KR100418382B1 - Circuit for controlling refrigeration of computer processor unit - Google Patents

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KR100418382B1 KR10-2001-0053702A KR20010053702A KR100418382B1 KR 100418382 B1 KR100418382 B1 KR 100418382B1 KR 20010053702 A KR20010053702 A KR 20010053702A KR 100418382 B1 KR100418382 B1 KR 100418382B1
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Abstract

본 발명은 씨피유(CPU)의 상단에 콜드싱크를 설치하고, 상기 콜드싱크의 상단에 전자냉각소자를 설치하여 컴퓨터의 전자부품을 냉각하는 냉각제어장치에 있어서, 상기 콜드싱크에 설치되어 전자부품의 발열 온도에 따라 그에 대응하는 신호를 출력하는 온도감지센서와, 상기 온도감지센서와 병렬 설치한 복수의 저항을 통해 제어하고자 하는 특정 온도를 전압으로 미리 설정하는 기준온도설정부와, 상기 센싱증폭부의 출력신호와 기준온도설정부의 출력신호를 비반전단자 및 반전단자로 각각 입력받아 비교하는 비교부와, 상기 온도감지센서의 출력신호와 소정의 기준전압을 비반전단자 및 반전단자로 각각 제공받아 온도감지센서가 단락되거나 급저온으로 오동작하는 것을 감시하는 센서감시부와, 상기 비교부와 센서감시부의 출력신호에 따라 개폐되며 출력단과 전기적으로 절연되는 스위칭수단, 및 상기 스위칭수단의 출력신호에 따라 개폐되어 전자냉각소자로 일정 전원을 공급하는 냉각소자구동부를 구비함으로써, 온도감지센서의 오동작을 검출함과 아울러 전원 출력단을 보다 안정적으로 작동시킬 수 있는 씨피유의 냉각 제어 회로를 제공한다.The present invention provides a cooling control device for cooling an electronic component of a computer by installing a cold sink at an upper end of a CPU and installing an electronic cooling element at an upper end of the cold sink. A temperature sensor for outputting a signal corresponding to the heating temperature, a reference temperature setting unit for presetting a specific temperature to be controlled to a voltage through a plurality of resistors installed in parallel with the temperature sensor, and the sensing amplifier unit A comparator which receives and compares the output signal and the output signal of the reference temperature setting unit with the non-inverting terminal and the inverting terminal, respectively, and receives the output signal of the temperature sensor and a predetermined reference voltage as the non-inverting terminal and the inverting terminal, respectively. A sensor monitoring unit for monitoring a short circuit or malfunctioning at a sudden low temperature, and opening / closing according to an output signal of the comparing unit and the sensor monitoring unit And a switching means electrically insulated from the output stage, and a cooling element driver which opens and closes according to the output signal of the switching means and supplies a predetermined power to the electronic cooling element, thereby detecting a malfunction of the temperature sensing sensor and Provides CPI's cooling control circuit for more stable operation.

Description

씨피유의 냉각 제어 회로{CIRCUIT FOR CONTROLLING REFRIGERATION OF COMPUTER PROCESSOR UNIT}CFICUIT FOR CONTROLLING REFRIGERATION OF COMPUTER PROCESSOR UNIT}

본 발명은 컴퓨터 전자부품에서 발생하는 열을 냉각하는 제어장치에 관한 것으로, 특히 전자냉각소자와 온도센서를 이용해 컴퓨터의 중앙처리장치(이하, CPU 칩이라 칭함)와 그래픽 칩과 같은 전자부품에서 발생하는 열을 미리 설정한 온도범위로 냉각 제어하는 씨피유의 냉각 제어 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for cooling heat generated in computer electronic components. In particular, the present invention relates to a central processing unit (hereinafter referred to as a CPU chip) of a computer and an electronic component such as a graphic chip using an electronic cooling element and a temperature sensor. It relates to a cooling control circuit of the CAPI oil to cool the heat to the predetermined temperature range.

일반적으로, 컴퓨터의 전자부품인 CPU 칩 또는 그래픽 칩은 작동 중 고속데이터 처리로 인해 칩 내부에서 열이 발생되어 온도가 높아지며, 칩이 일정 온도 이상으로 과열되면 칩이 오작동을 일으킬 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 칩 냉각장치가 필수적으로 요구된다.In general, a CPU chip or a graphic chip, which is an electronic component of a computer, generates heat inside the chip due to high-speed data processing during operation, and prevents it because the chip may malfunction if the chip is overheated above a certain temperature. In order to do so, a chip chiller is required.

이로 인해, 칩 냉각장치는 열전도성이 양호한 금속으로 제작된 방열판이나 방열판과 냉각 팬이 결합된 공랭식 냉각장치를 채용하여 칩을 방열시켰다.For this reason, the chip cooling device employs a heat sink made of a metal having good thermal conductivity or an air-cooled cooling device in which a heat sink and a cooling fan are combined to heat the chip.

