JP5271119B2 - Heating element cooling device and heating element cooling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子デバイスなどの発熱体を冷却するための発熱体冷却装置及び発熱体冷却方法に関する。 The present invention relates to a heating element cooling device and a heating element cooling method for cooling a heating element such as an electronic device.
近年、半導体分野の発展に伴い部品素子の発熱量が問題となっている。 In recent years, the amount of heat generated by component elements has become a problem with the development of the semiconductor field.
またコンピュータ機器などのシステムにおける多機能化・高出力化を目的として、そのような発熱体である部品素子が高密度に実装される点も発熱問題に拍車をかけている。 In addition, for the purpose of achieving multi-functionality and high output in systems such as computer equipment, the fact that such component elements, which are heating elements, are mounted at a high density has also spurred the problem of heat generation.
過度な熱は電子デバイスの安定した動作に対して問題となるため冷却設計による改善アプローチが求められる。 Excessive heat becomes a problem for the stable operation of electronic devices, so an improved approach by cooling design is required.
現在では素子自体の自然放熱だけでは冷却特性を十分に得ることができないため、ファンなどによる強制冷却は必須の技術となっている。 Currently, sufficient cooling characteristics cannot be obtained only by natural heat radiation of the element itself, so forced cooling with a fan or the like is an indispensable technology.
ファンなどによる強制冷却は大気中への放熱抵抗を低減する効果があり冷却特性を向上できる。 Forced cooling with a fan or the like has the effect of reducing the heat dissipation resistance to the atmosphere and can improve the cooling characteristics.
一方でファンの動作に伴う騒音問題が近年指摘されている。 On the other hand, noise problems associated with fan operation have been pointed out in recent years.
騒音の原因は主にファン回転に伴う風切り音や機械・振動音、被冷却体での風の対流など複合的な要素に起因しており非常に複雑である。 The cause of noise is very complicated due to complex factors such as wind noise, mechanical / vibration noise, and wind convection in the object to be cooled.
また直接ファン回転数と冷却性能、騒音値を関連付ける理論解析は困難であり、設計においては騒音や部品素子温度の実測定によりファン回転数を最適化することが主流となっている。 In addition, it is difficult to perform a theoretical analysis that directly associates the fan speed with cooling performance and noise level. In designing, it is mainstream to optimize the fan speed by actual measurement of noise and component element temperature.
そのため騒音と冷却の最適なファン制御を割り出すのは非常に手間であり、制御プログラム自体も非常に複雑化している。 Therefore, it is very troublesome to find the optimum fan control for noise and cooling, and the control program itself is very complicated.
このように近年では冷却性能と騒音のトレードオフ問題が指摘されており、双方の特性に最適なファン制御の簡易な実現方法が求められている。 Thus, in recent years, a trade-off problem between cooling performance and noise has been pointed out, and a simple method for realizing fan control optimal for both characteristics is required.
従来の観点では安定した素子の電気特性・性能の確保を最大の目的とするため、まずは、素子の温度を一定のターゲット温度(素子の動作保証温度)以下に設計することを第一の方針としていた。 In order to ensure the stable electrical characteristics and performance of the element from the conventional viewpoint, the first policy is to design the element temperature below a certain target temperature (element operating guarantee temperature). It was.
しかし、冷却と騒音特性のトレードオフ問題を解決するには必要最低限以上の冷却性能を得られるファン回転数を各環境条件化で1つ1つ実測・シミュレートする必要があり非常に設計に手間がかかる。 However, in order to solve the trade-off problem between cooling and noise characteristics, it is necessary to actually measure and simulate each fan speed under each environmental condition to obtain a cooling performance exceeding the minimum required. It takes time and effort.
このような設計の難しさおよび制御の複雑さにより、特定の条件化ではどうしても冷却特性にムラが存在し、従来の設計手法では十分な最適条件を得ることが困難であった。 Due to the difficulty of design and the complexity of control, unevenness in the cooling characteristics inevitably exists under specific conditions, and it has been difficult to obtain sufficient optimum conditions with the conventional design method.
