KR20200111513A - 엑스레이 제어 장치 - Google Patents

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KR20200111513A KR1020190031303A KR20190031303A KR20200111513A KR 20200111513 A KR20200111513 A KR 20200111513A KR 1020190031303 A KR1020190031303 A KR 1020190031303A KR 20190031303 A KR20190031303 A KR 20190031303A KR 20200111513 A KR20200111513 A KR 20200111513A
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Abstract

본 발명의 실시예는 포터블 엑스레이 제어 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류를 정확하게 측정하고, 측정된 전류 값에 따라 그리드 전원값을 조정함으로써 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류를 보상하고, 항상 최적의 엑스레이 영상을 얻을 수 있는 포터블 엑스레이 제어 장치를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 직류 전원을 공급하는 직류 전원 공급부; 상기 직류 전원 공급부에 연결되어 애노드 직류 전원을 공급하는 애노드 직류 전원 공급부; 상기 직류 전원부에 연결되어 그리드 직류 전원을 공급하는 그리드 직류 전원 공급부; 상기 애노드 직류 전원 공급부에 애노드가 연결되고, 상기 그리드 직류 전원 공급부에 그리드 및 캐소드가 연결된 엑스레이 튜브; 및 상기 엑스레이 튜브의 캐소드에 연결되고, 상기 엑스레이 튜브의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 애노드 캐소드 전류 값을 센싱하여 상기 그리드 직류 전원 공급부에 제공하는 애노드 캐소드 전류 센싱부를 포함하는, 포터블 엑스레이 제어 장치를 개시한다.

Description

포터블 엑스레이 제어 장치{Portable X-ray control device}
본 발명의 실시예는 포터블 엑스레이 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엑스레이 시스템에 의해 생성된 영상의 질은 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이의 전압(또는 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류)에 의해 결정된다. 이러한 전압 또는 전류는 튜브가 사용된 특정 머신에 따라 다르다. 예를 들어, 유방 뢴트겐 조영법에서는, 비교적 저전류로 양호한 조직 콘트라스트를 얻을 수 있는 반면, 일반적인 엑스레이 시스템은 고전압을 사용한다. 모든 엑스레이 시스템은 부정확한 튜브 전압에 의해 발생된 오차 및 영상 아티팩트(image artifacts)가 일어나기 쉽다.
엑스레이 시스템의 전압/전류 안정성(또는 절대 kVp/mA값)은 엑스레이 튜브의 "스피트"(spits)에 의해 생성되는 장기간의 성분 드리프트 또는 성분 스트레스에 의해 열화될 수도 있다. 그 결과, 서비스 직원에 의해 정기적으로 kVp/mA 재교정이 수행되며, 이는 매우 많은 시간을 소모하는 업무이다. 엑스레이 빔의 차동 필터링으로부터 kVp/mA의 측정을 가능케 하는 상용 기기들이 있기는 하나, 이 기기들은 고가이고 불편하여 고도로 정밀하지 않다. 게다가, 사용 가능한 기기들은 빔에 측정 장치를 삽입하기 위한 서비스 직원 없이는 측정할 수 없으며, 시스템이 환자에 사용되는 동안에는 빔 측정이 수행되지 않는다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류를 정확하게 측정하고, 측정된 전류 값에 따라 그리드 전원값을 조정함으로써 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류를 보상하고, 항상 최적의 엑스레이 영상을 얻을 수 있는 포터블 엑스레이 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치는 직류 전원을 공급하는 직류 전원 공급부; 상기 직류 전원 공급부에 연결되어 애노드 직류 전원을 공급하는 애노드 직류 전원 공급부; 상기 직류 전원부에 연결되어 그리드 직류 전원을 공급하는 그리드 직류 전원 공급부; 상기 애노드 직류 전원 공급부에 애노드가 연결되고, 상기 그리드 직류 전원 공급부에 그리드 및 캐소드가 연결된 엑스레이 튜브; 및 상기 엑스레이 튜브의 캐소드에 연결되고, 상기 엑스레이 튜브의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 애노드 캐소드 전류 값을 센싱하여 상기 그리드 직류 전원 공급부에 제공하는 애노드 캐소드 전류 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 그리드 직류 전원 공급부는 상기 애노드 캐소드 전류 센싱부로부터 제공되는 애노드 캐소드 전류 값에 기반하여 상기 그리드 직류 전원을 제어하여 상기 애노드 직류 전원에 의한 애노드 전류가 조절되도록 할 수 있다.
