WO2006033214A1

WO2006033214A1 - ファンモータ駆動装置および冷却装置

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Publication number: WO2006033214A1
Application number: PCT/JP2005/015532
Authority: WO
Inventors: Takahiro Sakaguchi
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2007-03-24
Also published as: US20080088268A1; TW200625785A

Abstract

　冷却ファンの回転速度を柔軟に設定できるファンモータ駆動装置を提供する。　ファンモータ駆動装置１００は、制御電圧Ｖｃｏｎｔおよび周囲温度Ｔａにもとづく回転数でファンを駆動し、冷却対象のＣＰＵを冷却する。第１制御部１０は、サーミスタＲｔｈと第１抵抗Ｒ１を含み、制御電圧Ｖｃｏｎｔに周囲温度Ｔａに依存した第１係数を乗じて第１電圧Ｖ１として出力する。第２制御部２０は、制御電圧Ｖｃｏｎｔに所定の係数を乗じて第２電圧Ｖ２として出力する。選択部３０は、第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２のうち高い方の電圧を選択して電圧Ｖｘを駆動制御部４０へ出力する。駆動制御部４０は電圧Ｖｘにもとづいてファンモータ１１０を駆動する。

Description

明細書

ファンモータ駆動装置および冷却装置

技術分野

[0001] 本発明は、ファンモータ駆動装置に関し、特に温度検知して冷却制御を行う技術に関する。

背景技術

[0002] 近年のパーソナルコンピュータやワークステーションの高速化にともない、 CPU (C entral Processor Unit)や DSP(Digital Signal Processor)などの演算処理用 LSI (Large Scale Integrated circuit)の動作速度は上昇の一途をたどっている。

[0003] このような LSIは、その動作速度、すなわちクロック周波数が高くなるにつれて発熱量も大きくなる。 LSIからの発熱は、その LSI自体を熱暴走に導いたり、あるいは周囲の回路に対して影響を及ぼすという問題がある。したがって、 LSIの適切な熱冷却はきわめて重要な技術となって、る。

[0004] LSIを冷却するための技術の一例として、冷却ファンによる空冷式の冷却方法がある。この方法においては、たとえば、 LSIの表面に対向して冷却ファンを配設し、冷た V、空気を冷却ファンにより LSI表面に吹き付ける。このような冷却ファンによる LSIの冷却に際して、 LSI付近の温度をモニタし、その温度に応じてファンの回転を変化させることにより冷却の程度を調整することが行われている (特許文献 1、 2)。

[0005] 特許文献 1 :特開平 7— 31190号公報

特許文献 2：特開 2001— 284868号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところで、 LSIの発熱量やその温度、熱暴走のしきい値温度などは、各 LSIごとに異なる場合がある。したがって、冷却ファンの回転速度は、冷却対象となる LSIに応じて柔軟に設定できることが望まし、。

[0007] 本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その第 1の目的は、温度に応じた冷却用ファンモータの回転数を柔軟に設定し、冷却対象を所望の程度で冷却することのできるファンモータ駆動装置および冷却装置の提供にある。

[0008] また、 LSIを冷却する冷却装置においては、周辺温度に応じて冷却ファンの制御を行うモードと、周囲の温度とは無関係に、外部力与えられる制御信号によって冷却の制御を行うモードの 2つの冷却モードを切り替えた、場合がある。外部から与えられる制御信号としては、デューティ比によって回転数を制御するパルス幅変調された信号が与えられる場合が多、。

[0009] ここで、上述の 2つの冷却モードを、外部力入力される制御信号の入力の有無に応じて切り替え、制御信号が入力されたとき制御信号にもとづいて冷却を行い、制御信号が入力されていないときには周辺温度にもとづいて冷却を行う場合を考える。このような冷却モードの切り替えを実現するひとつの方法として、冷却装置にマイコンを設け、制御信号の有無を判別する方法がある。しかしながら高価なマイコンを冷却装置に用いることは製品コストを上昇させることになる。

[0010] 本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その第 2の目的は、コストの上昇を抑えつつ制御信号の有無に応じて冷却モードの切り替え可能なモータ駆動装置および冷却装置の提供にある。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明のある態様はファンモータ駆動装置に関する。このファンモータ駆動装置は、ファンモータの回転数を制御する制御電圧に周囲温度に依存した第 1係数を乗じて第 1電圧として出力する第 1制御部と、制御電圧に所定の第 2係数を乗じて第 2電圧として出力する第 2制御部と、第 1、第 2電圧のいずれかを選択して出力する選択部と、選択部の出力にもとづいてファンモータを駆動する駆動制御部と、を備える。第 1係数と第 2係数は、ファンモータの回転数が上限に達すべき所定の温度で等しくなるように決定されている。選択部は、第 1係数が正の温度特性を有する場合には、第 1、第 2電圧のうち低い方を選択し、第 1係数が負の温度特性を有する場合には、第 1、第 2電圧のうち高い方を選択して出力する。

[0012] この態様によれば、所定の温度以下においては、ファンモータは、温度および制御電圧に依存する第 1電圧にもとづいて定まる回転数で駆動される。一方、所定の温度を超えると、ファンモータは制御電圧にのみ依存する第 2電圧にもとづいて定まる回転数で駆動される。すなわちこの態様は、ファンモータの回転数の上限値を制御電圧ごとに設定し、ある所定の温度以上となっても、ファンモータの回転数をその上限値に固定することができる。

[0013] 駆動制御部は、選択部から出力される電圧に応じてデューティ比が変化するパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調器と、パルス幅変調器により生成されるパルス幅変調信号にもとづいてファンモータを駆動する駆動部と、を備えてもよい。ノルス幅変調器は、第 2電圧に対応して定まるデューティ比を上限値としてパルス幅変調信号を生成してもよい。

ノルス幅変調 (Pulse Width Modulation：以下 PWMと略す）方式でファンモータを駆動する場合には、第 1、第 2電圧にもとづいてデューティ比を決定し、そのデュ一ティ比に対応した回転数でファンモータを回転させることができる。

[0014] 第 1制御部は、第 1抵抗とサーミスタを含み、制御電圧を抵抗分圧することにより、制御電圧に周囲温度に依存した第 1係数を乗じてもよい。

第 1抵抗の抵抗値、サーミスタの抵抗値の温度特性の正負、第 1抵抗とサーミスタの接続の方法によって第 1係数の周囲温度に対する依存性を調節することができる。

[0015] 選択部は、出力端子と、第 1、第 2電圧を比較する電圧比較器と、出力端子に第 1、第 2電圧のいずれかを切り替えて印加するスィッチと、を備え、スィッチは、電圧比較器の出力にもとづ!/、て切り替えられてもよ!/、。

[0016] ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であって、第 1、第 2制御部はそれぞれ、平滑ィ匕フィルタによって平滑化された制御電圧に第 1 、第 2係数を乗じて出力してもよい。

