KR102339324B1 - 전자회로의 온도 예측 및 관리방법 - Google Patents

전자회로의 온도 예측 및 관리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102339324B1
KR102339324B1 KR1020210005736A KR20210005736A KR102339324B1 KR 102339324 B1 KR102339324 B1 KR 102339324B1 KR 1020210005736 A KR1020210005736 A KR 1020210005736A KR 20210005736 A KR20210005736 A KR 20210005736A KR 102339324 B1 KR102339324 B1 KR 102339324B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
electric circuit
unit
vmax
detection unit
Prior art date
Application number
KR1020210005736A
Other languages
English (en)
Inventor
조영창
Original Assignee
조영창
남화섭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조영창, 남화섭 filed Critical 조영창
Priority to KR1020210005736A priority Critical patent/KR102339324B1/ko
Priority to EP21919813.2A priority patent/EP4280018A4/en
Priority to PCT/KR2021/005058 priority patent/WO2022154187A1/ko
Priority to US18/269,512 priority patent/US12045105B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102339324B1 publication Critical patent/KR102339324B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836—Fault-finding or characterising
    • G01R31/2849—Environmental or reliability testing, e.g. burn-in or validation tests
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/2872—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation
    • G01R31/2874—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation related to temperature
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/027—Alarm generation, e.g. communication protocol; Forms of alarm
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/206—Cooling means comprising thermal management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/28—Supervision thereof, e.g. detecting power-supply failure by out of limits supervision
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/3296—Power saving characterised by the action undertaken by lowering the supply or operating voltage
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B31/00—Predictive alarm systems characterised by extrapolation or other computation using updated historic data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

전자회로 및 부품이 위험 수준으로 발열이 높아지기 발생하기 이전에, 미리 발열로 인한 온도상승결과를 예측하여 경보 또는 차단, 제어를 실시하도록 할 수 있는 전자회로의 온도 예측 및 관리방법을 개시한다. 본 발명의 온도 예측 및 관리방법은 하나 이상의 회로 또는 부품을 포함하는 전기회로부의 온도 예측 및 관리방법으로서, 상기 전기회로부의 발열을 예측하고 관리하기 위한 검지부; 그리고 상기 검지부의 동작에 따라 상기 전기회로부에 대한 제어 또는 경보를 제공하는 제어/경보부를 포함하는 것을 포함하고, 상기 전기회로부는 하나 이상의 써미스터를 포함하며, 상기 검지부가 상기 전기회로부의 이상 발열 여부를 감지한다.

Description

전자회로의 온도 예측 및 관리방법{TEMPERATURE PREDICTION AND MANAGEMENT METHOD OF ELECTRIC CIRCUIT}
본 발명은 전자회로의 온도 예측 및 관리방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 전자회로 및 부품이 위험 수준으로 발열이 높아지기 발생하기 이전에, 미리 발열로 인한 온도상승결과를 예측하여 경보 또는 차단, 제어를 실시하도록 할 수 있는 전자회로의 온도 예측 및 관리방법에 대한 것이다.
전기에너지를 사용하는 모든 종류의 전기전자부품 및 회로(이하 '회로')는 필연적으로 전류나 전압의 제곱값에 비례하는 줄 열(Joule Heating)이 발생한다. 상기와 같은 줄 열의 발생에 따라 부품 자체에서 열이 발생하고 주변의 온도를 증가시킨다.
상기와 같이 회로에 발생하는 줄 열에 따른 발열(이하 '발열')은 발열을 일으키는 회로의 동작을 불안정하게 할 뿐 아니라, 지나친 과열은 회로의 손상 내지는 파손을 일으키고, 화재의 위험성을 증대시킬 수 있다.
상기와 같은 회로의 발열에 대한 대응책으로서, 발열을 감지여 위험한 설정온도에 도달할 경우 사용자에게 이를 통보하거나 또는 냉각시킬 수 있는 방열장치를 동작시켜서 발생한 열을 제거하고 냉각시키거나 또는 전원을 차단하는 등의 조치를 취하도록 하는 것이 일반적이다.
상기와 같이 보호장치를 동작시키기 위해서는 회로의 발열 수준을 파악하고 감지하는 것이 중요하다. 회로의 발열은 상기와 같은 줄 열에 따른 필연적이고 자연적인 현상이며, 일정 수준의 발열은 회로에 대하여 그다지 큰 문제를 일으키지 않고 외부로 방사되면서 자연스럽게 식기 때문에 큰 문제가 되진 않는다.