一例として一定温度環境化において従来の冷却設計を行った場合の問題例を挙げる。 As an example, a problem example when a conventional cooling design is performed in a constant temperature environment is given.
素子発熱温度や電気的負荷を参照した可変制御ファンによって強制冷却した場合と自然冷却(素子の放熱特性)の場合の電気的負荷に対する発熱体の温度特性を図1に示す。 FIG. 1 shows the temperature characteristics of the heating element with respect to the electrical load in the case of forced cooling by a variable control fan referring to the element heat generation temperature and the electrical load and in the case of natural cooling (element heat dissipation characteristics).
基本的に素子のターゲット温度に対し最大負荷時での冷却性能を重視するため、負荷が低い場合は温度マージンが多い傾向となる。 Basically, the cooling performance at the maximum load is emphasized with respect to the target temperature of the element. Therefore, when the load is low, the temperature margin tends to be large.
図1の斜線部分のような過剰な温度マージンは騒音特性の低減を阻害する一因となる。 An excessive temperature margin, such as the shaded area in FIG. 1, contributes to hindering the reduction of noise characteristics.
理想的には図2のように必要最低限の冷却特性を維持した場合が最も騒音を抑えていることになる。 Ideally, the noise is suppressed most when the minimum required cooling characteristics are maintained as shown in FIG.
本発明の目的は従来冷却設計の難しさから残存していた過剰冷却部分を削減することを可能とした発熱体冷却装置及び発熱体冷却方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a heating element cooling device and a heating element cooling method capable of reducing the excessive cooling portion that has remained due to the difficulty of conventional cooling design.
本発明によれば、発熱体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度を時間微分する微分手段と、前記温度検出手段により検出された温度とターゲット温度との差分を得る差分手段と、前記差分手段により得られた差分を非線形に変換する変換手段と、前記微分手段の出力と前記変換手段の出力を基に、冷却力を強める信号、冷却力を弱める信号又は冷却力を維持する信号を出力する比較手段と、前記比較手段から出力される信号に応じて冷却力を調整しながら前記発熱体を冷却する冷却手段と、を備えることを特徴とする発熱体冷却装置が提供される。 According to the present invention, the temperature detection means for detecting the temperature of the heating element, the differentiation means for time differentiation of the temperature detected by the temperature detection means, and the difference between the temperature detected by the temperature detection means and the target temperature Difference means for obtaining, a conversion means for nonlinearly converting the difference obtained by the difference means, a signal for increasing the cooling power, a signal for reducing the cooling power, based on the output of the differentiation means and the output of the conversion means, or Comparing means for outputting a signal for maintaining the cooling power, and cooling means for cooling the heat generating element while adjusting the cooling power in accordance with the signal output from the comparing means. An apparatus is provided.
また、本発明によれば、発熱体の温度を検出する温度検出ステップと、前記温度検出ステップにより検出された温度を時間微分する微分ステップと、前記温度検出ステップにより検出された温度とターゲット温度との差分を得る差分ステップと、前記差分ステップにより得られた差分を非線形に変換する変換ステップと、前記微分ステップの出力と前記変換ステップの出力を基に、冷却力を強める信号、冷却力を弱める信号又は冷却力を維持する信号を出力する比較ステップと、前記比較ステップで出力される信号に応じて冷却力を調整しながら前記発熱体を冷却する冷却ステップと、を備えることを特徴とする発熱体冷却方法が提供される。 According to the present invention, the temperature detection step for detecting the temperature of the heating element, the differentiation step for time differentiation of the temperature detected by the temperature detection step, the temperature detected by the temperature detection step, and the target temperature, A difference step for obtaining the difference, a conversion step for nonlinearly converting the difference obtained by the difference step, a signal for increasing the cooling power, and a weakening of the cooling power based on the output of the differentiation step and the output of the conversion step A comparison step for outputting a signal or a signal for maintaining the cooling power, and a cooling step for cooling the heating element while adjusting the cooling power in accordance with the signal output in the comparison step. A body cooling method is provided.
