電壓控制轉速的直流無刷風扇驅動芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電壓控制轉速的直流無刷風扇驅動芯片。
【背景技術】
[0002]直流無刷風扇在應用中，客戶希望在較低工作電壓下風扇的噪音較低，因此需要驅動芯片能實現較低工作電壓下，轉速更低，以此降低風扇的噪音。
[0003]臺灣茂達的專利技術，在較低工作電壓的情況下，使驅動芯片的輸出電壓飽和壓降提高，從而降低流過線圈的電流，以此來降低轉速。
[0004]Icoil =(VIN-Vdsat)/Rcoil
其中，VIN為芯片工作電壓，Vdsat為芯片輸出飽和壓降，Rcoil為風扇線圈電阻。
[0005]這個方法雖然能調整風機轉速，但是增大了芯片的功耗，會降低風扇的整機效率和芯片的可靠性。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種電壓控制轉速的直流無刷風扇驅動芯片，可以在無需降低風機效率的前提下，實現較低工作電壓下的轉速調整，降低噪音。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種電壓控制轉速的直流無刷風扇驅動芯片，包括H橋輸出電路，以及H橋控制電路。其中，H橋輸出電路和H橋控制電路之間設有風機轉速調整模塊；風機轉速調整模塊包括設置在H橋輸出電路和H橋控制電路之間的邏輯控制電路，以及分別與邏輯控制電路的輸入端連接的第一閾值電壓檢測電路，第二閾值電壓檢測電路和方波信號產生電路。
[0008]進一步地，第一閾值檢測電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、齊納二極管D、第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第三晶體管T3和第四晶體T4管；第一電阻Rl的一端與外部輸入電壓VIN連接，另一端連接至齊納二極管D的陰極；齊納二極管D的陽極分別與第一晶體管Tl的漏極和柵極、第二晶體管T2的漏極連接；第一晶體管Tl的源極分別與第二晶體管T2的源極、第三晶體管T3的漏極和柵極連接；第三晶體管T3的柵極與第四晶體T4管的柵極連接；第四晶體T4管的漏極通過第二電阻R2連接至內部工作電壓VDD ;第三晶體管T3的源極和第四晶體T4管的源極均接地。
[0009]進一步地，第二閾值檢測電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五晶體管T5、第六晶體管T6、第七晶體管T7、第八晶體管T8、第九晶體管T9和第十晶體管TlO ;第三電阻R3的一端與內部工作電壓VDD連接，另一端分別與所屬第五晶體管T5的漏極和柵極、第九晶體管T9的源極連接；第五晶體管T5的源極分別與第九晶體管T9的漏極、第六晶體管T6的漏極和柵極連接；第六晶體管T6的源極分別與第七晶體管T7的漏極和柵極連接；第七晶體管T7的分別與第八晶體管T8的漏極和柵極連接；第八晶體管T8的柵極與第十晶體管TlO的柵極連接；第十晶體管TlO的漏極通過第四電阻R4連接至內部工作電壓VDD ;第八晶體管T8的源極和第十晶體管TlO的源極均接地。
[0010]進一步地，邏輯控制電路包括第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第五反相器INV5、第六反相器INV6、第七反相器INV7、第一或非門NORl、第二或非門N0R2、第一與非門NANDl和第二與非門NAND2 ;第一反相器INVl的輸出端與第四晶體T4管的漏極連接，輸出端連接至第一或非門NORl的輸入端；第二反相器INV2和第三反相器INV3串聯連接，且第二反相器INV2的輸入端與第十晶體管TlO的漏極連接，第三反相器INV3的輸出端連接至第一或非門NORl的輸入端；第一或非門NORl的輸出端與第四反相器INV4的輸入端連接；第四反相器INV4的輸出端連接至第二或非門N0R2的輸入端；第二或非門N0R2的輸出端連接至第五反相器INV5的輸入端；第五反相器INV5的輸出端分別與第一與非門NANDl和第二與非門NAND2的輸入端連接；第一與非門NANDl和第二與非門NAND2的輸出端分別通過一反相器連接至H橋輸出電路出橋控制電路分別與第一與非門NANDl和第二與非門NAND2的輸入端連接。
[0011]進一步地，方波信號產生電路包括振蕩器，與振蕩器的輸出端連接的分頻器，分頻器的輸出端分別與第四反相器INV4的輸入端和第二或非門N0R2的輸入端連接。
