JP2024008411A - Rotation speed calculator, and fan controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転数算出装置およびファン制御装置に関する。 The present invention relates to a rotation speed calculation device and a fan control device.
コンピュータ等の情報処理装置は、内部の半導体装置等を冷却するためにファンを備える。情報処理装置内のマイクロコントローラは、ファンの単位時間当たりの回転数に比例した周波数のパルス信号を受け取り、受け取ったパルス信号の周波数に基づきファンの単位時間当たりの回転数を制御する。これにより、マイクロコントローラ等は、半導体装置等を適切な温度に維持することができる。 Information processing devices such as computers are equipped with fans to cool internal semiconductor devices and the like. A microcontroller within the information processing device receives a pulse signal with a frequency proportional to the number of rotations per unit time of the fan, and controls the number of rotations per unit time of the fan based on the frequency of the received pulse signal. Thereby, the microcontroller or the like can maintain the semiconductor device or the like at an appropriate temperature.
ところで、情報処理装置は、多数のファンを備える場合がある。このような場合、従来、マイクロコントローラは、多数のファンのそれぞれからパルス信号を受け取り、多数のファンのそれぞれの単位時間当たりの回転数を計測している。しかし、マイクロコントローラは、多数のファンのそれぞれからパルス信号を受け取る場合、ファンの個数分の入力端子を備えなければならない。このため、情報処理装置は、多数のファンの単位時間当たりの回転数の計測のために、多数の入力端子を備える高価なマイクロコントローラを備えなければならなかった。また、このような情報処理装置は、多数のファンのそれぞれからマイクロコントローラへの配線が多くなり、配線コストが大きくなってしまっていた。 By the way, an information processing device may include a large number of fans. In such a case, conventionally, a microcontroller receives a pulse signal from each of a large number of fans and measures the number of rotations per unit time of each of the large number of fans. However, if the microcontroller receives pulse signals from each of a large number of fans, it must have input terminals for the number of fans. For this reason, the information processing device has had to include an expensive microcontroller with a large number of input terminals in order to measure the number of rotations per unit time of the large number of fans. Further, in such an information processing device, there are many wirings from each of the many fans to the microcontroller, resulting in an increase in wiring cost.
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、多数のファンのそれぞれの単位時間当たりの回転数を少ない配線により検出する回転数算出装置およびファン制御装置を提供することを目的とする。 The disclosed technology has been made in view of the above, and aims to provide a rotation speed calculation device and a fan control device that detect the rotation speed per unit time of each of a large number of fans with a small amount of wiring. .
本発明の第1態様に係る回転数算出装置は、N個(Nは2以上の整数)のファンのそれぞれの回転数を算出する回転数算出装置であって、それぞれが前記N個のファンのうちの対応するファンの単位時間当たりの回転数に比例した周波数のN個のパルス信号を受け取り、前記N個のパルス信号を、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、前記N個の電圧信号を加算した合成信号を生成する合成部と、サンプルタイミング毎に、前記合成信号をアナログ-デジタル変換した合成値を出力するAD変換部と、前記合成値と前記N個のパルス信号のそれぞれの値との対応関係を表す変換パターンを参照することにより、前記サンプルタイミング毎に、前記合成値を前記N個のパルス信号のそれぞれの再生値に変換するデコード部と、前記N個のファンのそれぞれについて、対応するパルス信号の前記再生値における時系列データに基づき前記回転数を算出する算出部とを備える。 A rotation speed calculation device according to a first aspect of the present invention is a rotation speed calculation device that calculates the rotation speed of each of N fans (N is an integer of 2 or more), wherein each rotation speed calculation device calculates the rotation speed of each of the N fans. Receive N pulse signals with a frequency proportional to the number of rotations per unit time of the corresponding fan, convert the N pulse signals into N voltage signals each having a different amplitude, and convert the N pulse signals into N voltage signals each having a different amplitude. a synthesis unit that generates a composite signal by adding N voltage signals; an AD conversion unit that outputs a composite value obtained by analog-to-digital conversion of the composite signal at each sample timing; a decoding unit that converts the composite value into a reproduction value of each of the N pulse signals at each sample timing by referring to a conversion pattern representing a correspondence relationship with each value of the N pulse signals; For each of the fans, the fan includes a calculation unit that calculates the rotation speed based on time-series data of the reproduction value of the corresponding pulse signal.
本発明の第2態様に係るファン制御装置は、第1態様に係る回転数算出装置と、前記N個のファンのそれぞれの前記回転数に基づき、前記N個のファンの回転速度を制御する制御部と、を備える。 A fan control device according to a second aspect of the present invention includes the rotation speed calculation device according to the first aspect, and control for controlling the rotation speed of the N fans based on the rotation speed of each of the N fans. It is equipped with a section and a section.
本発明の第1態様に係る回転数算出装置によれば、N個のファンのそれぞれの単位時間当たりの回転数を少ない配線により検出することができる。 According to the rotation speed calculation device according to the first aspect of the present invention, the rotation speed per unit time of each of the N fans can be detected with a small number of wirings.
本発明の第2態様に係るファン制御装置によれば、N個のファンのそれぞれの単位時間当たりの回転数を少ない配線により検出し、N個のファンの回転速度を制御することができる。 According to the fan control device according to the second aspect of the present invention, the number of rotations per unit time of each of the N fans can be detected with a small amount of wiring, and the rotational speed of the N fans can be controlled.
