TWI651907B - 散熱異常檢測系統及散熱異常檢測方法 - Google Patents

散熱異常檢測系統及散熱異常檢測方法 Download PDF

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Abstract

本發明提出了一種散熱異常檢測系統及散熱異常檢測方法。該散熱異常檢測系統，包括：一第一散熱系統，具有可量測該第一散熱系統實際溫度的一第一溫度感測器；一第二散熱系統，具有可量測該第二散熱系統實際溫度的一第二溫度感測器。假設該第一散熱系統的實際溫度與該第一散熱系統的上限溫度的差值為d1，該第二散熱系統的實際溫度與該第二散熱系統的上限溫度的差值為d2，當d1-d2大於一誤差閾值Error1_level時，判斷該第一散熱系統散熱異常，以及當d1-d2小於一誤差閾值Error2_level時，判斷該第二散熱系統散熱異常。

Description

散熱異常檢測系統及散熱異常檢測方法
本發明係有關於一種散熱異常檢測，且特別有關於一種以簡單配置以降低成本，用於判斷散熱異常的散熱異常檢測系統及其檢測方法。
當一個設備或機器分成多個散熱系統時，以兩個散熱系統為例，會在兩個系統分別設置溫度感測器，以檢測出兩個散熱系統的實際溫度。在設備或機器正常運轉時，偵測到的溫度會受元件負載發熱、環境溫度、散熱條件等因素所影響，而有特定感測溫度值。感測到的兩個系統的實際溫度主要是用來判斷第一散熱系統與第二散熱系統內部元件發熱是否異常，在超過預先設定的保護值時，即判斷第一系統或第二系統有溫度異常的狀況。
一般來說，判斷散熱系統是否異常的方法是事先評估第一散熱系統或第二散熱系統在極限環境溫度、極限負載或發熱條件下，利用模擬、實驗、公式或熱網絡模型即時計算元件極限溫度與參考點之間的溫差，藉此推導出溫度感測器所在的感測點之極限溫度，此極限溫度即可設定為上述的保護溫度值。
然而，此方法的缺點在於只能保護極限狀態，而 無法得知在低溫狀態、或是高溫輕負載狀態下的散熱異常。為了解決這個缺點，常見的方法是增加額外保護條件，如透過在環境溫度處額外增加一溫度感測器，感測出一參考溫度，利用參考溫度與第一系統實際溫度、第二系統實際溫度的差異值與當時負載的關係，來判斷散熱系統溫度是否異常。此方法雖然修正了上述缺點，但需要負擔額外的成本，也就是增加一個溫度感測器及其線路，故也增加系統配置的複雜度。
假設以包含風扇、水冷裝置等主要散熱元件的散熱系統為例，通常需要回饋訊號來確認散熱元件運轉，如風扇，是否正常。而能夠提供回饋訊號的散熱元件除了成本較高外，還需要增加偵測訊號電路。因此，假設兩個散熱系統共使用了三個風扇來進行散熱，則為了偵測個別風扇是否有問題，需要一對一的配置，亦即，需使用三個具有訊號回饋功能的風扇，以及增加三組對應的偵測訊號電路以取得回饋訊號。
因此，為了解決上述的問題，本發明的目的是提出一種能夠用低成本的元件及相對簡易的配置，來判斷散熱異常的系統及方法。
本發明提出了一種散熱異常檢測系統，包括：一第一散熱系統、一第二散熱系統、以及一運算單元。該第一散熱系統具有可量測該第一散熱系統實際溫度的一第一溫度感測器；該第二散熱系統具有可量測該第二散熱系統實際溫度的一第二溫度感測器；該運算單元利用預先設定的一參考溫度及符合該第一散熱系統之一第一預估溫度計算公式計算出該第 一散熱系統的上限溫度，以及利用該參考溫度及符合該第二散熱系統之一第二預估溫度計算公式計算出該第二散熱系統的上限溫度。該運算單元更計算出該第一散熱系統的實際溫度與該第一散熱系統的上限溫度的差值d1，該第二散熱系統的實際溫度與該第二散熱系統的上限溫度的差值d2，當d1-d2大於該第一散熱系統之一誤差閾值Error1_level時，判斷該第一散熱系統散熱異常，以及當d1-d2小於該第二散熱系統之一誤差閾值Error2_level時，判斷該第二散熱系統散熱異常。
在上述散熱異常檢測系統中，當d1大於0時表示該第一散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常，當d2大於0時表示該第二散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常，當d1及d2皆小於或等於0時表示該第一散熱系統及該第二散熱系統均無散熱異常。
在上述散熱異常檢測系統中，Error1_level及Error2_level皆為0。
在上述散熱異常檢測系統中，Error1_level係一正的固定值，Error2_level係一負的固定值。
在上述散熱異常檢測系統中，Error1_level係對應負載而變動的正的變動值，Error1_leve2係對應負載而變動的負的變動值。