[0012]進一步地，第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第三晶體管T3、第四晶體T4管、第五晶體管T5、第六晶體管T6、第七晶體管T7、第八晶體管T8和第十晶體管TlO均為NOMS管。
[0013]進一步地，第九晶體管T9為PMOS管。
[0014]進一步地，所述分頻器的輸出頻率大于30KHZ。
[0015]進一步地，外部輸入電壓介于閾值Vthl與閾值Vth2之間時，本驅動芯片的電壓輸出端交替輸出方波信號和低電平。
[0016]進一步地，外部輸入電壓小于閾值Vthl或大于閾值Vth2時，本驅動芯片的電壓輸出信號等于現有驅動芯片的輸出信號。
[0017]本發明的有益效果為:本發明通過在現有風扇驅動電路的H橋輸出電路和H橋控制電路之間增加第一閾值檢測電路、第二閾值檢測電路和邏輯控制電路調整風機轉速。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明最佳實施例的結構示意圖；
圖2為低電壓下現有風扇電壓輸出波形示意圖；
圖3為本發明在工作電壓介于閾值Vthl與Vth2時的電壓輸出波形示意圖；
圖4為本發明與現有風扇的轉速隨電壓變化的對比示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便于本技術領域的技術人員理解本發明，但應該清楚，本發明不限于【具體實施方式】的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發明的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本發明構思的發明創造均在保護之列。
[0020]如圖1所示的電壓控制轉速的直流無刷風扇驅動芯片，包括H橋輸出電路，以及H橋控制電路。其中，H橋輸出電路和H橋控制電路之間設有風機轉速調整模塊；風機轉速調整模塊包括設置在H橋輸出電路和H橋控制電路之間的邏輯控制電路，以及分別與邏輯控制電路的輸入端連接的第一閾值電壓檢測電路，第二閾值電壓檢測電路和方波信號產生電路。
[0021]下面分別對各個電路模塊進行詳細描述:
根據本申請的一個實施例，第一閾值檢測電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、齊納二極管D(齊納齊納二極管)、第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第三晶體管T3和第四晶體T4管；第一電阻Rl的一端與外部輸入電壓VIN連接，另一端連接至齊納二極管D的陰極；齊納二極管D的陽極分別與第一晶體管Tl的漏極和柵極、第二晶體管T2的漏極連接；第一晶體管Tl的源極分別與第二晶體管T2的源極、第三晶體管T3的漏極和柵極連接；第三晶體管T3的柵極與第四晶體T4管的柵極連接；第四晶體T4管的漏極通過第二電阻R2連接至內部工作電壓VDD ;第三晶體管T3的源極和第四晶體T4管的源極均接地。
[0022]根據本申請的一個實施例，第二閾值檢測電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五晶體管T5、第六晶體管T6、第七晶體管T7、第八晶體管T8、第九晶體管T9和第十晶體管TlO ;第三電阻R3的一端與內部工作電壓VDD連接，另一端分別與所屬第五晶體管T5的漏極和柵極、第九晶體管T9的源極連接；第五晶體管T5的源極分別與第九晶體管T9的漏極、第六晶體管T6的漏極和柵極連接；第六晶體管T6的源極分別與第七晶體管T7的漏極和柵極連接；第七晶體管T7的分別與第八晶體管T8的漏極和柵極連接；第八晶體管T8的柵極與第十晶體管TlO的柵極連接；第十晶體管TlO的漏極通過第四電阻R4連接至內部工作電壓VDD ;第八晶體管T8的源極和第十晶體管TlO的源極均接地。
[0023]根據本申請的一個實施例，邏輯控制電路包括第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第五反相器INV5、第六反相器INV6、第七反相器INV7、第一或非門NOR1、第二或非門NOR2、第一與非門NANDl和第二與非門NAND2 ;第一反相器INVl的輸出端與第四晶體T4管的漏極連接，輸出端連接至第一或非門NORl的輸入端；第二反相器INV2和第三反相器INV3串聯連接，且第二反相器INV2的輸入端與第十晶體管TlO的漏極連接，第三反相器INV3的輸出端連接至第一或非門NORl的輸入端；第一或非門NORl的輸出端與第四反相器INV4的輸入端連接；第四反相器INV4的輸出端連接至第二或非門N0R2的輸入端；第二或非門N0R2的輸出端連接至第五