JP2009013890A - Power source circuit for fan and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却ファン用の電源回路とその制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply circuit for a cooling fan and a control method thereof.
冷却ファンの一般的な回路構成の一例について図12を参照して説明する。図12において、電源投入時、冷却用ファン4−1〜4−3は、一定の電圧が印加されるため、一定回転数で回転している。冷却ファンは、機器が使用する電源又は機器内部で使用される電圧(内部電源電圧)を用いて回転させる。このため、機器が動作している間、冷却ファンに通電され、電力を消費している。 An example of a general circuit configuration of the cooling fan will be described with reference to FIG. In FIG. 12, when the power is turned on, the cooling fans 4-1 to 4-3 are rotated at a constant rotational speed because a constant voltage is applied. The cooling fan is rotated using a power source used by the device or a voltage (internal power supply voltage) used inside the device. For this reason, while the device is operating, the cooling fan is energized and consumes power.
小規模な機器によっては、機器内部の温度上昇を検知し、検知結果に基づき、ファンをオン/オフする制御が行われる場合もあるが、大規模なシステムの装置では、個別に温度を検知し、ファンをオン/オフすることは難しく、経済的ではない。このため、図12の構成において、複数のファン4−1、4−2、4−3をユニットとして、常時、稼動させ、装置全体を冷却する。 Depending on the small-scale equipment, the temperature rise inside the equipment may be detected, and the fan may be controlled to turn on / off based on the detection result. However, in a large-scale system device, the temperature is detected individually. , It is difficult and economical to turn on / off the fan. For this reason, in the configuration of FIG. 12, the plurality of fans 4-1, 4-2 and 4-3 are always operated as a unit to cool the entire apparatus.
装置の規模が大となるほど、ファンの大型化、設置台数の増大により、ファンの消費電力が大となる。したがって、低消費電力化が強く望まれている。 As the scale of the device increases, the power consumption of the fan increases due to an increase in the size of the fans and an increase in the number of installed fans. Therefore, low power consumption is strongly desired.
一方、近時、モータの軸受(ベアリング)の加工・製造技術等の進展により、ファンモータの性能が飛躍的に向上し、回転が非常に滑らかである。例えば図6に示すように、ファンの電源をオフしても、慣性力でしばらくの間、ファンは回転を続ける。 On the other hand, the performance of fan motors has improved dramatically due to advances in processing / manufacturing technology of motor bearings (bearings), and the rotation is extremely smooth. For example, as shown in FIG. 6, even if the power of the fan is turned off, the fan continues to rotate for a while due to the inertial force.
なお、本発明の関連技術として、特許文献1には、プッシュプル・コンバータにおいてパルストランスの偏磁を防止するための構成が開示されている。
As a related technique of the present invention,
また、特許文献2には、一定温度下でPTCヒータの発熱を略一定とし、スイッチ等の定格アンペアを大きくする必要のない電気式床暖房装置として、温度センサの電気信号によってPTCヒータをオン・オフし、PTCヒータにそれぞれ半波整流した逆位相の電圧を印加する構成が開示されている。
特許文献3には、複数のモータのそれぞれに電流を流すスイッチング素子がオンとなるタイミングを位相変換手段によってずらし、一時に全てのモータに電流が流れ込むことによるモータ駆動手段の電源電圧の変動を減らし、ノイズの発生を抑えるようにしたモータ制御装置の構成が開示されている。
In
特許文献4には、第1のファンモータ(ラジエータファンモータ)と第2のファンモータ(コンデンサファンモータ)を、半導体スイッチング素子(FET)のドレインとアースの間に並列に接続し、FETのソースはイグニッションスイッチを介してバッテリの正極に接続され、FETのゲートとアースの間には、圧力スイッチと水温スイッチが直列に接続され、FETのゲートはPWM制御回路の出力端子に接続され、PWM制御回路の入力端子とアース間にはマグネットクラッチリレーが接続され、ファンの回転速度をきめ細かく制御できるようにした構成が開示されている。
In
なお、CPU等の冷却ファンモータの制御装置として、特許文献5には、図14に示すように、DCファンモータ21の電源ラインにスイッチング素子22を設け、このスイッチング素子22を、PWM信号で制御素子24を介して、オン・オフ制御するようにした構成が開示されている(特許文献5の図8)。図14において、25は回路抵抗、26はベース抵抗、23はコンデンサである。PWM信号がHIGHのとき、制御素子(NPNトランジスタ)24がオンし、スイッチング素子22(PNPトランジスタ)のベースが接地電位側に引かれてスイッチング素子22がオンし、電源VccからDCファンモータ21へ給電され、PWM信号がLOWのときNPNトランジスタ24がオフし、スイッチング素子22はオフする。
As a control device for a cooling fan motor such as a CPU, in Patent Document 5, as shown in FIG. 14, a
図12に示した冷却ファンの回路構成においては、次のような課題がある。 The cooling fan circuit configuration shown in FIG. 12 has the following problems.
