KR20090075120A - 냉각팬 속도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

컴퓨터의 내부를 냉각하기 위하여 컴퓨터 내에 설치되는 냉각 모듈에 장착되는 팬의 속도를 조절하기 위한 방법으로서, 상기 냉각 모듈은, 하나 이상의 공기 유입구 및 상기 하나 이상의 공기 유입구로부터 유입된 공기가 토출되는 둘 이상의 토출구가 형성된 하우징; 상기 하우징 내의 공기 유입구 측에 설치되어, 상기 유입된 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 팬; 및 상기 둘 이상의 토출구 중 하나의 토출구 측에 설치된 다수의 방열핀을 포함하고, 상기 냉각 모듈에 설치된 팬의 속도를 조절하는 방법은, 상기 컴퓨터 내부의 소정의 온도값을 측정하고, 상기 온도 측정값이, ⅰ) 제 1 온도보다 작은 경우 상기 팬이 제 1 속도로 작동하도록 하고, ⅱ)상기 제 1 온도 이상이며, 제 2 온도보다 낮은 경우, 제1 속도로부터 선형적으로 속도가 증가하도록 하되, 상기 제 2 온도에서 팬의 제 2 속도를 달성하도록 하며, ⅲ) 상기 제 2 온도 이상인 경우, 상기 제 2 속도로 작동하도록 하는, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법이 제공된다. 상기와 같은 팬속도 조절 방법이 제공됨으로써 컴퓨터가 보다 경량화 및 슬림화될 수 있도록 구성된 냉각 모듈 및 이를 이용한 냉각 방법에 의하여 냉각되는 컴퓨터가 구동될 때 냉각이 효율적으로 달성되며, 또한 소음이 적게 발생할 수 있는 효과가 있다.

소음, 냉각, 시로코팬

Description

냉각팬 속도 제어 방법{A method for controlling the velocity of a cooling fan}

본 발명은 냉각팬의 속도 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열부의 온도 변화를 감지하여 냉각팬의 회전 속도를 제어함으로써 소음의 발생을 줄일 수 있도록 한 냉각팬 속도 제어 방법에 관한 것이다.

컴퓨터와 같은 정보 처리 기기, OA 기기, 가전 제품, 전원 장치 등의 각종 전기전자 기기에는 기기의 작동에 의하여 발생되는 열을 냉각하기 위하여 냉각팬이 사용되고 있다. 통상의 냉각팬을 구동하는 팬모터의 회전수나 풍량등은 기기의 예상되는 사용 온도를 고려하여 정해진다. 이에 따라, 기기의 작동시 냉각팬이 일정한 구동 속도를 갖도록 설계되는 경우 냉각 효율이 저하되거나 소음을 발생시키는 것이 일반적이었다.

이와 같은 일정한 구동 속도를 갖도록 형성되는 냉각팬 제어 방식은 속도의 변화에 따라 냉각팬의 속도가 달라지도록 하거나, 속도 변화 패턴을 계단식으로 구성하여 온도 구간별로 상이한 속도로 작동하도록 제어하는 방식을 사용하여 왔다.

이와 같은 속도 변화에 따라 냉각팬의 구동 속도를 조절하는 방식에 대한 기 술은 출원번호 10-2004-0045419호와 10-2004-0049052호 등에 개시되어 있다.

상기 출원번호 10-2004-0045419호에 개시된 냉각팬 속도 제어회로의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술인 출원번호 10-2004-0045419호에 개시된 냉각팬 속도 제어회로이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 냉각팬 속도 제어회로는 동작전압(Vin)을 팬(FAN)에 단방향으로 공급하기 위한 정류다이오드(D)와, 상기 팬(FAN)에서 접지로 연결된 구동저항(Rd)과, 상기 동작전압(Vin)을 사전에 설정된 제1 기준전압(Vref1)으로 공급하는 기준전압 설정부(110)와, 온도를 감지하여 온도 감지에 따른 검출전압(Vd)을 공급하는 온도 감지부(120)와, 상기 온도 감지부(120)에 의한 검출전압(Vd)이 사전에 설정된 제2 기준전압(Vref2)보다 높으면, 스위칭 온신호(Son)를 제공하는 스위칭 제어부(130)와, 상기 제1 기준전압(Vref1)과 검출전압(Vd)을 비교하여 그 차전압에 해당되는 전류제어신호(Sc)를 출력하는 비교부(140)와, 상기 구동저항(Rd)에 병렬로 연결되어, 상기 스위칭 제어부(130)로부터의 스위칭 온신호(Sc)에 따라 온 동작하고, 온동안에 상기 비교부(130)로부터의 전류제어신호(Sc)에 따라 상기 팬(FAN)에 흐르는 전류량을 제어하는 전류 제어부(150)로 이루어진다.

상기 기준전압 설정부(110)는 상기 동작전압(Vin)단에서 접지로 연결된 제1,제2 저항(R1,R2)을 포함한다. 상기 제2 저항(R2)에 걸리는 전압을 제1 기준전압(Vref1)으로 제공한다. 상기 온도 감지부(120)는 상기 동작전압(Vin)단에 연결된 제3 저항(R3)과, 상기 제3 저항(R3)에 연결되어, 온도에 따른 저항값을 제공하는 써미스터(THermistor)(TH)와, 상기 써미스터(TH)와 접지 사이에 연결된 제4 저항(R4)을 포함한다. 상기 제4저항(R4)에 걸리는 전압을 검출전압(Vd)으로 제공한다.

상기 스위칭 제어부(130)는 상기 써미스터(TH)와 제4 저항(R4)의 연결노드에 저항(R7)을 통해 연결된 캐소드단과, 상기 전류 제어부(150)에 연결된 애노드단을 갖고, 사전에 설정된 제2 기준전압(Vref2)에 해당하는 항복전압을 갖는 제너 다이

오드(ZD)로 이루어진다. 여기서, 상기 제2 기준전압(Vref2)은 상기 제1기준전압(Vref1)과 같은 전압으로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 비교부(140)는 상기 제1,2 저항(R1,R2)의 연결노드에 연결된 반전단자(IN1)와, 상기 써미스터(TH)와 제4 저항(R4)의 연결노드에 연결된 비반전단자(IN2)와, 상기 반전단자(IN1)를 통한 제1 기준전압(Vref1)과 상기 비반전단자(IN2)를 통한 검출전압(Vd)을 비교하여 그 차전압에 해당되는 전류 제어신호(Sc)를 출력하는 출력단(OUT)을 포함한다.

상기 전류 제어부(150)는 상기 팬(FAN)과 상기 구동저항(Rd)의 연결노드에 연결된 컬렉터단(c)과, 접지에 연결된 에미터단(e)과, 상기 비교부(140)의 출력에 연결된 베이스단(b)을 포함하는 트랜지스터(Q)로 이루어진다.

