KR930011476B1

KR930011476B1 - Overcurrent Breaker of CO2 Laser

Info

Publication number: KR930011476B1
Application number: KR1019910023113A
Authority: KR
Inventors: 이재갑; 김진수; 최흥근
Original assignee: 금성전선 주식회사; 박원근
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1993-12-08
Also published as: KR930015241A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Overcurrent Breaker of CO2 Laser

제1도는 본 발명 장치의 블록 구성도.1 is a block diagram of an apparatus of the present invention.

제2도는 본 발명 장치의 실시예 회로도.2 is an embodiment circuit diagram of the apparatus of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 전류감지부 2, 4 : 제1및 제2비교부1: Current sensing unit 2, 4: First and second comparison unit

3 : 시간지연부 5 : 스위칭부3: time delay part 5: switching part

6 : 차단부 7 : 기준전압 설정부6: breaking part 7: reference voltage setting part

R₁~R₁₉: 저항 VR₁: 가변소자R ₁ to R ₁₉ : resistance VR ₁ : variable element

C₁: 콘덴서 Q₁: 트랜지스터C ₁ : Capacitor Q ₁ : Transistor

CP₁~CP₉: 비교기CP ₁ to CP ₉ : comparators

본 발명은 이산화탄소를 이용한 레이저 발진 시스템에 있어 과전류에 의해 예상되는 피해를 조기에 방지하고 기기를 보호할 수 있도록 한 이산화탄소 레이저의 과전류 차단장치에 관한 것이다. 이산화탄소를 이용한 레이저 발진 시스템에 있어 과전류 발생에 의한 문제점을 해소하기 위한 방안으로 종래에는 전류 검출부위마다 입력되는 전압의 차를 증폭하여 출력시키는 차동증폭기(Diferentical Amp)를 상응하게 연결하여 사용했었다.The present invention relates to an overcurrent cut-off device for a carbon dioxide laser, which can prevent the damage expected by the overcurrent early in the laser oscillation system using carbon dioxide and protect the device. In order to solve the problem caused by the overcurrent in the laser oscillation system using carbon dioxide, conventionally used a differential amplifier (Diferentical Amp) for amplifying and outputting the difference of the input voltage for each current detection site.