이러한 방열판은 열축적과 열발산 기능을 갖고 있으며, CPU 칩에서 발생되는 열량과 방열판에서 공기중으로 발산되는 열량과의 차에 의해 CPU 칩의 냉각정도가 결정되는 데, 방열판의 냉각 정도를 높이기 위해서는 표면적을 증대시키면 가능하나, 컴퓨터에 있어서 방열판의 표면적을 무한정 크게 할 수 없는 제한점이 있고, CPU 칩의 성능이 향상됨에 따라 발열량 또한 증가하고 있는 추세를 고려한다면, 냉각효과가 감소될 수밖에 없다.The heat sink has heat accumulation and heat dissipation functions. The degree of cooling of the CPU chip is determined by the difference between the heat generated from the CPU chip and the heat dissipated into the air from the heat sink. Although it is possible to increase the surface area of the computer, the surface area of the heat sink is infinitely large, and considering the trend that the heat generation also increases as the performance of the CPU chip increases, the cooling effect is inevitably reduced.

이를 보완하는 차원에서 공기중으로 발산되는 열량을 증대시킬 목적으로 냉각 팬을 결합하여 사용하는 데, 이또한 냉각효과는 다소 향상시키는 반면, 냉각장치의 부피가 커질 뿐만 아니라 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있었다.In order to compensate for this, a combination of cooling fans is used for the purpose of increasing the amount of heat dissipated into the air, which also improves the cooling effect somewhat, while increasing the volume of the cooling device and generating vibration and noise. there was.

종래에는 이를 보완하기 위하여 특허출원 제1999-30392호의 "씨피유 냉각 장치 및 방법"에서와 같이 펠티에 효과를 응용한 열전냉각소자와 CPU 온도센서를 이용하여 CPU 칩에서 발생하는 열을 신속하게 냉각시켜 CPU 칩이 보다 원활하게 동작할 수 있도록 하는 장치가 제안된 바 있고, 본 발명은 이와 같이 CPU 온도센서와 열전냉각소자를 이용한 씨피유 냉각 장치에 있어서, 열전냉각소자를 보다 안정적으로 동작시킬 수 있는 제어 회로를 제공하고자 한다.Conventionally, in order to compensate for this, the thermoelectric cooling device using the Peltier effect and the CPU temperature sensor, as in the patent application 1999-30392, "CPI oil cooling apparatus and method", are used to quickly cool the heat generated from the CPU chip. An apparatus for enabling a chip to operate more smoothly has been proposed, and the present invention provides a control circuit capable of more stably operating a thermoelectric cooling element in a CPU oil cooling device using a CPU temperature sensor and a thermoelectric cooling element. To provide.

따라서, 본 발명의 목적은 전자냉각소자와 온도감지센서를 이용해 컴퓨터의 중앙처리장치(이하, CPU 칩이라 칭함)와 그래픽 칩과 같은 전자부품에서 발생하는 열을 미리 설정한 온도로 냉각시키는 장치에 있어서, 온도감지센서의 오동작을 검출함과 아울러 전원 출력단을 보다 안정적으로 작동시킬 수 있는 씨피유의 냉각 제어 회로를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for cooling a heat generated from electronic components such as a central processing unit (hereinafter referred to as a CPU chip) of a computer and a graphics chip using an electronic cooling element and a temperature sensor. The present invention provides a cooling control circuit of a CAPI oil that can detect a malfunction of a temperature sensing sensor and operate the power output stage more stably.

도 1은 본 발명에 의한 씨피유 냉각 장치와 그 제어 회로를 나타낸 블록도이고,1 is a block diagram showing a CPI cooling device and a control circuit thereof according to the present invention,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 냉각제어부를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a cooling control unit according to an embodiment of the present invention.

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

10: 전자부품(CPU 칩) 20: 콜드싱크10: electronic component (CPU chip) 20: cold sink

30: 전자냉각소자 40: 히트싱크30: electronic cooling element 40: heat sink

50: 팬 모터 100: 냉각제어부50: fan motor 100: cooling control unit

110: 온도감지센서 112: 센싱증폭부110: temperature sensor 112: sensing amplifier

114: 기준온도설정부 116: 비교부114: reference temperature setting unit 116: comparison unit