상기 엑스레이 튜브의 캐소드는 접지단에 직접 연결되고, 상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는 상기 캐소드와 상기 접지단 사이의 노드에 연결된 전류 센싱 저항을 포함할 수 있다.
상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는 상기 전류 센싱 저항에 연결된 반전 증폭기를 포함하고, 상기 반전 증폭기는 상기 그리드 직류 전원 공급부의 PWM 제어기에 연결될 수 있다.
상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는 상기 엑스레이 튜브의 캐소드와 접지단의 사이에 연결된 제1전류 센싱 저항; 및 상기 제1전류 센싱 저항과 상기 접지단 사이의 노드에 연결된 제2전류 센싱 저항을 포함할 수 있다.
상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는 상기 제1전류 센싱 저항 및 상기 제2전류 센싱 저항에 연결된 비반전 가산기를 더 포함할 수 있다.
상기 비반전 가산기가 상기 그리드 직류 전원 공급부의 인버터 제어를 위한 PWM 제어기에 연결될 수 있다.
상기 그리드 직류 전원 공급부중 승압 회로의 네거티브(Negative)단은 상기 비반전 가산기와 상기 제2전류 센싱 저항 사이의 노드에 연결될 수 있다.
상기 엑스레이 튜브는 CNT(Carbon Nano Tube) 엑스레이 튜브일 수 있다.
본 발명의 실시예는 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류를 정확하게 측정하고, 측정된 전류 값에 따라 그리드 값을 조정함으로써 엑스레이 튜브 내의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 전류를 보상하고, 항상 최적의 엑스레이 영상을 얻을 수 있는 포터블 엑스레이 제어 장치를 제공한다. 일례로, 본 발명의 실시예는 엑스레이 튜브의 캐소드를 접지단에 직접 연결하고, 캐소드와 접지단 사이의 노드에 제1전류 센싱 저항을 연결함으로써, 애노드에 공급되는 전류를 정확하게 센싱하여 엑스레이 튜브의 그리드 전압 및 애노드 전류를 조정 및 보상하도록 한다. 다른 예로, 본 발명의 실시예는 엑스레이 튜브의 캐소드와 접지단 사이에 제1전류 센싱 저항을 연결하고, 제1전류 센싱 저항과 접지단 사이의 노드에 제2전류 센싱 저항을 연결하며, 제1,2전류 센싱 저항으로부터 측정된 전류값을 비반전 가산기에 입력함으로써, 애노드에 공급되는 전류를 정확하게 센싱하고 이에 따라 엑스레이 튜브의 그리드 전압 및 애노드 전류를 조정 및 보상하도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예는 미세 전류 제어가 가능한 CNT 방식의 엑스레이 튜브에 유용하며 적용 가능하다.
도 1a, 도 1b, 및 도 2는 종래의 포터블 엑스레이 제어 장치의 구성 및 전류 센싱 방법을 도시한 블럭도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치의 구성 및 전류 센싱 방법을 도시한 블럭도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치의 구성 및 전류 센싱 방법을 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어기(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제어기(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어기(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 제어기(컨트롤러)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 2는 종래의 포터블 엑스레이 제어 장치(100)의 구성 및 전류 센싱 방법을 도시한 블럭도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 포터블 엑스레이 제어 장치(100)는 직류 전원 공급부(110), 애노드 직류 전원 공급부(120), 그리드 직류 전원 공급부(130), 엑스레이 튜브(140) 및 애노드 캐소드 전류 센싱부(150)를 포함할 수 있다.
