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JP2017118018A - Fan controller and control method and electronic apparatus - Google Patents

Fan controller and control method and electronic apparatus Download PDF

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JP2017118018A
JP2017118018A JP2015254110A JP2015254110A JP2017118018A JP 2017118018 A JP2017118018 A JP 2017118018A JP 2015254110 A JP2015254110 A JP 2015254110A JP 2015254110 A JP2015254110 A JP 2015254110A JP 2017118018 A JP2017118018 A JP 2017118018A
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JP
Japan
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rotation speed
fan
fluctuation
unit
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2015254110A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
勉 長南
Tsutomu Naganami
勉 長南
拓郎 上村
Takuo Kamimura
拓郎 上村
貴光 安達
takamitsu Adachi
貴光 安達
晶吾 秋山
Shogo Akiyama
晶吾 秋山
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.)
Lenovo Singapore Pte Ltd
Original Assignee
Lenovo Singapore Pte Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce discrete frequency noise (DTN).SOLUTION: An embedded controller 30 controls the fan of a heat radiation unit. The embedded controller 30 includes a number of revolution setting section 32 for acquiring the temperatures detected by temperature sensors 50a-50d for detecting the temperature in an information processing unit, and setting the number of revolutions of the fan based on these temperatures, and a number of revolution varying section 33 for periodically varying the number of revolutions set by the number of revolution setting section 32.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ファンの制御装置及び制御方法並びに電子機器に関するものである。   The present invention relates to a fan control device, a control method, and an electronic apparatus.

ノート型パーソナル・コンピュータ(以下「ノートPC」という。)、ワークステーション、サーバ等の電子機器には、筐体に収納されたデバイスから発せられた熱を排出するためのファンが搭載されている(例えば、特許文献1参照)。   Electronic devices such as notebook personal computers (hereinafter referred to as “notebook PCs”), workstations, servers, and the like are equipped with fans for discharging heat generated from devices housed in a casing ( For example, see Patent Document 1).

特開2014−42385号公報JP 2014-42385 A

ファンを搭載する電子機器では、特定の周波数成分に突出した騒音レベルが現れる離散周波数騒音(Discrete Tone Noise)が発生する場合がある。離散周波数騒音(以下「DTN」という。)は、高音のピーという耳障りな音を発生させるため、可能な限り除去することが望ましい。しかしながら、DTNは、ファンの吸排気、内部の乱流、製造のバラつきなど多数の要因が複雑に絡み合って生じることが多い。このため、原因を特定することが難しく、騒音を低減することが難しかった。   In an electronic device equipped with a fan, discrete frequency noise (Discrete Tone Noise) in which a noise level protruding in a specific frequency component appears may occur. It is desirable to remove discrete frequency noise (hereinafter referred to as “DTN”) as much as possible in order to generate an annoying sound such as a high-pitched beep. However, DTN is often generated by complicatedly intertwining many factors such as fan intake / exhaust, internal turbulence, and manufacturing variations. For this reason, it is difficult to specify the cause and it is difficult to reduce noise.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、離散周波数騒音(DTN)を低減することのできるファンの制御装置及び制御方法並びに電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fan control device, a control method, and an electronic apparatus that can reduce discrete frequency noise (DTN).

本発明の第一態様は、電子機器に搭載されるファンの制御装置であって、前記電子機器内の温度に基づいて前記ファンの回転数を設定する回転数設定部と、前記回転数設定部によって設定された回転数を周期的に変動させる回転数変動部とを具備するファンの制御装置である。   A first aspect of the present invention is a fan control device mounted on an electronic device, the rotation number setting unit for setting the rotation number of the fan based on the temperature in the electronic device, and the rotation number setting unit Is a fan control device that includes a rotation speed changing section that periodically changes the rotation speed set by.

本発明の第二態様は、ファンと、上記ファンの制御装置とを備える電子機器である。   A second aspect of the present invention is an electronic device including a fan and the fan control device.

本発明の第三態様は、電子機器に搭載されるファンの制御方法であって、前記電子機器内の温度に基づいて前記ファンの回転数を設定し、設定した回転数を周期的に変動させるファンの制御方法である。   A third aspect of the present invention is a method for controlling a fan mounted on an electronic device, wherein the number of rotations of the fan is set based on the temperature in the electronic device, and the set number of rotations is periodically changed. This is a fan control method.

