KR100868055B1 - 효과적인 방열 구조를 가지는 피씨 일체형 티브이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PC 일체형 TV의 방열 구조에 관한 것이다. PC 일체형 TV는 베이스 프레임, PC 부, TV부, SMPS 파워부, PC-TV 인터페이스부, 사용자 인터페이스부 및 쉴드 케이스를 포함한다. PC 부는 CPU 및 시스템 칩셋을 구비한 PC 메인보드를 구비한다. TV부는 TV 신호처리부와 컨트롤러를 듀얼 코아로 구현한 듀얼 코아 칩과, 오디오 엠프칩을 포함하는 TV 메인 보드를 가진다. PC 메인보드 상의 중앙처리장치 상에는 중앙 처리 장치에서 발생된 열을 전달받는 제1 방열판과 상기 제1 방열판에 결합된 제1 쿨러를 설치하고, PC 메인보드상의 시스템 칩셋 상에는 시스템 칩셋에서 발생된 열을 전달받는 제2 방열판을 설치하고, 듀얼 코아 칩 상에는 TV 신호처리부와 컨트롤러에서 발생되는 열을 전달받는 제3 방열판을 설치하고, 오디오 엠프칩 상에 TV 메인 보드에 대해 수직 방향으로 오디오 엠프 칩의 면적에 비해 큰 사이즈를 가지는 제4 방열판을 장착시킨다. 쉴드 케이스는 다수의 방열 구멍 및 제1 냉각 쿨러를 가지며, 다수의 방열 구멍은 시스템 칩셋의 상부에서 시스템 칩셋의 상당부분을 커버하도록 배치된다. PC 일체형 TV의 PC 메인보드 및 TV 메인보드에서 방출되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다.

PC, TV, 방열, 방열판, 쿨러, 팬, 냉각 팬, 쉴드 케이스

Description

효과적인 방열 구조를 가지는 피씨 일체형 티브이{Personal Computer Integrated with Television having Effective Heat-Radiationg struture}

본 발명은 개인용 컴퓨터(Personal Computer)가 텔레비전 수상기(TV Receiver)에 내장된 PC 일체형 TV의 방열 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PC 일체형 TV에 있어서 효율적인 방열을 위한 방열판 배치 구조에 관한 것이다.

TV는 명실상부한 가정용 엔터테인먼트의 중심으로서 기능하여 왔다. 하지만 최근의 흐름은 멀티미디어 시대의 급격한 도래에 따라서 PC가 가정 엔터테인먼트의 중심으로 저변을 확대하고 있다.

PC의 연산능력 향상과 멀티미디어의 디지털화에 따른 통합적인 신호 처리 능력은 가정 엔터테인먼트의 중심으로서 PC의 중요성을 증대시키고 있다. 이러한 PC의 처리능력의 증대는 단순히 중앙처리장치의 연산능력 개선에 의해서만 얻어진 것은 아니며, 멀티미디어 데이터의 디지털화에 따른 통합적인 신호처리능력에 기인한 것이다. 예컨대, MPEG(Motion Picture Expert Group)으로 대표되는 동영상 압축 복원 기술, MP3(MPEG Audio layer-3)와 같은 음성 압축 복원 기술 등이 등장하고, 고화질과 고음질을 재현 가능한 고성능의 비디오 컨트롤러와 오디오 컨트롤러 등의 하드웨어가 통합됨에 의해 PC가 가정 엔터테인먼트의 중심으로 활용될 수 있게 된 것이다.

PC를 가정 엔터테인먼트의 중심으로 활용하는 가장 간단한 적용 예로서는, PC가 TV에 연결된 형태로서, PC의 비디오 출력을 TV의 외부입력 단자로 입력받아서 사용하는 경우를 들 수 있다. 이 경우, PC에 탑재된 비디오 컨트롤러의 출력은 TV화면상에 디스플레이되며 이는 TV를 PC의 모니터로 사용하는 경우와 동등하다. PC의 오디오 출력은 별개의 사운드 프로세싱 앰프를 통하여 AV용 스피커에 연결되거나, 앰프가 내장된 액티브 스피커에 연결될 수도 있다.

다른 발전 형태로서, PC 일체형 TV를 들 수 있다. PC 일체형 TV는 상술한 PC의 영상출력을 TV의 외부입력으로 입력시키는 경우에 비하여 진보된 형태로 일체화된 조작을 가능하게 할 수 있다. 이를 통하여 PC를 통하여 재생되는 동영상을 TV화면을 통하여 간편하게 시청한다거나, PC를 통한 웹-브라우징등의 기능을 활용 가능하다.

