(57)【要約】【課題】電源電圧を可変することによってモータ回転数を制御する場合に、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる直流モータ駆動回路及びそれを備えた送風ファン装置を提供することを目的とする。【解決手段】ホール素子１１の出力信号を第１の演算増幅器１５によって増幅し、その増幅された出力信号を入力とした第２の演算増幅器１８と第３の演算増幅器２４を介してモータコイル２１，２２への通電を行う単相全波型の直流モータ駆動回路１０において、第２の演算増幅器１８及び第３の演算増幅器２４の各非反転入力端子に基準電圧出力回路２０から出力された基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。【選択図】図１
2008104335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットロータの磁極を検出する磁気検出素子の出力信号を磁気用の演算増幅器によって増幅し、その増幅された出力信号を入力としたモータコイル用の演算増幅器を介してモータコイルへの通電を行う単相全波型の直流モータ駆動回路であって、
前記磁気検出回路の出力信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第１の帰還抵抗が接続された第１の演算増幅器と、
前記第１の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第２の帰還抵抗が接続された第２の演算増幅器と、
前記第２の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第３の帰還抵抗が接続された第３の演算増幅器と、
前記第２の演算増幅器の出力端子と前記第３の演算増幅器の出力端子との間に接続された前記モータコイルと、
電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定のクランプ電圧により制限された基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を備え、
前記第２の演算増幅器及び前記第３の演算増幅器の各非反転入力端子に前記基準電圧出力回路から出力された基準電圧を供給することを特徴とする直流モータ駆動回路。
【請求項２】
マグネットロータの磁極を検出する磁気検出素子の出力信号を磁気用の演算増幅器によって増幅し、その増幅された出力信号を入力としたモータコイル用の演算増幅器を介してモータコイルへの通電を行う単相全波型の直流モータ駆動回路であって、
前記磁気検出回路の出力信号を逆位相で増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第１の帰還抵抗が接続された第１の演算増幅器と、
前記第１の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第２の帰還抵抗が接続された第２の演算増幅器と、
前記磁気検出回路の出力信号を同位相で増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第３の帰還抵抗が接続された第３の演算増幅器と、
前記第３の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第４の帰還抵抗が接続された第４の演算増幅器と、
前記第２の演算増幅器の出力端子と前記第４の演算増幅器の出力端子との間に接続された前記モータコイルと、
電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定のクランプ電圧により制限された基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を備え、
前記第２の演算増幅器及び前記第４の演算増幅器の各非反転入力端子に前記基準電圧出力回路から出力された基準電圧を供給することを特徴とする直流モータ駆動回路。
【請求項３】
前記基準電圧出力回路は、一方の端子が前記電源電圧に接続され他方の端子が接地された分圧抵抗と、カソード側の端子が抵抗を介して前記電源電圧に接続されアノード側の端子が接地されて前記所定のクランプ電圧に制限する定電圧ダイオードと、を備え、
前記カソード側の端子と前記分圧抵抗の分圧端子との間に、前記カソード側の端子から前記分圧抵抗の分圧端子の方向へ順方向となるダイオードを接続した回路構成であることを特徴とする請求項１または２記載の直流モータ駆動回路。
【請求項４】
マグネットロータの磁極を検出する磁気検出素子と、
前記磁気検出素子の出力信号を入力とし、その入力に対して逆位相で出力する第１の演算増幅器とその入力に対して同位相で出力する第２の演算増幅器とを有する磁気用の増幅手段と、
前記磁気用の増幅手段の出力信号の中間電位をバイアス入力端子に入力された所定の基準電圧と比較して、その所定の基準電圧と等しくなるように制御する電圧レベル設定手段と、
中間電位が前記所定の電圧と等しくなるように制御された前記磁気用の増幅手段の出力信号により通電されるモータコイルと、
電源電圧に応じて所定の基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、を備え、
前記電圧レベル設定手段の前記バイアス入力端子に前記基準電圧出力手段から出力された基準電圧を供給することを特徴とする直流モータ駆動回路。
【請求項５】
前記基準電圧出力手段は、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定の電圧に制限された基準電圧を出力することを特徴とする請求項４記載の直流モータ駆動回路。
【請求項６】
前記基準電圧出力手段は、一方の端子が前記電源電圧に接続され他方の端子が接地された分圧抵抗と、カソード側の端子が前記電源電圧に接続されアノード側の端子が抵抗を介して接地されて前記アノード側の端子を所定の電圧に制限する定電圧ダイオードと、を備え、
前記アノード側の端子と前記分圧抵抗の分圧端子との間に、前記分圧抵抗の分圧端子から前記アノード側の端子の方向へ順方向となるダイオードを接続した構成の回路であることを特徴とする請求項４記載の直流モータ駆動回路。
【請求項７】
請求項１から６いずれか１項に記載の直流モータ駆動回路を備えたことを特徴とする送風ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットロータの磁極を検出する磁気検出素子の出力信号を磁気用の演算増幅器によって増幅し、その増幅された出力信号を入力としたモータコイル用の演算増幅器を介してモータコイルへの通電を行う単相全波型の直流モータ駆動回路及びそれを備えた送風ファン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の直流モータ駆動回路としては、例えばマグネットロータの磁極を検出するホール素子などの磁気検出素子の出力信号を演算増幅器で増幅し、その増幅された出力信号によってモータコイルへの通電を行う単相全波型の直流モータ駆動回路がある。
【０００３】
従来、そのような単相全波型の直流モータ駆動回路をノートＰＣやＰＣサーバーなどの電子機器の筐体内部に配設された超小型演算処理装置（以下、ＭＰＵと称する）などの発熱電子部品を、空気の循環を利用して冷却するときに用いられる送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合には、電子機器側より定格の電源電圧が供給される状態においては定格のモータ回転数で駆動して十分な送風能力が得られ、同じく電子機器側よりその定格の電源電圧の約１／２程度が供給される状態においてはモータ回転数を十分に低下させてファン騒音を小さくすることが要求されていた。
【０００４】
したがって、冷却しようとするＭＰＵなどの発熱電子部品の発熱量に応じて電子機器より供給する電源電圧を可変して送風ファン装置のモータ回転数を制御しようとする場合には、その電源電圧の可変範囲に対してより広範囲でモータ回転数を制御することが可能な直流モータ駆動回路が必要となっていた。
【０００５】
図１４は、従来の技術における直流モータ駆動回路を示す回路図で、図１５（ａ）は、ホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図で、図１５（ｂ）は、第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形図で、図１５（ｃ）は、第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形図で、図１５（ｄ）は、コイル電圧Ｖｃの電圧波形図である。
【０００６】
ここで、従来では４極のマグネットロータに回転駆動力を与える単相全波型の駆動方式の送風ファン装置などのファンモータとして図１４で示した直流モータ駆動回路７０が用いられているが、この直流モータ駆動回路７０には図示しないマグネットロータの複数の磁極を検出できる適当な場所に磁気検出素子として代表的なホール素子７１が設けられている。
【０００７】
そして、そのホール素子７１を正常に動作させるためには所定の電流で制御する必要があることから、その電源側の入力端子にはバイアス抵抗７２を介して所定の直流の電源電圧Ｖｃｃ（例えば、５Ｖ）が接続される一方、もう一方の通電用の入力端子にはバイアス抵抗７３を介してグランドが接続されている。
【０００８】
一方、そのホール素子７１の一方の出力端子７１ａと他方の出力端子７１ｂとの間には、所定の制御電流と検出される磁束密度の大きさに応じてピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈが発生する。
【０００９】
つまり、図１５（ａ）で示したように、ホール素子出力電圧Ｖｈはホール素子７１の検出する磁束の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転する正弦波の出力電圧波形となっている。
【００１０】
そして、そのホール素子７１の出力端子７１ａは抵抗７４を介して第１の演算増幅器７５の反転入力端子に接続され、ホール素子７１の出力端子７１ｂは第１の演算増幅器７５の非反転入力端子に接続されるので、その正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈは第１の演算増幅器７５の第１の帰還抵抗７６と抵抗７４との比で設定されるゲイン（例えば約１００倍）分だけ逆位相で増幅されてその第１の演算増幅器７５の出力端子７５ａより出力される。
【００１１】
通常、その第１の演算増幅器７５より出力される電圧波形は、ゲインが例えば約１００倍程度と十分に大きく設定されることで、ホール素子７１の出力端子７１ａと出力端子７１ｂとの間に発生する正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈの最大電圧の部分が電源電圧Ｖｃｃでクリップされて、全体の波形が図１５（ｂ）で示したような台形波に近いものとなっている。
【００１２】
