TWI335718B - Driving circuit for switching dc power - Google Patents

Description

I335718 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種用來切換直流電源輸出的驅動電路，尤指一 種可避免迴流電流的影響，保護元件，穩定系統操作的驅動電路。 【先前技術】 馬達為工業社會及資訊時代不可或缺的動力轉換裝置，用以 • 將電能轉換為動能。常用馬達有直流馬達、交流馬達以及步進馬 達等，其中，直流馬達與交流馬達通常被用於不需精密控制的產 品裝置上，如風扇。一般而言，直流馬達的轉動是透過改變馬達 轉子上線圈的電流方向及電流大小，產生不同大小、極性的磁力， 進而與馬達定子上的永久磁鐵產生相吸或相斥的作用力，使得馬 達轉動。因此，透過控制線圈的電流方向及電流大小，就能控制 馬達的轉速及轉向。然而，隨時代的演進，馬達轉速愈來愈快， • 馬達電流也愈來愈大，因而產生了可靠度的問題。 請參考第1圖’第1圖為習知用於一直流馬達之驅動電路励 之不意圖。驅動電路100包含有電晶體102、104、1〇6、1〇8、二 極體 110、112、114、116、130、控制器 118、120、電阻 122、124、 一電源供應器132、一電容134及一霍爾感測器（Hall Sensor) 136。 電晶體102、104、106、1〇8為四顆功率電晶體，用來驅動馬達的 • 全橋電路。二極體110、112、114、116分別為電晶體102、104、 . 106、108之基板至汲極的二極體。控制器118、120可根據霍爾感 6 1335718 /貝J。。136的感测結果，控制電晶體1〇2、1〇4、1〇6、1〇8導通或關 閉。電阻122、124為電晶體102、1〇6的等效拉升（pull High) 電阻’而—電阻126及—電感128顧來表示馬達_之等效電 路模型。一極體13〇用來防止電感128力電流迴流至電源供應器 132以保濩電源供應器132。電容134用來穩定電晶體1〇2及 的源極電壓VM，並吸收迴流電流。 由第1圖可知’驅動電路1〇〇是由四個固態開關元件架構組 成’共分為二個路徑’通常每一路徑稱為一臂，而電晶體1〇2、ι〇6 統％為上橋開關’電晶體1〇4、1〇8則稱為下橋開關。驅動電路1〇〇 的運作如下。首先，霍爾感測器136偵測馬達轉子的磁極位置（如 N或S)。根據馬達轉子的磁極位置，控制器118及12〇輸出控制 訊號至電晶體102、104、1G6、1G8的閘極，以控制電晶體1〇2、 104、106、108導通或關閉。舉例來說，若要控制電流由第1圖中 節點138流至節點14〇，可將電晶體刚、1〇6關閉，並將電晶體 2 108打開，則電源供應器132所輸出的電流會經電晶體1〇4， 由節點138流至節點140’最後透過電晶體1〇8導通至地。相反地， 右要控制電流由節點140流至節點138，可將電晶體1〇2、1〇8關 閉，並將電晶體104、1〇6打開，則電源供應器132所輸出的電流 會經電晶體102 ’由節點140流至節點138，最後透過電晶體1〇4 導通至地。因此，藉由控制電晶體1〇2、1〇4、1〇6、1〇8的導通或 關閉，控制器118及120可控制馬達線圈的電流方向，進而控制 馬達的轉動。然而，在驅動電路刚中，單一臂上的上橋開關與 7 I橋開關，侧_啟，會導致嫩路 ^的上下制、，就扣-谢^個 為:導=t式，切換。