KR102774579B1

KR102774579B1 - Electronic Device for Controlling Temperature of Heating Device

Info

Publication number: KR102774579B1
Application number: KR1020220095826A
Authority: KR
Inventors: 권도환; 유진선
Original assignee: 주식회사 엘아이컴퍼니
Priority date: 2022-08-02
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2025-03-04
Anticipated expiration: 2042-08-02
Also published as: KR20240018051A

Abstract

본 개시의 발열 장치의 온도를 제어하는 전자 장치는 상기 발열 장치에 인접하게 배치되고, 수신되는 제어 전류의 전류 값에 기초하여 상기 발열 장치의 온도를 제어하는 냉각 모듈, 상기 냉각 모듈 및 상기 발열 장치 중 적어도 하나로부터 온도 값을 센싱하는 온도 센서, 상기 냉각 모듈로 송신된 제어 전류의 전류 값 및 상기 전류 값 변화량에 따른 상기 온도 센서로부터 수신된 온도 값의 변화량을 저장하는 메모리, 상기 온도 센서로부터 상기 온도 값을 수신하고, 상기 메모리에 저장된 전류 값 변화량에 따른 온도 값 변화량에 기초하여 PWM 펄스 신호 및 팬 제어 신호를 출력하는 프로세서, 및 상기 PWM 펄스 신호 및 상기 팬 제어 신호에 기초하여 상기 제어 전류를 상기 냉각 모듈로 출력하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.An electronic device for controlling the temperature of a heat generating device of the present disclosure may include a cooling module disposed adjacent to the heat generating device and controlling the temperature of the heat generating device based on a current value of a received control current, a temperature sensor for sensing a temperature value from at least one of the cooling module and the heat generating device, a memory for storing a current value of the control current transmitted to the cooling module and a change amount of the temperature value received from the temperature sensor according to the change amount of the current value, a processor for receiving the temperature value from the temperature sensor and outputting a PWM pulse signal and a fan control signal based on the change amount of the temperature value according to the change amount of the current value stored in the memory, and a controller for outputting the control current to the cooling module based on the PWM pulse signal and the fan control signal.

Description

{Electronic Device for Controlling Temperature of Heating Device}

본 개시의 기술적 사상은 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 발열 장치의 온도를 제어하는 전자 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to an electronic device, and more particularly, to an electronic device for controlling the temperature of a heating device.

종래의 온도제어 장치의 경우, 전원 장치와 고전류 증폭기(Amplifier)를 이용하여 펠티어소자로 흐르는 전류의 양과 방향을 제어함에 따라 재료비가 높고, 전력소모효율이 낮아 장치 전체의 소모전력이 컸다. 또한, 디지털(Digital) 제어방식을 부가하지 않을 경우 온도제어의 공차를 조정할 수 없어, 제어대상마다 조정해줘야 하는 온도의 정밀도가 다르기 때문에 항상 디지털 제어방식이 병행되어야 하여 장치 구성의 재료비가 높아지는 문제점이 있었다.In the case of conventional temperature control devices, since the amount and direction of the current flowing to the Peltier element are controlled using a power supply and a high-current amplifier, the material cost is high, the power consumption efficiency is low, and the power consumption of the entire device is high. In addition, if a digital control method is not added, the tolerance of the temperature control cannot be adjusted, so since the precision of the temperature that must be adjusted is different for each control target, the digital control method must always be used in conjunction, which has the problem of increasing the material cost of the device configuration.

본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 발열 장치로부터 수신된 데이터를 디지털화하여 정밀하게 발열 장치의 온도를 제어하기 위한 방법을 제공한다.The technical idea of the present disclosure is to provide a method for precisely controlling the temperature of a heating device by digitizing data received from the heating device.

본 개시의 실시예에 따르면, 발열 장치의 온도를 제어하는 전자 장치는 상기 발열 장치에 인접하게 배치되고, 수신되는 제어 전류의 전류 값에 기초하여 상기 발열 장치의 온도를 제어하는 냉각 모듈, 상기 냉각 모듈 및 상기 발열 장치 중 적어도 하나로부터 온도 값을 센싱하는 온도 센서, 상기 냉각 모듈로 송신된 제어 전류의 전류 값 및 상기 전류 값 변화량에 따른 상기 온도 센서로부터 수신된 온도 값의 변화량을 저장하는 메모리, 상기 온도 센서로부터 상기 온도 값을 수신하고, 상기 메모리에 저장된 전류 값 변화량에 따른 온도 값 변화량에 기초하여 PWM 펄스 신호 및 팬 제어 신호를 출력하는 프로세서, 및 상기 PWM 펄스 신호 및 상기 팬 제어 신호에 기초하여 상기 제어 전류를 상기 냉각 모듈로 출력하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, an electronic device for controlling a temperature of a heat generating device may include a cooling module disposed adjacent to the heat generating device and controlling a temperature of the heat generating device based on a current value of a received control current, a temperature sensor for sensing a temperature value from at least one of the cooling module and the heat generating device, a memory for storing a current value of the control current transmitted to the cooling module and a change amount of the temperature value received from the temperature sensor according to the change amount of the current value, a processor for receiving the temperature value from the temperature sensor and outputting a PWM pulse signal and a fan control signal based on the change amount of the temperature value according to the change amount of the current value stored in the memory, and a controller for outputting the control current to the cooling module based on the PWM pulse signal and the fan control signal.

일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 아날로그 값으로 수신된 상기 온도 값을 디지털 온도 값으로 변환하는 제1 ADC 회로 및 아날로그 값으로 수신된 상기 제어 전류의 전류 값을 디지털 전류 값으로 변환하는 제2 ADC 회로를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the processor may include a first ADC circuit that converts the temperature value received as an analog value into a digital temperature value and a second ADC circuit that converts the current value of the control current received as an analog value into a digital current value.

일실시예에 따르면, 프로세서는 상기 디지털 온도 값 및 목표 디지털 온도 값의 차이에 기초하여 상기 PWM 펄스 신호의 듀티비 및 부호를 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the processor may be characterized by adjusting a duty ratio and a sign of the PWM pulse signal based on a difference between the digital temperature value and a target digital temperature value.

일실시예에 따르면, 상기 디지털 온도 값이 상기 목표 디지털 온도 값보다 높은 경우의 상기 PWM 펄스 신호의 부호와 상기 디지털 온도 값이 상기 목표 디지털 온도 값보다 낮은 경우의 상기 PWM 펄스 신호의 부호는 상반된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the sign of the PWM pulse signal when the digital temperature value is higher than the target digital temperature value and the sign of the PWM pulse signal when the digital temperature value is lower than the target digital temperature value may be opposite.

일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 온도 값 및 상기 제어 전류의 전류 값을 피드백 받아 상기 메모리에 저장된 상기 전류 값 변화량에 따른 온도 값의 변화량을 업데이트할 수 있다.According to one embodiment, the processor can receive feedback on the temperature value and the current value of the control current and update the amount of change in the temperature value according to the amount of change in the current value stored in the memory.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 PWM 펄스 신호의 듀티 비 및 상기 팬 제어 신호의 레벨이 상승한 경우에 응답하여 상기 제어 전류의 전류 값을 상승시켜 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the controller may be characterized in that it increases and outputs a current value of the control current in response to an increase in the duty ratio of the PWM pulse signal and a level of the fan control signal.