図9に、離散周波数騒音(DTN)の一例を示す。図9において、横軸は周波数、縦軸は騒音レベルであり、破線は低回転数、太実線は中回転数、一点鎖線は高回転数の特性を示している。図9中、矢印で示すように、特定の周波数成分にDTNが出現しているのがわかる。回転数が上昇すると、DTNのピークが高くなるとともに、出現数が増加する。また、回転数が異なれば、DTNが現れる周波数も変化する。   FIG. 9 shows an example of discrete frequency noise (DTN). In FIG. 9, the horizontal axis represents the frequency, the vertical axis represents the noise level, the broken line represents the low rotational speed, the thick solid line represents the medium rotational speed, and the alternate long and short dash line represents the high rotational speed characteristic. As shown by the arrows in FIG. 9, it can be seen that DTN appears in a specific frequency component. As the rotational speed increases, the DTN peak increases and the number of appearances increases. Further, if the rotation speed is different, the frequency at which DTN appears also changes.

発明者らは、回転数が異なることによってDTNが現れる周波数成分が変化する点に着目した。すなわち、回転数を周期的に変動させることによって、図6(b)に示すように、DTNが発生する周波数成分を周期的に変動させることができる。これにより、図6(c)に示すように、DTNの帯域幅を広げることができ、DTNを周辺音に埋もれさせることが可能となる。この結果、高音のピーという耳障りな音を除去または低減することが可能となる。
本発明において、「周期的」とは、一定周期のみを意味するものではない。換言すれば、「周期的」とは、回転数の変動が繰り返し実現されればよく、このときの変動周期は必ずしも一定でなくてもよい。また、「周期的」には、断続的に繰り返される意味も含むものとする。
The inventors paid attention to the fact that the frequency component at which DTN appears varies with the number of rotations. That is, by periodically changing the rotation speed, the frequency component generated by DTN can be periodically changed as shown in FIG. Thereby, as shown in FIG.6 (c), the bandwidth of DTN can be expanded and it becomes possible to bury DTN in a surrounding sound. As a result, it is possible to remove or reduce the annoying sound of a high-pitched beep.
In the present invention, “periodic” does not mean only a certain period. In other words, “periodic” is only required to repeatedly realize fluctuations in the rotational speed, and the fluctuation period at this time is not necessarily constant. In addition, “periodic” includes a meaning that is repeated intermittently.

本発明によれば、離散周波数騒音(DTN)を低減することができるという効果を有する。   According to the present invention, there is an effect that discrete frequency noise (DTN) can be reduced.

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の筐体の内部を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the inside of the housing | casing of the information processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示した放熱ユニットの平面図である。It is a top view of the thermal radiation unit shown in FIG. 本発明の一実施形態に係るファンの制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fan control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るファンの制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus of the fan which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るファンの回転数制御の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the rotation speed control of the fan which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るファンの制御装置による効果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the effect by the control apparatus of the fan which concerns on one Embodiment of this invention. ファンの回転数を変動させなかった場合と、ファンの回転数を変動させた場合の騒音レベルの測定結果を比較して示した図である。It is the figure which compared and showed the measurement result of the noise level when not changing the rotation speed of a fan, and when changing the rotation speed of a fan. 図7において3500Hzから5000Hzの周波数帯域を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the frequency band of 3500 Hz to 5000 Hz in FIG. 離散周波数騒音(DTN)の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the discrete frequency noise (DTN).

以下に、本発明に係るファンの制御装置及び制御方法並びに電子機器の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、電子機器の一態様としてノートPC等の情報処理装置10を例に挙げて説明するが、本発明の適用例はこの態様に限定されない。   Hereinafter, an embodiment of a fan control device, a control method, and an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the information processing apparatus 10 such as a notebook PC will be described as an example of one aspect of the electronic device, but the application example of the present invention is not limited to this aspect.

図1は、情報処理装置10の筐体の内部を模式的に示した平面図である。情報処理装置10の筐体の内部には、CPU11、放熱ユニット12、および多数の電子部品などが実装されるマザーボード(図示せず)等が配置されている。図2は、放熱ユニット12の平面図である。図2に示すように、放熱ユニット12は、例えば、ファン13及びヒート・シンク14a、14bを備えている。ファン13は、例えば、遠心ファンであり、薄型のチャンバ内に、ファンモータ21(図3参照)の軸に取り付けられた複数のブレードを収納している。   FIG. 1 is a plan view schematically showing the inside of the housing of the information processing apparatus 10. Inside the housing of the information processing apparatus 10, a CPU 11, a heat radiating unit 12, a mother board (not shown) on which a large number of electronic components and the like are mounted are arranged. FIG. 2 is a plan view of the heat dissipation unit 12. As shown in FIG. 2, the heat dissipation unit 12 includes, for example, a fan 13 and heat sinks 14a and 14b. The fan 13 is a centrifugal fan, for example, and houses a plurality of blades attached to the shaft of the fan motor 21 (see FIG. 3) in a thin chamber.

