JP5414817B2 - 回路保護装置及び保護方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路保護装置及び保護方法に関し、より詳しくは、トランジスタが焼け付くのを回避する回路保護装置及び保護方法に関する。

科学技術の発展に伴い、電子製品が生活中に溢れるようになり、パソコン、携帯電話、デジタルプレイヤー等が日常生活に不可欠な装置となった。これらの電子製品の多くは回路基板を有し、回路上には例えばプロセッサ、トランジスタ、パルス幅変調ユニット（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ)、キャパシタ等、多くの電子部材を設置している。

時代の流れに合わせて電子製品の動作速度は絶えず上昇し続け、電子部材には大量の電流が流れるようになった。部材本体の温度も絶えず上昇し続けており、例えばプロセッサと電源との供給を制御するためのトランジスタにおいては、プロセッサが大量信号を処理するためトランジスタはより多くの電流をプロセッサに供給せねばならず、プロセッサとトランジスタの温度を上昇させる。

台湾特許第Ｉ３１９２５２号

しかしながら、電子製品の動作速度の高速化は電子部材の動作温度を上昇させ、通常は正常に電子製品が使用される場合は、プロセッサ、トランジスタ及びＰＷＭ等は共に過熱或いは焼け付きを起こすことはない。図１は従来技術の回路基板の概略図である。図１によると、従来の回路基板１００にはプロセッサ１１０と、複数個のトランジスタ１２０と、パルス幅変調ユニット１３０とが設置されており、パルス幅変調ユニット１３０はトランジスタ１２０の電流の監視に用いられ、プロセッサ１１０に供給される電流はトランジスタ１２０により計測される。従来のプロセッサ１１０、トランジスタ１２０、或いはパルス幅変調ユニット１３０が古いことにより異常を発生させる、ないしは電磁干渉（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＥＭＩ）や静電放電（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、ＥＳＤ）等の影響を受けて侵害され、電子部材の電流過多を引き起こして焼け付きを発生させた。

パルス幅変調ユニット１３０或いはトランジスタ１２０に異常が起こった場合、パルス幅変調ユニット１３０或いはトランジスタ１２０の電流または温度が上昇し、パルス幅変調ユニット１３０またはトランジスタ１２０の動作異常を引き起こしてしまう。パルス幅変調ユニット１３０またはトランジスタ１２０等の電子部材の保護機構がなければ、電子部材の焼け付きまたは損壊につながり、更には他の装置の正常な使用にも影響をもたらす。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、トランジスタの電流或いは温度が高まり過ぎるのを防ぎ、パルス幅変調ユニット、トランジスタ或いはプロセッサ等の焼け付きの発生を回避する回路保護装置及び保護方法を提供することを主目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回路保護装置は、複数個のトランジスタが電気的に設置されている回路基板に適用される回路保護装置である。これらはトランジスタに電気的に接続されており、各トランジスタは電流位相を有し、かつ複数個の第一閾値を保存し、それらがトランジスタにそれぞれ対応し、各トランジスタの電流位相を順に検知し、各電流位相が対応する第一閾値よりも大きいかを判断すると共に、制御信号をトランジスタに送り、トランジスタをオフするパルス幅変調ユニットを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る回路保護方法は、パルス幅変調ユニットにより複数個のトランジスタの複数個の電流位相を順に検知させるステップと、パルス幅変調ユニットにより各電流位相が対応する第一閾値より大きいかを判断させるステップと、パルス幅変調ユニットから制御信号を送り、電流位相が第一閾値より大きいトランジスタをオフにするステップとを含むことを特徴とする。

本発明によると、パルス幅変調ユニットによりトランジスタの電流位相を検知すると共に異常がないかを判断し、パルス幅変調ユニットが異常のあるトランジスタをオフにし、トランジスタの電流或いは温度が高まり過ぎるのを防ぎ、パルス幅変調ユニット、トランジスタ或いはプロセッサ等の焼け付き発生を回避する。

従来の技術の回路基板の概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の回路保護装置の構造概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の回路保護方法のフローチャートである。 本発明に係る好ましい第２実施形態の回路保護方法のフローチャートである。 本発明に係る好ましい第３実施形態の回路保護装置の構造概略図である。 本発明に係る好ましい第３実施形態の回路保護方法のフローチャートである。 本発明に係る好ましい第４実施形態の回路保護方法のフローチャートである。

