JP2000004595A - ファンモータ駆動回路 - Google Patents
ファンモータ駆動回路Info
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
路による回転数の安定化および環境温度変化に対する回
転数の安定化を図るとともに、正弦波駆動における振動
を低減化できるファンモータ駆動回路を提供する。 【解決手段】 ホール素子1の出力端と、ホール素子1
の検知信号によりコイル6に流す電流極性を切り換える
IC5の入力端の接続端に並列にコンデンサ4を挿入し
てある。コンデンサ4の容量はモータの回転数に対応し
た値に設定される。IC5の入力インピーダンスは、ホ
ール素子1の出力インピーダンスより十分に大きな値に
設定してある。コンデンサ4の作用により回転数上昇が
抑えられ回転数の安定化を図ることができる。
Description
てロータの位置を検知することによりコイルに流れる電
流極性を切り換えてファンモータを駆動する回路、さら
に詳しくいえば、モータの回転数の安定化を考慮したフ
ァンモータ駆動回路に関する。
は、モータトルクに対し軸受摩擦トルクの比率が大きく
なってくるため、軸受けの摩擦トルクの影響を受け、運
転時において軸受摩擦トルクが小さくなる方向へ変化す
る。このため、起動開始から回転数が上昇し、当初から
回転数の安定化は図れない。この対策として製品にする
前に連続運転によるエージングを行っているが、特にボ
ールベアリングにおいては長時間運転での摩擦トルクの
変化も大きいため、回転を安定させるには長時間のエー
ジングが必要となる。また、ボールベアリングは、温度
により摩擦トルクの変化が大きく、使用環境により回転
数の変化が大きく、騒音,振動の問題となることもあ
る。振動を小さくするのに正弦波駆動すると効果がある
が回路が複雑となり、コスト,スペースの面から限界が
あった。
案しているホール素子によるファンモータ駆動回路の一
例を示す回路ブロック図である。ホール素子20の電源
接続端子はホール素子20を保護する電流制御抵抗21
を介してDC電源に接続されている。ホール素子20の
出力端子は駆動制御を行うIC23の入力に接続され、
IC23の出力にモータ駆動用のコイル24が接続され
ている。ホール素子20の電源接続端子に並列に接続さ
れている抵抗22は、ホール素子出力を安定化するため
に挿入されたものである。ホール素子20の出力端子1)
2)間からは、磁界極性に応じた交流電圧が出力され、ホ
ール素子20の1)の出力が2)の出力電圧より大きくなっ
た瞬間にIC23の出力3)は出力4)より大きくなるため
モータ駆動コイル24に一方向の電流が流れる。磁界極
性が反転してホール素子20の出力が反転すると、出力
4)は出力3)より大きくなってモータ駆動コイル24には
反転電流が流れる。
前述したように軸受けの摩擦トルクの影響を受ける。こ
のホール素子を用いた極性反転を行う回路では、振動を
小さくするために正弦波駆動することが必要であるが、
上述したように正弦波駆動をする回路は複雑となる。ま
た、長時間のエージングも必要であった。本発明の目的
は、ブラシレスファンモータのホール素子電気回路によ
る回転数の安定化,および環境温度変化に対する回転数
の安定化を図るとともに、擬似正弦波駆動により振動を
低減化できるファンモータ駆動回路を提供することにあ
る。
に本発明によるファンモータ駆動回路は、ホール素子に
よってロータの位置を検知することによりコイルに流す
電流極性を切り換えてファンモータを駆動する回路にお
いて、前記ホール素子の出力端と、前記ホール素子の検
知信号によりコイルに流す電流極性を切り換えるモータ
駆動側回路の入力端の接続端に並列にコンデンサを挿入
し、前記コンデンサの容量はモータ回転数に対応した値
を設定し、かつ、前記モータ駆動側回路の入力インピー
ダンスは、前記ホール素子の出力インピーダンスより十
分に大きな値に設定して構成してある。また、本発明に
おける前記モータ駆動側回路の入力インピーダンスは、
前記ホール素子の出力インピーダンスより3桁以上大き
な値に設定してある。さらに、本発明における前記コン
デンサの両端電圧と回転数の関係を示す曲線は、所定以
上の回転数に増加していくと前記コンデンサの両端電圧
が低下するような特性となり、前記コンデンサの両端電
圧が低下し始める付近に動作点がくるように前記コンデ
ンサの値を設定してある。