하지만 자연스럽게 냉각되는 속도보다 회로의 발열로 인한 온도증가 속도가 더 빠르다면 회로의 지속적인 사용에 따라 계속 가열되어 온도가 높아지게 되어, 결국 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 고장을 일으킬 수 있는 일정 온도값(이하 '정격온도값') 이상 올라가는지 감지하여 이에 대한 조치를 취할 수 있는 것이 중요하며 따라서 종래의 일반적인 회로 냉각 시스템의 구성은, 발열되는 부위의 온도를 측정하고 설정된 정격온도값 이상으로 온도가 올라간다면 이를 감지하여 방열장치를 동작시키는 등의 조치를 취하는 등의 구성을 가지고 있다.
하지만 상기와 같은 종래 기술 및 방법은, 회로의 사전 발열을 제때 처리하지 못한다는 단점을 가지고 있다. 정격온도값 이상인지를 감지하여 사용자에게 경보 등을 올려 조치를 기다린다고 하더라도, 이미 올라가고 있는 온도로 인하여 조치가 취해지기 이전에 열폭주(전기화학적인 급격한 온도상승)로 고장나버릴 가능성이 발생하게 된다. 특히, 열용량이 큰 회로 내 전자부품들은 전기차단 등의 조치를 취하더라도 내부에서 저장하였다가 방출하는 지속적인 열로 인하여 지속적으로 회로의 온도상승을 야기하여 고장을 일으킬 수 있다.
현재로서는 상기와 같이 회로 내 부품들의 열용량을 고려하지 않고 단순 온도만을 측정하여 사용하므로 회로의 과열로 인한 문제를 효과적으로 해결하지 못하는 실정이며, 이에 대한 해결책이 필요하게 되었다.
상기와 같은 회로나 전자부품 내지는 기기의 발열 관련 대책 내지는 방열시스템 등은 다양한 형태로 개발되어 공개되고 있는데, 예를 들어 등록특허 10-1663532호, 등록특허 10-0454114호, 공개특허 10-2016-0021960호 등이 있다. 상기의 등록특허 및 공개특허 등은 본 발명과는 그 구성요소와 동작 방식 등에 있어서 완전히 다른 기술로 판단된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 효과적으로 회로가 과열되는 온도변화 비율을 감지하여 사전에 경보하거나 차단 또는 방열을 실시할 수 있는 전자회로의 온도 예측 및 관리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,
전기에너지를 사용하는 하나 이상의 회로 또는 부품을 포함하는 전기회로부의 온도 예측 및 관리방법으로서, 상기 전기회로부의 발열을 예측하고 관리하기 위한 검지부; 그리고 상기 검지부의 동작에 따라 상기 전기회로부에 대한 제어 또는 경보를 제공하는 제어/경보부를 포함하는 것을 포함하고,
상기 전기회로부는 하나 이상의 써미스터를 포함하며,
상기 검지부는 상기 전기회로부 내의 가용최대전압(Vmax)을 설정하여 저장하는 가용최대전압 설정단계(S1); 상기 검지부가 상기 가용최대전압(Vmax)과 상기 전기회로부(100)에 입력되는 현재전압 간에 가용최대전압(Vmax)의 기울기(Vmax_g)와 현재 전압의 기울기(V_g)를 비교하는 전압비교단계(S2); 그리고 상기 단계(S2)에서 상기 가용최대전압 기울기(Vmax_g)보다 현재전압 기울기(V_g)가 더 크면 상기 제어/경보부가 제어 또는 경보를 실시하는 제어 및 경보단계(S3)를 실시하여 전기회로부의 온도변화 비율을 감지함으로서 온도를 예측하고 관리한다.
상기에서, 기울기(Vmax_g, V_g)를 비교하기 위하여, 상기 검지부는 전압 구간을 적어도 하나 이상 구분하여, 나눠진 전압 구간 시점에 도달할 때마다 그 구간에서의 기울기를 측정하여 비교하도록 한다.
상기에서, 검지부는 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 LPF부와, 상기 LPF부의 출력단과 연결되며 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 검출부를 포함할 수 있다.
상기에서, 검지부는 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 LPF부와, 상기 LPF부의 출력단과 연결되는 마이컴이 포함될 수 있다.
