KR20160059801A - 온도 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 제어 방법에 관한 것으로, 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 위치에서 온도 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 온도 정보에 기반하여 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하기 위한 히스테리시스 기준 온도을 설정하는 단계, 상기 설정된 히스테리시스 기준 온도와 상기 수집한 온도 정보를 비교하여 온도 제어 정보를 생성하는 단계, 상기 온도 제어 정보를 사용하여 상기 온도 조절 장치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

온도 제어 방법 및 장치{Method and Device for controlling temperature}
본 발명은 온도 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 히스테리시스 회로를 이용하여 통신 기지국 시스템의 온도를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신용 기지국 시스템은 그 설치 위치에 따라 옥내형(indoor)과 옥외형(outdoor)으로 분리되며, 옥외형 기지국 시스템의 경우는 통상 -40℃ ~50℃의 온도 범위에서 정상적으로 작동되어야 한다.
따라서, 상기 온도 범위에서 기지국 시스템이 정상적으로 동작하기 위해서는 각 부품 별로 -40℃에서도 정상적으로 작동 되어야 하며, 이를 위해 시스템 내부의 부품이 인더스트리얼 계열의 부품으로 구성되어야 한다. 하지만, 인더스트리얼 계열의 부품을 사용하는 경우 단가가 상승하는 단점이 존재한다.
따라서, 실제로 통신용 기지국 장비는 일정 온도 이상(이하, 상기 일정 온도를 기준 온도라 칭한다)에서 정상적으로 작동되는 부품으로 구성되며, 별도의 온도 조절 장치(예를 들어, 히터)를 이용한다. 즉, 시스템 내부 온도가 기준 온도 보다 낮을 경우, 온도 조절 장치를 이용하여 통신 기지국 시스템 내부의 온도가 기준 온도 조건을 만족하는 온도까지 가열시킨 후, 시스템에 전원을 공급하는 방법을 사용하며, 이를 콜드 스타트라고 한다.
다만, 시스템 내부의 온도가 기준 온도 근처에서 변화하는 경우, 시스템의 안정성에 문제가 생긴다. 따라서, 안정적으로 시스템을 운용할 수 있는 방법이 필요하며 이에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위한 것으로, 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제1 기준 온도와 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제2 기준 온도를 다르게 설정하는 히스테리시스 기준 온도를 이용하여 온도 조절 장치의 동작을 제어하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 온도 제어 장치는 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 위치에서 온도 정보를 수집하는 온도 정보 수집부, 상기 수집된 온도 정보에 기반하여 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하기 위한 히스테리시스 기준 온도을 설정하는 설정부, 상기 설정된 히스테리시스 기준 온도와 상기 수집된 온도 정보를 비교하여 온도 제어 정보를 생성하는 생성부, 상기 온도 제어 정보를 사용하여 상기 온도 조절 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 온도 제어 방법은 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 위치에서 온도 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 온도 정보에 기반하여 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하기 위한 히스테리시스 기준 온도을 설정하는 단계, 상기 설정된 히스테리시스 기준 온도와 상기 수집된 온도 정보를 비교하여 온도 제어 정보를 생성하는 단계, 상기 온도 제어 정보를 사용하여 상기 온도 조절 장치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 통신 기지국 시스템에서, 통신 기지국 시스템 주변의 온도가 급격하게 변화할 때뿐 아니라 특정 온도(예를 들어, 기준 온도) 근처에서 점진적으로 변화할 때에도 안정적으로 온도 조절 장치를 제어할 수 있다.
