KR100382386B1 - 열전 시스템 - Google Patents

Abstract

열전 발전기의 발전 전압에 대한 펠티에 효과의 영향을 고려하여 부하 수단으로의 급전을 적절하게 제어하고, 열전 발전기의 발전 에너지를 효율적으로 이용하기 위해서 복수의 열전쌍을 전기적으로 직렬로 설치한 열전 발전기(10)에 열전 발전기(10)의 발전 전력을 이용하는 부하 수단(20)과, 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)을 계측하여, 그에 따라 부하 수단(20)의 전력의 공급 및 공급 중지를 제어하는 제어 수단(30)을 접속하여 열전 시스템을 구성하고, 제어 수단(30)에 열전 발전기(10)에서 부하 수단(20)으로 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급할 때에는 발전 전압을 보정하여 계측하는 보정 수단을 설치한다.

Description

열전 시스템{THERMOELECTRIC SYSTEM}

외부의 온도차에 의한 열에너지에서 열전쌍을 이용하여 발전하고, 그 발전에 의해 얻어지는 전기 에너지를 이용하여 전자 시계 등의 전자 기기를 구동하는 열전 시스템이 있다.

이러한 열전 시스템을 소형의 휴대 전자 기기에 응용한 종래의 일례로서, 도 6에 나타낸 바와 같은 열전 발전기의 발전 전력으로 구동되는 전자 시계가 있다.

이 전자 시계는 열전 발전기(10)에 부하 수단(20)을 접속하고 있고, 열전 발전기(10)의 발전 전력을 부하 수단(20)으로 이용 가능하도록 구성되어 있다.

부하 수단(20)은 승압 수단(23)과 시간 계측 수단(21) 및 축전 수단(22)으로 구성되어 있다. 승압 수단(23)은 열전 발전기(10)에 접속되어 있고 열전 발전기(10)의 발전 전압을 2 배로 승압시켜 출력한다.

승압 수단(23)의 출력 측에는 시계 기능을 갖는 시간 계측 수단(21)과 2차 전지인 축전 수단(22)이 병렬로 접속되어 있고, 승압 수단(23)의 승압 출력으로 축전 수단(22)을 충전하고, 그 충전한 전력을 시간 계측 수단(21)에 공급하도록 되어 있다.

또한, 열전 발전기(10)의 발전 전압을 검출하는, 증폭기 회로를 이용한 발전 검출기(35)와 그 검출 전압에 따라 승압 수단(23)의 동작을 제어하는 제어 수단(36)이 설치되어 있다.

열전 발전기(10)는 열전쌍을 복수 직렬로 접속하여 구성되고, 이 예의 전자 시계가 손목 시계인 경우, 그 손목 시계의 내부 덮개에 온(溫)접촉부를 접촉시키면서 그 내부 덮개로부터 단열된 케이스에 냉(冷)접점부를 접촉시킨다. 그리고, 그 손목 시계를 휴대할 시에, 사람의 팔에 밀착하는 내부 덮개와 외부에 접하는 케이스 사이에 생기는 온도차에 의한 열에너지를 전기 에너지로 변환한다.

이러한 종래의 열전 시스템을 응용한 전자 시계는 열전 발전기(10)에 의한 발전 전압이 승압 수단(23)에 의해서 승압된 후에 축전 수단(22)에 충전되고, 그 충전된 전기 에너지에 의해서 시간 계측 수단(21)의 운침(運針) 동작 등이 행해진다.

이 때, 발전 검출기(35)에 의해서 검지되는 열전 발전기(10)의 발전 전압이 소정의 값을 넘으면, 제어 수단(36)은 열전 발전기(10)의 발전 전력을 이용 가능하다고 판단하여 승압 수단(23)을 동작시키는 신호를 출력한다. 따라서, 승압 수단(23)은 승압 동작을 시작하고, 열전 발전기(10)의 발전 전압을 승압하여 축전수단(22)을 충전한다. 반대로, 발전 검출기(35)에 의해서 검지되는 열전 발전기(10)의 발전 전압이 소정의 값에 미치지 않으면, 제어 수단(36)은 승압 수단(23)의 승압 동작을 중지시키고 열전 발전기(10)에서 부하 수단(20)으로의 전력 공급을 중지시키면서 동시에, 축전 수단(22)에 충전된 전기 에너지가 열전 발전기(10) 측으로 방출되어 버리는 것을 방지한다.

이러한 종래의 열전 시스템에 있어서, 발전기로 이용되는 열전 발전기(10)는 온접점부에 높은 온도를 부여하고 냉접점부에 낮은 온도를 부여하면, 지벡 효과(Seebeck effect)에 의해서 발전하고, 발전 전압을 출력한다(또한, 지벡 효과에 의한 발전 전압은 열기전력이라고 불림). 특히, 열전 발전기(10)가 무부하인 경우에 열전 발전기(10)에서는 그 자신의 온-냉접점 사이에 생기는 온도차에 비례한 발전 전압을 얻을 수 있다.

그런데, 이 열전 발전기(10)에서 전력을 추출하기 위해서 부하를 접속하면, 열전 발전기(10)에서 부하로 전류는 흐르지만, 그 전류에 의해서 지벡 효과의 역반응인 펠티에 효과가 발생하여, 열전 발전기(10)에 주어진 온도차를 반대로 작게 하는 것 같은 현상이 일어난다. 즉, 열전 발전기(10)에서 부하로 전류가 흐르면 냉접점부에서는 발열 반응이 발생하고 온접점부에서는 흡열 반응이 발생한다. 이러한 펠티에 효과에 의해서, 열전 발전기에 생기는 온도차가 감소하기 때문에 열기전력인 발전 전압도 감소해 버린다.

그러나, 종래의 열전 시스템은 이러한 펠티에 효과에 의한 열기전력의 일시적인 감소에 대해서는 고려되지 않고, 열기전력의 일시적인 감소를 단순히 외부 환경의 온도 변화에 의해서 초래되는 것으로 취급하였다.

그렇기 때문에, 설명한 바와 같이 열전 시스템을 열전 발전기의 발전 전압의 크기에 의해서 승압 수단의 동작과 중지를 전환하도록 구성한다면, 발전 전압의 값이 검출 임계값과 가까운 경우에는 승압 수단이 동작과 중지를 반복해 버린다는 문제가 있었다.

