JP2003003990A - ブラシレス直流ファンモータの速度制御回路 - Google Patents
ブラシレス直流ファンモータの速度制御回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭ用発振器を必要とせず、低コストで精
度の高いモータ速度制御が可能となり、特に、電子機器
筐体内の熱放出に用いて、筐体内温度を効率よく調節で
きるブラシレス直流ファンモータの速度制御回路を提供
する。 【解決手段】 ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２
ｂの電圧制御によって回転速度が制御されるブラシレス
直流ファンモータ２２において、第１入力端子−に速度
制御用電圧信号Ｖｉが入力され、第２入力端子＋に基準
電圧信号Ｖａが入力される差動増幅器ＡＭＰを備える。
この差動増幅器ＡＭＰは、入出力特性がリニアで、所望
の勾配の立上がり特性が設定可能であり、ＰＷＭ信号を
入力信号に用いずに精度の高いモータ速度制御を可能と
する。この差動増幅器ＡＭＰの出力端子からの電圧信号
をドライブ回路の制御入力端子に与える。
度の高いモータ速度制御が可能となり、特に、電子機器
筐体内の熱放出に用いて、筐体内温度を効率よく調節で
きるブラシレス直流ファンモータの速度制御回路を提供
する。 【解決手段】 ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２
ｂの電圧制御によって回転速度が制御されるブラシレス
直流ファンモータ２２において、第１入力端子−に速度
制御用電圧信号Ｖｉが入力され、第２入力端子＋に基準
電圧信号Ｖａが入力される差動増幅器ＡＭＰを備える。
この差動増幅器ＡＭＰは、入出力特性がリニアで、所望
の勾配の立上がり特性が設定可能であり、ＰＷＭ信号を
入力信号に用いずに精度の高いモータ速度制御を可能と
する。この差動増幅器ＡＭＰの出力端子からの電圧信号
をドライブ回路の制御入力端子に与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器筐体内の
発生熱の放熱用送風機として好適なブラシレス直流ファ
ンモータに係り、特にその速度制御回路に関するもので
ある。
発生熱の放熱用送風機として好適なブラシレス直流ファ
ンモータに係り、特にその速度制御回路に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】例えば、パーソナルコンピュータやコピ
ー機等のＯＡ機器のように、多数の電子部品を比較的狭
い筐体内に収容した電子機器においては、上記電子部品
から発生する熱が筐体内にこもり、電子部品を熱破損さ
せる虞がある。そこで、このような電子機器の筐体の壁
面や天井面に通気口を設け、その通気口にファンモータ
を取り付けて筐体内の熱を外部に排出するようにしてい
る。
ー機等のＯＡ機器のように、多数の電子部品を比較的狭
い筐体内に収容した電子機器においては、上記電子部品
から発生する熱が筐体内にこもり、電子部品を熱破損さ
せる虞がある。そこで、このような電子機器の筐体の壁
面や天井面に通気口を設け、その通気口にファンモータ
を取り付けて筐体内の熱を外部に排出するようにしてい
る。
【０００３】この種のファンモータに、ブラシレス直流
ファンモータを用いる場合であって、筐体内の温度を効
率よく調節したいときには、そのブラシレス直流ファン
モータを精度よく速度制御する必要がある。
ファンモータを用いる場合であって、筐体内の温度を効
率よく調節したいときには、そのブラシレス直流ファン
モータを精度よく速度制御する必要がある。
【０００４】図２に、このような要求に応えるべく構成
された、従来のブラシレス直流ファンモータの速度制御
回路を示す。図中、２１がブラシレス直流ファンモータ
（回路部）２２の速度制御回路である。ここでは、２相
駆動のモータ２２を示している。
された、従来のブラシレス直流ファンモータの速度制御
回路を示す。図中、２１がブラシレス直流ファンモータ
（回路部）２２の速度制御回路である。ここでは、２相
駆動のモータ２２を示している。
【０００５】図示するように、ブラシレス直流ファンモ
ータ２２は、界磁コイルＬ１，Ｌ２、スイッチング素子
ＳＷ１，ＳＷ２、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、
抵抗Ｒ１〜Ｒ４、ダイオードＤ１及びドライブ回路２２
ａを備えてなる。
ータ２２は、界磁コイルＬ１，Ｌ２、スイッチング素子
ＳＷ１，ＳＷ２、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、
抵抗Ｒ１〜Ｒ４、ダイオードＤ１及びドライブ回路２２
ａを備えてなる。
【０００６】この場合、界磁コイルＬ１，Ｌ２はステー
タ（図示せず）に備えられ、ドライブ回路２２ａからの
制御信号によって交互にＯＮ／ＯＦＦされるスイッチン
グ素子ＳＷ１，ＳＷ２により、交互に切換通電されて回
転磁界を作る。ロータ（図示せず）は、そこに備えられ
た永久磁石が上記回転磁界に追従して回転することで回
転する。なお、ドライブ回路２２ａには、界磁コイルＬ
１，Ｌ２の切換通電のタイミング信号として、上記ロー
タの回転位置を検出するセンサからの位置信号Ｓ１，Ｓ
２が入力されている。
タ（図示せず）に備えられ、ドライブ回路２２ａからの
制御信号によって交互にＯＮ／ＯＦＦされるスイッチン
グ素子ＳＷ１，ＳＷ２により、交互に切換通電されて回
転磁界を作る。ロータ（図示せず）は、そこに備えられ
た永久磁石が上記回転磁界に追従して回転することで回
転する。なお、ドライブ回路２２ａには、界磁コイルＬ
１，Ｌ２の切換通電のタイミング信号として、上記ロー