도 1은 통신용 기지국 시스템이 작동되는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 통신용 기지국 시스템이 작동되는 또 다른 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 온도 제어 장치의 내부 구성을 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 제어 장치의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치가 온도 제어 정보를생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치의 내부 구조를 도시하는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 최저 온도를 선택하기 위한 온도 제어 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치가 온도를 제어하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치가 생성한 온도 제어정보를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 소프트웨어를 기반으로 한 소프트웨어 기반 온도 제어 장치를 이용하여 온도 제어 정보를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 통신용 기지국 시스템이 작동되는 과정을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 통신용 기지국 시스템(100)이 작동되기 위하여, 상용 AC(Alternating current: AC) 전원(110)이 통신용 기지국 시스템(100)에 공급된다. 상용 AC 전원(110)이 공급되면, 온도 조절 장치(140)를 작동 시키기 위한 제 1 자동 온도 조절기(120)가 동작한다. 제 1 온도 조절기(120)가 동작하면, 온도 조절 장치가 (140) 작동 되고, 통신용 기지국 시스템(100)의 온도를 높인다. 상기 제 1 자동 온도 조절기(120)는 온도를 오랜 시간 일정하게 유지하기 위해 사용되는 부품으로서, 예를 들어 선 팽창계수가 다른 2장의 합금을 맞붙인 바이메탈을 이용하여 구성될 수 있다.
통신용 기지국 시스템(100) 내부의 온도(이하, 시스템 내부 온도라 칭한다)가 통신용 기지국 시스템(100)의 내부 부품이 정상적으로 작동되는 온도(이하, 기준 온도)가 되면, 제 2 자동 온도 조절기(130)의 스위치(135)가 닫혀 정류기(150)에 AC 전원이 공급된다. 정류기(150)는 AC 전원을 DC (Direct Current: DC) 전원으로 변환하여 DC 전원을 통신 기지국 시스템에 공급한다.
도 2는 통신용 기지국 시스템이 작동되는 또 다른 과정을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 통신용 기지국 시스템(200)을 작동시키기 위하여, 상용 AC(210)전원이 통신용 기지국 시스템(200)에 공급된다. 공급된 상용 AC(210)전원은 정류기(250)에 입력되고, 정류기(250)에 의해 AC전원이 DC전원으로 변환된다. 변환된 DC전원은 제 2 릴레이(230)와 환경감시기(260)에 공급된다. 변환된 DC전원이 환경감시기(260)에 공급되면, 환경감시기(260)가 작동된다. 환경감시기(260)는 시스템 내부 온도를 감지하여 상기 감지한 온도가 기준 온도보다 낮은 경우, 온도 조절 장치(240)을 작동시키기 위한 제1 릴레이(220)를 작동시킨다. 제 1 릴레이(220)가 작동되면 온도 조절 장치가(240)가 작동되어 시스템 내부 온도를 높인다. 시스템 내부 온도가 기준 온도가 되면, 환경 감시기는 제2 릴레이(230)을 제어하여 상기 공급된 DC 전원 입력이 통신용 기지국 시스템(200)에 공급되도록 제어한다.
도 3은 본 발명의 통신 기지국 시스템의 내부 회로를 도시한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 통신 기지국 시스템의 내부 회로에는 온도 제어를 위한 아날로그 소자(330)가 사용될 수 있다. 상기 아날로그 소자(330)는 예를 들어 NTC(Negative Temperature Coefficient: NTC) 써미스터가 될 수 있다. NTC 써미스터는 온도의 증가에 따라 저항의 값이 지수적으로 감소하는 아날로그 소자를 의미한다.
NTC 써미스터(330)를 사용하는 경우, 온도 변화에 따라 저항이 변하므로비교기(310)의 (+)단자의 입력 전압이 변화된다. 예를 들어, 상기 NTC 써미스터(330)의 초기 온도가 0℃보다 낮은 경우, 써미스터 저항 값이 32.3kohm 보다 커지도록 설정될 수 있다. 따라서, NTC 써미스터(330)의 초기 온도가 0℃보다 낮은 경우, 제 1 비교기(310)의 (+)단자 전압이 (-) 단자 전압보다 높아져 제 1 비교기(310)의 출력은 High(3.3V)가 된다. 또한, 트랜지스터(340)의 베이스(341) 전압이 이미터(343)의 전압보다 높으므로 트랜지스터(340)는 턴-온 된다. 따라서 제 2 비교기(320)의 (+)단자 전압은 0V로 유지되며, 제 2 비교기(320)의 (-)단자 전압이 (+)단자 전압보다 높아지므로 제 2 비교기(320)의 출력은 Low(0V)가 된다.