직류 전원 공급부(110)는 애노드 직류 전원 공급부(120) 및 그리드 직류 전원 공급부(130)에 각각 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 직류 전원 공급부(110)는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 리튬 고체 전지와 같은 배터리를 포함할 수 있다.
애노드 직류 전원 공급부(120)는 직류 전원 공급부(110)에 전기적으로 연결되어, 엑스레이 튜브(140)에 구비된 애노드(141)에 고압의 애노드 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 애노드 직류 전원 공급부(120)는 대략 50 내지 70kV의 직류 전원을 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)에 공급할 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 애노드 직류 전원 공급부(120)는 PWM 인버터(121), 절연 트랜스포머(122), 승압 회로(123)(배압 회로 또는 평활 회로)를 포함할 수 있다. 더불어, 애노드 직류 전원 공급부(120)는 전압 센싱부(124) 및 비례적분 제어기(125)(PWM 제어기)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 직류 전원 공급부(110)에 연결된 PWM 인버터(121)가 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하고, 이러한 교류 전원은 절연 트랜스포머(122)에 의해 승압되며, 결국 승압 회로(123)에 의해 고압의 직류 전원이 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)에 인가될 수 있다. 이때, 승압 회로(123)의 출력 전압이 전압 센싱부(124)에 의해 센싱되고, 센싱 값을 기반으로 비례적분 제어기(125)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 PWM 인버터(121)에 제공할 수 있음으로써, 결국 승압 회로(123)를 통해 항상 일정한 레벨의 직류 전원이 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)에 공급될 수 있다. 여기서, 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)에 공급되는 전류는 Ia로 정의될 수 있다.
그리드 직류 전원 공급부(130)는 직류 전원 공급부(110)에 전기적으로 연결되어, 엑스레이 튜브(140)에 구비된 그리드(142, 'gate'와 동일한 구성요소임)에 그리드 직류 전원을 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 그리드 직류 전원 공급부(130)는 대략 1 내지 5kV의 직류 전원을 엑스레이 튜브(140)의 그리드(142)에 공급할 수 있다. 여기서, 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)는 전류 센싱 저항(151)에 연결될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 그리드 직류 전원 공급부(130)는 PWM 인버터(131), 절연 트랜스포머(132), 승압 회로(133)(배압 회로 또는 평활 회로)를 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 직류 전원 공급부(110)에 연결된 PWM 인버터(131)가 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하고, 이러한 교류 전원은 절연 트랜스포머(132)에 의해 승압되며, 결국 승압 회로(133)에 의해 직류 전원이 엑스레이 튜브(140)의 그리드(142)에 공급될 수 있다. 여기서, 엑스레이 튜브(140)의 그리드(142)에 인가되는 전압은 Vg로 정의될 수 있고, 전류는 Ig로 정의될 수 있다.
엑스레이 튜브(140)는 애노드(141), 그리드(142) 및 캐소드(143)를 포함할 수 있다. 애노드(141)에는 애노드 직류 전원 공급부(120)가 연결될 수 있고, 그리드(142) 및 캐소드(143)에는 각각 그리드 직류 전원 공급부(130) 및 전류 센싱 저항(151)이 연결될 수 있다.
애노드 캐소드 전류 센싱부(150)는 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)에 연결될 수 있고, 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)와 캐소드(143) 사이에 흐르는 애노드 캐소드 전류 값을 센싱하여, 그리드 직류 전원 공급부(130)에 제공할 수 있다.
여기서, 애노드 캐소드 전류 센싱부(150)는 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)와 접지단 사이에 연결된 전류 센싱 저항(151) 및 전류 센싱 저항(151)에 연결된 비반전 증폭기(153)를 포함할 수 있다. 비반전 증폭기(153)는 그리드 직류 전원 공급부(130)의 비례적분 제어기(135)에 연결될 수 있다. 더불어, 전류 센싱 저항(151)을 통해 흐르는 전류는 Ic로 정의될 수 있다.
이와 같이 하여, 애노드 캐소드 전류 센싱부(150)에 의해 전류 Ic가 센싱되고, 센싱값이 비반전 증폭기(153)로 증폭되며, 증폭된 값을 기반으로 비례적분 제어기(135)가 PWM 신호(듀티비가 조절된 PWM 신호)를 PWM 인버터(121)에 제공할 수 있음으로써, 결국 승압 회로를 통해 소정 레벨(변경된 레벨)의 직류 전원이 엑스레이 튜브(140)의 그리드(142)에 공급될 수 있다. 즉, 그리드 직류 전원 공급부(130)에 의한 전압 Vg에 의해 엑스레이 튜브(140)의 내부를 흐르는 전류가 비례적으로 제어될 수 있다. 여기서, 엑스레이 튜브(140)의 내부를 흐르는 전류 Ia가 클수록 엑스레이 양이 많아진다.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이 애노드 직류 전원 공급부(120)의 PWM 인버터(121)는 메인 인버터(121)와 PWM 제어기(125)로 표시될 수 있고, 또한 그리드 직류 전원 공급부(130)의 PWM 인버터(131)는 서브 인버터(131)와 PWM 제어기(135)로 표시될 수 있다.
여기서, 그리드 직류 전원 공급부(130)의 승압 회로(133)에 의해 그리드(142)에 인가되는 전압은 전압 센싱부(134)로 센싱되어 PWM 제어기(135)에 제공될 수 있고, 애노드 캐소드 전류 센싱부(150)의 전류 센싱 저항(151)에 흐르는 전류는 전압 값으로 변환되어 필터를 경유하고 비반전 증폭기(153)를 통하여 PWM 제어기(135)에 제공될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 애노드 캐소드 전류 센싱부(150)의 전류 센싱 저항(151)을 흐르는 전류는 Ic=Ia+Ig일 수 있다. 이상적으로 Ig(누설 전류라 함)가 0에 가까울수록 Ic=Ia가 될 수 있다.
그러나 이러한 전류 센싱 방식에서는 실제 애노드(141)에 공급되는 전류 Ia를 직접 측정할 수 없고, 부가적으로 Ig가 더해져 측정될 수 있다. 따라서 엑스레이 튜브(140)의 구조상 초기 Ig가 어느 정도 발생되고, 장시간 사용할 경우 Ig가 점차 커지며, 그에 따른 부정확한 제어로 인해 Ia가 점차 감소하며 엑스레이 양이 줄어들 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치(200)의 구성 및 전류 센싱 방법을 도시한 블럭도이다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 포터블 엑스레이 제어 장치(200)는 상술한 도 1a 내지 도 1c에 도시된 포터블 엑스레이 제어 장치(100)와 비교하여 애노드 캐소드 전류 센싱부(250)를 제외한 나머지 구성 요소가 상호간 유사하다. 따라서, 그 차이점을 중심으로 설명한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 애노드 캐소드 전류 센싱부(250)는 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)에 연결되고, 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)와 캐소드(143) 사이에 흐르는 애노드 캐소드 전류 값을 센싱하여, 그리드 직류 전원 공급부(130)에 제공할 수 있다.
이에 따라, 그리드 직류 전원 공급부(130)는 애노드 캐소드 전류 센싱부(250)로부터 제공되는 애노드 캐소드 전류 값에 기반하여 그리드 직류 전원을 제어하여 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)에 공급되는 전류 Ia가 직접 조절되도록 한다.
