(57)【要約】【課題】  電子機器内の温度と電源電圧の変動とに応じてファンを制御し、効率良く電子機器内を冷却できる冷却装置を提供する。【解決手段】  機器内を冷却するファンと、機器の内部温度を検出し、該温度に応じて検出電圧を出力する温度検出部と、該ファンを駆動する駆動部と、該ファンの動作を制御する制御部とを備え；該制御部が、該検出電圧を基に機器内の温度を監視する温度監視手段と、機器に供給される電源電圧を監視し、該電源電圧の変動によって生じる機器内の温度変化を算出する電圧監視手段と、該温度監視手段で監視した該機器内の温度を、該温度変化に基づいて補正して補正温度を算出する補正手段と、該補正温度と第１閾値とを比較する第１比較手段とを有し；比較結果に基づいてファンの動作を制御する。【選択図】  図１
2010034377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器内を冷却するファンと、
機器の内部温度を検出し、該温度に応じて検出電圧を出力する温度検出部と、
該ファンを駆動する駆動部と、
該ファンの動作を制御する制御部とを備え；
該制御部が、
該検出電圧を基に機器内の温度を監視する温度監視手段と、
機器に供給される電源電圧を監視し、該電源電圧の変動によって生じる機器内の温度変化を算出する電圧監視手段と、
該温度監視手段で監視した該機器内の温度を、該温度変化に基づいて補正して補正温度を算出する補正手段と、
該補正温度と第１閾値とを比較する第１比較手段とを有し；
該補正温度が第１閾値未満である場合、該制御部から該駆動部へ第１制御電圧が出力され、該駆動部が第１駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第１動作モードに制御し、
該補正温度が第１閾値以上である場合、該制御部から該駆動部へ第２制御電圧が出力され、該駆動部が第２駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第２動作モードに制御する、電子機器の冷却装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記第１閾値よりも小さい第２閾値と前記補正温度とを比較する第２比較手段をさらに有し；
該補正温度が該第２閾値未満である場合、前記制御部から前記駆動部へ前記第１制御電圧及び第３制御電圧が出力され、該駆動部が第３駆動電圧を前記ファンへ出力して該ファンの動作モードを第３動作モードに制御し、
該補正温度が該第２閾値以上かつ第１閾値未満である場合、該制御部から該駆動部へ該第１制御電圧及び第４制御電圧が出力され、該駆動部が第４駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第４動作モードに制御し、
該補正温度が該第１閾値以上である場合、該制御部から該駆動部へ前記第２制御電圧及び該第４制御電圧が出力され、該駆動部が第５駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第５動作モードに制御する、請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記第１閾値よりも小さい第３閾値と前記補正温度とを比較する第３比較手段をさらに有し；
該補正温度が該第３閾値未満である場合、前記制御部から前記駆動部へ該第５制御電圧が出力され、該駆動部が前記ファンへ第６駆動電圧を出力して該ファンの動作モードを第６動作モードに制御し、
該補正温度が該第３閾値以上かつ該第１閾値未満である場合、該制御部から該駆動部へ第６制御電圧が出力され、該駆動部が該ファンへ第７駆動電圧を出力して該ファンの動作モードを第７動作モードに制御し、
該補正温度が該第１閾値以上である場合、該制御部から該駆動部へ第７制御電圧が出力され、該駆動部が該ファンへ第８駆動電圧を出力して該ファンの動作モードを第８動作モードに制御する、請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用ファンを備える電子機器の冷却装置に関する。詳細には、電源電圧の変動と電子機器内の温度変化とを検知して冷却ファンを制御する電子機器の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器が備える冷却用ファンの制御は、アンプの出力や電子機器内の温度変化を検知することにより行っている。電子機器内の複数個所について温度の監視を行えば、電子機器内の温度変化に応じてファンを制御することができ、効率良く電子機器内を冷却することができるが、その分だけ温度センサー等が必要となり、コストアップ等の問題は避けられない。従って、大抵の場合、電子機器内の温度検知は、温度上昇の激しいアンプのヒートシンクのみを対象とすることが多い。しかし、電子機器の使用条件等により、電子機器内において大きく温度上昇する箇所が他にも局所的に発生する。例えば、電子機器がオーディオアンプの場合、小音量出力時には、アンプのヒートシンクの温度上昇は低いが、商用電源の電源環境が悪く電源電圧が上昇すると、レギュレータ付近の天面カバーや、電源回路の基板面の温度が高くなる場合がある。