ファンは常に通電されるため、電力消費が大きくなる。また、機器の規模が大きくなる
と、ファンの数が増え、ファン用として大容量の電源が必要となる。さらに、機器の状態とは関係なく、ファンを回転させているため、過剰な冷却効果となる場合がある。
Since the fan is always energized, power consumption increases. Further, as the scale of the device increases, the number of fans increases, and a large-capacity power source is required for the fans. Further, since the fan is rotated regardless of the state of the device, there may be an excessive cooling effect.
したがって、本発明の目的は、冷却効果の低下を回避しながら消費電力を下げる装置と方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for reducing power consumption while avoiding a decrease in cooling effect.
また、本発明の他の目的は、上記目的を達成するとともに、消費電力と冷却効果が最も効率の良い状態に制御することを可能とする装置と方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method that can achieve the above-mentioned object and can control the power consumption and the cooling effect to the most efficient state.
本願で開示される発明は、前記課題を解決するため、概略以下の構成とされる。 In order to solve the above-described problems, the invention disclosed in the present application is generally configured as follows.
本発明の1つの側面(アスペクト)に係るファン用電源装置は、ファンへの給電をオン・オフするスイッチを備えている。本発明においては、このスイッチのオン・オフ制御を工夫している。前記スイッチのオフ時間は、前記スイッチがオンからオフへの遷移後、前記ファンの回転数が予め定められた所定値に落ちる時点に対応し、前記スイッチのオン時間は、前記スイッチのオフからオンへの遷移後、前記ファンの安定回転数に達する時点に対応している。 A fan power supply device according to one aspect of the present invention includes a switch for turning on / off power supply to a fan. In the present invention, the on / off control of this switch is devised. The switch off time corresponds to a point in time when the rotational speed of the fan falls to a predetermined value after the switch transitions from on to off, and the switch on time is from the switch off to on. This corresponds to the time point when the stable rotational speed of the fan is reached after the transition to.
本発明の別の側面に係るファン用電源装置は、複数のファンへの給電をそれぞれオン・オフする複数のスイッチを備え、前記複数のスイッチのオンとなる時間を互いにずらす制御を行うコントロール回路を備えている。 A fan power supply device according to another aspect of the present invention includes a plurality of switches that respectively turn on and off power supply to a plurality of fans, and a control circuit that performs control to shift the times when the plurality of switches are turned on from each other. I have.
本発明のさらに別の側面に係るファン用電源装置は、トランスの2次側の第1、第2の整流素子を介して時間を互いにずらして第1、第2のファンへの給電が行われる。 In the fan power supply device according to still another aspect of the present invention, power is supplied to the first and second fans through the first and second rectifying elements on the secondary side of the transformer, with the time shifted from each other. .