118: 센서감시부 120: 논리연산부118: sensor monitoring unit 120: logic operation unit

122: 스위칭수단 124: 냉각소자구동부122: switching means 124: cooling element drive unit

126: 정전압조절부126: constant voltage regulator

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 씨피유의 상단에 콜드싱크를 설치하고, 상기 콜드싱크의 상단에 전자냉각소자를 설치하여 컴퓨터의 전자부품을 냉각하는 냉각제어장치에 있어서: 상기 콜드싱크에 설치되어 전자부품의 발열 온도에 따라 그에 대응하는 신호를 출력하는 온도감지센서; 상기 온도감지센서를 통해 출력되는 신호와 기준 신호를 비반전단자 및 반전단자로 각각 제공받아 증폭하는 센싱증폭부; 상기 온도감지센서와 병렬 설치한 복수의 저항을 통해 제어하고자 하는 특정 온도를 전압으로 미리 설정하는 기준온도설정부; 상기 센싱증폭부의 출력신호와 기준온도설정부의 출력신호를 비반전단자 및 반전단자로 각각 입력받아 비교하는 비교부; 상기 온도감지센서의 출력신호와 소정의 기준전압을 비반전단자 및 반전단자로 각각 제공받아 온도감지센서가 단락되거나 급저온으로 오동작하는 것을 감시하는 센서감시부; 상기 비교부와 센서감시부로부터 출력되는 신호를 제공받아 논리 조합하는 논리연산부; 상기 논리연산부의 출력신호에 따라 개폐되며 출력단과 전기적으로 절연되는 스위칭수단; 및 상기 스위칭수단의 출력신호에 따라 개폐되어 전자냉각소자로 일정 전원을 공급하는 냉각소자구동부;를 구비한 것을 특징으로 한다.The technical means of the present invention for achieving the above object, in the cooling control device for cooling the electronic components of the computer by installing a cold sink on top of the CPI, an electronic cooling element on the top of the cold sink: A temperature sensor installed in the sink and outputting a signal corresponding to the heating temperature of the electronic component; A sensing amplification unit configured to amplify the signal and the reference signal output through the temperature sensing sensor as non-inverting terminals and inverting terminals, respectively; A reference temperature setting unit that presets a specific temperature to be controlled to a voltage through a plurality of resistors installed in parallel with the temperature sensor; A comparator for comparing the output signal of the sensing amplifier and the output signal of the reference temperature setting unit with each other as a non-inverting terminal and an inverting terminal; A sensor monitoring unit configured to receive an output signal of the temperature sensor and a predetermined reference voltage as a non-inverting terminal and an inverting terminal, respectively, to monitor whether the temperature detecting sensor is short-circuited or malfunctioning at a sudden low temperature; A logic calculator configured to receive and output a signal output from the comparator and the sensor monitor; Switching means which are opened and closed according to the output signal of the logic operation unit and electrically insulated from the output terminal; And a cooling element driving unit which opens and closes according to the output signal of the switching means and supplies a predetermined power to the electronic cooling element.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 씨피유 냉각 장치와 그 제어 회로를 나타낸 블록도로서, CPU(10), 콜드싱크(20), 전자냉각소자(30), 히트싱크(40), 팬 모터(50) 및 냉각제어부(100)로 이루어져 있다.1 is a block diagram showing a CPI cooling device and a control circuit thereof according to the present invention, including a CPU 10, a cold sink 20, an electronic cooling element 30, a heat sink 40, a fan motor 50, It consists of a cooling control unit (100).

상기 콜드싱크(20)는 CPU 칩(10)과 같은 씨피유의 패키지 상단에 안착되어 컴퓨터 전자부품에서 발생되는 열을 방출하는 동판과 알루미늄판과 같은 금속패드로 이루어져 있고, 전자냉각소자(30)는 콜드싱크(20)의 상단에 밀착되어 과 냉각제어부(100)의 제어에 따라 전원을 공급받아 콜드싱크(20)를 설정온도로 냉각시키도록 구성되어 있고, 히트싱크(40)는 전자냉각소자(30)의 상단에 설치되며 세로로 일렬 설치된 다수의 방열핀(45)을 통해 전자냉각소자(30)로부터 전달된 열을 방출시키도록 이루어져 있고, 팬 모터(50)는 히트싱크(40)의 일측에 설치되어 소정의 전원 공급에 따라 작동되어 일정 온도로 데워진 방열핀(45)을 공냉시키도록 구성되어 있다.The cold sink 20 is composed of a copper pad and a metal pad such as an aluminum plate seated on the top of the CAPI oil package such as the CPU chip 10 to release heat generated from computer electronic components, the electronic cooling element 30 It is in close contact with the upper end of the cold sink 20 is supplied with power under the control of the overcooling control unit 100 is configured to cool the cold sink 20 to a set temperature, the heat sink 40 is an electronic cooling element ( It is installed on the top of the 30 and is configured to discharge the heat transferred from the electronic cooling device 30 through a plurality of heat dissipation fins 45 installed in a row in a vertical line, the fan motor 50 is on one side of the heat sink 40 Installed and operated according to a predetermined power supply is configured to cool the heat radiating fins 45 heated to a predetermined temperature.