일실시예에 따르면, 상기 제어전류는 펠티어 제어 전류 및 쿨링팬 제어 전류로 구성되고, 상기 컨트롤러는 상기 PWM 펄스 신호에 기초하여 결정된 전류 값의 펠티어 제어 전류를 상기 냉각 모듈에 포함된 펠티어 모듈로 출력하는 펠티어 컨트롤러 및 상기 팬 제어 신호에 기초하여 결정된 전류 값의 쿨링팬 제어 전류를 상기 냉각 모듈에 포함된 쿨링 팬으로 출력하는 팬 컨트롤러를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the control current is composed of a Peltier control current and a cooling fan control current, and the controller may include a Peltier controller that outputs a Peltier control current having a current value determined based on the PWM pulse signal to a Peltier module included in the cooling module, and a fan controller that outputs a cooling fan control current having a current value determined based on the fan control signal to a cooling fan included in the cooling module.

일실시예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 펠티어 컨트롤러와 상기 펠티어 모듈 사이에 배치되어 상기 펠티어 제어 전류의 전류 값을 측정하는 션트 저항 모듈을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the controller may include a shunt resistor module disposed between the Peltier controller and the Peltier module to measure the current value of the Peltier control current.

본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 냉각 모듈에 제공된 전류 값과 냉각 모듈 또는 발열 장치로부터 수신된 온도 값에 기초하여 전류 값 변화량에 대한 온도 값 변화량을 데이터베이스화함으로써 발열 장치에 맞춤화된 온도 제어 방법을 제공할 수 있다. 아울러, 전자 장치는 전류 값 및 온도 값을 디지털화하여 정밀하게 전류 값 및 온도 값을 비교할 수 있고, 0.1의 오차 범위 내에서 발열 장치의 온도를 제어할 수 있다.An electronic device according to an embodiment of the present disclosure can provide a temperature control method customized to a heating device by databaseing a temperature value change amount for a current value change amount based on a current value provided to a cooling module and a temperature value received from a cooling module or a heating device. In addition, the electronic device can precisely compare the current value and the temperature value by digitizing the current value and the temperature value, and can provide a temperature control method customized to a heating device with an accuracy of 0.1 The temperature of the heating device can be controlled within the error range.

본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable from the exemplary embodiments of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly derived and understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the exemplary embodiments of the present disclosure belong from the following description. That is, unintended effects resulting from practicing the exemplary embodiments of the present disclosure can also be derived by a person having ordinary skill in the technical field from the exemplary embodiments of the present disclosure.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 구성들을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 일실시예에 따른 구성들 간의 송수신 신호들을 도시한 블록도이다.
도 3은 일실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 일실시예에 따라 온도 제어를 수행하는 송수신 신호들의 타이밍도이다.
도 5는 일실시예에 따라 온도 오차를 계산함으로써 PWM 펄스 신호를 조정하는 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating configurations according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a block diagram illustrating transmission and reception signals between configurations according to an embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operating method of an electronic device according to an embodiment.
Figure 4 is a timing diagram of transmission and reception signals performing temperature control according to one embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for adjusting a PWM pulse signal by calculating a temperature error according to one embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 구성들을 개략적으로 도시한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating configurations according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 본 개시의 전자 장치는 냉각 모듈(110), 온도 센서(120), 메모리(130), 프로세서(140), 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다. 전자 장치의 냉각 모듈(110)은 펠티어 모듈(111) 및 쿨링 팬(112)을 포함할 수 있고, 발열부의 열을 쿨링 팬(112)을 통해 외부로 배출시키는 히트 싱크를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(150)는 펠티어 컨트롤러(151), 팬 컨트롤러(152), 및 션트 저항 모듈(153)을 포함할 수 있다. 제어회로는 제1 ADC(Analog-to-Digital Converter) 회로(141), 제2 ADC 회로(142), 및 제어신호 생성부(143)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the electronic device of the present disclosure may include a cooling module (110), a temperature sensor (120), a memory (130), a processor (140), and a controller (150). The cooling module (110) of the electronic device may include a Peltier module (111) and a cooling fan (112), and may further include a heat sink that discharges heat of a heat generating unit to the outside through the cooling fan (112). The controller (150) may include a Peltier controller (151), a fan controller (152), and a shunt resistor module (153). The control circuit may include a first ADC (Analog-to-Digital Converter) circuit (141), a second ADC circuit (142), and a control signal generating unit (143).

펠티어 모듈(111)이 활성화되는 경우 일측면은 냉각된 공기를 출력하고, 반대 급부로 타측면은 가열된 공기를 배출할 수 있다. 이 때, 본 개시의 펠티어 모듈(111)은 제공된 전류의 방향에 따라 냉각된 공기를 출력하는 일측면과 가열된 공기를 배출하는 타측면이 다르게 결정될 수 있다. 예시적으로, 제1 방향의 전류를 수신한 펠티어 모듈(111)은 제1 측면으로 냉각된 공기를 출력하고, 제2 측면으로 가열된 공기를 배출할 수 있다. 이에 반해, 제1 방향과 반대되는 제2 방향의 전류를 수신한 펠티어 모듈(111)은 제1 측면으로 가열된 공기를 배출하고, 제2 측면으로 냉각된 공기를 배출할 수 있다. 즉, 펠티어 모듈(111)은 수신된 펠티어 제어 전류의 방향에 따라 발열 장치에 가열된 공기를 제공하거나, 냉각된 공기를 제공함으로써 발열 장치의 온도를 제어할 수 있다.When the Peltier module (111) is activated, one side can output cooled air, and the other side can discharge heated air in contrast. At this time, the Peltier module (111) of the present disclosure may determine the one side that outputs cooled air and the other side that discharges heated air differently depending on the direction of the provided current. For example, the Peltier module (111) that receives the current in the first direction can output cooled air to the first side and discharge heated air to the second side. In contrast, the Peltier module (111) that receives the current in the second direction opposite to the first direction can discharge heated air to the first side and discharge cooled air to the second side. That is, the Peltier module (111) can control the temperature of the heat generating device by providing heated air to the heat generating device or providing cooled air depending on the direction of the received Peltier control current.

쿨링 팬(112)은 펠티어 모듈(111)에 인접하여 배치될 수 있고, 일실시예에 따르면, 쿨링 팬(112)과 펠티어 모듈(111) 사이에 펠티어 모듈(111)로부터 발생된 열을 전달하는 히트싱크가 배치될 수 있다. 쿨링 팬(112)은 펠티어 모듈(111) 기준으로 발열 장치 반대편에 위치할 수 있고, 펠티어 모듈(111)이 발열 장치로 냉각된 공기를 제공할 때, 펠티어 모듈(111)로부터 가열된 공기를 수신하여 외부로 배출시킬 수 있다.A cooling fan (112) may be arranged adjacent to the Peltier module (111), and according to one embodiment, a heat sink that transfers heat generated from the Peltier module (111) may be arranged between the cooling fan (112) and the Peltier module (111). The cooling fan (112) may be positioned opposite the heating device with respect to the Peltier module (111), and when the Peltier module (111) provides cooled air to the heating device, it may receive heated air from the Peltier module (111) and discharge it to the outside.

