(57)【要約】      （修正有）【課題】電子装置の冷却ファンを駆動するモーターの制御装置であって省エネ運動を可とする制御回路を提供する。【解決手段】該モーター制御回路は、周囲温度が下降した温度より低い場合ファンなしの動作モードでモーターを作動し、周囲温度が下降した温度より高くかつ上昇した温度より低い場合サイレント動作モードでモーターを作動し、周囲温度が上昇した温度より高い場合冷却動作モードでモーターを作動する手順を含む。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。モーターがサイレント動作モード で作動する場合、モーターは一定の回転速度で作動する。周囲温度が上昇した温度より高い 場合、モーターの回転速度は温度の線形関数であり、上昇した温度とモーターの最大回転速度 に対応する最大温度との間で変化する。【選択図】図３Ａ
0003176892.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電子システムの筐体内部に応用され、温度を検出し、モーターの回転速度を決定し、
第一の閾値温度、第二の閾値温度を含み、並びに該第一の閾値温度及び該第二の閾値温度によりモーター制御回路の三つの動作モードを定義し、
該筐体内部の温度が該第一の閾値温度より低い場合、該モーター制御回路は回転速度がゼロの第一の動作モード、
且つ該筐体内部の温度が該第一の閾値温度より高く、該第二の閾値温度より低い場合、該モーター制御回路は一定の回転速度の第二の動作モード、
筐体内部の温度が該第二の閾値温度より高い場合、該モーター制御回路は該温度の関数により、回転速度が該一定の回転速度と最大回転速度との間にあることを決定する第三の動作モードであることを特徴とするモーター制御回路。
【請求項２】
前記モーターの前記回転速度が温度の線形関数であり、該モーターが前記冷却動作モードで作動する場合、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載のモーター制御回路。
【請求項３】
前記モーターの前記回転速度が温度の曲率関数であり、該モーターが前記冷却動作モードで作動する場合、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載のモーター制御回路。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はモーター制御回路に一般に関連し、特に、モーターの回転速度もまた、現在制御されたモーターによって作動する冷却ファンによって冷却されている特定の放熱性の構成要素を囲む周囲温度により調節されるモーターの回転速度を制御する方法に関する。本考案はモーター制御回路にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子装置は通常、電子装置が作動する場合に熱を生成する放熱性の構成要素を有する。放熱性の構成要素を冷却するために、電子装置が含まれる筐体から温風を排気するために多くの場合ファンが使用される。例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ等において、ＣＰＵの動作周波数は次第に高くなり、ＣＰＵの発熱量は増加する。したがって、コンピュータまたは類似した電子装置は、筐体内部で空気を循環させるのを補助するため、および、許容可能な範囲内で筐体内部の周囲温度を維持するため、一つ以上の冷却ファンを含む。ファンにより提供される増加した気流は、特に増加して、システム操作に悪影響を与える可能性がある余熱を取り除く際の補助を一般的に提供する。冷却ファンの使用は特に比較的高い動作温度を有する特定の中央処理装置（ＣＰＵ）のための適当な動作を確実にするのに有効である。これらのファンは、ＤＣ制御されたモーターによって作動される。同様に、電源装置等において、電源装置の負荷は次第に高くなり、放熱性の構成要素の発熱量を増加させる。したがって、電源装置または類似した電子装置は、筐体内部で空気を循環させる際の補助のため、および、筐体内部の周囲温度を許容可能な範囲内で維持するために一つ以上の冷却ファンを含む。ファンにより提供される増加した気流は、特に増加し、システム操作に悪影響を与える可能性がある余熱を取り除く際の補助を一般的に提供する。冷却ファンの使用は特に、比較的高い動作温度を有する電源装置の構成要素の適当な動作を確実にするのに有効である。これらのファンは、ＤＣ制御されたモーターによって作動される。実際、ＤＣ制御されたモーターによって作動される冷却ファンは、冷却を必要とする各種の放熱性の構成要素を冷却するために多くの用途において使うことができる。
【０００３】
電気エネルギを節約し、かつ、不必要に高い気流によって生じるノイズを下げるため、モーターの回転速度は、多くの場合制御可能であることが期待される。例えば、モーターは一般に、ＣＰＵが過熱した場合にはその最高速度で作動することが必要とされ、一方で、ＣＰＵがすでに冷却されているまたはスタンバイ・モードの場合、エネルギを節約しかつうるさいノイズを減少するためにモーターの回転速度は適宜下げられることが期待される。
【０００４】
特許文献１にて開示したように、システムのファンの制御は、ファン制御アルゴリズムを実行しているファン制御ユニットを一般的に含む。ファン制御アルゴリズムは、システム筐体から温風を排気するように構成される一つ以上のファンを制御する方法を決定する可能性がある。例えば、ファン制御アルゴリズムは、検出された周囲温度によりファンの速度が増減されるべきことを特定する可能性がある。そのような制御アルゴリズムはまた、ファンの速度を下げ、最低回転数でファンの動作を継続するのを可能にすることを含む可能性がある。
【０００５】
特許文献２にて開示したように、サーミスタによって検出される環境空気の温度によりコンピュータにおけるファンの速度の制御を示唆する。ファンを作動するモーターに供給される電流は、トランジスタによって制御される。トランジスタの基部は、サーミスタを含む回路に連結される。気温が２８°Ｃより低い場合、低温分圧器はモーターに一定の低電圧を提供する。気温が４０°Ｃより高い場合、高温分圧器はモーターに一定の高電圧を提供する。したがって、モーターに供給される電圧は、２８°Ｃより下で一定であり、線状に増加して、また４０°Ｃより高くなると一定である。図１を参照すると、特許文献３にて開示したように、先行技術の従来回路における周囲温度によりモーターに供給される電圧の曲線の斜視図が図示される。図１に示すように、垂直軸は電圧を示し、水平軸は温度センサで測定される周囲温度を示す。下降した温度Ｔｍｉｎより下で、一定の電圧Ｖｍｉｎはモーターに供給される。上昇した温度Ｔｍａｘより上で、一定の電圧Ｖｍａｘはモーターに供給される。ＴｍｉｎおよびＴｍａｘとの間で、モーターに供給される電圧は周囲温度の線形関数であり、ＶｍｉｎおよびＶｍａｘの間で変化する。
【０００６】
特許文献３において示されるタイプの温度制御のために、三つの独立したパラメータの設定が必要である。第一は、最小のファン速度Ｕｍｉｎである。第二は、ファンがその最低速度で作動する下降した温度Ｔｍｉｎである。第三は、ファンがその最高速度で作動する上昇した温度Ｔｍａｘである。先行技術回路においては、これらの三つのパラメータの制御は容易ではない。しかしながら、これらのパラメータは、ファンが使用されるコンピュータシステムのタイプに適応する必要がある。
【０００７】
図２を参照すると、特許文献４にて開示したように、先行技術の従来の回路において周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の斜視図が図示される。図２に示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される周囲温度を示す。周囲温度が下降した温度Ｔｍｉｎより低い場合、モーターはより低い一定の回転速度Ｕｍｉｎで作動する。周囲温度が上昇した温度Ｔｍａｘより高い場合、モーターはより高い一定の回転速度Ｕｍａｘで、または、その最大回転速度で作動する。周囲温度がＴｍｉｎからＴｍａｘの範囲である場合、モーターの回転速度は温度の線形関数であり、ＵｍｉｎおよびＵｍａｘの間で変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，４２５，８１２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６８７，０７９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６１７，８１５号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２００５／００４７７６２号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案の主な目的は、ファンのなしの動作モード、サイレント動作モード、および冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで、周囲温度が下降した温度よりも低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動し、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。
【００１０】
本考案の別の目的は、ファンのなしの動作モード、サイレント動作モード、および冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで、周囲温度が下降した温度より高く、上昇した温度よりも低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動し、モーターは一定の回転速度で作動する。
【００１１】
本考案のさらに別の目的は、ファンのなしの動作モード、サイレント動作モード、および冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで、周囲温度が上昇した温度より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動し、モーターの回転速度はその温度の線形関数または曲率関数である。
【００１２】
本考案の別の目的は、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む二つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで周囲温度が閾値温度より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動し、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。
【００１３】
本考案の別の目的は、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む二つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで周囲温度が閾値温度より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動し、モーターの回転速度はその温度の線形関数または曲率関数である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の考案は、電子システムの筐体内部に応用され、温度を検出し、モーターの回転速度を決定し、
第一の閾値温度、第二の閾値温度を含み、並びに該第一の閾値温度及び該第二の閾値温度によりモーター制御回路の三つの動作モードを定義し、
該筐体内部の温度が該第一の閾値温度より低い場合、該モーター制御回路は回転速度がゼロの第一の動作モード、
且つ該筐体内部の温度が該第一の閾値温度より高く、該第二の閾値温度より低い場合、該モーター制御回路は一定の回転速度の第二の動作モード、
筐体内部の温度が該第二の閾値温度より高い場合、該モーター制御回路は該温度の関数により、回転速度が該一定の回転速度と最大回転速度との間にあることを決定する第三の動作モードであることを特徴とするモーター制御回路としている。
請求項２の考案は、前記モーターの前記回転速度が温度の線形関数であり、該モーターが前記冷却動作モードで作動する場合、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載のモーター制御回路としている。
請求項３の考案は、前記モーターの前記回転速度が温度の曲率関数であり、該モーターが前記冷却動作モードで作動する場合、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載のモーター制御回路としている。
【考案の効果】
【００１５】
本考案は、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路および方法を提供することができる。周囲温度が下降した温度より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。周囲温度が下降した温度より高くかつ上昇した温度より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは一定の回転速度で作動する。周囲温度が上昇した温度より高い場合、モーターの回転速度は温度の線形関数である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術の従来の回路の温度によりモーターに供給される電圧の曲線の図を示す。
【図２】先行技術の従来の回路の周囲温度と関連したモーターの該回転速度の曲線の図を示す。
【図３Ａ】電子システムが本考案の第一の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図３Ｂ】本考案の第一の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図３Ｃ】本考案の第一の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【図４Ａ】電子システムが本考案の第二の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図４Ｂ】図本考案の第二の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図４Ｃ】図本考案の第二の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【図５Ａ】電子システムが本考案の第三の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図５Ｂ】本考案の第三の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図５Ｃ】本考案の第三の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【図６Ａ】電子システムが本考案の第四の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図６Ｂ】本考案の第四の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図６Ｃ】本考案の第四の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
