KR0156113B1 - 앤티씨를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앤티씨(NTC)를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치에 관한 것으로, 특히 주위 온도에 따라 저항값이 지수함수적으로 변화되는 NTC와; NTC의 저항값 변화를 전압으로 변화시켜 주는 전압변환부와; 전압변환부(4)의 출력전압을 전력증폭시켜 주는 증폭부와; 아날로그의 전압을 디지탈신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와; 냉각팬의 구동전압을 발생시켜 주는 CPU와; 냉각팬을 소정속도로 구동시켜 주는 쵸퍼로 구성하여 기준온도 부근에서의 채터링현상을 방지할 수 있도록 함과 동시에 주위 온도의 변화에 따라 냉각팬의 구동속도를 조절하여 전기에너지로 사용할 수 있도록 한 것이다.

Description

앤티씨(NTC)를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치

제1도는 종래의 인버터 냉각팬 구동회로도.

제2도는 본 발명 인버터 냉각팬 구동장치의 회로도.

제3도는 본 발명 장치의 작동상태를 설명하기 위한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉각팬 2 : 방열판

3 : NTC 4 : 전압변환부

5 : 증폭부 6 : A/D 변환기

7 : CPU 8 : 쵸퍼

본 발명은 앤티씨(Negative Temperature Coefficient: 이하 NTC라 칭함)를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치에 관한 것으로 특히, 소정의 기준온도 이상에서 냉각팬을 구동시킬때 발생되는 채터링현상 제거하고 에너지의 사용효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 NTC를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 인버터에 사용되는 IGBT에서는 콘덕션 로스와 스위칭 로스에 의해 열이 발생하는데, 이와같은 열은 IGBT 뿐만 아니라 주변 디바이스의 신뢰성에 영향을 주게 된다.

또한, IGBT와 모든 디바이스에는 신뢰성을 보장하는 온도범위가 있음에 따라 이 디바이스들 등에서 신뢰성을 보장하는 온도범위가 제일 작을 것을 기준으로 하여 주위 온도가 어느 기준온도를 초과하면 냉각팬을 구동시켜 주위온도가 신뢰성 보장온도범위를 벗어나지 않도록 해야만 되었다.

그런데, 종래의 인버터 냉각팬 구동회로는 제1도에 나타낸 바와 같이, 냉각팬(31)의 전방부에 설치됨과 동시에 3개의 IGBT 모듈(Q1-Q3)가 설치된 방열판(32)에 과열 검지소자(33)를 부착 설치하고, 상기 과열 검지소자(33)의 출력단에는 저항(R1, R2), 트랜지스터(Q4) 및 역전압 방지용 다이오드로 구성되는 릴레이(RLY) 구동부(34)를 설치하여서 된 구성으로 되어 있었다.

따라서, 상기 방열판(32)의 상면에 설치된 과열 검지소자(33)는 주위온도가 소정의 기준온도 이상으로 상승하면 통상시 단락상태에 있다가 개방상태로 변화되므로 릴레이 구동부(34)의 트랜지스터(Q4)가 온되어 릴레이(RLY)가 구동되어 그의 접점스위치가 온되므로 냉각팬(1)이 구동되었다.

그러나, 이와같은 구성은 과열 검지소자(32)을 이용하여 냉각팬(31)의 구동을 제어하므로, 기준온도 근처에서 주변온도가 조금씩 변화되어도 온도 스위치와 같은 상기 과열 검지소자(33)가 온,오프작동을 반복하므로 채터링이 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라, 기준온도 이상에서는 그 온도의 범위와 무관하게 상기 냉각팬이 최대속도로 구동되므로 에너지를 효율적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, NTC를 이용하여 소프트웨어적으로 히스테리시스 대역폭을 주어 기준온도 부근에서의 채터링현상을 방지할 수 있음과 동시에 주위온도의 변화에 따라 냉각팬의 구동속도를 조절할 수 있도록 하여 에너지의 사용효율을 향상시킬 수 있는 NTC를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치를 제공하는 데 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 장치의 상세호로도를 나타낸 것으로써, 3개의 IGBT 모듈(Q1-Q3)가 상면에 설치된 방열판(2)의 전방부에 냉각팬(1)을 설치한 구성의 인버터 냉각팬 구동장치에 있어서, 상기 방열판(2)의 상면에 설치되어 주위온도에 따라 저항값이 지수함수적으로 변화되는 NTC(3)와; 저항(R1,R2), 제너다이오드(ZD) 및 콘덴서(C1)로 구성되어 상기 NTC(3)의 저항값 변화를 전압으로 변화시켜 주는 전압변환부(4)와; 저항(R3,R4)과 증폭기(OP)로 구성되어 상기 전압변환부(4)의 출력전압을 전력증폭 시켜 주는 증폭부(5)와; 상기 증폭부(5)에서 출력되는 아날로그의 전압을 디지탈 신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기(6)와; 상기 A/D 변환기(6)의 출력신호를 입력 받아 소정프로그램을 수행하여 냉각팬(1)을 소정속도로 구동시키기 위한 전압을 발생시켜 주는 CPU(7)와; 상기 CPU(7)에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변화시켜 냉각팬(1)을 소정속도로 구동시켜 주는 쵸퍼(8)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 3개의 IGBT 모듈(Q1-Q3)가 상면에 설치된 방열판(2)의 전방부에는 냉각팬(1)을 설치하여 주므로써, 상기 IGBT 모듈(Q1-Q3)에서 열이 발생되어 방열판(2)의 온도가 소정온도 이상으로 상승하면 냉각팬(1)이 구동되어 상기 방열판(2)을 강제적으로 냉각시킬 수 있는 것이다.