즉, NTC 써미스터(330)의 초기 온도가 0℃보다 낮은 경우, 제 2 비교기(320)의 출력이 Low(0V)가 되어 통신 기지국 시스템이 작동되지 않는다.
반면, NTC 써미스터(330)의 초기 온도가 0℃보다 높은 경우, 써미스터의저항은 32.3kohm보다 낮아진다. 따라서 제 1 비교기(310)의 (+)단자 전압이 (-) 단자 전압보다 낮아져 제 1 비교기(310)의 출력은 Low(0V)가 된다. 또한, 트랜지스터(340)는 턴-오프 되므로 커패시터(350)에서 RC(resistor-capacitor)충전이 발생하며, 제 2 비교기(320)의 출력이 High(3.3V)가 된다.
즉, NTC 써미스터(330)의 초기 온도가 0℃보다 높은 경우, 제 2 비교기(320)의 출력이 High(3.3V)가 되어 통신 기지국 시스템이 작동된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 제어 장치의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 온도 제어 장치(400)은, 통신 기지국 시스템 내부의 온도 정보를 수집하는 온도 정보 수집부(410), 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하는 히스테리시스 기준 온도를 설정하는 설정부(420), 상기 히스테리시스 기준 온도와 시스템 내부 온도를 비교하여 온도 제어 정보를 생성하는 생성부(430), 상기 제어정보를 이용하여 온도 조절 장치를 제어하는 온도 조절 장치 제어부(440)로 구성될 수 있다.
온도 정보 수집부(410)는 시스템 내부 온도 정보를 수집할 수 있다. 시스템 내부 온도 정보는, 통신 시스템 기지국 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 위치에서 측정된 온도 정보가 될 수 있다. 다수의 온도 정보를 수집하는 이유는 모든 부품이 정상적으로 작동하기 위해서는 모든 지점의 온도가 기준 온도를 초과해야 하기 때문이다.
시스템 내부 온도 정보를 수집하기 위해, NTC 써미스터가 사용될 수 있다. NTC 써미스터란 온도의 증가에 따라 저항의 값이 지수적으로 감소하는 아날로그 소자를 의미한다. 본 발명에서 사용되는 용어인 아날로그 소자란 소프트웨어 적인 구동을 포함하지 않는 소자를 의미한다. 따라서, 저항, 인덕터, 커패시터 뿐 아니라 다이오드, OPAMP(operational amplifier: OPAMP) 등도 아날로그 소자에 포함될 수 있다.
온도 정보 수집부(410)에서 온도 정보를 수집하면, 수집된 온도 정보 중 최저 온도가 선택되어야 한다. 최저 온도를 선택하기 위한 과정에서 모든 구성요소는 아날로그 소자로 구성된다. 최저 온도를 선택하는 구체적인 과정은 후술한다.
설정부(420)는 온도 조절 장치가 안정적으로 온도를 제어할 수 있도록 히스테리시스 기준 온도를 설정한다.
히스테리시스 기준 온도는 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하기 위하여 설정된다. 히스테리시스 기준 온도를 설정하는 이유는 통신 기지국 장비의 내부 온도가 기준 온도 근처에서 변화하는 경우, 온도 조절 장치가 턴-온, 턴-오프를 무한 반복하는 종래기술의 문제점을 극복하기 위함이다.
구체적으로, 히스테리시스 기준 온도가 설정되는 경우, 온도 조절 장치의 동작이 개시될 때의 제 1 기준 온도와 온도 조절 장치의 동작이 종료될 때의 제 2 기준 온도가 달라지므로, 시스템 내부 온도가 특정 온도 근처에서 변화하는 경우에도, 온도 조절 장치가 턴-온, 턴-오프를 무한 반복하는 현상을 방지할 수 있다. 구체적인 과정은 후술한다.