[0017] 本発明の別の態様もまた、ファンモータ駆動装置である。このファンモータ駆動装置は、ファンモータの回転数を制御する制御電圧に所定の係数を乗じて出力する制御部と、制御部の出力電圧と所定の基準電圧のいずれかを選択してファンモータの最低回転数を規定する電圧として出力する選択部と、制御電圧にもとづいてファンモータを駆動する駆動制御部と、を備える。駆動制御部は、選択部から出力される電圧に対応して定まる最低回転数以上でファンモータを駆動する。 [0018] この態様によれば、ファンモータの最低回転数は選択部から出力される電圧によつて定められるため、制御電圧の電圧が低くなつた場合においても、基準電圧で定められる回転数以下には下がらず、常に一定の回転数以上を保持することができる。

[0019] 駆動制御部は、制御電圧に応じてデューティ比が変化するパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調器と、パルス幅変調器により生成されるパルス幅変調信号にもとづいてファンモータを駆動する駆動部と、を備え、パルス幅変調器は、選択部から出力される電圧に対応して定まる最小デューティ比を下限値としてパルス幅変調信号を生成してもよい。

PWM方式でファンモータを駆動する場合には、制御電圧および選択部の出力電圧の両方にもとづ、てパルス幅変調信号のデューティ比を決定し、そのデューティ比に対応した回転数でファンモータを回転させることができる。

[0020] ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であって、制御部は、平滑ィ匕フィルタによって平滑化された制御電圧に所定の係数を乗じて出力してちょい。

[0021] 本発明のさらに別の態様は、冷却装置である。この冷却装置は、ファンモータと、上記ファンモータ駆動装置と、を備える。

[0022] この態様によれば、ファンモータの最低回転数、最高回転数を柔軟に設定することができ、冷却対象を所望の程度で冷却することができる。

[0023] 本発明のさらに別の態様のファンモータ駆動装置は、モータの回転数を制御するパルス幅変調された制御信号を平滑ィ匕し、第 1制御電圧として出力する平滑回路と、モータの回転数を制御する温度に依存した第 2制御電圧を出力する第 2制御電圧生成部と、第 1制御電圧と所定の基準電圧との電圧比較の結果にもとづき、第 1、第 2 制御電圧の!/、ずれかを選択して出力する選択部と、選択部の出力にもとづ!、てモータを駆動する駆動制御部と、を備える。

[0024] 平滑回路は、制御信号のデューティ比が大きくなるに従い、電圧値が大きくなるように第 1制御電圧を生成するとともに、選択部には、第 1、第 2制御電圧が入力され、第 1制御電圧が所定の基準電圧より低いとき第 1制御電圧を出力し、第 1制御電圧が基準電圧より高いとき第 2制御電圧を出力してもよい。 [0025] この態様によると、パルス幅変調された制御信号を平滑ィ匕して基準電圧と比較することによって、外部力も制御信号が入力されているかを判別することができ、外部からの制御信号の入力の有無に応じて、制御信号にもとづく冷却ファンの駆動と、第 2制御電圧にもとづく冷却ファンの駆動を切り替えることができる。

[0026] 平滑回路は、パルス幅変調された制御信号がベース端子に入力され、ェミッタ接地されたトランジスタと、トランジスタのコレクタ端子側に接続されたコンデンサと、トランジスタのベース端子に接続されたプルアップ抵抗と、を含み、トランジスタのコレクタ端子に現れる信号を第 1制御電圧として出力してもよい。

制御信号の入力が入力されるトランジスタのベース端子にプルアップ抵抗を接続することにより、制御信号が入力されていないときの第 1制御電圧を安定ィ匕することができる。

[0027] 第 2制御電圧生成部は、第 1抵抗とサーミスタが直列に接続され、定電圧が印加された抵抗群を含み、第 1抵抗とサーミスタの接続点の電圧を第 2制御電圧として出力してちよい。

[0028] 選択部は、第 1制御電圧と基準電圧を比較する電圧比較器と、電圧比較器よる電圧比較の結果にもとづき、第 1または第 2制御電圧のいずれかを切り替えて出力するスィッチと、を備えてもよい。選択部を電圧比較器およびスィッチを用いて構成することにより、回路を簡潔化することができる。

[0029] 本発明の別の態様は、冷却装置である。この装置は、ファンモータと、ファンモータの駆動を制御する上述のファンモータ駆動装置と、を備える。

この態様によると、ファンモータの回転制御を制御信号の入力の有無に応じて切り替えることができ、冷却対象を所望の程度で冷却することができる。

[0030] なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。発明の効果

[0031] 本発明に係る一の態様に係るファンモータ駆動装置によれば、ファンモータの回転数を柔軟に設定することができ、冷却対象を所望の程度で冷却することができる。また、本発明の別の態様に係るファンモータ駆動装置によれば、外部から入力される制御信号の有無に応じて冷却モードを切り替えることができる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]第 1の実施の形態に係るファンモータ駆動装置の構成を示す図である。

[図 2]図 2 (a)、（b)は、第 1電圧 VI、第 2電圧 V2、出力電圧 Vxと周囲温度 Taの関係を示す図である。

[図 3]電圧 Vxと周期電圧 Voscおよび PWM信号 Vpwmの関係を示す図である。

[図 4]第 1の実施の形態におけるファンモータの回転数と周囲温度の関係を、制御電圧をパラメータとして示す図である。

[図 5]第 2の実施の形態に係るファンモータ駆動装置の構成を示す図である。

[図 6]電圧 Vx、 Vminと周期電圧 Voscおよび PWM信号 Vpwmの関係を示す図である。

[図 7]第 2選択部の出力電圧と制御電圧の関係を示す図である。

[図 8]第 2の実施の形態におけるファンモータの回転数と周囲温度の関係を、制御電圧をパラメータとして示す図である。

[図 9]第 3の実施の形態に係る冷却装置の構成を示す図である。

[図 10]平滑回路の構成を示す回路図である。

[図 11]図 10の平滑回路の入出力特性を示す図である。

[図 12]選択部の構成例を示す回路図である。

[図 13]制御電圧と周期電圧および PWM信号の関係を示す図である。

符号の説明

[0033] 10 第 1制御部、 20 第 2制御部、 30 選択部、 32 第 1電圧比較器、 SW スィッチ、 40 駆動制御部、 50 パルス幅変調器、 52 第 2電圧比較器、 54 発振器、 60 駆動部、 62 ドライバ回路、 M スイッチングトランジスタ、 100 ファンモータ駆動装置、 110 ファンモータ、 200 ファンモータ駆動装置、 210 第 3制御部、 230 第 2選択部、 232 第 3電圧比較器、 300 冷却装置、 R1 第 1抵抗、 Rbl プルアップ抵抗、 410 平滑回路、 Q10 トランジスタ、 400 ファンモータ駆動装置、 420 第 2制御電圧生成部、 430 選択部。発明を実施するための最良の形態 [0034] (第 1の実施の形態）

