KR100979247B1 - Heat controlling device for case - Google Patents
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Abstract
본 발명은 함체의 내부 온도를 제어하는 함체용 온도 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control apparatus for a enclosure for controlling the internal temperature of the enclosure.
이를 위하여, 본 발명은 전원 전압을 공급하는 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 인쇄 회로 기판, 인쇄 회로 기판에 배치되어 있으며, 각각 제1단 및 제2단을 가지는 복수의 열전소자, 인쇄 회로 기판 위에 복수의 열전소자의 제1 표면과 접하도록 형성되어 있는 제1 히트 싱크, 제1 히트 싱크 위에 형성되어 있으며, 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 제3 단자 및 제4 단자로부터 공급되는 제1 구동 전압에 따라 동작하는 제1 팬 및 제1 팬의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 복수의 열전소자 중 i번째 열전소자의 제2단이 (i+1)번째 열전소자의 제1단에 연결되고, 첫 번째 열전소자의 제1단과 마지막 열전소자의 제2단이 각각 제1 단자 및 제2 단자에 연결되어 있으며, 복수의 열전소자 중 j번째 열전소자의 제1단과 (j+k)번째 열전소자의 제2단이 각각 제3 단자 및 제4 단자에 연결되어 제1 구동 전압을 공급하는 함체용 온도 제어장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 별도의 전원 공급 장치 없이 팬을 구동시킬 수 있는 함체용 온도 제어장치를 구현할 수 있다.To this end, the present invention is disposed on a printed circuit board, a printed circuit board comprising a first terminal and a second terminal for supplying a power supply voltage, a plurality of thermoelectric elements, a printed circuit having a first end and a second end, respectively A first heat sink formed on the substrate to be in contact with the first surfaces of the plurality of thermoelectric elements; a first drive formed on the first heat sink and supplied from the third terminal and the fourth terminal formed on the printed circuit board; A control unit for controlling the driving of the first fan and the first fan according to a voltage, and a second end of the i th thermoelectric element of the plurality of thermoelectric elements is connected to the first end of the (i + 1) th thermoelectric element; The first end of the first thermoelectric element and the second end of the last thermoelectric element are connected to the first terminal and the second terminal, respectively, and the first end and (j + k) th of the j th thermoelectric element of the plurality of thermoelectric elements. The second end of the thermoelectric element is respectively the third terminal and Is connected to a four-terminal provides a temperature control apparatus for an enclosure for supplying a first drive voltage. According to the present invention, it is possible to implement a temperature control device for the enclosure that can drive the fan without a separate power supply.
온도 제어장치, 함체, 센서, 팬 Temperature Controls, Enclosures, Sensors, Fans
Description
본 발명은 함체의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시키거나 내부의 온도가 낮을 경우 온도를 상승시킬 수 있는 함체용 온도 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control apparatus for a enclosure that can release heat generated inside the enclosure to the outside or increase the temperature when the internal temperature is low.
일반적으로, 함체는 통신 장비, 예로서 VDSL(Very High-data rate digital Subscriber Line) 장비 등의 복수의 통신 장비를 수용하기 위한 것이다. In general, the enclosure is for accommodating a plurality of communication equipment, such as communication equipment, such as Very High Data Rate Digital Subscriber Line (VDSL) equipment.
통신 장비의 구동 시 발생되는 열은 함체 내부 공간을 고온 상태로 변화시키는데, 이로 인해 함체 내부 공간을 적정 온도 수준으로 유지시킴으로써 통신 장비가 정상적으로 구동하도록 하는 온도 제어장치가 필요하다.The heat generated when the communication equipment is driven changes the interior space of the enclosure to a high temperature state, which requires a temperature control device to keep the interior space of the enclosure at an appropriate temperature level so that the communications equipment can be normally driven.
특히 함체용 온도 제어장치가 냉각 기능을 수행하는 경우에는 열전 소자와 팬을 이용하여 함체 내부 공간으로부터 함체 외부 공간으로 열을 방출하도록 형성된다.In particular, when the temperature control device for the enclosure performs a cooling function, the thermoelectric element and the fan are used to discharge heat from the inner space of the enclosure to the outer space of the enclosure.
그러나, 기존의 함체용 온도 제어장치는 열전 소자와 팬 각각에 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 별도로 구비하고, 이러한 구조로 인해 제조를 위한 부품의 개수가 증가하게 되어 제조 단가가 상승하고, 실장 면적이 커지게 되는 문제점이 있었다.However, the conventional temperature control device for the enclosure is provided with a separate power supply for supplying power to each of the thermoelectric element and the fan, due to this structure increases the number of components for manufacturing increases the manufacturing cost, mounting area There was a problem that became bigger.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 함체의 내부 공간을 냉각시키는 기능을 수행하거나 극한(極寒)지역 등지에서는 함체의 내부 온도를 상승시킬 수 있는 함체용 온도 제어장치에서 전원공급부의 구성을 단순화하고 열전소자에 인가되는 전류와 팬에 인가되는 전압을 연동시켜 제어할 수 있는 함체용 온도 제어장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to simplify the configuration of the power supply unit in the temperature control device for the enclosure to perform the function of cooling the internal space of the enclosure or to increase the internal temperature of the enclosure in the extreme area, etc. It is to provide a temperature control device for the enclosure that can be controlled by interlocking the current applied to the voltage applied to the fan.