상기의 마이컴은 가용최대전압을 측정하는 단계(S11); 상기 단계(S11)를 통해 구해진 상기 가동최대전압(Vmax)이 일정 값으로 수렴할 때까지의 시간(tn)을 측정하고 상기 시간(tn)을 일정 시간간격(t)으로 나눠 시간간격 구간(t1~tn)을 구하는 단계(S12); 그리고 상기 단계(S12)를 통해 구해진 시간간격 구간(t1~tn) 및 이에 따라 대응되어 구해지는 전압값 구간 구간(V_lv_1~V_lv_n)을 표로 작성하여 저장하는 단계(S13)를 포함하여 실시할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전기회로부가 열폭주로 인하여 화재위험이 발생하기 전에 미리 이상 발열을 감지하고 능동적으로 사전에 조치를 취하도록 함으로서 화재위험 등의 안전사고를 미연에 방지한다.
도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 시스템의 구조도.
도 2는 본 발명의 방법이 실시되는 순서도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 방법이 실시됨에 따라 표현되는 그래프.
도 8은 본 발명의 검지부 제1예시 회로 구조도.
도 9는 본 발명의 검지부 제2예시 회로 구조도.
도 10은 본 발명의 검지부 제2예시에서 추가적으로 실시되는 순서도.
도 11은 본 발명의 검지부 제2예시에 따른 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 이해와 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형이나 수정이 있을 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 전자회로 온도 예측 및 관리방법이 적용될 수 있는 전기장치의 개략 구조도이다. 이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 방법이 적용될 수 있는 전기장치의 개략적인 구성에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 전기장치는 전기에너지로 동작할 수 있는 하나 이상의 전기회로 및 부품 등을 포함하는 전기회로부(100)를 포함한다. 상기 전기회로부(100)는 전기에너지를 사용하는 모든 종류의 회로 및 부품 등을 포함할 수 있다.
또한 상기 전기회로부(100)는 본 발명의 방법을 사용하기 위하여, 하나 이상의 써미스터(Thermister)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 상기 전기회로부(100)는 동작에 따라 필연적으로 발열을 발생시키며, 본 발명의 방법을 통해 상기 전기회로부(100)의 발열을 예측 및 관리하기 위한 검지부(200)가 포함된다.
그리고 상기 검지부(200)에서 검지된 상기 전기회로부(100)의 검지신호를 바탕으로 상기 전기회로부(100)에 대한 차단 등의 제어를 실시하거나, 또는 외부의 관리자가 인지할 수 있도록 소리나 화면신호 등으로 경보를 제공하는 제어/경보부(300)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 전자회로 온도 예측 및 관리방법의 순서도이다. 이하에서는 도 2를 통하여 상기 도 1과 같은 형태의 전기장치에서 본 발명의 온도 예측 및 관리방법이 실행되는 순서에 대하여 설명한다.
우선 상기 전기회로부(100) 내의 온도상승에 따른 상기 써미스터에 의한 가용최대전압(Vmax)을 설정하는 가용최대전압 설정단계(S1)가 실행된다.
여기서 상기 가용최대전압(Vmax)은 상기 전기회로부(100)에 포함되어 있는 회로부 전체에 대한 전압일 수도 있으며, 또는 상기 전기회로부(100) 내에 포함되어 있는 어느 하나 이상의 특정 부품에 대한 온도에 따른 전압일 수도 있다. 이하에서는 일예시로서, 상기 전기회로부(100)의 회로 전체에 대한 가용최대전압으로서 정하여 사용하도록 한다.
상기 가용최대전압(Vmax)의 변화도는 상기 전기회로부(100)가 정상적으로 동작할 수 있는 가능한 최대전압값을 의미하며, 상기 전기회로부(100)에 대한 가용최대전압(Vmax) 값은 도 3과 같은 그래프 형태로 표현될 수 있다.
여기서 상술한 바와 같이, 상기 전기회로부(100)의 줄 열에 따른 발열은 전압에 비례하므로, 상기 가용최대전압(Vmax)은 상기 전기회로부(100)의 가능한 최대발열량과도 동일한 의미로 사용될 수 있다. 만약 상기 가용최대전압(Vmax)을 초과하는 전압이 상기 전기회로부(100)에 걸리게 된다면, 상기 전기회로부(100)가 감당할 수 있는 발열 이상의 발열이 발생되거나 또는 발생될 것을 예상할 수 있는 것이며, 상기 전기회로부(100)에 이미 이상이 있거나, 고장날 것이라는 것을 예상할 수 있을 것이다.