本発明においては、前記トランスの一次巻線の一端と、正極が前記トランスの一次巻線のセンタータップに接続された直流電源の負極との間に挿入された第1のスイッチと、
前記トランスの一次巻線の他端と、前記直流電源の負極との間に挿入された第2のスイッチと、を備え、前記第1のファンは、前記トランスの2次巻線の一端に第1端子が接続された前記第1の整流素子の第2端子と前記トランスのハーフタップとの間に挿入され、前記第2のファンは、前記トランスのハーフタップと、前記トランスの2次巻線の一端に第2端子が接続された前記第2の整流素子の第1端子との間に挿入されている構成としてもよい。
In the present invention, a first switch inserted between one end of the primary winding of the transformer and a negative electrode of a DC power source having a positive electrode connected to a center tap of the primary winding of the transformer;
A second switch inserted between the other end of the primary winding of the transformer and the negative electrode of the DC power supply, and the first fan is connected to one end of the secondary winding of the transformer. The second fan is inserted between a second terminal of the first rectifying element to which one terminal is connected and a half tap of the transformer, and the second fan includes a half tap of the transformer and a secondary winding of the transformer. It is good also as a structure inserted between the 1st terminal of the said 2nd rectifier with which the 2nd terminal was connected to one end of.
本発明においては、前記トランスは、一次巻線側に商用電源が接続される商用トランスであり、前記第1のファンは、前記トランスの二次巻線の一端に第1端子が接続された前記第1の整流素子の第2端子と二次巻線の他端の間に接続され、前記第2のファンは、前記トランスの前記二次巻線の一端に第2端子が接続された第2の整流素子の第1端子と前記二次巻線の他端の間に接続されている構成としてもよい。 In the present invention, the transformer is a commercial transformer in which a commercial power source is connected to a primary winding side, and the first fan has the first terminal connected to one end of a secondary winding of the transformer. The second fan is connected between the second terminal of the first rectifying element and the other end of the secondary winding, and the second fan has a second terminal connected to one end of the secondary winding of the transformer. It is good also as a structure connected between the 1st terminal of this rectifier, and the other end of the said secondary winding.
本発明の別の側面に係るファン用電源装置は、ファンへの給電をオン・オフするスイッチと、装置に関して予め定められた状態を検知する検知回路と、前記検知回路での検知結果に基づき前記スイッチのオンする期間又はオフする期間を制御するコントロール回路と、を備えた構成としてもよい。 A power supply device for a fan according to another aspect of the present invention includes a switch for turning on / off power supply to the fan, a detection circuit that detects a predetermined state of the device, and a detection result in the detection circuit. And a control circuit that controls a period during which the switch is turned on or turned off.
本発明の1つの側面に係る方法は、ファンの給電ラインにスイッチを設け、前記スイッチのオフ時間を、前記スイッチがオンからオフへの遷移後、前記ファンの回転数が予め定められた所定値に落ちる時点に対応させて設定し、前記スイッチのオン時間を、前記スイッチのオフからオンへの遷移後、前記ファンの安定回転数に達する時点に対応させて設定する。 According to one aspect of the present invention, a switch is provided in a power supply line of a fan, and the switch OFF time is set to a predetermined value in which the rotational speed of the fan is predetermined after the switch transitions from ON to OFF. The on-time of the switch is set in correspondence with the time when the stable rotational speed of the fan is reached after the switch transitions from off to on.
本発明の別の側面に係る方法は、複数のファンへの給電をそれぞれオン・オフする複数のスイッチについて、前記複数のスイッチのオンとなる時間を互いにずらす制御を行う。 In the method according to another aspect of the present invention, the plurality of switches that respectively turn on and off the power supply to the plurality of fans are controlled to shift the time when the plurality of switches are turned on from each other.
本発明の別の側面に係る方法は、トランスの2次側の第1、第2の整流素子を介して、時間を互いにずらして第1、第2のファンを通電させる。 In the method according to another aspect of the present invention, the first and second fans are energized with the time shifted from each other via the first and second rectifying elements on the secondary side of the transformer.
本発明のさらに別の側面に係る方法は、装置に関して予め定められた状態を検知し、
前記検知結果に基づき、ファンの給電ラインに設けたスイッチのオンする期間又はオフする期間を制御する。
A method according to yet another aspect of the present invention detects a predetermined condition for an apparatus,
Based on the detection result, a period for turning on or turning off a switch provided in the power supply line of the fan is controlled.
本発明によれば、複数の冷却ファンを備えた装置において、冷却効果を低下することなくファンの消費電力を減らすことができる。本発明によれば、消費電力と冷却効果が最も効率の良い状態に制御することを可能とする装置を提供する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the apparatus provided with the several cooling fan, the power consumption of a fan can be reduced, without reducing a cooling effect. According to the present invention, there is provided an apparatus that makes it possible to control power consumption and a cooling effect to the most efficient state.
