KR102579939B1

KR102579939B1 - Ｐｒａ용 팬 구동장치

Info

Publication number: KR102579939B1
Application number: KR1020220067843A
Authority: KR
Inventors: 김도윤; 송동섭
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-09-18

Abstract

본 발명은 파워 릴레이 어셈블리(PRA)용 팬 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 구동장치는, PRA의 내부온도를 센싱하는 내부온도센서; 배터리와 상기 팬을 연결하는 제1전력선에 설치되어 상기 제1전력선을 통해 상기 배터리에서 상기 팬으로 구동전압을 공급 및 차단하는 제1스위치; 상기 내부온도에 따라 상기 제1스위치를 온/오프하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 내부온도가 제1설정온도 이상이면 상기 제1스위치를 온시켜 상기 팬이 구동되도록 하고, 상기 팬이 구동된 상태에서 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 상기 제1설정온도보다 낮은 제2설정온도 사이이면 상기 제1스위치를 온 상태로 유지하여 상기 팬을 구동상태로 유지하고 상기 제2설정온도보다 낮으면 상기 제1스위치를 오프시켜 상기 팬이 정지되도록 한다.

Description

ＰＲＡ용 팬 구동장치{Apparatus for operating fan for PRA}

본 발명은 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly,PRA)용 팬(fan)의 구동장치에 관한 것으로서, 특히 차량에 탑재되는 PRA의 동작시 발생하는 열을 감소시키도록 배치된 팬을 구동시키는 장치에 관한 것이다.

최근 전기차량의 수요가 급격히 증가하고 있다. 전기차량에는 구동력을 공급하기 위한 구동모터를 탑재하고, 구동모터는 고전압 배터리로부터 전기에너지를 공급받아 구동할 수 있다.

고전압 배터리와 구동모터 사이에서 고전압 배터리의 충방전을 제어하는 장치 중 파워 릴레이 어셈블리(PRA:Power Relay Assembly)(이하 PRA라 한다)가 포함될 수 있다. PRA는 고전압 배터리와 구동모터 사이에서 개폐 동작을 수행하여 고전압 배터리의 충방전이 이루어지도록 한다.

PRA는 복수개의 릴레이를 포함하고 있으며, 별도의 제어부가 릴레이의 개폐를 제어하도록 한다. 릴레이는 복수개의 전자부품 및 회로로 구성되므로 PRA가 동작하게 되면 내부에 열이 발생하게 된다.

PRA는 저온에서 안정적으로 동작시키고 동작 중에도 안정적인 범위에서 열을 방출시켜 적정한 온도를 유지하게 하는 것이 필요하다. 이와 같이 PRA의 정상적인 동작 및 수명 신뢰성을 보장하기 위해서는 PRA의 방열 및 냉각이 중요하다.

한국공개특허공보 제10-2015-0142496호(선행문헌 1)에는 전자식 PRA 장치 및 그 냉각방법이 개시되어 있다. 상기 선행문헌 1에는 배터리, 냉각핀, 또는 히트파이프 등의 측정온도가 기준온도를 초과하면 냉각팬을 가동시키도록 하는데, 측정온도가 기준온도 근처에서 상하로 미세하게 변하는 경우 냉각팬의 온/오프가 반복되어 손실이 발생하는 문제점이 있다.

(선행문헌 1) 한국공개특허공보 제10-2015-0142496호

본 발명은 PRA를 냉각시키도록 근접하여 배치된 팬을 효율적으로 구동하는 PRA용 팬 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 PRA의 발열온도에 따라 팬에 인가되는 구동전압의 듀티비를 조정하여 발열량을 조절하도록 하는 PRA용 팬 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 PRA의 발열온도가 설정온도의 근처에서 상하로 미세하게 변동시에도 안정적으로 팬을 구동하는 PRA용 팬 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 PRA용 팬을 구동하기 위한 컨트롤러에 고장발생시에도 신뢰성있게 팬을 구동시키는 PRA용 팬 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치는, 파워 릴레이 어셈블리(PRA)를 냉각시키는 팬의 구동장치로서, 상기 PRA의 내부온도를 센싱하는 내부온도센서; 배터리와 상기 팬을 연결하는 제1전력선에 설치되어 상기 제1전력선을 통해 상기 배터리에서 상기 팬으로 구동전압을 공급 및 차단하는 제1스위치; 상기 내부온도에 따라 상기 제1스위치를 온/오프하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 내부온도가 제1설정온도 이상이면 상기 제1스위치를 온시켜 상기 팬이 구동되도록 하고, 상기 팬이 구동된 상태에서 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 상기 제1설정온도보다 낮은 제2설정온도 사이이면 상기 제1스위치를 온 상태로 유지하여 상기 팬을 구동상태로 유지하고 상기 제2설정온도보다 낮으면 상기 제1스위치를 오프시켜 상기 팬이 정지되도록 한다.

본 실시예에서, 상기 컨트롤러는 상기 팬이 정지된 상태에서 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 상기 제1스위치를 오프 상태로 유지하여 상기 팬을 정지 상태로 유지하고 상기 제1설정온도 이상이면 상기 제1스위치를 온시켜 상기 팬이 구동되도록 한다.

본 실시예에서, 상기 컨트롤러는 상기 팬이 구동되면 상기 내부온도에 따른 듀티비를 설정하여 상기 듀티비의 PWM 신호를 상기 제1스위치로 출력하고 상기 제1스위치는 상기 듀티비에 따라 온/오프된다.

본 실시예에서, 상기 내부온도가 높을수록 상기 듀티비가 커진다.

본 실시예에서, 상기 배터리와 상기 팬을 연결하는 제2전력선에 서로 직렬로 연결되어 상기 상기 배터리에서 상기 팬으로 구동전압을 공급 및 차단하는 제2 및 제3스위치; 상기 내부온도에 따라 상기 제2스위치를 온/오프하는 PWM회로부; 상기 내부온도에 따라 상기 제3스위치를 온/오프하는 비교부를 더 포함하고, 상기 내부온도가 상기 제1설정온도 이상이면, 상기 비교부는 상기 제3스위치를 온시키고, 상기 PWM신호는 상기 내부온도에 따라 듀티비를 설정하여 상기 듀티비의 PWM 신호를 상기 제2스위치로 출력하며, 상기 제2스위치는 상기 듀티비에 따라 온되어 상기 팬이 구동된다.

본 실시예에서, 상기 팬이 구동된 상태에서 상기 PWM회로부 및 비교부는 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 상기 제2설정온도 사이이면 상기 제2,3스위치를 온 상태로 유지하여 상기 팬을 구동 상태로 유지하고 상기 제2설정온도보다 낮으면 상기 제2,3스위치를 오프시켜 상기 팬이 정지된다.

