KR20230136402A - 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템 - Google Patents

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KR20230136402A
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김동환
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Abstract

본 발명에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템은, 애노드 전극, 게이트 전극 및 캐소드 전극을 포함하고 전계방출에 의한 X-ray를 발생하는 CNT X-ray 튜브;애노드 전극, 게이트 전극 및 캐소드 전극을 포함하고 X-ray를 발생하지 않으며, 상기 CNT X-ray 튜브 와 병렬로 연결된 더미 부하;상기 CNT X-ray 튜브에 인가되는 전압을 제어하는 고전압부;및 상기 CNT X-ray 튜브, 더미부하 및 고전압부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 특히 CNT와 동일한 구조의 부하 더미를 포함하여 CNT의 on/off 시 고전압부의 전압변동을 최소화하고 소형화된 포터블 엑스레이 발생 장치를 제공할 수 있다.

Description

부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템{CNT X-ray tube control system with load dummy}
본 발명은 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템에 관한 것으로, 특히 CNT와 동일한 구조의 부하 더미를 포함하여 CNT의 on/off 시 고전압부의 전압변동을 최소화하고 소형화된 포터블 엑스레이 발생 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.
최근 들어 엑스선 촬영은 반도체 및 정보처리기술의 발전에 힘입어 디지털 센서를 이용한 DR(Digital Radiograhpy)로 빠르게 대체되는 가운데 엑스선 촬영 기술 또한 목적에 따라 다양하게 발전하고 있다.
일례로, 치과 분야에서 주로 시행되는 구강내(Intra-Oral) 엑스선 촬영을 들 수 있다. 구강내 엑스선 촬영은 피검자의 구강내 한정된 영역의 엑스선 영상을 얻기 위한 엑스선 촬영기술로서, 피검자의 구강 내부에 엑스선 센서를 배치하고 구강 외부의 엑스선 발생 장치로부터 엑스선을 조사하여 이들 사이의 치아 및 치아주변조직에 대한 엑스선 영상을 획득한다. 이 같은 구강내 엑스선 촬영 영상은 왜곡이 적고 해상도와 선예도가 우수하며 방사선 노출이 상대적으로 적다는 장점을 지니고 있어 고해상도가 요구되는 임플란트 시술이나 근관치료 등에 주로 활용되고 있다.
한편, 구강내 엑스선 촬영을 위한 엑스선 촬영 장치는 통상적으로 포터블 엑스선 발생 장치라 불리며, 사용자가 손에 들고 엑스선 촬영을 하는 경우가 대부분인 바, 구강내 엑스선 촬영의 편의성과 정확성을 높여 그 활용도를 향상시키기 위해서는 엑스선 발생 장치의 경량화 및 소형화가 요구된다.
치과용 포터블 엑스선 발생 장치는 촬영자가 직접 손에 들고 촬영하기 때문에 촬영시 누설되는 방사선에 의한 촬영자 손의 피폭, 피사체로부터 발생되는 산란 방사선에 의한 촬영자 신체의 피폭이 문제가 될 수 있어 안전한 사용을 위한 가이드라인이 요구되고 있다.
몇몇 연구결과에서 치과용 포터블 엑스선 발생 장치에 의한 촬영자의 노출선량은 방사선 관련 종사자의 연간 최대 허용 선량 이하라고 보고되었지만, 방사선 노출은 경제적, 사회적 인자를 고려해 합리적으로 달성할 수 있는 한 낮게 유지해야 한다(ALARA: As Low As Reasonably Achievable)는 방어최적화 원칙에 따라서 촬영자는 적절한 방사선 방어 장비를 사용하여 방사선 피폭을 저감 하여야 한다.