これを想定して、アンプのヒートシンクの低い温度上昇でファンを回転させることが考えられるが、ファンの動作音等の別の問題が生じる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２１８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電子機器内の温度変化と電源電圧の変動とに応じてファンを制御し、効率良く電子機器内を冷却することができる電子機器の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置は、機器内を冷却するファンと、機器の内部温度を検出し、該温度に応じて検出電圧を出力する温度検出部と、該ファンを駆動する駆動部と、該ファンの動作を制御する制御部とを備え；該制御部が、該検出電圧を基に機器内の温度を監視する温度監視手段と、機器に供給される電源電圧を監視し、該電源電圧の変動によって生じる機器内の温度変化を算出する電圧監視手段と、該温度監視手段で監視した該機器内の温度を、該温度変化に基づいて補正して補正温度を算出する補正手段と、該補正温度と第１閾値とを比較する第１比較手段とを有し；該補正温度が第１閾値未満である場合、該制御部から該駆動部へ第１制御電圧が出力され、該駆動部が第１駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第１動作モードに制御し、該補正温度が第１閾値以上である場合、該制御部から該駆動部へ第２制御電圧が出力され、該駆動部が第２駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第２動作モードに制御する。
【０００６】
電源電圧を監視して電源電圧の変動によって生じる電子機器内の温度変化を算出し、温度検出回路で監視した電子機器内の温度を、電源電圧変動による温度変化に基づいて補正し、その補正した温度（補正温度）に応じてファンの動作モードを制御する。これにより、電子機器内の温度変化のみでなく、電源電圧の変動に応じてファンの動作モードを制御し、効率良くかつ簡単な回路構成で、より的確に電子機器内を冷却することができる。
【０００７】
さらに好ましい実施形態においては、上記制御部が、上記第１閾値よりも小さい第２閾値と上記補正温度とを比較する第２比較手段をさらに有し；該補正温度が該第２閾値未満である場合、上記制御部から上記駆動部へ上記第１制御電圧及び第３制御電圧が出力され、該駆動部が第３駆動電圧を上記ファンへ出力して該ファンの動作モードを第３動作モードに制御し、該補正温度が該第２閾値以上かつ第1閾値未満である場合、該制御部から該駆動部へ該第１制御電圧及び第４制御電圧が出力され、該駆動部が第４駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第４動作モードに制御し、該補正温度が該第１閾値以上である場合、該制御部から該駆動部へ上記第２制御電圧及び該第４制御電圧が出力され、該駆動部が第５駆動電圧を該ファンへ出力して該ファンの動作モードを第５動作モードに制御する。
【０００８】
第２比較手段をさらに有し、補正温度が第２閾値未満である場合と、第２閾値以上かつ第１閾値未満である場合と、第１閾値以上である場合とにおいて、駆動回路から出力する駆動電圧を変え、ファンの動作モードを制御する。これにより、電子機器内の温度変化と電源電圧の変動とに応じてより細かくファンの動作モードを制御することができ、より的確に電子機器内を冷却することができる。
【０００９】
さらに好ましい実施形態においては、上記制御部が、上記第１閾値よりも小さい第３閾値と上記補正温度とを比較する第３比較手段をさらに有し；該補正温度が該第３閾値未満である場合、上記制御部から上記駆動部へ該第５制御電圧が出力され、該駆動部が上記ファンへ第６駆動電圧を出力して該ファンの動作モードを第６動作モードに制御し、該補正温度が該第３閾値以上かつ該第１閾値未満である場合、該制御部から該駆動部へ第６制御電圧が出力され、該駆動部が該ファンへ第７駆動電圧を出力して該ファンの動作モードを第７動作モードに制御し、該補正温度が該第１閾値以上である場合、該制御部から該駆動部へ第７制御電圧が出力され、該駆動部が該ファンへ第８駆動電圧を出力して該ファンの動作モードを第８動作モードに制御する。
【００１０】
第３比較手段が補正温度と第３閾値とをさらに比較し、補正温度が第３閾値未満である場合と、第３閾値以上かつ第１閾値未満である場合と、第１閾値以上である場合とにおいて、駆動回路から出力する駆動電圧を変え、ファンの動作モードを制御する。このようにすることで、制御部がアナログ出力可能で制御電圧をリニアに調整できる場合において、電子機器内の温度変化と電源電圧の変動とに応じてより細かくファンの動作モードを制御し、効率良く電子機器内を冷却することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子機器内の温度変化のみでなく、電源電圧の変動に応じてファンを制御し、効率良く電子機器内を冷却することができる電子機器の冷却装置を簡単な回路構成によって提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を援用する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の電子機器の冷却装置１の回路構成を説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置１を示す概略回路図である。
【００１４】
電子機器の冷却装置１は、トランス２と、整流平滑回路３と、温度検出回路４と、制御部（以下、マイコンという）５と、駆動回路６と、ファン７とを備える。冷却装置１は、電源電圧の変動によって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓを算出し、温度検出回路４で監視した電子機器内の温度Ｔａを温度変化Ｔｓに基づいて補正し、その補正した温度（以下、補正温度Ｔという）に応じてファン７を制御する。
【００１５】
