(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一電源（１）から給電されるアナログ回路（４）及び内部の放熱をするためのファン（３）を備えた電子機器のノイズ除去回路であって、
上記ファンの給電路に配され、その給電路からの電圧を電流に変換して上記ファンに供給する電圧電流変換器（８）と、
上記ファン（３）に生じる直流平均電圧を検出するための抵抗及びコンデンサでなるローパスフィルタ（６）と、
上記ローパスフィルタ（６）で検出した上記直流平均電圧と所定の基準電圧とを比較し、比較した値が同じになるように、上記電圧電流変換器（８）を制御し、ノイズを上記電圧電流変換器（８）を介して上記電源側に漏洩させない比較器（７）と、
を具備することを特徴とする電子機器のノイズ除去回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンによる低周波ノイズを除去する電子機器のノイズ除去回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器において、回路冷却用にファンが用いられている。
このファンへの給電は、例えば、図４の（Ａ）に示すように、電源１による電圧Ｖ１を、三端子レギュレータ２を介して、ファン３が必要とする電圧Ｖ２として給電するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ファン３は、永久磁石とコイルを組み合わせ、コイルに断続的に電流を流すことで回転力を生成しているが、このコイルに断続的に電流を流すときに発生する逆起電力がノイズとなる。このノイズ発生原理は、スイッチング動作によってトランスを駆動しているＤＣ−ＤＣコンバータとも同等である。
【０００４】
このノイズにより、ファン３に加わる電圧Ｖ２は、図４の（Ｂ）に示すように変動し、これがレギュレータ２を介して図４の（Ｃ）に示すように電源１の電圧Ｖ１側に漏れ出てしまう。
【０００５】
即ち、ファン３やモータのように動作中に抵抗値が例えばリップル的に変化する又は負荷電流が例えばリップル的に変化する負荷を、レギュレータ２に接続すると、負荷が必要とするリップル電流をレギュレータ２が供給するために、レギュレータ２にリップル電流が流れ、その結果、電源電圧Ｖ１にリップルが生じてしまう。例えば、電源電圧Ｖ１を１５Ｖとした場合、数十ｍＶ程度のリップルが生じる。
【０００６】
このように電源電圧Ｖ１にノイズが生じると、ディジタル回路であればそれほど問題とはならないが、アナログ回路４、例えば、周波数シンセサイザではその発振波形にノイズが乗る等、所望の性能が得られなくなり、大きな問題を引き起こす。
【０００７】
そこで、図４の（Ｄ）に示すように、ファン３やモータ等から生じるこの種のリップルを、ＬＣフィルタ５を用いて除去することで、電源電圧Ｖ１側にノイズが発生するのを防止することが考えられる。
【０００８】
ファン３から発生するノイズは、数百Ｈｚ（実測例では１８０Ｈｚ）程度である。これをＬＣフィルタで除去しようとすれば、ＬＣの定数は次式より求めることができる。
【０００９】
【数１】
0003584158.tif 000002
【００１０】
ここで、Ｆを１８０以下にするためのＬＣを選択する必要があり、Ｌ＝１０００μＨ、Ｃ＝１０００μＦとすると、Ｆ＝１６０にすることができる。
但し、実際には１８０ＨｚのノイズをＬＣフィルタで１／１０程度まで減衰させることが望ましく、そのためには、ＬもしくはＣを１０倍の値にする必要がある。物理的な大きさとしては、Ｌ＝１０００μＨの場合、直径は１０ｍｍ、長さは４０ｍｍ程度である。同様に、Ｃ＝１０００μＦであれば、直径は１６ｍｍ、長さは２５ｍｍ程度である。そして、Ｃを１０倍の値、つまりＣ＝１００００μＦとすると、その直径は２５ｍｍ、長さは３０ｍｍとなる。
【００１１】
このように、ファンやモータ等から生じるこの種のリップルは周波数が低いので、ＬＣフィルタで除去するには、物理的に大きなものになってしまう。従って、このようなファンやモータを搭載する装置自体の小型化の妨げとなる。
【００１２】