添付図面を参照して本発明のいくつかの実施例を以下に説明する。 Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<実施例1>
図1は、本発明の一実施例の構成を示す図である。本実施例においては、冷却用ファン4(ファンモータ)の給電ラインに挿入されたスイッチ2をオン・オフさせ、パルス状の印加電圧とすることで、ファン4の消費電力を削減できる。なお、図1には、簡単のため、ファン1個を使用した場合の構成が示されている。図1において、ファン(FM)4には、ファンとモータとモータ駆動回路が含まれている(他の図面も同様とする)。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the power consumption of the
図1において、直流電源1は、ファン4を駆動するための電源であり、スイッチ2がオンのとき、直流電源1からファン4に給電される。図1には、スイッチ2をオン・オフ制御するコントロール回路は図示されていない。図1では、直流電源1を使用し、ファン4は、例えばDCモータ(DCブラシレスモータ、あるいはステッピングモータ等)で構成されるが、交流電源、及び交流駆動のファンであってもよい。前述したように、ベアリング加工・製造技術の進展により、ファンの性能が飛躍的に向上し、回転は滑らかである。図6に示すように、動作状態のファン4の電源供給をオフしても、慣性力でしばらくの間ファンは回転している。この特性を利用し、ファンの電源を、高速にオン/オフすることで、ファンの回転数を、さほど低下することなく、消費電力を低減できる。
In FIG. 1, a
図1に示した構成において、図14に示した構成と同様、ファン4と並列にコンデンサ3を備える構成としてもよい。スイッチ2のオン時には、コンデンサ3が充電される。スイッチ2のオフ時に、ファン4は、コンデンサ3から電圧・電流の供給を受け、回転時間を長くすることが可能である。
In the configuration shown in FIG. 1, the
本実施例において、スイッチ2のオフ時間は、電源オンからオフによりファン4の回転数が低下し、冷却効果に影響ない程度まで、長く設定する制御が行われる。この結果、消費電力を低減できる。
In the present embodiment, the control is performed so that the
また、本実施例においては、スイッチ2のオン時間は、ファン4の安定回転数に達する時間まで狭くする設定することで、低消費電力化が可能となる。図7は、本実施例の動作を説明するための図である。
Further, in the present embodiment, the on time of the
図7において、
(a)は、ファン4に印加される電圧波形、
(b)は、ファン4に流れる電流波形、
(c)は、ファン4の回転数
を示す。
In FIG.
(A) is a voltage waveform applied to the
(B) is a waveform of a current flowing through the
(C) shows the rotation speed of the
スイッチ2のオン/オフにより、図7の(c)に示すようファン4の回転数の変動が発生する。図7からもわかるように、冷却効果に影響のない程度に、オン/オフの時比率を調整することで、低消費電力化が可能となる。
As the
例えば、ファン4の消費電力Wは、電圧(a)の実効値×電流(b)の実効値となる。時比率D=0.5の場合、下記計算となる。なお、時比率(duty ratio)はスイッチング動作の一周期におけるオン期間の割合である。
For example, the power consumption W of the
電圧(a)の実効値=Vp×√D;
電圧(b)の実効値=Ip×√D;
∴ 消費電力W=(Vp×√D)×(Ip×√D)
=0.5×Vp×Ip
Effective value of voltage (a) = Vp × √D;
RMS value of voltage (b) = Ip × √D;
電力 Power consumption W = (Vp × √D) × (Ip × √D)
= 0.5 x Vp x Ip
すなわち、電源からファンに電圧を連続的に供給する場合と比べ、半分の電力ですむことになる。 That is, half the power is required compared to the case where voltage is continuously supplied from the power source to the fan.
以上説明したように、本実施例においては、以下の作用効果を奏する。 As described above, the present embodiment provides the following operational effects.
ファン4の電源ラインをスイッチングさせる簡易な構成により、連続電圧印加方式と比べて、冷却効果を損なわずに、消費電力を低減できる。
With a simple configuration that switches the power supply line of the
また、スイッチングの時比率を調整することで、冷却能力を自由に調整することができる。 Moreover, the cooling capacity can be freely adjusted by adjusting the switching time ratio.