本発明によれば、過剰冷却部分を削減することができる。 According to the present invention, the excessive cooling portion can be reduced.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態では、どのような温度・負荷環境においても必要最低限の冷却性能を維持するため、素子の温度を一定の素子ターゲット温度になるように温度制御することで騒音の最小化を実現する。 In the embodiment of the present invention, in order to maintain the necessary minimum cooling performance in any temperature / load environment, noise is minimized by controlling the temperature of the element so as to be a constant element target temperature. Realize.
要点としては、本発明の実施形態では、素子のターゲット温度を設定し、ターゲット温度に近似させるように素子の微小時間温度変化量を制御する。 In short, in the embodiment of the present invention, the target temperature of the element is set, and the minute time temperature change amount of the element is controlled so as to approximate the target temperature.
例えば、素子温度がターゲット温度以下である範囲では、素子温度とターゲット温度との差分量の大きさに応じて、温度変化量が正となるようにファンの回転数を制御して、素子温度がターゲット温度に近づくまでファン回転数を降下させる。 For example, in the range where the element temperature is equal to or lower than the target temperature, the rotation speed of the fan is controlled so that the temperature change amount becomes positive according to the amount of difference between the element temperature and the target temperature. Decrease the fan speed until it approaches the target temperature.
逆に、素子温度がターゲット温度以上である範囲では、温度変化量が負となるようにファンの回転数を制御して、素子温度がターゲット温度に近づくまでファン回転数を増加させる。 Conversely, in the range where the element temperature is equal to or higher than the target temperature, the fan speed is controlled so that the temperature change amount becomes negative, and the fan speed is increased until the element temperature approaches the target temperature.
上記の動作を繰り返すことにより素子温度をターゲット温度にて常に一定となるように制御する。 By repeating the above operation, the element temperature is controlled to be always constant at the target temperature.
図3は、本実施形態の構成を示す。 FIG. 3 shows a configuration of the present embodiment.
図3を参照すると、本実施形態は、発熱体101、温度検出部103、微分回路105、差分回路107、変換回路109、比較回路111、ファン113及びファン113の駆動回路115を含む。
Referring to FIG. 3, the present embodiment includes a heating element 101, a
温度検出部103は被冷却体(発熱体)101である電子デバイスの素子温度Tを測定する回路である。温度検出部103は、被冷却体(発熱体)101に接触し、又は、被冷却体(発熱体)101の近傍(その位置の温度が被冷却体(発熱体)101の温度に影響される位置)に配置されたサーミスタ103−1と、それに直列に接続された抵抗素子103−3を含む。サーミスタ103−1の抵抗素子103−3と接続される端子の反対の端子には電源などにより電圧が印加され、抵抗素子103−3のサーミスタ103−1と接続される端子の反対の端子は設置される。サーミスタ103−1と抵抗素子103−3の接続点から、被冷却体(発熱体)101の温度に応じた電圧が出力される。
The
微分回路105は、検出された温度の微少時間の温度変化量dT/dtを測定する回路である。
The
差分回路107には設計の段階であらかじめターゲット温度Toが設定される。差分回路107は、ターゲット温度Toと入力された素子温度Tとの温度差分Td(=To−T)を測定する回路である。
In the
変換回路109は前段の差分回路107より入力される温度差分Tdに応じたターゲット変化量dTo/dtを設定しておき、実際に入力された温度差分Tdをターゲット変化量dTo/dtに変換する回路である。
The
比較回路111は入力された温度変化量dT/dtとターゲット変化量dTo/dtとを比較し、比較された結果情報を出力する回路である。
The
ファン113は、被冷却体(発熱体)101に送風する。
The
駆動回路115は前段の比較回路111から入力された情報に従ってファン113の回転数を制御しながら、ファン113を駆動する回路である。
The
まず、温度検出部103において、電源電圧のサーミスタ103−1と抵抗素子103−3とによる分圧により、素子温度Tを表した電圧を得る。
First, the
素子温度Tを表した電圧は、微分回路105と差分回路107にそれぞれ伝達される。
The voltage representing the element temperature T is transmitted to the
微分回路105では入力された素子温度Tの微小時間における温度変化量dT/dtが計測される。この値は、比較回路111に入力される。
The
また、同時に差分回路107では、温度差分Tdが計測される。
At the same time, the
なお、このターゲット温度Toとは被冷却体(発熱体)101の許容最高温度から温度マージンを差し引くことにより得られる設計値である。 The target temperature To is a design value obtained by subtracting a temperature margin from the maximum allowable temperature of the cooled object (heating element) 101.
