(57)【要約】【課題】発熱部品の温度上昇を未然に防ぎ、温度制御を短時間で行うことができ、かつ温度制御性の向上した電子機器及びその温度制御方法を提供すること。【解決手段】電流センサ２は発熱部品の電源ライン４をまたぐように実装基板に実装されている。この電源ライン４に電流が流れると、電源ライン４を中心に、電流の進行方向に対して右回りに磁界が発生する。この磁界を電流センサ２に内包される磁気センサで検出して電流量に換算する。電流センサ２の出力信号は、ファンモータ制御部５に転送される。ファンモータ制御部５は、電流センサ２からの出力信号に応じて、ファンモータ１の駆動状態を変化させ、発熱部品３の温度上昇を防ぐように制御を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板に搭載された電子部品と、該電子部品の温度を制御する温度調整手段と、前記電子部品に流れる電流を検出する電流センサと、該電流センサの出力信号に基づいて前記温度調整手段を制御する温度制御部とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電流センサは、前記電子部品に供給される電源の電流により発生する周囲の磁束密度を検出して電流量に換算することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記温度調整手段は、冷却装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記冷却装置は、冷却用ファンモータであることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記電流センサは表面実装型の電流センサであり、前記電流が流れる前記実装基板上の配線パターンをまたぐように実装されていることを特徴とする請求項２，３又は４に記載の電子機器。
【請求項６】
発熱部品である演算処理装置と、該演算処理装置の負荷状況をモニタリングする演算処理装置モニタと、該演算処理装置モニタの出力値に応じて前記演算処理装置の温度を制御する温度制御装置とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
発熱部品である演算処理装置と、該演算処理装置より発生される電磁波をモニタリングする電磁波モニタと、該電磁波モニタの出力値に応じて前記演算処理装置の温度を制御する温度制御装置とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
電子機器内部の実装基板に搭載された発熱部品に流れる電流を、該電流により発生する周囲の磁束密度を検出して電流量に換算する電流センサで検出し、該電流センサの出力値に応じて前記電子機器の温度を温度制御手段により制御することを特徴とする電子機器の温度制御方法。
【請求項９】
前記温度制御手段として、冷却装置を備えたことを特徴とする請求項８に記載の電子機器の温度制御方法。
【請求項１０】
前記冷却装置として、冷却用ファンモータを用いることを特徴とする請求項９に記載の電子機器の温度制御方法。
【請求項１１】
前記電流センサは表面実装型の電流センサであり、前記電流が流れる前記実装基板上の配線パターンをまたぐように実装されていることを特徴とする請求項８，９又は１０に記載の電子機器の温度制御方法。
【請求項１２】
電子機器内部の発熱部品である演算処理装置の負荷状況をモニタリングし、該演算処理装置のモニタリングの出力信号に応じて前記電子機器の温度を制御することを特徴とする電子機器の温度制御方法。
【請求項１３】
電子機器内部の発熱部品である演算処理装置より発生する電磁波をモニタリングし、前記電磁波のモニタリングの出力信号に応じて前記電子機器の温度を制御することを特徴とする電子機器の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器及びその温度制御方法に関し、より詳細には、電子機器内部に冷却手段を備えた電子機器及びその温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータなどの電子機器において、機器の小型化や性能向上に応じてＣＰＵなどの発熱部品からの発熱量が増大している。そのため、電子機器内部や発熱部品の温度を所定値以下にするための冷却技術が必要になっている。
【０００３】
従来から、電子機器内部に冷却用ファンを設けて、電子機器内部の空気を外部と強制対流させる冷却技術が多く使用されている。
【０００４】
しかしながら、冷却用ファンを常に高速で動かしていると消費電流が増大するという問題がある。通常は、ＣＰＵなどの発熱部品の近傍にサーミスタなどの温度センサを設け、その温度センサの出力より温度が上昇したことを確認すると冷却用ファンを動作させる（あるいは、冷却用ファンの回転数を上げる）といった温度制御方法が広く行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９６８４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の半導体プロセス技術の高度化は顕著であり、ＬＳＩの基本構成要素であるトランジスタにおいては、より一層の小型化が進んでいる。それに伴い、半導体部品の高速化や演算回路規模の増大も進み、結果として消費電流も著しく増加している。一瞬の間に大電流を流すことも多く、それに伴い半導体部品の温度変化も一瞬で起こるようになってきた。現在、半導体部品の温度変化が非常に短時間で起こるため、その温度制御は非常に難しくなってきている。
【０００７】
そのため、半導体部品周辺に配置した温度センサの出力値を用いて冷却用ファンを動かす（あるいは、冷却用ファンの回転数を上げる）方法では、一旦、温度上昇した後に冷却を開始するので、所望の温度に下げるまで長時間を有するという問題がある。
【０００８】
高速プロセッサとして知られているインテル社製のＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）４／３．０６ＧＨｚを安定して動作させるためには、パーソナルコンピュータのケース内温度を４２℃以下に保つ必要がある。このように室温と電子機器内での許容温度の差は、半導体部品の高度化とともに非常に小さくなり、電子機器の温度制御技術の革新が期待されている。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発熱部品の温度上昇を未然に防ぎ、さらに温度制御を短時間で行うことができ、かつ温度制御性の向上を図るようにした電子機器及びその温度制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、実装基板に搭載された電子部品と、該電子部品の温度を制御する温度調整手段と、前記電子部品に流れる電流を検出する電流センサと、該電流センサの出力信号に基づいて前記温度調整手段を制御する温度制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電流センサは、前記電子部品に供給される電源の電流により発生する周囲の磁束密度を検出して電流量に換算することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記温度調整手段は、冷却装置であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記冷却装置は、冷却用ファンモータであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２，３又は４に記載の発明において、前記電流センサは表面実装型の電流センサであり、前記電流が流れる前記実装基板上の配線パターンをまたぐように実装されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、発熱部品である演算処理装置と、該演算処理装置の負荷状況をモニタリングする演算処理装置モニタと、該演算処理装置モニタの出力値に応じて前記演算処理装置の温度を制御する温度制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、発熱部品である演算処理装置と、該演算処理装置より発生される電磁波をモニタリングする電磁波モニタと、該電磁波モニタの出力値に応じて前記演算処理装置の温度を制御する温度制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、電子機器内部の実装基板に搭載された発熱部品に流れる電流を、該電流により発生する周囲の磁束密度を検出して電流量に換算する電流センサで検出し、該電流センサの出力値に応じて前記電子機器の温度を温度制御手段により制御することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記温度制御手段として、冷却装置を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記冷却装置として、冷却用ファンモータを用いることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８，９又は１０に記載の発明において、前記電流センサは表面実装型の電流センサであり、前記電流が流れる前記実装基板上の配線パターンをまたぐように実装されていることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２に記載の発明は、電子機器内部の発熱部品である演算処理装置の負荷状況をモニタリングし、該演算処理装置のモニタリングの出力信号に応じて前記電子機器の温度を制御することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３に記載の発明は、電子機器内部の発熱部品である演算処理装置より発生する電磁波をモニタリングし、前記電磁波のモニタリングの出力信号に応じて前記電子機器の温度を制御することを特徴とする。
【００２３】
本発明において想定した発熱部品の１つとしては、ＣＰＵに代表される消費電流の大きい半導体部品があげられる。その発熱量は消費電流の値と相関関係がある。つまり、消費電流が大きくなると発熱量も大きくなり、その結果、温度上昇が生じる。したがって、消費電流の値をモニタリングすることにより、今後の温度変化の傾向を予想することができる。つまり、温度が上昇する前に冷却装置を作動させ、温度上昇を未然に防ぐことが可能になる。
【００２４】
従来の温度センサを用いる方法では、温度が上昇してから冷却装置を作動させているので、温度制御に長時間を有し、制御性に問題があったが、本発明の温度制御方法を用いると温度制御の時間を短縮することができ、制御性も高まる。また、冷却装置の使用時間も減るので、省電力化にも貢献できるという効果を有する。
【００２５】
ＣＰＵなどの高速演算処理装置において、消費電流と比例関係にある物性値として、演算処理装置の負荷状況と、この演算処理装置から発生する電磁波をあげることもできる。消費電流が大きいということは、演算処理装置にかかる負荷が大きいということであり、同時に高速動作を行っているため高周波の電磁波ノイズを大量に発生する。したがって、これらをモニタリングすることによっても、今後の温度変化を予想することができるので、温度制御の時間を短縮することができ、制御性も高まる。
【００２６】
電流センサとしては、ホール素子などの磁気センサを有する電流センサを用いることが好ましい。シャント抵抗を用いて電流を検出する方法もあるが、原理上電圧降下を防ぐことができないことと、２０Ａを超えるような大電流が流れる場合、抵抗による電力ロスが無視できないほど大きな値になるためである。また、シャント抵抗部分でも発熱が生じるので、当初の目的とは異なる結果になってしまう。
【００２７】
また、電流センサは表面実装型の小型のものであり、被検出電流が流れる配線パターンをまたぐように実装されるものであることがさらに好ましい。元来、電流センサは、被検出電流が流れる配線を通す貫通穴を有していたり、被検出電流を流すための太い導体を有しているので、形状としては比較的大きなものが多い。パーソナルコンピュータなど小型の電子機器で用いることを考えると、電流センサは電子部品として大きすぎる。
【００２８】
また、被検出電流を流す導体の太さにより流すことのできる電流量に制限が存在し、部品としての汎用性が低い。しかしながら、最近になり５×５×１ｔ程度の非常に小型の表面実装型電流センサが作られ、本発明を実施するうえで非常に有効である。また、被検出電流を流す導体を有さない小型電流センサの開発も行われている。
【００２９】
また、冷却装置としては、ファンモータ、ラジエータ、ペルチェ素子などの熱電変換素子、ヒートパイプなどの一般的な冷却手段を用いることができる。
【００３０】
このような構成を採ることにより、発熱部品の温度上昇を未然に防ぎ、さらに温度制御を短時間で行うことができ、かつ温度制御性の向上した電子機器の温度制御方法を提供できるので、多様なアプリケーションに対して好都合に対応することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る電子機器の一実施形態を説明するための回路構成図で、図２は図１のＡ−Ａ’における断面図である。図中符号１はファンモータ（温度調整装置）、２は電流センサ、３は発熱部品（電子部品）、４は発熱部品の電源ライン、５はファンモータ制御部（温度調整装置制御部）、６は実装基板を示している。
【００３２】
つまり、本発明の電子機器は、実装基板６に搭載された発熱部品３と、この発熱部品３の温度を制御するファンモータ１と、発熱部品３に流れる電流を検出する電流センサ２と、この電流センサ２の出力信号に基づいてファンモータ１を制御するファンモータ制御部５とを備えている。
【００３３】
電流センサ２は、発熱部品３の電源ライン４をまたぐように実装基板６に搭載されている。つまり、電流センサ２は、表面実装型の電流センサであり、電流が流れる実装基板６上の配線パターンをまたぐように実装されている。この電源ライン４に電流が流れると、図２に示すように、電源ライン４を中心に、電流の進行方向に対して右回りに磁界が発生する。この磁界を電流センサ２に内包される磁気センサ（図示せず）で検出して電流量に換算する。つまり、この電流センサ２は、電子部品３に供給される電源の電流により発生する周囲の磁束密度を検出して電流量に換算するものである。
【００３４】
電流センサ２の出力信号は、ファンモータ制御部５に転送される。このファンモータ制御部５は、電流センサ２からの出力信号に応じて、ファンモータ１の駆動状態を変化させ、発熱部品３の温度上昇を防ぐように制御を行うものである。
【００３５】
また、ファンモータ１は冷却装置であり、この冷却装置は冷却用ファンモータ以外にも、ラジエータ、ペルチェ素子などの熱電変換素子、ヒートパイプなどの一般的な冷却手段を用いることが可能である。
【００３６】
図１と図２で示した実施形態では、電源ライン４を流れる電流量を検知することにより発熱部品３の温度上昇を予測していたが、電流量以外に演算処理装置に代表される発熱部品３の負荷状況をモニタリングすることによっても、発熱部品３の温度上昇を防ぐように制御を行うことができる。現在、市販されているパーソナルコンピュータでもＣＰＵの負荷状況を確認することは可能である。このモニタ値を使用すれば、新規の部品を設けなくても発熱部品３の温度上昇を未然に防ぎ、さらに温度制御を短時間で行うことが可能になる。
【００３７】
この場合、本発明の電子機器は、電子機器内部の発熱部品である演算処理装置と、この演算処理装置の負荷状況をモニタリングする演算処理装置モニタと、この演算処理装置モニタの出力値に応じて電子機器の温度を制御する温度制御装置とを備えている。
【００３８】
その他にも、高速演算処理装置に代表される発熱部品から発生する電磁波をモニタリングすることによっても、発熱部品の温度上昇を防ぐように制御を行うことができる。電磁波のモニタは、高速演算処理装置近傍にアンテナ部品を設けることで可能になる。このアンテナ部品としては、ＧＨｚ帯まで測定可能なＥＭＩプローブが市販されている。構造は静電遮蔽されたループアンテナを用いたものが多く、このプローブを小型化し、高速演算処理装置の近傍に配設する。このモニタ値を使用すれば、発熱部品の温度上昇を未然に防ぎ、さらに温度制御を短時間で行うことが可能になる。
【００３９】
この場合、本発明の電子機器は、電子機器内部の発熱部品である演算処理装置と、この演算処理装置より発生される電磁波をモニタリングする電磁波モニタと、この電磁波モニタの出力値に応じて電子機器の温度を制御する温度制御装置とを備えている。
【００４０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、更に種々変形して実施することが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子機器内部の実装基板に搭載された発熱部品に流れる電流を、この電流により発生する周囲の磁束密度を検出して電流量に換算する電流センサで検出し、この電流センサの出力値に応じて電子機器の温度を制御するようにしたので、発熱部品の温度上昇を未然に防ぎ、さらに温度制御を短時間で行うことができ、かつ温度制御性の向上した電子機器及びその温度制御方法を提供できるので、多様なアプリケーションに対して好都合に対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子機器の一実施形態を説明するための図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’における断面図である。
【符号の説明】
１  ファンモータ（温度調整装置）
２  電流センサ
３  発熱部品（電子部品）
４  発熱部品の電源ライン
５  ファンモータ制御部（温度調整装置制御部）
６  実装基板
【図１】
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【図２】
2004260004.tif 000004