JP2006067786A - ファンモーター回転速度制御回路およびその電圧調節モジュール - Google Patents

ファンモーター回転速度制御回路およびその電圧調節モジュール Download PDF

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Abstract


【課題】 ファンモーター回転速度制御回路に用いる電圧調節モジュールを提供する。
【解決手段】 電圧調節モジュール、および前記電圧調節モジュールに電気的接続された駆動モジュールを含み、前記駆動モジュールは、パルス信号を発生するパルス発生ユニット、電圧調節モジュールの可変出力電圧と高頻度パルス信号を受け、前記出力電圧のレベルと前記高頻度パルス信号の電圧のレベルを比較した後、制御信号を出力する回転速度制御ユニット、および前記制御信号を受け、ファンモーターの回転を駆動する駆動ユニットを含み、前記電圧調節モジュールと前記駆動モジュールは、並列した方式で電圧源を共用する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電圧調節モジュールに関し、特に、ファンモーター回転速度制御回路の電圧調節モジュールに関するものである。
従来のファンモーターの回転速度制御の技術では、当業者は、電圧調節回路を用いて、駆動集積回路（ＩＣ）の入力電圧の調節と、トランジスタのスイッチの切り換えることでファンモーターの回転速度を制御することができる。
図１は、従来のファンモーターの回転速度制御回路１を示しており、駆動ＩＣ１５の電源端子１５１と電圧源１０が電圧調節回路１００に電気的接続されている。出力端子１５２ａ〜１５２ｂは、ファンモーターコイル１７に接続され、励磁端子１５３ａ〜１５３ｃは、ホール素子（図のＨにて表示）１６に接続される。ホール素子１６は、ファンモーターの回転子（未表示）の磁極を検知し、ファンモーターコイル１７の電流方向を回転子磁極の位置に合わせる。
上述の電圧調節回路１００は、レジスタ１１、ＰＮＰ型トランジスタ１２、レジスタ１３と、ツェナーダイオード１４を含む。ここで用いられる電圧調節回路１００は、主に電圧源１０によって提供された電圧値Ｖｉｎに基づいて駆動ＩＣ１５の入力電圧Ｖｃｃの調節を行い、ファンモーターに異なる回転速度を持たせる。
第一の状況は、電圧値Ｖｉｎがツェナーダイオード１４の破壊電圧Ｖｚより小さい時、例えば、電圧値Ｖｉｎが駆動ＩＣ１５の最小定格電圧値の５.５Ｖであり、６.２Ｖの破壊電圧Ｖｚより小さい場合、この時、トランジスタ１２は、導通されず、ファンモーターの回転速度制御は、レジスタ１１のレジスタ値Ｒ２の調整によって達成される。
第二の状況は、電圧値Ｖｉｎがツェナーダイオード１４の破壊電圧Ｖｚより大きい時、例えば、電圧値Ｖｉｎが駆動ＩＣ１５の最大定格電圧値の１２Ｖである場合、この時、トランジスタ１２は、導通され、ファンモーターは、高速回転に切り換えられる。
しかし、第一の状況のレジスタ１１は、駆動ＩＣ１５の電源端子１５１の入力電圧値Ｖｃｃを減衰させ、駆動電圧が定格電圧値より小さいために駆動ＩＣ１５を正常に動作できなくさせる。また、第二の状況では、トランジスタ１２に大きな電流と電力を受けさせることから、上述を採用したトランジスタ１２は、必然的に高く、コストの負担を重くする。
上述の従来のファンモーターの回転速度制御回路の電圧調節回路の欠点に鑑みて、本発明は、ファンモーター回転速度制御回路に用いる電圧調節モジュールを提供する。本発明を用いれば、前述の大きな電流と電力を受けなければならない高額のトランジスタを用いる必要がなく、ファンモーターの回転速度制御回路がぶつかる電圧調節コストが高い問題を解決することができる。
本発明の実施様態に基づくと、ファンモーター回転速度制御回路は、電圧調節モジュール、および電圧調節モジュールに電気的接続された駆動モジュールを含み、駆動モジュールは、パルス発生ユニット、回転速度制御ユニットと、駆動ユニットを更に含む。