ヒート・シンク14a、14bは、チャンバの側面に形成した開口に位置が整合するようにチャンバに直接取り付けられている。放熱ユニット12は、ファン13を回転させると、チャンバの上面と下面に形成した吸入口から取り込んだ周囲の空気をヒート・シンク14a、14bの複数のフィンの間を通過させて排出することで熱交換をする。
放熱ユニット12が排気する空気は、筐体の側面に形成した排気口から放出される。また、筐体には、周囲の空気を取り入れるための図示しない吸気口が形成されている。
The heat sinks 14a, 14b are directly attached to the chamber so that their positions are aligned with the openings formed in the side surfaces of the chamber. When the fan 13 rotates, the heat dissipating unit 12 passes the air between the plurality of fins of the heat sinks 14a and 14b and discharges the ambient air taken in from the suction ports formed on the upper and lower surfaces of the chamber. Exchange.
The air exhausted by the heat dissipation unit 12 is released from an exhaust port formed on the side surface of the housing. In addition, an air inlet (not shown) for taking in ambient air is formed in the housing.

CPU11はアプリケーション・プログラムを実行して全般的な処理を行うプロセッサである。CPU11はそれぞれ、下面に設けた受熱板15と熱的に結合している。受熱板15とヒート・シンク14a、14bは、2本のヒート・パイプ16a、16bで熱的に結合している。   The CPU 11 is a processor that executes an application program and performs general processing. Each of the CPUs 11 is thermally coupled to a heat receiving plate 15 provided on the lower surface. The heat receiving plate 15 and the heat sinks 14a and 14b are thermally coupled by the two heat pipes 16a and 16b.

筐体には、温度センサ50a〜50dが配置されている。温度センサ50a〜50dの位置および個数は一例であり、この例に限られない。各温度センサ50a〜50dの検出温度は、対応するデバイスの温度を監視したり、筐体の表面温度を所定値以内に維持したりするための放熱ユニット12の制御に使用される。   Temperature sensors 50a to 50d are arranged in the housing. The positions and the number of the temperature sensors 50a to 50d are an example, and the present invention is not limited to this example. The temperature detected by each of the temperature sensors 50a to 50d is used for controlling the heat dissipation unit 12 for monitoring the temperature of the corresponding device or maintaining the surface temperature of the housing within a predetermined value.

図3は、情報処理装置10におけるファンの制御装置の一例を示す概略構成図である。図3に示すように、ファンの制御装置は、モータ駆動部20と、エンベデッド・コントローラ(制御部)30とを備えている。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fan control device in the information processing apparatus 10. As shown in FIG. 3, the fan control device includes a motor drive unit 20 and an embedded controller (control unit) 30.

モータ駆動部20は、ファンモータ21に所望の電圧を供給するためのインバータ22及び制御部23を備えている。
ファンモータ21は、例えば、3相DCブラシレスモータなどのDCモータである。インバータ22は、例えば、6つのスイッチング素子(例えば、FET、IGBT等)がブリッジ接続された構成とされている。制御部23は、エンベデッド・コントローラ(以下「EC」という。)30から入力される制御信号、例えば、PWM制御信号に基づいてインバータ22が備える各スイッチング素子のオンオフを制御する。これにより、所望の電圧値に制御された電圧がファンモータ21に供給され、所望の回転数でファンモータ21を駆動することが可能となる。制御部23は、ファンID等の各種データを格納している他、ファンモータ21の回転数を検出し、検出した回転数をEC30に出力する。
The motor drive unit 20 includes an inverter 22 and a control unit 23 for supplying a desired voltage to the fan motor 21.
The fan motor 21 is a DC motor such as a three-phase DC brushless motor. The inverter 22 has a configuration in which, for example, six switching elements (eg, FET, IGBT, etc.) are bridge-connected. The control unit 23 controls on / off of each switching element included in the inverter 22 based on a control signal input from an embedded controller (hereinafter referred to as “EC”) 30, for example, a PWM control signal. As a result, a voltage controlled to a desired voltage value is supplied to the fan motor 21, and the fan motor 21 can be driven at a desired rotational speed. The control unit 23 stores various data such as a fan ID, detects the rotational speed of the fan motor 21, and outputs the detected rotational speed to the EC 30.

