JPH0591791A - リニア可変式冷却用ｄｃフアン制御回路 - Google Patents

リニア可変式冷却用ｄｃフアン制御回路

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JPH0591791A
JPH0591791A JP3274730A JP27473091A JPH0591791A JP H0591791 A JPH0591791 A JP H0591791A JP 3274730 A JP3274730 A JP 3274730A JP 27473091 A JP27473091 A JP 27473091A JP H0591791 A JPH0591791 A JP H0591791A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はリニア可変式冷却用ＤＣファン制御
回路に関し，ＤＣファンを正常に運転して，冷却能力の
低下によりコンピュータ装置の内部温度が上昇してコン
ピュータ装置が正常に運転出来なくなったり，システム
ダウンが生じないようにすることを目的とする。 【構成】 リニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路にお
いて，例えば温度センサ入力回路に，駆動電圧が印加さ
れても，ＤＣファン駆動用ＩＣ１が破壊されないよう
に，破壊防止手段２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリニア可変式冷却用ＤＣ
ファン制御回路に関する。近年，コンピュータ装置の低
騒音化が要求されている。このため，音源の一つである
冷却用ファンの騒音を低減させることが考えられてい
る。その低減手段の一つとして，装置の内部又は環境の
温度を検出して，ファンの回転速度をリニアに可変さ
せ，低温のときのファンの回転速度を低くして低音に
し，平均的に騒音を低くする傾向にある。
【０００２】
【従来の技術】冷却用ＤＣファンは，例えば図６（Ａ）
に示すように概略構成されている。ステータは主磁極
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと，補磁極ａ，ｂ，ｃ，ｄを有し，主磁
極Ａ〜ＤにはそれぞれコイルＬ1,Ｌ2,Ｌ3,Ｌ4 が卷回さ
れ，また補磁極ａにはホール素子Ｈが設けられている。
そしてロータには図示の極性Ｎ，Ｓの磁石と，Ｆｎで代
表して示される複数の羽根が設けられている。
【０００３】今図６（Ａ）の位置にロータがある時，ホ
ール素子Ｈは磁石のＮ極を検知して，その出力信号がア
ンプ５０により増幅され，図６（Ｃ）に示す，スイッチ
ングトランジスタＴ1 をオンにしてコイルＬ1,Ｌ3 に電
流を流し，主磁極Ａ，ＣをＮ極に磁化し，他の主磁極
Ｂ，Ｄと補磁極ａ〜ｄをＳ極に磁化する。そして補磁極
ａとｃのＳ極がロータのＮ極を吸引し，他極が反発する
ことで回転力が生じる。
【０００４】これにより約９０度回転して，図６（Ｂ）
の位置にロータがくると，ホール素子Ｈは磁石のＳ極を
検知して，今度はスイッチングトランジスタＴ２をオン
にしてコイルＬ2,Ｌ4 に電流を流し，主磁極Ｂ，ＤをＮ
極に磁化し，他の主磁極Ａ，Ｃと補磁極ａ〜ｄをＳ極に
磁化する。そして補磁極ａとｄのＳ極がロータのＮ極を
吸引し，他極は反発して，ロータが回転する。この様な
ことが順次繰り返されてロータが連続回転する。
【０００５】ところでコンピュータ装置をこのＤＣファ
ンにより冷却する時，ＤＣファンを常時一定速度で運転
するとコンピュータ装置の環境の高温状態に合わせた高
速運転する必要があるため，騒音の高いものとなる。こ
のため環境が低温のときはＤＣファンを低速運転して静
かな状態にし，環境が高温のときはＤＣファンを高速運
転して冷却能率を高める二速タイプ方式の運転が行われ
ている。
【０００６】しかしこの方式では，低速運転と高速運転
とに切り換える切替え温度の付近で運転されるとき，温
度の上下により切替えが頻繁に行われるため，ＤＣファ
ンの騒音もこれにより頻繁に変化して，耳障りのものと
なる。
【０００７】このため最近では，図７（Ａ）に示すよう
に，温度がｔ1 以上のとき回転数ｒ1 で高速運転させ，
ｔ1 以下の間はリニアに回転数を変化させて全体的に騒
音を低く，かつ耳障りのものとしないリニア可変式の運
転方式が研究開発されている。
【０００８】このため図７（Ｂ）に示すように，リニア
制御の駆動用ＩＣ１に温度センサＳと，ホール素子Ｈ
と，コイルＬ1 （コイルＬ1 ，Ｌ3を代表的に示す），
コイルＬ2 （コイルＬ2 ，コイルＬ4 を代表的に示す）