본 실시예에서, 상기 팬이 정지된 상태에서 상기 PWM회로부 및 비교부는 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 상기 제2,3스위치를 오프 상태로 유지하여 상기 팬을 정지 상태로 유지하고 상기 제1설정온도 이상이면 상기 제2,3스위치를 온시켜 상기 팬이 구동된다.

본 실시예에서, 상기 PWM회로부는 상기 컨트롤러의 고장발생 신호가 수신되면 활성화되어 동작하여 상기 내부온도에 따라 설정된 듀티비의 PWM 신호를 상기 제2스위치로 출력한다.

본 실시예에서, 상기 컨트롤러 및 PWM회로부 사이에 설치된 인버터를 더 포함하고 상기 컨트롤러는 고장발생시 로우신호를 상기 인버터로 출력하고 상기 인버터는 상기 로우신호를 하이신호로 전환하여 상기 PWM회로부로 출력하며 상기 PWM회로부는 상기 하이신호가 입력되면 활성화되어 동작한다.

본 실시예에서, 상기 PRA의 외부온도를 센싱하는 외부온도센서를 더 포함하고, 상기 제2설정온도는 상기 센싱된 외부온도이다.

본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명에 의하면 PRA에 근접하여 팬이 배치되어 구동하기 때문에 PRA을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

본 발명에 의하면 PRA의 발열온도에 따라 팬에 공급되는 구동전압의 듀티비를 조정하도록 하여 발열량을 조절하도록 할 수 있다.

본 발명에 의하면 PRA의 발열온도가 팬의 구동을 위해 설정된 설정온도를 전후하여 상하로 변동시에도 안정적으로 팬을 구동시킬 수 있다.

본 발명에 의하면 PRA용 냉각팬을 구동하기 위한 컨트롤러에 고장이 발생하더라도 팬을 안전하게 구동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치의 상세 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 내부온도가 제1설정온도 및 제2설정온도에 따른 팬 구동과정을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 듀티비에 따른 스위칭부의 온/오프와 팬의 구동 과정을 설명하는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 내부온도에 따른 제1,3스위치의 온/오프 과정을 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 내부온도에 따른 PWM신호의 출력 및 제1,2스위치의 온/오프 과정을 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법을 보인 흐름도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 파워 릴레이 어셈블리(PRA)용 팬 구동장치 및 구동방법을 제공한다. 구체적으로, PRA가 사용될 때 발생하는 열을 감소시키기 위해 팬을 구동시키는 장치 및 방법을 제공한다. 하지만, 본 발명은 PRA용 팬 뿐만 아니라 사용중에 열이 발생하는 다양한 전자부품, 예컨대 집적회로(IC), 마이크로 칩, 메모리 칩 등과 같은 전자부품용 팬에도 적용가능하다.

전자부품을 저온에서 안정적으로 동작시키고 동작 중에도 안정적인 범위에서 열을 방출시켜 적정한 온도를 유지하게 하는 것이 필요하다. 이와 같이 전자부품의 정상적인 동작 및 수명 신뢰성을 보장하기 위해서는 전자부품의 방열 및 냉각이 중요하다.

이러한 전자부품은 하나의 부품이 될 수도 있고 둘 이상의 부품들로 이루어진 전자부품 모듈 또는 전자부품 어셈블리가 될 수도 있다. 또한, 전자부품은 예컨대 적어도 하나의 직접회로(IC)가 될 수도 있고 적어도 하나 이상의 전자소자나 전기회로가 실장된 인쇄회로기판(PCB)이 될 수도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 전자부품의 일례로서 PRA용 팬 구동장치 및 구동방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치의 개략 배치도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치(이하, 팬구동장치라 함)(100)는 배터리(200)의 구동전압을 이용하여 팬(300)을 구동시킬 수 있다. 즉, 팬구동장치(100)는 배터리(200)로부터 구동전압을 팬(300)에 공급 및 차단함으로써 팬(300)을 온/오프(ON/OFF)시킬 수 있다.

팬(300)은 PRA(400)에 근접하여 배치될 수 있다. 팬(300)이 온(ON)되어 구동되면 팬(300)에서 발생된 공기가 PRA(400)로 전달될 수 있다. 팬(300)은 팬(300)에서 발생된 공기가 PRA(400)에 충분히 전달될 수 있는 거리에 설치될 수 있다. 이에 따라, 팬(300)에 의해 발생된 공기에 의해 PRA(400)에서 발생한 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PRA의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PRA(400)는 고전압 배터리(200)와 인버터(500) 사이에 배치되어 고전압 배터리(200)와 인버터(500) 사이에서 전원을 공급 및 차단하도록 한다.

인버터(500)에는 구동모터(미도시)가 연결될 수 있으며 인버터(500)에 의해 변환된 교류전원을 공급받아 동작될 수 있다. 이를 위해 인버터(500)는 고전압 배터리(200)로부터 직류전원을 전달받아 교류전원으로 변환할 수 있다.

본 실시예의 PRA(400)는 제1 메인릴레이(401), 제2 메인릴레이(402), 프리차지 릴레이(403), 프리차지 저항(404)를 포함할 수 있다.

제1 메인릴레이(101)는 일측이 고전압 배터리(200)의 (+)단에 연결되고 타측이 인버터(500)의 (+)단에 연결된다. 그리고 제2 메인릴레이(102)는 일측이 고전압 배터리((200)의 (-)단에 연결되고 타측이 인버터(500)의 (-)단에 연결된다.

프리차지 릴레이(403)에는 프리차지 저항(404)이 직렬로 연결되고, 프리차지 릴레이(403)과 프리차지 저항(404)의 직렬연결은 제1 메인릴레이(401)에 병렬로 연결된다.

인버터(500)의 전단에는 DC 링크 커패시터(405)가 고전압 배터리(200) 및 인버터(500)와 병렬로 연결될 수 있다. 인버터(500)는 고전압 배터리(200)에서 출력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 구동모터로 전달하여 구동모터를 구동시킬 수 있다. 이때, DC 링크 커패시터(405)는 인버터(500)에 포함될 수도 있다.

이와 같이 구성된 PRA(100)는 제어부(미도시)가 제1 메인릴레이(401) 및 제2 메인릴레이(402) 및 프리차지 릴레이(403)의 개폐하여 고전압 배터리(200)의 고전압을 인버터(500)로 공급하거나 차단할 수 있다.