즉, 열전 발전기의 발전 전력값에 따라 접속되는 부하로의 전력 공급과 중지를 전환하도록 구성되어 있으면, 부하를 동작시키면서 열기전력을 정확히 측정할 수 없으므로, 결과적으로 열전 발전기의 발전 전력을 효율적으로 이용할 수 없는 경우가 있었다.

본 발명은 열전 시스템에 있어서의 상기 문제를 해결하여, 열전 발전기에서 부하 수단으로의 전력 공급에 의해서 펠티에 효과가 발생하여도, 열전 발전기의 발전 전압에 대한 펠티에 효과의 영향을 보정하면서 열전 발전기의 발전 에너지를 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 외부의 온도차를 이용하여 발전하는 열전 발전기에 의해 발생된 전력(전기 에너지)을 부하에 공급하여, 상기 부하를 작동시키는 열전 시스템에 관한 것으로서, 특히 열전 발전기에 고유의 펠티에 효과(Peltier effect)로 인한 영향을 보정하여 열전 발전기에서 부하로의 전력 공급을 적절히 제어하는 기능을 구비한 열전 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 열전 시스템의 제1 실시 형태인 전자 시계의 시스템 구성을 나타내는 블록 회로도.

도 2는 도 1에 따른 제어 수단의 구체적인 회로 구성을 나타내는 회로도.

도 3은 도 1에 따른 승압 수단의 구체적인 회로 구성을 나타내는 회로도.

도 4는 도 1의 전자 시계가 손목 시계인 경우의 내부 구조의 개략적인 단면도.

도 5는 도 1 내지 도 3에 나타낸 전자 시계의 동작을 설명하기 위한 각 부분의 전압 및 신호의 파형도.

도 6은 종래의 열전 시스템의 구성예를 나타내는 블록 회로도.

본 발명에 의한 열전 시스템은 상술한 목적을 달성하기 위해서 복수의 열전쌍을 전기적으로 직렬로 설치한 열전 발전기와, 그 열전 발전기의 발전 전력을 이용하는 부하 수단과, 열전 발전기의 발전 전압을 계측하여 그 발전 전압에 따라 상기 부하 수단으로의 전력 공급 및 공급 중지를 제어하는 제어 수단으로 구성되고, 그 제어 수단에 열전 발전기에서 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급할 때에는 발전 전압을 보정하여 계측하는 보정 수단이면 바람직하다.

또한, 제어 수단은 부하 수단의 동작을 제어하는 수단을 갖는 열전 시스템으로 하는 것이 좋다.

또한, 상기 보정 수단이 열전 발전기에서 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급할 때에 흐르는 전류에 의해 생기는 펠티에 효과에 의해서 상기 열전 발전기의 발전 전압이 저하하는 만큼을 상기 발전 전압을 보정하여 계측하는 수단이면 바람직하다.

또한, 상기 제어 수단은 상기 열전 발전기의 발전 전압을 일정 주기로 간헐적으로 계측하고, 계측 중에는 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로의 전력 공급로를 차단시키거나 혹은 고(高)저항 상태에 있는 수단을 구비하면 바람직하다.

이 경우, 제어 수단은 상기 일정 주기에서의 발전 전압의 계측 결과가 설정값을 넘으면 열전 발전기에서 부하 수단으로 전력을 공급시키고, 설정값 이하이면 상기 부하 수단으로의 전력 공급을 중지시키도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 보정 수단은 상기 계측 결과가 미리 설정한 횟수만큼 연속하여 상기 설정값을 초과할 경우를, 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속적으로 전력을 공급한 것으로 간주하고, 다음 번 이후의 계측 시에 상기 발전 전압을 보정하여 계측하는 열전 시스템일 수 있다.

이렇게 구성한 열전 시스템은 열전 발전기가 부하 수단으로 연속적으로 전력을 공급할 때에 발생하는 펠티에 효과로 인한 발전 전압의 저하에 대하여 그 영향을 무시할 수 없는 상황일 때에는 계측되는 열기전력을 보정하고, 본래의 발전 전압에 상당하는 전압을 상정하여 부하로의 전력 공급 및 중지를 제어할 수 있다.따라서, 펠티에 효과가 발생하더라도 열전 발전기의 발전 전력을 효율적으로 이용할 수 있고, 열전 발전기가 펠티에 효과에 영향받지 않고 발전 가능한 전력을 최대한 이용할 수 있는 전 시스템의 구현이 가능하다.

이하, 본 발명에 의한 열전 시스템의 실시 형태는 도면을 이용하여 구체적으로 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 열전 시스템의 제1 실시 형태인 전자 시계의 시스템 구성을 나타내는 블록 회로도이다. 도 2는 상기 전자 시계에 있어 제어 수단의 구체적인 회로 구성을 나타내는 회로도이고, 도 3은 승압 수단의 구체적인 회로 구성을 나타내는 회로도이다. 도 4는 상기 전자 시계가 손목 시계인 경우에 따른 내부구조의 개략적인 단면도이며, 도 5는 이 전자 시계의 동작을 설명하기 위한 도 1 내지 도 3에 있어서의 전압 및 신호의 파형도이다.

[시스템 구성의 설명 : 도 1]

우선, 도 1을 이용하여 본 발명에 의한 열전 시스템의 제1 실시 형태인 전자 시계의 시스템 구성을 설명한다. 이 실시 형태의 열전 시스템은 도 6에 의해서 상술한 종래예와 마찬가지로 열전 발전기의 발전 전력을 전력원으로 사용하는 전자 시계이다. 또한, 이 전자 시계 내부의 구성에 대해서는 후술한다.

도 1에 나타내는 전자 시계는 열전 발전기(10)에 부하 수단(20)을 접속하여, 열전 발전기(10)에 의해 발전된 전력을 부하 수단(20)으로 공급함으로써 이용하도록 구성되어 있다. 또한, 열전 발전기(10)의 발전 전압을 계측하여 그 발전 전압에 따라 부하 수단(20)으로의 전력 공급 및 공급 중지를 제어하는 제어 수단(30)을 설치하고 있다.

열전 발전기(10)는 도시되지는 않지만 다수의 열전쌍을 전기적으로 직렬로 접속한 것으로서, 1℃의 온도차를 부여하면 약 1.5 V의 열기전력를 얻을 수 있는 것을 상정하고 있다. 이 열전 발전기(10)는 열전 발전에 의해 얻은 기전력을 발전 전압(V1)으로서 출력한다.