온도 센서(120)는 냉각 모듈(110) 또는 발열 장치에 부착되거나 인접한 위치에 배치될 수 있다. 온도 센서(120)는 접촉식 온도 센서 및 비접촉식 온도 센서 중 어느 하나로 국한되지 않는다. 접촉식 온도 센서는 열전쌍, 써미스터(thermistor), 저항온도 검출기(RTD, Resistance Temperature Detectors)를 포함할 수 있다. 이에 국한되지 않고, 온도에 따른 액체의 팽창을 이용하는 액체 팽창 온도 센서, 온도에 따른 금속의 열 팽창률을 이용하는 바이메탈 온도 센스를 포함할 수 있다. 비접촉식 온도 센서는 적외선으로 온도를 감지하는 적외선 온도계가 있으며, 물체의 표면에서 방출하는 복사선의 양을 통해 온도를 측정할 수도 있다.The temperature sensor (120) may be attached to or positioned adjacent to the cooling module (110) or the heating device. The temperature sensor (120) is not limited to either a contact temperature sensor or a non-contact temperature sensor. The contact temperature sensor may include a thermocouple, a thermistor, or a resistance temperature detector (RTD). Without being limited thereto, the temperature sensor may include a liquid expansion temperature sensor that utilizes the expansion of a liquid according to temperature, and a bimetal temperature sensor that utilizes the thermal expansion coefficient of a metal according to temperature. The non-contact temperature sensor may include an infrared thermometer that detects temperature with infrared rays, and may also measure temperature through the amount of radiation emitted from the surface of an object.

프로세서(140)는 온도 센서(120)로부터 센싱된 온도 값과 컨트롤러(150)에서 출력된 전류 값을 수신하여 데이터베이스화할 수 있고, 데이터베이스화된 온도 값과 전류 값에 대한 데이터에 기초하여 컨트롤러(150)에 송신하는 PWM 펄스 신호 및 팬 제어 신호를 송신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 수신된 온도 값과 목표 온도 값의 차이에 따라 PWM 펄스 신호의 듀티비 및 부호를 조정할 수 있고, 팬 제어 신호의 레벨을 조정할 수 있다.The processor (140) can receive and store the temperature value sensed from the temperature sensor (120) and the current value output from the controller (150) into a database, and transmit a PWM pulse signal and a fan control signal to the controller (150) based on the data on the temperature value and current value stored in the database. According to one embodiment, the duty ratio and sign of the PWM pulse signal can be adjusted according to the difference between the received temperature value and the target temperature value, and the level of the fan control signal can be adjusted.

일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 온도 값 보상을 수행하기 전 전류 값 변화에 따른 온도 값 변화를 매핑할 수 있고, 매핑된 전류 값 변화에 따른 온도 값 변화를 메모리(130)에 저장시킬 수 있다. 발열 장치가 동작함으로써 전자 장치가 온도 제어를 수행할 때, 프로세서(140)는 메모리(130)로부터 매핑 데이터를 수신하여 전류 값을 조정함으로써 발열 장치의 온도를 제어할 수 있다.According to one embodiment, the processor (140) can map a temperature value change according to a current value change before performing temperature value compensation, and store the temperature value change according to the mapped current value change in the memory (130). When the electronic device performs temperature control by operating the heating device, the processor (140) can receive mapping data from the memory (130) and control the temperature of the heating device by adjusting the current value.

프로세서(140)는 아날로그 값으로 수신된 온도 값 및 전류 값을 디지털화할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 ADC 회로(141)는 수신된 온도 값을 디지털화된 디지털 온도 값으로 변환할 수 있고, 제2 ADC 회로(142)는 수신된 전류 값을 디지털 전류 값으로 변환할 수 있다. 제1 ADC 회로(141) 및 제2 ADC 회로(142)는 수신된 아날로그 온도 값 및 아날로그 전류 값을 샘플링하고, 샘플링된 값의 레벨이 복수로 구획된 레벨 범위 중 어느 범위에 속하는지 여부에 따라 디지털 전류 값 및 디지털 온도 값으로 변환할 수 있다.The processor (140) can digitize the temperature value and the current value received as analog values. According to one embodiment, the first ADC circuit (141) can convert the received temperature value into a digitized digital temperature value, and the second ADC circuit (142) can convert the received current value into a digital current value. The first ADC circuit (141) and the second ADC circuit (142) can sample the received analog temperature value and the analog current value, and convert them into digital current values and digital temperature values depending on which range among the multiple divided level ranges the level of the sampled value belongs to.

제어신호 생성부(143)는 디지털로 변환된 온도 값과 목표 온도 값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 PWM 펄스 신호 및 팬 제어 신호를 조정할 수 있다. 이 때, 제어신호 생성부(143)는 디지털로 변환된 온도 값과 목표 온도 값이 동일한 경우, 종전 출력되던 신호와 동일한 PWM 펄스 신호와 팬 제어 신호를 출력할 수 있다.The control signal generation unit (143) can compare the temperature value converted into digital with the target temperature value, and adjust the PWM pulse signal and the fan control signal based on the comparison result. At this time, the control signal generation unit (143) can output the same PWM pulse signal and fan control signal as the previously output signal when the temperature value converted into digital and the target temperature value are the same.

일실시예에 따르면, 전류 값을 조정하기 위해 출력되는 PWM 펄스 신호와 팬 제어 신호를 계산하는 프로세서(140)와 온도 변화량 및 전류 변화량을 저장하는 메모리(130)는 아두이노(Arduino) 시스템으로 구현될 수 있다. 아두이노 시스템은 마이크로컨트롤러(150)(Microcontroller) 보드를 기반으로 한 오픈 소스 컴퓨팅 플랫폼과 소프트웨어 개발 환경으로 사용자가 손쉽게 설정을 변경할 수 있도록 할 수 있다.According to one embodiment, a processor (140) that calculates a PWM pulse signal and a fan control signal output to adjust a current value and a memory (130) that stores a temperature change amount and a current change amount can be implemented as an Arduino system. The Arduino system is an open source computing platform and software development environment based on a microcontroller (150) board, and can enable a user to easily change settings.

컨트롤러(150)는 프로세서(140)로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 기초하여 펠티어 모듈(111) 및 쿨링 팬(112)에 제공되는 전류 값을 조정할 수 있다. 펠티어 컨트롤러(151)는 PWM 제어 신호의 듀티비 및 부호에 따라 펠티어 제어 전류의 방향과 크기를 조정할 수 있고, 펠티어 제어 전류의 방향과 크기에 따라 펠티어 모듈(111)은 냉각된 공기를 제공할 방향과 냉각 온도를 결정할 수 있다. 펠티어 컨트롤러(151)는 H-Bridge 회로부로 구성될 수 있고, H-Bridge 회로부는 부하에 인가되는 전압의 극성을 전환하는 전자회로일 수 있다. 즉, 펠티어 컨트롤러(151)는 펠티어 모듈(111)로 제공되는 전압의 극성을 전환함으로써 펠티어 소자의 일측면에서 가열 및 냉각 동작의 전환을 용이하게 할 수 있다.The controller (150) can receive a control signal from the processor (140) and adjust the current value provided to the Peltier module (111) and the cooling fan (112) based on the control signal. The Peltier controller (151) can adjust the direction and size of the Peltier control current according to the duty ratio and sign of the PWM control signal, and the Peltier module (111) can determine the direction to provide cooled air and the cooling temperature according to the direction and size of the Peltier control current. The Peltier controller (151) can be configured with an H-Bridge circuit, and the H-Bridge circuit can be an electronic circuit that switches the polarity of the voltage applied to the load. That is, the Peltier controller (151) can facilitate the switching of the heating and cooling operations on one side of the Peltier element by switching the polarity of the voltage provided to the Peltier module (111).

펠티어 제어 전류의 크기가 커질수록, 펠티어 모듈(111)은 냉각 온도를 더 낮게 하여 냉각된 공기를 가열 장치로 제공할 수 있고, 펠티어 제어 전류가 작아질수록, 펠티어 모듈(111)은 냉각 온도를 더 낮게 하여 냉각된 공기를 가열 장치로 제공할 수 있다.As the size of the Peltier control current increases, the Peltier module (111) can provide cooled air to the heating device by lowering the cooling temperature, and as the size of the Peltier control current decreases, the Peltier module (111) can provide cooled air to the heating device by lowering the cooling temperature.

