冷却异常检测系统的制作方法

文档序号:9709886阅读:434来源:国知局
冷却异常检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测发热部件和与该发热部件相接地散热的冷却部件之间的接触部 中的异常的冷却异常检测系统。
【背景技术】
[0002] 以往,为了使发热量大的发热部散热而与发热部相接地设置冷却部,一般使用通 过空气或者水使发热部冷却的空冷方式或者水冷方式。另外,在一部分的空调机中,使用了 空气以及水以外的制冷剂的冷却系统得到了实用化。在这些冷却系统中,以抑制发热部与 冷却部之间的热阻值的方式接触是重要的,所以在发热部与冷却部之间配置热传导材料来 确保发热部和冷却部的紧贴性。在热传导材料的一个例子中,可以举出硅脂。根据发热部 件的温度、发热部件的功耗以及周围温度,进行这样的冷却系统中的异常检测。
[0003] 在例示的专利文献1中,以"提供能够通过可靠并且简便的手法检查电子电路的 冷却部的安装不良、故障等异常的异常检查系统"为课题,公开了"具备发热部件2和使该 发热部件冷却的冷却部3的电子电路1中的冷却部的异常检查系统具备:部件温度检测部 4,检测发热部件2的温度;消耗电流检测部5,检测发热部件2中的消耗电流;以及异常判 定部7,根据由部件温度检测部4检测了的部件温度和由消耗电流检测部5检测了的消耗电 流,判定冷却部3的异常"。
[0004] 【专利文献1】日本特开2011-253887号公报

