JP2013210685A - 電気回路の熱暴走対策システム及び電気回路の熱暴走防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱暴走の可能性が有る電子デバイスを使用した電気回路が異常な温度となった際には、熱暴走発生と判断して該電子デバイスへの電源供給を停止させることを可能にし、熱暴走時の対応を強化すること。
【解決手段】パッケージ内の温度及び熱暴走する可能性を有する電子デバイスＤ１内の温度を検出する温度センサＳ１の検出温度が所定の異常値となった場合、及び電子デバイスＤ１の電源であるオンボード電源Ｓ３からの出力電圧値が所定の異常値として電圧センサＳ２で検出された場合、さらにオンボード電源Ｓ３内で出力電流値が所定の異常値として検出された場合には、制御システムＣ１が、熱暴走の発生状況を記録し、システムＣ３のリセット制御を停止させ、オンボード電源Ｓ３を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は電気回路の熱暴走対策システム及び電気回路の熱暴走防止方法に係る。特に、熱暴走を発生させる電子デバイスで構成される電気回路において、該電子デバイスで発生する熱暴走の対策を強化すると共に、熱暴走発生の履歴を残すことができる電気回路の熱暴走対策システム及び電気回路の熱暴走防止方法に関する。

図３は、一般的な電気回路に適用される周知の熱暴走対策システムの回路構成を示す回路図である。同図に示す回路は、電子デバイスＤ４、電子デバイスＤ５、制御システムＣ４、システムＣ５、電圧センサＳ７、オンボード電源Ｓ１０、電圧センサＳ９、を具備する。電子デバイスＤ４は、熱暴走を発生するデバイスである。電子デバイスＤ５は、電子デバイスＤ４とは別の機能を具備したデバイスである。オンボード電源Ｓ８は、電子デバイスＤ４に電源を供給する装置である。オンボード電源Ｓ８は、電流センサを含む。制御システムＣ４は、オンボード電源Ｓ８を制御するシステムである。システムＣ５は、電子デバイスＤ４，Ｄ５及び制御システムＣ４をリセットするシステムである。電圧センサＳ７は、オンボード電源Ｓ８が電子デバイスＤ４へ供給する電源を監視するセンサである。オンボード電源Ｓ１０は、電子デバイスＤ５及び制御システムＣ４に電源を供給する装置である。電圧センサＳ９は、オンボード電源Ｓ１０が電子デバイスＤ５及び制御システムＣ４へ供給する電源を監視するセンサである。なお、図３において、実線は電源系の接続配線を示し、鎖線は制御系の接続配線を示す。

図４は、図３に示す周知の熱暴走対策システムにおいて、電子デバイスＤ４で熱暴走が発生してから停止するまでの動作を示すシーケンス図である。以下、図３に示す周知の熱暴走対策システムの動作を、図４に示すシーケンスを使用して説明する。（回路状況ＴＲ２）：回路状況ＴＲ２では、電子デバイスＤ４で熱暴走が発生する。

（検出動作Ｓ７）：検出動作Ｓ７では、電圧センサＳ７が、電圧値を検出すると共に該電圧値が異常であるか否かを判定する。電圧センサＳ７において異常な電圧値が検出された場合は処理動作Ｒ７に遷移する。また、電圧センサＳ７において正常な電圧値が検出された場合は検出動作Ｓ８に遷移する。（検出動作Ｓ８）：検出動作Ｓ８では、オンボード電源Ｓ８が、電流値を検出すると共に該電流値が異常（過電流）であるか否かを判定する。オンボード電源Ｓ８において異常な電流値が検出された場合は処理動作Ｒ８に遷移する。また、オンボード電源Ｓ８において正常な電流値が検出された場合は回路状況Ｒ０に遷移する。