본 발명의 특징에 따른 함체용 온도 제어장치는, 전원 전압을 공급하는 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되어 있으며, 각각 제1단 및 제2단을 가지는 복수의 열전소자, 상기 인쇄 회로 기판 위에 상기 복수의 열전소자의 제1 표면과 접하도록 형성되어 있는 제1 히트 싱크, 상기 제1 히트 싱크 위에 형성되어 있으며, 상기 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 제3 단자 및 제4 단자로부터 공급되는 제1 구동 전압에 따라 동작하는 제1 팬 및 상기 제1 팬의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다. 여기에서, 상기 복수의 열전소자 중 i번째 열전소자의 제2단이 (i+1)번째 열전소자의 제1단에 연결되고, 첫 번째 열전소자의 제1단과 마지막 열전소자의 제2단이 각각 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 연결되어 있으며, 상기 복수의 열전소자 중 j번째 열전소자의 제1단과 (j+k)번째 열전소자의 제2단이 각각 상기 제3 단자 및 상기 제4 단자에 연결되어 상기 제1 구동 전압을 공급하며, 상기 i, j 및 k는 자연수인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a temperature control apparatus for a housing includes a printed circuit board including a first terminal and a second terminal for supplying a power supply voltage, and a printed circuit board, the first end and the second end of which are respectively disposed. A plurality of thermoelectric elements, a first heat sink formed on the printed circuit board to contact the first surfaces of the plurality of thermoelectric elements, and a first heat sink formed on the first heat sink and formed on the printed circuit board. And a control unit controlling the driving of the first fan and the first fan operating according to the first driving voltage supplied from the third terminal and the fourth terminal. Here, the second end of the i th thermoelectric element of the plurality of thermoelectric elements is connected to the first end of the (i + 1) th thermoelectric element, and the first end of the first thermoelectric element and the second end of the last thermoelectric element are The first terminal and the second terminal of the (j + k) -th thermoelectric element are connected to the first terminal and the second terminal, respectively, and the third terminal and the second terminal are respectively connected to the first terminal and the second terminal. It is connected to four terminals to supply the first driving voltage, i, j and k is characterized in that the natural number.
상기 함체용 온도 제어 장치는 상기 인쇄 회로 기판 위에 상기 복수의 열전 소자의 상기 제1 표면의 뒷면인 제2 표면과 접하도록 형성되어 있는 제2 히트 싱크 및 상기 제2 히트 싱크 위에 형성되어 있으며, 상기 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 제5 단자 및 제6 단자로부터 공급되는 제2 구동 전압에 따라 동작하고, 상기 제어부에 의해 제어되는 제2 팬을 더 포함할 수 있다.The temperature control device for the enclosure is formed on the second heat sink and the second heat sink formed on the printed circuit board to be in contact with a second surface, which is a back surface of the first surface of the plurality of thermoelectric elements, The electronic device may further include a second fan operated according to the second driving voltage supplied from the fifth terminal and the sixth terminal formed on the printed circuit board and controlled by the controller.
상기 복수의 열전소자 중 m번째 열전소자의 제1단과 (m+k)번째 열전소자의 제2단이 각각 상기 제 5단자 및 상기 제6 단자에 연결되어 상기 제2 구동 전압을 공급하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 m은 상기 j와 다른 자연수이다.A first end of an mth thermoelectric element and a second end of an (m + k) th thermoelectric element of the plurality of thermoelectric elements may be respectively connected to the fifth terminal and the sixth terminal to supply the second driving voltage. Can be. In this case, m is a natural number different from j.
또한, 상기 j번째부터 상기 (j+k)번째 열전소자는 제1 열전소자군을 형성하고, 상기 m번째부터 상기 (m+k)번째 열전소자는 제2 열전소자군을 형성하며, 상기 제1 열전소자군과 상기 제2 열전소자군은 상기 제1 팬을 중심으로 점 대칭의 형태로 배치될 수 있다.In addition, the j th to (j + k) th thermoelectric elements form a first thermoelectric element group, and the m th to (m + k) th thermoelectric elements form a second thermoelectric element group. The first thermoelectric element group and the second thermoelectric element group may be disposed in a point symmetrical form with respect to the first fan.