최근에는 엑스선 발생 장치의 소형화 등을 위해, 탄소나노튜브(CNT) 등 나노 구조물을 이용한 전계방출 엑스선 소스에 대한 연구가 이루어지고 있다. 탄소나노튜브를 이용한 엑스선 소스는 전계방출(electric field emission) 방식으로서, 종래의 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 엑스선 소스 장치와는 그 전자 방출 메커니즘이 다르다. 탄소나노튜브 기반의 엑스선 소스는 상대적으로 낮은 전력으로 전자 방출이 가능하고, 방출되는 전자가 탄소나노튜브의 길이방향을 따라 방출되기 때문에 애노드 전극 측의 엑스선 타켓면을 향한 전자의 방향지향성이 우수하여 엑스선 방출 효율이 매우 높다. 또한, 펄스 형태의 엑스선을 방출시키는 것이 용이하고 엑스선 동영상의 촬영이 가능하여 치과 진단용, 특히 구강내 엑스선 촬영용으로 활용 가능성이 매우 높다.
이제까지 알려진 전계방출 엑스선 소스(Field Emission X-ray Source)는 진공 용기 내에, 캐소드(cathode) 전극 상에 설치된 전자 방출원(emitter)과 그에 인접하게 설치된 게이트(gate) 전극을 구비하고, 게이트 전극과 전자 방출원 사이에 형성된 전계에 의해 전자가 방출되도록 구성된다. 게이트 전극은 메쉬(mesh) 형태나 전자 방출원의 배열에 따라 다수의 홀이 배열된 금속판 형태를 갖는다. 전자 방출원(emitter)으로부터 방출된 전자 빔(electron beam)이 이러한 메쉬 구조 또는 다수의 홀을 통과하여 진행하면, 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 사이에 형성된 전계에 의해 전자를 가속하여 애노드 측에 설치된 엑스선 타겟(target)면에 타격시켜 엑스선이 방출되도록 한다. 또한, 캐소드와 애노드 사이의 전자 빔 진행 경로 주위에 배치된 집속 전극을 구비하여, 전자 빔을 집속하는 전기장을 형성하기도 한다.
전계방출 엑스선 소스는 엑스선 발생 장치의 소형화 및 경량화에 유리한 측면이 있으나, 반대로 작은 크기의 장치에서 애노드와 캐소드 사이에 약 수십 kV에 달하는 높은 전위차가 형성되므로 절연 파괴의 위험에 노출되기 쉽다. 절연 안정성을 높이기 위해서는 절연 거리를 늘리거나 절연 구조물을 추가할 수 있으나, 이는 소형화와 경량화에 역행하는 결과를 초래할 수 있다는 데에 문제점이 있다.
국내등록특허 제10-1916711호
본 발명은 CNT와 동일한 구조의 부하 더미를 포함하여 CNT의 on/off 시 고전압부의 전압변동을 최소화하고 소형화된 포터블 엑스레이 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템은, 애노드 전극, 게이트 전극 및 캐소드 전극을 포함하고 전계방출에 의한 X-ray를 발생하는 CNT X-ray 튜브;애노드 전극, 게이트 전극 및 캐소드 전극을 포함하고 X-ray를 발생하지 않으며, 상기 CNT X-ray 튜브 와 병렬로 연결된 더미 부하;상기 CNT X-ray 튜브에 인가되는 전압을 제어하는 고전압부;및 상기 CNT X-ray 튜브, 더미부하 및 고전압부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 상기 CNT X-ray 튜브와 상기 더미 부하는 on/off가 서로 상보적으로 동작하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 CNT X-ray 튜브의 캐소드 전극과 연결되어 상기 CNT X-ray 튜브 캐소드 전극에 인가되는 전류를 제어하는 제1 전류제어부;및 상기 더미 부하의 캐소드 전극과 연결되어 상기 더미 부하 캐소드 전극에 인가되는 전류를 제어하는 제2 전류제어부;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제1 전류제어부 및 제2 전류제어부는, 액티브-전류 제어(Active-current control) 방법으로 전류를 제어하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 CNT X-ray 튜브는 하나 이상이 구비되고, 상기 하나 이상의 CNT X-ray 튜브 및 더미 부하는 병렬로 연결되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제어부는, 하나 이상의 CNT X-ray 튜브 및 더미 부하의 스위칭 동작 주파수를 생성하고, 스위칭 PWM 비율을 생성하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제어부는, 상기 CNT X-ray 튜브가 하나 이상인 경우, 상기 CNT X-ray 튜브들의 스위칭 타임을 분배하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, CNT와 동일한 구조의 부하 더미를 포함하여 CNT의 on/off 시 고전압부의 전압변동을 최소화하고 소형화된 포터블 엑스레이 발생 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템을 포함하는 포터블 엑스레이 장치의 사용예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 동작 타임테이블을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 동작 타임테이블을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템을 포함하는 포터블 엑스레이 장치의 사용예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 동작 타임테이블을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템의 동작 타임테이블을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템은 CNT X-ray 튜브(100), 부하 더미(200), 고전압부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
상기 CNT X-ray 튜브(100)는 애노드 전극(110), 게이트 전극(120) 및 캐소드 전극(130)을 포함하고, 전계방출에 의한 X-ray 선(엑스선)을 발생한다. 보다 구체적으로, 상기 캐소드 전극(130)은 전자 방출원을 갖고, 상기 애노드 전극(110)은 엑스선(X-ray 선) 타겟면을 갖는다. 상기 게이트 전극(120)은 전자빔이 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 얇은 금속판 또는 금속 메쉬(mesh)의 형태를 갖는 평면부와, 상기 평면부와 연결된 그 둘레가 길이 방향으로 확장되어 집속 전계를 형성하는 집속부를 포함할 수 있다. 다만, 이런 구성에 한정되지 않는다.