제어부는 BMS(미도시)로부터 제어신호에 따라 프리차지 릴레이(403)를 온시키고 제2 메인릴레이(402)를 온시킨다. 제2 메인릴레이(402)가 온되면 돌입전류가 발생되고, 이에 따라 DC 링크 커패시터(405)에 일정 전압이 인가되어 충전된다. 즉, 제2 메인릴레이(402)가 온됨으로써 프리차지 저항(403)을 통해 DC 링크 커패시터(405)를 충전시킬 수 있다.

이와 같이 프리차지 릴레이(403)를 통해 DC 링크 커패시터(405)를 충전시킴으로써 제1 메인릴레이(401)가 온될 때 아크가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

제1 메인릴레이(401)가 온된 이후, 제어부는 프리차지 릴레이(403)를 오프시켜 프리차지 충전을 완료한다. 다른 실시예에서, 제1 메인릴레이(401)가 온된 후, DC 링크 커패시터(405)가 일정전압으로 충전되면 제어부는 프리차지 릴레이(403)를 오프시킬 수도 있다.

DC 링크 커패시터(405)의 충전전압이 설정전압 이상이 되면 프리차지 충전이 완료된 것으로 판단할 수 있다. 예컨대, 고전압 배터리(200)의 고전압 대비 일정비율 이상 충전되면 프리차지 충전이 완료된 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이 프리차지 충전이 완료되면 차량은 시동이 걸리게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치의 상세구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 팬구동장치(100)는 내부온도센서(101), 외부온도센서(102), 컨트롤러(103), PWM회로부(104), 비교부(105), 스위칭부(106) 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 포함하여 구성될 수 있다.

내부온도센서(101)는 PRA(400)의 내부온도를 센싱할 수 있다. 바람직하게는 내부온도센서(101)는 PRA(400)에서 발생하는 발열온도를 센싱한다. 이러한 내부온도센서(101)는 예컨대 PRA(400)이 장착된 PCB 기판에 함께 장착될 수 있다.

외부온도센서(102)는 PRA(400)의 외부온도를 센싱할 수 있다. 바람직하게는 외부온도센서(102)는 PRA(400)의 주변온도를 센싱한다. 이러한 외부온도센서(102)는 PRA(400)와 일정거리로 이격된 위치에 설치될 수 있다.

내부온도센서(101)에서 센싱된 PRA(400)의 내부온도는 컨트롤러(103), PWM회로부(104) 및 비교부(105)로 각각 전송될 수 있고, 외부온도센서(102)에서 센싱된 PRA(400)의 외부온도는 컨트롤러(103)와 비교부(105)로 각각 전송될 수 있다.

컨트롤러(103)는 내부온도센서(101)에서 센싱된 PRA(400)의 내부온도를 이용하여 스위칭부(106)를 제어할 수 있다. 즉, 컨트롤러(103)는 내부온도에 따라 스위칭부(106)의 동작제어신호를 출력하여 스위칭부(106)를 온/오프시킬 수 있다.

구체적으로, 컨트롤러(103)는 센싱된 PRA(400)의 내부온도가 제1설정온도 이상이면 스위칭부(106)로 동작제어신호를 출력하여 스위칭부(106)를 온시키고 제2설정온도보다 작으면 스위칭부(106)로 동작제어신호를 출력하여 스위칭부(106)를 오프시킬 수 있다. 본 실시예에서 제1설정온도는 제2설정온도보다 크다.

제1설정온도는 스위칭부(106)를 온시키기 위한 임계온도가 될 수 있고 제2설정온도는 스위칭부(106)를 오프시키기 위한 임계온도가 될 수 있다. 이때, 본 실시예에서 제2설정온도는 외부온도센서(102)에서 센싱된 PRA(400)의 외부온도가 될 수 있다. 즉, 컨트롤러(103)는 외부온도센서(102)로부터 PRA(400)의 외부온도를 전송받아 제2설정온도로 사용할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(103)는 PRA(400)의 내부온도가 외부온도(제2설정온도)보다 낮으면 스위칭부(106)를 오프시켜 배터리(200)의 전압이 팬(300)으로 공급되지 않도록 하여 팬(300)을 구동시키지 않게 할 수 있다. 즉, 내부온도가 외부온도보다 낮으면 팬(300)을 구동시킬 필요가 없으므로 배터리(200)로부터 구동전압의 공급을 차단하는 것이다.

종래기술에서는 PRA(400)의 내부온도를 설정된 기준온도(제1설정온도)와 비교하여 내부온도가 기준온도(제1설정온도)보다 높으면 팬(300)이 구동되도록 하고 낮으면 팬(300)을 구동되지 않도록 한다. 하지만 PRA(400)의 사용환경과 부품의 특성에 따라 PRA(400)의 내부온도가 기준온도 근처에서 미세하게 변할 수 있다.

이 경우, 컨트롤러(103)는 내부온도가 기준온도 이상이면 스위칭부(106)를 온시키고 외부온도보다 작으면 스위칭부(106)를 오프시킬 때 내부온도가 기준온도 근처에서 미세하게 변하므로, 스위칭부(106)의 온/오프 과정을 계속 반복하게 되어 전력손실이 발생하고 팬(300)에게도 부담이 될 수 있다.

예컨대, 기준온도가 60℃이고, 내부온도가 59.9℃~60.1℃의 범위에서 미세하게 변하는 경우, 실내온도의 변화폭이 크지 않음에도 불구하고 60.1℃이면 팬(300)이 구동되고, 59.9℃이면 팬(300)이 정지된다. 즉, 내부온도가 0.2℃의 범위내에서 미세하게 계속 변화는 경우, 그 때마다 팬(300)의 온/오프를 반복해야 하므로 이에 대한 해결책이 필요하다.

본 발명에서는 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 내부온도가 제1설정온도 이상이면 팬(300)을 구동시키도록 하고, 이후에 내부온도가 미세하게 변하여 제1설정온도보다 작더라도 제2설정온도 이상이면 팬(300)을 계속 구동시키며, 제2설정온도보다 작을 때에는 팬(300)을 정지시키도록 한다. 이를 이하에서 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 내부온도가 제1설정온도 및 제2설정온도에 따른 팬 구동과정을 보인 예시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에서 팬(300)을 구동시키기 위한 제1설정온도를 설정하고, 제1설정온도보다 낮은 제2설정온도를 설정한다.

