專利名稱：用于直流無刷風扇中的單相驅動控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于直流無刷風扇中的單相驅動控制電路，其包括霍爾感應電路、雙相驅動控制專用IC、相位控制電路、H型全橋式驅動電if各。
技術背景目前，直流無刷風扇作為電子設備的散熱工具，其使用相當普遍。 而現有直流無刷散熱風扇技術中，為提高風扇驅動效率，多采用H型全橋式 單相驅動電路。在該驅動電路中，由四個開關管組成橋臂，并要求驅動線圈兩端 的橋臂呈對角為一組進行互補控制。在理論上要求兩組橋臂的控制信號完全互 補，保證各個開關管動作之間的協同性和同步性。但是，由于開關管都存在導通 延遲和關閉延遲時間，必然導致上下橋臂直通短路即"橋臂直通"故障，所以， 實際上必須相差一個足夠的切換時間，即必須滿足一組已打開開關管未完全關閉 時，另一組的開關管不能打開。上述問題在一些專用的單相控制IC內部已有控制，如LB 11961 、 BD6709, 并且都自帶H型全橋式驅動電路，但其功率往往較小，如應用于大功率直流無刷 風扇時，也還需要另設置一大功率H型全橋式驅動電路來實現正常工作，進而加 重成本制造。考慮其設計時應達到低成本及高性能的目的，現有的單相驅動控制 電路也會采用雙相驅動控制專用IC來設計，方法為在雙相驅動控制專用IC其雙 相半波預驅動信號輸出端增加一相位控制電路，經其相位控制電路控制相位后， 將輸出的雙相半波預驅動信號轉換成單相驅動控制電路中H型全橋式驅動電路所需要的(兩組)四路單相全波預驅動信號，從而實現H型全橋式驅動電路正常 控制單相線圏進行電磁轉換，使其無刷散熱風扇運轉。但是現有雙相驅動控制專用IC的輸出雙相半波預驅動信號在設計時只滿足了雙相驅動電路的要求，其兩信號完全互補、同步，即在兩信號切換過程中，一信號還未完全關閉，另一信號已打開，存在一個重疊打開時間；如此導致控制H 型全橋式驅動電路時，上下橋臂直通短路，造成"橋臂直通，，故障。并且在采用了 相位控制電路后，在對雙相半波預驅動信號作相位控制時，元件的電氣性能差異， 會使輸出的(兩組)四路單相全波預驅動信號相位偏移錯位，可能會增長重疊打 開時間，進而使上下橋臂直通時間加長，橋臂直通時，電流迅速增大，以至造成 該驅動電路損壞，進而該散熱風扇停止運轉。實用新型內容鑒于現有技術的以上不足，本實用新型設計的目的是提供一種用于直流無刷風扇中的單相驅動控制電路，該單相驅動控制電路采 用雙相驅動控制專用IC，通過對所述雙相驅動控制專用IC輸出的雙相半波預驅 動信號進行控制，使兩輸出腳的信號在進入驅動電路后，保證各個開關管動作之 間實現協同和同步，以及實現(兩組)四路單相全波預驅動信號切換作業井然有 序，進而避免驅動電路橋臂直通短路，使其雙相驅動控制專用IC能穩定的應用 于單相驅動控制電路中。為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案設計一種用于直流無刷風扇中的單相驅動控制電路，除了包括用于輸出霍爾感應信號至雙相驅動控制專用IC的霍爾感應電路、用于輸出雙相半波預驅動信 號的雙相驅動控制專用IC、用于將雙相半波預驅動信號轉換成H型全橋式驅動 電路所需的四路單相全波預驅動信號的兩組相位控制電路、用于驅動直流無刷風扇的單相線圏的H型全橋式驅動電路等，直流無刷風扇單相驅動控制電路采用雙 相驅動控制專用IC普遍具有的電路結構以外它還包括兩組防直通反饋電路，所述兩組防直通反饋電路分別包括開關管， 開關管分別形成兩組防直通反饋電路的輸出端和輸入端；所述兩組防直通反々貴電 路的輸出端分別連有電容至地；所迷兩組防直通反饋電路的輸入端分別串聯有一 電阻后，與兩組相位控制電路的輸出端和H型全橋式驅動電路相連；所述兩組防直通反饋電路所設的開關管的閥值比H型全橋式驅動電路所設 的開關管的閥值低。所述兩組防直通反饋電路的輸出端，分別與兩組相位控制電3各的輸入端相 連；所述兩組防直通反饋電路的輸入端，分別與兩組相位控制電路的輸出端和H 型全橋式驅動電路相連；所述兩組防直通反饋電路分別與兩組相位控制電路形成一交叉型并聯電路， 從而^f吏兩組單相全波預驅動信號之間在同一時間內不能同時打開，防止兩組單相全波預驅動信號在同一時間段導通的問題。