本実施例においては、任意のDCモータに適用可能であるが、三相交流等の交流モータ等にも適用可能である。 In this embodiment, the present invention can be applied to any DC motor, but can also be applied to an AC motor such as a three-phase AC.
<実施例2>
本発明の第2の実施例について説明する。その基本構成は、前記第1の実施例と同じであるが、複数のファンの制御について工夫が施されている。図2は、本発明の第2の実施例の構成を示す図である。特に制限されないが、本実施例では、ファンを3個使用する。
<Example 2>
A second embodiment of the present invention will be described. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, but a device is devised for controlling a plurality of fans. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. Although not particularly limited, in this embodiment, three fans are used.
図2において、オン/オフコントロール回路6は、スイッチ5−1、5−2、5−3のオン/オフをそれぞれ個別に制御する。例えばファン1個あたりの消費電流を0.5Aとし、3個並列に使用した場合、
0.5A×3個=1.5A
の消費電流となる。直流電源1の供給能力として定格1.5A以上の能力が必要となる。
In FIG. 2, the on / off
0.5A x 3 pieces = 1.5A
Current consumption. The supply capacity of the
本実施例においては、ファン5−1〜5−3にそれぞれ印加される電圧V1〜V3を、図8に示すように、複数のファン4−1、4−2、4−3のオン時間が重ならないように、位相をずらすことで、3個のファン4−1、4−2、4−3の電源の供給源である直流電源1の定格電流をファン1個分の消費電流である0.5Aとすることが可能となる。本実施例では、複数のファンのオン時間が重ならないように、位相をずらすことで、直流電源1の定格電流を下げることができ、小型の電源が使用可能でファンの電源回路を小さくかつ安価に構成できる。
In this embodiment, the voltages V1 to V3 applied to the fans 5-1 to 5-3, respectively, as shown in FIG. By shifting the phase so that they do not overlap, the rated current of the
<実施例3>
次に本発明の第3の実施例を説明する。本実施例は、ファンに印加される電圧ラインを、直接スイッチングするのではなく、トランスを用いて給電パルスを生成しファンに供給する構成としたものである。図13に示すように、電子機器で使用される電圧を、スイッチング電源(スイッチングレギュレータ)にて、ファン用の電圧に変換する場合がある。すなわち、図13には、比較例として、典型的なスイッチング電源(プッシュプル、センタータップ整流方式)を用いて、ファンを駆動する構成が示されている。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the voltage line applied to the fan is not directly switched, but a power supply pulse is generated using a transformer and supplied to the fan. As shown in FIG. 13, a voltage used in an electronic device may be converted into a fan voltage by a switching power supply (switching regulator). That is, FIG. 13 shows a configuration in which a fan is driven using a typical switching power supply (push-pull, center tap rectification method) as a comparative example.
図13において、スイッチ(NPNトランジスタ)7−1がオンのとき、スイッチ(NPNトランジスタ)7−2はオフとされ、このとき、直流電源1の正極→トランス(パルストランス)8のセンタータップP2→1次巻線M1→P1→スイッチ7−1→直流電源1の負極へと電流が流れ、二次巻線H1には、P4を正、P5を負とする電圧が誘起され、この電圧(V4)により、電流は、ダイオード9−1→平滑回路16(チョークコイル14とコンデンサ15からなる)→並列接続されたファン(ファンモータ)4−1、4−2→P5と流れる。一方、スイッチ7−2がオンのとき、スイッチ7−1はオフとされ、このとき、直流電源1の正極→トランス8のセンタータップP2→1次巻線M2→P3→スイッチ7−2→直流電源1の負極へと電流が流れ、二次巻線H2には、P6を正、P5を負とする電圧が誘起され、この電圧により電流は、ダイオード9−2→平滑回路16→並列接続されたファン(ファンモータ)4−1、4−2→P5へと流れる。ファン4−1、4−2は、同時に通電される。
