JP2014140287A

JP2014140287A - 電子機器の温度保護装置

Info

Publication number: JP2014140287A
Application number: JP2013171028A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ueno; 博史上野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-07-31
Also published as: US9270106B2; US20140177121A1

Abstract

【課題】熱暴走などの異常温度状態から電子機器を保護する温度保護装置において、簡単な構成で信頼性の高い装置を提供する。
【解決手段】電源部から機器本体への通電回路に直列に挿入接続された第１スイッチ４１と、第１スイッチのＯＮ−ＯＦＦを制御する遮断部４２と、機器本体への通電回路に一端が接続された電流ヒューズ４３と、電流ヒューズの他端に接続された第２スイッチ４４と、温度検出素子からの温度検出信号に基づいて、第２スイッチのＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部４５とを有し、制御部は、温度検出信号が異常発熱状態を示す信号の場合に、第２スイッチをＯＮさせることにより電流ヒューズに電流を流して溶断させ、遮断部は、電流ヒューズが溶断したときに第１スイッチをＯＦＦ状態として通電回路を遮断する。
【選択図】図２

Description

本技術は、液晶表示素子を用いた表示装置などの電子機器の温度保護装置に関するものである。

液晶表示素子を用いたビューファインダーなどの表示装置においては、外気温度がマイナス温度などの低温の環境下で使用されることがある。

液晶表示素子は、最適状態で表示するための最適駆動電圧が周囲温度によって変化し、低温の条件では応答性が悪くなり、表示装置としての視認性が劣化する。このため、使用環境が低温の場合、液晶表示素子をヒーターで温め、表示装置としての視認性の劣化を防いでいる。

一般に、ヒーターなどの発熱部品を用いる電子機器においては、制御部の異常などによる電子機器の熱暴走から機器を保護するために、電子機器の発熱部品の近傍に温度ヒューズを設置し、異常時には温度ヒューズにより発熱部品への通電を遮断することが行われる。

特許文献１は、モータの異常高温状態をサーミスタにより検知し、スイッチング素子を短絡させて、ヒューズ抵抗器を溶断する技術を開示している。

特開平２−１１４８９３号公報

本技術は、熱暴走などの異常温度状態から電子機器を保護する温度保護装置において、簡単な構成で信頼性の高い装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本技術は、電子機器の電源部と温度検出素子を設置した機器本体との間の通電回路に挿入接続される温度保護装置であって、前記電源部から機器本体への通電回路に直列に挿入接続された第１スイッチと、第１スイッチのＯＮ−ＯＦＦを制御する遮断部と、前記機器本体への通電回路に一端が接続された電流溶断素子と、電流溶断素子の他端に接続された第２スイッチと、前記機器本体の温度検出素子からの温度検出信号に基づいて、第２スイッチのＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部とを有し、前記制御部は、温度検出信号が異常発熱状態を示す信号の場合に、第２スイッチをＯＮさせることにより電流溶断素子に電流を流して電流溶断素子を溶断させ、前記遮断部は、前記電流溶断素子が溶断したことに対応して前記第１スイッチをＯＦＦ状態として通電回路を遮断することを特徴とする。

このような構成をとることにより、温度ヒューズを使用しなくても、簡単な構成で温度ヒューズと同等の動作をする保護装置を提供することができる。また、異常発熱状態を検出したときに、電流溶断素子に電流を通電して、電流溶断素子を溶断させ、機器本体への通電を停止するため、保護装置として信頼性の高い動作を行わせることができる。

本技術の実施の形態１によるビデオカメラ装置に用いる表示装置部分の構成を示すブロック図である。温度保護装置の一例を示すブロック図である。図２に示す温度保護装置の動作を説明するためのフローチャートである。本技術の実施の形態２による温度保護装置の一例を示すブロック図である。図４に示す温度保護装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本技術による電子機器の温度保護装置について、ビデオカメラ装置の表示装置を例にとって、図面を用いて説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
図１は、本技術の実施の形態１によるビデオカメラ装置に用いる表示装置部分の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、直流電源としてのバッテリー１の電源電圧は、電流ヒューズ２を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータなどで構成した電源部３に供給される。電源部３は、所定の電圧に昇圧し、温度保護装置４を介して、液晶表示素子を用いたビューファインダーなどの機器本体としての表示装置５に電圧を供給する。具体的には、電源部３の電圧は、表示装置５内の加熱部としてのヒーター６に電圧を供給する。温度保護装置４は、電源部３と機器本体である表示装置５のヒーター６との間の通電回路に挿入接続されている。