（処理動作Ｒ７）：処理動作Ｒ７では、制御システムＣ４が、オンボード電源Ｓ８を停止させ、これにより、電子デバイスＤ４が停止する。また、制御システムＣ４は、電子デバイスＤ４，Ｄ５及び制御システムＣ４（自己）をリセットし、オンボード電源Ｓ８を再起動する。（処理動作Ｒ８）：処理動作Ｒ８では、制御システムＣ４が、オンボード電源Ｓ８を停止させ、これにより、電子デバイスＤ４が停止する。また、制御システムＣ４は、電子デバイスＤ４，Ｄ５及び制御システムＣ４（自己）をリセットし、オンボード電源Ｓ８を再起動する。（回路状況Ｒ０）：回路状況Ｒ０では、回路の動作状況には変化が無く、電子デバイスＤ４の熱暴走は継続する。

この分野の公知例技術として、例えば特許文献１には、強制サスペンド処理の実行前にそのことをユーザに通知して、ユーザによる誤操作を防止することを開示している。具体的には、ＣＰＵなどの温度異常やローバッテリが、電源コントローラによって検知されると、強制サスペンド処理ルーチンによって、そのときの作業環境を復元するために必要なデータがセーブされた後にシステム電源がオフする。このシステム電源のオフは、温度異常によってシステム電源が強制的にオフされることを通知するためのメッセージ画面が表示された後に行う。よって、ユーザはＣＰＵの熱暴走防止のためにサスペンドされることや、バッテリ切れによってサスペンドされることを認識できるので、強制サスペンドによるパワーオフ直後にユーザが電源を再投入すると誤った操作が行われることを未然に防止することができる。

また、例えば特許文献２には、移動体通信装置において、ＣＰＵが無線待ち受け処理を行っているときには、その処理が中断されないようにする。また、主電源オン時に確実にＣＰＵをリセットすることができるようにすることを開示している。具体的には、移動体の主電源オフ時においても間欠的に無線待ち受け状態となる移動体通信装置において、無線待ち受け処理を行う無線部ＣＰＵと、無線部ＣＰＵをリセットする制御部ＣＰＵとを有する。そして、制御部ＣＰＵがリセットを行うタイミングにおいて、無線部ＣＰＵが無線待ち受け処理を行っているときは無線待ち受け処理中信号を出力し、リセットが行われないようにする。また、主電源がオンしたときに、制御部ＣＰＵは無線部ＣＰＵから無線待ち受け処理中信号が出力されていないことを判定して、無線部ＣＰＵをリセットする。

さらに、例えば特許文献３には、メモリへの書込み処理とウォッチドッグタイマによるリセット処理とが同時に生じることによるデータの喪失を防止し、メモリに保存されるデータの信頼性を向上することができる電子制御装置を開示している。具体的には、電子制御装置は、マイコンとウォッチドッグタイマ部とスタンバイＲＡＭとを備える。ウォッチドッグタイマ部は、マイコンからのウォッチドッグパルスによりクリアされるタイマと、該タイマのカウント値がリセット閾値に達したときにマイコンをリセットするリセット処理部とを含んでいる。また、電子制御装置は、スタンバイＲＡＭへの書込み要求に対して、タイマのカウント値が所定の書込み制御閾値に達している場合にはスタンバイＲＡＭへの書込みをキャンセルし、達していない場合にはスタンバイＲＡＭへの書込みを実行する。

特開平１０−２４０３６７号公報 特許第４２４０９２７号公報 特開２００９−１８７７３号公報

ところで、周知の熱暴走対策システムにあっては、熱暴走発生時に、電源を停止するとＰＯＲ回路からシステム全体にリセットがかけられるため、停止に至る理由が残らないといった問題点が有った。また、熱暴走が一度発生すると、そのサイクルが無限に続くため、原因不明のシステムダウンが断続的に発生するという問題点が有った。

例えば、一般的な電気回路に適用される周知の熱暴走対策システムの場合、熱暴走発生時に、オンボード電源Ｓ８またはオンボード電源Ｓ１０を停止すると、ＰＯＲ回路であるシステムＣ５から、システム全体にリセットが掛けられる。そのため、停止に至る理由が履歴情報として残らない、といった問題点が有った。また、熱暴走が一度発生すると、“熱暴走発生→システムのリセット→システムの復旧→熱暴走発生・・・”のサイクルが無限に続くため、原因不明のシステムダウンが断続的に発生するといった問題点が有った。