本発明の回転速度制御ユニットは、電圧調節モジュールの可変出力電圧とパルス発生ユニットが発生する高頻度パルス信号の電圧レベルを比較し、制御信号を駆動信号に出力し、ファンモーターの回転を駆動する目的を達成する。応用の時、電圧調節モジュールと駆動モジュールは、並列した方式で電圧源を共用する。
実施例では、上述の駆動モジュールは、好ましくは駆動ＩＣであり、上述の電圧調節モジュールは、好ましくは複数のレジスタとトランジスタから構成される。これらのトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴまたはバイポーラ接合トランジスタであることができる。
本発明の応用によれば、駆動モジュールの入力電圧と電圧源の電圧を等しくさせることから、駆動モジュールの動作が正常でない状況が発生するのを防ぐことができる。また、本発明が用いるトランジスタが大きな電流と大きな電力消耗を受ける必要がないため、回路設計におけるコストを削減することができる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
〔実施例〕
図２を参照下さい。本発明のファンモーターの回転速度制御回路の構造は、主に、電圧調節モジュール２１と駆動モジュール２２を含む。駆動モジュール２２は、回転速度制御ユニット２２１、パルス発生ユニット２２２と、駆動ユニット２２３を含む。駆動モジュール２２は、好ましくは駆動ＩＣであり、後に述べる実施例で説明する。また、電圧調節モジュール２１と駆動モジュール２２は、並列した方式で電圧源を共用する。回転速度制御ユニット２２１は、パルス発生ユニット２２２が発生した特定頻度の三角波、または方形波信号の電圧レベルと、電圧調節モジュール２１が出力した電圧レベルの比較結果に基づいて、制御信号を駆動ユニット２２３に出力する。続いて駆動ユニット２２３によってファンモーター（図のＭにて表示）２３の回転を駆動する。前述の特定頻度は、例えば、高頻度、または低頻度であり、パルス発生ユニット２２２は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）ユニットである。
図３を参照下さい。本発明の実施例のファンモーター回転速度制御回路３は、少なくとも電圧調節モジュール３２と駆動ＩＣ３３を含み、図２の回転速度制御ユニット２２１、パルス発生ユニット２２２と、駆動ユニット２２３は、駆動ＩＣ３３の中に統合される。
駆動ＩＣ３３は、少なくとも電源端子３３１、電圧レベル比較端子３３３ａ〜３３３ｂ、端子３３４と、出力端子３３５ａ〜３３５ｂを有する。駆動ＩＣ３３は、電源端子３３１を通して電圧値がＶｉｎの電圧源に電気的接続される。駆動ＩＣ３３内の回転速度制御ユニットは、電圧レベル比較端子３３３ａ〜３３３ｂを通して電圧調節モジュール３２に電気的接続される。駆動ＩＣ３３内のパルス発生ユニット２２２は、パルス信号端子３３４を通してコンデンサ３６に電気的接続される。駆動ＩＣ３３内の駆動ユニット２２３は、出力端子３３５ａ〜３３５ｂを通してファンモーターコイル３５に電気的接続される。また、駆動ＩＣ３３は、励磁端子３３２ａ〜３３２ｃを更に有し、これらの端子を通してホール素子（図のＨにて表示）３４に電気的接続することができる。ホール素子３４とファンモーターコイル３５と駆動ＩＣ３３の電気的接続の関係は、従来と同じであり、ここでは省く。
本実施例の電圧調節モジュール３２は、複数のレジスタ３２１〜３２４と、例えば、増強型金属酸化半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）３２５のトランジスタが電気的接続されて構成される。レジスタ３２１とレジスタ３２３の一端は、電圧源３１に並列し、前記電圧源３１を共用する。レジスタ３２１のもう一端は、トランジスタ３２５のゲートに接続される。レジスタ３２３のもう一端は、トランジスタ３２５のソース／ドレインに接続され、トランジスタ３２５のもう一端のソース／ドレインは、接地される。電圧調節モジュール３２は、電圧入力端子３２０と電圧出力端子３２６を有し、電圧入力端子３２０は、電圧源３１に電気的接続され、電圧出力端子３２６は、電圧レベル比較端子３３３ａ〜３３３ｂに電気的に接続される。