그러나, 이와같은 차동증폭기를 전류 검출부위마다 대응하게 연결하여 사용할 경우 고열특성을 갖는 레이저에서는 온도 변화에 의한 드리프트가 크게 발생하게 되므로서 차동증폭기에 대한 온도보상 개념으로 드리프트를 상쇄하는 보상회로를 필수적으로 구비해야 되므로 그에 따른 전체회로가 매우 복잡하게 구성되고, 또한 안정화 전원공급을 충분하게 고려해야 하는 등의 많은 문제점을 가지고 있었다.However, if the differential amplifier is connected to each current detection part correspondingly, the drift caused by the temperature change is large in the laser having high thermal characteristics. Therefore, a compensation circuit that compensates the drift by the temperature compensation concept for the differential amplifier is essential. Since it must be provided as a whole circuit is very complicated configuration, and also had a lot of problems, such as sufficient consideration of the stabilized power supply.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 복수의 전류검출 신호를 한조로서 수용할 수 있는 비교 집적회로를 사용하여 회로구성을 간략화시키고, 이 비교기의 출력값에 따라 동작되는 시간지연부를 두어 순간 과전류에 의한 펄스 제어가 가능하게 하므로서 과전류에 의해 예상되는 제반적인 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 한 이산화탄소 레이저의 과전류 차단장치를 제공하는데 있는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to simplify the circuit configuration by using a comparative integrated circuit capable of accommodating a plurality of current detection signals as a set in view of the above-described problems of the prior art, and a time delay unit operated according to the output value of the comparator. In addition, the present invention provides an overcurrent cut-off device of a carbon dioxide laser that enables the pulse control by the instantaneous overcurrent, thereby preventing any general problems expected by the overcurrent.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도에 나타낸 바와같이 본 발명 장치는 기능별 측정 위치의 다수 전류를 검출하기 위한 전류감지부(1)와, 상기 전류감지부(1)의 출력과 기준전압 설정부(7)의 출력값을 비교하는 제1비교부(2)와, 상기 비교부(2)에 공급하는 기준전압을 설정하고 설정기준전압의 조정수단을 갖는 기준전압 설정부(7)와, 상기 비교부(2)의 출력값 레벨의 잔류편차를 보상하고 충ㆍ방전의 라이징 시간(Rising Time)동안 스위칭부의 동작을 시정수 값만큼 지연시키는 시간지연부(3)와, 상기 시간지연부(3)의 전위와 기준전압(영전위)을 비교하기 위한 제2비교부(4)와, 상기 시간지연부(3)의 펄스제어 시간이 경과한 후 제1 및 제2비교부(2)(4)의 출력 레벨값에 따라 차단부(6)를 제어하는 스위칭부(5)와, 상기 스위칭부(5)의 스위칭 제어신호에 따라 레이저 시스템의 전원공급 또는 전원을 차단시키는 수단을 갖는 차단부(6)로 구성되어져 있다.As shown in FIG. 1, the apparatus of the present invention compares the output of the current sensing unit 1, the output of the current sensing unit 1 with the output voltage of the reference voltage setting unit 7, for detecting a large number of currents in the functional measuring position. A reference voltage setting section 7 having a first comparison section 2 to set the reference voltage supplied to the comparison section 2 and having a means for adjusting a set reference voltage, and an output value level of the comparison section 2 The time delay unit 3 for compensating for the residual deviation of the delay unit and delaying the operation of the switching unit by a time constant value during the rising time of charging and discharging, and the potential and reference voltage of the time delay unit 3 (zero potential). ) And a blocking unit according to the output level values of the first and second comparison units 2 and 4 after the pulse control time of the time delay unit 3 has elapsed. (6) and the power supply or power supply of the laser system in accordance with the switching control signal of the switching unit 5 and the switching unit (5) It has been configured as a single block unit (6) having means for.

상기한 설명의 제1비교부(2)는 제2도에서와 같이 전류검출 부위마다 독립적으로 비교기(CP₁~CP₈)를 연결하되, 각 비교기(CP₁~CP₈)의 반전 입력단자(-)에는 공통적으로 기준전압 설정부(7)의 가변소자(VR₁)의 출력을 그리고 각 비반전 입력단자(＋)에는 대응하는 전류감지부(1)의 검출전류가 인가되도록 연결 구성한다.As shown in FIG. 2, the first comparator 2 of the above description independently connects the comparators CP ₁ to CP _{8 for} each current detection part, and the inverting input terminal of each comparator CP ₁ to CP ₈ . -) Is connected to the output of the variable element VR ₁ of the reference voltage setting unit 7 in common, and the detection current of the corresponding current sensing unit 1 is applied to each non-inverting input terminal (+).

