를 제어할 수 있는 프로그램이 설치될 수 있는 바, 이 프로그램은 제어부(120)의 동작 중 일부 또는 전부를 수행하는 명령어를 포함할 수 있다.
프로그램은 휴대용 단말(191)에 미리 설치될 수도 있고, 휴대용 단말(191)의 사용자가 어플리케이션을 제공하는 서버로부터 프로그램을 다운로딩하여 설치하는 것도 가능하다. 어플리케이션을 제공하는 서버에는 해당 프로그램이 저장된 기록매체가 포함될 수 있다.
또한, 통신부(140)는 엑스선 장치(100)의 구성요소들 간에 통신을 가능하게 하는 내부 통신 모듈을 더 포함할 수도 있다.
도 2는 휴대용 엑스선 디텍터의 외관도이다.
전술한 바와 같이, 엑스선 장치(100)에 사용되는 엑스선 디텍터(200)는 휴대용 엑스선 디텍터로 구현될 수 있다. 이 경우, 엑스선 디텍터(200)는 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 무선으로 동작할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 충전 포트(201)가 별도의 전원 공급부와 케이블(C)에 의해 연결되어 동작할 수도 있다.
엑스선 디텍터(200)의 외관을 형성하는 케이스(203)의 내부에는 엑스선을 검출하여 이미지 데이터로 변환하는 검출 소자, 이미지 데이터를 일시적 또는 비일시적으로 저장하는 메모리, 엑스선 장치(100)로부터 제어 신호를 수신하거나 엑스선 장치(100)에 이미지 데이터를 송신하는 통신 모듈과, 배터리가 마련될 수 있다. 또한, 메모리에는 디텍터의 이미지 보정 정보 및 엑스선 디텍터(200)의 고유의 식별 정보가 저장될 수 있고, 엑스선 장치(100)와 통신할 때에 저장된 식별 정보를 함께 전송할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 모바일 엑스선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 모바일 엑스선 장치(300)는 도 1에서 설명한 모바일 엑스선 장치(100)와 대응되므로, 도 1에서와 중복되는 설명은 생략한다.
도 3을 참고하면, 모바일 엑스선 장치(300)는 전원부(310), 제어부(320), 엑스선 조사부(330)를 포함할 수 있고, 전원부(310)는 배터리 팩(311), 배터리 관리부(BMS; Battery Management System)(312), 모니터링 회로(Monitoring Integrated Circuit) (313)를 포함할 수 있다. 전원부(310)는 본체(101) 내부에 구비될 수 있다.
배터리 팩(311)은 모바일 엑스선 장치(300)가 장소에 구애받지 않고 엑스선 촬영을 수행할 수 있도록, 모바일 엑스선 장치(300)에 포함되는 적어도 하나의 컴포넌트로 엑스선 촬영에 필요한 동작 전원을 공급할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 컴포넌트에는, 제어부(320), 엑스선 조사부(330), 입력부(미도시), 출력부(미도시), 통신부(미도시) 등이 포함될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
배터리 관리부(312)는 배터리 팩(311)으로부터 모바일 엑스선 장치(300)의 적어도 하나의 컴포넌트로 동작 전원이 공급되도록 제어할 수 있다. 즉, 배터리 관리부(312)는 배터리 팩(311)의 상태를 기초로 전원부(310)를 제어하고 관리할 수 있다.
모니터링 회로(313)는 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다. 제어부(320)는 동작 전원에 기초하여 모바일 엑스선 장치(300)에서 구동되는 동작을 제어할 수 있다.
한편, 도 3에서 배터리 관리부(312)와 모니터링 회로(313)를 구분하여 도시하였지만, 모니터링 회로(313)가 배터리 관리부(312)에 포함되어, 배터리 관리부(312)가 모니터링 회로(313)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
제어부(320)는 전원부(310)가 셧다운 되었는지를 판단하고, 전원부(310)가 셧다운 되면, 복수의 배터리 셀들로부터 모니터링 회로(313)로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 모니터링 회로(313)를 제어할 수 있다. 모니터링 회로(313)는 제어부(320)의 제어에 따라, 배터리 팩(311)으로부터 공급되는 모니터링 전류를 차단할 수 있다.
모니터링 회로(313)는 모바일 엑스선 장치(300)의 적어도 하나의 컴포넌트로 동작 전원의 공급 여부에 기초하여, 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어할 수 있다. 구체적으로, 모바일 엑스선 장치(300)의 제어부(320)로 동작 전원이 공급되는 경우, 모니터링 회로(313)는 복수의 배터리 셀들로부터 모니터링 전원을 공급받고, 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다. 반면에, 모바일 엑스선 장치(300)의 컴포넌트로 동작 전원이 공급되지 않는 경우, 모니터링 회로(313)는 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 차단할 수 있다.
모바일 엑스선 장치(300)의 구성 요소 및 각 구성 요소의 동작은 도 4에서 상세하게 설명한다. 또한, 모니터링 회로(313)가 모니터링 전원을 차단하는 구체적인 과정은 도 7 및 도 8에서 설명한다.
도 4는 일실시예에 따라, 도 3에 도시된 모바일 엑스선 장치의 구성을 보다 상세하게 나타내는 블록도이다.