팬 컨트롤러(152)는 팬 제어 신호의 레벨에 따라 쿨링 팬(112)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 예시적으로, 팬 제어 전류의 크기가 커질수록, 쿨링 팬(112)은 더 빠르게 회전할 수 있고, 팬 제어 전류가 작아질수록, 쿨링 팬(112)은 더 적게 회전할 수 있다.The fan controller (152) can control the rotation speed of the cooling fan (112) according to the level of the fan control signal. For example, as the size of the fan control current increases, the cooling fan (112) can rotate faster, and as the size of the fan control current decreases, the cooling fan (112) can rotate less frequently.

션트 저항 모듈(153)은 냉각 모듈(110)로 제공되는 펠티어 제어 전류의 크기를 측정할 수 있고, 측정된 전류 값을 프로세서(140)로 제공할 수 있다. 션트 저항 모듈(153)은 저항에 흐르는 전류를 전압 값으로 측정할 수 있다.The shunt resistance module (153) can measure the size of the Peltier control current provided to the cooling module (110) and provide the measured current value to the processor (140). The shunt resistance module (153) can measure the current flowing through the resistor as a voltage value.

본 개시의 발열 장치는 레이저의 이득매질부일 수 있고, 구체적으로 single crystal, glass, ceramic crystal 중 적어도 하나를 포함하는 이득매질부일 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 발열 장치는 고체 레이저 외에도 열을 발산하는 다양한 전자 장치/부품일 수 있다. The heat generating device of the present disclosure may be a gain medium of a laser, and specifically, may be a gain medium including at least one of a single crystal, glass, and ceramic crystal. However, this is only an example, and the heat generating device may be various electronic devices/components that emit heat in addition to a solid-state laser.

한편, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 발열 장치가 고체 레이저의 이득매질부인 경우, 냉각 모듈(110)은 이득매질 크리스탈 코어를 중심으로 방사형태로 소정의 각도를 두고 이격되면서 형성될 수 있다. 일예로, 냉각 모듈(110)은 크리스탈 코어를 중심으로 방사형태로 60도 간격으로 이격되어 6개의 냉각 모듈(110)이 크리스탈 코어의 외각을 원형으로 감싸도록 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. Meanwhile, according to one embodiment of the present disclosure, when the heat generating device is a gain medium of a solid laser, the cooling modules (110) may be formed while being spaced apart at a predetermined angle radially from the gain medium crystal core. For example, the cooling modules (110) may be formed so that six cooling modules (110) are spaced apart at 60-degree intervals radially from the crystal core and surround the outer surface of the crystal core in a circular shape, but the present invention is not limited thereto.

도 1에서는 하나의 냉각 모듈(110)에 펠티어 모듈(111)과 쿨링 팬(112)이 하나씩 포함되는 것으로 도시하였으나, 냉각 모듈(110)의 펠티어 모듈(111)과 쿨링 팬(112)은 1:1로 매칭되지 않을 수 있다. 또한, 온도 센서(120) 역시 쿨링 팬(112)의 개수 및 위치에 대응하여 배치될 수 있다. 위와 같은 실시예에 따르면, 온도 센서(120)는 각각의 쿨링 팬(112)이 위치하는 부분의 발열 장치 부분 온도를 감지할 수 있다. In Fig. 1, one cooling module (110) is illustrated as including one Peltier module (111) and one cooling fan (112), but the Peltier modules (111) and cooling fans (112) of the cooling module (110) may not be matched 1:1. In addition, the temperature sensor (120) may also be positioned corresponding to the number and position of the cooling fans (112). According to the above embodiment, the temperature sensor (120) may detect the temperature of the heat generating device portion of the portion where each cooling fan (112) is positioned.

위 예시와 같이 6개의 냉각 모듈(110)이 형성되는 경우, 펠티어 모듈(111)은 60도 간격으로 6개가 이격되어 형성되고, 쿨링팬(112)은 30도 간격으로 12개가 이격되어 형성될 수 있다. 다시 말하면, 1개의 펠티어 모듈(111)에 2개의 쿨링팬(112)이 서로 일정한 거리로 이격되어 매칭되도록 하나의 냉각 모듈(110)을 형성할 수 있다. 또한, 1개의 펠티어 모듈(111)에 대응하는 크리스탈 코어의 일부분에 대하여, 2개의 온도 센서(120)가 소정의 거리를 두고 온도를 감지할 수 있다. 즉, 크리스탈 코어의 일부분에 대하여, 1개의 펠티어 모듈(111), 2개의 온도 센서(120) 및 2개의 쿨링 팬(112)이 냉각작용을 수행할 수 있다. In the case where six cooling modules (110) are formed as in the example above, six Peltier modules (111) may be formed at 60-degree intervals and twelve cooling fans (112) may be formed at 30-degree intervals. In other words, one cooling module (110) may be formed such that two cooling fans (112) are spaced apart from each other at a predetermined distance to match one Peltier module (111). In addition, two temperature sensors (120) may detect the temperature at a predetermined distance for a portion of the crystal core corresponding to one Peltier module (111). That is, one Peltier module (111), two temperature sensors (120), and two cooling fans (112) may perform a cooling function for a portion of the crystal core.

위 예시에서, 프로세서(140)는 2개의 온도 센서(120)로부터 수신되는 센싱 온도 값 중 높은 온도를 기준으로 PWM 펄스 신호를 컨트롤러(150)에 송신할 수 있고, 높은 온도를 센싱한 온도 센서(120)에 대응하는 쿨링 팬(112)이 가열된 공기를 더 빠르게 외부로 배출시키도록 팬 제어 신호를 컨트롤러(150)에 송신할 수 있다. In the above example, the processor (140) may transmit a PWM pulse signal to the controller (150) based on a higher temperature among the sensing temperature values received from two temperature sensors (120), and may transmit a fan control signal to the controller (150) so that the cooling fan (112) corresponding to the temperature sensor (120) that sensed the higher temperature discharges the heated air to the outside more quickly.

위와 같은 실시예에 따르면, 데이터베이스를 기초로 발열 장치에 맞춤화된 온도 제어를 수행할 때 있어서, 경우에 따라 모든 부분이 균일하지 않게 가열된 발열 장치에 대하여도 오차를 줄여서 온도를 제어할 수 있다는 효과가 있다. According to the above embodiment, when performing temperature control customized for a heating device based on a database, there is an effect that the temperature can be controlled by reducing error even for a heating device in which all parts are not heated uniformly.

도 2는 일실시예에 따른 구성들 간의 송수신 신호들을 도시한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating transmission and reception signals between configurations according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 프로세서(140)는 온도 피드백 값(TFB) 및 전류 피드백 값(CFB)을 수신할 수 있고, PWM 펄스 신호(PWM) 및 팬 제어 신호(FCS)를 컨트롤러(150)로 송신할 수 있다. 온도 피드백 값(TFB) 및 전류 피드백 값(CFB)은 전자 장치가 동작 중에 온도 센서(120) 및 션트 저항 모듈(153)로부터 수신되는 아날로그 값일 수 있고, 프로세서(140)는 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 메모리(130)에 저장할 수 있다.Referring to FIG. 2, the processor (140) can receive a temperature feedback value (TFB) and a current feedback value (CFB), and can transmit a PWM pulse signal (PWM) and a fan control signal (FCS) to the controller (150). The temperature feedback value (TFB) and the current feedback value (CFB) can be analog values received from a temperature sensor (120) and a shunt resistor module (153) while the electronic device is operating, and the processor (140) can convert the analog values into digital values and store them in the memory (130).

