JPS58208650A - 熱伝導体の不良検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分ｉｆ） この発明は１気部品等の放熱のため［用いられる熱伝導
性の不良検出に関するっ （発明の技術的貨漿および間壜点〕 第１図は従来の熱伝導体の不良検出装置の１例を示す図
であろう第１図において、ＩＮは発熱量ノ大キいパワー
トランジスタ、ｌｉ３［パワートランジスタＩＡの熱を
放熱させる放熱板であり、この放％板ｔ８と前記パワー
トランジスタＩＡとの間の熱伝導性を良くするだめの熱
伝導剤ＩＣを介挿している。ＩＤはパワートランジスタ
ｌＡｔ−実装した回路基板である。またｌＥは前記放熱
板ＩＢの温度を眠気量に変換する例えば熱電対などの温
度変換器であり、その出力はレベル検出器ｌＦに人力さ
れ、変換された電気量が所定のイ直を越えたか舌かが判
定されるっ　ＩＧはこのレベル検出器ＩＦの入カイ気量
が所定の値を越えた時に出力さイ１．る電流で発光する
不良表示ランプ、ＩＨは片端をグラウンドＶこ委とし、
不良表示ランプＩＧに流れる電流を制限する電流制限抵
抗である。

以上の説明から明らかなように第１図図示の装置は、温
度変換器ｌＥより放熱板ＩＢの温度を電気量に変換し、
前記電気量が異常温度時のべ気量以上か否かをレベル検
出器ＩＦにて検出し、不良表示ランプＩＧが点燈するこ
とにより放熱板ｌＢが異常温度（正常時の温度よりも高
い所定温度）に達したことを知ることができる。

この装置においては放熱板ｌＢが異常温度以上か否かを
検出しているため、外気が高温の場合放熱板ＩＢも高温
となり、放熱板−１Ｂは正常動作であるにもかかわらず
不良表示ランプは点燈する恐れがあろう さらにパワートランジスタＩＡと放熱板ＩＢの間の熱伝
１１１ｃの不足のため熱伝導不良を起こＬ７１ｊ）合、
パワートランジスタ１人の温度はそＤ熱が放熱板ＩＢに
効率よく伝導されないため高温となるが、放熱板ＩＢの
互変は高温とならないため、不良表示ランプは点借せず
熱伝導不良が発見できない。

また従来この装置のほかｖｃ第２図に示す妄置かある。

この装置は第１図における温度変換器ＩＥが放熱板ＩＢ
の温度を測定しているのに対し、ノくツートランジスタ
ＩＡの温度を測温している点のみ異なり、その他は第１
図と全く同様の構成とな：′　　　　　　つている。

第２図の構成において、温度変換器ＩＥより７４ワート
ランジスタＩＡの温度を電気量に変換し、前記這気敬が
異常温度（高温）時のｔ気量以上か否かをレベル候山６
１　Ｆ　ＶＣて検出し、不良表示ランプＩＧが点燈する
ここによりノ・ツートランジスタＩＡ７Ｊ”高温に４し
たことを知ることができる。

Ｃの装置すでおいＣはパワートランジスタＩＡか所足＠
度以上か否かを検出しているため、第１図と同様に外気
が高温の場合放熱板も高温となり、放熱板ＩＢ（・−正
常＠咋であるにもかかわらず不良表示ランプは虞燈する
。

さらに外気の温度が低温で放熱板ＩＢより／ぐツートラ
ンジスタＩＡの熱を放熱しなくとも）くワートランジ゛
スタＩＡのみの放熱で十分な場合に、ノ＜ツートランジ
スタＩＡと放熱板ＩＢの間の熱伝導剤ＩＣ’Ｚ）不足に
より熱伝導不良を起こしたとすると、パワートランジス
タＩＡのみの放熱のみで十分７５−ためパワートランジ
スタＩＡは異常温度にならず、熱伝導不良にもで１かわ
らず熱伝導不良を検出することができ丁、外気温度〃ｚ
上昇し・シワートラノ、ジスタの温度が異常となっては
じめて検出可能と力るっ このように従来の技術で＆′ｉ測温点の温度の高さによ
って不良を検出していたため外ケ温度等の周囲条件して
影響されることなく−、伝導体の不良を検出することが
困枡であった。さらに外気が低温で熱伝導体の放熱作用
がなくとも電気部品自身の放熱の与で十分な放熱効果が
ある場合に熱伝導不良を起こしても熱伝導体の不良を検
出できず、電気部品等が高温となる最悪の状態に力つだ
ときにようやく検出するという欠点があった。

