JP2011018144A

JP2011018144A - 温度制御装置

Info

Publication number: JP2011018144A
Application number: JP2009161403A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ishizawa; 和彦石澤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-08
Also published as: JP5328529B2

Abstract

【課題】発熱する電子機器を備えた装置の温度を適切に制御することができる温度制御装置を提供すること。
【解決手段】発熱する電子機器を備えた基地局装置１０の温度を制御するＣＰＵ１６と、電子機器が発する熱を電磁波に変換する変換部１２と、変換部１１によって変換された電磁波を透過する透過部１１とを備え、透過部１１は、電磁波の透過度を調節可能であり、ＣＰＵ１６は、基地局装置１０の温度または電子機器の温度に応じて透過部１１の透過度を調整するよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発熱する電子機器を備えた装置の温度を制御する温度制御装置に関する。

通常、無線通信を行う基地局装置は、その内部に発熱する電子機器を備えている。この電子機器は、例えば、パワーアンプ、電源ユニット、ＯＣＸＯ（Oven Controlled Xtal Oscillator）、または、水晶振動子などである。また、基地局装置は、発熱する電子機器を空冷するための空冷用ファンを備えており、その空冷用ファンにて電子機器の発熱部分が冷却されることで、内部の温度が過度に上昇することを防いでいる。

また、基地局装置における冷却用ファンを制御するものとしては、基地局装置が温度センサを備え、この温度センサによって温度を検出し、温度がファン起動温度になると、冷却用ファンを駆動して温度上昇を防止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３４７９９３号公報（段落０００３〜段落０００８）

しかしながら、上述した基地局装置では、基地局装置の内部の温度が必要以上に高温とならないように、放熱効果を高めた構造設計となっているが、低温の状態にある基地局装置が起動するようなとき、ＯＣＸＯや水晶振動子を素早く適温になるよう温度を上昇させたい場合がある。

例えば、停電の影響等で基地局装置の電源が落ち、しばらく電源が投入できない場合、無線信号の送信に用いるＯＣＸＯや水晶振動子の温度が気温と同じ温度になってしまう程低下してしまい、この低下した温度の状態にある基地局装置が復旧して起動するような場合である。また、寒冷地にある基地局装置であれば、ＯＣＸＯや水晶振動子の温度が極端に下がってしまい、基地局装置の温度が適切に制御されないため、ＯＣＸＯや水晶振動子が適温になるまで時間が長くかかってしまい、長時間サービスが提供できない事態に陥る等の問題がある。

本発明は、このような問題を解決するために、発熱する電子機器を備えた装置の温度を適切に制御することができる温度制御装置を提供することを目的とする。

本発明の温度制御装置は、発熱する電子機器を備えた装置の温度を制御する温度制御部と、前記電子機器が発する熱を電磁波に変換する変換部と、前記変換部によって変換された電磁波を透過する透過部とを備え、前記透過部は、電磁波の透過度を調節可能であり、前記温度制御部は、前記装置の温度または前記電子機器の温度に応じて前記透過部の透過度を調整する構成を有している。

この構成により、電子機器を備えた装置の温度に応じて透過部の透過度を調整するため、透過部が温度調整の役割を果たすことになり、発熱する電子機器を備えた装置の温度を適切に制御することができる。

また、本発明の温度制御装置の前記温度制御部は、前記装置の起動時に前記装置の温度が所定値以下である場合、前記装置の温度が前記所定値を超えるまで電磁波を透過させないよう前記透過度を調整する構成を有している。

この構成により、放熱を最低限に留めることで電子機器を備えた装置の内部の温度上昇を促進し、素早く適温になるよう装置の内部の温度を上昇させることができる。

また、本発明の温度制御装置の前記温度制御部は、前記装置の温度を所定範囲に保つよう前記透過度を調整する構成を有している。

この構成により、電子機器を備えた装置の温度を所定範囲に保つよう透過部の透過度を調整するため、電子機器を備えた装置の性能を良好に保つことができる。

また、本発明の温度制御装置の前記透過部は、前記装置の温度に対応した前記透過度を示す対応情報に従って前記透過部の透過度を調整する構成を有している。

この構成により、簡易な構成で電子機器を備えた装置の温度を所定範囲に保つことができる。

また、本発明の温度制御装置の前記温度制御部は、前記透過度を調整したときから一定時間後の前記装置の温度と前記透過度の調整前の前記装置の温度とに基づいて前記透過度を調整する構成を有している。