상기 CNT X-ray 튜브(100) 구동을 위해서는 일반적으로 애노드 전극(110)에 약 70kV, 게이트 전극(120)에 약 3kV, 캐소드 전극(130)에 OV의 구동전압이 인가되고, 상기 각 전극에 상기 각 전압이 인가될 때 전자빔이 충분히 가속되어 애도드 전극(110)의 엑스선 타겟면에 충돌하면서 엑스선이 방출된다.
상기 더미 부하(200)는 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 캐소드 전극(230)을 포함하고, X-ray를 발생하지 않으며, 상기 CNT X-ray 튜브(100)와 병렬로 연결된다. CNT X-ray 튜브(100)를 구동하여 X-ray 발생시, CNT X-ray 튜브(100)에 고전압이 인가되므로 인가되는 고전압을 안정화할 필요가 있다.
상기 인가되는 고전압의 전압변동으로 엑스레이 영상의 오차 및 영상 아티팩트(image artifacts)가 일어날 수 있다. 또한, 고전압의 안정성을 확보하기 위해 고비용의 전원 모듈과 안정적인 정전압출력을 가진 고전압파워 구현이 필수적이나 포터블 엑스레이 장치(10)와 같이 소형화를 위한 장치에서는 불가능한 디자인이다. 이를 해결하기 위해, 저항기 역할을 하면서 CNT X-ray 튜브(100) 구동시 인가되는 고전압의 전압변동을 최소화하고 소형화 할 수 있는 부하 더미(200)를 병렬연결시키는 구조를 고안한 것이다.
상기 고전압부(300)는 상기 상기 CNT X-ray 튜브(100)에 인가되는 전압을 제어한다.
상기 고전압부(300)는 제1 고전압부(310), 제2 고전압부(320) 및 제3 고전압부(330)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 고전압부(310)는 상기 CNT X-ray 튜브 애노드 전극(110)에 인가되는 전압을 제어한다.
상기 제2 고전압부(320)는 상기 CNT X-ray 튜브 게이트 전극(120)에 인가되는 전압을 제어한다.
상기 제3 고전압부(330)는 상기 제1 전류제어부(140) 및 제2 전류제어부(240)에 인가되는 전압을 제어한다.
상기 제어부(400)는 CNT X-ray 튜브(100), 더미 부하(200) 및 고전압부(300)를 제어한다. 보다 구체적으로, X-ray 발생을 위해 CNT X-ray 튜브(100) 및 더미 부하(200)의 on/off를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(400)는 상기 CNT X-ray 튜브(100)를 구동하기 위한 CNT X-ray 튜브 애노드 전극(110)에 인가되는 전압, CNT X-ray 튜브 게이트 전극(120)에 인가되는 전압, CNT X-ray 튜브의 캐소드 전극(130)에 인가되는 전압의 구동신호를 인가하기 위해 구동신호를 생성하거나, 상기 CNT X-ray 튜브 애노드 전극(110)에 인가되는 전압, CNT X-ray 튜브 게이트 전극(120)에 인가되는 전압, CNT X-ray 튜브의 캐소드 전극(130)에 인가되는 전압의 구동신호를 생성하기 위한 설정값을 제공하거나, 전압 변환을 위한 스위칭 신호를 제공하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
상기 제어부(400)는 CNT X-ray 튜브(100) 및 더미 부하(200)의 on/off를 제어하기 위해 상기에서 설명한 기능들을 수행하기 위한 부가적인 다른 구성을 포함할 수 있다.