따라서 상기 단계(S1)를 통해 상기 전기회로부(100)에 대한 가용최대전압(Vmax)을 도 3과 같은 형태로 구한 뒤, 이를 상기 검지부(200)에 저장하는 가용최대전압 설정단계(S1)가 실행된다.
상기 단계(S1)가 실행된 후에 상기 전기회로부(100)에 전원이 입력되어 사용될 때, 상기 검지부(200)가 상기 단계(S1)에서 측정하여 저장한 상기 가용최대전압(Vmax)과 현재 상기 전기회로부(100)에 입력되는 현재전압을 비교하는 전압비교단계(S2)가 실시된다.
상기 단계(S2)에서 상기 가용최대전압(Vmax)와 현재전압을 비교하는 데 있어서, 단순하게 상기 가용최대전압(Vmax) 이상의 전압이 걸렸을 때 경보를 올리거나 제어를 실시하는 것은 종래의 단순 온도 측정 방식과 다르지 않으며, 상기 전기회로부(100)의 열용량으로 인한 지속적 발열 상승으로 인해서 고장을 일으킬 수 있다. 따라서 현재전압이 상기 가용최대전압(Vmax)을 초과할 것임을 예측할 수 있어야 하며 따라서 상기 단계(S2)에서는 상기 가용최대전압(Vmax)의 기울기(Vmax_g)와 현재전압의 기울기(V_g)를 비교하는 것으로 상기 예측방식을 달성한다.
상기와 같이 상기 단계(S2)에서 기울기(Vmax_g, V_g)를 비교하기 위하여, 상기 검지부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 전압 구간을 적어도 하나 이상 구분하여, 나눠진 전압 구간 시점에 도달할 때마다 그 구간에서의 기울기를 측정하여 비교한다.
여기에서 상기 하나 이상 나눠지는 전압 구간은 이론상 무제한으로 나눠질 수도 있으며 이러한 경우 실시간으로 기울기를 측정하는 것이고, 이때는 가용최대전압(Vmax)와 현재전압의 시간에 따른 전압변화율을 측정하면 된다.
도 4 내지 도 7은 상기 단계(S2)에서 현재전압(V1~V4)의 유형 별 그래프이다. 이하에서는 도 4 내지 도 7을 통하여 상기 단계(S2)의 동작에 대해 상세히 설명한다.
설명에 앞서, 실제 상기 전기회로부(100)에 걸리는 전압은 상기 도 4 내지 도 7의 유형 외에도 다양한 형태의 시간에 따른 전압 변화 형태가 있을 수 있으며, 도 4 내지 도 7은 일예시로서 도시한 것이다. 본 발명의 단계(S2)에서는 상기 전기회로부(100)에 걸리는 전압 변화 형태와 관계 없이 상기한 기울기 변화를 통하여 고장 여부를 판정할 수 있다.
도 4와 같이, 현재전압(V1)이 최대전압(Vmax)보다 모든 구간에서 기울기값이 작거나 같다면, 이는 상기 전기회로부(100)가 정상동작하는 것으로 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 단계(S2)에서는 전압 구간(V_lv)을 하나 이상인 n개(V_lv_n)로 나눠서 각 구간(V_lv_1, V_lv_2, V_lv_3...V_lv_n)마다 가용최대전압 기울기(Vmax_g)와 현재전압 기울기(V1_g)를 비교하였을 때 가용최대전압 기울기(Vmax_g)이 현재전압 기울기(V1_g)보다 항상 크거나 같다면 상기 전기회로부(100)에 가용최대전압 이하의 전압이 걸리고 있다는 뜻이며, 발열수준 또한 적정한 범위구간 내라는 것을 의미하므로 상기 전기회로부(100)가 정상동작하고 있기 때문에 상기 단계(S2)가 계속되면서 상기 전기회로부(100)의 동작이 끝날때까지 상기 검지부(200)가 동작한다.
하지만 상기 가용최대전압 기울기(Vmax_g)보다 현재전압 기울기가 더 크다면, 상기 전기회로부(100)의 전압상승량이 가용최대전압보다 더 크다는 뜻이며 이는 상기 전기회로부(100)가 정상동작하지 않고 위험한 상태이며 과열의 위험성이 있다는 뜻이므로 해석할 수 있다.
