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JP2001248588A - Rotational speed controlling system for cooling fan - Google Patents

Rotational speed controlling system for cooling fan

Info

Publication number
JP2001248588A
JP2001248588A JP2000061829A JP2000061829A JP2001248588A JP 2001248588 A JP2001248588 A JP 2001248588A JP 2000061829 A JP2000061829 A JP 2000061829A JP 2000061829 A JP2000061829 A JP 2000061829A JP 2001248588 A JP2001248588 A JP 2001248588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation speed
cooling fan
maximum
rotational speed
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000061829A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Naiki
崇 内貴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2000061829A priority Critical patent/JP2001248588A/en
Publication of JP2001248588A publication Critical patent/JP2001248588A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems is a conventional cooling fan arranged in a personal computer and the like which gives us unpleasant noise due to cooling fan working sound or its wind noise in same case and deteriorates a peripheral atmosphere by continuously turning at a maximum rotational speed during its operation. SOLUTION: This rotational speed controlling system for a cooling fan is provided with a means storing a rotational speed of the cooling fan 1 as a maximum rotational speed cM measured when a motor 1a is driven at a maximum capacity and driving the motor 1a so that the rotation speed c of the cooling fan 1 makes a necessary ratio to the maximum rotational speed cM.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器等に生じ
る熱を強制的に排熱するために設けられる冷却ファンの
回転速度制御システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for controlling the rotation speed of a cooling fan provided for forcibly discharging heat generated in electric equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータをはじめ
とする情報処理機器や、それらを内蔵したいわゆるデジ
タル家電と呼ばれるものが広く普及し始めている。こう
した機器においては、高性能化等によりその消費電力が
増大する傾向にあり、それに伴って機器を構成する部品
等の発熱量も大きくなってきている。また、機器が小型
化されることで発熱の集中が生じてしまうケースも増加
している。
2. Description of the Related Art In recent years, information processing devices such as personal computers and so-called digital home appliances incorporating them have begun to spread widely. In such devices, power consumption tends to increase due to higher performance and the like, and accordingly, the amount of heat generated by components and the like constituting the devices has also increased. In addition, cases where heat generation is concentrated due to miniaturization of devices are increasing.

【0003】そのため、これらの熱から機器自体や使用
者を保護するために、機器内部に設けられている強制排
熱装置の能力を増強したり、従来であれば自然放熱で間
に合っていた機器にも強制排熱装置を新設したりする必
要性が高まっている。強制排熱装置は一般に冷却ファン
を有しており、この冷却ファンを回転させることで放熱
板等に風を当てて熱交換を促進したり、機器内の換気を
行ったりして機器の温度を下げるものである。
[0003] Therefore, in order to protect the equipment itself and the user from such heat, the capacity of the forced heat removal device provided inside the equipment is increased, or the equipment which could be conventionally used with natural heat radiation can be used. Also, the necessity of newly installing a forced heat removal device is increasing. The forced heat removal device generally has a cooling fan, and by rotating the cooling fan, a wind is applied to a radiator plate or the like to promote heat exchange, or the inside of the device is ventilated to reduce the temperature of the device. Lower it.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の冷却フ
ァンの多くは機器の主電源に連動して単にオン/オフす
るだけのものである。そのため、機器が動作している間
は絶えず最大回転速度で回転する。しかしながら、こう
した機器の高性能化、小型化が進み、様々な場所や状況
で使用されるようになるにつれ、場合によってはそれら
の機器に設けられた冷却ファンの作動音や風切り音など
が耳障りなものとなったり、周囲の雰囲気を損ねたりす
るケースが増えている。
Many conventional cooling fans simply turn on / off in conjunction with the main power supply of the equipment. Therefore, the device constantly rotates at the maximum rotation speed while the device is operating. However, as these devices become more sophisticated and smaller, and are used in various places and situations, the operating noise and wind noise of the cooling fans provided in those devices may be unpleasant. In some cases, it has become a problem or the surrounding atmosphere has been damaged.

【0005】上記した問題点を解決するためには、冷却
ファンの冷却能力、すなわち冷却ファンの回転速度を機
器の温度等に応じて必要最小限となるように制御する構
成とすればよい。このような構成とすれば、冷却ファン
が不必要に回転することを防止することができるので作
動音や風切り音などの騒音を低減することができる。ま
た、消費電力の低減にも貢献することができる。こうし
た冷却ファンの回転速度制御システムについては従来か
ら様々な技術が提案されている。ここでは、従来の技術
と、それぞれの従来技術が抱える問題点について説明す
る。
[0005] In order to solve the above-mentioned problems, the cooling capacity of the cooling fan, that is, the rotation speed of the cooling fan may be controlled so as to be a necessary minimum according to the temperature of the equipment. With such a configuration, unnecessary rotation of the cooling fan can be prevented, so that noise such as operation noise and wind noise can be reduced. In addition, it can contribute to a reduction in power consumption. Various techniques have been proposed for such a cooling fan rotation speed control system. Here, a description will be given of the conventional technology and the problems that each conventional technology has.