上述散熱異常檢測系統，更包括：一記憶單元，儲存該參考溫度、該第一預估溫度計算公式、該第二預估溫度計算公式、該誤差閾值Error1_level、以及該誤差閾值 Error2_level。
本發明也提出一種散熱異常檢測方法，用以判斷一第一散熱系統及一第二散熱系統是否散熱異常，包括下列步驟：量測該第一散熱系統的實際溫度；量測該第二散熱系統的實際溫度；設定一參考溫度；將該參考溫度代入符合該第一散熱系統之一第一預估溫度計算公式，求出該第一散熱系統的上限溫度；將該參考溫度代入符合該第二散熱系統之一第二預估溫度計算公式，求出該第二散熱系統的上限溫度；設定該第一散熱系統之誤差閾值Error1_level；設定該第二散熱系統之誤差閾值Error2_level；以及假設該第一散熱系統的實際溫度與該第一散熱系統的上限溫度的差值為d1，該第二散熱系統的實際溫度與該第二散熱系統的上限溫度的差值為d2，當d1-d2大於Error1_level時，判斷該第一散熱系統散熱異常，以及當d1-d2小於Error2_level時，判斷該第二散熱系統散熱異常。
上述散熱異常檢測方法，更包括：當d1大於0時表示該第一散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常，當d2大於0時表示該第二散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常，當d1及d2皆小於或等於0時表示該第一散熱系統及該第二散熱系統均無散熱異常。
在上述散熱異常檢測方法中，Error1_level及Error2_level皆為0。
在上述散熱異常檢測方法中，Error1_level係一正的固定值，Error2_level係一負的固定值。
在上述散熱異常檢測方法中，Error1_level係對應負載而變動的正的變動值，Error1_leve2係對應負載而變動的負的變動值。
根據上述各實施例，本發明提出了一種能夠用低成本、簡單配置的或較少的元件來判斷散熱異常的散熱異常檢測系統及其方法。
10、20、30‧‧‧散熱系統
11‧‧‧第一溫度感測器
21‧‧‧第二溫度感測器
31‧‧‧第三溫度感測器
40‧‧‧散熱異常檢測電路
41‧‧‧運算單元
42‧‧‧記憶單元
Error1 Level、Error2 Level‧‧‧誤差閾值
Part1-1、Part1-2、Part2-1、Part2-2、Part3-1、Part3-2、Part3-3‧‧‧零件
TH1、TH2、TH3‧‧‧實際溫度
TH1 Error、TH2 Error‧‧‧散熱異常判斷值
Tref‧‧‧參考溫度
R‧‧‧外部環境
第1圖係根據本發明一實施型態的兩個散熱系統的散熱異常檢測架構的示意圖。
第2圖係顯示本發明一實施型態的散熱異常判斷值相對於系統負載的關係的曲線圖。
第3圖係根據本發明另一實施型態的散熱異常判斷值相對於系統負載的關係，再加上固定誤差閾值的曲線圖。
第4圖係根據本發明再一實施型態的散熱異常判斷值相對於系統負載的關係，再加上變動誤差閾值的曲線圖。
第5圖係根據本發明一實施型態的三個散熱系統的散熱異常檢測架構的示意圖。
以下之說明提供了許多不同的實施例、或是例子，用來實施本發明之不同特徵。以下特定例子所描述的元件和排列方式，僅用來精簡地表達本發明，其僅作為例子，而並非用以限制本發明。
本說明書之第一以及第二等詞彙，僅作為清楚解 釋之目的，並非用以對應於以及限制專利範圍。此外，第一特徵以及第二特徵等詞彙，並非限定是相同或是不同之特徵。
以下先以兩個散熱系統為例來說明本發明的散熱異常檢測。第1圖係根據本發明一實施型態的兩個散熱系統的散熱異常檢測架構的示意圖。如第1圖所示，一個機器或裝置包括兩個散熱系統10、20。散熱系統10具有零件Part1-1、Part1-2，並且設置有第一溫度感測器11來量測散熱系統10內的實際溫度TH1，零件Part1-1、Part1-2之至少一者可為熱源。散熱系統20具有零件Part2-1、Part2-2，並且設置有第二溫度感測器21來量測散熱系統20內的實際溫度TH2，零件Part2-1、Part2-2之至少一者可為熱源。在散熱系統10、20外的是外部環境R，具有可做為參考值的參考溫度Tref。另外，外部環境R更配置了一個散熱異常檢測電路40，其包括運算單元41及記憶單元42。本發明不需在外部環境R設置溫度感測器來量測參考溫度Tref，因此本發明將只在可量測到實際溫度TH1及實際溫度TH2的情況下來判斷散熱系統是否異常，以簡化元件配置並降低成本。
