JP2006121891A - ファンモータ駆動装置および冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却ファンの回転速度を柔軟に設定できるファンモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】 ファンモータ駆動装置１００は、制御電圧Ｖｃｏｎｔおよび周囲温度Ｔａにもとづく回転数でファンを駆動し、冷却対象のＣＰＵを冷却する。第１制御部１０は、サーミスタＲｔｈと第１抵抗Ｒ１を含み、制御電圧Ｖｃｏｎｔに周囲温度Ｔａに依存した第１係数を乗じて第１電圧Ｖ１として出力する。第２制御部２０は、制御電圧に所定の係数を乗じて第２電圧Ｖ２として出力する。選択部３０は、第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２のうち高い方の電圧を選択して電圧Ｖｘを駆動制御部４０へ出力する。駆動制御部４０は電圧Ｖｘにもとづいてファンモータ１１０を駆動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ファンモータ駆動装置に関し、特に温度検知して冷却制御を行う技術に関する。

近年のパーソナルコンピュータやワークステーションの高速化にともない、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)などの演算処理用ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）の動作速度は上昇の一途をたどっている。

このようなＬＳＩは、その動作速度、すなわちクロック周波数が高くなるにつれて発熱量も大きくなる。ＬＳＩからの発熱は、そのＬＳＩ自体を熱暴走に導いたり、あるいは周囲の回路に対して影響を及ぼすという問題がある。したがって、ＬＳＩの適切な熱冷却はきわめて重要な技術となっている。

ＬＳＩを冷却するための技術の一例として、冷却ファンによる空冷式の冷却方法がある。この方法においては、たとえば、ＬＳＩの表面に対向して冷却ファンを配設し、冷たい空気を冷却ファンによりＬＳＩ表面に吹き付ける。このような冷却ファンによるＬＳＩの冷却に際して、ＬＳＩ付近の温度をモニタし、その温度に応じてファンの回転を変化させることにより冷却の程度を調整することが行われている（特許文献１、２）。

特開平７−３１１９０号公報 特開２００１−２８４８６８号公報

ところで、ＬＳＩの発熱量やその温度、熱暴走のしきい値温度などは、各ＬＳＩごとに異なる場合がある。したがって、冷却ファンの回転速度は、冷却対象となるＬＳＩに応じて柔軟に設定できることが望ましい。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度に応じた冷却用ファンモータの回転数を柔軟に設定し、冷却対象を所望の程度で冷却することのできるファンモータ駆動装置および冷却装置の提供にある。

本発明のある態様はファンモータ駆動装置に関する。このファンモータ駆動装置は、ファンモータの回転数を制御する制御電圧に周囲温度に依存した第１係数を乗じて第１電圧として出力する第１制御部と、制御電圧に所定の第２係数を乗じて第２電圧として出力する第２制御部と、第１、第２電圧のいずれかを選択して出力する選択部と、選択部の出力にもとづいてファンモータを駆動する駆動制御部と、を備える。第１係数と第２係数は、ファンモータの回転数が上限に達すべき所定の温度で等しくなるように決定されている。選択部は、第１係数が正の温度特性を有する場合には、第１、第２電圧のうち低い方を選択し、第１係数が負の温度特性を有する場合には、第１、第２電圧のうち高い方を選択して出力する。

この態様によれば、所定の温度以下においては、ファンモータは、温度および制御電圧に依存する第１電圧にもとづいて定まる回転数で駆動される。一方、所定の温度を超えると、ファンモータは制御電圧にのみ依存する第２電圧にもとづいて定まる回転数で駆動される。すなわちこの態様は、ファンモータの回転数の上限値を制御電圧ごとに設定し、ある所定の温度以上となっても、ファンモータの回転数をその上限値に固定することができる。

駆動制御部は、選択部から出力される電圧に応じてデューティ比が変化するパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調器と、パルス幅変調器により生成されるパルス幅変調信号にもとづいてファンモータを駆動する駆動部と、を備えてもよい。パルス幅変調器は、第２電圧に対応して定まるデューティ比を上限値としてパルス幅変調信号を生成してもよい。
パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：以下ＰＷＭと略す）方式でファンモータを駆動する場合には、第１、第２電圧にもとづいてデューティ比を決定し、そのデューティ比に対応した回転数でファンモータを回転させることができる。

