(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子システムの内部に備えられたファンシステムであって、
ファンモジュールと、
前記ファンモジュールに電気的に接続され、前記ファンモジュールを起動させる起動モジュールと、
前記ファンモジュール自身の動作温度に連関する前記電子システムの内部の温度である環境温度に応じたセンサー信号を発生させるサーモエレメントと、
前記サーモエレメントに電気的に接続されて前記センサー信号を受け、前記環境温度が前記ファンモジュールを破損させることなく動作させ得る上限温度である第一設定温度よりも高い場合に、前記起動モジュールをコントロールして前記ファンモジュールをＯＦＦにする第一コントロールユニットと、
前記サーモエレメントに電気的に接続されて前記センサー信号を受け、前記環境温度が前記ファンモジュールを破損させることなく動作させ得る下限温度である第二設定温度よりも低い場合に、前記起動モジュールをコントロールして前記ファンモジュールをＯＦＦにする第二コントロールユニットと、
を備え、
前記第一コントロールユニットは、前記起動モジュールに電気的に接続された第一スイッチと、第一入力端子、第二入力端子、及び出力端子を備え、前記第一入力端子が前記第一設定温度に関係する第一リファレンス信号を受け、前記第二入力端子が前記センサー信号を受け、前記出力端子が前記第一スイッチに電気的に接続されることで、前記第一スイッチをコントロールする第一コンパレーターとを備え、
前記第二コントロールユニットは、前記起動モジュールに電気的に接続された第二スイッチと、第一入力端子、第二入力端子、及び出力端子を備え、前記第一入力端子が前記センサー信号を受け、前記第二入力端子が前記第二設定温度に関係する第二リファレンス信号を受け、前記出力端子が前記第二スイッチに電気的に接続されることで、前記第二スイッチをコントロールする第二コンパレーターとを備える、
ことを特徴とするファンシステム。
【請求項２】
前記第一スイッチ及び前記第二スイッチがトランジスタであることを特徴とする請求項１に記載のファンシステム。
【請求項３】
前記第一コンパレーター及び前記第二コンパレーターの前記第一入力端子は非反転入力端子で、前記第一コンパレーター及び前記第二コンパレーターの前記第二入力端子は反転入力端子であることを特徴とする請求項１に記載のファンシステム。
【請求項４】
前記第一コンパレーターの前記第二入力端子及び前記出力端子は抵抗器を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のファンシステム。
【請求項５】
前記第二コンパレーターの前記第一入力端子及び前記出力端子は抵抗器を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のファンシステム。
【請求項６】
前記起動モジュールは、
一端が前記ファンモジュールに電気的に接続され、前記ファンモジュールをコントロールする第三スイッチと、
前記第三スイッチに電気的に接続され、前記第三スイッチをコントロールする第四スイッチと、
一端が前記第三スイッチに電気的に接続されるコンデンサーと、
前記コンデンサーの他端に電気的に接続される抵抗器と、
一端が入力電圧を受けるとともに、他端が前記第三スイッチに電気的に接続される少なくとも１個のダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のファンシステム。
【請求項７】
前記第三スイッチ及び前記第四スイッチがトランジスタであることを特徴とする請求項６に記載のファンシステム。
【請求項８】
前記サーモエレメントがサーミスタであることを特徴とする請求項１に記載のファンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンシステムに関し、特にサーモエレメントを備えるファンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大型の電子システムには全てファンシステムが備えられて、電子システムが正常な動作温度を維持して、正常に運転できるようにしている。そして、ファンシステム自身もまた、動作温度（Operating Temperature）のような、特定の使用規格を有する。