この構成により、フィードバック制御で電子機器を備えた装置の温度をほぼ正確に所定範囲に保つことができる。

本発明は、発熱する電子機器を備えた装置の温度を適切に制御することができる温度制御装置を提供するものである。

図１は本発明の実施の形態に係る電子機器を備えた装置の内部構造を表す図である。変換部および透過部の拡大図である。本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置の動作例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置の動作例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る対応情報を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器を備えた装置の内部構造を表す図である。本発明の実施の形態では、電子機器を備えた装置を、通信端末と無線通信を行う基地局装置１０としている。なお、本発明の実施の形態に係る温度制御装置は、基地局装置に限定されて用いられるものではなく、様々な装置に適用可能である。

基地局装置１０は、透過部１１、変換部１２、パワーアンプユニット１３、電源ユニット１４、デジタルユニット１５、ＣＰＵ１６、および温度センサ１７を備えている。基地局装置１０を構成するこれらの部材は、基地局装置１０の筺体１８の中に設置されている。なお、筺体１８は、ハッチングで図示されている。

透過部１１のそれぞれを区別する場合には透過部１１Ａ、１１Ｂと記載し、それぞれを区別しない場合には、透過部１１と記載する。変換部１２のそれぞれを区別する場合には変換部１２Ａ、１２Ｂと記載し、それぞれを区別しない場合には、変換部１２と記載する。

デジタルユニット１５は、デジタル信号を処理するものであり、ＣＰＵ１６およびその他図示していないメモリや回路などによって構成されている。温度センサ１７は、基地局装置１０内の温度を検知し、ＣＰＵ１６は、基地局装置１０内の部材等を制御するようになっている。

パワーアンプユニット１３は、デジタルユニット１５にてデジタルからアナログ変換された信号を無線送信する際の信号レベルを増幅するものである。電源ユニット１４は、基地局装置１０を構成する電子機器に電源を供給するものである。

本発明の実施の形態に係る温度制御装置は、温度制御部、透過部１１、および変換部１２を有している。本発明の実施の形態に係る温度制御部は、例えばＣＰＵ１６によって構成され、ＣＰＵ１６は、発熱する電子機器を備えた基地局装置１０の温度を制御するようになっている。ここで、発熱する電子機器は、例えば、パワーアンプユニット１３または電源ユニット１４である。また、発熱する電子機器は、ここでは図示していないがＯＣＸＯまたは水晶振動子等の無線通信に関する機器でもよい。

変換部１２は、電子機器が発する熱を電磁波（可視光または赤外線など）に変換するようになっている。例えば、変換部１２は、熱から赤外線に変換する赤外線変換機器、または、熱エネルギーを利用して発電を行ない、その発電電力によって発光ダイオード等で可視光として発光させる機器でもよい。

透過部１１は、液晶フィルタ等によって構成されており、変換部１２によって変換された電磁波を透過するようになっている。また、透過部１１は、電磁波の透過度を調節可能であり、透過度は、ＣＰＵ１６によって調節される。以下、電磁波を可視光として説明する。

図２は、変換部および透過部の拡大図である。変換部１２は、熱を受けて可視光に変換し、透過部１１は、可視光を透過する。筺体１８と発熱する電子機器とが直に接触することなく、筺体１８と発熱する電子機器との間に変換部１２および透過部１１を設けることで、熱の伝達が制御されるようにする。

ＣＰＵ１６は、温度センサ１７で検知された基地局装置１０の温度に応じて透過部１１の透過度を調整するようになっている。また、ＣＰＵ１６は、電子機器の温度に応じて透過部１１の透過度を調整するようにしてもよい。

以上のように構成された本発明の実施例に係る温度制御装置の動作について図面を用いて説明する。

（本発明の第１の実施の形態）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置の動作例を示すフローチャートである。本フローチャートでは、例えば、基地局装置１０の電源が落ち、しばらく電源が投入できない場合、基地局装置１０の温度が低下してしまい、基地局装置１０の起動時に基地局装置１０の温度が所定値以下である場合に関する動作について説明している。

まず、基地局装置１０の起動直後に、ＣＰＵ１６は、可視光を透過させないように透過部１１Ａおよび透過部１１Ｂの透過度を設定する（Ｓ１）。次に、一定時間が経過後に、ＣＰＵ１６は、温度センサ１７で検知された基地局装置１０の温度が所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ２）。ここで、所定値は、基地局装置１０の性能が良好に保つような温度で、例えば無線通信の性能（送信周波数等の変動）が良好に保つような温度である。