일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 온도 조정이 필요하다고 판단된 경우, 미리 저장된 메모리(130)의 데이터베이스에 기초하여 펠티어 제어 전류(PCC) 및 팬 제어 전류(FCC) 값을 변경시키기 위해 종전 출력되던 PWM 펄스 신호(PWM) 및 팬 제어 신호(FCS)를 조정할 수 있다. 이 때, 프로세서(140)는 조정된 PWM 펄스 신호(PWM) 및 팬 제어 신호(FCS)에 따라 변경된 펠티어 제어 전류(PCC) 값을 전류 피드백 값(CFB)으로 수신할 수 있고, 온도 센서(120)로부터 센싱된 온도 값을 온도 피드백 값(TFB)으로 수신할 수 있다.According to one embodiment, when the processor (140) determines that temperature control is necessary, the processor (140) may adjust the previously output PWM pulse signal (PWM) and fan control signal (FCS) to change the Peltier control current (PCC) and fan control current (FCC) values based on the database of the pre-stored memory (130). At this time, the processor (140) may receive the Peltier control current (PCC) value changed according to the adjusted PWM pulse signal (PWM) and fan control signal (FCS) as a current feedback value (CFB), and may receive the temperature value sensed from the temperature sensor (120) as a temperature feedback value (TFB).

프로세서(140)는 수신된 전류 피드백 값(CFB)과 조정 전 전류 피드백 값(CFB)의 차이를 계산하고, 수신된 온도 피드백 값(TFB)과 조정 전 온도 피드백 값(TFB)의 차이를 계산할 수 있다. 프로세서(140)는 전류 차이 값에 대한 온도 차이 값을 전류-온도 변화량으로 계산할 수 있고, 기존 저장된 전류-온도 변화량을 업데이트할 수 있다.The processor (140) can calculate the difference between the received current feedback value (CFB) and the current feedback value (CFB) before adjustment, and can calculate the difference between the received temperature feedback value (TFB) and the temperature feedback value (TFB) before adjustment. The processor (140) can calculate the temperature difference value for the current difference value as the current-temperature change amount, and can update the previously stored current-temperature change amount.

일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 기존 저장된 전류-온도 변화량과 프로세서(140)에 의해 계산된 전류-온도 변화량을 평균하여 기존 저장된 전류-온도 변화량을 업데이트할 수 있다.According to one embodiment, the processor (140) can update the existing stored current-temperature change amount by averaging the existing stored current-temperature change amount and the current-temperature change amount calculated by the processor (140).

다른 일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 복수로 구분된 온도 범위에 따라 전류-온도 변화량을 구분하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 프로세서(140)는 피드백된 온도 피드백 값(TFB)이 구분된 온도 범위들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단할 수 있고, 온도 범위에 대응되는 기존 전류-온도 변화량이 계산된 전류-온도 변화량과 동일한지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(140)는 기존 전류-온도 변화량과 계산된 전류-온도 변화량이 동일하지 않다고 판단된 경우, 기존 전류-온도 변화량과 계산된 전류-온도 변화량을 평균하여 업데이트할 수 있다. 공급되는 전류에 따른 냉각 효율은 복수로 구분된 온도 범위들 마다 획일화되어 있지 않고, 본 개시의 프로세서(140)는 온도 범위마다 전류-온도 변화량을 구분하여 관리함으로써 정확하게 발열 장치의 온도를 제어할 수 있다.According to another embodiment, the processor (140) can store the current-temperature change amount in the memory (130) by dividing the temperature range into multiple categories. The processor (140) can determine whether the fed-back temperature feedback value (TFB) belongs to any one of the divided temperature ranges, and determine whether the existing current-temperature change amount corresponding to the temperature range is the same as the calculated current-temperature change amount. If the processor (140) determines that the existing current-temperature change amount and the calculated current-temperature change amount are not the same, the processor (140) can update the average of the existing current-temperature change amount and the calculated current-temperature change amount. The cooling efficiency according to the supplied current is not uniform for each of the multiple divided temperature ranges, and the processor (140) of the present disclosure can accurately control the temperature of the heat generating device by dividing the current-temperature change amount for each temperature range and managing it.

펠티어 컨트롤러(151)는 제공되는 PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비에 따라 출력되는 펠티어 제어 전류(PCC)의 크기를 조절할 수 있고, 팬 컨트롤러(152)는 제공되는 팬 제어 신호(FCS)의 레벨에 따라 출력되는 팬 제어 전류(FCC)의 크기를 조절할 수 있다. 펠티어 제어 전류(PCC) 및 팬 제어 전류(FCC)가 조절되는 방법은 도 4를 통해 상세히 후술하도록 한다. 션트 저항 모듈(153)은 펠티어 제어 전류(PCC)를 측정할 수 있도록 냉각 모듈(110)과 펠티어 컨트롤러(151) 사이에 배치될 수 있다.The Peltier controller (151) can adjust the size of the Peltier control current (PCC) output according to the duty ratio of the provided PWM pulse signal (PWM), and the fan controller (152) can adjust the size of the fan control current (FCC) output according to the level of the provided fan control signal (FCS). The method by which the Peltier control current (PCC) and the fan control current (FCC) are adjusted will be described in detail later with reference to FIG. 4. The shunt resistor module (153) can be placed between the cooling module (110) and the Peltier controller (151) so as to measure the Peltier control current (PCC).

냉각 모듈(110)은 펠티어 모듈(111) 및 쿨링 팬(112)을 포함할 수 있고, 펠티어 모듈(111)의 일측면 및 타측면에 히트싱크가 배치될 수 있다. 히트 싱크는 펠티어 모듈(111)에서 발생된 열과 냉기를 펠티어 모듈(111) 반대편에 배치된 구성으로 전달할 수 있다. 예시적으로, 펠티어 모듈(111) 상부에 위치한 히트 싱크는 발열 장치로 열과 냉기를 전달할 수 있고, 펠티어 모듈(111) 하부에 위치한 히트 싱크는 쿨링 팬(112)으로 열과 냉기를 전달할 수 있다.The cooling module (110) may include a Peltier module (111) and a cooling fan (112), and a heat sink may be arranged on one side and the other side of the Peltier module (111). The heat sink may transfer heat and cold generated in the Peltier module (111) to a configuration arranged on the opposite side of the Peltier module (111). For example, a heat sink positioned on the upper side of the Peltier module (111) may transfer heat and cold to a heat generating device, and a heat sink positioned on the lower side of the Peltier module (111) may transfer heat and cold to a cooling fan (112).

쿨링 팬(112)은 펠티어 모듈(111) 하부에 위치한 히트싱크를 통해 전달된 펠티어 모듈(111)의 열을 외부로 방출시킴으로써 펠티어 모듈(111)과 히트싱크를 공냉시킬 수 있다. 쿨링 팬(112)은 팬 컨트롤러(152)로부터 팬 제어 전류(FCC)를 수신할 수 있고, 팬 제어 전류(FCC)의 크기에 따라 쿨링 팬(112)의 회전 속도가 조절될 수 있다. 예시적으로, 낮은 값의 팬 제어 전류(FCC)를 수신한 경우 쿨링 팬(112)의 회전속도는 느릴 수 있고, 높은 값의 팬 제어 전류(FCC)를 수신한 경우 쿨링 팬(112)의 회전속도는 빠를 수 있다. 즉, 높은 팬 제어 전류(FCC)는 펠티어 모듈(111) 및 히트 싱크를 빠르게 쿨링시켜 펠티어 모듈(111)의 효율을 극대화시킬 수 있다.The cooling fan (112) can cool the Peltier module (111) and the heat sink by dissipating heat of the Peltier module (111) transferred through the heat sink located at the bottom of the Peltier module (111) to the outside. The cooling fan (112) can receive a fan control current (FCC) from the fan controller (152), and the rotation speed of the cooling fan (112) can be adjusted according to the size of the fan control current (FCC). For example, when a low value of the fan control current (FCC) is received, the rotation speed of the cooling fan (112) can be slow, and when a high value of the fan control current (FCC) is received, the rotation speed of the cooling fan (112) can be fast. That is, a high fan control current (FCC) can quickly cool the Peltier module (111) and the heat sink, thereby maximizing the efficiency of the Peltier module (111).