또한 상기한 각 비교기(CP₁~CP₈)의 출력단을 공통적으로 접속하며, 스위칭부(5)는 트랜지스터(Q₁)로서 구성됨을 특징으로 한다. 또한, 차단부(6)는 스위칭부(5)의 출력단 로직 값에 따라 온/오프되는 릴레이 등으로 설정하여 제어할 수도 있다. 이와같이 구성된 본 발명의 동작 관계를 제2도의 실시도를 참조하여 설명하면 먼저 전류감지부(1)의 각 전류 검출저항(R₁~R₈)을 통해 측정하고자 하는 위치의 검출전류를 제1비교부(2)의 각 비교기(CP₁~CP₈)의 비반전 입력단자(＋)에 입력시키면 각각의 비교기(CP₁~CP₈)는 기준전압 설정부(7)의 가변소자(VR₁)로 설정된 기준전압과 비교한다. 이때 만약 비교기(CP₁~CP₈)의 공통 비반전 입력단자(＋)에 입력되는 검출전류값이 100[mA]이고 접지저항(R₉~R₁₆)값이 10Ω일 때 각 비교기(CP₁~CP₈)의 비반전 입력단(＋)의 입력전압(V)은 V=RI=10×100mA=1[V]이다.In addition, the output terminals of the comparators CP ₁ to CP ₈ described above are commonly connected, and the switching unit 5 is configured as a transistor Q ₁ . In addition, the blocking unit 6 may be controlled by setting the relay to be turned on or off according to the output terminal logic value of the switching unit 5. Referring to the operation relation of the present invention configured as described above with reference to the embodiment of FIG. 2, first, the detection current of the position to be measured through each current detection resistor R ₁ to R ₈ of the current sensing unit 1 is first compared. adjustment element of the part (2), each comparator (CP ₁ ~ CP ₈₎ ratio when the input to the inverting input terminal (+), respectively, of the comparator (CP ₁ ~ CP ₈₎ includes a reference voltage setting unit (7) of the (VR ₁₎ Compare with the reference voltage set to. At this time, if the detected current value input to the common non-inverting input terminal (+) of the comparators (CP ₁ to CP ₈ ) is 100 [mA] and the ground resistance (R ₉ to R ₁₆ ) is 10Ω, each comparator (CP ₁₎ The input voltage V of the non-inverting input terminal (+) of ˜CP ₈ is V = RI = 10 x 100 mA = 1 [V].

그러므로 비교기(CP₁~CP₈)의 입력 전위의 비교값인 기준전압(Vref)은 고전압에서 부극성 전압(로우)으로 전류 방향이 반대가 되므로 전류값에 나타나는 전위는 부극성 전압(로우레벨)이 된다. 이에 따라 각 비교기(CP₁~CP₈)는 전류감지부(1)의 각 검출전류가 100[mA] 이상이면 공통적으로 비교기 출력전위값은 부극성 전압(-15V : 로우)이며, 100[mA] 이하이면 그의 출력전위는 정극성 전압(＋15V : 하이)의 레벨을 출력시킨다.Therefore, the reference voltage Vref, which is a comparison value of the input potentials of the comparators CP ₁ to CP ₈ , is reversed in direction from the high voltage to the negative voltage (low). Therefore, the potential appearing in the current value is the negative voltage (low level). Becomes Accordingly, each comparator CP ₁ to CP ₈ has a common comparator output potential of negative voltage (-15V: low) when the detection current of the current sensing unit 1 is 100 [mA] or more, and 100 [mA ] Or less, its output potential outputs the level of positive voltage (+ 15V: high).

따라서 각 검출전류가 100[mA] 이하일 때를 정상적인 상태로 보면 각 비교기(CP₁~CP₈)의 출력값은 정극성 전압(＋15V : 하이)이 되므로, 시간지연부(3)를 통한 제2비교부(4)의 출력값은 부극성 전압(-15V : 로우)이 되어 스위칭부(5)의 트랜지스터(Q)가 오프상태로 있게 되는 동시에 레이저 시스템에는 전원이 계속 공급된다.Therefore, when the detection current is less than 100 mA, the output value of each comparator CP ₁ to CP ₈ becomes the positive voltage (+ 15V: high), so that the second comparison through the time delay unit 3 is performed. The output value of the negative portion 4 becomes the negative voltage (-15V: low) so that the transistor Q of the switching section 5 is turned off and power is continuously supplied to the laser system.

