JPWO2017038578A1

JPWO2017038578A1 - ファン装置

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Publication number: JPWO2017038578A1
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Inventors: 基大塚
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Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2018-07-26
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Abstract

ファン装置は、電動回転体の駆動信号生成回路部と、上段側ＭＯＳＦＥＴ及び下段側ＭＯＳＦＥＴを備える出力段と、出力段によって駆動されるモータ部と、を備える電動回転体の駆動回路を有するファン装置であって、上段側ＭＯＳＦＥＴ及び下段側ＭＯＳＦＥＴのうち、いずれか一方の制動側ＭＯＳＦＥＴと、他方の非制動側ＭＯＳＦＥＴとについて、電動回転体の電源電圧が供給されていない状態において、モータ部の回転によって生じる逆起電力による電力を制動側ＭＯＳＦＥＴに供給する逆起電力供給部と、逆起電力供給部が供給する電力によって、制動側ＭＯＳＦＥＴをオン状態にしてモータ部の電磁的な制動を行う電磁制動部とを更に備える。

Description

本発明は、ファン装置に関する。

従来、外力によるモータの回転を制動することにより回転数を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国公開公報特開２０１３−１８８０００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術によると、外力によるモータの回転数を低減するためには、外部から電力を供給する必要があり、消費電力を低減することができないという問題があった。

本発明の一つの態様は、消費電力を低減しつつ、外力によるモータの回転数を低減することを目的とする。

本発明の一つの態様に係るファン装置は、電動回転体の駆動信号生成回路部と、上段側ＭＯＳＦＥＴ及び下段側ＭＯＳＦＥＴを備える出力段と、前記出力段によって駆動されるモータ部と、を備える電動回転体の駆動回路を有するファン装置であって、前記上段側ＭＯＳＦＥＴ及び下段側ＭＯＳＦＥＴのうち、いずれか一方の制動側ＭＯＳＦＥＴと、他方の非制動側ＭＯＳＦＥＴとについて、電動回転体の電源電圧が供給されていない状態において、前記モータ部の回転によって生じる逆起電力による電力を前記制動側ＭＯＳＦＥＴに供給する逆起電力供給部と、前記逆起電力供給部が供給する前記電力によって、前記制動側ＭＯＳＦＥＴをオン状態にして前記モータ部の電磁的な制動を行う電磁制動部とを更に備える。

本発明の一つの態様によれば、消費電力を低減しつつ、外力によるモータの回転数を低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態を示す図であって、ファン装置の回路構成の一例を示す回路図である。図２は、駆動信号生成回路部が生成する駆動信号の波形の一例を示す図である。図３は、電源電圧が遮断された場合の信号波形の一例を示す図である。図４は、ファン装置の逆起電力供給経路の一例を示す図である。図５は、電源遮断後における逆起電力による電位変化の波形の一例を示す図である。図６は、電源遮断後の制動を行わない場合のモータ部の回転数の一例を示すグラフである。図７は、電源遮断後の制動を行う場合のモータ部の回転数の一例を示すグラフである。

［実施形態］以下、本発明のファン装置１００の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

図１は、ファン装置１００の回路構成の一例を示す回路図である。ファン装置１００は、レギュレータ回路部１と、駆動信号生成回路部２と、トランジスタ３，４と、トランジスタ１３，１４と、モータ部１９と、コンデンサ２０と、ダイオード２１と、出力段とを備える。出力段は、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５，１６と、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８とを備える。なお、この一例では、出力段が、単相フルブリッジ回路である場合について説明するが、これに限られない。例えば、モータ部１９が三相モータである場合には、出力段は、三相フルブリッジ回路であってもよい。