도 2는 도 1의 종래 기술에 따른 냉각팬 속도 제어회로에 의한 속도 제어 패턴도로서, 도 2에서, VR1은 구동초기의 팬 구동속도로서 T1까지 저속구간이고, VR2는 T1에서 T2까지의 구간으로 이 구간은 전원장치의 온도상승에 따라 속도가 상승 되는 가속구간이며, VR3은 T2 이후의 최대 등속구간이다.

여기서, 도면중 미설명부호인 C1,C2는 커패시터이고, R5,R6,R7은 저항이다.

이상과 같은 종래 기술에 따른 냉각팬 제어 회로에서 냉각 팬을 제어하기 위하여는 저항 값에 따른 온도 T1 및 T2를 정하고, 이에 따라 구동되는 속도 RPM 값을 특정하여야 하나, 이와 같은 특정값은 냉각팬이 설치되는 전자 장치, 예를 들어 데스크탑 컴퓨터의 내부 구성 및 컴퓨터의 냉각 방식에 따라 달라지게 된다. 이와 같은 전자 장치, 예를 들어, 컴퓨터의 내부 구성 및 냉각 방식은 각각의 전자 장치의 제조사마다 그 구성 및 냉각 방식이 다른 것이 일반적이다.

따라서, 각각의 전자 장치의 내부 구성 및 냉각 방식에 따라 가장 효율적으로 냉각팬의 속도를 제어할 수 있는 특정치를 갖는 냉각팬 구동 방법을 개발할 필요성이 요구된다.

또한, 근래에는 데스크탑 컴퓨터의 CPU와 같은 발열부를 냉각시키기 위하여 다수의 방열핀을 CPU상에 설치하고 상기 방열핀을 냉각하기 위한 축류팬을 방열핀 상에 위치시킴으로써 데스크탑 컴퓨터의 발열부를 냉각하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 축류팬들은 부피가 크고 무거우며, 작동시 소음이 많이 발생하기 때문에, 최근의 데스크탑 컴퓨터의 소형화 및 슬림화 경향에 적합하지 않은 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 보다 소형화되고 슬림화된 구성으로 이루어진 냉각모듈 및 이를 이용하여 냉각하는 냉각 방법에 적합하도록 설정된 특정치를 갖도록 냉각팬 구동 방법을 적용할 필요성이 또한 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 컴퓨터가 보다 경량화 및 슬림화될 수 있도록 구성된 냉각 모듈에 의하여 냉각되는 컴퓨터가 구동될 때 소음이 적게 발생할 수 있도록 냉각 팬의 속도를 제어하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 컴퓨터가 보다 효율적으로 냉각될 수 있으면서도 소음이 적게 발생할 수 있도록 하는 컴퓨터 냉각 방법에 적용될 수 있는 냉각팬의 속도를 제어하는 방법을 제공하고자 한다.

상기 해결하고자하는 과제에 대한 해결책은, 컴퓨터의 내부를 냉각하기 위하여 컴퓨터 내에 설치되는 냉각 모듈에 장착되는 팬의 속도를 조절하기 위한 방법에 의하여 달성된다. 이 때, 상기 냉각 모듈은 하나 이상의 공기 유입구 및 상기 하나 이상의 공기 유입구로부터 유입된 공기가 토출되는 둘 이상의 토출구가 형성된 하우징; 상기 하우징 내의 공기 유입구 측에 설치되어, 상기 유입된 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 팬; 및 상기 둘 이상의 토출구 중 하나의 토출구 측에 설치된 다수의 방열핀을 포함한다. 이 때, 상기 냉각 모듈에 설치된 팬의 속도를 조절하는 방법은, 상기 컴퓨터 내부의 소정의 온도값을 측정하고, 상기 온도 측정값이,ⅰ) 제 1 온도보다 작은 경우 상기 팬이 제 1 속도로 작동하도록 하고, ⅱ)상기 제 1 온도 이상이며, 제 2 온도보다 낮은 경우, 제1 속도로부터 선 형적으로 속도가 증가하도록 하되, 상기 제 2 온도에서 팬의 제 2 속도를 달성하도록 하며, ⅲ) 상기 제 2 온도 이상인 경우, 상기 제 2 속도로 작동하도록 한다.

이 때, 상기 팬은 시로코팬인 것이 바람직하다.

이 때, 상기 온도값은 CPU의 온도값으로 측정될 수 있다.

이 때, 상기 제 1 온도는 45℃이다.

이 때, 상기 제 2 온도는 75℃이다.

이 때, 상기 제 1 속도는 상기 팬의 최대속도의 40%이다.

이 때, 상기 제 2 속도는 상기 팬의 최대속도의 100%이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정의 컴퓨터의 냉각 방법에 사용되도록 컴퓨터 내의 냉각 모듈에 설치되는 팬의 속도를 조절하기 위한 방법이 제공된다. 이 때, 상기 소정의 컴퓨터의 냉각 방법은, 컴퓨터의 외부로부터 컴퓨터의 냉각 모듈 안으로 공기를 유입하는 단계; 상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 냉각시키고 상기 냉각 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계; 상기 냉각 공기의 일부가 상기 냉각 모듈 내에서 상기 컴퓨터 내부의 발열부로부터 전도된 열을 강제 냉각시키는 단계; 및 상기 냉각 공기의 나머지가 상기 냉각 모듈로부터 컴퓨터의 내부로 토출되어 컴퓨터의 내부를 냉각시키는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 컴퓨터의 냉각 방법에 사용되는 팬의 속도를 조절하는 방법은, 상기 컴퓨터 내부의 소정의 온도값을 측정하고, 상기 온도 측정값이, ⅰ) 제 1 온도보다 작은 경우 상기 팬이 제 1 속도로 작동하도록 하고, ⅱ)상기 제 1 온도 이상이며, 제 2 온도보다 낮은 경우, 상기 팬의 구동 속도가 상기 제1 속도 로부터 선형적으로 증가하도록 하고, 상기 제 2 온도에서 상기 팬의 제 2 속도를 달성하도록 하며, ⅲ) 상기 제 2 온도 이상인 경우, 상기 제 2 속도로 작동하도록 한다.

본 발명은 컴퓨터를 냉각하기 위하여 사용되는 냉각 모듈 및 이를 이용한 냉각 방법을 구현함에 있어, 냉각시 반드시 필요한 냉각팬의 구동 속도에 대한 조절과 관련하여, 상기 냉각 모듈 및 냉각 방법에 적합한 구동 속도 조절 방법을 제공하기 위한 것으로 상기 냉각 모듈 및 냉각 방법에 적합한 구동 속도 조절 방법에 있어서의 온도 및 속도 최적치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 팬 속도 조절 방법이 제공됨으로써, 컴퓨터가 보다 경량화 및 슬림화될 수 있도록 구성된 냉각 모듈 및 이를 이용한 냉각 방법에 의하여 냉각되는 컴퓨터가 구동될 때, 냉각이 효율적으로 달성되며, 또한 소음이 적게 발생할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

우선, 본 발명에 따른 냉각팬 조절 방법이 적용되는 냉각 모듈 및 이를 이용 한 냉각 방법에 대하여 설명한다.