도 4에 도시된 모바일 엑스선 장치(400)는 도 1에서 설명한 모바일 엑스선 장치(100) 및 도 3에서 설명한 모바일 엑스선 장치(300)와 대응될 수 있다. 따라서, 모바일 엑스선 장치(400)에 있어서, 모바일 엑스선 장치(100) 및 모바일 엑스선 장치(300)과 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참고하면, 모바일 엑스선 장치(400)는 전원부(410), 제어부(420), 엑스선 조사부(430), 입력부(440), 출력부(450) 및 통신부(460)를 포함할 수 있다. 도시된 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 모바일 엑스선 장치(400)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 모바일 엑스선 장치(400)가 구현될 수 있다. 또한, 전원부(410)는 배터리 팩(411), 배터리 관리부(412), 모니터링 회로(413), 전원 차단 스위치(414) 및 메인 컨버터(415)를 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
배터리 팩(411)은 모바일 엑스선 장치(400)에 포함되는 적어도 하나의 컴포넌트로 엑스선 촬영에 필요한 동작 전원을 공급할 수 있다.
또한, 배터리 팩(411)은 복수의 배터리 셀들(411-1, 411-2, 411-3, 411-4, 411-5, 411-6)을 포함할 수 있고, 배터리 셀들(411-1, 411-2, 411-3, 411-4, 411-5, 411-6) 각각은 양극, 음극 및 전해질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수의 배터리 셀들(411-1, 411-2, 411-3, 411-4, 411-5, 411-6)은 복수의 배터리 셀들이 직렬로 배열되는 셀 스트링(cell string)으로 형성될 수 있다.
또한, 배터리 팩(411)은 충전하여 재사용할 수 있는 2차 전지가 될 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩(411)은 리튬 이온 배터리로 구성될 수 있다. 리튬 이온 배터리는 양극으로 리튬코발트 산화물(lithium cobalt oxide) 또는 인산철리튬(lithium iron phosphate, LiFePO4) 등이 사용될 수 있으며, 음극으로 흑연이 사용될 수 있다. 리튬 이온 배터리는 복수의 배터리 셀들이 연결되어 결합된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리는 88개의 직렬 결합으로 구성될 수 있다.
배터리 관리부(412)는 배터리 팩(411)으로부터 모바일 엑스선 장치(400)의 적어도 하나의 컴포넌트로 동작 전원이 공급되도록 제어할 수 있다. 또한, 배터리 관리부(412)는 배터리 팩(411)의 전압, 온도 등의 상태를 검출할 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리부(412)는 배터리 팩(411)의 전체 전압과 배터리 팩(411)에 포함된 복수의 배터리 셀들의 온도를 모니터링 할 수 있는 배터리 스택 모니터((battery stack monitor)라는 회로를 포함할 수 있다.
배터리 관리부(412)는 배터리 팩(411)의 상태를 기초로 배터리 팩(411)에 대한 보호 회로를 동작시킬 수 있다. 즉, 배터리 관리부(412)는 배터리 팩(411)의 상태를 기초로 배터리 팩(411)의 위험 상태 또는 손상 가능성을 방지하기 위해서 보호 회로를 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리부(412)는 배터리 팩(411)의 상태를 기초로 과방전, 과전류, 과열 및 배터리 셀 간 언밸런싱(unbalancing) 상태 중 적어도 하나에 대해 보호 회로를 동작 시킬 수 있다. 여기서, 보호 회로는, 배터리 팩(411)의 위험 상태 또는 손상 가능성을 방지하기 위해서 동작하는 장치, 모듈 및 프로그램 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
배터리 관리부(412)와 별도로, 모니터링 회로(413)는 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다. 모니터링 회로(413)는 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 한 결과와 관련된 데이터 또는 신호를 배터리 관리부(412) 또는 제어부(420)로 전송할 수 있다. 또한, 모니터링 회로(413)는 모바일 엑스선 장치(400)의 적어도 하나의 컴포넌트로 동작 전원의 공급 여부에 기초하여, 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어할 수 있다.
한편, 도 4에서 배터리 관리부(412)와 모니터링 회로(413)를 구분하여 도시하였지만, 모니터링 회로(413)가 배터리 관리부(412)에 포함되어 배터리 관리부(412)가 모니터링 회로(413)의 동작을 전반적으로 제어하거나 이하 설명하는 모니터링 회로(413)의 동작을 수행할 수 있다. 이하에서는 배터리 관리부(412)와 모니터링 회로(413)를 구분하여 설명한다.
제어부(420)는 동작 전원에 기초하여 모바일 엑스선 장치(400)에서 구동되는 동작을 제어할 수 있다. 제어부(420)는 도 1에서 설명한 제어부(120)에 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
제어부(420)는 엑스선 촬영에 필요한 동작을 수행하기 위해서, 모바일 엑스선 장치(400)에 포함되는 각각의 컴포넌트의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(420)는 사용자로부터 입력된 제어 명령에 따라 엑스선 조사부(430)의 촬영 타이밍, 촬영 조건 등을 제어할 수 있고, 엑스선 디텍터(200)로부터 수신된 영상 데이터를 이용하여 의료 영상 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(420)는 촬영 프로토콜 및 대상체의 위치에 따라 엑스선 조사부(430)의 위치나 자세를 제어할 수도 있다.
제어부(420)는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리 및 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
전원부(410)가 셧다운 되면, 제어부(420)는 복수의 배터리 셀들로부터 모니터링 회로(413)로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 모니터링 회로(413)를 제어할 수 있다. 모니터링 회로(413)는 제어부(420)의 제어에 따라, 배터리 팩(411)으로부터 공급되는 모니터링 전류를 차단할 수 있다.