本考案の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。
【００１８】
図３Ａを参照すると、第一の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図３Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される周囲温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の三つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度、すなわち下降した温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１より高くかつ第二の閾値温度、すなわち上昇した温度Ｔ２より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは、低い一定の回転速度Ｕ１、すなわちモーターの最小回転速度で作動する。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２より高い場合、モーターの回転速度は周囲温度の線形関数であり、回転速度Ｕ１および回転速度Ｕｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である可能性がある。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ２からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると線状に増加する。
【００１９】
図３Ｂを参照すると、本考案の第一の好ましい実施態様によるモーターの制御回路の図が示される。図３Ａに示すように周囲温度と関連してモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様が示される。図３Ｂに示すように、モーター２００の回転速度を制御するために適用される制御回路１００は、１０１で示されるサーミスタＴＲ１、１０２で示されるＴＲ２、１０３で示されるトランジスタＳＷ１、１０４で示されるＳＷ２、１０５で示される抵抗器Ｒ１、１０６で示されるＲ２、１０７で示されるＲ３、１０８で示されるＲ４、１０９で示されるＲ５、１１０で示されるキャパシタＣ１、１１１で示されるＣ２、および、１１２で示されるリファレンス・レギュレータＶＲを含む。サーミスタ１０１、１０２は、室温（２５°Ｃ）で１００オームから３０メガオームまで変化する抵抗を有する現在生産されている温度センサとして利用される。一般的に言って、１００ｋより上の高抵抗ユニットは例えば１５０°Ｃから３１５°Ｃまでの高温で使用され、中間の抵抗ユニットは６６°Ｃから１５０°Ｃの中間の温度で使用され、１００から１ｋの低抵抗ユニットは、−７３°Ｃから６６°Ｃまでの低温を測定する。好ましくは、筐体のセンサ領域はサーミスタに設定される、または、サーミスタは筐体の中央に位置決めされ、そこでその温度はコンピュータ、サーバ、電源装置等の異なる構成要素の周囲温度を表す。
【００２０】
サーミスタ１０１は電圧ＶＣＣおよび接地間で抵抗器１０５と直列に連結され、ＶＣＣでは通常のコンピュータシステムまたは動力供給システムにおいて１２ボルト提供される。サーミスタ１０２もまた、電圧ＶＣＣおよび接地間で抵抗器１０６と直列に連結される。本考案の一つの特徴によれば、キャパシタンスＣ１を有するキャパシタ１１０は、サーミスタ１０１と並列に連結される。キャパシタ１１０は、ノイズを減少するために利用される。トランジスタ１０３の基部は、抵抗器１０５およびサーミスタ１０１の間で連結される。トランジスタ１０３のエミッタは接地され、トランジスタ１０３のコレクタはトランジスタ１０４の基部に連結される。トランジスタ１０４の基部は、抵抗器１０８および抵抗器１０９の間で連結される。抵抗器１０８、抵抗器１０９およびリファレンス・レギュレータ１１２を含む直列回路は、電圧ＶＣＣおよび接地の間で連結される。リファレンス・レギュレータ１１２の陽極端子は接地され、リファレンス・レギュレータ１１２の陰極端子は抵抗器１０９と直列に連結される。リファレンス・レギュレータ１１２の基準端子は、抵抗器１０６およびサーミスタ１０２間で連結される。キャパシタ１１１は、サーミスタ１０２と並列に連結される。モーター２００は接地およびトランジスタ１０４のエミッタの間で連結され、トランジスタ１０４のコレクタは電圧ＶＣＣに連結される。抵抗器１０７は、トランジスタ１０４のエミッタと、抵抗器１０６およびサーミスタ１０２間のノードとの間で連結される。したがって、モーター２００に適用される電圧ＶＣＣは、トランジスタ１０３の伝導状態に従ってトランジスタ１０４により制御される。
【００２１】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより下である場合、サーミスタ１０１の抵抗はサーミスタ１０１の形質に起因して十分に高く、サーミスタ１０１および抵抗器１０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割した電圧ＶＴｈ１がトランジスタ１０３の基部に適用されかつトランジスタ１０３をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ１０４のオフは、モーターを停止するように、モーター２００に供給される直流電圧ＶＣＣを止める効果を有する。したがって、ファンなしの動作モードの下で、電気エネルギを節約することができ、出力損失および動力効率が改善されるように、不必要に気流によって引き起こされるノイズはない。
【００２２】
制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０１の抵抗はサーミスタ１０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１および抵抗器１０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１がトランジスタ１０３の基部に適用され、トランジスタ１０３をオフにするようにその抵抗が温度によって変化する。
【００２３】
さらに、制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０２の形質に起因するサーミスタ１０２の抵抗は減少し、サーミスタ１０２および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３は減少し、リファレンス・レギュレータ１１２に適用され、そこで分割された電圧ＶＴｈ３は、リファレンス・レギュレータ１１２の出力電圧ＶＤを例えばリファレンス入力電圧ＶＲｅｆのように第一の低電圧レベルで維持するため、リファレンス・レギュレータ１１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより高い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。リファレンス・レギュレータ１１２は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。サーミスタ１０２および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３は、サーミスタ１０２および抵抗器１０６の抵抗によって決定される。抵抗器１０６の抵抗は、分割された電圧ＶＴｈ３をリファレンス・レギュレータ１１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより高く維持し、第一の低電圧レベルに電圧ＶＤを維持するため、プロンプト値を設定する可能性がある。したがって、抵抗器１０８、１０９およびリファレンス・レギュレータ１１２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２は、第二の低電圧レベルに維持され、かつ、トランジスタ１０４に適用され、低い一定の回転速度Ｕ１でモーター２００を駆動する。その結果、サイレント動作モードの下で、出力損失および動力効率が改善されるように、不必要に高い気流によって生じるノイズを下げる効果を有することができる。
【００２４】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０１の抵抗はサーミスタ１０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１および抵抗器１０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１は、トランジスタ１０３の基部に適用され、トランジスタ１０３をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００２５】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、周囲温度が筐体の第二の閾値温度Ｔ２例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０２の抵抗はサーミスタ１０２の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ１０２および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ１１２に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３が電圧ＶＤを線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ１１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、モーター２００の回転速度が周囲温度の増加によって線状に増加するように、抵抗器１０８、１０９およびリファレンス・レギュレータ１１２の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２は線状に増加し、トランジスタ１０４に適用される。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３を調整するため抵抗器１０７を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モータ２００の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００２６】
図３Ｃを参照すると、本考案の第一の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路が図示される。この図は、図３Ａに示すように周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図３Ｃに示すように、モーター２００´の回転速度を制御するために適用される制御回路１００´は、１０１´で示されるサーミスタＴＲ１´、１０２´で示されるＴＲ２´、１０３´で示されるトランジスタＳＷ１´、１０４´で示されるＳＷ２´、１０５´で示される抵抗器Ｒ１´、１０６´で示されるＲ２´、１０７´で示されるＲ３´、１０８´で示されるＲ４´、１０９´で示されるＲ５´、１１４´で示されるＲ６´、１１５´で示されるＲ７´、１１６´で示されるＲ８´、１１７´で示されるＲ９´、１１０´で示されるキャパシタＣ１´、１１１´で示されるＣ２´、１１２´で示されるリファレンス・レギュレータＶＲ´、およびＰＷＭＩＣ１１８´を含む。サーミスタ１０１、１０２は、温度センサとして利用される。好ましくは、筐体のセンサ領域はサーミスタに設定される、または、サーミスタは筐体の中央で位置決めされ、そこでその温度は、コンピュータ、サーバ、電源装置等の異なる構成要素の温度を表す。
【００２７】
サーミスタ１０１´は、電圧ＶＣＣ´および接地間で抵抗器１０５´と直列に連結され、ＶＣＣ´では通常のコンピュータシステムまたは動力供給システムにおいて１２ボルト提供される。サーミスタ１０２´もまた、電圧ＶＣＣ´および接地間で抵抗器１０６´と直列に連結される。本考案の一つの特徴によれば、キャパシタンスＣ１´を有するキャパシタ１１０´は、サーミスタ１０１´と並列に連結される。キャパシタ１１０´は、ノイズを減少するために利用される。トランジスタ１０３´の基部は、抵抗器１０５´およびサーミスタ１０１´の間で連結される。トランジスタ１０３´のエミッタは接地される。抵抗器１０８´、抵抗器１０９´およびリファレンス・レギュレータ１１２´を含む直列回路は、電圧ＶＣＣ´および接地の間で連結される。リファレンス・レギュレータ１１２´の陽極端子は接地され、リファレンス・レギュレータ１１２´の陰極端子は抵抗器１０９´と直列に連結される。リファレンス・レギュレータ１１２´の基準端子は、抵抗器１０６´およびサーミスタ１０２´間で連結される。キャパシタ１１１´は、サーミスタ１０２´と並列に連結される。トランジスタ１０３´のコレクタは、抵抗器１０８´および抵抗器１０９´間のノードに連結される。抵抗器１０７´は、リファレンス・レギュレータ１１２´の基準端子と、抵抗器１０８´および抵抗器１０９´の間のノードとの間で連結される。抵抗器１１４´および抵抗器１１５´を含む直列回路は、トランジスタ１０３´のコレクタの間で連結され、接地される。ＰＷＭＩＣ１１８´は、ＶＣＣ、Ｖｉｎ、ＰＷＭおよびＧＮＤの四つの端子を有する。ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＶＣＣは、電圧ＶＣＣ´に連結される。ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎは、抵抗器１１４´および抵抗器１１５´の間のノードに連結される。ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＧＮＤは接地される。トランジスタ１０４´の基部は、抵抗器１１６´およびＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭの一つの端子に連結される。抵抗器１１６´の他の端子は、電圧ＶＣＣ´およびモーター２００´に連結される抵抗器１１７´の一つの端子に連結される。トランジスタ１０４´のエミッタは、接地される。モーター２００´は、抵抗器１１７により接地およびトランジスタ１０４´のコレクタ間で連結される。したがって、モーター２００´に適用される電圧ＶＣＣ´は、トランジスタ１０３´の伝導状態に従ってトランジスタ１０４によって制御される。
【００２８】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０１´の抵抗は、サーミスタ１０１´の形質に起因して十分に高く、サーミスタ１０１´および抵抗器１０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´が、トランジスタ１０３´の基部に適用され、トランジスタ１０３´をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、端子Ｖｉｎの入力電圧は、第一の閾値電圧例えば０.８ボルトより低く設定され、トランジスタ１０４のオフは、モーターを停止するため、モーター２００´に供給される直流電圧ＶＣＣ´を止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００２９】