電源電圧Ｖが供給される場合、出力段のうち、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５及び下段側ＭＯＳＦＥＴ１８がそれぞれオン状態であり、上段側ＭＯＳＦＥＴ１６及び下段側ＭＯＳＦＥＴ１７がそれぞれオフ状態であると、モータ部１９に駆動電流ｉｄ１が供給される。また、電源電圧Ｖが供給される場合、出力段のうち、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５及び下段側ＭＯＳＦＥＴ１８がそれぞれオフ状態であり、上段側ＭＯＳＦＥＴ１６及び下段側ＭＯＳＦＥＴ１７がそれぞれオン状態であると、モータ部１９に駆動電流ｉｄ２が供給される。上段側ＭＯＳＦＥＴ１５，１６は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ゲート端子にＨ（ハイ）レベルの信号が供給されるとオフ状態になり、ゲート端子にＬ（ロー）レベルの信号が供給されるとオン状態になる。下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ゲート端子にＨレベルの信号が供給されるとオン状態になり、ゲート端子にＬレベルの信号が供給されるとオフ状態になる。なお、以下の説明において、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８を制動側ＭＯＳＦＥＴと記載し、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５，１６を非制動側ＭＯＳＦＥＴと記載することがある。

レギュレータ回路部１は、ファン装置１００に供給される電源電圧Ｖから、駆動信号生成回路部２の制御用電源電圧Ａを生成する。駆動信号生成回路部２は、レギュレータ回路部１から供給される制御用電源電圧Ａに基づいて、出力段を駆動する駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅをそれぞれ生成する。駆動信号生成回路部２は、電源電圧監視回路部２−１を備えている。電源電圧監視回路部２−１は、電源電圧Ｖが供給されているか否かを検知する。具体的には、電源電圧監視回路部２−１は、電源電圧Ｖの電位を監視し、電源電圧Ｖの低下を駆動信号生成回路部２に通知する。駆動信号生成回路部２は、電源電圧監視回路部２−１が電源電圧Ｖの低下を検知すると、駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの出力を停止する。具体的には、駆動信号生成回路部２は、電源電圧Ｖがある電位以下になった場合、駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥをＨｉ−Ｚ（ハイ・インピーダンス）状態にする。

トランジスタ３は、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５を駆動する。具体的には、トランジスタ３は、ＮＰＮ型トランジスタである。トランジスタ３は、ベース端子が駆動信号生成回路部２に接続され、コレクタ端子が抵抗５を介して上段側ＭＯＳＦＥＴ１５のゲート端子に接続され、エミッタ端子が電源電圧Ｖの接地側、すなわちグランド電位ＧＮＤに接続される。トランジスタ３は、駆動信号生成回路部２からベース端子にＨレベルの駆動信号Ｂが供給されるとオン状態になり、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５のゲート端子をＬレベルにする。また、トランジスタ３は、駆動信号生成回路部２からベース端子にＬレベルの駆動信号Ｂが供給されるとオフ状態になり、抵抗７を介して供給される電源電圧Ｖによって上段側ＭＯＳＦＥＴ１５のゲート端子をＨレベルにする。

トランジスタ４は、駆動信号生成回路部２から供給される駆動信号Ｃによって上段側ＭＯＳＦＥＴ１６を駆動する。トランジスタ４の具体例は、トランジスタ３と同様であるため、その説明を省略する。

トランジスタ１３は、駆動信号生成回路部２から供給される駆動信号Ｄによって下段側ＭＯＳＦＥＴ１７を駆動する。具体的には、トランジスタ１３は、ＮＰＮ型デジタルトランジスタである。トランジスタ１３は、ベース端子が駆動信号生成回路部２に接続され、コレクタ端子が抵抗１０を介して下段側ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート端子に接続され、エミッタ端子がグランド電位ＧＮＤに接続される。トランジスタ１３は、駆動信号生成回路部２からベース端子にＨレベルの駆動信号Ｄが供給されるとオン状態になり、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート端子をＬレベルにする。また、トランジスタ１３は、駆動信号生成回路部２からベース端子にＬレベルの駆動信号Ｄが供給されるとオフ状態になり、ダイオード２１及び抵抗９を介して供給される制御用電源電圧Ａによって下段側ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート端子をＨレベルにする。

トランジスタ１４は、駆動信号生成回路部２から供給される駆動信号Ｅによって下段側ＭＯＳＦＥＴ１８を駆動する。トランジスタ１４の具体例は、トランジスタ１３と同様であるため、その説明を省略する。

