JP2016093008A - Fan rotation number control circuit and power supply unit provided therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力信号のデューティ比に応じてファンの回転数をパルス幅変調(Pulse Width Modulation:以下、PWMと記す)制御するファン回転数制御回路、およびそれを備える電源ユニットに関するものである。 The present invention relates to a fan rotation speed control circuit that controls pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) of a fan rotation speed according to a duty ratio of an input signal, and a power supply unit including the fan rotation speed control circuit.
従来、自動車に搭載されたラジエータ等を冷却する、例えば、特許文献1に開示された自動車用冷却装置が知られている。冷却はラジエータ等にファンによって風を当てることで行われ、自動車用冷却装置には、ファンの回転を所定の回転数に制御するファン回転数制御回路が備えられている。ファンは電動モータによって駆動され、電動モータへの通電をMOSトランジスタで制御することで、ファンの回転数は所定の回転数に制御される。MOSトランジスタのゲートには、抵抗とコンデンサとで構成される積分回路が設けられている。リレースイッチがオンされて電動モータが起動される時、この積分回路によってMOSトランジスタのゲートに印加される電圧の立ち上がりが遅延され、電動モータの起動時に生じる突入電流が低減される。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an automobile cooling device disclosed in
一方、同文献にも開示されているように、電動モータに印加される電圧のデューティ比を制御することで、ファンの回転数をPWM制御するファン回転数制御回路も知られている。このファン回転数制御回路では、電動モータの起動時にPWM制御信号のデューティ比を徐々に大きくすることで、電動モータの起動時に生じる突入電流が低減される。 On the other hand, as disclosed in the same document, there is also known a fan rotation speed control circuit that performs PWM control of the fan rotation speed by controlling the duty ratio of the voltage applied to the electric motor. In this fan rotation speed control circuit, the inrush current generated at the start of the electric motor is reduced by gradually increasing the duty ratio of the PWM control signal at the start of the electric motor.
ファンの回転数をPWM制御するこのようなファン回転数制御回路としては、例えば図1に示される構成をした電源ユニット(電源盤)1に具備されるものもある。ファン2は、DC−DCコンバータ3から電源供給を受けて動作し、装置4から出力されるPWM制御信号Sによって回転数Nが制御されて、装置4を冷却する。フォトカプラ5を構成するフォトトランジスタQ0には、抵抗R1,R2により、DC−DCコンバータ3から電圧が印加されている。フォトカプラ5を構成するフォトダイオードDには、装置4から出力されるPWM制御信号Sがコネクタ6および抵抗R3を介して印加される。A点の電位VAがPWM制御信号Sによってハイレベルになると、フォトダイオードDに電流が流れてフォトトランジスタQ0がオンし、抵抗R1と抵抗R2の直列回路に電流Idが流れる。電流Idが抵抗R2を流れることで、トランジスタQ1のゲートに電圧が印加されて、トランジスタQ1はオンする。トランジスタQ1がオンすることで、E点の電位VEはロウレベルとなる。E点の電位VEはファン2のコントロール(CONTR)端子の電位と同電位になっている。
As such a fan rotation speed control circuit that performs PWM control of the fan rotation speed, there is a power supply unit (power supply panel) 1 configured as shown in FIG. The
ファン2の回転数Nは、PWM制御信号SによってCONTR端子に上記のように与えられるE点の信号のデューティ比dによって制御され、図2のタイミングチャートに示すように、CONTR端子に与えられる信号のデューティ比dが大きくなるのに連れて、増加する。つまり、ファン2の回転数Nは、同図(a)に示すデューティ比d=0の時に最低速となり、同図(b),(c),(d)に示すようにデューティ比d=0.25,0.5,0.75と大きくなるのに連れて、増加する。そして、同図(e)に示すようにデューティ比d=1になると、最高速となる。
The rotational speed N of the
図3(a)はA点の電位VA、同図(b)はE点の電位VEの変化の一例を示す。同図(a),(b)に示すように、E点の電位VEは、PWM制御信号SによるA点の電位VAを反転した電位になっている。 3A shows an example of a change in the potential VA at the point A, and FIG. 3B shows an example of a change in the potential VE at the point E. As shown in FIGS. 9A and 9B, the potential VE at the point E is a potential obtained by inverting the potential VA at the point A by the PWM control signal S.