PC 일체형 TV의 경우 종래 TV 처리 기능을 가지는 칩들을 탑재한 TV 메인 보드와 PC용 처리 기능을 가지는 칩들을 탑재한 PC 메인 보드로 통합하여 구현된다.

PC의 메인 보드상에는 비디오 컨트롤러 및 오디오 컨트롤러를 포함하는 시스템 칩셋과 중앙처리장치(CPU)로 사용되는 집접회로가 탑재될 수 있다. TV의 메인 보드상에는 TV 신호 처리 기능을 가지는 집적 회로와 컨트롤러가 하나의 칩에 장착된 듀얼 코어 칩과 오디오 엠프 칩이 장착될 수 있다.

TV의 메인 보드상에는 트랜지스터와 같은 발열 전자부품이 설치되는데, 상기 발열 전자부품은 스위칭작동 또는 증폭기능을 수행하며, 이때 상기 발열 전자부품에서는 상당한 열이 발생된다. TV가 장시간동간 지속적으로 작동될때 상기 발열 전자부품에서 발산되는 방출열은 상당한 온도로 상승하게되는 것이고, 이러한 고열은 회로 기판에 전이되어 다른 전자부품에 까지 전달되며, 상기 방출열은 회로 기판에 고정된 부품의 용접부를 미세하게나마 녹일 수 도 있고 전자 부품의 연결핀과 회로기판과의 접속상태를 불량하게 할 수 있어 접속불량과 같은 고장 발생의 원인이 될 수도 있다.

PC의 메인보드의 여러 전자 소자에서도 열을 발생하나 각종 연산과 제어를 담당하는 CPU에서 발생되는 발열이 큰 비중을 차지한다. CPU에서 자체적으로 발생되는 열은 CPU를 과열시켜 연산 처리 속도가 느려지며 수명이 단축될 수 있으며 심할 경우에는 작동이 중지될 수도 있다.

특히 PC 일체형 TV를 구현할 경우, PC의 메인 보드상에 배치된 비디오 컨트롤러 및 오디오 컨트롤러를 포함하는 시스템 칩셋, PC의 중앙처리장치(CPU), TV의 메인 보드상에 배치된 TV 신호 처리 회로와 컨트롤러가 하나의 칩에 장착된 듀얼 코어 칩, 오디오 엠프 칩 자체에서 많은 발열이 발생되어 합해지므로 효과적으로 발열을 줄일 수 있는 방열 구조가 요구된다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 PC 일체형 TV에서의 PC 메인 보드와 TV 메인 보드에서 방출되는 열을 효과적으로 줄일 수 있는 방열 구조를 가지는 PC 일체형 TV를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 PC 일체형 TV는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 중앙처리장치 및 시스템 칩셋을 구비한 PC 메인보드와 보조기억장치를 구비한 PC 부와, 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, TV 신호를 처리하는 TV 신호처리부와 내외부 제어를 수행하는 컨트롤러를 듀얼 코아로 구현한 듀얼 코아 칩과, 오디오 신호를 증폭시켜 출력하는 오디오 엠프칩을 포함하는 TV 메인 보드를 가지는 TV부와, 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 TV부와 상기 PC부에 필요한 전원을 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 파워부와, 상기 TV부와 상기 PC부 간의 인터페이스를 담당하는 PC-TV 인터페이스부와, 상기 TV부의 컨트롤러에 사용자 입력을 전 달하는 사용자 인터페이스부와, 다수의 방열 구멍 및 제1 냉각 쿨러를 가지며, 상기 베이스 프레임 상에 설치된 PC 메인 보드, TV 메인 보드 및 SMPS 파워 모듈 보드를 외부와 차단시켜 내부 공간을 형성하는 쉴드 케이스를 포함하되, 상기 PC 메인보드 상의 중앙처리장치 상에는 상기 중앙 처리 장치에서 발생된 열을 전달받는 제1 방열판과 상기 제1 방열판에 결합된 제2 냉각 쿨러를 설치하고, 상기 PC 메인보드상의 시스템 칩셋 상에는 상기 시스템 칩셋에서 발생된 열을 전달받는 제2 방열판을 설치하고, 상기 듀얼 코아 칩 상에는 상기 TV 신호처리부와 상기 컨트롤러에서 발생되는 열을 전달받는 제3 방열판을 설치하고, 상기 오디오 엠프칩은 상기 TV 메인 보드 상에 장착되고, 상기 오디오 엠프칩 상에 상기 오디오 엠프 칩의 면적에 비해 큰 사이즈를 가지는 제4 방열판을 장착시키고, 상기 쉴드 케이스의 다수의 방열 구멍은 상기 시스템 칩셋의 상부에서 상기 시스템 칩셋의 상당부분을 커버하도록 배치된다. 상기 제2 냉각 쿨러는 흡입 쿨러가 될 수 있다. 상기 오디오 엠프칩은 상기 TV 메인 보드 상에 수직방향으로 장착되고, 상기 제4 방열판은 상기 오디오 엠프칩 상에 상기 TV 메인 보드에 대해 수직 방향으로 장착될 수 있다. 상기 제4 방열판은 상기 오디오 엠프 칩의 면적에 비해 3배 내지 4배의 사이즈를 가질 수 있다. 상기 쉴드 케이스의 제1 냉각 쿨러는 상기 중앙처리장치의 제2 냉각 쿨러로부터 상기 베이스 프레임의 수평 방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 상기 중앙처리장치의 제2 냉각 쿨러와 겹치지 않도록 배치되며, 상기 시스템 칩셋의 상부에서 상기 시스템 칩셋의 상당부분을 커버하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 냉각 쿨러는 흡입 쿨러가 될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 PC 일체형 TV에 따르면, PC 메인 보드상의 CPU 상에 제1 방열판 및 냉각 쿨러를 설치하고, PC 메인 보드상의 시스템 칩셋 상에도 별도로 제2 방열판을 설치하여 열에 가장 취약한 시스템 칩셋에서 발생된 열을 효과적으로 방출시키고, TV 메인 보드 상의 듀얼 코어 칩 상에도 제3 방열판을 설치하여 듀얼 코어 칩에서 발생된 열이 제3 방열판으로 전도되도록 함으로써 듀얼 코어 칩을 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 또한, TV 메인 보드 상에 수직으로 장착된 오디오 엠프 칩 상에도 오디오 엠프 칩의 면적에 비해 3 내지 4배의 큰 사이즈를 가지는 제4 방열판을 장착시킴으로써 오디오 엠프 칩에서 발생된 열을 상기 큰 사이즈의 제 4방열판으로 전달할 수 있다. 또한, 쉴드 케이스는 다수의 방열 구멍 및 제1 냉각 쿨러를 가지며, 다수의 방열 구멍은 시스템 칩셋의 상부에서 시스템 칩셋의 상당부분을 커버하도록 배치됨으로써 PC 일체형 TV의 PC 메인 보드 및 TV 메인 보드에서 방출된 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.