タの回転位置を検出するセンサからの位置信号Ｓ１，Ｓ
２が入力されている。
【０００７】速度制御回路２１は、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０及
びＮＰＮ形トランジスタＱ１により構成されている。こ
の速度制御回路２１の入力端子ＩＮには、ＯＡ機器筐体
（図示せず）内の温度がパルス幅変調（ＰＷＭ）された
信号（ＰＷＭ信号）、すなわち上記筐体内温度が電圧の
Ｈ（高）、Ｌ（低）レベルのパルス幅（時間）比に置き
換えられた信号が入力信号として入力される。速度制御
回路２１の出力端子ＯＵＴからは、上記入力信号が反転
された信号が出力される。
びＮＰＮ形トランジスタＱ１により構成されている。こ
の速度制御回路２１の入力端子ＩＮには、ＯＡ機器筐体
（図示せず）内の温度がパルス幅変調（ＰＷＭ）された
信号（ＰＷＭ信号）、すなわち上記筐体内温度が電圧の
Ｈ（高）、Ｌ（低）レベルのパルス幅（時間）比に置き
換えられた信号が入力信号として入力される。速度制御
回路２１の出力端子ＯＵＴからは、上記入力信号が反転
された信号が出力される。
【０００８】速度制御回路２１は、その出力信号の電圧
レベルをもって、ドライブ回路２２ａにおける、モータ
２２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を
有効にし、あるいは無効にする。
レベルをもって、ドライブ回路２２ａにおける、モータ
２２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を
有効にし、あるいは無効にする。
【０００９】具体的には、速度制御回路２１は、その出
力端子ＯＵＴ（ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２
ｂ）の電圧Ｖｂが所定値未満（Ｌレベル）のときに、上
記制御信号を有効にする。これにより、スイッチング素
子ＳＷ１，ＳＷ２は交互にＯＮ／ＯＦＦする。電圧Ｖｂ
が所定値以上（Ｈレベル）のときには、上記制御信号を
無効にし、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦさ
せる。すなわち、界磁コイルＬ１，Ｌ２を交互に通電さ
せてロータに駆動力を付与し、あるいは界磁コイルＬ
１，Ｌ２への通電をＯＦＦ（遮断）してロータへの駆動
力の付与を解き、モータ２２の回転速度を制御する。
力端子ＯＵＴ（ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２
ｂ）の電圧Ｖｂが所定値未満（Ｌレベル）のときに、上
記制御信号を有効にする。これにより、スイッチング素
子ＳＷ１，ＳＷ２は交互にＯＮ／ＯＦＦする。電圧Ｖｂ
が所定値以上（Ｈレベル）のときには、上記制御信号を
無効にし、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦさ
せる。すなわち、界磁コイルＬ１，Ｌ２を交互に通電さ
せてロータに駆動力を付与し、あるいは界磁コイルＬ
１，Ｌ２への通電をＯＦＦ（遮断）してロータへの駆動
力の付与を解き、モータ２２の回転速度を制御する。
【００１０】このような速度制御回路２１において、い
ま、筐体内の温度が上昇し、入力端子ＩＮに入力される
ＰＷＭ信号のＨレベル時間が増加すると、トランジスタ
Ｑ１のベース電圧のＨレベル時間も増加し、出力端子Ｏ
ＵＴの電圧ＶｂのＬレベル時間が増加する。したがっ
て、ドライブ回路２２ａへの入力電圧のＬレベル時間、
すなわち上記制御信号が有効となる時間も増加し、ロー
タ（図示せず）に駆動力が付与され続ける時間が長くな
って、モータ回転速度が増す。
ま、筐体内の温度が上昇し、入力端子ＩＮに入力される
ＰＷＭ信号のＨレベル時間が増加すると、トランジスタ
Ｑ１のベース電圧のＨレベル時間も増加し、出力端子Ｏ
ＵＴの電圧ＶｂのＬレベル時間が増加する。したがっ
て、ドライブ回路２２ａへの入力電圧のＬレベル時間、
すなわち上記制御信号が有効となる時間も増加し、ロー
タ（図示せず）に駆動力が付与され続ける時間が長くな
って、モータ回転速度が増す。
【００１１】これにより、放熱効果が高められて上記筐
体内の温度を低下させる。このように、筐体内の温度を
パルス幅変調してなるＰＷＭ信号を速度制御回路２１の
入力信号とすれば、そのＨ，Ｌレベルの比でドライブ回
路２２ａを細かく制御でき、モータ２２を精度よく速度
制御できるので、筐体内の温度を効率よく調節すること
が可能となる。
体内の温度を低下させる。このように、筐体内の温度を
パルス幅変調してなるＰＷＭ信号を速度制御回路２１の
入力信号とすれば、そのＨ，Ｌレベルの比でドライブ回
路２２ａを細かく制御でき、モータ２２を精度よく速度
制御できるので、筐体内の温度を効率よく調節すること
が可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述従来の速度制御回
路２１では、次の理由により、入力信号にＰＷＭ信号を
用いている。すなわち、サーミスタからの温度検出出力
電圧のように、レベルが連続的に変化して行く電圧信号
をトランジスタＱ１のベース入力信号に用い、コレクタ
から出力電圧を取り出す場合には、トランジスタＱ１の
立上がり特性曲線上のある電圧レベルに動作点を設定す
ることになる。
路２１では、次の理由により、入力信号にＰＷＭ信号を
用いている。すなわち、サーミスタからの温度検出出力
電圧のように、レベルが連続的に変化して行く電圧信号
をトランジスタＱ１のベース入力信号に用い、コレクタ
から出力電圧を取り出す場合には、トランジスタＱ１の
立上がり特性曲線上のある電圧レベルに動作点を設定す
ることになる。