컨트롤러(103)는 내부온도(A)가 제1설정온도 이상이면 스위칭부(106)로 동작제어신호를 출력하여 팬(300)을 구동시키도록 한다. 이후에 내부온도(A)가 제1설정온도 근처에서 상하로 미세하게 변하여 제1설정온도보다 낮아지더라도 제2설정온도 이상이면 팬(300)의 구동을 계속 유지하도록 한다.

즉, 팬(300)이 구동된 후 내부온도(A)가 제1설정온도보다 낮아지더라도 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 팬(300)을 계속 구동시키도록 하는 것이다. 이로써, 내부온도(A)가 팬(300)을 구동시키는 임계온도인 제1설정온도 근처에서 오르락 내리막 하더라도 팬(300)을 그때마다 온/오프시키지 않고, 내부온도가 제1설정온도를 중심으로 하한치인 제2설정온도 이상이면 팬(300)을 계속 구동상태로 유지하도록 한다. 만약 내부온도(A)가 제2설정온도보다 낮아지면 팬(300)을 정지시킨다.

그리고, 팬(300)이 정지된 상태에서는 이후에 내부온도(A)가 다시 상승하여 제2설정온도 이상이 되더라도 팬(300)은 다시 구동되지 않고 제1설정온도 이상이 되어야만 팬(300)이 구동된다.

상술한 바와 같이 컨트롤러(103)는 외부온도센서(102)에서 센싱된 PRA(400)의 외부온도를 제2설정온도로 할 수 있다. 그리고 제1설정온도는 제2설정온도보다 5~30℃로 높게 설정할 수 있다. 물론 이러한 온도의 수치는 일례이며 PRA(400)의 사용 환경과 부품의 특성 등에 따라 다르게 설정할 수 있음은 당연한 것이다.

컨트롤러(103)는 스위칭부(106)로 동작제어신호를 출력하여 스위칭부(106)를 온/오프시켜 팬(300)을 구동 및 정지시킬 수 있다. 이때, 컨트롤러(103)는 동작제어신호를 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 출력할 수 있다. 즉, 컨트롤러(103)는 내부온도에 따라 다른 듀티비(duty ratio)로 PWM 신호를 출력할 수 있다.

본 실시예에서 PRA(400)의 내부온도가 높아질수록 듀티비를 증가시키고 반대로 내부온도가 낮아질수록 듀티비를 감소시킨다. 듀티비가 증가하면 팬(300)으로 공급되는 배터리(200)의 구동전압(Vrms)가 커져서 팬(300)의 풍속이 커지고, 반대로 듀티비가 감소하면 팬(300)으로 공급되는 배터리(200)의 구동전압(Vrms)이 작아져서 팬(300)의 풍속이 작아질 수 있다. 예컨대, 내부온도가 70℃인 경우는 듀티비를 40%로 하고 내부온도가 더 높아져서 90℃이면 듀티비를 50%로 하여 상대적으로 더 강한 풍속이 되도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 듀티비에 따른 스위칭부의 온/오프와 팬의 구동 과정을 설명하는 예시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일례로, 컨트롤러(103)에서 스위칭부(106)으로 40%의 듀티비로 동작제어신호(PWM 신호)를 출력하는 경우와 50%의 듀티비로 출력하는 경우가 도시되어 있다.

도면에서 알 수 있듯이, 40%의 듀티비에 비해 50%의 듀티비로 출력하는 경우 배터리(200)에서 팬(300)으로 공급되는 구동전압(Vrms)가 상대적으로 더 큼을 알 수 있다. 이에 따라 50%의 듀티비로 출력하는 경우에 40%의 듀티비로 출력하는 경우에 비해 팬(300)의 풍속이 더 커지게 된다.

본 실시예에서는 내부온도가 높을수록 듀티비를 증가시켜 팬(300)의 풍속을 더 크게 하고 내부온도가 낮을수록 듀티비를 감소시켜 팬(300)의 풍속을 더 약하게 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 팬구동장치(100)는 내부온도센서(101)와 외부온도센서(102)가 실시간으로 각각 PRA(400)의 내부온도와 외부온도를 센싱하고, 컨트롤러(103)는 센싱된 내부온도가 제1설정온도 이상이면 스위칭부(106)를 온시켜 배터리(200)에서 팬(300)으로 전압이 공급되도록 하여 팬(300)이 구동되도록 한다.

이후에 내부온도가 제1설정온도보다 낮더라도 제2설정온도 이상이면 스위칭부(106)의 온 상태를 계속 유지하여 팬(300)의 구동상태를 계속 유지한다. 내부온도가 제2설정온도보다 낮아지면 스위칭부(106)는 오프되어 팬(300)이 정지된다. 본 실시예에서 제2설정온도는 외부온도센서(102)에서 센싱된 PRA(400)의 외부온도가 될 수 있다.

컨트롤러(103)는 스위칭부(106)를 동작시키기 위한 동작제어신호를 PWM신호로 출력한다. PWM신호는 듀티비에 따라 출력될 수 있다. 내부온도가 높을수록 큰 듀티비로 PWM신호를 출력하고 내부온도가 낮을수록 작은 듀티비로 PWM신호를 출력한다.

이와 같이 내부온도에 따라 듀티비를 조정함으로써 팬(300)으로 공급되는 배터리(200)의 구동전압(Vrms)의 크기를 조절할 수 있다. 듀티비의 조정에 따른 구동전압의 크기를 조절하여 팬(300)의 회전속도가 결정될 수 있다. 팬(300)의 회전속도는 팬(300)에서 발생되는 바람의 세기를 결정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 팬구동장치(100)는 PWM회로부(104) 및 비교부(105)를 선택적으로 더 포함하거나 또는 컨트롤러(103)와 독립적으로 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 일례로 PWM회로부(104)와 비교부(105)는 컨트롤러(103)가 고장날 때 컨트롤러(103)를 대신하여 팬(300)을 구동시키도록 한다.

도 3을 다시 참조하면, PWM회로부(104)는 컨트롤러(103)의 고장신호가 수신되면 동작하여 PWM 신호를 스위칭부(106)로 출력할 수 있다. 컨트롤러(103)는 고장이 발생하면 고장에 대응하는 로우(Low) 신호를 출력하고, 이러한 로우 신호는 인버터(110)를 거쳐 하이(High) 신호로 변환되어 PWM회로부(104)로 입력될 수 있다.

물론, 컨트롤러(103)는 정상적으로 동작하면 하이 신호를 출력하게 되고 하이 신호는 인버터(110)를 거쳐 로우 신호로 변환되어 PWM회로부(104)로 입력될 수 있다. PWM회로부(104)는 로우 신호가 입력되면 동작을 하지 않는다.