在第1圖中，散熱系統10的實際溫度TH1假設會受到零件Part1-1、Part1-2、參考溫度Tref、散熱系統10本身的散熱條件的影響，實際溫度TH2則假設會受到零件Part2-1、Part2-2、參考溫度Tref、散熱系統20本身的散熱條件的影響。理論上兩散熱系統10、20之間可為良好熱隔絕，當然，若系統彼此之間有交互作用，則需要另外將相互影響的效果考慮溫度評估模型內，在此，本發明以兩系統的溫度之間的影響可忽略 為例來說明。記憶單元42預先儲存符合散熱系統10及散熱系統20的預估溫度計算公式，如下：TH1_cal=Tref+dTth1-ref(Tref) (1)
TH2_cal=Tref+dTth2-ref(Tref) (2)
上述(1)式為散熱系統10的預估溫度計算公式，上述(2)式為散熱系統20的預估溫度計算公式。TH1_cal是散熱系統10的預估溫度，TH2_cal是散熱系統20的預估溫度。dTth1-ref(Tref)是考量到零件Part1-1、Part1-2、參考溫度Tref、散熱系統10本身的散熱條件等而對應參考溫度Tref變化的函數，dTth2-ref(Tref)是考量到零件Part2-1、Part2-2、參考溫度Tref、散熱系統20本身的散熱條件等而對應參考溫度Tref變化的函數。
由於在可能的參考溫度Tref的範圍內，dTth1-ref(Tref)及dTth2-ref(Tref)的變動很小，因此為了簡化預估溫度計算公式，本發明將依據產品規格而預先設定的參考溫度上限值Tref_limit分別代入dTth1-ref(Tref)及dTth2-ref(Tref)函數中的參考溫度Tref的變數，而分別得到兩個固定值dTth1-ref_limit及dTth2-ref_limit，並使用這兩個固定值dTth1-ref_limit及dTth2-ref_limit來分別代替預估溫度計算公式中的函數dTth1-ref(Tref)及dTth2-ref(Tref)。因此，預估溫度計算公式可代換成以下：TH1_cal=Tref+dTth1-ref_limit (3)
TH2_cal=Tref+dTth2-ref_limit (4)
上述預估溫度計算公式(3)及(4)在此是熱網絡模型計算公式所轉化，但也可以是利用熱流方程式或者是實驗結 果之擬合程式等的任意組合或變化。透過溫度計算公式與參考點溫度Tref，則可分別得知散熱系統10及20的預估溫度。在散熱系統10正常的情況下，實際溫度TH1會等於預估溫度TH1_cal，因此兩者的差dTH1應為0或趨近0。同樣地，在散熱系統20正常的情況下，實際溫度TH2會等於預估溫度TH2_cal，因此兩者的差dTH2應為0或趨近0。若有異常，例如散熱系統10散熱異常，即TH1溫度偏高，則dTH1>0，或者若散熱系統20散熱異常，即TH2溫度偏高，則dTH2>0。將(3)、(4)式代入dTH1及dTH2中可得：dTH1=TH1-TH1_cal=TH1-(Tref+dTth1-ref_limit) (5)
dTH2=TH2-TH2_cal=TH2-(Tref+dTth1-ref_limit) (6)
然而，在不知道參考溫度Tref的情況下，就無法分別獲得dTH1與dTH2的數值。因此，本發明另定義一判斷式，即令上述(5)、(6)式相減得到一值：dTH1-dTH2。利用此判斷式消去未知的參考溫度：dTH1-dTH2=TH1-dTth1-ref_limit-(TH2-dTth2-ref_limit) (7)
如上述(7)式所示，算出dTH1-dTH2所需要的參數可全部從已知的感測值或定義值中獲得，dTH1-dTH2即可被求出而無需實際感測或定義參考溫度Tref。因此，若兩系統10、20溫度均正常，則dTH1=0，dTH2=0，故判斷式(7)的結果dTH1-dTH2=0。故依據上述(7)式，若散熱系統10散熱異常，散熱系統20散熱正常，則dTH1>0，dTH2=0，故判斷式dTH1-dTH2>0；反之，若散熱系統10散熱正常，散熱系統20散熱異常，則dTH1=0，dTH2>0，故判斷式dTH1-dTH2<0。
第2圖係顯示本發明一實施型態的散熱異常判斷值相對於系統負載的關係的曲線圖。當有上述第1圖所示的任一散熱系統10或20散熱異常，隨著負載越大，系統的實際溫度會遠高於預估值，故上述判斷式的值與負載的關係，會如第2圖所示。負載(LOAD)不限定於單一變數，亦可為多變數，參數常與損耗有關；而負載若為多變數，則第2圖會變成多重曲面，先予說明。若散熱系統10發生散熱異常，則判斷式dTH1-dTH2的值為正值TH1 Error，且隨著負載變大而往正值方向增加；若散熱系統20發生散熱異常，則判斷式dTH1-dTH2的值為負值TH2 Error，且隨著負載變大往負值方向增加。
因此藉由預估溫度計算公式與兩個溫度感測器，再加上此判斷式(7)，便可即時判斷兩個系統是否散熱異常，而不需要增加額外的溫度感測器來感測參考溫度，也不需使用內建有回饋電路的散熱元件，如風扇、水冷系統等。因此本發明可以簡化元件配置並大幅降低元件成本。