【００１３】しかしトランジスタＱ１は、立上がり特性
が急峻で、しかも非直線であり、上記動作点の設定が難
しい。このため、ある温度（入力信号の電圧レベル）を
基準に、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号
を有効あるいは無効にして速度制御する場合の精度を高
めることが困難となる。一方、ＰＷＭ信号を入力信号に
用いる場合は、温度がパルス幅、すなわち時間軸上の長
短で表されるので、上記動作点を精緻に設定する必要が
なく、その設定が簡単になる。したがって、従来の速度
制御回路２１は入力信号にＰＷＭ信号を用いていた。
が急峻で、しかも非直線であり、上記動作点の設定が難
しい。このため、ある温度（入力信号の電圧レベル）を
基準に、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号
を有効あるいは無効にして速度制御する場合の精度を高
めることが困難となる。一方、ＰＷＭ信号を入力信号に
用いる場合は、温度がパルス幅、すなわち時間軸上の長
短で表されるので、上記動作点を精緻に設定する必要が
なく、その設定が簡単になる。したがって、従来の速度
制御回路２１は入力信号にＰＷＭ信号を用いていた。
【００１４】しかし、従来の速度制御回路２１による
と、速度制御させるべき元の物理量、ここでは温度を、
電気信号に変換するための素子、例えばサーミスタ以外
に、電気信号をＰＷＭ信号に変換するための高価なＰＷ
Ｍ用発振器等を必要とし、前段回路に要するコストが大
幅に高くなるという問題点があった。
と、速度制御させるべき元の物理量、ここでは温度を、
電気信号に変換するための素子、例えばサーミスタ以外
に、電気信号をＰＷＭ信号に変換するための高価なＰＷ
Ｍ用発振器等を必要とし、前段回路に要するコストが大
幅に高くなるという問題点があった。
【００１５】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
るためになされたもので、前段に高価な素子や回路を必
要とせず、低コストで精度の高いモータ速度制御が可能
となり、特に、電子機器筐体内の熱放出に用いて、その
筐体内の温度を効率よく調節することのできるブラシレ
ス直流ファンモータの速度制御回路を提供することを目
的とする。
るためになされたもので、前段に高価な素子や回路を必
要とせず、低コストで精度の高いモータ速度制御が可能
となり、特に、電子機器筐体内の熱放出に用いて、その
筐体内の温度を効率よく調節することのできるブラシレ
ス直流ファンモータの速度制御回路を提供することを目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ドライブ回路によって回
転駆動され、該ドライブ回路の制御入力端子の電圧制御
によって、その回転速度が制御されるブラシレス直流フ
ァンモータにおいて、第１入力端子に速度制御用電圧信
号が入力され、第２入力端子に基準電圧信号が入力され
る差動増幅器を備え、該差動増幅器は、入出力特性がリ
ニアで、所望の勾配の立上がり特性が設定可能であり、
該差動増幅器の出力端子からの電圧信号を前記ドライブ
回路の制御入力端子に与えることを特徴とする。
に、請求項１に記載の発明は、ドライブ回路によって回
転駆動され、該ドライブ回路の制御入力端子の電圧制御
によって、その回転速度が制御されるブラシレス直流フ
ァンモータにおいて、第１入力端子に速度制御用電圧信
号が入力され、第２入力端子に基準電圧信号が入力され
る差動増幅器を備え、該差動増幅器は、入出力特性がリ
ニアで、所望の勾配の立上がり特性が設定可能であり、
該差動増幅器の出力端子からの電圧信号を前記ドライブ
回路の制御入力端子に与えることを特徴とする。
【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、差動増幅器の基準電圧信号を、回路駆
動用の電源及び接地間に接続された分圧抵抗の分圧点か
ら与え、該分圧抵抗の抵抗値を適宜設定して所望の最低
回転速度を得ることを特徴とすることを特徴とする。
の発明において、差動増幅器の基準電圧信号を、回路駆
動用の電源及び接地間に接続された分圧抵抗の分圧点か
ら与え、該分圧抵抗の抵抗値を適宜設定して所望の最低
回転速度を得ることを特徴とすることを特徴とする。
【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、速度制御用電圧信号が増幅度設
定用第１抵抗を介して差動増幅器の第１入力端子に入力
され、該差動増幅器の第１入力端子及び出力端子間に増
幅度設定用第２抵抗が接続され、それら増幅度設定用第
１抵抗及び第２抵抗の抵抗値を適宜設定して、前記差動
増幅器につき所望の増幅度を得、所望の回転速度変化率
を設定することを特徴とする。
に記載の発明において、速度制御用電圧信号が増幅度設
定用第１抵抗を介して差動増幅器の第１入力端子に入力
され、該差動増幅器の第１入力端子及び出力端子間に増
幅度設定用第２抵抗が接続され、それら増幅度設定用第
１抵抗及び第２抵抗の抵抗値を適宜設定して、前記差動
増幅器につき所望の増幅度を得、所望の回転速度変化率
を設定することを特徴とする。
【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の発明において、差動増幅器の第１入力端子
及び第２入力端子を、コンデンサを各別に介して接地す
ることを特徴とする。
は３に記載の発明において、差動増幅器の第１入力端子
及び第２入力端子を、コンデンサを各別に介して接地す
ることを特徴とする。
【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の発明において、差動増幅器の出力端子
