JP2009296839A

JP2009296839A - ファン回転速度直線補償方法

Info

Publication number: JP2009296839A
Application number: JP2008150154A
Authority: JP
Inventors: Jaoching Lin; 招慶林; Lin Chu; 林祝; xiu-xing Lin; 秀興林; Yuko Rin; 有康林; Bing-Da Ceng; 炳達曾
Original assignee: SHOTATSU KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: SHOTATSU KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2028-06-09
Also published as: JP5721306B2

Abstract

【課題】ファン回転速度を安定させ、パーツコストも増加せず、ファン回転速度の規格に対して設計しやすいファン回転速度直線補償方法を提供する。
【解決手段】ファン回転速度直線補償方法は、先ず、ＩＣを経由しＰＷＭ信号を読取り補償演算を行い、補償信号を求め、前記補償信号から補償値をマイナス或いはプラスし、得られた補償後のＰＷＭ信号は下放物線を呈する。こうして前記ＩＣは前記補償後のＰＷＭ信号に基づき、ファンの回転速度を制御し、ファンの回転速度曲線は補償を経た後、直線かつ線性を呈する。
【選択図】図３

Description

本発明は一種のファン回転速度直線補償方法に関する。特にＩＣにより補償後のＰＷＭ信号を提供し、ファン回転速度を制御し、ファンの回転速度は曲線補償を経た後、直線かつ線性を呈するファン回転速度直線補償方法に係る。

電子パーツの高速化と複雑化は、電子パーツ作動時に発生する熱エネルギーを増大させている。よって多くの電子パーツ上或いはその作動環境中には散熱ファンを設置し、電子パーツを冷却し正常に作動させるよう確保しなければならない。
現在コンピュータ、グラフィクスカード或いはノート型コンピュータ(パソコン)においてファンが使用される時、一般的に重視される点は散熱ファンの回転速度制御等の問題である。散熱ファンの運転方式制御においては、オン/オフ(ON/OFF)以外に、主なものはＰＷＭ(Pulse Width Modulation)を用いたファン運転を制御することで、各単位時間内において作動周期(duty cycle)の差異を調整し、これによりファン回転速度を制御する。

図１、２に示すように、公知のファン速度制御が、オープンループ(Open Loop)測定回転速度制御を行う時は、ＩＣ(Integrated Circut)により受信した入力ＰＷＭ(Pulse width modulation)信号を出力ＰＷＭ信号に転換する。
図１中ＰＷＭ信号の作動周期は0％〜100％で、しかも前記ＰＷＭ信号の入力信号は出力信号に対応し、前記作動周期範囲内の曲線は直線A1を呈する。しかも１:１の比率で、前記ＩＣは出力ＰＷＭ信号に基づきファン運転を制御し、ファンの回転速度曲線は図２に示すように上放物線F1を呈する。前記図２では、ファン回転速度がＰＷＭ作動周期に対応する曲線は上放物線F1を呈する。上記公知のファン回転速度制御には以下の三つの欠点が存在する。
１．ファン回転速度のＰＷＭ作動周期に対応する曲線は上放物線であるため、ファン回転速度の不安定を招き易い。
２．もし、オープンループの制御曲線(すなわち、ファン回転速度とＰＷＭ作動周期の曲線図)を直線性に設計するなら、回路を別に増設しなければならず、パーツコストの増加を招いてしまう。
３．各ファンモーターの特性は異なるため、ファン回転速度の規格も制定しにくい。
特開２００７−１２４８５３公報

本発明が解決しようとする課題は、上記公知技術の欠点を解決し、ＩＣを通して補償後のＰＷＭ信号を提供し、ファン回転速度を制御し、ファンの回転速度曲線は補償を経た後、直線かつ帯ではなく線性を呈する効果を達成するファン回転速度直線補償方法を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明は下記のファン回転速度直線補償方法を提供する。
ファン回転速度直線補償方法は以下を含み、
ＩＣ(Integrated Circut)によりＰＷＭ(Pulse width modulation)信号を読取り、補償演算を行い、補償信号を求め、
前記補償信号から補償値をマイナス或いはプラスし、得られた補償後のＰＷＭ信号は上放物線を呈し、
前記ＩＣは前記補償後のＰＷＭ信号に基づき、ファンの回転速度を制御し、ファンの回転速度は曲線補償を経た後、直線かつ線性を呈する。