생성부(430)는, 설정된 히스테리시스 기준 온도와 수집된 시스템 내부 온도를 비교하여 온도 제어 정보를 생성할 수 있다. 즉, 생성부(430)는 시스템 내부 온도가 제 1 기준 온도보다 낮은 경우, 온도 조절 장치가 작동되어야 하므로, 온도 조절 장치가 턴-온 되도록 온도 제어 제어 정보를 설정할 수 있다. 마찬가지로, 통신 기지국 장비의 내부 온도가 제 2 기준 온도보다 높은 경우, 더 이상 온도를 높일 필요가 없으므로 생성부(430)는 온도 조절 장치가 턴-오프 되도록 온도 제어 정보를 설정할 수 있다.
생성부(430)에서 생성된 온도 제어 정보는 PWM(Pulse Width Modulation:PWM)의 형태가 될 수 있다.
제어부(440)은 생성부(430)에서 생성한 온도 제어 정보를 이용하여 온도조절 장치를 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치가 온도 제어 정보 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
통신 기지국 시스템을 작동 시키기 위하여 외부의 상용 AC(510)전원이 공급되면, 정류기(520)는 상기 공급된 AC(510)전원을 DC전원으로 변환하며, 변환된 DC전원은 통신 기지국 시스템에 공급된다.
DC 전원이 공급되면, 통신 기지국 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 장소에 위치한 온도 감지기(530)는 각 장소의 온도를 감지한다. 상기 온도 감지기(530)는 아날로그 소자로 구성되어 있으며, 일 예로 NTC 써미스터가 될 수 있다. 온도 감지기(530)에 의해 온도가 감지되면, 최저 온도 선택부(540)는 상기 감지된 온도 중 최저 온도를 선택한다. 최저 온도를 선택하는 이유는, 통신 기지국 내의 모든 부품들이 정상 작동을 하기 위해서 모든 지점의 온도가 기준 온도를 초과해야 하기 때문이다.
상기 선택된 최저 온도는 비교기(550)에 입력된다. 상기 비교기(550)는 일 예로 OPAMP로 구성될 수 있다. 비교기(550)는 상기 최저 온도 선택부(540)에서 선택된 최저 온도와 설정된 히스테리시스 기준 온도를 비교한다.
히스테리시스 기준 온도란 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하여 통신 기지국 장비의 내부 온도가 기준 온도 근처에서 변화하는 경우, 온도 조절 장치가 턴-온, 턴-오프를 무한 반복하는 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것이다.
예를 들어, 히스테리시스 기준 온도를 설정하지 않은 경우, 기준 온도를 0℃라 가정한다.
온도 제어 장치는 통신 기지국 장비의 내부 온도(이하, 내부 온도)를 측정하여 온도 조절 장치를 제어한다. 구체적으로, 내부 온도가 0℃ 이하라면, 온도 조절 장치를 턴-온하여, 통신 기지국 장비 내부 온도를 증가시킨다. 반면, 내부 온도가 0℃이상이면 온도 조절 장치를 턴-오프 한다. 이와 같이 동작하는 경우, 내부 온도가 0℃의 근처에서 변화하면 온도 조절 장치는 턴-온, 턴-오프를 반복하는 문제점이 발생한다.
반면, 본 발명은 히스테리시스 기준 온도를 설정하여 위와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
구체적으로, 히스테리시스 기준 온도가 설정되면 온도 조절 장치가 동작을 개시하는 제 1 기준 온도와 온도 조절 장치가 동작을 종료하는 제 2 기준 온도가 다르게 설정된다.
예를 들어 제 1 기준 온도가 -10℃, 제 2 기준 온도가 10℃로 설정되었다고 가정한다. 이와 같이 설정된 경우, 온도 조절 장치는 내부 온도가 -10℃ 이하에서 작동되고, 내부 온도가 10℃ 이상이 되는 경우 작동을 멈춘다. 따라서, 내부 온도가 특정 온도 근처에서 변화하는 경우에도 턴-온, 턴-오프를 반복하는 문제점이 발생하지 않는다.