また、このようなファンやモータのための電源を、他の回路部分に対する電源と分けることも考えられるが、２つの電源を搭載することは、やはり装置の大型化を招く。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、小規模な回路で低い周波数のリップルを除去する電子機器のノイズ除去回路を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による電子機器のノイズ除去回路は、同一電源から給電されるアナログ回路及び内部の放熱をするためのファンを備えた電子機器のノイズ除去回路であって、図１の（Ａ）のブロック構成図に示すように、上記ファン（ＦＡＮ）３の給電路に配され、その給電路からの電圧を電流に変換して上記ファン３に供給する電圧電流変換器８と、上記ファン（３）に生じる直流平均電圧を検出するための抵抗及びコンデンサでなるローパスフィルタ（ＬＰＦ）６と、そのローパスフィルタ（６）で検出した上記直流平均電圧と所定の基準電圧とを比較し、比較した値が同じになるように、上記電圧電流変換器（８）を制御し、ノイズを上記電圧電流変換器（８）を介して上記電源側に漏洩させない比較器（７）とから構成される。
【００１４】
即ち、このような構成によれば、ファン３で生じる直流平均電圧をローパスフィルタ６で検出し、その検出した直流平均電圧と基準電圧との差電圧を比較器７で検出し、その検出した差電圧に応じて電圧電流変換器８の直流電流値を変えてファン３に供給して上記差電圧が０になるように制御する。つまり、交流領域では一種の定電流でファン３を駆動することで、交流的にはハイインピーダンス電源として、ノイズが電源側に漏れ出さないようにしている。
【００１５】
このように、ファン３の直流平均電圧をフィードバックして比較器７で基準電圧との差電圧を検出し、この比較器７の出力の差電圧に応じて電圧電流変換器８の電流を変えてファン３に供給して上記差電圧が０になるように制御し、つまり上記ファン３に生ずる電圧がほぼ一定になるよう制御することにより、物理的に大きなＬＣフィルタを用いずに、小規模な回路で低い周波数のリップルを除去できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１の（Ｂ）は、本発明の一実施の形態にかかる電子機器のノイズ除去回路の構成を示す図である。
【００１７】
この電子機器のノイズ除去回路は、周波数シンセサイザのようなアナログ回路４に電圧Ｖ１を給電する電源１に対して、ファン３を電圧電流変換器８（交流領域では定電流源と見なすことができる）を介して接続して電流を供給し、その電流によってファン３に生ずる直流平均電圧Ｖ２を、抵抗及びコンデンサでなる直流平均電圧検出回路（ＬＰＦ６）によって検出し、その検出した直流平均電圧値を比較器７の一方の入力端に与えるよう接続する。この比較器７の他方の入力端は、抵抗とツェナーダイオードでなる基準電圧発生回路９から基準電圧が与えられるよう接続される。そして、この比較器７の出力を上記電圧電流変換器８に与えるよう接続している。
【００１８】
図２及び図３は実際の回路構成例を示す図で、図２は電源１が正電源の場合を、図３は電源１が負電源の場合をそれぞれ示している。
即ち、正電源の場合、図２に示すように、ファン３は、上記電流電圧変換器８としてのトランジスタＴｒ及び抵抗Ｒ１（０．６Ω）を介して、＋１５Ｖの電源に接続される。ここで、トランジスタＴｒは、コレクタが上記ファン３に接続され、エミッタが抵抗Ｒ１に接続されたＰＮＰトランジスタである。
【００１９】
このトランジスタＴｒとファン３の接続点は、抵抗Ｒ２（３３ＫΩ）を介して上記比較器７としての差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子に接続されると共に、発振防止用のコンデンサＣ１（２２０μＦ）を介して接地されている。
【００２０】
差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子は、基準電圧としての１２Ｖが印可されるように、上記電源電圧（＋１５Ｖ）と接地との間に設けられた基準電圧発生回路９に接続されている。ここで、基準電圧発生回路９は、ツェナーダイオードＺＤ，抵抗Ｒ３（１００Ω），Ｒ４（２２０Ω）とコンデンサＣ２（４７０μＦ）との並列回路として構成されており、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ３の接続点が上記差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に接続されている。
【００２１】
差動増幅器ＯＰ１の出力端子は、積分用のコンデンサＣ３（２２μＦ）を介して当該差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子に接続されると共に、抵抗Ｒ５（１０ＫΩ）を介して極性反転用の差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続されている。
【００２２】