を接続する。駆動用ＩＣ１には，図６（Ｃ）に示したア
ンプ５０，スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２が内蔵
されている。また温度センサＳはコネクタ５２により接
続されることもある。Ｒ1 ，Ｒ2 は抵抗，Ｃ１はコンデ
ンサ，Ｄ１はダイオードである。
【０００９】図７（Ｃ）は，ホール素子Ｈからの信号
と，スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチン
グ状態を示す。ｈはホール素子Ｈの出力を示し，ＴＨは
ＤＣファンの高速回転時のスイッチングトランジスタの
スイッチング状態を示し，ＴＬはそれ以下の回転時のス
イッチングトランジスタのスイッチング状態を示す。
【００１０】高速回転時は，ホール素子Ｈからの信号と
同じタイミングで各スイッチングトランジスタをオン・
オフ制御し，後記時定数に関係なくこの状態で動作し，
それ以下の回転時は，温度センサＳからの信号と，ホー
ル素子Ｈからの信号と，Ｒ2とＣ１の時定数により，ス
イッチングトランジスタのオンになる時間をＴ0 時間だ
け短くする。このとき温度センサＳからの信号によりこ
のオン時間を制御して，リニアに回転数を変化させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来のリニア
可変式冷却用のＤＣファンは，温度センサＳを接続する
リード線にＤＣファン駆動用の電圧を誤って印加したと
き，駆動用ＩＣ１が破損するという問題があった。従っ
て，誤ってこのリード線に駆動用電圧を印加した場合
は，この駆動用ＩＣ１が破損してＤＣファンは回転不能
となり，コンピュータ装置が冷却されず，正常に運転出
来なくなるという欠点がある。
【００１２】また従来のリニア可変式冷却用のＤＣファ
ンは，コンピュータ装置の内部又は環境の温度を温度セ
ンサ部で検出して温度に合う回転を決めているが，温度
センサ部の断線やコネクタ抜けが発生した場合には，ト
ルクが非常に小さなものとなり，回転停止或いは回転数
が異常に低くなる。そのためコンピュータ装置の内部の
温度が上昇し，コンピュータ装置が正常に運転出来なく
なったり，駆動用ＩＣ１等の半導体素子の破損によりシ
ステムダウンが生じるなどの欠点がある。
【００１３】しかもＤＣファンから温度センサまでの接
続をコンピュータ装置の内部に配線するため，装置内部
で発生した電気ノイズがこの配線に影響してＤＣファン
が回転異常を起こして低速回転したり，回転停止したり
してコンピュータ装置の内部温度が上昇し，コンピュー
タ装置が正常に運転出来なくなったり，システムダウン
が生じるなどの欠点がある。
【００１４】更にまた従来のリニア可変式冷却用のＤＣ
ファンは，コンピュータ装置の内部又は環境の温度を温
度センサ部で検出して温度に合う回転を決めており，温
度が低ければ回転数もこれに追従して低下する。従って
温度の低い時は起動トルクも小さくなることから，回転
停止又は起動不能になり，コンピュータ装置は自然空冷
の状態になる。
【００１５】コンピュータ装置は，もともとファンを使
った強制冷却方式で設計しているために，ファンの回転
が止まり自然空冷状態になると装置内部のある一部が異
常に発熱して，この熱のために，コンピュータ装置が正
常に運転出来なくなったり，システムダウンが生じるな
どの欠点がある。したがって本発明の目的は，これらの
問題点を改善したリニア可変式冷却用ＤＣファン制御回
路を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記課題の１つ，例え
ば，誤ってこのリード線に駆動用電圧を印加した場合
は，この駆動用ＩＣ１が破損してＤＣファンは回転不能
となるという問題を解決するために，本発明では，図１
に示すように，駆動用ＩＣ１と温度センサＳとの間に破
壊防止部２を設ける。
【００１７】
【作用】これにより温度センサＳと破壊防止部２との間
に，誤ってこのリード線に駆動用電圧を印加しても，こ
の電圧は破壊防止部２により駆動用ＩＣ１に印加される
のを防止することが出来るので，これにより駆動用ＩＣ
１が破損してＤＣファンは回転不能となるということが
防止できる。
【００１８】
【実施例】本発明の第１実施例の詳細を図２により説明
する。図２は，前記図１における破壊防止部２としてダ
イオード３を使用したものである。ダイオード３の耐圧
は，駆動用電圧Ｅより大きいものを使用する。
【００１９】従ってコンピュータ装置の組立又は検査中
に，作業員が誤って温度センサＳを接続するリード線