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。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る回路保護装置及び保護方法を説明する。図２は本発明に係る好ましい第１実施形態の回路保護装置の構造概略図である。図２によると、本発明の回路保護装置は回路基板２００に適用しており、回路基板２００はプロセッサ２１０と複数個のトランジスタ２２０とを電気的に設置し、トランジスタ２２０によりプロセッサ２１０に電流が供給される。

本実施形態の回路保護装置にはパルス幅変調ユニット２３０を含み、パルス幅変調ユニット２３０は複数個のトランジスタ２２０に電気的に接続し、各トランジスタ２２０は電流位相をそれぞれ有する。パルス幅変調ユニット２３０は複数個の第一閾値を保存し、各第一閾値はトランジスタ２２０にそれぞれ対応する。各トランジスタ２２０の電流位相はパルス幅変調ユニット２３０により順に検知され、パルス幅変調ユニット２３０により各電流位相が対応する第一閾値よりも大きいかを判断され、電流位相が対応する第一閾値よりも大きい場合はパルス幅変調ユニット２３０から制御信号を発生してトランジスタ２２０に送り、トランジスタ２２０をオフにする。

本実施形態のパルス幅変調ユニット２３０は複数の連絡線により各トランジスタ２２０にそれぞれ接続し、パルス幅変調ユニット２３０がトランジスタ２２０の電流位相を監視するほか、パルス幅変調ユニット２３０がトランジスタ２２０のオン・オフを制御する。

まず、本発明ではパルス幅変調ユニット２３０によってトランジスタ２２０の電流位相に異常がないかを判断する。続いて、異常のあるトランジスタ２２０をパルス幅変調ユニット２３０によりオフにする。これによりトランジスタ２２０の電流或いは温度が上昇し過ぎるのを防ぎ、パルス幅変調ユニット２３０、トランジスタ２２０或いはプロセッサ２１０等の焼け付きの発生を回避する。

［第１実施形態］
まず、本発明の回路保護方法の第１実施形態について説明する。
図３は本発明に係る好ましい第１実施形態の回路保護方法のフローチャートである。図３によると、本発明の回路保護方法のステップでは、まずステップＳ１を実行してパルス幅変調ユニット２３０により複数個のトランジスタ２２０の複数個の電流位相を順に検知する。その後ステップＳ２を実行し、各電流位相が対応する第一閾値よりも大きいかをパルス幅変調ユニット２３０により判断し、大きくないと判断した場合はステップＳ１を実行して再び各トランジスタ２２０の電流位相を検知する。

ステップＳ２において、パルス幅変調ユニット２３０が各電流位相に対応する第一閾値よりも大きいと判断した場合、即時にステップＳ３を実行してパルス幅変調ユニット２３０から制御信号を送り、制御信号により電流位相が対応する第一閾値よりも大きいトランジスタ２２０をオフにし、トランジスタ２２０の電流或いは温度が上昇し過ぎるのを防ぎ、パルス幅変調ユニット２３０、トランジスタ２２０或いはプロセッサ２１０等の焼け付きの発生を回避する。

本発明では、回路基板２００の不正常な動作、もしくはこれを使用し異常のあるトランジスタ２２０をオフにする回路基板２００の装置或いはオペレーティングシステムの不正常な動作を回避するため、電流位相に異常のあるトランジスタ２２０のオフ後、ステップＳ４を実行し、パルス幅変調ユニット２３０によってオペレーティングシステムが正常に動作されているかを判断する。パルス幅変調ユニット２３０によってオペレーティングシステムが正常に動作されていると判断した場合はステップＳ１に戻り、再びパルス幅変調ユニット２３０により複数個のトランジスタ２２０の複数個の電流位相を順に検知する。パルス幅変調ユニット２３０はオペレーティングシステムが不正常な動作をしていると判断した場合はステップＳ５を実行してオペレーティングシステムをオフにし、ユーザーに回路基板２００の故障を知らせ、メンテナンス作業を実行させる。