그리고, 냉각제어부(100)는 다수의 전자부품들로 이루어져 히트싱크(40)의 일측면에 장착된 회로기판에 배치되어 있고, 콜드싱크(20)의 일측면에 설치된 온도감지센서(31)의 감지온도에 따라 전자냉각소자(30)의 작동을 제어하도록 이루어져 있다.And, the cooling control unit 100 is composed of a plurality of electronic components are arranged on a circuit board mounted on one side of the heat sink 40, the temperature sensing sensor 31 of one side of the cold sink 20 It is made to control the operation of the electronic cooling device 30 according to the sensing temperature.

상기 전자냉각소자(30)는 펠티에 효과를 응용한 반도체 전자냉각모듈로, 전류가 N형 반도체 소재로부터 P형 반도체 소재로 흐를 때 N형과 P형 반도체 소재에 접합된 면은 흡열작용으로 온도가 내려가고, 접합되지 않은 면은 발열 작용을 한다.The electronic cooling device 30 is a semiconductor electronic cooling module using the Peltier effect, and when the current flows from the N-type semiconductor material to the P-type semiconductor material, the surface bonded to the N-type and P-type semiconductor material is endothermic. Down, the unbonded side exothermic.

이러한 N형과 P형 반도체 소자로 된 열전쌍을 한 개에서 수백 개 포함하여 매트릭스로 구성되고 열전쌍을 방열체와 냉각 대상물간을 전기적으로 차단하는 동시에 구조물을 지탱하는 역할을 하는 세라믹판들 사이에 끼워 제작된 구조를 가지며, 냉각을 요하는 대상인 CPU 칩(10)에서 발생하는 열은 전자냉각소자(30)의 흡열 세라믹판과 밀착된 열전도판을 통하여 흡열, 열발산 세라믹판에 접촉된 방열판으로 열을 지속적으로 이동시키는 작용을 한다.One to several hundred thermocouples made of such N-type and P-type semiconductor elements are formed in a matrix, and the thermocouples are sandwiched between ceramic plates that electrically support the structure while electrically blocking the radiator and the cooling object. The heat generated from the CPU chip 10, which has a fabricated structure and requires cooling, is heated by a heat sink in contact with the heat absorbing and heat dissipating ceramic plate through the heat conducting plate in close contact with the heat absorbing ceramic plate of the electronic cooling device 30. It keeps moving.

즉, 전자냉각소자(30)를 동작시키면 한쪽면은 냉각이 되고, 그 반대편은 열이 발생하고, 이 열 발생량은 냉각되는 정도에 따라 다르지만, 열이 발생하는 것을 얼마만큼 잘 방열시키는가에 따라 냉각의 효율이 결정된다.That is, when the electronic cooling element 30 is operated, one side is cooled, and the other side generates heat, and the amount of heat generated varies depending on the degree of cooling, but depending on how well the heat is generated. The efficiency of is determined.

따라서, 콜드싱크(20)를 냉각시키는 과정에서 전자냉각소자(30)의 반대편은 열이 많이 발생되므로 히트싱크(40)가 필요로 하게 되는 것이며, 히트싱크(40)의 방열성능이 좋아야 콜드싱크(20)를 잘 냉각시킬 수 있다.Therefore, in the process of cooling the cold sink 20, since the heat is generated on the opposite side of the electronic cooling device 30, the heat sink 40 is required, and the heat sink 40 should have good heat dissipation performance. (20) can be cooled well.

이를 위해 히트싱크(40)에 냉각 팬(50)을 부착하여 열 냉각 효율을 높였다.To this end, the cooling fan 50 is attached to the heat sink 40 to increase the thermal cooling efficiency.

아울러, 본 발명에 의한 냉각제어부(100)는 도시된 바와 같이 온도감지센서(110), 센싱증폭부(112), 기준온도설정부(114), 비교부(116), 센서감시부(118), 논리연산부(120), 스위칭수단(122), 냉각소자구동부(124) 및 정전압조절부(126) 등으로 이루어져 있다.In addition, the cooling control unit 100 according to the present invention, as shown, the temperature sensor 110, the sensing amplifier 112, the reference temperature setting unit 114, the comparison unit 116, the sensor monitoring unit 118 , A logic operation unit 120, a switching unit 122, a cooling element driving unit 124, and a constant voltage control unit 126.