トランス２は、商用交流電源に接続され一次交流電圧が入力される一次巻線２Ａと、一次巻線２Ａとの巻数比に基づいて一次交流電圧を二次交流電圧に変換して出力する二次巻線２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ…とを有する。二次巻線２Ｂから出力される二次交流電圧は、例えば電子機器の各種回路を制御するマイコン５に供給する電源電圧として用いられる。二次巻線２Ｃ、２Ｄ…から出力される二次交流電圧は、アンプ回路（図示せず）等の電源電圧として用いられる。
【００１６】
整流平滑回路３は、トランス２の二次巻線２Ｂから二次交流電圧が供給され、二次交流電圧を整流及び平滑して、マイコン５に出力する直流の電源電圧（以下、単に電源電圧Ｖａという）を生成する。整流平滑回路３は、整流ダイオードＤ１３、Ｄ１４と平滑コンデンサＣ１２とを有し、二次巻線２Ｂから供給される二次交流電圧を、二次巻線２Ｂと接続される整流ダイオードＤ１３、Ｄ１４によって全波整流電圧に整流し、コンデンサＣ１２によって平滑して電源電圧Ｖａを出力する。整流ダイオードＤ１３、Ｄ１４のカソード側端子は互いに接続され、アノード側端子は二次巻線２Ｂに接続される。コンデンサＣ１２は、正極側端子が整流ダイオードＤ１３、Ｄ１４のカソード側端子に接続され、負極側端子は接地される。
【００１７】
抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は、整流平滑回路３から出力される電源電圧Ｖａを電圧調整する役割を有し、抵抗Ｒ１２の一端がダイオードＤ１３、Ｄ１４のカソード側に接続され、他端がマイコン５に接続される。抵抗Ｒ１１は、その一端が抵抗Ｒ１２とマイコン５との接続ノードに接続され、他端は接地される。また、コンデンサＣ１１は、電源電圧Ｖａのノイズ成分をカットする役割を有し、一端が抵抗Ｒ１２とマイコン５との接続ノードに接続され、他端側が接地される。
【００１８】
温度検出回路４は、電子機器内の温度を検出し、検出した温度に応じて検出電圧Ｖｂを後述のマイコン５に出力する。例えば、温度検出回路４は、温度検出素子であるサーミスタ（図示せず）を含み、サーミスタはアンプ回路が有する発熱素子であるトランジスタに取り付けられたヒートシンクに取り付けられる。そして、サーミスタはアンプ回路の温度を検出し、その温度を電圧として変換して出力する。本実施例では、検出する温度が高いほど検出電圧Ｖｂは高くなる。
【００１９】
マイコン５は、温度検出回路４から出力される検出電圧Ｖｂを基に電子機器内の温度Ｔａを監視する。また、マイコン５は、整流平滑回路３から出力される電源電圧Ｖａを監視し、電源電圧Ｖａの変動によって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓを算出する。そしてマイコン５は、その温度変化Ｔｓに基づいて電子機器内の温度Ｔａを補正することで補正温度Ｔを算出する。マイコン５は、その補正温度Ｔに応じて後述の駆動回路６へ制御電圧Ｖｃ１を出力する。
【００２０】
具体的には、マイコン５は、入力ポートＩＮ１に入力される検出電圧Ｖｂを基に電子機器内の温度Ｔａを算出する。また、マイコン５は、下記数１に示すように、入力ポートＩＮ２に入力される電源電圧Ｖａを基に電源電圧の変動分Ｖｓを算出する。数１において、Ｖｏは基準電源電圧であり、電源電圧の変動によって取り得る最小の電圧値である。そして、マイコン５は、下記数２に示すように、電源電圧の変動分Ｖｓと定数Ｃとを基に、電源電圧の変動分Ｖｓによって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓを算出する。定数Ｃは、温度検出回路４における温度から電圧への変換度合いに応じて適宜設定し得るものである。さらに、マイコン５は、下記数３に示すように、電子機器内の温度Ｔａを温度変化Ｔｓで補正して補正温度Ｔを算出する。
（数１）
Ｖｓ＝Ｖａ−Ｖｏ
（数２）
Ｔｓ＝Ｃ・Ｖｓ
（数３）
Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｓ
【００２１】
次にマイコン５は、補正温度Ｔを所定の閾値Ｔ１と比較し、その比較結果に基づいて制御電圧Ｖｃ１を出力ポートＯＵＴ１から駆動回路６へ出力する。補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合、マイコン５はファン７がオフ状態となるように駆動回路６へハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力する。補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合、マイコン５はファン７がオン状態となるように駆動回路６へローレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力する。ここでいうマイコン５が駆動回路６へローレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、後述の駆動回路６が有するトランジスタＱ１をオフ状態にさせることができる程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力することをいい、制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力しない場合も含む。また、マイコン５が駆動回路６へハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、トランジスタＱ１をオン状態にする程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力することをいう。
【００２２】