作為本實用新型的一種優選方案，上述兩組防直通反饋電路其結構與參數相同。作為本實用新型的另一種優選方案，上述兩組防直通反饋電路所設的開關管 可采用NPN三極管或者N-MOS管。本實用新型的有益效果是由于當直流無刷風扇單相驅動控制電路中其中 一組單相全波預驅動信號呈 打開狀時，相位控制電路輸出端的單相全波預驅動信號經所連接防直通反々貴電路 反饋一信號至雙相驅動控制專用IC雙相半波預驅動信號的另一輸出端，使該輸 出端的信號完全保持在與之互補狀態；相反，在另一組單相全波預驅動信號呈打 開狀時，與其相位控制電路輸出端連接的防直通反饋電路反饋一信號使相對應的另一輸出端的信號保持在與之互補狀態，即后續單相全波預驅動信號中一組還未 完全關閉時，另一組無法打開。進而達到各開關管動作協同和同步目的，避開開 關管橋臂直通的可能，保障了雙相驅動控制專用IC能穩定的應用于單相驅動控 制電路中，使得單相驅動控制電路的直流無刷風扇運轉可靠。 另外，本實用新型結構簡單、體積小、成本低，易于推廣。
以下結合附圖，對本實用新型的實施方式作進一步詳細的說明。圖1是本實用新型直流無刷風扇單向驅動控制電路的優選實施方式的電路方框圖。圖2是圖1所示直流無刷風扇單向驅動控制電路的優選實施方式的電路原理圖。圖中標號如下1電壓轉換電路 2霍爾感應電-各'3雙相驅動控制專用IC 41防直通反饋電路第一支路42防直通反饋電路第二支路51相位控制電路第一支路52相位控制電路第二支路6H型全橋式驅動電路7 RD/FG電路8光耦開關9保護電路具體實施方式
圖1是本實用新型用于直流無刷風扇中的單向驅動控制電路的優選實施方式 的電路方框圖。該單向驅動控制電路由霍爾感應電路2，雙相驅動控制專用IC3，兩組相位 控制電路51、 52, H型全橋式驅動電路6，以及兩組防直通反饋電路41、 42構 成，兩組防直通反饋電路41、 42分別與兩組相位控制電路52、 51形成一交叉型 并聯電路。兩組防直通反饋電路41、 42的輸出端，分別與兩組相位控制電路52、 51 的輸入端相連；而兩組防直通反饋電^各41、 42的輸入端，分別與兩組相位控制 電路51、 52的輸出端和H型全橋式驅動電路6相連。霍爾感應電路2輸出一霍爾感應信號至雙相驅動控制專用IC3并控制雙相驅 動控制專用IC 3的0UT1 、 OUT2腳分別輸出一組雙相半波預驅動信號，當雙相 驅動控制專用IC3其中的OUT2腳的預驅動信號呈打開狀時，相位控制電路51 輸出端經所連接防直通反饋電路41反饋一信號至雙相驅動控制專用IC 3雙相 半波預驅動信號的另一輸出端OUT1腳，使該輸出端的信號完全保持在與之互補 狀態，即在OUT2腳信號還未關閉時，OUT1腳的信號不可打開；相反，當雙相驅動控制專用IC 3的0UT1腳的預驅動信號呈打開狀時，其相位控制電路52輸 出端連接的防直通反饋電路42反饋一信號使相對應的另 一輸出端雙相驅動控制 專用IC 3的OUT2腳的信號保持在與之互補狀態，即在OUT1腳的信號還未關 閉時，OUT2腳的信號不可打開，使其后續電路達到協同和同步。圖2是本實用新型用于直流無刷風扇中的單向驅動控制電路的優選實施方式 的電^各原理圖。本實施例采用雙相驅動控制專用IC BA6406F為例。兩組防直通反饋電路41 、 42電路其結構與參數相同，分別包括NPN型三極 管Q5、 Q4,三極管Q5、 Q4的集電極、基極分別形成兩組防直通反^"電^各41 、 42的llr出端和輸入端；兩組防直通反饋電路41、 42的輸入端即三極管Q5、 Q4的基極，分別串聯 有一電阻R19、 R18后，與相位控制電路51、 52的輸出端即三極管Q3、 Q6的發 射極，以及和H型全橋式驅動電路6的U5、 U4相連；其防直通反饋電路41、 42的輸出端即三極管Q5、 Q4的集電極，分別與兩組相位控制電路52、 51的輸 入端即三極管Q6、 Q3的基極相連；兩組防直通反饋電路41、 42分別與兩組相 位控制電路52、 51形成一交叉型并聯電路；在兩組防直通反饋電路41、 42的輸 出端即三極管Q5、 Q4的集電極，分別并聯有電容C6、 C5至地；且兩組防直通 反饋電路41、 42所設的三極管Q5、 Q4電氣開關閥值比H型全橋式驅動電路6 所設的開關管電氣開關閥值低。