상기 온도감지센서(110)는 콜드싱크(20)의 일측면에 설치되어 전자부품의 발열 온도에 따라 그에 대응하는 신호를 출력하도록 이루어져 있고, 센싱증폭부(112)는 온도감지센서(110)를 통해 출력되는 신호와 기준신호를 비반전단자(+) 및 반전단자(-)로 각각 제공받아 증폭하도록 이루어져 있고, 기준온도설정부(114)는 제어하고자하는 특정 온도를 전압으로 미리 설정한 저항(R5, R6)으로 이루어져 있고, 비교부(116)는 센싱증폭부(112)의 출력신호와 기준온도설정부(114)의 출력신호를 각각 입력받아 비교한 후 그에 상응하는 신호를 출력하도록 이루어져 있고, 센서감시부(118)는 온도감지센서(110)의 출력신호와 소정의 기준전압을 각각 제공받아 비교한 후 온도감지센서가 단락되거나 급저온으로 오동작할 경우에 그에 해당하는 신호를 출력하는 증폭기로 이루어져 있다.The temperature sensor 110 is installed on one side of the cold sink 20 is configured to output a signal corresponding to the heat generated temperature of the electronic component, the sensing amplifier 112 is a temperature sensor 110 The signal and the reference signal outputted through the non-inverting terminal (+) and the inverting terminal (-) are respectively provided and amplified, and the reference temperature setting unit 114 is a resistance to preset a specific temperature to control voltage ( R5 and R6, and the comparing unit 116 is configured to receive the output signal of the sensing amplifier 112 and the output signal of the reference temperature setting unit 114, respectively, and then output a corresponding signal. The sensor monitoring unit 118 receives and compares the output signal of the temperature sensor 110 and a predetermined reference voltage, respectively, and then outputs a corresponding signal when the temperature sensor is shorted or malfunctions at a sudden low temperature. Done with There.

또한, 논리연산부(120)는 비교부(116)와 센서감시부(118)로부터 출력되는 신호를 각각 제공받아 논리 조합한 후 그에 상응하는 신호를 출력하는 오아게이트로이루어져 있고, 스위칭수단(122)은 논리연산부(120)의 출력신호에 따라 작동되어 출력단과 전기적으로 절연시키는 포토다이오드(PD) 및 포토트랜지스터(PT)와 같은 포토커플러로 이루어져 있고, 냉각소자구동부(124)는 포토커플러의 스위칭에 따라 개폐되어 전자냉각소자(30)로 소정의 전원을 공급하도록 이루어져 있고, 정전압조절부(126)는 외부에서 인가되는 DC 12V 전압을 일정 정전압으로 변환한 후 각종 회로부로 공급하도록 이루어져 있다.In addition, the logic operation unit 120 is provided with an oragate for receiving the signals output from the comparator 116 and the sensor monitoring unit 118, respectively, and logically combining the signals and outputting the corresponding signals. Is composed of photocouplers such as photodiodes (PD) and phototransistors (PT) which are operated according to the output signal of the logic operation unit 120 and electrically insulate from the output terminals, and the cooling element driving unit 124 is used for switching the photocouplers. Therefore, the opening and closing is performed to supply a predetermined power to the electronic cooling device 30, and the constant voltage adjusting unit 126 is configured to convert a DC 12V voltage applied from the outside into a predetermined constant voltage and then supply it to various circuit parts.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 냉각제어부를 나타낸 회로도로서, 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.2 is a circuit diagram illustrating a cooling control unit according to an embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG. 1.

상기 온도감지센서(110)는 전원전압(VCC)과 접지전압(GND) 사이에 설치되어 콜드싱크(20) 즉, CPU(10)의 발열온도에 따라 그에 해당하는 신호를 출력하는 RTD(Resistance Temperature Detector)형 플래티넘 온도(Platinum Temperature) 소자이고, 센싱증폭부(112)는 온도감지센서(110)를 통해 출력된 신호 및 전원전압과 접지전압 사이에 직렬 연결된 복수의 저항소자(R4, ZD1) 사이에 인가된 신호를 각각 비반전단자(+) 및 반전단자(-)로 제공받아 증폭하는 연산증폭기(Op1)로 구성되어 있고, 기준온도설정부(114)는 전원전압과 접지전압 사이에 복수의 저항(R5, R6)을 직렬 연결한 후 복수의 저항(R5, R6)을 통해 제어하고자 하는 특정 온도를 전압으로 미리 설정하도록 이루어져 있고, 비교부(116)는 센싱증폭부(112)를 통해 증폭된 출력신호 및 기준온도설정부(114)를 통해 설정된 기준전압을 각각 비반전단자(+) 및 반전단자(-)로 각각 입력받아 비교한 후 그에 해당하는 신호를 출력하는 비교기(Comp)로 구성되어 있다.The temperature sensor 110 is installed between the power supply voltage VCC and the ground voltage GND, and outputs a signal corresponding to the cold sink 20, that is, the heating temperature of the CPU 10. Detector type Platinum Temperature (Platinum Temperature) device, the sensing amplifier 112 is a signal output through the temperature sensor 110 and a plurality of resistors (R4, ZD1) connected in series between the power supply voltage and the ground voltage Comprising an operational amplifier (Op1) for receiving and amplifying the signal applied to the non-inverting terminal (+) and inverting terminal (-), respectively, and the reference temperature setting unit 114 is a plurality of between the power supply voltage and ground voltage After the resistors R5 and R6 are connected in series, a predetermined temperature to be controlled is set to a voltage through a plurality of resistors R5 and R6 in advance, and the comparator 116 is amplified by the sensing amplifier 112. The reference voltage set through the output signal and the reference temperature setting unit 114 It consists of a comparator (Comp) that receives and compares each non-inverting terminal (+) and inverting terminal (-) and outputs the corresponding signal.

