JP2001251081A - 電子部品冷却制御装置 - Google Patents

電子部品冷却制御装置

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JP2001251081A
JP2001251081A JP2000061587A JP2000061587A JP2001251081A JP 2001251081 A JP2001251081 A JP 2001251081A JP 2000061587 A JP2000061587 A JP 2000061587A JP 2000061587 A JP2000061587 A JP 2000061587A JP 2001251081 A JP2001251081 A JP 2001251081A
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JP
Japan
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temperature
medium
electronic component
cooling
temperature sensor
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JP2000061587A
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English (en)
Inventor
Takao Azuma
隆男 東
Shigehiro Tanaka
繁宏 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品に対するきめの細かい、効果的な温
度制御が可能な電子部品冷却制御装置を提供する。 【解決手段】 冷却と温度検出が切替可能な媒体1を電
子部品2に接触するように配置し、その切り替えを行う
切替部4を設ける。また、電子部品2の温度センサ3近
傍に設置する。温度監視部7の制御により、電子部品2
の温度が低い場合は、媒体1を温度センサとして使用
し、媒体1または温度センサ3の検出温度が、所定の温
度を越えたら、媒体1を冷却用に切り替える。また、温
度センサ3の検出温度が所定の温度以下になったら、再
び媒体1を温度センサとして使用する。これにより、効
果的な温度制御を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上もしくは筐
体内に実装された電子部品を冷却し、きめの細かい、効
果的な温度制御を行う電子部品冷却制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の普及は目覚しく、その
適用される用途も多岐多様なものになっている。また、
電子部品は高集積化、高速化に伴なって、動作温度の制
約は厳しいものになりつつある。
【0003】そんな中で、電子回路を安定動作させるた
めには電子部品の冷却が非常に重要になっている。通常
は、発熱を伴なう部品の放熱のみが問題であるが、省電
力対応などのための細かな電力制御が可能な温度制御が
求められている。
【0004】これまでは特に発熱量の大きい部品に関し
て、ファンなどを用いた強制空冷方式の冷却方法を採用
するのが一般的であった。しかし、ファンは稼動部を持
つ寿命部品であり、定期的なメンテナンスが必要とな
る。
【0005】更に、温度センサを別途設け、温度検出を
行っても被冷却部分の温度を直接測定できないために、
微妙な温度制御には対応できない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来
は、電子部品に対するきめの細かい、効果的な温度制御
を行うことができないという問題点があった。
【0007】本発明は、従来のこのような点に鑑み為さ
れたもので、冷却と温度検出が切替可能な媒体を用いる
ことにより、電子部品に対するきめの細かい、効果的な
温度制御が可能な電子部品冷却制御装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、請求項1に記載の本発明に係る電子部
品冷却制御装置は、電子部品に接して設けられ冷却と温
度検出が切替可能な媒体と、この媒体を冷却用と温度検
出用とに切り替える切替手段と、電子部品近傍に設けら
れた温度センサと、電子部品の温度が低い場合には、切
替手段により媒体を温度検出用に切り替え、媒体または
温度センサの検出温度が所定の温度を越えた場合には、
切替手段により媒体を冷却用に切り替え、温度センサの
検出温度が所定の温度以下になった場合には、切替手段
により媒体を再び温度検出用に切り替えるように制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】請求項1に記載の本発明によれば、電子部
品に対して、効果的な温度制御を行うことができる。
【0010】また、請求項2に記載の本発明に係る電子
部品冷却制御装置は、電子部品に接して設けられ、冷却
と温度検出が切替可能な複数の媒体と、これらの媒体を
冷却用と温度検出用とに切り替える切替手段と、電子部
品近傍に設けられた温度センサと、電子部品の温度が低
い場合には、切替手段により複数の媒体を温度検出用に
切り替え、電子部品の温度が上昇するに従って媒体また
は温度センサの検出温度に基づいて、切替手段により媒
体を1個づつ順次冷却用に切り替え、また電子部品の温
度が低下するに従って媒体または温度センサの検出温度
に基づいて、切替手段により媒体を1個づつ順次温度検
出用に切り替えるように制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0011】請求項2に記載の本発明によれば、電子部
品に対して、更にきめの細かい効果的な温度制御を行う
ことができる。
【0012】更に、請求項3に記載の本発明は、請求項
1または請求項2に記載の電子部品冷却制御装置におい
て、電子部品を冷却するためのファンを設け、制御手段
は、温度検出用に切り替えられた媒体、または前記温度
センサ、または更に設けられた温度センサの検出温度に
基づいて、ファンを制御することを特徴とする。
【0013】請求項3に記載の本発明によれば、更にき
めの細かい効果的な温度制御を行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図におい
て、同符号は同一部分または対応部分を示す。
【0015】(第1の実施形態)図1は、本発明の第1
の実施形態に係る電子部品冷却制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
【0016】同図に示すように、ペルチェ素子などに代
表される冷却と温度検出が切替可能な媒体1を、基板上
もしくは筐体内に実装された電子部品2に接触するよう
に配置し、電子部品2の近傍に設置した温度センサ3
と、その媒体1の切り替えをする切替部4を設ける。媒
体1を温度センサとして使用したときは、その検出温度
は温度検出部5から温度監視部7に入力され、媒体1ま
たは温度センサ3の検出温度が、ある一定温度以上にな
った場合には、切替部4によって媒体1を冷却用に切り
替えて、冷却電源部6からの電源が供給され、電子部品
を冷却する。温度センサ3の検出温度がある一定温度以
下になったら、温度監視部7は切替部4によって再び媒
体1を温度センサとして使用するように制御し、効果的
な温度制御を可能とする。
【0017】図2を参照して、この制御動作について、
更に説明する。図2(a)に示すように、電子部品2の
温度が第1の温度T1付近の温度より低いときは、媒体
1は温度センサとして使用される。電子部品2の温度が
上昇し、媒体1の検出温度t 1が、第1の温度T1付近の
所定の温度T11を越えた場合、または、温度センサ3の
検出温度t3が、第1の温度T1付近の所定の温度T13
越えた場合(すなわちt1>T11、またはt3>T13)は
媒体1が冷却用に切り替えられる。
【0018】そして、図2(b)に示すように、媒体1
が冷却用として使用されている場合に、電子部品2の温
度が低下し、温度センサ3の検出温度t3が、第1の温
度T1付近の所定の温度T13’(ただしT13’<T13
するのが好ましいが、T13’=T13としてもよい)以下
に下がった場合(すなわちt3≦T13’)に、媒体1
は、温度センサ用に切り替えられる。
【0019】以上のように、この実施形態においては、
電子部品2の温度が低い場合は、媒体1が温度センサと
して使用され、温度センサ3による温度検出に加えて、
電子部品2に接触した、被冷却部分の温度を直接測定可
能である媒体1によっても温度検出を行うことができる
ので、電子部品2に対して、効果的な温度制御を行うこ
とができる。
【0020】また稼動部のない媒体を用いるため、信頼
性が高く、省スペースで実装可能な、メンテナンスの必
要がない電子部品冷却制御装置を実現することができ
る。
【0021】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態に係る電子部品冷却制御装置について説明す
る。図3は、第2の実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
【0022】この第2の実施形態においては、第1の実
施形態の電子部品2に冷却と温度検出が切替可能な複数
の媒体11、12を設置して、温度センサとして使用し、
その検出温度は温度監視部7に入力され、複数の媒体1
1、12及び温度センサ3の少なくとも一つの検出温度
が、ある一定温度以上になった場合には、1つの媒体例
えば媒体11を切替部41によって冷却用に切り替えて電
子部品2を冷却する。それでも、残りの媒体12または
温度センサ3の検出温度がある一定温度以上になった場
合には、更に残りの媒体12を切替部42によって冷却用
に切り替える。
【0023】媒体11、12がともに冷却用になっている
場合に、電子部品2の温度が低下し、電子部品2の近傍
に設けた温度センサ3の検出温度がある一定温度以下に
なったら、温度監視部7は切替部4によって再び媒体1
1、12のいずれか例えば媒体12を温度センサとして使
用するように制御し、温度を検出している媒体12の検
出温度と温度センサ3の検出温度が更に低くなれば、媒
体11、12をともに温度センサとして使用するように制
御し、効果的なきめ細かい温度制御を可能とする。
【0024】図4を参照して、この制御動作について、
更に説明する。図4(a)に示すように、電子部品2の
温度が第1の温度T1付近の温度より低いときは、媒体
1、12はともに温度センサとして使用される。電子部
品2の温度が上昇し、媒体11の検出温度t1が、第1の
温度T1付近の所定の温度T11を越えた場合、または、
媒体12の検出温度t2が、第1の温度T1付近の所定の
温度T12を越えた場合、または、温度センサ3の検出温
度t3が、第1の温度T1付近の所定の温度T 13を越えた
場合(すなわちt1>T11、またはt2>T12、またはt
3>T13)は、一つの媒体例えば媒体11が冷却用に切り
替えられる。
【0025】電子部品2の温度が更に上昇し、媒体12
の検出温度t2が、第2の温度T2付近の所定の温度T22
を越えた場合、または、温度センサ3の検出温度t
3が、第2の温度T2付近の所定の温度T23を越えた場合
(すなわちt2>T22、またはt 3>T23)は媒体12
冷却用に切り替えられ、媒体11、12がともに冷却用と
して使用される。
【0026】そして、図4(b)に示すように、媒体1
1、12がともに冷却用として使用されている場合に、電
子部品2の温度が低下し、温度センサ3の検出温度t3
が、第2の温度T2付近の所定の温度T23’(ただしT
23’<T23とするのが好ましいが、T23’=T23として
もよい)以下に下がった場合(すなわちt3≦T23’)
に、一つの媒体例えば媒体12が、温度センサ用に切り
替えられる。
【0027】電子部品2の温度が更に低下し、温度セン
サ用に切り替えられた媒体12の検出温度t2が、第1の
温度T1付近の所定の温度T12’(ただしT12’<T12
とするのが好ましいが、T12’=T12としてもよい)以
下に下がり、かつ温度センサ3の検出温度t3が、第1
の温度T1付近の所定の温度T13’(ただしT13’<T
13とするのが好ましいが、T13’=T13としてもよい)
以下に下がった場合(すなわちt2≦T12’、かつt3
13’)に、冷却用として使用されているもう一つの媒
体媒体11も、温度センサ用に切り替えられる。
【0028】以上のように、この実施形態においては、
電子部品2に接触するように複数の媒体11、12を配置
し、電子部品2の温度が低い場合は、複数の媒体11
2が温度センサとして使用され、温度センサ3による
温度検出に加えて、電子部品2に接触した、被冷却部分
の温度を直接測定可能である複数の媒体11、12によっ
ても温度検出を行うことができるので、電子部品2に対
して、更にきめの細かい効果的な温度制御を行うことが
できる。
【0029】また稼動部のない媒体を用いるため、信頼
性が高く、省スペースで実装可能な、メンテナンスの必
要がない電子部品冷却制御装置を実現することができ
る。
【0030】なお、上述の説明では、電子部品2に接触
するように配置される冷却と温度検出が切替可能な複数
の媒体1の個数は2個としたが、3個以上とすることも
できる。このように冷却と温度検出が切替可能な複数の
媒体1の個数を3個以上とした場合も、温度が低いとき
は、全ての媒体1を温度センサとして使用し、温度が上
昇するに従って、媒体1を一個づつ順次冷却用に切り替
えて行き、逆に温度が低下した場合は、温度の低下に従
って冷却用として使用している媒体1を一個づつ順次温
度センサに切り替えるように制御すればよい。
【0031】(第3の実施形態)次に、本発明の第3の
実施形態に係る電子部品冷却制御装置について説明す
る。図5は、第3の実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
【0032】この第3の実施形態は、第1の実施形態の
構成に、ファン9及び温度センサ10を追加して設置
し、温度監視部7の代わりに、ファン9の動作や設置さ
れた温度センサ3、10の検出温度など機器全体の動作
状況を監視・制御する監視・制御部8を設けることによ
って、温度センサとして使用している媒体1の検出温度
も監視・制御部8に入力し、設置された温度センサ3、
10の検出温度や媒体1の検出温度などに従い、ファン
9の回転数や媒体1の冷却切替など状況に応じた制御を
行い、より精密な、きめ細かい温度制御を行うことがで
きるようにしたものである。
【0033】図6を参照して、この制御動作について、
更に説明する。図6(a)に示すように、電子部品2の
温度が第1の温度T1付近の温度より低いときは、媒体
1は温度センサとして使用され、また、ファン9はその
動作を停止している。
【0034】電子部品2の温度が上昇し、ファン9の近
傍に設けられた温度センサ10の検出温度t4が、第1
の温度T1付近の所定の温度T14を越えた場合(すなわ
ちt4>T14)はファン9を所定の第1の回転数で回転
動作させる。
【0035】更に、電子部品2の温度が上昇し、媒体1
の検出温度t1が、第2の温度付近(T2>T1)の所定
の温度T21を越えた場合、または、温度センサ3の検出
温度t3が、第2の温度T2付近の所定の温度T23を越え
た場合(すなわちt1>T21、またはt3>T23)は媒体
1が冷却用に切り替えられる。
【0036】更に、電子部品2の温度が上昇し、ファン
9の近傍に設けられた温度センサ10の検出温度t
4が、第3の温度T3(T3>T2)付近の所定の温度T34
を越えた場合(すなわちt4>T34)は、ファン9の回
転数を増加させ、所定の第2の回転数で動作させる。
【0037】そして、図6(b)に示すように、媒体1
が冷却用として使用され、ファン9が第2の回転数で動
作している場合に、電子部品2の温度が低下し、ファン
9の近傍に設けられた温度センサ10の検出温度t
4が、第3の温度T3付近の所定の温度T34’(ただしT
34’<T34とするのが好ましいが、T34’=T34として
もよい)以下に下がった場合(すなわちt4≦T34’)
に、ファン9の回転数を減少させ、所定の第1の回転数
で動作させる。
【0038】そして、ファン9が第1の回転数で動作
し、媒体1が冷却用として使用されている場合に、電子
部品2の温度が更に低下し、温度センサ3の検出温度t
3が、第2の温度T2付近の所定の温度T23’(ただしT
23’<T23とするのが好ましいが、T23’=T23として
もよい)以下に下がった場合(すなわちt3≦T13’)
に、媒体1は、温度センサ用に切り替えられる。
【0039】媒体1が温度センサ用として使用され、フ
ァン9が第1の回転数で動作している場合に、電子部品
2の温度が更に低下し、ファン9の近傍に設けられた温
度センサ10の検出温度t4が、第1の温度T1付近の所
定の温度T14’(ただしT14’<T14とするのが好まし
いが、T14’=T14としてもよい)以下に下がった場合
(すなわちt4≦T14’)に、ファン9の回転動作を停
止させる。
【0040】以上のように、この第3の実施形態におい
ては、第1の実施形態の場合の制御に加え、ファン9を
併用して冷却動作を行うように制御しているので、電子
部品2に対して、更にきめの細かい効果的な温度制御を
行うことができる。
【0041】なお、上述の説明では、ファン9の制御を
行うための温度検出を行うため温度センサ10を設けた
が、温度センサ10を設けずに、温度センサ3でファン
9の制御を行うための温度検出を行うようにしてもよ
い。
【0042】(第4の実施形態)次に、本発明の第4の
実施形態に係る電子部品冷却制御装置について説明す
る。図7は、第4の実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
【0043】この第4の実施形態は、第2の実施形態の
構成に、ファン9及び温度センサ10を追加して設置
し、温度監視部7の代わりに、ファン9の動作や設置さ
れた温度センサ3、10の検出温度など機器全体の動作
状況を監視・制御する監視・制御部8を設けることによ
って、温度センサとして使用している複数の媒体11
2の検出温度も監視・制御部8に入力し、設置された
温度センサ3、10の検出温度や媒体1の検出温度など
に従い、ファン9の回転数や複数の媒体11、12の冷却
切替など状況に応じた制御を行い、より精密な、きめ細
かい温度制御を行うことができるようにしたものであ
る。
【0044】図8を参照して、この制御動作について、
更に説明する。図8(a)に示すように、電子部品2の
温度が第1の温度T1付近の温度より低いときは、媒体
1、12はともに温度センサとして使用され、また、フ
ァン9はその動作を停止している。
【0045】電子部品2の温度が上昇し、ファン9の近
傍に設けられた温度センサ10の検出温度t4が、第1
の温度T1付近の所定の温度T14を越えた場合(すなわ
ちt4>T14)はファン9を所定の第1の回転数で回転
動作させる。
【0046】電子部品2の温度が更に上昇し、媒体11
の検出温度t1が、第2の温度T2(T2>T3)付近の所
定の温度T21を越えた場合、または、媒体12の検出温
度t2が、第2の温度T2付近の所定の温度T22を越えた
場合、または、温度センサ3の検出温度t3が、第2の
温度T2付近の所定の温度T23を越えた場合(すなわち
1>T21、またはt2>T22、またはt3>T23)は、
一つの媒体例えば媒体11が冷却用に切り替えられる。
【0047】更に、電子部品2の温度が上昇し、ファン
9の近傍に設けられた温度センサ10の検出温度t
4が、第3の温度T3(T3>T2)付近の所定の温度T34
を越えた場合(すなわちt4>T34)は、ファン9の回
転数を増加させ、所定の第2の回転数で動作させる。
【0048】電子部品2の温度が更に上昇し、媒体12
の検出温度t2が、第4の温度T4(T4>T3)付近の所
定の温度T42を越えた場合、または、温度センサ3の検
出温度t3が、第4の温度T4付近の所定の温度T43を越
えた場合(すなわちt2>T4 2、またはt3>T43)は媒
体12も冷却用に切り替えられ、媒体11、12がともに
冷却用として使用される。
【0049】そして、図8(b)に示すように、媒体1
1、12がともに冷却用として使用され、ファン9が第2
の回転数で動作している場合に、電子部品2の温度が低
下し、温度センサ3の検出温度t3が、第4の温度T2
近の所定の温度T43’(ただしT43’<T43とするのが
好ましいが、T43’=T43としてもよい)以下に下がっ
た場合(すなわちt3≦T43’)に、一つの媒体例えば
媒体12が、温度センサ用に切り替えられる。
【0050】電子部品2の温度が更に低下し、ファン9
の近傍に設けられた温度センサ10の検出温度t4が、
第3の温度T3付近の所定の温度T34’(ただしT34
<T34とするのが好ましいが、T34’=T34としてもよ
い)以下に下がった場合(すなわちt4≦T34’)に、
ファン9の回転数を減少させ、所定の第1の回転数で動
作させる。
【0051】電子部品2の温度が更に低下し、温度セン
サ用に切り替えられた媒体12の検出温度t2が、第2の
温度T2付近の所定の温度T22’(ただしT22’<T22
とするのが好ましいが、T22’=T22としてもよい)以
下に下がり、かつ温度センサ3の検出温度t3が、第2
の温度T2付近の所定の温度T23’(ただしT23’<T
23とするのが好ましいが、T23’=T23としてもよい)
以下に下がった場合(すなわちt2≦T22’、かつt3
23’)に、冷却用として使用されているもう一つの媒
体媒体11も、温度センサ用に切り替えられる。
【0052】媒体11、12が温度センサ用として使用さ
れ、ファン9が第1の回転数で動作している場合に、電
子部品2の温度が更に低下し、ファン9の近傍に設けら
れた温度センサ10の検出温度t4が、第1の温度T1
近の所定の温度T14’(ただしT14’<T14とするのが
好ましいが、T14’=T14としてもよい)以下に下がっ
た場合(すなわちt4≦T14’)に、ファン9の回転動
作を停止させる。
【0053】以上のように、この第4の実施形態におい
ては、第2の実施形態の場合の制御に加え、ファン9を
併用して冷却動作を行うように制御しているので、電子
部品2に対して、更にきめの細かい効果的な温度制御を
行うことができる。
【0054】なお、上述の説明では、ファン9の制御を
行うための温度検出を行うため温度センサ10を設けた
が、温度センサ10を設けずに、温度センサ3でファン
9の制御を行うための温度検出を行うようにしてもよ
い。
【0055】更にまた、上述の説明では、電子部品2に
接触するように配置される、冷却と温度検出が切替可能
な複数の媒体1の個数は2個としたが、3個以上とし、
温度が上昇するに従って、媒体1を一個づつ順次冷却用
に切り替えて行き、逆に温度が低下した場合は、温度の
低下に従って冷却用として使用している媒体1を一個づ
つ順次温度センサに切り替えるようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、冷却と温度検出が切替
可能な媒体と、効果的にその媒体の切り替えをする切替
部を設けることによって、被冷却部分の温度を直接測定
可能であるため、きめの細かい、効果的な温度制御が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る電子部品冷却
制御装置の構成を示すブロック図。
【図2】 本発明の第1の実施形態における制御動作を
説明する為の図。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係る電子部品冷却
制御装置の構成を示すブロック図。
【図4】 本発明の第2の実施形態における制御動作を
説明する為の図。
【図5】 本発明の第3の実施形態に係る電子部品冷却
制御装置の構成を示すブロック図。
【図6】 本発明の第3の実施形態における制御動作を
説明する為の図。
【図7】 本発明の第4の実施形態に係る電子部品冷却
制御装置の構成を示すブロック図。
【図8】 本発明の第4の実施形態における制御動作を
説明する為の図。
【符号の説明】
1、11、12…冷却と温度検出が切替可能な媒体 2…電子部品 3…温度センサ 4、41、42…切替部 5、51、52…温度検出部 6、61、62…冷却電源部 7…温度監視部 8…監視・制御部 9…フアン 10…温度センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品に接して設けられ冷却と温度検出
    が切替可能な媒体と、この媒体を冷却用と温度検出用と
    に切り替える切替手段と、前記電子部品近傍に設けられ
    た温度センサと、前記電子部品の温度が低い場合には、
    前記切替手段により前記媒体を温度検出用に切り替え、
    前記媒体または前記温度センサの検出温度が所定の温度
    を越えた場合には、前記切替手段により前記媒体を冷却
    用に切り替え、前記温度センサの検出温度が所定の温度
    以下になった場合には、前記切替手段により前記媒体を
    再び温度検出用に切り替えるように制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする電子部品冷却制御装置。
  2. 【請求項2】電子部品に接して設けられ、冷却と温度検
    出が切替可能な複数の媒体と、これらの媒体を冷却用と
    温度検出用とに切り替える切替手段と、前記電子部品近
    傍に設けられた温度センサと、前記電子部品の温度が低
    い場合には、前記切替手段により前記複数の媒体を温度
    検出用に切り替え、前記電子部品の温度が上昇するに従
    って前記媒体または前記温度センサの検出温度に基づい
    て、前記切替手段により前記媒体を1個づつ順次冷却用
    に切り替え、また前記電子部品の温度が低下するに従っ
    て前記媒体または前記温度センサの検出温度に基づい
    て、前記切替手段により前記媒体を1個づつ順次温度検
    出用に切り替えるように制御する制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする電子部品冷却制御装置。
  3. 【請求項3】前記電子部品を冷却するためのファンを設
    け、前記制御手段は、前記温度検出用に切り替えられた
    前記媒体、または前記温度センサ、または更に設けられ
    た温度センサの検出温度に基づいて、前記ファンを制御
    することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
    電子部品冷却制御装置。
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