구체적으로는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전기회로부(100)에 전압(V2)이 인가되는 그 순간부터 이미 가용최대전압(Vmax)보다 가파르게 전압이 상승할 수 있다. 이때는 최초 측정 전압구간(V_lv_1)에서 측정하였을 때 가용최대전압 기울기(Vmax_g)보다 현재전압 기울기(V1_g)가 더 크므로, 상기 전기회로부(100)가 위험한 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 도 5와 같은 형태는, 동작 초기에는 상기 전기회로부(100)가 정상동작하는 것처럼 보일 수 있는데 종래의 열감지 형태는 이미 전압(V2)이 가용최대전압(Vmax)을 초과한 다음에야 문제 발생을 인식할 수 있기 때문에 전기회로부(100)의 더 큰 고장 내지는 안전사고를 야기할 수 있다. 이에 비해 본 발명의 방식은 동작 시작과 거의 동시에 기울기 비교를 통하여 고장여부를 판단하여 안전하게 상기 전기회로부(100)에 대한 조치를 취할 수 있도록 하는 것이다.
또는 도 6이나 도 7과 같은 전압 형태(V3, V4)로 상기 전기회로부(100)에 전압이 인가될 수 있는데, 상기 전기회로부(100)에 정상적으로 전압이 인가되다가 상기 전기회로부(100)의 내부 고장 등의 이유로 인하여 동작 중에 전압이 상승하는 것이다. 이때 고장난 시점은 전압이 상승하는 시점, 즉 전압의 기울기(V3_g, V4_g)값이 가용최대전압 기울기(Vmax_g)보다 커지는 시점이므로, 이 시점을 파악하어 고장판단을 내릴 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 V_lv_5구간에서 측정하였을 때 고장임을 파악할 수 있고, 도 7에서는 V_lv_4구간에서 측정하였을 때 고장임을 파악할 수 있을 것이다.
또한, 상기 도 4 내지 도 7에서 고장임을 파악하였을 때, 고장이 발생한 시간(T_er)을 별도로 측정하여 사용할 수 있다.
상기와 같이 상기 단계(S2)를 수행하였을 때 가용최대전압 기울기(Vmax_g)보다 현재전압 기울기(V_g)가 더 크다면, 상기 제어/경보부(300)가 상기 전기회로부(100)를 제어하거나 또는 관리자에게 통보하는 제어 및 경보단계(S3)를 실시하여 단계를 종료한다.
상기 단계(S3)에서 상기 제어/경보부(300)가 상기 전기회로부(100)를 제어하거나 또는 관리자에게 통보하는 구성 및 방법은 종래에 잘 알여진 방법들을 사용하여 구현하면 되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 동작을 하는 검지부(200)는 다양한 형태로 구현할 수 있는데, 이하에서는 두 가지의 검지부 일예시를 통하여 상기 검지부(200)의 구성 및 동작 형태에 대하여 설명한다.
도 8은 상기 검지부(200)의 제1예시 회로도이다. 이하에서는 도 8을 통하여 상기 검지부(200)의 제1예시 구성 및 동작에 대하여 설명한다.
상기 검지부(200)의 제1예시는 순수하게 전기회로로 구성되는데, 구체적으로는 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 LPF부(210)와, 상기 LPF부(210)의 출력부와 연결되며 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 검출부(220)를 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 LPF부(210)는 비교기의 +입력단에 상기 전기회로부(100)의 현재 동작에 따른 입력(V)이 인가되고, -입력단에는 환경온도에 따른 전압값이 미리 측정되어 상기 전기회로부(100)가 최대로 가용할 수 있는 가용최대전압(Vmax)이 인가된다. 상기와 같은 상태에서 상기 LPF부(210)는 비교기의 -입력단에 적분기 회로와 피드백 저항(Rf)이 추가됨으로서 낮은 주파수 대역에서 이득을 갖는 저주파 통과 필터(Low pass filter) 기능을 하게 된다.
상기와 같이 LPF부(210)의 동작에 의하여, 만약 상기 현재전압(V)이 가용최대전압(Vmax)보다 작은 정상동작 상태라면 출력단에 전압이 걸리지 않을 것이며, 뒤의 검출부(220)가 동작하지 않을 것이다.