表示装置５のヒーター６の近傍には、温度検出部としてのサーミスタ７が設置されており、このサーミスタ７が出力する温度検出信号８は、温度保護装置４および制御部９に供給される。制御部９は、サーミスタ７から送られる温度検出信号８に基づいて、電源部３の出力電圧を制御することにより、ヒーター６への通電電流を制御する。

バッテリー１は、商用交流電源をＡＣアダプターなどで直流電圧に変換する直流電源であってもよい。電流ヒューズ２は、表示装置を含む電子回路全体の保護回路として働き、異常電流を検出した際に電子回路への通電を遮断するものである。制御部９は、電源部３の出力をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより、ヒーター６への通電をＯＮ−ＯＦＦ制御する構成でもよいし、電源部３の出力電流を制御することにより、ヒーター６への通電電流を制御する構成でもよい。

次に、温度保護装置４について説明する。

図２は、温度保護装置４の一例を示すブロック図である。図２に示すように、温度保護装置４は、電源部３からヒーター６への通電回路に直列に挿入接続されたＦＥＴなどの半導体スイッチからなる第１スイッチ４１と、第１スイッチ４１のＯＮ−ＯＦＦを制御する遮断部４２と、ヒーター６への通電回路に一端が接続された電流溶断素子である電流ヒューズ４３と、電流ヒューズ４３の他端と接地回路などの間に挿入接続されたＦＥＴなどの半導体スイッチからなる第２スイッチ４４と、温度検出素子としてのサーミスタ７からの温度検出信号８に基づいて、第２スイッチ４４のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部４５とを有している。第２スイッチ４４は、常時ＯＦＦのスイッチである。

制御部４５は、温度検出部４６の出力信号が供給され、温度検出部４６は、温度検出素子としてのサーミスタ７からの温度検出信号８が入力される。温度検出部４６は、異常を示す温度検出信号８、例えば異常発熱状態を示す温度検出信号８が入力されたり、サーミスタ７が故障し、異常な温度検出信号８が入力されたときに、制御部４５に信号を供給する。これにより、ヒーター６が異常発熱状態になった場合やサーミスタ７が故障した場合など、電子機器が異常状態になったとき、制御部４５が第２スイッチ４４をＯＮして電流ヒューズ４３に電流を流し、これにより電流ヒューズ４３を溶断させる。

遮断部４２は、前記電流ヒューズ４３と第２スイッチ４４との接続点の電圧変化を検出する電圧検出部４７と、電圧検出部４７の出力信号が供給され、前記第１スイッチ４１のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部４８とを有している。電圧検出部４７は、電流ヒューズ４３が溶断し、電流ヒューズ４３と第２スイッチ４４との接続点に所定の電圧が検出されなくなった場合に、制御部４８に信号を供給し、第１スイッチ４１をＯＦＦ状態とする。これにより、電源部３からヒーター６への通電回路が遮断され、ヒーター６に通電されなくなる。

図３は、図２に示す温度保護装置の動作を説明するためのフローチャートである。

図３に示すように、まず、ユーザーがビデオカメラ装置の本体電源をＯＮする（Ｓ１）ことにより、マイクロコンピュータによる装置全体の制御部は、温度保護装置４の電流ヒューズ４３が溶断しているか否かのチェックフロー（Ｓ２）を行う。電流ヒューズ４３が溶断していない場合（Ｓ２のＮＯ）、ヒーター６、サーミスタ７に電力が供給される（Ｓ３）（Ｓ４）。