さらに、その第１の演算増幅器７５の出力端子７５ａより出力された出力電圧Ｖｏｕｔ１は、直列に接続されたモータコイル７７とモータコイル７８の一方の端子７７ａに接続される一方、抵抗７９を介して第２の演算増幅器８０の反転入力端子に接続されている。
【００１３】
そして、その第２の演算増幅器８０の非反転入力端子には、電源電圧Ｖｃｃとグランドとの間に直列に接続された分圧抵抗８１ａと分圧抵抗８１ｂの分圧端子８１ｃが接続され、その分圧抵抗８１ａと分圧抵抗８１ｂとの分圧比に応じて電源電圧Ｖｃｃが分圧された基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。
【００１４】
ここで、従来の技術においては、この分圧抵抗８１ａと分圧抵抗８１ｂはほぼ等価な抵抗値が選択されており、電源電圧Ｖｃｃの約１／２程度に設定された基準電圧Ｖｒｅｆが第２の演算増幅器８０の非反転入力端子に入力されているので、その第２の演算増幅器８０の反転入力端子に入力される第１の演算増幅器７５の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として、第２の演算増幅器８０の第２の帰還抵抗８２と抵抗７９との比であるゲイン分だけ逆位相で増幅されてその第２の演算増幅器８０の出力端子８０ａより出力される。
【００１５】
つまり、第２の帰還抵抗８２と抵抗７９はほぼ等価な抵抗値が選択されているためゲインが１倍となるので、第２の演算増幅器８０の反転入力端子に入力される第１の演算増幅器７５の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として、単純に位相が反転されて第２の演算増幅器８０の出力端子８０ａより図１５（ｃ）で示したような台形波に近い波形で出力される。
【００１６】
さらに、その第２の演算増幅器８０の出力端子８０ａは、直列に接続されたモータコイル７７とモータコイル７８の他方の端子７８ａに接続されているので、第２の演算増幅器８０から出力された出力電圧Ｖｏｕｔ２はその他方の端子７８ａに供給される。
【００１７】
したがって、直列に接続されたモータコイル７７とモータコイル７８の両端に供給されるコイル電圧Ｖｃは、第１の演算増幅器７５の出力端子７５ａから出力される出力電圧Ｖｏｕｔ１と第２の演算増幅器８０の出力端子８０ａから出力される出力電圧Ｖｏｕｔ２との間の電位差に相当する電圧となるため、図１５（ｄ）で示したような波高値が電源電圧Ｖｃｃであって、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈと逆位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【００１８】
また、他の従来の技術において、図示しないがマグネットロータの磁束密度の大きさを検出するホール素子と、そのホール素子の出力電圧を増幅する２組の演算増幅器とを備え、一方の演算増幅器によってホール素子出力電圧を逆位相で増幅した電圧を出力し、他方の演算増幅器によってホール素子出力電圧を同位相で増幅した電圧を出力しモータコイルに交互に極性が反転する２極性通電させるファンモータ用の単相全波型の駆動回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１９】
さらに、他の従来の技術において、図示しないがＮチャンネルＭＯＳＦＥＴまたはＮＰＮトランジスタなどの能動素子をＨブリッジ接続したＨブリッジ回路と、負荷電流に応じた検出電圧と基準電圧回路の定電圧ダイオードによる基準電圧との比較に基づいてＨブリッジ回路の駆動を制御する制御回路とを備え、モータの正転・反転動作を制御する混成集積回路が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４０８９７号公報（第６頁、図１）
【特許文献２】特開平５−２９１９１８号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、前記従来の技術では、直流モータ駆動回路に供給する電源電圧を定格電圧から例えばその約１／２程度まで可変してモータ回転数を制御する場合にそのモータ回転数の制御範囲が小さいという課題があった。
【００２１】
また、（特許文献１）や（特許文献２）などに記載された直流モータ駆動回路においても、供給する電源電圧を定格電圧から例えばその約１／２程度まで可変して、モータ回転数を制御する場合にそのモータ回転数の制御範囲が小さいという課題があった。
【００２２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡素な構成で、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる直流モータ駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の直流モータ駆動回路は、磁気検出回路の出力信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第１の帰還抵抗が接続された第１の演算増幅器と、第１の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第２の帰還抵抗が接続された第２の演算増幅器と、第２の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第３の帰還抵抗が接続された第３の演算増幅器と、第２の演算増幅器の出力端子と第３の演算増幅器の出力端子との間に接続された前記モータコイルと、電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定のクランプ電圧により制限された基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を備え、第２の演算増幅器及び第３の演算増幅器の各非反転入力端子に基準電圧出力回路から出力された基準電圧を供給するものである。
【００２４】
また、本発明の直流モータ駆動回路は、磁気検出回路の出力信号を逆位相で増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第１の帰還抵抗が接続された第１の演算増幅器と、第１の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第２の帰還抵抗が接続された第２の演算増幅器と、磁気検出回路の出力信号を同位相で増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第３の帰還抵抗が接続された第３の演算増幅器と、第３の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第４の帰還抵抗が接続された第４の演算増幅器と、第２の演算増幅器の出力端子と第４の演算増幅器の出力端子との間に接続されたモータコイルと、電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定のクランプ電圧により制限された基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を備え、第２の演算増幅器及び第４の演算増幅器の各非反転入力端子に基準電圧出力回路から出力された基準電圧を供給するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の直流モータ駆動回路及びそれを備えた送風ファン装置によれば、直流モータ駆動回路に供給する電源電圧を可変させてモータ回転数を制御する場合において、モータコイルの両端に供給されるコイル電圧の可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、直流モータ駆動回路に供給する電源電圧を定格電圧からその約１／２程度までの範囲において可変させてモータ回転数を制御する場合において、磁気検出回路の出力信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第１の帰還抵抗が接続された第１の演算増幅器と、第１の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第２の帰還抵抗が接続された第２の演算増幅器と、第２の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第３の帰還抵抗が接続された第３の演算増幅器と、第２の演算増幅器の出力端子と第３の演算増幅器の出力端子との間に接続されたモータコイルと、電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定のクランプ電圧により制限された基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を備え、第２の演算増幅器及び第３の演算増幅器の各非反転入力端子に基準電圧出力回路から出力された基準電圧を供給することにより、モータコイルの両端に供給される電圧可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００２７】
したがって、その直流モータ駆動回路を送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、直流モータ駆動回路に供給する電源電圧を定格電圧からその約１／２程度までの範囲において可変させてモータ回転数を制御する場合において、磁気検出回路の出力信号を逆位相で増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第１の帰還抵抗が接続された第１の演算増幅器と、第１の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第２の帰還抵抗が接続された第２の演算増幅器と、磁気検出回路の出力信号を同位相で増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第３の帰還抵抗が接続された第３の演算増幅器と、第３の演算増幅器から出力された信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に第４の帰還抵抗が接続された第４の演算増幅器と、第２の演算増幅器の出力端子と第４の演算増幅器の出力端子との間に接続されたモータコイルと、電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定のクランプ電圧により制限された基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、を備え、第２の演算増幅器及び第４の演算増幅器の各非反転入力端子に前記基準電圧出力回路から出力された基準電圧を供給することにより、モータコイルの両端に供給される電圧可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００２９】
したがって、その直流モータ駆動回路を送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００３０】