부하 수단(20)은 시계 기능을 갖는 시간 계측 수단(21)과, 축전 수단(22) 및 승압 수단(23)으로 구성되어 있다.

시간 계측 수단(21)은 도시되지는 않지만 일반적인 전자 시계와 마찬가지로 수정의 발진 주파수를 적어도 주기가 2s가 되는 주파수까지 분주하고, 또한, 그 분주 신호를 스태핑 모터의 구동에 필요한 파형으로 변형하는 시간 계측 회로와, 이 시간 계측 회로의 파형에 의해 회전 구동되는 스태핑 모터 및 스태핑 모터의 회전을 윤열(輪列)로 감속하여 전달하고 시각 표시용 지침을 회전 구동하는 시각 표시계로 구성되어 있다.

이 시간 계측 수단(21)은 상술한 시간 계측 회로에 의해서 계측 클록(S2)과 승압 클록(S3)을 발생하고, 계측 클록(S2)과 승압 클록(S3)을 함께 제어 수단(30)으로 입력시킨다.

계측 클록(S2)은 로우 레벨이 되는 시간이 8 ms이고 주기가 2 s가 되는 파형의 신호로서, 승압 클록(S3)이 상승한 직후에 하강하도록 되어 있다. 승압 클록(S3)은 주파수가 4 KHz인 구형파이다. 또한, 계측 클록(S2) 및 승압 클록 (S3)의 파형 생성은 간단한 파형 합성으로도 가능하므로 그 생성 회로에 관한 자세한 설명은 생략한다.

이 실시 형태에서 계측 클록(S2)이 로우 레벨이 되는 시간은 승압 수단(23)이 승압을 중지하는 시간으로 되어 있지만, 이 승압 중지 시간이 설정되어 있는 이유는 다음 때문이다.

즉, 승압 수단(23)의 승압 동작에 따라 흐르는 전류의 영향에 의해서, 열전 발전기(10)의 단자에 나타나는 전압이 실제의 발전 가능한 전압보다 저하되기 때문에, 후술하는 비교 회로(40)가 발전 전압(V1)을 계측하는 동안과 그 직전에 있어서, 비교 회로(40)가 오계측을 하지 않도록 승압 수단(23)을 중지시킬 목적으로 설정한 것이다. 이 승압 중지 시간은 열전 발전기(10)의 내부 임피던스와 승압수단(23)의 용량 부하에 의한 시정수로 적절하게 결정된다.

축전 수단(22)은 리튬 이온에 의한 2차 전지이지만, 설명을 간단히 하기 위해서 충방전의 양에 상관없이 단자 전압을 항상 1.8 V의 일정값을 취하는 것으로 한다.

승압 수단(23)은 간단하게 하기 위해 2조의 콘덴서의 접속 상태를 전환하여 입력 전압을 2배로 승압하는 승압 회로로 한다. 이 승압 수단(23)의 입력 측에는 열전 발전기(10)가 접속되고, 출력 측에는 축전 수단(22)과 시간 계측 수단(21)이 병렬로 접속되어 있다. 제어 수단(30)에서 출력되는 승압 제어 신호 S5와 S6이 이 승압 수단(23)으로 입력되고, 승압 수단(23)은 열전 발전기(10)에서 입력되는 발전 전압(V1)을 승압하여 축전 수단(22)과 시간 계측 수단(21)으로 출력한다. 또한, 이 회로와 회로의 작용에 대한 상세한 설명은 후술한다.

열전 발전기(10)와, 승압 수단(23) 및 축전 수단(22)의 음극은 모두 접지된다. 또한, 이 실시 형태에 있어서, 이 전자 시계를 휴대한 경우에 통상 얻어지는 전압 방향을 순방향으로 하고, 이 때 따뜻해지는 측을 온접점이라 칭하며 차가워지는 측을 냉접점이라 칭한다. 또한, 그 때 높은 전위가 나타나는 쪽의 단자를「양극(+)」이라 하고, 낮은 전위가 나타나는 쪽의 단자를「음극(-)」이라 한다.

제어 수단(30)은 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)을 계측하고, 그 발전 전압(V1) 값에 따라 승압 제어 신호 S5, S6으로서 승압 수단(23)의 동작을 제어하며, 열전 발전기(10)에서 부하 수단(20)으로의 전력 공급 및 공급 중지를 제어한다. 이 제어 수단(30)의 구체적인 구성 및 작용은 이후에 자세히 설명한다.

또한, 상기한 시간 계측 수단(21)의 시간 계측 회로와 승압 수단(23)의 콘덴서 이외의 부분 및 제어 수단(30) 등의 회로군은 일반적인 전자 시계와 마찬가지로 모두 동일한 집적 회로상에서 구성할 수 있다.

[제어 수단의 설명 : 도 2]

다음에, 도 2를 이용하여 도 1에 나타낸 전자 시계에 따른 제어 수단의 구성과 그 작용에 대해서 상세히 설명한다.

제어 수단(30)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 전압 계측 수단으로서 연산 증폭기에 의한 비교 회로(비교기, 40)와, 제1 플립플롭(flipflop) 회로(41) 및 제2 플립플롭 회로(42)와, 제1 인버터(45) 및 제2 인버터(46)와, 제1 앤드 게이트(48) 및 제2 앤드 게이트(49)와, 재생 회로(50)에 의해 구성되어 있다.

비교 회로(40)는 비반전 입력 단자(+)의 입력 전압이 반전 입력 단자(-)의 입력 전압을 넘으면 하이 레벨의 신호를 출력하고, 비반전 입력 단자의 입력 전압이 반전 입력 단자의 입력 전압과 같거나 이것에 미치지 않는 경우에는 로우 레벨의 신호를 출력한다.

그리고, 이 비교 회로(40)의 비반전 입력 단자에는 열전 발전기(10)의 양극이 접속되어 발전 전압(V1)이 입력되고, 반전 입력 단자에는 재생 회로(50)의 출력 단자가 접속되여 그 출력 전압이 비교 전압(V2)으로서 입력된다. 또한, 그 출력 단자를 제1 플립플롭 회로(41)의 데이터 입력 단자에 접속하고 발전 전압(V1)을 비교 전압(V2)와 비교하여, 상술한 바와 같이 그 비교 결과(계측 결과)에 따른 하이 레벨 또는 로우 레벨의 신호(S1)를 출력하고 그것을 제1 플립플롭 회로(41)의 데이터 입력 단자에 입력시킨다.

