JP2013219360A - 放熱装置及びそれを備えた電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、放熱効率を調整できる放熱装置及びそれを備えた電子デバイスを提供する。
【解決手段】本発明に係る放熱装置は、発熱素子が発生した熱を検出する検出モジュールと、プリセット電圧を有するスイッチモジュールと、発熱素子が発生した熱を放熱するための放熱モジュールと、を備える。前記検出モジュールは、検出した熱の変化に基づいて変化する制御電圧を生成し、前記スイッチモジュールは、前記制御電圧がプリセット電圧より高い場合、前記電源モジュールと前記放熱モジュールとの接続をオンし且つ変化する制御電圧に基づいて変化する動作電圧を生成して前記放熱モジュールに入力し、前記放熱モジュールは、前記変化する動作電圧に基づいてその放熱効率を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子デバイスに関し、特に放熱装置及びそれを備えた電子デバイスに関するものである。

コンピュータなどの電子デバイスは、一般的に、発熱素子によって生成された熱量を放熱するための放熱装置を内蔵している。前記放熱装置は、電源、検出素子、パルス幅変調（ＰＷＭ）チップ、トランジスタ及びファンを備える。前記ファンは、発熱素子に隣接して設置される。前記検出素子は、発熱素子に隣接して設置され、発熱素子からの熱を検出し、検出信号を発生する。前記パルス幅変調チップは、検出素子の検出信号に応じて、異なるデューティサイクルのパルス電圧を生成する。パルス電圧がハイレベルにある場合、前記トランジスタはオンになり、この時、電源は前記トランジスタを介してファンに電力を供給する。これにより、ファンは等速回転して発熱素子に放熱を行う。パルス電圧がローレベルにある場合、前記トランジスタはオフになり、この時、電源はファンに電力を供給することを停止する。これにより、ファンは回転を停止する。このように、異なるデューティサイクルのパルス電圧によって、トランジスタのオン／オフを制御することができるため、ファンの回転状態を調整し、異なる放熱効果を得ることができる。しかし、パルス電圧がハイレベルにある場合、電源がファンに供給する動作電圧は不変であるため、ファンの回転速度も不変であり、発熱素子の放熱状況に基づいて、ファンの回転速度を調整することができない。従って、エネルギーの浪費である。

前記課題を解決するために、本発明は、放熱効率を調整できる放熱装置及びそれを備えた電子デバイスを提供する。

本発明に係る放熱装置は、電源モジュールに接続され且つ発熱素子から発生した熱を放熱するために用いられ、発熱素子が発生した熱を検出する検出モジュールと、プリセット電圧を有するスイッチモジュールと、発熱素子が発生した熱を放熱するための放熱モジュールと、を備える。前記検出モジュールは、検出した熱の変化に基づいて変化する制御電圧を生成し、前記スイッチモジュールは、前記制御電圧がプリセット電圧より高い場合、前記電源モジュールと前記放熱モジュールとの接続をオンし且つ変化する制御電圧に基づいて変化する動作電圧を生成して前記放熱モジュールに入力し、前記放熱モジュールは、前記変化する動作電圧に基づいてその放熱効率を調整する。

本発明に係る電子デバイスは、電源モジュール、発熱素子及び放熱装置を備え、前記電源モジュールは、前記発熱素子及び放熱装置に電力を供給し、前記発熱素子は、電源モジュールからの供給電圧に基づいて動作し且つ熱を発生し、前記放熱装置は、前記電源モジュールに接続され且つ前記発熱素子から発生した熱を放熱するために用いられ、発熱素子が発生した熱を検出する検出モジュールと、プリセット電圧を有するスイッチモジュールと、発熱素子が発生した熱を放熱するための放熱モジュールと、を備える。前記検出モジュールは、検出した熱の変化に基づいて変化する制御電圧を生成し、前記スイッチモジュールは、前記制御電圧がプリセット電圧より高い場合、前記電源モジュールと前記放熱モジュールとの接続をオンし且つ変化する制御電圧に基づいて変化する動作電圧を生成して前記放熱モジュールに入力し、前記放熱モジュールは、前記変化する動作電圧に基づいてその放熱効率を調整する。

従来の技術と比べ、本発明に係る放熱装置及び電子デバイスは、そのスイッチモジュールがオンになる場合、放熱モジュールは、発熱素子が発生した熱に基づいて放熱効率を調整することができる。これにより、電力消費を削減してエネルギーを節約することができる。