上記のように、本発明はＩＣにより補償後のＰＷＭ信号を提供し、ファン回転速度を制御し、ファンの回転速度は曲線補償を経た後、直線かつ帯ではなく線性を呈するのでファン回転速度を安定させ、オープンループの制御曲線(すなわち、ファン回転速度とＰＷＭ作動周期の曲線図)を直線性に設計するので回路を別に増設しなくてもよくパーツコストも増加せず、各ファンモーターの特性は異なるがファン回転速度の規格に対して設計しやすい。

本発明の上記目的及びその構造と機能上の特性について、図を参照して本発明の最適実施例に対して説明を行う。
図３、４、５に示すように、本発明ファン回転速度直線補償方法の最適実施例は以下のステップを含む。
(300)スタート。
(301)ＩＣ(Integrated Circuit)によりＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を読取り、補償演算を行い、補償信号を求める。
(302)前記補償信号から補償値をマイナス或いはプラスし、得られた補償後のＰＷＭ信号は下放物線A2を呈する。
(303)前記ＩＣは前記補償後のＰＷＭ信号に基づき、ファンの回転速度を制御し、ファンの回転速度は曲線補償を経た後は直線かつ線性を呈する。
(304)終了。
上記のように、本発明の実施例のファン回転速度はＰＷＭ作動周期の線性に対応し(すなわち直線)曲線F2は明確に公知ファンの上放物線F1に比べスムーズで、しかも線性である。

さらに、図４、５、６に示すように、ファンがオープンループ(Open Loop)測定回転速度制御を行う時、該ＩＣを通して前記ＰＷＭ信号を読取り補償運算を行った後、前記補償信号を求める。次に該ＩＣは補償信号より前記補償値をマイナス或いはプラスし、これにより補償後のＰＷＭ信号を求める(図4参照)。こうして前記ＩＣは補償後のＰＷＭ信号に基づきファンの回転速度を制御し、ファン回転速度はＰＷＭ作動周期に対応する曲線補償を経た後、直線でかつ帯ではなく線性の効果を呈し(図5参照)、しかもファン回転速度の安定が達成できる。

以下に例を挙げ説明する。
9センチのファンがオープンループ測定回転速度制御を行う時、測定を経て、ファンのＰＷＭ作動周期100％時の回転速度が5000RPM(すなわち全速)であることが分かる。つまり、それは50％における理想の回転速度値は2500RPMであるべきだが、ファンモーターの素因により、実際にはＰＷＭ作動周期50％時のファンの回転速度は3000RPMであるため、前記理想的回転速度値が必要なＰＷＭ作動周期は40％であるはずで、補償が必要である。もとのＰＷＭ作動周期50％からＰＷＭ作動周期10％ (すなわち前記補償値) をマイナスし、必要なＰＷＭ作動周期40％を求める。こうしてファン回転速度はＰＷＭに対応し作動周期の曲線補償を経た後、直線かつ線性の効果を呈する。