또한, 센서감시부(118)는 온도감지센서(110)로 입력되는 신호 및 정전압조절부(126)를 통해 공급되는 전압(Va)을 각각 비반전단자(+) 및 반전단자(-)로 각각 제공받아 그에 해당하는 신호를 출력하는 증폭기(Op2)로 이루어져, 온도감지센서(110)의 회로가 단락되거나 급저온으로 오동작하는 것을 감시하도록 구성되어 있고, 논리연산부(120)는 비교부(116)와 센서감시부(118)로부터 출력되는 신호를 제공받아 논리 조합한 후 두 입력신호 중 적어도 하나가 '하이'일 경우에는 '하이'신호를 출력하는 오아게이트(G1)로 구성되어 있고, 스위칭수단(122)은 논리연산부(120)의 출력신호에 따라 개폐되며 출력단과 전기적으로 절연하기 위한 포토다이오드(PD)와 포토트랜지스터(PT)로 이루어진 포토커플러로 구성되어 있고, 냉각소자구동부(124)는 스위칭수단(122)의 포토트랜지스터(PT)의 도통에 따라 스위칭되어 출력단을 통해 전자냉각소자(30)로 일정 전원을 공급하는 FET형 트랜지스터(M1)로 구성되어 있다.In addition, the sensor monitoring unit 118 is a signal input to the temperature sensor 110 and the voltage (Va) supplied through the constant voltage adjusting unit 126 to the non-inverting terminal (+) and inverting terminal (-), respectively. Comprising an amplifier (Op2) provided and outputs a corresponding signal, it is configured to monitor the circuit of the temperature sensor 110 is short-circuit or malfunctioning at a low temperature, the logic operation unit 120 is a comparison unit 116 And a logic gate after receiving a signal output from the sensor monitoring unit 118 and logically combining the signal and outputting the high signal when at least one of the two input signals is 'high'. Reference numeral 122 is opened and closed in accordance with the output signal of the logic operation unit 120 and is composed of a photocoupler consisting of a photodiode (PD) and a phototransistor (PT) for electrically insulated from the output terminal, the cooling element driver 124 is Phototransistor of the switching means 122 It is composed of a FET transistor M1 which is switched in accordance with the conduction of the rotor PT and supplies a constant power supply to the electronic cooling element 30 through the output terminal.

아울러, 상기 센서감시부(118)는 온도감지센서(110)의 오동작이나 과냉각 상태가 아닐 경우에는 통상 '하이'신호를 출력하며, 비반전 입력단(+)에 순방향다이오드(D1)를 설치하여 전류의 역류를 방지하도록 하며, 또한 전원전압과 온도감지센서(110) 사이에 가변저항(VR1)을 설치하여 사용자 임의로 냉각온도를 조정하여 주변 환경에 따라 CPU(10)를 적절한 온도로 조정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the sensor monitoring unit 118 normally outputs a 'high' signal when the temperature sensor 110 is not malfunctioning or under-cooled, and a forward diode (D1) is installed at the non-inverting input terminal (+) to provide a current. To prevent the reverse flow of the power supply and the variable resistance (VR1) between the power supply voltage and the temperature sensor 110 is configured to adjust the CPU 10 to the appropriate temperature according to the surrounding environment by arbitrarily adjusting the cooling temperature. It is desirable to.

상기와 같이 구성된 본 발명의 냉각제어장치의 개략적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at a schematic operation of the cooling control device of the present invention configured as described above are as follows.

상기 CPU(10)와 밀착되어 있는 콜드싱크(20)의 일측면에 설치된 온도감지센서(110)는 온도가 상승함에 따라 저항이 커지며, 콜드싱크(20)의 발열 온도에 상응하는 전압을 증폭기(Op1)의 비반전단자(+)로 출력한다.The temperature sensor 110 installed on one side of the cold sink 20 in close contact with the CPU 10 has a large resistance as the temperature rises, and a voltage corresponding to the exothermic temperature of the cold sink 20 is increased by an amplifier ( Output to the non-inverting terminal (+) of Op1).

상기 증폭기(Op1)는 입력전압에 따라 증폭이 이루어지며 그 출력전압은 비교기(Comp)의 비반전단자(+)로 공급된다.The amplifier Op1 is amplified according to the input voltage and the output voltage is supplied to the non-inverting terminal (+) of the comparator Comp.