からの電圧信号を、回転速度微調整用抵抗を介してドラ
イブ回路の制御入力端子に与えることを特徴とする。
いずれかに記載の発明において、差動増幅器の出力端子
からの電圧信号を、回転速度微調整用抵抗を介してドラ
イブ回路の制御入力端子に与えることを特徴とする。
【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載の発明において、差動増幅器の出力端子
からドライブ回路の制御入力端子に至る電圧信号伝送路
中の所望箇所を、コンデンサを介して接地することを特
徴とする。
いずれかに記載の発明において、差動増幅器の出力端子
からドライブ回路の制御入力端子に至る電圧信号伝送路
中の所望箇所を、コンデンサを介して接地することを特
徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は、本発明によるブラシレス直
流ファンモータの速度制御回路の一実施形態を示す図で
ある。この図において、１１がブラシレス直流ファンモ
ータ（回路部）２２の速度制御回路である。ここでは、
２相駆動のモータ３２を示している。＋Ｖはモータ駆動
電源、＋Ｖｃｃは速度制御回路の駆動用電源を示す。
に基づき説明する。図１は、本発明によるブラシレス直
流ファンモータの速度制御回路の一実施形態を示す図で
ある。この図において、１１がブラシレス直流ファンモ
ータ（回路部）２２の速度制御回路である。ここでは、
２相駆動のモータ３２を示している。＋Ｖはモータ駆動
電源、＋Ｖｃｃは速度制御回路の駆動用電源を示す。
【００２３】上記ブラシレス直流ファンモータ２２は、
界磁コイルＬ１，Ｌ２、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ
２、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ
４、ダイオードＤ１及びドライブ回路２２ａを備えてな
る。
界磁コイルＬ１，Ｌ２、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ
２、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ
４、ダイオードＤ１及びドライブ回路２２ａを備えてな
る。
【００２４】この場合、界磁コイルＬ１，Ｌ２はステー
タ（図示せず）に備えられ、ドライブ回路２２ａからの
制御信号によって交互にＯＮ／ＯＦＦされるスイッチン
グ素子ＳＷ１，ＳＷ２により、交互に切換通電されて回
転磁界を作る。ロータ（図示せず）は、そこに備えられ
た永久磁石が上記回転磁界に追従して回転することで回
転する。なお、ドライブ回路２２ａには、界磁コイルＬ
１，Ｌ２の切換通電のタイミング信号として、上記ロー
タ（永久磁石）の回転位置を検出するセンサ、例えばホ
ール素子からの位置信号Ｓ１，Ｓ２が入力されている。
タ（図示せず）に備えられ、ドライブ回路２２ａからの
制御信号によって交互にＯＮ／ＯＦＦされるスイッチン
グ素子ＳＷ１，ＳＷ２により、交互に切換通電されて回
転磁界を作る。ロータ（図示せず）は、そこに備えられ
た永久磁石が上記回転磁界に追従して回転することで回
転する。なお、ドライブ回路２２ａには、界磁コイルＬ
１，Ｌ２の切換通電のタイミング信号として、上記ロー
タ（永久磁石）の回転位置を検出するセンサ、例えばホ
ール素子からの位置信号Ｓ１，Ｓ２が入力されている。
【００２５】速度制御回路１１は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１
８、コンデンサＣ１〜Ｃ３及び差動増幅器ＡＭＰを備え
て構成されている。この速度制御回路２１は、その出力
信号の電圧レベルをもって、上記ドライブ回路２２ａ
の、モータ２２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への
制御信号を有効にし、あるいは無効にする。
８、コンデンサＣ１〜Ｃ３及び差動増幅器ＡＭＰを備え
て構成されている。この速度制御回路２１は、その出力
信号の電圧レベルをもって、上記ドライブ回路２２ａ
の、モータ２２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への
制御信号を有効にし、あるいは無効にする。
【００２６】具体的には、速度制御回路２１は、その出
力端子ＯＵＴ（ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２
ｂ）の電圧レベルＶｂが所定値未満（Ｌレベル）のとき
に、上記制御信号を有効にする。これにより、スイッチ
ング素子ＳＷ１，ＳＷ２は交互にＯＮ／ＯＦＦする。電
圧レベルＶｂが所定値以上（Ｈレベル）のときには、上
記制御信号を無効にし、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ
２をＯＦＦさせる。すなわち、界磁コイルＬ１，Ｌ２を
交互に通電させてロータに駆動力を付与し、あるいは界
磁コイルＬ１，Ｌ２への通電をＯＦＦ（遮断）してロー
タへの駆動力の付与を解き、モータ２２の回転速度を制
御する。
力端子ＯＵＴ（ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２
ｂ）の電圧レベルＶｂが所定値未満（Ｌレベル）のとき
に、上記制御信号を有効にする。これにより、スイッチ
ング素子ＳＷ１，ＳＷ２は交互にＯＮ／ＯＦＦする。電
圧レベルＶｂが所定値以上（Ｈレベル）のときには、上
記制御信号を無効にし、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ
２をＯＦＦさせる。すなわち、界磁コイルＬ１，Ｌ２を
交互に通電させてロータに駆動力を付与し、あるいは界
磁コイルＬ１，Ｌ２への通電をＯＦＦ（遮断）してロー
タへの駆動力の付与を解き、モータ２２の回転速度を制
御する。
【００２７】以下、速度制御回路１１について詳述す
る。差動増幅器ＡＭＰは、入出力特性がリニアで、所望
の勾配の立上がり特性（増幅度）が容易に設定可能な差
動増幅器、ここではオペアンプからなる。この差動増幅
器（オペアンプ）ＡＭＰの反転入力端子−には、入力端
子ＩＮに入力された、モータ回転速度の制御用電圧信号
Ｖｉが抵抗Ｒ１３を介して入力される。またこの差動増
幅器ＡＭＰの非反転入力端子＋には、上記電源＋Ｖｃｃ
及び接地間に接続された分圧抵抗（抵抗Ｒ１１，Ｒ１
２）によってその電圧レベルが設定された基準電圧信号
Ｖａが抵抗Ｒ１４を介して入力される。
る。差動増幅器ＡＭＰは、入出力特性がリニアで、所望
の勾配の立上がり特性（増幅度）が容易に設定可能な差
動増幅器、ここではオペアンプからなる。この差動増幅
器（オペアンプ）ＡＭＰの反転入力端子−には、入力端
子ＩＮに入力された、モータ回転速度の制御用電圧信号
Ｖｉが抵抗Ｒ１３を介して入力される。またこの差動増
幅器ＡＭＰの非反転入力端子＋には、上記電源＋Ｖｃｃ
及び接地間に接続された分圧抵抗（抵抗Ｒ１１，Ｒ１
２）によってその電圧レベルが設定された基準電圧信号
Ｖａが抵抗Ｒ１４を介して入力される。
【００２８】上記制御用電圧信号Ｖｉは、ここではＯＡ
機器筐体内の温度に応じてレベルが連続的に変化して行
く電圧信号、例えばサーミスタ（図示せず）による温度
検出出力電圧信号である。また基準電圧信号Ｖａは、予
め設定された所定の検出温度に対応する電圧、換言すれ
ば最低回転速度に相当する電圧で、この電圧の設定値に
より所定の検出温度に対応するモータ２２の最低回転速
度が設定される。
機器筐体内の温度に応じてレベルが連続的に変化して行
く電圧信号、例えばサーミスタ（図示せず）による温度
検出出力電圧信号である。また基準電圧信号Ｖａは、予
め設定された所定の検出温度に対応する電圧、換言すれ
ば最低回転速度に相当する電圧で、この電圧の設定値に
より所定の検出温度に対応するモータ２２の最低回転速
度が設定される。
【００２９】抵抗Ｒ１５は、抵抗１３とで差動増幅器Ａ
ＭＰの増幅度（立上がり特性の勾配）、換言すればモー
タ２２の回転速度変化率を設定する抵抗で、差動増幅器
ＡＭＰの反転入力端子−及び出力端子間に接続されてい
る。抵抗Ｒ１６，Ｒ１７は、ドライブ回路２２ａの制御
入力端子２２ｂを所定の電圧レベルに設定しておくため
の抵抗である。速度制御回路２１の出力信号Ｖｏは、出
力端子ＯＵＴの電圧レベルＶｂを、上記抵抗Ｒ１６，Ｒ
１７で設定された電圧を基準に所定の範囲で制御する。
ＭＰの増幅度（立上がり特性の勾配）、換言すればモー
タ２２の回転速度変化率を設定する抵抗で、差動増幅器
ＡＭＰの反転入力端子−及び出力端子間に接続されてい
る。抵抗Ｒ１６，Ｒ１７は、ドライブ回路２２ａの制御
入力端子２２ｂを所定の電圧レベルに設定しておくため
の抵抗である。速度制御回路２１の出力信号Ｖｏは、出
力端子ＯＵＴの電圧レベルＶｂを、上記抵抗Ｒ１６，Ｒ
１７で設定された電圧を基準に所定の範囲で制御する。
【００３０】なお、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４は、同じ抵抗値
に設定されている。また、符号Ｒ１３，Ｒ１５は各々そ
れらの抵抗値をも表し、符号Ｖｉ，Ｖａ，は各々それら
の電圧（レベル）をも表すものとする。
に設定されている。また、符号Ｒ１３，Ｒ１５は各々そ
れらの抵抗値をも表し、符号Ｖｉ，Ｖａ，は各々それら
の電圧（レベル）をも表すものとする。
【００３１】以上の構成において、差動増幅器ＡＭＰの
出力電圧Ｖｏは、下式（１）で求められる。 Ｖｏ＝−｛（Ｖｉ−Ｖａ）・（Ｒ１３／Ｒ１５）｝…（１） また、制御入力端子２２ｂの電圧レベルＶｂは、下式
（２）で求められる。 Ｖｂ＝−Ｖａ（Ｒ１３／Ｒ１５）・Ｖｉ＋Ｖａ（Ｒ１３／Ｒ１５）…（２）
出力電圧Ｖｏは、下式（１）で求められる。 Ｖｏ＝−｛（Ｖｉ−Ｖａ）・（Ｒ１３／Ｒ１５）｝…（１） また、制御入力端子２２ｂの電圧レベルＶｂは、下式
（２）で求められる。 Ｖｂ＝−Ｖａ（Ｒ１３／Ｒ１５）・Ｖｉ＋Ｖａ（Ｒ１３／Ｒ１５）…（２）
【００３２】なお抵抗Ｒ１８は、ドライブ回路２２ａの
制御入力端子２２ｂの電圧レベルＶｂを僅かに調整する
ために、差動増幅器ＡＭＰの出力端子ｏ及び上記制御入
力端子２２ｂ間に挿入された抵抗で、モータ回転速度の
微調整に有効である。
制御入力端子２２ｂの電圧レベルＶｂを僅かに調整する
ために、差動増幅器ＡＭＰの出力端子ｏ及び上記制御入
力端子２２ｂ間に挿入された抵抗で、モータ回転速度の
微調整に有効である。
【００３３】またコンデンサＣ１は、差動増幅器ＡＭＰ
の反転入力端子−及び接地間に、コンデンサＣ２は、差
動増幅器ＡＭＰの非反転入力端子＋及び接地間に、各々
挿入されたノイズ除去用のコンデンサで、安定な回転速
度を得るために有効である。
の反転入力端子−及び接地間に、コンデンサＣ２は、差
動増幅器ＡＭＰの非反転入力端子＋及び接地間に、各々
挿入されたノイズ除去用のコンデンサで、安定な回転速
度を得るために有効である。
【００３４】コンデンサＣ３は、ドライブ回路２２ａの
制御入力端子２２ｂ及び接地間に接続された平滑用のコ
ンデンサである。このコンデンサＣ３は、本発明速度制
御回路１１において必須ではないが、これを付加すれ
ば、入力信号にＰＷＭ信号を用いることをも可能とす
る。
制御入力端子２２ｂ及び接地間に接続された平滑用のコ
ンデンサである。このコンデンサＣ３は、本発明速度制
御回路１１において必須ではないが、これを付加すれ