또한, 본 발명의 특징에 따른 함체용 온도 제어장치는, 함체의 개구에 배치되어 있으며, 전원 전압을 공급하는 제1 및 제2 전원 입력단을 포함하는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되어 있으며, 상기 제1 전원 입력단과 상기 제2 전원 입력단 사이에 직렬로 연결되어 있는 복수의 열전소자, 상기 인쇄 회로 기판을 사이에 두고 상기 함체의 내부와 외부에 각각 설치되어 서로 체결되며, 상기 함체의 내부와 외부 간의 열교환을 수행하는 제1 및 제2 히트 싱크, 상기 제1 히트 싱크에 설치되어 있으며, 제1 열전소자군에 걸리는 제1 전압에 의해 구동되어 기류를 형성하는 제1 팬 및 상기 제2 히트 싱크에 설치되어 있으며, 제2 열전소자군에 걸리는 제2 전압에 의해 구동되어 기류를 형성하는 제2 팬을 포함한다. 여기에서, 상기 제1 열전소자군은 상기 복수의 열전소자 중 직렬로 연결되어 있는 적어도 하나의 열전소자를 포함하며, 상기 제2 열전소자군은 상기 복수의 열전소자에서 상기 제1 열전소자군을 제외한 열전소자 중 직렬로 연결되어 있는 적어도 하나의 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature control device for a enclosure according to a feature of the present invention is disposed in the opening of the enclosure, and includes a printed circuit board including first and second power input terminals for supplying a power voltage, the printed circuit board And a plurality of thermoelectric elements connected in series between the first power input terminal and the second power input terminal, respectively installed inside and outside the enclosure with the printed circuit board interposed therebetween, and fastened to each other. First and second heat sinks for performing heat exchange between the outside and the outside, the first fans installed in the first heat sink and driven by a first voltage applied to the first thermoelectric element group to form airflow, and the second And a second fan provided in the heat sink and driven by a second voltage applied to the second thermoelectric element group to form an air flow. Here, the first thermoelectric element group includes at least one thermoelectric element connected in series among the plurality of thermoelectric elements, and the second thermoelectric element group includes the first thermoelectric element group in the plurality of thermoelectric elements. Characterized in that it comprises at least one thermoelectric element connected in series of the thermoelectric elements except.
상기 제1 열전소자군과 상기 제2 열전소자군은 상기 제1 펜을 중심으로 점 대칭의 형태로 배치될 수 있다.The first thermoelectric element group and the second thermoelectric element group may be disposed in a point symmetrical form with respect to the first pen.
상기 복수의 열전소자는 각각 제1단 및 제2단을 가지며, 상기 복수의 열전소자 중 i번째 열전소자의 제2단이 (i+1)번째 열전소자의 제1단에 연결되고, 첫 번째 열전소자의 제1단과 마지막 열전소자의 제2단이 각각 상기 제1 전원 입력단 및 상기 제2 전원 입력단에 연결되어 있으며, 상기 제1 열전소자군은 상기 복수의 열전소자 중 j번째 열전소자부터 (j+k)번째 열전소자를 포함하고, 상기 제2 열전소자군은 상기 복수의 열전소자 중 m번째 열전소자부터 (m+k)번째 열전소자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 m, i, j 및 k는 자연수이다.Each of the plurality of thermoelectric elements has a first end and a second end, and a second end of an i th thermoelectric element of the plurality of thermoelectric elements is connected to a first end of an (i + 1) th thermoelectric element, and a first The first end of the thermoelectric element and the second end of the last thermoelectric element are respectively connected to the first power input terminal and the second power input terminal, and the first thermoelectric element group includes the j th thermoelectric element of the plurality of thermoelectric elements ( j + k) th thermoelectric element, and the second thermoelectric element group may include an m th thermoelectric element (m + k) th thermoelectric element among the plurality of thermoelectric elements. In this case, m, i, j and k are natural numbers.
상기 제1 펜은 상기 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 제1 및 제2 전압 출력단을 통해 상기 제1 전압을 입력받고, 상기 제2 펜은 상기 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 제3 및 제4 전압 출력단을 통해 상기 제2 전압을 입력받으며, 상기 제1 전압 출력단과 상기 제2 전압 출력단 사이 및 상기 제3 전압 출력단과 상기 제4 전압 출력단 사이에 각각 연결되는 정류회로를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 정류회로는 브리지 다이오드일 수 있다.The first pen receives the first voltage through first and second voltage output terminals formed on the printed circuit board, and the second pen receives third and fourth voltage output terminals formed on the printed circuit board. The rectifying circuit may further include a rectifying circuit configured to receive the second voltage through the second voltage and to be connected between the first voltage output terminal and the second voltage output terminal and between the third voltage output terminal and the fourth voltage output terminal, respectively. Here, the rectifier circuit may be a bridge diode.
상기 제1 열전소자군은, 일단이 상기 제1 전원 입력단과 상기 제1 전압 출력단의 접점에 연결되는 제1 열전소자, 일단이 상기 제1 열전소자의 타단에 연결되는 제2 열전소자 및 일단이 상기 제2 열전소자의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제2 전압 출력단에 연결되는 제3 열전소자를 포함할 수 있다.The first thermoelectric element group may include a first thermoelectric element having one end connected to a contact point between the first power input terminal and the first voltage output terminal, and a second thermoelectric element having one end connected to the other end of the first thermoelectric element and one end thereof. It may include a third thermoelectric element connected to the other end of the second thermoelectric element, the other end is connected to the second voltage output terminal.