도 3는 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하고 있는 냉각 모듈의 사시도이며, 도 4는 도 3에서 상측판을 제거한 상태의 냉각 모듈의 내부를 도시한 도면이다. 도 5는 냉각 모듈의 저면도이다. 도 6은 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하고 있는 컴퓨터의 내부 사시도이다.

도 3 내지 6을 참조하면, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법은 일 실시예로서, 소정의 구성을 갖도록 구성된 냉각 모듈로 구현될 수 있다.

이하에서는 우선 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하는 냉각 모듈에 대하여 설명한다.

도 3 및 4를 참조하면, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 냉각 모듈(10)은 냉각 모듈(10)의 외형을 형성하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내에 설치되어 하우징(100) 내로 유입되는 공기를 가속시킴으로써 공기를 냉각시키고 냉각된 공기를 이송하는 팬(200), 및 상기 냉각 모듈(10)이 설치되는 컴퓨터 내부의 발열부의 열을 냉각하기 위하여 냉각 모듈(10) 내에 설치되는 방열핀(300)으로 구성된다.

하우징(100)은 하우징(100)의 상측 커버를 형성하는 상판부(110)와, 상기 상판부(110)의 모서리부로부터 하측으로 연장하여 측면을 이루는 측판부(120), 및 냉각 모듈(10)의 바닥면을 형성하는 바닥부(130)로 구성된다.

상기 상판부(110)는, 일측면은 원호형 모서리부를 갖도록 형성되고, 타측면은 직사각형 모서리부를 갖도록 형성된다. 이 때, 상기 원호형 모서리부 내측에는 개구가 형성되어 하우징(100)의 내측으로 공기가 유입되는 상측 공기유입구(112)를 형성한다. 한편, 직사각형 모서리부를 갖는 타측면에는 토출구(160)가 위치된다.

도 3 및 도 5를 참조하면 상기 하우징(100)의 상측 공기유입구(112) 하측에는 팬(200)이 위치된다.

이 때, 상기 팬(200)은 컴퓨터의 외부로부터 내측으로 유입된 공기의 흐름을 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송할 수 있도록 형성된다. 이를 위하여 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 일 실시예에서는 시로코 팬을 사용하였다.

상기 시로코 팬은 상측으로부터 유입하는 공기를 측방향으로 이송시킬 수 있도록 형성된다. 또한 상기 시로코 팬은 그 높이가 종래에 데스크탑 컴퓨터에 사용되던 축류팬에 비하여 낮게 형성될 수 있으며, 축방향으로 유입된 공기를 방사 방향으로 이송시킬 수 있다.

따라서, 컴퓨터 본체의 커버에 인접하게 설치하더라도 시로코팬이 설치된 냉각 모듈 자체의 높이를 낮게 형성할 수 있고, 또한, 컴퓨터 내측으로 유입되는 공기의 방향을 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시킬 수 있다.

이에 따라 시로코팬이 설치된 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 냉각 모듈은 전체적으로 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에서는 냉각 모듈의 내부에 설치되는 팬으로서, 시로코팬을 이용하였으나, 만일 종래 축류팬으로 유입되는 공기량과 동일한 공기량을 통과시켜 가속시킬 수 있으며, 낮은 자체 높이를 가지며, 컴퓨터 내부에 장착되되 유입되는 공기를 컴퓨터 본체에 나란한 방향으로 유출시킬 수 있는 팬이라면, 본 발명의 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에서 사용된 바와 같은 시로코팬 이외의 다른 팬도 사용가능할 수 있을 것이다.

다만, 시로코팬의 경우에는 수직 방향으로 입사되는 공기량이 종래의 축류팬과 동일하면서도 수평방향으로 공기의 흐름 방향을 바꾸기 때문에 낮은 팬 높이를 달성할 수 있기 때문에, 냉각 모듈의 높이를 낮게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에서는 냉각 모듈 내에 사용되는 팬의 일 실시예로서 시로코팬을 사용한 것이다.

이와 같이 낮은 높이를 갖도록 냉각 모듈이 형성됨으로써 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 모듈이 데스크탑 컴퓨터에 설치되었을 때, 데스크탑 컴퓨터의 슬림화 및 경량화에 큰 영향을 미칠 수 있다.

상기 시로코 팬(200)은 바닥부(130)에 장착되며, 냉각 모듈(10)이 장착되는 데스크탑 컴퓨터의 내부 온도에 따라 자동적으로 속도가 제어될 수 있도록 도시되지 아니한 컴퓨터 내의 제어 장치 및 구동원과 전기적으로 연결된다.

상기 시로코팬(200)의 측부에는 다수의 방열핀(300)이 시로코 팬(200)으로부 터 이송된 공기가 지나가는 방향에 수직한 방향으로 배열되도록 형성된다.

이 때, 상기 시코로 팬(200)으로부터 이송된 공기는 다수의 방열핀(300)을 지나 토출구를 통하여 배출되도록 형성된다. 이와 같은 다수의 방열핀(300)은 높은 열 전도율을 갖는 소재를 사용하여 제작되는 것이 바람직하다.

한편, 도 3을 참조하면 상기 시로코 팬(200)이 위치된 원호형 모서리부의 측판부(120) 일측에는, 제 1 보조 개구(140)가 형성되며 또한 측판부의 타 일측에는 제 2 보조 개구(150)가 형성된다.

상기 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)는 상측 공기 유입구(112)를 통하여 유입된 공기가 시로코 팬(200)에 의하여 방향을 시로코팬의 회동 방향에 대하여 방사 방향으로 바꾼 상태에서 냉각 모듈(10) 내의 방열핀(300)을 지나 토출구(160)로 토출되지 아니하고, 냉각 모듈(10)의 외부로 토출될 수 있는 개구를 형성한다.

이 때 상기 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)는 냉각 모듈(10)이 설치되는 데스크탑 컴퓨터의 내부에 위치되는 주변 발열 장치, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(HDD) 혹은 광학 디스크 드라이브(ODD)와 같은 장치에 인접하게 위치되어, 상기 주변 발열 장치로 팬(200)에 의하여 냉각된 공기를 직접 분사하기 위하여 형성된 것이다.

이와 같이 방열핀(300)을 거쳐 토출되지 않고 직접 주변 발열 장치로 냉각된 공기가 분사됨으로써 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 모듈(10)의 주위에 위치되는 발열 장치들은 자연 대류에 의하여 발열 장치의 냉각이 달성될 수 있다.

