(57)【要約】      （修正有）【課題】パルス幅変調の出力信号を平滑な線形にする効果を備えた、デューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャを提供する。【解決手段】デューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャは、前記パルス幅変調ストラクチャが直流電源供給ユニット、信号発生ユニット、分圧抵抗ユニット、基準電圧ユニット及び比較ユニットを含み、前記直流電源供給ユニットが電圧信号を前記分圧抵抗ユニットに提供すると、前記分圧抵抗ユニットが前記電圧信号を接受して電圧レベルを設定した後さらに前記信号発生ユニットに伝送し、前記電圧信号に基づき前記信号発生ユニットが発生する波形信号の電圧レベルを調整し、前記比較ユニットが前記信号発生ユニットと前記基準電圧ユニットの信号を接受して比較し、比較信号を出力してファンモータの動作を駆動し、出力される信号が平滑な線形を呈するようにする効果を備えている。【選択図】図４
0003142625.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
デューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャであって、
電圧源を提供し、電圧信号を発生するために用いられる直流電源供給ユニットと、
波形信号を発生するために用いられる信号発生ユニットと、
前記信号発生ユニットの電圧レベルを設定することができる分圧抵抗ユニットと、
外部回路と内部回路により電圧値を設定することができる基準電圧ユニットと、
前記信号発生ユニットと前記基準電圧ユニットの信号を接受して比較を行い、比較信号を出力する比較ユニットと、
を含み、前記直流電源供給ユニットが電圧信号を前記分圧抵抗ユニットに伝送し、且つ前記分圧抵抗ユニットが前記電圧信号を接受して電圧レベルを設定し、接受した電圧信号に基づき前記信号発生ユニットが発生する波形信号の電圧レベルを調整して前記比較ユニットに伝送し、前記比較ユニットが前記信号発生ユニットと前記基準電圧ユニットの信号を接受して比較を行い、前記比較信号を出力し、出力される信号が平滑な線形を呈するよう構成したことを特徴とする、デューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【請求項２】
前記直流電源供給ユニットが可変直流電圧源であることを特徴とする、請求項１に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【請求項３】
前記分圧抵抗ユニット内に第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗を設けたことを特徴とする、請求項１に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【請求項４】
前記信号発生ユニットが三角波発生器であることを特徴とする、請求項１に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【請求項５】
前記比較ユニットがコンパレータであることを特徴とする、請求項１に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【請求項６】
前記基準電圧ユニットに電圧調整器、第５抵抗及び第６抵抗をそれぞれ設けたことを特徴とする、請求項１に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【請求項７】
前記第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗が、巻線抵抗器、金属皮膜抵抗器、合金薄膜抵抗器、酸化金属皮膜抵抗器、炭素皮膜抵抗器、炭素皮膜固定抵抗器、セメント抵抗器等のうちのいずれか一つとすることができることを特徴とする、請求項３に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。        
【請求項８】
前記第５抵抗及び第６抵抗が、巻線抵抗器、金属皮膜抵抗器、合金薄膜抵抗器、酸化金属皮膜抵抗器、炭素皮膜抵抗器、炭素皮膜固定抵抗器、セメント抵抗器等のうちのいずれか一つとすることができることを特徴とする、請求項６に記載のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はパルス幅変調ストラクチャに関し、特に、デューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャに関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス幅変調（Pulse width modulation、略称PWM）は、マイクロプロセッサのデジタル出力を利用してアナログ回路に対し制御を行う非常に有効な技術であり、測量、通信、出力制御や変換など多くの領域において幅広く応用されている。
【０００３】