【0006】まず、機器の温度が強制冷却を必要とする
温度に達した時にのみ冷却ファンをオンさせる従来構成
では、機器の温度が所定値以下ならば冷却ファンはオフ
となっているので、その間の消費電力や騒音を抑えるこ
とができる。しかしながら、冷却ファンの制御は依然と
してオン/オフのみであるため、機器の温度が所定値に
達した瞬間、すなわち強制冷却が必要なもののまだ少し
の冷却量で十分な時点から冷却ファンを最大回転速度で
回転させることになるので、消費電力や騒音面では未だ
に課題を有する。
First, in the conventional configuration in which the cooling fan is turned on only when the temperature of the device reaches a temperature that requires forced cooling, the cooling fan is turned off if the temperature of the device is lower than a predetermined value. Power consumption and noise. However, since the control of the cooling fan is still only on / off, the cooling fan is set to the maximum rotation speed from the moment when the temperature of the device reaches a predetermined value, that is, when the forced cooling is required but a small amount of cooling is sufficient. Therefore, there is still a problem in terms of power consumption and noise.

【0007】次に、可変電圧駆動や間欠駆動などにより
冷却ファンの回転速度を機器の温度に応じて変化させる
従来構成では、冷却ファンを状況に応じて最適な回転速
度、言い換えれば必要最低限の回転速度に制御すること
ができる。これにより、消費電力や騒音を最低限に抑え
ることが可能となる。
Next, in the conventional configuration in which the rotation speed of the cooling fan is changed in accordance with the temperature of the device by variable voltage driving, intermittent driving, or the like, the cooling fan is rotated at an optimum rotation speed according to the situation, in other words, the minimum required speed. The rotation speed can be controlled. This makes it possible to minimize power consumption and noise.

【0008】しかしながら、可変電圧駆動において冷却
ファンが回転を始める回転始動電圧には冷却ファンのモ
デル間差違や個体間のばらつきがある。また、冷却ファ
ンに加える制御電圧の大きさを回転始動電圧から最大駆
動電圧まで変化させる間の電圧−回転数特性も直線的で
あるとは限らないし、経年変化によってこうした特性は
変化してしまう。そのため、回転始動電圧から最大駆動
電圧までの間に中間電圧を予め設定しておき、その中間
電圧を加えることによって冷却ファンを所望の回転速度
で駆動させるといった開ループ制御では、前述したよう
な冷却ファンが有するばらつきや経年変化を考慮した設
計が困難である。
However, the rotation starting voltage at which the cooling fan starts rotating in the variable voltage driving has a difference between models of the cooling fan and a variation between individuals. Also, the voltage-rotational speed characteristic during the change of the magnitude of the control voltage applied to the cooling fan from the rotation starting voltage to the maximum drive voltage is not always linear, and such characteristics change with aging. Therefore, in the open-loop control in which an intermediate voltage is set in advance between the rotation starting voltage and the maximum driving voltage and the cooling fan is driven at a desired rotation speed by applying the intermediate voltage, the cooling described above is performed. It is difficult to design in consideration of variations and aging of the fan.

【0009】なお、間欠駆動によって冷却ファンの回転
数制御を行う場合にも、冷却ファンの回転が始まるデュ
ーティ比にはモデル間差違やばらつきがあり、またデュ
ーティ比−回転数特性も直線的であるとは限らない。そ
のため、上記した可変電圧駆動の場合と同様に、冷却フ
ァンが有するばらつきや経年変化を考慮した設計が困難
であるといった課題を有する。
When the rotation speed of the cooling fan is controlled by intermittent driving, the duty ratio at which the rotation of the cooling fan starts varies between models and varies, and the duty ratio-rotation speed characteristic is linear. Not necessarily. Therefore, as in the case of the above-described variable voltage driving, there is a problem that it is difficult to design in consideration of variation and aging of the cooling fan.

