KR200201114Y1 - Ｄｃ브러시리스 팬용 ｐｗｍ 제어 회로 - Google Patents

Abstract

팬의 회전속도를 나타내는 전압 신호를 정류하는 정류회로, 정류된 전압 신호를 기준 전압 신호와 비교하는 비교기 및, 비교된 결과에 따라 반복하여 폐쇄되고, 개방되는 스위칭 소자를 포함하는 DC 브러시리스(brushless) 팬용 PWM 제어 회로가 제공되고, 팬의 회전 속도는 제어되어, 일정한 값으로 유지될 수 있다.

서미스터 및 저항기로 형성된 분압기에 의해 기준 전압 신호를 발생시켜, 작업환경의 온도가 변함에 따라 팬의 회전 속도를 조절할 수 있다.

Description

ＤＣ브러시리스 팬용 ＰＷＭ 제어 회로{PWM CONTROL CIRCUIT FOR A DC BRUSHLESSS FAN}

본 고안은 일반적으로 DC (직류) 브러시리스 팬용 PWM(펄스 폭 변조) 제어 회로에 관한 것으로서, 특히, DC 브러시리스 팬용 속도 제어 회로에 관한 것이다.

통상적인 DC 브러시리스 팬에는 단지 2개의 단자, 즉 소스 단자 및 접지 단자만이 제공되어, 팬의 회전속도에 관한 요구 사항이 엄격하지 않을시에 어떤 환경내에서 통상적으로 이용되어 왔다.

그러나, DC 브러시리스 팬이 일반적으로 상당한 고열을 발생시키는 전원 공급 장치 또는 마이크로프로세서 칩의 열 소산(dissipation)에 이용될 시에, 팬의 동작 상태를 관찰하고, 제어하여, 열 소산을 효과적으로 용이하게 한다.

불충분한 열 소산으로 인한 전자 부품에 대한 손상을 방지하기 위하여, DC 브러시리스 팬의 '제 3 단자'를 활용하여 왔다. 즉, 팬의 내부 제어 회로로 부터 연장한 제 3 단자(소위, 신호 검출 단자라 칭함)를 활용한다.

DC 브러시리스 팬의 제 3 단자의 활용으로, 팬의 회전 속도의 변동에 동기(synchronous)하는 구형파 신호를 검출하여, 외부 회로에 접속할 수 있다.

본 고안의 목적은 DC 브러시리스 팬에 PWM 제어 회로를 제공하여 팬의 회전속도를 제어하고, 일정한 값으로 유지시킬 수 있게 하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 DC 브러시리스 팬에 PWM 제어 회로를 제공하여, 작업 환경의 온도가 변함에 따라 DC 브러시리스 팬의 회전속도를 조절할 수 있음으로써, 최적의 열 소산을 성취시킬 수 있게 하는 것이다.

도 1 은 본 고안에 따른 DC 브러시리스 팬용 PWM 제어 회로를 설명한 개략적인 블록도.

도 2 는 도 1 의 PWM 제어 회로를 실시한 상세 회로도.

도 3 은 본 고안에 따른 PWM 제어 회로의 스위칭 소자로 부터 출력된 전압 신호의 도시도.

도 4 는 본 고안에 다른 PWM 제어 회로의 정류 회로의 특성도.

본 고안의 한 견지에 따르면, DC 브러시리스 팬용 PWM 제어회로는 정류회로, 비교기 및 스위칭 소자를 구비하는 데, 상기 정류 회로는 상기 팬으로 부터 구형파 신호를 수신하고, 상기 비교기는 정류 회로로 부터 출력된 정류 DC 전압 신호를 기준 전압 신호와 비교하며, 스위칭 소자는 상기 비교기로 부터의 비교된 결과에 따라 반복적으로 폐쇄되고 개방된다.

본 고안의 다른 견지에 따르면, 접지 및 소스 전압 사이에 직렬로 접속된 저항기 및 서미스터로 형성된 분압기에 의해 기준 전압 신호를 발생시킨다.