針對以上說明再進行更進一步討論，若恰巧遇到兩個散熱系統10、20的散熱元件同時失效的狀況，即dTH1>0且dTH2>0，此時dTH1-dTH2會因為各自系統反應的時間不同，可能代入上述(7)式後會有正值或負值或剛好等於零的表現，則上述判斷式可能無法判斷何者異常。在此狀況下，可利用上述參考溫度上限值Tref_limit，此數值表示兩系統可耐受之最高參考溫度，以此參考溫度上限值Tref_limit為依據，代入(1)、(2)式的預估溫度計算公式來分別計算散熱系統10及散熱系統20的預估溫度，並定義在參考溫度上限值Tref_limit 下，散熱系統10的預估溫度是上限溫度TH1_cal_limit，散熱系統20的預估溫度是上限溫度TH2_cal_limit。散熱系統10及20的上限溫度分別如下：TH1_cal_limit=Tref_limit+dTth1-ref_limit (8)
TH2_cal_limit=Tref_limit+dTth2-ref_limit (9)
當散熱系統10及散熱系統20同時發生異常，實際溫度TH1與TH2兩者同時升高，而無法從上述(7)式的dTH1-dTH2判別出是哪一個系統散熱異常時，可改由判斷實際溫度是否超過預估溫度計算公式所計算的上限溫度。如果實際溫度超過上限溫度，即代表某一個散熱系統的溫度過高或兩個散熱系統的溫度同時過高。換句話說，就是某一散熱系統散熱異常或兩個散熱系統同時散熱異常。故當TH1>TH1_cal_limt，表示散熱系統10散熱異常或散熱系統10及20同時散熱異常；當TH2>TH2_cal_limt，表示散熱系統20散熱異常或散熱系統10及20同時散熱異常。
因此，對於兩個散熱系統10、20，本發明可以提出下列4個判斷式(a)-(d)來判斷哪一個散熱系統有異常的狀況。當滿足(a)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(b)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(c)式表示散熱系統10散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；當滿足(d)式表示散熱系統20散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；若當(a)-(d)式都不被滿足時，則判斷兩個散熱系統10、20均為正常。
dTH1-dTH2>0 (a)
dTH1-dTH2<0 (b)
TH1>TH1_cal_limt (c)
TH2>TH2_cal_limt (d)
又，從上述(7)-(9)等算式中，可以進一步將判斷式修正為以下：dTH1-dTH2=TH1-dTth1-ref_limit-(TH2-dTth2-ref_limit)=TH1-(Tref_limit+dTth1-ref_limit)-[TH2-(Tref_limit+dTth2-ref_limit)]=(TH1-TH1_cal_limit)-(TH2-TH2_cal_limit)=d1-d2 (10)
也就是說，將d1定義為散熱系統10的實際溫度TH1減去散熱系統10的上限溫度TH1_cal_limit所得的差值，將d2定義為散熱系統20的實際溫度TH2減去散熱系統20的上限溫度TH2_cal_limit所得的差值的情況下，上述(7)式計算dTH1-dTH2的差值，實際相當於上述(10)式計算d1-d2的差值。
上述4個判斷式可再簡化成以下：當滿足(a’)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(b’)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(c’)式表示散熱系統10散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；當滿足(d’)式表示散熱系統20散熱異常或兩個散熱系10、20統同時散熱異常；若當(a’)-(d’)式都不被滿足時，則判斷兩個散熱系統10、20均為正常。
d1-d2>0 (a’)
d1-d2<0 (b’)
d1>0 (c’)
d2>0 (d’)
藉由以上的判斷式群組(a)-(d)或是群組(a’)-(d’)，本發明不需增設感測參考溫度Tref的溫度感測器，即可達成多個散熱系統的散熱異常的判斷功能。另外，也不需要設置具備回饋信號功能的散熱元件，因此可以簡化元件配置並大幅降低裝置的成本。