従来のパルス幅変調（Pulse width modulation、以下略称PWM）回路は、図１、図２、図３Aに示すように、ファンモータ装置（図示しない）上に応用され、PWM回路は直流電源供給装置１１０、分圧抵抗器１２０、比較装置１３０及び信号発生装置１４０を含み、そのうち前記直流電源供給装置１１０は可変直流電圧源Vin（例：２〜５ボルト）であり、且つ、電圧源を分圧抵抗器１２０に供するために用いられ、前記分圧抵抗器１２０は第１抵抗R７及び第２抵抗R８がそれぞれ設けられ、且つ、前記第１抵抗R７と前記第２抵抗R８が相互に接続された間に第１ノード電圧Vrが設けられ、そのうち分圧抵抗器１２０の電圧値は直流電源供給装置１１０が提供する電圧値に伴って変化する。信号発生装置１４０は三角波発生器１４１とすることができ、且つ、三角波信号を発生するために用いられ、三角波信号中の高電位VH(以下第１ノード電圧VHという)と低電位VL(以下第２ノード電圧VLという)は一定であり、直流電源供給装置１１０の電圧値の変化を受けて変わることはない。前記比較装置１３０はコンパレータ１３１とすることができ、且つ、信号発生装置１４０と分圧抵抗器１２０が伝送する信号を接受して比較を行い、パルス幅変調信号（Pulse width modulation signal）を出力し、可変直流電圧源Vinが電圧源（例：２〜５ボルト）を分圧抵抗器１２０に提供するとき、分圧抵抗器１２０に分圧の法則の公式で比較装置１３０に伝送する電圧信号を計算させ、同時に、信号発生装置１４０の三角波信号も比較装置１３０に伝送した後、比較装置１３０に電圧信号と三角波信号を比較させ、且つパルス幅変調信号を出力し、ファンモータ装置（図示しない）の動作を駆動する。図２から分かるように、従来の電圧回転数曲線図における電圧回転数曲線T１は、曲折点Pを有する平滑でない曲線である。
【０００４】
図３A、図３B、図３Cの従来の応用回路図に示すように、このとき三角波発生器１４１の高電位VHと低電位VLが２ボルトと１ボルトに設定され、第１抵抗R７が１０Kオームに設定されており、PWMのデューティサイクルが５０％、可変直流電圧源Vinが２ボルトの場合、第１ノード電圧Vrは次の［数１］の公式で計算される。
【０００５】
【数１】
0003142625.tif 000003
【０００６】
上述の計算により、第１ノード電圧Vrは１.５ボルト、第２抵抗R８は３０Kオームとなる。PWMのデューティサイクルが１００％で、可変直流電圧源Vinが５ボルトの場合は、第１ノード電圧Vrは次の［数２］の公式で計算される。
【０００７】
【数２】
0003142625.tif 000004
【０００８】
ここから可変直流電圧源Vinが５ボルトの第１ノード電圧Vrは３.７５ボルトであることが分かり、もし第１ノード電圧Vrが２ボルトでちょうど高電位VHに接触可能な場合、このときの可変直流電圧源Vinは次の［数３］公式で計算される。
【０００９】
【数３】
0003142625.tif 000005
【００１０】
上述の計算のデータに基づいて曲線図を描くことができ、この図においてデューティサイクル５０％と可変直流電圧源Vinが２ボルトの相互に対応する点がちょうどサイクル−電圧曲線D１上昇の起点となり、サイクル−電圧曲線D１が上昇を持続して可変直流電圧源Vinが２.６７ボルトになると、サイクル−電圧曲線D１は平らに可変直流電圧源Vinが５ボルトの位置へ移動し、ここからサイクル−電圧曲線図が平滑でない曲線で表されることが分かる。
【００１１】
上述をまとめると、従来のPWM回路には次のような欠点がある。
１．PWM回路のサイクル−電圧曲線図が平滑でない曲線であり、PWM回路の安定性が十分でない。
２．PWM回路の電圧回転数曲線図が平滑でない曲線であり、PWM回路が不安定である。
【００１２】
このため、上述の従来の問題と欠点をいかに解決するかが、本考案の考案者と関連産業のメーカーが改善を図る研究方向となっている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の欠点に鑑みて、本考案の考案者は関連資料を収集し、多方面での評価及び考慮を経て、関連産業において蓄積した長年の経験に基づき度重なる試作と修正を行い、ついにこのデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャの実用新案の開発に至ったものである。
【００１４】
本考案の主な目的は、パルス幅変調の出力信号を平滑な線形にする効果を備えた、デューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達するため、本考案のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャは、前記パルス幅変調ストラクチャが、電圧源を提供し、電圧信号を発生するために用いる直流電源供給ユニットと、波形信号を発生するために用いる信号発生ユニットと、前記信号発生ユニットの電圧レベルを設定できる分圧抵抗ユニットと、外部回路または内部回路により電圧値を設定することができ、且つ前記直流電源供給ユニットが供給する電圧値の変化により変化しない基準電圧ユニットと、前記信号発生ユニットと前記基準電圧ユニットの信号を接受して比較を行い、比較信号を出力する比較ユニットを含み、前記直流電源供給ユニットの電圧信号が前記分圧抵抗ユニットに伝送されると、前記分圧抵抗ユニットが前記電圧信号を接受し、且つ電圧レベルを設定した後、さらに前記信号発生ユニットに伝送し、前記電圧信号に基づいて前記信号発生ユニットが発生する波形信号に電圧レベルを調整させ、前記比較ユニットが前記信号発生ユニットと前記基準電圧ユニットの信号を接受して比較を行い、且つ比較信号を出力してファンモータの動作を駆動し、前記パルス幅変調のサイクル−電圧に平滑な線形の状態を形成させる。