以下、実施形態に係るファンシステム10を説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。
Hereinafter, a
図1は、第1実施形態に係るファンシステム10を示す図である。本実施形態において、ファンシステム10は、コンピュータ等の情報処理装置に組み込まれる。
FIG. 1 is a diagram showing a
ファンシステム10は、N個(Nは、2以上の整数)のファン20と、N個の駆動回路22と、合成部24と、ファンコントローラ26とを備える。
The
N個のファン20のそれぞれは、例えば送風機であり、モータにより羽を回転させて風を発生させる。N個のファン20のそれぞれは、例えば、情報処理装置内の半導体装置等の対象物の近傍に設けられ、対象物に発生した風を与えて対象物を冷却する。
Each of the
本実施形態においては、ファンシステム10は、N個のファン20として、第1のファン20-1から第Nのファン20-Nを備える。本実施形態においては、N個のファン20のうちの任意のファン20を第nのファン20-n(nは、1以上、N以下の整数)とする。
In this embodiment, the
N個の駆動回路22は、N個のファン20に一対一で対応する。N個の駆動回路22のそれぞれは、N個のファン20のうちの対応するファン20のモータを駆動する。N個の駆動回路22のそれぞれは、ファンコントローラ26から制御信号を受け取り、受け取った制御信号に応じて対応するファン20のモータを制御することにより、対応するファン20の回転速度を変更する。
The
また、N個の駆動回路22のそれぞれは、対応するファン20の単位時間当たりの回転数に比例した周波数のパルス信号を出力する。N個の駆動回路22のそれぞれは、例えば、対応するファン20のモータに設けられたホール素子からの信号を受け取り、ホール素子からの信号に基づきモータの回転子と固定子との相対角度が所定量変化したことを検出し、パルス信号の値を変化させる。N個の駆動回路22のそれぞれは、例えば、対応するファン20のモータが1回転する毎に所定個のパルスを発生する。
Further, each of the
本実施形態においては、ファンシステム10は、N個の駆動回路22として、第1の駆動回路22-1から第Nの駆動回路22-Nを備える。本実施形態においては、N個の駆動回路22のうちの任意の駆動回路22を第nの駆動回路22-nとする。例えば、第nの駆動回路22-nは、第nのファン20-nに対応する。N個の駆動回路22のそれぞれは、対応するファン20に一体的に組み込まれていてもよい。
In this embodiment, the
合成部24は、N個の駆動回路22からN個のパルス信号を受け取る。N個のパルス信号のそれぞれは、N個のファン20のうちの対応するファン20の単位時間当たりの回転数に比例した周波数の2値信号である。
The combining
合成部24は、N個のパルス信号を、互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換する。N個の電圧信号は、N個のパルス信号に一対一で対応する。
The combining
N個の電圧信号のそれぞれは、対応するパルス信号に同期している。例えば、合成部24は、N個の電圧信号のうちの第1の電圧信号を、V1ボルトの振幅の2値信号に変換する。例えば、合成部24は、N個の電圧信号のうちの第2の電圧信号をV2ボルトの振幅の2値信号に変換する。例えば、合成部24は、N個の電圧信号のうちの第nの電圧信号をVnボルトの振幅の2値信号に変換する。例えば、合成部24は、N個の電圧信号のうちの第Nの電圧信号をVNボルトの振幅の2値信号に変換する。
Each of the N voltage signals is synchronized with a corresponding pulse signal. For example, the combining
V1、V2、…Vn、…VNは、互いに異なる値である。V1、V2、…Vn、…VNは、負の値であってもよい。一例として、V1が1ボルトである場合、V2は2ボルト、V3は4ボルト、V4は8ボルトといったように、Vnは、絶対値がVn-1の二乗の関係となっていてもよい。また、Vnは、絶対値がVn-1の2以上の値のべき乗の関係となっていてもよい。 V 1 , V 2 , . . . V n , . . . V N are mutually different values. V 1 , V 2 , . . . V n , . . . V N may be negative values. For example, when V 1 is 1 volt, V 2 is 2 volts, V 3 is 4 volts, V 4 is 8 volts, and so on, and the absolute value of V n is the square of V n-1. You can leave it there. Further, V n may have a relationship in which the absolute value is a power of 2 or more of V n-1 .