전원 차단 스위치(414)는 배터리 팩(411)으로부터 모바일 엑스선 장치(400)로 공급되는 동작 전원을 차단할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 차단 스위치(414)는 서킷 브레이커(circuit breaker)로 구현될 수 있다.
메인 컨버터(415)는 배터리 팩(411)으로부터 공급되는 전원을 모바일 엑스선 장치(400)의 동작 전원을 위한 전원으로 변환할 수 있다. 메인 컨버터(415)는 DC-DC 컨버터의 한 종류일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
한편, 모니터링 회로(413)는 복수의 배터리 셀들이 복수의 그룹으로 구분되어 각 그룹에 포함된 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다. 모니터링 회로(413)는 각 그룹에 포함된 배터리 셀들로부터 모니터링 전원을 공급받는 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 모니터링 회로(413)에 대한 블록도는 일예시이고, 모바일 엑스선 장치(400)는 도 4에 도시된 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2)보다 더 많은 개수의 서브 모니터링 회로들을 포함할 수 있다.
서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각은 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각이 모니터링 하는 배터리 셀들 중 소정의 배터리 셀의 전압이 소정 전압 이하로 방전되었는지를 모니터링 할 수 있다.
예를 들면, 제1 서브 모니터링 회로(413-1)은 제1 서브 모니터링 회로(413-1)에 할당된 배터리 셀들(411-1, 411-2, 411-3)의 전압을 모니터링 할 수 있다. 또한, 제2 서브 모니터링 회로(413-2)는 제2 서브 모니터링 회로(413-2)에 할당된 배터리 셀들(411-4, 411-5, 411-6)의 전압을 모니터링 할 수 있다. 또한, 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각은 도 4에 도시된 배터리 셀들의 개수보다 더 많은 개수의 배터리 셀들 또는 더 적은 개수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링할 수 있다.
서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각은 통신 인터페이스를 통해 소정의 배터리 셀의 전압이 소정 전압 이하로 방전되었는지를 모니터링 한 결과에 대한 데이터를 제어부(420)로 전송할 수 있다.
또한, 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각은, 모니터링 되는 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어하는 소자를 포함할 수 있다.
예를 들면, 소자는 FET 소자와 같은 스위칭 소자일 수 있다. 또한, 소자는 상기 언급한 FET 소자 이외에 스위칭 기능을 수행할 수 있는 소자에 해당될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 즉, 스위칭 소자는, 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 차단하기 위해 사용되는 임의의 소자일 수 있다.
전원부(410)가 셧다운 되면, 제어부(420)는 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각의 스위칭 소자를 오프하여, 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각으로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.
다른 예를 들면, 소자는 메인 컨버터(415)로부터 공급된 전원을 소자에 대응되는 서브 모니터링 회로의 모니터링 전원을 위한 전원으로 변환하는 컨버터 일 수 있다. 여기서, 메인 컨버터(415) 및 컨버터는 DC-DC 컨버터의 한 종류일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 전원부(410)가 셧다운 되면, 제어부(420)는 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각의 컨버터의 전원을 오프하여, 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각으로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.
서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각은, 서브 모니터링 회로들(413-1, 413-2) 각각에 공급되는 모니터링 전원이, 모바일 엑스선 장치(400)를 구동시키기 위해 공급되는 동작 전원과 분리되도록, 설계될 수 있다.
한편, 전원 차단 스위치(414)에 의해 모바일 엑스선 장치(400)로 공급되는 동작 전원이 차단되면, 제어부(420)는 메인 컨버터(415)로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단하고, 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단할 수 있다. 제어부(420)는 판단 결과들에 기초하여 모바일 엑스선 장치(400)의 적어도 하나의 컴포넌트로 공급되는 동작 전원이 차단되었는지를 판단할 수 있다.
엑스선 조사부(430)는 도 1에서 설명한 엑스선 조사부(110)에 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
엑스선 조사부(430)는 엑스선을 발생시켜 대상체로 엑스선을 조사하기 위한 것으로, 엑스선을 발생시키는 엑스선 소스와, 엑스선 소스에서 발생되는 엑스선의 조사 영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다.
입력부(440)는 사용자로부터 엑스선 장치의 조작을 위한 명령 및 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력 받을 수 있다. 입력부(440)는 키보드, 마우스, 터치스크린, 음성 인식기, 지문 인식기, 홍채 인식기 등을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 제어부(420)는 입력부(440)에 입력된 정보를 기반으로 엑스선 장치를 제어하거나 조작할 수 있다.
출력부(450)는 사용자가 촉각, 시각 및 청각 중 적어도 하나의 감각을 통하여 정보를 인식할 수 있도록, 소정 정보를 출력할 수 있다. 출력부(450)는 제어부(420)의 제어하에 엑스선의 조사 등 촬영 관련 정보를 출력할 수 있다. 출력부(450)는 도 1에서 설명한 디스플레이부(152)를 포함할 수 있다. 또는, 출력부(450)는 오디오 신호를 출력하는 스피커(미도시)를 출력할 수 있다.
출력부(450)가 디스플레이부(152)를 포함하는 경우, 디스플레이부(152)는 사용자의 입력을 가이드하기 위한 화면, 엑스선 영상, 모바일 엑스선 장치(400)의 상태를 나타내는 화면 등을 표시할 수 있다. 또한, 출력부(450)는 배터리 관리부(412) 또는 모니터링 회로에서 모니터링 된 배터리 셀들의 전압과 관련된 데이터를 화면으로 출력할 수 있다.