EC30は、例えば、CPU、ファームウェアを格納するROM、およびファームウェアを実行するためのRAMなどで構成されたマイクロコンピュータである。さらに、EC30は、複数のA/D入力端子、複数のD/A出力端子、タイマー、およびディジタル入出力端子等を備えている。EC30には、それらの入出力端子を介してモータ駆動部20、温度センサ50a〜50dが接続されており、情報処理装置10の内部の動作環境の管理に関するプログラムをCPU11とは独立して実行することができる。   The EC 30 is a microcomputer that includes, for example, a CPU, a ROM that stores firmware, and a RAM that executes the firmware. Further, the EC 30 includes a plurality of A / D input terminals, a plurality of D / A output terminals, a timer, a digital input / output terminal, and the like. The EC 30 is connected to the motor drive unit 20 and the temperature sensors 50 a to 50 d via their input / output terminals, and executes a program related to the management of the internal operating environment of the information processing apparatus 10 independently of the CPU 11. be able to.

図4は、上記EC30およびモータ駆動部20によって実現される機能を示した機能ブロック図である。図4に示すように、EC30は、記憶部31、電子機器内の温度に基づいてファンの回転数を設定する回転数設定部32、及び回転数設定部32によって設定された回転数を周期的に変動させる回転数変動部33を主な構成として備えている。これら各部の機能は、EC30が備えるCPUがROMに格納された回転制御プログラムを実行することにより主に実現される。   FIG. 4 is a functional block diagram showing functions realized by the EC 30 and the motor driving unit 20. As shown in FIG. 4, the EC 30 periodically stores the rotational speed set by the storage section 31, the rotational speed setting section 32 that sets the rotational speed of the fan based on the temperature in the electronic device, and the rotational speed setting section 32. The main component is provided with a rotation speed fluctuation portion 33 that fluctuates in the following manner. The functions of these units are mainly realized by the CPU included in the EC 30 executing a rotation control program stored in the ROM.

記憶部31には、温度と回転数とが対応付けられている温度−回転数情報、回転数の変動幅及び変動周波数等の各種情報が格納されている。なお、回転数の変動幅及び変動周波数の決め方については後述する。
回転数設定部32は、温度センサ50a〜50dによって検出された温度および記憶部31に格納されている温度−回転数情報を参照し、現在の温度状況に応じた回転数を設定し、設定した回転数を回転数変動部33に出力する。例えば、回転数設定部32は、温度センサ50a〜50dによって検出された温度の平均値を算出し、平均値に対応する回転数を温度−回転数情報から取得し、回転数を設定する。また、平均値に代えて、受信した検出温度の中で最も高い温度または最も低い温度、あるいは、各温度センサ50a〜50dの配置位置に応じた重み付け係数を予め設定しておき、これらの重み付け係数を用いた加重平均を用いて、回転数を設定することとしてもよい。また、より複雑に回転数制御を行う場合には、例えば、特開2014−42385号公報に開示されているように、サーマル・アクション・テーブル(TAT)を用意しておき、このテーブルに基づいて回転数を設定することとしてもよい。このように、本実施形態において、温度から回転数を設定する手法については、特段限定されず、公知の手法を適用することができる。
The storage unit 31 stores various information such as temperature-rotation number information in which the temperature and the rotation number are associated, a fluctuation range of the rotation number, and a fluctuation frequency. A method for determining the fluctuation range and fluctuation frequency of the rotational speed will be described later.
The rotational speed setting unit 32 refers to the temperature detected by the temperature sensors 50a to 50d and the temperature-rotational speed information stored in the storage unit 31, and sets and sets the rotational speed according to the current temperature state. The rotation speed is output to the rotation speed fluctuation unit 33. For example, the rotation speed setting unit 32 calculates the average value of the temperatures detected by the temperature sensors 50a to 50d, acquires the rotation speed corresponding to the average value from the temperature-rotation speed information, and sets the rotation speed. In addition, instead of the average value, weighting coefficients corresponding to the highest temperature or the lowest temperature of the received detection temperatures or the arrangement positions of the temperature sensors 50a to 50d are set in advance, and these weighting coefficients are set. The rotation speed may be set using a weighted average using. Further, in the case of more complex rotation speed control, for example, as disclosed in JP 2014-42385 A, a thermal action table (TAT) is prepared and based on this table. It is good also as setting rotation speed. Thus, in this embodiment, the method for setting the number of rotations from the temperature is not particularly limited, and a known method can be applied.