이때, 상기 방열판(2)의 상면에는 NTC(3)를 설치하여 주므로써, 주위온도의 온도가 변화되면 상기 NTC(3)의 저항값이 지수함수적으로 변화되므로, 저항(R1,R2), 제너다이오드(ZD) 및 콘덴서(C1)로 구성된 전압변환부(4)의 출력전압도 상기 NTC(3)의 저항값 변화에 대응하여 지수함수적으로 변화된다.

이와같이 검출된 전압은 저항(R3,R4)과 증폭기(OP)로 구성된 증폭부(5)를 통해 소정레벨로 전력증폭 된 다음 A/D 변환기(6)로 입력되므로, 상기 A/D 변환기(6)에서는 이 아날로그의 전압을 디지탈신호로 변환시켜 CPU(7)시켜 주게 된다.

따라서, CPU(7)에서는 상기 A/D 변환기(6)에서 소정의 디지탈신호가 입력되면 제2도와 같은 프로그램을 수행하여 냉각팬(1)을 어떤 회전속도로 구동시킬 것인지를 결정하게 된다.

즉, 상기 CPU(7)는 냉각팬(1)이 구동되고 있는 않는 상태에서 모든 데이타를 초기화(S=0)시킨 다음, 상기 A/D 변환기(6)에서 출력되는 소정데이타(X)를 읽어들여 로그(log)화하여 NTC(3) 저항값과 온도사이의 관계를 직선화한 후, 이 직선화된 온도값(θ)을 냉각팬(1)이 구동되는 기준온도(θr)와 상호 비교하여 직선화된 온도값(θ)이 크면 읽어들인 온도값에 비례하는 출력값(U=kθ)과 냉각팬 구동신호(S=1)를 출력시키고, 반대로 기준온도(θr)값이 크면 기준온도(θr)-히스테리시스 대역폭(θb)직선화된 온도(θ)기준온도(θr) 상태이고 냉각팬 구동신호인 S=1인가를 검출하여 만약 그러하면 냉각팬(1)을 구동시키기 위한 출력값(U=kθ)을 발생시키고, 그렇지 않으면 냉각팬(1)의 구동 출력값(U)과 구동신호(S)를 각각 0로 출력시켜 냉각팬이 구동되지 않도록 한다.

상기 CPU(7)에서 소정의 출력신호가 발생되면 쵸퍼(8)는 이 직류전압을 교류전압으로 변화시켜 냉각팬(1)을 소정속도로 구동시키게 되므로 상기 냉각팬(1)은 측정온도에 부응하는 회전속도(즉, 지수함수적인 회전속도)를 갖고 구동되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 온도의 변화에 따라 스위칭 동작을 수행하는 기존의 과열 검지소자 대신 온도의 변화에 따라 저항값이 지수함수적으로 변화되는 NTC를 사용하므로써, 기준온도 부근에서의 채터링현상을 방지할 수 있음은 물론 주위온도의 변화에 따라 냉각팬의 구동속도를 조절할 수 있어 전기에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 3개의 IGBT 모듈(Q1-Q3)가 상면에 설치된 방열판의 전방부에 냉각팬을 설치한 구성의 인버터 냉각팬 구동장치에 있어서, 상기 방열판이 상면에 설치되어 주위온도에 따라 저항값이 지수함수적으로 변화되는 NTC와; 상기 NTC의 저항값 변화를 전압으로 변화시켜 주는 전압변환부; 상기 전압변환부의 출력전압을 전력증폭시켜 주는 증폭부와; 상기 증폭부에서 출력되는 아날로그의 전압을 디지탈신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와; 상기 A/D 변환기의 출력신호를 입력 받아 소정프로그램을 수행하여 냉각팬을 소정속도로 구동시키기 위한 전압을 발생시켜 주는 CPU와; 상기 CPU에서 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변화시켜 냉각팬을 소정속도로 구동시켜 주는 쵸퍼도 이루어진 것을 특징으로 하는 앤티씨(NTC)를 이용한 인버터 냉각팬 구동장치.