이 때, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)의 넓이는 방열핀이 설치되는 토출구의 넓이에 비하여 작게 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)의 넓이가 지나치게 넓어지게 되면, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)로 배출되는 공기량이 많아지게 되고, 그 결과 방열핀(300)이 설치된 토출구(160)로 토출되는 공기량이 적어지게 되어 오히려 컴퓨터의 냉각 효율이 저하될 수도 있다.

한편, 상기 방열핀(300)의 하측에는 방열핀(300)과 열교환가능하게 연결된 제 1 히트 파이프(410) 및 제 2 히트 파이프(420)가 방열핀의 측면으로부터 외측으로 연장되도록 형성된다.

상기 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)는 하나의 냉각 모듈(10)을 통하여 다수개의 발열 부품, 예를 들어, 대표적인 발열 부품인 CPU 혹은 그래픽 카드 등과 같은 발열 부품들을 동시에 냉각하기 위하여 구성된 것이다.

이와 같은 히트 파이프의 크기, 길이 및 연장 방향은 컴퓨터의 본체 내부에 위치되는 냉각 모듈과 상기 발열 부품들의 위치 및 발열량 등에 따라 변경될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 히트 파이프(420)는 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)에 위치고정되도록 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)가 위치된 바닥부의 하측부에는 발열 부품들의 열을 효율적으로 냉각하기 위한 접촉부가 마련된다.(도 5 참조)

한편, 도 3을 참조하면, 앞서 설명한 시로코팬(200)과, 방열핀(300) 및 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)가 설치되는 바닥부(130)는 외주부에 나사 결합홀(134) 및 바닥부 고정홀(136)을 갖추고 있다.

상기 나사 결합홀(134)은 예를 들어 나사와 같은 고정 부재를 관통시켜 냉각 모듈(10)이 메인보드 상에 결합하도록 형성된다.

상기 바닥부 고정홀(136)은 냉각 모듈(10) 하우징(100)을 메인보드 상에 설치하기 위하여 도시되지 않은 고정 부재가 결합되도록 형성된다.

이 때 상기 나사 결합홀(134) 및 바닥부 고정홀(136)에 결합되는 나사와 같은 고정부재에는 스프링과 같은 탄성부재가 부가적으로 설치됨으로써 냉각 모듈(10) 내에서 시로코팬(200)이 작동할 때 발생하는 진동이 메인보드 상에 전달되지 않도록 구성할 수 있다.

도 5은 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)의 저면을 도시한 도면이다.

도 5을 참조하면 냉각 모듈(10) 바닥부(130)의 저면에는 냉각 모듈(10)이 컴퓨터의 내부에 설치되었을 때, 발열부와 열적으로 접촉하기 위한 하나 이상의 접촉부(430, 440, 450)가 형성될 수 있다.

이와 같은 접촉부(430,440,450)들은 발열부로부터 열을 잘 흡수하고, 발열부에 밀착할 수 있도록 형성된다. 본 실시예에서는 각각 CPU(central processing unit)(도 6의 50), GMCH(Graphics and Memory Controller Hub)(도 6의 51) 및 GPU(Graphics Processing Unit)(도 6의 52)와 각각 연결되는 제 1 발열 부재 접촉 부(430), 제 2 발열부재 접촉부(440) 및 제 3 발열 부재 접촉부(450)가 바닥부(130)의 저면에 위치되도록 형성하였다.

컴퓨터용 냉각 방법을 구현하기 위한 본 실시예에서는 상기 제 1 및 제 2 발열 부재 접촉부(430, 440)의 상측은 앞서 설명한 제 1 및 제 2 히트 파이프(410, 420)에 각각 열적으로 연결되도록 형성된다. 상기 제 3 발열 부재 접촉부(450)의 상측면은 방열핀에 직접 접촉하도록 형성된다. 상기 발열 부재 접촉부들은 냉각하고자 하는 발열 부재의 위치 및 갯수에 따라서 위치 및 수량이 변경될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 5를 참조하면 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)에는 하측 공기 유입구(132)가 형성된다. 이는 바닥부(130) 하측으로부터 공기를 냉각 모듈의 내측으로 유입할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이와 같은 하측 공기 유입구(132)는 상측 공기유입구(112)에 대응하는 위치에 형성된다.

하측 공기 유입구(132)의 중앙부(133) 상에 시로코 팬(200)이 설치되며 상기 중앙부(133)로부터 시로코 팬(200)을 작동하기 위한 제어부 및 구동원과 시로코팬(200)을 연결하기 위한 연결선(210)이 시로코팬(200) 내부로부터 외부로 연장되어 배치된다.

이상과 같은 구성으로 구성되는 냉각 모듈이 포함되는 데스크탑 컴퓨터가 도 6에 도시되어 있다.

본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)은 데스크탑 컴퓨터 본체를 둘러싸는 하우징 을 형성하는 케이스(1)의 내부에 설치된 메인보드(40) 상에 고정적으로 설치된다.

이 때, 상기 컴퓨터 본체 내부에 설치되는 구성요소는 주로 메인보드(40) 상에 고정적으로 설치된다.

이 때, 메인보드 상에는 반도체 소자로 구성되는 CPU(50), GMCH(51) 및 GPU(52)와 같은 발열 부재가 장착된다.

또한 메인보드(40) 상에는 광학 디스크 드라이브(ODD)(20) 및 하드 디스크 드라이브(HDD)(30)가 도시되지 아니한 나사와 같은 고정 부재를 이용하여 탈착가능하게 설치된다.

상기 광학 디스크 드라이브(20) 및 하드 디스크 드라이브(30)의 측부에 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈(10)이 인접하게 설치된다.

이 때 냉각 모듈(10)의 바닥부(130)에 형성된 접촉부들은 광학 디스크 드라이브를 설치하기에 앞서 CPU(50), GMCH(51) 및 GPU(52)와 같은 발열 부재 상에 열전달이 가능하게 접촉하도록 우선 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈의 상측 공기유입구(112)는 컴퓨터 본체의 커버(2) 상에 형성된 개구(4)에 대응하는 위치에 배치되도록 형성된다.

또한 냉각 모듈(10)의 토출구(160) 중 방열핀(300)이 설치된 측면 토출구(160)는 컴퓨터 본체 측면에 인접하게 위치된다.

냉각 모듈(10)의 토출구(160)가 인접하게 위치된 컴퓨터 본체의 측면에는 통풍구(3)가 형성되어 있다. 상기 통풍구(3)는 토출구(160)가 인접하게 위치된 컴퓨터 본체의 측면의 반대 측면에도 동일하게 형성될 수 있다.

