JP2753593B2

JP2753593B2 - ファン回転数低下検出装置

Info

Publication number: JP2753593B2
Application number: JP2031979A
Authority: JP
Inventors: 正広深沢
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH03235061A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、コンピュータ・システムを冷却させる目的
で設置されるファンの動作状態を監視するファン回転数
低下検出装置に関し、特に、ファン異常時の回転数低下
検出にかかる閾値設定の融通を図るものである。

＜従来の技術＞コンピュータ・システムの内部に設定され、送風動作
によって冷却作用を施すファンは、自らの回転数に比例
する回転数パルス信号を出力するが、異常発生時にはこ
の回転パルス信号送出を停止するため、何らかの方式で
ファンの異常状態即ち回転数低下を検出することが必要
である。

第４図は、このようなファン異常を検出するための一
般的なファン回転数低下検出装置の構成概念図である。

この図の装置において、ファン１はその回転数に比例
した回転パルス信号P1を出力してパルス延長回路２に与
え、RC時定数回路等を備えたパルス延長回路２は回転パ
ルス信号P1の周波数に応じた延長時間だけ回転パルス信
号P1を引き延ばして延長パルス信号P2を生成し、リレー
回路３に送出する。リレー回路３は延長パルス信号P2の
出力形態により、オンまたはオフとなりアラームを発生
する。

第５図は第４図の装置の動作例を表わすタイムチャー
トである。

第５図で、（イ）は通常状態でファン１から出力され
る回転パルス信号P1であり、パルス延長回路２により
（ロ）のような延長パルス信号P2に変換される。

この（ロ）延長パルス信号P2はリレー回路３に与えら
れ、リレー回路３内のリレーはオンまたはオフを保持
し、正常出力を保つ。

そして、ファン回転が停止寸前となり、予め定めたフ
ァン回転数閾値となると、回転パルス信号P1の周波数が
小さくなり、パルス延長回路２の延長パルス信号P2の
“H"状態が“L"状態となってリレー回路３のリレーを駆
動し、異常信号を出力する。

＜発明が解決しようとする課題＞以上のように従来のファン回転数低下検出装置による
と、ファン回転数低下を検出する際の回転数閾値を十分
低い値に設定しなければならない。

その理由を第５図（ハ），（ニ）を用いて説明する。

第５図（ハ）はファン回転“0"の状態から立ち上げ、
徐々に回転数が高くなっていく時の回転パルス信号P1を
表わすものである。そして、（ニ）はこの（ハ）回転パ
ルス信号P1を引き延ばした延長パルス信号P2である。

この時、パルス延長回路２は、内部に設定された延長
要素に従って回転パルス信号P1を時間Ｔだけ引き延ばす
が、ファン回転数が回転数閾値付近に達すると、（ハ）
回転パルス信号P1に対応する（ニ）延長パルス信号P2が
立ち下がり、タイミングt1で回転パルス信号P1の立ち上
がり直前で瞬間的に“L"となり、リレーを駆動する。

更に、その次の回転パルス信号P1が到着する直前の際
も同様にしてリレー回路３のリレーを駆動し、短い時間
幅でリレーがオンオフを繰り返すこととなり、リレー自
身に悪影響を及ぼし、また、リレーのオンオフによる異
音が発生する。

従って、回転数閾値を高く設定した場合、通常状態で
回転が少しでも低くなると回転数閾値付近でリレーのオ
ンオフによる異音が発生するので、ファン回転数低下を
検出する際の回転数閾値は十分低い値に設定し、通常状
態で異音を発生させないようにしている。

しかしながら、ファン回転数異常を十分高い回転数で
検出しないと、ファン寿命時間近くでファン異常を検出
することとなるので、異常検出即ファン停止の事態が発
生し、システムの動作に好ましくない。