接著說明本發明的另一實施型態。第3圖係根據本發明另一實施型態的散熱異常判斷值相對於系統負載的關係，再加上固定誤差閾值的曲線圖。考慮實際應用上預估溫度計算公式所代表的模型與真實溫度會有誤差，故針對散熱系統10設定誤差閾值Error1_Level、針對散熱系統20設定誤差閾值Error2_Level。其中Error1_Level>0，Error2_Level<0。在此實施型態中，將這兩個誤差閾值均設定為固定值，如第3圖所示，負載(LOAD)不限定於單一變數，亦可為多變數，參數常與損耗有關，而負載若為多變數，則可畫成多重曲面，先予說明。
當散熱系統10散熱異常時，上述判斷式(7)計算dTH1-dTH2會呈現TH1 Error這條曲線。當散熱系統20散熱異常，上述判斷式(7)計算dTH1-dTH2會呈現TH2 Error這條曲線。在此設定當散熱系統10處於較高負載且曲線TH1 Error高於Error1_Level時，才會判斷散熱系統10為散熱異常；類似地當散熱系統20處於較高負載且曲線TH2 Error低於Error2_Level時，才會判斷散熱系統20為散熱異常。此設定用意是考量誤差的實際存在，避免對特定參數高估或低估，期增加判斷的準確 性及容錯率。
使用此誤差閾值主要的優點是可以減少溫度計算模型複雜度。當系統越龐大時，溫度計算模型會變得很複雜，建立精確的溫度計算模型需要龐大的運算量、實驗或者複雜的公式，難以應用到機器上的即時運算。採用簡化過後的溫度計算模型，會有誤差產生，但更能應用於實際機器上的即時運算。而此誤差設定的影響主要是在輕載狀態下無法或不易偵測出散熱異常，但這也符合一般使用習慣。在輕載狀態不管散熱系統是否異常，理論上都可以正常使用。而當負載較大、或溫度較高時則較需要偵測系統散熱是否異常再進行保護。在多數應用上，如風扇等散熱元件在輕載狀態下是低速運轉或不運轉，直到高溫或高負載才進行全速運轉，故使用上述設定可達到更有效率的系統保護效果。
故針對此實施型態，上述判斷式群組(a)-(d)可分別改寫為如下：當滿足(e)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(f)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(g)式表示散熱系統10散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；當滿足(h)式表示散熱系統20散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；若當(e)-(h)式都不被滿足時，則判斷兩個散熱系統10、20均為正常。
dTH1-dTH2>Error1_Level (e)
dTH1-dTH2<Error2_Level (f)
TH1>TH1_cal_limt (g)
TH2>TH2_cal_limt (h)
同樣地，上述四個判斷式群組(e)-(h)可以藉由上述(11)式而分別再簡化成如下：當滿足(e’)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(f’)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(g’)式表示散熱系統10散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；當滿足(h’)式表示散熱系統20散熱異常或兩個系統10、20同時散熱異常；若當(e’)-(h’)式都不被滿足時，則判斷兩個散熱系統10、20均為正常。
d1-d2>Error1_Level (e’)
d1-d2<Error2_Level (f’)
d1>0 (g’)
d2>0 (h’)
接著說明本發明的再一實施型態。第4圖係根據本發明再一實施型態的散熱異常判斷值相對於系統負載的關係，再加上變動誤差閾值的曲線圖。參考第4圖，如果進一步修正誤差閾值，使誤差閾值Error1_Level及Error2_Level成為隨負載改變之動態數值。這兩個動態數值可由預估溫度計算公式所代表的模型與實際溫度模型之誤差所定義，負載(LOAD)不限定於單一變數，亦可為多變數，參數常與損耗有關，而負載若為多變數，則可畫成多重曲面，先予說明。
由於溫度計算公式所代表的模型與實際溫度模型的誤差會隨著負載而有所變動，在建立溫度計算模型時，可經由實驗調整為最小誤差閾值使位於某個設定負載區間，然後隨著負載偏離設定負載，誤差閾值會變大，但此誤差閾值在負載增加時需要被設定低於系統散熱異常的值，即 Error1_Level<TH1 Error，Error2_Level<TH2 Error，以確保可以偵測到系統散熱。