컨트롤러(103)의 고장발생으로 PWM회로부(104)에 하이 신호가 입력되면 PWM회로부(104)가 활성화되어 PWM 신호를 출력하여 스위칭부(106)로 온/오프시킨다. 이때, PWM회로부(104)는 내부온도에 따른 듀티비로 PWM 신호를 스위칭부(106)로 출력할 수 있다. 이를 위하여 내부온도센서(101)에서 센싱된 PRA(400)의 내부온도는 PWM회로부(104)로 입력될 수 있다.

PRA(400)의 내부온도가 높아질수록 듀비티를 증가시키고 반대로 내부온도가 낮아질수록 듀티비를 감소시킨다. 듀티비가 증가하면 팬(300)으로 공급되는 배터리(200)의 구동전압(Vrms)가 커져서 팬(300)의 풍속이 커지게 되고, 반대로 듀티비가 감소하면 팬(300)으로 공급되는 배터리(200)의 구동전압(Vrms)이 작아져서 팬(300)의 풍속이 작아지게 된다. 예컨대, 내부온도가 70℃인 경우는 듀티비를 40%로 하고 내부온도가 더 높아져서 90℃이면 듀티비를 50%로 할 수 있다.

여기서, PWM회로부(104)에서 PWM 신호를 출력하는 과정은 컨트롤러(103)에서 PWM 신호를 출력하는 과정과 실질적으로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 동일한 경우 PWM회로부(104)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티비와 컨트롤러(103)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티비는 같을 수 있다. 따라서 도 4에 도시된 팬(300)의 구동 및 정지 과정은 PWM회로부(104)에도 동일하게 적용될 수 있다.

비교부(105)는 내부온도센서(101)에서 센싱된 PRA(400)의 내부온도와 제1설정온도 및 제2설정온도를 비교하여 스위칭부(106)를 온/오프시켜 팬(300)을 동작 및 정지시킬 수 있다. 즉, 내부온도가 제1설정온도 이상이면 스위칭부(106)를 온시켜 팬(300)이 구동되도록 하고, 팬(300)이 구동된 이후에는 내부온도가 제1설정온도보다 낮더라도 스위칭부(106)를 오프시키지 않고 제2설정온도보다 낮아지면 그때 스위칭부(106)를 오프시켜 팬(300)이 정지되도록 한다.

이때, 본 실시예서 비교부(105)에서 스위칭부(106)를 온/오프시키는 과정은 컨트롤러(103)에서 스위칭부(106)를 온/오프시키는 과정은 실질적으로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 동일한 경우 내부온도가 제1설정온도 이상이면 팬(300)을 구동시키고 내부온도가 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 팬(300)의 구동을 계속 유지하며, 내부온도가 제2설정온도보다 낮으면 팬(300)을 정시시킨다.

여기서, 비교부(105)는 외부온도센서(102)로부터 PRA(400)의 외부온도를 전송받을 수 있고, 수신된 외부온도를 제2설정온도로 사용할 수 있다. 따라서, 비교부(105)는 내부온도가 제2설정온도보다 낮아지면 팬(300)이 더 이상 구동되지 않도록 한다.

스위칭부(106)는 배터리(200)와 팬(300) 사이에 설치되고 배터리(200)로부터 팬(300)으로 구동전압을 공급 및 차단하는 역할을 한다. 이러한 스위칭부(106)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 일례로 스위칭부(106)는 3개의 스위치(107,108,109)를 포함한다.

배터리(200)와 팬(300)은 서로 독립적인 2개의 전력선(PL1,PL2)을 통해 서로 연결될 수 있다. 제1스위치(107)는 제1전력선(PL1)에 설치되고 제2스위치(108)과 제3스위치(109)는 제2전력선(PL2)에 서로 직렬로 설치될 수 있다.

즉, 제1스위치(107)는 배터리(200)로부터 제1전력선(PL1)을 통해 전달되는 구동전압을 팬(300)으로 공급 및 차단하고, 제2,3스위치(108,109)는 배터리(200)로부터 제2전력선(PL2)을 통해 전달되는 구동전압을 팬(300)으로 공급 및 차단한다.

따라서, 제1전력선(PL1)의 경우 제1스위치(107)만 온되어도 배터리(200)에서 팬(300)으로 구동전압이 공급되어 팬(300)이 구동될 수 있고, 제2전력선(PL2)의 경우는 제2스위치(108)와 제3스위치(109)가 둘다 온되어야 배터리(200)에서 팬(300)으로 구동전압이 공급되어 팬(300)이 구동될 수 있다.

제1스위치(107)는 컨트롤러(103)의 동작제어신호에 따라 온/오프되도록 구성된다. 이러한 동작제어신호는 PWM 신호로 출력될 수 있다. 제2스위치(108)는 PWM회로부(4)에서 출력되는 PWM 신호에 따라 온/오프되도록 구성된다. 제3스위치(109)는 비교부(105)에서 출력되는 스위칭신호에 따라 온/오프되도록 구성된다.

따라서, 상술한 바와 같이 컨트롤러(103)가 동작제어신호로 PWM 신호를 출력하여 스위칭부(106)를 온/오프시킨다는 것은 제1스위치(107)를 온/오프시킨다는 것이다. PWM회로부(104)에서 PWM 신호를 출력하여 스위칭부(106)를 온/오프시킨다는 것은 제2스위치(108)를 온/오프시킨다는 것이다. 비교부(105)에서 스위칭신호를 출력하여 스위칭부(106)를 온/오프시킨다는 것은 제3스위치(109)를 온/오프시킨다는 것이다.

바람직하게는 제2스위치(108)는 PWM회로부(104)로부터 일정 듀티비의 PWM 신호가 입력되면 해당 듀티비에 따라 온/오프를 반복할 수 있다. 또한, 제2스위치(108)과 제3스위치(109)는 동시에 온/오프되거나 제3스위치(109)가 온 상태일 때 제2스위치(108)는 온될 수 있다. 즉, 제2스위치(108)와 제3스위치(109)는 동시에 온되어야만 배터리(200)로부터 구동전압이 팬(300)으로 공급되므로 팬(300)을 구동시키기 위해서는 동시에 온되도록 한다. 따라서, 비교부(105)가 제3스위치(109)를 온시키면 PWM회로부(104)에서 제2스위치(108)를 온시켜 배터리(200)의 구동전압이 팬(300)으로 공급되도록 하되, 이때 PWM회로부(104)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티비에 따라 제2스위치(108)가 온/오프되어 일정크기의 구동전압(Vrms)가 팬(300)으로 공급되도록 하는 것이다.