제1 플립플롭 회로(41)는 전원 투입시에 출력이 리셋(reset)되는 데이터 타입의 플립플롭 회로이며, 또한 제2 플립플롭 회로(42)는 반전 리셋 입력 단자가 붙은 데이터 타입의 플립플롭 회로이다. 그리고, 제1 플립플롭 회로(41)의 출력 단자가 제2 플립플롭 회로(42)의 데이터 입력 단자에 접속되고, 제1 플립플롭 회로(41)와 제2 플립플롭 회로(42)는 직렬로 접속되어 있다.

또한, 제1 플립플롭 회로(41)와 제2 플립플롭 회로(42)의 클록 입력 단자에는 각각 시간 계측 수단(21)으로부터 계측 클록(S2)이 입력된다. 그리고, 각 플립플롭 회로(41, 42)는 계측 클록(S2)의 파형이 상승한 경우 데이터 입력 단자의 신호를 유지시키고 출력한다. 또한, 제2 플립플롭 회로(42)의 반전 리셋 입력 단자에도 제1 플립플롭(41)의 출력 단자가 접속된다.

제1 인버터(45)의 입력 단자는 제2 플립플롭 회로(42)의 출력 신호를 입력받아 그것을 반전시키 출력한다. 또한, 제2 인버터(46)는 시간 계측 수단(21)으로부터 승압 클록(S3)을 입력받아 반전시켜 출력한다.

제1 앤드 게이트(48)에는 시간 계측 수단(21)에서의 계측 클록(S2)과 승압 클록(S3) 및 제1 플립플롭 회로(41)의 출력 신호가 입력되고, 제1 앤드 게이트(48)는 이 3 가지 신호의 논리곱을 제1 승압 신호(S5)로서 출력한다.

제2 앤드 게이트(49)에는 시간 계측 수단(21)에서의 계측 클록(S2)과, 제1 플립플롭 회로(41)의 출력 신호 및 제2 인버터(46)의 출력 신호(승압 클록(S3)의 반전 신호)가 입력되고, 제2 앤드 게이트(49)는 이 3가지 신호의 논리곱을 제2 승압 신호(S6)로서 출력한다.

재생 회로(50)는 비교 전압 발생 회로로서, 2 개의 전압 레벨 중에 하나를 선택하여 출력 단자에서 비교 전압(V2)을 출력하도록 구성되어 있다. 즉, 입력 단자에 제1 인버터(45)에서 하이 레벨의 신호를 입력하면 0.9 V의 비교 전압(V2)을 출력하고, 로우 레벨의 신호를 입력하면 0.81 V의 비교 전압(V2)을 출력한다.

또한, 재생 회로(50)의 비교 전압(V2)은 통상 0.9 V로 설정하고 있다. 이 전압값은 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)이 0.9 V보다 클 경우에 1.8 V의 단자 전압을 갖는 축전 수단(22)에 대하여, 발전 전압(V1)을 2배로 승압시켜 출력하면 원하는 충전 전류를 얻을 수 있는 것을 고려하여 설정한 것이다. 또한, 0.81 V는 펠티에 효과의 영향을 보정할 경우에 출력되는 비교 전압(V2)의 전압값으로서, 이에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.

[승압 수단의 설명 : 도 3]

다음에 도 3을 이용하여 도 1에 나타낸 전자 시계에 따른 승압 수단의 구성과 그 작용에 대해 설명한다.

도 3에 나타낸 승압 수단(23)은 제1 승압 스위치(91), 제2 승압 스위치(92), 제3 승압 스위치(93), 제4 승압 스위치(94), 제1 승압 콘덴서(101) 및 제2 승압 콘덴서(102)로 구성되어 있다.

제1 승압 스위치(91)는 N 채널형의 전계 효과 트랜지스터(FET)이고, 제2 승압 스위치(92)와 제3 승압 스위치(93) 및 제4 승압 스위치(94)는 모두 P 채널형 FET이다.

제1 승압 스위치(91)의 드레인 단자에는 제1 승압 콘덴서(101)의 음극이 접속되어 소스 단자를 접지시킨다. 그리고, 게이트 단자에 입력되는 제어 수단(30)으로부터의 승압 제어 신호(S5)에 의해서 온/오프가 제어된다.

제3 승압 스위치(93)의 소스 단자에는 제1 승압 콘덴서(101)의 양극이 접속되고, 드레인 단자에 열전 발전기(10)의 양극이 접속되어 발전 전압(V1)을 입력받는다. 그리고, 제1 승압 스위치(91)와 마찬가지로 게이트 단자에 입력되는 제어 수단(30)의 승압 제어 신호(S5)에 의해서 온/오프가 제어된다.

또한, 제2 승압 스위치(92)의 소스 단자에는 열전 발전기(10)의 양극이 접속되고, 드레인 단자에는 제1 승압 콘덴서(101)의 음극이 접속된다.. 그리고, 게이트 단자에 입력되는 제어 수단(30)의 승압 제어 신호(S6)에 의해서 온/오프가 제어된다.

제4 승압 스위치(94)의 소스 단자를 축전 수단(22)의 양극에 접속하고, 드레인 단자에 제1 승압 콘덴서(101)의 양극을 접속하고 있다. 그리고, 제2 승압 스위치(92)와 마찬가지로 게이트 단자에 입력되는 제어 수단(30)의 승압 제어 신호(S6)에 의해서 온/오프가 제어된다.

제1 승압 콘덴서(101) 및 제2 승압 콘덴서(102)는 이상의 집적 회로의 외부 부착 요소이며, 용량은 모두 0.22 μF으로 설정된다. 제2 승압 콘덴서(102)는 열전 발전기(10)의 단자 전압 안정화를 위해 열전 발전기(10)에 병렬로 접속된다.

그리고, 제4 승압 스위치(94)의 소스 단자에서는 승압 출력(V3)이 출력되지만 이것을 축전 수단(22)에 충전시킨다.

승압 수단(23)은 이상과 같이 구성되어 있으로므, 제어 수단(30)에서의 승압 제어 신호(S5, S6)에 의해서 각 승압 스위치(91, 92, 93, 94)의 온/오프 상태를 전환함으로써 다음과 같이 동작한다.

우선, 제1 승압 스위치(91)와 제3 승압 스위치(93)가 함께 온 상태에 있으면, 이 때 열전 발전기(10)와 제1 승압 콘덴서(101)는 병렬 접속되고, 열전 발전기(10)의 발전 전압에 의해서 제1 승압 콘덴서(101)는 충전되며, 제1 승압 콘덴서(101)의 양극의 전압은 발전 전압과 거의 동일하게 된다.