〔発明の目的」 この発明は、上記のよう々事情に基づいて々されたもの
であり、熱伝導体の複数の測温点の温度差が所定の温度
差定数以上か否かを検出することにより外気温度等の周
囲条件に左右されることなく、電気部品等が高温となる
最悪の状態の前ｒ！ｃ速く正確に、熱伝導体の異常ｆ検
出する熱伝導体不良検出装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要） 本発明の熱伝導体の不良検出装置に１熱伝導体の複数の
測温点に設けられた温度を電気量に変換する変換器の出
力電気量の相互間の差と所定のレベルとの大小関係全判
別する比較手段を備えかつ前記比較手段出力が所定の値
を越えたか否かを検出することにより熱伝導体の不良を
検出するものである。

〔発明の実施例」 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第３図は本発明の一実施例を示す図であるっ第３図にお
いて第１図と同一の符号は第１図と同一の意味である。

ＩＥｌ、ＩＥｌはそれぞれ温度−電気変換器（以下変換
器という）であり、３Ａは減算器（８ＶＢ）であり、複
数の測温電気量の相互の差をとるためのものである。

第３図の実施例は、第１図における変換器ＩＥが放熱板
ＩＢあるいはパワートランジス々ＩＡの単一温度を測温
してい舟のに対し、変換器ｆ複数個（ＩＢｔ　、　ＩＥ
ｚ　）用意し、それらを、複数部材の押ｊ温点を設けた
ことと、前記従来例が単一の測温電気量をレベル検出器
ＩＦに直接入力していたのに対し本実施例では複数の測
温電気量を減算器３ＡＫより相互の差金とり、前記減算
器３Ａの出力をレベル検出器ＩＦに人力している点が、
覧なるのみで他は同一の構成となっている。以下、減算
器３人とレベル検出器ＩＦとを組み合わせたものを比較
手段３Ｂと称する。

この実施例では、放熱板ＩＢとパワー８９７２２２１人
の間に熱伝導剤ＩＣをはさみ取り付けた回路基板ＩＤに
おいて、放熱板ＩＢとパワー８９７２２２１人とにそγ
Ｌぞれ付着させた変換器ＩＥ２゜ＩＢ、より得られた出
力電気量を、それぞれ減算器３Ａのｅ端子、■端子に入
力する。

このように構成した熱伝導体の不良検出装置において、
パワー８９７２２２１人の温度に比例した変換器ＩＥｌ
の出力と、放熱板ＩＢの＠度に比例した変＊１ｌＥｚの
出力との相互の差と所定のレベルとの大小関係を判定す
る比較手段により、変換器１１Ｊ、ＩＥ２の測ＩＢ点の
相互の温度差が不良温度差値以上か否かを検出する。

上記のよう力構成においては、２ケ所以上の測温点の温
度差によって検出しているため、外気が高温の場合放゛
熱板が高温と力っでもパワートランジスタｘＡ４高温と
なシ温度差が小のため不良ランプＩＧは点燈しない。

サラにパワー８９７２２２１人と放熱板ＩＢの間の熱伝
導剤ＩＣの不足により接触不良による熱伝導体の不良を
起こした場合にパワー８９７２２２１人は高温にカリ、
放熱板ＩＢはさほど温度が上がら力いため、両者間の温
度差づ；大とカリ熱伝導体の不良をすばやく検出できる
う また外気が低温で放熱板ＩＢの放熱作用か々くともパワ
ートランジスタＩＡの放熱のみで十分力放熱効果がある
場合に、接触不良等の熱伝導体の不良を起こしても、パ
ワートランジスタＩＡと放熱板ＩＢの間の温度差の違い
により熱伝導体の不良を検出することができる。

〔他の実施例〕

第４図はマイクロコンピュータ（小型ディジタルコンピ
ュータ）等を応用した保護継電器（以下ディジタルリレ
ーと称する）における半導体集積回路等の電気部品の放
熱のための熱伝導体の不良検出装置を示す図である。