制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０１´の抵抗はサーミスタ１０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１´および抵抗器１０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ１０３´の基部に適用され、トランジスタ１０３´をオフにするようにその抵抗が温度によって変化する。
【００３０】
さらに、制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０２´の形質に起因するサーミスタ１０２´の抵抗は減少し、サーミスタ１０２´および抵抗器１０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´は減少し、リファレンス・レギュレータ１１２´に適用され、そこで分割された電圧ＶＴｈ３´は、リファレンス・レギュレータ１１２´の出力電圧ＶＤ´を例えばリファレンス入力電圧ＶＲｅｆのように第一の低電圧レベルで維持するため、リファレンス・レギュレータ１１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより高い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。リファレンス・レギュレータ１１２´は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。サーミスタ１０２´および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´は、サーミスタ１０２´および抵抗器１０６´の抵抗によって決定される。抵抗器１０６´の抵抗は、分割された電圧ＶＴｈ３´をリファレンス・レギュレータ１１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆ´より高く維持し、第一の低電圧レベルに電圧ＶＤ´を維持するため、プロンプト値を設定する可能性がある。したがって、抵抗器１０８´、１０９´、１１４´、１１５´およびリファレンス・レギュレータ１１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２´は、第二の低電圧レベル、例えば１．８ボルトに維持され、低い一定の回転速度Ｕ１でモーター２００´を駆動するためにＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭが５０％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎに適用される。その結果、サイレント動作モードの下で、出力損失および動力効率が改善されるように、不必要に高い気流によって生じるノイズを下げる効果を有することができる。
【００３１】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０１´の抵抗はサーミスタ１０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１´および抵抗器１０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ１０３´の基部に適用され、トランジスタ１０３´をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００３２】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、周囲温度が筐体の第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０２´の抵抗はサーミスタ１０２´の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ１０２´および抵抗器１０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ１１２´に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ１１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆ´より低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、抵抗器１０８´、１０９´、１１４´、１１５´およびリファレンス・レギュレータ１１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター２００´を駆動するため、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター２００´の回転速度は、周囲温度の増加により線状に増加する。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３´を調整するため抵抗器１０７´を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター２００´の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００３３】
図４Ａを参照すると、第二の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図４Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の三つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度、すなわち下降した温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１より高くかつ第二の閾値温度、すなわち上昇した温度Ｔ２より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは、一定の回転速度Ｕ１で作動する。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２より高い場合、モーターの回転速度は周囲温度の線形関数であり、回転速度Ｕ１および回転速度Ｕｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ１からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると曲線状に増加する。
【００３４】
図４Ｂを参照すると、本考案の第二の好ましい実施態様によるモーターの制御回路の図が示される。図４Ａに示すように周囲温度と関連してモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様が示される。図４Ｂで示す回路は、図３Ｂで示す回路にほぼ類似している。本考案の第二の好ましい実施態様において、３１３で示されるサーミスタＴＲ３が、３０２で示されるサーミスタＴＲ２と並列に連結するために加えられ、そこで、図４Ｂに示すように３０２で示されるサーミスタＴＲ２の機能は、図３Ｂで示ように１０２で示されるサーミスタＴＲ２の機能と同じである。したがって、本考案の第二の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードを作動する制御回路の作業原理は、本考案の第一の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードを作動する制御回路の作業原理にほぼ類似している。第一の好ましい実施態様および第二の好ましい実施態様の間の冷却動作モードにおける作業原理は主に異なる。
【００３５】
図４Ｂに示すように、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ３１３と並列のサーミスタ３０２の抵抗は、サーミスタ３１２および抵抗器３０６と並列したサーミスタ３０２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が曲線状に減少し、かつ、リファレンス・レギュレータ３１２に適用されるように、それらの抵抗が温度によって変化するサーミスタ３１３と並列するサーミスタ３０２の形質に起因して曲線状に減少し、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３は、電圧ＶＤを曲線状に増加させるため、リファレンス・レギュレータ３１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定される。したがって、抵抗器３０８、３０９およびリファレンス・レギュレータ３１２の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２は、電子装置が含まれる筐体内部で、モーター４００の回転速度が周囲温度の増加により曲線状に増加するように、曲線状に増加し、かつ、トランジスタ３０４に適用される。その結果、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にするのに特に有効であるように、モーター４００の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００３６】
図４Ｃを参照すると、本考案の第二の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路の図が示される。図４Ａに示すように周囲温度と関連してモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様が示される。図４Ｃで示す回路は、図３Ｃで示す回路にほぼ類似している。本考案の第二の好ましい実施態様において、３１３´で示されるサーミスタＴＲ３´が、３０２´で示されるサーミスタＴＲ２´と並列に連結するために加えられ、そこで、図４Ｃに示すように３０２´で示されるサーミスタＴＲ２´の機能は、図３Ｃで示ように１０２´で示されるサーミスタＴＲ２´の機能と同じである。したがって、本考案の第二の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードを作動する制御回路の作業原理は、本考案の第一の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードで作動する制御回路の作業原理にほぼ類似している。第一の好ましい実施態様および第二の好ましい実施態様の間の冷却動作モードにおける作業原理は主に異なる。
【００３７】
図４Ｃに示すように、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、周囲温度が筐体の第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ３０２´の抵抗は、サーミスタ３１３´および抵抗器３０６´の並列したサーミスタ３０２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が曲線状に減少し、かつ、リファレンス・レギュレータ１１２´に適用されるように、それらの抵抗が温度によって変化するサーミスタ３１３´と並列したサーミスタ３０２´の形質に起因して曲線状に減少し、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を曲線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ３１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定される。したがって、抵抗器３０８´、３０９´、３１４´、３１５´およびリファレンス・レギュレータ３１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター２００´を駆動するため、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター２００´の回転速度は、周囲温度の増加により曲線状に増加する。したがって、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター２００´の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００３８】
図５Ａを参照すると、第三の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図５Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の二つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動する。モーターが冷却動作モードで作動する場合、モーターの回転速度は周囲温度の線形関数であり、回転速度Ｕ１およびＵｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ１からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると線状に増加する。
【００３９】
図５Ｂを参照すると、第三の本考案の好ましい実施態様によるモーターの制御回路が図示される。図５Ａに示すように、周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図５Ｂで示す回路は、図３Ｂで示す回路にほぼ類似している。
