冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及檢測(cè)發(fā)熱部件和與該發(fā)熱部件相接地散熱的冷卻部件之間的接觸部 中的異常的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，為了使發(fā)熱量大的發(fā)熱部散熱而與發(fā)熱部相接地設(shè)置冷卻部，一般使用通 過(guò)空氣或者水使發(fā)熱部冷卻的空冷方式或者水冷方式。另外，在一部分的空調(diào)機(jī)中，使用了 空氣以及水以外的制冷劑的冷卻系統(tǒng)得到了實(shí)用化。在這些冷卻系統(tǒng)中，以抑制發(fā)熱部與 冷卻部之間的熱阻值的方式接觸是重要的，所以在發(fā)熱部與冷卻部之間配置熱傳導(dǎo)材料來(lái) 確保發(fā)熱部和冷卻部的緊貼性。在熱傳導(dǎo)材料的一個(gè)例子中，可以舉出硅脂。根據(jù)發(fā)熱部 件的溫度、發(fā)熱部件的功耗以及周?chē)鷾囟?，進(jìn)行這樣的冷卻系統(tǒng)中的異常檢測(cè)。
[0003] 在例示的專利文獻(xiàn)1中，以"提供能夠通過(guò)可靠并且簡(jiǎn)便的手法檢查電子電路的 冷卻部的安裝不良、故障等異常的異常檢查系統(tǒng)"為課題，公開(kāi)了"具備發(fā)熱部件2和使該 發(fā)熱部件冷卻的冷卻部3的電子電路1中的冷卻部的異常檢查系統(tǒng)具備：部件溫度檢測(cè)部 4,檢測(cè)發(fā)熱部件2的溫度；消耗電流檢測(cè)部5,檢測(cè)發(fā)熱部件2中的消耗電流；以及異常判 定部7,根據(jù)由部件溫度檢測(cè)部4檢測(cè)了的部件溫度和由消耗電流檢測(cè)部5檢測(cè)了的消耗電 流，判定冷卻部3的異常"。
[0004] 【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2011-253887號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 但是，根據(jù)上述以往的技術(shù)，僅停留于檢測(cè)盡管消耗電流少但部件溫度高的情況 下在冷卻系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生異常，檢測(cè)的異常是冷卻系統(tǒng)整體的異常。因此，存在雖然能夠檢測(cè)在 冷卻系統(tǒng)整體中有無(wú)異常，但無(wú)法確定具體的異常部位這樣的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明是鑒于上述內(nèi)容而完成的，其目的在于得到一種能夠檢測(cè)發(fā)熱部件與冷卻 部件之間的接觸部中的異常的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)。
[0007] 為了解決上述課題并達(dá)成目的，本發(fā)明的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱部件和冷卻 部件通過(guò)接觸部接觸而所述冷卻部件進(jìn)行從所述發(fā)熱部件的散熱的冷卻系統(tǒng)的異常檢測(cè)， 該冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的特征在于，具備：發(fā)熱部件溫度檢測(cè)單元，檢測(cè)所述發(fā)熱部件的溫 度；發(fā)熱部件功耗檢測(cè)單元，檢測(cè)所述發(fā)熱部件中的功耗值；冷卻部件溫度檢測(cè)單元，檢測(cè) 所述冷卻部件的溫度；以及熱阻計(jì)算單元，使用所述發(fā)熱部件的溫度、所述冷卻部件的溫度 以及所述功耗值，計(jì)算并輸出所述發(fā)熱部件與所述冷卻部件之間的所述接觸部的熱阻值， 通過(guò)所述熱阻值，進(jìn)行所述發(fā)熱部件與所述冷卻部件之間的所述接觸部的異常檢測(cè)。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，起到能夠得到可檢測(cè)發(fā)熱部件與冷卻部件之間的接觸部中的異常的 冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)這樣的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是示出實(shí)施方式1的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0010] 圖2是示出實(shí)施方式1中的熱阻計(jì)算的概念的圖。
[0011] 圖3是示出實(shí)施方式2的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0012] 圖4是示出實(shí)施方式3的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0013] 圖5是示出實(shí)施方式4的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0014] (附圖標(biāo)記說(shuō)明）
[0015] 10 :發(fā)熱部件；11 :發(fā)熱部件溫度檢測(cè)部；12 :發(fā)熱部件功耗檢測(cè)部；13 :存儲(chǔ)部； 20 :冷卻部件；21 :冷卻部件溫度檢測(cè)部；30 :接觸部；40 :熱阻計(jì)算部；50、50a :異常判定 部；60 :輸出部；71 :系統(tǒng)內(nèi)溫度檢測(cè)部；72 :系統(tǒng)內(nèi)功耗檢測(cè)部；80 :溫度比計(jì)算部。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下，根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)。另外，本發(fā)明 不限于該實(shí)施方式。
[0017] 實(shí)施方式1.