통신부(460)는 모바일 엑스선 장치(400)의 각 구성들이 서로 통신을 수행하도록 제어할 수 있다. 모바일 엑스선 장치(400)의 각 구성들은 CAN(Controller Area Network) 프로토콜에 따른 통신을 수행할 수 있고, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 고속 디지털 인터페이스, UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 등의 비동기 시리얼 통신, 또는 과오 동기 시리얼 통신 등의 저지연형의 네트워크 프로토콜에 따라 통신을 수행할 수도 있다. 또한, 모바일 엑스선 장치(400)의 각 구성들은 상기 언급한 프로토콜 이외의 프로토콜 방식에 따라 통신을 수행할 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
모바일 엑스선 장치(400)는 중앙 연산 프로세서를 구비하여, 전원부(410), 제어부(420), 엑스선 조사부(430), 입력부(440), 출력부(450) 및 통신부(460)의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다. 중앙 연산 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
이하에서는, 모바일 엑스선 장치(400)의 각 구성을 특정하지 않더라도 본 발명의 기술 분야에 대한 통상의 기술자가 명확하게 이해하고 예상할 수 있는 정도의 내용은 통상의 구현으로 이해될 수 있으며, 본 발명의 권리범위가 특정한 구성의 명칭이나 물리적/논리적 구조에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 5a는 일실시예에 따라, 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로가 하나일 경우, 전원 차단 스위치에 의해 모바일 엑스선 장치의 전원이 차단될 때, 모니터링 회로의 전원을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(411)은 5 개의 배터리 셀들로 구성되고, 하나의 모니터링 회로(413)와 연결될 수 있다. 모니터링 회로(413)는 5개의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다. 또한, 모바일 엑스선 장치(400)의 동작 전원이 제어부(420)로 공급되기 위해 배터리 팩(411)은 제어부(420)와 연결될 수 있다. 이 경우, 모니터링 회로(413)와 제어부(420)가 사용하는 전원은 동일하다.
따라서, 전원 차단 스위치(414)에 의해 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단되면, 모니터링 회로(413)로 공급되는 전원도 차단된다.
도 5b는 일실시예에 따라, 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로가 복수일 경우, 전원 차단 스위치에 의해 모바일 엑스선 장치의 전원이 차단될 때, 모니터링 회로의 전원을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(411)은 20개의 배터리 셀들로 구성되고, 4개의 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4)와 연결될 수 있다. 제1 서브 모니터링 회로(413-1)는 20개의 배터리 셀들 중 제1 그룹으로 분류된 배터리 셀들(501)의 전압을 모니터링 하고, 제2 서브 모니터링 회로(413-2)는 20개의 배터리 셀들 중 제2 그룹으로 분류된 배터리 셀들(502)의 전압을 모니터링 하고, 제3 서브 모니터링 회로(413-3)는 20 개의 배터리 셀들 중 제3 그룹으로 분류된 배터리 셀들(503)의 전압을 모니터링 하고, 제4 서브 모니터링 회로(414-4)는 20개의 배터리 셀들 중 제4 그룹으로 분류된 배터리 셀들(504)의 전압을 모니터링 할 수 있다.
이 경우, 4개의 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4) 각각에서 사용되는 전원은 4개의 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4) 각각에 대응되는 배터리 셀들이 직렬로 배열된 셀 스트링의 전압으로부터 공급된다. 즉, 4개의 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4) 각각에서 사용되는 전원은 20개의 배터리 셀들이 직렬로 배열된 셀 스트링의 부분 전압으로부터 공급된다.
또한, 모바일 엑스선 장치의 동작 전원이 제어부(420)로 공급되기 위해 배터리 팩(411)은 제어부(420)와 연결될 수 있다. 이 경우, 제어부(420)에서 사용되는 전원은 20개의 배터리 셀들이 직렬로 배열된 셀 스트링의 전체 전압으로부터 공급된다.
따라서, 제어부(420)에서 사용되는 전원과 4개의 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4) 각각에서 사용되는 전원이 서로 다르기 때문에, 전원 차단 스위치(414)에 의해 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단되더라도, 4개의 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4) 각각으로 공급되는 전원은 차단되지 않는다. 서브 모니터링 회로(413-1, 413-2, 413-3, 413-4)로 공급되는 전원이 차단되지 않으므로, 모니터링 전원이 누출되는 현상이 발생한다.
도 6은 일실시예에 따라, 전원부가 셧다운 되더라도 모니터링 회로에서 전원이 누출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 한편, 도 6에 도시된 회로도는 모니터링 회로에서 전원이 누출되는 과정을 설명하기 위해 간략하게 도시되었으며, 모바일 엑스선 장치가 동작하기 위해 도시된 소자 이외에 다른 소자가 포함될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리 팩(411)은 복수의 배터리 셀들로 구성될 수 있고, 복수의 배터리 셀들은 직렬로 배열되어 셀 스트링으로 형성될 수 있다. 모니터링 회로가 모니터링 할 수 있는 배터리 셀의 개수는 한정되어 있기 때문에, 복수의 배터리 셀들은 복수의 그룹으로 구분될 수 있다. 즉, 모니터링 회로는 복수의 서브 모니터링 회로들로 구성될 수 있고, 복수의 서브 모니터링 회로들 각각은 소정 그룹에 포함된 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다.