しかしながら、ファン2の回転数Nを上記のようにPWM制御する、上記従来の図1に示すようなファン回転数制御回路においても、突入電流が発生することがある。
However, an inrush current may also occur in the conventional fan speed control circuit as shown in FIG. 1 that performs PWM control of the speed N of the
例えば、図3(c)に示すA点の電位VAのように、PWM制御信号Sが最低速の回転数Nを指令するハイレベルの状態から最高速の回転数Nを指令するロウレベルの状態に変化すると、E点の電位VEつまりCONTR端子の電位は、同図(d)に示すように、デューティ比d=0のロウレベル状態からデューティ比d=1のハイレベル状態に階段状に急激に変化する。ファン2はその回転数Nが大きいほど、DC−DCコンバータ3から供給される電流Idを消費する。このため、電流Idは、CONTR端子の電位が反転して回転数Nが最低速から最高速に変化するタイミングに、同図(e)に示すように急激に増加し、突入電流となる。この突入電流Idの大きさは定常時に比べて3倍程度になる。したがって、DC−DCコンバータ3は、突入電流Idが発生した場合にも、その大きさの電流を供給できる電流容量のものを選定する必要がある。
For example, like the potential VA at point A shown in FIG. 3 (c), the PWM control signal S changes from a high level where the lowest speed N is commanded to a low level where the highest speed N is commanded. When changed, the potential VE at the point E, that is, the potential at the CONTR terminal, suddenly changes stepwise from a low level state with a duty ratio d = 0 to a high level state with a duty ratio d = 1, as shown in FIG. To do. The
また、電源ユニット1が装置4から取り外されて、コネクタ6が切り離されてしまったような場合には、装置4側からの指令が無くなってA点の電位VAはロウレベルになる。このため、フォトカプラ5が動作しないのでトランジスタQ1がオフになり、CONTR端子の電位は、電源ユニット1が取り外されたタイミングに、最高速を指令するデューティ比d=1のハイレベル状態に急激に変化する。したがって、この場合にも、ファン2が消費する電流Idは、図3(e)に示すように急激に大きくなり、突入電流となる。
Further, when the
DC−DCコンバータ3は、一般的に出力過電流保護回路を具備しており、過電流出力時には出力電圧を垂下させて、内部回路を保護している。出力過電流保護回路の中には、その垂下がある時間を経過する場合に、さらに、電源出力を停止する保護機能を備えるものも、存在する。したがって、突入電流Idの大きさの電流を供給できないDC−DCコンバータ3を使用した場合には、出力過電流保護回路によって出力電圧が垂下し、中には電源出力が停止してしまうような事象が発生する場合もある。このような事象が生じるのを防止するためには、電源ユニット1に使用するDC−DCコンバータ3に電流容量の大きなものを選定する必要がある。したがって、DC−DCコンバータ3の外形寸法は大型化し、また、その価格は高価なものになる。このため、従来、電源ユニット1の小型化および低価格化を図ることは難しかった。
The DC-
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
入力信号のデューティ比に応じてファンの回転数をPWM制御するファン回転数制御回路において、
入力信号の電圧レベルを平滑化して入力信号を平滑化電圧に変換する平滑化回路と、
平滑化電圧の最大電圧レベルと同じ大きさの振幅で入力信号と同じ周波数の三角波を発生する三角波発生回路と、
平滑化電圧の電圧レベルを三角波の電圧レベルと比較して平滑化電圧をパルス幅変調するパルス幅変調回路と
を備えて、ファン回転数制御回路を構成した。
The present invention has been made to solve such problems,
In the fan rotation speed control circuit that PWM controls the fan rotation speed in accordance with the duty ratio of the input signal,
A smoothing circuit that smoothes the voltage level of the input signal and converts the input signal to a smoothed voltage;
A triangular wave generating circuit that generates a triangular wave of the same frequency as the input signal with the same amplitude as the maximum voltage level of the smoothing voltage;
The fan rotation speed control circuit is configured by including a pulse width modulation circuit that compares the voltage level of the smoothing voltage with the voltage level of the triangular wave and modulates the smoothing voltage with a pulse width.