[0018] 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的冷 卻異常檢測(cè)系統(tǒng)具備：發(fā)熱部件10 ;發(fā)熱部件溫度檢測(cè)部11，檢測(cè)發(fā)熱部件10的溫度Th; 發(fā)熱部件功耗檢測(cè)部12,檢測(cè)發(fā)熱部件10中的功耗值P h;冷卻部件20,從發(fā)熱部件10經(jīng)由 接觸部30進(jìn)行從發(fā)熱部件10的散熱；冷卻部件溫度檢測(cè)部21，檢測(cè)冷卻部件20的溫度T c; 以及熱阻計(jì)算部40,使用發(fā)熱部件10的溫度TH、冷卻部件20的溫度Tc以及功耗值P H來(lái)計(jì) 算并輸出發(fā)熱部件10與冷卻部件20之間的熱阻值θ Ηε，該冷卻異常檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)熱阻值 Θ HC進(jìn)行發(fā)熱部件10與冷卻部件20之間的接觸部30的異常檢測(cè)。
[0019] 發(fā)熱部件10的一個(gè)例子是計(jì)算機(jī)的CPU(Central Processing Unit，中央處理單 元）或者包括IGBT或者二極管的功率半導(dǎo)體。發(fā)熱部件10既可以是包括由娃構(gòu)成的半導(dǎo) 體元件的多個(gè)電子電路部件，或者也可以是包括由與硅半導(dǎo)體相比能夠進(jìn)行更高溫的動(dòng)作 的碳化硅即SiC、氮化鎵即GaN或者金剛石構(gòu)成的寬能帶隙半導(dǎo)體元件的多個(gè)電子電路部 件。或者，也可以是組合了多個(gè)這些半導(dǎo)體元件的電子電路部件。
[0020] 發(fā)熱部件溫度檢測(cè)部11是檢測(cè)發(fā)熱部件10的溫度，對(duì)熱阻計(jì)算部40輸出溫度Th 的發(fā)熱部件溫度檢測(cè)單元。發(fā)熱部件溫度檢測(cè)部11的一個(gè)例子是與發(fā)熱部件10的內(nèi)部或 者外部相接地設(shè)置了的感溫元件。
[0021] 發(fā)熱部件功耗檢測(cè)部12是檢測(cè)發(fā)熱部件10的功耗值，對(duì)熱阻計(jì)算部40輸出功耗 值P h的發(fā)熱部件功耗檢測(cè)單元。發(fā)熱部件功耗檢測(cè)部12檢測(cè)發(fā)熱部件10的電流以及電 壓，通過(guò)它們的積，計(jì)算功耗值P h。
[0022] 冷卻部件20通過(guò)從發(fā)熱部件10經(jīng)由接觸部30進(jìn)行散熱，使發(fā)熱部件10冷卻。在 冷卻部件20的冷卻方式中，可以例示并列舉自然空冷方式、強(qiáng)制空冷方式、水冷方式、制冷 劑冷卻方式、熱管方式以及?自爾帖方式。
[0023] 冷卻部件溫度檢測(cè)部21是檢測(cè)冷卻部件20的溫度，對(duì)熱阻計(jì)算部40輸出溫度Tc 的冷卻部件溫度檢測(cè)單元。冷卻部件溫度檢測(cè)部21的一個(gè)例子是設(shè)置于冷卻部件20的內(nèi) 部、或者與冷卻部件20的外側(cè)相接地設(shè)置了的感溫元件。
[0024] 熱阻計(jì)算部40是使用發(fā)熱部件10的溫度ΤΗ、冷卻部件20的溫度Te以及發(fā)熱部 件10的功耗值PH，計(jì)算并輸出發(fā)熱部件10與冷卻部件20之間的接觸部30的熱阻值Θ HC 的熱阻計(jì)算單元。熱阻計(jì)算部40能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)的CPU或者微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。也可以通 過(guò)作為發(fā)熱部件10的CPU實(shí)現(xiàn)熱阻計(jì)算部40。從熱阻計(jì)算部40輸出的熱阻值θ Ηε被輸 入到異常判定部50。
[0025] 異常判定部50通過(guò)熱阻值θ Ηε判定在發(fā)熱部件1〇與冷卻部件20之間的接觸部 30中有無(wú)異常檢測(cè)。在熱阻值Θ He是預(yù)先設(shè)定了的范圍外的情況下，異常判定部50對(duì)輸出 部60輸出異常信號(hào)?；蛘?，異常判定部50也可以與異常信號(hào)一起將熱阻值0 He輸出到輸 出部60。另外，異常判定部50能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)的CPU實(shí)現(xiàn)。也可以通過(guò)作為發(fā)熱部件10 的CPU實(shí)現(xiàn)異常判定部50。
[0026] 關(guān)于輸出部60,只要是報(bào)告異常的報(bào)告單元即可，能夠例示顯示裝置?；蛘撸部?以是在異常信號(hào)輸入時(shí)使在冷卻系統(tǒng)中設(shè)置了的異常信號(hào)用的燈點(diǎn)亮或者閃爍的結(jié)構(gòu)。另 外，報(bào)告單元不限于視覺(jué)上的報(bào)告單元，也可以是如果輸入異常信號(hào)則蜂鳴器鳴叫的結(jié)構(gòu)。 如果使輸出部60成為這樣的報(bào)告單元，則能夠經(jīng)由使用者的五感識(shí)別在冷卻系統(tǒng)內(nèi)的接 觸部30中產(chǎn)生了異常。
[0027] 或者，也可以是在輸出部60是顯示裝置的情況下，在顯示裝置中不僅顯示有無(wú)異 常而且還顯示熱阻值θ Ηε的結(jié)構(gòu)?；蛘撸部梢允窃陲@示裝置中不顯示有無(wú)異常，而只顯示 熱阻值θΗε的結(jié)構(gòu)。如果使輸出部60成為這樣的結(jié)構(gòu)，則使用者能夠識(shí)別熱阻值Θ HC。
[0028] 或者，輸出部60的報(bào)告對(duì)象也可以并非使用者而是發(fā)熱部件10。也可以是將輸出 部60輸出的異常信號(hào)輸入到發(fā)熱部件10而發(fā)熱部件10停止的結(jié)構(gòu)。或者，也可以是輸出 部60輸出的熱阻值θ Ηε被輸入到發(fā)熱部件1〇,根據(jù)熱阻值θ Ηε限制發(fā)熱部件1〇的功耗值 的結(jié)構(gòu)。如果成為這樣的結(jié)構(gòu)，則能夠以不超過(guò)發(fā)熱部件10可容許的功耗值的方式，控制 發(fā)熱部件10而使其動(dòng)作，所以無(wú)需使發(fā)熱部件10停止而能夠繼續(xù)動(dòng)作。
[0029] 圖2是示出熱阻計(jì)算的概念的圖。熱阻計(jì)算部40如圖2所示，通過(guò)將發(fā)熱部件10 的溫度T h與冷卻部件20的溫度T ￡的溫度差除以發(fā)熱部件10的功耗值P Η，而計(jì)算接觸部30 的熱阻值θΗε。即，通過(guò)下述式（1)表示熱阻值0HC。
[0032] 通過(guò)上述式（1)計(jì)算了的熱阻值θ Ηε被輸入到異常判定部50,異常判定部50判定 熱阻值θΗε是否在預(yù)先設(shè)定了的范圍內(nèi)。在熱阻值θ Ηε在預(yù)先設(shè)定了的范圍外的情況下， 從異常判定部50向輸出部60輸出異常信號(hào)。或者，從異常判定部50向輸出部60輸出熱 阻值Θ HC。
[0033] 在以往的技術(shù)中，雖然能夠檢測(cè)在冷卻系統(tǒng)整體中是否有異常，但難以確定具體 的異常部位，在異常部位的確定中需要時(shí)間以及成本。舉出一個(gè)例子，在強(qiáng)制空冷方式中檢 測(cè)到異常時(shí)，區(qū)分異常的原因是向作為冷卻部的散熱器流入的風(fēng)量不足或者是作為冷卻部 的散熱器與發(fā)熱部件之間的接觸不良，在以往的技術(shù)中是困難的，需要時(shí)間以及成本。在使 用了水冷方式或者利用空氣以及水以外的制冷劑的制冷劑冷卻方式的復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)中， 異常部位的確定特別困難，需要大量的時(shí)間以及成本。因此，不僅在冷卻系統(tǒng)的出廠檢查 時(shí)，而且還在保養(yǎng)服務(wù)時(shí)或者修理時(shí)，從異常部位的確定至修復(fù)需要時(shí)間以及成本，對(duì)生產(chǎn) 者側(cè)以及消耗者側(cè)這雙方不合適。
[0034] 通過(guò)在本實(shí)施方式中說(shuō)明了的結(jié)構(gòu)，能夠檢測(cè)在發(fā)熱部件與冷卻部件之間的接觸 部中有無(wú)異常。因此，即使在冷卻系統(tǒng)的出廠檢查時(shí)、保養(yǎng)服務(wù)時(shí)或者修理時(shí)檢測(cè)到異常的 情況下，在異