そして、合成部24は、このようなN個の電圧信号を加算した合成信号を生成する。合成部24は、生成した合成信号を、配線等を介してファンコントローラ26に送信する。
Then, the combining
ファンコントローラ26は、アナログ-デジタル変換機能およびプログラムに基づき情報処理を実行する機能を有するマイクロコントローラにより実現される。ファンコントローラ26は、機能構成として、回転数算出部28と、制御部30とを有する。
The
回転数算出部28は、合成信号を受け取り、受け取った合成信号に基づきN個のファン20のそれぞれについての単位時間当たりの回転数を算出する。なお、回転数算出部28の構成については、図3を参照して後述する。
The rotation
制御部30は、回転数算出部28により算出されたN個のファン20のそれぞれの単位時間当たりの回転数に基づき、N個のファン20の回転速度を制御する。本実施形態においては、制御部30は、N個のファン20の回転速度を増加または減少させる制御信号を生成し、生成した制御信号をN個の駆動回路22に送信する。なお、制御部30は、N個のファン20の回転速度を共通の制御信号により制御してもよいし、N個のファン20のそれぞれ毎に個別の制御信号を生成し、N個の駆動回路22のそれぞれに個別の制御信号を送信してもよい。
The
このような構成のファンシステム10は、コンピュータ等の情報処理装置に組み込まれることにより、情報処理装置の内部のCPU(Central Processing Unit)等の対象物の発熱を低減させることができる。
When the
図2は、ファンシステム10が第1のファン20-1および第2のファン20-2を備える場合における、パルス信号、電圧信号および合成信号の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a pulse signal, a voltage signal, and a composite signal when the
合成部24は、N個のパルス信号を、互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換する。例えば、合成部24は、第1のパルス信号を、第1のパルス信号に同期し、振幅がV1ボルトの第1の電圧信号に変換する。また、合成部24は、第2のパルス信号を、第2のパルス信号に同期し、振幅がV2ボルトの第2の電圧信号に変換する。
The combining
ここで、合成部24は、N個のパルス信号のうちの第nのファン20-nに対応する第nのパルス信号を、式(1)に示すVnボルトの振幅の第nの電圧信号に変換する。
Here, the combining
Vn=A(n-1)×B…(1) V n =A (n-1) ×B…(1)
Aは、2以上の実数である。本実施形態においては、Aは、2である。Bは、0以外の任意の実数である。Bは、負の値であってもよい。 A is a real number of 2 or more. In this embodiment, A is 2. B is any real number other than 0. B may be a negative value.
そして、合成部24は、このように生成したN個の電圧信号を加算した合成信号を生成する。合成信号の振幅は、N個の電圧信号の振幅を全て加算した値となる。例えば、第1の電圧信号の振幅がV1ボルトであり、第2の電圧信号の振幅がV2ボルトであり、N=2である場合には、合成信号の振幅は、(V1+V2)ボルトとなる。
Then, the combining
このように生成された合成信号は、例えば、Aが2である場合、2N階調の精度の電圧信号となる。従って、合成信号は、電圧値から、N個のパルス信号の値(0または1)を復元させることができる。 For example, when A is 2, the composite signal generated in this manner becomes a voltage signal with an accuracy of 2 N gradations. Therefore, the composite signal can restore the values (0 or 1) of the N pulse signals from the voltage values.
図3は、回転数算出部28の構成を示す図である。回転数算出部28は、AD変換部32と、パターン記憶部34と、デコード部36と、算出部38とを有する。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the rotation
AD変換部32は、合成部24から合成信号を受信する。AD変換部32は、サンプルタイミング毎に、合成信号をアナログ-デジタル変換した合成値を出力する。
The
なお、サンプリング周波数は、パルス信号の最大の周波数よりも、少なくとも2倍以上の周波数である。これにより、AD変換部32は、パルス信号に含まれる各パルスを復元することができる。
Note that the sampling frequency is at least twice the maximum frequency of the pulse signal. Thereby, the
また、AD変換部32は、ファン20の個数がN個である場合、2N以上の分解能で合成信号をAD変換する。すなわち、AD変換部32は、ファン20の個数がN個である場合、Nビット以上の分解能で合成信号をAD変換する。AD変換部32は、変換による誤差を考慮し、Nビットよりも十分に高い分解能で合成信号をAD変換してもよい。
Further, when the number of
パターン記憶部34は、合成値とN個のパルス信号のそれぞれの値との対応関係を表す変換パターンを記憶する。変換パターンは、テーブルであってもよいし、演算式であってもよい。
The
デコード部36は、変換パターンを参照することにより、サンプルタイミング毎に、合成値をN個のパルス信号のそれぞれの再生値に変換する。すなわち、デコード部36は、N個のファン20に対応したN個の再生値を復元する。各サンプルタイミングにおける再生値は、0または1である。
The
算出部38は、デコード部36により生成されたN個の再生値のそれぞれの時系列データを受け取る。算出部38は、N個のファン20のそれぞれについて、対応するパルス信号の再生値における時系列データに基づき、単位時間当たりの回転数を算出する。例えば、算出部38は、N個のファン20のそれぞれについて、0から1または1から0へ変化する変化点の単位時間当たりの発生頻度を算出することにより、単位時間当たりの回転数を算出する。
The
図4は、ファンシステム10が第1のファン20-1および第2のファン20-2を備える場合における、変換パターンの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conversion pattern when the
ファンシステム10が第1のファン20-1および第2のファン20-2を備える場合、パターン記憶部34は、例えば図4に示すようなテーブルを記憶してもよい。図4のテーブルは、合成値が0の場合、第1のパルス信号の再生値が0、第2のパルス信号の再生値が0であることを表している。また、図4のテーブルは、合成値が1の場合、第1のパルス信号の再生値が1、第2のパルス信号の再生値が0であることを表している。また、図4のテーブルは、合成値が2の場合、第1のパルス信号の再生値が0、第2のパルス信号の再生値が1であることを表している。また、図4のテーブルは、合成値が3の場合、第1のパルス信号の再生値が1、第2のパルス信号の再生値が1であることを表している。