本構成によれば、ファンの回転数を低速回転から急激に高速回転させる電圧レベルに入力信号が変化する場合、その変化は、平滑化回路によって平滑化電圧のなだらかなスロープ状の変化に変換される。平滑化電圧のこのなだらかな電圧変化は、三角波発生回路から出力される三角波の電圧レベルとパルス幅変調回路において比較されることで、パルス幅変調される。したがって、ファンに与えられるPWM制御信号は、入力信号の電圧レベルが急激に変化するのに応じて、デューティ比が徐々に変化するようになる。このため、入力信号の電圧レベルが急激に変化しても、ファンの回転数は急激に変化しなくなり、徐々に増加するようになる。よって、ファンで消費される電流も徐々に増加するようになり、ファンを駆動するための電流は、従来のように急激に増加する突入電流になることはない。この結果、ファンに電流を供給する電源に過大な負荷がかからなくなり、従来のように電源の出力電圧が垂下したり、電源出力が停止したりするような事象は発生しなくなる。 According to this configuration, when the input signal changes to a voltage level that causes the fan speed to rotate rapidly from low speed to high speed, the change is converted into a gentle slope-like change in the smoothing voltage by the smoothing circuit. The This gentle voltage change of the smoothed voltage is pulse width modulated by comparing the voltage level of the triangular wave output from the triangular wave generating circuit with the pulse width modulating circuit. Therefore, the duty ratio of the PWM control signal given to the fan gradually changes as the voltage level of the input signal changes abruptly. For this reason, even if the voltage level of the input signal changes rapidly, the rotational speed of the fan does not change rapidly and gradually increases. Therefore, the current consumed by the fan also gradually increases, and the current for driving the fan does not become an inrush current that increases rapidly as in the prior art. As a result, an excessive load is not applied to the power supply that supplies current to the fan, and an event in which the output voltage of the power supply droops or the power supply output stops as in the conventional case does not occur.
また、本発明は、装置を冷却するファンと、ファンに電源供給する電源と、装置から出力されるPWM制御信号を入力するコネクタと、コネクタから入力されるPWM制御信号によってファンの回転数を制御する上記のファン回転数制御回路とを備える電源ユニットを構成した。 Further, the present invention controls a fan speed by a fan for cooling the apparatus, a power supply for supplying power to the fan, a connector for inputting a PWM control signal output from the apparatus, and a PWM control signal input from the connector. A power supply unit including the above-described fan rotation speed control circuit is configured.
本構成によれば、電源ユニットは、コネクタを介して装置からPWM制御信号を入力する。そして、入力したPWM制御信号をファン回転数制御回路において平滑化電圧に変換し、変換した平滑化電圧を三角波の電圧と比較してパルス幅変調する。ファンは、電源から供給される電流によって駆動され、ファン回転数制御回路でパルス幅変調された制御信号により回転数が制御されて、装置を冷却する。したがって、ファンを低速回転から急激に高速回転させるPWM制御信号の指令が装置側から来た場合や、電源ユニットが装置から取り外されてコネクタにおける装置との接続が切り離された場合に、コネクタからファン回転数制御回路に入力される電圧のレベルが最高速の電圧レベルに急激に変化しても、ファンで消費される電流は上記のように徐々に増加し、従来のように急激に増加する突入電流になることはない。このため、電源ユニットに具備する電源として、従来のように突入電流を考慮した大きさの電流容量を持つ電源を選定する必要は無くなり、定常時の電流を供給できるだけの電流容量を持つ電源を使用できる。この結果、電源ユニットに具備する電源を小型化かつ低価格化することができ、したがって、電源ユニットの小型化および低価格化を図ることが可能になる。 According to this configuration, the power supply unit inputs a PWM control signal from the apparatus via the connector. Then, the input PWM control signal is converted into a smoothed voltage in a fan rotation speed control circuit, and the converted smoothed voltage is compared with a triangular wave voltage to perform pulse width modulation. The fan is driven by a current supplied from a power supply, and the number of rotations is controlled by a control signal pulse-modulated by a fan rotation number control circuit to cool the device. Therefore, when a command for a PWM control signal that causes the fan to rotate rapidly from low speed to high speed comes from the device side, or when the power supply unit is removed from the device and the connector is disconnected from the device, the fan from the connector Even if the level of the voltage input to the rotation speed control circuit suddenly changes to the highest voltage level, the current consumed by the fan gradually increases as described above and suddenly increases as before. There is no current. For this reason, there is no need to select a power supply with a current capacity that takes into account the inrush current as the power supply provided in the power supply unit, and a power supply with a current capacity that can supply a steady-state current is used. it can. As a result, the power supply provided in the power supply unit can be reduced in size and price, and therefore the power supply unit can be reduced in size and price.