第１制御部は、第１抵抗とサーミスタを含み、制御電圧を抵抗分圧することにより、制御電圧に周囲温度に依存した第１係数を乗じてもよい。
第１抵抗の抵抗値、サーミスタの抵抗値の温度特性の正負、第１抵抗とサーミスタの接続の方法によって第１係数の周囲温度に対する依存性を調節することができる。

選択部は、出力端子と、第１、第２電圧を比較する電圧比較器と、出力端子に第１、第２電圧のいずれかを切り替えて印加するスイッチと、を備え、スイッチは、電圧比較器の出力にもとづいて切り替えられてもよい。

ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であって、第１、第２制御部はそれぞれ、平滑化フィルタによって平滑化された制御電圧に第１、第２係数を乗じて出力してもよい。

本発明の別の態様もまた、ファンモータ駆動装置である。このファンモータ駆動装置は、ファンモータの回転数を制御する制御電圧に所定の係数を乗じて出力する制御部と、制御部の出力電圧と所定の基準電圧のいずれかを選択してファンモータの最低回転数を規定する電圧として出力する選択部と、制御電圧にもとづいてファンモータを駆動する駆動制御部と、を備える。駆動制御部は、選択部から出力される電圧に対応して定まる最低回転数以上でファンモータを駆動する。

この態様によれば、ファンモータの最低回転数は選択部から出力される電圧によって定められるため、制御電圧の電圧が低くなった場合においても、基準電圧で定められる回転数以下には下がらず、常に一定の回転数以上を保持することができる。

駆動制御部は、制御電圧に応じてデューティ比が変化するパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調器と、パルス幅変調器により生成されるパルス幅変調信号にもとづいてファンモータを駆動する駆動部と、を備え、パルス幅変調器は、選択部から出力される電圧に対応して定まる最小デューティ比を下限値としてパルス幅変調信号を生成してもよい。
ＰＷＭ方式でファンモータを駆動する場合には、制御電圧および選択部の出力電圧の両方にもとづいてパルス幅変調信号のデューティ比を決定し、そのデューティ比に対応した回転数でファンモータを回転させることができる。

ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であって、制御部は、平滑化フィルタによって平滑化された制御電圧に所定の係数を乗じて出力してもよい。

本発明のさらに別の態様は、冷却装置である。この冷却装置は、ファンモータと、上記ファンモータ駆動装置と、を備える。

この態様によれば、ファンモータの最低回転数、最高回転数を柔軟に設定することができ、冷却対象を所望の程度で冷却することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係るファンモータ駆動装置により、ファンモータの回転数を柔軟に設定することができ、冷却対象を所望の程度で冷却することができる。

（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態について、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの電子計算機に搭載され、ＣＰＵなどを冷却するためのファンモータを駆動させるためのファンモータ駆動装置を例に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るファンモータ駆動装置１００を含む冷却装置３００の構成を示す。冷却装置３００は、ファンモータ駆動装置１００およびファンモータ１１０を含む。ファンモータ１１０は、冷却対象のＣＰＵ（図示せず）に近接して配置されておいる。ファンモータ駆動装置１００は、ファンモータ１１０に接続されており、制御電圧Ｖｃｏｎｔおよび周囲温度Ｔａにもとづく回転数でファンを駆動し、冷却対象のＣＰＵを冷却する。

ファンモータ駆動装置１００は、第１制御部１０、第２制御部２０、選択部３０、駆動制御部４０を含む。このファンモータ駆動装置１００にはファンモータの回転数を指示する制御電圧Ｖｃｏｎｔが入力されている。