펠티어 모듈(111)은 펠티어 컨트롤러(151)로부터 펠티어 제어 전류(PCC)를 수신할 수 있고, 펠티어 제어 전류(PCC)의 크기에 따라 펠티어 모듈(111)의 냉각 온도가 결정될 수 있다. 예시적으로, 펠티어 모듈(111)은 입력되는 전류의 방향에 따라 일측면이 냉각된 공기를 방출하고, 타측면이 가열된 공기를 방출하게 되는데, 전류의 크기에 따라 냉각된 공기와 가열된 공기의 온도 차가 커지게 된다. 즉, 높은 펠티어 제어 전류(PCC)는 발열 장치로 높은 온도로 가열된 공기를 제공하거나, 낮은 온도로 냉각된 공기를 제공할 수 있다.The Peltier module (111) can receive a Peltier control current (PCC) from the Peltier controller (151), and the cooling temperature of the Peltier module (111) can be determined according to the size of the Peltier control current (PCC). For example, the Peltier module (111) emits cooled air on one side and heated air on the other side depending on the direction of the input current, and the temperature difference between the cooled air and the heated air increases depending on the size of the current. That is, a high Peltier control current (PCC) can provide air heated to a high temperature as a heating device, or can provide air cooled to a low temperature.

도 3은 일실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operating method of an electronic device according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 발열 장치가 동작함으로써 발열 장치의 온도를 조정하기 위해 주기적으로 현재 온도 값을 측정할 수 있고, 현재 온도 값의 상태에 따라 냉각 모듈(110)에 제공되는 전류 값을 조정할 수 있다. 이 때, 프로세서(140)는 메모리(130)로부터 저장된 온도-전류 변화량을 로드함으로써 조정될 전류 값을 계산할 수 있다.Referring to FIG. 3, the current temperature value can be measured periodically to adjust the temperature of the heating device by operating the heating device, and the current value provided to the cooling module (110) can be adjusted according to the status of the current temperature value. At this time, the processor (140) can calculate the current value to be adjusted by loading the temperature-current change amount stored from the memory (130).

단계(S110)에서, 프로세서(140)는 사용자 조작에 응답하여 목표 온도 값을 설정할 수 있다. 목표 온도 값은 발열 장치가 이상적인 동작을 수행하기 위한 온도 값일 수 있고, 0.1단위로 설정될 수 있다.In step (S110), the processor (140) can set a target temperature value in response to a user operation. The target temperature value can be a temperature value for the heating device to perform an ideal operation, and can be 0.1 Can be set in units.

단계(S120)에서, 온도 센서(120)는 현재 온도 값을 측정하여 프로세서(140)로 제공할 수 있다. 도 2를 참조하면, 현재 온도 값은 온도 피드백 값(TFB)일 수 있다.In step (S120), the temperature sensor (120) may measure a current temperature value and provide it to the processor (140). Referring to FIG. 2, the current temperature value may be a temperature feedback value (TFB).

단계(S130)에서, 프로세서(140)는 현재 온도 값이 단계(S110)에서 설정된 목표 온도 값과 동일한지 여부를 판단할 수 있고, 동일한 경우 전류 값 조정없이 다음 주기에서 현재 온도 값을 측정할 수 있다.In step (S130), the processor (140) can determine whether the current temperature value is the same as the target temperature value set in step (S110), and if so, can measure the current temperature value in the next cycle without adjusting the current value.

단계(S140)에서, 현재 온도 값과 목표 온도 값이 상이한 경우, 프로세서(140)는 현재 온도 값과 목표 온도 값의 오차를 계산할 수 있다. 일실시예에 따르면, 온도 값 비교는 디지털로 변환된 데이터의 비교일 수 있다. 디지털로 변환된 데이터의 비교에 따른 온도 오차 계산은 도 5에서 상세히 후술하도록 한다.In step (S140), if the current temperature value and the target temperature value are different, the processor (140) can calculate the error between the current temperature value and the target temperature value. According to one embodiment, the temperature value comparison may be a comparison of digitally converted data. The temperature error calculation according to the comparison of digitally converted data will be described in detail later in FIG. 5.

단계(S150)에서, 프로세서(140)는 온도 오차에 따른 전류 값을 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 컨트롤러(150)로 출력되는 PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비, 부호, 및 팬 제어 신호(FCS)의 레벨을 조정할 수 있다. 컨트롤러(150)는 PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비, 부호, 및 팬 제어 신호(FCS)의 레벨에 따라 냉각 모듈(110)로 제공되는 펠티어 제어 전류(PCC)의 전류 값과 팬 제어 전류(FCC)의 전류 값을 조정할 수 있다.In step (S150), the processor (140) can adjust a current value according to a temperature error. According to one embodiment, the processor (140) can adjust a duty ratio, a sign, and a level of a fan control signal (FCS) of a PWM pulse signal (PWM) output to the controller (150). The controller (150) can adjust a current value of a Peltier control current (PCC) and a current value of a fan control current (FCC) provided to the cooling module (110) according to the duty ratio, a sign, and a level of the fan control signal (FCS) of the PWM pulse signal (PWM).

도 4는 일실시예에 따라 온도 제어를 수행하는 송수신 신호들의 타이밍도이다.Figure 4 is a timing diagram of transmission and reception signals performing temperature control according to one embodiment.

도 4를 참조하면, 프로세서(140)는 PWM 펄스 신호(PWM) 및 팬 제어 신호(FCS)를 컨트롤러(150)로 출력할 수 있고, 컨트롤러(150)는 PWM 펄스 신호(PWM) 및 팬 제어 신호(FCS)에 기초하여 펠티어 제어 전류(PCC) 및 팬 제어 전류(FCC)를 냉각 모듈(110)로 출력할 수 있다. 이 때, 프로세서(140)는 피드백되어 수신된 온도 값 및 전류 값에 기초하여 PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비와 팬 제어 신호(FCS)의 레벨을 조정할 수 있다.Referring to FIG. 4, the processor (140) can output a PWM pulse signal (PWM) and a fan control signal (FCS) to the controller (150), and the controller (150) can output a Peltier control current (PCC) and a fan control current (FCC) to the cooling module (110) based on the PWM pulse signal (PWM) and the fan control signal (FCS). At this time, the processor (140) can adjust the duty ratio of the PWM pulse signal (PWM) and the level of the fan control signal (FCS) based on the temperature value and current value that are fed back and received.

프로세서(140)는 하나의 주기에서 제1 시간 구간(T1)동안 하이 레벨을 갖는 PWM 펄스 신호(PWM)를 컨트롤러(150)로 출력할 수 있고, 컨트롤러(150)는 PWM 펄스 신호(PWM)에 기초하여 제1 전류 값(i1)을 갖는 펠티어 제어 전류(PCC)를 출력할 수 있다. 냉각 모듈(110)의 펠티어 모듈(111)은 제1 전류 값(i1)에 대응되는 냉각 공기 또는 가열 공기를 발열 장치로 제공할 수 있다.The processor (140) can output a PWM pulse signal (PWM) having a high level during a first time section (T1) in one cycle to the controller (150), and the controller (150) can output a Peltier control current (PCC) having a first current value (i1) based on the PWM pulse signal (PWM). The Peltier module (111) of the cooling module (110) can provide cooling air or heating air corresponding to the first current value (i1) to the heat generating device.