또한, 제2 승압 콘덴서(102)는 항상 열전 발전기(10)와 병렬로 접속되어 있고, 그 양극의 전압은 열전 발전기(10)의 발전 전압과 거의 동일하게 되어 있다.

그 후, 제1 승압 스위치(91)와 제3 승압 스위치(93)는 오프 상태가 되고, 동시에 제2 승압 스위치(92)와 제4 승압 스위치(94)가 온 상태이면, 열전 발전기(10)와 제2 승압 콘덴서(102)의 병렬 회로 및 제1 승압 콘덴서(101)는 직렬 접속된 상태가 되기 때문에, 부하가 접속되지 않는 무부하 상태에서는 열전 발전기(10)의 발전 전압에 제1 승압 콘덴서(101)의 단자 전압을 가한 전압, 즉 발전 전압의 2 배의 전압이 제4 승압 스위치(94)의 드레인 단자에 승압 출력으로서 얻어진다.

[전자 시계의 구조의 설명 : 도 4]

상술한 전자 시계가 손목 시계인 경우에 있어 내부 구조의 일례를 도 4에 나타낸다. 이 전자 시계는 상면부에 바람막이 유리(60)를 끼워 넣은 금속제의 케이스(61)와 금속제의 내부 덮개(62)를 단열재(63)로써 맞물려 일체화하고, 내부에 밀폐 공간을 형성하고 있다. 그 밀폐 공간의 주변부에 고리 형상으로 형성된 다수의열전쌍로 이루어지는 열전 발전기(10)를 배치하고, 그 내측에 시침, 분침 및 초침으로 이루어지는 시각 표시용 지침군(66)을 회전 구동시키는 무브먼트(movement, 65)를 배치하고 있다.

열전 발전기(10)는 온접점 측을 팔에 장착하였을 때 체온으로 가열되는 내부 덮개(62)의 내면에 밀착시키고, 냉접점 측을 공기에서 냉각되는 케이스(61)의 내면에 밀착시킨다.

무브먼트(65)에는 도 1에 나타낸 부하 수단(20)과 제어 수단(30)이 내장되어 있고, 부하 수단(20)에 있어서 시간 계측 수단(21)의 시간 계측 회로로부터 구동 파형의 신호에 의해 회전 구동되는 스태핑 모터에 의해 각각 윤열을 통해 지침군(66)의 각 지침이 회동된다.

그 시간 계측 회로와, 승압 수단(23)의 제1, 제2 승압 콘덴서(101, 102) 이외의 회로 및 제어 회로(30)는 상술한 바와 같이 동일한 집적 회로(IC)로 형성되어 무브먼트(65) 내에 설치된다.

[열전 시스템의 동작의 설명 : 도 1 내지 도 3, 도 5]

다음에, 도 1 내지 도 3 그리고 도 5를 이용하여 상술한 전자 시계, 즉 본 발명에 따른 열전 시스템의 제1 실시 형태의 동작에 대해서 설명한다.

이하의 설명에서는 축전 수단(22)에 축적되어 있는 전기 에너지는 시간 계측 수단(21)을 구동시킬 수 있는 충분한 양으로 축적되어 있다고 하며, 또한 축전 수단(22)의 단자 전압은 충방전에 상관없이 항상 1.8 V를 유지하고 있는 것으로 한다. 그리고, 축전 수단(22)이 이런 상태에 있을 때는, 시간 계측 수단(21)은 동작가능하고 통상의 시간 계측 동작 및 운침 동작을 행하는 것으로 한다. 그리고, 제어 수단(30)에도 전원이 투입된 상태이다.

이 때, 제어 회로(30)의 도 2에 나타낸 제1 플립플롭 회로(41)는, 전원 투입에 의한 유지 데이터는 리셋된 상태, 즉 로우 레벨의 신호를 출력한다. 그러면, 제1 앤드 게이트(48)와 제2 앤드 게이트(49)는 그 제1 플립플롭 회로(41)에서 출력되는 로우 레벨의 신호를 입력하기 때문에, 승압 제어 신호(S5, S6)로 항상 로우 레벨의 신호를 출력한다.

따라서, 도 3에 나타낸 승압 수단(23)은 모든 승압 스위치(91 내지 94)가 오프되어, 동작을 중지한 상태이다.

또한, 제어 수단(30)의 제2 플립플롭 회로(42)는 제1 플립플롭 회로(41)의 로우 레벨의 출력 신호를 입력하기 때문에, 유지 데이터 및 출력 신호는 리셋된다. 따라서, 그 출력 신호는 로우 레벨이 되고 재생 회로(50)에 입력하는 제1 인버터(45)의 출력 신호는 하이 레벨이 되므로, 재생 회로(50)는 비교 전압(V2)으로서 0.9 V의 전압을 출력한다.

그런데, 이 열전 시스템인 전자 시계가 열전 발전기(10)의 양단에 온도차가 그다지 발생하지 않을 환경 하에 놓여지며, 발전 전압(V1)은 0.9에 미치지 못하고, 0.85 V 정도가 되었다고 가정한다.

그러면, 도 2에 나타낸 제어 수단(30)의 비교 회로(40)는 0.85 V 정도가 된 발전 전압(V1)과 0.9 V의 비교 전압(V2)을 비교하여, V1<V2 라고 판정하고 출력 신호(계측 출력 : S1)를 로우 레벨로 한다(도 5 참조).

한편, 제1 플립플롭 회로(41)에 입력되는 계측 클록(S2)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 파형이 2 s 주기로 하이 레벨에서 로우 레벨로 하강하고, 8 ms 후에 상승한다. 즉, (2 s-8 ms) 동안의 하이 레벨과 8 ms 동안의 로우 레벨을 교대로 반복한다.

제1 플립플롭 회로(41)는 이 계측 클록(S2)의 상승 시에 계측 출력(S1)을 받아들인다. 그리고, 계측 출력(S1)이 로우 레벨일 때는 그 로우 레벨의 계측 출력(S1)을 받아들임으로써 출력을 로우 레벨로 유지한다. 따라서, 제1 앤드 게이트(48) 및 제2 앤드 게이트(49)에는 어느 것이나 초기화 시와 마찬가지로 그 로우 레벨의 신호가 계속 입력된다. 그렇기 때문에, 승압 신호(S5, S6)도 로우 레벨을 유지하고, 결과적으로 승압 수단(23)은 승압 중지 상태가 된다.