基地局装置１０の温度が所定値を超えていない場合、ＣＰＵ１６は、可視光を透過させないように透過部１１Ａおよび透過部１１Ｂの透過度を継続する（Ｓ３）。基地局装置１０の温度が所定値を超えていた場合、ＣＰＵ１６は、基地局装置１０の温度を所定範囲に保つように、透過部１１Ａおよび透過部１１Ｂの透過度を調整しながら温度制御を実行する（Ｓ４）。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置は、基地局装置１０の起動時に基地局装置１０の温度が所定値以下である場合、所定値を超えるまで可視光を透過させないよう透過部１１の透過度を調整するため、放熱を最低限に留めることで基地局装置１０の内部の温度上昇を促進すると共に基地局装置１０が復旧してからのサービスの開始を早めることができる。

（本発明の第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置の動作例を示すフローチャートである。本フローチャートでは、基地局装置１０の温度を所定範囲に保つよう制御する動作について説明している。所定範囲は、基地局装置１０の性能が良好に保つような温度範囲である。

また、本フローチャートでは、可視光を透過させないように透過部１１Ｂの透過度が固定されており、透過部１１Ａの透過度が制御される動作について説明している。しかし、このような動作に限定されず、透過部１１Ａおよび透過部１１Ｂの透過度の双方が同時に制御されてもよく、温度センサの設置を、温度センサ１７の１つに限定することもない。

まず、ＣＰＵ１６は、基地局装置１０の温度に対応した透過度を示す対応情報に従い、現在の基地局装置１０の温度に対応した透過部１１Ａの透過度を特定する（Ｓ１１）。ここで、本発明の第２の実施の形態に係る対応情報はメモリに記憶されており、この対応情報を図５に示す。図５の対応情報は、基地局装置１０の温度が高くなるにつれて透過度が高くなっており、基地局装置１０の温度を所定範囲に保つように設定されている。

次に、ＣＰＵ１６は、特定した透過度を透過部１１Ａに設定する（Ｓ１２）。一定時間が経過後に、ステップＳ１１を繰り返す。

なお、ＣＰＵ１６は、基地局装置１０の温度を所定範囲に保つようフィードバック制御を導入し、透過部１１Ａの透過度を調整したときから一定時間後の基地局装置１０の温度および透過度の調整前の基地局装置１０の温度と、調整前の透過部１１Ａの透過度に基づいて、これから設定する透過部１１Ａの透過度を決定するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置は、基地局装置１０の温度を所定範囲に保つよう透過部１１の透過度を調整するため、ＯＣＸＯや水晶振動子などの周辺回路の温度が保たれて送信周波数等の変動も最小限に抑えることができ、無線通信の性能を良好に保つことができる。

本発明の実施の形態に係る温度制御装置は、基地局装置１０の温度に応じて透過部１１（液晶フィルタ）の透過度を調整するため、透過部１１が温度調整の役割を果たすことになり、発熱する電子機器を備えた基地局装置１０の温度を適切に制御することができる。本発明の実施の形態では、基地局装置１０の温度を検知する構成について説明したが、本発明の実施の形態に係る温度制御装置は、パワーアンプユニット１３、電源ユニット１４などの電子機器の温度に応じて透過部１１の透過度を調整するようにしてもよい。

ところで、基地局装置は、広範囲の温度でも正常に動作する部品で組み立てることも可能であるが、そのような部品は大変高価であり、基地局装置の製造コストを抑える上では好ましくない。そこで、本発明を導入することで、広範囲の温度でも正常に動作する高価な部品を使用しなくても、同等の基地局性能を満たすことが可能となり、基地局装置の製造コストを抑えることが可能となる。

本発明の温度制御装置は、発熱する電子機器を備えた装置の温度を適切に制御することができるという効果を有し、発熱する電子機器を備えた装置に有用である。

１０基地局装置
１１透過部
１２変換部
１３パワーアンプユニット
１４電源ユニット
１５デジタルユニット
１６ＣＰＵ
１７温度センサ
１８筺体

Claims

発熱する電子機器を備えた装置の温度を制御する温度制御部と、
前記電子機器が発する熱を電磁波に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された電磁波を透過する透過部とを備え、
前記透過部は、電磁波の透過度を調節可能であり、前記温度制御部は、前記装置の温度または前記電子機器の温度に応じて前記透過部の透過度を調整することを特徴とする温度制御装置。
前記温度制御部は、前記装置の起動時に前記装置の温度が所定値以下である場合、前記装置の温度が前記所定値を超えるまで電磁波を透過させないよう前記透過度を調整することを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
前記温度制御部は、前記装置の温度を所定範囲に保つよう前記透過度を調整することを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
前記透過部は、前記装置の温度に対応した前記透過度を示す対応情報に従って前記透過部の透過度を調整することを特徴とする請求項３に記載の温度制御装置。
前記温度制御部は、前記透過度を調整したときから一定時間後の前記装置の温度と前記透過度の調整前の前記装置の温度とに基づいて前記透過度を調整することを特徴とする請求項３に記載の温度制御装置。