상기 제2 열전소자군은, 일단이 상기 제4 전압 출력단에 연결되는 제4 열전소자, 일단이 상기 제4 열전소자의 타단에 연결되는 제5 열전소자 및 일단이 상기 제5 열전소자의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제3 전압 출력단에 연결되는 제6 열전소자를 포함할 수 있다.The second thermoelectric element group may include a fourth thermoelectric element having one end connected to the fourth voltage output terminal, a fifth thermoelectric element having one end connected to the other end of the fourth thermoelectric element, and one end of the second thermoelectric element connected to the other end of the fifth thermoelectric element. And a sixth thermoelectric device connected to the other end and connected to the third voltage output terminal.
또한, 상기 함체용 온도 제어장치는, 일단이 상기 제2 전압 출력단에 연결되고, 타단이 상기 제4 전압 출력단에 연결되는 제7 열전소자 및 일단이 상기 제3 전압 출력단에 연결되고, 타단이 상기 제2 전압 입력단에 연결되는 제8 열전소자를 더 포함할 수 있다.In addition, the temperature control device for the enclosure, one end is connected to the second voltage output terminal, the other end is connected to the fourth voltage output terminal and the seventh thermoelectric element and one end is connected to the third voltage output terminal, the other end is The apparatus may further include an eighth thermoelectric device connected to the second voltage input terminal.
본 발명의 특징에 따르면, 팬 구동을 위한 별도의 전원 공급 장치 없이 팬을 구동시킬 수 있어 제조 단가를 줄일 수 있음은 물론, 실장 면적이 작은 함체용 온도 제어장치를 구현할 수 있다. According to a feature of the present invention, it is possible to drive the fan without a separate power supply for driving the fan can reduce the manufacturing cost, as well as implement a temperature control device for a small mounting area.
또한, 필요에 따라 함체 내부의 온도를 하강 또는 상승시킬 수 있으며, 복수의 센서를 이용하여 장비의 고장 여부를 검출하고, 팬의 구동 여부를 결정함은 물론, 이슬의 발생을 방지하여 함체 내부의 통신 장비가 주변 환경에 의해 오작동하는 것을 방지할 수 있는 함체용 온도 제어장치를 구현할 수 있다.In addition, if necessary, the temperature inside the enclosure can be lowered or raised, and a plurality of sensors can be used to detect the failure of the equipment, determine whether the fan is running, and also prevent the occurrence of dew to prevent the occurrence of dew inside the enclosure. It is possible to implement a temperature control device for the enclosure to prevent the communication equipment from malfunctioning by the surrounding environment.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
이제 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now with reference to the drawings with respect to the temperature control device for an enclosure according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치(100)의 사시도이고, 도 2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.1 is a perspective view of a
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치(100)는 통신 장비(200)를 내장하는 함체(300)의 개구(310)에 설치되어, 함체(300)의 내부 공간에서 발생되는 열을 흡수하여 함체(300) 밖으로 방출함으로써, 함체(300)의 내부 공간을 냉각시킨다.1 and 2, the
함체용 온도 제어장치(100)는 열전소자군(10), 인쇄 회로 기판(20), 제1 히트 싱크(31), 제2 히트 싱크(32), 제1 팬(41), 제2 팬(42) 및 제어부(50)를 포함한다.The
열전소자군(10)는 복수의 열전소자(미도시함)를 포함하며, 열과 전기의 상호 작용으로 인한 각종 효과들을 이용하도록 구성된다. 예를 들면, 열전소자군(10)는 펠티에 효과에 따라 전류의 방향에 대응하여 열을 흡수하거나 또는 방출할 수도 있다.The
제어부(50)는 센서를 통해 감지되는 정보에 따라 단자(21) 및 단자(22)를 통해 열전소자군(10)에 전력을 선택적으로 공급한다. 제어부(50)는 열전소자군(10)에 흐르는 전류의 양을 일정하게 유지되도록 제어하는데, 열전소자군(10)에 포함되는 열전소자들(1011, 1012, 1021, 1022, 1031, 1032, 1041, 1042) 각각은 온도에 대응하여 저항이 커지고, 이로 인해 제1 팬(41)과 제2 팬(42)에 공급되는 전력이 제어되는 데, 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.The
열전소자군(10) 및 이를 실장한 인쇄 회로 기판(20)은 함체(300)의 내부와 외부 사이에서 열을 이동시킬 수 있도록 함체(300)의 내부와 외부의 경계선을 형성하는 개구(310)에 설치된다.The