그리고 상기 LPF부(210)의 출력단에 전압이 발생한다는 것은 현재 전압(V)이 가용최대전압(Vmax) 이상이 된다는 뜻이므로 상기 검출부(220)를 통해 상기 전기회로부(100)가 이상 상태인지를 파악해야 한다.
상기 검출부(220)의 비교기 +입력단에는 상기 LPF부(210)의 출력단이 연결되며, 또한 상기 검출부(220)의 비교기 -입력단에는 설정된 입력단에 대한 적분기가 연결되어 상기 LPF부(210) 출력단에서 출력되는 전압에 대해 시간에 대한 적분을 실시하여, 상기 가용최대전압(Vmax)으로 입력되는 데이터의 변화가 +방향으로 일정 이상 큰 경우에만 High신호를 발하게 되며, 현재 상기 LPF부(210)의 출력단 전압이 출력단 전압에 대해 시간에 대해 적분한 값보다 일정 이상 크다면 상기 전기회로부(100)가 이상 상태인 것으로 판단하고 상기 단계(S3)를 실시한다.
상기 도 8과 같은 검지부(200)의 제1예시 형태는 실시간으로 전압에 대한 비교를 실시하여 동작한다.
도 9는 상기 검지부(200)의 제2예시 형태의 회로도이다. 이하에서는 도 9를 통하여 상기 검지부(200)의 제2예시 형태 구성 및 동작에 대하여 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 검지부(200)의 제2예시 형태는 상기 제1예시 형태외 동일한 LPF부(210)를 포함한다. 따라서 상기 LPF부(210)의 구성 및 동작은 상술한 바와 같아 설명을 생략한다.
그리고 상기 LPF부(210)의 출력단은 마이컴(230)과 연결된다. 마이컴(230)이 실질적으로 고장을 검출하는 역할을 하는데, 상기 마이컴(230)의 동작이 도 10 및 도 11에 도시되어 있다. 도 10은 상기 마이컴(230)의 동작을 도시한 순서도이고, 도 11은 상기 마이컴(230)의 동작에 따른 결과 그래프이다.
설명에 앞서, 도 10의 순서도는 상기 도 2의 순서도의 일부분을 구체화한 것으로서, 상기 도 10의 순서도 중 단계 S11~S13은 상기 도 2의 순서도 단계 S1에 포함되는 단계이고, 상기 도 10의 순서도 S14는 상기 도 2의 순서도 단계 S2에 포함되는 단계이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 마이컴(230)은 상기 전기회로부(100)의 동작 측정을 위한 설정이 이루어져야 하는데, 상기 전기회로부(100)의 가용최대전압(Vmax)은 기기마다 천차만별일 수밖에 없다. 따라서 먼저 가용최대전압(Vmax)을 측정하는 단계(S11)를 거친 다음, 어느 기준에 따라 가용최대전압(Vmax)과 현재전압(V)을 비교할 지 측정 간격을 정해야 할 것이다. 따라서 상기 단계(S11)를 통하여 상기 가용최대전압(Vmax)을 구하게 되는데 일반적으로 상기 가용최대전압(Vmax)은 일정 값(V_lv_n)으로 수렴하는 도 11과 같은 그래프 형태를 가지게 된다. 따라서 상기 가용최대전압(Vmax)가 일정 값으로 수렴할 때까지의 시간(tn)을 측정하고, 상기 가용최대전압(Vmax)이 0부터 V_lv_n값까지 도달하는 시간(tn)을 일정 시간간격(t)으로 나누는 단계(S12)를 실시한다.
상기 단계(S12)를 통하여 일정 시간간격 구간(t1~tn)과, 그 시간간격에 대응하는 전압값 구간(V_lv_1~V_lv_n)이 구해진다.
상기에서, 상기 시간간격(t)은 예를 들면 1초 단위로 하거나, 또는 10초 단위로 할 수 있다. 그리 하여 상기 가용최대전압(Vmax)이 일정 값에 도달하는 시간(tn)이 1분이라고 할 때 1초 단위로 나눈다면 60개의 시간간격(t) 구간이 생길 것이다.
상기 단계(S12)에서 구분한 시간간격 구간(t1~tn) 및 이에 따라 대응되어 구해지는 전압값 구간(V_lv_1~V_lv_n)을 표로 작성하여 저장하는 단계(S13)가 실시된다.