일 실시 예로, 상기 CNT X-ray 튜브(100)와 상기 더미 부하(200)는 on/off가 서로 상보적으로 동작될 수 있다. 도 3을 참조하면, sensor(20)와 CNT X-ray 튜브(100)가 on되면, 부하 더미(200)는 off 동작하고, sensor(20)와 CNT X-ray 튜브(100)가 off되면, 부하 더미(200)가 on 동작하여 CNT X-ray 튜브(100)와 상기 더미 부하(200)가 서로 상보적으로 on/off될 수 있다. 상기 제어부(400)는 상기 CNT X-ray 튜브(100)와 상기 더미 부하(200)의 on/off 동작이 서로 상보적이 되도록 구동신호를 발생할 수 있다.
더미 부하(200)가 없는 경우, CNT X-ray 튜브(100)에 70kV(애노드 전압)의 전압이 인가되고, 그 때 흐르는 전류값이 1mA인 경우 상기 CNT X-ray 튜브(100)에 대한 부하저항은 70MΩ이 된다. 이 때, 전압은 유지하고 상기 부하저항만 off 상태로 만들게 되면 부하저항은 즉시 수백MΩ의 등가 부하가 되며 전류를 흐르지 않는 상태가 될 때까지 천천히 0으로 수렴하게 된다. 이러한 문제점으로 인해, CNT X-ray 튜브(100)와 동일한 구조의 더미 부하(200)를 CNT X-ray 튜브(100)와 병렬로 연결함으로써 부하 저항의 급격한 변동을 최소화하고 동일한 값을 유지하기 위해 CNT X-ray 튜브(100)와 상기 더미 부하(200)의 on/off 동작이 서로 상보적이 되도록 교차 사용하여 균일한 부하를 유지할 수 있도록 하게된다.
상기 CNT X-ray 튜브(100)는 상기 CNT X-ray 튜브(100) 캐소드 전극(130)과 연결되어 상기 CNT X-ray 튜브(100) 캐소드 전극(130)에 인가되는 전류를 제어하는 제1 전류제어부(140) 및 상기 더미 부하(200)의 캐소드 전극(230)과 연결되어 상기 더미 부하 캐소드 전극(230)에 인가되는 전류를 제어하는 제2 전류제어부(240)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전류제어부(140) 및 제2 전류제어부(240)는 제어부(400)를 통해 제어될 수 있다.
상기 제1 전류제어부(140) 및 제2 전류제어부(240)는 액티브-전류 제어(Active-current control:ACC) 회로를 적용할 수 있다. 액티브-전류 제어(Active-current control:ACC) 회로는 캐소드 노드에 컨트롤 트랜지스터를 직렬로 연결하여 컨트롤 트랜지스터가 CNT 전류를 직접 제어하는 방식으로 컨트롤 트랜지스터 또는 회로의 출력 특성에서 포화 영역을 넓게 확보하여 안정성, 신뢰도를 크게 향상시킬수 있게 된다.
일 실시 예로, 상기 CNT X-ray 튜브(100)는 하나 이상이 구비될 수 있다. 도 4와 같이 하나 이상의 CNT X-ray 튜브(100)는 CNT X-ray 튜브-1(100-1) ~ CNT X-ray 튜브-N(100-N)으로 구성되고 하나 이상의 CNT X-ray 튜브(100-1 ~ 100-N)와 더미 부하(200)는 병렬연결될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 제어부(400)는 CNT X-ray 튜브(100) 및 더미 부하(200)의 스위칭 동작 주파수를 생성하고, 스위칭 PWM 비율을 생성할 수 있다.