に，駆動用電圧を印加しても，これにより駆動用ＩＣ１
の破損することを確実に防止することが出来る。
【００２０】尚図１，２において，コイルＬ1 は，前記
図７に示すように，コイルＬ1 ，Ｌ3 を代表して示すも
のであり，コイルＬ2 は，コイルＬ2 ，Ｌ4 を代表して
示すものである。以下同様である。
【００２１】本発明の第２実施例を図３により説明す
る。図３（Ａ）はその概略構成図，同（Ｂ）はその詳細
図である。図３（Ａ）において，５はフェールセーフ回
路であり，温度センサ部Ｓのコネクタ抜け或いは断線の
ときにはＰ点の電位を低くするものである。
【００２２】ところで駆動用ＩＣ１はＰ点の電位が高け
れば，コイルＬ1 ，Ｌ2 に流れる電流の時間を短くして
ＤＣファンの回転数を低下させ，逆に電位が低ければ回
転数を上げるように制御する。
【００２３】従って温度センサ部Ｓのコネクタ抜け或い
は断線の場合は，Ｐ点の電位が最も高くなりＤＣファン
の回転数が低下するという従来の欠点を，本発明ではフ
ェールセーフ回路５により，この様な時にＰ点の電位を
低くするので，ＤＣファンの回転数が低下することはな
くその回転数を高くすることが出来る。
【００２４】本発明ではフェールセーフ回路５がＰ点の
電位を監視して，コネクタ抜け或いは断線のときこのＰ
点の電位を低くする機能を有する。この為にコネクタ抜
け或いは断線のとき，ＤＣファンは高速回転する。
【００２５】図３（Ｂ）はフェールセーフ回路５として
比較器５５を使用した例を示す。Ｒ3 ，Ｒ4 は抵抗であ
る。比較器５５はＰ点の電位とＱ点の電位を比較して，
Ｐ点の電位がＱ点よりも高ければ比較器５５が動作して
約０Ｖを出力して，Ｐ点を低電位にする。
【００２６】従って，Ｑ点の電圧を，コネクタ抜け或い
は断線のときＰ点の電圧よりも多少低くなるように抵抗
Ｒ3 とＲ4 を選択しておく。これによりコネクタ抜け或
いは断線が発生すれば，比較器５５が動作してＰ点の電
圧をほぼ０の低電位にするので，ＤＣファンは高速回転
し，冷却能力を低下することはない。
【００２７】本発明の第３実施例を図４により説明す
る。図４（Ａ）はその概略構成図，同（Ｂ）はその詳細
図，同（Ｃ）はフィルタの一例である。図４（Ａ）にお
いて，６はノイズ除去回路である。
【００２８】ところで前記の如く，温度センサと駆動用
ＩＣとの間の配線にノイズが印加されたときＤＣファン
が回転停止したり低速の異常回転することがある。本発
明ではノイズ除去回路６により，このようなノイズが前
記配線に印加されても，駆動用ＩＣ１に入力されるまえ
に除去されるので，このようなＤＣファンの異常状態を
防止できる。
【００２９】図４（Ｂ）はノイズ除去回路６としてフィ
ルタ６０を使用した例を示す。温度センサＳまでの配線
は装置内部にあるため，電気的ノイズの影響をうけやす
いが，これによればコンピュータ装置の内部で発生した
電気的ノイズをフィルタ６０により吸収して駆動用ＩＣ
１に入力されないようにするため，ＤＣファンが回転停
止したり低速の異常回転することがない。
【００３０】図４（Ｃ）は，フィルタとしてコンデンサ
６１を使用した例を示す。もちろんコンデンサのみに限
定されるものではない。本発明の第４実施例を図５によ
り説明する。図５（Ａ）はその概略構成図，同（Ｂ）は
その詳細図，同（Ｃ）はその回転状態説明図である。図
５（Ａ）において，７は電圧保持部である。
【００３１】前述したように，コンピュータ装置の内部
又は室温などの環境の温度を温度センサで検出して，Ｄ
Ｃファンをこれらの温度に合う状態でその回転が制御さ
れており，温度が低ければ回転数もこれに追従して低下
し，起動トルクも小さくなり，回転停止や起動不能にな
る。
【００３２】本発明では温度が低くなり，温度センサＳ
の駆動用ＩＣ１側の電圧が上昇すると，図５（Ａ）に示
すように，電圧保持部７によりこの電圧が一定電圧に抑
制されるので，ＤＣファンの回転数を一定にすることが
できる。
【００３３】即ち，図５（Ｃ）の実線で示すように，温
度が低下してｔ0 以下になっても，ＤＣファンの回転数
をｒ0 の一定値にすることができるので，同図の点線で
示すように回転数が低下してＤＣファンが回転停止した
り低速の異常回転したり，起動不能になるような異常状
態になることを防止できる。
【００３４】図５（Ｂ）は電圧保持部としてツェナーダ
イオード７１を使用した例を示す。温度が低下して，Ｐ
点の電圧が高くなっても，ツェナーダイオード７１によ
りそのツェナー電圧より高くなることはない。したがっ
て温度が低下してｔ0 以下になっても，Ｐ点の電圧はツ
ェナー電圧に保持され，ＤＣファンの回転数をｒ0 の一
