KR20000043941A - 컴퓨터의 열 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열에너지를 전기에너지로 변환하는 반도체 소자를 이용하여 컴퓨터에서 발생되는 열에너지를 전기에너지로 변환하여 활용할 수 있도록 된 컴퓨터의 열 처리장치에 관한 것이다.

본 발명에 있어서는 PCB회로 기판위에 설치된 CPU 칩이나 메모리콘트롤러 칩 등의 데이터 처리에 따른 열이 발생되는 회로칩(30)에 온도 차이에 따라 전기신호를 발생시키는 전환반도체(31)를 접착시켜 결합시키고, 이 전환반도체에 전극을 연결하여 전환반도체(31)에서 발생된 전기신호가 전극을 통해 출력되도록 구성하고,

컴퓨터의 동작에 따라 CPU 등에서 발생된 열이 접착된 전환반도체(31)로 전도되어, 전환반도체(31)는 전도되온 열에 의해 그 반도체 특성에 따라 내부적으로 전자가 활성화되어 전극을 통해 도출됨으로써 전기신호가 발생되며, 이 발생되는 전기신호를 충전하여 두었다가 동작에 필요한 전원으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 컴퓨터에서 발생되는 열을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 이를 이용해 전원을 충전함으로써, 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있게 된다.

Description

컴퓨터의 열 처리장치

본 발명은 컴퓨터의 열 처리장치에 관한 것으로, 특히 열에너지를 전기에너지로 변환하는 반도체 소자를 이용하여 컴퓨터에서 발생되는 열에너지를 전기에너지로 변환하여 활용할 수 있도록 된 컴퓨터의 열 처리장치에 관한 것이다.

과학 기술이 발달함에 따라 현대 사회가 산업사회로 발전되어 가면서 모든 분야에 걸쳐 컴퓨터를 이용해 자동제어 내지는 업무관리를 수행하고 있다.

또한, 상기한 컴퓨터는 일반 가정에까지 사용되어 개인적인 업무나 이를 통한 컴퓨터 통신을 실행함으로써 그 사용빈도가 점차 증가하고 있다. 이렇게 컴퓨터의 필요성이 증대됨에 따라 사용자가 컴퓨터를 휴대하고 다니면서 업무처리를 수행할 수 있는 휴대용 컴퓨터 등도 개발되어 널리 보급되고 있는 실정이다.

그런데, 상기와 같은 컴퓨터에 있어서 책상위에 설치해 사용할 수 있는 데스크탑이나 상술된 바와 같이 개인이 휴대할 수 있는 노트북 컴퓨터의 경우, 모두 그 내부에는 장치 전반을 제어하는 중앙처리장치(CPU)와, 데이터를 저장할 수 있는 저장수단, 장치 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단 및, 데이터를 처리하는 데이터처리수단 등이 구비되게 되는데, 이러한 장치는 IC칩 형태로 되어 저항소자나 캐패시터 및 코일 등의 전자부품 소자들이 결합되게 된다.

따라서, 상기한 전자부품 소자들로 구성되어 있기 때문에 온도의 영향을 많이 받게 된다. 특히, 장치의 전반적인 제어동작이나 제어신호의 출력을 실행하는 중앙처리장치나, 저장된 데이터를 독출해 송출하는 메모리콘트롤러 및, 펄스를 발생시켜 실시간 데이터 등을 쉴새없이 발생시키는 RTC장치 등과 같은 경우에는 컴퓨터가 실행 동작됨에 따라 자체적인 열이 많이 발생하게 되고, 이 발생된 열은 장치 내부의 온도를 가중시키게 된다.

이에 따라, 컴퓨터장치 내부의 온도가 상승하게 됨에 따라 저항소자 등의 저항값이 상승하게 되고, 따라서 처리속도가 지연된다거나 처리동작에 있어 에러동작이 손쉽게 발생하게 된다. 또한, 대기중의 온도가 고온상태인 여름의 경우 컴퓨터를 이용함에 있어 상기와 같이 그 내부 자체적으로 데이터 처리동작에 의해 열이 발생되는 때는 내부 온도가 더욱 가중되어 컴퓨터가 다운되거나 동작이 중지되게 되고, 이로인해 중요한 업무를 수행함에 있어 큰 차질을 일으키는 원인이 되기도 한다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 열에너지를 전기에너지로 변환하는 반도체 소자를 이용하여 컴퓨터에서 발생되는 열에너지를 전기에너지로 변환하여 활용할 수 있도록 된 컴퓨터의 열 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 컴퓨터의 열 처리장치의 개념을 설명하기 위한 구성도.