得られた温度差分Tdは変換回路109に入力される。
The obtained temperature difference Td is input to the
変換回路109では入力された温度差分Tdに応じたターゲット変化量dTo/dtが設定されており、変換回路109により、温度差分Tdはターゲット変化量dTo/dtへ変換される。
The
図4に変換回路109の原理図を示す。
FIG. 4 shows a principle diagram of the
図4左のように、ターゲット変化量dTo/dtが温度差分Tdにほぼ比例した関数f(Td)となるように設計する。 As shown in the left of FIG. 4, the design is made so that the target change amount dTo / dt is a function f (Td) that is substantially proportional to the temperature difference Td.
つまり温度差分Tdが大きいほどターゲット変化量dTo/dtも大きくなるように設計し、温度差分Tdが0の時にターゲット変化量dTo/dtも0になるようにする。 That is, the design is such that the target change amount dTo / dt increases as the temperature difference Td increases, and the target change amount dTo / dt also becomes zero when the temperature difference Td is zero.
また、温度差分Tdが負の値になる場合も、温度差分Tdの絶対値が大きくなれば、ターゲット変化量dTo/dtが負方向に大きくなるように設計する。 Even when the temperature difference Td becomes a negative value, the target change amount dTo / dt is designed to increase in the negative direction if the absolute value of the temperature difference Td increases.
但し、温度差分Tdの絶対値の増加に応じて、ターゲット変化量dTo/dtの絶対値が非線形に(ほぼ指数関数状に)増加するようにする。 However, as the absolute value of the temperature difference Td increases, the absolute value of the target change amount dTo / dt increases non-linearly (almost exponentially).
これにより、図4右のように、ターゲット温度Toから実際の素子温度Tが遠いほどターゲット変化量dTo/dtの絶対値が大きく、実際の素子温度Tがターゲット温度Toに近づくとターゲット変化量を小さくすることができる。 As a result, as shown in the right of FIG. 4, the absolute value of the target change amount dTo / dt increases as the actual element temperature T is farther from the target temperature To, and the target change amount is reduced when the actual element temperature T approaches the target temperature To. Can be small.
比較回路111は、変換回路109より出力されたターゲット変化量dTo/dtおよび微分回路105より出力される温度変化量dT/dtを比較し、比較した結果の信号を駆動回路115へ伝達する。
The
図5に比較回路111の動作原理図を示す。
FIG. 5 shows an operation principle diagram of the
図5左のように、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dt未満の場合はファンを減速する(冷却力を弱める)。他方、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dtを超える場合はファンを加速する(冷却力を強める)。また、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dtと等しい場合はファンの速度を維持する(冷却力を維持する)。 As shown in the left of FIG. 5, when the measured temperature change amount dT / dt is less than the target change amount dTo / dt, the fan is decelerated (cooling power is weakened). On the other hand, when the actually measured temperature change amount dT / dt exceeds the target change amount dTo / dt, the fan is accelerated (increase the cooling power). Further, when the measured temperature change amount dT / dt is equal to the target change amount dTo / dt, the fan speed is maintained (cooling power is maintained).