第１制御部１０は、制御電圧Ｖｃｏｎｔに周囲温度Ｔａに依存した第１係数を乗じて第１電圧Ｖ１として出力する。この第１制御部１０は、サーミスタＲｔｈと第１抵抗Ｒ１を含む。サーミスタＲｔｈと第１抵抗Ｒ１は、制御電圧Ｖｃｏｎｔが印加された端子と接地電位間に直列に接続されており、抵抗分圧によって２つの抵抗の接続点の電位を第１電圧Ｖ１として出力する。サーミスタＲｔｈは、冷却対象となるＣＰＵの周辺に設けられており、周囲温度Ｔａによって抵抗値が変化する。

第１電圧Ｖ１は、制御電圧Ｖｃｏｎｔ、第１抵抗Ｒ１およびサーミスタＲｔｈを用いて、Ｖ１＝Ｖｃｏｎｔ×Ｒｔｈ／（Ｒ１＋Ｒｔｈ）で与えられる。いま、サーミスタＲｔｈの抵抗値は周囲温度Ｔａの関数として与えられるから、比例定数Ｒｔｈ／（Ｒ１＋Ｒｔｈ）は、周囲温度Ｔａに依存することになる。この比例定数を第１係数ａ１とする。

サーミスタＲｔｈの抵抗値が負の温度特性を有するとき、第１係数ａ１も負の温度特性を有することになるから、第１電圧Ｖ１は周囲温度Ｔａの上昇とともに小さくなる。

第２制御部２０は、第２抵抗Ｒ２および第３抵抗Ｒ３を含む。第２制御部２０は、制御電圧Ｖｃｏｎｔを第２抵抗Ｒ２および第３抵抗Ｒ３により抵抗分圧し、第２係数ａ２を乗じて第２電圧Ｖ２として出力する。第２係数ａ２は、第２抵抗Ｒ２および第３抵抗Ｒ３の抵抗値を用いて、ａ２＝Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）で与えられ、第２制御部２０の出力電圧である第２電圧Ｖ２は、Ｖ２＝ａ２×Ｖｃｏｎｔ＝Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）×Ｖｃｏｎｔで与えられる。ここで、第２係数ａ２は周囲温度Ｔａには依存しない一定値となる。

選択部３０には、第１制御部１０から出力される第１電圧Ｖ１および第２制御部２０から出力される第２電圧Ｖ２が入力されている。選択部３０は、第１、第２電圧のうち高い方を選択して出力する。この選択部３０は、第１電圧比較器３２、スイッチＳＷを含む。第１電圧比較器３２は、第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２を比較し、Ｖ１＞Ｖ２のときハイレベルを、Ｖ１＜Ｖ２のときローレベルを出力する。

スイッチＳＷは、入力端子３４、３６および出力端子３８を有している。入力端子３４および入力端子３６にはそれぞれ、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２が印加されている。スイッチＳＷは、第１電圧比較器３２から出力される電圧がハイレベルのとき入力端子３４側にオンし、ローレベルのとき入力端子３６側にオンする。その結果、出力端子３８には、第１電圧比較器３２における電圧比較の結果、Ｖ１＞Ｖ２のときＶ１が出力され、Ｖ１＜Ｖ２のときＶ２が出力される。
このようにして選択部３０は、第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２のうち、高い方の電圧を選択して出力する。

ここで、第１係数ａ１と第２係数ａ２は、ファンモータの回転数が上限に達すべき所定の温度で等しくなるように決定されている。
すなわち、ファンモータの回転数が上限に達すべき温度をＴｍａｘとし、その温度の時のサーミスタＲｔｈの抵抗値をＲｔｈ（Ｔｍａｘ）と書けば、Ｒｔｈ（Ｔｍａｘ）／（Ｒ１＋Ｒｔｈ（Ｔｍａｘ））＝Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）が成り立つように各抵抗値は選ばれている。