【0010】一方、CDプレーヤやビデオデッキ等に用
いられる一般的な閉ループ制御の回転速度サーボは、C
Dやビデオテープ等から音声信号や映像信号などを正確
にサンプリングするために、その絶対的な回転速度を規
格に準じた目標回転速度に厳密に合わせ込む目的で使用
される。そのため、このような回転速度サーボをそのま
ま冷却ファンの回転速度制御システムに適用した場合、
冷却ファンの回転速度を割り出すための正確な基準クロ
ック、発振防止のフィルタリング、冷却ファンのモデル
間差違/個体間ばらつきに対するフィルタの合わせ込
み、及び目標回転速度の設定などが必要になり、複雑で
高価なシステムとなってしまう。
On the other hand, a general closed-loop control rotational speed servo used for a CD player, a video deck, etc.
In order to accurately sample an audio signal, a video signal, or the like from a D, a video tape, or the like, it is used for the purpose of strictly adjusting the absolute rotation speed to a target rotation speed according to a standard. Therefore, when such a rotation speed servo is applied to the rotation speed control system of the cooling fan as it is,
Precise reference clock for determining the rotation speed of the cooling fan, filtering of oscillation prevention, matching of filters for differences between models / individual variations of the cooling fan, setting of target rotation speed, etc. are required, which is complicated and expensive. System.

【0011】本発明は、上記の問題点に鑑み、簡易な構
成により冷却ファンの回転速度を機器温度等に応じて最
適な回転速度に制御することができる冷却ファンの回転
速度制御システムを提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a cooling fan rotation speed control system capable of controlling the rotation speed of a cooling fan to an optimum rotation speed in accordance with the temperature of equipment and the like with a simple configuration. The purpose is to:

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る冷却ファンの回転速度制御システムに
おいては、冷却ファンと、前記冷却ファンを回転させる
モータと、前記冷却ファンの回転速度を計測する手段
と、前記モータを最大能力で駆動した時に計測される前
記冷却ファンの回転速度を前記冷却ファンの最大回転速
度として記憶する手段と、前記冷却ファンの回転速度が
前記最大回転速度に対して必要な割合の回転速度となる
ように前記モータを駆動する手段とを有する構成として
いる。
To achieve the above object, a cooling fan rotation speed control system according to the present invention comprises a cooling fan, a motor for rotating the cooling fan, and a rotation speed of the cooling fan. Means for measuring the rotation speed of the cooling fan measured when the motor is driven at the maximum capacity, the rotation speed of the cooling fan as the maximum rotation speed of the cooling fan, the rotation speed of the cooling fan to the maximum rotation speed And a means for driving the motor so that the required rotational speed is at a required rate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】まず、図1は本発明に係る冷却フ
ァンの回転速度制御システムの一構成例を示すブロック
図である。図中に示すように、本発明に係る冷却ファン
の回転速度制御システムは、冷却ファン1と、モータ1
aと、回転クロック作成手段1bと、基準クロック作成
手段2と、回転速度計測手段3と、最大回転速度記憶手
段4と、目標レート獲得手段5と、目標回転速度算出手
段6と、モータ駆動手段7とを有している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a cooling fan rotation speed control system according to the present invention. As shown in the figure, the cooling fan rotation speed control system according to the present invention includes a cooling fan 1 and a motor 1.
a, a rotation clock generation unit 1b, a reference clock generation unit 2, a rotation speed measurement unit 3, a maximum rotation speed storage unit 4, a target rate acquisition unit 5, a target rotation speed calculation unit 6, a motor drive unit 7 are provided.

【0014】なお、ここでは冷却ファン1の回転速度を
可変電圧駆動によって制御する例を挙げて説明を行う
が、本発明に係る回転速度制御システムはこれに限るも
のではなく、他の駆動制御手段(間欠駆動等)を行う構
成にも適用可能である。
Here, an example in which the rotation speed of the cooling fan 1 is controlled by a variable voltage drive will be described. However, the rotation speed control system according to the present invention is not limited to this, and other drive control means may be used. (Intermittent driving, etc.).

【0015】モータ1aは冷却ファン1を回転させるも
のであり、モータ駆動手段7から加えられる制御電圧f
の大きさに応じた回転速度で回転する。回転クロック作
成手段1bは冷却ファン1の回転に同期した回転クロッ
ク信号aを作成し、その回転クロック信号aを回転速度
計測手段3に出力する。基準クロック作成手段2は冷却
ファン1の回転速度計測の基準時間となる基準クロック
信号bを作成し、その基準クロック信号bを回転速度計
測手段3に出力する。なお、この基準クロック作成手段
2はCR発振回路等から構成される。
The motor 1a is for rotating the cooling fan 1 and has a control voltage f applied from the motor driving means 7.
It rotates at a rotation speed according to the size of. The rotation clock generating means 1 b generates a rotation clock signal a synchronized with the rotation of the cooling fan 1 and outputs the rotation clock signal a to the rotation speed measurement means 3. The reference clock creating means 2 creates a reference clock signal b serving as a reference time for measuring the rotation speed of the cooling fan 1, and outputs the reference clock signal b to the rotation speed measurement means 3. The reference clock generator 2 is composed of a CR oscillation circuit and the like.