도 1은 본 발명의 PC 일체형 TV의 블록도이다.

도 1을 참조하면, PC 일체형 TV(100)는 주된 구성요소로서, PC 부(110), TV부(120), SMPS 파워부(130), 사용자 인터페이스부(140) 및 PC-TV 인터페이스부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

PC부(110)는 하드디스크(HDD; Hard Disk Drive) 또는 플래쉬 메모리(flash memory)가 이용될 수 있는 보조기억장치(115), PC 메인보드(111)상에 탑재된 중앙처리장치(CPU; Central Processing Unit; 112), 시스템 칩셋(system chipset; 113), D-RAM이 주로 이용되는 주기억장치(114)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 도 1에서는 생략된 채 도시되지 아니하였으나, 상기 PC부(110)는 영상신호를 생성하고 출력하는 비디오 컨트롤러(video controller) 및 2-채널 또는 다 채널의 아날로그 또는 디지털 음성신호를 생성하고 출력하는 오디오 컨트롤러(audio controller)를 포함하여 구성되며, 일반적으로 PC 메인보드(111)상에 탑재된다.

PC 메인보드(111)로는 다양한 형태의 메인보드가 채택될 수 있으나, 일반적으로는 ATX(Advanced Technology Extension) 보드가 채택될 수 있고, 특히 최근의 슬림화 경향을 반영하기 위해서는 mini-ATX 보드가 채택되어 제품의 외관 사이즈를 줄일 수 있을 것이다.