また、素子温度がターゲット温度以上の場合と以下の場合で分けて考えると、図5右のような制御となる。 Further, when considering the case where the element temperature is equal to or higher than the target temperature and the following case, the control is as shown on the right in FIG.
すなわち、温度差分Tdがゼロ以上の場合には、次のようになる。すなわち、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dt未満の場合はファンを減速する(冷却力を弱める)。他方、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dtを超える場合はファンを加速する(冷却力を強める)。また、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dtと等しい場合はファンの速度を維持する(冷却力を維持する)。 That is, when the temperature difference Td is zero or more, the following occurs. That is, when the actually measured temperature change amount dT / dt is less than the target change amount dTo / dt, the fan is decelerated (cooling power is weakened). On the other hand, when the actually measured temperature change amount dT / dt exceeds the target change amount dTo / dt, the fan is accelerated (increase the cooling power). Further, when the measured temperature change amount dT / dt is equal to the target change amount dTo / dt, the fan speed is maintained (cooling power is maintained).
また、温度差分Tdがゼロ未満の場合には、次のようになる。すなわち、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dt未満の場合はファンを加速する(冷却力を強める)。他方、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dtを超える場合はファンを減速する(冷却力を弱める)。また、実測された温度変化量dT/dtがターゲット変化量dTo/dtと等しい場合はファンの速度を維持する(冷却力を維持する)。 Further, when the temperature difference Td is less than zero, the following occurs. That is, when the actually measured temperature change amount dT / dt is less than the target change amount dTo / dt, the fan is accelerated (increases the cooling power). On the other hand, when the actually measured temperature change amount dT / dt exceeds the target change amount dTo / dt, the fan is decelerated (cooling power is weakened). Further, when the measured temperature change amount dT / dt is equal to the target change amount dTo / dt, the fan speed is maintained (cooling power is maintained).
駆動回路115では前段の比較回路111の制御信号に応じてファンの回転数を変化させる(冷却力を調整する)。
In the
このような温度フィードバック制御を繰り返すことにより、被冷却体(発熱体)101の温度を図2に示すようにすることができる。 By repeating such temperature feedback control, the temperature of the cooled object (heating element) 101 can be made as shown in FIG.
本発明の他の実施形態として微分回路105の代わりにサンプリング回路121を用いた場合を図6に示す。
FIG. 6 shows a case where a
サンプリング回路121では一定時間周期ごとに被冷却体(発熱体)101の温度Tを表す電圧をサンプリングし、一周期前にサンプリングされた電圧と現在サンプリングされた電圧との差分より温度変化量dT/dtを得て、出力する。
The
また、メモリ回路123は、差分回路107と変換回路109とを合わせた機能を有し、メモリ回路123には、入力される素子温度Tの関数として、温度変化量dTo/dtが設定される。すなわち、例えば、メモリ回路123には、素子温度Tがアドレスとして設定され、温度変化量dTo/dtがデータとして設定される。
Further, the
図6の比較回路111と駆動回路115は、それぞれ、図3の比較回路111と駆動回路115と同一である。
The
本実施形態により電子デバイスが機能するのに必要最低限な冷却特性を割り出すことによって、従来までの過剰冷却を抑制しファン騒音を低減することができる。 By determining the minimum cooling characteristics necessary for the electronic device to function according to this embodiment, it is possible to suppress excessive cooling and reduce fan noise.
なお、本実施形態は結果的に温度マージンを取り去ることになるが、これは固有目的ごとにマージンを考慮してターゲット温度を設定することで解決でき、電子デバイス品質や寿命とのトレードオフを避けることが出来る。 This embodiment will eventually remove the temperature margin, but this can be solved by setting the target temperature in consideration of the margin for each specific purpose, avoiding trade-offs with electronic device quality and lifetime. I can do it.
本発明は、コンピュータ機器やその他電子機器を初めとするファンによる強制冷却が必要な機構全てに適応することが可能である。 The present invention can be applied to all mechanisms that require forced cooling by a fan, including computer equipment and other electronic equipment.
