(57)【要約】      （修正有）【課題】特に低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路を提供する。【解決手段】本考案は、ホール感知器と接続されるホールパルス幅変調信号発生回路（１０）と、ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の出力端と接続される回転速度判断信号発生回路（２０）と、ホール信号入力端、SPWM信号入力端及び周波数分割入力端を含むパルス幅変調駆動器（３０）と、パルス幅変調駆動器（３０）の出力端と接続されると共に、コイル（３２）と接続されるフルブリッジ回路（３１）と、を有する。【選択図】図１
0003115031.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ホール感知器と接続され、ホール正弦波信号をホールパルス幅変調信号に変換し、該ホール正弦波信号の振幅に伴ってホールパルス幅変調信号のパルス幅を変調するホールパルス幅変調信号発生回路（１０）と、
前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の出力端と接続され、前記ホールパルス幅変調信号と外部からの回転速度制御用PWM入力信号とを比較し、回転速度を制御可能なパルス幅変調信号（SPWM）を出力する回転速度判断信号発生回路（２０）と、
ホール信号入力端及びSPWM信号入力端を含み、該SPWM信号入力端が前記回転速度判断信号発生回路（２０）の出力端と接続され、該回転速度判断信号発生回路（２０）から出力されるパルス幅変調信号（SPWM）に応じてパルス幅駆動信号のパルス幅を調整してパルス幅駆動信号を出力するパルス幅変調駆動器（３０）と、
前記パルス幅変調駆動器（３０）の出力端と接続されると共に、コイル（３２）と接続されるフルブリッジ回路（３１）と、を有することを特徴とする低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路。
【請求項２】
前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）は、ホール感知器の出力端と接続され、ホール正弦波信号を増幅して出力する増幅回路（１１）と、
入力端が前記増幅回路（１１）と接続されると共に、他の入力端が発振回路（１２１）の出力端と接続され、増幅されたホール正弦波信号と参考電圧とを比較し、該ホール正弦波信号の振幅に伴って変調されたパルス幅変調信号を出力する第１比較回路（１２）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路。
【請求項３】
前記回転速度判断信号発生回路（２０）は、入力端が前記第１比較回路（１２）の出力端と接続されると共に、出力端が前記パルス幅変調駆動器（３０）のSPWM信号入力端と接続される第２比較回路（２１）と、
入力端が発振回路（１２１）の出力端と接続されると共に、回転速度制御用PWM入力信号及び低回転速度設定信号が入力され、回転速度制御用入力PWM信号と低回転速度設定信号のうち、レベルの高い方を選択して出力し、出力端が前記第２比較回路（２１）の他の入力端と接続される第３比較回路（２２）とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、特に低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にブラシレス直流モータは、単相全波及び２相半波により駆動させるが、図４に示すように、現在ではブラシレス直流モータに温度制御或いはモータの回転速度調整機能を具備させるために、駆動ICにパルス幅変調駆動器が採用されている。
【０００３】
前記現有の低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路は、ホール信号入力端、PWM入力端、低回転速度設定端、周波数発生出力端子及びリセット端を有し、クロック信号の入力端が数十キロヘルツの発振周波数を出力する発振回路（５０１）に接続されるパルス幅変調駆動器（５０）と、
出力端が前記パルス幅変調駆動器（５０）のホール信号入力端に接続されると共に、入力端がホール感知器（図示せず）に接続されるスミストリガ回路（５３）と、
前記スミストリガ回路（５３）、発振回路（５０１）及びパルス幅変調駆動器（５０）のリセット端と接続されるラッチ検出及び自動起動回路（５４）と、
前記パルス幅変調駆動器（５０）の出力端とコイル（５２）との間に接続されるフルブリッジ回路（５１）と、を含む。