또한, 상기 제 1 기준 온도와 제 2 기준 온도의 차를 히스테리시스 갭(560)이라고 칭한다.
비교기(550)는 설정된 히스테리시스 기준 온도와 상기 선택된 최저 온도와 비교한다. 즉, 비교기(550)는 선택된 최저 온도가 제 1 기준 온도보다 낮은 경우, 온도 조절 장치를 작동시키기 위한 신호(예를 들어, 1)을 출력하고, 선택된 최저 온도가 제 2 기준 온도보다 높은 경우 온도 조절 장치의 동작을 종료시키기 위한 신호(예를 들어, 0)을 출력할 수 있다.
상기 출력된 신호는 온도 제어 정보를 생성하기 위한 생성기(570)에 입력된다. 생성기(570)는 상기 비교기(560)에서 출력된 신호를 삼각파 발생기에서 출력된 신호(565)와 비교하여 온도 제어 정보를 생성한다. 생성된 온도 제어 정보는 (575)와 같이 표현될 수 있다.
온도 제어 정보(575)가 생성된 경우, 제어부는 상기 온도 제어 정보를 이용하여 온도 조절 장치(580)을 제어할 수 있다.
상기 비교기(550)와 온도 감지기(530)는 아날로그 소자로 구성되어 있으므로, 소자의 물성에 의하여 온도를 제어하여 안정적으로 온도를 제어할 수 있는 아날로그 방식의 장점을 갖는다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치의 내부 구조를 도시하는 회로도 이다.
온도 정보 수집부(610)은 통신 기지국 내부의 적어도 하나의 위치에서 측정한 온도 정보를 수집하고, 수집된 온도 중 최저 온도를 선택한다.
온도 정보 수집부(610)는 아날로그 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 온도 정보 수집부(610)를 구성하는 회로는, 온도 정보를 수집하는 부분과 상기 수집된 정보 중 최저 온도를 선택하는 부분으로 구분된다. 온도 정보 수집부(610)의 출력은 전압의 형태를 가질 수 있다. 온도 정보를 수집하고, 최저 온도를 선택하는 구체적인 과정은 후술한다.
설정부(620)에서는 히스테리시스 기준 온도를 설정하며, 상기 히스테리시스 기준 온도를 설정하기 위해 구성된 회로를 히스테리시스 회로라 칭한다. 히스테리시스 회로는 OPAMP를 이용하여 구성될 수 있다. 히스테리시스 회로는 최저 온도 선택부(610)에서 선택된 최저 온도에 대응하는 전압을 제 1 입력으로 수신한다. 또한, 히스테리시스 회로는 상기 회로를 구성하는 OPAMP의 출력을 제 2 입력으로 수신하는 것을 특징으로 한다.
히스테리시스 회로에 의해 설정되는 히스테리시스 기준 온도는 히스테리시스 회로에 포함된 아날로그 소자들의 값에 의하여 설정된다. 따라서, 사용자는 아날로그 소자들의 값을 설정함으로써, 히스테리시스 기준 온도를 설정할 수 있다.
히스테리시스 기준 온도가 설정되면, 선택된 최저 온도에 대응하는 전압을 제 1 입력으로 수신하여 히스테리시스 회로의 출력이 결정된다. 선택된 최저 온도가 설정된 히스테리시스 기준 온도의 제 1 기준온도보다 낮은 경우, 히스테리시스 회로는 1을 출력할 수 있다. 마찬가지로, 선택된 최저 온도가 제 2 기준신호보다 높은 경우, 히스테리시스 회로는 0을 출력할 수 있다.
상기 출력된 값은 생성부(630)에서 출력된 값과 AND 게이트로 연결되어 온도 제어 정보를 생성한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 최저 온도를 선택하기 위한 온도 제어 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
온도 정보 수집부(710)는 도 6의 온도 정보 수집부(610)와 동일한 회로이다.