回転数変動部33は、回転数設定部32から入力された回転数を記憶部31に格納されている変動周波数及び変動幅で変動させた変動制御信号を生成し、変動制御信号をモータ駆動部20に出力する。例えば、回転数変動部33は、回転数設定部32から入力された回転数に対応するPWM信号を生成し、このPWM信号のデューティを記憶部31に格納されている変動周波数及び変動幅で変動させた変動PWM信号を生成し、この変動PWM信号をモータ駆動部20に出力する。   The rotation speed variation unit 33 generates a variation control signal in which the rotation number input from the rotation number setting unit 32 is varied with the variation frequency and variation range stored in the storage unit 31, and the variation control signal is generated by the motor drive unit. 20 is output. For example, the rotation speed variation section 33 generates a PWM signal corresponding to the rotation speed input from the rotation speed setting section 32, and the duty of this PWM signal varies with the variation frequency and variation width stored in the storage section 31. The generated fluctuation PWM signal is generated, and the fluctuation PWM signal is output to the motor drive unit 20.

次に、記憶部31に事前に格納されている変動周波数および変動幅の決定手法について説明する。
変動周波数は、例えば、人がその変動による影響を感知しない程度の周期に設定する必要がある。変動周波数が早くなるほど、人はその変動を知覚しづらくなる。したがって、変動周波数の下限値は、例えば、人の知覚能力から決まる。一方、変動周波数の上限値は、採用している回転数制御、例えば、PWM制御のキャリア周波数よりも大きい値は取り得ない。以上から、変動周波数については、人が変動を知覚できない周波数以上、かつ、PWM制御のキャリア周波数未満の範囲内で任意の値に設定される。例えば、変動周波数は、0.05Hz以上5Hz以下の範囲内で任意の値に設定され、一例として、0.5Hzが挙げられる。
Next, a method for determining the fluctuation frequency and fluctuation width stored in advance in the storage unit 31 will be described.
For example, the fluctuation frequency needs to be set to a period at which a person does not perceive the influence of the fluctuation. The faster the fluctuation frequency, the harder it is for humans to perceive the fluctuation. Therefore, the lower limit value of the fluctuation frequency is determined by, for example, human perception ability. On the other hand, the upper limit value of the fluctuation frequency cannot be a value larger than the carrier frequency of the employed rotational speed control, for example, PWM control. From the above, the fluctuation frequency is set to an arbitrary value within a range not less than a frequency at which a person cannot perceive fluctuation and less than a carrier frequency of PWM control. For example, the variation frequency is set to an arbitrary value within a range of 0.05 Hz to 5 Hz, and an example is 0.5 Hz.

変動幅は、大きければ大きいほど離散周波数騒音(DTN)を低減させる効果が大きいといえる。したがって、変動幅は大きい値に設定されることが好ましい。一方で、上記変動周波数で変動させられる回転数範囲は、ファンモータ21及びその周辺機器等の性能から有限である。したがって、変動幅については、ファンモータ21等の性能と、上記変動周波数とから決定するとよい。例えば、回転数の変化速度の上限が500rpm/secであるファンを採用している場合において、変動周波数を0.5Hzに設定した場合、変動幅は、最大で±250rpmに設定される。   It can be said that the greater the fluctuation range, the greater the effect of reducing discrete frequency noise (DTN). Therefore, the fluctuation range is preferably set to a large value. On the other hand, the rotation speed range that can be varied at the variation frequency is finite due to the performance of the fan motor 21 and its peripheral devices. Therefore, the fluctuation range may be determined from the performance of the fan motor 21 and the like and the fluctuation frequency. For example, when a fan whose upper limit of the change speed of the rotational speed is 500 rpm / sec is employed, when the fluctuation frequency is set to 0.5 Hz, the fluctuation width is set to ± 250 rpm at the maximum.

ここで、変動幅は、回転数として登録、すなわち、回転数変動幅としてされていてもよいし、デューティとして登録、すなわち、デューティ変動幅として登録されていてもよい。回転数変動幅が登録されていた場合には、回転数変動部33は、回転数設定部32からの回転数をこの回転数変動幅で変動させるための変動PWM信号を生成する。
また、デューティ変動幅として登録されている場合には、回転数設定部32からの回転数に対応するPWM信号を生成し、このPWM信号をデューティ変動幅で変動させた変動PWM信号を生成する。
Here, the fluctuation range may be registered as the rotation speed, that is, the rotation speed fluctuation width, or may be registered as the duty, that is, registered as the duty fluctuation width. When the rotation speed fluctuation range is registered, the rotation speed fluctuation section 33 generates a fluctuation PWM signal for changing the rotation speed from the rotation speed setting section 32 by the rotation speed fluctuation width.
If the duty fluctuation width is registered, a PWM signal corresponding to the rotation speed from the rotation speed setting unit 32 is generated, and a fluctuation PWM signal is generated by changing the PWM signal with the duty fluctuation width.