In FIG. 13, when the switch (NPN transistor) 7-1 is turned on, the switch (NPN transistor) 7-2 is turned off. At this time, the positive electrode of the
図3は、本発明の第3の実施例の構成を示す図である。図3において、スイッチ7−1がオンのとき、スイッチ7−2はオフとされ、このとき、直流電源1の正極→トランス8のセンタータップP2→1次巻線M1→P1→スイッチ7−1→直流電源1の負極へと電流が流れ、二次巻線H1には、P4を正、P5を負とする電圧が誘起され、この電圧により電流は、ダイオード9−1→ファン(ファンモータ)4−1→P5へと流れる。すなわち、スイッチ7−1がオンのとき、ファン(ファンモータ)4−1が通電される。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 3, when the switch 7-1 is turned on, the switch 7-2 is turned off. At this time, the positive electrode of the
スイッチ7−2がオンのとき、スイッチ7−1はオフとされ、このとき、直流電源1の正極→トランス8のセンタータップP2→1次巻線M2→P3→スイッチ7−2→直流電源1の負極へと電流が流れ、二次巻線H1には、P4を負、P5を正とする電圧が誘起され、この電圧により電流は、P5→ファン(ファンモータ)4−2→ダイオード9−2→P4と流れる。すなわち、スイッチ7−2がオンのとき、ファン(ファンモータ)4−2が通電される。
When the switch 7-2 is turned on, the switch 7-1 is turned off. At this time, the positive electrode of the
本実施例においても、ファンにパルス状の電圧を印加することで、低消費電力化を図ることができる。また、図13の平滑回路16を削除することができ、電源部の簡素化を図ることができる。
Also in this embodiment, it is possible to reduce power consumption by applying a pulse voltage to the fan. Further, the smoothing
図3及び図13のトランス8の一次側は、プッシュプル・コンバータの基本構成であり、スイッチ(NPN型バイポーラトランジスタ)7−1、7−2は、180°位相のずれた信号で、交互にベースが駆動される。
The primary side of the
図3において、ファン4−1、4−2に印加される電圧V4、V5は、図9に示すようなものとなる。ファン4−1、4−2に印加される電圧V4、V5は180度位相がずれており、ファン4−1、4−2は交互に給電される。したがって、本実施例においても、第2の実施例と同様の作用効果を奏する。 In FIG. 3, the voltages V4 and V5 applied to the fans 4-1 and 4-2 are as shown in FIG. The voltages V4 and V5 applied to the fans 4-1 and 4-2 are 180 degrees out of phase, and the fans 4-1 and 4-2 are supplied with power alternately. Therefore, this embodiment also has the same effect as the second embodiment.
図13等に示したプッシュプル・コンバータの構成自体は公知であるため、その詳細な説明は省略する。なお、本実施例においては、プッシュプル・コンバータ以外の方式でも、ファンに、矩形波状の電圧を印加できる任意の回路方式であれば同様の効果がえられる。 Since the configuration of the push-pull converter shown in FIG. 13 and the like is known, detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, the same effect can be obtained with any system other than the push-pull converter as long as it is an arbitrary circuit system that can apply a rectangular wave voltage to the fan.
<実施例4>
本発明のさらに他の実施例として、基本的には、上記実施例のトランスを用いた方法と同じであるが、もっとも簡単な回路構成として商用トランスを用いる例を説明する。
<Example 4>
As still another embodiment of the present invention, the method is basically the same as the method using the transformer of the above embodiment, but an example using a commercial transformer will be described as the simplest circuit configuration.