本発明の目的は、上述した課題を解決する電気回路の熱暴走対策システム及び電気回路の熱暴走防止方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気回路の熱暴走対策システムは、出力電流値を検出すると共に熱暴走する可能性を有する電子デバイスへの電源供給を行う電源供給手段と、前記電子デバイスの周辺環境における異常温度値を検出する温度センサと、前記電子デバイスへの前記電源供給手段からの出力電圧値の異常値を検出する電圧センサと、前記温度センサが異常温度値を検出した場合、及び前記電圧センサが出力電圧値の異常値を検出した場合、並びに前記電源供給手段が出力電流値の異常値を検出した場合に、熱暴走の発生状況を記録して履歴情報として残すと共に、前記電源供給手段を停止させる制御手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明に係る電気回路の熱暴走防止方法は、出力電流値を検出すると共に熱暴走する可能性を有する電子デバイスへの電源供給を行う電源供給ステップと、温度センサを用いて前記電子デバイスの周辺環境における異常温度を検出する温度検出ステップと、電圧センサを用いて前記電子デバイスへの前記電源供給手段からの出力電圧値の異常値を検出する異常電圧値検出ステップと、前記温度検出ステップが異常値を検出した場合、及び前記電圧センサが出力電圧値の異常値を検出した場合、並びに前記電源供給手段が出力電流値の異常値を検出した場合に、熱暴走の発生状況を記録して履歴情報として残すと共に、前記電源供給手段を停止させる制御ステップと、を具備したことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、熱暴走時の対応を強化すると共に熱暴走時の履歴を残すことができる。

本発明の実施形態に係る電気回路の熱暴走対策システムの回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る周知の熱暴走対策システムにおいて、電子デバイスＤ１で熱暴走が発生してから停止するまでの動作を示すシーケンス図である。 一般的な電気回路に適用される周知の熱暴走対策システムの回路構成を示す回路図である。 図３に示す周知の熱暴走対策システムにおいて、電子デバイスＤ４で熱暴走が発生してから停止するまでの動作を示すシーケンス図である。

以下、本発明の電気回路の熱暴走対策システム及び電気回路の熱暴走防止方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電気回路の熱暴走対策システムの回路構成を示す回路図である。同図に示す回路は、電子デバイスＤ１、電子デバイスＤ３、オンボード電源Ｓ３、制御システムＣ１、システムＣ２、電圧センサＳ２、オンボード電源Ｓ６、電圧センサＳ５、温度センサＳ１、温度センサＤ２、ヒューズＳ４、及びシステムＣ３を具備する。

電子デバイスＤ１は、熱暴走を発生するデバイスである。電子デバイスＤ３は、電子デバイスＤ１とは別の機能を具備したデバイスである。オンボード電源Ｓ３は、電子デバイスＤ１に電源を供給する装置である。オンボード電源Ｓ３は、電流センサを含む。制御システムＣ１は、オンボード電源Ｓ３を制御するシステムである。システムＣ２は、電子デバイスＤ１，Ｄ３及び制御システムＣ１をリセットするシステムである。電圧センサＳ２は、オンボード電源Ｓ３が電子デバイスＤ１へ供給する電源を監視するセンサである。オンボード電源Ｓ６は、電子デバイスＤ３及び制御システムＣ１に電源を供給する装置である。電圧センサＳ５は、オンボード電源Ｓ６が電子デバイスＤ３及び制御システムＣ１へ供給する電源を監視するセンサである。温度センサＳ１は、パッケージ内の温度を検出するセンサである。温度センサＤ２は、電子デバイスＤ１に内蔵されているセンサである。ヒューズＳ４は、オンボード電源Ｓ３が電子デバイスＤ１へ供給する電源の供給ラインに挿入される。システムＣ３は、電圧センサＳ２からシステムＣ２への制御信号を制御するシステムである。