本実施例では、駆動ＩＣ３３と電圧調節モジュール３２が並列した方式で電圧源３１を共用することから、駆動ＩＣ３３の入力電圧値Ｖｃｃを電圧源３１の電圧値Ｖｉｎに確保することができ、駆動ＩＣ３３が不安定な電圧の元で動作する状況、または延いては、正常に動作できない状況が発生するのを防ぐ。
もう一方では、駆動ＩＣ３３の中に統合された回転速度制御ユニットは、電圧レベル比較端子３３３ａ〜３３３ｂを通して電圧調節モジュール３２の出力電圧を得た後、二つの比較参照電圧ＶＴＨとＶＲＭＩを発生し、駆動ＩＣ３３のパルス発生ユニットが発生した三角波信号の電圧レベルＶＣＰＷＭをＶＴＨとＶＲＭＩに比較し、制御信号を駆動ＩＣ３３の駆動ユニットに出力してファンモーターを駆動する。注意するのは、本発明は、レジスタ３２１〜３２４のレジスタ値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と、Ｒ４と、ＭＯＳＦＥＴ３２５の特性を用いて比較参照電圧ＶＴＨとＶＲＭＩの大きさを調整し、制御の目的を達成する。つまり、比較参照電圧ＶＴＨとＶＲＭＩは、可変電圧である。
図４を参照下さい。もう一つの実施例では、上述の電圧調節モジュール３２はまた、電圧調節モジュール４２によって取って代わることができる。電圧調節モジュール４２は、複数のレジスタ４２１〜４２３、ツェナーダイオード４２４と、バイポーラ接合トランジスタ４２５が電気的接続して構成され、電圧入力端子４２０と電圧出力端子４２６を有する。電圧入力端子４２０は、図３の電圧源３１に電気的接続され、電圧出力端子４２６は、図３の電圧レベル比較端子３３３ａ〜３３３ｂに電気的接続される。同じように、本発明は、レジスタ４２１〜４２３のレジスタ値と、ツェナーダイオード４２４と、バイポーラ接合トランジスタ４２５の特性を用いて比較参照電圧ＶＴＨとＶＲＭＩを調整し、モーターの回転速度を制御する目的を達成する。
本発明の応用では、駆動ＩＣの入力電圧と電圧源の間にその他の回路ユニットがないことから、電圧損耗の問題がなく、駆動ＩＣ３３が正常に動作できない状況が発生するのを防ぐことができる。この外、本発明はまた、大きな電流、電力を受けなければならないトランジスタユニットを採用しないため、全体的なモーター制御回路の設計コストを削減することができる。
図５は、本発明のファンモーターの回転速度制御回路のもう一つの設計構造を示すブロック図である。図５に示すように、電圧レベル調節回路５１１とパルス発生ユニット５１２は、統合して電圧分析モジュール５１を成し、且つ、前記電圧分析モジュール５１と駆動モジュール５２は、並列した方式で電圧源５０を共用する。電圧レベル調節回路５１１は、電圧源５０の電圧または電流を受け、電圧または電流に基づいて自己調整帯域幅のパルス信号を出力する。つまり、この電圧または電流値に基づいてパルス発生ユニット５１２が発生したパルス信号の帯域幅を調整する。駆動モジュール５２は、前記パルス信号を受け、前記パルス信号に基づいてファンモーター５３の回転速度を調整する。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
従来のファンモーターの回転速度制御回路を示す概略図である。 本発明のファンモーターの回転速度制御回路の構造を示すブロック図である。 本発明の実施例のファンモーターの回転速度制御回路とその電圧調節モジュールを示す概略図である。 本発明のもう一つの実施例の電圧調節モジュールを示す概略図である。 本発明のファンモーターの回転速度制御回路のもう一つの設計構造を示すブロック図である。
符号の説明
１ ファンモーターの回転速度制御回路
１０、２０、３１、５０ 電圧源
１１、１３、３２１〜３２４、４２１〜４２３ レジスタ
１２ トランジスタ
１４ ツェナーダイオード
１５、３３ 駆動ＩＣ
１５１、３３１ 電源端子
１５２ａ〜１５２ｂ、３３５ａ〜３３５ｂ 出力端子
１５３ａ〜１５３ｂ、３３２ａ〜３３２ｃ 励磁端子
１６、３４ ホール素子
１７、３５ モーターコイル
１８、３６ コンデンサ
１００ 電圧調節回路
２１ 電圧調節モジュール
２２ 駆動モジュール
２２１ 回転速度制御ユニット
２２２、５１２ パルス発生ユニット