이와 같이 설치된 냉각 모듈(10)은 팬(200)으로부터 연장된 연결선을 도시되지 아니한 제어부 및 구동원에 연결하여 컴퓨터의 사용 환경 및 작동 상태에 따라 팬의 속도가 조절 가능하게 제어된다.

이에 따라, 냉각 모듈(10) 내의 시로코 팬(200)이 작동할 때, 컴퓨터 외부의 공기가 냉각 모듈(10)의 내부로 유입되도록 형성된다. 도 7에 이와 같이 외부로부터 냉각 모듈(10)로 유입된 공기의 유동 방향을 개략적으로 도시하였다.

이하, 도 4 내지 도 7를 참조하여 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 컴퓨터 내부로 유입된 공기의 흐름을 참조하여 설명한다.

우선, 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법에서는 컴퓨터의 외부로부터 냉각 공기가 유입된다. 컴퓨터가 설치되는 주변 공기는 일반적으로 실온이므로 컴퓨터가 작동하는 동안의 컴퓨터 내부 온도보다 훨씬 낮은 것이 일반적이다. 따라서, 이와 같은 컴퓨터 외부의 공기를 내부로 유입하여 냉각 공기로 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 컴퓨터의 외부로부터 내부로 공기를 유입하기 위하여 컴퓨터의 커버(2) 일측에는 개구(4)가 형성되어 있다.

상기 개구(4) 바로 하측에는 냉각 모듈(10)의 공기 유입구(112)를 위치시켜 컴퓨터 내측으로 유입된 공기가 직접 냉각 모듈(110) 안으로 유입되도록 한다.

이와 같이 유입된 공기는 시로코 팬(200)의 상측으로 유입된 후, 시로코팬에 의하여 가속되어 보다 냉각된 후, 시로코팬(200)의 방사 방향으로 뻗어 나간다.

이 때, 공기 중 일차적인 주요 흐름은 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송된다. 본 명세서에서, 컴퓨터 본체와 나란한 방향이란 컴퓨터의 메인보드(40)가 놓여진 면에 나란하며, 컴퓨터 본체의 커버 하측에 위치된 주변 장치들, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(30) 혹은 광학 디스크 드라이브(20)들이 설치된 면과 평행한 방향을 의미한다.

그 후, 시로코팬(200)에 의하여 냉각되고 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 진행하는 냉각 공기는 방열핀(300)을 지나게 된다.

이 때 컴퓨터의 내부에서 작동하는 발열부의 열은 전도에 의하여 히트 파이프를 통하여 방열핀으로 전달되고, 방열핀을 지나는 냉각 공기에 의하여 열이 발산됨으로써 냉각된다.

이에 따라 CPU(central processing unit)(50), GMCH(Graphics and Memory Controller Hub)(51) 및 GPU(Graphics Processing Unit)(52)와 같은 발열부가 1차 냉각된다.

그 후, 상기 유입된 공기 중 일차적인 주요 흐름은 냉각 모듈(10) 내에서 방열핀(300)을 지나 토출구(160)로 빠져 나간다. 이 때, 토출구(160)를 빠져 나간 공기는 토출구(160)에 인접하게 위치된, 통풍구(3)를 통하여 컴퓨터의 외부로 빠져나간다.

한편, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈의 측판부(120)에는 방열핀(300)을 지나지 않는 차가운 공기가 2차적으로 냉각 모듈의 외측으로 빠져 나오도록 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)가 형성되어 있다.

따라서, 시로코팬에 의하여 냉각된 공기 중 일부는 방열핀을 통과한 후 토출구로 배출됨으로써 컴퓨터의 외부로 빠져나가는 것이 아니라, 상기 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)를 빠져나가도록 형성된다.

이와 같이, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)를 빠져나간 공기는 컴퓨터의 내부에 설치된 주변 장치들을 자연 냉각함으로써 컴퓨터 내부를 냉각시킨다.

즉, 제 1 및 제 2 보조 개구(140, 150)를 빠져나간 공기는 인접한 하드 디스크 드라이브(30) 및 광학 디스크 드라이브(20)를 지나 컴퓨터 본체의 측면에 형성된 통풍구(3)를 통하여 외측으로 빠져 나간다.

보다 상세히, 제 1 보조 개구(140)로부터 토출된 공기는 하드 디스크 드라이브(30)와 광학 디스크 드라이브(20) 사이에 형성된 틈을 따라 이동할 수 있으며, 또는 하드 디스크 드라이브(30)의 상측면 혹은 하측면을 지나 이동할 수 있다.

이와 같이 제 1 보조 개구(140)를 빠져나온 공기는 하드 디스크 드라이브(30)의 주변부를 냉각시킴으로써 하드 디스크 드라이브(30)의 온도를 낮추는 역할을 할 수 있다.

한편, 제 2 보조 개구(150)로부터 토출된 공기는 광학 디스크 드라이브(20)의 상측면 혹은 하측면을 지나도록 이동할 수 있으며, 광학 디스크 드라이브(20)의 측면을 따라 이동할 수도 있다.

이와 같이 제 2 보조 개구(150)로부터 토출된 공기는 광학 디스크 드라이 브(20)의 주변부를 냉각시킴으로써 광학 디스크 드라이브(20)의 온도를 낮추는 역할을 한다.

한편, 본 발명의 냉각 방법에서는 컴퓨터 내부의 공기를 냉각 모듈 안으로 유입시킨 후 시로코팬에 의하여 냉각시키고 이를 다시 방열핀을 냉각시키는데 사용하거나, 혹은 컴퓨터 내부로 다시 유입하도록 할 수 있다.

이를 위하여 상기 냉각 모듈(10)에서는 시로코팬(200) 하측에 형성된 하측 공기 유입구(132)를 통하여 컴퓨터 내부의 공기가 냉각 모듈 안으로 유입될 수 있도록 한다. 이와 같이 하측으로부터 유입되는 공기는 앞서 설명한 바와 같이, 상측으로부터 유입되는 공기와 혼합되어 냉각 공기로서 방열핀(300)을 냉각시키거나 다시 컴퓨터의 내부로 유입될 수 있다.