此外，由於電晶體102、_、1〇6， 與截止，必關其實就是電荷載子的導通 間，才能從導通二需要經過-段載子回復時 一4人鼓«，鱗關射算得上是 元全關閉。所以在切換電晶體⑽魯1G6、⑽導通或截止時疋 必須將此段載子回復時間考慮進去，在上下橋_動作時序上， 加入適當的時間延遲’以避免上橋或下橋關尚未完全關閉，另 一俯就被開啟，造成上下橋開關同料通，導致短路。一般 而言’此延遲時間為死帶時間（DeadTime)。 又 請參考第2圖至第6圖’第2圖為第1圖之驅動電路觸之 相關訊號的時序示意圖’第3圖至第6圖為驅動電路⑽於各操 作階段的電流路徑示意圖。在第2圖中，由上至下分別顯示霍爾 感測器136的感測結果pR—H，電晶體1〇2、1〇4、1〇6、⑽的操 作狀態 PR_SW1、PR SW2、PR一SW3、PR SW4，電感 128 的電 流PR—L，節點138、140的電壓PR_〇卜pR—〇2，及電晶體ι〇2、 106的源極電壓VM。為求清楚說明，驅動電路1〇〇的運作情形可 如第2圖所示’分為五個階段：PR_S1、pR_S2、pR_S3、糾、 PR一S5。帛3圖顯續段PR_S1時之—電流路徑u，第4圖顯示 階段PR—S2時之一電流路徑L2，第5圖顯示階段pR—s3、服弘 時之一電流路徑L3 ’以及第6圖顯示階段pR—S5時之一電流路徑 1335718 • L4。以下依序說明各階段，驅動電路_的操作情形；A中，第 • 3圖至第6圖中細示驅動電路1⑻_分_電路，以求簡潔。 首先，在階段PR-S1，控制器m、12〇將電晶體102、108 導通㈤，並將電晶體HH、106關閉（〇ff)。因此，節點138的 電壓PR_01為高態，而節點140的電壓PR—〇2為低態，則電源 供應器132所輸出的電流會沿電流路_，由節點138的流至節 _ 點140，使得電流PR_l為正值。 接下來，隨著馬達的轉動，馬達轉子的磁極也會改變，使得 霍爾感測器136的感測結果PR_H跟著改變，因而進入階段 PR—S2。在階段PR一S2中’控制器ι18、12〇將電晶體1〇2、1〇4、 106關閉，並將電晶體1〇8導通，則電晶體1〇8的電流會沿電流路 徑L2，由二極體112流至電晶體1〇8以導通至地。因此，在馬達 轉態前，一部分的電流PR—L會透過電晶體108導通至地，以避免 • 在轉態後有過大的迴流電流入電晶體102及106的源極。 在階段PR_S2後，驅動電路100的操作即進入階段prjS3。 • 此時，控制器118、120將電晶體102、104、106、108全都關閉， • 但殘餘電流會沿電流路徑L3由二極體112流至二極體114，造成 馬達殘餘電流流向電容134，使得電壓VM往上增加。然後，進 入階段PR_S4 ’控制器118、120將電晶體104、106導通，靠將 電晶體102、108關閉，電壓VM仍往上增加。階段PR S3支要 是為了使上橋與下橋打開的時間能夠錯開，避免擊穿 (Shoot-through)的情形發生。 接下來，進入階段PR一S5後，電晶體1〇4、1〇6導通，電晶 體102、108關閉。因此，節點ns的電壓PR-CU為低態，而節 點140的電壓PR一〇2為高態，則電源供應器132所輸出的電流沿 電流路徑L4，由節點140的流至節點138，使得電流pR L為負 值，完成轉態。 由第2圖及第5圖可知，在階段PR_S3及PR_S4，馬達殘餘 電流會由二極體112流至二極體114，進一步流向電容134，造成 電晶體102及106的源極電壓vm上升。更有甚者，當馬達轉速 較尚時，馬達電流也較大，使得更多的迴流電流流往電容134，造 成電壓VM增加甚致燒毁全橋電路，因而降低了元件操作的可靠 度。