本発明の実施の形態について、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの電子計算機に搭載され、 CPUなどを冷却するためのファンモータを駆動させるためのファンモータ駆動装置を例に説明する。

図 1は、第 1の実施の形態に係るファンモータ駆動装置 100を含む冷却装置 300の構成を示す。冷却装置 300は、ファンモータ駆動装置 100およびファンモータ 110を含む。ファンモータ 110は、冷却対象の CPU (図示せず）に近接して配置されておいる。ファンモータ駆動装置 100は、ファンモータ 110に接続されており、制御電圧 Vco ntおよび周囲温度 Taにもとづく回転数でファンを駆動し、冷却対象の CPUを冷却する。

[0035] ファンモータ駆動装置 100は、第 1制御部 10、第 2制御部 20、選択部 30、駆動制御部 40を含む。このファンモータ駆動装置 100にはファンモータの回転数を指示する制御電圧 Vcontが入力されて!、る。

[0036] 第 1制御部 10は、制御電圧 Vcontに周囲温度 Taに依存した第 1係数を乗じて第 1 電圧 VIとして出力する。この第 1制御部 10は、サーミスタ Rthと第 1抵抗 R1を含む。サーミスタ Rthと第 1抵抗 R1は、制御電圧 Vcontが印加された端子と接地電位間に直列に接続されており、抵抗分圧によって 2つの抵抗の接続点の電位を第 1電圧 VI として出力する。サーミスタ Rthは、冷却対象となる CPUの周辺に設けられており、周囲温度 Taによって抵抗値が変化する。

[0037] 第 1電圧 VIは、制御電圧 Vcont、第 1抵抗 R1およびサーミスタ Rthを用いて、 VI

= Vcont XRthZ (Rl +Rth)で与えられる。いま、サーミスタ Rthの抵抗値は周囲温度 Taの関数として与えられるから、比例定数 RthZ (Rl +Rth)は、周囲温度 Ta に依存することになる。この比例定数を第 1係数 alとする。

[0038] サーミスタ Rthの抵抗値が負の温度特性を有するとき、第 1係数 alも負の温度特性を有することになるから、第 1電圧 VIは周囲温度 Taの上昇とともに小さくなる。

[0039] 第 2制御部 20は、第 2抵抗 R2および第 3抵抗 R3を含む。第 2制御部 20は、制御電圧 Vcontを第 2抵抗 R2および第 3抵抗 R3により抵抗分圧し、第 2係数 a2を乗じて第 2電圧 V2として出力する。第 2係数 a2は、第 2抵抗 R2および第 3抵抗 R3の抵抗値を用いて、 a2=R3Z (R2+R3)で与えられ、第 2制御部 20の出力電圧である第 2電圧 V2は、 V2 = a2 X Vcont=R3/ (R2+R3) X Vcontで与えられる。ここで、第 2 係数 a2は周囲温度 Taには依存しない一定値となる。

[0040] 選択部 30には、第 1制御部 10から出力される第 1電圧 VIおよび第 2制御部 20から出力される第 2電圧 V2が入力されている。選択部 30は、第 1、第 2電圧のうち高い方を選択して出力する。この選択部 30は、第 1電圧比較器 32、スィッチ SWを含む。第 1電圧比較器 32は、第 1電圧 VIおよび第 2電圧 V2を比較し、 V1 >V2のときハイレベルを、 VI <V2のときローレベルを出力する。

[0041] スィッチ SWは、第 1入力端子 34、第 2入力端子 36および出力端子 38を有している。第 1入力端子 34および第 2入力端子 36にはそれぞれ、第 1電圧 VI、第 2電圧 V2 が印加されている。スィッチ SWは、第 1電圧比較器 32から出力される電圧がハイレベルのとき第 1入力端子 34側にオンし、ローレベルのとき第 2入力端子 36側にオンする。その結果、出力端子 38には、第 1電圧比較器 32における電圧比較の結果、 V 1 >V2のとき VIが出力され、 V1 <V2のとき V2が出力される。

このようにして選択部 30は、第 1電圧 VIおよび第 2電圧 V2のうち、高い方の電圧を選択して出力する。

[0042] ここで、第 1係数 alと第 2係数 a2は、ファンモータの回転数が上限に達すべき所定の温度で等しくなるように決定されて、る。

すなわち、ファンモータの回転数が上限に達すべき温度を Tmaxとし、その温度の時のサーミスタ Rthの抵抗値を Rth (Tmax)と書けば、 Rth (Tmax) / (Rl +Rth (T max) ) =R3Z (R2+R3)が成り立つように各抵抗値は選ばれている。

[0043] 第 1係数 alは負の温度特性を有し、第 2係数 a2は温度によらない一定値をとる。したがって、周囲温度 Taく Tmaxのとき、 al >a2力 S成り立ち、 Ta>Tmaxのとき、 al

< a2が成り立つ。

図 2 (a)、（b)は、第 1電圧 VI、第 2電圧 V2、出力電圧 Vxと周囲温度 Taの関係を示す。図 2 (a)に示すように、第 1電圧 VIおよび第 2電圧 V2は、いずれも制御電圧 V contにそれぞれ係数 al、 a2を乗じた値であるから、第 1電圧 VIと第 2電圧 V2の大小関係は、 Taく Tmaxのとき V1 >V2であり、 Ta>Tmaxのとき V2く VIとなる。その結果、選択部 30から出力される電圧 Vxは周囲温度 Taによって決定され、図 2 (b)に示すように Ta<Tmaxのとき第 1電圧 VI力 Ta>Tmaxのとき第 2電圧 V2が選択されて電圧 Vxとして出力される。

[0044] 選択部 30から出力された電圧 Vxは、駆動制御部 40に入力される。駆動制御部 40 は、パルス幅変調器 50および駆動部 60を含み、入力された電圧 Vxにもとづいてフアンモータ 110を駆動する。

[0045] ノルス幅変調器 50は、第 2電圧比較器 52、発振器 54を含み、入力された電圧 Vx にもとづき、オン期間の変化する PWM信号 Vpwmを生成する。

発振器 54は、三角波あるいはのこぎり波状の周期電圧 Voscを出力する。なお、パルス幅変調器 50は、入力された電圧 Vxを所定の増幅率で増幅する増幅器を備えてもよぐ電圧 Vxを適切な信号レベルに変換することにより、サーミスタ Rth の特性にあわせて幅広、設定が可能となる。