상기 단계(S13)에 따라 특정 전압구간에서의 전압값, 대응하는 시간간격 구간값, 그리고 상기 전압값의 기울기값이 저장된다.
예를 들어, 도 11에 도시된 그래프에 따르면 전압값 V_lv_2, 이에 대응하는 시간값 t2, 그리고 상기 전압값 V_lv_2의 기울기값이 저장될 것이다.
상기와 같이 전압값 구간(V_lv_1~V_lv_n)을 구한 다음 이에 맞춰서 상기 단계(S2)를 실시하면 된다.
100 : 전기회로부. 200 : 검지부.
300 : 제어/경보부.

Claims (5)

  1. 전기에너지를 사용하는 하나 이상의 회로 또는 부품을 포함하는 전기회로부의 온도 예측 및 관리방법으로서,
    상기 전기회로부의 발열을 예측하고 관리하기 위한 검지부; 그리고 상기 검지부의 동작에 따라 상기 전기회로부에 대한 제어 또는 경보를 제공하는 제어/경보부를 포함하는 것을 포함하고, 상기 전기회로부는 하나 이상의 써미스터를 포함하며,
    상기 검지부는 상기 전기회로부 내의 가용최대전압(Vmax)을 설정하여 저장하는 가용최대전압 설정단계(S1);
    상기 검지부가 상기 가용최대전압(Vmax)과 상기 전기회로부(100)에 입력되는 현재전압 간에 가용최대전압(Vmax)의 기울기(Vmax_g)와 현재 전압의 기울기(V_g)를 비교하는 전압비교단계(S2);
    그리고 상기 단계(S2)에서 상기 가용최대전압 기울기(Vmax_g)보다 현재전압 기울기(V_g)가 더 크면 상기 제어/경보부가 제어 또는 경보를 실시하는 제어 및 경보단계(S3)를 실시하고,
    상기 검지부는 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 LPF부와, 상기 LPF부의 출력단과 연결되는 마이컴이 포함되며,
    상기 마이컴은 가용최대전압을 측정하는 단계(S11);
    상기 단계(S11)를 통해 구해진 상기 가동최대전압(Vmax)이 일정 값으로 수렴할 때까지의 시간(tn)을 측정하고 상기 시간(tn)을 일정 시간간격(t)으로 나눠 시간간격 구간(t1~tn)을 구하는 단계(S12);
    상기 단계(S12)를 통해 구해진 시간간격 구간(t1~tn) 및 이에 따라 대응되어 구해지는 전압값 구간 구간(V_lv_1~V_lv_n)을 표로 작성하여 저장하는 단계(S13)를 실시하는 것을 특징으로 하는 전기회로부의 온도 예측 및 관리방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기울기(Vmax_g, V_g)를 비교하기 위하여, 상기 검지부는 전압 구간을 적어도 하나 이상 구분하여, 나눠진 전압 구간 시점에 도달할 때마다 그 구간에서의 기울기를 측정하여 비교하는 것을 특징으로 하는 전기회로부의 온도 예측 및 관리방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 검지부는 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 LPF부와, 상기 LPF부의 출력단과 연결되며 하나 이상의 비교기와 저항, 컨덴서를 포함하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로부의 온도 예측 및 관리방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020210005736A 2021-01-15 2021-01-15 전자회로의 온도 예측 및 관리방법 KR102339324B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210005736A KR102339324B1 (ko) 2021-01-15 2021-01-15 전자회로의 온도 예측 및 관리방법
EP21919813.2A EP4280018A4 (en) 2021-01-15 2021-04-21 METHOD FOR PREDICTING AND MANAGING THE TEMPERATURE OF AN ELECTRONIC CIRCUIT
PCT/KR2021/005058 WO2022154187A1 (ko) 2021-01-15 2021-04-21 전자회로의 온도 예측 및 관리방법
US18/269,512 US12045105B2 (en) 2021-01-15 2021-04-21 Method for predicting and managing temperature of electronic circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210005736A KR102339324B1 (ko) 2021-01-15 2021-01-15 전자회로의 온도 예측 및 관리방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102339324B1 true KR102339324B1 (ko) 2021-12-16

Family

ID=79033140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210005736A KR102339324B1 (ko) 2021-01-15 2021-01-15 전자회로의 온도 예측 및 관리방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12045105B2 (ko)
EP (1) EP4280018A4 (ko)
KR (1) KR102339324B1 (ko)
WO (1) WO2022154187A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118426521B (zh) * 2024-07-04 2024-08-30 国鲸科技(广东横琴粤澳深度合作区)有限公司 一种网状电路的温度控制系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101824718B1 (ko) * 2017-06-28 2018-02-02 (주)대신피아이씨 지능형 통합 사전 전기재해 분석 및 안전 자가진단기능이 내장된 원격 자동제어감시반