여기서, 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)는 접지단에 직접 연결될 수 있다. 즉, 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)는 전류 센싱 저항(251)을 경유하여 접지단에 연결되는 것이 아니고, 접지단에 직접 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 애노드 캐소드 전류 센싱부(250)는 캐소드(143)와 접지단 사이의 노드에 연결된 전류 센싱 저항(251)을 포함할 수 있다. 더욱이, 애노드 캐소드 전류 센싱부(250)는 전류 센싱 저항(251)에 연결된 반전 증폭기(252)를 더 포함할 수 있다. 더불어, 반전 증폭기(252)는 PWM 인버터(131)의 PWM 제어기(135)에 연결될 수 있다.
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전류 센싱 저항(251)의 제1전극이 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)와 접지단 사이의 노드에 연결되고, 전류 센싱 저항(251)의 제2전극이 필터를 경유하여 반전 증폭기(252)에 연결되며, 반전 증폭기(252)가 PWM 제어기(135)에 연결될 수 있다. 여기서, 반전 증폭기(252)에 의해 전압 -Viaf가 전압 +Viaf로 반전될 수 있다.
이와 같이 하여, 도 3c에 도시된 바와 같이, 고전압을 발생시키는 방법은 상술한 방식과 동일하나, 전류 센싱 방법이 변경됨으로써 엑스레이 튜브(140)의 애노드(141)에 공급되는 전류 Ia가 정확하게 측정될 수 있다. 다만, 상술한 바와 다르게 센싱된 전압이 네거티브(Negative)이므로 이를 반전 증폭기(252)로 반전시켜 PWM 제어기(135)에 입력하여야 한다.
위와 같이 전류 센싱 방법이 변경되면 전류 센싱 저항(251)에 흐르는 전류는 애노드(141)에 공급되는 전류와 같은 Ia가 된다. 따라서 Ig(누설 전류)의 변화와 무관하게 Ia 전류를 실질적으로 조정할 수 있게 되어 엑스레이 튜브(140)의 노화에 따른 엑스레이 변화량을 보상하여 안정적인 동작이 가능해진다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치(300)의 구성 및 전류 센싱 방법을 도시한 블럭도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치(300)는 애노드 캐소드 전류 센싱부(350)가 제1전류 센싱 저항(351) 및 제2전류 센싱 저항(352)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1전류 센싱 저항(351)은 엑스레이 튜브(140)의 캐소드(143)와 접지단의 사이에 연결될 수 있고, 제2전류 센싱 저항(352)은 제1전류 센싱 저항(351)과 접지단 사이의 노드에 연결될 수 있다.
또한, 애노드 캐소드 전류 센싱부(350)는 제1전류 센싱 저항(351) 및 제2전류 센싱 저항(352)에 연결된 비반전 가산기(353)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 비반전 가산기(353)가 그리드 직류 전원 공급부(130)의 PWM 인버터(131)의 제어를 위한 PWM 제어기(135)에 연결될 수 있다. 더불어, 그리드 직류 전원 공급부(130) 중 승압 회로(133)의 네거티브(Negative)단은 비반전 가산기(353)의 입력 필터와 제2전류 센싱 저항(352) 사이의 노드에 연결될 수 있다.
다르게 설명하면, 제1전류 센싱 저항(351)의 제1전극은 캐소드(143)에 연결되고, 제2전극은 접지단에 연결될 수 있다. 또한, 캐소드(143)와 제1센싱전류저항 사이의 노드가 필터를 경유하여 비반전 가산기(353)에 연결될 수 있다. 더불어, 제2전류 센싱 저항(352)의 제1전극은 제1전류 센싱 저항(351)과 접지단 사이의 노드에 연결되고, 제2전극은 필터를 경유하여 비반전 가산기(353)에 연결될 수 있다. 더불어, 제2전류 센싱 저항(352)의 제2전극은 상술한 승압 회로(133)의 네거티브(Negative)단에 연결될 수 있다.
