(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱ファン（８０）、周波数コンパレータ（５０）、差動積分回路（６０）および差動増幅器（７０）を備えた周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターであって、
前記周波数コンパレータ（５０）は２個の単安定回路（５１、５２）、および１個の逆ＡＮＤゲート（５３）から構成され、
前記差動積分回路（６０）は２個の抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）、１個のコンデンサー（Ｃ１）、および１個のコンパレータ（ＯＰ１）から構成され、
外部より入力したパルス信号（Ｐｕｌｓｅ）の周波数と放熱ファン（８０）により検出された回転速度の信号（ＦＧ）の周波数との差異を前記周波数コンパレータ（５０）により検出し、該周波数の差異を前記差動積分回路（６０）により電圧信号に変換し、該変換電圧信号を前記差動増幅器（７０）のマイナス端に入力し、前記差動増幅器（７０）のプラス端に予め設定された電圧値（Ｖｃｃ）と前記変換電圧信号とを比較して電圧差を求め、放熱ファン（８０）の入力端まで出力するための電圧（Ｖｆ）を変えるように構成したことを特徴とする周波数可変定速制御の放熱ファンのモーター。
【請求項２】
前記入力されたパルス信号（Ｐｕｌｓｅ）の周波数は、前記放熱ファン（８０）の回転速度を制御することができるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の周波数可変定速制御の放熱ファンのモーター。
【請求項３】
前記差動増幅器（７０）を経て出力された電圧（Ｖｆ）の波形は平らな線形波形に形成されることを特徴とする請求項１記載の周波数可変定速制御の放熱ファンのモーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターに関するもので、特に入力されたパルス信号の周波数と放熱ファンにより検出された信号の周波数を比較し、それから差動積分回路のプラス端とマイナス端および差動増幅器により出力する電圧Ｖｆの電圧値を変えることにより、前記出力電圧Ｖｆは平らな波形になって放熱ファンに入力するように形成されるため、放熱ファンの電力を節約することができると共に、正確に定速することができ、さらに放熱ファンの使用寿命を延ばすことができる周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のものにあっては、下記のようなものになっている。
【０００３】
従来の放熱ファンの構造について、アメリカの特許番号第５,１９７,８５８号「温度スピードコントロール式直流ブラシレス放熱ファン」に開示されたものにおいて、図１はスピードコントロール式放熱ファンの回路図であり、図２はスピードコントロール式回路の出力波形図である。図１を参照すると、特許番号第５,１９７,８５８号に掲示されたスピードコントロール式放熱ファンの回路図において、電源が導通された後、逆圧保護ダイオードＤ１を経て回路と放熱ファンのブラスレスモーターに加えられ、巻線コイルと環状永久磁石との互いの誘導作用によって放熱ファンの羽根を回転し始めるように誘導することができ、この時、直流モーターの方向転換の作用ポイントであるホール効果の誘導集積回路ＩＣ１から、抵抗器Ｒ２、Ｒ３が提供した所定の電流と直流レベルにより、放熱ファンの巻線コイルと環状永久磁石との間の磁場変化の電波を誘導することができる。ホール効果の誘導集積回路ＩＣ１はプラス電圧Ｖ＋とマイナス電圧Ｖ−を駆動集積回路ＩＣ２に出力し、駆動集積回路ＩＣ２は上述二個の波形を内部の電圧による比較整形の処理を経て、図２の２Ａに示されたＦ．Ｇ．と同じ波形を獲得することができると共に、この同じ位相の電波により半導体スイッチＡ１とＡ２が出力した電波を図２の２Ｂと２Ｃに示す如く、制御することができる。半導体スイッチＡ１とＡ２が出力した電波を利用し、放熱ファンのモーターの巻線コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３とＬ４が環状永久磁石によって生じた方向変換の作動を制御する。コンデンサＣ１は駆動集積回路ＩＣ２そのものに羽根が停止して完全に不動の状態から再スタートするまでの電気エネルギーを提供するものであり、ホール効果の誘導集積回路ＩＣ１と駆動集積回路ＩＣ２により構成された駆動システムだけで放熱ファンの羽根を回転させることができると共に、検知するための周期的にパルス信号を発することができる。