KR20190108273A (ko) * 2018-03-14 2019-09-24 (주)아이티공간 구동부의 정밀 예지 보전방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001080268A1 (fr) 2000-04-14 2001-10-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Interrupteur de circuit
US7456617B2 (en) * 2002-11-13 2008-11-25 Power-One, Inc. System for controlling and monitoring an array of point-of-load regulators by a host
US8861228B2 (en) * 2009-12-07 2014-10-14 Durr Systems Gmbh High voltage controller with improved monitoring and diagnostics
US8704484B2 (en) * 2010-05-28 2014-04-22 Qualcomm Incorporated Temperature sensor interface for wireless and wired charging
KR102268591B1 (ko) 2014-08-18 2021-06-25 삼성전자주식회사 회로의 자가 발열 특성을 예측하는 시뮬레이션 시스템 및 그것의 회로 설계 방법
KR102256300B1 (ko) * 2015-01-08 2021-05-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101663532B1 (ko) 2015-12-02 2016-10-10 세종전기공업 주식회사 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템
US9825620B2 (en) * 2016-01-21 2017-11-21 Apple Inc. Method and apparatus for digital undervoltage detection and control
JP7146688B2 (ja) * 2019-04-23 2022-10-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 駆動装置、及び、電力供給システム
US11469663B2 (en) * 2020-03-06 2022-10-11 Infineon Technologies LLC Dual regulation-loop ramp-controlled DC-DC converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101824718B1 (ko) * 2017-06-28 2018-02-02 (주)대신피아이씨 지능형 통합 사전 전기재해 분석 및 안전 자가진단기능이 내장된 원격 자동제어감시반
KR20190108273A (ko) * 2018-03-14 2019-09-24 (주)아이티공간 구동부의 정밀 예지 보전방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP4280018A1 (en) 2023-11-22
US12045105B2 (en) 2024-07-23
EP4280018A4 (en) 2024-07-17
US20240045483A1 (en) 2024-02-08
WO2022154187A1 (ko) 2022-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100517122B1 (ko) 돌입전류 방지용 저항기의 보호방법
CN107943130B (zh) 具有电流保护固态继电器的控制装置
EP3109480B1 (en) Method and device for controlling rotating speed of fan in electronic device
US8587913B2 (en) Active current surge limiters with voltage detector and relay
GB2486355A (en) Power converter with rate of change of temperature monitoring for fault detection
US9035689B2 (en) Thermal controller for semiconductor switching power devices
JPWO2019021479A1 (ja) インバータ装置およびインバータ装置の異常検出方法
KR102339324B1 (ko) 전자회로의 온도 예측 및 관리방법
CN112164198A (zh) 火灾检测方法及不间断电源
JP6359957B2 (ja) 二次破損防止機能を有するモータ駆動装置
JP2018102021A (ja) 突入電流防止回路、突入電流防止方法、及び突入電流防止用プログラム
US8751175B2 (en) Method and device for overload detection in battery-operated devices having an electric motor
US11360535B2 (en) Management of a pre-charge circuit of a battery management system
JP6054895B2 (ja) 無停電電源装置
JP6054896B2 (ja) 無停電電源装置
JP2007060787A (ja) 電源トランス保護システム
US20170264137A1 (en) Method for preparing an emergency energy store for operation
US11146221B2 (en) Method for overtemperature protection and audio apparatus
CN216602548U (zh) 散热装置及蒸烤箱
CN111968334B (zh) 火灾检测方法及不间断电源
GB2314699A (en) Detecting overheating of printed circuit boards
JP2001086764A (ja) インバータ
KR20180000537A (ko) 냉각 장치 및 냉각 장치의 제어 방법
US20210210951A1 (en) Power device protection
CN111030040A (zh) 一种风扇保护电路及方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant