KR0131740B1 - 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도감지수단을 설치하고 주위온도를 감지해서 주위온도에 따라 적응적으로 모터의 회전속도를 자동제어할 수 있도록 된 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치를 제공하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 팬을 회전시키기 위한 팬모터(80)와 이 팬모터(80)를 구동시키기 위한 모터구동회로부(70)를 구비한 전자기기에 있어서, 주위온도를 감지하는 온도감지수단(10)과, 상기 온도감지수단(10)으로부터의 온도감지신호를 증폭하는 증폭수단(20), 상기 증폭수단(20)으로부터의 온도감지신호를 반전증폭하는 반전증폭기(31), 그 반전증폭기(31)에 의해 반전증폭된 해당 온도감지신호를 전압신호로 변환하는 전류-전압변환수단(30), 온도변화를 검출하기 위한 기준파형을 생성하는 기준파형생성수단(40), 상기 전류-전압변환수단(30)으로 부터의 온도감지전압신호와 상기 기준파형생성수단(40)으로 부터의 기준파형을 비교하는 비교수단(50), 상기 비교수단(50)의 비교결과신호에 따라 상기 모터구동회로부(70)에 인가되는 제어신호량을 조절하는 스위칭수단(60)을 더 구비하여 구성되고, 상기 온도감지수단(10)은 온도에 따라 저항값이 변화하는 서미스터로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치

제1도는 본 발명의 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치를 나타낸 회로도.

제2도 내지 제4도는 제1도에 도시된 장치의 동작특성을 설명하기 위한 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 온도감지수단 20 : 증폭수단

30 : 전류-전압변환수단 40 : 기준파형생성수단

50 : 비교기(비교수단) 60 : 스위칭수단

70 : 모터구동회로부 80 : 팬모터

본 발명은 팬모터의 회전속도 자동제어장치에 관한 것으로, 특히 주위온도에 따라 적응적으로 모터의 회전속도를 자동제어할 수 있도록 된 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 선풍기에는 팬을 회전시키기 위해 팬모터가 설치되어 있고 이 팬모터의 회전속도를 조절하는 모터회전수조절부가 설치되어 있는데, 이 모터회전수조절부는 팬의 회전수에 따른 풍속을 설정하기 위한 풍속설정부에 설정된 설정풍속모드에 따라 팬모터에 인가되는 전류량의 크기를 조절하도록 되어 있다.

이러한 선풍기에서는 풍속설정부의 설정풍속모드가 소정갯수로 한정되어 있고, 각 설정풍속모드에 의해 팬모터에 인가되는 전류량의 크기가 고정 설정되어 있기 때문에 각 설정풍속모드에서는 주위환경(특히 주위온도)에 관계없이 항상 일정한 풍속이 발생되도록 되어 있다. 즉, 예컨대 여름 같은 경우 상대적으로 기온이 낮은 오전에 풍속이 가장 낮은 설정풍속모드가 설정되더라도 사용자에 따라서는 체감온도가 급격히 저하되어 추위가 느껴지게 된다. 따라서 주위 온도에 따라 어느정도 풍속을 증감시킬 수 있도록 된 선풍기의 개발이 요구된다.

한편 일반적인 전자기기에는 동작시에 과열되는 소자(예컨대 컴퓨터의 경우 트랜스포머, 전자랜지의 경우 마그네트론 등) 의 과열을 방지하기 위해 방열팬과 팬모터를 갖춘 방열팬 어셈블리가 설치되어 있는데, 이러한 방열팬 어셈블리에서는 예컨대 그 전자기기에 외부전원이 인가되면 팬모터에 거의 일정한 전류가 공급되어 방열팬을 회전시켜서 방열대상의 과열을 방지하도록 되어 있다.

이와 같이 종래의 방열팬 어셈블리에서는 예컨대 방열대상의 온도가 상대적으로 낮거나 또는 주위온도가 상대적으로 낮은 경우에도 항상 거의 동일한 전류가 인가되므로 전력손실이 크다는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 온도감지수단을 설치하고 주위온도를 감지해서 주위온도에 따라 적응적으로 모터의 회전속도를 자동제어할 수 있도록 된 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치에 따른면, 팬을 회전시키기 위한 팬모터와 이 팬 모터를 구동시키기 위한 모터구동회로부를 구비한 전자기기에 있어서, 주위온도를 감지하는 온도감지수단과, 상기 온도감지수단으로부터의 온도감지신호를 증폭하는 증폭수단, 상기 증폭수단으로부터의 온도감지신호를 반전증폭하는 반전증폭기, 그 반전증폭기에 의해 반전증폭된 해당 온도감지신호를 전압신호로 변환하는 전류-전압변환수단, 온도변화를 검출하기 위한 기준파형을 생성하는 기준파형생성수단, 상기 전류-전압변환수단으로부터의 온도감지전압신호와 상기 기준파형생성수단으로부터의 기준파형을 비교하는 비교수단, 상기 비교수단의 비교결과신호에 따라 상기 모터구동회로부에 인가되는 제어신호량을 조절하는 스위칭수단을 더 구비하여 구성되고, 상기 온도감지수단은 온도에 따라 저항값이 변화하는 서미스터로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 온도감지수단을 설치하고서 주위온도를 감지해서 주위온도에 따라 모터구동회로부에 인가되는 전류량을 제어함으로써 주위온도에 따라 적응적으로 모터의 회전속도를 제어할 수 있게된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치를 나타낸 회로도로, 본 발명의 일실시예에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치는 팬을 회전시키기 위한 팬모터(80)와 이 팬모터(80)를 구동시키기 위한 모터구동회로부(70), 주위온도를 감지하기 위한 것으로 예컨대 온도에 따라 저항값이 크게 변화하는 예컨대 서미스터를 이루어진 온도감지수단(10), 상기 온도감지수단(10)으로부터의 온도감지신호를 증폭하는 증폭수단(20), 기준파형으로서 예컨대 삼각파를 생성하는 기준파형생성수단(40), 상기 증폭수단(20)의 증폭신호와 상기 기준파형생성수단(40)의 기준신호를 비교하는 비교기로 이루어진 비교수단(50) 및, 상기 비교수단(50)의 비교결과신호에 따라 상기 모터구동회로부(70)에 인가되는 제어신호량을 스위칭제어하는 스위칭수단(60)을 구비하고 있다.

여기서, 상기 증폭수단(20)은 도1에 도시된 바와 같이 예컨대 포토다이오드쪽이 상기 온도감지수단(10)에 접속되고 수광트랜지스터가 제1전원(Vcc1)에 접속되어 상기 온도감지수단(10)의 온도감지신호로서 전류신호를 입력받아 전류증폭하는 포토커플러를 사용하는 경우에는 상기 증폭수단(20)에서 증폭된 전류신호를 반전증폭하는 반전증폭기(31)와, 이 반전증폭기(31)에서 반전증폭된 전류신호를 전압신호로 변환하는 전류-전압변환수단(30)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 스위칭수단(60)은 도시된 바와 같이 베이스단이 상기 비교수단(50)의 출력단에 접속되고 컬렉터단이 제2전원(Vcc2)에 접속되며 에미터단이 상기 모터구동회로부(70)에 접속된 파워트랜지스터인 것이 바람직하다.

또한, 상기 기준파형생성수단(40)에서 생성된 기준파형은 삼각파와 톱니파 및 반원파로 이루어진 그룹중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치에 대하여 제2도에 도시된 파형도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 온도감지수단(10)으로서 서미스터는 주위온도변화에 따라 저항치가 급변하기 때문에 그 출력전류(i₁)도 변화되고, 그에 따라 증폭수단(20)으로서의 포토커플러에 있어서 포토다이오드의 발광량이 변화되어 수광트랜지스터에서 수광되는 광량이 변화되므로 그 출력전류(i₂)도 변화되게 된다.

여기서 상기 포토커플러의 파라미터를 고려하여 수광트랜지스터에 인가되는 제1전원(Vcc1)을 적절히 설정함으로써 상기 포토커플러의 출력전류치가(i₂= 200 i₁)로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

그후 상기 증폭수단(20)에서 출력된 증폭전류는 상기 반전중폭기(31)에서 반전된 다음에 전류-전압변환수단(30)에서 소정의 변환비에 의해 전압신호(A)로 변환되고, 이렇게 변환된 전압신호(A)는 상기 비교수단(50)에서 상기 기준파형설정수단(40)에서 생성된 기준파형으로서 예컨대 삼각파신호(B)와 비교된다.

여기서, 주위온도가 일정한 경우에는 상기 온도감지수단(10)의 출력신호〔예컨대 전류신호(i₁)〕가 일정하여 상기 증폭수단(20)의 출력신호〔예컨대 전류신호(i₂)〕도 일정하게 되므로 상기 전류-전압변환수단(30)에서 출력되는 전압신호(A)가 제2도(A)에 나타낸 바와 같이 일정하게 된다. 이러한 경우 상기 비교수단(50)에서는 상기 전류-전압변환수단(30)의 전압신호(A)와 상기 기준파형생성수단(40)의 기준신호로서 예컨대 삼각파신호(B)를 비교해서 제2도(B)에 나타낸 바와 같이 일정한 구형파를 출력하게 된다. 그에 따라 상기 일정한 구형파가 스위칭수단(60)으로서 파워트랜지스터의 베이스단자에 인가되어 이 파워트랜지스터가 일정한 시간간격으로 온.오프를 반복함에 따라 제2전원(Vcc2)으로부터 상기 파워트랜지스터를 통해서 모터구동회로부(70)로 인가되는 전류량이 일정하게 유지되므로 팬모터(80)의 회전수가 일정하게 유지되게 된다.

그 반면에 주위온도가 하강하는 경우〔또는 상승하는 경우〕에는 상기 온도감지수단(10)의 출력신호〔 예컨대 전류신호(i₁)〕가 변동하여 상기 증폭수단(20)의 출력신호 〔예컨대 전류신호(i₂)〕도 변동하게 되므로 상기 전류-전압변환수단(30)에서 출력되는 전압신호(A)가 제3도(a : 주위온도 하강시)〔또는 제4도 (a: 주위온도 상승시)〕에 나타낸 바와 같이 변동하게 된다. 이러한 경우 상기 비교수단(50)에서는 상기 전류-전압변환수단(30)의 전압신호(A)와 상기 기준파형생성수단(40)의 기준신호로서 예컨대 삼각파신호(B)를 비교해서 제3도(b)〔또는 제4도(B)〕에 나타낸 바와 같이 한 구형파를 출력하게 된다.

그에 따라, 제3도(b)와 같이 구형파의 폭이 점점 줄어드는 경우(주위 온도가 하강하는 경우)에는 폭이 점점 줄어드는 구형파가 스위칭수단(60)으로서 파워트랜지스터의 베이스단자에 인가되어 이 파워트랜지스터가 온시간이 점점 감소하는 시간간격으로 온.오프를 반복함에 따라 제2전원(Vcc2)으로부터 상기 파워트랜지스터를 통해서 모터구동회로부(70)로 인가되는 전류량이 줄어들게 되므로 팬모터(80)의 회전수가 감소하게 되는 반면에, 제4도(b)와 같이 구형파의 폭이 점점 넓어지는 경우(주위온도가 상승하는 경우)에는 폭이 점점 넓어지는 구형파가 스위칭수단(60)으로서 파워트랜지스터의 베이스단자에 인가되어 이 파워트랜지스터가 온시간이 점점 증가하는 시간간격으로 온.오프를 반복함에 따라 제2전원(Vcc2)으로부터 상기 파워트랜지스터를 통해서 모터구동회로부(70)로 인가되는 전류량이 증가하게 되므로 팬모터(80)의 회전수가 증가하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치를 선풍기에 적용하는 경우에는 주위 온도에 따라 어느정도 풍속을 자동적으로 증감시킬 수 있게 된다. 또한 본 발명 장치를 일반적인 전자기기의 방열팬 어셈블리에 적용하는 경우에는 방열대상의 온도에 따라 방열팬에 의한 풍속을 자동적으로 제어할 수 있게 된다. 그에 따라 불필요한 전력손실을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시양태에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 예컨대 상기한 실시양태에서는 온도감지수단으로서 서미스터를 예로 들어 설명하였지만 다른 가능한 온도센서를 사용해도 되고, 또한 증폭수단으로서 포토커플러를 사용하였지만 다른 가능한 증폭수단을 사용해도 되며, 상기 기준파형생성수단의 기준파형으로서 삼각파형을 사용하였지만 다른 형태의 파형, 예컨대 톱니파형과 반원파형 등을 사용해도 된다.

Claims (5)

1. 팬을 회전시키기 위한 팬모터(80)와 이 팬모터(80)를 구동시키기 위한 모터구동회로부(70)를 구비한 전자기기에 있어서, 주위온도를 감지하는 온도감지수단(10)과, 상기 온도감지수단(10)으로부터의 온도감지신호를 증폭하는 증폭수단(20), 상기 증폭수단(20)으로부터의 온도감지신호를 반전증폭하는 반전증폭기(31), 그 반전증폭기(31)에 의해 반전증폭된 해당 온도감지신호를 전압신호로 변환하는 전류-전압변환수단(30), 온도변화를 검출하기 위한 기준파형을 생성하는 기준파형생성수단(40), 상기 전류-전압변환수단(30)으로부터의 온도감지전압신호와 상기 기준파형생성수단(40)으로부터의 기준파형을 비교하는 비교수단(50), 상기 비교수단(50)의 비교결과신호에 따라 상기 모터구동회로부(70)에 인가되는 제어신호량을 조절하는 스위칭수단(60)을 더 구비하여 구성되고, 상기 온도감지수단(10)은 온도에 따라 저항값이 변화하는 서미스터로 구성된 것을 특징으로 하는 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 증폭수단(20)은 상기 온도감지수단(10)으로부터 출력된 온도감지신호로서 전류신호를 입력받아 전류증폭하는 것을 특징으로 하는 팬모터의 회전속도 자동제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 증폭수단(20)는 포토커플러로 구성되고, 그 포토커플러의 포토다이오드는 상기 온도감지수단(10)에 접속되고 수광 트랜지스터는 소정의 제1전원에 접속된 것을 특징으로 하는 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 스위칭수단(60)은 베이스단이 상기 비교수단(50)의 출력단에 접속되고 제2단자가 컬렉터단은 제2전원에 접속되며 에미터단은 상기 모터구동회로부(70)에 접속된 파워트랜지스터인 것을 특징으로 하는 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 기준파형생성수단(40)에서 생성된 기준파형은 삼각파와 톱니파 및 반원파로 이루어진 그룹중에서 선택된 어느 하나인것을 특징으로 하는 온도변화에 따른 팬모터의 회전속도 자동제어장치.