ば、入力信号にＰＷＭ信号を用いることをも可能とす
る。
【００３５】次に動作について説明する。差動増幅器Ａ
ＭＰは、制御用電圧信号Ｖｉと基準電圧信号Ｖａとの電
圧レベルの差分を、抵抗Ｒ１３，Ｒ１５で設定される増
幅度で増幅された電圧信号を出力する。この場合、差動
増幅器ＡＭＰの出力電圧Ｖｏは制御用電圧信号Ｖｉとは
逆極性である（上式（１）参照）。
ＭＰは、制御用電圧信号Ｖｉと基準電圧信号Ｖａとの電
圧レベルの差分を、抵抗Ｒ１３，Ｒ１５で設定される増
幅度で増幅された電圧信号を出力する。この場合、差動
増幅器ＡＭＰの出力電圧Ｖｏは制御用電圧信号Ｖｉとは
逆極性である（上式（１）参照）。
【００３６】いま、ＯＡ機器筐体内の温度が上昇し、サ
ーミスタ（図示せず）による温度検出出力電圧が低下す
ると、速度制御回路２１の入力端子ＩＮ（差動増幅器Ａ
ＭＰの反転入力端子−）に入力されている制御用電圧信
号Ｖｉの電圧レベルが下降する。すると、差動増幅器Ａ
ＭＰの出力端子ｏからの出力電圧Ｖｏは上式（１）で求
まる電圧に上昇し、速度制御回路２１の出力端子ＯＵＴ
（ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２ｂ）の電圧レ
ベルＶｂも上式（２）で求まる電圧に上昇する。
ーミスタ（図示せず）による温度検出出力電圧が低下す
ると、速度制御回路２１の入力端子ＩＮ（差動増幅器Ａ
ＭＰの反転入力端子−）に入力されている制御用電圧信
号Ｖｉの電圧レベルが下降する。すると、差動増幅器Ａ
ＭＰの出力端子ｏからの出力電圧Ｖｏは上式（１）で求
まる電圧に上昇し、速度制御回路２１の出力端子ＯＵＴ
（ドライブ回路２２ａの制御入力端子２２ｂ）の電圧レ
ベルＶｂも上式（２）で求まる電圧に上昇する。
【００３７】この上昇後の電圧レベルＶｂが、モータ２
２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を有
効にする電圧レベル以上になると、その制御信号は有効
になる。これにより、モータ２２のスイッチング素子Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２は交互にＯＮ／ＯＦＦされ、界磁コイルＬ
１，Ｌ２は交互に通電されてロータ（図示せず）に駆動
力が付与される。その結果、モータ２２は回転開始ある
いは加速回転され、上記筐体内の熱を外部に排出開始し
あるいは排出量を増大し、同筐体内の温度を低下させ
る。
２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を有
効にする電圧レベル以上になると、その制御信号は有効
になる。これにより、モータ２２のスイッチング素子Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２は交互にＯＮ／ＯＦＦされ、界磁コイルＬ
１，Ｌ２は交互に通電されてロータ（図示せず）に駆動
力が付与される。その結果、モータ２２は回転開始ある
いは加速回転され、上記筐体内の熱を外部に排出開始し
あるいは排出量を増大し、同筐体内の温度を低下させ
る。
【００３８】上述動作は、電圧レベルＶｂがスイッチン
グ素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を有効にする電圧レ
ベル未満に下降するまで継続し、上記筐体内の温度を低
下させ続ける。筐体内の温度が低下し、サーミスタ（図
示せず）による温度検出出力電圧が上昇すると、速度制
御回路２１の入力端子ＩＮ（差動増幅器ＡＭＰの反転入
力端子−）に入力されている制御用電圧信号Ｖｉの電圧
レベルが上昇する。すると、差動増幅器ＡＭＰの出力端
子ｏからの出力電圧Ｖｏは上式（１）で求まる電圧に下
降し、速度制御回路２１の出力端子ＯＵＴ（ドライブ回
路２２ａの制御入力端子２２ｂ）の電圧レベルＶｂも上
式（２）で求まる電圧に下降する。
グ素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を有効にする電圧レ
ベル未満に下降するまで継続し、上記筐体内の温度を低
下させ続ける。筐体内の温度が低下し、サーミスタ（図
示せず）による温度検出出力電圧が上昇すると、速度制
御回路２１の入力端子ＩＮ（差動増幅器ＡＭＰの反転入
力端子−）に入力されている制御用電圧信号Ｖｉの電圧
レベルが上昇する。すると、差動増幅器ＡＭＰの出力端
子ｏからの出力電圧Ｖｏは上式（１）で求まる電圧に下
降し、速度制御回路２１の出力端子ＯＵＴ（ドライブ回
路２２ａの制御入力端子２２ｂ）の電圧レベルＶｂも上
式（２）で求まる電圧に下降する。
【００３９】この下降後の電圧レベルＶｂが、モータ２
２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を無
効にする電圧レベルに達すると、その制御信号は無効に
なる。これにより、モータ２２のスイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２はＯＦＦされ、界磁コイルＬ１，Ｌ２への通
電がＯＦＦ（遮断）されて上記ロータへの駆動力の付与
は解かれる。その結果、同ロータは惰性による回転、す
なわち減速回転となって筐体内の熱の排出は徐々に弱ま
り、やがてロータ停止、熱排出終了となる。
２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号を無
効にする電圧レベルに達すると、その制御信号は無効に
なる。これにより、モータ２２のスイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２はＯＦＦされ、界磁コイルＬ１，Ｌ２への通
