JP2004516792A - ファン保護 - Google Patents

Abstract

複数のファンのための保護回路において、要素は各ファンに関連する。この要素のインピーダンス値または電流値はファンの動作状態を示す。例えば、ファンが動作可能であるまたは正常に機能している場合、インピーダンス値または電流値は低く、ファンが動作できないまたは異常に機能している場合、インピーダンス値または電流値は高い。要素は、２つの導線の間に並列に配置される。探知回路は２つの導線の間の全体インピーダンス値または全体電流値を決定する。もし全体インピーダンス値または全体電流値がすべてのファンが正常に動作していることを示す所定の範囲内にないならば、複数のファンの内少なくとも１つのファンが、異常に機能している。ファンの動作状態を探知回路に伝えるのに必要な導線の数はたった２本であり、関係するファンの数に依存しない。

Description

【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、複数のファンの保護回路に関する。また、本発明はそのような保護回路を含む冷却システムに関する。さらに、本発明はそのよう冷却システムを含む表示装置に関する。
【０００２】
（従来の技術、発明が解決しようとする課題および課題を解決するための手段）
特開昭６１−１５５９４は、電流センサやブレーカーの直列配置を介して動作電圧にそれぞれ接続されたファンを開示している。比較計算部は、各ファンに関して、対応する電流センサによって測定されたような実際のファン電流と正常な動作電流とを比較する。もし実際のファン電流と正常な動作電流との違いが所定の許容値を超えたのならば、対応するブレーカーが開かれる（ｏｐｅｎｅｄ）。このファン保護装置は、実際のファン電流を与えるために各電流センサから比較計算部までの導線が必要とされるという点が不利である。
【０００３】
本発明の目的は、複数のファンのための保護回路を提供することであり、この保護回路では、ファンの実際の動作状態を探知回路に与えるために必要とされる導線の数がファンの数に依存しない。
この目的のために、本発明の一番目の態様によると、請求項１に記載された複数のファンのための保護回路が供給される。本発明の二番目の態様によると、請求項５に記載された冷却システムが供給される。本発明の三番目の態様によると、請求項６に記載された表示装置が供給される。本発明の有益な実施形態は、従属請求項に記載される。
【０００４】
本発明の一番目の態様に従った複数のファンのための保護回路では、対応するファンの動作状態を示す回路（また、１つの要素または２つ以上の要素とも呼ぶ）は、各ファンに関連する。各要素は、対応するファンの動作が正常か異常かを示す値による特性を持っている。
これらの要素は、２つの導線の間に並列に配置される。探知回路は、並列に配置された要素の特性の全体値を決定する。もしこの全体値が所定の範囲内にないならば、少なくとも１つのファンが異常に機能している。この所定の範囲内では、すべてのファンが正常に動作している。ファンの動作状態を探知回路に伝達するのに必要な導線の数は、たった２本であり、関係するファンの数に依存しない。
【０００５】
本発明に従った保護回路は、全体値がいくつのファンが適切に機能していないかを示すことが可能であるという利点をさらに有している。例えば、６つのファンが使用されている場合、２つまたはそれ以上のファンが異常に動作しているときにのみ処置をとるという決定が可能である。先行技術では、１つのファンが異常に動作している場合に、すべてのファンがスイッチオフされる。本願の保護回路は、１つのファンまたはそれ以上のファンが異常に動作している場合、装置のオーバーヒート・過熱を保護できる。
【０００６】
特開平２−２３０４１１は、ファンの異常を探知するシステムを開示しており、対応するファンが異常に動作している場合、ヒューズが開く。すべてのヒューズが直列に配置される。直列配置の一端は探知部の入力に接続される。プルアップ抵抗器（ｐｕｌｌ−ｕｐ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）が探知部の入力に接続される。ファンのうちの１つが異常に動作している場合、対応するヒューズがヒューズの直列つなぎを開き、探知部の入力がプルアップ抵抗器によって高い電圧に引き上げられる。この先行技術は要素の並列配置を開示しておらず、探知回路は並列に配置された要素の特性の値をチェックしない。さらに、この先行技術では、１つのファンが異常に動作している場合と２つ以上のファンが異常に動作している場合の区別がつかないので、いくつのファンが異常に動作しているのかを探知することができない。
【０００７】