また、本発明は、被冷却体(発熱体)の温度を最高である設定温度で一定とする温度フィードバック制御であり、被冷却体の温度を一定に保つような冷却機構全てに応用が可能である。 In addition, the present invention is a temperature feedback control in which the temperature of the object to be cooled (heating element) is kept constant at the maximum set temperature, and can be applied to all cooling mechanisms that keep the temperature of the object to be cooled constant. is there.
更に、本発明は、気体を用いた冷却の他に液体を用いた冷却にも利用することができる。 Furthermore, the present invention can be used for cooling using a liquid in addition to cooling using a gas.
101 発熱体
103 温度検出部
105 微分回路
107 差分回路
109 変換回路
111 比較回路
113 ファン
115 駆動回路
121 サンプリング回路
123 メモリ回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101
Claims (14)
前記温度検出手段により検出された温度を時間微分する微分手段と、
前記温度検出手段により検出された温度とターゲット温度との差分を得る差分手段と、
前記差分手段により得られた差分を非線形に変換する変換手段と、
前記微分手段の出力と前記変換手段の出力を基に、冷却力を強める信号、冷却力を弱める信号又は冷却力を維持する信号を出力する比較手段と、
前記比較手段から出力される信号に応じて冷却力を調整しながら前記発熱体を冷却する冷却手段と、
を備えることを特徴とする発熱体冷却装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element;
Differentiating means for differentiating the temperature detected by the temperature detecting means with respect to time,
Difference means for obtaining a difference between the temperature detected by the temperature detection means and the target temperature;
Conversion means for nonlinearly converting the difference obtained by the difference means;
Based on the output of the differentiating means and the output of the converting means, a comparison means for outputting a signal for increasing the cooling power, a signal for reducing the cooling power, or a signal for maintaining the cooling power;
Cooling means for cooling the heating element while adjusting the cooling power according to a signal output from the comparison means;
A heating element cooling device comprising:
前記変換手段は、前記差分手段により得られた差分の絶対値を、該絶対値の増加に応じて指数関数的に増加するターゲット温度変化量に変換することを特徴とする発熱体冷却装置。 The heating element cooling device according to claim 1,
The heating unit cooling device, wherein the conversion unit converts the absolute value of the difference obtained by the difference unit into a target temperature change amount that exponentially increases as the absolute value increases .
前記比較手段は、
前記微分手段の出力が前記変換手段の出力よりも小さい時に、冷却力を弱める信号を出力し、
前記微分手段の出力が前記変換手段の出力よりも大きい時に、冷却力を強める信号を出力し、
前記微分手段の出力が前記変換手段の出力と等しい時に、冷却力を維持する信号を出力することを特徴とする発熱体冷却装置。 In the heating element cooling device according to claim 1 or 2,
The comparison means includes
When the output of the differentiating means is smaller than the output of the converting means, a signal for weakening the cooling power is output,
When the output of the differentiating means is larger than the output of the converting means, a signal for increasing the cooling power is output,
A heating element cooling device that outputs a signal for maintaining cooling power when the output of the differentiating means is equal to the output of the converting means.