[0046] 第 2電圧比較器 52には、選択部 30および発振器 54からそれぞれ Vxおよび Vosc が入力されている。第 2電圧比較器 52は、電圧 Vxと周期電圧 Voscを比較し、 Vosc >Vxのときハイレベルを、 Vosc<Vxのときローレベルを PWM信号として出力する。この PWM信号 Vpwmは、電圧 Vxの大きさによってハイレベルおよびローレベルの期間が変化するパルス幅変調された信号となる。

[0047] 図 3は、電圧 Vxと周期電圧 Voscおよび PWM信号 Vpwmの関係を示す。電圧 Vx の値が Vxl、 Vx2と小さくなるに従って、 PWM信号 Vpwmのオン期間は長くなつていく。ここで、選択部 30の出力電圧 Vxは、図 2に示すように第 2制御部 20により定められる第 2電圧 V2より低くなることはない。すなわち、 PWM信号のオン期間は、 TO Nmaxが上限となる。

パルス幅変調器 50により生成された PWM信号 Vpwmは、駆動部 60へと入力される。

[0048] 駆動部 60は、 PWM信号 Vpwmにもとづ、てファンモータ 110を駆動し、ドライバ回路 62、スイッチングトランジスタ Ml〜M4、検出抵抗 Rdを含む。

スイッチングトランジスタ M1〜M4は、 MOSFETであり、ゲート端子に印加される電圧に応じてスイッチング動作し、ファンモータ 110に間欠的に駆動電圧を供給する。これらのスイッチングトランジスタ M1〜M4は Hブリッジ回路を構成している。スイツチングトランジスタ M2、 M3をオフしておき、スイッチングトランジスタ Ml、 M4を同期してオンオフさせることにより、ファンモータ 110の一端子には電源電圧 Vddが、他端子には接地電位に近、電圧が印加され、ファンモータ 110をある方向に回転させることができる。検出抵抗 Rdは、ファンモータ 110に流れるモータ電流を電圧に変換し、ドライバ回路 62にフィードバックする。

[0049] ドライバ回路 62は、パルス幅変調器 50から出力される PWM信号 Vpwmおよび検出抵抗 Rdからの帰還電圧にもとづいてスイッチングトランジスタ M 1〜M4のオンオフを制御する。ドライバ回路 62は、 PWM信号 Vpwmのオン期間 Tonの間、スィッチングトランジスタ Ml、 M4のペア、あるいは M2、 M3のペアをオンしてファンモータ 110 に駆動電圧を印加する。したがって、ファンモータ 110には、 PWM信号 Vpwmのォン期間が長いほど駆動電圧が印加され、大きなトルクで、すなわち高回転数で回転すること〖こなる。

[0050] 図 4は、ファンモータ 110の回転数と周囲温度 Taの関係を、制御電圧 Vcontをパラメータとして示している。図 3に示したように、 PWM信号 Vpwmのオン期間は、選択部 30から出力される電圧 Vxによって決定され、電圧 Vxは図 2 (b)に示す温度依存性を有している。また、第 1電圧 VI、第 2電圧 V2はいずれも、制御電圧 Vcontに比例するため、選択部 30の出力電圧 Vxも制御電圧 Vcontに比例することになる。選択部 30の出力電圧 Vxが低いほど、すなわち制御電圧 Vcontが低いほど PWM信号のオン期間は長くなりファンモータ 110の回転数が上がる。

[0051] ここで、周囲温度 Taが上昇すると図 2に示すように選択部 30の出力電圧 Vxは低くなるため、ファンモータ 110の回転数は上昇することになる力ある一定温度 Tmax に達したところで、出力電圧 Vxは一定値をとり、 PWM信号 Vpwmのオン期間は TO Nmaxとなって、ファンモータ 110の回転数は一定値に保たれることになる。

[0052] 以上のように本実施の形態に係るファンモータ駆動装置 100によれば、制御電圧 V contおよび周囲温度 Taに応じてファンモータ 110の回転数を変化させつつも、ある一定温度 Tmax以上となったときに回転数をそれ以上上昇させずに一定値に保つことができる。この回転数が上限値に達する温度 Tmaxは、第 1制御部 10、第 2制御部 20の抵抗値によって調節することができるため、冷却装置による冷却の程度を CPU に応じて柔軟に変化させることができる。

[0053] (第 2の実施の形態）

図 5は、第 2の実施の形態に係るファンモータ駆動装置 200の構成を示す。第 1の実施の形態に係るファンモータ駆動装置 100がファンモータ 110の回転数の上限を制限するための技術であつたのに対し、本実施の形態に係るファンモータ駆動装置 200は、ファンモータ 110の回転数の下限値を制御するための技術を付カ卩したものである。

[0054] ファンモータ駆動装置 200は、図 1のファンモータ駆動装置 100の構成要素に加えて、第 3制御部 210および第 2選択部 230を備えている。図 5において、図 1と同様の構成要素には同一の符号を付し、都度説明を省略する。

[0055] 第 3制御部 210は、第 4抵抗 R4および第 5抵抗 R5を含む。第 3制御部 210は、制御電圧 Vcontを第 4抵抗 R4および第 5抵抗 R5により抵抗分圧し、第 3係数 a3を乗じて第 3電圧 V3として出力する。第 3係数 a3は、第 4抵抗 R4および第 5抵抗 R5の抵抗値を用いて、 a3=R5Z (R4+R5)で与えられ、第 3制御部 210の出力電圧である第 3電圧 V3は、 V3 = a3 XVcont=R5/ (R4+R5) X Vcontで与えられる。第 3係数 a3は周囲温度 Taには依存しない一定値となる。

[0056] 第 2選択部 230には、第 3制御部 210から出力される第 3電圧 V3および基準電圧 Vrefが入力されている。第 2選択部 230は、第 3電圧 V3もしくは基準電圧 Vrefのうち低い方を選択して出力する。この第 2選択部 230は、第 3電圧比較器 232、第 2スイツチ SW2を含む。第 3電圧比較器 232は、第 3電圧 V3および基準電圧 Vrefを比較し、 V3 > Vrefのときハイレベルを、 V3く Vrefのときローレベルを出力する。

[0057] 第 2スィッチ SW2は、入力端子 234、 236および出力端子 238を有して、る。入力端子 234および入力端子 236にはそれぞれ、第 3電圧 V3、基準電圧 Vrefが印加されている。第 2スィッチ SW2は、第 3電圧比較器 232から出力される電圧がローレべルのとき入力端子 234側にオンし、ハイレベルのとき入力端子 236側にオンする。その結果、出力端子 238には、第 3電圧比較器 232における電圧比較の結果、 V3 > Vrefのとき Vrefが出力され、 V3く Vrefのとき V3が出力される。このようにして第 2選択部 230は、第 3電圧 V3および基準電圧 Vrefのうち、低い方の電圧を選択し、出力電圧 Vminとして出力する。

