KR200302002Y1 - 속도 제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 속도제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터는 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호에 의해 속도제어가 이루어지는 팬모터에 있어서, 상기 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 팬모터의 속도를 제어하는 원칩화된 속도제어 IC칩과, 그 속도제어 IC칩으로 부터 출력되는 제어신호에 따라 팬모터의 회전속도를 제어하여 팬모터를 구동시키는 구동부가 내부에 내장되되, 상기 원칩화된 속도 제어 IC칩은, 상기 메인보드로부터 출력되는 PWM 신호를 검출하는 PWM 신호 검출부와, 상기 PWM 신호 검출부에 의해 검출된 PWM 신호를 기준신호와 비교하여 구동부에 구동제어신호를 출력하는 제어부가 에이직(ASIC)화되어 구현된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 팬모터에서 발생도는 풍량 소음의 절감 효과는 물론 자기적인 소음 역시 동일하게 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

Description

속도 제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터{fan motor having a one-chip device for fan seed control}

본 고안은 모터에 관한 것으로, 속도제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터에 관한 것이다.

일반적으로 PC에는 보드를 통해서 많은 디바이스들이 탑재되어진다. 이 디바이스들중에는 발열소자가 많고 이에 따라 냉각을 위한 팬이 구비된다. 보통 보드에 적용되는 팬은 CPU 냉각팬, 시스템 팬, VGA 카드 팬, SMPS 팬이 있으며, 이중에 현재 스피드 제어가 필요한 팬은 적어도 2개 이상이며, 이러한 경우 각각의 모터 스피드 조절을 위한 디바이스들이 역시 팬과 동일하게 증가하게 된다.

현재 대부분의 메인 보드 업체에서는 도 1에 도시된 바와 같이 메인보드(1)와 팬모터(3)사이에 팬모터의 구동을 제어하기 위한 속도제어 회로(2)를 첨가하여 팬의 회전수를 PWM 방식으로 제어하는 형태를 사용하고 있다.

CPU 냉각팬의 경우, 일반적으로 2 핀 또는 3 핀 형태가 전량으로 생산이 되고 있으며, 이는 모든 컴퓨터 메인 보드 업체에서 이러한 방식을 채택하고 있다.

일반적인 회로형태는 컴퓨터의 DC 12V 전원을 이용한 팬 모터를 구동하는데에서 크게 벗어나지 않는 형태이지만, 현재의 추세는 팬이 돌아가는 풍량 소음을 줄이기 위해서 강제적으로 메인보드에서 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation:이하 PWM라 함) 제어방식으로 전원을 콘트롤하여 팬의 회전수를 강제로 줄이는 방식을 채택하기 시작하였다.

2핀의 경우에는 단순하게 (+) (-) 전원의 공급만이 이루어지는 것이며, 3핀의 경우에는 이외에 한 단자가 있어 메인보드의 오픈 콜렉터 방식에 의해 코일에 흐르는 주파수를 감지하여 메인 보드 레지스터에서 회전수로 변환하여 현재 팬모터의 회전수를 감지하고 있다.

이러한 경우 CPU 바닥면에 온도계가 있어 컴퓨터의 사용이 없는 운휴(Idle)상태에서는 CPU의 온도가 낮기 때문에 강제적으로 PWM을 사용하여 팬 모터의 회전수를 저하시켜 소음을 그만큼 낮추는 역할을 한다.

이러한 방식을 현재 메인보드 업체에서 채택을 하고 있으나, 이러한 경우, 강제적으로 메인 전원인 DC 12V를 온/오프시키는 역할을 함으로써 팬모터의 위상이 서로 약간씩 어긋나는 현상을 만들어 내며, 이로 인하여 풍량소음은 줄어드는 대신에 모터의 자기적인 소음이 증가하게 된다.

따라서, 이러한 문제를 원천적으로 해결하기 위해서는 메인보드에 고용량의 커패시터를 추가적으로 장착해야 하는 상황이 발생한다. 지금까지의 팬 모터 업체에서는 팬에 국한되어 제품을 생산하였으며, 전원부에 대한 지식은 전무하다고 말할 수 있다.

또한, 일단 메인 보드의 레지스터에서 온도를 측정한 후 팬의 속도를 가감하는 경우에 단순한 PWM 신호를 가지고 모터를 구동할 수 있는 용량이 되지 않기 때문에 추가적인 파워 트랜지스터가 부가될 수 도 있다.