온도 측정부(720)에서, 아날로그 소자로 구성된 회로는 시스템 내부의 적어도 하나의 장소의 온도를 입력으로 수신한다. 구체적으로, 온도에 따라 저항이 변하는 아날로그 소자인 NTC 써미스터를 사용하면, 시스템 내부의 적어도 하나의 장소에 위치한 아날로그 소자의 저항은 온도에 따라 각각 다른 값을 가지게 된다. 따라서, 각기 다른 저항 값이 설정되는 경우, 장소의 전압도 다르게 설정된다.
최저 온도 선택부(730)는 온도 측정부(720)에서 측정된 각 장소의 온도에 대응하는 전압을 수신하고, 그 중 최저 온도에 대응하는 전압을 출력하는 회로이다. 상기 회로는 다이오드를 사용한 OR 회로로 구성될 수 있다.
위와 같이 회로를 구성함으로써, 시스템 내부의 적어도 하나의 장소에서 측정된 온도 중 최저 온도가 선택될 수 있다.
그래프(740)은 상기 과정을 통하여 최저 온도를 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치가 온도를 제어하는 과정을 도시한 순서도이다.
S810 단계에서, 시스템 내부의 적어도 하나의 장소에 위치한 온도 감지기는 각 장소의 온도 정보를 수집한다.
S810 단계에서, 온도 정보를 모두 수집한 경우, 온도 제어 장치는 S 820 단계에서 상기 수집한 온도 정보 중 최저 온도를 선택한다.
S820 단계에서 최저 온도를 선택한 후, S830 단계에서 온도 제어 장치는 히스테리시스 기준 온도의 제 1 기준 온도와 상기 선택된 최저 온도를 비교한다.
S830 단계에서 비교한 결과, 선택된 최저 온도가 히스테리시스 기준 온도의 제 1 기준 온도보다 낮다고 판단된 경우, 온도 제어 장치는 S840 단계에서 온도 조절 장치를 구동시킨다. 또한, S810 단계로 복귀하여 시스템 내부의 온도를 재 측정한다.
S830 단계에서 비교한 결과, 선택된 최저 온도가 히스테리시스 기준 온도의 제 1 기준 온도보다 높다고 판단된 경우, 온도 제어 장치는 S850 단계에서 선택된 최저 온도와 히스테리시스 기준 온도의 제 2 기준 온도를 비교한다.
S850 단계에서 비교한 결과, 선택된 최저 온도가 히스테리시스 기준 온도의 제 2 기준 온도보다 낮다고 판단된 경우, S870 단계에서 통신 기지국 시스템이 작동된다. 반면, S850 단계에서 비교한 결과, 선택된 최저 온도가 히스테리시스 기준 온도의 제 2 기준 온도보다 높다고 판단된 경우, 온도 제어 장치는 S860에서 비상신호를 전송할 수 있다. 또한, S810 단계로 복귀하여 시스템 내부의 온도를 재 측정한다.
S860 단계에서 비상신호를 전송하는 이유는, 통신 기지국 시스템 내부의 온도가 매우 높아 상기 시스템 내부의 부품들이 고장 날 가능성이 있기 때문이다.
따라서, 비상신호는 온도 조절 장치의 작동을 종료 시키는 신호가 될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 온도 제어 장치가 생성한 온도 제어 정보를 도시한 도면이다.
제 1 삼각파(911)와 제 2 삼각파(931)는 삼각파 발생기에서 발생하는 삼각파를 나타낸다. 동일한 삼각파 발생기를 사용하는 경우, 제 1 삼각파(911)와 제 2 삼각파 (931)는 동일할 수 있다.
제 1 펄스파(913)와 제 2 펄스파(933)는 본 발명의 온도 제어 장치에 따른 온도 제어 정보를 나타낸다. 즉, 사각형의 펄스파가 발생하는 구간은 온도 조절 장치가 작동되는 구간이 된다.
제 1 온도 제어 정보(910)에 비해 제 2 온도 제어 정보(930)은 더 짧은 시간 동안 펄스파가 발생된다. 따라서, 제 2 온도 제어 정보를 사용하는 경우, 더 짧은 시간 동안 온도 조절 장치를 작동시켜 통신 기지국 시스템을 작동시킬 수 있다.