図１に示したのは、従来のファンシステム１のブロック図である。ファンシステム１は、ファンモジュール１１及び起動モジュール１２を備える。このうち、起動モジュール１２はファンモジュール１１を起動させて放熱を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ファンシステム１の動作温度が高すぎたり、低すぎたりすると、ファンシステム１自身が破損する場合がある。
【０００４】
上述の問題に鑑み、従来のファンシステム１においては、通常、アナログ式コントロールチップ１３を採用して、ファンシステム１の置かれている環境の環境温度を感知することによって、間接的にファンシステム１の動作温度を感知し、動作温度が高すぎたり、低すぎたりした場合には、自動的にファンシステム１の動作を停止して、保護するようになっている。
【０００５】
しかしながら、アナログ式コントロールチップ１３は高価であるため、これを備えた従来のファンシステム１は、全体の生産コストが高くなるという欠点がある。また、アナログ式コントロールチップ１３は、ソフトスタート（soft-start）の機能を持たない。
【０００６】
そこで、本発明は、サーモエレメントを用いてファンシステムの動作温度を間接的に感知することによって、動作温度が高すぎたり、低すぎたりした場合に、ファンモジュールの動作を停止して、ファンシステムを保護することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るファンシステムは、電子システムの内部に備えられたファンシステムであって、ファンモジュールと、ファンモジュールに電気的に接続され、ファンモジュールを起動させる起動モジュールと、ファンモジュール自身の動作温度に連関する電子システムの内部の温度である環境温度に応じたセンサー信号を発生させるサーモエレメントと、環境温度がファンモジュールを破損させることなく動作させ得る上限温度である第一設定温度よりも高い場合に、起動モジュールをコントロールしてファンモジュールをＯＦＦにする第一コントロールユニットと、環境温度がファンモジュールを破損させることなく動作させ得る下限温度である第二設定温度よりも低い場合に、起動モジュールをコントロールしてファンモジュールをＯＦＦにする第二コントロールユニットとを備える。このうち、第一コントロールユニットは、起動モジュールに電気的に接続された第一スイッチと、第一入力端子、第二入力端子、及び出力端子を備え、第一入力端子が前記第一設定温度に関係する第一リファレンス信号を受け、第二入力端子がセンサー信号を受け、出力端子が第一スイッチに電気的に接続されることで、第一スイッチをコントロールする第一コンパレーターとを備えている。また、第二コントロールユニットは、起動モジュールに電気的に接続された第二スイッチと、第一入力端子、第二入力端子、及び出力端子を備え、第一入力端子がセンサー信号を受け、第二入力端子が前記第二設定温度に関係する第二リファレンス信号を受け、出力端子が第二スイッチに電気的に接続されることで、第二スイッチをコントロールする第二コンパレーターとを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のファンシステムによれば、サーモエレメントで環境温度を感知することによって間接的にファンシステムの動作温度を感知し、動作温度が高すぎる場合と、低すぎる場合のいずれの場合においても、ファンモジュールをＯＦＦにすることでファンシステムを破損等から保護することができる。また、本発明のファンシステムは、アナログ式コントロールチップを使用しないので、全体の生産コストを低く抑えつつ、ファンシステムの正常な動作を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明のファンシステムの好適な実施例について説明する。
【００１０】
まず、図２を参照して、本発明の好適な実施例のファンシステムについて説明する。ファンシステム２は、電子システム（図には示されていない）の内部に備えられて、放熱を行う。
【００１１】
ファンシステム２は、ファンモジュール２１、起動モジュール２２、コントロールモジュール２３及びサーモエレメント２４を備える。このうち、ファンモジュール２１はファンを有する。放熱が必要な程度に応じて、ファンモジュール２１は複数のファンを有し、放熱効果が高められる。
【００１２】