次に、本実施形態に係るファンの回転数制御の手順について図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係るファンの回転数制御の手順を示したフローチャートである。ファンの制御装置は、以下に示す処理を所定のサンプリング周期で繰り返し実行する。   Next, the procedure for controlling the rotational speed of the fan according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for controlling the rotational speed of the fan according to the present embodiment. The fan control device repeatedly executes the following processing at a predetermined sampling period.

まず、起動時において、EC30はモータ駆動部20からファンIDを取得する(ステップSA1)。続いて、温度センサ50a〜50dによって温度が計測され、温度情報がEC30に入力される(ステップSA2)。回転数設定部32は、入力された温度と記憶部31の温度−回転数情報とを用いて、回転数を設定する(ステップSA3)。これにより、情報処置装置10内の温度環境に応じた回転数が決定される。   First, at startup, the EC 30 acquires a fan ID from the motor drive unit 20 (step SA1). Subsequently, the temperature is measured by the temperature sensors 50a to 50d, and temperature information is input to the EC 30 (step SA2). The rotational speed setting unit 32 sets the rotational speed using the input temperature and the temperature-rotational speed information in the storage unit 31 (step SA3). Thereby, the rotation speed according to the temperature environment in the information processing apparatus 10 is determined.

続いて、回転数変動部33は、記憶部31に格納されている変動周波数及び変動幅、並びにモータ駆動部20からフィードバックされるファンモータ21の回転数を用いて、ファンモータ21の回転数を所定の変動周波数および変動幅で変動させるための変動PWM信号を生成する(ステップSA4)。これにより、変動PWM信号は、デューティが周期的に変動するPWM信号となる。回転数変動部33は、生成した変動PWM信号をモータ駆動部20に出力する(ステップSA5)。   Subsequently, the rotation speed fluctuation unit 33 uses the fluctuation frequency and fluctuation width stored in the storage unit 31 and the rotation speed of the fan motor 21 fed back from the motor drive unit 20 to determine the rotation speed of the fan motor 21. A fluctuation PWM signal for fluctuating at a predetermined fluctuation frequency and fluctuation width is generated (step SA4). Thereby, the fluctuation PWM signal becomes a PWM signal whose duty fluctuates periodically. The rotation speed variation unit 33 outputs the generated variation PWM signal to the motor drive unit 20 (step SA5).

モータ駆動部20は、EC30からの変動PWM信号に基づいて、インバータ22を駆動する。具体的には、インバータ22が備える各スイッチング素子のオンオフを変動PWM信号のデューティに基づいて制御する(ステップSA6)。これにより、ファンモータ21に供給される電圧が周期的に変動し、ファン13の回転数が周期的に変動することとなる。   The motor drive unit 20 drives the inverter 22 based on the fluctuation PWM signal from the EC 30. Specifically, on / off of each switching element provided in the inverter 22 is controlled based on the duty of the variable PWM signal (step SA6). As a result, the voltage supplied to the fan motor 21 fluctuates periodically, and the rotational speed of the fan 13 fluctuates periodically.

以上説明したように、本実施形態に係るファンの制御装置及び制御方法並びに電子機器によれば、温度センサ50a〜50dによって検出された温度に基づいて回転数を設定し、この回転数を変動させるような変動PWM信号を生成し、この変動PWM信号に基づいてモータ駆動部20を駆動する。これにより、ファンモータ21の回転数を周期的に変動させることが可能となる。例えば、ファンモータ21の回転数を、温度センサ50a〜50dによって検出された温度に対応する回転数を中心として、所定の変動幅で変動させることが可能となる。また、このときの変動周期は、記憶部31に格納されている変動周波数とされる。   As described above, according to the fan control device, the control method, and the electronic apparatus according to the present embodiment, the rotational speed is set based on the temperatures detected by the temperature sensors 50a to 50d, and the rotational speed is varied. Such a fluctuation PWM signal is generated, and the motor drive unit 20 is driven based on the fluctuation PWM signal. Thereby, it becomes possible to change the rotation speed of the fan motor 21 periodically. For example, the rotational speed of the fan motor 21 can be varied with a predetermined fluctuation range around the rotational speed corresponding to the temperature detected by the temperature sensors 50a to 50d. Further, the fluctuation cycle at this time is a fluctuation frequency stored in the storage unit 31.