電がＯＦＦ（遮断）されて上記ロータへの駆動力の付与
は解かれる。その結果、同ロータは惰性による回転、す
なわち減速回転となって筐体内の熱の排出は徐々に弱ま
り、やがてロータ停止、熱排出終了となる。
【００４０】ロータが停止あるいは減速回転中に筐体内
の温度が上昇し、速度制御回路２１の出力端子ＯＵＴの
電圧レベルＶｂがモータ２２のスイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２への制御信号を有効にする電圧レベル以上に
なると、再び上記スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２は交
互にＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、界磁コイルＬ
１，Ｌ２は交互に通電されてロータに駆動力が付与さ
れ、回転開始あるいは加速回転される。その結果、筐体
内の熱を外部に排出開始しあるいは排出量を増大し、筐
体内の温度を低下させるもので、以下、このような動作
が繰り返されて、筐体内の温度は効率よく調節され、一
定の範囲内に収められる。
の温度が上昇し、速度制御回路２１の出力端子ＯＵＴの
電圧レベルＶｂがモータ２２のスイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２への制御信号を有効にする電圧レベル以上に
なると、再び上記スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２は交
互にＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、界磁コイルＬ
１，Ｌ２は交互に通電されてロータに駆動力が付与さ
れ、回転開始あるいは加速回転される。その結果、筐体
内の熱を外部に排出開始しあるいは排出量を増大し、筐
体内の温度を低下させるもので、以下、このような動作
が繰り返されて、筐体内の温度は効率よく調節され、一
定の範囲内に収められる。
【００４１】しかもこの場合、入力信号にＰＷＭ信号を
用いることなく、モータ２２が精度よく速度制御され、
筐体内の温度を効率よく調節できる。すなわち本発明に
おいては、従来回路におけるようなトランジスタ（図２
中のＱ１参照）ではなく、オペアンプに代表されるよう
に、入出力特性がリニアで、所望の勾配の立上がり特性
（増幅度）が容易に設定可能な差動増幅器ＡＭＰを用い
た。したがって、ある温度（入力信号の電圧レベル）を
基準に、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号
を有効あるいは無効にして速度制御する場合の精度を、
ＰＷＭ信号を入力信号に用いずに、つまり、サーミスタ
等の安価なセンサによる温度検出出力電圧信号を用い
て、高めることができる。
用いることなく、モータ２２が精度よく速度制御され、
筐体内の温度を効率よく調節できる。すなわち本発明に
おいては、従来回路におけるようなトランジスタ（図２
中のＱ１参照）ではなく、オペアンプに代表されるよう
に、入出力特性がリニアで、所望の勾配の立上がり特性
（増幅度）が容易に設定可能な差動増幅器ＡＭＰを用い
た。したがって、ある温度（入力信号の電圧レベル）を
基準に、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２への制御信号
を有効あるいは無効にして速度制御する場合の精度を、
ＰＷＭ信号を入力信号に用いずに、つまり、サーミスタ
等の安価なセンサによる温度検出出力電圧信号を用い
て、高めることができる。
【００４２】なお上述実施形態では、制御対象として、
２相駆動のブラシレス直流ファンモータを例に採って説
明したが、３相駆動等、多相駆動のブラシレス直流ファ
ンモータを制御対象としてもよい。また上述実施形態で
は、ブラシレス直流ファンモータを、温度検出により速
度制御する場合について述べたが、その他の物理量、例
えば湿度あるいは煙やガスの濃度等によって、ブラシレ
ス直流ファンモータを制御するようにしてもよい。
２相駆動のブラシレス直流ファンモータを例に採って説
明したが、３相駆動等、多相駆動のブラシレス直流ファ
ンモータを制御対象としてもよい。また上述実施形態で
は、ブラシレス直流ファンモータを、温度検出により速
度制御する場合について述べたが、その他の物理量、例
えば湿度あるいは煙やガスの濃度等によって、ブラシレ
ス直流ファンモータを制御するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のブラシレス
直流ファンモータの速度制御回路によれば、前段に高価
な素子や回路を必要とせず、低コストで精度の高いモー
タ速度制御が可能となり、特に電子機器筐体内の熱放出
に用いて、その筐体内の温度を効率よく調節できるとい
う効果がある。また本発明によれば、抵抗やコンデンサ
の付加あるいはそれらの値の設定等、簡単な手段によ
り、最低回転速度、回転速度変化率、回転速度微調整、
更には回転速度の安定化が図れる。また、入力信号にＰ
ＷＭ信号を用いることをも可能になる。
直流ファンモータの速度制御回路によれば、前段に高価
な素子や回路を必要とせず、低コストで精度の高いモー
タ速度制御が可能となり、特に電子機器筐体内の熱放出
に用いて、その筐体内の温度を効率よく調節できるとい
う効果がある。また本発明によれば、抵抗やコンデンサ
の付加あるいはそれらの値の設定等、簡単な手段によ
り、最低回転速度、回転速度変化率、回転速度微調整、
更には回転速度の安定化が図れる。また、入力信号にＰ
ＷＭ信号を用いることをも可能になる。
【図１】本発明によるブラシレス直流ファンモータの速
度制御回路の一実施形態を示す図である。