第３図において、４Ｄがディジタルリレーである。・デ
ィジタルリレー４Ｄは次に説明するように構成されてい
る。

第４図において、４Ｅはフィルタ回路（ＦＩＬ）であり
、電圧及び電流から成るリレー人力から商用周波数成分
をとり出すためのものである。４Ｆはサンプルホールド
回路（８ＩＨ）であり、フィルタ回路４Ｅからの全入力
を同時刻にサンプリングする。４Ｇはマルチプレクサ（
ＭＰＸ）であり、前記サンプルホールド回路４Ｆからの
複数入力やフィルタ回路４Ｅ、サンプルホールド回路４
Ｆを介せずに入力された信号から必要とする信号がとり
出される。、４Ｈはアナログ／ディジタル変換回路（Ａ
ＤＣ）であり、マルチプレクサ４Ｈからのアナログ信号
を順次ディジタル信号に変換するツ４Ｉ（ｄダイレクト
メモリアクセス制御回路（ＤＭ入）であり、前記ディジ
タル変換された電圧、電流信号を次段へ送る動作をする
。４Ｊはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、ダ
イレクトメモリアクセス制御回路４■からのデータや演
算結果等を記憶する。４には演算処理部（ＣＰＵ）であ
り、演算の手順やデーター６Ｃ記憶されている読み出し
専用メモＩＪ　（ｆＬＯＭ）　４　Ｌのプログラムに従
い、前記ダイレクトメモリ制御回路４工から送られるデ
ィジタル値の電圧、電流情報を用いて演算処理が行なわ
れる。４Ｍは、演算処理部４にへのデータの入出力を行
なう入出力回路であり、トリップ出力等が出力される。

上記の構成を有するディジタルリレー４Ｄの回路基板Ｉ
Ｄに実装している半導体集積回路４Ａと前記半導体集積
回路４Ａからの放熱を熱伝導し次段へ送る動作をすると
ヒートパイプ４Ｂの間に熱伝導性を良くするための熱伝
導剤ＩＣを塗布し、ヒートパイプ４Ｂとヒートパイプと
ヒートノくイブ同士を結合するための結合部４Ｎにより
放熱効果の大きい放熱フィン４０を介して放熱する装置
がある。

第４図において、半導体集積回路４Ａと、ヒートパイプ
４ＢのＢ、Ｃ，Ｄ、Ｂの箇所に複数の測温点を設け、そ
れぞれに変換器ＩＥを付着させるっなお、変換器の符号
以降添字を付けずに単にＩＥとするっ変換器ＩＥからの
電気量は電気量増幅部４Ｃにより増幅され他のリレー人
力とともにフィルタ回路４Ｂ、サンプルホールド回路４
Ｆを介せずにマルチプレクサ４Ｇに入力される。−＆ｂ
、電気量増幅部４Ｃは変換器ＩＥの出力の電気量をマル
チプレクサ４ＧＫ適切な入力レベルに変換する役目を果
たしている。

マルチプレクサ４Ｇに入力された複数の電気量は、時系
列的に順次出力されアナログ／ディジタル変換回路４Ｈ
，ダイレクトメモリアクセス制御回路４工を介してラン
ダムアクセスメモリ４ＪＫ取り込まれ、読み出し専用メ
モリ４Ｌに記憶された以下に説明するプログラムに従っ
て所定温度差定数以上か否かを演算処理部４ＫＫて判定
する。

第５図は熱伝導体の不良検出を行なうプログラムをフロ
ーチャートで示したものであるっ第５図において、５Ａ
、５Ｂ、５Ｃは比較手段であり、おのおのＢ点と６点、
６点とＤ点、Ｄ点とＥ点における温度差値とあらかじめ
ランダムアクセスメモリ４Ｊあるいは読み出し専用メモ
リ４Ｌに記憶された所定温度差定数とを比較するもので
第３図の比較手段３Ｂに相当する。

５Ｄ、５ｇ、５Ｆは不良表示ランプ消燈部であり、前記
レベル検出部５Ａ、５Ｂ、５Ｃの判定の結果、測温値が
所定温度差定数より小さければ不良表示ランプＩＧを消
燈する。ｓＧ、ｓＨ，５Ｉは不良表示ランプ点燈部であ
り、前記比較手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃの判定の結果、温度
差値が所定温度差定数に等しいか大きければ不良表示ラ
ンプｌＧを点燈する。

第５図に示すように各測温点Ｂ、Ｃ２１）、Ｅ点におけ
る隣接する２点間の温度差を計算し、所定温度差定数以
上か否かにより熱伝導体の不良検出し、不良表示ランプ
ＩＨＯ点燈あるいは消燈を順次行々っていく。

このような構成によると、第３図と同様に複数の測温点
の温度差によって検出しているため外気温度等の周囲条
件に影響されること左く、ヒートパイプ４Ｂ自身の熱伝
導体の不良、結合部４Ｎでの接触不良、熱伝導剤ＩＣの
不足による接触不良等の熱伝導体の不良を正確にすばや
く検出できる池、不良の箇所まで検出することができる
。