도 6은는 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 내부온도에 따른 제1,3스위치의 온/오프 과정을 설명하는 예시도이다.

도 6을 참조하면, 컨트롤러(103)는 제1스위치(107)의 온/오프를 제어하고 비교부(105)는 제3스위치(109)의 온/오프를 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 팬(300)이 정지된 상태에서 컨트롤러(103)는 내부온도가 제1설정온도 이상이면 제1스위치(107)를 온시키고, 제1스위치(107)가 온된 상태에서는 내부온도가 감소하여 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 제1스위치(107)는 이전상태, 즉 온 상태를 계속 유지한다.

즉, 내부온도가 감소하여 제1설정온도보다 낮아지더라도 제1스위치(107)를 즉시 오프시키는 것이 아니라 제1설정온도보다 낮더라도 제2설정온도 이상이면 이전상태, 즉 온 상태를 계속 유지하도록 하는 것이다. 이는 내부온도가 제1설정온도 근처에서 상하로 미세하게 변하더라도 제1스위치(107)의 온/오프를 반복하지 않게 하기 위한 것이다.

만약 내부온도가 제2설정온도보다 낮아지면 제1스위치(107)를 오프시킨다. 제1스위치(107)가 오프된 상태에서는 내부온도가 상승하여 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 제1스위치(107)는 이전상태, 즉 오프 상태를 계속 유지한다. 즉, 내부온도가 상승하여 제2설정온도 이상이 되더라도 제1스위치(107)을 즉시 온시키는 것이 아니라 내부온도가 제2설정온도 이상이더라도 제1설정온도보다 낮으면 이전상태, 즉 오프 상태를 계속 유지하도록 하는 것이다.

이후에, 내부온도가 계속 상승하여 제1설정온도 이상이면 제1스위치(107)를 온시키도록 한다.

이러한 과정은 도 6에 도시된 바와 같이 비교부(105)에서 제3스위치(109)를 온/오프시키는 것과 동일하므로 중복설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PRA용 팬 구동장치에서 내부온도에 따른 PWM신호의 출력 및 제1,2스위치의 온/오프 과정을 보인 예시도이다.

도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 컨트롤러(103)는 제1스위치(107)의 온/오프를 제어하고 PWM회로부(104)는 제2스위치(108)의 온/오프를 제어할 수 있다.

팬(300)이 정지된 상태에서 컨트롤러(103)는 내부온도가 제1설정온도 이상이면 내부온도에 따라 PWM 신호의 듀티비를 결정하여 제1스위치(107)로 출력하도록 한다. 이로써 제1스위치(107)는 결정된 듀티비의 PWM 신호에 따라 해당 듀티비로 온/오프된다. 이에 따라 팬(300)은 해당 듀티비에 따른 구동전압(Vrms)로 구동되는 것이다. 예컨대 20~80%의 듀티비로 구동된다.

팬(300)이 구동됨에 따라 내부온도가 하강하게 되어 내부온도가 제2설정온도와 제1설정온도 사이가 되면 제1스위치(107)은 이전상태를 유지하며, 이때 실시간 내부온도에 따라 듀티비만 조정된다.

이후, 내부온도가 더 하강하여 제1설정온도보다 낮은 상태에서는 PWM 신호를 제1스위치(107)로 0%의 듀티비로 PWM 신호가 출력된다. 이 경우 실질적으로 제1스위치(107)는 오프된다. 이로써 팬(300)은 정지한다.

그리고, 팬(300)이 정지한 상태에서는 내부온도가 상승할 수 있으므로, 내부온도가 제2설정온도 이상이고 제1설정온도 미만이면 이전 상태를 유지하므로 제1스위치(107)로 0%의 듀티비로 PWM 신호가 출력된다. 이 경우는 실질적으로 팬(300)은 정지상태를 유지한다.

한편, 제2스위치(108)는 PWM회로부(104)에서 상기와 같이 온/오프된다. 이러한 과정은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 PWM회로부(104)에서 제2스위치(108)를 온/오프시키는 것과 동일하므로 중복설명은 생략한다.

이와 같이, 일례로 팬(300)이 정지된 상태에서는 내부온도가 제1설정온도보다 낮으면 제1,2스위치(107,108)는 오프상태를 유지한다. 그러나 팬(300)이 정지된 상태에서 내부온도가 제1설정온도 이상이면 제1,2스위치(107,108)는 예컨대 20~80%의 듀티비로 온/오프될 수 있다. 이때, 내부온도가 높을수록 듀티비도 커지고 반대로 낮을수록 듀티비는 작아진다.

또한, 상술한 바와 같이 제1,3스위치(107,109)가 온된 상태에서 내부온도가 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 제1,3스위치(107,109)는 온 상태를 계속 유지한다. 이 경우도 제1,2스위치(107,108)의 온/오프는 도 7과 같이 적용될 수 있다. 이 경우에도 내부온도가 높을수록 듀티비도 커지고 반대로 낮을수록 듀티비는 작아질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법을 보인 흐름도이다.

도 8를 보면, 본 발명의 일 실시예에서 PRA용 팬 구동방법은 팬(300)이 정지된 상태에서(S101), 내부온도센서(101)에서 PRA(400)의 내부온도(발열온도)를 센싱한다(S102). 센싱된 내부온도가 제1설정온도 이상이면(S103), 컨트롤러(103)는 내부온도에 따라 PWM 신호의 듀티비를 조정한다(S104). 그리고 컨트롤러(103)는 조정된 듀티비로 PWM 신호를 제1스위치(107)로 출력한다(S105). 제1스위치(107)는 PWM 신호에 의해 해당 듀티비로 온/오프된다(S106). 이에 따라 팬(300)은 해당 듀티비에 따른 구동전압(Vrms)에 의해 구동된다(S107).

만약, 센싱된 내부온도가 제1설정온도보다 낮으면(S103), S102 단계로 진행하여 내부온도센서(101)에서 내부온도를 센싱한다. 내부온도가 제1설정온도보다 낮으면 제1스위치(107)는 온되지 않고 팬(300)은 구동하지 않는다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 팬(300)이 구동중인 상태에서 내부온도의 변화에 따른 팬(300)의 구동 및 정지를 결정하는 과정을 설명한다. 팬(300)이 구동중이라는 것은 내부온도가 제1설정온도 이상이라는 것을 의미한다.