一般的に電子機器の電源電圧Ｖａは、所定の電圧を基準としてある一定の範囲の電圧が正常な電源電圧として規定される。基準となる電圧は、例えば商用交流電源が比較的安定しているときの電源電圧Ｖａであり、これを通常の電源電圧Ｖ100%とする。電源電圧Ｖａが電源電圧Ｖ100%である場合、マイコン５は電源電圧Ｖａの変動分Ｖｓを上記数１によってＶ100%−Ｖｏと算出し、その電源電圧の変動分Ｖｓによって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓを上記数２からＣ・（Ｖ100%−Ｖｏ）と算出する。そしてマイコン５は、上記数３によって、温度検出回路４によって検出した電子機器内の温度Ｔａを補正して補正温度Ｔを算出する。また、電源電圧Ｖａが通常時よりも１０％上昇した場合（電源電圧Ｖ110%）や電源電圧Ｖａが通常時よりも１０％減少した場合（電源電圧Ｖ90%）なども同様に、上記数１〜３により電子機器内の温度Ｔａを補正する。このように、電源電圧Ｖａの変動に応じて温度検出回路４によって検出した電子機器内の温度Ｔａを補正し、その補正温度Ｔに応じてファン７の動作を制御することで、電源電圧Ｖａの変動によって生じる電子機器内の温度変化も考慮して電子機器をより的確に冷却することができる。
【００２３】
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、マイコン５から出力される制御電圧Ｖｃ１の電圧を調整する役割を有し、抵抗Ｒ１の一端がマイコン５の出力ポートＯＵＴ１に接続され、他端が駆動回路７に接続される。抵抗Ｒ２は、その一端がマイコン５の出力ポートＯＵＴ１と駆動回路７との接続ノードに接続され、他端は接地される。
【００２４】
駆動回路６は、マイコン５から出力される制御電圧Ｖｃ１に応じてファン７を駆動させる駆動電圧Ｖｆを出力する。具体的には、駆動回路６は、マイコン５からハイレベルの制御電圧Ｖｃ１が入力された場合、ファン７へローレベルの駆動電圧Ｖｆを出力し、ファン７をオフ状態にする。また、駆動回路６は、マイコン５からローレベルの制御電圧Ｖｃ１が入力された場合、ファン７へハイレベルの駆動電圧Ｖｆを出力し、ファン７をオン状態とする。
【００２５】
駆動回路６は、トランジスタＱ１、Ｑ２１を有する。トランジスタＱ２１のベース端子は、抵抗Ｒ２２、Ｒ３を介して電源電圧Ｖｅ（例えば、＋１２Ｖ）の電源ラインと接続され、また、一端が接地されたコンデンサＣ２２と接続される。このコンデンサＣ２２に生じる電圧が、トランジスタＱ２１のベース電圧となる。トランジスタＱ２１のコレクタ端子もまた電源電圧Ｖｅの電源ラインと接続される。トランジスタＱ２１のエミッタ端子はファン７と接続される。トランジスタＱ１のベース端子はマイコン５と接続され、制御電圧Ｖｃ１が入力される。トランジスタＱ１のコレクタ端子は、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ３との接続ノードに接続され、エミッタ端子は接地される。トランジスタＱ１のベース電圧がローレベルでトランジスタＱ１がオフ状態である場合、電源電圧Ｖｅの電源によって生じるコンデンサＣ２２の電圧が所定の電圧以上（ハイレベル）となり、トランジスタＱ２１がオン状態となる。その結果、駆動回路７はトランジスタＱ２１からファン７へハイレベルの駆動電圧Ｖｆを出力する。トランジスタＱ１のベース電圧がハイレベルでトランジスタＱ１がオン状態である場合、コンデンサＣ２２の電圧は所定の電圧未満（ローレベル）になり、トランジスタＱ２１はオフ状態となる。その結果、駆動回路７はトランジスタＱ２１からファン７へローレベルの駆動電圧Ｖｆを出力する。ここで駆動回路６がファン７へローレベルの駆動電圧Ｖｆを出力するとは、駆動回路６がファン７をオフ状態にさせることができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆを出力することをいい、駆動回路６がファン７へ駆動電圧Ｖｆを出力しない場合も含む。また、駆動回路６がファン７へハイレベルの駆動電圧Ｖｆを出力するとは、駆動回路６がファン７をオン状態にする程度の電圧である駆動電圧Ｖｆを出力することをいう。
【００２６】
抵抗Ｒ２２、Ｒ３は、トランジスタＱ１がオン状態のときに、トランジスタＱ１に大電流が流れないようにする役割を有し、抵抗Ｒ３の一端が電源電圧Ｖｅの電源ラインに接続され、他端がトランジスタＱ１のコレクタ端子に接続される。抵抗Ｒ２２は、一端が抵抗Ｒ３とトランジスタＱ１のコレクタとの接続ノードに接続され、他端がトランジスタＱ２１のベース端子に接続される。また、コンデンサＣ２１は、駆動電圧Ｖｆのノイズ成分をカットする機能を有し、その正極端がトランジスタＱ２１のエミッタ端子に接続され、他端が接地される。なお、コンデンサＣ２２は、トランジスタＱ２１のベース電圧を安定させる機能を有する。
【００２７】
ファン７は、電子機器内の所定の位置に取り付けられ、発熱部品の冷却や、電子機器内全体の温度を下げるための冷却ファンである。ファン７は、駆動回路６から出力される駆動電圧Ｖｆに応じて回転数が変化し、高い駆動電圧ほど回転速度が速くなる。本実施例の場合、ローレベルの駆動電圧Ｖｆが入力されると、ファン７はオフ状態となり動作を停止し、駆動回路６からハイレベルの駆動電圧Ｖｆが入力されると、ファン７はオン状態となり所定の回転速度で回転する。
【００２８】
次に、以上の構成から成る電子機器の冷却装置１の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２は、マイコン５の動作を示すフロー図である。図３は、冷却装置の動作１を示す図であり、電源電圧Ｖａと補正温度Ｔとの関係を示すグラフである。
【００２９】
まず、マイコン５は入力ポートＩＮ２に入力される電源電圧Ｖａを監視する（Ｓ１）。次に、マイコン５は入力ポートＩＮ１に入力される検出電圧Ｖｂを基に電子機器内の温度Ｔａを監視する（Ｓ２）。そしてマイコン５は、上記数１〜３に示すように、ステップ２で監視した温度Ｔａを電源電圧Ｖａの変動によって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓで補正して補正温度Ｔを算出する（Ｓ３）。