コンデンサ２０は、電源電圧Ｖとグランド電位ＧＮＤとの間に接続され、電源電圧Ｖを安定化する。

モータ部１９は、出力段から供給される駆動電流ｉｄ１,ｉｄ２によって不図示のファンを回転させる。モータ部１９には、ファンが空気流などの外力によって回転されることにより逆起電力が生じる。モータ部１９の逆起電力によって生じた電流は、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５,１６、つまり非制動側ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを介して、電源電圧Ｖに流入する。

次に、図２を参照して、駆動信号生成回路部２が生成する駆動信号の一例を説明する。図２は、駆動信号生成回路部２が生成する駆動信号の波形の一例を示す図である。この一例では、電源電圧Ｖは、同図の波形Ｗ_Ｖに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ７において供給され、時刻ｔ７以降において遮断される。電源電圧Ｖは、一例として５４［Ｖ］である。制御用電源電圧Ａは、同図の波形Ｗ_Ａに示すように、電源電圧Ｖの供給と遮断とに応じて、時刻ｔ０から時刻ｔ７において動作電位になり、時刻ｔ７以降において停止電位になる。制御用電源電圧Ａの動作電位は、一例として１２［Ｖ］である。制御用電源電圧Ａの停止電位は、一例として０［Ｖ］である。駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの波形Ｗ_Ｂ，Ｗ_Ｃ，Ｗ_Ｄ，Ｗ_Ｅをそれぞれ同図に示す。駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、駆動信号生成回路部２の制御に応じてＨレベルと、Ｌレベルとに切り替えられる。この一例では、駆動信号ＢがＨレベルのとき、駆動信号ＣがＬレベルであり、駆動信号ＤがＨレベルであり、駆動信号ＥがＬレベルである。また、駆動信号ＢがＬレベルのとき、駆動信号ＣがＨレベルであり、駆動信号ＤがＬレベルであり、駆動信号ＥがＨレベルである。駆動信号生成回路部２は、時刻ｔ０から時刻ｔ７まで各駆動信号のレベルを順次切り替えることにより、モータ部１９を駆動する。

［電源遮断時の制動］図２に示すように、時刻ｔ７において電源電圧Ｖが遮断されると、制御用電源電圧Ａは、動作電位から停止電位に変化する。駆動信号生成回路部２は、制御用電源電圧Ａが停止電位になると、駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの出力を停止する。この結果、時刻ｔ７以降においては、駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが、それぞれＨｉ−Ｚ状態になる。ここで、時刻ｔ７における回路の動作の詳細について、図３を参照して説明する。

図３は、電源電圧Ｖが遮断された場合の信号波形の一例を示す図である。時刻ｔ７１において電源電圧Ｖが遮断されると、制御用電源電圧Ａが時刻ｔ７１から低下し、時刻ｔ７２において停止電位になる。駆動信号Ｄは、時刻ｔ７１においてＨレベルである。駆動信号Ｅは、時刻ｔ７１においてＬレベルである。駆動信号Ｄ，Ｅは、時刻ｔ７１以降においてＨｉ−Ｚ状態である。

下段側ＭＯＳＦＥＴ１７には、ゲート端子とソース端子との間に寄生容量が存在する。駆動信号ＤがＨｉ−Ｚ状態である場合には、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７は、この寄生容量に蓄えられた電荷によって、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート端子の電位Ｄ２が、同図の波形Ｗ_Ｄ２に示すように、Ｈレベルに維持される。下段側ＭＯＳＦＥＴ１７は、同図の波形Ｗ_１７に示すように、ゲート端子の電位Ｄ２がしきい値電位Ｖ_ｔｈＤ２を超える場合にオン状態になる。つまり、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７は、ゲート端子とソース端子との間に寄生容量により、ゲート端子の電位Ｄ２がしきい値電位Ｖ_ｔｈＤ２を超えて維持されることにより、時刻ｔ７１から時刻ｔ７_Ｏｆｆまでの間、オン状態が維持される。