예를 들면, 복수의 배터리 셀들은 11개씩 그룹핑 될 수 있고, 소정의 서브 모니터링 회로는 소정의 그룹 내에 포함된 11개의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)는 제1 서브 모니터링 회로(620-1)에 할당된 배터리 셀들(610-1)의 전압을 모니터링 하고, 제2 서브 모니터링 회로(620-2)는 제2 서브 모니터링 회로(620-2)에 할당된 배터리 셀들(610-2)의 전압을 모니터링 하고, 제3 서브 모니터링 회로(620-3)는 제3 서브 모니터링 회로(620-3)에 할당된 배터리 셀들(610-3)의 전압을 모니터링 하고, 제4 서브 모니터링 회로(620-4)는 제4 서브 모니터링 회로(620-4)에 할당된 배터리 셀들(610-4)의 전압을 모니터링 할 수 있다.
그리고, 모니터링 회로는 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하기 위해 모니터링 전원 공급이 필요하며, 모니터링 전원은 복수의 배터리 셀들로부터 공급될 수 있다. 구체적으로, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)는 (+) 전원 입력단(613) 및 (-) 전원 입력단(615)을 포함할 수 있다. 제1 서브 모니터링 회로(620-1)는 제1 서브 모니터링 회로(620-1)에 할당된 배터리 셀들(610-1)로부터 모니터링 전원을 공급받을 수 있다.
메인 컨버터(415)는 배터리 팩(411)으로부터 공급되는 전원을 모바일 엑스선 장치의 동작 전원을 위한 전원으로 변환할 수 있다. 구체적으로, 메인 컨버터(415)는 직렬로 배열되어 셀 스트링으로 형성된 배터리 셀들(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)로부터 공급된 전원을 다운시켜 모바일 엑스선 장치의 동작 전원을 생성할 수 있다. 메인 컨버터(415)는 제어부(420)로 생성된 동작 전원을 공급할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 서브 모니터링 회로들(620-1, 620-2, 620-3, 620-4) 각각은 서브 모니터링 회로들(620-1, 620-2, 620-3, 620-4) 각각에 공급되는 모니터링 전원이, 모바일 엑스선 장치(400)를 구동시키기 위해 제어부(200)로 공급되는 동작 전원과 분리되도록, 설계될 수 있다.
한편, 전원부(410)가 셧다운 되면, 메인 컨버터(415)로 공급되는 전원도 차단된다. 메인 컨버터(415)로 공급되는 전원이 차단되면, 제어부(420)로 공급되는 전원도 차단된다. 즉, 전원부(410)가 셧다운 되면, 모바일 엑스선 장치의 전원은 오프된다.
그러나, 도 6에 도시된 제1 서브 모니터링 회로(620-1)과 제1 서브 모니터링 회로(620-1)에 할당된 배터리 셀들(610-1)의 연결 구조를 참조하면, 배터리 셀들(610-1)은 (+) 전원 입력단(613) 및 (-) 전원 입력단(615)에 연결되어 있다. 배터리 셀들(610-1)이 (+) 전원 입력단(613) 및 (-) 전원 입력단(615)에 직접적으로 연결되어 있는 구조(614, 615)로 인하여, 전원부(410)가 셧다운 되어 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단되더라도, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)는 제1 서브 모니터링 회로(620-1)에 할당된 배터리 셀들(610-1)의 전압을 방전시킬 수 있다. 마찬가지로, 다른 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4)도 각 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4)에 할당된 배터리 셀들(620-2, 620-3, 620-4)의 전압을 방전시킬 수 있다. 비정상적인 경우, 배터리셀에서 심방전이 발생될 수 있다.
따라서, 전원부(410)가 셧다운 되어 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단되면, 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 모니터링 전원이 차단될 필요가 있다. 도 7 및 도 8에서는 전원부(410)가 셧다운 됨에 따라, 모니터링 회로로 공급되는 모니터링 전원을 차단시키는 방법을 설명한다.
도 7은 일실시예에 따라, 전원부가 셧다운 됨에 따라, 모니터링 회로에서 전원이 차단되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 한편, 도 7에 도시된 회로도는 모니터링 회로에서 전원이 차단되는 과정을 설명하기 위해 간략하게 도시되었으며, 모바일 엑스선 장치가 동작하기 위해 도시된 소자 이외에 다른 소자가 포함될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 직렬로 배열된 복수의 배터리 셀들에 대한 셀 스트링의 전체 전압이 모니터링 회로에서 허용 가능한 입력 전압의 소정 범위 내에 있으면, 모바일 엑스선 장치는 도 7에 도시된 회로도에 따라, 모니터링 회로로 공급되는 전원을 제어할 수 있다.
도 7에 도시된 회로도가 도 6에 도시된 회로도와 다른 점은, 서브 모니터링 회로의 (+) 전원 입력단과 서브 모니터링 회로에 할당된 배터리 셀들 사이에 스위칭 소자가 추가된 점이다. 구체적으로, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)는 제1 서브 모니터링 회로(620-1)에 할당된 배터리 셀들(610-1)로부터 인가되는 모니터링 전원의 차단 또는 공급을 제어하기 위한 스위칭 소자(710)를 포함할 수 있다. 여기서, 스위칭 소자(710)는 회로의 개폐 기능을 갖고, FET와 같은 스위칭 소자일 수 있다. 소자는 상기 언급한 FET 소자 이외에 스위칭 기능을 수행할 수 있는 소자에 해당될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 즉, 스위칭 소자는, 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 차단하기 위해 사용되는 임의의 소자일 수 있다.