［第２実施形態］
次に、本発明の回路保護方法の第２実施形態について説明する。
図４は本発明に係る好ましい第２実施形態の回路保護方法のフローチャートである。図４によると、本発明ではトランジスタ２２０が外力、例えば電磁干渉(Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＥＭＩ)或いは静電放電（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、ＥＳＤ）等により一時的に干渉されることにより、パルス幅変調ユニット２３０によってトランジスタ２２０が故障していると判断しオフにされるのを防ぐため、本実施形態ではオペレーティングシステムのオフ後、即時にステップＳ５１を実行し、パルス幅変調ユニット２３０を初期化する。これによりユーザーがオペレーティングシステムを再起動する場合、パルス幅変調ユニット２３０は全てのトランジスタ２２０の電流位相を再検知し、パルス幅変調ユニット２３０を初期化して正常な使用状態を回復させる。

この他、本実施形態のステップＳ４において、オペレーティングシステムが正常に動作しているか判断をした後、結果がしていると判断した場合はステップＳ１に戻り、パルス幅変調ユニット２３０により複数個のトランジスタ２２０を再検知する。結果がしていないと判断した場合はオペレーティングシステムをオフにする。本実施形態ではオペレーティングシステムのオフ前に、パルス幅変調ユニット２３０により複数個のトランジスタ２２０及び各トランジスタ２２０の電流位相を再検知し、トランジスタ２２０に異常があるがオフにされていないものがあるかを確認する。トランジスタ２２０に異常がある場合、直ちに異常のあるトランジスタ２２０をオフにし、続いてパルス幅変調ユニット２３０がオペレーティングシステムは正常に動作しているかを判断し、オペレーティングシステムが正常に動作していると判断した場合はステップＳ１を実行する。オペレーティングシステムが依然不正常な動作状態にあると判断した場合は、即オペレーティングシステムをオフにしてメンテナンス作業を実行する。

この他、本実施形態のステップＳ５後に、図４のステップのＳ５１を実行し、パルス幅変調ユニット２３０を初期化して、ユーザーにオペレーティングシステムを再起動させる場合、パルス幅変調ユニット２３０を初期化し、パルス幅変調ユニット２３０が全てのトランジスタ２２０の電流位相を再検知する。

［第３実施形態］
次に、本発明の回路保護装置の第３実施形態について説明する。
図５は本発明に係る好ましい第３実施形態の回路保護装置の構造概略図である。図５によると、本実施形態は図２の第１実施形態とは異なり、本実施形態ではトランジスタ２２０の温度を感知する温度感知器２４０を更に含む。本実施形態で記載される温度感知器２４０はサーミスタであるが、これに制限されるわけではない。

温度感知器２４０はパルス幅変調ユニット２３０に電気的に接続する。パルス幅変調ユニット２３０は複数個の第二閾値を保存し、各第二閾値は異なるトランジスタ２２０にそれぞれ対応する。本実施形態では、パルス幅変調ユニット２３０を利用して温度感知器２４０の温度データを収集し、パルス幅変調ユニット２３０を利用してトランジスタ２２０の温度が対応する第二閾値よりも大きいかを判断し、大きいと判断した場合はトランジスタ２２０の過熱を表示し、パルス幅変調ユニット２３０がトランジスタ２２０の異常を判断し、パルス幅変調ユニット２３０から制御信号を発してトランジスタ２２０に送り、トランジスタ２２０を停止させる。本実施形態では１個の温度感知器２４０で説明を行うが、実際の必要に合わせて異なる数量の温度感知器２４０を設置してもよい。
さらに、本発明の回路保護方法の第３実施形態について説明する。

図６は本発明に係る好ましい第３実施形態の回路保護方法のフローチャートである。図６によると、トランジスタ２２０或いはプロセッサ２１０等の電子部材の保護効率を高めるため、本実施形態ではステップＳ３１、Ｓ３２及びＳ３３を更に含む。本実施形態ではパルス幅変調ユニット２３０によりトランジスタ２２０の電流位相の異常の有無を判断した後、異常のあるトランジスタ２２０をオフにし、再びトランジスタ２２０の温度の検知を行う。このためステップＳ３後、直ちにステップＳ３１を実行し、パルス幅変調ユニット２３０により複数個のトランジスタ２２０の複数個の温度を順に検知し、パルス幅変調ユニット２３０を利用して温度感知器２４０の温度データを収集する。その後ステップＳ３２を実行し、パルス幅変調ユニット２３０により各温度が対応する第二閾値より大きいかを判断する。続いてステップＳ３３を実行し、パルス幅変調ユニット２３０から制御信号を送り、温度が第二閾値より大きいトランジスタ２２０をオフにする。