また、本発明は、
平滑化回路がコンデンサと抵抗とからなる積分回路によって構成され、
三角波発生回路が、方形波を出力するシュミット回路と、シュミット回路から出力される方形波を積分して三角波を出力する積分回路とから構成され、
パルス幅変調回路が、平滑化回路から出力される平滑化電圧の電圧レベルと三角波発生回路から出力される三角波の電圧レベルとを比較するコンパレータによって構成される
ことを特徴とする。
The present invention also provides:
The smoothing circuit is composed of an integrating circuit consisting of a capacitor and a resistor.
The triangular wave generating circuit is composed of a Schmitt circuit that outputs a square wave, and an integrating circuit that integrates the square wave output from the Schmitt circuit and outputs a triangular wave.
The pulse width modulation circuit includes a comparator that compares the voltage level of the smoothed voltage output from the smoothing circuit and the voltage level of the triangular wave output from the triangular wave generation circuit.
本構成によれば、コンデンサと抵抗とからなる積分回路により、ファン回転数制御回路に入力される信号の電圧レベルが平滑化され、入力信号は平滑化電圧に変換される。また、この平滑化電圧と電圧レベルが比較される三角波は、シュミット回路から出力される方形波が積分回路で積分されることで、生成される。平滑化電圧は、この三角波と電圧レベルがコンパレータで比較されることでパルス幅変調され、パルス幅変調された制御信号がファンに与えられて、ファンの回転数がPWM制御される。 According to this configuration, the voltage level of the signal input to the fan rotation speed control circuit is smoothed by the integrating circuit including the capacitor and the resistor, and the input signal is converted into a smoothed voltage. Further, the triangular wave whose voltage level is compared with the smoothed voltage is generated by integrating the square wave output from the Schmitt circuit by the integrating circuit. The smoothed voltage is pulse width modulated by comparing the triangular wave and the voltage level by a comparator, and a control signal subjected to the pulse width modulation is supplied to the fan, and the rotational speed of the fan is PWM-controlled.
本発明によれば、ファンの回転数を制御する信号が低速回転から急激にファンを高速回転させる電圧レベルに変化しても、ファンに電流を供給する電源の出力電圧が垂下したり、電源出力が停止したりするような事象を発生させることのないファン回転数制御回路を提供することができる。また、このファン回転数制御回路を電源ユニットに具備することで、電源ユニットの小型化および低価格化を図ることが可能になる。 According to the present invention, even if the signal for controlling the rotation speed of the fan changes from a low speed rotation to a voltage level that causes the fan to rapidly rotate at a high speed, the output voltage of the power source that supplies current to the fan drops or the power output Therefore, it is possible to provide a fan rotation speed control circuit that does not cause an event that causes the motor to stop. In addition, by providing the fan rotation speed control circuit in the power supply unit, the power supply unit can be reduced in size and price.
次に、本発明の一実施形態によるファン回転数制御回路およびそれを備える電源ユニットについて説明する。 Next, a fan rotation speed control circuit and a power supply unit including the same according to an embodiment of the present invention will be described.