PC부(110)에 탑재되는 CPU(112)로는 상기 PC부가 IBM PC 계열일 경우에 인텔 x86계열 CPU이거나, x86계열과 호환성을 가진 CPU가 채택될 수 있다. 앞서 언급된 시스템 칩셋(113)은 PC부(110) 전체를 하드웨어적으로 컨트롤하는 구성요소로서, PC부(110)의 핵심요소들인 주기억장치 컨트롤러, 확장슬롯의 인터페이스, 디스크 인터페이스, 키보드와 마우스의 인터페이스, USB 인터페이스 등의 역할을 담당한다. 보통 각기 다른 기능을 수행하는 두 개(노스브리지:North Bridge, 사우스브리지:South Bridge) 또는 세 개의 칩들(MCH:Memory Control Hub, ICH:I/O Control Hub, FWH:FirmWare Hub)로 구성되며, 칩셋의 종류에 따라서는 다르게 구성될 수 있다. 한편, 최근에는 노스브리지칩과 사우스브리지칩이 하나로 통합될 뿐만 아니라, 비디오 컨트롤러와 오디오 컨트롤러가 하나의 칩에 통합된(all-in-one) 형태의 시스템 프로세서(system processor) 칩이 소형화, 경량화된 시스템에 많이 적용되고 있다. 예컨대, VIA사의 Cx700/Cx700m 등의 시스템 프로세서를 예로 들 수 있다. 따라서, 상기한 통합형의 시스템 프로세서를 사용할 경우에는 비디오 컨트롤러 및 오 디오 컨트롤러가 시스템 칩셋(113) 내에 내장된다. 도 1에서는 비디오 컨트롤러와 오디오 컨트롤러가 시스템 칩셋(113)에 통합된 것을 예시하고 있으며, 시스템 칩셋(113)의 종류에 따라서는 별개의 비디오 컨트롤러와 오디오 컨트롤러를 PC 메인보드(111)에 포함시킨 구성이 가능할 것이다.

주기억장치(114)로는 일반적으로 D-RAM이 이용되며, 최근에는 DDR-SDRAM(Double Data Rate-SDRAM)이 주로 적용된다.

보조기억장치(115)로는 하드디스크 또는 플래쉬 메모리 장치 등이 적용될 수 있으며 E-IDE(extended-IDE)와 같은 병렬 인터페이스 또는 SATA(serial AT attachment) 등의 직렬인터페이스를 통하여 시스템 칩셋(113)에 연결된다. 일반적으로는, 하드디스크가 보조기억장치에 적용될 수 있으나, 내충격성이나 전력소비 및 소음 절감의 면에서는 플래쉬 메모리 장치가 적용되는 것이 유리할 수 있다. 또한, 보조기억장치(115)에는 DVD-ROM, DVD± RW, 블루레이(blue-ray), HD-DVD, CD-ROM, CD-RW 등의 광학 디스크 드라이브(ODD; Optical Disc Drive)가 포함될 수 있으며, 이 또한 E-IDE 및 SATA와 같은 인터페이스를 통해 시스템 칩셋(113)에 연결될 수 있다.

다시, 도 1을 참조하면, TV부(120)는 하나의 TV 메인 기판상에 형성되며, TV부(120)는 듀얼 코아 칩(124) 및 오디오 엠프(126)를 포함한다. 듀얼 코아 칩(124)은 TV 신호처리부(121) 및 컨트롤러(122)를 포함할 수 있다.

TV 신호처리부(121)는 TV의 영상신호와 음성신호를 처리한다. TV 신호처리부(121)는 TV 신호 포맷(예컨대, NTSC, SECAM, PAL 등의 아날로그 신호 또는 디지 털TV 신호)에 대응하여 영상신호를 수신하고 디스플레이 패널에 출력한다.

컨트롤러(122)는 PC부(110)와의 인터페이스 처리 및 TV부(120) 내부적인 제어신호들을 처리한다. 최근의 경향은 TV신호를 처리하는 TV 신호처리부(121)와 소정의 프로그래밍을 통한 펌웨어를 탑재하여 리모콘 수신 및 TV화면에 출력된 OSD(On Screen Display) 화면의 생성 등을 처리할 수 있는 컨트롤러(122)가 하나의 칩에 포함된 듀얼코어(dual-core)형태로 제작되는 원-칩 솔루션(one-chip solution)이 제공되는 경우가 많다.

예컨대, 스위스 Micronas사의 VCT-Pro 칩 같은 경우가 이와 같은 형태의 제품이라 할 수 있으며, TV신호를 처리하는 TV신호처리부(121)와 컨트롤러(122)로서 8비트 마이컴(8051 호환)을 내장하고 있다. 다만, 상기 TV부(120)가 상술한 바와 같이 TV신호처리부(121)와 컨트롤러(122)를 통합하여 구비한 듀얼코어칩을 이용하여 구현되지 않을 경우는 TV신호처리부(121)와는 별개의 구성요소로서 마이컴(micom)을 컨트롤러(122)로서 구비가능하다.

도 1에서는 TV 신호처리부(121)와 컨트롤러(122)가 듀얼코어(dual-core) 칩(124)로 구현된 경우를 나타낸다.