이 때, 하측 공기 유입구(132)의 하측에 기타 발열 소자, 예를 들어 TV카드와 같은 발열 소자를 위치시키면, 시로코 팬(200)이 작동할 때 주변의 공기를 흡입하기 때문에 주변부의 온도가 낮아지게 되므로, 발열 소자의 온도 또한 낮아질 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하는 냉각 모듈(10)을 포함하는 컴퓨터에 있어서, 컴퓨터의 냉각은, 앞서 설명한 바와 같이, 주요 발열부의 열을 히트 파이프를 통하여 전도를 통해 방열핀(300)에 전달한 후 외부로부터 유입된 냉각 공기에 의하여 냉각시키는 제 1 냉각 방법과, 외부로부터 유입된 후 보조 개구를 통하여 컴퓨터 내부로 유입된 냉각 공기에 의하여 하드 디스크 드라이브(30) 및 광학 디스크 드라이 브(20) 등과 같은 컴퓨터 내부에 위치되는 구성요소들을 자연 냉각시키는 제 2 냉각 방법에 의하여 달성된다. 이와 같은 두가지 서로 다른 냉각 단계를 동시에 수행함으로써 컴퓨터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법에서는 냉각 공기의 흐름 방향이 종래의 공기 흐름 방향인 CPU에 수직한 방향이 아니라 본체와 나란한 방향으로 이루어지므로, 컴퓨터에 설치되는 냉각 모듈의 높이가 낮아질 수 있게 된다.

이에 따라 컴퓨터 내에 설치되는 냉각 모듈(10)의 높이가 대체적으로 광학디스크 드라이브(20) 혹은 하드 디스크 드라이브(30)에 비하여 높지 않게 형성될 수 있으므로, 그 높이 차이가 데스크탑 컴퓨터의 슬림화를 도모할 수 있도록 한다.

또한, 제 2 냉각을 위하여는 냉각 모듈(10)과 하드 디스크 드라이브(30) 및 광학 디스크 드라이브(20)의 거리가 가까울수록 냉각 공기가 빨리 접할 수 있으므로, 구성요소 간의 거리를 짧게 함으로써 컴퓨터의 전체적인 크기를 소형화할 수 있게 된다.

이하에서는, 이상과 같은 구성을 갖는 냉각 모듈 및 상기 냉각 모듈을 이용하는 냉각 방법에 사용되는 냉각팬 제어 시스템 및 냉각팬 제어 방법에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 냉각팬 제어 방법이 구현될 수 있도록 컴퓨터에 설치된 제어 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.

도 8을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 냉각팬 제어 방법이 구현될 수 있는 일 실시예에 따른 제어 시스템은 컴퓨터 내부의 특정 위치의 온도를 감지하는 온도 감지부(60)와 상기 온도 감지부로부터 감지된 온도값을 전달 받아 시로코팬(200)의 속도를 제어하기 위한 제어부(70)를 포함한다.

상기 제어부(70)는 팬속도 조절부(80)에 의하여 시로코팬(200)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 온도 감지부(60)는 CPU의 온도를 측정하도록 형성되고, 이에 따라 제어부(70)는 CPU의 온도 변화에 기반하여 시로코팬의 속도를 조절한다.

위와 같이 구성된 컴퓨터 시스템을 제어하기 위한 제어블럭의 구성을 서술하면 다음과 같다.

도 8에 도시된 제어 시스템에서, 온도 감지부(60)는 소정 주기마다 CPU의 온도를 측정하도록 형성된다. 상기 측정된 온도는 제어부(70)로 전달되고, 상기 제어부(70)는 온도감지부(60)에서 측정된 온도에 기초하여, CPU 온도에 대응하는 팬속도로 시로코팬(200)이 구동되도록 팬속도조절부(80)를 제어한다.

이 때, 제어부(70)는 온도감지부(60)에서 감지된 감지온도에 기초하여 이에 대응하는 미리 설정된 팬속도로 구동가능하도록, 제어부(70) 내의 제어 회로에 의하여 인가전압을 산정한다.

상기 산정된 인가전압이 시로코팬(200)에 인가될 수 있도록 팬속도 조절부(80)를 제어한다. 이 때 사용되는 제어 회로로서는 종래 기술에 개시된 바와 같은 선형적 속도 제어 방식을 구현할 수 있는 제어 회로가 사용될 수 있다.

한편, 팬속도조절부(80)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 자체적으로 포함되 어 있는 가변저항 등이 이용되어 시로코팬(200)에 입력되는 전압을 조정함으로써, 시로코팬(200)의 회전속도를 조절한다.

이와 같이 CPU의 온도에 따라 제어되는 시로코팬의 회전 속도를 조절하는 본 발명에 따른 냉각팬 제어 방법은 다음과 같다.

I. 냉각팬 제어 방법

냉각 모듈에 설치되는 시로코팬을 구동하는 방식은 종래 기술에서 사용한 선형적 속도 제어 방식을 기초로 한다. 이 때, 상기 선형적 속도 제어 방식을 구현하기 위하여는 특정된 속도 및 온도 값을 미리 설정하는 것이 요구된다. 이 때 미리 설정되어야 하는 속도 및 온도 값은 다음과 같다.

1)온도 측정치 : CPU 온도

냉각팬을 구동하기 위하여 측정되는 기본 온도값이다. 본 발명에 따른 냉각팬의 제어 방법에서는 이와 같은 온도 측정값을 CPU에서 발생하는 온도로 규정하였다. 이는 컴퓨터가 작동할 때 CPU가 가장 주요한 발열부이기 때문이다.

2) 제 1 온도: 45℃

제 1온도는 그 이하 온도에서 냉각팬이 제 1 속도 예를 들어, 저속으로 일정하게 구동하도록 하는 온도이다. 상기 제 1 온도 이하에서 냉각팬은 소음을 크게 유발시키지 않는 소정의 동일한 속도로 작동하도록 한다. 본 실시예에서는, 상기 제 1 속도를 시로코팬의 최대 속도의 40%로 규정하였다.

만일 예를 들어, 제 1 온도가 45℃가 아닌 40℃인 경우에는 CPU의 온도가 40℃가 되는 순간부터 냉각팬의 속도가 증가하기 시작하므로 냉각이 빨리 이루어질 수는 있으나, 소음의 발생이 증가한다는 것을 의미한다. 또한 만일 제 1 온도가 45℃가 아닌 50℃인 경우에는 소음의 발생은 억제되나, 냉각이 빨리 이루어질 수 없다는 것을 의미한다.

3) 제 2 온도: 75℃

제 2 온도는 그 이상의 온도에서 냉각팬이 제 2 속도, 예를 들어 고속으로 일정하게 구동하도록 하는 온도이다. 제 2 온도 이상에서 냉각팬은 제 2 속도로 작동하도록 한다. 본 실시예에서 상기 제 2 속도는 시로코팬 속도의 최대 속도로 규정하였다.

이와 같은 제 2 온도를 75℃로 규정함으로써 온도 측정치가 75℃를 넘게 되는 순간부터 냉각팬은 최대 속도로 작동한다. 제 2 온도를 75℃로 규정하였다는 의미는 CPU의 온도가 75℃를 넘는 순간부터 냉각팬의 속도가 최대 속도를 갖는다는 것을 의미한다.