更に、電流位相と温度の判断によりトランジスタ２２０の電流或いは温度が高まり過ぎるのを防ぎ、パルス幅変調ユニット２３０、トランジスタ２２０或いはプロセッサ２１０等の焼け付きの発生を回避する。

［第４実施形態］
次に、本発明の回路保護方法の第４実施形態について説明する。
図７は本発明に係る好ましい第４実施形態の回路保護方法のフローチャートである。図によると、本実施形態と図６の第３実施形態との差異は、ステップＳ３１、Ｓ３２及びＳ３３の実行順が異なる点である。第３実施形態では異常のあるトランジスタ２２０をオフにした後にトランジスタ２２０の温度の監視を実行するが、本実施形態ではパルス幅変調ユニット２３０によりトランジスタ２２０の電流位相が異常無いと判断した場合に実行する。このためステップＳ２に於いて否と判断した場合、即時にステップＳ３１を実行し、続けてＳ３２からＳ３３を順に実行する。また、本実施形態のステップＳ３とステップＳ３３の後にステップＳ４を続けて実行した後にステップＳ５を実行する。温度計測の実行ステップは、トランジスタ２２０の電流位相の監視前後、ひいては異常のあるトランジスタ２２０のオフ後に実行し、異なる使用上の必要に合わせて調整する。

上述のように、本発明の回路保護装置及び回路保護方法では、パルス幅変調ユニットにより複数個のトランジスタの複数個の電流位相を順に検知し、パルス幅変調ユニットにより各電流位相が対応する第一閾値よりも大きいかを判断し、その後パルス幅変調ユニットから制御信号を送り、電流位相が第一閾値より大きいトランジスタをオフにする。これによりトランジスタの電流或いは温度が高まり過ぎるのを防ぎ、パルス幅変調ユニット、トランジスタ或いはプロセッサ等の焼け付きの発生を回避する。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１００ … 回路基板
１１０ … プロセッサ
１２０ … トランジスタ
１３０ … パルス幅変調ユニット
２００ … 回路基板
２１０ … プロセッサ
２２０ … トランジスタ
２３０ … パルス幅変調ユニット
２４０ … 温度感知器

Claims (3)

1. 回路保護方法であって、
   パルス幅変調ユニットにより複数個のトランジスタの複数個の電流値を順に検知するステップと、
   前記パルス幅変調ユニットにより各前記電流値が対応する第一閾値より大きいかを判断するステップと、
   前記パルス幅変調ユニットから制御信号を送り、前記電流値が前記第一閾値より大きい前記トランジスタをオフにするステップと；
   前記対応する第一閾値より大きい場合は前記トランジスタをオフにするステップの後、オペレーティングシステムが正常に動作しているかを判断するステップと；
   前記判断ステップが正常に動作していない場合、前記オペレーティングシステムをオフにし、前記パルス幅変調ユニットを初期化して正常な状態を回復させるステップと；を実行することを特徴とする回路保護方法。
2. 前記パルス幅変調ユニットによる各前記電流値が対応する第一閾値より大きいかの判断のステップに於いて、大きいと判断する場合は、前記パルス幅変調ユニットから制御信号を送り前記電流値が前記第一閾値より大きい前記トランジスタをオフにするステップを実行し、大きくないと判断する場合は、パルス幅変調ユニットに複数個のトランジスタの複数個の電流値を順に検知するステップを実行することを特徴とする、請求項１に記載の回路保護方法。
3. パルス幅変調ユニットにより複数個のトランジスタの複数個の温度を順に検知するステップと、
   前記パルス幅変調ユニットにより各前記温度が対応する第二閾値より大きいかを判断するステップと、
   前記パルス幅変調ユニットから制御信号を送り、前記温度が前記第二閾値より大きい前記トランジスタをオフにするステップを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の回路保護方法。