TWI261405B - Full-bridge circuit having improved ability of anti-noise - Google Patents

Description

1261405 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種全橋雷％ 5風扇並改善抗雜訊能力之全；=其關於-種應用於直 【先前技術】 僑電路。 請參考第la及第lb圖。第〗 能方塊圖。第lb圖係顯示第i ^係一習知散熱系統之功 的電路圖。如第la圖所示，二中之全橋電路之驅動方式 10、-控制電路η以及一全系1主要係由-風扇 的驅動方式則如第_所示橋= 橋電路12 開關Q4為。η的狀態時，開_ 橋電路12中之開叫與 輸入電壓源V之雷A ^ Α ”開關Q3則為0 f f的狀態，使 關Q。反之通路徑為開關Qi、感應線圈L及開 離i，門關〇 :二间電路12中之開關义與開關Q4為0f f的狀 Ϊ二=開關Q3則為。n的狀態，輸入電壓源L之電 的徑則為開，、感應線圈U開關Q3。 路ηΐ:=27續1、Q2、Q3 1的狀態分別由控制電 控制，直:’L 1 2、、、\所輸出的四個控制訊號來加以 訊沪反；：：Al輸出之控制訊號與節點A2、A3輸出之控制 =虎反向士’而與節點a4輸出之控制訊號同向。另外，當開 ^為二日二為了確保開_3為。“的狀態，因此節,以輸 FlllTi 訊號除了驅動開關Ql為on的狀態，也驅動 二=:用以將開關Qs可能殘存的電流接地，以避免

開關Q3產生誤動你。fg]探，# Λ A 除了弓區動Η 乍 即”沾〜輪出之高位準控制訊號 =二開關“on的狀態’亦驅動 為 開關A可能殘存的電流接地。

1261405 五、發明說明（2) 控制電路11，一般是由微處理機控制單元（microprocessor control unit, MCU) 來輸 出所需 的四個控制訊 號。由於微處理機控制單元的最大輸出電壓只能提供到5 伏特，因此全橋電路1 2中之下橋（即開關％％ )僅能選擇 以低電壓即可驅動為on的開關，例如以4· 5伏特即可驅動 ，⑽的邏輯位準（1叫卜level)金屬氧化物半導體場效電 晶體（metal oxide semiconductor field effect transistor，M0SFET)。也由於其低電壓即可驅動的 L·!故Ϊ於電路中抗雜訊的能力相較差，而容易因電路中 其發生誤動作的狀況。同時，此類 入無法有效降低生產成本。另外， =二開關Ql、Q2、Q3 1需利用四個微處理“ 雜。 制^虎加以控制，因此電路結構較為複 綜上所述，如何改善散熱 力以及簡化電路結構便是目1 τ + f王橋電路的抗雜訊能 稱使疋目刖亟需努力的目標。 【發明内容】 針對上述問題，本 訊功能又 目的在於提供_插挺曰 刀月b之王橋電路， ^ 種提昇抗雜 誤動作的狀況。 免因雜訊而導致下橋開關產生 本發明之另—日& , 橋電路，豆萨0在於提供一種提昇抗雜4丄 Μ / Λ兩個控制訊號7 k Μ 雜汛功能之全 關的妝能，LV、Λ、 U Ρ可控制全橋雷丄 心 Χ ^化電路設計，间祌μ i 電路中四個開 W增加開關元件的選擇 1261405

設計時可選擇較低成本之開關元件以有效降 五、發明說明（3) 性，而在電路 低生產成本。 本發明之又一目的在於提供一種提昇抗雜訊功能之 橋電路，其可避免全橋電路中上橋與下橋產生短路的狀

為達上述目的’本發明之提昇抗雜訊功能之全橋電 路，係應用於-散熱系統中，該散熱系統另包含_風扇以 及一控制電路。該風扇係用來對一欲散熱物吹拂，以達到 散熱效果；該控制電路係輸出一第一控制訊號以及一第二 控制訊號用以控制全橋電路中開關之〇n/〇f f狀態，該第一 控制訊號與該第二控制訊號互為反向。

本發明之王橋電路包含一第一支線、一第二支線以及 一感應線圈。該第一支線由一第一開關及一第三開關串接 組成；該第二支線由一第二開關及一第四開關串接組成， 且與該第一支線並聯連接；該感應線圈之一端連接於該第 一開關及該第三開關之間，另一端連接於該第二開關及該 第四開關之間。其中，該第一開關及該第二開關係分別以 該第一控制訊號及該第二控制訊號驅動其〇n /〇f f狀態，該 第三開關及該第四開關則另以一驅動電壓源加以驅動。該 第三開關及該第四開關為一高電壓驅動開關，其驅動訊號 輸入端分別並聯一第五開關及一第六開關且串接一電阻及 一驅動電壓源’該第五開關及該第六開關分別以該第一控 制訊號及該第二控制訊號驅動其on/of f狀態，使該驅動電 壓源依照該第五開關及該第六開關之0n/0f f狀態驅動該第