When the
このように、回転数算出部28は、変換テーブルを参照することにより、2N以上の分解能の合成値、すなわち、Nビットの合成値に基づき、N個のパルス信号のそれぞれの再生値を復元することができる。なお、図4では、テーブル状の変化パターンを示しているが、変化パターンは、合成値を入力した場合、各パルスの再生値を出力する演算式であってもよい。
In this way, by referring to the conversion table, the rotation
図5は、ファンシステム10が第1のファン20-1および第2のファン20-2を備える場合における、合成信号、合成値の時系列データおよび再生値の時系列データの一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a composite signal, time series data of composite values, and time series data of reproduced values when the
AD変換部32は、サンプルタイミング毎に、合成信号をアナログ-デジタル変換した合成値を出力する。サンプリング周波数は、パルス信号の最大の周波数よりも、少なくとも2倍以上の周波数である。また、AD変換部32は、ファン20の個数がN個である場合、2N以上の分解能で合成信号をAD変換する。すなわち、AD変換部32は、ファン20の個数がN個である場合、Nビット以上の分解能で合成信号をAD変換する。例えば、図5に示す例の場合、N=2であるので、AD変換部32は、22=4の分解能で合成信号をAD変換する。これにより、AD変換部32は、N個のパルス信号のそれぞれについて、再生値の時系列データを復元可能な合成値の時系列データを生成することができる。
The
デコード部36は、変換パターンを参照することにより、サンプルタイミング毎に、合成値をN個のパルス信号のそれぞれの再生値に変換する。図5に示す例の場合、デコード部36は、図4に示すテーブルを参照して、サンプルタイミング毎に、第1のファン20-1の再生値および第2のファン20-2の再生値を復元する。
The
以上のような回転数算出部28は、N個のファン20のそれぞれについて、駆動回路22から出力されたパルス信号の値を、サンプルリングタイミング毎に直接検出した場合と同一の時系列データを出力することができる。
The rotation
図6は、第1例に係る合成部24の回路構成を示す図である。合成部24は、例えば、図6に示すような、回路構成であってもよい。図6に示す第1例に係る合成部24は、参照電圧発生回路46と、N個の合成回路48とを備える。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the combining
参照電圧発生回路46は、N個の合成回路48のそれぞれに対して、発生する電圧信号の振幅の電位の参照電圧を与える。例えば、参照電圧発生回路46は、電源電圧Vccとグランドとの間に直列接続された複数の抵抗を有する。参照電圧発生回路46は、電源電圧Vccを複数の抵抗により分圧し、N個の合成回路48のそれぞれに対して互いに異なる分圧点の電圧を参照電圧として与えられる。
The reference
N個の合成回路48は、N個のファン20に対応する。N個の合成回路48のそれぞれは、同一の構成である。
The
N個の合成回路48のそれぞれは、加算信号入力端子56と、加算信号出力端子58とが設けられる。N個の合成回路48は、加算信号入力端子56および加算信号出力端子58がカスケードに接続される。より具体的には、N個の合成回路48のうちの第m(mは、1以上、(N-1)以下の整数)の合成回路48-mの加算信号入力端子56は、N個の合成回路48のうちの第(m+1)の加算信号出力端子58に接続される。
Each of the
また、第Nの合成回路48-Nの加算信号入力端子56は、所定電位に接続される。本実施形態においては、第Nの合成回路48-Nの加算信号入力端子56は、グランドに接続される。さらに、第1の合成回路48-1の加算信号出力端子58は、ファンコントローラ26に接続される。
Further, the addition
また、N個の合成回路48のそれぞれは、パルス入力端子60と、参照電圧入力端子62とがさらに設けられる。
Further, each of the
パルス入力端子60は、N個の駆動回路22のうち対応する駆動回路22からパルス信号を受け取る。例えば、第1の合成回路48-1のパルス入力端子60は、第1の駆動回路22-1からパルス信号を受け取る。また、第mの合成回路48-mのパルス入力端子60は、第mの駆動回路22-mからパルス信号を受け取る。また、第Nの合成回路48-Nのパルス入力端子60は、第Nの駆動回路22-Nからパルス信号を受け取る。
The
参照電圧入力端子62は、内部で発生する電圧信号の振幅の電位の参照電圧を、参照電圧発生回路46から受け取る。例えば、第1の合成回路48-1の参照電圧入力端子62は、V1ボルトを参照電圧発生回路46から受け取る。第mの合成回路48-mの参照電圧入力端子62は、Vmボルトを参照電圧発生回路46から受け取る。第Nの合成回路48-Nの参照電圧入力端子62は、VNボルトを参照電圧発生回路46から受け取る。
The reference
また、N個の合成回路48のそれぞれは、加算回路64と、スイッチ66とを含む。
Further, each of the
加算回路64は、演算増幅器70と、第1抵抗72と、第2抵抗74と、第3抵抗76と、第4抵抗78とを含む。
第1抵抗72は、参照電圧入力端子62と、演算増幅器70の反転入力端子との間に接続される。第2抵抗74は、演算増幅器70の反転入力端子と、グランドとの間に接続される。第3抵抗76は、加算信号入力端子56と、演算増幅器70の非反転入力端子との間に接続される。第4抵抗78は、演算増幅器70の非反転入力端子と、演算増幅器70の出力端子との間に接続される。第1抵抗72、第2抵抗74、第3抵抗76および第4抵抗78は、例えば同一の抵抗値である。そして、演算増幅器70の出力端子は、加算信号出力端子58に接続される。
The
スイッチ66は、加算回路64の演算増幅器70の反転入力端子をグランドに短絡するか、グランドから切断するかを、パルス入力端子60に入力されたパルス信号の値に応じて切り替える。例えば、スイッチ66は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)により実現することができる。
The
N個の合成回路48のそれぞれに含まれる加算回路64およびスイッチ66は、与えられたパルス信号を、参照電圧入力端子62に与えられた参照電圧の振幅の電圧信号に変換する。そして、加算回路64は、電圧信号と、加算信号入力端子56に与えられた信号とを加算した加算信号を、加算信号出力端子58から出力する。例えば、第mの合成回路48-mに含まれる加算回路64は、第mの加算信号を加算信号出力端子58から出力する。
The
従って、第mの合成回路48-mに含まれる加算回路64は、N個の電圧信号のうちの対応する振幅の電圧信号と、N個の合成回路48のうちの第(m+1)の合成回路48に含まれる加算回路64から出力される第(m+1)の加算信号とを加算することにより、第mの加算信号を生成する。
Therefore, the
また、N個の合成回路48のうちのN番目の合成回路48に含まれる加算回路64は、N個の電圧信号のうちの対応する振幅の電圧信号と、所定電位(例えばグランド電位)とを加算することにより、第Nの加算信号を生成する。
Further, the
