JP3051007U - Ｄｃブラシレスファンのパルス幅変調制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファンを一定の回転速度でフィードバック制
御し、温度補償と回転速度動態調整機能を備えたＤＣブ
ラシレスファンの制御回路を提供する。 【解決手段】 ＤＣブラシレスファン５０の回転信号を
ピックアップしてリードＴの出力した方形波信号を検出
し、その信号をハイパスフィルタ（１１，１４）と平滑
コンデンサ１５を備えた直流整流回路１０に入力し、回
転速度に応じた直流電圧として取り出し、電圧比較手段
２０に入力する。電圧比較手段において参照電圧（ＶＲ
ＥＦ）と比較され、整流直流電圧値が参照電圧より小さ
い場合に制御スイッチ３０をオンにしてファン５０に給
電し、整流直流電圧値が参照電圧より大きい場合にオフ
にしてファン５０の電源を遮断する。ファン５０への給
電をパルス幅変調制御することにより回転速度を設定値
に保つ。参照電圧をサーミスタ４０により生成し、温度
補償と周囲温度変化に対して動的に調整する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、直流（以下、ＤＣと略記する）ブラシレスファンのパルス幅変調制 御回路に関し、特に、電源やチップの冷却用の小型のＤＣブラシレスファンのパ ルス幅変調制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のＤＣブラシレスファンは、小型で回転速度制御の要求があまり厳しくな い用途に使用されるものであるので、単に電源入力端子を有する形態として設計 されていた。しかしながら、冷却対策への要求が厳しくなった現在では、ファン の運転状態を効果的に測定し、制御することによって、回転速度が低いために起 こる冷却不良による電子素子の焼却という課題を解決するために、リードを設け る方法が提起されている。即ち、ファン内部の制御回路より信号検出リードを引 き出し、このリードより出力された回転速度に同期する方形波によって、ファン の回転速度を検知して外部より制御を行なうものである。

【０００３】

【考案の解決しようとする課題】

しかしながら、これは基本的概念であって、如何にしてファンの回転速度を一 定にさせ、且つ周囲環境の温度に従って適当に調節するかという課題はまだ解決 されていない。

【０００４】 本考案は、上記課題を解決するためになされたものであり、ファンの回転速度 を一定にすると共に、周囲環境の温度変化に従ってファンの回転速度を調節する ことができるＤＣブラシレスパルス幅変調制御回路を提供することを目的とする 。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案にかかるＤＣブラシレスファンのパルス 幅変調制御回路は、ＤＣブラシレスファンの回転信号をピックアップすることに よって生成した方形波信号を検出し、その周波数に応じたＤＣ電圧信号に整流す る整流回路と、一方が前記整流回路に接続され、他方が参照電圧設定回路に接続 された電圧比較手段と、制御端が前記電圧比較手段の出力端に接続され、入力端 と出力端がそれぞれ給電端とファン電源端とに接続された制御スイッチを備え、 前記制御スイッチにより前記ファンへの給電をパルス幅変調制御し、前記ファン の回転速度を設定値に維持するように制御することを特徴とする。

【０００６】 かかる構成により、現在の回転速度を表わす整流直流電圧と設定した参照電圧 と比較し、比較の結果に応じて制御スイッチを作動させ、通電周期をパルス幅変 調制御することができ、ファン給電をパルス幅変調制御により安定させることで ファンの回転速度を所定の値に維持できる。

【０００７】 また、前記参照電圧設定回路が抵抗分圧により参照電圧を設定することが好ま しい。

【０００８】 かかる構成により、簡単な回路で参照電圧を設定し、ファンの所望の回転速度 を設定することができる。

【０００９】 また、前記整流回路は、ハイパスフィルタと、平滑回路とを備え、入力信号の 周波数と出力電圧との関係を比例関係にすることが好ましい。 かかる構成によ り、ファン回転信号から取り出した方形波の周波数に応じた電圧を持つ直流電圧 を生成することができ、ファンの現在の回転数を直流電圧値として表わし、参照 電圧と比較することができる。

【００１０】 次に、前記参照電圧設定回路が抵抗とサーミスタとを直列に接続した分圧回路 により参照電圧を設定し、温度補償手段を備えることが好ましい。 かかる構成 により、サーミスタによって環境の温度を検出し、異常がある場合に参照電圧を 変更してファンへの給電効率を高め、周囲環境の温度変化に従ってファンの回転 速度を調整することによって最適な冷却効果を達成できる。

【００１１】

【考案の実施の形態】 以下、図面に基づいて本考案の好適な実施の形態を詳 しく説明する。図１は本考案のＤＣブラシレスファンパルス幅変調制御回路全体 のブロック図である。図２は本考案のＤＣブラシレスファンパルス幅変調制御回 路の詳細な回路図である。図３は本考案の制御スイッチの出力波形を示す図であ る。図４は本考案の整流回路の出力電圧と入力信号との周波数特性曲線図である 。