【００４０】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、電子装置が含まれる筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ５０１の抵抗は、サーミスタ５０１の形質に起因して十分に高く、サーミスタ５０１および抵抗器５０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１が、トランジスタ５０３の基部に適用され、トランジスタ５０３をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ５０４のオフは、モーターを停止するため、モーター６００に供給される直流電圧ＶＣＣを止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００４１】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０１の抵抗はサーミスタ５０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ５０１および抵抗器５０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１がトランジスタ５０３の基部に適用され、トランジスタ５０３をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００４２】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０２の抵抗はサーミスタ５０２の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ５０２および抵抗器５０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ５１２に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３が電圧ＶＤを線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ５１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。ファレンス・レギュレータ１１２は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。したがって、抵抗器５０８、５０９、およびリファレンス・レギュレータ５１２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２は、モーター６００の回転速度を電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度の増加により線状に増加するように、線状に増加し、かつ、トランジスタ５０４に適用される。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３´を調整するため抵抗器５０７´を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター６００の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００４３】
図５Ｃを参照すると、第三の本考案の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路が図示される。図５Ａに示すように、周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図５Ｃで示す回路は、図３Ｃで示す回路にほぼ類似している。
【００４４】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体における温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ５０１´の抵抗は、サーミスタ５０１´の形質に起因して十分に高く、サーミスタ５０１´および抵抗器５０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´が、トランジスタ５０３´の基部に適用され、トランジスタ５０３´をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ５０４´のオフは、モーターを停止するため、モーター６００´に供給される直流電圧ＶＣＣ´を止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００４５】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０１´の抵抗はサーミスタ５０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ５０１´および抵抗器５０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ５０３´の基部に適用され、トランジスタ５０３´をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００４６】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０２´の抵抗はサーミスタ５０２´の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ５０２´および抵抗器５０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ５１２´に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ５１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。ファレンス・レギュレータ１１２´は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。したがって、抵抗器５０８´、５０９´、５１４´、５１５´およびリファレンス・レギュレータ５１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター６００´を駆動するため、ＰＷＭＩＣ５１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ５１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター６００´の回転速度は、周囲温度の増加により線状に増加する。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３´を調整するため抵抗器５０７´を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター６００´の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００４７】
図６Ａを参照すると、第四の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図６Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の二つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動する。モーターが冷却動作モードで作動する場合、モーターの回転速度は周囲温度の曲率関数であり、回転速度Ｕ１およびＵｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ１からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると曲線状に増加する。
【００４８】
図６Ｂを参照すると、第四の本考案の好ましい実施態様によるモーターの制御回路が図示される。図６Ａに示すように、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図６Ｂで示す回路は、図４Ｂで示す回路にほぼ類似している。
【００４９】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体における温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ７０１の抵抗は、サーミスタ７０１の形質に起因して十分に高く、サーミスタ７０１および抵抗器７０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１が、トランジスタ７０３の基部に適用され、トランジスタ７０３をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ７０４のオフは、モーターを停止するため、モーター８００に供給される直流電圧ＶＣＣを止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００５０】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０１の抵抗はサーミスタ７０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ７０１および抵抗器７０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１がトランジスタ７０３の基部に適用され、トランジスタ７０３をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００５１】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０２の抵抗はサーミスタ７０２の形質に起因して曲線状に減少し、サーミスタ７０２および抵抗器７０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が曲線状に減少し、リファレンス・レギュレータ７１２に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３が電圧ＶＤを曲線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ７１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、抵抗器７０８、７０９、およびリファレンス・レギュレータ７１２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２は、モーター８００の回転速度が、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度の増加により曲線状に増加するように、曲線状に増加してトランジスタ７０４に適用される。したがって、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター８００の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００５２】
図６Ｃを参照すると、第四の本考案の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路が図示される。図６Ａに示すように、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図６Ｃで示す回路は、図４Ｃで示す回路にほぼ類似している。
【００５３】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体における温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ７０１´の抵抗は、サーミスタ７０１´の形質に起因して十分に高く、サーミスタ７０１´および抵抗器７０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´が、トランジスタ７０３´の基部に適用され、トランジスタ７０３´をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ７０４´のオフは、モーターを停止するため、モーター８００´に供給される直流電圧ＶＣＣ´を止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００５４】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０１´の抵抗はサーミスタ７０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ７０１´および抵抗器７０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ７０３´の基部に適用され、トランジスタ７０３´をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００５５】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０２´の抵抗はサーミスタ７０２´の形質に起因して曲線状に減少し、サーミスタ７０２´および抵抗器７０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が曲線状に減少し、リファレンス・レギュレータ７１２´に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を曲線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ７１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、抵抗器７０８´、７０９´、７１４´、７１５´およびリファレンス・レギュレータ７１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター８００を駆動するため、ＰＷＭＩＣ７１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、曲線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ７１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター８００の回転速度は、周囲温度の増加により曲線状に増加する。したがって、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター８００´の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００５６】
結果的に、本考案は、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路および方法を提供することができる。周囲温度が下降した温度より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。周囲温度が下降した温度より高くかつ上昇した温度より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは一定の回転速度で作動する。周囲温度が上昇した温度より高い場合、モーターの回転速度は温度の線形関数である。
【００５７】
以上述べたことは、本考案の実施例にすぎず、本考案の実施の範囲を限定するものではなく、本考案の権利請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本考案の権利のカバーする範囲内に属するものとする。
【符号の説明】
【００５８】
２００  モーター
１００  制御回路
１０１  サーミスタＴＲ１
１０２  サーミスタＴＲ２
１０３  トランジスタＳＷ１
１０４  トランジスタＳＷ２
１０５  抵抗器Ｒ１
１０６  抵抗器Ｒ２
１０７  抵抗器Ｒ３
１０８  抵抗器Ｒ４
１０９  抵抗器Ｒ５
１１０  キャパシタＣ１
１１１  キャパシタＣ２
１１２  リファレンス・レギュレータＶＲ
【図１】
0003176892.tif 000003
【図２】
0003176892.tif 000004
【図３Ａ】
0003176892.tif 000005
【図３Ｂ】
0003176892.tif 000006