마찬가지로, 다른 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4)도 각 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4)에 할당된 배터리 셀들(620-2, 620-3, 620-4)로부터 인가되는 모니터링 전원의 차단 또는 공급을 제어하기 위한 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 서브 모니터링 회로들(620-1, 620-2, 620-3, 620-4) 각각은 서브 모니터링 회로들(620-1, 620-2, 620-3, 620-4) 각각에 공급되는 모니터링 전원이, 모바일 엑스선 장치(400)를 구동시키기 위해 제어부(200)로 공급되는 동작 전원과 분리되도록, 설계될 수 있다.
전원부(410)가 셧다운 되면, 메인 컨버터(415)로 공급되는 전원 및 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단된다. 모바일 엑스선 장치(400)의 제어부(420)는 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 모니터링 회로를 제어할 수 있다.
구체적으로, 모바일 엑스선 장치(400)의 제어부(420)는 제1 서브 모니터링 회로(620-1)의 스위칭 소자(710)를 오프하여 배터리 셀들(610-1)로부터 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다. 동시에, 모바일 엑스선 장치(400)의 제어부(420)는 다른 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4) 각각의 스위칭 소자를 오프하여 배터리 셀들(620-2, 620-3, 620-4)로부터 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.
도 8은 다른 일실시예에 따라, 전원부가 셧다운 됨에 따라, 모니터링 회로에서 전원이 차단되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 한편, 도 8에 도시된 회로도는 모니터링 회로에서 전원이 차단되는 과정을 설명하기 위해 간략하게 도시되었으며, 모바일 엑스선 장치가 동작하기 위해 도시된 소자 이외에 다른 소자가 포함될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 직렬로 배열된 복수의 배터리 셀들에 대한 셀 스트링의 전체 전압이 모니터링 회로에서 허용 가능한 입력 전압의 소정 범위를 만족하지 않으면, 모바일 엑스선 장치는 도 8에 도시된 회로도에 따라, 모니터링 회로로 공급되는 전원을 제어할 수 있다.
도 8에 도시된 회로도가 도 6에 도시된 회로도와 다른 점은, 서브 모니터링 회로의 (+) 전원 입력단 및 (-) 전원 입력단이 서브 모니터링 회로에 할당된 배터리 셀들에 직접적으로 연결되지 않고, 메인 컨버터로부터 전원을 공급받는 컨버터에 연결된다는 점이다.
구체적으로, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)의 (+) 전원 입력단(613) 및 (-) 전원 입력단(615)은 제1 컨버터(810-1)와 연결될 수 있다. 여기서, 제1 컨버터(810-1)는 메인 컨버터로부터 공급된 전원을 제1 서브 모니터링 회로(620-1)의 모니터링 전원을 위한 전원으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 메인 컨버터(415)는 배터리 팩으로부터 360V의 전원을 공급받을 수 있다. 제1 컨버터(810-1)는 메인 컨버터(415)로부터 다운시킨 24V의 전압을 공급받을 수 있고, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)의 전원 입력단(613, 615)을 통해 모니터링에 필요한 전압을 공급할 수 있다.
마찬가지로, 다른 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4) 각각의 (+) 전원 입력단 및 (-) 전원 입력단은 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4) 각각에 할당된 컨버터(810-2, 810-3, 810-4)와 연결될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 서브 모니터링 회로들(620-1, 620-2, 620-3, 620-4) 각각은 서브 모니터링 회로들(620-1, 620-2, 620-3, 620-4) 각각에 공급되는 모니터링 전원이, 모바일 엑스선 장치(400)를 구동시키기 위해 제어부(200)로 공급되는 동작 전원과 분리되도록, 설계될 수 있다. 즉, 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4) 각각에 할당된 컨버터(810-2, 810-3, 810-4)는 메인 컨버터(415)와 분리되어 설계될 수 있다.
전원부(410)가 셧다운 되면, 메인 컨버터(415)로 공급되는 전원 및 제어부(420)로 공급되는 전원이 차단된다. 모바일 엑스선 장치(400)의 제어부(420)는 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 모니터링 회로를 제어할 수 있다.
구체적으로, 모바일 엑스선 장치(400)의 제어부(420)는 제1 서브 모니터링 회로(620-1)의 제1 컨버터(810-1)의 전원을 오프하여, 제1 서브 모니터링 회로(620-1)로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다. 동시에, 모바일 엑스선 장치(400)의 제어부(420)는 다른 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4) 각각의 컨버터(810-2, 810-3, 810-4)를 오프하여, 서브 모니터링 회로(620-2, 620-3, 620-4)로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.
도 9는 일실시예에 따라, 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9에 도시된 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법에 포함되는 각 단계에서 수행되는 동작들은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 본 개시의 실시예에 따른 모바일 엑스선 장치(300, 400)에서의 동작 구성과 동일하다. 따라서, 도 9에 도시된 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법을 설명하는 데 있어서, 도 1 내지 도 8에서와 중복되는 설명은 생략한다.
도 9에 도시된 전원 제어 방법은 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩, 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로 및 배터리 관리부를 포함하며 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치의 전원 제어 방법이다.
구체적으로, 단계 S910에서, 모바일 엑스선 장치는 배터리 팩으로부터 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 동작 전원이 공급되도록 제어하는 배터리 관리부를 모니터링 할 수 있다.