このように、ファンの回転数を周期的に変動させることにより、従来は、図6(a)に示すように、特定の周波数成分に出現していたDTNを、図6(b)に示すように、DTNが発生する周波数成分を周期的に変動させることが可能となる。これにより、図6(c)に示すように、DTNの帯域幅を広げることができ、DTNを周辺音に埋もれさせることが可能となる。この結果、高音のピーという耳障りな音を除去または低減することが可能となる。   In this way, by periodically changing the rotation speed of the fan, as shown in FIG. 6A, DTN that has conventionally appeared in a specific frequency component is shown in FIG. 6B. In addition, it is possible to periodically vary the frequency component generated by DTN. Thereby, as shown in FIG.6 (c), the bandwidth of DTN can be expanded and it becomes possible to bury DTN in a surrounding sound. As a result, it is possible to remove or reduce the annoying sound of a high-pitched beep.

図7は、ファンの回転数を変動させなかった場合と、ファンの回転数を変動させた場合の騒音レベルの測定結果を比較して示した図、図8は、図7において3500Hzから5000Hzの周波数帯域を拡大して示した図である。図7、8において、横軸は周波数、縦軸は騒音レベルである。図7、8において、破線は、デューティ75%でファンモータ21を駆動させた場合における騒音レベルの測定結果、実線は、デューティ75%を中心として、デューティを変動周期0.5Hz、デューティ変動幅15%で変動させた場合における騒音レベルの測定結果を示している。図7、8に示されるように、回転数を変動させることによってDTNがほぼ除去されているのがわかる。   FIG. 7 is a diagram comparing the measurement results of the noise level when the fan speed is not changed and when the fan speed is changed, and FIG. 8 is a graph of 3500 Hz to 5000 Hz in FIG. It is the figure which expanded and showed the frequency band. 7 and 8, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents noise level. 7 and 8, the broken line indicates the measurement result of the noise level when the fan motor 21 is driven with a duty of 75%, and the solid line indicates the duty with a fluctuation period of 0.5 Hz and a duty fluctuation width of 15 with a duty of 75%. The measurement result of the noise level when fluctuating by% is shown. As shown in FIGS. 7 and 8, it can be seen that DTN is substantially removed by changing the rotational speed.

以上、本発明について、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using the said embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which the changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

例えば、図9に示すように、回転数が低い場合には、DTNがそれほど発生しない。したがって、例えば、DTNが発生し始める回転数を予め閾値として登録しておき、回転数設定部32によって設定された回転数が閾値以上である場合に、回転数変動部33による回転数の変動を実施することとしてもよい。   For example, as shown in FIG. 9, when the rotation speed is low, DTN does not occur so much. Therefore, for example, when the rotation speed at which DTN starts to occur is registered in advance as a threshold value, and the rotation speed set by the rotation speed setting unit 32 is equal to or greater than the threshold value, the rotation speed fluctuation by the rotation speed fluctuation unit 33 is changed. It may be carried out.

また、上記実施形態では、記憶部31に一つのファン13に対応する変動幅及び変動周波数を登録しておく態様について述べたが、例えば、複数種類のファン13に適用するために以下のような構成としてもよい。例えば、ファンIDあるいはファンの種別毎に変動幅及び変動周波数を登録しておき、起動時においてモータ駆動部20から取得するファンID等に基づいて該当する変動幅及び変動周波数を抽出し、抽出した変動幅及び変動周波数を用いてファンの回転数を変動させることとしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the aspect which registers the fluctuation range and fluctuation frequency corresponding to one fan 13 in the memory | storage part 31 was described, for example, in order to apply to multiple types of fans 13, the following It is good also as a structure. For example, the fluctuation range and the fluctuation frequency are registered for each fan ID or fan type, and the corresponding fluctuation range and fluctuation frequency are extracted and extracted based on the fan ID acquired from the motor drive unit 20 at the time of startup. It is good also as changing the rotation speed of a fan using a fluctuation range and a fluctuation frequency.