도 2는 도 1의 전환반도체의 특성 원리를 설명하기 위한 전압과 전류 특성도.

도 3은 도 1의 개념이 적용된 본 발명의 1실시예에 따른 컴퓨터의 열 처리장치의 구성을 나타낸 구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

30 : CPU칩 또는 메모리콘트롤러칩 31 : 전환반도체

32 : PWM제어부 33 : 전원충전부

L : 코일 R1, R2 : 저항

D : 다이오드 Q1 : FET

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터의 열 처리장치는 데이터 처리에 의해 열이 발생되는 중앙처리장치나 메모리콘트롤러 등이 구비된 컴퓨터장치에 있어서, 상기 열이 발생되는 장치에 온도차에 의해 전기를 발생시키는 전환반도체를 밀착하여 결합시키고, 상기 발생되는 전기적 신호를 충전하기 위한 전원충전부를 전환반도체의 양극에 전기적으로 결합시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 데이터처리에 따라 열이 발생되는 장치에 온도차에 의해 전기가 발생되는 전환반도체를 밀착 결합시키고, 이 전환반도체의 일단은 접지시키며, 다른 단은 발생된 전압을 안정화시키는 코일과 흐르는 전류를 정류하기 위한 다이오드가 직렬로 결합되어 전원을 충전하는 전원충전부에 결합되고, 상기 안정화된 전압을 조정하기 위해 상기 다이오드 전단에 PWM제어부가 결합된 FET가 결합되어 접지되며, 다이오드의 출력단에 두 개의 직렬저항이 병렬로 결합되어 접지되고 그 결합노드가 상기 PWM제어부에 결합된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 컴퓨터 동작에 따라 발생되는 열을 처리하여 전기에너지로 변환하고, 그 발생된 전기에너지를 충전시킴으로써 발생된 열처리 뿐만 아니라 전기에너지를 얻을 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 컴퓨터의 열 처리장치의 개념을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 있어서는 PCB회로 기판위에 설치된 CPU 칩이나 메모리콘트롤러 칩 등의 데이터 처리에 따른 열이 발생되는 회로칩에 온도 차이에 따라 전기신호를 발생시키는 전환반도체를 접착시켜 결합시키고, 이 전환반도체에 전극을 연결하여 전환반도체에서 발생된 전기신호가 전극을 통해 출력되도록 되어 있다.

즉, 컴퓨터의 동작에 따라 CPU 등이 데이터를 처리하게 되고, 이에 따라 발생된 열이 접착된 전환반도체로 전도되고, 전환반도체는 전도되온 열에 의해 그 반도체 특성에 따라 내부적으로 전자가 활성화되어 전극을 통해 도출됨으로써 전기신호가 발생되는 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 전환반도체에서 발생되는 전기신호를 충전하여 두었다가 동작에 필요한 전원으로 사용하고자 하는 것이다.

도 2는 상기한 전환반도체의 특성 원리를 설명하기 위한 일반적인 다이오드의 전압과 전류 특성을 나타낸 것으로서, 도면에서 알 수 있듯이 제1사분면에서의 전력(P)은 전압(V)과 전류(I)가 모두 (+)이므로, 전력(P)은 (+)가 되어 전력이 소비된다. 또한, 제3사분면의 경우에도 전압(V)과 전류(I)가 모두 (-)이므로, 전력(P)은 (+)가 되어 마찬가지로 전력이 소비된다. 그러나, 제4사분면의 경우 전압(V)은 (+)이나 전류(I)는 (-)이므로 전력(P)은 (-)가 되어, 전력은 소비되지 않고 오히려 발생되게 된다. 따라서, 이러한 특성을 가지는 반도체를 이용하면 전력을 얻어서 장치 동작에 필요한 전원으로 사용할 수 있게 된다.

즉, 전환반도체가 상술된 바와 같이 도 2의 제4사분면의 특성을 가지는 반도체 소자로서, 외부로부터 상기 전환반도체로 열이 인가되게 되면 전자와 정공의 규칙적인 배열상태로 있던 구조에서 인가된 열에 의해 전자가 활성화되어 외부로 도출되게 됨으로써 전기가 발생되는 것이다.