本発明の実施形態に係る電子デバイスの放熱制御のためのブロック図である。 図１に示した電子デバイスの放熱制御のための回路図である。

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を参照すると、本発明の実施形態に係る電子デバイス１００は、電源モジュール１０、発熱素子２０及び放熱装置３０を備える。本実施形態において、電子デバイス１００は、コンピュータ或いはテレビなどの電子デバイスである。

前記電源モジュール１０は、発熱素子２０及び放熱装置３０に電力を供給する。本実施形態において、電源モジュール１０の動作電圧は、５Ｖである。

前記発熱素子２０は、前記電源モジュール１０によって供給される電圧を受信し且つ熱量を発生する。本実施形態において、発熱素子２０は、電子デバイス内の高電力消費型の電子部品である。

前記放熱装置３０は、発熱素子２０からの熱を放熱するために用いられ、且つ検出モジュール３１、スイッチモジュール３２及び放熱モジュール３４を備える。

前記検出モジュール３１は、発熱素子２０に隣接して設置され、この発熱素子２０からの熱を検出し且つ制御電圧を生成するために用いられる。

前記スイッチモジュール３２は、電源モジュール１０と放熱モジュール３４との間に接続され、前記制御電圧に基づいて、電源モジュール１０と放熱モジュール３４との接続をオン／オフする。スイッチモジュール３２は、プリセット電圧を有し、制御電圧がプリセット電圧より低い場合、スイッチモジュール３２は、電源モジュール１０と放熱モジュール３４との接続をオフし、放熱モジュール３４は、発熱素子２０の熱を放熱することを停止する。制御電圧がプリセット電圧より高いか又はプリセット電圧に等しい場合、スイッチモジュール３２は、電源モジュール１０と放熱モジュール３４との接続をオンし且つ制御電圧に基づいて、動作電圧を生成して放熱モジュール３４に入力する。動作電圧は、制御電圧に応じて変化する。本実施形態において、動作電圧は、制御電圧に対してほぼ線形変化を呈する。

前記放熱モジュール３４は、前記動作電圧に応じて動作し且つ異なる動作電圧によって異なる放熱効率を出力する。これにより、発熱素子２０に異なる程度の放熱を行うことができる。

図２を参照すると、電源モジュール１０は、電源電圧を供給するための電源端子Ｖ１を備える。

検出モジュール３１は、分圧抵抗Ｒａ、第一抵抗Ｒ１及び第一ノードＮ１を備える。分圧抵抗Ｒａの一端は、電源端子Ｖ１に接続され、分圧抵抗Ｒａの他端は、第一ノードＮ１を介して第一抵抗Ｒ１に接続される。第一抵抗Ｒ１の一端は、第一ノードＮ１を介して分圧抵抗Ｒａに接続され、第一抵抗Ｒ１の他端は、接地される。本実施形態において、第一抵抗Ｒ１は、負温度係数のサーミスタである。

スイッチモジュール３２は、トランジスタＱ１を備える。トランジスタＱ１のゲートは、第一ノードＮ１に接続され、トランジスタＱ１のソースは、電源端子Ｖ１に接続され、トランジスタＱ１のドレインは、放熱モジュール３４に接続される。本実施形態において、トランジスタＱ１は、Ｐチャネルエンハンスメント型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである。

放熱モジュール３４は、ファン５１及び第二ノードＮ２を備える。ファン５１の一端は、第二ノードＮ２を介してトランジスタＱ１のドレインに接続され、ファン５１の他端は、接地される。

電子デバイス１００が動作する場合、発熱素子２０は、電源端子Ｖ１からの供給電圧を受信して動作し且つ熱を発生する。この時、第一ノードＮ１の電圧は、第一抵抗Ｒ１における電源端子Ｖ１の分圧に等しい。第一抵抗Ｒ１は、発熱素子２０から発生した熱に基づいて自身の抵抗値を調整する。発熱素子２０が発生した熱が増加する場合、第一抵抗Ｒ１の抵抗は低下する。これにより、第一ノードＮ１の電圧も低下する。電源端子Ｖ１と第一ノードＮ１との間の電圧差が０．７Ｖより高い場合、トランジスタＱ１はオンになる。オンされた後のトランジスタＱ１の内部抵抗は、第一ノードＮ１の電圧に対して、ほぼ線形変化を呈する。第一ノードＮ１の電圧が絶えず低下する場合、第二ノードＮ２の電圧は絶えず上昇する。この時、ファン５１の回転速度は増加し、放熱モジュール３４の放熱効率も増加する。