図4は、本発明の第4の実施例の構成を示す図である。図4に示すよう、本実施例では、商用電源10を入力とする商用トランス11(50Hz/60Hz)を用いて降圧し、ダイオード9−1、9−2で半波整流し、ファン4−1、4−2へ交互に給電する。図10に示すように、180°位相がずれた半波整流電圧V6、V7が、それぞれファン4−1、4−2に印加される。低消費電力化及びファン用電源部の簡素化が可能となる。但し、周波数が低く、正弦波であるため、ファンの回転数変動が大きくなるが、冷却効果に問題なければ、実用的な手法である。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the fourth exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the voltage is stepped down by using a commercial transformer 11 (50 Hz / 60 Hz) with the
<実施例5>
さらに本発明の他の実施例として、図1の基本構成において、機器の状態に対する情報、例えば内部温度や消費電流等の情報を検知し、スイッチ2のオン/オフ時間を、リアルタイムに調整することで、最適な冷却条件を作りだすことが可能となる。図5は、本発明の第5の実施例の構成を示す図である。機器の状態を検知する検知回路12を備え、検知回路12での検知結果に基づき、スイッチ2のオン・オフの制御を行うオン/オフコントロール回路13を備えている。なお、第5実施例は、オン/オフ時間を任意に可変するものであり、前記した各実施例におけるスイッチのオン・オフ制御に適用することができる。
<Example 5>
Furthermore, as another embodiment of the present invention, in the basic configuration of FIG. 1, information on the state of the device, for example, information such as internal temperature and current consumption is detected, and the on / off time of the
図11は、本発明の第5の実施例の動作を説明するフローチャートである。本実施例の動作について、図11のフローチャートを参照して説明する。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention. The operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
一般的に機器内の必要とされる冷却条件は、環境条件や動作状態で変化する。例えば、環境変化で内部温度が上下するとか、ある回路が動作した場合、消費電流が急激に増えるとかである。 In general, the required cooling conditions in the equipment vary depending on environmental conditions and operating conditions. For example, the internal temperature increases or decreases due to environmental changes, or when a certain circuit operates, the current consumption increases rapidly.
検知回路12にて機器内の状態を監視し(図13のステップS1)、状態を検知(図13のステップS2)した後、現時点での冷却能力と比較し、判定する(図13のステップS3)。 The state in the device is monitored by the detection circuit 12 (step S1 in FIG. 13), and after the state is detected (step S2 in FIG. 13), it is compared with the current cooling capacity and determined (step S3 in FIG. 13). ).
判定結果により、さらに冷却能力が必要な場合には、オン/オフコントロール回路13は、スイッチ2のオン時間を長く設定する(図13のステップS4、5)。
If the determination result indicates that further cooling capacity is required, the on / off
一方、判定結果により、冷却能力が過剰な場合は、オン/オフコントロール回路13は、スイッチ2のオン時間を短く設定する(図13のステップS6、7)。
On the other hand, if the cooling capacity is excessive based on the determination result, the on / off
判定結果により、適正であれば、現状冷却能力を維持する。 If the result of determination is appropriate, the current cooling capacity is maintained.
このように、最適な冷却条件に設定し(図13のステップS8)、機器の状態を検知しするという処理を繰り返す(図13のステップS9)ことで、低消費電力を考慮した最適な冷却効果が常に維持できる。 As described above, the optimum cooling condition is set (step S8 in FIG. 13), and the process of detecting the state of the device is repeated (step S9 in FIG. 13), so that the optimum cooling effect considering low power consumption is achieved. Can always be maintained.
なお、オン/オフコントロール回路13において、スイッチ2のオン時間を調整することで説明したが、オフ時間を調節することによっても、冷却効果の調整が可能である。
Although the on / off
本発明は、ファンによる強制空冷方式が必要とされる電子機器、全てに適用できる。 The present invention can be applied to all electronic devices that require a forced air cooling system using a fan.
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the above patent documents are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 電源(直流電源)
2 スイッチ
3 コンデンサ
4、4−1、4−2、4−3 ファン(FM)
5−1、5−2、5−3、7−1、7−2 スイッチ
6、13 オン/オフコントロール回路
8 トランス
9−1、9−2 ダイオード
10 商用電源
11 商用トランス
12 検知回路
14 チョークコイル
15 コンデンサ
16 平滑回路
21 DCファンモータ
22 スイッチング素子
23 コンデンサ
24 制御素子
25、26 抵抗
1 Power supply (DC power supply)
2
5-1, 5-2, 5-3, 7-1, 7-2
21
Claims (10)
前記スイッチのオフ時間は、前記スイッチがオンからオフへの遷移後、前記ファンの回転数が予め定められた所定値に落ちる時点に対応し、
前記スイッチのオン時間は、前記スイッチのオフからオンへの遷移後、前記ファンの安定回転数に達する時点に対応する、ことを特徴とするファン用電源装置。 With a switch to turn on / off the power supply to the fan,
The switch off time corresponds to the time when the rotational speed of the fan falls to a predetermined value after the switch transitions from on to off,
The on-time of the switch corresponds to a point in time when the stable rotational speed of the fan is reached after the switch is switched from off to on.