만일 예를 들어, 제 2 속도를 75℃가 아닌 90℃로 규정하였을 경우에는 CPU의 온도가 90℃가 될 때까지 최대 속도가 아니기 때문에 냉각 성능이 떨어질 수 있다. 또한, 제 2 속도를 75℃가 아닌 60℃로 규정하였다면, 60℃가 되었을 때부터 최대 속도로 작동하므로, 최대속도로 작동하는 냉각팬의 소음이, 제 2 속도가 75 ℃인 경우보다 크게 될 수 있다.

따라서, 제 1 속도 및 제 2 속도를 작동시키는 제 1 온도 및 제 2 온도를 어떤 값으로 특정하는가가 냉각 모듈의 성능 및 발생되는 소음의 크기에 큰 영향을 미친다. 본 발명의 발명자는 본 명세서에서 개시되는 냉각 모듈 및 냉각 방법에 있어서 냉각 효율을 향상시키면서도 소음을 적게 낼 수 있도록 하는 냉각팬 작동 방법을 연구한 결과로서, 특정된 제 1 및 제 2 온도에서 냉각 효율 대비 향상된 소음 저감 효과가 발생한다는 것을 확인하였다.

4)속도 제어

i) 제1 온도인 45℃ 이하에서는 시로코팬의 최대 속도(3000RPM)의 40%인 1200RPM으로 구동되도록 함

ⅱ)제 1 온도인 45℃ 이상에서는 선형적으로 회전 속도가 증가하도록 하되, CPU 온도가 제 2 온도인 75℃에서 시로코팬의 속도가 최대 속도인 3000RPM에서 구동되도록 함

ⅲ) 제 2 온도인 75℃이상에서는 시로코팬의 속도가 최대 속도인 3000RPM을 유지하도록 함

상기와 같은 구동 방식을 갖는 온도 및 속도 그래프가 도 8에 도시되어 있다. 이와 같은 팬의 속도 제어와 관련한 온도 및 팬의 속도 설정치는, 앞서 살펴본 바와 같이 냉각 효율을 증대시키며 컴퓨터 본체의 슬림화를 달성할 수 있도록 구성 된 냉각 모듈 및 상기 냉각 모듈을 이용한 냉각 방법을 구현함에 있어, 저감된 소음 성능을 달성할 수 있도록 발명자에 의하여 설정된 것이다. 한편, 이와 같은 설정치는 시스템의 성능 사양 및 실험 조건에 따라 조절될 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 사용함으로써 냉각 성능이 좋아지게 됨에 따라, 냉각 온도에 따라 제어되도록 구성되는 시로코 팬의 작동 속도가 평균적으로 낮아질 수 있다.

이와 같이 냉각 모듈 내에서 작동하는 팬의 작동 속도가 낮아지게 되면, 팬에 의하여 발생하는 소음이 작아질 수 있게 된다.

즉, 컴퓨터에서 발생하는 소음의 대부분은 냉각팬이 작동하는 동안에 냉각팬의 운동에 의하여 발생되는 것이기 때문에, 냉각 성능이 향상됨에 따라 팬의 작동 속도가 줄어들게 됨으로서 컴퓨터에서 발생하는 소음이 매우 작아질 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 사용함으로써 냉각 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 컴퓨터 내부에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각 방법을 구현하기 위한 일 실시예에 따른 냉각 모듈이 장착된 컴퓨터의 냉각 효과 및 이에 따른 소음 저감 효과는 다음의 실험예를 통하여 더욱 명확히 뒷바침될 수 있다.

II. 실험예

1. 시스템 사양

1-1)Main board: EVT

1) CPU: 2.16Ghz(Merom, Core Duo, TDP: 35W, Tjmax: 100.0℃)

2) Northbridge: Mobile 945GT(TDP: 7.5W, Tcmax: 105.0℃)

3)Southbridge: ICH7(TDP:2.0W, Tcmax: 99.0℃)

4)Memory :SO-DIM(TDP: 5.0W, Tcmax: 95.0℃)

5) FET: Tch 150.0℃

6)Pooer choke Coil: 125℃

1-2)HDD: 3.5"SATA 200G(TDP:10.0W Tamax: 60℃(operating) 70℃(non-ooperating))

1-3) ODD: Mobile ODD(TDP: 5.5W Tamax: 50℃(operating) 65℃(non-ooperating))

1-4) TV Tuner: Tuner : Tcmax:100.0 ℃

Decoder: Tcmax: 90.0℃

Demodulator: Tcmax: 100.0℃

1-5) MXM card(Uniwill사): GPU ((TDP:15.2W Tjmax: 105.0℃)

1-6) Heat Module: Fan-3,000RPM(w/fan control)

2. Thermal test condition

2-1) Chamber : 35℃

2-2) CPU: TAT Load 100%

2-3) Graphic: 3D-Mark 05(Bench mark running)

2-4) HDD/ODD QA-Win32+(Random seek running (reading))

2-5) TV tunner: Live On

3. Acoustic test condition

3-1) Acoustic room: Back ground noise-18.4dB

3-2) idle: windows 바탕 화면 30분 후 측정

3-3) Max: CPU Load 100%로 30분 후 측정

3-4) 3D Mark(2005): Running 상태 30분 후 측정

Ⅲ. 실험 결과

상기와 같은 조건으로 실험한 결과에 따른 실험 데이타는 다음과 같다.

1. 온도 테스트 결과

앞서 설명한 냉각 모듈을 이용하여 컴퓨터를 구동하고 상기 냉각 모듈의 냉각팬 조절시에 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법을 사용한 경우의 온도 테스트 결과는 다음과 같다.

	SPEC	CPU Load(100%)	3D Mark 05	HDD (QA+win32)	ODD (QA+win32)
1.CPU	100	73	66	57	57
2. GMCH	105	64.8	64.7	58	58.6
3. ICH	99	61	60.3	58	58.4
4. ODD(Ta)	55	48.3	48.9	48.8	50.3
5. HDD(Ta)	60	48.6	46.2	47.5	45.8
6. Memory(Ta)	125	52.1	59.9	52.	54.4

<단위: ℃>

상기와 같은 조건으로 실험한 결과 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈을 장착한 컴퓨터는, 컴퓨터의 구동시 컴퓨터 내에서 작동하는 기본적인 발열부의 구동 온도가 발열부가 가진 최대 구동 가능 온도 이하에서 작동하였다.

2. 소음 테스트 결과

앞서 설명한 냉각 모듈을 이용하여 컴퓨터를 구동하고 상기 냉각 모듈의 냉각팬 조절시에 본 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용한 경우의 소음 테스트 결과는 다음과 같다.

1) Acoustic room back ground: 18.4dB

2-1) idle 상태: Fan speed: 2000RPM

Acoustic noise: 24.0dB

2-2) 3D mark: Fan speed: 2500RPM

Acoustic noise: 28.3dB

2-3) Max: Fan speed: 2770RPM

Acoustic noise: 30.7dB

이와 같은 소음 발생 결과를 종래의 축류팬을 사용하여 냉각하는 데스크탑 컴퓨터에서 발생하는 구동시 소음과 비교하면 다음과 같다.