第10頁 1261405 五、發明說明（4) 三開關及該第四 依據 橋的第三 ο η / 〇 f f 狀 第三開關 發明之提 全橋電路 用之下橋 之開關元 另外 電壓驅動 關及第六 下橋開關 與下橋的 本發明 開關及 態，因 及第 昇抗雜 中的四 開關元 件來有 ’由於 之開關 開關則 具有慢 開關元 開關之on 提昇抗雜 第四開關 此可選用 開關，而 訊功能之 個開關， 件較為多 效降低生 下橋的第 元件，而 僅需較低 速on及快 件發生短 /of f狀態。 訊功能之全橋 是由另'一驅動 較高電壓驅動 具有較高的抗 全橋電路僅以 因此可簡化電 樣化，因此能 產成本。 三開關及第四 控制下橋開關 電壓即可驅動 速〇 f f的特性， 路的狀況。 電路’由於位於下 電壓源驅動其 的開關元件來作為 雜訊能力。又，本 兩個控制訊號控制 路設計。同時可選 選用成本較為低廉 開關為一需要較高 接地與否之第五開 之開關元件，因此 如此可避免上橋 【實 昇抗 照符 施方式】 以下將參照相關圖式， 雜訊功能之全橋電明較佳實施例之提 號加以說明。 八中相同的兀件將以相同的參 系統 風屬 果。 號用

第11頁 本發明之提昇抗雜訊功能全 中’該散熱系統另包含有一係應用於-散熱 係用來對一欲散熱物(未顯示）：拂，：”路。該 該控制電路亦與習知之控制電路相似以^ 2熱效 以控制全橋電路中之開關的0 輸出控制訊 r狀恕，例如以一微 1261405 統整體架：：：：f控制訊號。換言 < ’本發明之散熱系 以下僅就太I 弟圖所示習知散熱系統的架構，故， =就本發明之全橋電路加以闡述。 訊號來杵制、f2振圖’本發明之全橋電路22僅接收兩個控制 二郎點Al輸出之第一控制訊號及節點、輸出之第 制^虎’且該第-控制訊號與該第二控制訊號互為反 線、^ f t圖所示，本發明之全橋電路2 2包含一第一支 、門^一^二支線以及一感應線圈1。該第一支線由一第一 ' 一第三開關Q5串接組成；該第二支線由一第二開 一第四開關％串接組成，且與該第一支線並聯連 ，^應線圈L之一端連接於第一開關仏及第三開關％之 間，另一端連接於第二開關q2及第四開關％之間。 開關之驅動方式如下：第一開關Q1接收節點\輸出 之第一控制訊號以驅動其〇n/〇ff狀態；第二開關％接收節 點、輸=之第二控制訊號以驅動其〇n/〇f f狀態。而第三開 關A及第四開關％則以一驅動電壓源'cl加以驅動。由於第 二開關Qs及第四開關％是另以一驅動電壓源Id驅動，而非 由Μ處，機控制單元所輸出之控制訊號驅動，因此可選用 較局電C驅動的開關元件，例如以標準位準（s ^ a n d a r d 1 eve 1)金屬氧化物半導體場效電晶體作為第三開關％及第 四開關Qe。而第一開關q〗及第二開關％係以微處理機控制單 兀所輸出之控制訊號加以驅動，因此選用邏輯位準金屬氧

1261405 五、發明說明（6) 化物半導體場效電晶體作為第一開關仏及第二開關Q2即 ° 為了控制第三開關Q5 ion/of f狀態，於第三開關Q5之 驅動訊號輸入端並聯一第五開關Si且串接一電阻心及驅動 電壓源Vccl，第五開關Si以節點Aj輸出之第一控制訊號驅動 其on/of f狀態。依據第五開關Si 2〇n/〇f f狀態，驅動電壓 源Vccl將直接接地或是用以驅動第三開關Q5為011。例如，當 第五開關S!為〇11時，驅動電壓源vccl及第三開關Q5接地，此 時第三開關Q5因缺少驅動電壓且接地而為〇 f f狀態；當第五 開關Si為〇丨f時，驅動電壓源vccl則直接驅動第三開關％為⑽ 狀態。同理，第四開關Q6之驅動訊號輸入端並聯一第六開 關Sg且串接一電阻R2及驅動電壓源ycc2，第六開關&以節點八2 輸出之第二控制訊號驅動其0n/0f f狀態。依據第六開關& 之on/off狀態，驅動電壓源Vc。2將直接接地或是用以驅動第 四開關Q6為〇11。 本卷明提昇抗雜訊功能之全橋電路之另一實施例如第 示。以第三開關(¾側為例作說明，其與第2圖所示之 J的差異處在於在驅動電壓源Vcci端連接一二極體〇以 1 ·—，，，之陽極連接於驅動電壓源vccl，陰極 體Di及電阻R間， 3圖所 實施例的 及一電容匕 ..... 連接於電阻R!;電容C!之一端連接於一服"久電 另-端則接地。才目對地’驅動電壓源Vcc2二：J _ 一 D2以及-電容C2，二極體02之陽極連接於驅 广 陰極則連接於電阻R2 ; 之—端連接於：^2 ’