第１係数ａ１は負の温度特性を有し、第２係数ａ２は温度によらない一定値をとる。したがって、周囲温度Ｔａ＜Ｔｍａｘのとき、ａ１＞ａ２が成り立ち、Ｔａ＞Ｔｍａｘのとき、ａ１＜ａ２が成り立つ。
図２（ａ）、（ｂ）は、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、出力電圧Ｖｘと周囲温度Ｔａの関係を示す。図２（ａ）に示すように、第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２は、いずれも制御電圧Ｖｃｏｎｔにそれぞれ係数ａ１、ａ２を乗じた値であるから、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の大小関係は、Ｔａ＜ＴｍａｘのときＶ１＞Ｖ２であり、Ｔａ＞ＴｍａｘのときＶ２＜Ｖ１となる。
その結果、選択部３０から出力される電圧Ｖｘは周囲温度Ｔａによって決定され、図２（ｂ）に示すようにＴａ＜Ｔｍａｘのとき第１電圧Ｖ１が、Ｔａ＞Ｔｍａｘのとき第２電圧Ｖ２が選択されて電圧Ｖｘとして出力される。

選択部３０から出力された電圧Ｖｘは、駆動制御部４０に入力される。駆動制御部４０は、パルス幅変調器５０および駆動部６０を含み、入力された電圧Ｖｘにもとづいてファンモータ１１０を駆動する。

パルス幅変調器５０は、第２電圧比較器５２、発振器５４を含み、入力された電圧Ｖｘにもとづき、オン期間の変化するＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを生成する。
発振器５４は、三角波あるいはのこぎり波状の周期電圧Ｖｏｓｃを出力する。
なお、パルス幅変調器５０は、入力された電圧Ｖｘを所定の増幅率で増幅する増幅器を備えてもよく、電圧Ｖｘを適切な信号レベルに変換することにより、サーミスタＲｔｈの特性にあわせて幅広い設定が可能となる。

第２電圧比較器５２には、選択部３０および発振器５４からそれぞれＶｘおよびＶｏｓｃが入力されている。第２電圧比較器５２は、電圧Ｖｘと周期電圧Ｖｏｓｃを比較し、Ｖｏｓｃ＞Ｖｘのときハイレベルを、Ｖｏｓｃ＜ＶｘのときローレベルをＰＷＭ信号として出力する。このＰＷＭ信号Ｖｐｗｍは、電圧Ｖｘの大きさによってハイレベルおよびローレベルの期間が変化するパルス幅変調された信号となる。

図３は、電圧Ｖｘと周期電圧ＶｏｓｃおよびＰＷＭ信号Ｖｐｗｍの関係を示す。電圧Ｖｘの値がＶｘ１、Ｖｘ２と小さくなるに従って、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのオン期間は長くなっていく。ここで、選択部３０の出力電圧Ｖｘは、図２に示すように第２制御部２０により定められる第２電圧Ｖ２より低くなることはない。すなわち、ＰＷＭ信号のオン期間は、ＴＯＮｍａｘが上限となる。
パルス幅変調器５０により生成されたＰＷＭ信号Ｖｐｗｍは、駆動部６０へと入力される。

駆動部６０は、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍにもとづいてファンモータ１１０を駆動し、ドライバ回路６２、スイッチングトランジスタＭ１〜Ｍ４、検出抵抗Ｒｄを含む。
スイッチングトランジスタＭ１〜Ｍ４は、ＭＯＳＦＥＴであり、ゲート端子に印加される電圧に応じてスイッチング動作し、ファンモータ１１０に間欠的に駆動電圧を供給する。これらのスイッチングトランジスタＭ１〜Ｍ４はＨブリッジ回路を構成している。スイッチングトランジスタＭ２、Ｍ３をオフしておき、スイッチングトランジスタＭ１、Ｍ４を同期してオンオフさせることにより、ファンモータ１１０の一端子には電源電圧Ｖｄｄが、他端子には接地電位に近い電圧が印加され、ファンモータ１１０をある方向に回転させることができる。検出抵抗Ｒｄは、ファンモータ１１０に流れるモータ電流を電圧に変換し、ドライバ回路６２にフィードバックする。