【００３０】
次に、ステップＳ３で算出した補正温度Ｔと閾値Ｔ１とを比較する（Ｓ４）。補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合、マイコン５はファン７がオフ状態となるように、出力ポートＯＵＴ１からハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力する（Ｓ５）。その結果、駆動回路６は、ローレベルの駆動電圧Ｖｆを出力し、ファン７がオフ状態となり動作を停止する。ここで、補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合とは、例えば図３で示すように、電子機器内の温度Ｔａが閾値Ｔ１より充分小さく、電源電圧Ｖａが正常なとき（図３中、電源電圧Ｖ100％）などである。
【００３１】
補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合、マイコン５はファン７がオン状態となるように、出力ポートＯＵＴ１からローレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力する（Ｓ６）。その結果、駆動回路６は、ハイレベルの駆動電圧Ｖｆを出力し、ファン７はオン状態となり所定の回転速度で回転する。ここで、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合とは、例えば図３で示すように、電子機器内の温度Ｔａは閾値Ｔ１より小さいが、電源電圧Ｖａが正常時よりも１０％上昇したとき（図３中、電源電圧Ｖ110％）などである。
【００３２】
次に、本発明の別の好ましい実施形態である電子機器内の冷却装置１０について図４を参照して説明する。図４は、本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置１０を示す概略回路図である。前述の冷却装置１との違いは、冷却装置１は、マイコン５が補正温度Ｔと閾値Ｔ１とを比較し、その比較結果に応じてファン７のオンオフ状態を制御するのに対し、冷却装置１０では、マイコン５が補正温度Ｔを閾値Ｔ２とさらに比較し、比較結果に応じてファン７を３つの動作モードで制御する。ここでいう３つの動作モードとは、ファン７の回転速度が低速のローモード、回転速度が高速のハイモード、ローモードよりも速く、ハイモードよりも遅い回転速度のミドルモードである。
【００３３】
図４を参照して、本発明の電子機器の冷却装置１０の回路構成を説明する。図４は、本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置１０を示す概略回路図である。冷却装置１と違う点のみを説明すると、マイコン５は駆動回路６へ制御電圧Ｖｃ１を出力するための出力ポートＯＵＴ１と制御電圧Ｖｃ２を出力する出力ポートＯＵＴ２を有している。マイコン５は、補正温度Ｔが閾値Ｔ２未満である場合、出力ポートＯＵＴ１からハイレベルの駆動電圧Ｖｃ１を出力し、出力ポートＯＵＴ２からハイレベルの駆動電圧Ｖｃ２を出力する。補正温度Ｔが閾値Ｔ２以上閾値Ｔ１未満である場合、マイコン５は出力ポートＯＵＴ１からハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力し、出力ポートＯＵＴ２からローレベルの制御電圧Ｖｃ２を出力する。補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合には、マイコン５は出力ポートＯＵＴ１からローレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力し、出力ポートＯＵＴ２からもローレベルの制御電圧Ｖｃ２を出力する。ここで、マイコン５が駆動回路６へローレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、駆動回路６が有するトランジスタＱ１をオフ状態にさせることができる程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力することをいい、マイコン５が制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力しない場合も含む。また、マイコン５が駆動回路６へハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、トランジスタＱ１をオン状態にする程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力することをいう。同様に、マイコン５が駆動回路６へローレベルの制御電圧Ｖｃ２を出力するとは、駆動回路６が有するトランジスタＱ２１（詳細は後述）をオフ状態にさせることができる程度の電圧である制御電圧Ｖｃ２を駆動回路６へ出力することをいい、マイコン５が制御電圧Ｖｃ２を駆動回路６へ出力しない場合も含む。また、マイコン５が駆動回路６へハイレベルの制御電圧Ｖｃ２を出力するとは、トランジスタＱ２１をオン状態にする程度の電圧である制御電圧Ｖｃ２を駆動回路６へ出力することをいう。
【００３４】
抵抗Ｒ３１、Ｒ３２は、マイコン５の出力ポートＯＵＴ２から出力される制御電圧Ｖｃ２の電圧を調整する役割を有し、抵抗Ｒ３１の一端がマイコン５の出力ポートＯＵＴ２に接続され、他端が駆動回路７に接続される。抵抗Ｒ３２は、その一端がマイコン５の出力ポートＯＵＴ２と駆動回路７との接続ノードに接続され、他端は接地される。
【００３５】
