KR100548770B1 - 냉각팬 고장 검출 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각팬 고장 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 종래 냉각팬에서 고장 검출 신호를 출력하는 구조는 냉각팬 장착이 편리하고 냉각팬 장착 구성회로가 간편하기는 하나 냉각팬의 제조사에 따라 구성과 출력 신호의 레벨과 방향이 달라 일괄적용이 어렵고, 제조사의 사양에 따라 구성을 달리 해야 하는 제조사 의존이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 저가의 냉각팬을 사용하여 전자회로 구성에 의한 고장 검출방법을 사용하는 경우 냉각팬 제조사에 관계없이 구성이 동일하지만 제조사에 따라 트리거 구동회로의 내부 파라미터를 변경해야 하고, 전자스위치도 항상 일률적이 아니므로 오동작의 소지가 있고, 환경에 따라 잡음에 다소 취약하며 하드웨어 부품을 사용하는데 비용이 소요되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 냉각팬에 공급되는 직류 플러스전원과; 상기 냉각팬의 플러스단자에 접속되어 상기 직류 플러스전원을 연결하는 단자와; 상기 냉각팬의 여자 전류를 소멸시키는 프리휠링 다이오드와; 상기 냉각팬의 마이너스단자에 접속되어 직류 마이너스전원을 연결하는 단자와; 상기 냉각팬의 마이너스단자에 연결되어 온/오프 구동신호에 의해 온/오프하는 전자스위치와; 상기 전자스위치의 일측에 연결되는 냉각팬 전류 검출 장치와; 상기 냉각팬 전류 검출 장치의 전류 검출 신호를 필터링하여 제공하는 아날로그 필터와; 상기 아날로그 필터로부터의 필터링된 전류 검출 신호를 디지털 신호로 변환하여 제공하는 아날로그/디지털 컨버터와; 상기 아날로그/디지털 컨버터로부터 입력되는 디지털 변환된 전류 검출 신호를 미리 설정된 고장 전류레벨과 비교하여, 고장 전류 레벨보다 큰 경우에는 냉각팬에 이상이 있거나 이물질이 냉각팬에 걸려 냉각팬이 정지한 것으로 결정하고, 고장 전류 레벨보다 작은 경우에는 미리 설정 저장된 냉각팬이 연결되지 않은 경우에 검출되는 전류 경계 값의 오픈 전류 레벨과 비교하여, 오픈 전류 레벨보다 작으면 냉각팬이 연결되지 않은 것으로 결정하며, 오픈 전류 레벨보다 크면 냉각팬에 이상이 없는 것으로 결정하여 정상운전을 수행하는 컨트롤러를 포함하여 구성되어 냉각팬 고장 검출 장치의 파라미터 변경이 유연하므로 다양한 제조사에서 생산된 냉각팬을 선정하여 장착할 수 있고, 냉각팬 고장을 정량화하여 판단하므로 구동 환경에 따른 문제에 유연하게 대처하여 잡음 특성을 향상시키는 효과가 있다.
Description
도 1은 종래 냉각팬의 운영 구성을 보인 예시도.
도 2는 종래 냉각팬의 고장 유무를 하드웨어적인 신호로 출력하는 운영 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각팬 고장 검출 장치의 구성을 보인 블록도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각팬 고장 검출 방법의 동작 흐름도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
32 : 냉각팬 플러스단자 33 : 프리휠링 다이오드
34 : 냉각팬 마이너스단자 35 : 전자스위치
38 : 아날로그 필터 40 : 전류 검출 장치
본 발명은 냉각팬 고장 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 소자의 발열을 방열시키는 냉각팬이 고장 시 일어날 문제를 미연에 방지하고자 냉각팬 고장을 사용자에게 알릴 수 있게 한 냉각팬 고장 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 파워 반도체나 그 밖의 발열 반도체는 동작 중 발생하는 열을 방열시켜야 한다. 이때, 보통 알류미늄 판이나 기타 소재는 발열 반도체에 부착되어 방열을 증대시키는데, 이러한 방법으로도 발열이 해결되지 않는 경우에는 냉각팬이 부착된다.