본 고안의 다른 목적, 잇점 및 신규 특성은 첨부한 도면을 참조로 하여 아래의 상세한 설명으로 부터 더욱 명백해진다.

본 고안에 따르면, 도 1 에 도시된 바와 같이, DC 브러시리스 팬(50)용 PWM 제어 회로(1)는 정류 회로(10), 비교기(20) 및 스위칭 소자(30)를 포함한다. 제어될 팬(50)에는 소스 단자 V+, 접지 단자 G 및 신호 검출 단자 T 가 제공된다.

도 1 에서, 정류 회로(10)의 입력 단자는 팬(50)의 신호 검출 단자 T와 접속되고, 정류 회로(10)의 출력 단자는 비교기(20)의 반전된 입력단자에 접속된다. 정류 회로(10)는 팬(50)으로 부터 연속 구형파 신호를 수신하는 데, 이런 신호는 팬(50)의 회전 속도를 나타내어, 정류 및 필터된 DC 전압 신호 V1를 비교기(20)로 전송한다.

비교기(20)의 비반전된 입력 단자는 기준 전압 신호 V_ref에 접속되는 데, 이런 신호는 팬(50)의 회전 속도를 세트하는 데 이용되고, 비교기(20)의 출력 단자는 스위칭 소자(30)에 접속된다. 비교기(20)는 정류 회로(10)로 부터의 전류된 DC 전압 신호 V1를 기준 전압 신호 V_ref와 비교하여, 비교된 결과에 따라 스위칭 소자(30)를 제어하도록 신호를 전송한다.

스위칭 소자(30)는 3개의 단자 소자이며, 예를 들어, 스위칭 소자(30)는 트랜지스터와 같은 전자 스위치에 의해 형성된다. 스위칭 소자(30)는 소스 전압 Vcc 및, 팬(50)의 소스 단자 V+ 사이에 직렬로 접속되고, 스위칭 소자(30)의 제 3 단자(제어단자)는 비교기(20)의 출력 단자와 접속된다.

스위칭 소자(30)의 동작은 정류 회로(10)로 부터 출력되는 정류된 DC 전압 신호 V1와 기준 전압 신호 V_ref의 비교된 결과에 따른다.

정류 회로(10)로 부터 출력된 DC 전압 신호 V1가 기준 전압 신호 V_ref보다 낮을 시, 즉 팬(50)의 회전속도가 그의 세팅 값보다 낮을 시에, 비교기(20)는 논리 고 값을 스위칭 소자(30)로 출력시킨다. 그 다음, 스위칭 소자(30)는 폐쇄되고, 팬(50)은 전력 온된다. 따라서, 팬(50)의 회전 속도는 증가된다.

대조적으로, 정류 회로(10)로 부터 출력된 DC 전압 신호 V1 가 기준 전압 신호 V_ref보다 높을 시, 즉, 팬(50)의 회전속도가 그의 세팅 값보다 높을 시에, 비교기(20)는 논리 저 값을 스위칭 소자(30)로 출력시킨다. 그 다음, 스위칭 소자(30)는 개방되고, 팬(50)은 전력 오프된다. 따라서, 팬(50)의 회전 속도는 감소된다.

동작에서, 스위칭 소자(30)는 팬의 회전 속도가 변함에 따라 반복적으로 폐쇄되고 개방되어, 팬(50)은 간헐적으로 전력온 됨으로써, 팬(50)의 회전속도는 제어되어, 일정한 값으로 유지될 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(30)의 출력신호 V2는 구형파인데, 여기서, 폭 TIME ON 은 스위칭 소자(30)가 폐쇄되는 동안의 주기를 나타내고, 폭 TIME OFF 는 스위칭 소자(30)가 개방되는 동안의 주기를 나타낸다. 도 1 의 전술한 설명에 따르면, 폭 TIME ON 및 TIME OFF 은 팬(50)의 회전속도를 제어하도록 변조된다.

