JPH0787718B2 - 電源補償回路 - Google Patents

電源補償回路

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JPH0787718B2
JPH0787718B2 JP61506183A JP50618386A JPH0787718B2 JP H0787718 B2 JPH0787718 B2 JP H0787718B2 JP 61506183 A JP61506183 A JP 61506183A JP 50618386 A JP50618386 A JP 50618386A JP H0787718 B2 JPH0787718 B2 JP H0787718B2
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ジツト シン,アマー
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エイ・ティ・アンド・ティ グローバル インフォメーション ソルーションズ インターナショナル インコーポレイテッド
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/288Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/613Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in parallel with the load as final control devices

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電源補償回路に関する。より詳しく説明する
と、DC電源(直流電源)と、DCモーターの駆動を制御す
るモーター駆動手段と、モーター駆動手段が所定の駆動
電圧を前記DCモーターに供給するように制御する制御手
段における電源補償回路に関する。
特に、オフィス内に設置され、共通のDC電源から装置の
電子回路及び冷却ファンに用いるのに適したDCモーター
に電源を供給する装置における電源補償回路に関する。
〔従来技術及びその問題点〕
周辺の状況及び外部条件に応じてモータの回転数を変化
させたい場合がある。係る場合にモータの回転数を旧に
変化させると、使用電流が急に増えることにより、電源
電圧が変動し、周辺回路に悪影響を及ぼすことがある。
例えば、電子装置も動作するとき熱を発生するが、微量
のため室内の空気がその熱を吸収し、通常は特別の冷却
ファンは必要ない。少し発熱量が増えると、冷却のため
にヒート・シンクが使用される。更に発熱量が多くなる
と、冷却ファンを設けたりさらに循環冷却液を利用した
りする。
この発明は、オフィス環境下に設置されるデータ処理装
置のような電子機器の冷却ファンに適用するのに適して
いる。特に、デスク・トップ・コンピュータ用冷却ファ
ンに適用するのに適している。その理由は、このタイプ
のコンピュータはオフィス内に設置され、オフィス内労
働者のすぐ近くで気になる雑音を発生するからである。
もし、ただ1つの回転速度しか選べない単一速度のモー
タでファンを駆動する場合には、経験則上考えられるそ
のオフィス環境の最悪の冷却条件に合わせて、モータの
速度が決められることになる。そのため、雑音も大きく
なる。
雑音の大きさはファンの速度と関連性を有するので、周
囲の温度に合わせてモータの速度が変化するようにファ
ンを駆動できる可変速度モータを使用することが望まし
い。このように温度にあわせて速度が変わると、低い温
度のときにはファンは低速回転し小さなノイズ(雑音)
となり、高い温度のときだけ高速回転して大きなノイズ
を発生することになる。
しかし、このような可変速度ファンは速度変化時に急激
な電流変化を伴うので、これに応じて電源電圧の変化
(電気ノイズ)を招来し、これがその電源と接続されて
いるコンピュータの論理回路のエラーを引き起こすとい
う問題があることが経験的にわかってきた。このような
DCモータ制御システムとして米国特許第4,015,182号が
ある。このモータ制御システムは、冷凍用コンプレッサ
の駆動制御する。ここでは、希望する温度になるように
コンプレッサの速度をDCモータで制御する。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明は、モータの回転速度を希望する速度に変化さ
せたときに、その負荷による電源の電圧変化を最少にし
するようにした構造の簡単なDCモータ制御システムを提
供することをその課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、DCモーターに供給する電流を感知し、該感
知した電流値に応じて第1の制御信号を発生する電流感
知手段及びDC電源の両方に接続された電源補償手段、を
有す電源補償回路である。
前記電源補償手段は、前記電流感知手段が感知する電流
が変化した後一定期間、該電流変化を打ち消し、前記DC
電源からの電流変動が少なくなるように補償電流を流す
ことができることにより、上記課題を達成した。
前記電源補償手段は、少なくとも二つのトランジスタを