이하, 본 발명의 실시예에 따라 인쇄 회로 기판(20)에 형성되는 열전소자군(10)을 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the
참고로, 제어부(50)는 열전소자의 구동 시 열전소자군(10)에 일정한 전류를 공급하는 정전류원으로 동작하므로, 도 3 내지 도 6에서는 제어부(50)를 정전류원 으로 나타내었다. 또한, 도 3 내지 도 6에 나타낸 열전소자군(10, 10-1, 10-2, 10-3)은 실시예에 불과하며, 인쇄 회로 기판(20, 20-1, 20-2, 20-3)에 형성되는 열전소자의 개수는 도 3 내지 도 6에 나타낸 것과는 달리, 함체(300) 및 개구(310)의 크기에 적당하게 조절될 수 있음은 물론이다. For reference, since the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10)의 배치 및 연결 관계의 제1 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20)의 평면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 인쇄 회로 기판(20)은 1쌍의 장변과 1쌍의 단변을 가지는 직사각형으로 이루어진다.3 is a plan view of the printed
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 열전소자군(10)은 인쇄 회로 기판(20) 상에서 단변 방향을 따라 2개 및 장변 방향을 따라 3개 배치된다. 즉, 열전소자군(10)은 복수의 열전소자(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)를 포함하며, 그 연결관계는 다음과 같다.As shown in FIG. 3, two
열전소자(1016)의 일단은 단자(21)와 제2 팬 단자(421)의 접점에 연결되고, 열전소자(1015)의 일단은 열전소자(1016)의 타단에 연결된다. 열전소자(1014)의 일단은 열전소자(1015)의 타단에 연결되고, 타단은 제2 팬 단자(422)에 연결된다. 열전소자(1013)의 일단은 제1 팬 단자(412)와 제2 팬 단자(422)의 접점에 연결되고, 열전소자(1012)의 일단은 열전소자(1013)의 타단에 연결된다. 연결소자(1011)의 일단은 열전소자(1012)의 타단에 연결되고, 타단은 단자(22)와 제1 팬 단자(411)의 접점에 연결된다.One end of the
단자(21)와 단자(22)는 복수의 열전소자(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)를 구동하기 위한 전류를 공급한다. 단자(21) 및 단자(22)에 공급되는 전류는 직렬로 연결된 순서대로 복수의 열전소자(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)를 구동시킨다. The terminal 21 and the terminal 22 supply current for driving the plurality of
제1 팬 및 제2 팬(41, 42)은 각각 인쇄 회로 기판(20)의 장변 방향의 중앙 부분에 결합된다. 즉, 제1 팬(41)은 열전소자군(10)의 함체(300) 내부 방향 단면의 상부에 형성되며, 제2 팬(42)은 열전소자군(10)의 함체(300) 외부 방향 단면의 상부에 형성된다.The first fan and the
열전소자군(10)에 포함되는 복수의 열전소자(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)들 중 열전소자들(1011, 1012, 1013) 사이에 인가되는 전압은 제1 팬 단자들(411, 412)에 인가되고, 제1 팬(41)은 제1 팬 단자들(411, 412)에 인가되는 전압을 전원전압으로 이용하여 구동된다. 그리고, 열전소자들(1014, 1015, 1016) 사이에 인가되는 전압은 제2 팬 단자들(421, 422)에 인가되고, 제2 팬(42)은 제2 팬 단자들(421, 422)에 인가되는 전압을 전원전압으로 이용하여 구동된다. 단자(21)와 단자(22)를 통해 열전 소자들(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)을 구동시키기 위한 전류가 공급되면 제1 팬 단자들(411, 412)과 제2 팬 단자들(421, 422)로도 전류가 공급된다. 즉, 복수의 열전소자(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)가 구동되면, 당연히 제1 팬 및 제2 팬(41, 42)도 함께 구동된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치는 제1 및 제2 팬(41, 42)를 구동시키기 위한 별도의 전원 공급 장치(Power supply)를 포함하지 않는다.Among the plurality of
한편, 제1 및 제2 히트 싱크(31, 32)는 열전소자들(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)의 구동에 따라 지속적으로 열을 전달하고, 이로 인해 열전소자들(1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016)의 온도 변화에 따라 제1 및 제2 히트 싱크(31, 32)가 열변형 될 가능성이 크다. 또한, 인쇄 회로 기판(20)의 장변 방향의 중앙 부분에 결합되는 제1 및 제2 팬(41, 42)에 가장 가까운 위치에 상대적으로 열이 가장 높아지는 열전 소자를 배치함으로써 제1 및 제2 팬(41, 42)의 작동 효율을 최대화할 필요성이 있다. Meanwhile, the first and
제1 및 제2 히트 싱크(31, 32)가 열변형을 방지함은 물론, 제1 및 제2 팬(41, 42)의 작동 효율을 향상시키기 위한 열전소자군(10)의 배치 및 연결 관계의 실시예를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.Arrangement and connection relationship of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-1)의 배치 및 연결 관계의 제2 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20-1)의 평면도이다. 4 is a plan view of a printed circuit board 20-1 showing a second embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element groups 10-1 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention.