駆動回路６は、トランジスタＱ１、Ｑ２１に加えさらにトランジスタＱ３１を有する。トランジスタＱ３１のベース端子は、マイコン５の出力ポートＯＵＴ２と接続され、制御電圧Ｖｃ２が入力される。トランジスタＱ３１のコレクタ端子は、ツェナーダイオードＤ３１を介してトランジスタＱ２１のベース端子と接続されている。また、トランジスタＱ１のコレクタとトランジスタＱ２１のベース端子との間にツェナーダイオードＤ１が接続されている。ここで、本実施例において、ツェナーダイオードＤ１のツェナー電圧Ｖｚ１は、ツェナーダイオードＤ３１のツェナー電圧Ｖｚ２よりも大きく、電源電圧Ｖｅよりも小さいものとする（Ｖｚ２＜Ｖｚ１＜Ｖｅ）。
【００３６】
トランジスタＱ１、Ｑ３１が共にオン状態になると、トランジスタＱ２１は、ツェナーダイオードＤ３１に発生するツェナー電圧Ｖｚ２（＜Ｖｚ１）によってオン状態となる。トランジスタＱ１がオン状態で、トランジスタＱ３１がオフ状態のとき、トランジスタＱ２１は、ツェナーダイオードＤ１に発生するツェナー電圧Ｖｚ１によってオン状態となる。トランジスタＱ１、Ｑ３１が共にオフ状態である場合は、トランジスタＱ２１は、電源ラインから供給される電源電圧Ｖｅによってオン状態となる。このように、トランジスタＱ１、Ｑ３１のオンオフ状態によって、トランジスタＱ２１のベース端子にかかる電圧が異なることにより、トランジスタＱ２１からの出力電圧も異なる。つまり、トランジスタＱ１、Ｑ３１が共にオン状態のときにトランジスタＱ２１が出力する駆動電圧Ｖｆ１と、トランジスタＱ１がオン状態でトランジスタＱ３１がオフ状態のときにトランジスタＱ２１が出力する駆動電圧Ｖｆ２と、トランジスタＱ１、Ｑ３１が共にオフ状態のときにトランジスタＱ２１が出力する駆動電圧Ｖｆ３との関係は、トランジスタＱ２１のベース電圧の基となるツェナー電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２及び電源電圧Ｖｅの関係がＶｚ２＜Ｖｚ１＜Ｖｅであるので、Ｖｆ１＜Ｖｆ２＜Ｖｆ３となる。
【００３７】
次に、以上の構成から成る電子機器の冷却装置１０の動作について図５〜図７を参照して説明する。図５は、マイコン５の動作を示すフロー図である。図６及び図７は、冷却装置１０の動作を示す図であり、電源電圧Ｖａと補正温度Ｔとの関係を示すグラフである。マイコン５は、補正温度Ｔが閾値Ｔ２未満であればファン７をローモードで駆動し、補正温度Ｔが閾値Ｔ２以上かつ閾値Ｔ１未満であればファン７をミドルモードで駆動し、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上であればファン７をハイモードで駆動する。以下、具体的に説明する。
【００３８】
まず、マイコン５は入力ポートＩＮ２に入力される電源電圧Ｖａを監視する（Ｓ１）。次に、マイコン５は入力ポートＩＮ１に入力される検出電圧Ｖｂを基に電子機器内の温度Ｔａを監視する（Ｓ２）。そしてマイコン５は、上記数１〜３に示すように、ステップ２で監視した温度Ｔａを電源電圧Ｖａの変動によって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓで補正して補正温度Ｔを算出する（Ｓ３）。
【００３９】
次に、ステップＳ３で算出した補正温度Ｔと閾値Ｔ２とを比較する（Ｓ４）。補正温度Ｔが閾値Ｔ２未満である場合、マイコン５はファン７の動作モードがローモードとなるように、出力ポートＯＵＴ１からハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６のトランジスタＱ１へ出力し、出力ポートＯＵＴ２からハイレベルの制御電圧Ｖｃ２を駆動回路６のトランジスタＱ３１へする（Ｓ５）。これにより、駆動回路６のトランジスタＱ１、Ｑ３１がオン状態となるので、トランジスタＱ２１は、ツェナーダイオードＤ３１に発生するツェナー電圧Ｖｚ２によってオン状態となる。その結果、駆動回路６はトランジスタＱ２１からローレベルの駆動電圧Ｖｆ１を出力して、ファン７をローモードで動作させる。ここで、補正温度Ｔが閾値Ｔ２未満である場合とは、例えば図６で示すように、電子機器内の温度Ｔａが閾値Ｔ２より充分小さく、電源電圧Ｖａが正常なとき（図中、電源電圧Ｖ100％）などである。
【００４０】
補正温度Ｔが閾値Ｔ２以上である場合、マイコン５は補正温度Ｔと閾値Ｔ１とを比較する（Ｓ６）。補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合、マイコン５はファン７の動作モードがミドルモードとなるように、出力ポートＯＵＴ１からハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６のトランジスタＱ１へ出力し、出力ポートＯＵＴ２からローレベルの制御電圧Ｖｃ２を駆動回路６のトランジスタＱ３１へする（Ｓ７）。これにより、駆動回路６のトランジスタＱ１がオン状態、トランジスタＱ３１がオフ状態となるので、トランジスタＱ２１は、ツェナーダイオードＤ１に発生するツェナー電圧Ｖｚ１によってオン状態となる。その結果、駆動回路６はトランジスタＱ２１からミドルレベルの駆動電圧Ｖｆ２を出力して、ファン７をミドルモードで動作させる。ここで、補正温度Ｔが閾値Ｔ２以上閾値Ｔ１未満である場合とは、例えば図６で示すように、電子機器内の温度Ｔａは閾値Ｔ２より小さいが、電源電圧Ｖａが正常時よりも１０％上昇したとき（図６中、電源電圧Ｖ110％）や、図７に示すように、電子機器内の温度Ｔａが閾値Ｔ２以上閾値Ｔ１未満で、電源電圧Ｖａが正常なとき（図７中、電源電圧Ｖ100％）などである。
【００４１】