前記複数のスイッチのオンとなる時間を互いにずらす制御を行うコントロール回路を備えている、ことを特徴とするファン用電源装置。 With multiple switches that turn on and off the power supply to multiple fans,
A power supply device for a fan, comprising a control circuit for performing a control for shifting times for turning on the plurality of switches.
前記トランスの一次巻線の他端と、前記直流電源の負極との間に挿入された第2のスイッチと、
を備え、
前記第1のファンは、前記トランスの2次巻線の一端に第1端子が接続された前記第1の整流素子の第2端子と前記トランスのハーフタップとの間に挿入され、
前記第2のファンは、前記トランスのハーフタップと、前記トランスの2次巻線の一端に第2端子が接続された前記第2の整流素子の第1端子との間に挿入されている、ことを特徴とする請求項3記載のファン用電源装置。 A first switch inserted between one end of the primary winding of the transformer and a negative electrode of a DC power source having a positive electrode connected to a center tap of the primary winding of the transformer;
A second switch inserted between the other end of the primary winding of the transformer and the negative electrode of the DC power source;
With
The first fan is inserted between a second terminal of the first rectifier element having a first terminal connected to one end of a secondary winding of the transformer and a half tap of the transformer.
The second fan is inserted between a half tap of the transformer and a first terminal of the second rectifying element having a second terminal connected to one end of a secondary winding of the transformer. The fan power supply device according to claim 3.
前記第1のファンは、前記トランスの二次巻線の一端に第1端子が接続された前記第1の整流素子の第2端子と二次巻線の他端の間に接続され、
前記第2のファンは、前記トランスの前記二次巻線の一端に第2端子が接続された第2の整流素子の第1端子と前記二次巻線の他端の間に接続されている、ことを特徴とする請求項3記載のファン用電源装置。 The transformer comprises a commercial transformer that inputs commercial power to the primary side,
The first fan is connected between a second terminal of the first rectifying element having a first terminal connected to one end of a secondary winding of the transformer and the other end of the secondary winding,
The second fan is connected between a first terminal of a second rectifying element having a second terminal connected to one end of the secondary winding of the transformer and the other end of the secondary winding. The fan power supply device according to claim 3.
装置に関して予め定められた状態を検知する検知回路と、
前記検知回路での検知結果に基づき前記スイッチのオンする期間又はオフする期間を制御するコントロール回路と、を備えている、ファン用電源装置。 A switch to turn on / off the power supply to the fan,
A detection circuit for detecting a predetermined state with respect to the device;
A fan power supply apparatus comprising: a control circuit that controls a period during which the switch is turned on or a period during which the switch is turned off based on a detection result of the detection circuit.
前記スイッチのオン時間を、前記スイッチのオフからオンへの遷移後、前記ファンの安定回転数に達する時点に対応させて設定する、ことを特徴とするファン用電源制御方法。 A switch is provided on the power supply line of the fan, and the off time of the switch is set corresponding to the time when the rotation speed of the fan falls to a predetermined value after the switch transitions from on to off,
An on-time of the switch is set in correspondence with a point in time when the stable rotation speed of the fan is reached after the switch is switched from off to on.
前記複数のスイッチのオンとなる時間を互いにずらす制御を行う、ことを特徴とするファン用電源制御方法。 For multiple switches that turn on / off power supply to multiple fans,
A fan power supply control method, wherein control is performed to shift the times when the plurality of switches are turned on from each other.
前記検知結果に基づき、ファンの給電ラインに設けたスイッチのオンする期間又はオフする期間を制御する、ことを特徴とするファンの電源制御方法。 Detects predefined conditions for the device,
A fan power supply control method, comprising: controlling a period during which a switch provided in a power supply line of a fan is turned on or off based on the detection result.
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CN103629134A (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-12 | 成都槟果科技有限公司 | Inductive fan safety device |
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JP2002247874A (en) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Blower motor controlling device |
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