請求項２に記載された本発明の実施形態では、要素は対応するファンの動作状態に依存する電流を供給する電流源を含んでいる。並列に配置された電流源による総合電流・全体電流は、直接測定されるかまたは保護ラインに接続された共通インピーダンスを介して電圧に変換される。測定された電流または電圧を、１つまたはそれ以上のファンが適切に動作していないかどうかを決定するのに使用できる。例えば、ファンが正常に動作している限り、電流源は電流を供給せず、もし対応するファンが異常に動作しているならば各電流源は所定量の電流を発生させる。所定量の電流の何倍が全体電流に現れているかが、適切に動作していないファンの数を示す。
請求項３に記載された本発明の実施形態では、電流決定要素はインピーダンス要素を含んでおり、このインピーダンス要素のインピーダンスの値は対応するファンの動作状態に依存する。探知回路は、並列に配置されたインピーダンス要素の全体インピーダンスを決定する。全体インピーダンスが所定の範囲内にない場合、少なくとも１つのファンが異常に機能している。この所定の範囲は、すべてのファンが正常に動作していることを示す。
【０００８】
請求項４に記載された本発明の実施形態では、インピーダンス要素は測定されるインピーダンスの許容誤差を減らすためにスイッチと直列に配置されたインピーダンスを含む。
【０００９】
本発明のこれらの態様または他の態様は、以下で説明される実施形態を参照することによって明らかになるであろう。
【００１０】
（発明の実施の形態）
図１は本発明の実施形態の回路図を示している。各ファンユニットＦ１からＦｎはファンモータＭｉと信号ＩＳｉを発生させる電子回路ＦＭｉを有しており、信号ＩＳｉはファンモータが正常に動作しているか異常に動作しているかを示す。この信号ＩＳｉは、インピーダンスＺｉのインピーダンス値を制御する。または、図３に示されるように信号ＩＳｉは電流源Ｉｉの電流を制御する。電力供給電流は共通接地ラインを介して戻される。各ファンユニットＦｉはインピーダンス要素Ｚｉを有しており、このインピーダンス要素Ｚｉは対応するファンＦｉの動作状態に依存するインピーダンス値を持つ。インピーダンス要素Ｚｉ（Ｚ１からＺｎ）は、共通保護ラインＰＲＯＴと共通接地ラインＧＮＤ（ｃｏｍｍｏｎ ｇｒｏｕｎｄ ｌｉｎｅ）との間に配置される。並列に配置されたインピーダンス要素Ｚ１からＺｎの全体インピーダンスを探知するために、探知部２は共通保護ラインＰＲＯＴと共通接地ラインＧＮＤ（参照ライン）に接続される。探知部２は保護信号ＦＰＲを供給する。この保護信号ＦＰＲは、並列に配置されたインピーダンス要素Ｚ１からＺｎの全体インピーダンスに依存する。この全体インピーダンスは、ファンＦｉの動作状態を示す。
例えば、ファンＦｉが正常に動作している場合、ファンＦｉに関連したインピーダンス要素Ｚｉのインピーダンスは第一範囲内にある。ファンＦｉが異常に動作している場合、インピーダンスは第一範囲と異なる第二範囲内にある。好適実施形態では、図１に示されるようにインピーダンス要素Ｚｉは、インピーダンスＲｉ（好ましくは、抵抗器）と、電子スイッチＳｉ（好ましくは、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ））のメイン電流路との直列配列を含む。電子スイッチＳｉのコントロール入力は、ファンＦｉの動作状態を示す信号ＩＳｉを入力信号として受ける。図１に示された例では、ファンＦｉが回転しているとき、コントロール入力はパルス信号ＩＳｉを受ける。ファンが回転を停止した場合、電子スイッチＳｉは継続的に伝導的または非伝導的になる。インピーダンス要素Ｚｉの平均インピーダンス値は、コントロール入力に加えられるパルスのデューティーサイクルに依存する。このように、ファンが適切に動作していない場合、インピーダンス値はより低く、ファンが適切に動作している場合、インピーダンス値はより高い。または、その逆になるように構成してもよい。
【００１１】
多くの代わりの実施形態が可能である。インピーダンス要素Ｚｉは、２つのインピーダンスの直列配置と、２つのインピーダンスの内の一方と並列であるスイッチとを含んでもよい。ファンＦｉが正常に動作している場合、インピーダンス要素Ｚｉのインピーダンスは両方のインピーダンスの直列配置されたものから決定され、ファンが異常に動作している場合、インピーダンス要素Ｚｉのインピーダンスは両方のインピーダンスの内の一方のみによって決定される。または、その逆になるように構成してもよい。１つのファンまたは所定の数より多くのファンＦｉが異常に動作している場合に電力供給部１をスイッチオフ（ｓｗｉｔｃｈ ｏｆｆ）するために、保護信号ＦＰＲが電力供給部１に供給されてよい。表示部４に表示される入力ビデオ信号ＶＩを処理する回路構成３を含む表示装置を冷却するためにファンＦｉが使用される場合、処理回路構成３と表示部４にそれぞれ供給される電力供給電圧ＶＢ１とＶＢ２は、もし１つのファンまたは所定の数より多くのファンＦｉが異常に動作しているならば、現れないように制御される（例えば、供給電圧がスイッチオフされるかまたは供給電圧が遮断される）。