ステップＳ６で、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合、マイコン５はファン７の動作モードがハイモードとなるように、出力ポートＯＵＴ１からローレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６のトランジスタＱ１へ出力し、出力ポートＯＵＴ２からローレベルの制御電圧Ｖｃ２を駆動回路６のトランジスタＱ３１へする（Ｓ８）。その結果、駆動回路６はハイレベルの駆動電圧Ｖｆ３を出力し、ファン７の動作モードがハイモードとなる。これにより、駆動回路６のトランジスタＱ１、Ｑ３１がオフ状態となるので、トランジスタＱ２１は、電源ラインから供給される電源電圧Ｖｅによってオン状態となる。その結果、駆動回路６はトランジスタＱ２１からハイレベルの駆動電圧Ｖｆ３を出力して、ファン７をハイモードで動作させる。ここで、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合とは、例えば図７で示すように、電子機器内の温度Ｔａが閾値Ｔ２以上閾値Ｔ１未満であるが、電源電圧Ｖａが正常時よりも１０％上昇したとき（図７中、電源電圧Ｖ110％）などである。
【００４２】
なお、駆動回路６がファン７へローレベルの駆動電圧Ｖｆ１を出力するとは、ファン７の動作モードをローモードに制御することができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆ１をファン７へ出力することをいう。駆動回路６がファン７へミドルレベルの駆動電圧Ｖｆ２を出力するとは、ファン７の動作モードをミドルモードに制御することができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆ２をファン７へ出力することをいう。駆動回路６がファン７へハイレベルの駆動電圧Ｖｆ３を出力するとは、ファン７の動作モードをハイモードに制御することができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆ３をファン７へ出力することをいう。
【００４３】
次に、本発明の別の好ましい実施形態である電子機器内の冷却装置２０について図８を参照して説明する。図８は、本発明の別の好ましい実施形態である電子機器内の冷却装置２０の概略回路図である。上記冷却装置１ではマイコン５の出力ポートＯＵＴ１からハイレベルとローレベルの２値の制御電圧Ｖｃを出力させ、上記冷却装置１０ではマイコンの出力ポートＯＵＴ１、ＯＵＴ２からハイレベルとローレベルの２値の制御電圧Ｖｃ１、Ｖｃ２を出力させるようにしたが、冷却装置２０のマイコン５が出力ポートＯＵＴ１からアナログ出力可能であれば、制御電圧Ｖｃをリニアに調整できる。冷却装置１０のように２つの閾値Ｔ１、Ｔ２を設定して補正温度Ｔと比較し、その比較結果に基づいて出力ポートＯＵＴ１から任意のレベルの制御電圧Ｖｃを出力させれば、１つの出力ポートのみの使用で、ファン７を複数の動作モードで制御することができる。本実施例において複数の動作モードは、ファン７の回転速度が低速のローモード、回転速度が高速のハイモード、ローモードよりも速く、ハイモードよりも遅い回転速度のミドルモードである。
【００４４】
駆動回路６は、増幅器８を有し、マイコン５から出力された制御電圧Ｖｃを所定の増幅度で増幅し、駆動電圧Ｖｆとしてファン７へ出力する。増幅器８は、その非反転入力端子がマイコン５の出力ポートＯＵＴ１と接続され、制御電圧Ｖｃ１が入力される。増幅器８の反転入力端子は抵抗Ｒ４１を介して接地される。増幅器８の出力端子はファン７と接続され、駆動電圧Ｖｆが出力される。また、増幅器８の出力端子は抵抗４２を介して反転入力端子と接続される。
【００４５】
次に、冷却装置２０のマイコン５の動作について、図５を参照し、冷却装置１０と異なる動作について説明する。マイコン５は、ステップＳ１〜Ｓ３により、補正温度Ｔを算出する。次に、ステップＳ３で算出した補正温度Ｔと閾値Ｔ２とを比較する（Ｓ４）。補正温度Ｔが閾値Ｔ２未満である場合、マイコン５はファン７の動作モードがローモードとなるように、出力ポートＯＵＴ１からローレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力する（Ｓ５）。これにより、駆動回路６がファン７へローレベルの駆動電圧Ｖｆ１を出力する。ローレベルの駆動電圧Ｖｆ１が入力されたファン７はローモードとなり動作を停止する。
【００４６】
補正温度Ｔが閾値Ｔ２以上である場合、マイコン５は補正温度Ｔと閾値Ｔ１とを比較する（Ｓ６）。補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合、マイコン５はファン７の動作モードがミドルモードとなるように、出力ポートＯＵＴ１からミドルレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力する（Ｓ７）。これにより、駆動回路６がファン７へミドルレベルの駆動電圧Ｖｆ２を出力する。ミドルレベルの駆動電圧Ｖｆ２が入力されたファン７の動作モードはミドルモードとなる。
【００４７】
ステップＳ６で、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合、マイコン５はファン７の動作モードがハイモードとなるように、出力ポートＯＵＴ１からハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を駆動回路６へ出力する（Ｓ８）。これにより、駆動回路６がファン７へハイレベルの駆動電圧Ｖｆ３を出力する。ハイレベルの駆動電圧Ｖｆ３が入力されたファン７の動作モードはハイモードとなる。
【００４８】