ドライバ回路６２は、パルス幅変調器５０から出力されるＰＷＭ信号Ｖｐｗｍおよび検出抵抗Ｒｄからの帰還電圧にもとづいてスイッチングトランジスタＭ１〜Ｍ４のオンオフを制御する。ドライバ回路６２は、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのオン期間Ｔｏｎの間、スイッチングトランジスタＭ１、Ｍ４のペア、あるいはＭ２、Ｍ３のペアをオンしてファンモータ１１０に駆動電圧を印加する。したがって、ファンモータ１１０には、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのオン期間が長いほど駆動電圧が印加され、大きなトルクで、すなわち高回転数で回転することになる。

図４は、ファンモータ１１０の回転数と周囲温度Ｔａの関係を、制御電圧Ｖｃｏｎｔをパラメータとして示している。図３に示したように、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのオン期間は、選択部３０から出力される電圧Ｖｘによって決定され、電圧Ｖｘは図２（ｂ）に示す温度依存性を有している。また、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２はいずれも、制御電圧Ｖｃｏｎｔに比例するため、選択部３０の出力電圧Ｖｘも制御電圧Ｖｃｏｎｔに比例することになる。選択部３０の出力電圧Ｖｘが低いほど、すなわち制御電圧Ｖｃｏｎｔが低いほどＰＷＭ信号のオン期間は長くなりファンモータ１１０の回転数が上がる。

ここで、周囲温度Ｔａが上昇すると図２に示すように選択部３０の出力電圧Ｖｘは低くなるため、ファンモータ１１０の回転数は上昇することになるが、ある一定温度Ｔｍａｘに達したところで、出力電圧Ｖｘは一定値をとり、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのオン期間はＴＯＮｍａｘとなって、ファンモータ１１０の回転数は一定値に保たれることになる。

以上のように本実施の形態に係るファンモータ駆動装置１００によれば、制御電圧Ｖｃｏｎｔおよび周囲温度Ｔａに応じてファンモータ１１０の回転数を変化させつつも、ある一定温度Ｔｍａｘ以上となったときに回転数をそれ以上上昇させずに一定値に保つことができる。この回転数が上限値に達する温度Ｔｍａｘは、第１制御部１０、第２制御部２０の抵抗値によって調節することができるため、冷却装置による冷却の程度をＣＰＵに応じて柔軟に変化させることができる。

（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係るファンモータ駆動装置２００の構成を示す。第１の実施の形態に係るファンモータ駆動装置１００がファンモータ１１０の回転数の上限を制限するための技術であったのに対し、本実施の形態に係るファンモータ駆動装置２００は、ファンモータ１１０の回転数の下限値を制御するための技術を付加したものである。

ファンモータ駆動装置２００は、図１のファンモータ駆動装置１００の構成要素に加えて、第３制御部２１０および第２選択部２３０を備えている。図５において、図１と同様の構成要素には同一の符号を付し、都度説明を省略する。

第３制御部２１０は、第４抵抗Ｒ４および第５抵抗Ｒ５を含む。第３制御部２１０は、制御電圧Ｖｃｏｎｔを第４抵抗Ｒ４および第５抵抗Ｒ５により抵抗分圧し、第３係数ａ３を乗じて第３電圧Ｖ３として出力する。第３係数ａ３は、第４抵抗Ｒ４および第５抵抗Ｒ５の抵抗値を用いて、ａ３＝Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）で与えられ、第３制御部２１０の出力電圧である第３電圧Ｖ３は、Ｖ３＝ａ３×Ｖｃｏｎｔ＝Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）×Ｖｃｏｎｔで与えられる。第３係数ａ３は周囲温度Ｔａには依存しない一定値となる。

第２選択部２３０には、第３制御部２１０から出力される第３電圧Ｖ３および基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。第２選択部２３０は、第３電圧Ｖ３もしくは基準電圧Ｖｒｅｆのうち低い方を選択して出力する。この第２選択部２３０は、第３電圧比較器２３２、第２スイッチＳＷ２を含む。第３電圧比較器２３２は、第３電圧Ｖ３および基準電圧Ｖｒｅｆを比較し、Ｖ３＞Ｖｒｅｆのときハイレベルを、Ｖ３＜Ｖｒｅｆのときローレベルを出力する。

第２スイッチＳＷ２は、入力端子２３４、２３６および出力端子２３８を有している。入力端子２３４および入力端子２３６にはそれぞれ、第３電圧Ｖ３、基準電圧Ｖｒｅｆが印加されている。第２スイッチＳＷ２は、第３電圧比較器２３２から出力される電圧がローレベルのとき入力端子２３４側にオンし、ハイレベルのとき入力端子２３６側にオンする。その結果、出力端子２３８には、第３電圧比較器２３２における電圧比較の結果、Ｖ３＞ＶｒｅｆのときＶｒｅｆが出力され、Ｖ３＜ＶｒｅｆのときＶ３が出力される。
このようにして第２選択部２３０は、第３電圧Ｖ３および基準電圧Ｖｒｅｆのうち、低い方の電圧を選択し、出力電圧Ｖｍｉｎとして出力する。

この出力電圧Ｖｍｉｎは、選択部３０からの出力電圧Ｖｘとともに駆動制御部４０’へと入力される。第２電圧比較器５２’は、Ｖｏｓｃ、Ｖｘ、Ｖｍｉｎの３つの電圧にもとづいてＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを生成する。第２電圧比較器５２’は、電圧Ｖｘと電圧Ｖｍｉｎを比較し、低い方の電圧と周期電圧ＶｏｓｃにもとづいてＰＷＭ信号を生成する。

図６は、電圧Ｖｘ、Ｖｍｉｎと周期電圧ＶｏｓｃおよびＰＷＭ信号Ｖｐｗｍの関係を示す。選択部３０の出力電圧Ｖｘが上昇するに従ってＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのオン期間は短くなるが、Ｖｘ＞Ｖｍｉｎとなるとオン期間は下限値に達し、それ以上短くならない。すなわちファンモータ１１０の回転数は、第２選択部２３０の出力電圧Ｖｍｉｎで定まる最低回転数以下になることはない。

図７は、第２選択部２３０の出力電圧Ｖｍｉｎと制御電圧Ｖｃｏｎｔの関係を示す。第２選択部２３０は、制御電圧Ｖｃｏｎｔに比例する第３電圧Ｖ３と基準電圧Ｖｒｅｆのうち、低い方の電圧を選択して出力する。したがって、制御電圧Ｖｃｏｎｔを上げていくと、第３電圧Ｖ３もそれに比例して上がっていくが、第２選択部２３０の出力電圧Ｖｍｉｎは、基準電圧Ｖｒｅｆ以上には上がらない。

図８は、本実施の形態に係るファンモータ１１０の回転数と周囲温度Ｔａの関係を、制御電圧Ｖｃｏｎｔをパラメータとして示している。制御電圧Ｖｃｏｎｔが上がるにつれて、ファンモータ１１０の最低回転数は下がっていくが、Ｖｍｉｎ＝Ｖｒｅｆのときの最低回転数以下には下がらない。

このように、本実施の形態に係るファンモータ駆動装置２００によれば、制御電圧Ｖｃｏｎｔによらず、ファンモータ１１０の回転数を最低回転数以上で回すように設定することができる。

上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態においては、制御電圧Ｖｃｏｎｔが直流電圧で与えられる場合について説明したがパルス幅変調された信号であってもよい。この場合、制御電圧を平滑化フィルタによって平滑化して第１制御部１０、第２制御部２０、第３制御部２１０に入力すればよい。平滑化フィルタとしては、一般的なＲＣフィルタなどを用いることができる。

本実施の形態において、選択部３０や第２選択部２３０の機能は、最小値回路や最大値回路を用いても実現することができる。また、本実施の形態においてサーミスタは負の温度特性を有する場合について説明したが、正の温度特性を有するポジスタであってもよい。この場合、選択部３０は、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２のうち、低い方の電圧を選択して出力すればよい。

実施の形態において、ファンモータ駆動装置１００、２００を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよく、または別の集積回路に分けて構成されていてもよく、さらにはその一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、コストや占有面積、用途などに応じて決めればよい。

また、実施の形態において、冷却装置３００を電子計算機に搭載してＣＰＵを冷却する場合について説明したが、本発明の用途はこれには限定されず、発熱体を冷却するさまざまなアプリケーションに用いることができる。

第１の実施の形態に係るファンモータ駆動装置の構成を示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、出力電圧Ｖｘと周囲温度Ｔａの関係を示す図である。 電圧Ｖｘと周期電圧ＶｏｓｃおよびＰＷＭ信号Ｖｐｗｍの関係を示す図である。 第１の実施の形態におけるファンモータの回転数と周囲温度の関係を、制御電圧をパラメータとして示す図である。 第２の実施の形態に係るファンモータ駆動装置の構成を示す図である。 電圧Ｖｘ、Ｖｍｉｎと周期電圧ＶｏｓｃおよびＰＷＭ信号Ｖｐｗｍの関係を示す図である。 第２選択部の出力電圧と制御電圧の関係を示す図である。 第２の実施の形態におけるファンモータの回転数と周囲温度の関係を、制御電圧をパラメータとして示す図である。

符号の説明

１０ 第１制御部、 ２０ 第２制御部、 ３０ 選択部、 ３２ 第１電圧比較器、 ＳＷ スイッチ、 ４０ 駆動制御部、 ５０ パルス幅変調器、 ５２ 第２電圧比較器、 ５４ 発振器、 ６０ 駆動部、 ６２ ドライバ回路、 Ｍ スイッチングトランジスタ、 １００ ファンモータ駆動装置、 １１０ ファンモータ、 ２００ ファンモータ駆動装置、 ２１０ 第３制御部、 ２３０ 第２選択部、 ２３２ 第３電圧比較器、 ３００ 冷却装置。

Claims (7)

1. ファンモータの回転数を制御する制御電圧に周囲温度に依存した第１係数を乗じて第１電圧として出力する第１制御部と、
   前記制御電圧に所定の第２係数を乗じて第２電圧として出力する第２制御部と、
   前記第１、第２電圧のいずれかを選択して出力する選択部と、
   前記選択部の出力にもとづいて前記ファンモータを駆動する駆動制御部と、
   を備え、前記第１係数と前記第２係数は、ファンモータの回転数が上限に達すべき所定の温度で等しくなるように決定されており、
   前記選択部は、前記第１係数が正の温度特性を有する場合には、前記第１、第２電圧のうち低い方を選択し、前記第１係数が負の温度特性を有する場合には、前記第１、第２電圧のうち高い方を選択して出力することを特徴とするファンモータ駆動装置。
2. 前記第１制御部は、第１抵抗とサーミスタを含み、前記制御電圧を抵抗分圧することにより、前記制御電圧に前記周囲温度に依存した第１係数を乗ずることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ駆動装置。
3. 前記選択部は、
   出力端子と、
   前記第１、第２電圧を比較する電圧比較器と、
   前記出力端子に前記第１、第２電圧のいずれかを切り替えて印加するスイッチと、
   を備え、前記スイッチは、前記電圧比較器の出力にもとづいて切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ駆動装置。
4. 前記ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であって、前記第１、第２制御部はそれぞれ、平滑化フィルタによって平滑化された前記制御電圧に前記第１、第２係数を乗じて出力することを特徴とする請求項１に記載のファンモータ駆動装置。
5. ファンモータの回転数を制御する制御電圧に所定の係数を乗じて出力する制御部と、
   前記制御部の出力電圧と所定の基準電圧のいずれかを選択して前記ファンモータの最低回転数を規定する電圧として出力する選択部と、
   前記制御電圧にもとづいて前記ファンモータを駆動する駆動制御部と、
   を備え、前記駆動制御部は、前記選択部から出力される電圧に対応して定まる最低回転数以上で前記ファンモータを駆動することを特徴とするファンモータ駆動装置。
6. 前記ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であって、前記制御部は、平滑化フィルタによって平滑化された前記制御電圧に前記所定の係数を乗じて出力することを特徴とする請求項５に記載のファンモータ駆動装置。
7. ファンモータと、
   請求項１から６のいずれかに記載のファンモータ駆動装置と、
   を備えたことを特徴とする冷却装置。

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