更に、変動幅及び変動周波数は、回転数に応じて設定されていてもよい。例えば、記憶部31には、ファンID毎かつ回転数毎に、変動幅及び変動周波数が格納されており、回転数変動部33が、対応するファンIDに対応付けられており、かつ、回転数設定部32によって設定された回転数に対応する変動幅及び変動周波数を記憶部31から読み出して、読み出した変動幅及び変動周波数を用いてPWM信号のデューティを変動させることとしてもよい。   Furthermore, the fluctuation range and the fluctuation frequency may be set according to the rotation speed. For example, the storage unit 31 stores a fluctuation range and a fluctuation frequency for each fan ID and each rotation speed, the rotation speed fluctuation unit 33 is associated with the corresponding fan ID, and the rotation speed. The fluctuation range and fluctuation frequency corresponding to the rotation speed set by the setting unit 32 may be read from the storage unit 31 and the duty of the PWM signal may be changed using the read fluctuation width and fluctuation frequency.

10 情報処理装置(電子機器)
12 放熱ユニット
13 ファン
20 モータ駆動部
21 ファンモータ
30 エンベデッド・コントローラ(制御部)
31 記憶部
32 回転数設定部
33 回転数変動部
50a〜50d 温度センサ
10 Information processing equipment (electronic equipment)
12 Heat Dissipation Unit 13 Fan 20 Motor Drive Unit 21 Fan Motor 30 Embedded Controller (Control Unit)
31 Storage Unit 32 Rotational Speed Setting Unit 33 Rotational Speed Variation Units 50a to 50d Temperature Sensor

Claims (7)

電子機器に搭載されるファンの制御装置であって、
前記電子機器内の温度に基づいて前記ファンの回転数を設定する回転数設定部と、
前記回転数設定部によって設定された回転数を周期的に変動させる回転数変動部と
を具備するファンの制御装置。
A control device for a fan mounted on an electronic device,
A rotational speed setting unit that sets the rotational speed of the fan based on the temperature in the electronic device;
A fan control device comprising: a rotation speed variation section that periodically varies the rotation speed set by the rotation speed setting section.
前記回転数変動部は、前記回転数設定部によって設定された回転数を予め設定された変動幅および予め設定された変動周波数で変動させる請求項1に記載のファンの制御装置。   2. The fan control device according to claim 1, wherein the rotation speed changing section changes the rotation speed set by the rotation speed setting section with a preset fluctuation range and a preset fluctuation frequency. 前記変動周波数は、0.05Hz以上、かつ、前記ファンの回転数制御の制御周波数未満の範囲内で設定されている請求項2に記載のファンの制御装置。   The fan control device according to claim 2, wherein the fluctuation frequency is set within a range of 0.05 Hz or more and less than a control frequency of the fan rotation speed control. 前記回転数変動部は、前記回転数設定部によって設定された回転数が予め設定されている閾値以上である場合に、前記回転数設定部によって設定された前記回転数を周期的に変動させる請求項1から請求項3のいずれかに記載のファンの制御装置。   The rotation speed variation section periodically varies the rotation speed set by the rotation speed setting section when the rotation speed set by the rotation speed setting section is greater than or equal to a preset threshold value. The fan control device according to any one of claims 1 to 3. ファンモータを駆動するモータ駆動部を備え、
前記モータ駆動部は、スイッチング素子を備えるインバータを有し、
前記回転数変動部は、前記回転数設定部によって設定された回転数に応じたデューティを周期的に変動させた変動PWM信号を生成し、
前記モータ駆動部は、前記回転数変動部から出力される変動PWM信号に基づいて前記インバータを駆動する請求項1から請求項4のいずれかに記載のファンの制御装置。
A motor drive unit for driving the fan motor;
The motor driving unit includes an inverter including a switching element,
The rotation speed fluctuation unit generates a fluctuation PWM signal in which the duty according to the rotation speed set by the rotation speed setting unit is periodically fluctuated,
5. The fan control device according to claim 1, wherein the motor driving unit drives the inverter based on a fluctuation PWM signal output from the rotation speed fluctuation unit.
ファンと、
請求項1から請求項5のいずれかに記載のファンの制御装置と、
を備える電子機器。
With fans,
The fan control device according to any one of claims 1 to 5,
Electronic equipment comprising.
電子機器に搭載されるファンの制御方法であって、
前記電子機器内の温度に基づいて前記ファンの回転数を設定し、
設定した回転数を周期的に変動させるファンの制御方法。
A method for controlling a fan mounted on an electronic device,
Set the rotation speed of the fan based on the temperature in the electronic device,
A fan control method that periodically changes the set rotation speed.
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