２２３ 駆動ユニット
２３、５３ モーター
３ ファンモーター回転速度制御回路
３２、４２ 電圧調節モジュール
３３ 駆動ＩＣ
３２０、４２０ 電圧入力端子
３２５ 増強型ＭＯＳＦＥＴ
３２６、４２６ 電圧出力端子
３３３ａ〜３３３ｂ 電圧レベル比較端子
３３４ パルス信号端子
４２４ ツェナーダイオード
４２５ バイポーラ接合トランジスタ
５１ 電圧分析モジュール
５１１ 電圧レベル調節回路
５２ 駆動モジュール

Claims (11)

  1. 電圧調節モジュール、および
    前記電圧調節モジュールに電気的接続された駆動モジュールを含むファンモーター回転速度制御回路であって、
    前記駆動モジュールは、
    パルス信号を発生するパルス発生ユニット、
    電圧調節モジュールの可変出力電圧と高頻度パルス信号を受け、前記出力電圧のレベルと前記高頻度パルス信号の電圧のレベルを比較した後、制御信号を出力する回転速度制御ユニット、および
    前記制御信号を受け、ファンモーターの回転を駆動する駆動ユニットを含み、
    前記電圧調節モジュールと前記駆動モジュールは、並列した方式で電圧源を共用するファンモーター回転速度制御回路。
  2. 前記ファンモーター回転速度制御回路は、回転速度制御ユニットとパルス信号を発生するパルス発生ユニットを有し、前記電圧調節モジュールは、
    入力端子、
    前記回転速度制御ユニットに電気的接続した出力端子、
    少なくとも一つのレジスタ、および
    前記レジスタに電気的接続されたトランジスタを含み、
    前記出力端子の電圧は、前記レジスタのレジスタ値に基づいて調節され、前記回転速度制御ユニットは、前記出力端子の電圧と前記パルス信号の電圧のレベルを比較し、ファンモーターの回転を制御し、且つ、
    前記電圧調節モジュールと前記ファンモーター回転速度制御回路は、並列した方式で電圧源を共用するファンモーター回転速度制御回路の電圧調節モジュール。
  3. 電圧源の電圧または電流を受け、前記電圧または電流に基づいて自己調整帯域幅のパルス信号を出力する電圧分析モジュール、および
    前記電圧分析モジュールに電気的接続され、それが前記パルス信号を受け、前記パルス信号に基づいて前記モーターの回転速度を調整する駆動モジュールを含み、
    前記電圧分析モジュールと前記駆動モジュールは、並列した方式で前記電圧源を共用するモーター回転速度制御回路。
  4. 前記電圧分析モジュールは、
    前記パルス信号を発生するパルス発生ユニット、および
    前記電圧源の電圧または電流を受け、前記電圧または電流に基づいて前記パルス信号の帯域幅を調整する電圧レベル調節回路を含む請求項３に記載のモーター回転速度制御回路。
  5. 前記電圧レベル調節回路は、少なくとも一つのレジスタと少なくとも一つのトランジスタを含む請求項４に記載のモーター回転速度制御回路。
  6. 前記電圧レベル調節回路は、
    第一電極と第二電極を有する少なくとも一つのトランジスタ、
    一端が前記第一電極に接続された少なくとも一つの第一レジスタ、および
    一端が前記第二電極に接続された少なくとも一つの第二レジスタを含み、
    前記第一レジスタと前記第二レジスタのもう一端は、並列した方式で前記電圧源を共用する請求項４に記載のモーター回転速度制御回路。
  7. 前記電圧レベル調節回路は、ツェナーダイオードを更に含む請求項４に記載のモーター回転速度制御回路。
  8. 前記パルス信号は、高頻度パルス信号、または低頻度パルス信号である請求項３に記載のモーター回転速度制御回路。
  9. 前記電圧または電流は、可変である請求項３に記載のモーター回転速度制御回路。
  10. 前記駆動モジュールは、駆動ＩＣであり、且つ、前記駆動モジュールの電源端子は、前記電圧源に電気的接続される請求項３に記載のモーター回転速度制御回路。
  11. 前記パルス発生ユニットは、パルス幅変調ユニットである請求項４に記載のモーター回転速度制御回路。
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