この差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子は、上記基準電圧発生回路９の抵抗Ｒ３とＲ４（２２０Ω）の接続点に接続され、＋１３Ｖが印可されるようになっている。そして、この差動増幅器ＯＰ２の出力端子が、抵抗Ｒ６（１０ＫΩ）を介して当該差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続されると共に、上記トランジスタＴｒのベースに接続されている。
【００２３】
また、負電源の場合、図３に示すように、ファン３は、上記電流電圧変換器８としてのトランジスタＴｒ及び抵抗Ｒ１（０．６Ω）を介して、−１５Ｖの電源に接続される。ここで、トランジスタＴｒは、コレクタが上記ファン３に接続され、エミッタが抵抗Ｒ１に接続されたＮＰＮトランジスタである。
【００２４】
このトランジスタＴｒとファン３の接続点は、抵抗Ｒ２（３３ＫΩ）を介して上記比較器７としての差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に接続されると共に、発振防止用のコンデンサＣ１（２２０μＦ）を介して接地されている。
【００２５】
差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子は、基準電圧としての−１２Ｖが印可されるように、上記電源電圧（−１５Ｖ）と接地との間に設けられた基準電圧発生回路９に接続されている。ここで、基準電圧発生回路９は、ツェナーダイオードＺＤ，抵抗Ｒ３（１００Ω），Ｒ４（２２０Ω）とコンデンサＣ２（４７０μＦ）との並列回路として構成されており、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ３の接続点が上記差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子に接続されている。
【００２６】
差動増幅器ＯＰ１の出力端子は、積分用のコンデンサＣ３（２２μＦ）を介して当該差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に接続されると共に、抵抗Ｒ５（１０ＫΩ）を介して極性反転用の差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子に接続されている。
【００２７】
この差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子は、上記基準電圧発生回路９の抵抗Ｒ３とＲ４（２２０Ω）の接続点に接続され、−１３Ｖが印可されるようになっている。そして、この差動増幅器ＯＰ２の出力端子が、抵抗Ｒ６（１０ＫΩ）を介して当該差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子に接続されると共に、上記トランジスタＴｒのベースに接続されている。
【００２８】
このように、ファン３の直流平均電圧をフィードバックして比較器７で基準電圧との差電圧を検出し、この比較器７の出力の差電圧に応じて電圧電流変換器８の直流電流値を変えてファン３に供給して上記差電圧が０になるように制御し、つまり上記ファン３に生ずる電圧がほぼ一定になるよう制御することにより、物理的に大きなＬＣフィルタを用いずに、小規模な回路で低い周波数のリップルを除去できる。
【００２９】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、小規模な回路で、低い周波数のリップルを除去する電子機器のノイズ除去回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の電子機器のノイズ除去回路の基本構成を示すブロック図であり、（Ｂ）はこの本発明の一実施の形態にかかる電子機器のノイズ除去回路の構成を示す図である。
【図２】正電源の場合の実際の回路構成の例を示す図である。
【図３】負電源の場合の実際の回路構成の例を示す図である。
【図４】（Ａ）は電子機器のノイズ除去回路を持たない従来のファンを備える電子機器のブロック構成図、（Ｂ）はファンに加わる電圧のノイズを説明する図、（Ｃ）は電源側に漏れ出したノイズを説明するための図であり、（Ｄ）はＬＣフィルタによる電子機器のノイズ除去回路の適用された電子機器のブロック構成図である。
【符号の説明】
１  電源
３  ファン（ＦＡＮ）
４  アナログ回路
６  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７  比較器
８  電圧電流変換器
９  基準電圧発生回路
【図１】
0003584158.tif 000003
【図２】
0003584158.tif 000004
【図３】
0003584158.tif 000005
【図４】
0003584158.tif 000006