本實施方式中電路具體連接方式為霍爾感應電路2的霍爾感應元件U2與 BA6406F IC 3的IN+、 IN-腳連接，在電路工作時霍爾感應元件U2輸出 一霍爾感應信號至BA6406F IC 3;霍爾感應信號對其BA6406F IC 3進行控制后，由其與 OUT2、 OUT1腳所分別連接的相位控制電路第一支路51的R15及相位控制電路 第二支路52的R12輸出一組雙相半波預驅動信號至相位控制電路第一支路51的 三極管Q3、相位控制電路第二支路52的三極管Q6的基極；其Q3、 Q6的集電 極與發射極分別與H型全橋式驅動電路6的四個上下橋臂連接，并且其Q3、 Q6 的集電極與發射極分別接有R17、 R20， R16、 R21偏置電阻，以此對Q3、 Q6的 集電極與發射極分別提供一個電壓，即對其H型全橋式驅動電路6的控制端提供 一個電壓。H型全橋式驅動電路6包括四個MOS管和上橋臂斥冊極與電源相4妾的 電容C4、 C9及一單相驅動線圈Ll，其電容C4、 C9在上橋臂關閉時提供一個電 壓，以減緩上橋臂關閉速度。電源的正極通過保護電路9的D2與H型全橋式驅 動電路6連接，并與電容C10連接至地；其電源正極還通過保護電路9的Dl與 電壓轉換電路1相連，其電壓轉換電路提供一與BA6406F IC 3及霍爾感應電路2 的霍爾感應元件U2相對應的工作電壓。RD/FG電路7與BA6406F IC 3的LA/TA 腳或雙相半波預驅動信號輸出OUTl、 OUT2腳的任一腳相接，以選擇RD功能 或FG功能的輸出，并且在選擇RD輸出時可選擇采用光耦開關8輸出；BA6406F IC 3的CT腳接一電容C3至地。對其容值進4亍調節可控制本實用新型所涉直流 無刷散熱風扇的Autostart功能的頻率。本實施方式中電路工作原理為設在某時間段由OUT2、 OUT1腳所輸出的 雙相半波預驅動信號分別為High/Low電平至相位控制電路第一支路51的三極管 Q3、相位控制電路第二支路52的三極管Q6的基極；其三極管Q3的集電^ l與發 射極輸出 一組分別為Low/High電平信號至H型全橋式驅動電路6的一對角橋臂控制端，該對角橋臂所涉MOS管打開形成一電流通道；其三極管Q6的集電極 與發射極輸出 一組分別為High/Low的電平信號至H型全橋式驅動電路6的另一 對角橋臂控制端，該對角橋臂所涉MOS管關閉。其與相位控制電路第一支路51 三極管Q3發射極輸出的"HIGH"電平控制與之相連的防直通反饋電路第一支路 41的三極管Q5的基極，該三極管Q5導通，以至使相位控制電路第二支路52三 極管Q6基極在該時間段內保持在"Low，，電平，進而使三極管Q6及與^N)連的橋 臂處于關閉狀態。由于兩組防直通反饋電路41、 42所設的三極管Q5、 Q4電氣路第一支路41三極管Q3導通后，在其三極管Q3集電極及發射極電壓還未達到 H型全橋式驅動電路6所設開關管的電壓閥值時，其防直通反饋電路第一支路41 的三極管Q5已導通，以至達到后續電路達到協同和同步目的。反之，當某時H 由OUT2、 0UT1腳輸出的雙相半波預驅動信號分別為LOW/fflGH時，后序電路 原理與上所述相同，在此不重復描述。設，在某時段，由OUT2、 0UT1腳輸出 錯亂，其雙相半波預驅動信號分別為High/High電平時，其防直通反饋電路第一 支路41及防直通反饋電路第二支路42同時導通，使后續電路全部關閉，直至其 中一輸出腳輸出信號變為"Low"電平為止。另由于防直通反^t電^各第一支^各41 所設電容C6及防直通反饋電路第二支路42所設電路C5在所連接端信號打開或 關閉時進行充放電，進而對其所連接的三極管Q5、 Q4基極進行平滑控制，以保 證使后序電路在達到協同和同步控制的同時也保證后序電路在打開或關閉時作 平滑控制。