이와 같이 하여, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1센싱 전류 저항(351)을 통한 전류값 및 제2센싱 전류 저항(352)을 통한 전류값이 비반전 가산기(353)에서 처리되고, 이에 따라 순수하게 애노드에 공급되는 전류 Ia가 센싱되고, 이러한 전류 Ia에 기반하여 그리드(142)의 전압이 제어됨으로써, 결국 Ig의 변화와 무관하게 실제 전류 Ia가 제어되어 최적의 엑스레이 양을 얻을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 포터블 엑스레이 제어 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100,200,300; 포터블 엑스레이 제어 장치
110; 직류 전원 공급부 120; 애노드 직류 전원 공급부
121; PWM 인버터(메인 인버터) 122; 절연 트랜스포머
123; 승압 회로(평활 회로) 124; 전압 센싱부
125; 비례적분 제어기(PWM 제어기) 130; 그리드 직류 전원 공급부
131; PWM 인버터(서브 인버터) 132; 절연 트랜스포머
133; 승압 회로 134; 전압 센싱부
135; 비례적분 제어기(PWM 제어기) 140; 엑스레이 튜브
141; 애노드 142; 그리드
143; 캐소드
150; 애노드 캐소드 전류 센싱부
151; 전류 센싱 저항 153; 비반전 증폭기(필터)
250; 애노드 캐소드 전류 센싱부 251; 전류 센싱 저항
253; 반전 증폭기(필터)
350; 애노드 캐소드 전류 센싱부
351; 제1전류 센싱 저항 352; 제2전류 센싱 저항
353; 비반전 가산기(필터)

Claims (9)

  1. 직류 전원을 공급하는 직류 전원 공급부;
    상기 직류 전원 공급부에 연결되어 애노드 직류 전원을 공급하는 애노드 직류 전원 공급부;
    상기 직류 전원부에 연결되어 그리드 직류 전원을 공급하는 그리드 직류 전원 공급부;
    상기 애노드 직류 전원 공급부에 애노드가 연결되고, 상기 그리드 직류 전원 공급부에 그리드 및 캐소드가 연결된 엑스레이 튜브; 및
    상기 엑스레이 튜브의 캐소드에 연결되고, 상기 엑스레이 튜브의 애노드와 캐소드 사이에 흐르는 애노드 캐소드 전류 값을 센싱하여 상기 그리드 직류 전원 공급부에 제공하는 애노드 캐소드 전류 센싱부를 포함하는, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 그리드 직류 전원 공급부는 상기 애노드 캐소드 전류 센싱부로부터 제공되는 애노드 캐소드 전류 값에 기반하여 상기 그리드 직류 전원을 제어하여 상기 애노드 직류 전원에 의한 애노드 전류가 조절되도록 하는, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑스레이 튜브의 캐소드는 접지단에 직접 연결되고,
    상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는 상기 캐소드와 상기 접지단 사이의 노드에 연결된 전류 센싱 저항을 포함하는, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는
    상기 전류 센싱 저항에 연결된 반전 증폭기를 포함하고,
    상기 반전 증폭기는 상기 그리드 직류 전원 공급부의 PWM 제어기에 연결된, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는
    상기 엑스레이 튜브의 캐소드와 접지단의 사이에 연결된 제1전류 센싱 저항; 및
    상기 제1전류 센싱 저항과 상기 접지단 사이의 노드에 연결된 제2전류 센싱 저항을 포함하는, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 애노드 캐소드 전류 센싱부는
    상기 제1전류 센싱 저항 및 상기 제2전류 센싱 저항에 연결된 비반전 가산기를 더 포함하는, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 비반전 가산기가 상기 그리드 직류 전원 공급부의 인버터 제어를 위한 PWM 제어기에 연결된, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 그리드 직류 전원 공급부 중 승압 회로의 네거티브(Negative)단은 상기 비반전 가산기와 상기 제2전류 센싱 저항 사이의 노드에 연결된, 포터블 엑스레이 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑스레이 튜브는 CNT(Carbon Nano Tube) 엑스레이 튜브인, 포터블 엑스레이 제어 장치.
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