【0016】回転速度計測手段3は、例えば基準クロッ
ク信号bのパルス数を計測するカウンタ3bと、回転ク
ロック信号aの立ち上がりでカウンタ3bの動作を開始
/停止させるキャプチャーコントローラ3aとを有して
おり、回転クロック信号aの1クロック間に基準クロッ
ク信号bが何パルス入力されるかをカウントすること
で、冷却ファン1の回転速度c(基準クロック信号bに
対する回転クロック信号aの相対速度)を計測するもの
である。
The rotational speed measuring means 3 has, for example, a counter 3b for measuring the number of pulses of the reference clock signal b, and a capture controller 3a for starting / stopping the operation of the counter 3b at the rise of the rotational clock signal a. By measuring how many pulses of the reference clock signal b are input during one clock of the rotation clock signal a, the rotation speed c of the cooling fan 1 (the relative speed of the rotation clock signal a to the reference clock signal b) is measured. Is what you do.

【0017】ここで、本発明に係る回転速度制御システ
ムは、冷却ファン1の回転駆動を始める際に一旦モータ
1aに対して最大限の制御電圧fを加え、モータ1aが
最大能力で駆動したときに計測される冷却ファン1の回
転速度を最大回転速度cMとして最大回転速度記憶手段
4に記憶する構成としている。最大回転速度記憶手段4
は回転速度計測手段3から入力される最大回転速度cM
を記憶するとともに、その最大回転速度cMを目標回転
速度算出手段6に出力する。
Here, the rotation speed control system according to the present invention applies a maximum control voltage f to the motor 1a once when the cooling fan 1 starts to rotate, so that the motor 1a is driven at the maximum capacity. Is stored in the maximum rotation speed storage means 4 as the rotation speed of the cooling fan 1 measured as the maximum rotation speed c M. Maximum rotation speed storage means 4
Is the maximum rotation speed c M input from the rotation speed measurement means 3
And outputs the maximum rotation speed c M to the target rotation speed calculation means 6.

【0018】なお、最大回転速度記憶手段4に記憶され
る最大回転速度cMの値は、モータ1aに最大限の制御
電圧fを加える度に更新してもよいし、その時に計測さ
れる最大回転速度cMの値が現在記憶されている値より
大きい場合にのみ更新するようにしてもよい。このよう
に最大回転速度cMの記憶更新を行う構成とすれば、冷
却ファン1に埃などが付着して最大回転速度cMが低下
してしまった場合や、逆に機器の温度上昇等によって基
準クロック信号bの発振周波数が低下して相対的に最大
回転速度cMが上昇してしまった場合にも、常に正確な
最大回転速度cMを認識することができる。
The value of the maximum rotation speed c M stored in the maximum rotation speed storage means 4 may be updated each time the maximum control voltage f is applied to the motor 1a, or the maximum value measured at that time may be updated. The update may be performed only when the value of the rotation speed c M is larger than the value currently stored. If the maximum rotation speed c M is configured to be stored and updated in this manner, the maximum rotation speed c M may be reduced due to dust or the like adhering to the cooling fan 1, or conversely, due to an increase in the temperature of the device. Even when the oscillation frequency of the reference clock signal b decreases and the maximum rotation speed c M relatively increases, the accurate maximum rotation speed c M can always be recognized.

【0019】目標レート獲得手段5は外部から入力され
る目標レートdを受け取り、その目標レートdを目標回
転速度算出手段6に出力する。目標レートdとは冷却フ
ァン1の最大回転速度cMに対する目標回転速度eの割
合を示す値である。例えば、目標回転速度eを最大回転
速度cMの半分に設定する場合には、外部から「50
%」を示す目標レートdが目標レート獲得手段5に対し
て入力される。
The target rate obtaining means 5 receives a target rate d input from the outside, and outputs the target rate d to the target rotation speed calculating means 6. The target rate d is a value indicating the ratio of the target rotation speed e to the maximum rotation speed c M of the cooling fan 1. For example, when setting the target rotation speed e to half of the maximum rotation speed c M , “50
% "Is input to the target rate obtaining means 5.

【0020】ここで、前述の目標レートdを機器温度の
監視を行うシステムコントローラ等から受け取る構成と
すれば、冷却ファン1の回転速度cを機器温度に応じて
最適な値に制御することができる。一方、消費電力の低
減を最優先とするいわゆる省電力モード時には、冷却フ
ァン1の冷却能力よりも消費電力の低減を優先するため
に、機器温度の高低に依らずに目標レートdを意図的に
下げる構成とすることも考えられる。
If the target rate d is received from a system controller or the like that monitors the temperature of the equipment, the rotation speed c of the cooling fan 1 can be controlled to an optimum value according to the temperature of the equipment. . On the other hand, in the so-called power saving mode in which the reduction of power consumption is the highest priority, the target rate d is intentionally set regardless of the temperature of the device in order to prioritize the reduction of power consumption over the cooling capacity of the cooling fan 1. It is also conceivable to adopt a configuration in which it is lowered.