그러나, 만약 전류감지부(1)의 각 검출전류중 임의의 하나가 100[mA] 이상일 때 비교기(CP₁~CP₈)의 출력값은 부극성 전압(-15V : 로우)으로 나타난다. 이때 시간지연부(3)는 상기 비교기(CP₁~CP₈)의 출력값이 부극성 전압(로우)이 되는 순간 저항(R₁₇)과 콘덴서(C₁)의 정해진 시정수 값에 의해서 라이징 타임(Rising Time)이 발생된다. 이를 예를들면 저항(R₁₇)값을 470[KΩ], 콘덴서(C₁) 용량을 1[㎌]로 설정할 경우, 지연시정수(τ)=470×10³×10^-6=0.47(초)가 된다. 이 기간(지연시간)동안에는 제2비교부(4)의 출력은 로우상태를 유지하게 되며, 설정된 지연시간 경과후에는 제2비교부(4)의 출력값은 정극성 전압(＋15V : 하이)를 출력시켜 스위칭부(5)의 트랜지스터(Q₁)를 턴온시킨다. 따라서 스위칭부(5)의 온 동작과 동시에 차단부(6)를 온시켜 레이저 시스템에 공급되는 전원을 차단시켜 준다. 여기서 스위칭부(5)의 출력단에 감시용 램프를 연결할 경우 램프점등시 측정 전류의 비정상적임을 쉽게 확인할 수가 있다.However, if any one of the detection currents of the current sensing unit 1 is more than 100 [mA], the output value of the comparators CP ₁ to CP ₈ is represented by a negative voltage (-15V: low). At this time, the time delay unit 3 has a rising time (R) according to the time constant values of the resistor R ₁₇ and the capacitor C ₁ when the output value of the comparators CP ₁ to CP ₈ becomes the negative voltage (low). Rising Time is generated. For example, if the resistance (R ₁₇ ) is set to 470 [KΩ] and the capacitor (C ₁ ) is set to 1 [1], the delay time constant (τ) = 470 × 10 ³ × 10 ^-6 = 0.47 (seconds). ) During this period (delay time), the output of the second comparator 4 remains low. After the set delay time, the output of the second comparator 4 outputs a positive voltage (+ 15V: high). The transistor Q ₁ of the switching section 5 is turned on. Therefore, by turning on the blocking unit 6 at the same time as the on operation of the switching unit 5 cuts off the power supplied to the laser system. Here, when the monitoring lamp is connected to the output terminal of the switching unit 5, it is easy to confirm that the measured current is abnormal when the lamp is turned on.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 다수의 전류 검출을 비교하는 비교기와 이 비교기의 비교 기준전압을 공통적으로 설정하는 기준전압 설정부를 단일화시킴으로서, 회로 구성을 간략화시킬 수가 있고, 아울러 비교기의 출력값에 따라 펄스제어를 행하는 시간 제어부 구성으로 순간 과전류에 의한 기기의 파손은 물론 감전사고등을 미연에 방지할 수 있는 특징이 있다.As described above, the present invention simplifies the circuit configuration by unifying a comparator comparing a plurality of current detections and a reference voltage setting unit which sets a common reference voltage of the comparator in common, and at the same time, a pulse according to the output value of the comparator. The time control structure that performs control is characterized in that it is possible to prevent damage to the device due to instantaneous overcurrent and electric shock.

Claims

A current comparator 1 for detecting a plurality of currents of the measurement positions for each function, a first comparator 2 for comparing output values of the reference voltage setting part 7 of the current detector 1, and the comparator (2) A reference voltage setting unit 7 having a reference voltage to be supplied to the base unit and a setting means for adjusting the set reference voltage, and the residual deviation of the output value level of the comparison unit 2 is compensated for, and the rising time of charge and discharge ( A time delay unit 3 for delaying the operation of the switching unit by a time constant value during a rising time, a second comparison unit 4 for comparing the potential of the time delay unit 3 with a reference voltage (zero potential); A switching unit 5 for controlling the blocking unit 6 according to the output level values of the first and second comparing units 2 and 4 after the pulse control time of the time delay unit 3 has elapsed; It is provided with a blocking unit 6 having a means for shutting off the power supply or power supply of the laser system in accordance with the switching control signal of the switching unit 5 Overcurrent blocking device of a carbon dioxide laser characterized in that.