図4は、この一実施形態による電源ユニット21の使用態様例を示す斜視図であり、図5は、その内部回路構成を示す回路図である。なお、図4および図5において、図1と同一または相当する部分には同一符号を付して説明する。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of how the
電源ユニット21は、図4に示すように、パーソナルコンピュータ等の装置4に着脱自在に設けられ、ケーブル8およびコネクタ7を介して入力される直流(DC)48Vを装置4に供給すると共に、ファン2によって装置4の内部を冷却する。図5は、電源ユニット21が装置4に取り付けられた状態の回路構成を示しており、電源ユニット21はコネクタ6を介して装置4に接続される。
As shown in FIG. 4, the
平滑化回路9、三角波発生回路10およびコンパレータ11は、本実施の形態によるファン回転数制御回路を構成する。電源ユニット21は、装置4を冷却するファン2と、ファン2に電源供給する電源であるDC−DCコンバータ3と、装置4から出力されるPWM制御信号Sを入力するコネクタ6と、コネクタ6から入力されるPWM制御信号Sによってファン2の回転数を制御する上記のファン回転数制御回路とを備えて構成される。
ファン回転数制御回路は、PWM制御信号Sをコネクタ6を介してフォトカプラ5に取り込み、PWM制御信号Sのデューティ比に応じてファン2の回転数を制御する。フォトカプラ5を構成するフォトダイオードDには抵抗R3が直列に接続されており、A点の電位VAが入力信号であるPWM制御信号Sによってハイレベルになると、フォトダイオードDに電流が流れて、フォトカプラ5を構成するフォトトランジスタQ0がオンする。フォトトランジスタQ0のコレクタ・エミッタ間には、DC−DCコンバータ3から出力されるDC12Vが抵抗R14および抵抗R13によって分圧された電圧が印加されている。したがって、フォトトランジスタQ0がオンすると、フォトトランジスタQ0のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、フォトトランジスタQ0に直列に接続されたコンデンサC4が充電される。
The fan rotation speed control circuit takes in the PWM control signal S to the photocoupler 5 via the
図6は、図5に示す回路各部の電圧変化を示すタイミングチャート図である。A点の電位VAがPWM制御信号Sによって例えば図6(a)に示すように変化すると、B点の電位VBは同図(b)に示すように変化する。 FIG. 6 is a timing chart showing a voltage change in each part of the circuit shown in FIG. When the potential VA at the point A is changed by the PWM control signal S as shown in FIG. 6A, for example, the potential VB at the point B is changed as shown in FIG.
平滑化回路9は、上記の抵抗R13とコンデンサC4に加え、抵抗R12とコンデンサC3とから構成される第1の積分回路と、ボルテージホロワ12と、抵抗R6とコンデンサC1とから構成される第2の積分回路とから構成される。図6(b)に示すB点の電位VBは、これら第1および第2の各積分回路によって平滑化され、図6(c)に示す平滑化電圧に変換されて、C点の電位VCになる。つまり、平滑化回路9は、図6(a)に示すPWM制御信号Sの電圧レベルを平滑化して、図6(c)に示す平滑化電圧に変換する。この際、ボルテージホロワ12は、その高入力インピーダンスにより、第2の積分回路を構成する抵抗R6とコンデンサC1の各素子定数が第1の積分回路から影響を受けないようにしている。
The smoothing
三角波発生回路10は、方形波を出力するオペアンプ13から成るシュミット回路と、このシュミット回路から出力される方形波を積分して三角波を出力する、抵抗R7,コンデンサC2およびオペアンプ14から成る積分回路とから構成される。オペアンプ13の反転入力端子およびオペアンプ14の非反転入力端子には、DC−DCコンバータ3から出力されるDC12Vが抵抗R10および抵抗R11によって分圧された電圧が、基準電圧e0として印加されている。
The triangular
オペアンプ13が出力する方形波の+側飽和電圧(+ES)は、抵抗R7を介してオペアンプ14の反転入力端子に入力されて積分され、オペアンプ14の出力電圧e2は速やかに低下する。ところが、オペアンプ13の非反転入力端子には、各オペアンプ13,14の出力電圧e1,e2の差を抵抗R8,R9で分圧した電圧eRが印加されているので、オペアンプ14の出力電圧e2の低下に伴い、オペアンプ13の非反転入力端子に印加される電圧eRも低下する。そして、オペアンプ13の非反転入力端子に印加される電圧eRがその反転入力端子に与えられる基準電圧e0にまで下がると、オペアンプ13の出力電圧e1は方形波の−側飽和電圧(−ES)に反転し、これと同時にオペアンプ13の非反転入力端子に印加される電圧eRも−側に大きく低下する。オペアンプ13の出力電圧e1が反転すると、オペアンプ14は方形波の−側飽和電圧(−ES)を積分するので、オペアンプ14の出力電圧e2は上昇を開始する。したがって、オペアンプ13の非反転入力端子に印加される電圧eRも上昇して行き、やがて基準電圧e0に達すると、オペアンプ13の出力電圧e1は再び方形波の+側飽和電圧(+ES)に反転する。この動作が繰り返されるので、オペアンプ14の出力から三角波が得られる。
The square-wave + side saturation voltage (+ ES) output from the operational amplifier 13 is input to the inverting input terminal of the