【図３Ｃ】
0003176892.tif 000007
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
0003176892.tif 000010
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
0003176892.tif 000013
【図６Ａ】
0003176892.tif 000014
【図６Ｂ】
0003176892.tif 000015
【図６Ｃ】
0003176892.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月7日(2012.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は電子装置用温度制御装置に係り、特に、放熱性の構成要素を包含する電子装置を収容する筐体内の温度により、該電子装置の冷却ファンを駆動するモーターの回転速度を制御するのに用いられる、電子装置用温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子装置は通常、電子装置が作動する場合に熱を生成する放熱性の構成要素を有する。放熱性の構成要素を冷却するために、電子装置が含まれる筐体から温風を排気するために多くの場合ファンが使用される。例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ等において、ＣＰＵの動作周波数は次第に高くなり、ＣＰＵの発熱量は増加する。したがって、コンピュータまたは類似した電子装置は、筐体内部で空気を循環させるのを補助するため、および、許容可能な範囲内で筐体内部の周囲温度を維持するため、一つ以上の冷却ファンを含む。ファンにより提供される増加した気流は、特に増加して、システム操作に悪影響を与える可能性がある余熱を取り除く際の補助を一般的に提供する。冷却ファンの使用は特に比較的高い動作温度を有する特定の中央処理装置（ＣＰＵ）のための適当な動作を確実にするのに有効である。これらのファンは、ＤＣ制御されたモーターによって作動される。同様に、電源装置等において、電源装置の負荷は次第に高くなり、放熱性の構成要素の発熱量を増加させる。したがって、電源装置または類似した電子装置は、筐体内部で空気を循環させる際の補助のため、および、筐体内部の周囲温度を許容可能な範囲内で維持するために一つ以上の冷却ファンを含む。ファンにより提供される増加した気流は、特に増加し、システム操作に悪影響を与える可能性がある余熱を取り除く際の補助を一般的に提供する。冷却ファンの使用は特に、比較的高い動作温度を有する電源装置の構成要素の適当な動作を確実にするのに有効である。これらのファンは、ＤＣ制御されたモーターによって作動される。実際、ＤＣ制御されたモーターによって作動される冷却ファンは、冷却を必要とする各種の放熱性の構成要素を冷却するために多くの用途において使うことができる。
【０００３】
電気エネルギを節約し、かつ、不必要に高い気流によって生じるノイズを下げるため、モーターの回転速度は、多くの場合制御可能であることが期待される。例えば、モーターは一般に、ＣＰＵが過熱した場合にはその最高速度で作動することが必要とされ、一方で、ＣＰＵがすでに冷却されているまたはスタンバイ・モードの場合、エネルギを節約しかつうるさいノイズを減少するためにモーターの回転速度は適宜下げられることが期待される。
【０００４】
特許文献１にて開示したように、システムのファンの制御は、ファン制御アルゴリズムを実行しているファン制御ユニットを一般的に含む。ファン制御アルゴリズムは、システム筐体から温風を排気するように構成される一つ以上のファンを制御する方法を決定する可能性がある。例えば、ファン制御アルゴリズムは、検出された周囲温度によりファンの速度が増減されるべきことを特定する可能性がある。そのような制御アルゴリズムはまた、ファンの速度を下げ、最低回転数でファンの動作を継続するのを可能にすることを含む可能性がある。
【０００５】
特許文献２にて開示したように、サーミスタによって検出される環境空気の温度によりコンピュータにおけるファンの速度の制御を示唆する。ファンを作動するモーターに供給される電流は、トランジスタによって制御される。トランジスタの基部は、サーミスタを含む回路に連結される。気温が２８°Ｃより低い場合、低温分圧器はモーターに一定の低電圧を提供する。気温が４０°Ｃより高い場合、高温分圧器はモーターに一定の高電圧を提供する。したがって、モーターに供給される電圧は、２８°Ｃより下で一定であり、線状に増加して、また４０°Ｃより高くなると一定である。図１を参照すると、特許文献３にて開示したように、先行技術の従来回路における周囲温度によりモーターに供給される電圧の曲線の斜視図が図示される。図１に示すように、垂直軸は電圧を示し、水平軸は温度センサで測定される周囲温度を示す。下降した温度Ｔｍｉｎより下で、一定の電圧Ｖｍｉｎはモーターに供給される。上昇した温度Ｔｍａｘより上で、一定の電圧Ｖｍａｘはモーターに供給される。ＴｍｉｎおよびＴｍａｘとの間で、モーターに供給される電圧は周囲温度の線形関数であり、ＶｍｉｎおよびＶｍａｘの間で変化する。
【０００６】
特許文献３において示されるタイプの温度制御のために、三つの独立したパラメータの設定が必要である。第一は、最小のファン速度Ｕｍｉｎである。第二は、ファンがその最低速度で作動する下降した温度Ｔｍｉｎである。第三は、ファンがその最高速度で作動する上昇した温度Ｔｍａｘである。先行技術回路においては、これらの三つのパラメータの制御は容易ではない。しかしながら、これらのパラメータは、ファンが使用されるコンピュータシステムのタイプに適応する必要がある。
【０００７】
図２を参照すると、特許文献４にて開示したように、先行技術の従来の回路において周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の斜視図が図示される。図２に示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される周囲温度を示す。周囲温度が下降した温度Ｔｍｉｎより低い場合、モーターはより低い一定の回転速度Ｕｍｉｎで作動する。周囲温度が上昇した温度Ｔｍａｘより高い場合、モーターはより高い一定の回転速度Ｕｍａｘで、または、その最大回転速度で作動する。周囲温度がＴｍｉｎからＴｍａｘの範囲である場合、モーターの回転速度は温度の線形関数であり、ＵｍｉｎおよびＵｍａｘの間で変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，４２５，８１２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６８７，０７９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６１７，８１５号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２００５／００４７７６２号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案の主な目的は、ファンのなしの動作モード、サイレント動作モード、および冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで、周囲温度が下降した温度よりも低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動し、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。
【００１０】
本考案の別の目的は、ファンのなしの動作モード、サイレント動作モード、および冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで、周囲温度が下降した温度より高く、上昇した温度よりも低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動し、モーターは一定の回転速度で作動する。
【００１１】
本考案のさらに別の目的は、ファンのなしの動作モード、サイレント動作モード、および冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで、周囲温度が上昇した温度より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動し、モーターの回転速度はその温度の線形関数または曲率関数である。
【００１２】
本考案の別の目的は、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む二つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで周囲温度が閾値温度より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動し、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。
【００１３】
本考案の別の目的は、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む二つの動作モードを有するモーター制御回路を提供することであり、そこで周囲温度が閾値温度より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動し、モーターの回転速度はその温度の線形関数または曲率関数である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の考案は、電子装置用温度制御装置において、
電子装置を収容する筐体と、
ファンであって、該筐体内に設置され、モーターを具え、該モーターにより駆動され該筐体内で回転する、上記ファンと、
制御回路であって、該モーターに電気的に接続され、複数の温度センサを具え、該制御回路は、該温度センサが該筐体内の温度が第一の閾値温度より低いことを検出する時、該モーターを制御して回転速度がゼロである第一の動作モードとなし、該温度センサが該筐体内の温度が該第一の閾値温度より高く、第二の閾値温度より低いことを検出する時、該モーターを制御して一定の回転速度の第二の動作モードとなし、該温度センサが該筐体内の温度が該第二の閾値温度より高いことを検出する時、該モーターを制御して第三の動作モードとなし、該第三の動作モードにおいて、該モーターの回転速度は該一定の回転速度と最大回転速度の間とし且つ温度の関数とする、上記制御回路と、
を包含することを特徴とする、電子装置用温度制御装置としている。
請求項２の考案は、前記第三の動作モードにおける該モーターの回転速度が温度の線形関数であり、該モーターが前記第三の動作モードで作動する時、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載の電子装置用温度制御装置としている。
請求項３の考案は、前記第三の動作モードにおける該モーターの回転速度が温度の曲率関数であり、該モーターが前記第三の動作モードで作動する時、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載の電子装置用温度制御装置としている。
【考案の効果】
【００１５】
本考案は、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路および方法を提供することができる。周囲温度が下降した温度より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。周囲温度が下降した温度より高くかつ上昇した温度より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは一定の回転速度で作動する。周囲温度が上昇した温度より高い場合、モーターの回転速度は温度の線形関数である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術の従来の回路の温度によりモーターに供給される電圧の曲線の図を示す。
【図２】先行技術の従来の回路の周囲温度と関連したモーターの該回転速度の曲線の図を示す。
【図３Ａ】電子システムが本考案の第一の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図３Ｂ】本考案の第一の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図３Ｃ】本考案の第一の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【図４Ａ】電子システムが本考案の第二の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図４Ｂ】図本考案の第二の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図４Ｃ】図本考案の第二の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【図５Ａ】電子システムが本考案の第三の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図５Ｂ】本考案の第三の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図５Ｃ】本考案の第三の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【図６Ａ】電子システムが本考案の第四の好ましい実施例により含まれる筐体内部の温度と関連したモーターの回転速度の図を示す。
【図６Ｂ】本考案の第四の好ましい実施形態によるモーターの制御回路の図を示す。
【図６Ｃ】本考案の第四の好ましい実施形態によるモーターの他の制御回路の図を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
本考案の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。
【００１８】
図３Ａを参照すると、第一の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図３Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される周囲温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の三つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度、すなわち下降した温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１より高くかつ第二の閾値温度、すなわち上昇した温度Ｔ２より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは、低い一定の回転速度Ｕ１、すなわちモーターの最小回転速度で作動する。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２より高い場合、モーターの回転速度は周囲温度の線形関数であり、回転速度Ｕ１および回転速度Ｕｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である可能性がある。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ２からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると線状に増加する。