상기 비교기(Comp)에서는 증폭기(Op1)로부터 공급된 전압과 기준전압설정부로부터 인가된 기준전압을 비반전단자(+) 및 반전단자(-)로 각각 제공받아 비교한 후 입력 전압이 기준전압보다 높을 경우에는 '하이'신호를 오아게이트(G1)로 출력하게 된다.In the comparator Comp, the voltage supplied from the amplifier Op1 and the reference voltage applied from the reference voltage setting unit are respectively supplied to the non-inverting terminal (+) and the inverting terminal (-), and then the input voltage is higher than the reference voltage. If it is high, the 'high' signal is output to the oragate G1.

상기 오아게이트(G1)는 비교부(116)의 출력신호와 센서감시부(118)의 출력신호를 각각 제공받아 논리 연산한 후 두 신호 중 적어도 하나가 '하이'일 경우 즉, 온도감지센서(110)를 통해 감지한 발열온도가 미리 설정한 기준온도보다 높거나 또한 온도감지센서(110)에 이상이 없을 경우에 '하이'신호를 출력하게 된다.The oA gate G1 receives the output signal of the comparator 116 and the output signal of the sensor monitor 118 and performs a logical operation, respectively, and when at least one of the two signals is 'high', that is, the temperature sensor ( When the heating temperature detected through 110 is higher than the preset reference temperature or there is no abnormality in the temperature detection sensor 110, a 'high' signal is output.

이어, 포토커플러(122)의 포토다이오드(PD)는 오아게이트(G1)의 출력신호에 따라 발광되어 포토트랜지스터(PT)를 턴-온시키며, 상기 포토트랜지스터(PT)의 턴-온에 따라 냉각소자구동부(124)의 트랜지스터(M1)를 턴-온시켜 전자냉각소자(30)로 일정 DC 전압을 공급하게 된다.Subsequently, the photodiode PD of the photocoupler 122 emits light according to the output signal of the OR gate G1 to turn on the phototransistor PT and to cool according to the turn-on of the phototransistor PT. The transistor M1 of the device driver 124 is turned on to supply a predetermined DC voltage to the electronic cooling device 30.

이때, 전원전압(VCC)과 트랜지스터(M1) 사이에 설치된 발광다이오드(PD1)로 인해 전자냉각소자(30)의 작동 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.In this case, the operation of the electronic cooling device 30 may be visually confirmed by the light emitting diode PD1 provided between the power supply voltage VCC and the transistor M1.

아울러, 상기 기준온도설정부(114)에 설정된 기준온도를 25℃로 설정하여CPU(10)를 대략 25℃ 정도로 유지하는 것이 바람직하며, 정전압조절부(126)를 통해 온도감지센서(110)와 증폭기(Op1, Op2), 비교기(Comp) 및 오아게이트(G1)로 공급되는 전원을 일정하게 유지되도록 하여 전력제어시 외부 전원전압의 변동에 관계없이 안정되게 동작되도록 하는 것이 바람직하며, 냉각소자구동부(124)에는 FET형 트랜지스터(M1)를 사용하여 스위칭을 신속하게 하는 것이 바람직하다.In addition, the reference temperature set in the reference temperature setting unit 114 is set to 25 ℃ to maintain the CPU 10 approximately 25 ℃, the temperature sensor 110 and through the constant voltage control unit 126 The power supplied to the amplifiers Op1, Op2, comparator and Oagate G1 is kept constant so that the power supply can be stably operated regardless of the change of the external power voltage. In 124, it is preferable to use a FET transistor M1 to quickly switch.

따라서, CPU칩(10)은 강력하게 냉각되면서도 일정 온도로 안정되게 유지할 수 있어 정상적이고도 안정된 고속데이터처리 능력을 수행할 수 있다.Therefore, the CPU chip 10 can be stably maintained at a constant temperature while being strongly cooled, and can perform normal and stable high speed data processing capability.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 컴퓨터의 CPU 칩만 아니라 냉각이 필요한 다른 전자부품이나 장비에도 전자냉각소자와 그 제어장치를 적용하여 사용하는 등의 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, the present invention may be variously modified by those skilled in the art, such as by using an electronic cooling element and its control device not only for a CPU chip of a computer but also for other electronic parts or equipment requiring cooling. It is obvious that it can be implemented. Such modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention, and such modified embodiments should fall within the appended claims of the present invention.