【０００４】
更に、前記低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路は、前記スミストリガ回路（５３）によりホール感知器の正弦波出力信号をパルス信号に変換し、その信号を前記パルス幅変調駆動器（５０）のホール信号入力端に入力する。更に、前記パルス幅変調駆動器（５０）は、PWM入力信号及び低回転速度設定端入力電圧により、回転速度を上げるか或いは下げるかを判断し、若しPWM入力信号が低回転速度設定端入力電圧より高い場合は、モータを高回転に制御すると共に、該パルス幅変調駆動器（５０）がホール方形波信号によりフルブリッジ回路（５１）から出力される高パルス幅に対するPWM駆動信号を制御し、コイル（５２）に流れる電流を大きくすることにより回転速度を高め、反対にフルブリッジ回路（５１）から出力されるPWM駆動信号をが低い場合は、回転速度を弱める。
【０００５】
図５A乃至図５Cは、パルス幅変調駆動器（５０）からフルブリッジ回路（５１）に出力されるPWM駆動信号及びコイル電流（IL）の波形図であり、この図に示すように、コイル（５３）はPWM駆動信号により駆動することから、コイル電流（IL）の波形の傾斜が大きいかぎ型になると共に、リップル現象が著しく悪化してしまうので、モータ作動時において電子雑音が発生し易くなると共に、ブラシレス直流モータファンの信頼性を低下させてしまう。
【０００６】
また、前記PWM駆動信号をフルブリッジ回路（５１）の駆動信号として使用すると、モータの回転速度は制御し易くなるが、その分悪影響を受け易くなる。この問題に鑑み、その後ＰＷＭ駆動信号の欠点を解決した、梯形のパルス幅駆動信号を出力する駆動回路が提出された。図６Ａに示すように、ＰＷＭ駆動信号は、パルス波形であることから、コイル電源（ＩＬ）の波形の傾斜率を大きくし、一方、図６Ｂに示すように、ＰＷＭ駆動信号を梯形の駆動信号に調整した場合は、コイル電流（ＩＬ）の波形の傾斜率を小さくし、リップル現象を低下させる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のような設計には、依然として欠点が存在し、若し波形信号を梯形信号に変更する場合、信号周波数を高くすることができなく、更に、前記駆動回路における発振回路の周波数は数十KHz（18〜３０KHz）であるので、有効な梯形駆動信号を得ることができない。故に、若し梯形駆動信号をPWM駆動信号と等しい回転速度とする場合は、大きな電流が必要となる。通常は、4000回転の回転速度を得るためには、駆動回路は約300ミリアンペアの電流が必要であるが、この駆動回路は、少なくとも350ミリアンペアの電流を必要とするので、電力の消耗が激しいと共に、運転効率にも優れない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本考案は以下のような技術手段を提供する。
本考案の低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路は、ホール感知器と接続され、ホール正弦波信号をホールパルス幅変調信号に変換し、該ホール正弦波信号の振幅に伴ってホールパルス幅変調信号のパルス幅を変調するホールパルス幅変調信号発生回路（１０）と、
前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の出力端と接続され、前記ホールパルス幅変調信号と外部からの回転速度制御用PWM入力信号とを比較し、回転速度を制御可能なパルス幅変調信号（SPWM）を出力する回転速度判断信号発生回路（２０）と、
ホール信号入力端及びSPWM信号入力端を含み、該SPWM信号入力端が前記回転速度判断信号発生回路（２０）の出力端と接続され、該回転速度判断信号発生回路（２０）から出力されるパルス幅変調信号（SPWM）に応じてパルス幅駆動信号のパルス幅を調整してパルス幅駆動信号を出力するパルス幅変調駆動器（３０）と、
前記パルス幅変調駆動器（３０）の出力端と接続されると共に、コイル（３２）と接続されるフルブリッジ回路（３１）と、を有することを特徴とするものである。
又、前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）は、ホール感知器の出力端と接続され、ホール正弦波信号を増幅して出力する増幅回路（１１）と、
入力端が前記増幅回路（１１）と接続されると共に、他の入力端が発振回路（１２１）の出力端と接続され、増幅されたホール正弦波信号と参考電圧とを比較し、該ホール正弦波信号の振幅に伴って変調されたパルス幅変調信号を出力する第１比較回路（１２）と、を有することが望ましい。