[0058] この出力電圧 Vminは、選択部 30からの出力電圧 Vxとともに駆動制御部 40 'へと入力される。第 2電圧比較器 52，は、 Vosc、 Vx、 Vminの 3つの電圧にもとづいて P WM信号 Vpwmを生成する。第 2電圧比較器 52'は、電圧 Vxと電圧 Vminを比較し、低、方の電圧と周期電圧 Voscにもとづ、て PWM信号を生成する。

[0059] 図 6は、電圧 Vx、 Vminと周期電圧 Voscおよび PWM信号 Vpwmの関係を示す。

選択部 30の出力電圧 Vxが上昇するに従って PWM信号 Vpwmのオン期間は短くなる力 Vx> Vminとなるとオン期間は下限値に達し、それ以上短くならない。すなわちファンモータ 110の回転数は、第 2選択部 230の出力電圧 Vminで定まる最低回転数以下になることはない。

[0060] 図 7は、第 2選択部 230の出力電圧 Vminと制御電圧 Vcontの関係を示す。第 2選択部 230は、制御電圧 Vcontに比例する第 3電圧 V3と基準電圧 Vrefのうち、低い方の電圧を選択して出力する。したがって、制御電圧 Vcontを上げていくと、第 3電圧 V3もそれに比例して上がっていくが、第 2選択部 230の出力電圧 Vminは、基準電圧 Vref以上には上がらない。

[0061] 図 8は、本実施の形態に係るファンモータ 110の回転数と周囲温度 Taの関係を、制御電圧 Vcontをパラメータとして示してヽる。制御電圧 Vcontが上がるにつれて、ファンモータ 110の最低回転数は下がっていく力 Vmin= Vrefのときの最低回転数以下には下がらない。

[0062] このように、本実施の形態に係るファンモータ駆動装置 200によれば、制御電圧 Vc ontによらず、ファンモータ 110の回転数を最低回転数以上で回すように設定することがでさる。

[0063] 上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

[0064] 実施の形態においては、制御電圧 Vcontが直流電圧で与えられる場合について説明したがパルス幅変調された信号であってもよい。この場合、制御電圧を平滑化フィルタによって平滑ィ匕して第 1制御部 10、第 2制御部 20、第 3制御部 210に入力すればよい。平滑ィ匕フィルタとしては、一般的な RCフィルタなどを用いることができる。

[0065] 第 1あるいは第 2の実施の形態において、選択部 30や第 2選択部 230の機能は、最小値回路や最大値回路を用いても実現することができる。また、本実施の形態にお、てサ一ミスタは負の温度特性を有する場合にっ、て説明した力正の温度特性を有するポジスタであってもよい。この場合、選択部 30は、第 1電圧 VIと第 2電圧 V2 のうち、低い方の電圧を選択して出力すればよい。

[0066] 第 1あるいは第 2の実施の形態において、ファンモータ駆動装置 100、 200を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよぐまたは別の集積回路に分けて構成されていてもよぐさらにはその一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積ィ匕するかは、コストや占有面積、用途などに応じて決めればよい。

[0067] また、第 1あるいは第 2の実施の形態において、冷却装置 300を電子計算機に搭載して CPUを冷却する場合について説明した力本発明の用途はこれには限定されず、発熱体を冷却するさまざまなアプリケーションに用いることができる。

[0068] (第 3の実施の形態）

図 9は、第 3の実施の形態に係る冷却装置 1000の構成を示す。冷却装置 1000は、ファンモータ 110と、ファンモータ 110を制御するファンモータ駆動装置 400を備え、外部力与えられる制御信号 CNTまたは周囲温度 Taにもとづく回転数でファンを駆動し、冷却対象の CPUを冷却する。

[0069] ファンモータ駆動装置 400は、平滑回路 410、第 2制御電圧生成部 420、基準電圧源 422、選択部 430、駆動制御部 40を含む。このファンモータ駆動装置 400には、外部力もファンモータ 110の回転数を指示する制御信号 CNTが入力されて、る。制御信号 CNTは、パルス幅変調されており、そのデューティ比に応じてファンモータ 110の回転数が制御される。

[0070] 平滑回路 410は、パルス幅変調された制御信号 CNTを平滑化し、第 1制御電圧 V cntlとして出力する。図 10は、平滑回路 410の構成を示す回路図である。

平滑回路 410は、入力抵抗 Ril、トランジスタ Q10、プルアップ抵抗 Rbl、第 1コレクタ抵抗 Rcl、第 2コレクタ抵抗 Rc2、平滑ィ匕コンデンサ Cl、第 1出力抵抗 Rol、第 2 出力抵抗 Ro2を含む。

[0071] トランジスタ Q 10はェミッタ接地されており、そのベース端子には、パルス幅変調された制御信号 CNTが入力される。入力抵抗 Rilは、トランジスタ Q 10のベース端子に接続されており、平滑回路 410の入力インピーダンスを調節する。

トランジスタ Q10のコレクタ端子には、安定ィ匕された電圧 Vregが、第 1コレクタ抵抗 Rcl、第 2コレクタ抵抗 Rc2を介して印加されている。プルアップ抵抗 Rblは、トランジスタ Q10のベース端子に接続され、入力信号となる制御信号 CNTが入力されていな V、ときのベース電圧を電圧 Vregに安定化して!/、る。

[0072] 第 1コレクタ抵抗 Rclと第 2コレクタ抵抗 Rc2の接続点と、接地電位間には平滑ィ匕コンデンサ C 1が設けられて、る。トランジスタ Q 10によりェミッタ接地増幅された制御信号 CNTは、ハイレベルとローレベルが反転してコレクタ端子から出力される。平滑ィ匕コンデンサ C1および第 1コレクタ抵抗 Rcl、第 2コレクタ抵抗 Rc2はローパスフィルタを構成し、トランジスタ Q10のコレクタ端子から出力される増幅された制御信号 CNT' は、このローパスフィルタによって高周波成分が除去されて出力される。

[0073] 平滑回路 410の出力段には、直列に接続された第 1出力抵抗 Rol、第 2出力抵抗 Ro2が、平滑ィ匕コンデンサ C1と並列に接続されている。平滑回路 410は、第 1出力抵抗 Rolおよび第 2出力抵抗 Ro2によって、平滑ィ匕コンデンサ C1により平滑ィ匕された制御信号を抵抗分圧し、 2つの抵抗の接続ノードに現れる電圧を、第 1制御電圧 V cntlとして出力する。なお、第 1制御電圧 Vcntlは、第 1出力抵抗 Rol、第 2出力抵抗 Ro2の接続点力もではなぐ平滑ィ匕コンデンサ C1と第 2出力抵抗 Ro2の接続点から出力されてもよい。

[0074] 図 11は、平滑回路 410の入出力特性を示す図である。図 11の横軸はパルス幅変調された制御信号 CNTのデューティ比を、縦軸は平滑回路 410から出力される第 1 制御電圧 Vcntlを表して!/、る。