度制御回路の一実施形態を示す図である。
【図２】従来のブラシレス直流ファンモータの速度制御
回路を示す図である。
回路を示す図である。
１１ 本発明の速度制御回路
２２ ブラシレス直流ファンモータ（回路部）
２２ａ ドライブ回路
２２ｂ ドライブ回路の制御入力端子
ＡＭＰ 差動増幅器（オペアンプ）
− 差動増幅器の第１入力端子（反転入力端子）
＋ 差動増幅器の第２入力端子（非反転入力端子）
ｏ 差動増幅器の出力端子
Ｖｉ 速度制御用電圧信号
Ｖａ 基準電圧信号
Claims (6)
- 【請求項１】 ドライブ回路によって回転駆動され、該
ドライブ回路の制御入力端子の電圧制御によって、その
回転速度が制御されるブラシレス直流ファンモータにお
いて、 第１入力端子に速度制御用電圧信号が入力され、第２入
力端子に基準電圧信号が入力される差動増幅器を備え、 該差動増幅器は、入出力特性がリニアで、所望の勾配の
立上がり特性が設定可能であり、該差動増幅器の出力端
子からの電圧信号を前記ドライブ回路の制御入力端子に
与えることを特徴とするブラシレス直流ファンモータの
速度制御回路。 - 【請求項２】 差動増幅器の基準電圧信号を、回路駆動
用の電源及び接地間に接続された分圧抵抗の分圧点から
与え、該分圧抵抗の抵抗値を適宜設定して所望の最低回
転速度を得ることを特徴とする請求項１に記載のブラシ
レス直流ファンモータの速度制御回路。 - 【請求項３】 速度制御用電圧信号が増幅度設定用第１
抵抗を介して差動増幅器の第１入力端子に入力され、該
差動増幅器の第１入力端子及び出力端子間に増幅度設定
用第２抵抗が接続され、それら増幅度設定用第１抵抗及
び第２抵抗の抵抗値を適宜設定して、前記差動増幅器に
つき所望の増幅度を得、所望の回転速度変化率を設定す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレス
直流ファンモータの速度制御回路。 - 【請求項４】 差動増幅器の第１入力端子及び第２入力
端子を、コンデンサを各別に介して接地することを特徴
とする請求項１、２又は３に記載のブラシレス直流ファ
ンモータの速度制御回路。 - 【請求項５】 差動増幅器の出力端子からの電圧信号
を、回転速度微調整用抵抗を介してドライブ回路の制御
入力端子に与えることを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載のブラシレス直流ファンモータの速度制御回
路。 - 【請求項６】 差動増幅器の出力端子からドライブ回路
の制御入力端子に至る電圧信号伝送路中の所望箇所を、
コンデンサを介して接地することを特徴とする請求項１
〜５のいずれかに記載のブラシレス直流ファンモータの
速度制御回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191385A JP2003003990A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | ブラシレス直流ファンモータの速度制御回路 |
| US10/178,732 US20020197068A1 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-25 | Speed control circuit of brushless DC fan motor |
| CN02144386A CN1407711A (zh) | 2001-06-25 | 2002-06-25 | 无刷式直流风扇马达的速度控制电路 |
| EP02405534A EP1271759A3 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-25 | Speed control circuit for a brushless DC motor |
| US10/782,809 US6879120B2 (en) | 2001-06-25 | 2004-02-23 | Speed control circuit of brushless DC fan motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191385A JP2003003990A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | ブラシレス直流ファンモータの速度制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003003990A true JP2003003990A (ja) | 2003-01-08 |
| JP2003003990A5 JP2003003990A5 (ja) | 2005-05-12 |
Family
ID=19030018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191385A Pending JP2003003990A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | ブラシレス直流ファンモータの速度制御回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20020197068A1 (ja) |
| EP (1) | EP1271759A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003003990A (ja) |
| CN (1) | CN1407711A (ja) |
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