請求項３記載の発明によれば、基準電圧出力回路は、一方の端子が電源電圧に接続され他方の端子が接地された分圧抵抗と、カソード側の端子が抵抗を介して電源電圧に接続されアノード側の端子が接地されて所定のクランプ電圧に制限する定電圧ダイオードと、を備え、カソード側の端子と分圧抵抗の分圧端子との間に、カソード側の端子から分圧抵抗の分圧端子の方向へ順方向となるダイオードを接続した回路構成であることにより、簡単な構成の回路で基準電圧を所定のクランプ電圧以上に制御して磁気検出回路の出力信号を入力とし、反転入力端子と出力端子との間に帰還抵抗が接続された演算増幅器の各非反転入力端子に供給することが可能となるので、より容易に広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００３１】
したがって、その直流モータ駆動回路を送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００３２】
請求項４記載の発明によれば、マグネットロータの磁極を検出する磁気検出素子と、磁気検出素子の出力信号を入力とし、その入力に対して逆位相で出力する第１の演算増幅器とその入力に対して同位相で出力する第２の演算増幅器とを有する磁気用の増幅手段と、磁気用の増幅手段の出力信号の中間電位をバイアス入力端子に入力された所定の基準電圧と比較して、その所定の基準電圧と等しくなるように制御する電圧レベル設定手段と、中間電位が所定の電圧と等しくなるように制御された前記磁気用の増幅手段の出力信号により通電されるモータコイルと、電源電圧に応じて所定の基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、を備え、電圧レベル設定手段のバイアス入力端子に基準電圧出力手段から出力された基準電圧を供給することにより、モータコイルの両端に供給される電圧可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００３３】
したがって、その直流モータ駆動回路を送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００３４】
請求項５記載の発明によれば、基準電圧出力手段は、電源電圧が所定の電圧より大きい場合には分圧抵抗比による基準電圧を出力し、電源電圧が所定の電圧より小さい場合には所定の電圧に制限された基準電圧を出力することにより、電源電圧に応じて基準電圧をその電源電圧の１／２または電源電圧の１／２よりも小さな電圧に制限することが可能となるので、よりモータコイルの両端に供給される電圧可変範囲を制御することが容易となる。
【００３５】
請求項６記載の発明によれば、基準電圧出力手段は、一方の端子が電源電圧に接続され他方の端子が接地された分圧抵抗と、カソード側の端子が電源電圧に接続されアノード側の端子が抵抗を介して接地されてアノード側の端子を所定の電圧に制限する定電圧ダイオードと、を備え、アノード側の端子と分圧抵抗の分圧端子との間に、分圧抵抗の分圧端子からアノード側の端子の方向へ順方向となるダイオードを接続した構成の回路であることにより、簡単な構成の回路で電源電圧に応じて所定の基準電圧を出力して、電圧レベル設定手段のバイアス入力端子にその基準電圧を供給することが可能となるので、より容易に広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００３６】
したがって、その直流モータ駆動回路を送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００３７】
請求項７記載の発明によれば、本発明に関わる上記いずれかに記載の直流モータ駆動回路を備えているので、電源電圧を可変させてモータ回転数を制御する場合において、モータコイルの両端に供給されるコイル電圧の可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００３８】
つまり、電子機器側において大きな送風量が必要でない場合には、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００３９】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における直流モータ駆動回路を示す回路図で、図２（ａ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図で、図２（ｂ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形図で、図２（ｃ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形図で、図２（ｄ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ３の電圧波形図で、図２（ｅ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図で、図３（ａ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図で、図３（ｂ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形図で、図３（ｃ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形図で、図３（ｄ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ３の電圧波形図で、図３（ｅ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図で、図４は本発明の実施の形態１の基準電圧出力回路における電源電圧と基準電圧出力との関係を示すグラフで、図５は本発明の実施の形態１における電源電圧とコイル電圧との関係及び電源電圧とモータ回転数との関係を示すグラフである。
【００４１】
まず、図１と図２（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、直流モータ駆動回路１０の電源電圧Ｖｃｃが、所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合について説明する。
【００４２】
図１において４極のマグネットロータに回転駆動力を与える単相全波型の駆動方式の送風ファン装置などのファンモータとして用いた場合における直流モータ駆動回路１０を示しているが、この直流モータ駆動回路１０には図示しないマグネットロータの複数の磁極を検出できる適当な場所に磁気検出素子として代表的なホール素子１１が設けられている。
【００４３】
そして、そのホール素子１１を正常に動作させるためには所定の電流で制御する必要があることから、その電源側の入力端子にはバイアス抵抗１２を介して所定の直流の電源電圧Ｖｃｃ（例えば、５Ｖ）が接続される一方、もう一方の通電用の入力端子にはバイアス抵抗１３を介してグランドが接続されている。
【００４４】
一方、そのホール素子１１の一方の出力端子１１ａと他方の出力端子１１ｂとの間には、所定の制御電流と検出される磁束密度の大きさに応じてピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈが発生する。
【００４５】
つまり、図２（ａ）で示したように、ホール素子出力電圧Ｖｈはホール素子１１の検出する磁束の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転する正弦波の出力電圧波形となっている。
【００４６】
そして、そのホール素子１１の出力端子１１ａは抵抗１４を介して第１の演算増幅器１５の反転入力端子に接続され、ホール素子１１の出力端子１１ｂは第１の演算増幅器１５の非反転入力端子に接続されるので、その正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈは第１の演算増幅器１５の第１の帰還抵抗１６と抵抗１４との比で設定されるゲイン（例えば約１００倍）分だけ逆位相で増幅されてその第１の演算増幅器１５の出力端子１５ａより出力される。
【００４７】
通常、その第１の演算増幅器１５より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形は、ゲインが例えば約１００倍程度と十分に大きく設定されることで、ホール素子１１の出力端子１１ａと出力端子１１ｂとの間に発生するピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈの最大電圧の部分が電源電圧Ｖｃｃでクリップされて、全体の波形が図２（ｂ）で示したような台形波に近いものとなっている。
【００４８】
さらに、その第１の演算増幅器１５の出力端子１５ａは、抵抗１７を介して第２の演算増幅器１８の反転入力端子に接続されているので、第１の演算増幅器１５の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、抵抗１７を介して第２の演算増幅器１８の反転入力端子に入力される。
【００４９】
そして、その第２の演算増幅器１８の反転入力端子と出力端子１８ａとの間には第２の帰還抵抗１９が接続されており、その第２の帰還抵抗１９と抵抗１７はほぼ等価な抵抗値が選択されている。
【００５０】
一方、第２の演算増幅器１８の非反転入力端子は基準電圧出力回路２０の出力端子２０ａに接続されているので、その出力端子２０ａから出力される基準電圧Ｖｒｅｆが第２の演算増幅器１８の非反転入力端子に入力されている。
【００５１】
ここで、基準電圧出力回路２０は、一方の端子が電源電圧Ｖｃｃに接続され他方の端子が接地された２つの分圧抵抗２０ｂ、２０ｃと、カソード側の端子が抵抗２０ｄを介して電源電圧Ｖｃｃに接続されアノード側の端子が接地されて所定のクランプ電圧に制限する定電圧ダイオード２０ｅと、を備え、そのカソード側の端子２０ｆと分圧抵抗２０ｂ、２０ｃの分圧端子２０ｇとの間に、カソード側の端子２０ｆから分圧抵抗２０ｂ、２０ｃの分圧端子２０ｇの方向へ順方向となるダイオード２０ｈを接続した回路構成となっている。
【００５２】
そして、その分圧端子２０ｇが基準電圧出力回路２０の出力端子２０ａに接続され基準電圧Ｖｒｅｆを供給している。
【００５３】
そして、第２の帰還抵抗１９と抵抗１７はほぼ等価な抵抗値が選択されているためゲインが１倍となるので、第１の演算増幅器１５の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、前述した基準電圧Ｖｒｅｆを基準として単純に位相が反転されて、第２の演算増幅器１８の出力端子１８ａから出力電圧Ｖｏｕｔ２として図２（ｃ）で示した電圧波形で出力されている。
【００５４】
また、その第２の演算増幅器１８の出力端子１８ａは、直列に接続されたモータコイル２１とモータコイル２２の一方の端子２１ａに接続されているので、第２の演算増幅器１８の出力端子１８ａから出力される出力電圧Ｖｏｕｔ２はその一方の端子２１ａに供給される。
【００５５】
一方、第２の演算増幅器１８の出力端子１８ａは抵抗２３を介して第３の演算増幅器２４の反転入力端子に接続されているので、第２の演算増幅器１８の出力端子１８ａから出力される出力電圧Ｖｏｕｔ２は第３の演算増幅器２４の反転入力端子に入力されている。
【００５６】