SMPS 파워부(130)는 PC부(110)와 TV부(120)에 대한 전원을 공급한다. SMPS 파워부(130)는 SMPS 파워 모듈(131)과 ATX 파워보드(135)를 포함하여 구성될 수 있다.

SMPS(SMPS; Switching Mode Power Supply)는 소형화에 유리하고 효율이 높아서 전자제품의 경량 소형화에 적합하여 주력전원공급 장치로 널리 쓰이고 있다. SMPS 파워부(130)에 포함된 SMPS 파워 모듈(131)은 110V나 220V의 교류(AC) 전기를 공급받아 최종적으로 3.3 내지 48V의 직류 범위내의 다양한 전압으로 변환하여 공급한다. SMPS 파워부(130)는 스탠바이(stand-by) 상태에서는 낮은 전압(예컨대, 5V)의 전류를 상기 PC부(110)와 상기 TV부(120)에 공급하게 되는데, 이에 의하여 TV부의 컨트롤러(122)에 전원이 인가되어 동작된다.

또한, ATX 파워보드(135)는 상기 PC부 메인보드(111)로서 ATX 타입의 메인보드가 사용될 경우에, PC부 메인보드(111)에 대한 전원을 공급한다. 즉, 본 발명에 따른 PC 일체형 TV(100)의 경우, PC부(110)와 TV부(120)가 모두 공통된 SMPS 파워 모듈(131)을 이용하여 전원을 공급받게 되므로, 일반적인 PC와 같이 PC 전용의 ATX SMPS 파워서플라이를 사용하게 되는 경우와는 달리 PC부에 맞도록 SMPS 파워 모듈(131)의 출력을 변환하여 PC부 메인보드(111)에 공급하는 ATX 파워보드(135)를 별도로 구비하도록 구성된다.

본 발명에 따른 PC 일체형 TV(100)의 경우는 하나의 SMPS 파워 모듈(131)을 사용하되, TV부와 공용으로 사용하는 하나의 SMPS 파워 모듈에서 발생되는 전원을 이용하여 PC부에서 필요로 하는 전원을 발생시키는 ATX 파워보드(135)를 별도로 구비하여 SMPS 파워부(130)를 구성시킴으로써, PC부와 TV부 각각에 별도의 SMPS 파워 모듈을 사용할 경우에 발생되는 발열문제, 소음문제, 전기적 노이즈 문제를 저감시킬 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 사용자 인터페이스부(140)는 PC부(110)와 TV부(120)에 대한 사용자의 입력을 받아들이기 위한 구성요소이다. PC 일체형 TV에서는 하나 의 사용자 인터페이스를 통하여 PC부(110)와 TV부(120)에 대한 일체화된 조작을 가능하게 한다. 사용자 인터페이스부(140)로서는 다양한 인터페이스 장치들이 적용될 수 있으나, 본 발명에 따른 PC 일체형 TV가 홈 엔터테인먼트를 위해 주로 사용될 것임을 감안한다면 리모콘 형태의 사용자 인터페이스가 적용되는 것이 바람직하다.

예컨대, PC 일체형 TV가 가정의 거실에서 홈 엔터테인먼트의 중심 장치로서 활용되는 것이 목적이라면 리모콘을 이용하여 종래의 TV 수상기에 대한 사용자 조작이 이루어진 것과 마찬가지로, 리모콘을 이용하여 PC 일체형 TV에 대한 일체화된 조작이 가능하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 사용자 인터페이스부(140)는 리모콘신호 수신처리부(141) 및 리모콘(142)을 포함하여 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 PC부(110)와 상기 TV부(120)는 PC-TV 인터페이스부(150)를 통하여 양자 간에 연결될 수 있다.

PC-TV 인터페이스부(150)는 실시형태에 따라서 다양하게 구성될 수 있으며, 이는 시스템의 구현 양태에 따라서 달라질 수 있다.

예컨대, 본 발명에 따른 PC 일체형 TV(100)의 PC-TV 인터페이스부(150)로는 40핀 범용 커넥터가 적용될 수 있다. PC-TV 인터페이스부(150)는 PC부(110)의 영상신호, 오디오 신호, 제어신호등을 통합하여 TV부(120)로 전송하고, TV부(120)에서 발생된 제어신호들을 PC부(110)로 전송하도록 구성될 수 있다.