下段側ＭＯＳＦＥＴ１８には、ゲート端子とソース端子との間に寄生容量が存在する。駆動信号ＥがＨｉ−Ｚ状態である場合には、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８は、この寄生容量に蓄えられた電荷によって、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８のゲート端子の電位Ｅ２が、同図の波形Ｗ_Ｅ２に示すように、Ｈレベルに維持される。つまり、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８は、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７と同様に、ゲート端子とソース端子との間に寄生容量により、ゲート端子の電位Ｅ２がしきい値電位Ｖ_ｔｈＥ２を超えて維持されることにより、時刻ｔ７１
から時刻ｔ７_Ｏｆｆまでの間、オン状態が維持される。つまり、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８は、時刻ｔ７１から時刻ｔ７_Ｏｆｆまでの間において、いずれもオン状態になる。

ダイオード２１は、寄生容量に蓄えられた電荷がレギュレータ回路部１や、駆動信号生成回路部２に流れ込むことを抑止する。したがって、ゲート端子電位Ｄ２，Ｅ２は、急速には低下せず、ある期間維持される。下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８のオン状態は、ゲート端子電位Ｄ２，Ｅ２がしきい値電位Ｖ_{ｔｈＤ２，}Ｖ_ｔｈＥ２以下になるまで継続する。

下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８には、ドレイン端子とソース端子との間に寄生ダイオードが存在している。この寄生ダイオードは、グランド電位ＧＮＤに接続されるソース端子側がアノードであり、モータ部１９に接続されるドレイン端子側がカソードである。つまり、寄生ダイオードは、グランド電位ＧＮＤからモータ部１９に電流を流すことができる。この寄生ダイオードの存在と、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８がいずれもオン状態になることとにより、モータ部１９の巻線両端が、いずれもグランド電位ＧＮＤに接続された状態になる。したがって、ファン装置１００によれば、電源電圧Ｖが遮断されるとモータ部１９に電磁ブレーキが生じ、ファンの回転数が低減される。

［電源遮断後の制動］ここまで、制動側ＭＯＳＦＥＴによる電源遮断時のモータ部１９の制動について説明した。次に、電源遮断後のモータ部１９の制動について説明する。

図１に戻り、ファン装置１００は、逆起電力供給部を備えている。この逆起電力供給部は、ダイオードＤ１と、抵抗Ｒ１と、供給線ＬＮ１とを備えている。ダイオードＤ１、と抵抗Ｒ１、及び供給線ＬＮ１は、電源電圧Ｖと、制動側ＭＯＳＦＥＴとの間に直列に接続されている。図１に示す一例においては、ダイオードＤ１は、アノードが電源電圧Ｖに接続され、カソードが抵抗Ｒ１に接続される。抵抗Ｒ１は、一端がダイオードＤ１のカソードに接続され、他端が接続点Ｐに接続される。接続点Ｐは、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０とを介して、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート端子に接続される。また、接続点Ｐは、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２とを介して、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８のゲート端子に接続される。

ここで、図２の時刻ｔ８以降、すなわち、電源遮断後においては、制動側ＭＯＳＦＥＴの寄生容量の電荷が減少し、この寄生容量の電荷だけでは制動側ＭＯＳＦＥＴをオン状態に維持することができなくなる場合がある。つまり、ファン装置１００は、電源遮断後においては、制動側ＭＯＳＦＥＴの寄生容量の電荷だけでは、モータ部１９に電磁ブレーキを生じさせることができない場合がある。ファン装置１００が、電源遮断後にモータ部１９に電磁ブレーキを生じさせる仕組みについて、図４及び図５を参照して説明する。

図４は、ファン装置１００の逆起電力供給経路の一例を示す図である。上述したように、図２の時刻ｔ７以降、つまり電源遮断時以降においては、駆動信号生成回路部２は、駆動信号Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥをそれぞれＨｉ−Ｚ状態にする。したがって、電源遮断時以降においては、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５，１６と、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８とは、いずれもオフ状態になる。図２の時刻ｔ８において、外力によりファンが回転したとする。モータ部１９には、このファンの回転により逆起電力が生じる。モータ部１９は、この逆起電力により、電流ｉｃ１又は電流ｉｃ２を生じさせる。以下の説明において、電流ｉｃ１及び電流ｉｃ２を区別しない場合には、電流ｉｃと総称する。