따라서, 열전 발전기(10)의 양단에는 약 0.67 ℃ 정도의 온도차가 발생하고, 발전 전압(V1)이 0.9 V를 넘어 1.0 V가 된다고 가정한다. 그러면, 도 2에 나타낸 제어 수단(30)의 비교 회로(40)는 1.0 V가 된 발전 전압(V1)과 0.9 V의 비교 전압(V2)을 비교하여 V1>V2 라고 판단하여 그 출력 신호(계측 출력 : S1)를 하이 레벨로 한다(도 5 참조).

계측 출력(S1)이 하이 레벨이 됨에 따라, 계측 클록(S2)의 파형은 2 s 주기로 하이 레벨에서 로우 레벨로 하강하고, 8 ms 후에 상승할 때에 제1 플립플롭 회로(41)는 하이 레벨의 계측 출력(S1)을 받아들여 출력을 하이 레벨로 한다. 따라서, 제2 플립플롭 회로(42)는 리셋 상태가 해제되어 데이터의 취득 대기 상태가 된다.

또한, 제1 플립플롭 회로(41)의 출력이 하이 레벨이 되면, 제1 앤드 게이트(48)는 승압 클록(S3)과 계측 클록(S2)의 논리곱에 해당하는 파형을 승압 제어 신호(S5)로서 출력한다. 마찬가지로 제2 앤드 게이트(49)는 승압 클록(S3)의 반전 신호와 계측 클록(S2)의 논리곱에 해당하는 파형을 승압 제어 신호(S6)로서 출력한다.

이 때, 승압 제어 신호 S5와 S6은 도 5에 나타낸 바와 같이, 각각 주파수가 4 KHz인 승압 클록(S3)과 동일한 주기로 하이 레벨과 로우 레벨을 교대로 반복하고, 또한, 승압 제어 신호 S5가 하이 레벨일 때에는 승압 제어 신호 S6은 로우 레벨이 되며, 승압 제어 신호 S5가 로우 레벨일 때에는 승압 제어 신호 S6은 하이 레벨이 된다. 즉, 승압 제어 신호 S5와 S6은 서로 위상이 반전된 신호가 된다.

이 승압 제어 신호(S5, S6)는 모두 승압 수단(23)이 승압 동작을 수행하도록 설정한 파형의 신호이다. 그리고, 상술의 승압 수단(23)의 구성 및 동작으로서 설명한 대로 승압 수단(23)에 이 파형의 승압 제어 신호 S5와 S6이 입력되면, 계측 클록(S2)이 하이 레벨일 동안 승압 수단(23)은 발전 전압(V1)의 2배의 전압을 출력할 수 있는 것 같은 승압 동작을 수행한다.

즉, 열전 발전기(10)가 발전을 시작한 후에 0.9 V보다 큰 발전 전압이 발생하면, 승압 수단(23)은 승압 동작을 시작하므로 축전 수단(22)에 대하여 충전하는 것이 된다. 이에 따라, 열전 발전기(10)에서 부하 수단(20)으로 급전이 시작된다.

그 후, 열전 발전기(10)의 양단에 0.67℃의 온도차를 발생시킬 수 있는 환경이 유지된다면, 그 동안에는 계측 클록(S2)의 파형은 다시 하강한다. 그러면, 계측 클록(S2)이 로우 레벨인 8 ms 동안에는 제1 앤드 게이트(48) 및 제2 앤드 게이트(49)의 출력인 승압 제어 신호 S5 및 S6도 로우 레벨이 되기 때문에, 승압 수단(23)의 승압 동작은 일시 중지된다.

그리고, 계측 클록(S2)이 8 ms 후에 상승할 경우, 제1 플립플롭 회로(41)는 여전히 하이 레벨인 계측 클록(S1)을 받아들여 하이 레벨의 신호를 출력한다. 제2 플립플롭 회로(42)는 계측 클록(S2)이 상승하기 직전까지 제1 플립플롭 회로(41)가 유지하고 있던 하이 레벨의 출력 신호를 받아들여 리셋되고 출력 신호를 로우 레벨로 하고 있지만, 이때 그 출력 신호를 하이 레벨로 변경하여 출력시킨다.

제2 플립플롭 회로(42)의 출력 신호가 하이 레벨이 되면, 제1 인버터(45)는 그것을 반전시켜 로우 레벨의 신호를 재생 회로(50)에 입력시킨다. 따라서, 재생 회로(50)는 비교 전압(V2)을 0.9 V에서 0.81 V로 변경하여 출력한다.

이 때, 제1 플립플롭 회로(41)의 출력은 하이 레벨이므로, 계측 클록(S2)이 상승하면, 그 후 다시 승압 제어 신호 S5와 S6이 도 5에 나타낸 바와 같이 출력되고 승압 수단(23)이 승압 동작을 계속한다.

또한, 열전 발전기(10)에 마찬가지로 0.67 ℃의 온도차를 발생시킬 수 있는환경이 유지된다면, 이상에서 설명한 바와 같이, 계측 클록(S2)의 파형은 다시 상승하고 2 s 후에 하강하며, 승압 수단(23)은 일시적으로 중지한다.

이 때, 열전 발전기(10)는 지금까지 약 4s 동안(계측 클록(S2)의 약 2주기 동안) 연속하여 부하 수단(20)에 급전하고, 승압 수단(23)을 통해 축전 수단(22)으로의 충전 전류 혹은 시간 계측 수단(21)에 전류를 계속 흐르게 한다. 이 때문에,열전 발전기(10)는 그 전류에 의한 펠티에 효과의 영향을 받아 그 양단에 생기고 있는 온도차가 실질적으로 감소하고, 발전 전압(V1)은 도 5에 파선으로 나타낸 바와 같이 서서히 저하하고 있다.

그렇기 때문에, 계측 클록(S2)이 로우 레벨일 동안, 열전 발전기(10)는 승압 수단(23)에서 분리된 무부하 상태가 되고, 부하 수단(20)으로의 전류는 흘러 없어짐에도 불구하고, 온도차는 갑자기 회복하지는 않기 때문에, 발전 전압(V1)은 0.67℃의 온도차로 생기는 열기전력 1.0 V보다도 낮은 예컨대, 0.9 V가 된다.