また、その第３の演算増幅器２４の非反転入力端子には、前述した基準電圧出力回路２０の出力端子２０ａに接続されているので、その出力端子２０ａから出力される基準電圧Ｖｒｅｆが第３の演算増幅器２４の非反転入力端子に入力されている。
【００５７】
ここで、その第３の演算増幅器２４の反転入力端子とその出力端子２４ａとの間には第３の帰還抵抗２５が接続されており、その第３の帰還抵抗２５と抵抗２３はほぼ等価な抵抗値が選択されている。
【００５８】
したがって、第３の帰還抵抗２５と抵抗２３はほぼ等価な抵抗値が選択されているためゲインが１倍となるので、第２の演算増幅器１８の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、前述した基準電圧Ｖｒｅｆを基準として単純に位相が反転されて、第３の演算増幅器２４の出力端子２４ａから出力電圧Ｖｏｕｔ３として図２（ｄ）で示した電圧波形で出力されている。
【００５９】
さらに、その第３の演算増幅器２４の出力端子２４ａは、直列に接続されたモータコイル２１とモータコイル２２の他方の端子２２ａに接続されているので、第３の演算増幅器２４から出力される出力電圧Ｖｏｕｔ３はその他方の端子２２ａに供給される。
【００６０】
したがって、直列に接続されたモータコイル２１とモータコイル２２の両端に供給されるコイル電圧Ｖｃは、第２の演算増幅器１８の出力端子１８ａの出力電圧Ｖｏｕｔ２と第３の演算増幅器２４の出力端子２４ａの出力電圧Ｖｏｕｔ３との間の電位差に相当する電圧となるため、図２（ｅ）で示したような波高値が電源電圧Ｖｃｃであって、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈと逆位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【００６１】
次に、図１と図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、直流モータ駆動回路１０の電源電圧が、所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合について説明する。
【００６２】
なお、前述した内容と異なるのは、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも低く、基準電圧Ｖｒｅｆが後述するクランプ電圧（例えば２Ｖ）に制限されていることである。
【００６３】
まず、図３（ａ）で示したように、ホール素子出力電圧Ｖｈはホール素子１１の検出する磁束の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転する正弦波の出力電圧波形となっている。
【００６４】
また、図３（ｂ）で示したように、第１の演算増幅器１５より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形は、電源電圧Ｖｃｃが低いので波高値が小さい台形波に近いものとなっている。
【００６５】
また、図３（ｃ）で示したように、第２の演算増幅器１８より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形は、前述したクランプ電圧に制限された基準電圧Ｖｒｅｆを基準として出力電圧Ｖｏｕｔ１の単純に位相が反転された電圧波形となっている。
【００６６】
また、図３（ｄ）で示したように、第３の演算増幅器２４より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ３の電圧波形は、前述したクランプ電圧に制限された基準電圧Ｖｒｅｆを基準として出力電圧Ｖｏｕｔ２の単純に位相が反転された電圧波形となっている。
【００６７】
したがって、図３（ｅ）で示したように、コイル電圧Ｖｃの電圧波形は、波高値が（電源電圧Ｖｃｃ−基準電圧Ｖｒｅｆ）の２倍となり、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈと逆位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【００６８】
つまり、基準電圧Ｖｒｅｆが後述するクランプ電圧（例えば２Ｖ）に制限されているので、その分電源電圧Ｖｃｃとの電位差が小さくなり波高値がより小さくなっている。
【００６９】
次に、図４において、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖｃｃの約１／２となるものの、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆが前述したクランプ電圧（例えば２Ｖ）に制限されることを実線で示している。
【００７０】
つまり、基準電圧出力回路２０の分圧抵抗２０ｂと分圧抵抗２０ｃはほぼ等価な抵抗値が選択されているので、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、その分圧比に応じた電源電圧Ｖｃｃの約１／２の電圧が分圧端子２０ｇに供給されているので、定電圧ダイオード２０ｅによって制限された所定のクランプ電圧（例えば２Ｖ）よりも分圧端子２０ｇに供給される電圧が大きくなり、ダイオード２０ｈは非導通状態となり、結果として分圧端子２０ｇの電圧は電源電圧Ｖｃｃの約１／２の電圧となり出力端子２０ａへ供給され基準電圧Ｖｒｅｆとして出力されている。
【００７１】
しかしながら、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、定電圧ダイオード２０ｅによって制限された所定のクランプ電圧（例えば２Ｖ）よりも分圧端子２０ｇに供給される電圧が小さくなり、ダイオード２０ｈは導通状態となり、結果として分圧端子２０ｇの電圧はその所定のクランプ電圧（例えば２Ｖ）となり出力端子２０ａへ供給され基準電圧Ｖｒｅｆとして出力されている。
【００７２】
したがって、本発明の実施の形態１における基準電圧出力回路２０の基準電圧Ｖｒｅｆは、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、破線で示したような基準電圧Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖｃｃの約１／２となる従来の基準電圧出力回路（図１４参照）において出力される基準電圧Ｖｒｅｆと同等の特性を示し、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆがそのクランプ電圧（例えば２Ｖ）に制限されている特性を示している。
【００７３】
次に、図５において、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、コイル電圧Ｖｃが電源電圧Ｖｃｃと比例するものの、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、コイル電圧Ｖｃがより大きな勾配で低下することを実線で示している。
【００７４】
つまり、従来の直流モータ駆動回路（図１４参照）では、電源電圧Ｖｃｃを定格電圧の５Ｖからその１／２の２．５Ｖ程度までの範囲において可変させてモータ回転数を制御する場合においては、破線で示したようにコイル電圧Ｖｃは電源電圧Ｖｃｃと比例して増減し２．５Ｖ〜５Ｖの可変範囲となるのに対して、実施の形態１の直流モータ駆動回路１０では、実線で示したようにコイル電圧Ｖｃの下限値が約１Ｖまで低下し１Ｖ〜５Ｖの可変範囲まで広がっている。
【００７５】
したがって、コイル電圧Ｖｃと一定の関係にあるモータ回転数は、それぞれのコイル電圧Ｖｃの可変範囲に対応して制御されることとなるため、従来の直流モータ駆動回路（図１４参照）ではモータ回転数の制御範囲が２５００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍであるのに対して、実施の形態１の直流モータ駆動回路１０では、モータ回転数の制御範囲が１７００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍとなって広がっている。
【００７６】
以上のように、実施の形態１においては、直列に接続されたモータコイル２１とモータコイル２２の両端に供給されるコイル電圧Ｖｃの可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【００７７】
そして、送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【００７８】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における直流モータ駆動回路を示す回路図で、図７（ａ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図で、図７（ｂ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ４の電圧波形図で、図７（ｃ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ５の電圧波形図で、図７（ｄ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ６の電圧波形図で、図７（ｅ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第４の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ７の電圧波形図で、図７（ｆ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図である。
【００７９】
図６と図７（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、直流モータ駆動回路３０の電源電圧Ｖｃｃが、所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合について説明するが、実施の形態１と重複する説明については、一部説明を省略した。
【００８０】
まず、図６において４極のマグネットロータに回転駆動力を与える単相全波型の駆動方式の送風ファン装置などのファンモータとして用いた場合における直流モータ駆動回路３０を示しているが、この直流モータ駆動回路３０には図示しないマグネットロータの複数の磁極を検出できる適当な場所に磁気検出素子として代表的なホール素子３１が設けられている。
【００８１】
そして、そのホール素子３１を正常に動作させるためには所定の電流で制御する必要があることから、その電源側の入力端子にはバイアス抵抗３２を介して所定の直流の電源電圧Ｖｃｃ（例えば、５Ｖ）が接続される一方、もう一方の通電用の入力端子にはバイアス抵抗３３を介してグランドが接続されている。
【００８２】
一方、そのホール素子３１の一方の出力端子３１ａと他方の出力端子３１ｂとの間には、所定の制御電流と検出される磁束密度の大きさに応じてピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈが発生する。
【００８３】