즉, PC-TV 인터페이스부(150)는 PC부(110)에 포함될 수 있는 비디오 컨트롤러에서 출력되는 영상 신호와 오디오 컨트롤러에서 출력되는 음성 신호를 포함하는 오디오 신호 등을 TV부(120)로 전송하고, TV부(120)의 컨트롤러(122)에서 발생되는 제어신호를 PC부(110)로 전송한다. TV부(120)의 컨트롤러(122)에서 발생되는 제어신호는 사용자 인터페이스부(140)에 포함된 리모콘(142)과 리모콘 신호 수신처리부(141)를 통하여 입력된 사용자 입력들을 TV부(120)의 컨트롤러(122)에서 변환시킨 PC부(110)에 대응된 제어신호일 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 방열 구조에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 디스플레이 패널 배면에 구비된 베이스 프레임 상의 PC 메인 보드와 TV 메인 보드상의 방열 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 디스플레이 패널 배면에 구비된 베이스 프레임을 덮는 쉴드 케이스(shield case)의 방열 구조를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 베이스 프레임을 덮는 쉴드 케이스의 방열 구조를 대응되는 PC 메인 보드 및 TV 메인 보드를 포함하는 베이스 프레임상에 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, PC 일체형 TV의 베이스 프레임(10)상에는 보조 기억 장치(115), PC 메인 보드(111), TV 메인 보드(120), ATX 파워보드(135), SMPS 파워 모듈 보드(130)등이 설치된다. 베이스 프레임(10)상의 배선 삽입홀(120)은 전원 케이블등 필요한 케이블을 삽입하기 위한 홀(hole) 이다. 도 2의 외부 단자들(30)은 좌측부터 차례대로 LAN 단자, USB 단자, 튜너부에 연결된 단자, PC 오디오 입력 단자, PC용 영상 입력 단자, TV 용 음성 입력 단자, TV용 영상 입력 단자, TV용 컴포넌트(component), 컴포지트(composite), 오디오(audio) 입력 단자를 나타낸다.

PC 메인 보드(111) 상에는 비디오 컨트롤러와 오디오 컨트롤러를 포함하는 시스템 칩셋(113)과 중앙처리장치(CPU, 112)로 사용되는 집접회로가 탑재된다.

TV 메인 보드(120) 상에는 TV 신호 처리부(121) 및 컨트롤러(122)가 하나의 칩에 장착된 듀얼 코어 칩(124)과 오디오 엠프 칩(126)이 장착된다.

상기와 같은 베이스 프레임(10)상의 PC 메인 보드(111), TV 메인 보드(120), ATX 파워보드(135) 및 SMPS 파워 모듈 보드(130)는 쉴드 케이스(shield case, 260)에 의하여 외부와 차단되어 내부 공간을 형성한다.

쉴드 케이스(260)는 냉각 쿨러(cooler, 220) 및 다수의 방열 구멍(210)를 포함한다. 냉각 쿨러(220)는 예를 들어 흡입 팬(fan)을 사용하여 구현할 수 있다.

PC 메인 보드(111) 상의 중앙처리장치(CPU, 112))로 사용되는 집적회로 상에는 히트 싱크(heat sink)와 같은 방열판(112a)을 장착하고, 방열판(112a)의 상부에는 냉각 쿨러(112b)를 장착한다. CPU(112)로 사용되는 집적회로에서 발생된 열은 방열판(112a)으로 전도되고, 흡입 팬으로 구현된 냉각 쿨러(112b)는 회전동작에 의하여 외부 공기를 내부로 흡입시켜 방열판(112a)을 냉각시키도록 동작한다. 냉각 팬은 SMPS 파워부(130)로부터 전원을 공급받아 회전한다.

상기와 같은 CPU(112)의 집적회로 방열구조에서는 작동초기에는 어느 정도의 방열효과가 기대되나, CPU(112)의 작동시간이 길어지면서 방열판(112a)이 과열되는 경우에 상기 방열판(112a)의 상부에 장착된 냉각 쿨러(112b)의 구성부품으로 열이 전달됨에 따라 해당 구성부품의 기능이 약화되어 필연적으로 심한 소음과 진동이 발생되고, 상기와 같은 소음과 진동은 PC 일체형 TV의 베이스 프레임(10) 상의 밀폐된 내부 공간에서 증폭되면서 내부 공간의 다른 부품에 악영향을 미쳐 전체 PC 일체형 TV의 기능을 약화시킬 수 있다. 냉각팬이 회전하면서 발생되는 진동은 다른 부품에 나쁜 영향을 미치며, 냉각 팬이 회전하면서 발생하는 소음은 사용자의 작업 환경에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.

시스템 칩셋(113) 상에는 히트 싱크(heat sink)와 같은 방열판(113a)이 장착되어 시스템 칩셋(113)에서 발생된 열이 방열판(113a)으로 전도되도록 함으로써 시스템 칩셋(113)을 냉각시키도록 작동한다.