【发明内容】

[0005] 但是,根据上述以往的技术,仅停留于检测尽管消耗电流少但部件温度高的情况 下在冷却系统内产生异常,检测的异常是冷却系统整体的异常。因此,存在虽然能够检测在 冷却系统整体中有无异常,但无法确定具体的异常部位这样的问题。
[0006] 本发明是鉴于上述内容而完成的,其目的在于得到一种能够检测发热部件与冷却 部件之间的接触部中的异常的冷却异常检测系统。
[0007] 为了解决上述课题并达成目的,本发明的冷却异常检测系统进行发热部件和冷却 部件通过接触部接触而所述冷却部件进行从所述发热部件的散热的冷却系统的异常检测, 该冷却异常检测系统的特征在于,具备:发热部件温度检测单元,检测所述发热部件的温 度;发热部件功耗检测单元,检测所述发热部件中的功耗值;冷却部件温度检测单元,检测 所述冷却部件的温度;以及热阻计算单元,使用所述发热部件的温度、所述冷却部件的温度 以及所述功耗值,计算并输出所述发热部件与所述冷却部件之间的所述接触部的热阻值, 通过所述热阻值,进行所述发热部件与所述冷却部件之间的所述接触部的异常检测。
[0008] 根据本发明,起到能够得到可检测发热部件与冷却部件之间的接触部中的异常的 冷却异常检测系统这样的效果。
【附图说明】
[0009] 图1是示出实施方式1的冷却异常检测系统的结构的图。
[0010] 图2是示出实施方式1中的热阻计算的概念的图。
[0011] 图3是示出实施方式2的冷却异常检测系统的结构的图。
[0012] 图4是示出实施方式3的冷却异常检测系统的结构的图。
[0013] 图5是示出实施方式4的冷却异常检测系统的结构的图。
[0014] (附图标记说明)
[0015] 10 :发热部件;11 :发热部件温度检测部;12 :发热部件功耗检测部;13 :存储部; 20 :冷却部件;21 :冷却部件温度检测部;30 :接触部;40 :热阻计算部;50、50a :异常判定 部;60 :输出部;71 :系统内温度检测部;72 :系统内功耗检测部;80 :温度比计算部。
【具体实施方式】
[0016] 以下,根据附图,详细说明本发明的实施方式的冷却异常检测系统。另外,本发明 不限于该实施方式。
[0017] 实施方式1.
[0018] 图1是示出本发明的实施方式1的冷却异常检测系统的结构的图。图1所示的冷 却异常检测系统具备:发热部件10 ;发热部件温度检测部11,检测发热部件10的温度Th; 发热部件功耗检测部12,检测发热部件10中的功耗值P h;冷却部件20,从发热部件10经由 接触部30进行从发热部件10的散热;冷却部件温度检测部21,检测冷却部件20的温度T c; 以及热阻计算部40,使用发热部件10的温度TH、冷却部件20的温度Tc以及功耗值P H来计 算并输出发热部件10与冷却部件20之间的热阻值θ Ηε,该冷却异常检测系统通过热阻值 Θ HC进行发热部件10与冷却部件20之间的接触部30的异常检测。
[0019] 发热部件10的一个例子是计算机的CPU(Central Processing Unit,中央处理单 元)或者包括IGBT或者二极管的功率半导体。发热部件10既可以是包括由娃构成的半导 体元件的多个电子电路部件,或者也可以是包括由与硅半导体相比能够进行更高温的动作 的碳化硅即SiC、氮化镓即GaN或者金刚石构成的宽能带隙半导体元件的多个电子电路部 件。或者,也可以是组合了多个这些半导体元件的电子电路部件。
[0020] 发热部件温度检测部11是检测发热部件10的温度,对热阻计算部40输出温度Th 的发热部件温度检测单元。发热部件温度检测部11的一个例子是与发热部件10的内部或 者外部相接地设置了的感温元件。
[0021] 发热部件功耗检测部12是检测发热部件10的功耗值,对热阻计算部40输出功耗 值P h的发热部件功耗检测单元。发热部件功耗检测部12检测发热部件10的电流以及电 压,通过它们的积,计算功耗值P h。
[0022] 冷却部件20通过从发热部件10经由接触部30进行散热,使发热部件10冷却。在 冷却部件20的冷却方式中,可以例示并列举自然空冷方式、强制空冷方式、水冷方式、制冷 剂冷却方式、热管方式以及?自尔帖方式。
[0023] 冷却部件温度检测部21是检测冷却部件20的温度,对热阻计算部40输出温度Tc 的冷却部件温度检测单元。冷却部件温度检测部21的一个例子是设置于冷却部件20的内 部、或者与冷却部件20的外侧相接地设置了的感温元件。
[0024] 热阻计算部40是使用发热部件10的温度ΤΗ、冷却部件20的温度Te以及发热部 件10的功耗值PH,计算并输出发热部件10与冷却部件20之间的接触部30的热阻值Θ HC 的热阻计算单元。热阻计算部40能够通过计算机的CPU或者微型计算机实现。也可以通 过作为发热部件10的CPU实现热阻计算部40。从热阻计算部40输出的热阻值θ Ηε被输 入到异常判定部50。
[0025] 异常判定部50通过热阻值θ Ηε判定在发热部件1〇与冷却部件20之间的接触部 30中有无异常检测。在热阻值Θ He是预先设定了的范围外的情况下,异常判定部50对输出 部60输出异常信号。或者,异常判定部50也可以与异常信号一起将热阻值0 He输出到输 出部60。另外,异常判定部50能够通过计算机的CPU实现。也可以通过作为发热部件10 的CPU实现异常判定部50。
[0026] 关于输出部60,只要是报告异常的报告单元即可,能够例示显示装置。或者,也可 以是在异常信号输入时使在冷却系统中设置了的异常信号用的灯点亮或者闪烁的结构。另 外,报告单元不限于视觉上的报告单元,也可以是如果输入异常信号则蜂鸣器鸣叫的结构。 如果使输出部60成为这样的报告单元,则能够经由使用者的五感识别在冷却系统内的接 触部30中产生了异常。
[0027] 或者,也可以是在输出部60是显示装置的情况下,在显示装置中不仅显示有无异 常而且还显示热阻值θ Ηε的结构。或者,也可以是在显示装置中不显示有无异常,而只显示 热阻值θΗε的结构。如果使输出部60成为这样的结构,则使用者能够识别热阻值Θ HC。
[0028] 或者,输出部60的报告对象也可以并非使用者而是发热部件10。也可以是将输出 部60输出的异常信号输入到发热部件10而发热部件10停止的结构。或者,也可以是输出 部60输出的热阻值θ Ηε被输入到发热部件1〇,根据热阻值θ Ηε限制发热部件1〇的功耗值 的结构。如果成为这样的结构,则能够以不超过发热部件10可容许的功耗值的方式,控制 发热部件10而使其动作,所以无需使发热部件10停止而能够继续动作。
[0029] 图2是示出热阻计算的概念的图。热阻计算部40如图2所示,通过将发热部件10 的温度T h与冷却部件20的温度T £的温度差除以发热部件10的功耗值P Η,而计算接触部30 的热阻值θΗε。即,通过下述式(1)表示热阻值0HC。
[0032] 通过上述式(1)计算了的热阻值θ Ηε被输入到异常判定部50,异常判定部50判定 热阻值θΗε是否在预先设定了的范围内。在热阻值θ Ηε在预先设定了的范围外的情况下, 从异常判定部50向输出部60输出异常信号。或者,从异常判定部50向输出部60输出热 阻值Θ HC。
[0033] 在以往的技术中,虽然能够检测在冷却系统整体中是否有异常,但难以确定具体 的异常部位,在异常部位的确定中需要时间以及成本。举出一个例子,在强制空冷方式中检 测到异常时,区分异常的原因是向作为冷却部的散热器流入的风量不足或者是作为冷却部 的散热器与发热部件之间的接触不良,在以往的技术中是困难的,需要时间以及成本。在使 用了水冷方式或者利用空气以及水以外的制冷剂的制冷剂冷却方式的复杂的冷却系统中, 异常部位的确定特别困难,需要大量的时间以及成本。因此,不仅在冷却系统的出厂检查 时,而且还在保养服务时或者修理时,从异常部位的确定至修复需要时间以及成本,对生产 者侧以及消耗者侧这双方不合适。
[0034] 通过在本实施方式中说明了的结构,能够检测在发热部件与冷却部件之间的接触 部中有无异常。因此,即使在冷却系统的出厂检查时、保养服务时或者修理时检测到异常的 情况下,在异
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