ファン回転速度とＰＷＭ作動周期の曲線指示図である図６、７に示すように、図中では補償前の回転速度曲線B1(すなわち公知の上放物線F1)をセクション分割方式により(三セクション、四セクション等に分ける)補償演算を行い、その後に補償後の回転速度曲線B2(すなわち本最適実施の線性(すなわち直線)曲線F2)を得る。前記補償演算を行うステップを以下に説明する。
(400)スタート
(401)前記補償前の回転速度曲線B1をＰＷＭ作動周期0％からＰＷＭ作動周期100％までの間を三セクションに分け補償演算を行う。図６中から分かるように、第一セクションはＰＷＭ作動周期０％からＸ％までの間で補償演算を行い、第二セクションはＰＷＭ作動周期Ｘ％からＹ％までの間で補償演算を行い、第三セクションはＰＷＭ作動周期Ｙ％から１００％までの間で補償演算を行う。前記Ｘ％とＹ％の値は、Ｘ％は３０％、Ｙ％は７０％のように、事前に予知する数値であり、且つ該数値は補償前の回転速度曲線の変化により分かる。
(402)先ず、該第一セクションは直角三角形を区画し、その斜率(m＝Δy／Δx：傾斜率)に対して補償演算後、第一直線L1を求める。前記斜率の補償演算は、既知の０％とＸ％の２点の内挿法(補間法)によって斜率を求める。（即ち、前記第一直線L1）
(403)次に、該第二セクションは平行四辺形を区画し、その斜率に対して補償演算後、第二直線L2を求める。前記斜率の補償演算は、既知のＸ％とＹ％の２点の内挿法によって斜率を求める。（即ち、前記第二直線L2）
(404)該第三セクションは直角三角形を区画し、その斜率に対して補償演算後、第三直線L3を求める。前記斜率の補償演算は、既知のＹ％と１００％の２点の内挿法によって斜率を求める。（即ち、前記第三直線L3）
(405)前記第一直線、第二直線及び第三直線を統合後、補償後曲線B2を求める。
(406)終了
上述は、本発明の好適な実施例であり、本発明を実施する時、前記PWM作動周期0% 〜１００％間の補償演算を三段階に分けて行うことを限定せず、四段、五段、六段、七段・・・等に分けて補償演算することも可能であり、分段数を多くするほど、補償後の回転速度曲線は直線に近づき、更に好適な線性化を得られる。
したがって、前実施例と同様に、本発明の本実施例のファン回転速度はＰＷＭ作動周期の線性に対応し(すなわち直線)曲線B2は明確に公知ファンの上放物線B1に比べスムーズで、しかも、帯状でなない線性である。

以上のように、本発明の各実施例は、ＩＣにより補償後のＰＷＭ信号を提供し、ファン回転速度を制御し、ファンの回転速度は曲線補償を経た後、直線かつ帯ではなく線性を呈するのでファン回転速度が安定し、オープンループの制御曲線(すなわち、ファン回転速度とＰＷＭ作動周期の曲線図)を直線性に設計するので回路を別に増設しなくてもよくパーツコストも増加せず、各ファンモーターの特性は異なるがファン回転速度の規格に対して設計しやすい。
なお、上記の各実施例は本発明を限定するものではない。当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明が掲示する技術内容に基づき、本発明の製品と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、したがって本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

公知のＰＷＭ出力とＰＷＭ入力の曲線指示図である。公知のファン回転速度と作動周期の曲線指示図である。本発明の主要フローチャートである。本発明のＰＷＭ出力とＰＷＭ入力の曲線指示図である。本発明のファン回転速度と作動周期の曲線指示図である。本発明のファン回転速度と作動周期の補償曲線指示図である。本発明の補償演算のフローチャートである。

符号の説明

A2 下放物線
F2 線性曲線
B1 補償前曲線
B2 補償後曲線
L1 第一直線
L2 第二直線
L3 第三直線

Claims

ファン回転速度直線補償方法は以下のステップを含み、
ＩＣを経由しＰＷＭ信号を読取り補償演算を行い、補償信号を求め、
前記補償信号から補償値をマイナス或いはプラスし、得られた補償後のＰＷＭ信号は下放物線を呈し、
前記ＩＣは前記補償後のＰＷＭ信号に基づき、ファンの回転速度を制御し、ファンの回転速度は曲線補償を経た後、直線かつ線性を呈することを特徴とするファン回転速度直線補償方法。
前記補償演算は以下のステップを含み、
補償前の曲線をＰＷＭ作動周期0％〜100％の間でセクション分割方式により補償演算を行い、
第一セクションは直角三角形を区画し、その斜率に対して補償演算後、第一直線を求め、
第二セクションは平行四辺形を区画し、その斜率に対して補償演算後、第二直線を求め、
第三セクションは直角三角形を区画し、その斜率に対して補償演算後、第三直線を求め、
該第一直線、該第二直線及び該第三直線を統合後、補償後の回転速度曲線を求めることを特徴とする請求項１記載のファン回転速度直線補償方法。