ＩＣ３（図示せず）の内部は三個の演算増幅器ＩＣ３１、ＩＣ３２とＩＣ３３により構成され、ＩＣ３１は抵抗器Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０および温度制御変速誘導器Ｒｔｈと一緒に放熱ファンの温度制御変速の回転速度と温度傾斜制御回路を構成し、温度制御変速誘導器Ｒｔｈが異なる温度においてその抵抗値も変わるという特性により、温度制御変速誘導器Ｒｔｈと抵抗器Ｒ４が形成した電圧Ｖａも温度の変化に従って変化し、温度制御変速誘導器Ｒｔｈと抵抗器Ｒ９、Ｒ１０が形成した参考電圧Ｖｒｅｆは演算増幅器ＩＣ３１により演算された後、電圧Ｖｂは変化するように形成されるため、トランジスタＴＲ２は導通して電流にも変化が生じると、放熱ファンの回転速度は変化することにより、温度制御放熱ファンの変速の目的に達することができるように構成されている。
【０００４】
もう一つの従来の放熱ファンの構造について、アメリカの特許番号第５,９４２,８６６号「直流ブラシレス放熱ファンの波幅調整可能な制御回路」に開示されたものにおいて、図３は制御回路図で、図４は制御スイッチの出力波形図である。図１を参照し、特許番号第５,９４２,８６６号に掲示された放熱ファンの制御回路は、整流回路１０、電圧コンパレータ２０および制御スイッチ３０により構成されている。整流回路１０は放熱ファン４０の信号検出端Ｔが送出した連続な方形波信号を取捨するのに用いられ、そして、整流回路１０により方形波信号のろ波を行って直流電圧に整流した後、電圧コンパレータ２０のマイナス位相入力端に送入し、電圧コンパレータ２０のプラス位相入力端は予め設置した参考電圧と連接することにより、放熱ファンの回転速度の設定値を設定するのに用いられることができ、電圧コンパレータ２０の出力端は制御スイッチ３０の制御信号として使用されると共に、制御スイッチ３０はトランジスタまたは同じ効果を有する電子スイッチからなることができ、制御スイッチ３０は電源供給端Ｖｃｃと放熱ファン４０の電圧入力端の間に連接され、制御スイッチ３０により整流回路１０から送入された直流電圧を参考電圧Ｖｒｅｆと比較させることができる。もし整流回路１０から電圧コンパレータ２０に出力した電圧が参考電圧Ｖｒｅｆより低い（放熱ファン４０の回転速度が比較的低い）時、電圧コンパレータ２０は高電圧を出力して制御スイッチ３０をＯＮにして導通させることにより、放熱ファン４０の回転速度を高めることができ、放熱ファン４０の回転速度が予め設定した回転速度を超えた時、整流回路１０から出力した電圧は参考電圧Ｖｒｅｆを超えており、この時、電圧コンパレータ２０の出力を低電圧に転換することにより、制御スイッチ３０をＯＦＦにして放熱ファン４０の電圧を切断させる。上記の制御スイッチ３０の間歇的な開閉を繰り返すことにより、放熱ファン４０を一定の回転速度の状態に維持させることができ、そして、制御スイッチ３０の出力波形は間歇的な開閉であると共に、その開け閉めの幅も回転速度の高低変化に従って調整可能な形式に形成され、図４に示す如く、波幅が調整可能な回転速度制御回路に形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したアメリカの特許番号第５,１９７,８５８号「温度スピードコントロール式直流ブラシレス放熱ファン」において、駆動集積回路ＩＣ２から巻線コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３とＬ４に出力した波形は図２の２Ｂと２Ｃに示すような方形波であり、他に、演算増幅器ＩＣ３１を経て環境温度に従って出力したＶｂ電圧の変化はトランジスタＴＲ２を導通させて電流の変化を生じさせたが、トランジスタＴＲ２はやはり方形波を出力している。方形波を巻線コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３とＬ４に出力させることにより、放熱ファンは方形波に従って急加速または急減速が発生し、この時、放熱ファンの回転速度は急速の変化によってがたつきが生じるため、放熱ファンの使用寿命が短くなるという問題点があった。また、放熱ファンを一定の回転速度に維持させるためには、前記アメリカ特許番号第５,１９７,８５８号のトランジスタＴＲ２および演算増幅器ＩＣ３１のみによって組合せた技術内容では放熱ファンを予め設定された回転速度に維持させることができないという問題点があった。