도 4에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전소자군(10-1)은 인쇄 회로 기판(20-1) 상에서 단변 방향을 따라 2개 및 장변 방향을 따라 3개 배치된다. 즉, 열전소자군(10-1)은 복수의 열전소자(1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026)를 포함하며, 그 연결관계는 다음과 같다.Four thermoelectric element groups 10-1 according to the second embodiment of the present invention illustrated in FIG. 4 are disposed along the short side direction and three along the long side direction on the printed circuit board 20-1. That is, the thermoelectric element group 10-1 includes a plurality of
열전소자(1026)의 일단은 단자(21)와 제2 팬 단자(421)의 접점에 연결되고, 열전소자(1021)의 일단은 열전소자(1026)의 타단에 연결된다. 열전소자(1025)의 일단은 제2 팬 단자(422)와 열전소자(1021)의 타단의 접점에 연결된다. 열전소자(1024)의 일단은 제1 팬 단자(412)와 열전소자(1025)의 타단의 접점에 연결되고, 열전소자(1023)의 일단은 열전소자(1024)의 타단에 연결된다. 열전소자(1022)의 일단은 제1 팬 단자(411)와 열전소자(1023)의 타단의 접점에 연결된다. 그리고, 열전소자(1022)의 타단은 단자(22)에 연결된다.One end of the
단자(21)와 단자(22)를 통해 전류가 공급되면, 복수의 열전소자(1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026)가 구동된다. 이로 인해 열전소자들(1021, 1026) 사이에 인가되는 전압은 제2 팬 단자들(421, 422)에 인가되고, 열전소자들(1023, 1024) 사이에 인가되는 전압은 제1 팬 단자들(411, 412)에 인가되어, 제1 및 제2 팬(41, 42)이 구동된다. 이때, 열전소자들(1021, 1026, 1023, 1024) 각각에 인가되는 전압은 열전소자들(1022, 1025) 각각에 인가되는 전압에 비해 낮아진다. 여기에서, 열전소자에 인가되는 전압은 열전소자에 형성되는 온도에 비례한다. 즉, 단자(21)와 단자(22)를 통해 전류가 공급되는 경우, 열전소자군(10-1) 중 열전소자(1022) 및 열전소자(1025) 각각에 형성되는 온도가 가장 높다.When a current is supplied through the terminal 21 and the terminal 22, the plurality of
도 4에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-1)의 배치 및 연결 관계의 제2 실시예는 열전소자군(10-1)의 구동 시, 인쇄 회로 기판(20)의 장변 방향의 중앙 부분에 결합되는 제1 및 제2 팬(41, 42)을 중심으로 열전소자들(1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026)의 온도가 대칭되도록 하여 제1 및 제2 히트 싱크(31, 32)의 열변형을 방지한다. 또한, 열전소자군(10-1)의 구동 시, 제1 및 제2 팬(41, 42)에 가장 가깝게 위치하는 열전소자들(1022, 1025)의 온도가 가장 높도록 함으로써 제1 및 제2 팬(41, 42)의 작동으로 인한 효율을 최대화한다. The second embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element group 10-1 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is a printed circuit when the thermoelectric element group 10-1 is driven. The temperature of the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-2)의 배치 및 연결 관계의 제3 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20-2)의 평면도이다. 5 is a plan view of a printed circuit board 20-2 showing a third embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element group 10-2 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention.
도 5에 나타낸 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전소자군(10'')은 인쇄 회로 기판(20-2) 상에서 단변 방향을 따라 2개 및 장변 방향을 따라 4개 배치된다. 즉, 열전소자군(10'')은 복수의 열전소자(1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036, 1037, 1038)를 포함하며, 그 연결관계는 다음과 같다.The
열전소자(1038)의 일단은 단자(21)와 제1 팬 단자(421)의 접점에 연결되고, 열전소자(1031)의 일단은 열전소자(1038)의 타단에 연결된다. 열전소자(1037)의 일단은 열전소자(1031)의 타단에 연결되고, 열전소자(1036)의 일단은 열전소자(1037)의 타단과 제2 팬 단자(422)의 접점에 연결된다. 열전소자(1035)의 일단은 열전소자(1036)의 타단과 제1 팬 단자(412)의 접점에 연결되고, 열전소자(1034)의 일단은 열전소자(1035)의 타단에 연결된다. 열전소자(1033)의 일단은 열전소자(1034)의 타단에 연결되고, 열전소자(1032)의 일단은 열전소자(1033)의 타단과 제1 팬 단자(411)의 접점에 연결된다. 그리고, 열전소자(1032)의 타단은 단자(22)에 연결된다.One end of the
도 5에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-2)의 배치 및 연결 관계의 제3 실시예는 열전소자군(10-2)의 구동 시, 인쇄 회로 기판(20)의 장변 방향의 중앙 부분에 결합되는 제1 및 제2 팬(41, 42)을 중심으로 열전소자들(1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036, 1037, 1038)의 온도가 대칭 되도록 하여 제1 및 제2 히트 싱크(31, 32)의 열변형을 방지한다. 또한, 열전소자군(10-2)의 구동 시, 제1 및 제2 팬(41, 42)에 가장 가깝게 위치하는 열전소자들(1032, 1036)의 온도가 가장 높도록 함으로써 제1 및 제2 팬(41, 42)의 작동으로 인한 효율을 최대화한다.The third embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element group 10-2 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is a printed circuit when the thermoelectric element group 10-2 is driven. The temperature of the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-3)의 배치 및 연결 관계의 제3 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20-3)의 평면도이다. 6 is a plan view of a printed circuit board 20-3 showing a third embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element groups 10-3 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention.