단계 S920에서, 모바일 엑스선 장치는 전원부가 셧다운 되었는지를 판단할 수 있다. 구체적으로, 모바일 엑스선 장치는 동작 전원이 전원 차단 스위치에 의해 차단되었는지를 판단할 수 있다. 또한, 모바일 엑스선 장치는 메인 컨버터로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단할 수 있다. 여기서, 메인 컨버터는 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 동작 전원을 위한 전원으로 변환하는 장치이다. 또한, 모바일 엑스선 장치는 제어부로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단할 수 있다.
한편, 전원부가 셧다운 되면, 모바일 엑스선 장치는 단계 S930에 따른 동작을 수행할 수 있다. 반면에, 전원부가 셧다운 되지 않은 것으로 판단되면, 모바일 엑스선 장치는 도 10에 도시된 흐름도에 따른 동작을 수행할 수 있다.
단계 S930에서, 모바일 엑스선 장치는, 복수의 배터리 셀들로부터 모니터링 회로로 공급되는 모니터링 전원을 차단할 수 있다.
여기서, 모니터링 회로는, 복수의 배터리 셀들이 복수의 그룹으로 구분되어 각 그룹에 포함된 배터리 셀들의 전압을 모니터링 할 수 있다. 또한, 모니터링 회로는, 각 그룹에 포함된 배터리 셀들로부터 모니터링 전원을 공급받는 서브 모니터링 회로들을 포함할 수 있다.
서브 모니터링 회로들 각각은, 모니터링 되는 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어하는 소자를 포함할 수 있다.
예를 들면, 소자는 스위칭 소자일 수 있다. 모바일 엑스선 장치는 서브 모니터링 회로 각각의 소자를 오프하여, 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.
다른 예를 들면, 소자는 메인 컨버터로부터 공급된 전원을 소자에 대응되는 서브 모니터링 회로의 모니터링 전원을 위한 전원으로 변환하는 컨버너 일 수 있다. 여기서, 메인 컨버터는 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 모바일 엑스선 장치의 동작 전원을 위한 전원으로 변환하는 장치이다. 모바일 엑스선 장치는 서브 모니터링 회로 각각의 컨버터의 전원을 오프하여 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 모니터링 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.
도 10은 일실시예에 따라, 모바일 엑스선 장치에서의 전원 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1010에서, 모바일 엑스선 장치는 복수의 배터리 셀들 중 소정의 배터리 셀의 전압을 모니터링할 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 엑스선 장치는 소정의 배터리 셀의 전압이 소정 전압 이하로 방전되었는지를 모니터링 할 수 있다.
단계 S1020에서, 복수의 배터리 셀들 중 소정 전압 이하로 방전된 셀이 있으면, 모바일 엑스선 장치는 모바일 엑스선 장치의 동작을 정지하도록 제어할 수 있다.
단계 S1030에서, 복수의 배터링 셀들 중 소정 전압 이하로 방전된 셀이 없으면, 모바일 엑스선 장치는 복수의 배터리 셀들의 전압이 소정 전압 이하로 방전되었는지를 계속하여 모니터링 하고, 모바일 엑스선 장치가 소정 명령에 따라 구동되도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 화상 형성 장치(100)는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치에 있어서, 상기 전원부는,
    복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩;
    상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원이 공급되도록 제어하는 배터리 관리부; 및
    상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링하고, 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원의 공급 여부에 기초하여, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전원을 제어하는 모니터링 회로를 포함하는, 모바일 엑스선 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동작 전원에 기초하여, 상기 모바일 엑스선 장치에서 구동되는 동작을 제어하고, 상기 전원부가 셧다운(shutdown)되면, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 상기 모니터링 회로로 공급되는 상기 모니터링 전원이 차단되도록 상기 모니터링 회로를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 모바일 엑스선 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모니터링 회로는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 복수의 배터리 셀들로부터 공급되는 모니터링 전류를 차단하는, 모바일 엑스선 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모니터링 회로는, 상기 복수의 배터리 셀들이 복수의 그룹으로 구분되어 각 그룹에 포함된 배터리 셀들의 전압을 모니터링하고, 상기 각 그룹에 포함된 상기 배터리 셀들로부터 상기 모니터링 전원을 공급받는 서브 모니터링 회로들을 포함하고,
    상기 서브 모니터링 회로들 각각은, 상기 모니터링 되는 배터리 셀들로부터 공급되는 상기 모니터링 전원을 제어하는 소자를 포함하는, 모바일 엑스선 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소자는, 스위칭 소자인 것을 특징으로 하고,
    상기 전원부가 셧다운 되면,
    상기 제어부는, 상기 서브 모니터링 회로들 각각의 상기 스위칭 소자를 오프하여, 상기 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 상기 모니터링 전원이 차단되도록 제어하는, 모바일 엑스선 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전원부는, 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 상기 모바일 엑스선 장치의 상기 동작 전원을 위한 전원으로 변환하는 메인 컨버터를 더 포함하고,
    상기 소자는, 상기 메인 컨버터로부터 공급된 전원을 상기 소자에 대응되는 서브 모니터링 회로의 모니터링 전원을 위한 전원으로 변환하는 컨버터인 것을 특징으로 하고,
    상기 전원부가 셧다운되면,
    상기 제어부는, 상기 서브 모니터링 회로들 각각의 컨버터의 전원을 오프하여, 상기 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 상기 모니터링 전원이 차단되도록 제어하는, 모바일 엑스선 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 서브 모니터링 회로들 각각은,
    상기 서브 모니터링 회로들 각각에 공급되는 상기 모니터링 전원이, 상기 모바일 엑스선 장치를 구동시키기 위해 공급되는 상기 동작 전원과 분리되도록, 설계된 것을 특징으로 하는, 모바일 엑스선 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀들은, 직렬로 배열되어 셀 스트링으로 형성된 것을 특징으로 하는, 모바일 엑스선 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 전원부는,
    상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치로 공급되는 동작 전원을 차단하는 전원 차단 스위치를 포함하는, 모바일 엑스선 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전원 차단 스위치에 의해 상기 동작 전원이 차단되면, 상기 제어부는,
    상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 상기 모바일 엑스선 장치의 상기 동작 전원을 위한 전원으로 변환하는 메인 컨버터로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단하고, 상기 모바일 엑스선 장치의 제어부로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단하고, 상기 판단 결과들에 기초하여 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 공급되는 동작 전원이 차단되었는지를 판단하는, 모바일 엑스선 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    엑스선 조사부; 및
    통신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 엑스선 조사부 및 상기 통신부의 동작을 제어하는, 모바일 엑스선 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 모니터링 회로는,
    상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링하고, 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 복수의 배터리 셀들의 전압 모니터링의 결과에 대한 데이터를 상기 제어부로 전송하는, 모바일 엑스선 장치.