そして、N個の合成回路48のうちの第1の合成回路48-1は、生成した第1の加算信号を、合成信号としてファンコントローラ26へと出力する。
Then, the first combining circuit 48-1 of the
このような第1例に係る合成部24は、第Nの電圧信号と所定電位とを加算した第Nの加算信号を生成する。さらに、合成部24は、第mの電圧信号と第(m+1)の加算信号を加算した第mの加算信号を生成する、といったようにN個の電圧信号を1つずつ累積加算する。そして、合成部24は、累積加算した最終段の第1の加算信号を、合成信号として出力する。従って、第1例に係る合成部24は、N個のパルス信号を、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、N個の電圧信号を加算した合成信号を生成してファンコントローラ26へと出力することができる。
The combining
なお、加算回路64は、参照電圧入力端子62に与えられた参照電圧の正負を反転させた振幅の電圧信号と、加算信号入力端子56に与えられた信号とを加算する回路であってもよい。すなわち、この場合、加算回路64は、減算をする。このような構成であっても、第1例に係る合成部24は、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、N個の電圧信号を加算した合成信号を生成してファンコントローラ26へと出力することができる。
Note that the
図7は、第1例に係る合成回路48が組み込まれた駆動回路22の回路構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the circuit configuration of the
第1例に係る合成部24に備えられるN個の合成回路48のそれぞれは、N個の駆動回路22のうちの対応するパルス信号を出力する駆動回路22に一体的に設けられてもよい。この場合、N個の駆動回路22のそれぞれは、内部駆動回路82と、加算回路64と、スイッチ66とを含む。また、この場合、N個の駆動回路22のそれぞれは、加算信号入力端子56と、加算信号出力端子58と、参照電圧入力端子62とがさらに設けられる。
Each of the
内部駆動回路82は、対応するファン20のモータを駆動する。さらに、内部駆動回路82は、ファンコントローラ26から制御信号を受け取り、受け取った制御信号に応じて対応するファン20のモータを制御することにより、対応するファン20の回転速度を変更する。そして、内部駆動回路82は、対応するファン20の単位時間当たりの回転数に比例した周波数のパルス信号を出力する。
加算回路64は、図6に示した構成と同一である。スイッチ66は、内部駆動回路82からパルス信号を受け取り、パルス信号によって、加算回路64の演算増幅器70の反転入力端子をグランドに短絡するか、グランドから切断するかを切り替える。
このような構成のN個の駆動回路22を備えるファンシステム10は、合成部24を実現する回路を別個に備えないでよいので、配線数および回路スペースを削減することができる。
Since the
図8は、第2例に係る合成部24の回路構成を示す図である。合成部24は、例えば、図8に示すような、第2例に係る回路構成であってもよい。
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of the combining
第2例に係る合成部24は、N個の合成回路48のそれぞれが、加算回路64に代えて、ツェナーダイオード84を含む点において、第1例と異なる。以下、第2例に係る合成部24について、第1例との相違点を説明する。
The combining
ツェナーダイオード84は、アノードが加算信号出力端子58に接続され、カソードが加算信号入力端子56に接続される。また、ツェナーダイオード84は、制御ノードに、参照電圧入力端子62に入力された参照電圧が与えられる。ツェナーダイオード84は、アノードとカソードとの間に逆方向電圧が印加された場合、制御ノードに印加された電圧に応じた定電圧を、アノードとカソードとの間に発生する。
The
スイッチ66は、ツェナーダイオード84のアノードとカソードとの間を、短絡するか、開放するかを切り替える。
The
また、第Nの合成回路48-Nの加算信号入力端子56は、所定電位(第1電位)に接続される。本実施形態においては、第Nの合成回路48-Nの加算信号入力端子56は、電源電位に接続される。また、第Nの合成回路48-Nの加算信号出力端子58は、抵抗を介してグランド(第2電位)に接続される。
Further, the addition
このような第2例に係る合成部24は、所定電位とグランドとの間にN個のツェナーダイオード84が直列に接続される。N個のツェナーダイオード84のそれぞれは、対応するパルス信号に応じて、対応する電圧信号の振幅に応じた定電圧を発生するか、アノードとカソードとの間が短絡されるかが切り替えられる。そして、合成部24は、直列に接続されたN個のツェナーダイオード84のうち、最もグランド側の第1の合成回路48-1に含まれるツェナーダイオード84のアノードの電位を、合成信号として出力する。従って、第2例に係る合成部24は、N個のパルス信号を、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、N個の電圧信号を加算した加算電圧を所定電位から減算した合成信号を生成することができる。そして、合成部24は、生成した合成信号をファンコントローラ26へと出力することができる。
In the combining
図9は、第2例に係る合成回路48が組み込まれた駆動回路22の回路構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the circuit configuration of the
第2例に係る合成部24に備えられるN個の合成回路48のそれぞれは、N個の駆動回路22のうちの対応するパルス信号を出力する駆動回路22と一体的に設けられてもよい。この場合、N個の駆動回路22のそれぞれは、内部駆動回路82と、ツェナーダイオード84と、スイッチ66とを含む。また、この場合、N個の駆動回路22のそれぞれは、加算信号入力端子56と、加算信号出力端子58と、参照電圧入力端子62とがさらに設けられる。
Each of the
内部駆動回路82は、図7に示した構成と同一である。ツェナーダイオード84は、図8に示した構成と同一である。スイッチ66は、内部駆動回路82からパルス信号を受け取り、パルス信号によって、ツェナーダイオード84のアノードとカソードとの間を、短絡するか、開放するかを切り替える。
このような構成のN個の駆動回路22を備えるファンシステム10は、合成部24を実現する回路を別個に備えないでよいので、配線数および回路スペースを削減することができる。
Since the
以上のような実施形態に係るファンシステム10は、次のような効果を奏する。
The
実施形態に係るファンシステム10は、それぞれがN個のファン20のうちの対応するファン20の時間当たりの回転数に比例した周波数のN個のパルス信号を、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、N個の電圧信号を加算した合成信号を生成する。続いて、ファンシステム10は、サンプルタイミング毎に、合成信号をアナログ-デジタル変換した合成値を出力する。続いて、ファンシステム10は、合成値とN個のパルス信号のそれぞれの値との対応関係を表す変換パターンを参照することにより、サンプルタイミング毎に、合成値をN個のパルス信号のそれぞれの再生値に変換する。そして、ファンシステム10は、N個のファン20のそれぞれについて、対応するパルス信号の再生値における時系列データに基づき回転数を算出する。