また、ファン起動時も、停止状態から一定回転数に達
するまで時間がかかり、この間、誤ってファン回転数異
常を検出する場合もある。

本発明は、以上のような問題を解決することを課題と
し、簡単な回路構成でしかも十分高い閾値でファンの回
転数異常を検出できるようするとともに、ファン起動時
の異常誤検出を防ぐようにして、ファン修理、交換でき
るようにすることを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞以上の課題を解決した本発明は、ファンの回転数に比
例した回転パルス信号を受けて予め定めた回転数閾値よ
り低いファン回転数を検出した場合に低下検出信号を出
力するファン回転数低下検出装置において、前記回転パ
ルス信号を入力して周波数電圧変換しファン回転数が上
がり通常状態に達するまでその出力電圧を下降上昇を繰
り返して一定値に収束させ通常状態よりファン回転数が
低下した場合には前記一定値を越えて上昇する電圧を出
力する周波数電圧変換回路と、前記周波数電圧変換回路
の出力電圧の上昇に従ってその出力電圧値を緩やかに上
昇させるピーク値保持遅延回路と、このピーク値保持遅
延回路の出力電圧と基準電圧とを比較してファン回転数
低下信号を出力するコンパレータとからなるファン回転
数低下検出装置である。

＜作用＞本発明のファン回転数低下検出回路は、予め分かって
いるファン立ち上がり時間に関連する時定数を装置内に
設定しておき、ファンからの回転パルス信号を電圧信号
に変換し、この電圧信号を装置内の時定数に従って保
持、遅延させ、更に基準電圧値と比較し、この比較出力
によりファン回転数の低下を検出する。

＜実施例＞第１図に本発明を実施したファン回転数低下検出装置
構成ブロック図を表わす。

ファン１からの回転パルス信号Ｓは、周波数／電圧変
換を行うF/V変換回路４に変換されて電圧信号とされ、
ピーク・ホールド／遅延回路５に与えられる。ピーク・
ホールド／遅延回路５は、F/V変換回路４の電圧信号を
その大きさに応じた時間だけ保持する回路である。この
ピーク・ホールド／遅延回路５の出力信号は、コンパレ
ータ６に入力されて基準電圧発生回路７に設定される基
準電圧と比較される。コンパレータ６の比較信号はリレ
ー回路３に与えられて異常信号を発生する。

次に、このような本発明装置を種々の回路要素を用い
て実現した例を第２図に表わす。

F/V変換回路４は、ファン１からの回転パルス信号Ｓ
を微分する微分回路41、電圧V_r1を発生する電圧発生器4
2、オープン・コレクタ型の増幅器43を有し、更に増幅
器43の出力側に、電圧V_CCに接続する抵抗R₁₁、抵抗
R₁₂、コンデンサC₁を備える。

ピーク・ホールド／遅延回路５はF/V変換回路４の出
力をダイオードｄで受け、抵抗R₂₁、コンデンサC₂、抵
抗R₂₂によりピーク・ホールド。遅延動作をする。この
時、（R₂₁〃R₂₂）×C₂で決定される時定数は十分大きく
とり、例えばファンの立ち上げに300〜500msかかるとす
ると、100ms以上となるように設定する。

コンパレータ６は比較器61と正帰還回路62から構成さ
れ、ピーク・ホールド／遅延回路５の出力と基準電圧発
生回路７の電圧V_r2とを比較する。

コンパレータ６の出力はリレー回路３に入力されてア
ラーム信号とされる。

さて、第３図のタイムチャート（イ），（ロ），
（ハ），（ニ）は第２図のように構成した本発明装置の
動作を表わすものであり、ファン１を立ち上げた直後の
動作を表わす。

第３図において、（イ）はファン１から出力される回
転パルス信号Ｓ、（ロ）はF/V変換回路４内の微分回路4
1の出力P0、（ハ）はF/V変換回路４の出力P1、（ニ）は
ピーク・ホールド／遅延回路５内のコンデンサC₂の出力
電圧P2である。

さて、ファン１の回転パルス信号Ｓは微分回路41で微
分され、その微分出力P0は増幅器43、R₁₂C₁回路を介し
て出力P1となる。尚、増幅器43の一方の端子には電圧発
生器42から電圧V_r1が与えられる。