제 1 온도 제어 정보(1010)와 제 2 온도 제어 정보(1030)의 차이는 히스테리시스 기준 온도의 차이에 의해 발생된다.
도 10 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 소프트웨어를 기반으로 한 소프트웨어 기반 온도 제어 장치를 이용하여 온도 제어 정보를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
본 실시 예에서는 온도 제어 장치의 구별을 위하여, 소프트웨어를 기반으로 한 온도 제어 장치를 소프트웨어 기반 온도 제어 장치라 칭한다.
통신 기지국 시스템을 작동 시키기 위하여 외부의 상용 AC(1010)전원이 공급되면, 정류기(1020)는 상기 공급된 AC(1010)전원을 DC전원으로 변환하며, 변환된 DC전원은 온도 제어 장치(1060)에 공급된다.
DC 전원이 공급되면, 통신 기지국 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 장소에 위치한 온도 감지기(1030)는 각 장소의 온도를 감지한다. 온도 감지기(1030)에 의해 온도가 감지되면, 최저 온도 선택부(1040)는 상기 감지된 온도 중 최저 온도를 선택한다. 최저 온도를 선택하는 이유는, 통신 기지국 내의 모든 부품들이 정상 작동을 하기 위해서 모든 지점의 온도가 기준 온도를 초과해야 하기 때문이다.
선택된 최저 온도는 온도 제어 장치(1050) 및 소프트웨어 기반 온도 제어 장치(1060) 에 입력된다.
소프트웨어 기반 온도 제어 장치(1060)에 선택된 최저 온도가 입력되는 경우, 소프트웨어 기반 온도 제어 장치(1060)는 소프트웨어부(1070)를 사용하여 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1085)를 생성한다. 예를 들어, 소프트웨어 기반 온도 제어 장치(1060)는 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1185)를 생성하기 위하여 소프트웨어부(1070)에서 기준 온도와 PID(Proportional Integral Derivative: PID)제어를 통해 기준 값을 설정할 수 있다. 상기 설정된 기준 값이 소프트웨어 기반 생성기(1080)에 입력되면, 소프트웨어 기반 온도 제어 장치(1060)은 상기 설정된 기준 값과 삼각파 발생기에서 발생된 삼각파(1065)를 비교하여 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1085)를 생성할 수 있다.
온도 제어 장치(1050)에 선택된 최저 온도가 입력되는 경우 온도 제어 장치(1050)는 온도 제어 정보(1055)를 생성하며, 온도 제어 정보(1055)를 생성하는 과정은 도 5에 기재된 과정과 동일하다.
비교기(1051)에서 출력된 신호는 소프트웨어 기반 온도 제어 장치의 비교부(1090)로 전송된다. 또한, 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1085)가 생성되면, 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1085)는 비교부(1090)로 전송된다.
비교부(1090)는, 온도 제어 장치(1050)의 비교기(1051)에서 출력된 신호와 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1085)가 일치하는 경우에 온도 제어 정보를 이용하여 온도 조절 장치를 제어한다.
만약, 온도 제어 장치(1050)의 비교기에서 출력된 신호와 소프트웨어 기반 온도 제어 정보(1085)가 일치하지 않는 경우, 온도 조절 장치를 작동시키지 않는다.