【０００６】
前述したアメリカの特許番号第５,９４２,８６６号「直流ブラシレス放熱ファンの波幅調整可能な制御回路」において、その出力波形は間歇的に開閉する方形波であり、そして、放熱ファン４０の回転は方形波または制御スイッチ３０の開閉に従って急加速または急減速が発生し、この時、放熱ファンの回転速度は急速の変化によってがたつきが生じるため、放熱ファンの使用寿命が短くなるという問題点があった。また、放熱ファンを一定の回転速度に維持させるためには、前記アメリカ特許番号第５,９４２,８６６号の電圧コンパレータ２０および制御スイッチ３０のみによって組合せた技術内容の電源Ｖｃｃでは放熱ファンを予め設定された回転速度に維持させることができないという問題点があった。
【０００７】
このような問題点に鑑み、放熱ファンの回転速度の加速または減速における過程を改善する必要があり、それを改善することによって放熱ファンの回転速度を緩やかに加速させたり減速させたりすることができるため、放熱ファンの急加速または急減速の発生を避けることができることにより、放熱ファンの使用寿命を伸ばすことができる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、パルス信号と放熱ファンにより検出された信号を比較してから、差動積分回路および差動増幅器により放熱ファンの回転速度を制御することにより、放熱ファンの電力を節約することができると共に、正確に定速することができ、さらに放熱ファンの使用寿命を延ばすことができる周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターは、下記のようになるものである。
すなわち、本発明の周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターは、放熱ファン、周波数コンパレータ、差動積分回路および差動増幅器により構成される。外部より入力したパルス信号の周波数と放熱ファンにより検出された回転速度の信号の周波数を、周波数コンパレータにより両者の周波数の差異を検出し、それから差動積分回路により周波数の差異を電圧信号に転換し、さらに差動増幅器のマイナス端に入力し、プラス端に予め設定された電圧値とその電圧差の比較を行ってから、放熱ファンの入力端まで出力するための電圧を変えるように構成されている。
【００１０】
また、本発明の周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターは、下記のように構成することもできる。
１．周波数コンパレータは二個の単安定回路および一個の逆ＡＮＤゲートにより構成される。
２．差動積分回路は二個の抵抗器、一個のコンデンサーおよび一個のコンパレータにより構成される。
３．前記入力されたパルス信号の周波数は放熱ファンの回転速度を制御することができる。
４．差動増幅器を経て出力された電圧の波形は平らな且つ線性的な波形に形成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００１２】
図５は本発明の実施例による周波数可変定速制御の回路図で、本発明は周波数コンパレータ５０、差動積分回路６０および差動増幅器７０（ＯＰ２）により構成される。周波数コンパレータ５０は二個の単安定回路５１、５２および一個の逆ＡＮＤゲート５３により構成される。外部より供給されたパルス信号を周波数コンパレータ５０の単安定回路５１に連接させ、さらに放熱ファン８０の駆動回路により検出された回転速度の信号ＦＧを周波数コンパレータ５０の単安定回路５２に連接させ、周波数コンパレータ５０が二個の信号の周波数を接収してから、再びそれぞれの単安定回路５１、５２によりそれぞれの周波数の信号を差動積分回路６０に出力させる。差動積分回路６０は二個の抵抗器Ｒ１、Ｒ２、一個のコンデンサー（Ｃ１）および一個のコンパレータ（ＯＰ１）により構成され、差動積分回路６０は検出された周波数の大きさを再び電圧信号に転換してから、差動増幅器７０のマイナス端に入力し、さらにＶｃｃで差動増幅器７０のプラス端に分圧し、差動増幅器７０はプラス端とマイナス端の入力電圧をプラス、マイナスしてから放熱ファン８０の入力端の電圧値Ｖｆが獲得され、即ち放熱ファン８０に入力する電圧値Ｖｆは放熱ファン８０が検出した運転信号に従って変わるため、放熱ファン８０を予め設定された回転速度に制御することができる。本発明は入力されたパルス信号を、放熱ファン８０が検出した信号とその周波数の比較を行って放熱ファン８０の回転速度を制御するもので、同時に回転速度を緩やかに加速させたり減速させたりすることができることにより、放熱ファン８０は加速または減速の過程においてスムーズに回転することができるため、放熱ファン８０の使用寿命を延ばすことができる。