つまり、図７（ａ）で示したように、ホール素子出力電圧Ｖｈはホール素子１１の検出する磁束の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転する正弦波の出力電圧波形となっている。
【００８４】
そして、そのホール素子３１の出力端子３１ａは抵抗３４を介して第１の演算増幅器３５の反転入力端子に接続され、ホール素子３１の出力端子３１ｂは第１の演算増幅器３５の非反転入力端子に接続されるので、その正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈは第１の演算増幅器３５の第１の帰還抵抗３６と抵抗３４との比で設定されるゲイン（例えば約１００倍）分だけ逆位相で増幅されてその第１の演算増幅器３５の出力端子３５ａより出力される。
【００８５】
通常、その第１の演算増幅器３５より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ４の電圧波形は、ゲインが例えば約１００倍程度と十分に大きく設定されることで、ホール素子３１の出力端子３１ａと出力端子３１ｂとの間に発生するピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈの最大電圧の部分が電源電圧Ｖｃｃでクリップされて、全体の波形が図７（ｂ）で示したような台形波に近いものとなっている。
【００８６】
さらに、その第１の演算増幅器３５の出力端子３５ａは、抵抗３７を介して第２の演算増幅器３８の反転入力端子に接続されているので、第１の演算増幅器３５の出力電圧Ｖｏｕｔ４は、抵抗３７を介して第２の演算増幅器３８の反転入力端子に入力される。
【００８７】
そして、その第２の演算増幅器３８の反転入力端子と出力端子３８ａとの間には第２の帰還抵抗３９が接続されており、その第２の帰還抵抗３９と抵抗３７はほぼ等価な抵抗値が選択されている。
【００８８】
加えて、第２の演算増幅器３８の非反転入力端子は基準電圧出力回路４０の出力端子４０ａに接続されているので、その出力端子４０ａから出力される基準電圧Ｖｒｅｆが第２の演算増幅器３８の非反転入力端子に入力されている。
【００８９】
ここで、基準電圧出力回路４０は、実施の形態１において説明したものと構成が同一であって、一方の端子が電源電圧Ｖｃｃに接続され他方の端子が接地された２つの分圧抵抗４０ｂ、４０ｃと、カソード側の端子が抵抗４０ｄを介して電源電圧Ｖｃｃに接続されアノード側の端子が接地されて所定のクランプ電圧に制限する定電圧ダイオード４０ｅと、を備え、そのカソード側の端子４０ｆと分圧抵抗４０ｂ、４０ｃの分圧端子４０ｇとの間に、カソード側の端子４０ｆから分圧抵抗４０ｂ、４０ｃの分圧端子４０ｇの方向へ順方向となるダイオード４０ｈを接続した回路構成となっている。
【００９０】
そして、その分圧端子４０ｇが基準電圧出力回路４０の出力端子４０ａに接続され基準電圧Ｖｒｅｆを供給している。
【００９１】
したがって、第２の帰還抵抗３９と抵抗３７はほぼ等価な抵抗値が選択されているためゲインが１倍となるので、第１の演算増幅器３５の出力電圧Ｖｏｕｔ４は、前述した基準電圧Ｖｒｅｆを基準として単純に位相が反転されて、第２の演算増幅器３８の出力端子３８ａから出力電圧Ｖｏｕｔ５として図７（ｃ）で示した電圧波形で出力されている。
【００９２】
また、その第２の演算増幅器３８の出力端子３８ａは、直列に接続されたモータコイル４１とモータコイル４２の一方の端子４１ａに接続されているので、第２の演算増幅器３８の出力端子３８ａから出力される出力電圧Ｖｏｕｔ５はその一方の端子４１ａに供給される。
【００９３】
一方、ホール素子３１の出力端子３１ａは抵抗４３を介して第３の演算増幅器４４の非反転入力端子に接続され、ホール素子３１の出力端子３１ｂは第３の演算増幅器４４の反転入力端子に接続されるので、その正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈは第３の演算増幅器４４の第３の帰還抵抗４５と抵抗４３との比で設定されるゲイン（例えば約１００倍）分だけ同位相で増幅されてその第３の演算増幅器４４の出力端子４４ａより出力される。
【００９４】
通常、その第３の演算増幅器４４より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ６の電圧波形は、ゲインが例えば約１００倍程度と十分に大きく設定されることで、ホール素子３１の出力端子３１ａと出力端子３１ｂとの間に発生するピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈの最大電圧の部分が電源電圧Ｖｃｃでクリップされて、全体の波形が図７（ｄ）で示したような台形波に近いものとなっている。
【００９５】
さらに、その第３の演算増幅器４４の出力端子４４ａは、抵抗４６を介して第４の演算増幅器４７の反転入力端子に接続されているので、第３の演算増幅器４４の出力電圧Ｖｏｕｔ６は、抵抗４６を介して第４の演算増幅器４７の反転入力端子に入力される。
【００９６】
そして、その第４の演算増幅器４７の反転入力端子と出力端子４７ａとの間には第４の帰還抵抗４８が接続されており、その第４の帰還抵抗４８と抵抗４６はほぼ等価な抵抗値が選択されている。
【００９７】
加えて、第４の演算増幅器４７の非反転入力端子は基準電圧出力回路４０の出力端子４０ａに接続されているので、その出力端子４０ａから出力される基準電圧Ｖｒｅｆが第４の演算増幅器４７の非反転入力端子に入力されている。
【００９８】
そして、第４の帰還抵抗４８と抵抗４６はほぼ等価な抵抗値が選択されているためゲインが１倍となるので、第３の演算増幅器４４の出力電圧Ｖｏｕｔ６は、前述した基準電圧Ｖｒｅｆを基準として単純に位相が反転されて、第４の演算増幅器４７の出力端子４７ａから出力電圧Ｖｏｕｔ７として図７（ｅ）で示した電圧波形で出力されている。
【００９９】
また、その第４の演算増幅器４７の出力端子４７ａは、直列に接続されたモータコイル４１とモータコイル４２の他方の端子４２ａに接続されているので、第４の演算増幅器４７の出力端子４７ａから出力される出力電圧Ｖｏｕｔ７はその他方の端子４２ａに供給される。
【０１００】
したがって、直列に接続されたモータコイル４１とモータコイル４２の両端に供給されるコイル電圧Ｖｃは、第２の演算増幅器３８の出力端子３８ａの出力電圧Ｖｏｕｔ５と第４の演算増幅器４７の出力端子４７ａの出力電圧Ｖｏｕｔ７との間の電位差に相当する電圧となるため、図７（ｆ）で示したように、コイル電圧Ｖｃの電圧波形は、波高値が（電源電圧Ｖｃｃ−基準電圧Ｖｒｅｆ）の２倍となり、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈと逆位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【０１０１】
つまり、基準電圧Ｖｒｅｆが後述するクランプ電圧（例えば２Ｖ）に制限されているので、その分電源電圧Ｖｃｃとの電位差が小さくなり波高値がより小さくなっている。
【０１０２】
以上の説明より明らかなように、コイル電圧Ｖｃの電圧波形は実施の形態１の場合と同様である。
【０１０３】
なお、直流モータ駆動回路３０の電源電圧Ｖｃｃが、所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合についても、基準電圧Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖｃｃの約１／２となるため、コイル電圧Ｖｃの波高値が電源電圧Ｖｃｃとなり、実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略した。
【０１０４】
以上のように、実施の形態２においては、直列に接続されたモータコイル４１とモータコイル４２の両端に供給されるコイル電圧Ｖｃの可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【０１０５】
そして、送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【０１０６】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における直流モータ駆動回路を示す回路図で、図９（ａ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図で、図９（ｂ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ８の電圧波形図で、図９（ｃ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ９の電圧波形図で、図９（ｄ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図で、図１０（ａ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図で、図１０（ｂ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ８の電圧波形図で、図１０（ｃ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ９の電圧波形図で、図１０（ｄ）は、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図で、図１１は本発明の実施の形態３の基準電圧出力手段を構成する回路における電源電圧と基準電圧出力との関係を示すグラフである。
【０１０７】
まず、図８と図９（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、直流モータ駆動回路１００の電源電圧Ｖｃｃが、所定の電圧（例えば、４Ｖ）よりも大きい場合について、直流モータ駆動回路１００を構成する磁気用の増幅手段１０１、電圧レベル設定手段１０２、及び基準電圧出力手段１０３の動作を説明する。
【０１０８】
図８において４極のマグネットロータに回転駆動力を与える単相全波型の駆動方式の送風ファン装置（例えば、図１２）などのファンモータとして用いた場合における直流モータ駆動回路１００を示しているが、この直流モータ駆動回路１００には図示しないマグネットロータの複数の磁極を検出できる適当な場所に磁気検出素子として代表的なホール素子１０４が設けられている。
【０１０９】
そして、そのホール素子１０４を正常に動作させるためには所定の電流で制御する必要があることから、その電源側の入力端子にはバイアス抵抗１０５を介して所定の直流の電源電圧端子（例えば、５Ｖ）が接続される一方、もう一方の通電用の入力端子にはバイアス抵抗１０６を介してグランド端子が接続されている。
【０１１０】
一方、そのホール素子１０４の一方の出力端子１０４ａと他方の出力端子１０４ｂとの間には、所定の制御電流と検出される磁束密度の大きさに応じてピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈが発生し、磁気用の増幅手段１０１に出力される。
【０１１１】