なお、マイコン５が駆動回路６へローレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、マイコン５がファン７の動作モードをローモードに制御することができる程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を出力することをいい、マイコン５が駆動回路６へ制御電圧Ｖｃ１を出力しない場合も含む。マイコン５が駆動回路６へ制御電圧Ｖｃ１を出力しない場合は、ファン７の動作はオフ状態となり、ファン７は動作を停止する。マイコン５が駆動回路６へミドルレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、マイコン５がファン７の動作モードをミドルモードに制御することができる程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を出力することをいう。マイコン５が駆動回路６へハイレベルの制御電圧Ｖｃ１を出力するとは、マイコン５がファン７の動作モードをハイモードに制御することができる程度の電圧である制御電圧Ｖｃ１を出力することをいう。
【００４９】
また、駆動回路６がファン７へローレベルの駆動電圧Ｖｆを出力するとは、ファン７の動作モードをローモードに制御することができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆをファン７へ出力することをいい、駆動回路６がファン７へ駆動電圧Ｖｆを出力しない場合も含む。駆動回路６がファン７へ駆動電圧Ｖｆを出力しないときは、マイコン５が駆動回路６へ制御電圧Ｖｃ１を出力しないときであって、ファン７の動作はオフ状態となる。駆動回路６がファン７へミドルレベルの駆動電圧Ｖｆを出力するとは、ファン７の動作モードをミドルモードに制御することができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆをファン７へ出力することをいう。駆動回路６がファン７へハイレベルの駆動電圧Ｖｆを出力するとは、ファン７の動作モードをハイモードに制御することができる程度の電圧である駆動電圧Ｖｆをファン７へ出力することをいう。
【００５０】
以上、本発明に係る電子機器の冷却装置は、マイコン５が温度検出回路４から出力される検出電圧Ｖｂを基に電子機器内の温度Ｔａを監視する。また、マイコン５は、電源電圧Ｖａを基に電源電圧Ｖａの変動Ｖｓを算出し、変動Ｖｓによって生じる電子機器内の温度変化Ｔｓを算出し、その温度変化Ｔｓに基づいて電子機器内の温度Ｔａを補正して補正温度Ｔを算出する。マイコン５は、得られた補正温度Ｔを１又は複数の閾値とを比較し、その比較結果に応じてファン７の動作モードを制御する。これにより、電子機器内の温度変化のみでなく、電源電圧の変動に応じてファンを制御し、効率良く電子機器内を冷却することができる電子機器の冷却装置を簡単な回路構成によって実現することができる。
【００５１】
また、本発明に係る電子機器の冷却装置１において、補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合と、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合とで、ファン７のオンオフ状態を制御するようにしたが、冷却装置１０のようにトランジスタＱ１のコレクタ端子にツェナーダイオードを接続すれば、補正温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合と、補正温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合とで、ファン７を停止させずに回転速度を制御することもできる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の電子機器の冷却装置は、あらゆる用途の電子機器に用いられ得るが、音響機器などに好適に用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置を説明する回路図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置の動作を示すフロー図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置の動作を示す図である。
【図４】本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置を説明する回路図である。
【図５】本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置の動作を示すフロー図である。
【図６】本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置の動作を示す図である。
【図７】本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置の動作を示す図である。
【図８】本発明の別の好ましい実施形態による電子機器の冷却装置を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１、１０  冷却装置
２  トランス
２Ａ  一次巻線
２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ  二次巻線
３  整流平滑回路
４  温度検出回路
５  マイコン
６  駆動回路
７  ファン
８  増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010034377.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010034377.tif 000009
【図８】
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