【0021】目標回転速度算出手段6は最大回転速度c
Mと目標レートdに基づいてモータ1aにサーボ制御を
かけるための目標回転速度eを算出し、その目標回転速
度eをモータ駆動手段7に出力する。モータ駆動手段7
は回転速度計測手段3から入力される冷却ファン1の回
転速度cと、目標回転速度算出手段6から入力される目
標回転速度eとを比較して、両者が一致するようにモー
タ1aに加える制御電圧fの大きさを更新する。すなわ
ち、冷却ファン1の回転速度cが目標回転速度eより小
さければモータ1aを加速する方向に、逆に回転速度c
が目標回転速度eより大きければモータ1aを減速する
方向に制御電圧fの大きさを変化させればよい。
The target rotational speed calculating means 6 calculates the maximum rotational speed c.
Based on M and the target rate d, a target rotation speed e for performing servo control on the motor 1 a is calculated, and the target rotation speed e is output to the motor driving means 7. Motor driving means 7
Is a control to compare the rotation speed c of the cooling fan 1 input from the rotation speed measurement means 3 with the target rotation speed e input from the target rotation speed calculation means 6 and to apply them to the motor 1a so that they match. The magnitude of the voltage f is updated. That is, if the rotation speed c of the cooling fan 1 is smaller than the target rotation speed e, the rotation speed c is increased in the direction in which the motor 1a is accelerated.
Is larger than the target rotation speed e, the magnitude of the control voltage f may be changed in a direction to decelerate the motor 1a.

【0022】ここで、モータ1aに加える制御電圧fの
大きさをフィードバック1ループ分でどの程度変化させ
るかによっては、回転速度cが目標回転速度eに収束せ
ず発振してしまう場合がある。このような発振を防止す
るためには、目標回転速度eに対する回転速度cの収束
許容範囲、言い換えれば回転速度cと目標回転速度eと
が一致したと判定する範囲を大きめに設定するとよい。
冷却ファン1の回転速度制御システムでは、CDプレー
ヤ等に用いられる回転速度サーボほど厳密な回転速度制
御を行う必要がないため、回転速度cの収束許容範囲を
比較的大きくとっても構わない。
Here, depending on how much the control voltage f applied to the motor 1a is changed by one feedback loop, the rotation speed c may not oscillate to the target rotation speed e and may oscillate. In order to prevent such oscillation, the convergence allowable range of the rotation speed c with respect to the target rotation speed e, that is, the range in which it is determined that the rotation speed c matches the target rotation speed e may be set to be relatively large.
In the rotation speed control system of the cooling fan 1, since it is not necessary to perform strict rotation speed control as compared with the rotation speed servo used for a CD player or the like, the convergence allowable range of the rotation speed c may be set relatively large.

【0023】また、制御電圧fの変化量/1ループを十
分小さく設定し、じわじわと冷却ファン1の回転速度c
を制御するようにしてもよい。このような制御を行うこ
とにより、冷却ファン1の回転速度cは緩やかに目標回
転速度eに近づくので発振する恐れは少なく、特にそれ
以上の高度なフィルタリングは不要となる。
Further, the amount of change of the control voltage f / 1 loop is set to be sufficiently small, and the rotation speed c of the cooling fan 1 gradually decreases.
May be controlled. By performing such control, the rotation speed c of the cooling fan 1 gradually approaches the target rotation speed e, so that there is little possibility of oscillation, and no more advanced filtering is required.

【0024】一方、冷却ファン1の回転速度を計測する
手段としては、前述した回転速度計測手段3以外にも図
2に示す構成が考えられる。図2は冷却ファン1の回転
速度を計測する手段の別構成例である。この回転速度計
測手段3’にはキャプチャーコントローラ3aとカウン
タ3b以外にプレスケーラ3cを設けている。ここで、
カウンタ3bとプレスケーラ3cの設定値は同等の解像
度(ここではともに5bitとする)を有しており、プ
レスケーラ3cは基準クロック信号bの発振周波数を整
数分の1(前記設定値分の1)としたクロック信号b’
をカウンタ3bに出力する。
On the other hand, as a means for measuring the rotation speed of the cooling fan 1, a configuration shown in FIG. FIG. 2 shows another configuration example of the means for measuring the rotation speed of the cooling fan 1. The rotation speed measuring means 3 'is provided with a prescaler 3c in addition to the capture controller 3a and the counter 3b. here,
The set values of the counter 3b and the prescaler 3c have the same resolution (here, 5 bits), and the prescaler 3c sets the oscillation frequency of the reference clock signal b to a fraction of an integer (the fraction of the set value). ) And the clock signal b '
Is output to the counter 3b.