施の形態を詳しく説明する。図1は、本発明によるファ
ンモータ駆動回路の実施の形態を示す図で、(a)は回
路ブロック図,(b)は等価回路図,(c)は外部抵抗
を挿入したときの等価回路図である。図1(a)におい
て、抵抗2,3、ホール素子1、IC5およびモータ駆
動コイル6は、図5における抵抗21,22,ホール素
子20,IC23およびモータ駆動コイル24と構成,
動作は同じである。ホール素子1の出力端子間にコンデ
ンサ4を挿入した点が図5とは異なっており、このホー
ル素子1の出力側へコンデンサ4を入れることにより回
転数の安定化を図っている。
ール素子出力電圧,rはホール素子出力インピーダンス
である。図1(c)の等価回路図に示すようにホール素
子出力端に抵抗r1 を挿入した構成にすることも可能で
ある。IC5の入力電圧は、コンデンサ4の両端電圧と
なり、モータ駆動用IC5の入力インピーダンスを、ホ
ール素子1の出力インピーダンスより十分大きな値とす
ることにより、ホール素子1の出力への影響を小さくで
きる。例えば、ホール素子1の出力インピーダンス1は
数十Ω,モータ駆動用IC5の入力インピーダンスは数
十KΩ以上に設定される。
の出力インピーダンスとコンデンサ4のインピーダンス
の分圧である。下にコンデンサ4の両端電圧ec とホー
ル素子電圧との関係を示す。 ec =[1/{1+ (2πfrc)2 〕×e ・・・(1) 但し c;コンデンサの容量 r;ホール素子の出力インピーダンス f;周波数 図2は、コンデンサの両端電圧と回転数の関係を示す図
で、動作点を説明するための図である。動作点は所定の
回転数に設定され、モータの回転数Nが高くなると、コ
ンデンサ4のフィルタ作用により、コンデンサ両端電圧
ec は小さくなり、回転数が増加するのを抑制する。回
転が低下すると、ec (v)は大きくなり、回転の低下
を抑制する。
子1のインピーダンスrを通し、充電されることにな
り、ホール素子出力電圧に対し時間的遅れを生じる(図
3参照)。これはモータに対し、ブレーキ作用として働
き回転数を安定させる。ホール素子1は高温になるに従
って出力インピーダンス,出力電圧が低下するという特
徴を有し、このため、IC5の入力を正弦波へ近づけれ
ば近づけるほどIC5の出力への影響が大きくなる。よ
って、ファンの使用環境温度が高くなれば、回転数が低
下する欠点がある。本発明ではホール素子1の出力へコ
ンデンサ4を入れることにより温度によりホール素子イ
ンピーダンスr(Ω)が小さくなると、ec は大きくな
る。
ブレーキはrの低下により位相ズレが小さくなるためブ
レーキ作用も小さくなる。さらに、コンデンサの温度に
よる容量低下がフィルタ作用を小さくする。従来に比較
し、より温度に対し回転数の安定化を図ることができ
る。そして、温度安定をはかることにより、正弦波に、
より近い信号の駆動が可能となり、モータの駆動電流に
よる電磁音をより小さくすることができる。モータの回
転数が低い場合には、コンデンサの容量が大きく、形状
的にも大きくなってしまうが、図1(c)の等価回路に
示すように外部へ抵抗r1 を入れることにより、容量,
形状を小さくすることができる。
しないときの電圧ec とコイル駆動電流の波形であり、
ec 遅れによるブレーキトルクの説明図である。図3に
おいて、実線の曲線Aはコンデンサなしのときの電圧e
c 特性,点線の曲線Bはコンデンサを入れたときの電圧
ec 特性で、コンデンサによる遅れが生じている。実線
の矩形波Cはコイル電流特性であり、点線の矩形波Dは
コイル電流が電圧ec の遅れが生じている状態を示して
いる。また、Pはロータマグネット極数,T0 は回転に
要する時間をそれぞれ示している。コンデンサによる電
圧ec の遅れはモータの回転トルクに対し逆トルクとな
り、ブレーキとなる。
図で、(a)はサーミスタを挿入した例,(b)は駆動
コイルが2相半波を使用した例をそれぞれ示している。
上記図1(c)では回転数が低い場合の対策として外部
へ抵抗r1 を2つ挿入しているが、外部抵抗の代わりに
サーミスタ12,13を入れることも可能である。低い
温度では回転数を低く、温度が上昇するにつれ、モータ
の回転数が高くなるように回転制御する場合に有効であ
る。モータ駆動用IC14は1相バイポーラでなく、2
相半波ICを使用して2つのコイルで駆動する場合も同
様な効果を得ることができる。
素子の出力端とホール素子の検知信号によりコイルに流
す電流極性を切り換えるモータ駆動側回路の入力端との