此設定的優點在於：除具有如同前一實施型態可簡化模型的優點.又可藉由即時調整Error1_Level及Error2_Level來改變判斷散熱系統散熱異常的負載準位。在上述第3圖的實施型態中，固定值的Error1_Level可偵測到散熱系統10在負載25%以上散熱異常，固定值的Error2_Level可偵測到散熱系統20在負載30%以上散熱異常。但將誤差閾值改成動態調整，以本實施型態及第4圖為例，檢測出散熱系統10的散熱異常的最低負載可從25%降低至18%，檢測出散熱系統20的散熱異常的最低負載可從30%降低至22%。從以上多個實施型態可知，此散熱異常偵測最低負載的數值會依溫度計算模型的建立方式不同而有所差異。
故針對此實施型態，上述判斷式群組(a)-(d)可分別改寫為如下：當滿足(i)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(j)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(k)式表示散熱系統10散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；當滿足(l)式表示散熱系統20散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；若當(i)-(l)式都不被滿足時，則判斷兩個散熱系統10、20均為正常。
dTH1-dTH2>Error1_Level (i)
dTH1-dTH2<Error2_Level (j)
TH1>TH1_cal_limt (k)
TH2>TH2_cal_limt (l)
其中Error1_Level及Error2_Level是變動值。
同樣地，上述四個判斷式群組(i)-(l)可以藉由上述(11)式而分別再簡化成以下：當滿足(i’)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(j’)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(k’)式表示散熱系統10散熱異常或兩個散熱系統10、20同時散熱異常；當滿足(l’)式表示散熱系統20散熱異常或兩個系統10、20同時散熱異常；若當(i’)-(l’)式都不被滿足時，則判斷兩個散熱系統10、20均為正常。
d1-d2>Error1_Level (i’)
d1-d2<Error2_Level (k’)
d1>0 (k’)
d2>0 (l’)
其中Error1_Level及Error2_Level是變動值。
以上的實施型態以兩個散熱系統的散熱異常檢測舉例，當然本發明也可以應用於三個散熱系統以上。第5圖係根據本發明一實施型態的三個散熱系統的散熱異常檢測架構的示意圖。如第5圖所示，除相對於第1圖的兩個散熱系統10、20，第5圖增加了另一個散熱系統30，其具有零件Part3-1、Part3-2、Part3-3，並且設置有第三溫度感測器31來量測散熱系統30內的實際溫度TH3，零件Part3-1、Part3-2、Part3-3之至少一者可為熱源。除了增加散熱系統30外，其餘的配置與第1圖相同。
由於總共有三個散熱系統10、20、30，所以如果取出任兩個散熱系統來做上述散熱異常的判斷式，會得到3組 (共12個)判斷式。假設採用固定的誤差閾值Error1_Level、Error2_Level及Error3_Level，並且將上述三個誤差閾值都以正值來表示。將則散熱系統10及散熱系統20之間可得到以下的判斷式：當滿足(e12)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(f12)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(g12)式表示散熱系統10散熱異常或散熱系統10及20同時散熱異常；當滿足(h12)式表示散熱系統20散熱異常或散熱系統10及20同時散熱異常。
dTH1-dTH2>Error1_Level (e12)
dTH1-dTH2<-Error2_Level (f12)
TH1>TH1_cal_limt (g12)
TH2>TH2_cal_limt (h12)
散熱系統20及散熱系統30之間可得到以下的判斷式：當滿足(e23)式表示散熱系統20散熱異常；當滿足(f23)式表示散熱系統30散熱異常；當滿足(g23)式表示散熱系統20散熱異常或散熱系統20及30同時散熱異常；當滿足(h23)式表示散熱系統30散熱異常或散熱系統20及30同時散熱異常。
dTH2-dTH3>Error2_Level (e23)
dTH2-dTH3<-Error3_Level (f23)
TH2>TH2_cal_limt (g23)
TH3>TH3_cal_limt (h23)