前記比較手段は、
前記差分がゼロ以上である場合には、
前記微分手段の出力の絶対値が前記変換手段の出力の絶対値よりも小さい時に、冷却力を弱める信号を出力し、
前記微分手段の出力の絶対値が前記変換手段の出力の絶対値よりも大きい時に、冷却力を強める信号を出力し、
前記微分手段の出力の絶対値が前記変換手段の出力の絶対値と等しい時に、冷却力を維持する信号を出力し、
前記差分がゼロ未満である場合には、
前記微分手段の出力の絶対値が前記変換手段の出力の絶対値よりも小さい時に、冷却力を強める信号を出力し、
前記微分手段の出力の絶対値が前記変換手段の出力の絶対値よりも大きい時に、冷却力を弱める信号を出力し、
前記微分手段の出力の絶対値が前記変換手段の出力の絶対値と等しい時に、冷却力を維持する信号を出力することを特徴とする発熱体冷却装置。 In the heating element cooling device according to claim 1 or 2,
The comparison means includes
If the difference is greater than or equal to zero,
When the absolute value of the output of the differentiating means is smaller than the absolute value of the output of the converting means, a signal for weakening the cooling power is output,
When the absolute value of the output of the differentiating means is larger than the absolute value of the output of the converting means, a signal for increasing the cooling power is output,
When the absolute value of the output of the differentiating means is equal to the absolute value of the output of the converting means, a signal for maintaining cooling power is output,
If the difference is less than zero,
When the absolute value of the output of the differentiating means is smaller than the absolute value of the output of the converting means, a signal for increasing the cooling power is output,
When the absolute value of the output of the differentiating means is larger than the absolute value of the output of the converting means, a signal for weakening the cooling power is output,
When the absolute value of the output of the differentiating means is equal to the absolute value of the output of the converting means, a heating element cooling device is provided that outputs a signal for maintaining cooling power.
前記微分手段の代わりに、前記温度検出手段により検出された温度を周期的にサンプリングして、隣接するサンプルされた信号の差分を出力するサンプリング手段を備えることを特徴とする発熱体冷却装置。 In the heating element cooling device according to any one of claims 1 to 4,
A heating element cooling apparatus comprising sampling means for periodically sampling the temperature detected by the temperature detection means and outputting a difference between adjacent sampled signals instead of the differentiation means.
前記差分手段及び前記変換手段の代わりに、前記温度検出手段により検出された温度を基に、前記変換手段の出力と同一の出力を得るメモリ回路を備えることを特徴とする発熱体冷却装置。 In the heating element cooling device according to any one of claims 1 to 5,
A heating element cooling apparatus comprising a memory circuit that obtains the same output as the output of the conversion means based on the temperature detected by the temperature detection means instead of the difference means and the conversion means.
前記冷却手段は、
前記発熱体に送風するファンと、
前記ファンの回転数を調整しながら前記ファンを駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする発熱体冷却装置。 The heating element cooling device according to any one of claims 1 to 6,
The cooling means is
A fan for blowing air to the heating element;
Drive means for driving the fan while adjusting the rotational speed of the fan;
A heating element cooling device comprising:
前記温度検出ステップにより検出された温度を時間微分する微分ステップと、
前記温度検出ステップにより検出された温度とターゲット温度との差分を得る差分ステップと、
前記差分ステップにより得られた差分を非線形に変換する変換ステップと、
前記微分ステップの出力と前記変換ステップの出力を基に、冷却力を強める信号、冷却力を弱める信号又は冷却力を維持する信号を出力する比較ステップと、
前記比較ステップで出力される信号に応じて冷却力を調整しながら前記発熱体を冷却する冷却ステップと、
を備えることを特徴とする発熱体冷却方法。 A temperature detection step for detecting the temperature of the heating element;
A differentiation step for time differentiation of the temperature detected by the temperature detection step;
A difference step for obtaining a difference between the temperature detected by the temperature detection step and the target temperature;
A conversion step for nonlinearly converting the difference obtained by the difference step;
Based on the output of the differentiation step and the output of the conversion step, a comparison step for outputting a signal for increasing the cooling power, a signal for reducing the cooling power, or a signal for maintaining the cooling power;
A cooling step of cooling the heating element while adjusting a cooling power according to a signal output in the comparison step;
A heating element cooling method comprising:
前記変換ステップでは、前記差分ステップにより得られた差分の絶対値を、該絶対値の増加に応じて指数関数的に増加するターゲット温度変化量に変換することを特徴とする発熱体冷却方法。
In the heating element cooling method according to claim 8,
In the conversion step, the absolute value of the difference obtained in the difference step is converted into a target temperature change amount that exponentially increases as the absolute value increases .