【００１９】
図３Ｂを参照すると、本考案の第一の好ましい実施態様によるモーターの制御回路の図が示される。図３Ａに示すように周囲温度と関連してモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様が示される。図３Ｂに示すように、モーター２００の回転速度を制御するために適用される制御回路１００は、１０１で示されるサーミスタＴＲ１、１０２で示されるＴＲ２、１０３で示されるトランジスタＳＷ１、１０４で示されるＳＷ２、１０５で示される抵抗器Ｒ１、１０６で示されるＲ２、１０７で示されるＲ３、１０８で示されるＲ４、１０９で示されるＲ５、１１０で示されるキャパシタＣ１、１１１で示されるＣ２、および、１１２で示されるリファレンス・レギュレータＶＲを含む。サーミスタ１０１、１０２は、室温（２５°Ｃ）で１００オームから３０メガオームまで変化する抵抗を有する現在生産されている温度センサとして利用される。一般的に言って、１００ｋより上の高抵抗ユニットは例えば１５０°Ｃから３１５°Ｃまでの高温で使用され、中間の抵抗ユニットは６６°Ｃから１５０°Ｃの中間の温度で使用され、１００から１ｋの低抵抗ユニットは、−７３°Ｃから６６°Ｃまでの低温を測定する。好ましくは、筐体のセンサ領域はサーミスタに設定される、または、サーミスタは筐体の中央に位置決めされ、そこでその温度はコンピュータ、サーバ、電源装置等の異なる構成要素の周囲温度を表す。
【００２０】
サーミスタ１０１は電圧ＶＣＣおよび接地間で抵抗器１０５と直列に連結され、ＶＣＣでは通常のコンピュータシステムまたは動力供給システムにおいて１２ボルト提供される。サーミスタ１０２もまた、電圧ＶＣＣおよび接地間で抵抗器１０６と直列に連結される。本考案の一つの特徴によれば、キャパシタンスＣ１を有するキャパシタ１１０は、サーミスタ１０１と並列に連結される。キャパシタ１１０は、ノイズを減少するために利用される。トランジスタ１０３の基部は、抵抗器１０５およびサーミスタ１０１の間で連結される。トランジスタ１０３のエミッタは接地され、トランジスタ１０３のコレクタはトランジスタ１０４の基部に連結される。トランジスタ１０４の基部は、抵抗器１０８および抵抗器１０９の間で連結される。抵抗器１０８、抵抗器１０９およびリファレンス・レギュレータ１１２を含む直列回路は、電圧ＶＣＣおよび接地の間で連結される。リファレンス・レギュレータ１１２の陽極端子は接地され、リファレンス・レギュレータ１１２の陰極端子は抵抗器１０９と直列に連結される。リファレンス・レギュレータ１１２の基準端子は、抵抗器１０６およびサーミスタ１０２間で連結される。キャパシタ１１１は、サーミスタ１０２と並列に連結される。モーター２００は接地およびトランジスタ１０４のエミッタの間で連結され、トランジスタ１０４のコレクタは電圧ＶＣＣに連結される。抵抗器１０７は、トランジスタ１０４のエミッタと、抵抗器１０６およびサーミスタ１０２間のノードとの間で連結される。したがって、モーター２００に適用される電圧ＶＣＣは、トランジスタ１０３の伝導状態に従ってトランジスタ１０４により制御される。
【００２１】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより下である場合、サーミスタ１０１の抵抗はサーミスタ１０１の形質に起因して十分に高く、サーミスタ１０１および抵抗器１０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割した電圧ＶＴｈ１がトランジスタ１０３の基部に適用されかつトランジスタ１０３をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ１０４のオフは、モーターを停止するように、モーター２００に供給される直流電圧ＶＣＣを止める効果を有する。したがって、ファンなしの動作モードの下で、電気エネルギを節約することができ、出力損失および動力効率が改善されるように、不必要に気流によって引き起こされるノイズはない。
【００２２】
制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０１の抵抗はサーミスタ１０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１および抵抗器１０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１がトランジスタ１０３の基部に適用され、トランジスタ１０３をオフにするようにその抵抗が温度によって変化する。
【００２３】
さらに、制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０２の形質に起因するサーミスタ１０２の抵抗は減少し、サーミスタ１０２および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３は減少し、リファレンス・レギュレータ１１２に適用され、そこで分割された電圧ＶＴｈ３は、リファレンス・レギュレータ１１２の出力電圧ＶＤを例えばリファレンス入力電圧ＶＲｅｆのように第一の低電圧レベルで維持するため、リファレンス・レギュレータ１１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより高い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。リファレンス・レギュレータ１１２は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。サーミスタ１０２および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３は、サーミスタ１０２および抵抗器１０６の抵抗によって決定される。抵抗器１０６の抵抗は、分割された電圧ＶＴｈ３をリファレンス・レギュレータ１１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより高く維持し、第一の低電圧レベルに電圧ＶＤを維持するため、プロンプト値を設定する可能性がある。したがって、抵抗器１０８、１０９およびリファレンス・レギュレータ１１２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２は、第二の低電圧レベルに維持され、かつ、トランジスタ１０４に適用され、低い一定の回転速度Ｕ１でモーター２００を駆動する。その結果、サイレント動作モードの下で、出力損失および動力効率が改善されるように、不必要に高い気流によって生じるノイズを下げる効果を有することができる。
【００２４】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０１の抵抗はサーミスタ１０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１および抵抗器１０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１は、トランジスタ１０３の基部に適用され、トランジスタ１０３をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００２５】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、周囲温度が筐体の第二の閾値温度Ｔ２例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０２の抵抗はサーミスタ１０２の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ１０２および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ１１２に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３が電圧ＶＤを線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ１１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、モーター２００の回転速度が周囲温度の増加によって線状に増加するように、抵抗器１０８、１０９およびリファレンス・レギュレータ１１２の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２は線状に増加し、トランジスタ１０４に適用される。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３を調整するため抵抗器１０７を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モータ２００の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００２６】
図３Ｃを参照すると、本考案の第一の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路が図示される。この図は、図３Ａに示すように周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図３Ｃに示すように、モーター２００´の回転速度を制御するために適用される制御回路１００´は、１０１´で示されるサーミスタＴＲ１´、１０２´で示されるＴＲ２´、１０３´で示されるトランジスタＳＷ１´、１０４´で示されるＳＷ２´、１０５´で示される抵抗器Ｒ１´、１０６´で示されるＲ２´、１０７´で示されるＲ３´、１０８´で示されるＲ４´、１０９´で示されるＲ５´、１１４´で示されるＲ６´、１１５´で示されるＲ７´、１１６´で示されるＲ８´、１１７´で示されるＲ９´、１１０´で示されるキャパシタＣ１´、１１１´で示されるＣ２´、１１２´で示されるリファレンス・レギュレータＶＲ´、およびＰＷＭＩＣ１１８´を含む。サーミスタ１０１、１０２は、温度センサとして利用される。好ましくは、筐体のセンサ領域はサーミスタに設定される、または、サーミスタは筐体の中央で位置決めされ、そこでその温度は、コンピュータ、サーバ、電源装置等の異なる構成要素の温度を表す。
【００２７】
サーミスタ１０１´は、電圧ＶＣＣ´および接地間で抵抗器１０５´と直列に連結され、ＶＣＣ´では通常のコンピュータシステムまたは動力供給システムにおいて１２ボルト提供される。サーミスタ１０２´もまた、電圧ＶＣＣ´および接地間で抵抗器１０６´と直列に連結される。本考案の一つの特徴によれば、キャパシタンスＣ１´を有するキャパシタ１１０´は、サーミスタ１０１´と並列に連結される。キャパシタ１１０´は、ノイズを減少するために利用される。トランジスタ１０３´の基部は、抵抗器１０５´およびサーミスタ１０１´の間で連結される。トランジスタ１０３´のエミッタは接地される。
抵抗器１０８´、抵抗器１０９´およびリファレンス・レギュレータ１１２´を含む直列回路は、電圧ＶＣＣ´および接地の間で連結される。リファレンス・レギュレータ１１２´の陽極端子は接地され、リファレンス・レギュレータ１１２´の陰極端子は抵抗器１０９´と直列に連結される。リファレンス・レギュレータ１１２´の基準端子は、抵抗器１０６´およびサーミスタ１０２´間で連結される。キャパシタ１１１´は、サーミスタ１０２´と並列に連結される。トランジスタ１０３´のコレクタは、抵抗器１０８´および抵抗器１０９´間のノードに連結される。抵抗器１０７´は、リファレンス・レギュレータ１１２´の基準端子と、抵抗器１０８´および抵抗器１０９´の間のノードとの間で連結される。抵抗器１１４´および抵抗器１１５´を含む直列回路は、トランジスタ１０３´のコレクタの間で連結され、接地される。ＰＷＭＩＣ１１８´は、ＶＣＣ、Ｖｉｎ、ＰＷＭおよびＧＮＤの四つの端子を有する。ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＶＣＣは、電圧ＶＣＣ´に連結される。ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎは、抵抗器１１４´および抵抗器１１５´の間のノードに連結される。ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＧＮＤは接地される。トランジスタ１０４´の基部は、抵抗器１１６´およびＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭの一つの端子に連結される。抵抗器１１６´の他の端子は、電圧ＶＣＣ´およびモーター２００´に連結される抵抗器１１７´の一つの端子に連結される。トランジスタ１０４´のエミッタは、接地される。モーター２００´は、抵抗器１１７により接地およびトランジスタ１０４´のコレクタ間で連結される。したがって、モーター２００´に適用される電圧ＶＣＣ´は、トランジスタ１０３´の伝導状態に従ってトランジスタ１０４によって制御される。
【００２８】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０１´の抵抗は、サーミスタ１０１´の形質に起因して十分に高く、サーミスタ１０１´および抵抗器１０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´が、トランジスタ１０３´の基部に適用され、トランジスタ１０３´をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、端子Ｖｉｎの入力電圧は、第一の閾値電圧例えば０.８ボルトより低く設定され、トランジスタ１０４のオフは、モーターを停止するため、モーター２００´に供給される直流電圧ＶＣＣ´を止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００２９】
制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０１´の抵抗はサーミスタ１０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１´および抵抗器１０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ１０３´の基部に適用され、トランジスタ１０３´をオフにするようにその抵抗が温度によって変化する。
【００３０】