  13. 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩, 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로 및 배터리 관리부를 포함하며 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치의 전원 제어 방법에 있어서,
    a) 상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원이 공급되도록 제어하는 상기 전원부를 모니터링 하는 단계;
    b) 상기 전원부가 셧다운 되었는지를 판단하는 단계; 및
    c) 상기 전원부가 셧다운 되면, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 상기 모니터링 회로로 공급되는 모니터링 전원을 차단하는 단계를 포함하는 전원 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    d) 상기 전원부가 셧다운 되지 않은 것으로 판단되면, 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 단계를 더 포함하는, 전원 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 모니터링 회로는, 상기 복수의 배터리 셀들이 복수의 그룹으로 구분되어 각 그룹에 포함된 배터리 셀들의 전압을 모니터링하고, 상기 각 그룹에 포함된 상기 배터리 셀들로부터 상기 모니터링 전원을 공급받는 서브 모니터링 회로들을 포함하고,
    상기 서브 모니터링 회로들 각각은, 상기 모니터링 되는 배터리 셀들로부터 공급되는 상기 모니터링 전원을 제어하는 소자를 포함하는, 전원 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 소자는, 스위칭 소자인 것을 특징으로 하고,
    상기 c) 단계는,
    c1) 상기 서브 모니터링 회로 각각의 소자를 오프하여 상기 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 상기 모니터링 전원이 차단되도록 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는, 전원 제어 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전원부는, 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 상기 모바일 엑스선 장치의 상기 동작 전원을 위한 전원으로 변환하는 메인 컨버터를 포함하고,
    상기 소자는, 상기 메인 컨버터로부터 공급된 전원을 상기 소자에 대응되는 서브 모니터링 회로의 모니터링 전원을 위한 전원으로 변환하는 컨버터인 것을 특징으로 하고,
    상기 c) 단계는,
    c2) 상기 서브 모니터링 회로 각각의 컨버터의 전원을 오프하여, 상기 서브 모니터링 회로들 각각으로 공급되는 상기 모니터링 전원이 차단되도록 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는, 전원 제어 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 b) 단계는,
    b1) 상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 공급되는 상기 동작 전원이 전원 차단 스위치에 의해 차단되었는지를 판단하는 단계
    b2) 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전원을 상기 동작 전원을 위한 전원으로 변환하는 메인 컨버터로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단하는 단계; 및
    b3) 상기 모바일 엑스선 장치의 제어부로 공급되는 전원이 차단되었는지를 판단하는 단계를 포함하는, 전원 제어 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    e) 상기 복수의 배터리 셀들 중 소정의 배터리 셀의 전압이 소정 전압 이하로 방전되었다면, 상기 모바일 엑스선 장치의 동작을 정지하도록 제어하는 단계; 및
    f) 상기 복수의 배터리 셀들 중 소정 전압 이하로 방전된 소정의 배터리 셀이 없다면, 상기 복수의 배터리 셀들의 전압이 소정 전압 이하로 방전되었는지를 모니터링 하고, 상기 모바일 엑스선 장치가 구동되도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 전원 제어 방법.
  20. 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩, 상기 복수의 배터리 셀들의 전압을 모니터링 하는 모니터링 회로 및 배터리 관리부를 포함하며 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 모바일 엑스선 장치의 전원 제어 방법을 컴퓨터에 의해서 실행 가능한 명령어들을 포함하는 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서, 상기 전원 제어 방법은,
    a) 상기 배터리 팩으로부터 상기 모바일 엑스선 장치의 적어도 하나의 컴포넌트로 상기 동작 전원이 공급되도록 제어하는 상기 전원부를 모니터링 하는 단계;
    b) 상기 전원부가 셧다운 되었는지를 판단하는 단계; 및
    c) 상기 전원부가 셧다운 되면, 상기 복수의 배터리 셀들로부터 상기 모니터링 회로로 공급되는 모니터링 전원을 차단하는 단계를 포함하는, 기록 매체.
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