도 9에서, 팬(300)이 구동중인 상태에서 내부온도를 센싱한다(S201). 센싱된 내부온도가 제2설정온도 이상이면(S202), 컨트롤러(103)는 내부온도에 따라 PWM 신호의 듀티비를 조정하고(S203), 조정된 듀티비로 PWM 신호를 제1스위치(107)로 출력한다(S204). 이에 따라 제1스위치(107)는 PWM 신호에 의해 해당 듀티비로 온/오프된다(S205). 그리고 팬(300)은 해당 듀티비에 따른 구동전압(Vrms)에 의해 구동된다(S207).

여기서, 내부온도가 제2설정온도 이상이라는 것은 제1설정온도 이상인 것도 포함한다. 즉, 팬(300)이 구동중인 상태에서 내부온도가 제2설정온도 이상이면 제1스위치(107)를 온시켜 팬(300)을 계속 구동시키는 것이다.

S206 단계는 팬(300)이 계속 구동되므로 다시 S201 단계로 진행하여 내부온도를 센싱하도록 하고, 이후 단계를 반복해서 진행할 수 있다.

만약, 센싱된 내부온도가 제2설정온도보다 낮으면(S207), 제1스위치(107)를 오프시킨다(S207). 이에 따라 팬(300)은 정지된다(S208). 즉, 팬(300)이 구동중에 내부온도가 제2설정온도보다 낮아지면 제1스위치(107)를 오프시켜 팬(300)이 정지되도록 하는 것이다.

상기 도 8 및 도 9의 흐름도에서는 컨트롤러(103)가 내부온도에 따라 제1스위치(107)를 온/오프하여 팬(300)을 구동 및 정지시키는 과정을 설명한 것이다.

이하 도 10 및 도 11를 참조하여 컨트롤러(103)에 고장이 발생한 경우 PWM회로부(104) 및 비교부(105)가 내부온도에 따라 제2,3스위치(108,109)를 온/오프하여 팬(300)을 구동 및 정지시키는 과정을 설명한다. 컨트롤러(103)에 고장이 발생하는 경우는 두 가지가 있을 수 있다. 즉, 팬(300)이 구동 중에 컨트롤러(103)에 고장인 경우와 팬(300)이 정지 중에 컨트롤러(103)에 고장이 발생하는 경우이다.

도 10은 팬(300)이 구동중인 상태에서 컨트롤러(103)에 고장이 발생한 경우에 팬(300)을 구동 및 정지시키는 과정을 나타내고, 도 11은 팬(300)이 정지된 상태에서 컨트롤러(103)에 고장이 발생한 경우에 팬(300)을 구동 및 정지시키는 과정을 나타낸다.

컨트롤러(103)에 고장이 발생하면, PWM회로부(103)로 고장신호가 출력된다. 구체적으로, 컨트롤러(103)에 고장이 발생하면 컨트롤러(103)에서 로우 신호가 출력되고, 로우 신호는 인버터(110)를 거쳐 하이 신호로 반전되어 PWM회로부(104)로 입력된다. PWM회로부(104)는 하이 신호가 입력되면 컨트롤러(103)에 고장이 발생한 것으로 인지하여 활성화된다. 활성화되면 동작을 개시한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도이다.

도 10은 팬(300)이 구동 중인 상태에서 컨트롤러(103)에 고장이 발생한 경우 팬(300)의 동작과정을 나타낸다.

팬(300)이 구동상태에는 제3스위치(109)가 온 상태이고 제2스위치(108)는 내부온도에 따라 설정된 듀티비로 출력되는 PWM 신호에 따라 온/오프되고 있다는 것을 의미한다. 이러한 상태에서 컨트롤러(103)에 고장이 발생하면 상술한 과정을 거쳐 PWM회로부(104)가 활성화된다.

팬(300)이 구동중인 상태(S301)에서 내부온도센서(101)가 PRA(400)의 내부온도(발열온도)를 센싱하고(S302), 센싱된 내부온도가 제2설정온도 이상이면(S303), 비교부(105)에 의해 제3스위치(109)는 이전상태를 계속 유지한다(S304). 즉, 제3스위치(109)는 온 상태를 계속 유지하는 것이다.

그리고, 제2스위치(108)를 구동하기 위해 PWM회로부(104)는 내부온도에 따라 PWM 신호의 듀티비를 조정하고(S305), 조정된 듀티비로 PWM 신호를 제2스위치(108)로 출력한다(S306). 그러면 제2스위치(108)는 PWM 신호에 의해 해당 듀티비로 온/오프된다(S307). 이로써 팬(300)은 계속 구동상태를 유지한다(S308).

팬(300)이 구동중인 상태라는 것은 내부온도가 제1설정온도 이상으로 상승하여 팬(300)이 구동하고 있다는 것이고, 팬(300)의 구동에 의해 내부온도가 하강하여도 내부온도가 제2설정온도 이상이라면 팬(300)은 계속 구동상태를 유지한다는 것이다.

이는 팬(300)이 구동중인 상태에서는 내부온도가 제2설정온도 이상이면 제3스위치(109)를 계속 온시키고 제2스위치(108)를 일정 듀티비로 온/오프시켜 제2,3스위치(108,109)를 통해 팬(300)으로 해당 듀티비에 따른 팬(300)이 계속 회전한다는 것이다. 팬(300)이 구동을 유지하면 C로 다시 진행한다.

만약, S303 단계에서 내부온도가 제2설정온도보다 낮으면 제3스위치(109)를 오프시킨다(S309). 이에 따라서 팬(300)으로 구동전압이 공급되지 않아 팬(300)은 정지한다(S310). 팬(300)이 정지하면 도 11의 D로 진행한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PRA용 팬 구동방법의 흐름도이다.

도 11에는 팬(300)이 정지된 상태에서 컨트롤러(103)에 고장이 발생한 경우 팬(300)의 구동과정을 나타낸다.

팬(300)이 정지된 상태는 제3스위치(109)가 오프된 상태이다. 이러한 상태에서 컨트롤러(103)에 고장이 발생하면 상술한 과정을 거쳐 PWM회로부(104)가 활성화된다.

도 11을 참조하면, 컨트롤러(103)에 고장이 발생하고 팬(300)이 정지된 상태에서 내부온도를 센싱한다(S401). 내부온도가 제2설정온도와 제1설정온도 사이이면, 구체적으로 내부온도가 제2설정온도보다 높고 제1설정온도 이하이면(S402), 제3스위치(109)는 이전상태, 즉 오프 상태를 유지한다(S403). 이에 따라 팬(300)은 정지된 상태를 유지한다(S404). 팬(300)이 정지된 상태이므로 다시 D로 진행한다.