又、前記回転速度判断信号発生回路（２０）は、入力端が前記第１比較回路（１２）の出力端と接続されると共に、出力端が前記パルス幅変調駆動器（３０）のSPWM信号入力端と接続される第２比較回路（２１）と、
入力端が発振回路（１２１）の出力端と接続されると共に、回転速度制御用PWM入力信号及び低回転速度設定信号が入力され、回転速度制御用PWM入力信号と低回転速度設定信号のうち、レベルの高い方を選択して出力し、出力端が前記第２比較回路（２１）の他の入力端と接続される第３比較回路（２２）とを有することが望ましい。
又、前記第３比較回路（２２）は、回転速度制御用PWM入力信号を直流電圧レベルに変換する積分回路（２２１）と、
入力端が前記積分回路（２２１）の出力端と接続されると共に、低回転速度設定信号が入力され、積分回路からの出力信号と低回転速度設定信号のうち、レベルの高い方を選択し増幅して出力する比較増幅回路（２２２）と、
入力端がそれぞれ前記比較増幅回路（２２２）の出力端及び発振回路（１２１）の出力端と接続され、増幅後の直流レベルをPWM駆動信号に変換し、前記第２比較回路（２１）に入力する比較器（２２３）と、を有することが望ましい。
又、前記第１比較回路（１２）が比較器であることが望ましい。
又、前記第２比較回路（２１）がNAND論理回路であることが望ましい。
又、前記パルス幅変調駆動器（３０）は、周波数分割回路及び該周波数分割回路と接続される周波数分割選択端を有し、そのホール信号入力端は、スミストリガ回路（３３）を介して前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の増幅回路（１１）における出力端と接続されることが望ましい。
又、前記パルス幅変調駆動器（３０）は、リセット端及び周波数発生端子を有することが望ましい。
又、前記パルス幅変調駆動器（３０）のリセット端がラッチ検出及び自動起動回路（３４）と接続され、その入力端が前記スミストリガ回路（３３）及び発振回路（１２１）の出力端と接続されることが望ましい。
又、前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）、回転速度判断信号発生回路（２０）、パルス幅変調駆動器（３０）、フルブリッジ回路（３１）及びラッチ検出及び自動起動回路（３４）が１つのICに集積されることが望ましい。
【考案の効果】
【０００９】
本考案は上記の課題を解決するものであり、ホール感知器と接続され、ホール正弦波信号をホールパルス幅変調信号に変換し、該ホール正弦波信号の振幅に伴ってホールパルス幅変調信号のパルス幅を変調するホールパルス幅変調信号発生回路（１０）と、
前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の出力端と接続され、前記ホールパルス幅変調信号と外部からの回転速度制御用PWM入力信号とを比較し、回転速度を制御可能なパルス幅変調信号（SPWM）を出力する回転速度判断信号発生回路（２０）と、
ホール信号入力端及びSPWM（Sinusoidal Pulse width modulation）信号入力端を含み、該SPWM信号入力端が前記回転速度判断信号発生回路（２０）の出力端と接続され、該回転速度判断信号発生回路（２０）から出力されるパルス幅変調信号（SPWM）に応じてパルス幅駆動信号のパルス幅を調整してパルス幅駆動信号を出力するパルス幅変調駆動器（３０）と、
前記パルス幅変調駆動器（３０）の出力端と接続されると共に、コイル（３２）と接続されるフルブリッジ回路（３１）と、を有する。
【００１０】
上述したように、前記本考案の駆動装置は、パルス幅変調によりファンの回転速度を制御する方式を利用するが、パルス幅変調駆動信号をコイル電流とする時に発生するリップル現象を改善する。更に、本考案では、ホール正弦波信号をパルス幅変調信号に変換し、該パルス幅変調信号を外部回転速度制御信号と比較することにより、回転速度制御信号を有するパルス幅変調信号を発生させることから、該パルス幅変調信号が特定の回転速度においてフルブリッジ回路に対しパルス幅変調駆動信号を出力し、コイル電流信号のリップル現象を改善すると共に、正弦波のスムーズな電流に近い波形信号を提供するので、ブラシレス直流モータの運転時における電子雑音を有効に改善することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路のブロック図であり、図２は本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路の第３比較回路のブロック図であり、図３A〜Cは本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路の波形図である。