일 실시 예로, 상기 제어부(400)는 하나 이상의 CNT X-ray 튜브(100-1 ~ 100-N)와 더미 부하(200)의 스위칭 타임을 분배할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제어부(400)는 CNT X-ray 튜브-1(100-1), CNT X-ray 튜브-2(100-2), CNT X-ray 튜브-3(100-3) 및 더미 부하(200)의 스위칭 동작 주파수를 생성하고, 스위칭 PWM 비율을 생성할 수 있다. 이어서, CNT X-ray 튜브-1(100-1), CNT X-ray 튜브-2(100-2), CNT X-ray 튜브-3(100-3)의 스위칭 타임을 분배할 수 있다. 스위칭 타임을 분배를 통해 CNT X-ray 튜브-1(100-1), CNT X-ray 튜브-2(100-2), CNT X-ray 튜브-3(100-3)은 순차적으로 on 될 수 있다. 즉, PWM 신호에 따라 첫번째 clock 에서는 CNT X-ray 튜브-1(100-1)이 on되고, 두번째 clock 에서는 CNT X-ray 튜브-2(100-2)이 on되고, 세번째 clock 에서는 CNT X-ray 튜브-3(100-3)이 on이 되는 방식으로 순차적으로 한번씩 on이 되도록 동작하게 스위칭 타임을 분배할 수 있다.
2차원 평면이 아닌 3차원 3D 영상으로 가공하기 위해서 보통 X-ray 소스를 물리적으로 회전 또는 이동시켜 여라장의 영상을 획득하여 가공하는데, CNT X-ray 튜브(100)를 미리 영상을 획득하고 싶은 위치에 다수개를 배치하면 물리적인 이동없이 고속으로 다수의 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.
본 발명과 같이 더미 부하(200)를 활용함으로써 CNT X-ray 튜브의 on/off 시 전압변동을 최소화하고 소형화된 고전압 모듈을 구현할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 포터블 엑스레이 장치 20 sensor
100 CNT X-ray 튜브 110,210 애노드 전극
120, 220 게이트 전극 130,230 캐소드 전극
140 제1 전류제어부 200 더미 부하
240 제2 전류제어부 300 고전압부
310 제1 고전압부 310 제2 고전압부
330 제3 고전압부 400 제어부

Claims (7)

  1. 애노드 전극, 게이트 전극 및 캐소드 전극을 포함하고 전계방출에 의한 X-ray를 발생하는 CNT X-ray 튜브;
    애노드 전극, 게이트 전극 및 캐소드 전극을 포함하고 X-ray를 발생하지 않으며, 상기 CNT X-ray 튜브 와 병렬로 연결된 더미 부하;
    상기 CNT X-ray 튜브에 인가되는 전압을 제어하는 고전압부;및
    상기 CNT X-ray 튜브, 더미 부하 및 고전압부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상기 CNT X-ray 튜브와 상기 더미 부하는 on/off가 서로 상보적으로 동작하는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 CNT X-ray 튜브의 캐소드 전극과 연결되어 상기 CNT X-ray 튜브 캐소드 전극에 인가되는 전류를 제어하는 제1 전류제어부;및
    상기 더미 부하의 캐소드 전극과 연결되어 상기 더미 부하 캐소드 전극에 인가되는 전류를 제어하는 제2 전류제어부;를 포함하는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전류제어부 및 제2 전류제어부는,
    액티브-전류 제어(Active-current control) 방법으로 전류를 제어하는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 CNT X-ray 튜브는 하나 이상이 구비되고, 상기 하나 이상의 CNT X-ray 튜브 및 더미 부하는 병렬로 연결되는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하나 이상의 CNT X-ray 튜브 및 더미 부하의 스위칭 동작 주파수를 생성하고, 스위칭 PWM 비율을 생성하는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 CNT X-ray 튜브가 하나 이상인 경우, 상기 CNT X-ray 튜브들의 스위칭 타임을 분배하는,
    부하 더미가 포함된 CNT X-ray 튜브 제어시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101916711B1 (ko) 2017-07-21 2019-01-24 주식회사 바텍 전계 방출 엑스선 소스를 이용한 엑스선 발생 장치

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