起動モジュール２２はファンモジュール２１に電気的に接続され、ファンモジュール２１を駆動する。サーモエレメント２４は、環境温度に応じたセンサー信号Ｖｔ（例えば、電圧値）を発生させる。本実施例において、サーモエレメント２４は、負の温度係数を持つサーミスタである。サーモエレメント２４が感知する環境温度は電子システム内の環境温度である。通常、電子機器の動作温度と、その電子機器周辺の温度（環境温度）は相互に連関するので、本発明において、環境温度を感知することと、動作温度を感知することは実質的に等価である。負の温度係数を持つサーミスタ自身の特性により、例えば、電子システム内部の温度が上がると、サーモエレメント２４の抵抗値が小さくなり、センサー信号Ｖｔの電圧値はそれに伴って下がる。逆に、電子システム内部の環境温度が下がると、サーモエレメント２４の抵抗値が大きくなり、センサー信号Ｖｔの電圧値はそれに伴って上がる。
【００１３】
コントロールモジュール２３は、センサー信号Ｖｔを受け、それによって起動モジュール２２をコントロールする。環境温度が第一設定温度より高い場合、及び第二設定温度より低い場合に、コントロールモジュール２３が起動モジュール２２をコントロールし、ファンモジュール２１をＯＦＦにして、異常な環境温度下で動作されることによって、ファンシステム２が破損するのを防ぐ。本実施例において、第一設定温度と第二設定温度は、ファンシステム２自身の使用規格によって決まる。第一設定温度は、ファンシステム２の上限動作温度であり、第二設定温度は、ファンシステム２の下限動作温度であり、例えば、第一設定温度は７０℃、第二設定温度は−４０℃である。
【００１４】
次に、図３を参照すると、コントロールモジュール２３は、第一コントロールユニット２３１及び第二コントロールユニット２３２を備える。このうち、第一コントロールユニット２３１は、主に第一スイッチＱ１及び第一コンパレーターＵ１を備え、第二コントロールユニット２３２は、主に第二スイッチＱ２及び第二コンパレーターＵ２を備える。
【００１５】
第一スイッチＱ１及び第二スイッチＱ２は、トランジスタあるいはその他のスイッチ機能を持つ電子素子である。本実施例において、第一スイッチＱ１及び第二スイッチＱ２は、ＮＭＯＳトランジスタである。
【００１６】
第一コントロールユニット２３１に関して、第一スイッチＱ１のドレインは起動モジュール２２に電気的に接続され、起動モジュール２２をコントロールするとともに、第一スイッチＱ１のソースは接地されている。
【００１７】
第一コンパレーターＵ１は、第一入力端子ｉｎｐｕｔ１、第二入力端子ｉｎｐｕｔ２及び出力端子ｏｕｔｐｕｔを備える。本実施例において、第一入力端子ｉｎｐｕｔ１は非反転入力端子であり、第二入力端子ｉｎｐｕｔ２は反転入力端子である。
【００１８】
第一入力端子ｉｎｐｕｔ１は、第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１を受ける。第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１は、少なくとも２個の抵抗器からなる分圧回路によって生成される電圧で、その電圧値は、抵抗値を変化させることによって、調節することが可能である。本実施例において、第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１は、ファンシステム２の上限動作温度の判定に用いられる。第二入力端子ｉｎｐｕｔ２は、抵抗器を介してセンサー信号Ｖｔを受け、出力端子ｏｕｔｐｕｔは抵抗器を介して第一スイッチＱ１のゲートに電気的に接続されて、第一スイッチＱ１をコントロールする。説明を簡単にするために、第一コンパレーターＵ１の電圧利得を１とし、センサー信号Ｖｔが第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１より低い場合、出力端子ｏｕｔｐｕｔは正の電圧を出力して、第一スイッチＱ１をＯＮにすることで、起動モジュール２２をコントロールして、ファンモジュール２１をＯＦＦにする。
【００１９】
また、本実施例では、第一コンパレーターＵ１の第二入力端子ｉｎｐｕｔ２と出力端子ｏｕｔｐｕｔを、抵抗器Ｒ１を介して電気的に接続することで、出力端子ｏｕｔｐｕｔの電圧をフィードバックしている。これにより、精度良くセンサー信号Ｖｔと第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１の比較を行うことができ、例えば、第一設定温度が７０℃の場合に、第一コンパレーターＵ１は、環境温度が正確に７０℃の時に、起動モジュール２２をコントロールして、ファンモジュール２１をＯＦＦにすることが可能である。