ここで、図１における実線は電源系の接続配線を示し、鎖線は制御系の接続配線を示すものとする。また、図１に示す回路は、本発明の１実施形態に過ぎず、制御システムＣ１と、本発明に特徴的な回路要素とが有りさえすれば、他のどのような構成の電気回路にも適用可能である。さらに、電子デバイスＤ１に内蔵されている温度センサＤ２はオプショナルな回路要素であって、省略されていても構わない。

図２は、本発明の実施形態に係る周知の熱暴走対策システムにおいて、電子デバイスＤ１で熱暴走が発生してから停止するまでの動作を示すシーケンス図である。以下、本発明の実施形態に係る周知の熱暴走対策システム（図１）の動作を、図２に示すシーケンスを使用して説明する。（回路状況ＴＲ１）：回路状況ＴＲ１では、電子デバイスＤ１で熱暴走が発生する。

（検出動作Ｓ１）：検出動作Ｓ１では、温度センサＳ１が、ＰＫＧ温度を検出すると共に該温度の値が異常であるか否かを判定する。温度センサＳ１において異常な温度の値が検出された場合は処理動作Ｒ１に遷移する。また、温度センサＳ１において異常な温度の値が検出されなかった場合は検出動作Ｓ８に遷移する。なお、この温度センサＳ１において異常な温度の値が検出された場合には、パッケージ内の温度が異常の場合だけではなく、電子デバイスＤ１に内蔵されている温度センサＤ２が異常な温度の値を検出した場合も含むものとする。

（検出動作Ｓ２）：検出動作Ｓ２では、電圧センサＳ２が、オンボード電源Ｓ３の出力電圧値を検出すると共に該電圧値が異常であるか否かを判定する。電圧センサＳ２において異常な電圧値が検出された場合は処理動作Ｒ２に遷移する。また、電圧センサＳ２において正常な電圧値が検出された場合は検出動作Ｓ３に遷移する。（検出動作Ｓ３）：検出動作Ｓ３では、オンボード電源Ｓ３が、出力電流値を検出すると共に該電流値が異常（過電流）であるか否かを判定する。オンボード電源Ｓ３において異常な電流値が検出された場合は処理動作Ｒ３に遷移する。また、オンボード電源Ｓ３において正常な電流値が検出された場合は検出動作Ｓ４に遷移する（その後も回路の温度は上昇を続ける）。

（検出動作Ｓ４）：検出動作Ｓ４では、制御システムＣ１が、ヒューズＳ４の溶断による電子デバイスＤ１の電源供給停止を検知する。ヒューズＳ４の溶断と判定された場合は回路状況Ｒ４に遷移する。また、ヒューズＳ４の溶断と判定されない場合は、未だ回路は正常状態と判定されるが、その後も、検出動作Ｓ１〜４が自動的に繰り返される。

（処理動作Ｒ１）：処理動作Ｒ１では、制御システムＣ１が、熱暴走発生を記録し、システムＣ３のリセット制御を停止させ、オンボード電源Ｓ３を停止させる。これにより、電子デバイスＤ１が停止する。しかし、この場合、制御システムＣ１はリセットされず、制御システムＣ１への電源供給も継続されるため、熱暴走発生の記録は履歴情報として保持されることになる。ここで、この履歴情報には、熱暴走発生の発生時刻、温度センサＤ２が検出した温度値、及び電圧センサＳ２が検出したオンボード電源Ｓ３の出力電圧値、並びにオンボード電源Ｓ３で検出された出力電流値、等を含めることができる。

（処理動作Ｒ２）：処理動作Ｒ２では、制御システムＣ１が、熱暴走発生を記録し、システムＣ３のリセット制御を停止させ、オンボード電源Ｓ３を停止させる。これにより、電子デバイスＤ１が停止する。しかし、この場合、制御システムＣ１はリセットされず、制御システムＣ１への電源供給も継続されるため、熱暴走発生の記録は履歴情報として保持される。