【００１３】
図５、６を参照し、外部より入力されたパルス信号の周波数が放熱ファンにより検出された信号の周波数より大きい場合、いわゆる放熱ファンの回転速度が比較的遅い場合、周波数コンパレータ５０により両者の信号の周波数を比較してから、差動積分回路６０のマイナス端に入力する周波数はプラス端より大きいため、差動積分回路６０は低電圧を差動増幅器７０のマイナス端に出力し、さらにＶｃｃがプラス端に分圧した電圧と引き合うことにより、出力するための電圧Ｖｆは平ら且つ線性的に上昇する（図６の左側部分を参考する）。また、外部より入力されたパルス信号の周波数が放熱ファンにより検出された信号の周波数より小さい場合、いわゆる放熱ファンの回転速度が比較的速い場合、周波数コンパレータ５０により両者の信号の周波数を比較してから、差動積分回路６０のプラス端に入力する周波数はマイナス端より大きいため、差動積分回路６０は高電圧を差動増幅器７０のマイナス端に出力させ、さらにＶｃｃがプラス端に分圧した電圧と引き合うことにより、出力するための電圧Ｖｆは平ら且つ線性的に降下する（図６の右側部分を参考する）。このように、放熱ファン８０の回転速度が比較的遅いまたは速い場合にもかかわらず、放熱ファン８０に入力するための電圧Ｖｆは線性的な緩やかに上昇したり降下したりすることにより、放熱ファン８０を緩やかに加速させたり減速させたりすることができると共に、放熱ファン８０を予め設定された回転速度に維持させることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の周波数可変定速制御の放熱ファンのモーターによれば、本発明は主に周波数コンパレータ、差動積分回路および差動増幅器により構成される。周波数可変定速制御は、外部より入力したパルス信号の周波数と放熱ファンにより検出された回転速度の信号の周波数を、周波数コンパレータにより両者の周波数の差異を検出し、それから差動積分回路により周波数の差異を電圧信号に転換し、さらに差動増幅器のマイナス端に入力し、プラス端の予定電圧値と電圧差の比較を行ってから、放熱ファンの入力端まで出力するための電圧Ｖｆを変えることができる。電圧Ｖｆは平らな且つ線性的な波形で放熱ファンに入力されて使用されるため、放熱ファンの電力を節約することができると共に、正確に定速することができ、さらに放熱ファンの使用寿命を延ばすことができるという利点がある。
【００１５】
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のアメリカ特許番号第５,１９７,８５８号の放熱ファンによる速度制御の回路図である。
【図２】  従来のアメリカ特許番号第５,１９７,８５８号の放熱ファンによる出力波形図である。
【図３】  従来のアメリカ特許番号第５,９４２,８６６号の放熱ファンによる速度制御の回路図である。
【図４】  従来のアメリカ特許番号第５,９４２,８６６号の放熱ファンによる出力波形図である。
【図５】  本発明の実施例による周波数可変定速制御の回路図である。
【図６】  本発明の実施例による方形波の制御信号、放熱ファンの検出信号および放熱ファンまで出力する電圧Ｖｆの波形図である。
【符号の説明】
１０    整流回路                  ２０    電圧コンパレータ
３０    制御スイッチ              ４０    放熱ファン
５０    周波数コンパレータ        ５１    単安定回路
５１    単安定回路                ５３    逆ＡＮＤゲート
６０    差動積分回路              ７０    差動増幅器
８０    放熱ファン
【図１】
0003668423.tif 000002
【図２】
0003668423.tif 000003
【図３】
0003668423.tif 000004
【図４】
0003668423.tif 000005
【図５】
0003668423.tif 000006
【図６】
0003668423.tif 000007