有し、第1のトランジスタ手段のベースが、第1のキャ
パシタを介して前記第1の制御信号と接続され、且つ前
記DC電源の両端子にそれぞれ抵抗を介して接続され、前
記電流感知手段からの第1の制御信号が変化したとき
に、第2の制御信号を変化させて出力することを特徴と
する第1のトランジスタ手段と、第2のトランジスタの
ベースが、第2のキャパシタを介して前記第2の制御信
号と接続され、且つ前記DC電源の両端子にそれぞれ抵抗
を介して接続され、前記第2のトランジスタのコレクタ
とエミッター間で抵抗を介して前記DC電源から補償電流
を流すことを特徴とする第2のトランジスタとを有して
いる。
〔実施例〕
第1図には、冷却装置30と、該冷却装置30及びその他の
回路に対して電力を供給するDC電源(直流電源)10が示
されている。この発明の実施例では、冷却装置は直流駆
動ファンであり、このファンでデスク・トップ・コンピ
ュータを冷やすものとして説明する。
電圧制御回路20は、電源10及び冷却装置30に接続されて
おり、冷却装置30へ供給する電圧を室内温度の関数とし
て変化させる。
室内温度センサー50は、サーモメータから発生した温度
を表わす信号を電圧制御回路に出力する。電気ノイズ減
衰回路40は、ミラー・イメージ発生回路41及び電流セン
サー42とから構成される。
動作について説明する。電圧制御回路20は感知された室
温の変化に応答して冷却装置への出力電流ILを増加させ
たりまたは減少させるよう調整する。この実施例のよう
に冷却装置がファンの場合、ファン・モータの速度は供
給される電圧の大きさに比例する。
電流センサー42は、電流ILを感知しその電流に比例する
電圧信号VLを導体43を介してミラー・イメージ発生器41
に送信する。ミラー・イメージ発生器41はミラー・イメ
ージ電流IMを回路内に流して電流ILと組み合わせる。電
流IMがILとミラー関係にあることから、組み合わされた
電流の合計値は常に一定である。従って、直流電源10か
ら出力される電流ITはほぼ一定に保たれ、ノイズを発生
しない。
第2図を参照する。そこには、ミラー・イメージ発生器
41及び電流センサー42の1実施例が示されている。電流
センサー42は、電流ILが流れることにより電圧VLが発生
する2オームの抵抗でよい。電導体43は電圧VLをミラー
・イメージ発生器41の47マイクロ・ファラッド・キャパ
シタに接続する。NPNトランジスタQ1のベースは、電10
の+側に接続された30Kオームの抵抗と一側に接続され
た3.9Kオームの抵抗でバイアスされている。このNPNト
ランジスタQ1は、モトローラから部品番号2N3904として
製造販売されているものを使用可能である。トランジス
タQ1のコレクタは電源10の+側に接続されている7.2Kオ
ーム抵抗に接続され、エミッタは一側に接続された1Kオ
ーム抵抗に接続されている。
ダーリントン接続された1対のNPNトランジスタQ2,Q3に
より、ミラー電流IMを制御する。ミラー電流IMは、トラ
ンジスタQ1のコレクタからトランジスタQ2のベースに33
マイクロファラッドのキャパシタを介して供給される信
号の変化に応じて流れる。トランジスタQ2のベースは、
電源10の+側に接続された24Kオーム抵抗と一側に接続
された9.1Kオーム抵抗によりバイアスされている。トラ
ンジスタQのコレクタには電源10の+側に接続された1
2.5オームの抵抗が接続され、エミッタには一側に接続
された7.5オームの抵抗が接続され、ダーリントン接続
の動作範囲を制御している。
第3図は、期間tにおいて発生した電流IT,IM及びILの
電流波形を示しており、この図は最終電流ITがミラー電
流IMを使用することにより、いかにして、一定レベルに
維持されるかを説明するために使用する。このためこの
例では、直流の供給電流ILがサインカーブ状に変動する
場合について例示している。ミラー電流IMは点線でしめ
されており、2つの電流ILとIMを組合わせると平均かさ
れて常に一定値ITになるように、ミラー電流IMは電流IL
から位相180゜シフトしてている。従って、電流ITは、
負荷に流れる電流ILにかかわらず、常に一定値に維持さ
れる。
第4図を用いて電圧制御回路20を説明する。電圧制御回
路20は、電導体J1を介して電源10の+側に接続され、J2
を介して室温センサー50に接続され、J3を介して電源10
の−側に、J4を介して冷却装置30に接続される。12ボル
ト・レギュレータ21は、番号1が付された入力端子1側
に+の電源電圧を供給し、番号3が付された制御入力端
子3の信号レベルに従い、番号2が付された出力端子2
から固定電圧値を出力する固定電圧レギュレータであ
る。レギュレータ21としては、Motorola MC7800を使用
することができる。
変更可能な高精度リファレンス電圧発生器22としては、
Texas Instruments TL−431を使用可能である。このリ
ファレンス電圧発生器22はレギュレータ21の制御入力端
子3と電源10の−側の間に接続される。リファレンス電
圧発生器22、温度センサー50、ツェナー・ダイオードD1
及び抵抗R3とで閉ループ回路を形成する。ダイオードD1
は14.5ボルト・ツェナー・ダイオードである。