散熱系統10及散熱系統30之間可得到以下的判斷式：當滿足(e13)式表示散熱系統10散熱異常；當滿足(f13)式表示散熱系統30散熱異常；當滿足(g13)式表示散熱系統10散熱異常或散熱系統10及30同時散熱異常；當滿足(h13) 式表示散熱系統30散熱異常或散熱系統10及30同時散熱異常。
dTH1-dTH3>Error1_Level (e13)
dTH1-dTH3<-Error3_Level (f13)
TH1>TH1_cal_limt (g13)
TH3>TH3_cal_limt (h13)
依照這個實施型態，三個散熱系統實際僅需使用其中二組判斷式就可以判斷出散熱系統溫度是否異常。因此如果應用到超過三個的散熱系統，則有更多判斷式來判斷散熱系統散熱是否異常，能夠更容易判斷出何者系統散熱是正常還是異常狀態。
以下說明使用上述第3圖的所示的固定的誤差閾值來進行兩個散熱系統的散熱異常判斷的實施例。對於兩個散熱系統10、20，首先使用對應兩個散熱系統10、20的溫度計算公式，代入參考溫度上限值Tref_limit來求出兩個散熱系統10、20的溫度上限值。接著，設定固定的誤差閾值，將Error1_Level設定為10，將Error2_Level設定為-10，亦即，將Error1_level及Error1_leve2互設為正負數的相反的固定值。
表1是散熱系統10、20在三個不同條件下的實際溫度及上限溫度。
由於表1計算出散熱系統10、20的上限溫度，因此可直接套用對應本案第3圖的設定有固定的誤差閾值的判斷式(e’)-(h’)。
在條件1下，d1是散熱系統10的實際溫度TH1減去上限溫度TH1_cal_limit後的差值，因此d1=66.3-86.9=-20.6。d2是散熱系統20的實際溫度TH2減去上限溫度TH2_cal_limit後的差值，因此d2=32.9-57.6=-24.7。因此d1-d2=-20.6-(-24.7)=4.1。d1-d2差值在設定的10與-10之間。另外，散熱系統10及散熱系統20的實際溫度皆未到達上限溫度，也就是說d1、d2都小於0。條件1下的散熱系統10、20不滿足(e’)-(h’)任一個判斷式。表示散熱系統10、20皆正常。
在條件2下，d1=73.5-72.7=0.8。d2=33.5-53.7=-20.2。因此d1-d2=0.8-(-20.2)=21.1。d1-d2差值超過設定的10。另外，散熱系統10的實際溫度皆超過上限溫度，也就是說d1大於0。條件2下的散熱系統10、20分別滿足(i’)、(k’)判斷式，因此判斷散熱系統10散熱異常。
在條件3下，d1=50.1-73.7=-23.6。d2=45.8-53.8=-8.0。因此d1-d2=-23.6-(-8.0)=-15.5。d1-d2差值低於設定的-10。另外，散熱系統10及散熱系統20的實際溫度皆未到達上限溫度，也就是說d1、d2都小於0。條件3下的散熱系統10、20滿足(j’)判斷式，因此判斷散熱系統20散熱異常。
本發明藉由預估溫度計算公式與散熱系統的溫度感測器，再加上判斷式，便可即時判斷複數個散熱系統是否散熱異常，而不需要增加偵測參考溫度的溫度感測器，也不需使 用具有回饋電路的散熱元件，如風扇、水冷系統等。因此本發明可以簡化元件配置並大幅降低元件成本。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (17)

  1. 一種散熱異常檢測系統，包括：一第一散熱系統，具有可量測該第一散熱系統實際溫度的一第一溫度感測器；一第二散熱系統，具有可量測該第二散熱系統實際溫度的一第二溫度感測器；以及一運算單元，利用預先設定的一參考溫度及符合該第一散熱系統之一第一預估溫度計算公式計算出該第一散熱系統的上限溫度，以及利用該參考溫度及符合該第二散熱系統之一第二預估溫度計算公式計算出該第二散熱系統的上限溫度，其中該運算單元更計算出該第一散熱系統的實際溫度與該第一散熱系統的上限溫度的差值d1，以及該第二散熱系統的實際溫度與該第二散熱系統的上限溫度的差值d2，當d1-d2大於該第一散熱系統之一誤差閾值Error1_level時，判斷該第一散熱系統散熱異常，以及當d1-d2小於該第二散熱系統之一誤差閾值Error2_level時，判斷該第二散熱系統散熱異常。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱異常檢測系統，其中當d1大於0時表示該第一散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常；其中當d2大於0時表示該第二散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常；以及當d1及d2皆小於或等於0時表示該第一散熱系統及該第二散熱系統均無散熱異常。