換句話說’習知驅動電路1〇〇會受到馬達迴流電流的影響， 造成元件毀壞’使得馬達無法運作，影響系統操作。 【發明内容】 因此’本發明之主要目的即在於提供一種用來切換直流電源 輸出的驅動電路。 本發明揭露一種用來切換直流電源輸出的驅動電路，包含有 -直流電源供應、器、一橋式電路、一控制訊號產生模組及一主動 式嵌位餘。該錢電祕絲絲輸出錢鶴、。該橋式電路 包含有複數個臂’每-臂包含有—上橋開關及―下橋開關。該上 橋開關包含有-輸人端，雛於該直流電源供應器，—輸出端， 以及-受控端，絲根據複數個控制訊號中—第—控制訊號將該 輸入端所魏之賴導it至該輸出端。該下_關，包含有一輸 入端，輕接於該上橋開關的輸出端，一輪出端，輕接於地，以及 一受控端，时根據該複數個㈣訊號卜第二控制訊號將該輸 入端所接收之電源導通至該輸出端。該控制訊號產生模組用來產 生該複數健舰號，啸繼橋式電路之每—臂的上橋開關及 下橋開關。該主動式嵌位模組，耦接於該橋式電路之每一臂的上 橋開關，用來嵌位住每一上橋開關之輸入端的電壓。 本發明另揭露一種用於一直流馬達的驅動電路，包含有一直 流電源供應器、一全橋電路、一第一電阻、一第二電阻、一磁極 位置感測器、一控制訊號產生模組及一主動式嵌位模組。該直流 電源供應器用來輸出直流電源。該全橋電路，包含有一第一上橋 開關、一第一下橋開關、一第二上橋開關及一第二下橋開關。該 第一上橋開關，包含有一輸入端，耦接於該直流電源供應器，一 輸出端，耦接於該直流馬達之一馬達轉子線圈的一第一端，以及 义控’用來根據一第一控制訊號將該輸入端所接收之電源導 通至該輸出端。該第一下橋開關，包含有一輸入端，粞接於該第 一上橋開關的輸出端與該馬達轉子線圈的第一端之間，一輸出 端，耦接於地，以及一受控端，用來根據一第二控制訊號將該輪 1335718 ’ 入端所接收之電源導通至該輸出端。該第二上橋開關，包含有一 •輪人端’触於該直流電源供絲，-輸出端，_於該馬達轉 子線圈之-第二端’以及-受控端’絲根據—第三控制訊號將 該輸人端所接收之電源導通至該輸出端。該第二下橋開關，包含 有-輸入端’輕接於該第二上橋開關的輸出端與該馬達轉子線圈 的第二端之間’-輸出端，輕接於地，以及—受控端，用來根據 一第四控觀號職輸人端所接收之電源導通域輸出端。該第 • 一電阻耦接於該第一上橋開關的受控端與輸入端之間，該第二電 阻耗接於該第二上橋開關的受控端與輸入端之間。該磁極位置感 測器用來根據該直流馬達之馬達轉子的磁性變化，產生磁極位置 感測訊號。該控制訊號產生模組用來根據該磁極位置感測器所產 生之磁極位置感測訊號，產生該第一控制訊號、該第二控制訊號、 該第三控制訊號及該第四控制訊號，以控制該第一上橋開關、該 第-下橋_、該第二上橋關及該第二下橋關。該主動式礙 鲁位模組耦接於該第一上橋開關之受控端與該第一電阻之間及該第 二上橋關之受控端與該第二電阻之間，絲触住該第一上橋 開關之輸入端及該第二上橋開關之輸入端的電壓。 【實施方式】 請參考第7圖，第7圖為本發明第一實施例用來切換直流電 源輸出的驅動電路700之示意圖。驅動電路7〇〇包含有一直流電 源供應态702、一橋式電路704、一控制訊號產生模組7〇6、一主 , 動式肷位模組708及一電容PT—Cin。直流電源供應器702用來輪 12 1335718 • 出直流電源。橋式電路704包含有上橋開關UB_SW1〜UB_SWn . 及下橋開關DB_SW1〜DB_SWn，共形成η個臂。上橋開關 UB一SW1〜UB—swn及下橋開關DB一SW1〜DB_SWn的每一開關 包含有一輸入端、一輸出端及一受控端，用以根據控制訊號產生 模組706所輸出的訊號，打開或關閉。