Last Update : 2008/03/28


温度ファン（SmartFAN）の製作

安いATX電源（ケースにおまけも含めて）は、結構FANの音がやかましいです。
かと言って、単純に静音FANに交換するだけでは、風量が足りずに電源がオーバーヒートする可能性があります。
そこで、温度センサー付きFANコントローラを作ってみました。当初PICを使おうかと思ったのですが、12V->5V変換が必要だし、 コストもかかる（少々だが・・）と、言うことで、今回は低コスト＆シンプル（Tr×2、R×3、D×2）に製作してみました。


図１a．回路図（低ゲイン）
なけなしの知恵を絞った結果、Q2による電圧増幅＋Q1によるエミッタフォロア構成になりました。
温度検出はD1（S1YB20、秋月で10個100円）による順方向電圧降下の温度依存性を利用しています。（普通のシリコンダイオード×2直でも可）。
Q2はDCバイアスの関係上、R3による電流帰還をかけてあるので、電圧ゲインは≒R2/R3＝23.5程度なので、D1の温度ドリフトを2ｍV/℃とすると、0->100℃で4.7V変化することになります（理論上）。 つまりP点の電圧を室温（25℃）で約6Vに設定しておくと、125℃で10.7Vになるはずです。（でも125℃だと他の素子が御亡くなりになりますが・・）
もう少しゲインをあげるなら、R3を10Ωとし、R2をもう少し小さくしても可です。（但しP点の電位が変わるので、この辺はカットアンドトライです）

図１b．回路図（高ゲイン）
温度ゲインをもう少し上げようと思って、R2の代わりにD2（定電流ダイオード）E-822（8.2mA）にしてみましたが、Q2自体が定電流源になるので、P点のDCバランスが非常に不安定になります。
その為、R3の調整が非常にシビアになって、うまくP点を6V付近に持っていくことが難しいです。
それにCRD（定電流ダイオード）自体が高価！

図１c．回路図（高ゲイン）
結局、エミッタ側に定電圧源（ショットキーバリア、D2）を持ってきて、R3自体を小さくすることにしました。
かなり温度ゲインを稼ぐことが出来ますので、図１aで電源のヒートシンクが高熱になるのに、FANがフルスピードにならない場合はこっちの回路の方がいいかもしれません。
但し、電源電圧の変動に対しては、図１aが一番安定していますが図１cはかなり悪くなります。（図１bは問題外に悪い・・）


図２．貴重なBLランクの2SC1815
ゲインを稼ぐため、Q2にはなるべくhFEの大きなトランジスタを使うことにします。
たまたま手元に2SC1815のBLランクがあったので、（20年くらい前にオーディオアンプ用に買ったものだと思う）これを使うことにしました。
GRランク（hFE=200～400）でもいいのですが、一応BLランクはhFE=350～700くらいあります。

とりあえず、図１aの回路で試作して実験しました。

図３．室温(約20℃)でのFANセンサーの周波数 図４．ブリッジ素子に半田ごてを近づけると・・
素子には触れない程度		 図５．FANセンサーの周波数が上がりました

センサー付きFANは1回転に2パルス出すので、上記の場合だと室温で720rpm、高温（何℃か判らないが）で1750rpmになります。
テストに使用したFANは山洋電気製のPetit Ace 25（デジットで＠300）です。（Mランクだから2350rpmかな？）

図６．センサー（左側）とコントローラ本体（右側） 図７．電源のFAN配線途中に付けてみた 図８．とりあえず本体を自己融着テープで巻いて完成

使用感はまぁまぁです。
この電源、ノーブランドでも結構いい成績出していたので（ActivePFC電源のススメ参照）、負荷をかけてもそれほど発熱しないのでFANは静かなままです。
心持ち風量が若干増える程度かな・・って感じです。
聴覚（FANの音）的に体感したいなら、図１cの回路の方がいいかもしれません。

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