【0025】この回転速度計測手段3’の動作は基本的
に前述の回転速度計測手段3と同様であり、回転クロッ
ク信号aの1クロック間に入力されるクロック信号b’
のパルス数cをカウントし、そのパルス数cを冷却ファ
ン1の回転速度cとするものである。この回転数計測手
段3’における前述構成との相違点は、冷却ファン1を
最大能力で回転させる場合には、プレスケーラ3cの設
定値を初期値16(5bitの中間値)としてクロック
信号b’のパルス数をカウントし、その時のパルス数c
すなわち最大回転速度に応じてプレスケーラ3cの設定
値を変化させる点である。
The operation of the rotation speed measuring means 3 'is basically the same as that of the above-described rotation speed measuring means 3, except that the clock signal b' inputted during one clock of the rotation clock signal a.
Is counted, and the pulse number c is used as the rotation speed c of the cooling fan 1. The difference between the rotation number measuring means 3 'and the above-described structure is that when the cooling fan 1 is rotated at the maximum capacity, the set value of the prescaler 3c is set to the initial value 16 (intermediate value of 5 bits) and the clock signal b' is set. Is counted, and the pulse number c at that time is counted.
That is, the set value of the prescaler 3c is changed according to the maximum rotation speed.

【0026】上記した回転速度計測手段3’の動作につ
いて、次の図3を用いて説明を行う。図3は回転速度計
測手段3’の動作を示すタイミングチャートである。図
中(a)は、冷却ファン1を最大能力で回転させた時に
入力される回転クロック信号aの1クロック間に、カウ
ンタ3bでカウントされたクロック信号b’のパルス数
cが10であった場合を示している。この場合、プレス
ケーラ3cは「10」を新たな設定値として記憶するた
め、以後冷却ファン1を最大能力で回転させるとカウン
タ3bでカウントされるパルス数は16となる。
The operation of the rotation speed measuring means 3 'will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the rotation speed measuring means 3 '. In FIG. 3A, the number of pulses c of the clock signal b ′ counted by the counter 3b is 10 during one clock of the rotation clock signal a input when the cooling fan 1 is rotated at the maximum capacity. Shows the case. In this case, since the prescaler 3c stores "10" as a new set value, the number of pulses counted by the counter 3b becomes 16 when the cooling fan 1 is subsequently rotated at the maximum capacity.

【0027】一方、図中(b)は、冷却ファン1の最大
回転速度が何らかの原因で低下し、回転クロック信号a
の1クロック間に、カウンタ3bでカウントされたクロ
ック信号b’のパルス数cが13であった場合を示して
いる。この場合であっても、プレスケーラ3cは「1
3」を新たな設定値として記憶するため、以後冷却ファ
ン1を最大能力で回転させるとカウンタ3bでカウント
されるパルス数は16となる。このような構成とするこ
とにより、冷却ファン1を最大能力で回転させた場合に
カウンタ3bでカウントされるクロック信号b’のパル
ス数c、すなわち冷却ファン1の最大回転速度を常に1
6とすることができる。
On the other hand, FIG. 2B shows that the maximum rotation speed of the cooling fan 1 decreases for some reason and the rotation clock signal a
In this case, the number of pulses c of the clock signal b ′ counted by the counter 3b is 13 during one clock. Even in this case, the prescaler 3c sets “1”.
Since "3" is stored as a new set value, the number of pulses counted by the counter 3b becomes 16 when the cooling fan 1 is subsequently rotated at the maximum capacity. With this configuration, when the cooling fan 1 is rotated at the maximum capacity, the pulse number c of the clock signal b ′ counted by the counter 3b, that is, the maximum rotation speed of the cooling fan 1 is always 1
6 can be set.

【0028】よって、例えば冷却ファン1の目標回転速
度を最大回転速度の50%にしたい場合にはカウンタ3
bで計測されるパルス数cが32となるまでモータ1a
に加える制御電圧fの大きさを下げてやればよいし、同
様に冷却ファン1を80%の割合で回転させたい場合に
はパルス数cが20となるように制御電圧fの大きさを
変化させてやればよい。
Therefore, for example, if the target rotational speed of the cooling fan 1 is to be set to 50% of the maximum rotational speed, the counter 3
motor 1a until the number of pulses c measured in b reaches 32
If the cooling fan 1 is to be rotated at a rate of 80%, the magnitude of the control voltage f is changed so that the pulse number c becomes 20. Let me do it.