The
これにより、実施形態に係るファンシステム10は、N個のファン20のそれぞれの単位時間当たりの回転数を少ない配線により検出することができる。
Thereby, the
また、実施形態に係るファンシステム10は、N個のパルス信号のうちの第nのファン20-nに対応する第nのパルス信号を、式(1)に示すVnボルトの振幅の電圧信号に変換する。
Vn=A(n-1)×B…(1)
Further, the
V n =A (n-1) ×B…(1)
ここで、Aは、2以上の実数である。例えば、Aは、2であってもよい。Bは、0以外の任意の実数である。 Here, A is a real number of 2 or more. For example, A may be 2. B is any real number other than 0.
これにより、実施形態に係るファンシステム10は、N個のファン20のそれぞれの単位時間当たりの回転数を、精度良く算出することができる。
Thereby, the
さらに、実施形態に係るファンシステム10は、N個のファン20のそれぞれの回転数に基づき、N個のファン20の回転速度を制御する。これにより、実施形態に係るファンシステム10は、個のファン20のそれぞれの単位時間当たりの回転数を少ない配線により検出し、N個のファン20の回転速度を制御することができる。
Furthermore, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
10 ファンシステム
20 ファン
22 駆動回路
24 合成部
26 ファンコントローラ
28 回転数算出部
30 制御部
32 AD変換部
34 パターン記憶部
36 デコード部
38 算出部
46 参照電圧発生回路
48 合成回路
56 加算信号入力端子
58 加算信号出力端子
60 パルス入力端子
62 参照電圧入力端子
66 スイッチ
64 加算回路
70 演算増幅器
72 第1抵抗
74 第2抵抗
76 第3抵抗
78 第4抵抗
82 内部駆動回路
84 ツェナーダイオード
10
本発明の第1態様に係る回転数算出装置は、N個(Nは2以上の整数)のファンのそれぞれの回転数を算出する回転数算出装置であって、それぞれが前記N個のファンのうちの対応するファンの単位時間当たりの回転数に比例した周波数のN個のパルス信号を受け取り、前記N個のパルス信号を、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、前記N個の電圧信号を加算した合成信号を生成する合成部と、サンプルタイミング毎に、前記合成信号をアナログ-デジタル変換した合成値を出力するAD変換部と、前記合成値と前記N個のパルス信号のそれぞれの値との対応関係を表す変換パターンを参照することにより、前記サンプルタイミング毎に、前記合成値を前記N個のパルス信号のそれぞれの再生値に変換するデコード部と、前記N個のファンのそれぞれについて、対応するパルス信号の前記再生値における時系列データに基づき前記回転数を算出する算出部とを備える。前記合成部は、前記N個のパルス信号に対応するN個の合成回路を有する。前記N個の合成回路のそれぞれは、加算回路を含む。前記N個の合成回路のうちの第m(mは、1以上(N-1)以下の整数)の合成回路に含まれる前記加算回路は、前記N個の電圧信号のうちの対応する振幅の電圧信号と、前記N個の合成回路のうちの第(m+1)の合成回路に含まれる前記加算回路から出力される第(m+1)の加算信号とを加算することにより、第mの加算信号を生成する。前記N個の合成回路のうちの第Nの合成回路に含まれる前記加算回路は、前記N個の電圧信号のうちの対応する振幅の電圧信号と、所定電位とを加算することにより、第Nの加算信号を生成する。前記N個の合成回路のうちの第1の合成回路は、生成した第1の加算信号を、前記合成信号として出力する。 A rotation speed calculation device according to a first aspect of the present invention is a rotation speed calculation device that calculates the rotation speed of each of N fans (N is an integer of 2 or more), wherein each rotation speed calculation device calculates the rotation speed of each of the N fans. Receive N pulse signals with a frequency proportional to the number of rotations per unit time of the corresponding fan, convert the N pulse signals into N voltage signals each having a different amplitude, and convert the N pulse signals into N voltage signals each having a different amplitude. a synthesis unit that generates a composite signal by adding N voltage signals; an AD conversion unit that outputs a composite value obtained by analog-to-digital conversion of the composite signal at each sample timing; a decoding unit that converts the composite value into a reproduction value of each of the N pulse signals at each sample timing by referring to a conversion pattern representing a correspondence relationship with each value of the N pulse signals; For each of the fans, the fan includes a calculation unit that calculates the rotation speed based on time-series data of the reproduction value of the corresponding pulse signal. The combining section includes N combining circuits corresponding to the N pulse signals. Each of the N combining circuits includes an adder circuit. The adding circuit included in the m-th (m is an integer from 1 to (N-1)) of the N combining circuits calculates the amplitude of the corresponding one of the N voltage signals. The m-th addition signal is obtained by adding