S402 단계에서 내부온도가 제2설정온도와 제1설정온도 사이가 아니면 제1설정온도 이상인지를 판단한다(S405). 내부온도가 제1설정온도 이상이면 비교부(105)는 제3스위치(109)를 온시킨다(S406). 그리고 PWM회로부(104)는 내부온도에 따라 PWM 신호의 듀티비를 조정하고(S407), 조정된 듀티비로 PWM 신호를 제2스위치(108)로 출력한다(S408). 그러면 제2스위치(108)는 PWM 신호에 의해 해당 듀티비로 온/오프된다(S409). 이에 따라 팬(300)은 해당 듀티비에 따른 구동전압(Vrms)에 의해 구동된다(S410). 팬(300)이 구동된 상태이므로 다시 C로 진행한다.

이상의 도 8 내지 도 11에서 알 수 있듯이, 본 발명에서는 컨트롤러(103)가 정상일 경우뿐만 아니라 컨트롤러(103)에 고장이 발생하더라도 PWM회로부(104)와 비교부(105)가 제2,3스위치(108,109)를 제어하여 팬(300)을 구동시키도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 PRA용 팬 구동방법에서는 컨트롤러(103)에 고장이 발생하지 않으면 도 8 및 도 9와 같이 컨트롤러(103)가 PWM 신호를 출력하여 제1스위치(107)를 제어함으로써 팬(300)을 구동 및 정지시킬 수 있고, 컨트롤러(103)에 고장이 발생하더라도 도 10 및 도 11과 같이 PWM회로부(104)와 비교부(105)가 제2,3스위치(108,109)를 제어하여 팬(300)을 구동 및 정지시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(103)는 어느 시점에라도 고장이 발생할 수 있고, 어느 시점에라도 정상적으로 동작할 수도 있다. 이 경우 컨트롤러(103)가 어느 시점에라도 정상동작 및 고장발생을 감지할 수 있고, 정상동작시에는 도 8 및 도 9를 진행하고 고장발생시에는 도 10 및 도 11을 진행할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 팬구동장치 101 : 내부온도센서
102 : 외부온도센서 103 : 컨트롤러
104 : PWM회로부 105 : 비교부
106 : 스위칭부 107 : 제1스위치
108 : 제2스위치 109 : 제3스위치
110 : 인버터 200 : 배터리
300 : 팬 400 : PRA

Claims

파워 릴레이 어셈블리(PRA)를 냉각시키는 팬의 구동장치에 있어서,
상기 PRA의 내부온도를 센싱하는 내부온도센서;
배터리와 상기 팬을 연결하는 제1전력선에 설치되어 상기 제1전력선을 통해 상기 배터리에서 상기 팬으로 구동전압을 공급 및 차단하는 제1스위치;
상기 내부온도에 따라 상기 제1스위치를 온/오프하는 컨트롤러;
상기 배터리와 상기 팬을 연결하는 제2전력선에 각각 설치되어 상기 배터리에서 상기 팬으로 구동전압을 각각 공급 및 차단하는 제2 및 제3스위치;
상기 내부온도에 따라 상기 제2스위치를 온/오프하는 PWM회로부;
상기 내부온도에 따라 상기 제3스위치를 온/오프하는 비교부;를 포함하고
상기 컨트롤러는 상기 팬이 정지된 상태에서 상기 내부온도가 제1설정온도 이상이면 상기 제1스위치를 온시켜 상기 팬을 구동시키고 상기 팬이 구동된 상태에서 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 상기 제1설정온도보다 낮은 제2설정온도 사이이면 상기 제1스위치를 온 상태로 유지하여 상기 팬을 구동상태로 유지하고 상기 제2설정온도보다 낮으면 상기 제1스위치를 오프시켜 상기 팬이 다시 정지되도록 하고, 상기 내부온도가 상기 제1설정온도 이상이면 상기 비교부는 상기 제3스위치를 온시키고 상기 PWM회로부는 상기 내부온도에 따라 듀티비를 설정하여 상기 듀티비의 PWM 신호를 상기 제2스위치로 출력하며, 상기 제2스위치는 상기 듀티비에 따라 온되어 상기 팬이 구동되는 PRA용 팬 구동장치.
청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 팬이 다시 정지된 상태에서 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 상기 제1스위치를 오프 상태로 유지하여 상기 팬을 정지 상태로 유지하고 상기 제1설정온도 이상이면 상기 제1스위치를 온시켜 상기 팬이 구동되도록 하는 PRA용 팬 구동장치
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 팬이 구동되면 상기 내부온도에 따른 듀티비를 설정하여 상기 듀티비의 PWM 신호를 상기 제1스위치로 출력하고 상기 제1스위치는 상기 듀티비에 따라 온/오프되는 PRA용 팬 구동장치.
청구항 3에 있어서, 상기 내부온도가 높을수록 상기 듀티비가 커지는 PRA용 팬 구동장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 팬이 구동된 상태에서 상기 PWM회로부 및 비교부는 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 상기 제2설정온도 사이이면 상기 제2,3스위치를 온 상태로 유지하여 상기 팬을 구동 상태로 유지하고 상기 제2설정온도보다 낮으면 상기 제2,3스위치를 오프시켜 상기 팬이 정지되는 PRA용 팬 구동장치.
청구항 1 또는 6에 있어서, 상기 팬이 정지된 상태에서 상기 PWM회로부 및 비교부는 상기 내부온도가 상기 제1설정온도와 제2설정온도 사이이면 상기 제2,3스위치를 오프 상태로 유지하여 상기 팬을 정지 상태로 유지하고 상기 제1설정온도 이상이면 상기 제2,3스위치를 온시켜 상기 팬이 구동되는 PRA용 팬 구동장치.
청구항 1 또는 6에 있어서, 상기 PWM회로부는 상기 컨트롤러의 고장신호가 수신되면 활성화되어 동작하여 상기 내부온도에 따라 설정된 듀티비의 PWM 신호를 상기 제2스위치로 출력하는 PRA용 팬 구동장치.
청구항 8에 있어서, 상기 컨트롤러 및 PWM회로부 사이에 설치된 인버터를 더 포함하고 상기 컨트롤러는 고장발생시 로우신호를 상기 인버터로 출력하고 상기 인버터는 상기 로우신호를 하이신호로 전환하여 상기 PWM회로부로 출력하며 상기 PWM회로부는 상기 하이신호가 입력되면 활성화되어 동작하는 PRM용 팬 구동장치.
청구항 1에 있어서, 상기 PRA의 외부온도를 센싱하는 외부온도센서를 더 포함하고, 상기 제2설정온도는 상기 센싱된 외부온도인 것을 특징으로 하는 PRA용 팬 구동장치.