일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 온도 센서(120)로부터 센싱된 현재 온도 값과 목표 온도 값이 동일하다고 판단한 경우 PWM 펄스 신호(PWM)를 출력하지 않고, 컨트롤러(150)는 펠티어 제어 전류(PCC)를 출력하지 않을 수도 있다.According to one embodiment, if the processor (140) determines that the current temperature value sensed from the temperature sensor (120) and the target temperature value are the same, the processor (140) may not output a PWM pulse signal (PWM), and the controller (150) may not output a Peltier control current (PCC).

프로세서(140)는 제1 레벨(LV1)을 갖는 팬 제어 신호(FCS)를 컨트롤러(150)로 출력할 수 있고, 컨트롤러(150)는 팬 제어 신호(FCS)에 기초하여 제3 전류 값을 갖는 팬 제어 전류(FCC)를 출력할 수 있다. 냉각 모듈(110)의 쿨링 팬(112)은 제3 전류 값(i3)에 대응되는 회전속도로 동작함으로써 히트 싱크 및 펠티어 모듈(111)을 쿨링시킬 수 있다.The processor (140) can output a fan control signal (FCS) having a first level (LV1) to the controller (150), and the controller (150) can output a fan control current (FCC) having a third current value based on the fan control signal (FCS). The cooling fan (112) of the cooling module (110) can cool the heat sink and Peltier module (111) by operating at a rotation speed corresponding to the third current value (i3).

일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 온도 센서(120)로부터 센싱된 현재 온도 값과 목표 온도 값이 동일하다고 판단한 경우 팬 제어 신호(FCS)를 출력하지 않고, 컨트롤러(150)는 팬 제어 전류(FCC)를 출력하지 않을 수도 있다.According to one embodiment, if the processor (140) determines that the current temperature value sensed from the temperature sensor (120) and the target temperature value are the same, the processor (140) may not output a fan control signal (FCS), and the controller (150) may not output a fan control current (FCC).

프로세서(140)는 수신된 현재 온도 값이 목표 온도 값과 차이가 있다고 판단한 경우, PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비 및 부호와 팬 제어 신호(FCS)의 레벨을 조정할 수 있다. 예시적으로, 프로세서(140)는 현재 온도 값이 목표 온도 값보다 높다고 판단한 경우, 발열 장치를 더 강하게 쿨링시켜야 하는 것이므로, PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비를 제2 시간 구간(T2)동안 하이 레벨을 갖도록 증가시킬 수 있고, 팬 제어 신호(FCS)의 레벨을 더 증가시킬 수 있다. 듀티비가 증가된 PWM 펄스 신호(PWM)를 수신한 컨트롤러(150)는 제1 전류 값(i1)보다 높은 제2 전류 값(i2)의 펠티어 제어 전류(PCC)를 출력할 수 있다. 아울러, 제 2레벨(LV2)로 레벨이 더 증가한 팬 제어 신호(FCS)를 수신한 컨트롤러(150)는 제3 전류 값(i3)보다 높은 제4 전류 값(i4)의 팬 제어 전류(FCC)를 출력할 수 있다.If the processor (140) determines that the received current temperature value is different from the target temperature value, the processor (140) can adjust the duty ratio and sign of the PWM pulse signal (PWM) and the level of the fan control signal (FCS). For example, if the processor (140) determines that the current temperature value is higher than the target temperature value, the heat generating device needs to be cooled more strongly, so the duty ratio of the PWM pulse signal (PWM) can be increased to have a high level during the second time period (T2), and the level of the fan control signal (FCS) can be further increased. The controller (150) that receives the PWM pulse signal (PWM) with the increased duty ratio can output a Peltier control current (PCC) of a second current value (i2) higher than the first current value (i1). In addition, the controller (150) that receives the fan control signal (FCS) whose level has increased to the second level (LV2) can output a fan control current (FCC) of a fourth current value (i4) higher than the third current value (i3).

일실시예에 따르면, 프로세서(140)가 수신된 현재 온도 값이 목표 온도 값보다 낮다고 판단한 경우, 펠티어 모듈(111)은 발열 장치로 가열된 공기를 출력해야하므로, 기존 PWM 펄스 신호(PWM)의 극성과 반대되는 극성을 갖는 PWM 펄스 신호(PWM)를 출력할 수 있다. 예시적으로, 수신된 현재 온도 값이 목표 온도 값보다 낮다고 판단되고, 종전 프로세서(140)가 (+) 방향의 PWM 펄스 신호(PWM)를 출력한 경우, (-) 방향의 PWM 펄스 신호(PWM)를 출력할 수 있다.According to one embodiment, if the processor (140) determines that the received current temperature value is lower than the target temperature value, the Peltier module (111) must output air heated by the heat generating device, and therefore, it may output a PWM pulse signal (PWM) having a polarity opposite to that of the existing PWM pulse signal (PWM). For example, if the received current temperature value is determined to be lower than the target temperature value and the existing processor (140) outputs a PWM pulse signal (PWM) in the (+) direction, it may output a PWM pulse signal (PWM) in the (-) direction.

도 5는 일실시예에 따라 온도 오차를 계산함으로써 PWM 펄스 신호(PWM)를 조정하는 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for adjusting a pulse width modulation (PWM) signal by calculating a temperature error according to one embodiment.

도 5를 참조하면, 프로세서(140)는 제1 ADC 회로(141) 및 제2 ADC 회로(142)에 기초하여 온도 값 및 전류 값을 디지털 값으로 변환할 수 있고, 프로세서(140)는 디지털 값에 기초하여 목표 디지털 온도 값과 현재 디지털 온도 값을 비교할 수 있다.Referring to FIG. 5, the processor (140) can convert the temperature value and the current value into digital values based on the first ADC circuit (141) and the second ADC circuit (142), and the processor (140) can compare the target digital temperature value and the current digital temperature value based on the digital values.

단계(S141)에서, 프로세서(140)는 현재 온도 값으로부터 현재 디지털 온도 값으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 ADC 회로(141) 및 제2 ADC 회로(142)는 SAR(Successive Approximation Register) ADC로 구성될 수 있다. SAR ADC는 샘플링된 아날로그 값을 복수 종류의 커패시터에 의해 MSB(Most Significant Bit)부터 LSB(Least Significant Bit)까지 순차적으로 변환하는 ADC 회로일 수 있고, 커패시터의 개수에 따라 디지털 값으로 변환되는 자리수가 결정될 수 있다.In step (S141), the processor (140) may convert the current temperature value into a current digital temperature value. According to one embodiment, the first ADC circuit (141) and the second ADC circuit (142) may be configured as a SAR (Successive Approximation Register) ADC. The SAR ADC may be an ADC circuit that sequentially converts a sampled analog value from an MSB (Most Significant Bit) to an LSB (Least Significant Bit) by a plurality of types of capacitors, and the number of digits converted into a digital value may be determined according to the number of capacitors.