因此，控制訊號產生模組 ’ 706可輸出控制訊號，以打開或關閉上橋開關UB_SW1〜UBjSWn 及下橋開關DB—SW1〜DB—SWn ’從而控制節點ND_1〜ND η的 φ 電位。主動式嵌位模組708耦接於上橋開關UB—SW1〜UB_SWn， 用來嵌住每一上橋開關之輸入端的電壓。 在驅動電路700中，節點ND一1〜ND_n間可設有線圈、電感 等電路’透過切換上橋開關UB一SW1〜UB一SWn及下橋開關 DB一SW1〜DB_SWn的導通或截止，改變節點nd_1〜ND_n間的 電位差。其中’電容PT一Cin用來吸收多餘的迴流電流。當迴流電 流過高時，會造成上橋開關UB_SW1〜UB一SWn的輸入端電壓過 鲁 高’此時，主動式嵌位模組708會將每一上橋開關的輸入端電壓 嵌位於一預設電壓’則迴流電流不會造成上橋開關〜 UB一SWn之輸入端電壓增加造成電路燒毀，因而可提高元件操作 的可靠度。換句話說’驅動電路700可避免迴流電流的影響，保 護元件，穩定系統操作。 此外’在驅動電路700中’控制訊號產生模組706用來控制 橋式電路704的運作狀態。上橋開關UB—SW1〜UB_SWn較佳地 料魏M，每—上斯糊之以端係源極， DB SW料又控㈣閑極。相對地，下橋開關DB SW1〜 -η祕地為N型金屬氧化半導體電晶體，每—下橋開關之 輸入端魏極’輸出端係源極，受控端係間極。 观是用來避免殘餘電流造成上橋開關 ’ __賴形。雜，絲式紐 、、、， 触構縣特定形勢，只魏有效嵌位至適#的電壓即 可〇 } '驅動電路700的主要功能在於控獨點如」〜奶』間的電 位差’其可應用於許多需轉變電流方向的電路，如換流器 (erter)直机馬達等。以換流器為例，其係利用三臂的橋式電 路’經由適當地連續切換每㈣上的上、下橋_，可由三個節 點輸出正負f壓交替變換的三相交流電源。另外以直流馬達為 例’其係糊二臂的橋式電路，即全橋電路，經由適當地連續切 換每個臂上的上、下橋咖，改變馬達轉子上線_電流方向及 電机大小’產生不同大小、極性的磁力，進而與馬達定子上的永 久磁鐵產生相吸或相斥的作用力，使得馬達轉動 。因此，透過控 制線圈的U向及電流大小，就能控制馬達的轉速及轉向，請 見以下說明。 6月參考第8圖，第8圖為本發明第二實施例用於〆直流馬達 之驅動電路800之示意圖。驅動電路咖包含有電晶體8〇2、8〇4、 14 1335718 806、808、二極體 810、812、814、816、830、控制器 818、820、 電阻822、824、一電源供應器832、一電容834、一霍爾感測器 836及主動式嵌位電路850、852。電晶體802、804、806、808為 四顆功率電晶體，用來驅動馬達的全橋電路。二極體81〇、812、 814、816分別為電晶體802、804、806、808之基板至汲極的二極 體。控制器818、820可根據霍爾感測器836的感測結果，控制電 晶體802、804、806、808導通或關閉。電阻822、824為電晶體 802、806的等效拉升（puu High)電阻，而一電阻826及一電感 828則用來表示馬達線圈之等效電路模型。二極體83〇用來防止電 感828的電流迴流至電源供應器832，以保護電源供應器832。電 容834用來穩定電晶體802及8〇6的源極電壓胃，並吸收迴流 電流。此外’主動式嵌位電路85〇、852用來嵌位住電晶體8〇2及 806的閘極電壓VPG1、VPG2，以避免迴流電流對電容834持續 充電。 驅動電路800的運作如下。