図 10の平滑回路 410においては、トランジスタ Q10のベース端子に入力される信号 CNTと、コレクタ端子に現れる信号 CNT'は、ハイレベルとローレベルが反転した信号となる。したがって、トランジスタ Q10のベース端子に入力される制御信号 CNT のデューティ比が増加するに従い、コレクタ端子に現れる制御信号 CNT，のデューティ比は減少する。

[0075] その結果、平滑化コンデンサ C1によって高周波成分が除去された第 1制御電圧 V cntlは、外部から入力される制御信号 CNTのデューティ比に応じた値をとる。第 1制御電圧 Vcntlは、図 11に示すように、第 1制御電圧制御信号 CNTのデューティ比が低いときトランジスタ Q1のコレクタ端子に印加されている安定ィ匕された定電圧 Vreg に近い値をとり、デューティ比が高くなるに従って低くなる。このように平滑回路 410 は、パルス幅変調された制御信号 CNTを平滑ィ匕し、後段の選択部 430へ出力する。

[0076] 図 9に戻る。第 2制御電圧生成部 420は、ファンモータ 110の回転数を制御する周囲温度 Taに依存した第 2制御電圧 Vcnt2を生成する。第 2制御電圧生成部 420は、第 1抵抗 R1とサーミスタ Rthが直列に接続され、安定化された定電圧 Vregが印加された抵抗群を含む。サーミスタ Rthは、冷却対象となる CPUの周辺に設けられており、周囲温度 Taによってその抵抗値が変化する。第 2制御電圧生成部 420は、第 1抵抗 R1とサーミスタ Rthの接続点の電圧を第 2制御電圧 Vcnt2として出力する。第 2制御電圧 Vcnt2は、第 1抵抗 R1およびサーミスタ Rthの抵抗値、定電圧 Vregを用いて、 Vcnt2= Vreg XRthZ (Rl +Rth)で与えられる。サーミスタ Rthの抵抗値は、負の温度特性を有しており、周囲温度 Taが上昇すると、抵抗値が減少する。

以上のように構成される第 2制御電圧生成部 420からは、周囲温度 Taの上昇にともなって電圧値が低下する第 2制御電圧 Vcnt2が出力される。

[0077] 選択部 430は、上述の第 1制御電圧 Vcntl、第 2制御電圧 Vcnt2のいずれかを選択して制御電圧 Vxとして出力する。この選択部 430は、第 1電圧比較器 432、スイツチ SWを含む。選択部 430には、第 1制御電圧 Vcntl、第 2制御電圧 Vcnt2に加えて、基準電圧源 422から出力される基準電圧 Vrefが入力されてヽる。

[0078] 第 1電圧比較器 432は、第 1制御電圧 Vcntlと基準電圧 Vrefとの電圧比較を行い、 Vcntl > Vrefのときハイレベルを、 Vcntl < Vrefのときローレベルを出力する。

[0079] スィッチ SWは、第 1入力端子 34、第 2入力端子 36および出力端子 38を有している。第 1入力端子 34および第 2入力端子 36にはそれぞれ、第 1制御電圧 Vcntl、第 2 制御電圧 Vcnt2が印加されている。スィッチ SWは、第 1電圧比較器 432から出力される電圧がローレベルのとき第 1入力端子 34側にオンし、ハイレベルのとき第 2入力端子 36側にオンする。その結果、出力端子 38には、 Vcntl >Vrefのとき第 2制御電圧 Vcnt2が、 Vent 1 < Vrefのとき第 1制御電圧 Vent 1が現れる。

選択部 430は、出力端子 38に現れる第 1制御電圧 Vcntlもしくは第 2制御電圧 Vc nt2のいずれかを制御電圧 Vxとして駆動制御部 40に出力する。

[0080] 選択部 430のスィッチ SWは、 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Fiel d Effect Transitor)を用いたトランスファーゲートなどにより構成することができる

。また、スィッチ SWとしては、巿販されるスィッチ素子を用いてもよい。

[0081] 選択部 430は、図 12に示すように構成してもよい。図 12の選択部 430は、第 1電圧 it 432、 1ノッフ: τ80、 2ノッフ: τ82、 ¾¾R31, R32、 R33、 R34、トランジスタ Q31、 Q32、 Q33、 Q34、 Q35、インバータ 84を含む。

[0082] 第 1入力端子 34に入力された第 1制御電圧 Vcntlは、第 1バッファ 80および抵抗

R31を介して NPN型のバイポーラトランジスタであるトランジスタ Q32のベース端子に入力される。

トランジスタ Q32のベース端子と接地電位間にはスイッチング素子として機能するトランジスタ Q31が接続されている。トランジスタ Q31のベース端子には、第 1電圧比較器 432の出力が入力される。

[0083] トランジスタ Q32のェミッタ端子は、トランジスタ Q35のベース端子に接続される。トランジスタ Q35のベース端子と接地間には、回路動作を安定ィ匕するための抵抗 R33 が接続されている。

[0084] 第 2バッファ 82、抵抗 R32、トランジスタ Q33、 Q34はそれぞれ、上述の第 1バッファ 80、抵抗 R31、トランジスタ Q31、 Q34に対応して設けられている。トランジスタ Q3 1と対応するトランジスタ Q33のベース端子にはインバータ 84が接続されており、第 1 電圧比較器 432の出力が反転して入力されている。

[0085] 選択部 430の出力段に設けられたトランジスタ Q35は、 PNP型のバイポーラトランジスタであって、出力トランジスタとして機能する。このトランジスタ Q35のェミッタ端子には、抵抗 R34を介して安定ィ匕された電圧 Vregが印加されている。トランジスタ Q35 のェミッタ端子は出力端子 38と接続されており、出力端子 38からは制御電圧 Vxが出力される。 [0086] 第 1電圧比較器 432の出力は、インバータ 84を介してトランジスタ Q33に入力され、トランジスタ Q31には直接入力されているため、トランジスタ Q31とトランジスタ Q33 はいずれか一方がオンする。すなわち、 Vcntl >Vrefのとき、第 1電圧比較器 432 はハイレベルを出力するため、トランジスタ Q31がオンし、トランジスタ Q33がオフする。逆に、 Vent l <Vrefのとき、トランジスタ Q31がオフとなり、トランジスタ Q33がォンとなる。

[0087] Vcntl >Vrefのとき、トランジスタ Q31がオンすると、トランジスタ Q32のベース端子は接地電位付近まで低下して固定されるため、トランジスタ Q32はオフする。

このとき、逆にトランジスタ Q33はオフとなるため、トランジスタ Q34においてベース端子に入力された第 2制御電圧 Vcnt2が増幅され、そのェミッタ端子の電圧は、（Vc nt2-Vbe)となる。トランジスタ Q34のェミッタ端子はトランジスタ Q35のベース端子に接続されるため、トランジスタ Q35のベース端子の電圧も（Vcnt2— Vbe)となる。その結果、トランジスタ Q35のェミッタ端子である出力端子 38からは、第 2制御電圧 V cnt2が制御電圧 Vxとして出力される。