【考案の効果】
【００１６】
前記直流電源供給ユニットの電圧信号が前記分圧抵抗ユニットに伝送されると、前記分圧抵抗ユニットが電圧信号を接受し、且つ電圧レベルを設定した後、前記信号発生ユニットへ伝送し、前記信号発生ユニットの三角波信号またはノコギリ波信号の電圧レベルを前記電圧信号に基づいて調整させ、前記比較ユニットが前記信号発生ユニットと前記基準電圧ユニットの信号を接受して比較を行った後、パルス幅変調信号を出力してファンモータの動作を駆動し、出力される信号を平滑な線形にする効果が得られる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
本考案のデューティサイクルの調整機能を備えたパルス幅変調ストラクチャは、ファンモータ（図示しない）上に応用され、図４、図５に示すように、本考案の最良の実施例においては、前記パルス幅変調（Pulse width modulation、以下略称PWM）ストラクチャが直流電源供給ユニット３１０、分圧抵抗ユニット３２０、比較ユニット３３０、信号発生ユニット３４０及び基準電圧ユニット３５０を含み、そのうち前記直流電源供給ユニット３１０電圧源を提供し、電圧信号を発生するために用いられ、前記分圧抵抗ユニット３２０は前記信号発生ユニット３４０の電圧レベルを設定することができ、且つ、前記信号発生ユニット３４０は三角波信号またはノコギリ波信号を発生するために用いられ、前記基準電圧ユニット３５０は外部回路または内部回路により電圧値を設定することができ、且つ、前記直流電源供給ユニット３１０が供給する電圧源の変化により変化せず、前記比較ユニット３３０は前記信号発生ユニット３４０と前記基準電圧ユニット３５０の信号を接受して比較を行い、且つ比較信号を出力するために用いられ、そのうち前記比較信号はパルス幅変調信号（Pulse width modulation signal）とすることができる。前記直流電源供給ユニット３１０の電圧信号が前記分圧抵抗ユニット３２０に伝送されると、前記分圧抵抗ユニット３２０が電圧信号を接受し、且つ電圧レベルを設定した後、前記信号発生ユニット３４０へ伝送し、前記信号発生ユニット３４０の三角波信号またはノコギリ波信号の電圧レベルを前記電圧信号に基づいて調整させ、前記比較ユニット３３０が前記信号発生ユニット３４０と前記基準電圧ユニット３５０の信号を接受して比較を行った後、パルス幅変調信号を出力してファンモータの動作を駆動し、出力される信号を平滑な線形にする効果が得られる。図５に示すように、本考案の電圧回転数曲線T２も従来の電圧回転数曲線T１に比べ明らかに平滑で曲折点Pの問題がなく、これは即ち、電圧回転数曲線T２が比較的平滑な線形を呈する曲線であり、前記パルス幅変調の電圧回転数曲線をより平滑な線形の状態にする。
【００１８】
図６Aに本考案の最良の実施例の応用回路図を示す。前記直流電源供給ユニット３１０は可変直流電圧源Vinであり、前記分圧抵抗ユニット３２０内に第１抵抗R１、第２抵抗R２、第３抵抗R３及び第４抵抗R４がそれぞれ設置され、そのうち前記第１抵抗R１は一端が前記可変直流電圧源Vin、前記第３抵抗R３の一端とそれぞれ接続され、その他端が前記第２抵抗R２の一端と接続され、且つ、前記第２抵抗R２の他端が接地端Gに接続され、前記第４抵抗R４は一端が前記第３抵抗R３の他端と接続され、その他端が前記接地端Gと接続される。そのうち前記第１抵抗R１と前記第２抵抗R２が相互に接続された間に第１ノード電圧VHを備え、前記第３抵抗R３と前記第４抵抗R４が相互に接続された間に第２ノード電圧VLを備えている。
【００１９】
前記信号発生ユニット３４０は三角波発生器３４１であり、前記三角波発生器３４１は前記第１ノード電圧VH、前記第２ノード電圧VLとそれぞれ相互に接続され、そのうち前記第１ノード電圧VHと前記第２ノード電圧VLは前記三角波発生器３４１の高電位と低電位を設定することができる。前記基準電圧ユニット３５０は電圧調整器３５１（VOLTAGE REGULATOR）、第５抵抗R５及び第６抵抗R６がそれぞれ設置され、そのうち前記電圧調整器３５１は前記可変直流電圧源Vin、前記第５抵抗R５の一端と接続され、前記第６抵抗R６は一端が前記第５抵抗R５の他端と接続され、その他端が接地端Gに接続され、且つ、前記第５抵抗R５と前記第６抵抗R６が相互に接続された間に第３ノード電圧Vbaseを備えている。前記比較ユニット３３０はコンパレータ３３１であり、前記コンパレータ３３１と前記三角波発生器３４１、前記第３ノード電圧Vbaseが相互に接続される。
【００２０】