さらに、制御回路がサイレント動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高く、第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより低い場合、サーミスタ１０２´の形質に起因するサーミスタ１０２´の抵抗は減少し、サーミスタ１０２´および抵抗器１０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´は減少し、リファレンス・レギュレータ１１２´に適用され、そこで分割された電圧ＶＴｈ３´は、リファレンス・レギュレータ１１２´の出力電圧ＶＤ´を例えばリファレンス入力電圧ＶＲｅｆのように第一の低電圧レベルで維持するため、リファレンス・レギュレータ１１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより高い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。リファレンス・レギュレータ１１２´は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。サーミスタ１０２´および抵抗器１０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´は、サーミスタ１０２´および抵抗器１０６´の抵抗によって決定される。抵抗器１０６´の抵抗は、分割された電圧ＶＴｈ３´をリファレンス・レギュレータ１１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆ´より高く維持し、第一の低電圧レベルに電圧ＶＤ´を維持するため、プロンプト値を設定する可能性がある。したがって、抵抗器１０８´、１０９´、１１４´、１１５´およびリファレンス・レギュレータ１１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２´は、第二の低電圧レベル、例えば１．８ボルトに維持され、低い一定の回転速度Ｕ１でモーター２００´を駆動するためにＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭが５０％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎに適用される。その結果、サイレント動作モードの下で、出力損失および動力効率が改善されるように、不必要に高い気流によって生じるノイズを下げる効果を有することができる。
【００３１】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０１´の抵抗はサーミスタ１０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ１０１´および抵抗器１０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ１０３´の基部に適用され、トランジスタ１０３´をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００３２】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、周囲温度が筐体の第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ１０２´の抵抗はサーミスタ１０２´の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ１０２´および抵抗器１０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ１１２´に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ１１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆ´より低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、抵抗器１０８´、１０９´、１１４´、１１５´およびリファレンス・レギュレータ１１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター２００´を駆動するため、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター２００´の回転速度は、周囲温度の増加により線状に増加する。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３´を調整するため抵抗器１０７´を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター２００´の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００３３】
図４Ａを参照すると、第二の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図４Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の三つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度、すなわち下降した温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第一の閾値温度Ｔ１より高くかつ第二の閾値温度、すなわち上昇した温度Ｔ２より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは、一定の回転速度Ｕ１で作動する。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２より高い場合、モーターの回転速度は周囲温度の線形関数であり、回転速度Ｕ１および回転速度Ｕｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ１からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると曲線状に増加する。
【００３４】
図４Ｂを参照すると、本考案の第二の好ましい実施態様によるモーターの制御回路の図が示される。図４Ａに示すように周囲温度と関連してモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様が示される。図４Ｂで示す回路は、図３Ｂで示す回路にほぼ類似している。本考案の第二の好ましい実施態様において、３１３で示されるサーミスタＴＲ３が、３０２で示されるサーミスタＴＲ２と並列に連結するために加えられ、そこで、図４Ｂに示すように３０２で示されるサーミスタＴＲ２の機能は、図３Ｂで示ように１０２で示されるサーミスタＴＲ２の機能と同じである。したがって、本考案の第二の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードを作動する制御回路の作業原理は、本考案の第一の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードを作動する制御回路の作業原理にほぼ類似している。第一の好ましい実施態様および第二の好ましい実施態様の間の冷却動作モードにおける作業原理は主に異なる。
【００３５】
図４Ｂに示すように、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ３１３と並列のサーミスタ３０２の抵抗は、サーミスタ３１２および抵抗器３０６と並列したサーミスタ３０２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が曲線状に減少し、かつ、リファレンス・レギュレータ３１２に適用されるように、それらの抵抗が温度によって変化するサーミスタ３１３と並列するサーミスタ３０２の形質に起因して曲線状に減少し、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３は、電圧ＶＤを曲線状に増加させるため、リファレンス・レギュレータ３１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定される。したがって、抵抗器３０８、３０９およびリファレンス・レギュレータ３１２の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ２は、電子装置が含まれる筐体内部で、モーター４００の回転速度が周囲温度の増加により曲線状に増加するように、曲線状に増加し、かつ、トランジスタ３０４に適用される。その結果、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にするのに特に有効であるように、モーター４００の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００３６】
図４Ｃを参照すると、本考案の第二の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路の図が示される。図４Ａに示すように周囲温度と関連してモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様が示される。図４Ｃで示す回路は、図３Ｃで示す回路にほぼ類似している。本考案の第二の好ましい実施態様において、３１３´で示されるサーミスタＴＲ３´が、３０２´で示されるサーミスタＴＲ２´と並列に連結するために加えられ、そこで、図４Ｃに示すように３０２´で示されるサーミスタＴＲ２´の機能は、図３Ｃで示ように１０２´で示されるサーミスタＴＲ２´の機能と同じである。したがって、本考案の第二の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードを作動する制御回路の作業原理は、本考案の第一の好ましい実施態様におけるファンなしの動作モードおよびサイレント動作モードで作動する制御回路の作業原理にほぼ類似している。第一の好ましい実施態様および第二の好ましい実施態様の間の冷却動作モードにおける作業原理は主に異なる。
【００３７】
図４Ｃに示すように、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、周囲温度が筐体の第二の閾値温度Ｔ２、例えば８０°Ｃより高い場合、サーミスタ３０２´の抵抗は、サーミスタ３１３´および抵抗器３０６´の並列したサーミスタ３０２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が曲線状に減少し、かつ、リファレンス・レギュレータ１１２´に適用されるように、それらの抵抗が温度によって変化するサーミスタ３１３´と並列したサーミスタ３０２´の形質に起因して曲線状に減少し、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を曲線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ３１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定される。したがって、抵抗器３０８´、３０９´、３１４´、３１５´およびリファレンス・レギュレータ３１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター２００´を駆動するため、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ１１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター２００´の回転速度は、周囲温度の増加により曲線状に増加する。したがって、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター２００´の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００３８】
図５Ａを参照すると、第三の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図５Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の二つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動する。モーターが冷却動作モードで作動する場合、モーターの回転速度は周囲温度の線形関数であり、回転速度Ｕ１およびＵｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ１からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると線状に増加する。
【００３９】
図５Ｂを参照すると、第三の本考案の好ましい実施態様によるモーターの制御回路が図示される。図５Ａに示すように、周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図５Ｂで示す回路は、図３Ｂで示す回路にほぼ類似している。
【００４０】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、電子装置が含まれる筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ５０１の抵抗は、サーミスタ５０１の形質に起因して十分に高く、サーミスタ５０１および抵抗器５０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１が、トランジスタ５０３の基部に適用され、トランジスタ５０３をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ５０４のオフは、モーターを停止するため、モーター６００に供給される直流電圧ＶＣＣを止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００４１】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０１の抵抗はサーミスタ５０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ５０１および抵抗器５０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１がトランジスタ５０３の基部に適用され、トランジスタ５０３をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００４２】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０２の抵抗はサーミスタ５０２の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ５０２および抵抗器５０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ５１２に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３が電圧ＶＤを線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ５１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。ファレンス・レギュレータ１１２は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。したがって、抵抗器５０８、５０９、およびリファレンス・レギュレータ５１２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２は、モーター６００の回転速度を電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度の増加により線状に増加するように、線状に増加し、かつ、トランジスタ５０４に適用される。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３´を調整するため抵抗器５０７´を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター６００の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００４３】