また、表示装置の発熱に実質的に寄与している表示装置の回路のみを選択的にスイッチオフすることも可能である。例えば、音声増幅器がスイッチオフされてもよいし、または、表示部によって発生させられる光の量を減少させてもよい。表示装置の内部の（エネルギーの）浪費を減らすためにとられるこの処置は、異常に動作しているファンの数に依存してよい。これは、信号を受けるマイクロプロセッサによって制御されてよい。この信号は、並列配置されたインピーダンスの全体インピーダンスまたは並列配置された電流源の全体電流を表し、関係する回路をスイッチオフするかまたは音声出力電力および／または表示部の光の出力を制限することによって浪費を制限する。マイクロプロセッサに受けられる信号はアナログディジタル（ＡＤ）コンバータによって得られてもよい。
【００１２】
図２は、本発明に従った探知回路または探知部２の実施形態を示している。
【００１３】
探知部２は、共通保護ラインＰＲＯＴに接続された入力端子Ｐｉと、出力信号ＦＰＲを出力する出力端子Ｐｏと、グランド（ｇｒｏｕｎｄ）に接続された（接地された）端子Ｐ２と、電力供給電圧Ｖｓを受ける端子Ｐ１を含む。
第一コンパレータＣＯＭ１は、非逆相入力・正入力（ｎｏｎ−ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ ｉｎｐｕｔ）と、入力端子Ｐｉに接続された逆相入力・負入力（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ ｉｎｐｕｔ）と、出力端子Ｐｏに接続された出力を含む。第二コンパレータＣＯＭ２は、逆相入力と、入力端子Ｐｉに接続された非逆相入力と、出力端子Ｐｏに接続された出力を含む。抵抗器Ｒ１は入力端子Ｐｉと端子Ｐ１との間に接続される。コンデンサーＣ１は、入力端子Ｐｉと端子Ｐ２との間に接続される。抵抗器Ｒ２は、端子Ｐ１とコンパレータＣＯＭ１の非逆相入力との間に接続される。抵抗器Ｒ３は、コンパレータＣＯＭ１の非逆相入力とコンパレータＣＯＭ２の逆相入力との間に接続される。抵抗器Ｒ４は、コンパレータＣＯＭ２の逆相入力と端子Ｐ２との間に接続される。抵抗器Ｒ５は、端子Ｐ１と出力端子Ｐｏとの間に接続される。
【００１４】
次に、探知部２の動作を説明する。探知部２の入力端子Ｐｉでの入力電圧Ｖｉは、コンデンサーＣ１によって平滑にされる（ｓｍｏｏｔｈｅｄ）。探知部２の入力端子Ｐｉでの入力電圧Ｖｉは、並列に配置されたインピーダンス要素Ｚｉの全体インピーダンスによって決定されてよく、または、並列に配置された電流源Ｉｉによって決定されてよい。もし入力電圧Ｖｉが第二コンパレータの逆相入力での参照電圧Ｖｒｅｆ２より低いならば、第二コンパレータは出力信号ＦＰＲをローレベルにする。もし入力電圧ＶｉがコンパレータＣＯＭ１の非逆相入力での参照電圧Ｖｒｅｆ１より高いならば、出力信号ＦＰＲはこのコンパレータＣＯＭ１の出力によってローレベルにされる。もし入力電圧Ｖｉが、参照電圧Ｖｒｅｆ１と参照電圧Ｖｒｅｆ２との間の範囲にあるならば、コンパレータＣＯＭ１とＣＯＭ２のどちらも出力信号ＦＰＲをローレベルにしない。この場合、結果として、抵抗器Ｒ５が出力信号ＦＰＲをハイレベルにする（コンパレータＣＯＭ１とＣＯＭ２の出力は、オープンコレクター（ｏｐｅｎ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）である）。
【００１５】
このように、並列に配置されたインピーダンス要素Ｚｉの全体インピーダンス値、または、並列に配置された電流源Ｉｉの全体電流が、入力電圧Ｖｉが参照電圧Ｖｒｅｆ１とＶｒｅｆ２との間にあることに対応する範囲にある場合、ファンは正常に動作している。ファンが正常に動作しているということは、出力信号ＦＰＲのハイレベルによって示される。１つまたはそれ以上のファンが異常に動作している場合、この全体インピーダンスは入力電圧Ｖｉが参照電圧Ｖｒｅｆ１とＶｒｅｆ２との間の範囲内にないような値を持ち、出力信号ＦＰＲは、ローレベルを持つ。所定の数より多いファンが異常に動作していることを探知するように参照レベルを選択することが可能である。
【００１６】
また、供給される所定の電流に反応する全体インピーダンスにかかる電圧を測定することによって、並列に配置されたインピーダンス要素Ｚ１からＺｎの全体インピーダンスを決定することも可能である。
【００１７】