そのホール素子出力電圧Ｖｈは、図９（ａ）で示したように、ホール素子１０４の検出する磁束の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転する正弦波の出力電圧波形となっている。
【０１１２】
そして、そのホール素子１０４の出力端子１０４ａは抵抗１０７を介して第１の演算増幅器１０８の反転入力端子に接続され、ホール素子１０４の出力端子１０４ｂは抵抗１０９を介して第１の演算増幅器１０８の非反転入力端子に接続されるので、その正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈは第１の演算増幅器１０８の反転入力端子と出力端子１０８ａとの間に接続された第１の帰還抵抗１１０と抵抗１０７との比で設定されるゲイン（例えば約１００倍）分だけ増幅されてそのホール素子出力電圧Ｖｈに対して逆位相となって第１の演算増幅器１０８の出力端子１０８ａから出力電圧Ｖｏｕｔ８として出力される。
【０１１３】
通常、その第１の演算増幅器１０８より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ８の電圧波形は、ゲインが例えば約１００倍程度と十分に大きく設定されることで、ホール素子１０４の出力端子１０４ａと出力端子１０４ｂとの間に発生するピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈの最大電圧の部分が電源電圧Ｖｃｃでクリップされて、全体の波形が図９（ｂ）で示したような台形波に近いものとなっている。
【０１１４】
一方、ホール素子１０４の出力端子１０４ａは抵抗１０７を介して第２の演算増幅器１１１の非反転入力端子に接続され、ホール素子１０４の出力端子１０４ｂは抵抗１０９を介して第２の演算増幅器１１１の反転入力端子に接続されるので、その正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈは第２の演算増幅器１１１の反転入力端子と出力端子１１１ａとの間に接続された第２の帰還抵抗１１２と抵抗１０９との比で設定されるゲイン（例えば約１００倍）分だけ増幅されてそのホール素子出力電圧Ｖｈに対して同位相となって第２の演算増幅器１１１の出力端子１１１ａから出力電圧Ｖｏｕｔ９として出力される。
【０１１５】
通常、その第２の演算増幅器１１１より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ９の電圧波形は、ゲインが例えば約１００倍程度と十分に大きく設定されることで、ホール素子１０４の出力端子１０４ａと出力端子１０４ｂとの間に発生するピーク電圧が数百ｍＶ程度の正弦波のホール素子出力電圧Ｖｈの最大電圧の部分が電源電圧Ｖｃｃでクリップされて、全体の波形が図９（ｃ）で示したような台形波に近いものとなっている。
【０１１６】
以上のように、磁気用の増幅手段１０１は、磁気検出素子であるホール素子１０４の出力信号を逆位相となるように増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子１０８ａとの間に第１の帰還抵抗１１０が接続された第１の演算増幅器１０８と、ホール素子１０４の出力信号を同位相となるように増幅するための入力とし、反転入力端子と出力端子１１１ａとの間に第２の帰還抵抗１１２が接続された第２の演算増幅器１１１とを備え、その磁気用の増幅手段１０１の出力電圧Ｖｏｕｔ８及び出力電圧Ｖｏｕｔ９は電圧レベル設定手段１０２に供給される。
【０１１７】
そして、電圧レベル設定手段１０２においては、その電圧レベル設定手段１０２の主要部を構成する電圧制御回路１１３の入力端子１１３ａが第１の演算増幅器１０８の出力端子１０８ａとバッファアンプ１０２ａを介して接続され、電圧制御回路１１３の入力端子１１３ｂが第２の演算増幅器１１１の出力端子１１１ａとバッファアンプ１０２ｂを介して接続されている。
【０１１８】
また、電圧レベル設定手段１０２のバイアス入力端子１０２ｃは、電圧制御回路１１３の入力端子１１３ｃに接続され、さらにそのバイアス入力端子１０２ｃは所定の基準電圧を出力する基準電圧出力手段１０３の出力端子１０３ａと接続されている。
【０１１９】
ここで、電圧制御回路１１３の内部において、入力端子１１３ａと入力端子１１３ｂとから入力された入力電圧の中間電位が、基準電圧出力手段１０３の出力端子１０３ａからバイアス入力端子１０２ｃを介して電圧制御回路１１３の入力端子１１３ｃへ供給された所定の基準電圧Ｖｒｅｆとコンパレータ１１３ｄによって比較され、そのコンパレータ１１３ｄの出力電圧レベルに応じて調整回路１１３ｅが出力端子１１３ｆと出力端子１１３ｇのそれぞれの電圧レベルを制御して、その中間電位（（Ｖｏｕｔ８＋Ｖｏｕｔ９）／２）が基準電圧Ｖｒｅｆにより等しくなるようしている。
【０１２０】
つまり、言い換えると電圧レベル設定手段１０２によって第１の演算増幅器１０８から出力された出力電圧Ｖｏｕｔ８と第２の演算増幅器１１１から出力された出力電圧Ｖｏｕｔ９との中間電位が基準電圧Ｖｒｅｆと略等しくなるように制御されている。
【０１２１】
ここで、基準電圧出力手段１０３を構成する回路は、一方の端子が電源電圧Ｖｃｃに接続され他方の端子が接地された２つの分圧抵抗１０３ｂ、１０３ｃと、カソード側の端子が電源電圧Ｖｃｃに接続されアノード側の端子１０３ｆが抵抗１０３ｄを介して接地されてそのアノード側の端子１０３ｆを所定の電圧に制限する定電圧ダイオード１０３ｅと、を備え、そのアノード側の端子１０３ｆと分圧抵抗１０３ｂ、１０３ｃの分圧端子でもある出力端子１０３ａとの間に、出力端子１０３ａから定電圧ダイオード１０３ｅのアノード側の端子１０３ｆの方向へ順方向となるダイオード１０３ｇを接続した回路構成となっている。
【０１２２】
上記のような簡単な構成の回路により基準電圧出力手段１０３は、電源電圧Ｖｃｃに応じて所定の基準電圧Ｖｒｅｆを出力端子１０３ａへ出力するので、その出力端子１０３ａと接続された電圧レベル設定手段１０２のバイアス入力端子１０２ｃにその基準電圧Ｖｒｅｆを供給することが可能となり、より容易に広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【０１２３】
次に、図１１において、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖｃｃの約１／２となるものの、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖｃｃの約１／２よりも小さな電圧に制限されていることを実線で示している。
【０１２４】
つまり、基準電圧出力手段１０３を構成する回路の分圧抵抗１０３ｂと分圧抵抗１０３ｃは、ほぼ等価な抵抗値が選択されることにより、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、その分圧比に応じた電源電圧Ｖｃｃの約１／２の電圧が出力端子１０３ａに供給されているので、出力端子１０３ａの電圧よりも定電圧ダイオード１０３ｅによって所定の電圧に制限されたアノード側の端子１０３ｆの電圧が大きくなり、ダイオード１０３ｇは非導通状態となり、結果として、出力端子１０３ａの電圧は電源電圧Ｖｃｃの約１／２の電圧となり基準電圧Ｖｒｅｆとして出力されている。
【０１２５】
しかしながら、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、出力端子１０３ａの電圧よりも定電圧ダイオード１０３ｅによって所定の電圧に制限されたアノード側の端子１０３ｆの電圧が小さくなり、ダイオード１０３ｇは導通状態となり、分圧抵抗１０３ｂにはダイオード１０３ｇと抵抗１０３ｄが並列に接続された回路構成となるため、結果として、電源電圧Ｖｃｃが小さくなればなるほど、出力端子１０３ａの電圧は電源電圧Ｖｃｃの約１／２よりもより小さくなる所定の電圧となり基準電圧Ｖｒｅｆとして出力されている。
【０１２６】
つまり、基準電圧出力手段１０３を構成する回路から出力する基準電圧Ｖｒｅｆは、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、破線で示したような基準電圧Ｖｒｅｆが電源電圧Ｖｃｃの約１／２となる従来の基準電圧出力回路（図１４参照）において出力される基準電圧Ｖｒｅｆと同等の特性を示し、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧（＜Ｖｃｃ／２）に制限されている特性を示している。
【０１２７】
そして、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、第１の演算増幅器１０８から出力された出力電圧Ｖｏｕｔ８と第２の演算増幅器１１１から出力された出力電圧Ｖｏｕｔ９の中間電位が、電源電圧Ｖｃｃの約１／２となる基準電圧Ｖｒｅｆと略等しくなるように電圧レベル設定手段１０２によって設定されているため、図９（ｂ）や図９（ｃ）で示したように出力電圧Ｖｏｕｔ８と出力電圧Ｖｏｕｔ９のいずれの波高値も基準電圧Ｖｒｅｆの２倍となる電源電圧Ｖｃｃであって、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈに対して出力電圧Ｖｏｕｔ８は逆位相、出力電圧Ｖｏｕｔ９は同位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【０１２８】
したがって、直列に接続されたモータコイル１１４とモータコイル１１５の両端の端子１１４ａと端子１１５ａとに供給されるコイル電圧Ｖｃは、第１の演算増幅器１０８の出力端子１０８ａの出力電圧Ｖｏｕｔ８と第２の演算増幅器１１１の出力端子１１１ａの出力電圧Ｖｏｕｔ９との間の電位差が反転したものに相当する電圧となるため、図９（ｄ）で示したように、コイル電圧Ｖｃの電圧波形は、波高値が電源電圧Ｖｃｃであって、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈと逆位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【０１２９】
そして、そのコイル電圧Ｖｃによって直列に接続されたモータコイル１１４とモータコイル１１５が通電して所望の回転駆動力が得られている。
【０１３０】
次に、図８と図１０（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、直流モータ駆動回路１００の電源電圧Ｖｃｃが、所定の電圧（例えば、４Ｖ）よりも小さい場合について、直流モータ駆動回路１００を構成する磁気用の増幅手段１０１、電圧レベル設定手段１０２、及び基準電圧出力手段１０３の動作を説明する。
【０１３１】
なお、前述した内容と異なるのは、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも低く、基準電圧Ｖｒｅｆが前述したように所定の電圧（＜Ｖｃｃ／２）に制限されていることである。
【０１３２】
まず、図１０（ａ）で示したように、ホール素子出力電圧Ｖｈはホール素子１０４の検出する磁束の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転する正弦波の出力電圧波形となっている。
【０１３３】