도 2 에서, 도 1 의 정류 회로(10)를 실시하는 상세회로는 아래와 같이 기술된다. 정류 회로(10)에서, 팬(50)의 단자 T 로 부터의 검출된 구형 신호의 DC 전압 성분은 캐패시터(11)에 의해 격리(isolate) 된다. 그 다음, DC 전압 성분없이 검출된 신호는 반파 정류기로서 작용하는 2개의 다이오드(12 및 13)에 의해 정류되고, 저항기(14) 및 캐패시터(15)로 형성된 RC 필터에 의해 필터된다.

따라서, 팬(50)으로 부터의 검출된 신호는 정류 및 필터된 DC 전압 신호 V1 로 변환될 수 있는 데, 이런 신호는 (도 4에 도시된 바와 같이) 팬(50)의 회전속도 n 에 거의 비례한다.

양호하게도, 도 2 에서, 소스 전압 Vcc 및 접지 훙 사이에서 직렬로 접속되는 NTC(네가티브 온도 계수) 서미스터(40) 및 저항기(42)로 형성된 분압기에 의해 기준 전압 신호 V_ref를 발생시킨다.

작업 환경의 온도가 증가할 시에, NTC 서미스터(40)의 저항은 감소하여, 분할된 기준 전압 신호 V_ref는 증가된다. 즉, 팬(50)의 회전속도의 세팅값은 작업환경의 온도가 증가함에 따라 증가된다.

대조적으로, 팬(50)의 회전속도의 세팅값은 작업 환경의 온도가 감소함에 따라 감소된다.

NTC 서미스터(40)가 온도 보상 역할에 도움을 줌에 따라, DC 브러시리스 팬(50)의 회전속도는 작업 환경의 온도가 변할시에 조절될 수 있어, 최적의 열 소산이 성취될 수 있다.

(도시되지 않은) 다른 실시예에서, 온도 보상을 필요로 하지 않을 경우, 기준 전압 신호 V_ref는 소스 전압 Vcc 및 접지 GND 사이에서 직렬로 접속되는 2개의 저항기로 형성된 분압기에 의해 간단히 발생될 수 있다.

본 고안이 소정의 양호한 실시예에 관하여 기술되었지만, 본 기술분야의 숙련자는 첨부된 청구의 범위에서 한정된 본 고안의 정신 및 범주내에서 다양하게 수정, 변경 및 대체를 할 수 있는 것으로 이해된다.

Claims (12)

1. 소스 단자, 접지 단자 및 신호 검출 단자가 제공된 DC 브러시리스 팬용 PWM 제어 회로에 있어서,

   상기 팬의 상기 신호 검출 단자로 부터의 전압 신호를 수신하여, 정류된 DC 전압 신호를 발생시키는 정류 회로,

   상기 정류된 DC 전압 신호를 기준 전압 신호와 비교하는 비교기 및,

   상기 정류된 DC 전압 신호가 상기 기준 전압 신호보다 낮을 경우에 폐쇄되고, 상기 정류된 DC 전압 신호가 상기 기준 전압 신호보다 높을 경우에 개방되는 스위칭 소자를 구비함으로써,

   상기 팬은 간헐적으로 전력 온되고, 상기 팬의 회전속도는 제어되어, 일정한 값으로 유지되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 정류 회로는 반파 정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 반파 정류기는 2개의 다이오드로 형성되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 정류 회로는 RC 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 RC 필터는 저항기 및 캐패시터로 형성되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 정류 회로는 상기 수신된 전압 신호내에 존재하는 DC 전압 성분을 격리시키는 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 전압 신호는 분압기에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 분압기는 서미스터 및 저항기로 형성되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 분압기는 2개의 저항기로 형성되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 비교기는 연산 증폭기로 형성되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 스위칭 소자는 전자 스위치인 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 스위칭 소자는 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 DC 브리시리스 팬용 PWM 제어 회로.