도 3은 상기 전환반도체가 적용된 본 발명의 1실시예에 따른 컴퓨터의 열 처리장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 3에 있어서는 데이터처리에 따라 열이 발생되는 장치, 예컨대 CPU 칩이나 메모리콘트롤러 칩(30) 등에 온도차에 의해 전기가 발생되는 전환반도체(31)를 밀착 결합시키고, 이 전환반도체(31)의 일단은 접지시키며, 다른 단은 발생된 전압을 안정화시키는 코일(L)과 흐르는 전류를 정류하기 위한 다이오드(D)가 직렬로 결합되어 전원을 충전하는 전원충전부(33)에 결합되고, 상기 안정화된 전압을 조정하기 위해 상기 다이오드(D) 전단에 PWM제어부(32)가 결합된 FET(Q1)가 결합되어 접지되며, 다이오드(D)의 출력단에 두 개의 직렬저항(R1, R2)이 병렬로 결합되어 접지되고 그 결합노드(a)가 상기 PWM제어부(32)에 결합되어 있다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 상기한 구성의 장치가 컴퓨터 내부에 장착된 상태에서, 사용자가 컴퓨터의 전원을 온 시킴에 따라 컴퓨터는 초기화 처리를 실행하고, 키보드의 키입력을 근거로 한 데이터 처리를 수행하게 된다.

상기와 같이 컴퓨터장치가 동작됨에 따라 컴퓨터의 CPU는 데이터의 전송뿐만 아니라 데이터의 저장이나 기타 제어처리 등을 수행하게 되고, 또한 메모리 콘트롤러 등도 데이터 독출 및 저장에 관한 기능을 수행하게 된다.

따라서, 상술된 CPU나 메모리콘트롤러가 동작됨에 따라 데이터 처리에 따른 부하가 발생되고, 이 부하에 의해 열이 발생되게 된다.

이어, 상기 데이터 처리에 따라 발생된 열은 그 장치에 접착된 전환반도체(31)로 전도되게 되고, 상기 CPU칩이나 메모리콘트롤러칩(30)으로부터 열을 인가받은 전환반도체(31)는 전자와 정공의 규칙적인 배열상태로 있던 구조에서 인가된 열에 의해 전자가 활성화되어 도출되게 된다.

따라서, 상기 도출된 전자에 의해 전류의 흐름이 발생되게 되고, 이 전류의 흐름에 따라 전압이 발생되며, 발생된 전압은 코일(L)에 의해 안정화되게 된다. 그리고, 이어진 다이오드(D)에 의해 정류되어 전원충전부(33)에 충전되게 된다.

또한, 소정 제어신호에 따라 전압의 세기를 조절할 수 있도록 하는 PWM제어부(32)에 의해 상기 전원충전부(33)로 충전되는 전압의 세기가 조절되어 충전되게 된다.

즉, 상기 실시예에 의하면 컴퓨터장치의 데이터처리에 따라 열이 발생되는 장치에 온도차에 따른 전기를 발생시키는 전환반도체를 접착하여 이를 통해 열처리 뿐만 아니라 전원을 충전하여 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있는 열 처리장치를 실현할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있는 바, 상기 실시예에서는 발생된 전기신호를 충전하도록 하였으나, 이를 다른 장치로 인가하여 동작전원으로 사용할 수 있게 구성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 컴퓨터 동작에 따라 발생되는 열을 처리할 수 있고, 그 발생된 열을 이용하여 전기를 발생시켜 전원으로 충전할 수 있도록 된 컴퓨터의 열 처리장치를 실현할 수 있다.

Claims (2)

1. 데이터 처리에 의해 열이 발생되는 중앙처리장치나 메모리콘트롤러 등이 구비된 컴퓨터장치에 있어서,

   상기 열이 발생되는 장치에 온도차에 의해 전기를 발생시키는 전환반도체를 밀착하여 결합시키고, 상기 발생되는 전기적 신호를 충전하기 위한 전원충전부를 전환반도체의 양극에 전기적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 열 처리장치.
2. 데이터처리에 따라 열이 발생되는 장치에 온도차에 의해 전기가 발생되는 전환반도체를 밀착 결합시키고, 이 전환반도체의 일단은 접지시키며, 다른 단은 발생된 전압을 안정화시키는 코일과 흐르는 전류를 정류하기 위한 다이오드가 직렬로 결합되어 전원을 충전하는 전원충전부에 결합되고, 상기 안정화된 전압을 조정하기 위해 상기 다이오드 전단에 제어부가 결합된 스위칭부가 결합되어 접지되며, 다이오드의 출력단에 두 개의 직렬저항이 병렬로 결합되어 접지되고 그 결합노드가 상기 제어부에 결합된 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 열 처리장치.