the voltage signal and the (m+1)-th addition signal output from the adding circuit included in the (m+1)-th combining circuit of the N combining circuits. generate. The adding circuit included in the N-th combining circuit of the N combining circuits adds the voltage signal of the corresponding amplitude among the N voltage signals and a predetermined potential to generate the N-th combining circuit. generates a sum signal. A first combining circuit of the N combining circuits outputs the generated first addition signal as the combined signal.
Claims (9)
それぞれが前記N個のファンのうちの対応するファンの単位時間当たりの回転数に比例した周波数のN個のパルス信号を受け取り、前記N個のパルス信号を、それぞれが互いに異なる振幅のN個の電圧信号に変換し、前記N個の電圧信号を加算した合成信号を生成する合成部と、
サンプルタイミング毎に、前記合成信号をアナログ-デジタル変換した合成値を出力するAD変換部と、
前記合成値と前記N個のパルス信号のそれぞれの値との対応関係を表す変換パターンを参照することにより、前記サンプルタイミング毎に、前記合成値を前記N個のパルス信号のそれぞれの再生値に変換するデコード部と、
前記N個のファンのそれぞれについて、対応するパルス信号の前記再生値における時系列データに基づき前記回転数を算出する算出部と、
を備える回転数算出装置。 A rotation speed calculation device that calculates the rotation speed of each of N fans (N is an integer of 2 or more),
Each receives N pulse signals having a frequency proportional to the number of revolutions per unit time of a corresponding one of the N fans, and transmits the N pulse signals to N pulse signals each having a different amplitude from each other. a combining unit that converts into a voltage signal and generates a composite signal by adding the N voltage signals;
an AD converter that outputs a composite value obtained by converting the composite signal from analog to digital at each sample timing;
By referring to a conversion pattern representing the correspondence between the composite value and each value of the N pulse signals, the composite value is converted into a reproduced value of each of the N pulse signals at each sample timing. a decoding unit to convert;
a calculation unit that calculates the rotation speed for each of the N fans based on time series data of the reproduction value of the corresponding pulse signal;
A rotation speed calculation device comprising:
Vn=A(n-1)×B…(1)
前記Aは、2以上の実数であり、
前記Bは、0以外の任意の実数である
請求項1に記載の回転数算出装置。 The synthesizing unit converts the n-th pulse signal corresponding to the n-th fan (n is an integer from 1 to N) out of the N pulse signals into an amplitude of V n volts shown in equation (1). Convert to voltage signal V n =A (n-1) ×B...(1)
The A is a real number of 2 or more,
The rotation speed calculation device according to claim 1, wherein the B is any real number other than 0.
請求項2に記載の回転数算出装置。 The rotation speed calculation device according to claim 2, wherein the A is 2.
前記N個のファンのそれぞれの前記回転数に基づき、前記N個のファンの回転速度を制御する制御部と、
を備えるファン制御装置。 The rotation speed calculation device according to any one of claims 1 to 3,
a control unit that controls the rotational speed of the N fans based on the rotational speed of each of the N fans;
A fan control device comprising:
前記N個の駆動回路のそれぞれは、前記N個のファンのうちの対応するファンを駆動し、前記N個のファンのうちの対応するファンの単位時間当たりの回転数に比例した周波数の前記パルス信号を出力する
請求項4に記載のファン制御装置。 further comprising N drive circuits corresponding to the N fans,
Each of the N driving circuits drives a corresponding one of the N fans, and each of the N driving circuits drives a corresponding one of the N fans, and the pulse having a frequency proportional to the number of rotations per unit time of the corresponding one of the N fans. The fan control device according to claim 4, which outputs a signal.