その出力P1は（ハ）に示すように、その上昇部分の傾
きは（R₁₁＋R₁₂）×C₁の時定数で決定され、ファン回転
数が上がる（回転パルス信号Ｓの周波数が高くなる）に
従って、一点鎖線で示す電圧値（V_r2/R₂₂）×（R₂₁＋R
₂₂）に収束する。

更に、この信号P1はピーク・ホールド／遅延回路５に
入力され、ダイオードｄを通ってコンデンサC₂を充電
し、その出力電圧P2は（ニ）に示すような波形となる。

即ち、コンデンサC₂は電圧信号P1により充電される
が、その出力電圧P2は、回転パルス信号Ｓの立ち下がり
に対応する信号P1の下降部分により一旦その値が減少
し、信号P1の上昇に従って（R₂₁〃R₂₂）×C₂の時定数で
決定される傾きでその値が緩やかに上昇する。

この出力P2の値は、抵抗R₂₂を介して比較器61に入力
される。比較器61は、正帰還回路62が接続されるととも
に、電圧信号P2を基準電圧発生回路７の基準電圧V_r2と
比較する。

このように、ファンの立ち上がりから通常回転動作に
至るまで、信号P2の値は基準電圧値V_r2を越えることが
なく、リレー回路３を駆動することはない。

また、この通常状態にあってファンに異常が発生した
場合は回転パルス信号Ｓの周期は長くなり、コンデンサ
C₁は電圧V_CCにより充電され続けて電圧値P1は値（V_r2/R
₂₂）×（R₂₁＋R₂₂）を越えて上昇し、これによりコンデ
ンサC₂の充電値P2も上昇し、ついには基準電圧V_r2より
も大きくなる。この時、コンパレータ６から異常出力が
なされてリレー回路３に与えられ、アラームが発生す
る。

このように、本発明装置は、ファン立ち上げの場合は
リレーがオンオフされず、ファンに異常が発生して回転
が落ちてきた時のみリレーが駆動される。

また、回転異常を検出する際の回転数閾値は装置内の
各回路定数を予め定めることにより、任意にその値を決
定することができる。

＜発明の効果＞以上述べたように、本発明のファン回転数低下検出装
置は、予め分かっているファン立ち上げ時間を考慮して
装置内の各回路の定数を予め設定することにより、回転
数低下を検出する回転数閾値を任意の値に設定できると
ともに、ファン立ち上げ時であっても異常検出出力を行
うことはなく、リレーのオンオフによる異音を発生する
ことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したファン回転数低下検出装置の
構成ブロック図、第２図は本発明装置の具体的回路図、
第３図（イ），（ロ），（ハ），（ニ）は第２図に示し
た本発明装置の各回路の各部の出力波形図、第４図は従
来のファン回転数低下検出装置の構成ブロック図、第５
図（イ），（ロ），（ハ），（ニ）は第４図に示した従
来の回路の動作を表わす波形図である。１……ファン、２……パルス延長回路、３……リレー回路、４……F/V変換回路、 41……微分回路、42……電圧発生器、43……増幅器、５……ピーク・ホールド／遅延回路、６……コンパレータ、61……増幅器、62……正帰還回
路、７……基準電圧発生回路、ｄ……ダイオード、 R₁₁,R₁₂,R₂₁,R₂₂……抵抗、 C₁,C₂……コンデンサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ファンの回転数に比例した回転パルス信号
を受けて予め定めた回転数閾値より低いファン回転数を
検出した場合に低下検出信号を出力するファン回転数低
下検出装置において、前記回転パルス信号を入力して周
波数電圧変換しファン回転数が上がり通常状態に達する
までその出力電圧を下降上昇を繰り返して一定値に収束
させ通常状態よりファン回転数が低下した場合には前記
一定値を越えて上昇する電圧を出力する周波数電圧変換
回路と、前記周波数電圧変換回路の出力電圧の上昇に従
ってその出力電圧値を緩やかに上昇させるピーク値保持
遅延回路と、このピーク値保持遅延回路の出力電圧と基
準電圧とを比較してファン回転数低下信号を出力するコ
ンパレータとからなるファン回転数低下検出装置。