首先，霍爾感測器836偵測馬達 轉子的磁極位置（如]^或8)。根據馬達轉子的磁極位置，控制器 818及820輸出控制訊號至電晶體8〇2、8〇4、8〇6、8〇8的閘極， 以控制電晶體802、804、806、808導通或關閉。舉例來說，若要 控制電流由第8圖中節點838流至節點84〇，可將電晶體8〇4、8〇6 關閉，並將電晶體802、8〇8打開，則電源供應器832所輸出的電 流會經電晶體804’由節點838流至節點_，最後透過電晶體8〇8 導通至地。相反地’若要控制電流由節點84〇流至節點838，可將 15 1335718 •電晶體802、_關閉，並將電晶體_、806打開，則電源供應 - ㈣2所輪出的電流會經電晶體802,由節點840流至節點838, 最後透過電晶體m導通至地。因此，藉由控制電晶體8〇2、綱、 、_的導通或關閉，控制器⑽及82G可控制馬達線圈的電 方向’進而控制馬達的轉動。在驅動電路綱巾，單一臂上的 .上橋關與下橋開關，理論上不可同時·，否則會導致電源短 路而造成嚴重破壞。因此，上下橋__作若不是同時關閉， 鲁就是以-個打開-侧閉的互補方式進行切換。然而，透過主動 式嵌位電路850、852 ’本發明可適當且安全_同一臂上的上橋 開關與下橋開酬時開啟，以經由上半橋迴流職釋放電感= 的能量。 主動式嵌位電路850、852是用來避免在延遲時間中，殘餘電 流造成電晶體8G2及806的源極電壓γΜ增加，而導致元件燒毀 的情形。當然’主動式礙位電路85〇、852的架構並無特定形勢^ 只要能有效嵌位至適當的電壓即可。舉麻說，請參考第9圖。 在第9圖中，主動式嵌位電路85〇包含有一參考電壓產生器_、 -運算放大器902、分壓電阻904、906及-電晶體9〇8;同樣地， 主動式嵌位電路852包含有一參考電壓產生器91〇、一運算放大器 912、分壓電阻914、916及一電晶體918。由第9圖可知，主動^ 嵌位電路85〇、852皆為負迴授電路，當負迴授建立後，若參考電 壓產生器900、902所產生的參考電壓為Vref’可知主動式嵌位電 路850、852的嵌位電壓Vdamp為Vref|i[(Rfl/Rf2)+1]，並透過調 1335718 整參考電壓Vref ’將嵌位電壓Vclamp的電壓值設一大於VM。 請參考第10圖至第16圖’第1〇圖為第9圖之驅動電路8〇〇 之相關訊號的時序示意圖，第U圖至第16圖為驅動電路8〇〇於 各操作階段的電祕鮮意圖m㈣巾，由上至下分別顯示 隹爾感測器836的感測結果PT—H，電晶體802、804、806、808 的操作狀態 PT_SW1、PT一SW2、PT_sw3、PT_SW4 ’ 電感 828 _ 的電流PT-L ’節點838、_的電壓PT—CM、PT_02，電晶體802、 806的源極電壓VM’及電晶體8〇2、8〇6的閑極電壓卜州公 為求清楚說明，驅動電路800的運作情形可如第1〇圖所示，分為 七個階#又.PT_S 卜 PT—S2、PT—S3、PT_S4、PT S5、PT—S6、PT—S7。 第11圖顯示階段PT一S1時之-電流路徑u，第12 _示階段 PT—S2時之一電流路徑L2，第13圖顯示階段pT—S3、ρΤ—S4時之 —電流路徑L3，第14醜示階段PT_S5時之—電流路#L4，第 φ 15圖顯示^又PT-S6時之一電流路徑L5,第16圖顯示階段pt_S7 時之-電流路徑L6。町依序說明各隨’驅動料_的操作 情形，其中，$ 11 _至第16 中僅顯示驅動電路_的部分相 關電路，以求簡潔。 首先，在階段PT—S卜控制器818、820將電晶體8〇2、8〇8 導通（⑽）’並將電晶體804、關閉（〇ff)。