일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 설정된 센싱 민감도에 따라 디지털 값의 자리수가 결정되어 아날로그 온도 값 및 아날로그 전류 값을 디지털 온도 값 및 디지털 전류 값으로 변환할 수 있다. 예시적으로, 고 민감도로 설정된 경우, 프로세서(140)는 제1 자리수를 갖는 디지털 값으로 아날로그 온도 값 및 아날로그 전류 값을 디지털 온도 값 및 디지털 전류 값으로 변환할 수 있고, 저 민감도로 설정된 경우, 프로세서(140)는 제1 자리수 보다 적은 자리수인 제2 자리수를 갖는 디지털 값으로 아날로그 온도 값 및 아날로그 전류 값을 디지털 온도 값 및 디지털 전류 값으로 변환할 수 있다. 제1 ADC 회로(141) 및 제2 ADC 회로(142)가 SAR ADC로 구성된 경우, 프로세서(140)는 민감도에 따른 변환 자리수를 제어하기 위해 민감도에 따라 활성화시킬 SAR ADC의 커패시터 수를 조정할 수 있다.According to one embodiment, the processor (140) may convert the analog temperature value and the analog current value into the digital temperature value and the digital current value by determining the number of digits of the digital value according to the set sensing sensitivity. For example, when set to high sensitivity, the processor (140) may convert the analog temperature value and the analog current value into the digital temperature value and the digital current value into the digital value having the first digit, and when set to low sensitivity, the processor (140) may convert the analog temperature value and the analog current value into the digital temperature value and the digital current value into the digital value having the second digit, which is a number of digits less than the first digit. When the first ADC circuit (141) and the second ADC circuit (142) are configured as SAR ADCs, the processor (140) may adjust the number of capacitors of the SAR ADC to be activated according to the sensitivity in order to control the number of conversion digits according to the sensitivity.

단계(S142)에서, 프로세서(140)는 목표 디지털 온도 값과 현재 디지털 온도 값의 차이를 계산할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(140)는 설정된 센싱 민감도에 따라 목표 디지털 온도 값과 현재 디지털 온도 값의 차이를 계산할 자리수를 결정할 수 있다. 예시적으로, 고 민감도로 설정된 경우, 프로세서(140)는 MSB부터 제3 자리수만큼 목표 디지털 온도 값과 현재 디지털 온도 값의 차이를 계산할 수 있고, 저 민감도로 설정된 경우, 프로세서(140)는 제3 자리수 보다 적은 자리수인 제4 자리수만큼 목표 디지털 온도 값과 현재 디지털 온도 값의 차이를 계산할 수 있다.In step (S142), the processor (140) can calculate the difference between the target digital temperature value and the current digital temperature value. According to one embodiment, the processor (140) can determine the number of digits for calculating the difference between the target digital temperature value and the current digital temperature value according to the set sensing sensitivity. For example, when set to high sensitivity, the processor (140) can calculate the difference between the target digital temperature value and the current digital temperature value as many as the third digit from the MSB, and when set to low sensitivity, the processor (140) can calculate the difference between the target digital temperature value and the current digital temperature value as many as the fourth digit, which is a number of digits less than the third digit.

이에 따라, 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 저 민감도로 설정되는 경우 목표 온도 값에 대한 오차 범위가 넓게 설정될 수 있고, 냉각 모듈(110)의 동작 및 제어를 불필요하게 수행하지 않아 전력 소모를 줄일 수 있다. 아울러, 프로세서(140)는 최소한의 자리수만큼만 오차 계산을 수행하여 계산 속도 및 효율을 높일 수 있다. 이에 반해, 전자 장치는 고 민감도로 설정되는 경우 미세한 온도 제어가 가능해지게 되므로, 이상적인 발열 장치의 동작을 수행할 수 있게 할 수 있다.Accordingly, the electronic device according to the embodiment of the present disclosure can set a wide error range for the target temperature value when set to low sensitivity, and can reduce power consumption by not unnecessarily performing the operation and control of the cooling module (110). In addition, the processor (140) can increase the calculation speed and efficiency by performing error calculation only for the minimum number of digits. In contrast, the electronic device can perform fine temperature control when set to high sensitivity, and thus can perform the operation of an ideal heat generating device.

단계(S143)에서, 프로세서(140)는 차이에 대응되는 PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비 및 부호를 결정하고, 팬 제어 신호(FCS)의 레벨을 결정할 수 있다. PWM 펄스 신호(PWM)의 듀티비 및 부호, 팬 제어 신호(FCS)의 레벨을 결정하는 방법은 도 4에서 선술하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.In step (S143), the processor (140) can determine the duty ratio and sign of the PWM pulse signal (PWM) corresponding to the difference, and determine the level of the fan control signal (FCS). The method of determining the duty ratio and sign of the PWM pulse signal (PWM) and the level of the fan control signal (FCS) has been described in FIG. 4, so a detailed description thereof will be omitted.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used in the specification to describe the embodiments, these have been used only for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure and have not been used to limit the meaning or the scope of the present disclosure described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Accordingly, the true technical protection scope of the present disclosure should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims

In an electronic device for controlling the temperature of a heating device,
A cooling module disposed adjacent to the heating device and controlling the temperature of the heating device based on the current value of the received control current;
A temperature sensor for sensing an analog temperature value from at least one of the cooling module and the heating device;
A memory that stores the current value of the control current transmitted to the cooling module and the change amount of the temperature value received from the temperature sensor according to the change amount of the current value;
A processor that receives the analog temperature value from the temperature sensor and outputs a PWM pulse signal and a fan control signal based on a temperature value change amount according to a current value change amount stored in the memory; and
A controller that outputs the control current to the cooling module based on the PWM pulse signal and the fan control signal.
Including,
The above processor,
A first ADC circuit that converts the above analog temperature value into a digital temperature value
Including,
The above first ADC circuit,
When set to high sensitivity, the analog temperature value is converted into a digital temperature value having a first digit, and when set to low sensitivity, the analog temperature value is converted into a digital temperature value having a second digit that is less than the first digit, and the number of capacitors to be activated is adjusted according to the sensitivity.
The above processor,
An electronic device characterized in that, when set to the high sensitivity, the difference between the target digital temperature value and the converted digital temperature value can be calculated as the third digit from the MSB, and when set to the low sensitivity, the difference between the target digital temperature value and the converted digital temperature value can be calculated as the fourth digit, which is a number of digits less than the third digit.

In the first paragraph,
The above processor,
A second ADC circuit that converts the current value of the control current received as an analog value into a digital current value.
An electronic device comprising:

In the second paragraph,
The above processor,
An electronic device characterized in that the duty ratio and sign of the PWM pulse signal are adjusted based on the difference between the digital temperature value and the target digital temperature value.

In the third paragraph,
An electronic device, characterized in that the sign of the PWM pulse signal when the digital temperature value is higher than the target digital temperature value and the sign of the PWM pulse signal when the digital temperature value is lower than the target digital temperature value are opposite.

In the first paragraph,
The above processor,
An electronic device characterized in that it receives feedback on the temperature value and the current value of the control current and updates the amount of change in the temperature value according to the amount of change in the current value stored in the memory.

In the first paragraph,
The above controller,
An electronic device characterized in that it increases and outputs the current value of the control current in response to an increase in the duty ratio of the PWM pulse signal and a level of the fan control signal.

In Article 6,
The above control current is,
It consists of Peltier control current and cooling fan control current.
The above controller,
A Peltier controller that outputs a Peltier control current of a current value determined based on the PWM pulse signal to a Peltier module included in the cooling module; and
A fan controller that outputs a cooling fan control current of a current value determined based on the above fan control signal to a cooling fan included in the cooling module.
An electronic device comprising:

In Article 7,
The above controller,
A shunt resistor module arranged between the Peltier controller and the Peltier module to measure the current value of the Peltier control current.
An electronic device comprising: