JP2010141708A

JP2010141708A - 温度制御回路、温度制御方法、プログラム、記録媒体及び携帯通信端末

Info

Publication number: JP2010141708A
Application number: JP2008317158A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Miyashita; 務宮下
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】送信電力が大きい場合であっても、通常の正常動作を保障し、安全性を保つことができる温度制御回路、温度制御方法、プログラム、記録媒体及び携帯通信端末を提供する。
【解決手段】温度制御回路は、素子の送信電力を判別する判別手段と、素子の送信電力を検波して電圧を測定する検波手段と、素子の温度を検出し、該温度と温度閾値とを比較する少なくとも２以上の温度検出手段と、を有する。少なくとも２以上の温度検出手段は、各々異なった温度閾値を含み、検波手段は、電圧を判別手段に入力する。判別手段は、判別手段により判別された素子の送信電力と検波手段により入力された電圧とに基づいて、２以上の温度検出手段の何れかを選択し、選択された温度検出手段が含む温度閾値よりも素子の温度が高い場合には、素子への電源供給を停止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、温度上昇を制御する温度制御回路、温度制御方法、プログラム、記録媒体及び携帯通信端末に関する。

近年、携帯電話機等の携帯通信端末が普及しているが、携帯電話機等の温度上昇に関する安全性の向上が求められてきている。携帯電話機では、通常、ＬＳＩ（Large Scale Integration）の低消費電力化やＳＷによる電源制御の最適化により、正常動作時には発熱を抑制することが可能となっている。一方、部品故障時の安全性に関しては、温度センサ等による温度監視や、電源にフューズを入れることにより、故障した部品への電源供給をオフにする回路を構成する事が多い。

例えば、パワーアンプ（以下ＰＡと呼ぶ）などの能動素子が故障した場合、ＰＡの電源と端末のグランドがパーシャルショートし、大電流が流れる場合がある。このような場合、大電流によりＰＡが発熱し、携帯電話機の筐体表面にまで熱が伝達し、筐体表面温度が高温となり、製品安全上問題となるおそれがあった。

上記問題を解決するために、温度センサにてＰＡ周辺の温度を感知し、ＰＡの異常発熱時には温度センサが反応することにより、ＰＡの電源を強制的にオフとする技術が開示されている。

また、上記した問題に関連して、画像形成装置の定着ローラにおいて、通電電力値の上昇に伴って温度異常検出温度も上昇する立ち上がり曲線を有し、該立ち上がり曲線との比較により、部品の故障等に起因する温度異常を検出する技術も開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−００４７１２号公報

しかし、ＰＡ電源のオン／オフを判別する温度閾値に関して、ＰＡ出力電力が大きい場合には自身が発熱してしまうので、ＰＡ異常時のみを検出する温度に設定するためには、閾値温度を高めに設定する必要性がある。温度閾値を高めに設定すれば、ＰＡ電源制御を誤動作させる可能性は低いが、ＰＡ異常時には温度センサ検出温度が高くなってしまうため、筐体表面温度も高くなり、製品安全上は好ましくないという問題があった。

また、上記特許文献１の技術では、部品の温度と通電電力値に基づいた基準曲線の温度のみを比較して温度異常を検出する。そして、温度異常が検出された場合には装置自体の動作を停止する。そのため、通電電力値が大きい場合には、どのような場合であっても温度異常であると判断される温度閾値も高くなってしまい、装置の安全性を低下させてしまうという問題があった。

本発明はこのような実情を鑑みてなされたものであり、送信電力が大きい場合であっても、通常の正常動作を保障し、安全性を保つことができる温度制御回路、温度制御方法、プログラム、記録媒体及び携帯通信端末を提供することを目的とする。

本発明の温度制御回路は、素子の送信電力を判別する判別手段と、素子の送信電力を検波して電圧を測定する検波手段と、素子の温度を検出し、該温度と温度閾値とを比較する少なくとも２以上の温度検出手段と、を有し、少なくとも２以上の温度検出手段は、各々異なった温度閾値を含み、検波手段は、電圧を判別手段に入力し、判別手段は、判別手段により判別された素子の送信電力と検波手段により入力された電圧とに基づいて、２以上の温度検出手段の何れかを選択し、選択された温度検出手段が含む温度閾値よりも素子の温度が高い場合には、素子への電源供給を停止することを特徴とする。

本発明の温度制御方法は、素子の送信電力を判別する判別ステップと、素子の送信電力を検波して電圧を測定する検波ステップと、素子の温度を検出し、該温度と少なくとも２以上の温度閾値の何れかとを比較する温度検出ステップと、を有し、検波ステップは、電圧を入力し、判別ステップは、判別ステップにより判別された素子の送信電力と検波ステップにより入力された電圧とに基づいて、温度検出ステップで用いる温度閾値を選択し、選択された温度閾値よりも素子の温度が高い場合には、素子への電源供給を停止することを特徴とする。

本発明のプログラムは、素子の送信電力を判別する処理と、素子の送信電力を検波して電圧を測定する処理と、素子の温度を検出し、該温度と少なくとも２以上の温度閾値の何れかとを比較する処理と、をコンピュータに実行させ、測定する処理は、電圧を入力し、判別する処理は、判別された素子の送信電力と入力された電圧とに基づいて、比較する処理で用いる温度閾値を選択し、選択された温度閾値よりも素子の温度が高い場合には、素子への電源供給を停止することをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

本発明の記録媒体は、上記プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。

本発明の携帯通信端末は、上記温度制御回路を有することを特徴とする。

本発明によれば、送信電力が大きい場合であっても、通常の正常動作を保障し、安全性を保つことが可能となる。

以下に本発明の実施形態の例について、図面を用いて詳細に説明する。尚、本実施形態では、温度制御回路を備える携帯通信端末の例として携帯電話機を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る温度制御回路の概略構成例を示す。図示するように、本実施形態に係る温度制御回路は、Ｐｏｗｅｒ判定回路１０１、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２、温度センサ（Ｈｉ）１０３、ＯＲ回路１０４、電源１０５、ＦＥＴ１０６、ＰＡ１０７、アンテナ１０８、を備える。

Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は、送信電力と所定の送信電力の設定値を比較し、ＰＡ１０７の送信電力の大・小を判別する。温度センサ１０２、１０３は、温度による閾値を保持しており、周囲の温度を検出し、温度が閾値以下の場合「Ｌｏｗ」、閾値以上の場合「Ｈｉ」を出力する機能を持っている。例えば、本実施形態では、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２の温度閾値を６０℃とし、温度センサ１０３（Ｈｉ）の温度閾値を８０℃とする。ＯＲ回路１０４は、２入力、１出力の回路である。

電源１０５は、ＰＡ１０７に電力を供給する。ＰＡ１０７は、アンテナ１０８に接続し、図示しない基地局へ送信電波を伝送する。ＦＥＴ１０６は、Ｐ−ｃｈのＦＥＴであり、Ｇ−Ｓ端子間の電圧が負の場合、つまり、Ｓ端子の電位は正電源なので、Ｇ端子電圧が０Ｖの時に、ＦＥＴ１０６はｏｎとなり、Ｓ端子よりＤ端子に電流を流すことが可能となる。温度センサ（Ｌｏｗ）１０２及び温度センサ（Ｈｉ）１０３は、ＰＡ１０７の近傍に配置されており、ＰＡ１０７の温度を監視する役割を持っている。

尚、本実施形態では、温度センサ１０２、１０３は、ＰＡ１０７の周囲の温度を検出し、その検出した温度と温度センサ１０２、１０３が保持する温度閾値を比較している。しかし、これに限定されるものではなく、ＰＡ１０７の温度を直接検出してもよいし、ＰＡ１０７の周辺温度からＰＡ１０７の温度を予測した温度を温度センサ１０２、１０３が保持している閾値温度と比較することも可能である。

図２は、本実施形態に係る温度制御回路の動作例を示す。次に、本実施形態に係る温度制御回路の動作例について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。

携帯電話機は基地局と音声通話やデータ通信などの通信を開始し、ＰＡ１０７の動作を開始する（ステップＳ２０１）。ＰＡ１０７の動作が開始すると、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は、ＰＡ１０７の送信電力の判別を行う（ステップＳ２０２）。送信電力が所定の送信電力よりも大きいと判別された場合（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）は、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は温度閾値が高い温度センサ（Ｈｉ）１０３を選択し、温度センサ（Ｈｉ）１０３をオンとし、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２はオフとする。

ここで、ＰＡ１０７が異常状態である場合（ステップＳ２０４／ＹＥＳ）は、ＰＡ１０７に異常電流が流れ、ＰＡ１０７が発熱する。ＰＡ１０７の温度上昇により温度センサ（Ｈｉ）１０３の温度閾値(８０℃)を超える状態となり、温度センサ１０３は「Ｈｉ」を出力する(ステップＳ２０６)。すると、ＯＲ回路１０４を介して、ＦＥＴ１０６のＧ端子は「Ｈｉ」となり、ＦＥＴ１０６がオフとなる(ステップＳ２０７)。したがって、ＰＡ１０７への電源供給は停止し（ステップＳ２０８）、ＰＡ１０７の異常発熱を抑制する。尚、ＰＡ１０７に異常が発生していない場合(ステップＳ２０４／ＮＯ)は、ＰＡ１０７は通常の動作を行い、異常な発熱はないため、通常の動作を継続することとなる(ステップＳ２０５)。

次に、上記ステップＳ２０２の処理において、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１によりＰＡ１０７の送信電力が所定の送信電力よりも小さいと判別された場合（ステップＳ２０２／ＮＯ）は、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は温度センサ（Ｌｏｗ）１０２を選択し、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２をオンとし、温度センサ（Ｈｉ）１０３はオフとする(ステップＳ２０９)。

ここで、ＰＡ１０７が異常状態である場合（ステップＳ２１０／ＹＥＳ）は、ＰＡ１０７に異常電流が流れ、ＰＡ１０７が発熱する。ＰＡ１０７の温度上昇により温度センサ（Ｌｏｗ）１０２の温度閾値(６０℃)を超える状態となり、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２は「Ｈｉ」を出力する(ステップＳ２１２)。すると、ＯＲ回路１０４を介して、ＦＥＴ１０６のＧ端子は「Ｈｉ」となり、ＦＥＴ１０６がオフとなる(ステップＳ２０７)。したがって、ＰＡ１０７への電源供給は停止し（ステップＳ２０８）、ＰＡ１０７の異常発熱を抑制する。尚、ＰＡ１０７に異常が発生していない場合(ステップＳ２１０／ＮＯ)は、ＰＡ１０７は通常の動作を行い、異常な発熱はないため、通常の動作を継続することとなる(ステップＳ２１１)。

尚、本実施形態では温度センサが２個であることを前提に説明したが、送信電力の設定を、３段階以上とすれば、温度センサも３個以上使用することも可能であり、より繊細な温度制御を実現することが可能である。

本実施形態により、Ｐｏｗｅｒ判定部にて送信電力を判定し、２個の温度センサを切り替えることにより、ＰＡ異常時にＰＡ電源をオフする温度閾値を最適化することが可能となる。これにより、送信電力が小さい場合、ＰＡ周辺温度を低い温度にてＰＡ電源をオフすることが可能となり、製品の安全性を向上させることが可能となる。

（実施形態２）
本実施形態では、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１の判定要素として、実際の送信電力の検波結果を反映する場合について説明する。

図３は、本実施形態に係る温度制御回路の概略構成例を示す。図３に示すように、本実施形態に係る温度制御回路は、上記実施形態１の温度制御回路の構成に加え、ＰＡ１０７の送信電力を検波する検波部３０１を備えている。尚、他の構成については、同要素には同符号を付し、説明を省略する。

検波部３０１は、ＰＡ１０７とアンテナ１０８の間に配置され、ＰＡ１０７の送信電力を検波し、ＤＣ電圧をＰｏｗｅｒ判定部１０１に入力する。本実施形態では、検波部３０１が送信電力を検波することにより測定した実際の電圧を、電圧Ｖｂとする。

図４は、本実施形態に係る温度制御回路の動作例を示す。次に、本実施形態に係る温度制御回路の動作例について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

携帯電話機は基地局と音声通話やデータ通信などの通信を開始し、ＰＡ１０７の動作を開始する（ステップＳ４０１）。ＰＡ１０７の動作が開始すると、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は、ＰＡ１０７の送信電力の判別を行う（ステップＳ４０２）。送信電力が所定の送信電力よりも大きいと判別された場合（ステップＳ４０２／ＹＥＳ）は、送信電力大の時に想定される電圧Ｖａと、検波部３０１で実際に検波された電圧Ｖｂとを比較する（ステップＳ４０３）。

想定される検波電圧Ｖａと実際に検波した電圧Ｖｂが同等である場合(ステップＳ４０３／ＮＯ)には、ＰＡ１０７は正常の電力を出力していると想定する。そして、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は温度閾値が高い温度センサ（Ｈｉ）１０３を選択し、温度センサ（Ｈｉ）１０３をオンとし、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２はオフとする（ステップＳ４０４）。

ここで、ＰＡ１０７が異常状態である場合（ステップＳ４０５／ＹＥＳ）は、ＰＡ１０７に異常電流が流れ、ＰＡ１０７が発熱する。ＰＡ１０７の温度上昇により温度センサ（Ｈｉ）１０３の温度閾値(８０℃)を超える状態となり、温度センサ１０３は「Ｈｉ」を出力する(ステップＳ４０７)。すると、ＯＲ回路１０４を介して、ＦＥＴ１０６のＧ端子は「Ｈｉ」となり、ＦＥＴ１０６がオフとなる(ステップＳ４０８)。したがって、ＰＡ１０７への電源供給は停止し（ステップＳ４０９）、ＰＡ１０７の異常発熱を抑制する。尚、ＰＡ１０７に異常が発生していない場合(ステップＳ４０５／ＮＯ)は、ＰＡ１０７は通常の動作を行い、異常な発熱はないため、通常の動作を継続することとなる(ステップＳ４０６)。

一方、例えば、送信電力大の時に想定される電圧Ｖａ=２Ｖである場合、ＰＡ１０７が故障している場合にはＰＡ１０７の電圧は低くなり、Ｖｂ＝１Ｖ程度となる。よって、送信電力が大に設定されているにもかかわらず、実際の検波電圧Ｖｂが予想される検波電圧Ｖａより低い場合(Ｖａ＞Ｖｂ)（ステップＳ４０３／ＹＥＳ）は、ＰＡ１０７は何かしらの異常状態と予想する。そして、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２を選択し(ステップＳ４１０)、ＰＡ１０７の電源をオフとする温度閾値を低い値として、ＰＡ１０７の温度を監視する。

ＰＡ１０７の温度を監視した結果、ＰＡ１０７が異常状態である場合（ステップＳ４１１／ＹＥＳ）は、ＰＡ１０７に異常電流が流れ、ＰＡ１０７が発熱する。ＰＡ１０７の温度上昇により温度センサ（Ｌｏｗ）１０２の温度閾値(６０℃)を超える状態となり、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２は「Ｈｉ」を出力する(ステップＳ４１３)。すると、ＯＲ回路１０４を介して、ＦＥＴ１０６のＧ端子は「Ｈｉ」となり、ＦＥＴ１０６がオフとなる(ステップＳ４０８)。したがって、ＰＡ１０７への電源供給は停止し（ステップＳ４０９）、ＰＡ１０７の異常発熱を抑制する。尚、ＰＡ１０７に異常が発生していない場合(ステップＳ４１１／ＮＯ)は、ＰＡ１０７は通常の動作を行い、異常な発熱はないため、通常の動作を継続することとなる(ステップＳ４１２)。

上記ステップＳ４０２の処理において、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１により送信電力が所定の送信電力よりも小さいと判別された場合（ステップＳ４０２／ＮＯ）は、Ｐｏｗｅｒ判定部１０１は温度センサ（Ｌｏｗ）１０２を選択し、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２をオンとし、温度センサ（Ｈｉ）１０３はオフとする(ステップＳ４１０)。

ここで、ＰＡ１０７が異常状態である場合（ステップＳ４１１／ＹＥＳ）は、ＰＡ１０７に異常電流が流れ、ＰＡ１０７が発熱する。ＰＡ１０７の温度上昇により温度センサ（Ｌｏｗ）１０２の温度閾値(６０℃)を超える状態となり、温度センサ（Ｌｏｗ）１０２は「Ｈｉ」を出力する(ステップＳ４１３)。すると、ＯＲ回路１０４を介して、ＦＥＴ１０６のＧ端子は「Ｈｉ」となり、ＦＥＴ１０６がオフとなる(ステップＳ４０８)。したがって、ＰＡ１０７への電源供給は停止し（ステップＳ４０９）、ＰＡ１０７の異常発熱を抑制する。尚、ＰＡ１０７に異常が発生していない場合(ステップＳ４１１／ＮＯ)は、ＰＡ１０７は通常の動作を行い、異常な発熱はないため、通常の動作を継続することとなる(ステップＳ４１２)。

本実施形態により、Ｐｏｗｅｒ判定部の判定要素として、実際の送信電力の検波結果を反映することにより、ＰＡ異常時にＰＡ電源をオフする温度閾値を低く設定することが可能となる。これにより、送信電力が大きい場合であっても、温度センサの温度閾値を低く設定することができ、製品の安全性を向上させることが可能となる。

尚、各図のフローチャートに示す処理を、ＣＰＵが実行するためのプログラムは本発明によるプログラムを構成する。このプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、半導体記憶部や光学的及び／又は磁気的な記憶部等を用いることができる。このようなプログラム及び記録媒体を、前述した各実施形態とは異なる構成のシステム等で用い、そこのＣＰＵで上記プログラムを実行させることにより、本発明と実質的に同じ効果を得ることができる。

以上好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した温度制御回路、温度制御方法、プログラム、記録媒体及び携帯通信端末に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるということは言うまでもない。

本実施形態に係る温度制御回路の概略構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る温度制御回路の動作例を示すフローチャートである。本実施形態に係る温度制御回路の概略構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る温度制御回路の動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１Ｐｏｗｅｒ判定部
１０２温度センサ（Ｌｏｗ）
１０３温度センサ（Ｈｉ）
１０４ＯＲ回路
１０５電源
１０６ＦＥＴ
１０７パワーアンプ（ＰＡ）
１０８アンテナ
３０１検波部

Claims

素子の送信電力を判別する判別手段と、
前記素子の送信電力を検波して電圧を測定する検波手段と、
前記素子の温度を検出し、該温度と温度閾値とを比較する少なくとも２以上の温度検出手段と、を有し、
前記少なくとも２以上の温度検出手段は、各々異なった温度閾値を含み、
前記検波手段は、前記電圧を前記判別手段に入力し、
前記判別手段は、前記判別手段により判別された素子の送信電力と前記検波手段により入力された電圧とに基づいて、前記２以上の温度検出手段の何れかを選択し、
選択された前記温度検出手段が含む温度閾値よりも前記素子の温度が高い場合には、前記素子への電源供給を停止することを特徴とする温度制御回路。
前記判別手段は、前記素子の送信電力が所定の送信電力設定よりも大きい場合に、前記検波手段により入力された電圧に基づいて、前記２以上の温度検出手段の何れかを選択することを特徴とする請求項１記載の温度制御回路。
前記判別手段は、前記素子の送信電力が、少なくとも２以上の送信電力設定の何れであるかを判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の温度制御回路。
前記素子は、パワーアンプであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の温度制御回路。
素子の送信電力を判別する判別ステップと、
前記素子の送信電力を検波して電圧を測定する検波ステップと、
前記素子の温度を検出し、該温度と少なくとも２以上の温度閾値の何れかとを比較する温度検出ステップと、を有し、
前記検波ステップは、前記電圧を入力し、
前記判別ステップは、前記判別ステップにより判別された素子の送信電力と前記検波ステップにより入力された電圧とに基づいて、前記温度検出ステップで用いる温度閾値を選択し、
選択された前記温度閾値よりも前記素子の温度が高い場合には、前記素子への電源供給を停止することを特徴とする温度制御方法。
前記判別ステップは、前記素子の送信電力が所定の送信電力設定よりも大きい場合に、前記検波ステップにより入力された電圧に基づいて、前記２以上の温度閾値の何れかを選択することを特徴とする請求項５記載の温度制御方法。
前記判別ステップは、前記素子の送信電力が、少なくとも２以上の送信電力設定の何れであるかを判別することを特徴とする請求項５又は６に記載の温度制御方法。
素子の送信電力を判別する処理と、
前記素子の送信電力を検波して電圧を測定する処理と、
前記素子の温度を検出し、該温度と少なくとも２以上の温度閾値の何れかとを比較する処理と、をコンピュータに実行させ、
前記測定する処理は、前記電圧を入力し、
前記判別する処理は、判別された前記素子の送信電力と入力された前記電圧とに基づいて、前記比較する処理で用いる温度閾値を選択し、
選択された前記温度閾値よりも前記素子の温度が高い場合には、前記素子への電源供給を停止することをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
前記素子の送信電力が所定の送信電力設定よりも大きい場合に、前記入力された電圧に基づいて、前記２以上の温度閾値の何れかを選択することをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項８記載のプログラム。
前記素子の送信電力が、少なくとも２以上の送信電力設定の何れであるかを判別することをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項８又は９に記載のプログラム。
請求項８から１０の何れか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
請求項１から４の何れか１項に記載の温度制御回路を有する携帯通信端末。