【0029】つまり、上記構成では回転速度計測手段
3’から得られる回転速度cと、所定のカウント数(例
えば、20/24/32カウント)とを単純に比較する
ことで冷却ファン1の回転速度を制御できるので、目標
回転速度算出手段6が不要となる。また、冷却ファン1
を最大能力で回転させる場合にプレスケーラ3cの設定
値を変更するといった動作は、間接的にプレスケーラ3
cで最大回転速度を記憶していることになるため、前述
の最大回転速度記憶手段4を別途設ける必要もない。よ
って、さらに簡易な構成で冷却ファン1の回転速度制御
システムを実現することができる。
That is, in the above configuration, the rotation speed c of the cooling fan 1 is simply compared with the rotation speed c obtained from the rotation speed measuring means 3 'and a predetermined count number (for example, 20/24/32 counts). Can be controlled, the target rotation speed calculating means 6 is not required. In addition, cooling fan 1
The operation of changing the set value of the prescaler 3c when rotating the prescaler 3c at the maximum capacity is indirectly performed by the prescaler 3c.
Since the maximum rotation speed is stored in c, there is no need to separately provide the maximum rotation speed storage means 4 described above. Therefore, a rotation speed control system for the cooling fan 1 can be realized with a simpler configuration.

【0030】なお、図3ではカウンタ3bにおいてクロ
ック信号b’のパルス数cが理想的にカウントされる場
合を例示したが、実際にはサンプリング誤差により冷却
ファン1を最大能力で回転させた場合であってもカウン
タ3bでカウントされるクロック信号b’のパルス数c
が16とならないことがある。このようなサンプリング
の誤差成分はカウンタ3b及びプレスケーラ3cの解像
度を上げることで相対的に減少させることができるが、
完全になくすことはできない。よって、回転速度制御シ
ステムを設計する際には、求められる性能に応じて適当
な解像度を選択するとともに、このような誤差成分を考
慮に入れた設計を行うことが望ましい。
FIG. 3 shows a case where the pulse number c of the clock signal b 'is ideally counted in the counter 3b. However, in actuality, the case where the cooling fan 1 is rotated at the maximum capacity due to a sampling error. The pulse number c of the clock signal b 'counted by the counter 3b
May not be 16. Although such sampling error components can be relatively reduced by increasing the resolution of the counter 3b and the prescaler 3c,
It cannot be completely eliminated. Therefore, when designing the rotation speed control system, it is desirable to select an appropriate resolution according to the required performance and to perform the design in consideration of such an error component.

【0031】以上に説明したように、本発明に係る冷却
ファンの回転速度制御システムは、CDプレーヤ等に用
いられる従来の回転速度サーボのような冷却ファン1の
絶対的な回転速度を所定の目標回転速度(固定値)に合
わせ込む構成ではなく、冷却ファン1の回転速度がその
最大回転速度に対して必要な割合となるようにサーボ制
御をかける構成である。そのため、冷却ファン1の回転
速度を割り出すための正確な基準クロック作成手段等の
複雑で高価なシステムを要することなく、簡易な構成に
より冷却ファン1の回転速度を機器温度等に応じて最適
な回転速度に制御することが可能となる。
As described above, the cooling fan rotation speed control system according to the present invention sets the absolute rotation speed of the cooling fan 1 such as a conventional rotation speed servo used for a CD player or the like to a predetermined target. Instead of adjusting the rotation speed (fixed value), the servo control is performed so that the rotation speed of the cooling fan 1 becomes a necessary ratio to the maximum rotation speed. Therefore, the rotation speed of the cooling fan 1 can be optimally adjusted according to the device temperature and the like with a simple configuration without requiring a complicated and expensive system such as an accurate reference clock generating means for determining the rotation speed of the cooling fan 1. It is possible to control the speed.

【0032】なお、上記ではハード的な手段によって本
発明に係る冷却ファンの回転速度制御システムを実現す
る構成例を示したが、マイクロコンピュータ等によるソ
フト的な処理によっても上記の効果を有する回転速度制
御システムを実現することができる。
Although the above description has been given of an example of a configuration for realizing the cooling fan rotation speed control system according to the present invention by hardware means, the rotation speed having the above-mentioned effect can be obtained by software processing by a microcomputer or the like. A control system can be realized.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明に係る冷却ファンの回転速度制御
システムにおいては、冷却ファンと、前記冷却ファンを
回転させるモータと、前記冷却ファンの回転速度を計測
する手段と、前記モータを最大能力で駆動したときに計
測される前記冷却ファンの回転速度を前記冷却ファンの
最大回転速度として記憶する手段と、前記冷却ファンの
回転速度が前記最大回転速度に対して必要な割合の回転
速度となるように前記モータを駆動する手段とを有する
構成としている。
In the cooling fan rotation speed control system according to the present invention, the cooling fan, a motor for rotating the cooling fan, a means for measuring the rotation speed of the cooling fan, and the motor having the maximum capacity. Means for storing the rotation speed of the cooling fan measured at the time of driving as the maximum rotation speed of the cooling fan, and the rotation speed of the cooling fan is a rotation speed of a necessary ratio to the maximum rotation speed. And means for driving the motor.