因此，節點838的 -電，ΡΤ—01為高態’而節點840的電壓PT-〇2為低態’則電源供 • w °° 832所輸出的電流會沿電流路徑L1，由節點838的流至節點 17 丄幻5718 840，使得電流pt、l為正值。在此情形下，電壓WG1、vpG2 •小於電壓Vclamp ’因此主動式嵌位電路850、852的電晶體908、 918的閘極電壓為GV ’則電晶體_、⑽域止狀態，不會改變 控制器818、820的動作。 ， 接下來，隨著馬達的轉動，馬達轉子的磁極也會改變，使得 霍爾感測H 136的❹擔果ρτ—η跟著改變，因錢入階段 φ PT-S2。在階段PT-S2中，控制器818、820將電晶體802、804、 806關閉’並將電晶體_導通，則電流會沿電流路徑，由二 極體812流至電晶體8〇8以導通至地。因此，在馬達轉態前，一 部分的電流PT_L會透過電晶體8〇8 |通至地，以避免在轉態後有 過大的迴流電流入電晶體802及8〇6的源極。同樣地，在此情形 下，電aB體908、918的閘極電壓為〇v，電晶體9〇8、918為截止 狀態’不會改變控制器818、820的動作。 _ 在阳^又PT—S2後’驅動電路8〇〇的操作進入階段ρΤ S3。此 時’控制器818、820將電晶體802、804、806、808全都關閉， 但殘餘電流會沿電流路徑L3由二極體812流至二極體814，造成 馬達殘餘電流流向電容834，使得電壓vm往上增加，導致電壓 • WG1也跟著電壓VM往上增加。然後，進入階段pR_s4，控制 器118、120將電晶體1〇4、106導通，並將電晶體1〇2、1〇8關閉， 電壓VM仍往上增加’當電壓WG1增加到Vdamp時，進入了階 ’ 段 PT S5。 1335718 在階段PT一S5中，迴流電流沿電流路徑l4，流向電容834 及主動式嵌位電路850,電晶體908開始汲取電流，於是整個負迴 授系統被建立，將電壓ypG1固定在Vdamp，但此時電壓_仍 然一直往上升，使得電晶體802的源極至閘極電壓Vsgl —直增 加，當電壓Vsgl增加到能夠汲取馬達電流時，馬達電流不會再對 電容834充電，進入階段pT_S6。 在階段PT—S6中，控制器818、820將電晶體804、806導通， 並將電晶體802、808關閉，但迴路電流將電晶體802及電晶體908 打開，使得迴路電流可沿電流路徑L5導通至地。換言之，在此情 形下’電晶體802、804被同時打開’以加速排出迴流電流。特別 注意的是，本發明係於階段PT_S6中，刻意地同時打開同一臂上 的上、下橋開關，以將迴流電流導通至地。這個動作持續到電感 828的電流PT—l幾乎為0後，不再提供電流給電晶體8〇2、9〇8， 則電晶體802關閉，電流開始由節點840流向節點838，且電容 834開始放電’ VM開始減小’ 一直到VM等於VPG1並小於Vclamp 後，電晶體908關閉，主動式嵌位電路850停止作用，回到正常 操作，即階段PT_S7。 因此，由第10圖及第15圖可知，在階段PT_S6，馬達殘餘 電流會將電晶體802及電晶體908打開，使得迴流電流可以經由 電晶體802、804及電晶體908 ’導通至地。如此一來，當馬達轉 1335718 ： 速較高時使得馬達糕較大時，本伽可聽秘電流造成電壓 • VM增加而燒毁全橋電路的情形。換句話說，驅動電路咖可避 免馬達迴流電流的影響，保護元件。 綜上所述，本發明係透過主動式嵌位電路，嵌住將上橋開關 . 的輸人端·’㈣免迴流電流造成上橋開_輸入端電壓增加 而燒毀全橋電路的情形。