[0088] 一方、 Vent KVrefのとき、トランジスタ Q33がオンするため、トランジスタ Q34はオフとなる。このとき逆に、トランジスタ Q31はオフするため、トランジスタ Q32のべ一ス端子に入力される第 1制御電圧 Vcntlが増幅され、そのェミッタ端子、すなわちトランジスタ Q35のベース端子には、電圧（Vcntl— Vbe)が現れる。その結果、トランジスタ Q35のェミッタ端子である出力端子 38からは、第 1制御電圧 Vcntlが制御電圧 Vxとして出力される。

[0089] 図 9に戻る。選択部 430から出力された制御電圧 Vxは、駆動制御部 40に入力される。駆動制御部 40は、パルス幅変調器 50および駆動部 60を含み、入力された制御電圧 Vxにもとづ、てファンモータ 110を駆動する。

[0090] ノルス幅変調器 50は、第 2電圧比較器 52、発振器 54を含み、入力された制御電圧 Vxにもとづき、オン期間の変化する PWM (Pulse Width Modulation)信号 V pwmを生成，る。

発振器 54は、三角波あるいはのこぎり波状の周期電圧 Voscを出力する。なお、パルス幅変調器 50は、入力された電圧 Vxを所定の増幅率で増幅する増幅器を備えてもよぐ制御電圧 Vxを適切な信号レベルに変換することにより、サーミスタ Rthの特性にあわせて幅広、設定が可能となる。

[0091] 第 2電圧比較器 52には、選択部 430および発振器 54からそれぞれ制御電圧 Vxおよび周期電圧 Voscが入力されている。第 2電圧比較器 52は、制御電圧 Vxと周期電圧 Voscを比較し、 Vosc >Vxのときハイレベルを、 Voscく Vxのときローレベルを P WM信号として出力する。この PWM信号 Vpwmは、制御電圧 Vxの大きさによってハイレベルおよびローレベルの期間が変化するパルス幅変調された信号となる。

[0092] 図 13は、制御電圧 Vxと周期電圧 Voscおよび PWM信号 Vpwmの関係を示す。電圧 Vxの値が Vxl、 Vx2と小さくなる〖こ従って、 PWM信号 Vpwmのオン期間は長く、すなわちデューティ比は高くなつていく。

ここで、選択部 430から出力される制御電圧 Vxが第 1制御電圧 Vcntlのとき、 PW M信号 Vpwmのデューティ比は、外部力入力された制御信号 CNTにもとづ、て変化する。上述のように、制御信号 CNTのデューティ比が高いほど、第 1制御電圧 Vcn tlは低くなるため、 PWM信号 Vpwmのデューティ比は高くなる。

[0093] また、選択部 430から出力される制御電圧 Vxが第 2制御電圧 Vcnt2のとき、 PWM 信号 Vpwmのデューティ比は、周囲温度 Taにもとづいて変換する。上述のように、周囲温度 Taが高いほど、第 2制御電圧 Vcnt2は低くなるため、 PWM信号 Vpwmのデユーティ比は高くなる。

[0094] 駆動部 60は、 PWM信号 Vpwmにもとづ、てファンモータ 110を駆動し、ドライバ回路 62、スイッチングトランジスタ Ml〜M4、検出抵抗 Rdを含む。

スイッチングトランジスタ M1〜M4は、 MOSFETであり、ゲート端子に印加される電圧に応じてスイッチング動作し、ファンモータ 110に間欠的に駆動電圧を供給する。これらのスイッチングトランジスタ M1〜M4は Hブリッジ回路を構成している。スイツチングトランジスタ M2、 M3をオフしておき、スイッチングトランジスタ Ml、 M4を同期してオンオフさせることにより、ファンモータ 110の一端子には電源電圧 Vddが、他端子には接地電圧に近、電圧が印加され、ファンモータ 110をある方向に回転させることができる。検出抵抗 Rdは、ファンモータ 110に流れるモータ電流を電圧に変換し、ドライバ回路 62にフィードバックする。

[0095] ドライバ回路 62は、パルス幅変調器 50から出力される PWM信号 Vpwmおよび検出抵抗 Rdからの帰還電圧にもとづいてスイッチングトランジスタ M 1〜M4のオンオフを制御する。ドライバ回路 62は、 PWM信号 Vpwmのオン期間 Tonの間、スィッチングトランジスタ Ml、 M4のペア、あるいは M2、 M3のペアをオンしてファンモータ 110 に駆動電圧を印加する。したがって、ファンモータ 110には、 PWM信号 Vpwmのォン期間が長いほど駆動電圧が印加され、大きなトルクで、すなわち高回転数で回転すること〖こなる。

[0096] 以上のように構成されたファンモータ駆動装置 400の動作にっ、て説明する。

図 11に示すように、ファンモータ駆動装置 400に制御信号 CNTが入力されてヽないとき、すなわちデューティ比が 0%のとき、平滑回路 410から出力される第 1制御電圧 Vcntlは、最大電圧となる。第 1制御電圧 Vcntlは、制御信号 CNTのデューティ比の上昇にともなって低下し、所定のデューティ比 D1より大きくなると、基準電圧源 4 22から出力される基準電圧 Vrofよりも低くなる。

[0097] したがって、選択部 430は、第 1制御電圧 Vcntlが基準電圧 Vrefより高いとき、すなわち、制御信号 CNTのデューティ比が所定値 D1より低いとき、第 2制御電圧 Vent 2を出力する。逆に、第 1制御電圧 Vcntlが基準電圧 Vrofより低いとき、すなわち、制御信号 CNTのデューティ比が所定値 D1より高いとき、第 1制御電圧 Vcntlを出力する。

[0098] ファンモータ駆動装置 400は、制御信号 CNTが無入力状態、またはそのデューティ比が所定値 D1より低いときには、第 2制御電圧 Vcnt2にもとづいて、周辺温度 Ta に応じた冷却ファンの制御を行う。第 2制御電圧 Vcnt2は、周囲温度 Taの上昇にともない、低下する電圧である。図 13に示すように、駆動制御部 40は、制御電圧 Vxが低いほどデューティ比の高いパルス幅変調信号 Vpwmを生成するため、周囲温度 T aの上昇にともない、ファンモータ 110の回転数が上昇し冷却能力が高くなる。

[0099] また、ファンモータ駆動装置 400は、デューティ比が所定値 D1より制御信号 CNT が入力されるとき、周囲温度 Taとは無関係に、外部から与えられる制御信号 CNTによって冷却の制御を行う。制御信号 CNTのデューティ比が上昇すると、図 11に示すように、第 1制御電圧 Vcntlは低下するため、選択部 430から出力される制御電圧 V Xも低下する。その結果、ノルス幅変調信号 Vpwmのデューティ比が高くなるため、ファンモータ 110の回転数が上昇し、冷却能力が高められる。