【0034】このような構成とすることにより、CDプ
レーヤ等に用いられる従来の回転速度サーボのように、
冷却ファンの回転速度を割り出すための正確な基準クロ
ック作成手段等の複雑で高価なシステムを要することな
く、簡易な構成により冷却ファンを機器温度等に応じて
最適な回転速度に制御することが可能となる。
With such a configuration, like a conventional rotational speed servo used for a CD player or the like,
It is possible to control the cooling fan to the optimum rotation speed according to the equipment temperature etc. with a simple configuration without the need for complicated and expensive systems such as accurate reference clock generation means for determining the rotation speed of the cooling fan Becomes

【0035】特に、この閉ループ制御に使用する時間系
の値(基準クロック信号を基に計測した回転速度、最大
回転速度、及び最大回転速度に基づいた目標回転速度)
は全て相対値で評価しており、冷却ファンの目標回転速
度はその時点における冷却ファンの最大回転速度に応じ
て変化する。よって、冷却ファンのモデル間差違、個体
間のばらつき、経年変化、電圧−回転速度特性のばらつ
き、基準クロック信号における発振周波数のばらつき等
の不特定要因を含んでいても、常にその時点における冷
却ファンの最大回転速度を引き出すことができ、その最
大回転速度に基づいて相対的な回転速度制御が可能であ
る。
In particular, the value of the time system used for this closed loop control (rotation speed measured based on the reference clock signal, maximum rotation speed, and target rotation speed based on the maximum rotation speed)
Are all evaluated as relative values, and the target rotation speed of the cooling fan changes according to the maximum rotation speed of the cooling fan at that time. Therefore, even if it includes unspecified factors such as differences between cooling fan models, variations between individuals, aging, variations in voltage-rotational speed characteristics, and variations in oscillation frequency in the reference clock signal, the cooling fan at that time is always present. Can be derived, and relative rotation speed control is possible based on the maximum rotation speed.

【0036】また、本発明に係る冷却ファンの回転速度
制御システムにおいては、上記した各要素のばらつきを
適度に許容できるので、安価な部品構成を選択できた
り、回路の自由度やマージン、部品の変更などを容易に
行うことができる。
Further, in the cooling fan rotation speed control system according to the present invention, the above-described variation of each element can be appropriately tolerated, so that an inexpensive component configuration can be selected, the degree of freedom of circuit, the margin, and the number of components can be reduced. Changes can be made easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る冷却ファンの回転速度制御シス
テムの一構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one configuration example of a cooling fan rotation speed control system according to the present invention.

【図2】 冷却ファン1の回転速度を計測する手段の別
構成例である。
FIG. 2 is another configuration example of a means for measuring the rotation speed of the cooling fan 1;

【図3】 回転速度計測手段3’の動作を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation of a rotation speed measuring unit 3 ′.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷却ファン 1a モータ 1b 回転クロック作成手段 2 基準クロック作成手段 3 回転速度計測手段 3a キャプチャーコントローラ 3b カウンタ 3c プレスケーラ 4 最大回転速度記憶手段 5 目標レート獲得手段 6 目標回転速度算出手段 7 モータ駆動手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling fan 1a Motor 1b Rotation clock creation means 2 Reference clock creation means 3 Rotation speed measurement means 3a Capture controller 3b Counter 3c Prescaler 4 Maximum rotation speed storage means 5 Target rate acquisition means 6 Target rotation speed calculation means 7 Motor drive means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】冷却ファンと、前記冷却ファンを回転させ
るモータと、前記冷却ファンの回転速度を計測する手段
と、前記モータを最大能力で駆動したときに計測される
前記冷却ファンの回転速度を前記冷却ファンの最大回転
速度として記憶する手段と、前記冷却ファンの回転速度
が前記最大回転速度に対して必要な割合の回転速度とな
るように前記モータを駆動する手段とを有することを特
徴とする冷却ファンの回転速度制御システム。
1. A cooling fan, a motor for rotating the cooling fan, means for measuring a rotation speed of the cooling fan, and a rotation speed of the cooling fan measured when the motor is driven at a maximum capacity. Means for storing as a maximum rotation speed of the cooling fan, and means for driving the motor such that the rotation speed of the cooling fan is a rotation speed of a necessary ratio to the maximum rotation speed. Cooling fan rotation speed control system.
JP2000061829A 2000-03-02 2000-03-02 Rotational speed controlling system for cooling fan Withdrawn JP2001248588A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100441878C (en) * 2006-01-17 2008-12-10 台达电子工业股份有限公司 fan system
EP4571119A1 (en) * 2023-12-12 2025-06-18 ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG Method for operating a flow-generating system and flow-generating system

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