【００１３】
図１に示すように、本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路は、ホール感知器（図示せず）と接続され、ホール正弦波信号（Hall+/Hall-）をパルス幅変調信号に変換し、該ホール正弦波信号の振幅に伴ってホールパルス幅変調信号のパルス幅を変調するホールパルス幅変調信号発生回路（１０）と、
前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の出力端と接続され、前記ホールパルス幅変調信号を外部からの回転速度制御用PWM入力信号（PWM I/P）と比較し、回転速度を制御可能なパルス幅変調信号（SPWM）を出力する回転速度判断信号発生回路（２０）と、
ホール信号入力端、SPWM信号入力端、リセット端及び周波数分割入力端を含み、該SPWM信号入力端が前記回転速度判断信号発生回路（２０）の出力端と接続されることにより、該回転速度判断信号発生回路（２０）のパルス幅変調信号（SPWM）を調整してパルス幅駆動信号を出力し、また、信号入力端がスミストリガ回路（３３）を介して前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）の増幅回路（１１）における出力端と接続されると共に、その周波数分割倍数比較端が異なる電圧レベルにより周波数分割回路の周波数分割倍数を設定する周波数分割回路を有し、更に、リセット端がラッチ検出及び自動起動回路（３４）と接続され、その入力端が前記スミストリガ回路（３３）及び発振回路（１２１）の出力端と接続される構成を有することにより、モータがラッチ状態である否かを判断し、若しラッチ状態である場合はリセットを行うパルス幅変調駆動器（３０）と、
前記パルス幅変調駆動器（３０）の出力端と接続されると共に、コイル（３２）と接続されるフルブリッジ回路（３１）とを有する。
【００１４】
前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）は、ホール感知器の出力端（Hall+/Hall-）と接続され、ホール正弦波信号を増幅して出力する増幅回路（１１）と、
入力端が前記増幅回路（１１）と接続されると共に、出力端が発振回路（１２１）の出力端と接続され、増幅されたホール正弦波信号と参考電圧とを比較して、該ホール正弦波信号の振幅により変更されたパルス幅変調信号を出力する第１比較回路（１２）と、を有し、また、前記第１比較回路（１２）は、ホール正弦波信号をパルス信号に変換するために、演算増幅器からなる比較器を使用してもよい。
【００１５】
前記回転速度判断信号発生回路（２０）は、入力端が前記第１比較回路（１２）の出力端と接続されると共に、該出力端が前記パルス幅変調駆動器（３０）のSPWM信号入力端と接続される第２比較回路（２１）と、
入力端が発振回路（１２１）の出力端、回転速度制御用PWM信号（PWM I/P）及び低回転速度設定信号（Low Speed Set）と接続されると共に、出力端が前記第２比較回路（２１）の他の入力端と接続され、前記第１比較回路（１２）から出力されるパルス幅変調信号と比較して、最後の回転速度制御用PWM信号を決定する第３比較回路（２２）と、を有する。
【００１６】
上述したように、前記第２比較回路（２１）は、その２つの入力端がそれぞれ第１比較回路（１２）及び第３比較回路（２２）の出力端と接続され、これにより、前記第１比較回路（１２）から出力されるパルス幅変調信号第１比較回路（１２）から出力されるパルス幅変調信号と第３比較回路（２２）から出力されるレベルの高い方の信号とを比較し、最後の回転速度制御用パルス幅変調信号（SPWM）を決定すると共に、該パルス幅変調信号（SPWM）をパルス幅変調駆動器（３０）のSPWM信号入力端へ入力する。
また、前記第１比較回路（１２）及び第３比較回路（２２）は共にパルス信号を出力すると共に、第２比較回路（２１）はNAND論理回路であり、その内、第３比較回路（２２）は、PWM信号と低回転速度設定信号から、該低回転速度設定信号の電圧レベルを判断する。
【００１７】
更に、図２に示すように、前記第３比較回路（２２）は、回転速度制御用PWM信号（PWM I/P）を直流電圧レベルに変換する積分回路（２２１）と、
入力端が前記積分回路（２２１）の出力端及び低回転速度設定信号と接続され、PWM信号と低回転速度設定信号の直流電圧レベルのうち、レベルの高い方を増幅して出力する比較増幅回路（２２２）と、