[0100] 以上のように本実施の形態に係るファンモータ駆動装置 400によれば、平滑回路 4 10によりパルス幅変調された制御信号 CNTをー且、直流の第 1制御電圧 Vcntlに変換し、選択部 430において基準電圧 Vrefと比較し、その入力の有無を判定する。その後、駆動制御部 40において再び PWM信号 Vpmwに戻し、ファンモータ 110を駆動する。

[0101] このファンモータ駆動装置 400によれば、制御信号 CNTが無入力状態のときには、周囲温度 Taに依存した回転数でファンモータ 110を駆動し、制御信号 CNTが入力された状態のときには、その制御信号 CNTのデューティ比に依存した回転数でフアンモータ 110を駆動することができる。

[0102] 本実施の形態に係るファンモータ駆動装置 400は、制御信号 CNTの入力の有無の判別を、平滑回路 410、選択部 430を用いた簡易な構成にて実現することができるため、マイコンなどを用いて構成したときと比べて、コストを抑えることができる。

[0103] 上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

[0104] 第 3の実施の形態において第 2制御電圧生成部 420に用いたサーミスタ Rthは負の温度特性を有する場合にっヽて説明した力正の温度特性を有するポジスタであつてもよい。このときは、第 1抵抗 R1とサーミスタ Rthの位置を入れ替えればよい。

[0105] 第 3の実施の形態で説明したノヽィレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であつて、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。平滑回路 410は、制御信号 CNTのデューティ比が大きくなるに従って電圧値の減少する第 1制御電圧 Vcntlを生成した力逆であってもよい。たとえば、平滑回路 410を RCフィルタで構成した場合には、制御信号 CNTのデューティ比が大きくなるにしたがって第 1制御電圧 Vcntlの電圧値は大きくなる。この場合、第 2制御電圧 Vcnt2が正温特を有するように第 2制御電圧生成部 420を構成するとともに、後段のロジックをすベて反転して構成してもよ、。

[0106] 第 3の実施の形態において、ファンモータ駆動装置 400を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよぐまたは別の集積回路に分けて構成されていてもよぐさらにはその一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、コストや占有面積、用途などに応じて決めればよい。

産業上の利用可能性

[0107] 本発明に係るファンモータ駆動装置は、ファンモータを回転させて物体を冷却する冷却装置に好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲 [1] ファンモータの回転数を制御する制御電圧に周囲温度に依存した第 1係数を乗じて第 1電圧として出力する第 1制御部と、前記制御電圧に所定の第 2係数を乗じて第 2電圧として出力する第 2制御部と、前記第 1、第 2電圧のいずれかを選択して出力する選択部と、前記選択部の出力にもとづ、て前記ファンモータを駆動する駆動制御部と、を備え、前記第 1係数と前記第 2係数は、ファンモータの回転数が上限に達すべき所定の温度で等しくなるように決定されており、前記選択部は、前記第 1係数が正の温度特性を有する場合には、前記第 1、第 2電圧のうち低い方を選択し、前記第 1係数が負の温度特性を有する場合には、前記第

1、第 2電圧のうち高い方を選択して出力することを特徴とするファンモータ駆動装置

[2] 前記第 1制御部は、第 1抵抗とサーミスタを含み、前記制御電圧を抵抗分圧することにより、前記制御電圧に前記周囲温度に依存した第 1係数を乗ずることを特徴とする請求項 1に記載のファンモータ駆動装置。

[3] 前記選択部は、

出力端子と、

前記第 1、第 2電圧を比較する電圧比較器と、

前記出力端子に前記第 1、第 2電圧のいずれかを切り替えて印加するスィッチと、を備え、前記スィッチは、前記電圧比較器の出力にもとづいて切り替えられることを特徴とする請求項 1に記載のファンモータ駆動装置。

[4] 前記ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であつて、前記第 1、第 2制御部はそれぞれ、平滑ィ匕フィルタによって平滑化された前記制御電圧に前記第 1、第 2係数を乗じて出力することを特徴とする請求項 1に記載のフアンモータ駆動装置。

[5] ファンモータの回転数を制御する制御電圧に所定の係数を乗じて出力する制御部と、

前記制御部の出力電圧と所定の基準電圧のいずれかを選択して前記ファンモータの最低回転数を規定する電圧として出力する選択部と、

前記制御電圧にもとづいて前記ファンモータを駆動する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記選択部から出力される電圧に対応して定まる最低回転数以上で前記ファンモータを駆動することを特徴とするファンモータ駆動装置

[6] 前記ファンモータの回転数を制御する制御電圧はパルス幅変調された信号であつて、前記制御部は、平滑ィ匕フィルタによって平滑ィ匕された前記制御電圧に前記所定の係数を乗じて出力することを特徴とする請求項 5に記載のファンモータ駆動装置。

[7] モータの回転数を制御するパルス幅変調された制御信号を平滑ィ匕し、第 1制御電圧として出力する平滑回路と、

前記モータの回転数を制御する温度に依存した第 2制御電圧を出力する第 2制御電圧生成部と、

前記第 1制御電圧と所定の基準電圧との電圧比較の結果にもとづき、前記第 1、第 2制御電圧のいずれかを選択して出力する選択部と、

前記選択部の出力にもとづいて前記モータを駆動する駆動制御部と、を備えることを特徴とするファンモータ駆動装置。

[8] 前記平滑回路は、

前記パルス幅変調された制御信号がベース端子に入力され、ェミッタ接地されたトランジスタと、

前記トランジスタのコレクタ端子側に接続されたコンデンサと、

前記トランジスタのベース端子に接続されたプルアップ抵抗と、を含み、前記トランジスタのコレクタ端子に現れる信号を前記第 1制御電圧として出力することを特徴とする請求項 7に記載のファンモータ駆動装置。

[9] 前記第 2制御電圧生成部は、第 1抵抗とサーミスタが直列に接続され、定電圧が印加された抵抗群を含み、前記第 1抵抗と前記サーミスタの接続点の電圧を前記第 2 制御電圧として出力することを特徴とする請求項 7に記載のファンモータ駆動装置。

[10] 前記選択部は、

前記第 1制御電圧と前記基準電圧を比較する電圧比較器と、前記電圧比較器よる電圧比較の結果にもとづき、前記第 1または第 2制御電圧のいずれかを切り替えて出力するスィッチと、

を備えることを特徴とする請求項 7に記載のファンモータ駆動装置。

ファンモータと、

前記ファンモータの駆動を制御する請求項 1から 10のいずれかに記載のファンモータ駆動装置と、

を備えることを特徴とする冷却装置。