図５Ｃを参照すると、第三の本考案の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路が図示される。図５Ａに示すように、周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図５Ｃで示す回路は、図３Ｃで示す回路にほぼ類似している。
【００４４】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体における温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ５０１´の抵抗は、サーミスタ５０１´の形質に起因して十分に高く、サーミスタ５０１´および抵抗器５０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´が、トランジスタ５０３´の基部に適用され、トランジスタ５０３´をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ５０４´のオフは、モーターを停止するため、モーター６００´に供給される直流電圧ＶＣＣ´を止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００４５】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０１´の抵抗はサーミスタ５０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ５０１´および抵抗器５０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ５０３´の基部に適用され、トランジスタ５０３´をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００４６】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ５０２´の抵抗はサーミスタ５０２´の形質に起因して線状に減少し、サーミスタ５０２´および抵抗器５０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が線状に減少し、リファレンス・レギュレータ５１２´に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ５１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。ファレンス・レギュレータ１１２´は、当業者にとって周知であるＴＬ４３１のようなリファレンス・ジェネレータおよび、分路レギュレータであってもよい。したがって、抵抗器５０８´、５０９´、５１４´、５１５´およびリファレンス・レギュレータ５１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター６００´を駆動するため、ＰＷＭＩＣ５１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ５１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター６００´の回転速度は、周囲温度の増加により線状に増加する。回転曲線のｄＵ／ｄＴの傾斜は、抵抗Ｒ３´を調整するため抵抗器５０７´を用いて調整される可能性がある。したがって、冷却動作モード下で、周囲温度の線形増加により、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター６００´の回転速度を線状に増加させる効果を有することができる。
【００４７】
図６Ａを参照すると、第四の本考案の好ましい実施態様により電子装置が含まれる、筐体内部の周囲温度と関連するモーターの回転速度の曲線の図が示される。図６Ａに示すように、垂直軸はモーターの回転速度を示し、水平軸は温度センサで測定される温度を示す。この好ましい実施態様において、本考案の二つのモードの速度制御を有するモーターは、ファンなしの動作モードおよび冷却動作モードを含む。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度が閾値温度Ｔ１より高い場合、モーターは冷却動作モードで作動する。モーターが冷却動作モードで作動する場合、モーターの回転速度は周囲温度の曲率関数であり、回転速度Ｕ１およびＵｍａｘの間で変化する。回転速度Ｕｍａｘは、モーターの最大回転速度である。換言すれば、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度がＴ１からＴｍａｘの範囲である場合、電子装置が含まれる筐体内部でのモーターの回転速度は周囲温度が増加すると曲線状に増加する。
【００４８】
図６Ｂを参照すると、第四の本考案の好ましい実施態様によるモーターの制御回路が図示される。図６Ａに示すように、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図６Ｂで示す回路は、図４Ｂで示す回路にほぼ類似している。
【００４９】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体における温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ７０１の抵抗は、サーミスタ７０１の形質に起因して十分に高く、サーミスタ７０１および抵抗器７０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１が、トランジスタ７０３の基部に適用され、トランジスタ７０３をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ７０４のオフは、モーターを停止するため、モーター８００に供給される直流電圧ＶＣＣを止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００５０】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０１の抵抗はサーミスタ７０１の形質に起因して十分に低く、サーミスタ７０１および抵抗器７０５の直流連結で直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１がトランジスタ７０３の基部に適用され、トランジスタ７０３をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００５１】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０２の抵抗はサーミスタ７０２の形質に起因して曲線状に減少し、サーミスタ７０２および抵抗器７０６の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３が曲線状に減少し、リファレンス・レギュレータ７１２に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３が電圧ＶＤを曲線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ７１２のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、抵抗器７０８、７０９、およびリファレンス・レギュレータ７１２の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２は、モーター８００の回転速度が、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度の増加により曲線状に増加するように、曲線状に増加してトランジスタ７０４に適用される。したがって、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター８００の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００５２】
図６Ｃを参照すると、第四の本考案の好ましい実施態様によるモーターの他の制御回路が図示される。図６Ａに示すように、電子装置が含まれる筐体内部の周囲温度と関連したモーターの回転速度の曲線の可能な実施態様を示す。図６Ｃで示す回路は、図４Ｃで示す回路にほぼ類似している。
【００５３】
制御回路がファンなしの動作モードで作動する場合、すなわち、筐体における温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより低い場合、サーミスタ７０１´の抵抗は、サーミスタ７０１´の形質に起因して十分に高く、サーミスタ７０１´および抵抗器７０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´が、トランジスタ７０３´の基部に適用され、トランジスタ７０３´をオンにするように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、トランジスタ７０４´のオフは、モーターを停止するため、モーター８００´に供給される直流電圧ＶＣＣ´を止める効果を有する。その結果、ファンなしの動作モード下で、出力損失および動力効率が改善されるように、電気エネルギを節約することができ、不必要な気流によって引き起こされるノイズはない。
【００５４】
制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０１´の抵抗はサーミスタ７０１´の形質に起因して十分に低く、サーミスタ７０１´および抵抗器７０５´の直流連結で直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ１´がトランジスタ７０３´の基部に適用され、トランジスタ７０３´をオフにするように、その抵抗が温度によって変化する。
【００５５】
さらに、制御回路が冷却動作モードで作動する場合、すなわち、筐体の周囲温度が閾値温度Ｔ１、例えば５０°Ｃより高い場合、サーミスタ７０２´の抵抗はサーミスタ７０２´の形質に起因して曲線状に減少し、サーミスタ７０２´および抵抗器７０６´の直流連結での直流電圧ＶＣＣの分割によって生じる分割された電圧ＶＴｈ３´が曲線状に減少し、リファレンス・レギュレータ７１２´に適用され、そこで、分割された電圧ＶＴｈ３´が電圧ＶＤ´を曲線状に増加させるためリファレンス・レギュレータ７１２´のリファレンス入力電圧ＶＲｅｆより低い値に設定されるように、その抵抗が温度によって変化する。したがって、抵抗器７０８´、７０９´、７１４´、７１５´およびリファレンス・レギュレータ７１２´の直流連結での直流電圧ＶＣＣ´の分割によって生じた分割された電圧ＶＴｈ２´は、回転速度Ｕ１から回転速度Ｕｍａｘまでモーター８００を駆動するため、ＰＷＭＩＣ７１８´の端子ＰＷＭが５０％から１００％の負荷サイクルを有するＰＷＭパルスを出力することができるように、曲線状に増加し、かつ、ＰＷＭＩＣ７１８´の端子Ｖｉｎに適用される。モーター８００の回転速度は、周囲温度の増加により曲線状に増加する。したがって、冷却動作モード下で、ファンが比較的高い動作温度でシステムの適当な動作を確実にする際に特に有用であるように、モーター８００´の回転速度を曲線状に増加させる効果を有することができる。
【００５６】
結果的に、本考案は、ファンなしの動作モード、サイレント動作モードおよび冷却動作モードを含む三つの動作モードを有するモーター制御回路および方法を提供することができる。周囲温度が下降した温度より低い場合、モーターはファンなしの動作モードで作動する。モーターがファンなしの動作モードで作動する場合、モーターの回転速度はゼロ回転数／分である。周囲温度が下降した温度より高くかつ上昇した温度より低い場合、モーターはサイレント動作モードで作動する。モーターがサイレント動作モードで作動する場合、モーターは一定の回転速度で作動する。周囲温度が上昇した温度より高い場合、モーターの回転速度は温度の線形関数である。
【００５７】
以上述べたことは、本考案の実施例にすぎず、本考案の実施の範囲を限定するものではなく、本考案の権利請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本考案の権利のカバーする範囲内に属するものとする。
【符号の説明】
【００５８】
２００  モーター
１００  制御回路
１０１  サーミスタＴＲ１
１０２  サーミスタＴＲ２
１０３  トランジスタＳＷ１
１０４  トランジスタＳＷ２
１０５  抵抗器Ｒ１
１０６  抵抗器Ｒ２
１０７  抵抗器Ｒ３
１０８  抵抗器Ｒ４
１０９  抵抗器Ｒ５
１１０  キャパシタＣ１
１１１  キャパシタＣ２
１１２  リファレンス・レギュレータＶＲ
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電子装置用温度制御装置において、
電子装置を収容する筐体と、
ファンであって、該筐体内に設置され、モーターを具え、該モーターにより駆動され該筐体内で回転する、上記ファンと、
制御回路であって、該モーターに電気的に接続され、複数の温度センサを具え、該制御回路は、該温度センサが該筐体内の温度が第一の閾値温度より低いことを検出する時、該モーターを制御して回転速度がゼロである第一の動作モードとなし、該温度センサが該筐体内の温度が該第一の閾値温度より高く、第二の閾値温度より低いことを検出する時、該モーターを制御して一定の回転速度の第二の動作モードとなし、該温度センサが該筐体内の温度が該第二の閾値温度より高いことを検出する時、該モーターを制御して第三の動作モードとなし、該第三の動作モードにおいて、該モーターの回転速度は該一定の回転速度と最大回転速度の間とし且つ温度の関数とする、上記制御回路と、
を包含することを特徴とする、電子装置用温度制御装置。
【請求項２】
前記第三の動作モードにおける該モーターの回転速度が温度の線形関数であり、該モーターが前記第三の動作モードで作動する時、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載の電子装置用温度制御装置。
【請求項３】
前記第三の動作モードにおける該モーターの回転速度が温度の曲率関数であり、該モーターが前記第三の動作モードで作動する時、前記一定の回転速度と前記最大回転速度との間で変化することを特徴とする請求項１記載の電子装置用温度制御装置。