電圧制御回路20の動作を説明する。非常に低い温度の場
合には、電導体J4を通じて冷却装置30に出力される電圧
値は、レギュレータ21及びリファレンス電圧発生器22の
特性に基づき、最低の電圧値に維持される。室温が上が
り導体J2の電圧値が上がると、抵抗R1とR2の接続点の電
圧が高くなる。これがリファレンス電圧発生器22の制御
入力3に供給されて、レギュレータ21の出力2の電圧を
増加させる。抵抗R1の両端の電圧が14.5ボルトを超える
と、ツェナー・ダイオードD1が導通し、並列に並んだR1
とR3に電流が流れ、電圧レギュレータ21の出力2の電圧
が減少する。3つのキャパシタは、直流信号から高周波
成分を除去する。
〔発明の効果〕
以上の説明で分かるように、本願発明はモーターの回転
速度を変動させた場合でも電源にかかる電流負荷が変動
しないようにして、電源ノイズの発生を防止した電源補
償回路を提供することができた。
特に、室温にあわせてモータの回転数を変更するように
した冷却ファンに適用すると、ノイズ発生のない、音の
静かな冷却ファンを提供することができる。
図面の簡単な説明 第1図は、この発明の概念を説明するための基礎的な構
成要素を例示したブロック図である。
第2図は、この発明の一実施例をブロック図と回路図の
混合形態で示した図である。
第3図は、ミラー・イメージ電流、負荷電流、出力電流
を時間との関係で示す波形図である。
第4図は、この発明に用いる電圧制御回路の一実施例を
示す回路図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共通のDC電源(10)から装置の電子回路及
    びDCモーター(30)に電源を供給する装置において、 前記DCモーター(30)の駆動を制御するために前記DC電
    源(10)と前記DCモーター(30)の間に接続されたモー
    ター駆動手段(20)と、前記モーター駆動手段(20)が
    所定の駆動電圧を前記DCモーター(30)に供給するよう
    に制御する制御手段(50)と、前記DCモーター(30)に
    供給された電流を感知し該電流値に対応した第1の制御
    信号を発生するようにした電流感知手段(42)と、前記
    DC電源(10)と前記電流感知手段(42)に接続されて電
    源補償手段(41)と、を有する電源補償回路であって、 前記電源補償手段(41)は、 トランジスタ手段(Q1)のベースが、第1のキャパシタ
    を介して前記第1の制御信号と接続され、且つ前記DC電
    源(10)の両端子にそれぞれ抵抗を介して接続され、前
    記電流感知手段(42)からの第1の制御信号が変化した
    ときに、第2の制御信号を変化させて出力することを特
    徴とするトランジスタ手段(Q1)と、 第2のトランジスタ(Q2)のベースが、第2のキャパシ
    タを介して前記第2の制御信号と接続され、且つ前記DC
    電源(10)の両端子にそれぞれ抵抗を介して接続され、
    前記第2のトランジスタ(Q2)のコレクタとエミッター
    間で、抵抗を介して前記DC電源から補償電流を流すこと
    を特徴とする第2のトランジスタと、を有し、 前記電流感知手段(42)が感知する電流が変化した後一
    定期間、該電流変化を打ち消し、前記DC電源(10)から
    の電流変動が少なくなるように補償電流を流すことので
    きる、電源補償回路。
JP61506183A 1985-12-16 1986-11-24 電源補償回路 Expired - Fee Related JPH0787718B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US80968085A 1985-12-16 1985-12-16
US809680 1985-12-16
PCT/US1986/002533 WO1987003753A1 (en) 1985-12-16 1986-11-24 D.c. motor control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63501919A JPS63501919A (ja) 1988-07-28
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ID=25201963

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JP (1) JPH0787718B2 (ja)
DE (1) DE3675657D1 (ja)
WO (1) WO1987003753A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63501919A (ja) 1988-07-28
DE3675657D1 (de) 1990-12-20
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WO1987003753A1 (en) 1987-06-18

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