【００２０】
一方、第二コントロールユニット２３２に関して、第二スイッチＱ２のドレインは、起動モジュール２２に電気的に接続され、起動モジュール２２をコントロールするとともに、第二スイッチＱ２のソースは接地されている。
【００２１】
第二コンパレーターＵ２は、第一入力端子ｉｎｐｕｔ１、第二入力端子ｉｎｐｕｔ２及び出力端子ｏｕｔｐｕｔを備える。本実施例において、第一入力端子ｉｎｐｕｔ１は非反転入力端子であり、第二入力端子ｉｎｐｕｔ２は反転入力端子である。
【００２２】
第一入力端子ｉｎｐｕｔ１は、抵抗器を介してセンサー信号Ｖｔを受け、第二入力端子ｉｎｐｕｔ２は、第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２を受ける。第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２は、少なくとも２個の抵抗器からなる分圧回路によって生成される電圧で、その電圧値は、抵抗値を変化させることによって調節することが可能である。本実施例において、第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２は、ファンシステム２の下限動作温度の判定に用いられる。出力端子ｏｕｔｐｕｔは抵抗器を介して第二スイッチＱ２のゲートに電気的に接続されて、第二スイッチＱ２をコントロールする。説明を簡単にするために、第二コンパレーターＵ２の電圧利得を１とし、センサー信号Ｖｔが第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２より高い場合、出力端子ｏｕｔｐｕｔは正の電圧を出力して、第二スイッチＱ２をＯＮにすることで、起動モジュール２２をコントロールして、ファンモジュール２１をＯＦＦにする。また、第一入力端子ｉｎｐｕｔ１と出力端子ｏｕｔｐｕｔは、抵抗器Ｒ２を介して電気的に接続されている。抵抗器Ｒ２は、上述の抵抗器Ｒ１と同様の役割を果たす。
【００２３】
以上のように、センサー信号Ｖｔが第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１よりも低いと判定された場合、及び第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２よりも高いと判定された場合に、第一コンパレーターＵ１、または第二コンパレーターＵ２の出力端子ｏｕｔｐｕｔは正の電圧を出力することとで、起動モジュール２２をコントロールし、ファンモジュール２１をＯＦＦにする。
【００２４】
本実施例における起動モジュール２２は、第三スイッチＱ３、第四スイッチＱ４、少なくとも１個のコンデンサーＣ、少なくとも１個の抵抗器Ｒ３及び複数のダイオードＤ１、Ｄ２を備える。このうち、第三スイッチＱ３及び第四スイッチＱ４はトランジスタあるいはその他のスイッチ機能を持つ電子素子である。本実施例において、第三スイッチＱ３はＰＭＯＳトランジスタであり、第四スイッチＱ４はＮＭＯＳトランジスタである。
【００２５】
第三スイッチＱ３のソースは、ダイオードＤ１、Ｄ２に電気的に接続される。そして、第三スイッチＱ３のドレインはファンモジュール２１に電気的に接続され、ファンモジュール２１を駆動する。第三スイッチＱ３のゲートは、抵抗器を介してダイオードＤ３の一端に接続され、ダイオードＤ３の他端は第四スイッチＱ４のドレインに電気的に接続される。コンデンサーＣの一端は第三スイッチＱ３のソースに電気的に接続され、コンデンサーＣの他端はダイオードＤ３の一端に電気的に接続される。ダイオードＤ３の一端には、さらに、抵抗器Ｒ３の一端が電気的に接続され、抵抗器Ｒ３の他端は接地されている。また、ダイオードＤ１、Ｄ２は、ショットキー・ダイオード（Schottky Diodes）で、電流の逆流を防ぐ。第四スイッチＱ４のゲートは、第一スイッチＱ１のドレイン及び第二スイッチＱ２のドレインに電気的に接続される。
【００２６】