定数に保持するものとなる。このように本発明によれば
温度が低下した場合でも，ＤＣファンはある低温以下で
回転数が一定になるため，装置内部の異常な発熱を防止
することが出来る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明のように，本発明によれば，駆
動用ＩＣの破損などによるリニア可変式冷却用ＤＣファ
ンの回転停止あるいは回転異常を防止して，このＤＣフ
ァンを正常に運転することが出来るので，リニア可変式
冷却用ＤＣファンを使用したコンピュータ装置の内部温
度が上昇して，コンピュータ装置が正常に運転出来なく
なったり，システムダウンが生じるなどの問題を未然に
解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の詳細構成図である。
【図３】本発明の第２実施例である。
【図４】本発明の第３実施例である。
【図５】本発明の第４実施例である。
【図６】ＤＣファンの説明図である。
【図７】リニア可変式冷却用ＤＣファンの説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 駆動用ＩＣ ２ 破壊防止部 ３ ダイオード

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路
    において， ＤＣファン駆動用ＩＣ（１）の温度センサ入力回路に，
    駆動電圧が印加されても，ＤＣファン駆動用ＩＣ（１）
    が破壊されないように，破壊防止手段（２）を設けたこ
    とを特徴とするリニア可変式冷却用ＤＣファン制御回
    路。
  2. 【請求項２】 前記破壊防止手段（２）をダイオード
    （３）により構成したことを特徴とする請求項１記載の
    リニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路。
  3. 【請求項３】 前記破壊防止手段（２）を抵抗により構
    成したことを特徴とする請求項１記載のリニア可変式冷
    却用ＤＣファン制御回路。
  4. 【請求項４】 リニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路
    において， ＤＣファン駆動用ＩＣ（１）の温度センサ入力回路にお
    ける温度センサ接続用のコネクタ（５２）が外れたと
    き，その入力端子電圧が変化してもリニアファンの回転
    数を高めるようなフェールセーフ手段（５）を接続した
    ことを特徴とするリニア可変式冷却用ＤＣファン制御回
    路。
  5. 【請求項５】 前記フェールセーフ手段（５）を比較器
    （５５）により構成したことを特徴とする請求項４記載
    のリニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路。
  6. 【請求項６】 リニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路
    において， ＤＣファン駆動用ＩＣ（１）の 温度センサ入力回路
    に，ノイズ除去手段（６）を設けたことを特徴とするリ
    ニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路。
  7. 【請求項７】 前記ノイズ除去手段（６）をフィルタ
    （６０）により構成したことを特徴とする請求項６記載
    のリニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路。
  8. 【請求項８】 前記フィルタ（６０）をコンデンサ（６
    １）により構成したことを特徴とする請求項６記載のリ
    ニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路。
  9. 【請求項９】 リニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路
    において， ＤＣファン駆動用ＩＣ（１）の温度センサ入力回路に，
    電圧保持手段（７）を設けたことを特徴とするリニア可
    変式冷却用ＤＣファン制御回路。
  10. 【請求項１０】 前記電圧保持手段（７）をツェナーダ
    イオード（７１）により構成したことを特徴とする請求
    項６記載のリニア可変式冷却用ＤＣファン制御回路。
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