上述したように、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５，１６と、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８とには、いずれも寄生ダイオードが存在する。上段側ＭＯＳＦＥＴ１５，１６、及び下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８は、オフ状態であっても、この寄生ダイオードを介してグランド電位ＧＮＤ側から電源電圧Ｖ側に電流ｉｃを流すことが可能である。電流ｉｃ１は、グランド電位ＧＮＤから、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７の寄生ダイオード、モータ部１９、上段側ＭＯＳＦＥＴ１６の寄生ダイオードを介して、電源電圧Ｖに流入する。すなわち、電流ｉｃ１は、逆起電力供給経路Ｒｔ１を流れる。また、電流ｉｃ２は、グランド電位ＧＮＤから、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８の寄生ダイオード、モータ部１９、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５の寄生ダイオードを介して、電源電圧Ｖに流入する。すなわち、電流ｉｃ２は、逆起電力供給経路Ｒｔ２を流れる。

上述したように、電源電圧Ｖと、接続点Ｐとは、ダイオードＤ１及び抵抗Ｒ１を介して接続されている。逆起電力供給経路Ｒｔ１、及び逆起電力供給経路Ｒｔ２から電源電圧Ｖに流入した電流ｉｃは、ダイオードＤ１及び抵抗Ｒ１を介して接続点Ｐに流入する。すなわち、電流ｉｃは、逆起電力供給経路Ｒｔを介して接続点Ｐに流入する。この構成により、接続点Ｐの電位が上昇する。この接続点Ｐの電位の変化について、図５を参照して説明する。

図５は、電源遮断後における逆起電力による電位変化の波形の一例を示す図である。制御用電源電圧Ａの波形Ｗ_Ａは、電源遮断後の時刻ｔ８１から時刻ｔ８４において停止電位を保つ。この結果、時刻ｔ８１から時刻ｔ８４において駆動信号Ｄ，Ｅは、いずれもＨｉ−Ｚ状態になる。この一例では、モータ部１９には、時刻ｔ８１から時刻ｔ８３までの間に、逆起電力が生じる。この逆起電力により、接続点Ｐには、逆起電力供給経路Ｒｔを介して電流ｉｃが流入し、時刻ｔ８１から時刻ｔ８２にかけて接続点Ｐの電位が上昇する。接続点Ｐとグランド電位ＧＮＤとの間には、定電圧ダイオードＺＤ１のカソード側が接続点Ｐに、アノード側がグランド電位ＧＮＤに、それぞれ接続されている。この定電圧ダイオードＺＤ１は、例えば、ツェナーダイオードであり、接続点Ｐの電位をツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１以下に抑制する。この結果、接続点Ｐの電位は、時刻ｔ８２から時刻ｔ８３にかけてツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１を上限値として維持される。

下段側ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート端子の電位Ｄ２は、接続点Ｐの電位の変化に伴い変化する。ゲート端子の電位Ｄ２がしきい値電位Ｖ_ｔｈＤ２を超えると、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７がオン状態になる。この一例では、ゲート端子の電位Ｄ２は、時刻ｔ８_ｏｎから時刻ｔ８_ｏｆｆの間、しきい値電位Ｖ_ｔｈＤ２を超える。この場合、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７は、波形Ｗ_１７に示すように、時刻ｔ８_ｏｎから時刻ｔ８_ｏｆｆの間、オン状態になる。