入力端が前記比較増幅回路（２２２）の出力端及び発振回路（１２１）の出力端と接続され、選択し出力された増幅後の直流レベルをＰＷＭパルス幅信号に変調し、前記第２比較回路（２１）に入力する比較器（２２３）と、を有する。
【００１８】
なお、前記ホールパルス幅変調信号発生回路（１０）、回転速度判断信号発生回路（２０）、パルス幅変調駆動器（３０）、フルブリッジ回路（３１）及び自動起動回路（３４）は、集積回路に組み込むことができる。
【００１９】
図３A乃至Cに示すように、本考案は主にホール正弦波信号と発振回路の三角波信号を比較し、ホールパルス幅変調信号（三角波信号の振幅及び周波数は一定であるので、そのパルス幅はホール正弦波信号の変更により変動する）を得て、該パルス幅変調信号と外部回転速度を制御するPWM信号とを比較して回転速度制御信号を含むパルス幅変調信号（SPWM）を発生させる。また、図３Bに示すように、前記パルス幅変調駆動器（３０）により出力端から出力される信号の波形を図３Cに示す駆動信号の波形に調整した場合、コイル電流（IL）の波形は、正弦波のスムーズな電流に近い波形信号となるが、若し外部回転速度制御信号のパルス幅が大きくなった時（回転速度が上がった時）は、電流波形を更に正弦波に近づけて、リップル現象を有効的に改善する。故に、本考案は電流信号が極めてスムーズであるので、電子雑音を改善できる。
【００２０】
尚、上述した実施形態は単に本考案の一部の形態であり、本明細書に示す主張の範囲内であれば如何なる形態に構成させてもよく、また、容易に想到し得る範囲内であれば、当然本考案の主張範囲に属することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路のブロック図である。
【図２】本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路の第３比較回路のブロック図である。
【図３Ａ】本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路の波形図である。
【図３Ｂ】本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路の波形図である。
【図３Ｃ】本考案に係る低騒音ブラシレス直流モータファン駆動回路の波形図である。
【図４】従来のブラシレス直流モータの駆動回路のブロック図である。
【図５Ａ】図４に示す駆動回路が異なるパルス幅変調駆動信号の状況にある時の、コイル電流の波形図である。
【図５Ｂ】図４に示す駆動回路が異なるパルス幅変調駆動信号の状況にある時の、コイル電流の波形図である。
【図５Ｃ】図４に示す駆動回路が異なるパルス幅変調駆動信号の状況にある時の、コイル電流の波形図である。
【図６Ａ】従来のブラシレス直流モータの信号波形図である。
【図６Ｂ】従来のブラシレス直流モータの信号波形図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０        ホールパルス幅変調信号発生回路
１１        増幅回路
１２        第１比較回路
１２１      発振回路
２０        回転速度判断信号発生回路
２１        第２比較回路
２２        第３比較回路
２２１      積分回路
２２２      比較増幅回路
２２３      比較器
３０        パルス幅変調駆動器
３１        フルブリッジ回路
３２        コイル
３３        スミストリガ回路
３４        ラッチ検出及び自動起動回路
５０        パルス幅変調駆動器
５０１      発振回路
５２        コイル
５３        スミストリガ回路
５４        ラッチ検出及び自動起動回路
【図１】
0003115031.tif 000003
【図２】
0003115031.tif 000004
【図３Ａ】
0003115031.tif 000005
【図３Ｂ】
0003115031.tif 000006
【図３Ｃ】
0003115031.tif 000007
【図４】
0003115031.tif 000008
【図５Ａ】
0003115031.tif 000009
【図５Ｂ】
0003115031.tif 000010
【図５Ｃ】
0003115031.tif 000011
【図６Ａ】
0003115031.tif 000012
【図６Ｂ】
0003115031.tif 000013