三角波の振幅は、方形波の飽和電圧ESの絶対値および抵抗R8,R9の各値によって調整され、三角波の周波数は抵抗R7,R8,R9およびコンデンサC2の各値によって調整される。本実施形態における三角波発生回路10は、C点に現れる平滑化電圧の最大電圧レベルと同じ大きさの振幅で、PWM制御信号Sと同じ周波数の、例えば、図6(d)に示す三角波を発生し、D点の電位VDとする。
The amplitude of the triangular wave is adjusted by the absolute value of the saturation voltage ES of the square wave and the values of the resistors R8, R9, and the frequency of the triangular wave is adjusted by the values of the resistors R7, R8, R9 and the capacitor C2. The triangular
コンパレータ11は、パルス幅変調回路を構成し、平滑化回路9から出力される平滑化電圧の電圧レベルと三角波発生回路10から出力される三角波の電圧レベルとを比較して、平滑化電圧をパルス幅変調する。コンパレータ11の各入力端子に設けられた抵抗R4および抵抗R5は、コンパレータ11の各入力端子の入力インピーダンスを等しく設定するためのものである。コンパレータ11は、例えば、図6(c)に実線で示され、同図(d)に点線で示される平滑化電圧の電圧レベルを、同図(d)に示すように三角波の電圧レベルと比較して、平滑化電圧をパルス幅変調する。コンパレータ11の出力電圧は抵抗R1および抵抗R2によって分圧され、分圧された電圧はトランジスタQ1のベースに印加される。
The comparator 11 constitutes a pulse width modulation circuit, compares the voltage level of the smoothed voltage output from the smoothing
したがって、トランジスタQ1はコンパレータ11の出力によって導通制御され、E点の電位VEつまりファン2のCONTR端子の電位は、図6(e)に示すように変化する。この電位変化は、図6(a)に示すPWM制御信号Sが反転されて、PWM制御信号Sから一定時間遅れたPWM制御信号になる。ファン2は、CONTR端子に入力されるこの制御信号のデューティ比dに応じて、図2に示したようにその回転数NがPWM制御される。したがって、ファン回転数制御回路は、CONTR端子に入力される制御信号のデューティ比dに応じて、すなわち、PWM制御信号Sのデューティ比に応じて、ファン2の回転数Nを制御することになる。
Accordingly, the conduction of the transistor Q1 is controlled by the output of the comparator 11, and the potential VE at the point E, that is, the potential of the CONTR terminal of the
このようなファン回転数制御回路において、A点の電位VAとして現れるコネクタ6への入力信号が、図7(a)に示すように、ファン2の最低速の回転数Nを指令するハイレベルから、最高速の回転数Nを指令するロウレベルの電圧レベルに階段状に急激に変化する場合、その変化は、平滑化回路9により、図7(b)に示すB点の電位VBを経て、図7(c)のC点の電位VCに示す平滑化電圧のなだらかなスロープ状の変化に変換される。平滑化電圧のこのなだらかな電圧変化は、三角波発生回路10から出力される図7(d)に示す三角波の電圧レベルとコンパレータ11において比較されることで、パルス幅変調される。
In such a fan rotational speed control circuit, the input signal to the
したがって、ファン2のCONTR端子に与えられる制御信号は、ファン回転数制御回路に入力される信号が図7(a)に示す最低速のハイレベルから最高速のロウレベルに電圧レベルが階段状に急激に変化するのに応じて、図7(e)に示すE点の電位VEのように、デューティ比dが徐々に大きくなるように変化する。このため、A点の電位VAが急激に変化しても、ファン2の回転数は急激に変化しなくなり、徐々に増加するようになる。よって、ファン2で消費される電流Idも、図7(f)に示すように徐々に増加するようになり、ファン2を駆動するための電流Idは、従来のように急激に増加する突入電流になることはない。この結果、ファン2に電流Idを供給するDC−DCコンバータ3に過大な負荷がかからなくなり、従来のようにDC−DCコンバータ3の出力電圧が垂下したり、電源出力が停止したりするような事象は発生しなくなる。
Therefore, the control signal applied to the CONTR terminal of the
また、電源ユニット21は、上記のように、コネクタ6を介して装置4からPWM制御信号Sを入力する。そして、入力したPWM制御信号Sをファン回転数制御回路において上記のように平滑化電圧に変換し、変換した平滑化電圧を三角波電圧と比較してパルス幅変調する。ファン2は、DC−DCコンバータ3から供給される電流Idによって駆動され、CONTR端子に入力される、ファン回転数制御回路でパルス幅変調された制御信号により回転数Nが制御されて、装置4を冷却する。
Further, the