下段側ＭＯＳＦＥＴ１８のゲート端子の電位Ｅ２も、ゲート端子の電位Ｄ２と同様に変化する。すなわち、ゲート端子の電位Ｅ２は、接続点Ｐの電位の変化に伴い変化する。ゲート端子の電位Ｅ２がしきい値電位Ｖ_ｔｈＥ２を超えると、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８がオン状態になる。この一例では、ゲート端子の電位Ｅ２は、時刻ｔ８_ｏｎから時刻ｔ８_ｏｆｆの間、しきい値電位Ｖ_ｔｈＥ２を超える。この場合、下段側ＭＯＳＦＥＴ１８は、波形Ｗ_１８に示すように、時刻ｔ８_ｏｎから時刻ｔ８_ｏｆｆの間、オン状態になる。

すなわち、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８は、時刻ｔ８_ｏｎから時刻ｔ８_ｏｆｆの間、いずれもオン状態になる。制動側ＭＯＳＦＥＴがいずれもオン状態になると、モータ部１９には電磁ブレーキが生じ、ファンの回転数が低減される。

［駆動時の消費電力低減］このファン装置１００において、定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１と、抵抗Ｒ１の抵抗値とは、次のようにして定められている。電源電圧Ｖは、制御用電源電圧Ａよりも電圧が高い。この一例では、電源電圧Ｖは、５４［Ｖ］であり、制御用電源電圧Ａは、１２［Ｖ］である。接続点Ｐには、ダイオード２１を介して制御用電源電圧Ａが印加される。ここで、ファン装置１００に電源電圧Ｖが供給されている場合、逆起電力供給部のダイオードＤ１及び抵抗Ｒ１を介して、接続点Ｐに電圧が印加される。定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１は、電源電圧Ｖが供給されている場合に接続点Ｐに印加される電圧の許容値に基づいて定められている。具体的には、ツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１は、制御用電源電圧Ａに基づいて定めされている。一例として、制御用電源電圧Ａが１２［Ｖ］である場合、定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１は、１２［Ｖ］である。つまり、定電圧ダイオードＺＤ１の降伏電圧は、電源電圧Ｖから生成される制御用の制御用電源電圧Ａに基づいて定められている。

定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１は、電源電圧Ｖよりも低い。このため、電源電圧Ｖが供給されると、逆起電力供給部のダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、及び定電圧ダイオードＺＤ１を介して電源電圧Ｖからグランド電位ＧＮＤに電流ｉｚが流れる。この電流ｉｚは、モータ部１９の駆動に寄与しない。ファン装置１００は、電流ｉｚを低減することにより、消費電力を低減することができる。電流ｉｚは、（電源電圧Ｖ−ツェナー電圧Ｖ_ＺＤ１）／（抵抗Ｒ１の抵抗値）によって求められる。つまり、ファン装置１００は、抵抗Ｒ１の抵抗値を比較的大きくすることにより、電流ｉｚを低減することができる。一例として、抵抗Ｒ１の抵抗値は、４７［ｋΩ］である。

［実験結果］図６及び図７を参照して、電源遮断後の制動の実験結果を説明する。図６は、電源遮断後の制動を行わない場合のモータ部１９の回転数の一例を示すグラフである。図７は、電源遮断後の制動を行う場合のモータ部１９の回転数の一例を示すグラフである。

この実験では、時刻ｔ１０において電源電圧Ｖを遮断した後、時刻ｔ１１においてモータ部１９を外力によって回転させる。具体的には、時刻ｔ１１において、ファン装置１００のファンに風を当てることにより、風力によってファンを回転させる。電源遮断後の制動を行わない場合、モータ部１９の回転数は、図６に示すように時刻ｔ１１以降において２８００［ｒｐｍ］（４６．７［ｒ／ｓ］）である。

一方、電源遮断後の制動を行う場合、モータ部１９の回転数は、図７に示すように時刻ｔ１１以降において１６００［ｒｐｍ］（２６．７［ｒ／ｓ］）である。つまり、ファン装置１００は、電源遮断後の制動を行うことにより、電源遮断後の制動を行わない場合に比べて、モータ部１９の回転数を１４００［ｒｐｍ］（２３．３［ｒ／ｓ］）低減している。

以上説明したように、ファン装置１００は、外部から電力を供給することなく、外力によるモータの回転数を低減することができる。つまり、ファン装置１００によれば、消費電力を低減しつつ、外力によるモータの回転数を低減することができる。