냉각팬은 발열 반도체의 방열을 증가시키지만 먼지나 기타 이물질의 삽입, 냉각팬 고장이나 전원 이상으로 멈추게 되는 경우 기기의 열 폭주로 인해 소손이 발생할 수 있다. 따라서, 냉각팬의 고장을 감지하여 사용자에게 알리는 장치가 필요하다.
도 1은 종래 냉각팬의 운영 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 냉각팬(3)에 공급되는 직류 플러스전원(VCC)과; 상기 냉각팬(3)의 플러스단자에 접속되어 직류 플러스전원(VCC)을 연결하는 단자(2)와; 발열 반도체에 장착되어 열을 방열시키는 냉각팬(3)과; 상기 냉각팬(3)에 공급되는 직류 마이너스전원(GND)과; 상기 냉각팬(3)의 마이너스단자에 접속되어 직류 마이너스전원을 연결하는 단자(5)와; 상기 냉각팬(3)의 고장을 출력하는 고장출력 단자(6)로 구성된다.
냉각팬(3)은 직류 전원을 입력받아 팬을 회전시켜 발열 반도체의 열을 방열시키고, 고장 발생시 고장 출력 단자(6)로 고장 신호를 출력하여 외부 시스템에 알린다.
상기 냉각팬(3)은 냉각팬 제조사에서 팬 고장 신호를 발생하도록 구성되어 있으므로 항시 냉각팬(3)을 구동하다가 냉각팬(3)의 고장출력 단자(6)로부터 고장 신호가 발생되면 이를 컨트롤러로 전달하고, 컨트롤러에서 냉각팬 고장이 발생했음을 사용자에게 알린다.
그러나, 냉각팬 장착이 편리하고 냉각팬 장착 구성회로가 간편하기는 하나 냉각팬의 제조사에 따라 구성과 출력 신호의 레벨과 방향이 달라 일괄적용이 어렵고 고가이므로 저가형 제품 구성에 어려움이 있고, 제조사의 사양에 따라 구성을 달리 해야 하는 제조사 의존이 발생하는 문제점이 있다.
냉각팬 자체에서 팬 고장을 판단하여 고장 신호를 출력할 수 있지만 팬 장착회로에서 팬의 고장 유무를 하드웨어적으로 입력받도록 구성될 수 있다.
도 2는 종래 냉각팬 자체가 아닌 팬 장착회로에서 냉각팬의 고장 유무를 하드웨어적인 신호로 입력받는 운영 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 냉각팬에 공급되는 직류 플러스전원(VCC)과; 냉각팬의 플러스단자에 접속되어 직류 플러스 전원(VCC)을 연결하는 단자(12)와; 컨트롤러로 팬 고장 신호를 전달하는 고장출력 단자(13)와; 냉각팬의 마이너스 단자에 접속되어 직류 마이너스전원을 연결하는 단자(14)와; 제1전자스위치(16)를 제어하는 제1트리거 단자(15)와; 제2전자스위치(18)를 제어하는 제2트리거 단자(17)와; 냉각팬 전류를 검출하는 전류 검출 장치(19)로 구성된다.
별도의 고장출력 단자가 부착되지 않은 일반적인 냉각팬에서 팬의 이상 유무를 판단하기 위해 검출된 전류 신호를 이용하여 팬의 고장 유무와 부착 유무를 판단한다.
냉각팬이 정상적으로 동작하면 전류 검출 장치(19)에 형성된 전압으로 인하 여 제2트리거 단자(17)를 구동하고 이로 인하여 제2전자스위치(18)가 동작하여 고장출력 단자(13)는 0으로 유지한다.
냉각팬이 정지하는 경우 전류 검출 장치(19)에 형성된 전압이 높아져 제1트리거 단자(15)를 구동하고 이로 인하여 제1전자스위치(16)가 동작하여 제2트리거 단자(17) 구동이 멈추고 제2전자스위치(18)가 개방되면서 고장출력 단자(13)는 VCC가 되어 컨트롤러에서 팬 고장을 인식한다.