그러나, 이러한 팬모터 속도제어회로가 메인보드 기반으로 생산됨에 따라 메인 보드업체의 생산원가가 높아지는 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 메인 보드에서 출력되는 팬모터 속도 제어용 PWM 신호에 의하여 팬모터의 구동을 제어하는 회로가 원칩화되어 내장된 팬모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 메인보드와 팬모터간 팬모터의 구동을 제어하기 위한 속도제어 회로 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 속도제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모더의 구성 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 메인 보드 100 : 팬 모터

110 : 속도제어 IC칩 111 : PWM 신호 검출부

112 : 제어부 113 : 구동부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 속도제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터는 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호에 의해 속도제어가 이루어지는 팬모터에 있어서, 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 팬모터의 속도를 제어하는 원칩화된 속도제어 IC칩과, 그 속도제어 IC칩으로 부터 출력되는 제어신호에 따라 팬모터의 회전속도를 제어하여 팬모터를 구동시키는 구동부가 내부에 내장되되, 원칩화된 속도 제어 IC칩은, 메인보드로부터 출력되는 PWM 신호를 검출하는 PWM 신호 검출부와, PWM 신호 검출부에 의해 검출된 PWM 신호를 기준신호와 비교하여 구동부에 구동제어신호를 출력하는 제어부가 에이직(ASIC)화되어 구현된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 속도제어 디바이스가 내장된 모터의 구성 블록도이다.

도 2를 참조하면 메인 보드(10)로부터 팬모터(100)의 회전 속도제어를 위한 PWM 신호를 수신하여 구동부(120)에 속도제어를 위한 제어신호를 출력하는 속도제어 IC칩(110)으로 구성된다.

속도제어 IC칩(110)은 메인보드(10)의 게이트 출력 단자의 펄스를 처리하기 위해 에이직(ASIC)화시켜 구현된다. 속도제어 IC칩(110)의 구체적인 구성을 살펴보면, 속도 제어 IC칩(110)은 메인 보드(10)로부터 출력되는 PWM 신호를 검출하는PWM 신호 검출부(111)와, PWM 신호 검출부(111)에 의해 검출된 PWM 신호를 기준신호와 비교하여 구동부(120)에 구동제어신호를 출력하는 제어부(112)가 원칩화되어 구성된다.

여기서, 제어부(112)는 PWM 신호 검출부(111)에 의해 검출된 PWM 신호로부터 구동제어신호를 생성하기 위해, 삼각파를 이용한다. 즉, 제어부(112)는 삼각파 발생부(미도시됨)와 비교부(미도시됨)와 증폭부(미도시됨)를 구비한다.

삼각파 발생부는 PWM 신호 검출부(111)에 의해 검출된 PWM 신호로부터 전압값을 추출해내기 위한 기준파형이 되는 삼각파를 발생시킨다.

비교부는 PWM 신호 검출부(111)로부터 출력되는 PWM 신호를 입력받아, 삼각파 발생부로부터 발생된 삼각파에 의해 PWM 신호의 전압값을 읽어들이게 된다.

즉, 삼각파에서 일정기준전압을 설정하여 입력되는 PWM 신호의 전압값이 삼각파의 기준전압이하인 경우에는 로우로 되고, 기준전압 이상인 경우에는 하이로 출력하도록 한다. 제어부에는 이에 따라 구동부(120)에 제어신호를 출력하게 된다.

증폭부는 PWM 신호에 의해 팬모터를 구동하기 위해 PWM 신호를 증폭하는 기능을 수행한다. 이 증폭부에는 트랜지스터가 사용될 수 있다.

아울러, 본 고안에 따른 모터는 3핀, 4핀의 경우에도 다 적용될 수 있다. 4핀의 경우에는 DC 12V 전원의 (+) (-)전원이 고정적으로 팬모터에 인가되며, 별도의 PWM 인가용 단자를 두어 메인 보드로부터 PWM 신호가 인가되어 원칩에 내장되어 있는 트랜지스터의 주기를 조절 할 수 있다.

본 고안에 의하여, 이러한 방식을 채택할 경우, DC 12V 전원의 (+) (-)전원은 고정적으로 팬모터에 인가됨에 따라, 위상차이가 발생하지 않으며, 메인 보드로부터 인가된 PWM 신호에 의해 원칩에 내장되어 있는 트랜지스터의 주기를 조절하여 팬모터의 속도를 효과적으로 제어할 수 있다.

이러한 경우, 풍량 소음의 절감 효과는 물론 자기적인 소음 역시 동일하게 줄일 수 있으며, 메인 보드 업체의 경우에는 팬 스피드 제어 부위에 회로를 제거해도 무방하며, 지금보다 원가가 절감되는 효과를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호에 의해 속도제어가 이루어지는 팬모터에 있어서,

   상기 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 팬모터의 속도를 제어하는 원칩화된 속도제어 IC칩과, 그 속도제어 IC칩으로 부터 출력되는 제어신호에 따라 팬모터의 회전속도를 제어하여 팬모터를 구동시키는 구동부가 내부에 내장되되,

   상기 원칩화된 속도 제어 IC칩은, 상기 메인보드로부터 출력되는 PWM 신호를 검출하는 PWM 신호 검출부와, 상기 PWM 신호 검출부에 의해 검출된 PWM 신호를 기준신호와 비교하여 구동부에 구동제어신호를 출력하는 제어부가 에이직(ASIC)화되어 구현된 것을 특징으로 하는 속도제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 삼각파를 이용하여 메인 보드로부터 출력되는 PWM 신호를 기준신호와 비교하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 속도제어 디바이스가 원칩화되어 내장된 팬모터.