상기와 같이 소프트웨어를 기반 온도 제어 장치를 사용하는 이유는 온도 제어 장치의 오작동을 방지하기 위함이다. 구체적으로, 하나의 온도 제어 장치에 고장이 발생하여, 시스템 내부 온도가 기준 온도를 초과하였음에도 불구하고 온도를 제어하지 못해 온도 조절 장치가 계속 작동하는 경우에는 통신 기지국 시스템에 치명적인 결함이 발생할 수 있다. 따라서, 소프트웨어에 기반한 온도 제어 장치와 물성에 기반한 온도 제어 장치에서의 온도 제어 정보가 일치하는 경우에만 온도 조절 장치를 작동 시킴으로써, 오작동을 방지할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (20)

  1. 통신 기지국 시스템의 온도를 제어하는 온도 제어 장치에 있어서,
    상기 시스템 내부의 적어도 하나 이상의 위치에서 온도 정보를 수집하는 온도 정보 수집부;
    상기 수집된 온도 정보에 기반하여 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하기 위한 히스테리시스 기준 온도을 설정하는 설정부;
    상기 설정된 히스테리시스 기준 온도와 상기 수집된 온도 정보를 비교하여 온도 제어 정보를 생성하는 생성부;
    상기 온도 제어 정보를 이용하여 상기 온도 조절 장치를 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 온도 제어 장치의 모든 구성요소는 수동 소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수집부는,
    상기 수집된 온도 정보 중 최저 온도를 선택하는 최저 온도 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 선택된 최저 온도에 기반하여 상기 히스테리시스 기준 온도를 설정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 선택된 최저 온도를 OPAMP(operational amplifier: OPAMP)의 제 1 입력으로 수신하고, 상기 OPAMP의 출력을 제 2 입력으로 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 생성부는,
    상기 선택된 최저 온도가 상기 제 1 기준 온도보다 낮은 경우, 상기 온도 조절 장치의 동작이 개시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 생성부는,
    상기 선택된 최저 온도가 상기 제 2 기준 온도보다 높은 경우, 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택된 최저온도를 소프트웨어를 이용한 소프트웨어 기반 온도 제어 장치에 입력하고, 상기 입력에 기반하여 소프트웨어 기반 온도 제어 정보를 생성하고, 상기 온도 제어 정보와 상기 소프트웨어 기반 온도 제어 정보를 비교하여 일치하지 않는 경우, 상기 온도 조절 장치가 작동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 온도 제어 정보는 PWM(Pulse Width Modulation: PWM) 신호인 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 수집부는,
    NTC (Negative Temperature coeffient : NTC) 써미스터를 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
  11. 온도 제어 장치의 온도 제어 방법에 있어서,
    시스템 내부의 적어도 하나 이상의 위치에서 온도 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 온도 정보에 기반하여 온도 조절 장치의 동작이 개시되는 제 1 기준 온도와 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되는 제 2 기준 온도를 다르게 설정하기 위한 히스테리시스 기준 온도을 설정하는 단계;
    상기 설정된 히스테리시스 기준 온도와 상기 수집된 온도 정보를 비교하여 온도 제어 정보를 생성하는 단계;
    상기 온도 제어 정보를 사용하여 상기 온도 조절 장치를 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 온도 제어 장치의 모든 구성요소는 수동 소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 수집하는 단계는,
    상기 수집된 온도 정보 중 최저 온도를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는,
    상기 선택된 최저 온도에 기반하여 상기 히스테리시스 기준 온도를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는,
    상기 선택된 최저 온도를 OPAMP(operational amplifier: OPAMP)의 제 1 입력으로 수신하고, 상기 OPAMP의 출력을 제 2 입력으로 수신하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 선택된 최저 온도가 상기 제 1 기준 온도보다 낮은 경우, 상기 온도 조절 장치가 동작이 개시되도록 온도 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 선택된 최저 온도가 상기 제 2 기준 온도보다 높은 경우, 상기 온도 조절 장치의 동작이 종료되도록 온도 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 선택된 최저온도를 소프트웨어를 이용한 소프트웨어 기반 온도 제어 장치에 입력하는 단계;
    상기 입력에 기반하여 소프트웨어 기반 온도 제어 정보를 생성하는 단계;
    상기 온도 제어 정보와 상기 소프트웨어 기반 온도 제어 정보를 비교하는 단계를 포함하며, 상기 비교 결과 상기 온도 제어 정보와 상기 소프트웨어 기반 온도 제어 정보가 일치하지 않는 경우 상기 온도 조절 장치를 작동시키지 않는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 온도 제어 정보는 PWM(Pulse Width Modulation: PWM) 신호인 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 온도 정보를 수집하는 단계는,
    NTC (Negative Temperature coeffient : NTC) 써미스터를 사용하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
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