【００１２】 本実施形態のＤＣブラシレスファンパルス幅変調制御回路は、図１の点線の囲 むブロックに示すように、整流回路１０と、電圧比較手段２０と、制御スイッチ ３０を備えている。整流回路１０は、ファン５０の信号検出端Ｔが出力した連続 の方形波信号を検出し、検出した方形波をハイパスフィルタに通して周波数（回 転速度）に応じたゲインを与えた後、直流電圧に整流し、電圧比較手段２０のマ イナス入力端（−）に入力する。つまりファン５０の回転速度に応じた直流電圧 値が電圧比較手段２０のマイナス入力端（−）に入力される。電圧比較手段２０ のプラス入力端（＋）は、参照電圧設定回路により予め設定した参照電圧に接続 されており、この参照電圧はファンの回転速度を設定するために与えられる。電 圧比較手段２０の出力は制御スイッチ３０の制御信号とされ、制御スイッチ３０ はトランジスタなどのスイッチング素子からなり、電圧源（Ｖｃｃ）とファン５ ０の電圧入力端子との間に直列に接続されている。電圧比較手段２０は、整流回 路１０から入力されるＤＣ電圧と参照電圧（ＶＲＥＦ）とを比較し、電圧比較手 段２０に入力されるＤＣ電圧が参照電圧より低い場合、つまり回転速度が遅い場 合には出力電圧を増加する。制御スイッチ３０は電圧比較手段２０から高い電圧 が入力されるとオンとなり、ファン５０に電圧を供給し、ファン５０の回転速度 を高める。電圧比較手段２０に入力されるＤＣ電圧が参照電圧より高い場合、つ まりファン５０の回転速度が所望の回転速度より速い場合、電圧比較手段２０は 出力電圧を低下し、制御スイッチ３０はオフとなり、ファン５０への電圧供給を 切断する。この一連の処理により制御スイッチ３０を間欠的にオン・オフさせて 、パルス幅変調制御することでファン５０を所定の回転速度に維持する。

【００１３】 以上の制御処理により、制御スイッチ３０の出力波形は図３に示すように間欠 的なオンとオフのパルス幅が回転速度の変化に従ったパルス幅変調制御がされた ものとなり、即ち、パルス幅変調の回転速度制御回路が構成されている。 パル ス幅変調制御回路の詳細を図２に示す。図２に示すように、前記整流回路１０は コンデンサ１１と抵抗１４によってハイパスフィルタを構成すると共に、二つの ダイオード１２、１３と平滑コンデンサ１５とで整流回路を構成し、受信した方 形波信号をＤＣ電圧信号に変換する。前記ハイパスフィルタの採用によって、出 力電圧を周波数に従って正比の変化関係（図４に示す）を形成させ、これで整流 回路１０の出力電圧値よりファン５０の回転速度が検出できる。

【００１４】 次に、前記電圧比較手段２０に供給される参照電圧は、負特性温度係数のサー ミスタ４０と分圧抵抗とから生成され、その分圧点の電位を参照電圧値とする。 このサーミスタ４０の採用により、温度補償効果を有し、周囲環境温度が高くな る場合に、サーミスタ４０の抵抗値が低下し、即ち、電圧比較手段２０に入力さ れる参照電圧値（ＶＲＥＦ）を高めさせ、ファン５０を高い回転速度の状態に維 持させる。逆に、周囲環境温度が標準値以下になる場合に、周囲環境温度の変化 に従ってファンの回転速度を低下させることも可能となる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案は、上記の構成により、ファンを一定の回転速度でフィードバックコン トロールするほかに、温度補償と周囲環境温度変化への動的調整機能を提供する ことができ、ファンの機能を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＤＣブラシレスパルス幅変調制御回路
のブロック図である。

【図２】本考案のＤＣブラシレスパルス幅変調制御回路
の詳細な回路図である。

【図３】本考案の制御スイッチの出力波形を示す図であ
る。

【図４】本考案の整流回路の出力電圧と入力信号との周
波数特性曲線図である。

【符号の説明】

１０ 整流回路 １１ コンデンサ １２，１３ ダイオード １４ 抵抗 １５ 平滑コンデンサ ２０ 電圧比較手段 ３０ 制御スイッチ ４０ サーミスタ ５０ ファン

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＣブラシレスファンの回転信号をピッ
   クアップすることによって生成した方形波信号を検出
   し、その周波数に応じたＤＣ電圧信号に整流する整流回
   路と、一方が前記整流回路に接続され、他方が参照電圧
   設定回路に接続された電圧比較手段と、制御端が前記電
   圧比較手段の出力端に接続され、入力端と出力端がそれ
   ぞれ給電端とファン電源端とに接続された制御スイッチ
   を備え、前記制御スイッチにより前記ファンへの給電を
   パルス幅変調制御し、前記ファンの回転速度を設定値に
   維持するように制御することを特徴としたＤＣブラシレ
   スファンのパルス幅変調制御回路。
2. 【請求項２】 前記参照電圧設定回路が抵抗分圧により
   参照電圧を設定することを特徴とした請求項１に記載の
   ＤＣブラシレスファンのパルス幅変調制御回路。
3. 【請求項３】 前記参照電圧設定回路が抵抗とサーミス
   タとを直列に接続した分圧回路により参照電圧を設定
   し、温度補償手段を備えることを特徴とした請求項１に
   記載のＤＣブラシレスファンのパルス幅変調制御回路。
4. 【請求項４】 前記整流回路は、ハイパスフィルタと、
   平滑回路とを備え、入力信号の周波数と出力電圧との関
   係を比例関係にすることを特徴とした請求項１に記載の
   ＤＣブラシレスファンのパルス幅変調制御回路。