接続端に並列にコンデンサを挿入し、コンデンサの容量
はモータ回転数に対応した値を設定し、かつ、モータ駆
動側回路の入力インピーダンスは、ホール素子の出力イ
ンピーダンスより十分に大きな値に設定したものであ
る。したがって回転数の安定化を図ることができた。ま
た、長時間運転における回転数の変化を小さくすること
ができた。さらに温度変化による回転数の変化を小さく
することができた。また、回路の温度安定が改善され、
モータをより正弦波信号に近い信号で駆動させることに
より、振動を小さくすることができた。
態を示す図で、(a)は回路ブロック図,(b)は等価
回路図,(c)は外部抵抗を挿入したときの等価回路図
である。
で、動作点を説明するための図である。
の電圧ec とコイル駆動電流の波形図である。
はサーミスタを挿入した例,(b)は駆動コイルが2相
半波を使用した例である。
回路ブロック図である。
の出力インピーダンスとコンデンサ4のインピーダンス
の分圧である。下にコンデンサ4の両端電圧ec とホー
ル素子電圧との関係を示す。ec =〔1/{1+(2πfrc)2 }1/2 〕×e ・・・(1) 但し c;コンデンサの容量 r;ホール素子の出力インピーダンス f;周波数 図2は、コンデンサの両端電圧と回転数の関係を示す図
で、動作点を説明するための図である。動作点は所定の
回転数に設定され、モータの回転数Nが高くなると、コ
ンデンサ4のフィルタ作用により、コンデンサ両端電圧
ec は小さくなり、回転数が増加するのを抑制する。回
転が低下すると、ec (v)は大きくなり、回転の低下
を抑制する。
Claims (3)
- 【請求項1】 ホール素子によってロータの位置を検知
することによりコイルに流す電流極性を切り換えてファ
ンモータを駆動する回路において、前記ホール素子の出
力端と、前記ホール素子の検知信号によりコイルに流す
電流極性を切り換えるモータ駆動側回路の入力端の接続
端に並列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサの容量
はモータ回転数に対応した値を設定し、かつ、前記モー
タ駆動側回路の入力インピーダンスは、前記ホール素子
の出力インピーダンスより十分に大きな値に設定したこ
とを特徴とするファンモータ駆動回路。 - 【請求項2】 前記モータ駆動側回路の入力インピーダ
ンスは、前記ホール素子の出力インピーダンスより3桁
以上大きな値であることを特徴とする請求項1記載のフ
ァンモータ駆動回路。 - 【請求項3】 前記コンデンサの両端電圧と回転数の関
係を示す曲線は、所定以上の回転数に増加していくと前
記コンデンサの両端電圧が低下するような特性となり、
前記コンデンサの両端電圧が低下し始める付近に動作点
がくるように前記コンデンサの値を設定することを特徴
とする請求項1記載のファンモータ駆動回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP16513798A JP4097320B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | ファンモータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP16513798A JP4097320B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | ファンモータ駆動回路 |
Publications (2)
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JP (1) | JP4097320B2 (ja) |
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CN101936287B (zh) * | 2009-06-29 | 2015-04-08 | 海尔集团公司 | 风扇故障检测电路和检测方法 |
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1998
- 1998-06-12 JP JP16513798A patent/JP4097320B2/ja not_active Expired - Fee Related
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