또한, 팬을 장착하지 않는 경우에는 전류 검출 장치에 형성된 전압이 없으므로 제1트리거 단자(15)와 제2트리거 단자(17)를 구동하지 못하게 되고 이로 인해 제1전자스위치(16)와 제2전자스위치(18)가 모두 개방된다. 따라서, 고장출력 단자 역시 VCC가 되므로 컨트롤러에서 팬 고장을 인식한다. 즉, 냉각팬이 멈추거나 장착되지 않으면 고장 신호를 발생시켜 사용자가 냉각팬에 이상이 있음을 알 수 있도록 하는 장치이다.
그러나, 냉각팬 제조사와 관계없이 항상 같은 구성을 갖고 있고 저가의 냉각팬을 사용할 수 있으나, 제조사에 따라 트리거 구동회로의 내부 파라미터를 변경해야 하는 문제점이 있다.
또한, 하드웨어 구성이므로 쉽게 변경하지 못하고, 전자스위치도 항상 일률적이 아니므로 오동작의 소지가 있고, 환경에 따라 잡음에 다소 취약하며 하드웨어 부품을 사용하므로 도 1의 구성보다는 저가이나 이 역시 비용이 소요되기는 마찬가지다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 냉각팬 회로 구성시 파라미터 변경이 가능하고 환경에 따른 문제에 유연하게 대처하여 잡음 특성을 향상시킬 수 있도록 한 냉각팬 고장 검출 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉각팬에 공급되는 직류 플러스전원과; 상기 냉각팬의 플러스단자에 접속되어 상기 직류 플러스전원을 연결하는 단자와; 상기 냉각팬의 여자 전류를 소멸시키는 프리휠링 다이오드와; 상기 냉각팬의 마이너스단자에 접속되어 직류 마이너스전원을 연결하는 단자와; 상기 냉각팬의 마이너스단자에 연결되어 온/오프 구동신호에 의해 온/오프하는 전자스위치와; 상기 전자스위치의 일측에 연결되는 냉각팬 전류 검출 장치와; 상기 냉각팬 전류 검출 장치의 전류 검출 신호를 필터링하여 제공하는 아날로그 필터와; 상기 아날로그 필터로부터의 필터링된 전류 검출 신호를 디지털 신호로 변환하여 제공하는 아날로그/디지털 컨버터와; 상기 아날로그/디지털 컨버터로부터 입력되는 디지털 변환된 전류 검출 신호를 미리 설정된 고장 전류레벨과 비교하여, 고장 전류 레벨보다 큰 경우에는 냉각팬에 이상이 있거나 이물질이 냉각팬에 걸려 냉각팬이 정지한 것으로 결정하고, 고장 전류 레벨보다 작은 경우에는 미리 설정 저장된 냉각팬이 연결되지 않은 경우에 검출되는 전류 경계 값의 오픈 전류 레벨과 비교하여, 오픈 전류 레벨보다 작으면 냉각팬이 연결되지 않은 것으로 결정하며, 오픈 전류 레벨보다 크면 냉각팬에 이상이 없는 것으로 결정하여 정상운전을 수행하는 컨트롤러를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 냉각팬 전류 검출 장치에 의해 검출된 전류 검출 신호를 입력받아 디지털 변환하는 단계와; 상기 디지털 변환된 전류 검출 신호를 고장 전류레벨과 비교하여 고장 전류레벨 이상인지를 판단하여 참이면 냉각팬이 고장임을 인식하는 단계와; 상기 판단 결과, 고장 전류레벨 미만이면 상기 디지털 변환된 전류 검출 신호를 냉각팬 오픈 전류레벨과 비교하여 오픈 전류레벨 미만인지를 판단하여 참이면 냉각팬이 연결되지 않음을 인식하는 단계와; 상기 판단 결과, 오픈 전류레벨 이상이면 냉각팬에 이상이 없음을 인식하는 단계와; 상기 냉각팬에 이상이 없으면 정상 적으로 냉각팬을 구동하는 단계와; 상기 냉각팬에 이상이 있으면 냉각팬 구동을 정지시키고 사용자에게 이를 알리는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각팬 고장 검출 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 냉각팬에 공급되는 직류 플러스전원(VCC)과; 상기 냉각팬의 플러스단자에 접속되어 상기 직류 플러스전원을 연결하는 단자(32)와; 상기 냉각팬의 여자 전류를 소멸시키는 프리휠링 다이오드(33)와; 상기 냉각팬의 마이너스단자에 접속되어 직류 마이너스전원을 연결하는 단자(34)와; 상기 냉각팬의 마이너스단자에 연결되어 온/오프 구동신호(36)에 의해 온/오프하는 전자스위치(35)와; 상기 전자스위치(35)의 일측에 연결되는 냉각팬 전류 검출 장치(40)와; 상기 냉각팬 전류 검출 장치(40)의 전류 검출 신호(39)를 필터링하여 컨트롤러의 아날로그/디지털 컨버터(37)로 출력하는 아날로그 필터(38)로 구성된다.
직류 플러스전원은 VCC로 냉각팬의 플러스단자에 연결된 냉각팬에 전원을 공급하고, 프리휠링 다이오드(33)는 상기 냉각팬의 여자 전류를 소멸시킨다.
전자스위치(35)는 컨트롤러로부터 출력되는 온/오프 구동신호(36)에 의해 온/오프되고, 냉각팬의 마이너스단자에 직류 마이너스전원을 연결하여 냉각팬을 온시킨다.
냉각팬 전류 검출 장치(40)는 냉각팬이 온/오프될 때 달리 흐르는 전류를 검 출하고, 아날로그 필터(38)는 상기 냉각팬 전류 검출 장치(40)의 전류 검출 신호(39)를 필터링하여 아날로그/디지털 컨버터(37)로 출력한다.
컨트롤러는 상기 아날로그/디지털 컨버터(37)에 의해 디지털 변환된 전류 검출 신호를 입력받아 냉각팬 고장 유무를 판단한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각팬 고장 검출 방법의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 냉각팬 전류 검출 장치에 의해 검출된 전류 검출 신호를 입력받아 디지털 변환하는 단계와; 상기 디지털 변환된 전류 검출 신호를 고장 전류레벨과 비교하여 고장 전류레벨 이상인지를 판단하여 참이면 냉각팬이 고장임을 인식하는 단계와; 상기 판단 결과, 고장 전류레벨 미만이면 상기 디지털 변환된 전류 검출 신호를 냉각팬 오픈 전류레벨과 비교하여 오픈 전류레벨 미만인지를 판단하여 참이면 냉각팬이 연결되지 않음을 인식하는 단계와; 상기 판단 결과, 오픈 전류레벨 이상이면 냉각팬에 이상이 없음을 인식하는 단계와; 상기 냉각팬에 이상이 없으면 정상적으로 냉각팬을 구동하는 단계와; 상기 냉각팬에 이상이 있으면 냉각팬 구동을 정지시키고 사용자에게 이를 알리는 단계로 이루어진다.
냉각팬의 플러스단자에 직류 플러스전원을 접속하고, 냉각팬의 마이너스단자를 냉각팬 구동 장치에 연결한 다음 전자스위치에 온 구동 신호를 인가하면 전자스위치가 온 되어 냉각팬이 구동한다.
이때, 냉각팬의 구동으로 인하여 전류 검출 장치에 전압이 형성하고 이 전압이 전류 검출 신호가 된다. 상기 전류 검출 신호는 아날로그 필터를 거쳐 평활된 신호로 변환되고, 다시 컨트롤러의 아날로그/디지털 컨버터에 입력된다.
컨트롤러는 아날로그/디지털 컨버터에 의해 전류 검출 신호를 디지털 변환하여 디지털 값으로 변환한다. 그리고, 상기 디지털 변환된 전류 검출 신호를 미리 설정된 고장 전류레벨과 비교하여 고장 전류레벨 이상인지를 판단한다. 여기서, 고장 전류레벨은 냉각팬이 고장이 난 경우에 검출되는 전류 경계 값으로 미리 설정되어 메모리에 저장된다.
디지털 변환된 전류 검출 신호가 고장 전류레벨보다 큰 경우에는 냉각팬에 이상이 있거나 이물질이 냉각팬에 걸려 냉각팬이 정지한 것으로 판단하게 되고, 작은 경우에는 냉각팬이 구동 장치에 연결되어 있는지를 확인한다.
컨트롤러는 냉각팬이 구동 장치에 연결되어 있는지를 확인하기 위해 디지털 변환된 전류 검출 신호를 오픈 전류레벨과 비교하여 오픈 전류레벨 이하인지를 판단하여 참이면 냉각팬이 연결되어 있지 않은 것으로 판단한다. 여기서, 오픈 전류레벨은 냉각팬이 연결되지 않은 경우에 검출되는 전류 경계 값으로 미리 설정되어 메모리에 저장된다.
이와 반대로, 디지털 변환된 전류 검출 신호가 오픈 전류레벨을 초과하면 냉각팬에 이상이 없음을 인식하고 정상 운전을 수행한다.
냉각팬 이상, 냉각팬 정지, 냉각팬 연결 불량으로 인식하면 컨트롤러는 최종적으로 냉각팬 고장으로 판단하여 냉각팬 고장을 사용자에게 알리고 냉각팬 운전을 정지시키고 필요 조치를 수행한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 냉각팬 고장 검출 장치의 파 라미터 변경이 유연하므로 다양한 제조사에서 생산된 냉각팬을 선정하여 장착할 수 있고, 냉각팬 고장을 정량화하여 판단하므로 구동 환경에 따른 문제에 유연하게 대처하여 잡음 특성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 장치 구성이 간단하므로 구성 부품의 특성에 따른 편차가 발생하지 않아 여러 설계 변수 고려 없이도 쉽게 구현이 가능해지는 효과가 있다.
Claims (2)
- 냉각팬에 공급되는 직류 플러스전원과;상기 냉각팬의 플러스단자에 접속되어 상기 직류 플러스전원을 연결하는 단자와;상기 냉각팬의 여자 전류를 소멸시키는 프리휠링 다이오드와;상기 냉각팬의 마이너스단자에 접속되어 직류 마이너스전원을 연결하는 단자와;상기 냉각팬의 마이너스단자에 연결되어 온/오프 구동신호에 의해 온/오프하는 전자스위치와;상기 전자스위치의 일측에 연결되는 냉각팬 전류 검출 장치와;상기 냉각팬 전류 검출 장치의 전류 검출 신호를 필터링하여 제공하는 아날로그 필터와;상기 아날로그 필터로부터의 필터링된 전류 검출 신호를 디지털 신호로 변환하여 제공하는 아날로그/디지털 컨버터와;상기 아날로그/디지털 컨버터로부터 입력되는 디지털 변환된 전류 검출 신호를 미리 설정된 고장 전류레벨과 비교하여,고장 전류 레벨보다 큰 경우에는 냉각팬에 이상이 있거나 이물질이 냉각팬에 걸려 냉각팬이 정지한 것으로 결정하고,고장 전류 레벨보다 작은 경우에는 미리 설정 저장된 냉각팬이 연결되지 않은 경우에 검출되는 전류 경계 값의 오픈 전류 레벨과 비교하여,오픈 전류 레벨보다 작으면 냉각팬이 연결되지 않은 것으로 결정하며,오픈 전류 레벨보다 크면 냉각팬에 이상이 없는 것으로 결정하여 정상운전을 수행하는 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉각팬 고장 검출 장치.
- 삭제
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