따라서, 본 발명에서는 전자냉각소자와 온도감지센서를 이용해 컴퓨터의 중앙처리장치와 그래픽 칩과 같은 전자부품에서 발생하는 열을 미리 설정한 온도로 냉각시키는 장치에 온도감지센서를 감시하는 수단을 설치하여 센서의 오동작과 전자부품의 과냉각상태를 검출하여 CPU 냉각을 보다 안정적으로 동작시킬 수 있음과 아울러 냉각온도제어측과 냉각소자구동측을 포토커플러를 통해 절연시킴에 따라 냉각소자구동측을 최대로 안정적으로 동작시킬 수 있고, 또한 정전압조절부(126)를통해 항상 일정한 전압을 각종 회로측으로 인가함으로써, 전력제어시 외부 전원전압의 변동에 관계없이 안정적으로 회로를 동작시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, by using the electronic cooling element and the temperature sensor, a means for monitoring the temperature sensor in a device for cooling the heat generated from electronic components such as the computer's central processing unit and the graphics chip to a predetermined temperature CPU cooling can be operated more stably by detecting sensor malfunction and supercooling state of electronic parts. In addition, the cooling element driving side is maximally stable by insulating the cooling temperature control side and the cooling element driving side through a photocoupler. By applying a constant voltage to the various circuits always through the constant voltage adjusting unit 126, there is an advantage that the circuit can be operated stably regardless of the fluctuation of the external power supply voltage during power control.

Claims (4)

씨피유의 상단에 콜드싱크를 설치하고, 상기 콜드싱크의 상단에 전자냉각소자를 설치하여 컴퓨터의 전자부품을 냉각하는 냉각제어장치에 있어서:In a cooling control device for cooling the electronic components of the computer by installing a cold sink on the top of the CIF oil, an electronic cooling element on the top of the cold sink: 상기 콜드싱크에 설치되어 전자부품의 발열 온도에 따라 그에 대응하는 신호를 출력하는 온도감지센서;A temperature sensing sensor installed in the cold sink and outputting a signal corresponding to the heating temperature of the electronic component; 상기 온도감지센서를 통해 출력되는 신호와 기준 신호를 비반전단자 및 반전단자로 각각 제공받아 증폭하는 센싱증폭부;A sensing amplification unit configured to amplify the signal and the reference signal output through the temperature sensing sensor as non-inverting terminals and inverting terminals, respectively; 상기 온도감지센서와 병렬 설치한 복수의 저항을 통해 제어하고자 하는 특정 온도를 전압으로 미리 설정하는 기준온도설정부;A reference temperature setting unit that presets a specific temperature to be controlled to a voltage through a plurality of resistors installed in parallel with the temperature sensor; 상기 센싱증폭부의 출력신호와 기준온도설정부의 출력신호를 비반전단자 및 반전단자로 각각 입력받아 비교하는 비교부;A comparator for comparing the output signal of the sensing amplifier and the output signal of the reference temperature setting unit with each other as a non-inverting terminal and an inverting terminal; 상기 온도감지센서의 출력신호와 소정의 기준전압을 비반전단자 및 반전단자로 각각 제공받아 온도감지센서가 단락되거나 급저온으로 오동작하는 것을 감시하는 센서감시부;A sensor monitoring unit configured to receive an output signal of the temperature sensor and a predetermined reference voltage as a non-inverting terminal and an inverting terminal, respectively, to monitor whether the temperature detecting sensor is short-circuited or malfunctioning at a sudden low temperature; 상기 비교부와 센서감시부로부터 출력되는 신호를 제공받아 논리 조합하는 논리연산부;A logic calculator configured to receive and output a signal output from the comparator and the sensor monitor; 상기 논리연산부의 출력신호에 따라 개폐되며 출력단과 전기적으로 절연되는 스위칭수단; 및Switching means which are opened and closed according to the output signal of the logic operation unit and electrically insulated from the output terminal; And 상기 스위칭수단의 출력신호에 따라 개폐되어 전자냉각소자로 일정 전원을공급하는 냉각소자구동부;를 구비한 것을 특징으로 하는 씨피유의 냉각 제어 회로.And a cooling element driving unit which opens and closes according to the output signal of the switching means and supplies a predetermined power to the electronic cooling element. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 냉각제어장치는,The cooling control device, 외부로부터 입력되는 직류전압을 일정 전압으로 변환한 후 각종 회로부로 일정 정전압을 공급하는 정전압조절부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 씨피유의 냉각 제어 회로.And a constant voltage control unit for converting a DC voltage input from the outside into a constant voltage and supplying a constant constant voltage to various circuit units. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 온도감지센서는,The temperature sensor, 온도와 저항값이 비례하는 RTD형 플래티넘 온도 소자인 것을 특징으로 하는 씨피유의 냉각 제어 회로.CPI oil cooling control circuit, characterized in that the RTD-type platinum temperature element is proportional to the temperature and the resistance value. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스위칭수단은, 포토커플러로 이루어진 것을 특징으로 하는 씨피유의 냉각 제어 회로.Said switching means is CCF cooling control circuit, characterized in that consisting of a photocoupler.
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