サーミスタ７は、温度検出して温度検出信号８を出力し、温度検出部４６に入力される。温度検出部４６は、温度検出信号８に基づき、規定値を越えたか否かのチェックフロー（Ｓ５）を実行し、規定値を越えたことを検出すると（Ｓ５のＹＥＳ）、規定値を超えた信号を制御部４５に出力する（Ｓ６）。これにより、制御部４５は、第２スイッチ４４をＯＮする（Ｓ７）。また、温度検出部４６のチェックフロー（Ｓ５）において、規定値を超えていないと判断すると（Ｓ５のＮＯ）、引き続き、温度検出部４６は、温度検出信号８に基づくチェックフロー（Ｓ５）を実行する。

第２スイッチ４４がオンすると、電流ヒューズ４３に電流が流れる。このとき、電流ヒューズ４３に流れる電流は、電流ヒューズ４３が溶断する定格値以上の電流に設定されていることから、電流ヒューズ４３が溶断する（Ｓ８）。遮断部４２の電圧検出部４７は、電流ヒューズ４３と第２スイッチ４４との接続点の電圧を検出しているため、電流ヒューズ４３が溶断することにより、電流ヒューズ４３と第２スイッチ４４との接続点の電圧が変化し、電圧検出部４７が電流ヒューズ４３の溶断を検出する（Ｓ９）。その後、電圧検出部４７は、制御部４８をＯＮさせる信号を供給し（Ｓ１０）、制御部４８が第１スイッチ４１をＯＦＦ状態とする（Ｓ１１）。これにより、電源部３からヒーター６への通電回路が遮断され、ヒーター６に通電されなくなる（Ｓ１２）。

また、電流ヒューズ４３のチェックフロー（Ｓ２）において、電流ヒューズ４３が溶断していると判断された場合（Ｓ２のＹＥＳ）、電圧検出部４７が制御部４８をＯＮさせる信号を供給する動作に移行し、制御部４８が第１スイッチ４１をＯＦＦ状態として、電源部３からヒーター６への通電回路が遮断され、ヒーター６に電流を通電しない動作フローを実行する。

以上のように本技術による温度保護装置は、電源部３と温度検出素子であるサーミスタ７を設置した表示装置５のヒーター６との間の通電回路に挿入接続されており、電源部３からの通電回路に直列に挿入接続された第１スイッチ４１と、第１スイッチ４１のＯＮ−ＯＦＦを制御する遮断部４２と、通電回路に一端が接続された電流溶断素子としての電流ヒューズ４３と、電流ヒューズ４３の他端に接続された第２スイッチ４４と、前記サーミスタ７からの温度検出信号に基づいて、第２スイッチ４４のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部４５とを有している。制御部４５は、温度検出信号が異常発熱状態を示す信号の場合に、第２スイッチ４４をＯＮさせることにより電流ヒューズ４３に電流を流して溶断させ、遮断部４２は、前記電流ヒューズ４３が溶断したときに前記第１スイッチ４１をＯＦＦ状態として通電回路を遮断するように構成されている。

これにより、温度ヒューズを使用しなくても、簡単な構成で温度ヒューズと同等の動作をする保護装置を提供することができる。また、異常発熱状態を検出したときに、電流ヒューズ４３に電流を通電して、電流ヒューズ４３を溶断させ、機器本体への通電を停止するため、保護装置として信頼性の高い動作を行わせることができる。さらに、電流ヒューズ４３は、機器本体への通電回路に挿入接続されていないため、溶断電流が小さい素子を使用することができ、安価に構成することも可能となる。

（実施の形態２）
図４は、本技術の実施の形態２による温度保護装置４の一例を示すブロック図である。図４において、図２に示す部分と同一部分については同一番号を付している。

図４に示すように、電流溶断素子である電流ヒューズ４３は、電流ヒューズ４３と並列に接続された常時ＯＦＦ状態の第３スイッチ４９を有するものである。第３スイッチ４９は、電流ヒューズ４３が溶断したあと、電流ヒューズ４３を交換をしなくても、ユーザーの判断で、動作を一時的に復帰させるための復帰スイッチである。第３スイッチ４９をＯＮ状態にすることにより、電圧検出部４７は、制御部４８に信号を供給し、第１スイッチ４１をＯＮ状態とし、これにより、電源部３からヒーター６への通電回路の遮断状態が解除され、ヒーター６に通電されることとなる。