また、ファン装置１００は、電源遮断後の制動に加え、電源遮断時の制動も行う。この電源遮断時の制動の際にも、ファン装置１００は、外部から電力を供給することなく、外力によるモータの回転数を低減する。つまり、ファン装置１００によれば、消費電力を低減しつつ、外力によるモータの回転数を低減することができる。

なお、これまで、上段側ＭＯＳＦＥＴ１５,１６が、非制動側ＭＯＳＦＥＴであり、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８が制動側ＭＯＳＦＥＴである場合を一例にして説明したが、これに限られない。上段側ＭＯＳＦＥＴ１５,１６が制動側ＭＯＳＦＥＴであり、下段側ＭＯＳＦＥＴ１７，１８が非制動側ＭＯＳＦＥＴであってもよい。

１…レギュレータ回路部、２…駆動信号生成回路部、２−１…電源電圧監視回路部、３，４…ＮＰＮトランジスタ、１３，１４…ＮＰＮデジタルトランジスタ、１５，１６…上段側ＭＯＳＦＥＴ、１７，１８…下段側ＭＯＳＦＥＴ、１９…モータ部
、２０…コンデンサ、２１，Ｄ１…ダイオード、１００…ファン装置、Ａ…制御用電源電圧、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…駆動信号、Ｐ…接続点、ＬＮ１…供給線、ＺＤ１…定電圧ダイオード、Ｒ１…抵抗、ＧＮＤ…グランド電位、Ｒｔ…逆起電力供給経路

Claims

電動回転体の駆動信号生成回路部と、上段側ＭＯＳＦＥＴ及び下段側ＭＯＳＦＥＴを備える出力段と、前記出力段によって駆動されるモータ部と、を備える電動回転体の駆動回路を有するファン装置であって、前記上段側ＭＯＳＦＥＴ及び下段側ＭＯＳＦＥＴのうち、いずれか一方の制動側ＭＯＳＦＥＴと、他方の非制動側ＭＯＳＦＥＴとについて、電動回転体の電源電圧が供給されていない状態において、前記モータ部の回転によって生じる逆起電力による電力を前記制動側ＭＯＳＦＥＴに供給する逆起電力供給部と、前記逆起電力供給部が供給する前記電力によって、前記制動側ＭＯＳＦＥＴをオン状態にして前記モータ部の電磁的な制動を行う電磁制動部とを更に備えるファン装置。
前記電源電圧が供給されているか否かを検知する電源電圧監視回路部と、前記電源電圧から制御用電源電圧を生成する制御用電源電圧生成部と、前記制御用電源電圧生成部の電源出力端子と、前記制動側ＭＯＳＦＥＴのゲート端子との間に備えられ、前記電源出力端子側にアノードが、前記ゲート端子側にカソードがそれぞれ接続されたダイオードと、前記駆動信号生成回路部が出力する駆動信号と、前記制御用電源電圧とが供給され、前記制動側ＭＯＳＦＥＴの前記ゲート端子を駆動する駆動回路と、を更に備え、前記駆動信号生成回路部は、前記電源電圧監視回路部が前記電源電圧の供給の停止を検知した場合に、前記非制動側ＭＯＳＦＥＴをオフ状態に制御する請求項１に記載のファン装置。
前記逆起電力供給部は、前記非制動側ＭＯＳＦＥＴに生じる寄生ダイオードと、一端が前記寄生ダイオードのカソード側に、他端が前記電源電圧の接地側に、それぞれ接続された逆起電力供給ダイオードと抵抗との直列回路と、前記寄生ダイオードを介して前記直列回路に供給される電力を、前記制動側ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に供給する供給線とを更に備える請求項１又は請求項２に記載のファン装置。
前記逆起電力供給部は、前記直列回路と前記供給線との接続点と、前記電源電圧の接地側との間に接続された定電圧ダイオードを更に備える請求項３に記載のファン装置。
前記定電圧ダイオードの降伏電圧が、前記電源電圧から生成される制御用電源電圧に基づいて定められている請求項４に記載のファン装置。