（処理動作Ｒ３）：処理動作Ｒ３では、制御システムＣ１が、熱暴走発生を記録し、システムＣ３のリセット制御を停止させ、オンボード電源Ｓ３を停止させる。これにより、電子デバイスＤ１が停止する。しかし、この場合、制御システムＣ１はリセットされず、制御システムＣ１への電源供給も継続されるため、熱暴走発生の記録は履歴情報として保持される。

（回路状況Ｒ４）：回路状況Ｒ４では、ヒューズＳ４の溶断により、電子デバイスＤ１への電源供給は停止し、熱暴走は阻止される。
（回路状況Ｒ５）：回路状況Ｒ５では、電気回路は正常と見なされる。この状態で監視を終了することも可能であるが、引き続き、自動的に検出動作Ｓ１〜Ｓ４の監視を継続することも可能である。

この実施形態に係る電気回路の熱暴走対策システムによれば、熱暴走の可能性が有る電子デバイスＤ１を使用した電気回路に、該電気回路を内包するパッケージの温度を検知する温度センサＳ１及び電子デバイスＤ１の温度を検知する温度センサＤ２を設けた。このようにして、該電気回路が異常な温度である際には熱暴走と判断してオンボード電源Ｓ３を停止させ、電子デバイスＤ１への電源供給を停止するので、熱暴走時の対応を強化することができる効果が得られる。また、熱暴走発生時には、オンボード電源Ｓ３を停止させても、制御システムＣ１はリセットしないので、電気回路の状況を履歴情報として残すことができる効果が有る。

Ｄ１，Ｄ３ 電子デバイス
Ｃ１ 制御システム
Ｃ２，Ｃ３ システム
Ｄ２，Ｓ１ 温度センサ
Ｓ２，Ｓ５ 電圧センサ
Ｓ３，Ｓ６ オンボード電源
Ｓ４ ヒューズ

Claims (5)

1. 出力電流値を検出すると共に熱暴走する可能性を有する電子デバイスへの電源供給を行う電源供給手段と、
   前記電子デバイスの周辺環境における異常温度値を検出する温度センサと、
   前記電子デバイスへの前記電源供給手段からの出力電圧値の異常値を検出する電圧センサと、
   前記温度センサが異常温度値を検出した場合、及び前記電圧センサが出力電圧値の異常値を検出した場合、並びに前記電源供給手段が出力電流値の異常値を検出した場合に、熱暴走の発生状況を記録して履歴情報として残すと共に、前記電源供給手段を停止させる制御手段と
   を備える電気回路の熱暴走対策システム。
2. 前記温度センサは、前記電子デバイスの内部及び外部環境における異常温度値を検出する
   請求項１に記載の電気回路の熱暴走対策システム。
3. 前記制御手段及び前記電子デバイスをリセットするリセット手段と、
   該リセット手段の動作を制御するシステムと
   を更に備え、
   前記温度センサが異常値を検出した場合、及び前記電圧センサが異常値を検出した場合、並びに前記電源供給手段が出力電流値の異常値を検出した場合に、前記システムを介して前記リセット手段の動作を停止させる
   請求項１又は２に記載の電気回路の熱暴走対策システム。
4. 前記履歴情報として、熱暴走発生の発生時刻、前記温度センサが検出した温度値、及び前記電圧センサが検出した前記電源供給手段の出力電圧値、並びに前記電源供給手段で検出された出力電流値を記録する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電気回路の熱暴走対策システム。
5. 出力電流値を検出すると共に熱暴走する可能性を有する電子デバイスへの電源供給を行う電源供給ステップと、
   温度センサを用いて前記電子デバイスの周辺環境における異常温度を検出する温度検出ステップと、
   電圧センサを用いて前記電子デバイスへの電源供給手段からの出力電圧値の異常値を検出する異常電圧値検出ステップと、
   前記温度検出ステップが異常値を検出した場合、及び前記電圧センサが出力電圧値の異常値を検出した場合、並びに前記電源供給手段が出力電流値の異常値を検出した場合に、熱暴走の発生状況を記録して履歴情報として残すと共に、前記電源供給手段を停止させる制御ステップと、
   を備える電気回路の熱暴走防止方法。

Images