	본원 발명	종래 기술
idle Mode	24dB	27dB
Max mode	30.0dB	37.9dB
3DMark	28.3dB	33.2dB
주위환경	23.0	23.2

상기 표에서 알수 있는 바와 같이, 종래의 축류팬을 사용하여 냉각하는 방식의 데스크탑 컴퓨터에서 발생하는 소음과 본원 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈을 장착한 컴퓨터에서 발생되는 소음은, idle Mode 에서 3dB, 즉 대략 2배 정도로 본원 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈에 의하여 냉각되는 컴퓨터의 소음이 적게 발생하였다.

또한, Max Mode에서는 대략 8dB정도의 차이를 나타내었는 바, 본원 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈을 사용하여 냉각되는 컴퓨터가 종래 기슬에 따른 냉각 방법을 사용하는 컴퓨터와 비교할 때, 약 6배 이상의 소음 저감 효과가 있는 것으로 확인되었다.

본 발명에 따르면, 이와 같은 선형적 속도 제어 구성을 이용하여 앞서 설명한 바와 같은 냉각 모듈의 냉각팬을 작동시킬 때, 소음을 현저하게 줄일 수 있도록 특정된 온도 및 속도값을 실험을 통하여 선정하였다.

이에 따라 선정된 본 명세서에서 개시하는 온도 및 속도값이 적용된 선형적 속도 제어 방법을 시로코팬을 포함하는 냉각 모듈 및 이를 이용한 냉각 방법에 적용함으로써, 종래 기술에 비하여 향상된 소음 및 냉각 특성을 가지면서도, 슬림화 된 구성을 가지는 컴퓨터를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉각 팬 속도 제어 회로의 구성도이며,

도 2는 도 1의 냉각팬 속도 제어 회로에 따른 속도 그래프이며,

도 3은 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈의 사시도이며,

도 4은 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈의 상판부를 제거한 상태의 내부 사시도이며,

도 5은 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈의 저면도이며,

도 6는 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈을 포함하는 컴퓨터 장치의 사시도이고,

도 7은 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈을 포함하는 컴퓨터용 냉각 방법에 따라 구현되는 컴퓨터 내의 냉각 유체의 이동 상태를 도시한 개략도이다.

도 8은 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법이 적용되는 냉각팬 조절 방법을 사용하는 냉각 모듈을 포함하는 컴퓨터 내의 제어부의 개략도이며,

도 9는 본원 발명에 따른 냉각팬의 속도 조절 방법의 속도 및 온도 그래프이다

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1 케이스 10 냉각 모듈

20 ODD 30 HDD

40 메인 보드 100 하우징

200 시로코팬 300 방열핀

410 제 1 히트 파이프 420 제 2 히트 파이프

Claims (14)

1. 컴퓨터의 내부를 냉각하기 위하여 컴퓨터 내에 설치되는 냉각 모듈에 장착되는 팬의 속도를 조절하기 위한 방법으로서, 상기 냉각 모듈은,

   공기 유입구 및 상기 공기 유입구로부터 유입된 공기가 토출되는 둘 이상의 토출구가 형성된 하우징;

   상기 하우징 내의 공기 유입구 측에 설치되어, 상기 유입된 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 팬; 및

   상기 둘 이상의 토출구 중 하나의 토출구 측에 설치된 다수의 방열핀을 포함하고, 상기 냉각 모듈에 설치된 팬의 속도를 조절하는 방법은,

   상기 컴퓨터 내부의 소정의 온도값을 측정하고, 상기 온도 측정값이,

   ⅰ) 제 1 온도보다 작은 경우 상기 팬이 제 1 속도로 작동하도록 하고,

   ⅱ)상기 제 1 온도 이상이며, 제 2 온도보다 낮은 경우, 제1 속도로부터 선형적으로 팬의 속도가 증가하도록 하되, 상기 제 2 온도에서 팬의 제 2 속도를 달성하도록 하며,

   ⅲ) 상기 제 2 온도 이상인 경우, 팬이 상기 제 2 속도로 작동하도록 하는, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 팬은 시로코팬인, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 온도값은 CPU의 온도값 측정치인, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 온도는 45℃인, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 온도는 75℃인, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 속도는 상기 팬의 최대속도의 40%인, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 속도는 상기 팬의 최대속도의 100%인, 컴퓨터의 팬속도 조절 방법.
8. 소정의 컴퓨터의 냉각 방법에 사용되도록 컴퓨터 내의 냉각 모듈에 설치되는 팬의 속도를 조절하기 위한 방법으로서, 상기 소정의 컴퓨터의 냉각 방법은,

   컴퓨터의 외부로부터 컴퓨터의 냉각 모듈 안으로 공기를 유입하는 단계;

   상기 냉각 모듈 안으로 유입된 공기를 냉각 모듈 내의 팬에 의하여 냉각시키고 상기 냉각 공기를 상기 컴퓨터 본체와 나란한 방향으로 이송시키는 단계;

   상기 냉각 공기의 일부가 상기 냉각 모듈 내에서 상기 컴퓨터 내부의 발열부로부터 전도된 열을 강제 냉각시키는 단계; 및

   상기 냉각 공기의 나머지가 상기 냉각 모듈로부터 컴퓨터의 내부로 토출되어 컴퓨터의 내부를 냉각시키는 단계를 포함하고,

   상기 컴퓨터의 냉각 방법에 사용되는 팬의 속도를 조절하는 방법은,

   상기 컴퓨터 내부의 소정의 온도값을 측정하고, 상기 온도 측정값이,

   ⅰ) 제 1 온도보다 작은 경우 상기 팬이 제 1 속도로 작동하도록 하고,

   ⅱ)상기 제 1 온도 이상이며, 제 2 온도보다 낮은 경우, 상기 팬의 구동 속도가 상기 제1 속도로부터 선형적으로 증가하도록 하고, 상기 제 2 온도에서 상기 팬의 제 2 속도를 달성하도록 하며,

   ⅲ) 상기 제 2 온도 이상인 경우, 팬이 상기 제 2 속도로 작동하도록 하는, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 온도값은 CPU의 온도값으로 측정되는, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 제 1 온도는 45℃인, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 제 2 온도는 75℃인, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.
12. 제 8항에 있어서,

    상기 제 1 속도는 상기 팬의 최대속도의 40%인, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.
13. 제 8항에 있어서,

    상기 제 2 속도는 상기 팬의 최대속도의 100%인, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.
14. 제 8항에 있어서,

    상기 팬은 시로코팬인, 컴퓨터의 팬 속도 조절 방법.

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