PC 메인 보드(111)상의 시스템 칩셋(113)은 열에 가장 약한 부분이므로 본 발명의 일실시예에서는 별도로 방열판(113a)을 설치하고, 도 4에 도시된 바와 같이 시스템 칩셋(113) 상에는 쉴드 케이스(260)에 별도의 냉각 쿨러(220)와 방열 구멍(210)을 설치하여 CPU(112)의 흡입 쿨러를 통한 공기 흡입을 가능케하고, 시스템 칩셋(113)의 방열판(113a)을 통한 열배출을 촉진시키도록 한다. 상기 냉각 쿨러(220)는 흡입 쿨러를 사용하는 것이 바람직하다.

쉴드 케이스(260)의 냉각 쿨러(220)는 CPU(112)의 냉각 쿨러(112b)로부터 베이스 프레임(10)의 수평 방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 CPU(112)의 냉각 쿨러(112b)와 겹치지 않도록 배치되며, 시스템 칩셋(113)의 상부에서 시스템 칩셋(113)의 상당부분을 커버하도록 배치한다. CPU(112)의 냉각 쿨러(112b)는 소정의 높이를 가지고 있으므로 도 4에 도시된 바와 같이 쉴드 케이스(260)의 냉각 쿨 러(220)가 CPU(112)의 냉각 쿨러(112b)와 서로 겹치지 않도록 배치하는 것이 바람직하다.

쉴드 케이스(260)의 다수의 방열 구멍들(210)은 소정의 크기를 가지는 영역(230)상에 배치하며 시스템 칩셋(113)의 상부에서 시스템 칩셋(113)을 전부 커버하도록 배치하는 것이 바람직하다.

쉴드 케이스(260)의 다수의 방열 구멍들(210)은 CPU(112)의 흡입 쿨러(112b)를 통한 공기 흡입을 가능케하고, CPU(112) 상의 냉각 쿨러(112b)로 인해 발생된 소음과 진동을 줄여줄 수 있다. 따라서, 상기 소음과 진동이 PC 일체형 TV의 베이스 프레임(10) 상의 밀폐된 내부 공간에서 증폭되면서 내부 공간의 다른 부품에 악영향을 미치는 것을 쳐 전체 PC 일체형 TV의 기능을 약화시키는 것을 줄일 수 있다.

본 발명에서는 TV 신호 처리부(121) 및 컨트롤러(122)가 하나의 칩인 듀얼 코어 칩(124)에 장착되므로 발열이 많이 발생하며, 상기와 같은 발열을 효과적으로 방출시키기 위해 듀얼 코어 칩(124) 자체에도 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 방열판(124a)을 구비시킨다. 구체적으로, TV 메인 보드(120) 상의 듀얼 코어 칩(124) 상에는 히트 싱크(heat sink)와 같은 방열판(124a)이 장착되어 듀얼 코어 칩(124)에서 발생된 열이 방열판(124a)으로 전도되도록 함으로써 듀얼 코어 칩(124)을 효과적으로 냉각시킨다. 방열판(124a)은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

TV 메인 보드(120) 상의 오디오 엠프 칩(126)은 TV 메인 보드(120) 상에 수직으로 장착되며, 오디오 신호를 증폭시키므로 100도 이상의 많은 열이 발생된다.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 TV 메인 보드(120) 상에 수직으로 장착된 오디오 엠프 칩(126) 상에 TV 메인 보드(120)에 대해 수직 방향으로 오디오 엠프 칩(126)의 면적에 비해 약 3 내지 4배의 큰 사이즈를 가지는 히트 싱크(heat sink)와 같은 방열판(126a)을 장착시킨다. 일반적인 오디오 엠프 칩의 경우 50도 내지 80도의 섭씨 온도로 유지하기 위하여 일반적인 오디오 엠프 칩의 사이즈와 비슷한 사이즈의 방열판을 사용한다. 반면에, 본원 발명에서는 상기 일반적인 오디오 엠프 칩에 비해 약 2배에 가까운 125도까지 최대로 견딜수 있는 오디오 엠프 칩을 사용하여 실험해본 결과, 오디오 엠프 칩(126)의 면적에 비해 2배의 사이즈를 가지는 방열판을 사용할 경우 냉각 효과가 불충분하여 125도 이내로 유지할 수 없었으며, 오디오 엠프 칩(126)의 면적에 비해 3배 이상의 사이즈를 가지는 방열판을 사용할 경우 원하는 냉각 효과를 나타내어 125도 이내로 유지할 수 있었다. 따라서, 방열판 제조 단가를 고려해볼때, 오디오 엠프 칩(126)의 면적에 비해 약 3배 내지 4배의 사이즈를 가지는 방열판을 사용할 경우 제조 단가 및 방열 효과 측면에서 효율적이었다. 오디오 엠프 칩(126)에서 발생된 열은 상기 큰 사이즈의 방열판(126a)으로 전도됨으로써 오디오 엠프 칩(126)을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 PC 일체형 TV의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 디스플레이 패널 배면에 구비된 베이스 프레임 상의 PC 메인 보드와 TV 메인 보드상의 방열 구조를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 디스플레이 패널 배면에 구비된 베이스 프레임을 덮는 쉴드 케이스(shield case)의 방열 구조를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PC 일체형 TV의 베이스 프레임을 덮는 쉴드 케이스의 방열 구조를 대응되는 PC 메인 보드 및 TV 메인 보드를 포함하는 베이스 프레임상에 개념적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 베이스 프레임 112: 중앙처리장치(CPU)