前記N個の合成回路のそれぞれは、加算回路を含み、
前記N個の合成回路のうちの第m(mは、1以上(N-1)以下の整数)の合成回路に含まれる前記加算回路は、前記N個の電圧信号のうちの対応する振幅の電圧信号と、前記N個の合成回路のうちの第(m+1)の合成回路に含まれる前記加算回路から出力される第(m+1)の加算信号とを加算することにより、第mの加算信号を生成し、
前記N個の合成回路のうちの第Nの合成回路に含まれる前記加算回路は、前記N個の電圧信号のうちの対応する振幅の電圧信号と、所定電位とを加算することにより、第Nの加算信号を生成し、
前記N個の合成回路のうちの第1の合成回路は、生成した第1の加算信号を、前記合成信号として出力する
請求項5に記載のファン制御装置。 The combining section has N combining circuits corresponding to the N pulse signals,
Each of the N combining circuits includes an adder circuit,
The adding circuit included in the m-th (m is an integer from 1 to (N-1)) of the N combining circuits calculates the amplitude of the corresponding one of the N voltage signals. The m-th addition signal is obtained by adding the voltage signal and the (m+1)-th addition signal output from the adding circuit included in the (m+1)-th combining circuit of the N combining circuits. generate,
The adding circuit included in the N-th combining circuit of the N combining circuits adds the voltage signal of the corresponding amplitude among the N voltage signals and a predetermined potential to generate the N-th combining circuit. generate a summation signal of
The fan control device according to claim 5, wherein a first combining circuit of the N combining circuits outputs the generated first addition signal as the combined signal.
請求項6に記載のファン制御装置。 The fan control device according to claim 6, wherein each of the N combining circuits is provided integrally with a drive circuit that outputs a corresponding pulse signal among the N drive circuits.
前記N個の合成回路のそれぞれは、ツェナーダイオードと、スイッチとを含み、
前記ツェナーダイオードは、アノードとカソードとの間に電力が与えられた場合に、
前記N個の電圧信号のうちの対応する電圧信号の振幅と同一の定電圧を発生し、
前記スイッチは、前記N個のパルス信号のうちの対応するパルス信号に応じて、前記ツェナーダイオードのアノードとカソードとの間を短絡するか開放するかを切り替え、
前記N個の合成回路のうちの第1の合成回路に含まれる前記ツェナーダイオードは、カソードに第1電位が印加され、
前記N個の合成回路のうちの第m(mは、2以上、(N-1)以下の整数)の合成回路に含まれる前記ツェナーダイオードは、カソードに前記N個の合成回路のうちの第(m-1)の合成回路に含まれる前記ツェナーダイオードのアノードが接続され、アノードに前記N個の合成回路のうちの第(m+1)の合成回路に含まれる前記ツェナーダイオードのカソードが接続され、
前記N個の合成回路のうちの第Nの合成回路に含まれる前記ツェナーダイオードのアノードは、抵抗を介して前記第1電位より低い第2電位に接続され、
前記合成部は、前記N個の合成回路のうちの第Nの合成回路に含まれる前記ツェナーダイオードのアノードから出力された信号を、前記合成信号として出力する
請求項5に記載のファン制御装置。 The combining section has N combining circuits corresponding to the N pulse signals,
Each of the N composite circuits includes a Zener diode and a switch,
The Zener diode, when powered between the anode and cathode,
generating a constant voltage that is the same as the amplitude of the corresponding voltage signal among the N voltage signals;
The switch switches between short-circuiting and opening the anode and cathode of the Zener diode according to a corresponding pulse signal among the N pulse signals,
The Zener diode included in the first combining circuit of the N combining circuits has a first potential applied to its cathode,
The Zener diode included in the mth (m is an integer from 2 to (N-1)) of the N combining circuits has a cathode connected to the mth combining circuit of the N combining circuits. The anode of the Zener diode included in the (m-1) composite circuit is connected to the anode, and the cathode of the Zener diode included in the (m+1) composite circuit of the N composite circuits is connected to the anode,
The anode of the Zener diode included in the Nth combining circuit of the N combining circuits is connected to a second potential lower than the first potential via a resistor,
The fan control device according to claim 5, wherein the combining section outputs a signal output from an anode of the Zener diode included in an Nth combining circuit of the N combining circuits as the combined signal.
請求項8に記載のファン制御装置。 The fan control device according to claim 8, wherein each of the N combining circuits is provided integrally with a drive circuit that outputs a corresponding pulse signal among the N drive circuits.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007013453A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Aisin Seiki Co Ltd | Signal input device, signal output device, signal input/output device and status monitoring device for wheel using the same |
JP2008208806A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Nec Corp | Fan failure diagnosis device, method and program |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007013453A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Aisin Seiki Co Ltd | Signal input device, signal output device, signal input/output device and status monitoring device for wheel using the same |
JP2008208806A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Nec Corp | Fan failure diagnosis device, method and program |
JP2014222058A (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-27 | 東芝シュネデール・インバータ株式会社 | Fan rotation speed reduction detecting circuit and fan driving system |
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