また、図１０（ｂ）で示したように、第１の演算増幅器１０８より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ８の電圧波形は、その波高値が基準電圧Ｖｒｅｆの２倍となるものの基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧（＜Ｖｃｃ／２）に制限されているので、その波高値が電源電圧Ｖｃｃよりも小さな台形波に近いものとなっている。
【０１３４】
また、図１０（ｃ）で示したように、第２の演算増幅器１１１より出力される出力電圧Ｖｏｕｔ９の電圧波形も、その波高値が基準電圧Ｖｒｅｆの２倍となるものの基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧（＜Ｖｃｃ／２）に制限されているので、その波高値が電源電圧Ｖｃｃよりも小さな台形波に近いものとなっている。
【０１３５】
そして、ホール素子出力電圧Ｖｈに対して出力電圧Ｖｏｕｔ８は逆位相、出力電圧Ｖｏｕｔ９は同位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【０１３６】
したがって、直列に接続されたモータコイル１１４とモータコイル１１５の両端の端子１１４ａと端子１１５ａとに供給されるコイル電圧Ｖｃは、第１の演算増幅器１０８の出力端子１０８ａの出力電圧Ｖｏｕｔ８と第２の演算増幅器１１１の出力端子１１１ａの出力電圧Ｖｏｕｔ９との間の電位差が反転したものに相当する電圧となるため、図１０（ｄ）で示したように、コイル電圧Ｖｃの電圧波形は、波高値が電源電圧Ｖｃｃよりも小さく、前述したホール素子出力電圧Ｖｈの電圧の極性が切り替わるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・のタイミングで電圧の極性が反転し、そのホール素子出力電圧Ｖｈと逆位相となる台形波に近い出力電圧波形となっている。
【０１３７】
そして、そのコイル電圧Ｖｃによって直列に接続されたモータコイル１１４とモータコイル１１５が通電して所望の回転駆動力が得られている。
【０１３８】
以上説明したように、コイル電圧Ｖｃの波高値は基準電圧Ｖｒｅｆの２倍となることから、図１１で示した基準電圧Ｖｒｅｆと電源電圧Ｖｃｃとの関係において単純にＹ軸の数値を２倍にした関係がコイル電圧Ｖｃと電源電圧Ｖｃｃとの関係となり、その関係は電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合には、コイル電圧Ｖｃが電源電圧Ｖｃｃと比例するものの、電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合には、コイル電圧Ｖｃがより大きな勾配で低下することを意味し、実施の形態１において説明した図５の実線と略同一の特性を有するものである。
【０１３９】
つまり、その図５でも説明したように、従来の直流モータ駆動回路（図１４参照）では、電源電圧Ｖｃｃを定格電圧の５Ｖからその１／２の２．５Ｖ程度までの範囲において可変させてモータ回転数を制御する場合においては、破線で示したようにコイル電圧Ｖｃは電源電圧Ｖｃｃと比例して増減し２．５Ｖ〜５Ｖの可変範囲となるのに対して、実施の形態３の直流モータ駆動回路１００では、実線で示したようにコイル電圧Ｖｃの下限値が約１Ｖまで低下し１Ｖ〜５Ｖの可変範囲まで広がっている。
【０１４０】
したがって、コイル電圧Ｖｃと一定の関係にあるモータ回転数は、それぞれのコイル電圧Ｖｃの可変範囲に対応して制御されることとなるため、従来の直流モータ駆動回路（図１４参照）ではモータ回転数の制御範囲が２５００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍであるのに対して、実施の形態３の直流モータ駆動回路１００では、モータ回転数の制御範囲が１７００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍとなって広がっている。
【０１４１】
以上のように、実施の形態３においては、直列に接続されたモータコイル１１４とモータコイル１１５の両端の端子１１４ａと端子１１５ａとに供給されるコイル電圧Ｖｃの可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【０１４２】
そして、送風ファン装置のモータ駆動用として用いた場合は、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【０１４３】
（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４における送風ファン装置の斜視図で、図１３は、本発明の実施の形態４における送風ファン装置のモータ部の断面図である。
【０１４４】
まず、図１２で示したように、送風ファン装置５０の薄型で偏平形状のケーシング５０１は、上部に位置するファンカバー５０１ａとその下部に位置するファンフレーム５０１ｂとにより構成されている。
【０１４５】
ここで、ファンカバー５０１ａは、アルミニウムやステンレス鋼などの金属材料の打ち抜き成形や樹脂成形によりプレート状に成形されており、その略中央部に外部から空気を吸気する略円形状の上側空気吸込口５０２が配設されている。
【０１４６】
そして、ファンカバー５０１ａとファンフレーム５０１ｂとに挟まれて収容されるように遠心型のファン５８がケーシング５０１の内部に配置され、そのファン５８は、円筒形状の外周面を有するハブ部とその外周面から遠心方向へ略放射状に延びる複数のブレードとから構成され、さらにそのブレードがシャフト５８ａ（図１３参照）を中心として回転することによって、上側空気吸込口５０２から吸い込んだ空気を遠心方向へ送風する。
【０１４７】
また、ファンフレーム５０１ｂは、樹脂成型やアルミニウム合金のダイカスト成型などにより底面と側面が一体的に成形され、その一方の側面には、ケーシング５０１の内部に吸気されケーシング５０１の内壁面に沿って流れた空気を吹き出す空気吹出口５０３が配設されている。
【０１４８】
また、ファンカバー５０１ａとファンフレーム５０１ｂとは、４箇所に設けられたカシメ部５０４においてファンカバー５０１ａの取り付け穴にファンフレーム５０１ｂの突起部を嵌挿して熱溶着やカシメなどにより固定されている。
【０１４９】
また、ファンフレーム５０１ｂの下方に位置する底面にも前述した上側空気吸込口５０２と略同径の下側空気吸込口（図示せず）が配設され、外部からの空気を吸気している。
【０１５０】
そして、その下側空気吸込口を横断するように、ファン５８を回転自在に保持する支持部材５１（図１３参照）がファンフレーム５０１ｂの下側空気吸込口の周部に連設されている。
【０１５１】
ここで、ファン５８が矢印Ｒで示した回転方向に高速で回転すると、ファンカバー５０１ａの中央部に配設された上側空気吸込口５０２とファンフレーム５０１ｂの底面の中央部に配設された下側空気吸込口との両方から空気が吸気される。
【０１５２】
さらにその吸気された空気が、ファン５８の複数のブレードの回転運動によりケーシング５０１の内部でそのブレードの遠心方向へと風向きが変えられるので、その大部分はファンカバー５０１ａやファンフレーム５０１ｂの内壁にぶつかりながら、その内壁に沿ってファン５８の矢印Ｒで示した回転方向へそれらの空気が送られて最終的に空気吹出口５０３から吹き出される。
【０１５３】
次に、図１３で示した本発明の実施の形態４における送風ファン装置５０のモータ部の断面図を参照して説明する。
【０１５４】
ここで、送風ファン装置５０の主要部であるモータ部は支持部材５１に連設された環状保持部５２の内周側に構成されており、円板状の底面を有しその略中央が円筒状に突出したハウジング５３がその環状保持部５２の内周側に固定され、そのハウジング５３の周囲にはモータコイル５４が巻かれた環状のステータ５５やホール素子５６等が実装された直流モータ駆動回路基板５７が配置されそのモータ部の主要部を構成している。
【０１５５】
一方、ハウジング５３の内部には、ファン５８に一体成型により組み込まれたシャフト５８ａの下端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブ５９が収容されており、その軸受けスリーブ５９をハウジング５３内に形成された受け座５３ａとの間で挟むように固定リング６０がハウジング５３の開口側に圧入固定されている。
【０１５６】
また、シャフト５８ａはスラストシート６１に当接した状態で軸受けスリーブ５９にはめ込まれている。
【０１５７】
そして、ファン５８には、環状のステータ５５と対向配置するように４極のマグネットロータ５８ｂとマグネットヨーク５８ｃが配置されモータ部のロータを構成している。
【０１５８】
以上のように構成されたモータ部において、直流モータ駆動回路基板５７にリード線６２を介して電源電圧Ｖｃｃが供給されると、ステータ５５に巻かれた各モータコイル５４に電流が流れステータ５５に磁力が発生する。するとマグネットロータ５８ｂは周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されており、ステータ５５に発生した磁力と引き合ってファン５８が回転する。
【０１５９】
このとき、直流モータ駆動回路基板５７に実装されたホール素子５６はマグネットロータ５８ｂのＮ極とＳ極の磁極を検出して出力信号を発生する。各モータコイル５４に流れる電流をホール素子５６の出力信号により位相を逆転させ、転流するように制御することで、ステータ５５に発生する磁力の磁極は逐次変わってマグネットロータ５８ｂのＮ極やＳ極と引き合い、ファン５８は、所定の回転方向に連続的に回転する。
【０１６０】
そして、ファン５８の回転により、図示しないファンカバーの一方の吸気口から外部の空気が吸気され、その吸気された空気は、ファン５８の遠心方向へ送風され排気口より吹き出される。
【０１６１】
ここで、直流モータ駆動回路基板５７は、前述した実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３において説明したような本発明に関わる直流モータ駆動回路を備えているので、リード線６２を介して供給される電源電圧Ｖｃｃを可変させてモータ回転数を制御する場合において、モータコイル５４の両端に供給されるコイル電圧の可変範囲を広くすることが可能となるので、より広範囲なモータ回転数の制御を実現できる。
【０１６２】
つまり、電子機器側において大きな送風量が必要でない場合には、モータ回転数をより大きく低下させてファン騒音を小さくすることができる。
【０１６３】
なお、以上の実施の形態の説明において、構成要素の個数、電源電圧や所定の電圧などの設定値、クランプ電圧、抵抗、帰還抵抗などの回路常数等については、特にそれらに限定される旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なるひとつの実施の形態の説明に過ぎず、様々な変形が可能である。
【０１６４】
例えば、電源電圧は５Ｖでなく１２Ｖやそれ以外の電圧でもよく、発明の目的を達成できるよう構成要素の個数、電源電圧や所定の電圧などの設定値、クランプ電圧、抵抗、帰還抵抗などの回路常数は適宜選択すればよい。また、モータコイルは一個または極数に応じて複数個でもよく、さらに磁気検出素子としてホール素子に換えて、ホールＩＣや磁気抵抗素子など別の磁電変換素子を応用してもよい。