R2間，另一端則接地。 體％及電I

1261405 發明說明（7) 依據本發明之提昇抗雜訊功能之全橋電路， 下橋的第三開_5及第四開關Qe是分別由驅動電v及 VCC2驅動其〇n/0f f狀態，而非由微處理機控制所、於c出 加以驅動，因此可選用標準位準金屬氧：物輪出 ，穷效電晶體此類較高電壓驅動 亡 =關元件，其較習知45 二：狀 動電壓…的：：容易因電路中接地的暫態浮 半導僅可選用邏輯位準金屬氧化物 物半導體場效為：關’亦可選用標準位準金屬氧化 上較為多樣化二在電路設計時開關元件的選擇 降低生產成本。用成本較為低廉之開關元件來有效 控制抗雜訊功能之全橋電路’係以-個 反向控制訊號"1;中的兩個開關狀態，，以另-個 制訊號控制全；：；：支線的兩個開關…亦即僅以兩個控 計。 僑電路中的四個開關，因此可簡化電路設 較高電壓驅動^二橋的第二開關％及第四開關％為一需要 五開關&及第人^關元件，而控制下橋開關接地與否之第 件，因此驅動;1關&則僅需較低電壓即可驅動之開關元 下橋開關接地、*榀開關為on的狀態需要較長的時間，而將 進行放電所需的時間較短，使得下橋

1261405

1261405 圖式簡單說明 第1 a圖為一習知散熱系統之方塊圖。 第lb圖為一習知全橋電路之驅動方式之電路圖。 第2圖為本發明較佳實施例之全橋電路之驅動方式之 電路圖。 第3圖為本發明另一較佳實施例之全橋電路之驅動方 式之電路圖。 風扇 控制電路 全橋電路 全橋電路 電容 二極體 感應線圈 開關 開關 電阻 開關 驅動電壓源 輸入電源

元件符號說明: 10 11 12 22

D〗λ D2 L Q!、Q2、Q3、Q4 Q5、Qe R〗、R2

Si ' S2

Vccl 、 Vcc2 Vin

第16頁

Claims (1)

1261405 六、申請專利範圍 1. 一種提昇抗雜訊功能之全橋電路，係用於一散熱系統 中，該散熱系統另包含一控制電路，用以輸出一第一控制 訊號以及一第二控制訊號至該全橋電路，且該第一控制訊 號與該第二控制訊號互為反向，該全橋電路包含： 一第一支線，係由一第一開關及一第三開關串接組 成； 一第二支線，係由一第二開關及一第四開關串接組 成，且與該第一支線並聯連接；以及

一感應線圈，其一端連接於該第一開關及該第三開關 之間，另一端連接於該第二開關及該第四開關之間； 其中，該第一開關及該第二開關係分別以該第一控制 訊號及該第二控制訊號驅動其ο η / 〇 f f狀態，該第三開關及 該第四開關分別為一高電壓驅動開關，其驅動訊號輸入端 分別並聯一第五開關及一第六開關且分別串接一電阻及一 驅動電壓源，該第五開關及該第六開關係分別以該第一控 制訊號及該第二控制訊號驅動其on/of f狀態，使該驅動電 壓源依照該第五開關及該第六開關之on/of f狀態驅動該第 三開關及該第四開關之on/of f狀態。

2. 如申請專利範圍第1項所述之提昇抗雜訊功能之全橋電 路，其中該控制電路另電連接至一散熱風扇。 3.如申請專利範圍第1項所述之提昇抗雜訊功能之全橋電 路，其中該控制電路為一微處理機控制單元。

第17頁 1261405 六、申請專利範圍 電路，更包含： 一二極體，其陽極連接於該驅動電壓源，陰極連極於 該電阻；以及 一電容，其一端連接於該二極體及該電阻間，另一端 接地，使該散熱風扇於停止供應電源時可快速停止轉動。

第19頁