放熱モジュール３４の放熱効率が増加する場合、発熱素子２０が発生した熱は、ファン５１の回転速度が増加することによって減少される。この時、第一抵抗Ｒ１の抵抗は、熱の減少に伴って増加し、第一ノードＮ１の電圧は上昇する。これにより、トランジスタＱ１の内部抵抗は増加し、第二ノードＮ２の電圧は低下する。この時、ファン５１の回転速度は低下し、放熱モジュール３４の放熱効率も低下する。電源端子Ｖ１と第一ノードＮ１との間の電圧差が０．７Ｖより低い場合、トランジスタＱ１はオフになり、ファン５１は回転を停止する。

本発明に係る放熱装置３０及び電子デバイス１００は、そのスイッチモジュール３２がオンになる場合、放熱モジュール３４は、発熱素子２０が発生した熱に基づいて放熱効率を調整することができる。これにより、電力消費を削減してエネルギーを節約することができる。

１００ 電子デバイス
１０ 電源モジュール
２０ 発熱素子
３０ 放熱装置
３１ 検出モジュール
３２ スイッチモジュール
３４ 放熱モジュール
Ｖ１ 電源端子
Ｒａ 分圧抵抗
Ｒ１ 第一抵抗
Ｎ１ 第一ノード
Ｑ１ トランジスタ
５１ ファン
Ｎ２ 第二ノード

Claims (4)

1. 電源モジュールに接続され且つ発熱素子から発生した熱を放熱するための放熱装置において、
   発熱素子が発生した熱を検出する検出モジュールと、
   プリセット電圧を有するスイッチモジュールと、
   発熱素子が発生した熱を放熱するための放熱モジュールと、を備え、
   前記検出モジュールは、検出した熱の変化に基づいて変化する制御電圧を生成し、
   前記スイッチモジュールは、前記制御電圧がプリセット電圧より高い場合、前記電源モジュールと前記放熱モジュールとの接続をオンし且つ前記変化する制御電圧に基づいて、変化する動作電圧を生成して前記放熱モジュールに入力し、
   前記放熱モジュールは、前記変化する動作電圧に基づいて、その放熱効率を調整することを特徴とする放熱装置。
2. 前記検出モジュールは、分圧抵抗、第一抵抗及び第一ノードを備え、分圧抵抗の一端は、電源モジュールに接続され、分圧抵抗の他端は、第一ノードを介して第一抵抗に接続され、第一抵抗の一端は、第一ノードを介して分圧抵抗に接続され、第一抵抗の他端は、接地され、第一ノードは、スイッチモジュールに接続され、第一抵抗は、負温度係数のサーミスタであり、発熱素子に隣接して設置され且つこの発熱素子によって発生した熱を検出することを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
3. 前記スイッチモジュールは、トランジスタを備え、トランジスタのゲートは、第一ノードに接続され、トランジスタのソースは、電源モジュールに接続され、トランジスタのドレインは、放熱モジュールに接続されることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
4. 電源モジュール、発熱素子及び放熱装置を備える電子デバイスにおいて、
   前記電源モジュールは、前記発熱素子及び放熱装置に電力を供給し、
   前記発熱素子は、電源モジュールからの供給電圧に基づいて動作し且つ熱を発生し、
   前記放熱装置は、前記電源モジュールに接続され且つ前記発熱素子から発生した熱を放熱するために用いられ、
   発熱素子が発生した熱を検出する検出モジュールと、
   プリセット電圧を有するスイッチモジュールと、
   発熱素子が発生した熱を放熱するための放熱モジュールと、を備え、
   前記検出モジュールは、検出した熱の変化に基づいて変化の制御電圧を生成し、
   前記スイッチモジュールは、前記制御電圧がプリセット電圧より高い場合、前記電源モジュールと前記放熱モジュールとの接続をオンし且つ変化する制御電圧に基づいて変化する動作電圧を生成して前記放熱モジュールに入力し、
   前記放熱モジュールは、前記変化する動作電圧に基づいてその放熱効率を調整することを特徴とする電子デバイス。
   
   

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