図５は、図４に示す温度保護装置の動作を説明するためのフローチャートである。図５において、図３に示す動作フローと同一部分については、同一記号を付している。すなわち、図３のＳ１−Ｓ１２の動作フローは、図５のＳ１−Ｓ１２の動作フローと同一の動作を行う。

図５に示すように、電源部３からヒーター６への通電回路が遮断され、ヒーター６に通電されなくなった（Ｓ１２）の後、ヒーター６への動作を復帰するか否かの判断フロー（Ｓ１３）において、復帰すると判断した場合（Ｓ１３のＹＥＳ）、第３スイッチ４９をＯＮすることで、再度、遮断部４２がＯＦＦとなり、第１スイッチ４１がＯＮする。これにより、電源部３からヒーター６への通電回路の遮断状態が解除され、ヒーター６に通電されることとなる。

ヒーター６への動作を復帰するか否かの判断フロー（Ｓ１３）において、復帰しないと判断した場合（Ｓ１３のＮＯ）、第３スイッチ４９はＯＦＦ状態を維持する。

本実施の形態による温度保護装置においても、温度ヒューズを使用しなくても、簡単な構成で温度ヒューズと同等の動作をする保護装置を提供することができる。また、異常発熱状態を検出したときに、電流ヒューズ４３に電流を通電して、電流ヒューズ４３を溶断させ、機器本体への通電を停止するため、保護装置として信頼性の高い動作を行わせることができる。さらに、電流ヒューズ４３は、機器本体への通電回路に挿入接続されていないため、溶断電流が小さい素子を使用することができ、安価に構成することも可能となる。

なお、上記実施の形態においては、電流溶断素子として、電流ヒューズを例に説明したが、ヒューズ抵抗などのように、定格値以上の電流が流れることにより溶断し、回路を開回路にできるものであれば、電流ヒューズに限定されるものではない。また、温度検出素子についても、温度検出機能を有する素子であれば、サーミスタに限定するものではない。

以上のように、添付図面及び詳細な説明によって、ベストモードと考える実施の形態を提供した。これは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本技術によれば、熱暴走などの異常温度状態から電子機器を保護する温度保護装置を提供することができ、セラミックヒーター、温水加熱器、コタツなどの発熱部分を有する電子機器の安全性を高める上で有用な発明である。

１バッテリー
２電流ヒューズ
３電源部
４温度保護装置
５表示装置
６ヒーター
７サーミスタ
８温度検出信号
９制御部
４１第１スイッチ
４２遮断部
４３電流ヒューズ
４４第２スイッチ
４５制御部
４６温度検出部
４７電圧検出部
４８制御部
４９第３スイッチ

Claims

電子機器の電源部と温度検出素子を設置した機器本体との間の通電回路に挿入接続される温度保護装置であって、
前記電源部から機器本体への通電回路に直列に挿入接続された第１スイッチと、第１スイッチのＯＮ−ＯＦＦを制御する遮断部と、前記機器本体への通電回路に一端が接続された電流溶断素子と、電流溶断素子の他端に接続された第２スイッチと、前記機器本体の温度検出素子からの温度検出信号に基づいて、第２スイッチのＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、温度検出信号が異常状態を示す信号の場合に、第２スイッチをＯＮさせることにより電流溶断素子に電流を流して電流溶断素子を溶断させ、
前記遮断部は、前記電流溶断素子が溶断したことに対応して前記第１スイッチをＯＦＦ状態として通電回路を遮断することを特徴とする電子機器の温度保護装置。
前記第２スイッチは、常時ＯＦＦのスイッチである請求項１に記載の電子機器の温度保護装置。
前記電流溶断素子は、電流溶断素子と並列に接続された常時ＯＦＦ状態の第３スイッチを有し、第３スイッチは、電流溶断素子が溶断した後、ユーザーによってＯＮ状態とされるものであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の温度保護装置。