발전 개시 직후에 0.9 V의 발전 전압이 나타날 경우 승압 수단(23)의 승압 동작 중지 상태는 계속되지만, 이 때 제어 수단(30)은 전술한 바와 같이 펠티에 효과의 영향에 의한 전압의 저하분을 예상하여 미리 전회의 발전 전압 계측 시에 있어서, 재생 회로(50)가 출력하는 비교 전압(V2)을 0.81 V로 변경한다.

즉, 제어 수단(30)은 열전 발전기(10)가 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급할 경우, 이 예에서는 비교 회로(40)에 의한 발전 전압의 계측 결과가 2회 연속적으로 비교 전압을 초과한 경우에, 펠티에 효과에 의한 영향을 무시할 수 없을 정도라고 간주하고, 재생 회로(50)가 출력하는 비교 전압(V2)의 값을 내리고, 비교 회로(40)가 펠티에 효과의 영향에 의한 발전 전압(V1)의 저하분을 보정하여 발전 전압(V1)을 계측한다. 이 기능이 본 발명에 있어서의「보정 수단」에 해당한다.

그렇기 때문에, 이번의 계측 시에 있어서, 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)이 0.9 V였다고 해도, 도 2의 비교 회로(40)는 그 0.9 V의 발전 전압(V1)을 0.81 V의 비교 전압과 비교하여 계측하므로, 출력 신호(계측 출력 : S1)는 하이 레벨을계속하여 출력한다. 따라서, 계측 클록(S2)이 상승할 때에는 제1 플립플롭 회로(41)의 출력 신호는 다시 하이 레벨이 된다.

따라서, 계측 클록(S2)이 하이 레벨일 동안은 승압 제어 신호(S5, S6)는 도 5에 나타낸 바와 같이 승압 수단(23)을 승압 동작시키는 파형의 신호로서 계속적으로 출력한다.

이와 같이, 이 실시 형태에서는 일정 시간(약 4s 동안) 이상 연속하여 승압 수단(23)이 승압 동작을 계속하고 있는 경우에는, 펠티에 효과의 영향에 의해 발전 전압(V1)은 0.9 V로 저하하지만, 그래도, 실제의 열전 발전기(10)에는 1.0 V에 해당하는 전압을 발전할 능력이 있는 것으로 간주하고, 제어 수단(30)이 승압 수단(23)의 승압 동작을 중지시키지 않고 열전 발전기(10)에서 부하 수단(20)으로의 급전을 계속하도록 제어한다.

다음에, 승압 수단(23)이 이와 같이 승압 동작을 유지하고 있는 동안에 환경이 변화되어, 열전 발전기(10)의 양단에 0.6℃ 온도차밖에 생기지 않는 환경이 되어 버렸다고 한다. 이 온도차는 열전 발전기(10)가 무부하이면 발전 전압(V1)이 0.9 V가 되는 온도차이다.

이 때, 이전 설명과 마찬가지로 계측 클록(S2)의 파형이 다시 하강하면 승압 수단(23)은 일시적으로 승압 동작을 중지하지만, 이번은 계측 클록(S2)의 파형이 로우 레벨일 동안에도 열전 발전기(10)에 펠티에 효과에 의한 영향이 남아 있기 때문에, 제어 수단(30)의 비교 회로(40)에 입력되는 실제의 발전 전압(V1)은 전술한 0.9 V보다 낮은 0.81 V 정도의 전압이 된다.

그 때문에, 비교 회로(40)는 0.81 V의 발전 전압(V1)과 0.81 V의 비교 전압(V2)을 비교하여 V1≤V2라고 판단하여 출력 신호(계측 출력 : S1)를 로우 레벨로 출력하므로, 계측 클록(S2)이 상승할 때에는 제1 플립플롭 회로(41)의 출력은 하이 레벨에서 로우 레벨이 된다.

그리고, 제1 플립플롭 회로(41)의 출력이 로우 레벨이 되면 제어 수단(30)은 전원 투입 시간과 마찬가지로 초기화 상태가 된다. 즉, 승압 제어 신호 S5 및 S6은 도 5의 우측에 나타낸 바와 같이 로우 레벨에 고정된다. 또한, 제2 플립플롭 회로(42)도 유지 데이터가 리셋되고, 또한 재생 회로(50)는 비교 전압(V2)으로서 다시 0.9 V의 전압을 출력하게 된다.

이 때, 전원 투입시와 마찬가지로 제어 수단(30)에서 출력되는 승압 제어 신호 S5 및 S6이 로우 레벨에 고정됨으로써 승압 수단(23)은 승압 동작 중지 상태가 유지된다.

따라서, 전자 시계가 놓여진 환경에 의해서, 열전 발전기(10)의 발전 전력에 의해서 실질적으로 부하 수단(20)으로 급전할 수 없는 상태일 때에는, 제어 수단(30)이 승압 수단(23)의 동작을 중지시켜 열전 발전기(10)로부터의 급전을 중지시키고 축전 수단(22)에 충전된 전기 에너지가 열전 발전기(10)에 역류되지 않게 한다. 이 때, 축전 수단(22)에 충전된 전기 에너지가 시간 계측 수단(21)으로 급전되어 그 동작은 계속된다.

상기의 설명에서 분명하지만, 이 실시 형태의 열전 시스템인 전자 시계는 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)을 승압하여 이용할 수 있는 소정 레벨의 전압값이되면 열전 발전기(10)의 발전 전압을 부하 수단(20)으로 급전하고, 승압 수단(23)에 의해서 승압하여 축전 수단(22)에 충전한다. 그 후, 연속적으로 일정 시간(상기한 예에서는 계측 클록(S2)의 2 주기인 4s) 이상 급전을 계속하고 있을 때는, 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)을 보정하여 계측하고, 발전 전압(V1)이 상기 소정 레벨에 미치지 못하더라도 승압 수단(23)의 승압 동작을 유지시킨다. 그리고, 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)이 상기 소정 레벨보다 낮은 값으로 설정한 별도의 레벨에 미치지 못한 경우에, 승압 수단(23)의 승압 동작을 중지시켜 부하 수단(20)으로 급전을 중지시키도록 동작한다.