特に本発明をディジタルリレーに適用した場合電力量増
幅器４Ｃ以降はマルチプレクサ４Ｇの空きチャンネルに
入力するのみのノ・−ド購成で構成できるので部品の削
減が計られる。

第６図は、本発明の他の実施例を示す図であろう第６図
はメモリー回路等において、同一種類の半導体集積回路
４人が整然と多数実装された回路基板ＩＤに本発明の熱
伝導体の不良検出装置を適用した例である。

第４図における実施例では発熱点である半導体集積回路
４Ａから放熱点である放熱フィン４０までの間に複数の
測温点を直列に設けたのに対し、この実施例では縦横シ
て整然と並べ・られた半導体集積回路４Ａの各列よりＢ
　、　Ｃ、１）、　Ｅ　、　Ｆ　、　Ｇ　。

Ｈ，Ｉ点より成る複数の測温点を並夕ＩＪ　Ｋ設け、マ
ルチプレクサ４Ｇの各チャンネジに入力することにより
構成される。

なお、マルチプレクサ４Ｇ以降は第４図と同様である。

ただし、入出力回路４　Ｍより不良表示ランプＩＧ、電
流制限抵抗ＩＨがそれぞれ１個接続される。

第７図は第６図の不良検出を行なうプログラムをフロー
チャートで示したものである。

第７図において、７Ａは最大値検出部であり、測温点全
体の最大値を求めるだめのものである。

７Ｂは最小値検出部であり、測温点全体の最小値を求め
るためのものである。７Ｃｄ比較手段であり、各測温点
の最大値と最小値の差をとることにより温度のばらつき
を計算し、前記の温度のほらつきが所定の温度差定数以
上か否かの判定により熱伝導体の不良を検出する。

前記比較手段７Ｃの判定にてばらつき温度値が所定温度
定数以下であれば不良表示ランプ消燈部７Ｄｖｃて不良
表示ランプ分消燈する。前記比較手段７Ｃの判定にてば
らつき温度値が所定温度差定数より犬衾は石ば不良表示
ランプ点燈部７Ｅ１てて不只表示ランプを点燈する。

清６図図示の構成によると、同一回路で発熱榮件の等し
、い測温膚のばらつきの大小により不良を検出するので
、熱伝導体の不良ばかりでなく、半導！”ｋ　集積回路
４Ａの異常発熱といった不良も検出することができる。

本発明の回路構成は、前記実施例および変形例に示した
ものに限定されるものではない。なお、熱伝導体の不良
検出時に不点表示ランプ点燈の他ファンの駆動や温度表
示等も適用可能であることは言うまでもｋい。その他、
この発明の要旨を変更Ｌ−ない範囲で種々変形可能なこ
とは勿論である。

〔発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば、複数の濱１１温
点の温電差が所定の１１ｊを嬬えたか否かを検出するこ
とにより熱伝導体の不良を検出するので、速く、正確に
、外気温暖に左右されること力〈検出する他、結合部等
の接、触不良や素子不良も検出できるら

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来における熱伝導体の不良検出装置
を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す図、第４図
、第５図、第６図、第７図は本発明の他の実施例を示す
図である。 ＩＡ・・・　パワートランジスタ １Ｂ・・・放熱板　　　　　ＩＥ・・・温度変換器ＩＦ
・・・　レベル検出器　　ＩＧ　１１．不良表示ランプ
３Ａ　−°　減算器　　　　　４Ａ・・・半導体集積回
路４Ｂ・・・　ヒートパイフ４Ｄ・・・ディジタルリレ
ー４Ｇ・・・　マルチプレクサ（ＭＰＸ）３Ｂ、５Ａ、
５Ｂ、５Ｃ，７Ｃ・・・比較手段（７３１７）　　代理
人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図 第２図 ／Ｄ 第４図 ：’４’ｌ　’：”レ イ色のノ°ロア２７Ａ　へ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）熱伝導体の複数の測温点に設けられた、温度を電
   気量に変換する変換器と、この複数の変換器出力の相互
   の差と所定のレベルとの大小関係とを判別するとともに
   、この判別結果が所定の値を越えたか否かを検出する比
   較手段を設け、熱伝導体の不良を検出することを特徴と
   する熱伝導体の不良噴上−渉償う ・２、特許請求の範囲第１項に記載のものに２い−Ｃ，
   ディジタルコンピュータにより比較手段を構成したこと
   を特徴とする熱伝導体の不良噴出装置。