このほか、上述の第１抵抗R１、第２抵抗R２、第３抵抗R３、第４抵抗R４、第５抵抗R５及び第６抵抗R６は、巻線抵抗器、金属皮膜抵抗器、合金薄膜抵抗器、酸化金属皮膜抵抗器、炭素皮膜抵抗器、炭素皮膜固定抵抗器、セメント抵抗器等のうちのいずれか一つとすることができる。  
【００２１】
上述の構造、構成の設計により、本考案の使用時の作動状況を次に説明する。
【００２２】
図６A、図６B、図６Cに示すように、このとき前記第３ノード電圧Vbaseが０.５ボルトに設定され、前記第１抵抗R１と前記第３抵抗R３がそれぞれ１０Kオームに設定されており、デューティサイクルが１００％、可変直流電圧源Vinが５ボルトの場合、前記第２ノード電圧VLは０.５ボルトに等しい必要があり、第４抵抗R４は分圧の法則の公式により算出することができる。
【００２３】
【数４】
0003142625.tif 000006
【００２４】
上述の計算後、第４抵抗R４が１.０２Kオームと得られる。デューティサイクルが５０％、可変直流電圧源Vinが２ボルトの場合、このときの第１ノード電圧VHと第２ノード電圧VL、第２抵抗R２は分圧の法則の公式とデューティサイクルの公式により計算して得ることができる。
【００２５】
【数５】
0003142625.tif 000007
【００２６】
上述の計算結果から第１ノード電圧VHが０.８１５ボルト、前記第２ノード電圧VLが０.１８５ボルト、第２抵抗R２が６.８８Kオームということが分かり、このときデューティサイクル１００％、可変直流電圧源Vinが５ボルトのときの第１ノード電圧VHがまだ得られていないため、分圧の法則の公式により計算する必要がある。
【００２７】
【数６】
0003142625.tif 000008
【００２８】
これにより可変直流電圧源Vinが５ボルトのときの第１ノード電圧VHは２.０４ボルトであると分かる。上述のように算出されたデータに基づき曲線図を描くことができ、この図におけるデューティサイクル５０％と可変直流電圧源Vinが２ボルトの相互に対応する点がサイクル−電圧曲線D２の上昇の起点となり、このとき前記サイクル−電圧曲線D２が継続して可変直流電圧源Vinが５ボルトの位置に上昇し、このサイクル−電圧曲線D２は平滑な曲線となるため、従来のサイクル−電圧曲線D１に比べ曲折点がなく、このため、前記パルス幅変調の出力信号を比較的平滑な線形とする効果を備えている。
【００２９】
上述の説明は、本考案の最良の実施例に基づくものであり、本考案の構造的特徴はこれに限られず、前記技術を熟知する技術者が本考案の領域の範囲内で容易に思い付く変化や修飾はすべて本考案の特許範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のパルス幅変調回路の回路を示すブロック図である。
【図２】従来のパルス幅変調回路の電圧回転数曲線図である。
【図３Ａ】従来のパルス幅変調回路の応用回路図である。
【図３Ｂ】従来のパルス幅変調回路の応用波型曲線図である。
【図３Ｃ】従来のパルス幅変調回路のサイクル-電圧曲線図である。
【図４】本考案の回路を示すブロック図である。
【図５】本考案の電圧回転数曲線図である。
【図６Ａ】本考案の応用回路図である。
【図６Ｂ】本考案の応用波形曲線図である。
【図６Ｃ】本考案のサイクル-電圧曲線図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１０      直流電源供給装置
１２０      分圧抵抗器
１３０      比較装置
１３１      コンパレータ
１４０      信号発生装置
１４１      三角波発生器
３１０      直流電源供給ユニット
３２０      分圧抵抗ユニット
３３０      比較ユニット
３３１      コンパレータ
３４０      信号発生ユニット
３４１      三角波発生器
３５０      基準電圧ユニット
３５１      電圧調整器
D２        サイクル−電圧曲線
D１        サイクル−電圧曲線
G        接地端
P        曲折点
T１        電圧回転数曲線
T２        電圧回転数曲線
Vr        第１ノード電圧
VH        第１ノード電圧
VL        第２ノード電圧
Vbase    第３ノード電圧
Vin      可変直流電圧源
R１        第１抵抗
R２        第２抵抗
R３        第３抵抗
R４        第４抵抗
R５        第５抵抗
R６        第６抵抗
R７        第１抵抗
R８        第２抵抗
【図１】
0003142625.tif 000009
【図２】
0003142625.tif 000010
【図３Ａ】
0003142625.tif 000011
【図３Ｂ】
0003142625.tif 000012
【図３Ｃ】
0003142625.tif 000013
【図４】
0003142625.tif 000014
【図５】
0003142625.tif 000015
【図６Ａ】
0003142625.tif 000016
【図６Ｂ】
0003142625.tif 000017
【図６Ｃ】
0003142625.tif 000018