図３は本発明のファンユニットＦｉの実施形態の回路図を示している。ファンユニットＦｉは、ファンモータＭｉと、信号ＩＳｉを引き出す（ｒｅｔｒｉｅｖｅ）電子回路Ｆｍｉを含む。信号ＩＳｉは、ファンモータＭｉが正常に動作しているか異常に動作しているかを示す。この信号ＩＳｉは、ファンモータＭｉの動作状態に依存した異なる・様々な所定の電流を供給するように電流源Ｉｉを制御する。図１に示されたファンユニットＦ１からＦｎを図３に示されたファンユニットＦｉで置き換えてもよい。図２の探知回路２は、ファンユニットＦ１からＦｎの並列に配置された電流源によって発生させられる全体電流を抵抗器Ｒ１にかかる電圧として測定してよい。しかしながら、全体電流は、他の適切な方法で測定されてもよい。
【００１８】
なお、上述した実施形態は例示的なものであり、本発明を制限するものではない。当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱せずに多くの代わりの実施形態を設計できるであろう。特許請求項の範囲での単語「含む・有する」の使用とこの活用形は、特許請求の範囲で述べられている要素・部分やステップ以外の要素・部分やステップの存在を除外しない。本発明は、いくつかの異なる要素を含むハードウェアと適切にプログラムの組み込まれたコンピュータによって実施されることが可能である。いくつかの手段を列挙した装置の請求項において、これらの手段のいくつかを１つの同一ハードウェアによって具体化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態の回路図を示している。
【図２】
本発明に従った探知回路の実施形態を示している。
【図３】
本発明のファンユニットの実施形態の回路図を示している。

Claims (7)

1. 複数のファンを含む装置のための保護回路であって：
   複数の要素であり、当該複数の要素の各々は上記複数のファンの内の対応する１つのファンに関連しており、当該複数の要素の各々は上記複数のファンの内の上記対応する１つのファンの動作状態に依存する値を用いた特性を有しており、当該複数の要素は参照ラインと保護ラインとの間に並列に配置されるところの当該複数の要素；および
   上記保護ラインに接続された探知回路であり、並列に配置された上記複数の要素の全体値が上記複数のファンの内の少なくとも１つが異常な動作状態を示す範囲内にあるかどうかを探知するところの当該探知回路；
   を含む保護回路。
2. 上記要素が電流を供給する電流源を含み、当該電流の上記値が上記対応する１つのファンの上記動作状態に依存することを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
3. 上記要素がインピーダンス要素を含み、当該インピーダンス要素の値が上記対応する１つのファンの上記動作状態に依存することを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
4. 上記インピーダンス要素が電子スイッチのメイン電流路と抵抗器との直列配置を含み、上記電子スイッチのコントロール入力が、上記対応する１つのファンが適切に動作しているかまたは適切に動作していないかを示す信号を受けるために、上記対応する１つのファンに接続されることを特徴とする請求項３に記載の保護回路。
5. 冷却システムであって、複数のファンを含み、当該複数のファンを有する装置のための保護回路を含み、上記保護回路は：
   複数の要素であり、当該複数の要素の各々は上記複数のファンの内の対応する１つのファンに関連しており、当該複数の要素の各々は上記複数のファンの内の上記対応する１つのファンの動作状態に依存する値を用いた特性を有しており、当該複数の要素は参照ラインと保護ラインとの間に並列に配置されるところの当該複数の要素；および
   上記保護ラインに接続された探知回路であり、上記装置の過熱を防ぐために、並列に配置された上記複数の要素の全体値が上記複数のファンの内の少なくとも１つが異常な動作状態を示す範囲内にあるかどうかを探知するところの当該探知回路；
   を含むことを特徴とする冷却システム。
6. 表示装置であって、表示部と当該表示装置を冷却する複数のファンと保護回路を含み、当該保護回路が：
   複数の要素であり、当該複数の要素の各々は上記複数のファンの内の対応する１つのファンに関連しており、当該複数の要素の各々は上記複数のファンの内の上記対応する１つのファンの動作状態に依存する値を用いた特性を有しており、当該複数の要素は参照ラインと保護ラインとの間に並列に配置されるところの当該複数の要素；および
   上記保護ラインに接続された探知回路であり、上記表示装置の過熱を防ぐために、並列に配置された上記複数の要素の全体値が上記複数のファンの内の少なくとも１つが異常な動作状態を示す範囲内にあるかどうかを探知するところの当該探知回路；
   を含むことを特徴とする表示装置。
7. 上記探知回路は、異常に動作しているファンの数に依存して上記表示装置における電力の浪費を選択的に制限する手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。