또한, 지금까지의 동작 설명에서 특별히 언급하지 않았지만, 열전 발전기(10)의 발전 전력을 연속적으로 추출하지 않는 것 같은 경우, 즉, 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)이 승압 충전 가능한 레벨인 것을 계측한 직후에 환경의 변화에 의해서 발전 전압(V1)이 저하하고, 제어 수단(30)의 비교 회로(40)가 계측 출력(S1)을 로우 레벨로 설정할 경우에는 다음 번의 계측에 의해 제1 플립플롭 회로(41)의 출력이 즉시 로우 레벨이 되기 때문에 제어 수단(30)은 전원 투입시와 마찬가지인 초기 상태가 되고 보정 동작은 이루어지지 않는다.

또한, 이 실시 형태에서 열전 발전기(10)의 발전 전압(V1)을 보정하는데 있어서, 열전 발전기(10)에서 부하 수단(20)으로 4 s 이상 연속으로 급전하는 것을 조건으로 했지만, 이 보정을 하기 위한 조건이 되는 시간은 전자 시계 내의 열전 발전기(10)가 설치되는 온접점부나 냉접점부의 열전도 구조나 열용량, 나아가서는 외부와의 열전달 구조 등에 따라서 적절하게 변경하여 설정할 수도 있다.

또한, 이 실시 형태에서는 발전 전압의 계측시의 보정은 단순히 비교 회로(40)에 따른 비교 전압(임계값)을 변화시키면서 이루어지지만, 펠티에 효과는 열전 발전기(10)에 흐르는 전류량에 의해서 그 효과의 크기가 변화하는 경우가 있다. 그러한 경우, 열전 발전기(10)에서 흐르는 전류값을 계측하는 수단을 별도로 설치하면서, 그 계측한 전류값에 따라 제어 수단(30)이 보정하는 전압을 미리 설정해 둠으로써 펠티에 효과의 크기를 고려하여 보정할 수 있는 더욱 유연한 열전 시스템을 구현할 수 있다.

또한, 이 실시 형태에 있어서는, 부하 수단으로서 승압 수단(23)을 이용한 2차 전지(축전 수단(22))의 충전 회로가 주된 부하가 되는 부하 수단(20)을 예로 들어 설명했지만, 부하 수단은 이에 한정되지 않고 열전 발전기(10)의 발전 전력을 이용하여 동작하는 부하라면 어떠한 전자 기기라도 응용 가능하다.

예컨대, 상술한 실시 형태에서는 이용하지 않았지만, 승압 배율을 변화시킬 수 있는 승압 수단을 이용한 부하 수단으로 하는 경우가 생각된다. 이 경우, 발전 전압(V1)의 변화에 따라 적절한 승압 배율이 선택되기 때문에 정확한 발전 전압(V1)의 계측이 필요하지만, 본 발명은 그러한 경우에도 문제없이 적용 가능하다.

그 외, 발전 전압(V1)의 전압값을 액정 표시할 때 등과 같이 여러 가지 응용예를 생각할 수 있다. 이 경우에도, 열전 발전기의 발전 전압을 2값화한 값을 얻기 위해서 아날로그·디지털 변환(A/D 변환) 회로를 이용하여 A/D 변환한 출력 신호에, 본 발명에 의한 보정을 가하도록 하면 좋다. 다만, 이 경우는 A/D 변환 회로가 발전 계측 수단에 해당하지만, 제어 수단은 A/D 변환 출력에 보정을 가하여 처리하는 것만으로도 좋고, A/D 변환 회로의 동작 자체는 변경하지 않아도 양호하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 열전 시스템에 따르면, 열전 발전기가 부하 전류를 계속 흐르게 하기 때문에 발생하는 펠티에 효과에 의한 발전 전압의 저하를 보정하여 계측함으로써, 열전 발전기의 발전 전압에 따라 부하 수단으로의 전력 공급 및 공급 중지를 최적으로 제어할 수 있고, 부하 수단은 열전 발전기의 발전 전력을 가장 유효하게 이용하는 것이 가능하다.

Claims (9)

1. 복수의 열전쌍을 전기적으로 직렬로 설치한 열전 발전기와,

   상기 열전 발전기의 발전 전력을 이용하는 부하 수단과,

   상기 열전 발전기의 발전 전압을 계측하여 그 발전 전압에 따라 상기 부하 수단으로 전력의 공급 및 공급 중지를 제어하는 제어 수단으로 이루어지고,

   상기 제어 수단에 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급한 때에는 상기 발전 전압을 보정하여, 그 보정된 발전 전압을 계측하는 보정 수단이 설치되어 있는 열전 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 부하 수단의 동작을 제어하는 수단을 갖는 열전 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보정 수단은 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속으로 전력을 공급할 때에 흐르는 전류로 인해 발생하는 펠티에 효과에 의해서 상기 열전 발전기의 발전 전압이 저하하는 양만큼 보정하여, 그 보정된 발전 전압을 계측하는 수단인 열전 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 열전 발전기의 발전 전압을 일정 주기로 간헐적으로 계측하고, 그 계측 중에 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로의 전력 공급로를 차단하거나 혹은 고저항 상태에 있는 수단을 갖는 열전 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 열전 발전기의 발전 전압을 일정 주기로 간헐적으로 계측하고, 그 계측 중에 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로의 전력의 공급로를 차단하거나 혹은 고저항 상태에 있는 수단을 갖는 열전 시스템.
6. 제4항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 일정 주기에서의 상기 발전 전압의 계측 결과가 설정값을 넘으면 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 전력을 공급시키고, 상기 설정값 이하이면 상기 부하 수단으로의 전력 공급을 중지시키도록 제어하는 열전 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 일정 주기에서의 상기 발전 전압의 계측 결과가 설정값을 넘으면 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 전력을 공급시키고, 상기 설정값 이하이면 상기 부하 수단으로의 전력 공급을 중지시키도록 제어하는 열전 시스템.
8. 제4항에 있어서, 상기 보정 수단은 상기 계측 결과가 미리 설정한 횟수만큼 연속하여 상기 설정값을 넘었을 때를, 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급한 것으로 간주하고, 다음 번 이후의 계측 시에 상기 발전 전압을 보정하여, 그 보정된 발전 전압을 계측하는 열전 시스템.
9. 제5항에 있어서, 상기 보정 수단은 상기 계측 결과가 미리 설정한 횟수만큼 연속하여 상기 설정값을 넘었을 때를, 상기 열전 발전기에서 상기 부하 수단으로 소정 시간 이상 연속하여 전력을 공급한 것으로 간주하고, 다음 번 이후의 계측 시에 상기 발전 전압을 보정하여, 그 보정된 발전 전압을 계측하는 열전 시스템.