도 6에 나타낸 본 발명의 제4실시예에 따른 열전소자군(10''')은 인쇄 회로 기판(20-3) 상에서 단변 방향을 따라 2개 및 장변 방향을 따라 5개 배치된다. 즉, 열전소자군(10''')은 복수의 열전소자(1041, 1042, 1043, 1044, 1045, 1046, 1047, 1048, 1049, 1050)를 포함하며, 그 연결관계는 다음과 같다.The
열전소자(1050)의 일단은 단자(21)와 제2 팬 단자(421)의 접점에 연결되고, 열전소자(1041)의 일단은 열전소자(1050)의 타단에 연결된다. 열전소자(1049)의 일단은 열전소자(1041)의 타단에 연결되고, 열전소자(1048)의 일단은 열전소자(1049)의 타단과 제2 팬 단자(422)의 접점에 연결된다. 열전소자(1047)의 일단은 열전소자(1048)의 타단에 연결된다. 열전소자(1046)의 일단은 열전소자(1047)의 타단과 제1 팬 단자(412)의 접점에 연결되고, 열전소자(1045)의 일단은 열전소자(1046)의 타단에 연결된다. 열전소자(1044)의 일단은 열전소자(1045)의 타단에 연결된다. 열전소자(1043)의 일단은 열전소자(1044)의 타단과 제1 팬 단자(411)의 접점에 연결되고, 열전소자(1042)의 일단은 열전소자(1043)의 타단에 연결된다. 그리고, 열전소자(1042)의 타단은 단자(22)에 연결된다.One end of the
도 6에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-3)의 배치 및 연결 관계의 제4 실시예는 열전소자군(10-3)의 구동 시, 인쇄 회로 기판(20)의 장변 방향의 중앙 부분에 결합되는 제1 및 제2 팬(41, 42)을 중심으로 열전소자들(1041, 1042, 1043, 1044, 1045, 1046, 1047, 1048, 1049, 1050)의 온도가 대칭되도록 하여 제1 및 제2 히트 싱크(31, 32)의 열변형을 방지한다. 또한, 열전소자군(10-3)의 구동 시, 제1 및 제2 팬(41, 42)에 가장 가깝게 위치하는 열전소자들(1042, 1043, 1047, 1048)의 온도가 가장 높도록 함으로써 제1 및 제2 팬(41, 42)의 작동으로 인한 효율을 최대화한다.The fourth embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element group 10-3 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is a printed circuit when the thermoelectric element group 10-3 is driven.
한편, 도 4 내지 도 6로 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군의 배치 및 연결 관계의 제2 내지 제4 실시예는 온도에 대응하여 제1 팬(41)과 제2 팬(42)에 공급되는 전력이 서로 연동하여 변하도록 하여 제1 팬(41)과 제2 팬(42)의 회전 속도를 온도에 따라 변할 수 있도록 제어하기 위한 것이다.On the other hand, the second to fourth embodiments of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element group of the temperature control apparatus for a housing according to the embodiment of the present invention shown in Figures 4 to 6 and the
도면에는 나타내지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도제어장치는 서미스터(Thermister) 등의 소자로 형성되는 온도 센서를 포함한다.Although not shown in the drawings, the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention includes a temperature sensor formed of an element such as a thermistor.
온도 센서는 제1 히트 싱크(31)와 제어부(50)의 상부에 각각 형성된다.The temperature sensor is formed above the
제어부(50)는 제1 히트 싱크(31) 상부의 온도 센서에서 감지되는 온도와 제어부(50) 상부에서 감지되는 함체 내부 공기 온도를 비교하여 함체용 온도 제어장치의 정상 동작 여부를 판단한다. 예로서, 제어부(50)는 제1 히트 싱크(31) 상부 의 온도가 함체 내부 공기 온도보다 낮지 않으면, 센서가 오작동하고 있다고 판단하고, 단자(21) 및 단자(22)로 공급되는 전원을 차단시킬 수 있다.The
또한, 제어부(50)는 함체 내부 공기 온도가 특정 온도(T) 보다 높은 경우에만 두 단자(21, 22)로 전원을 공급하여 열전소자군과 제1 팬 및 제2 팬(41, 42)이 구동되도록 할 수도 있다.In addition, the
그리고, 제어부(50)의 상부에 상대 습도 센서를 포함할 수 있으며, 제1 히트 싱크(31) 상부의 온도가 함체 내부 공기 온도보다 일정 수준 이상 너무 낮아져서 이슬이 발생하게 되는 노점 온도(Td)까지 하강하지 않도록 제어한다. 예로서, 제어부(50)는 함체 내부 공기 온도와 제1 히트 싱크(31) 상부의 온도의 차에 대응되는 노점 온도를 계산하고, 이를 통해 제1 히트 싱크(31) 상부의 온도가 노점 온도(Td)에 가깝게 하강하면, 두 단자(21, 22)로 공급되는 전원을 하강 또는 상승하도록 제어하거나 차단시킬 수도 있다.In addition, a relative humidity sensor may be included in an upper portion of the
한편, 함체(300)의 주변 온도가 일정 수준 이하인 경우, 함체(300) 주변 온도를 이용하여 함체(300)의 내부 온도를 상승시켜야 할 필요성이 발생할 수 있는데, 예를 들어 극한(極寒)지역에 설치되어 작동되는 경우 제어부(50)는 함체(300)의 내부 온도를 함체(300) 주변 온도를 이용하여 하강시키는 경우의 전류 경로와는 반대방향으로 전류를 흘려 줄 수도 있다. 즉, 도 6을 예로 들면, 단자(21)로부터 열전소자(1050), 열전소자(1041), 열전소자(1049), 열전소자(1048), 열전소자(1047), 열전소자(1046), 열전소자(1045), 열전소자(1044), 열전소자(1043) 및 열전소자(1042)를 경유하여 단자(22)로 형성되는 전류 경로를 통해 전류를 흘려주 었던 것을 단자(22)로부터 열전소자(1042), 열전소자(1043), 열전소자(1044), 열전소자(1045), 열전소자(1046), 열전소자(1047), 열전소자(1048), 열전소자(1049), 열전소자(1041) 및 열전소자(1050)를 경유하여 단자(21)로 형성되는 전류 경로를 통해 전류가 흐르도록 할 수 있다. 이를 통해 함체(300) 외부의 뜨거운 열기가 함체(300) 내부로 유입된다.On the other hand, if the ambient temperature of the