112a: 제1 방열판 112b, 220: 냉각 쿨러

113: 시스템 칩셋 113a: 제2 방열판

124: 듀얼 코아 칩 124a: 제3 방열판

126: 오디오 엠프칩 126a: 제4 방열판

210, 250: 방열 구멍 260: 쉴드 케이스

Claims (7)

1. 베이스 프레임;

   상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 중앙처리장치 및 시스템 칩셋을 구비한 PC 메인보드와 보조기억장치를 구비한 PC 부;

   상기 베이스 프레임 상에 설치되고, TV 신호를 처리하는 TV 신호처리부와 내외부 제어를 수행하는 컨트롤러를 듀얼 코아로 구현한 듀얼 코아 칩과, 오디오 신호를 증폭시켜 출력하는 오디오 엠프칩을 포함하는 TV 메인 보드를 가지는 TV부;

   상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 TV부와 상기 PC부에 필요한 전원을 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 파워부;

   상기 TV부와 상기 PC부 간의 인터페이스를 담당하는 PC-TV 인터페이스부; 및

   상기 TV부의 컨트롤러에 사용자 입력을 전달하는 사용자 인터페이스부; 및

   다수의 방열 구멍 및 제1 냉각 쿨러를 가지며, 상기 베이스 프레임 상에 설치된 PC 메인 보드, TV 메인 보드 및 SMPS 파워 모듈 보드를 외부와 차단시켜 내부 공간을 형성하는 쉴드 케이스를 포함하되,

   상기 PC 메인보드 상의 중앙처리장치 상에는 상기 중앙 처리 장치에서 발생된 열을 전달받는 제1 방열판과 상기 제1 방열판에 결합된 제2 냉각 쿨러를 설치하고,

   상기 PC 메인보드상의 시스템 칩셋 상에는 상기 시스템 칩셋에서 발생된 열을 전달받는 제2 방열판을 설치하고,

   상기 듀얼 코아 칩 상에는 상기 TV 신호처리부와 상기 컨트롤러에서 발생되는 열을 전달받는 제3 방열판을 설치하고,

   상기 오디오 엠프칩은 상기 TV 메인 보드 상에 장착되고, 상기 오디오 엠프칩 상에 상기 오디오 엠프 칩의 면적에 비해 큰 사이즈를 가지는 제4 방열판을 장착시키고,

   상기 쉴드 케이스의 다수의 방열 구멍은 상기 시스템 칩셋의 상부에서 상기 시스템 칩셋을 커버하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 냉각 쿨러는 흡입 쿨러인 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).
3. 제1항에 있어서, 상기 오디오 엠프칩은 상기 TV 메인 보드 상에 수직방향으로 장착되고, 상기 제4 방열판은 상기 오디오 엠프칩 상에 상기 TV 메인 보드에 대해 수직 방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).
4. 제3항에 있어서, 상기 제4 방열판은 상기 오디오 엠프 칩의 면적에 비해 3배 내지 4배의 사이즈를 가지는 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).
5. 제1항에 있어서, 상기 쉴드 케이스의 제1 냉각 쿨러는 상기 중앙처리장치의 제2 냉각 쿨러로부터 상기 베이스 프레임의 수평 방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 상기 중앙처리장치의 제2 냉각 쿨러와 겹치지 않도록 배치되며, 상기 시스템 칩셋의 상부에서 상기 시스템 칩셋을 커버하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 냉각 쿨러는 흡입 쿨러인 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).
7. 제1항에 있어서, 상기 쉴드 케이스의 다수의 방열 구멍은 상기 시스템 칩셋의 상부에서 상기 시스템 칩셋을 전부 커버하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피씨(PC) 일체형 티브이(TV).

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