如此，在H式全橋驅動電路6的單向線圏L1中的電流不會因控制信 號轉換而急驟變化，以至在其單相線圏Ll上產生的反電動勢減小，進而減小對其H式全橋驅動電路6的四個上下橋臂的沖擊，最后達到電路安全目的。在本實施方式中實際生產時，各元件具體參數可采用以下配置R12、 R13、 R14、 R15、 R17、 R20選用1K 47K歐；R16、 R21所配值為R17、 R20所配值的 1~3倍；R18、 R19選用10K歐 100K歐；C5、 C6選用0.01uF 0.47uF; C4、 C9配100Pf 0.22uF; Q3、 Q6選用BTA06型號三才及管；Q4、 Q5選型號3904或 2222三極管皆可。本實用新型的防直通反饋電路所設的開關管并不局限于只采用NPN型三極 管，還可以采用N-MOS管，在普通的電路技術人員操作下，比照本實用新型的 基本實施方案就能替換實現；本實用新型也不局限于只是適用于BA6406F IC —種雙相驅動控制專用IC， 還可以廣泛的適用于j壬何雙相驅動控制專用IC;以上變換均落在本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1、一種用于直流無刷風扇中的單相驅動控制電路，其包括-霍爾感應電路(2)，用于輸出霍爾感應信號至雙相驅動控制專用IC(3)；-雙相驅動控制專用IC(3)，用于輸出雙相半波預驅動信號；-兩組相位控制電路(51、52)，用于將雙相半波預驅動信號轉換成H型全橋式驅動電路所需的四路單相全波預驅動信號；-H型全橋式驅動電路(6)，用于驅動直流無刷風扇的單相線圈(L1)。其特征在于所述單相驅動控制電路包括兩組防直通反饋電路(41、42)，該兩組防直通反饋電路(41、42)分別包括開關管(Q5、Q4)，開關管(Q5、Q4)分別形成兩組防直通反饋電路(41、42)的輸出端和輸入端；所述兩組防直通反饋電路(41、42)的輸出端分別連有電容(C6、C5)至地；所述兩組防直通反饋電路(41、42)的輸入端分別串聯有一電阻(R19、R18)后，與兩組相位控制電路(51、52)的輸出端和H型全橋式驅動電路(6)相連；所述兩組防直通反饋電路(41、42)所設的開關管(Q5、Q4)的閥值比H型全橋式驅動電路(6)所設的開關管的閥值低；所述兩組防直通反饋電路(41、42)的輸出端，分別與兩組相位控制電路(52、51)的輸入端相連；所述兩組防直通反饋電路(41、42)的輸入端，分別與兩組相位控制電路(51、52)的輸出端和H型全橋式驅動電路(6)相連；從而使兩組單相全波預驅動信號之間在同一時間內不能同時打開。
2、 按照權利要求1所述的單相驅動控制電路，其特征在于所述兩組防直 通反饋電路(41、 42)其結構與參數相同。3、按照權利要求1所述的單相驅動控制電路，其特征在于所述兩組防直 通反饋電路(41、 42)所設的開關管(Q5、 Q4)可采用NPN三極管或者N-MOS管。
專利摘要本實用新型公開了一種用于直流無刷風扇中的單相驅動控制電路，它在采用雙相驅動控制專用IC(3)的基礎電路上，增設了兩組防直通反饋電路(41、42)，該防直通反饋電路(41、42)分別包括開關管(Q5、Q4)，并形成防直通反饋電路(41、42)的輸出端和輸入端，其所述輸出端分別連有電容(C6、C5)至地，而所述輸入端分別串聯有一電阻(R19、R18)后，與兩組相位控制電路(51、52)的輸出端和H型全橋式驅動電路相連；由于兩組防直通反饋電路分別與兩組相位控制電路形成一交叉型并聯電路，從而使兩組單相全波預驅動信號之間在同一時間內不能同時打開，避開開關管橋臂直通的可能，保障了雙相驅動控制專用IC能穩定的應用于單相驅動控制電路中，使得單相驅動控制電路的直流無刷風扇運轉可靠。
文檔編號H02P6/14GK201118500SQ20072017059
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月6日 優先權日2007年11月6日
發明者黃瑞益 申請人:黃瑞益