이때, 제1 팬 단자들(411, 412)과 제2 팬 단자들(421, 422)로부터 출력되는 전압의 극성은 반대가 되는데, 이렇듯 극성이 반전되더라도 제1 팬(41) 및 제2 팬(42)이 정상적으로 구동되도록 하기 위해 제1 팬(41)과 제1 팬 단자들(411, 412), 그리고 제2 팬(42)과 제2 팬 단자들(421, 422) 사이에 브리지 다이오드(Bridge Diode; BD)가 연결될 수 있으며, 브리지 다이오드를 통해 입력되는 전압을 정류하여 항상 일정한 극성을 갖는 전압이 제1 팬(41) 및 제2 팬(42)으로 입력된다.At this time, the polarities of the voltages output from the
상술한 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치(100)는 팬구동을 위한 별도의 전원 공급 장치 없이 제1 팬(41) 및 제2 팬(42)을 구동시킬 수 있으며, 함체 내부의 온도를 하강 시킬 수 있음은 물론, 필요에 따라 함체 내부의 온도를 상승시킬 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치(100)는 복수의 센서를 포함하고, 이들 센서를 이용하여 장비의 고장 여부를 검출하고, 제1 팬(41) 및 제2 팬(42)의 구동 여부를 결정함은 물론, 이슬의 발생을 방지하여 함체(300) 내부의 통신 장비가 주변 환경에 의해 오작동하는 것을 방지할 수 있다.The
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a temperature control device for an enclosure according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10)의 배치 및 연결 관계의 제1 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20)의 평면도이다.3 is a plan view of the printed
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-1)의 배치 및 연결 관계의 제2 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20-1)의 평면도이다. 4 is a plan view of a printed circuit board 20-1 showing a second embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element groups 10-1 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-2)의 배치 및 연결 관계의 제3 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20-2)의 평면도이다.5 is a plan view of a printed circuit board 20-2 showing a third embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element group 10-2 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 함체용 온도 제어장치의 열전소자군(10-3)의 배치 및 연결 관계의 제3 실시예를 나타낸 인쇄 회로 기판(20-3)의 평면도이다.6 is a plan view of a printed circuit board 20-3 showing a third embodiment of the arrangement and connection relationship of the thermoelectric element groups 10-3 of the temperature control apparatus for an enclosure according to the embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 함체용 온도 제어장치 200: 통신 장비100: enclosure temperature control device 200: communication equipment
300: 함체 310: 개구300: enclosure 310: opening
10, 10-1, 10-2, 10-3: 열전소자군10, 10-1, 10-2, 10-3: thermoelectric group
1011 ~ 1016, 1021 ~ 1026, 1031 ~ 1038, 1041 ~ 1050: 열전소자1011 to 1016, 1021 to 1026, 1031 to 1038, 1041 to 1050: Thermoelectric element
20, 20-1, 20-2, 20-3: 인쇄 회로 기판 21, 22: 단자20, 20-1, 20-2, 20-3: printed
31: 제1 히트 싱크 32: 제2 히트 싱크31: first heat sink 32: second heat sink
41: 제1 팬 42: 제2 팬41: first fan 42: second fan
411, 412: 제1 팬 단자 421, 422: 제2 팬 단자411 and 412:
50: 제어부50: control unit
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- 2008-04-24 KR KR1020080038216A patent/KR100979247B1/en not_active IP Right Cessation
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JP2005136211A (en) | 2003-10-30 | 2005-05-26 | Toshiba Corp | Cooling device |
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