したがって、ファン2を低速回転から急激に高速回転させるPWM制御信号Sの指令が装置4側から来た場合や、電源ユニット21が装置4から取り外されてコネクタ6における装置4との接続が切り離された場合に、コネクタ6からファン回転数制御回路に入力される電圧が、図7(a)に示すように、最低速のハイレベルから最高速のロウレベルに電圧レベルが階段状に急激に変化しても、ファン2で消費される電流Idは上記のように徐々に増加し、従来のように急激に増加する突入電流になることはない。このため、電源ユニット21に具備するDC−DCコンバータ3は、従来のように突入電流を考慮した大きさの電流容量を持つものを選定する必要が無くなり、定常時の電流Idを供給できるだけの電流容量を持つものを使用できる。この結果、電源ユニット21に具備するDC−DCコンバータ3を小型化かつ低価格化することができ、したがって、電源ユニット21の小型化および低価格化を図ることが可能になる。
Therefore, when the command of the PWM control signal S that causes the
なお、上記の実施形態では、オペアンプ13から成るシュミット回路と、オペアンプ14から成る積分回路とで三角波発生回路10を構成した場合について説明したが、三角波発生回路10はこの構成に限られることはない。例えば、オペアンプを使わない、抵抗とコンデンサから成る積分回路で、三角波発生回路を構成するようにしてもよい。このような構成によっても、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。
In the above embodiment, the case where the triangular
2…ファン
3…DC−DCコンバータ(電源)
4…装置
5…フォトカプラ
6,7…コネクタ
8…ケーブル
9…平滑化回路
10…三角波発生回路
11…コンパレータ
12…ボルテージホロワ
13,14…オペアンプ
21…電源ユニット
2 ...
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記入力信号の電圧レベルを平滑化して前記入力信号を平滑化電圧に変換する平滑化回路と、
前記平滑化電圧の最大電圧レベルと同じ大きさの振幅で前記入力信号と同じ周波数の三角波を発生する三角波発生回路と、
前記平滑化電圧の電圧レベルを前記三角波の電圧レベルと比較して前記平滑化電圧をパルス幅変調するパルス幅変調回路と
を備えることを特徴とするファン回転数制御回路。 In the fan rotation speed control circuit that performs pulse width modulation control of the fan rotation speed according to the duty ratio of the input signal,
A smoothing circuit that smoothes the voltage level of the input signal and converts the input signal into a smoothed voltage;
A triangular wave generating circuit that generates a triangular wave of the same frequency as the input signal with the same amplitude as the maximum voltage level of the smoothing voltage;
A fan rotation speed control circuit comprising: a pulse width modulation circuit that compares the voltage level of the smoothed voltage with the voltage level of the triangular wave and modulates the smoothed voltage with a pulse width.
前記三角波発生回路は、方形波を出力するシュミット回路と、前記シュミット回路から出力される方形波を積分して三角波を出力する積分回路とから構成され、
前記パルス幅変調回路は、前記平滑化回路から出力される前記平滑化電圧の電圧レベルと前記三角波発生回路から出力される前記三角波の電圧レベルとを比較するコンパレータによって構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のファン回転数制御回路または請求項2に記載の電源ユニット。 The smoothing circuit is constituted by an integrating circuit composed of a capacitor and a resistor,
The triangular wave generating circuit includes a Schmitt circuit that outputs a square wave, and an integrating circuit that integrates the square wave output from the Schmitt circuit and outputs a triangular wave.
The pulse width modulation circuit includes a comparator that compares the voltage level of the smoothed voltage output from the smoothing circuit and the voltage level of the triangular wave output from the triangular wave generation circuit. The fan rotational speed control circuit according to claim 1 or the power supply unit according to claim 2.
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