ファンシステム２の動作は以下の通りである。電子システムの内部温度（環境温度）が第一設定温度と第二設定温度の間（正常動作温度範囲内）である場合、サーモエレメント２４によって発生するセンサー信号Ｖｔは、第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１より高く、第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２より低い。このため、第一スイッチＱ１及び第二スイッチＱ２はＯＦＦし、第四スイッチＱ４はＯＮしている。
【００２７】
この場合において、例えば、ファンシステム２が電子システムに接続される等して、起動モジュール２２に入力電圧Ｖｉｎが印加されると、コンデンサーＣが充電を開始する。そして、コンデンサーＣの両端の電圧値が第三スイッチＱ３の起動電圧に達すると、第三スイッチＱ３はＯＮになり、ファンモジュール２１を起動させて放熱を開始する。ここで注意すべきなのは、コンデンサーＣと抵抗器Ｒ３の充電回路によって、ファンモジュール２１に印加される電流は、比較的緩やかに増していくので、このファンシステム２はソフトスタート効果を有するということである。
【００２８】
電子システムの内部温度が第一設定温度より高くなると、センサー信号Ｖｔは第一リファレンス信号Ｖｒｅｆ１より低くなる。このため、第一スイッチＱ１がＯＮになり、第四スイッチＱ４がＯＦＦになり、さらに第三スイッチＱ３がＯＦＦになる。こうして、ファンモジュール２１はＯＦＦになり、ファンシステム２は高すぎる環境温度から保護される。
【００２９】
同様に、電子システム内部の温度が第二設定温度より低くなると、センサー信号Ｖｔは第二リファレンス信号Ｖｒｅｆ２より高くなる。このため、第二スイッチＱ２がＯＮになり、第四スイッチＱ４がＯＦＦになり、さらに第三スイッチＱ３がＯＦＦになる。こうして、ファンモジュール２１はＯＦＦになり、ファンシステム２は低すぎる環境温度から保護される。以上のように、ファンシステム２は、サーモエレメント２４が感知した電子システムの内部温度（環境温度）が上限動作温度より高いか、あるいは、下限動作温度より低いかを監視するとともに、異常時には強制的にファンモジュール２１をＯＦＦすることで、ファンシステム２が破損するのを防いでいる。
【００３０】
以上のように、本発明のファンシステムによれば、サーモエレメントを用いてファンシステムの動作温度を感知することによって、動作温度が高すぎたり、低すぎたりした場合に、ファンモジュールをＯＦＦにしてファンシステムを保護することができる。また、本発明のファンシステムは、アナログ式コントロールチップを使用せずに、サーモエレメントを使用して動作温度を感知するので、従来の技術に比べ、全体の生産コストを低く抑えつつ、ファンシステムの正常な動作を確保することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施例につき図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のファンシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の好適な実施例のファンシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の好適な実施例のファンシステムの回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    ファンシステム
１１    ファンモジュール
１２    起動モジュール
１３    アナログ式コントロールチップ
２    ファンシステム
２１    ファンモジュール
２２    起動モジュール
２３    コントロールモジュール
２３１    第一コントロールユニット
２３２    第二コントロールユニット
２４    サーモエレメント
Ｖｔ    センサー信号
Ｖｉｎ    入力電圧
Ｑ１    第一スイッチ
Ｑ２    第二スイッチ
Ｑ３    第三スイッチ
Ｑ４    第四スイッチ
Ｕ１    第一コンパレーター
Ｕ２    第二コンパレーター
Ｖｒｅｆ１    第一リファレンス信号
Ｖｒｅｆ２    第二リファレンス信号
ｉｎｐｕｔ１    第一入力端子
ｉｎｐｕｔ２    第二入力端子
ｏｕｔｐｕｔ    出力端子
Ｒ１〜Ｒ３    抵抗器
Ｄ１、Ｄ２    ダイオード
Ｃ    コンデンサー
Ｓ    ソース
Ｇ    ゲート
Ｄ    ドレイン
【図１】
0004783716.tif 000002
【図２】
0004783716.tif 000003
【図３】
0004783716.tif 000004