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱異常檢測系統，其中Error1_level及Error2_level皆為0。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之散熱異常檢測系統，其中Error1_level及Error2_level皆為0。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱異常檢測系統，其中Error1_level係一正的固定值，Error2_level係一負的固定值。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之散熱異常檢測系統，其中Error1_level係一正的固定值，Error2_level係一負的固定值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱異常檢測系統，其中Error1_level係對應負載而變動的正的變動值，Error1_leve2係對應負載而變動的負的變動值。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之散熱異常檢測系統，其中Error1_level係對應負載而變動的正的變動值，Error1_leve2係對應負載而變動的負的變動值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之散熱異常檢測系統，更包括：一記憶單元，儲存該參考溫度、該第一預估溫度計算公式、該第二預估溫度計算公式、該誤差閾值Error1_level、以及該誤差閾值Error2_level。
  10. 一種散熱異常檢測方法，用以判斷一第一散熱系統及一第二散熱系統是否散熱異常，包括下列步驟：量測該第一散熱系統的實際溫度；量測該第二散熱系統的實際溫度；設定一參考溫度；將該參考溫度代入符合該第一散熱系統之一第一預估溫度計算公式，求出該第一散熱系統的上限溫度；將該參考溫度代入符合該第二散熱系統之一第二預估溫度計算公式，求出該第二散熱系統的上限溫度；設定該第一散熱系統之誤差閾值Error1_level；設定該第二散熱系統之誤差閾值Error2_level；以及假設該第一散熱系統的實際溫度與該第一散熱系統的上限溫度的差值為d1，該第二散熱系統的實際溫度與該第二散熱系統的上限溫度的差值為d2，當d1-d2大於Error1_level時，判斷該第一散熱系統散熱異常，以及當d1-d2小於Error2_level時，判斷該第二散熱系統散熱異常。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之散熱異常檢測方法，更包括：當d1大於0時表示該第一散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常；當d2大於0時表示該第二散熱系統散熱異常或該第一散熱系統及該第二散熱系統同時散熱異常；以及當d1及d2皆小於或等於0時表示該第一散熱系統及該第二散熱系統均無散熱異常。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之散熱異常檢測方法，其中Error1_level及Error2_level皆為0。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之散熱異常檢測方法，其中Error1_level及Error2_level皆為0。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之散熱異常檢測方法，其中Error1_level係一正的固定值，Error2_level係一負的固定值。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之散熱異常檢測方法，其中Error1_level係一正的固定值，Error2_level係一負的固定值。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之散熱異常檢測方法，其中Error1_level係對應負載而變動的正的變動值，Error1_leve2係對應負載而變動的負的變動值。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之散熱異常檢測方法，其中Error1_level係對應負載而變動的正的變動值，Error1_leve2係對應負載而變動的負的變動值。
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