前記比較ステップでは、
前記微分ステップでの出力が前記変換ステップでの出力よりも小さい時に、冷却力を弱める信号を出力し、
前記微分ステップでの出力が前記変換ステップでの出力よりも大きい時に、冷却力を強める信号を出力し、
前記微分ステップでの出力が前記変換ステップでの出力と等しい時に、冷却力を維持する信号を出力することを特徴とする発熱体冷却方法。 In the heating element cooling method according to claim 8 or 9,
In the comparison step,
When the output in the differentiation step is smaller than the output in the conversion step, a signal for weakening the cooling power is output,
When the output in the differentiation step is larger than the output in the conversion step, a signal for increasing the cooling power is output,
A heating element cooling method characterized by outputting a signal for maintaining cooling power when the output in the differentiation step is equal to the output in the conversion step.
前記比較ステップでは、
前記差分がゼロ以上である場合には、
前記微分ステップでの出力の絶対値が前記変換ステップでの出力の絶対値よりも小さい時に、冷却力を弱める信号を出力し、
前記微分ステップでの出力の絶対値が前記変換ステップでの出力の絶対値よりも大きい時に、冷却力を強める信号を出力し、
前記微分ステップでの出力の絶対値が前記変換ステップでの出力の絶対値と等しい時に、冷却力を維持する信号を出力し、
前記差分がゼロ未満である場合には、
前記微分ステップでの出力の絶対値が前記変換ステップでの出力の絶対値よりも小さい時に、冷却力を強める信号を出力し、
前記微分ステップでの出力の絶対値が前記変換ステップでの出力の絶対値よりも大きい時に、冷却力を弱める信号を出力し、
前記微分ステップでの出力の絶対値が前記変換ステップでの出力の絶対値と等しい時に、冷却力を維持する信号を出力することを特徴とする発熱体冷却方法。 In the heating element cooling method according to claim 8 or 9,
In the comparison step,
If the difference is greater than or equal to zero,
When the absolute value of the output in the differentiation step is smaller than the absolute value of the output in the conversion step, a signal for weakening the cooling power is output,
When the absolute value of the output in the differentiation step is larger than the absolute value of the output in the conversion step, a signal for increasing the cooling power is output,
When the absolute value of the output in the differentiation step is equal to the absolute value of the output in the conversion step, a signal for maintaining the cooling power is output,
If the difference is less than zero,
When the absolute value of the output in the differentiation step is smaller than the absolute value of the output in the conversion step, a signal for increasing the cooling power is output,
When the absolute value of the output in the differentiation step is larger than the absolute value of the output in the conversion step, a signal for weakening the cooling power is output,
A heating element cooling method characterized by outputting a signal for maintaining cooling power when the absolute value of the output in the differentiation step is equal to the absolute value of the output in the conversion step.
前記微分ステップの代わりに、前記温度検出ステップにより検出された温度を周期的にサンプリングして、隣接するサンプルされた信号の差分を出力するサンプリングステップを備えることを特徴とする発熱体冷却方法。 The heating element cooling method according to any one of claims 8 to 11,
A heating element cooling method comprising a sampling step of periodically sampling the temperature detected by the temperature detection step and outputting a difference between adjacent sampled signals instead of the differentiation step.
前記差分ステップ及び前記変換ステップの代わりに、前記温度検出ステップにより検出された温度を基に、前記変換ステップの出力と同一の出力をメモリ回路により得るステップを備えることを特徴とする発熱体冷却方法。 The heating element cooling method according to any one of claims 8 to 12,
Instead of the difference step and the conversion step, a heating element cooling method comprising a step of obtaining, by a memory circuit, the same output as the output of the conversion step based on the temperature detected by the temperature detection step .
前記冷却ステップは、前記発熱体に送風するファンの回転数を調整しながら前記ファンを駆動する駆動ステップを備えることを特徴とする発熱体冷却方法。 The heating element cooling method according to any one of claims 8 to 13,
The heating element cooling method, wherein the cooling step includes a driving step of driving the fan while adjusting a rotation speed of the fan that blows air to the heating element.
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