【０１６５】
また、送風ファン装置のファンの形状についても、例えばシロッコファンやクロスフローファンのようにブレードが外周部のみに形成されブレードの回転によって遠心方向へ空気を送風するような形態の遠心型のファンでもよく、プロペラファンのような軸流方向へ空気を送風するような形態の軸流型のファンであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明にかかる直流モータ駆動回路及びそれを備えた送風ファン装置は、直流モータ駆動回路の電源電圧を可変させてモータ回転数を制御する場合において、モータコイルの両端に供給される電圧可変範囲を広くすることが可能となるので、マグネットロータの磁極を検出する磁気検出素子の出力信号を磁気用の演算増幅器によって増幅し、その増幅された出力信号を入力としたモータコイル用の演算増幅器を介してモータコイルへの通電を行う単相全波型の直流モータ駆動回路及びそれを備えた送風ファン装置、さらには回転数制御を行う各種の直流モータ駆動装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の実施の形態１における直流モータ駆動回路を示す回路図
【図２】（ａ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図、（ｂ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形図、（ｃ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形図、（ｄ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ３の電圧波形図、（ｅ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図
【図３】（ａ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図、（ｂ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形図、（ｃ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形図、（ｄ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ３の電圧波形図、（ｅ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図
【図４】本発明の実施の形態１の基準電圧出力回路における電源電圧と基準電圧出力との関係を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態１における電源電圧とコイル電圧との関係及び電源電圧とモータ回転数との関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態２における直流モータ駆動回路を示す回路図
【図７】（ａ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図、（ｂ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ４の電圧波形図、（ｃ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ５の電圧波形図、（ｄ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ６の電圧波形図、（ｅ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第４の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ７の電圧波形図、（ｆ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図
【図８】本発明の実施の形態３における直流モータ駆動回路を示す回路図
【図９】（ａ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図、（ｂ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ８の電圧波形図、（ｃ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ９の電圧波形図、（ｄ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも大きい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図
【図１０】（ａ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図、（ｂ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ８の電圧波形図、（ｃ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合における第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ９の電圧波形図、（ｄ）電源電圧Ｖｃｃが所定の電圧（例えば４Ｖ）よりも小さい場合におけるコイル電圧Ｖｃの電圧波形図
【図１１】本発明の実施の形態３の基準電圧出力手段を構成する回路における電源電圧と基準電圧出力との関係を示すグラフ
【図１２】本発明の実施の形態４における送風ファン装置の斜視図
【図１３】本発明の実施の形態４における送風ファン装置のモータ部の断面図
【図１４】従来の技術における直流モータ駆動回路を示す回路図
【図１５】（ａ）ホール素子出力電圧Ｖｈの電圧波形図、（ｂ）第１の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ１の電圧波形図、（ｃ）第２の演算増幅器の出力電圧Ｖｏｕｔ２の電圧波形図、（ｄ）コイル電圧Ｖｃの電圧波形図
【符号の説明】
【０１６８】
１０    直流モータ駆動回路
１１    ホール素子
１１ａ    出力端子
１１ｂ    出力端子
１２    バイアス抵抗
１３    バイアス抵抗
１４    抵抗
１５    第１の演算増幅器
１５ａ    出力端子
１６    第１の帰還抵抗
１７    抵抗
１８    第２の演算増幅器
１８ａ    出力端子
１９    第２の帰還抵抗
２０    基準電圧出力回路
２０ａ    出力端子
２０ｂ    分圧抵抗
２０ｃ    分圧抵抗
２０ｄ    抵抗
２０ｅ    定電圧ダイオード
２０ｆ    カソード側の端子
２０ｇ    分圧端子
２０ｈ    ダイオード
２１    モータコイル
２１ａ    端子
２２    モータコイル
２２ａ    端子
２３    抵抗
２４    第３の演算増幅器
２４ａ    出力端子
２５    第３の帰還抵抗
３０    直流モータ駆動回路
３１    ホール素子
３１ａ    出力端子
３１ｂ    出力端子
３２    バイアス抵抗
３３    バイアス抵抗
３４    抵抗
３５    第１の演算増幅器
３５ａ    出力端子
３６    第１の帰還抵抗
３７    抵抗
３８    第２の演算増幅器
３８ａ    出力端子
３９    第２の帰還抵抗
４０    基準電圧出力回路
４０ａ    出力端子
４０ｂ    分圧抵抗
４０ｃ    分圧抵抗
４０ｄ    抵抗
４０ｅ    定電圧ダイオード
４０ｆ    カソード側の端子
４０ｇ    分圧端子
４０ｈ    ダイオード
４１    モータコイル
４１ａ    端子
４２    モータコイル
４２ａ    端子
４３    抵抗
４４    第３の演算増幅器
４４ａ    出力端子
４５    第３の帰還抵抗
４６    抵抗
４７    第４の演算増幅器
４７ａ    出力端子
４８    第４の帰還抵抗
５０    送風ファン装置
５１    支持部材
５２    環状保持部
５３    ハウジング
５３ａ    受け座
５４    モータコイル
５５    ステータ
５６    ホール素子
５７    直流モータ駆動回路基板
５８    ファン
５８ａ    シャフト
５８ｂ    マグネットロータ
５８ｃ    マグネットヨーク
５９    軸受けスリーブ
６０    固定リング
６１    スラストシート
６２    リード線
１００    直流モータ駆動回路
１０１    磁気用の増幅手段
１０２    電圧レベル設定手段
１０２ａ    バッファアンプ
１０２ｂ    バッファアンプ
１０２ｃ    バイアス入力端子
１０３    基準電圧出力手段
１０３ａ    出力端子
１０３ｂ    分圧抵抗
１０３ｃ    分圧抵抗
１０３ｄ    抵抗
１０３ｅ    定電圧ダイオード
１０３ｆ    アノード側の端子
１０３ｇ    ダイオード
１０４    ホール素子
１０４ａ    出力端子
１０４ｂ    出力端子
１０５    バイアス抵抗
１０６    バイアス抵抗
１０７    抵抗
１０８    第１の演算増幅器
１０８ａ    出力端子
１０９    抵抗
１１０    第１の帰還抵抗
１１１    第２の演算増幅器
１１１ａ    出力端子
１１２    第２の帰還抵抗
１１３    電圧制御回路
１１３ａ    入力端子
１１３ｂ    入力端子
１１３ｃ    入力端子
１１３ｄ    コンパレータ
１１３ｅ    調整回路
１１３ｆ    出力端子
１１３ｇ    出力端子
１１４    モータコイル
１１４ａ    端子
１１５    モータコイル
１１５ａ    端子
５０１    ケーシング
５０１ａ    ファンカバー
５０１ｂ    ファンフレーム
５０２    上側空気吸込口
５０３    空気吹出口
５０４    カシメ部
Ｒ    回転方向
Ｖｃ    コイル電圧
Ｖｃｃ    電源電圧
Ｖｈ    ホール素子出力電圧
Ｖｏｕｔ１    出力電圧
Ｖｏｕｔ２    出力電圧
Ｖｏｕｔ３    出力電圧
Ｖｏｕｔ４    出力電圧
Ｖｏｕｔ５    出力電圧
Ｖｏｕｔ６    出力電圧
Ｖｏｕｔ７    出力電圧
Ｖｏｕｔ８    出力電圧
Ｖｏｕｔ９    出力電圧
Ｖｒｅｆ    基準電圧
【図１】
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【図２】
2008104335.tif 000004
【図３】
2008104335.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008104335.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008104335.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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