特別注意的是，藉由主動式嵌位電路， 籲本發明可適當且安全地將同-臂上的上橋開關與下橋開關同時開 啟，以將迴流電流導通至地。如此一來，迴流電流不會造成上橋 開關之輸入端電壓增加造成電路燒毁，因而可提高元件操作的可 靠度，保護元件，穩定系統操作。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 • 【圖式簡單說明】 第1圖為習知用於一直流馬達之驅動電路之示意圖。 第2圖為第1圖之驅動電路的相關訊號之時序示意圖。 • 第3圖至第6圖為第1圖之驅動電路於各操作階段的電流路徑示 意圖。 第7圖為本發明第-實施例用來切換直流電源輸出的驅動電路之 示意圖。 :, 第8圖及第9圖為本發明第二實施例用於-直流馬達之驅動電路 20 1335718 之示意圖。 第10圖為第9圖之驅動電路之相關訊號的時序示意圖。 第11圖至第16圖為第9圖之驅動電路於各操作階段的電流路徑 示意圖。 【主要元件符號說明】 100'700、800驅動電路 102、104、106、108、802、804、806、808 電晶體 110、112、114、116、130、810、812、814、816、830 二極體 118、120、818、820 控制器 122、124、822、824 電阻 132、832電源供應器 134、834、PT Cin 電容 136、836霍爾感測器 126、826 電阻 128、828 電感 138、140、838、840、ND_1 〜ND_n 節點 850、852主動式嵌位電路 VM ' VPG1 > VPG2 電壓 PR_H ' PT_H 感測結果 PR—SW1、PR SW2、PR—SW3、PR SW4、PT SW1、PT—SW2、 PT_SW3、PT_SW4 操作狀態 PR L 電流 1335718 PR—01、PR_02、ΡΤ_01、ΡΤ—02 電壓 PR—S 卜 PR_S2、PR_S3、PR—S4、PR S5、PT—S 卜 PT—S2、ΡΤ—S3、 PT_S4、PT_S5、PT—S6、PT S7 階段 L卜L2、L3、L4、L5、L6電流路徑 702 直流電源供應器 704 橋式電路 706 控制訊號產生模組 708 主動式嵌位模組 UB_SW1〜UB_SWn上橋開關 DB_SW1〜DB_SWn下橋開關 900、910參考電壓產生器 902、912運算放大器 904、906、914、916 分壓電阻 908、918電晶體

Vref 參考電壓

Vclamp 敌位電壓 22

Claims (1)

1335718 十、申請專利範圍： 9轰Θ i 2釈更j正脊換頁 I· ·丨_^^· _· ·*· ·»_,_ 1. 一種用來切換直流電源輸出的驅動電路，用於一直流馬達， 包含有： 一直流電源供應器’用來輸出直流電源； 一全橋電路，包含有： 一第一上橋開關，包含有一輸入端，轉接於該直流電源供 應器，一輸出端，耗接於該直流馬達之一馬達轉子線 圈的一第一端，以及一受控端，用來根據一第一控制 訊號將該輸入端所接收之電源導通至該輸出端； 一第一下橋開關’包含有一輸入端，輕接於該第一上橋開 關的輸出端與該馬達轉子線圈的第一端之間，一輪出 端，麵接於地，以及一受控端，用來根據一第二控制 訊號將該輸入端所接收之電源導通至該輸出端； -第二上橋開關’包含有-輸入端，麵接於該直流電源供 應器，一輸出端，耦接於該馬達轉子線圈之一第二 端，以及一受控端，用來根據一第三控制訊號將該輸 入端所接收之電源導通至該輸出端；以及 -第二下橋開關，包含有—輸人端，_於該第二上橋開 關的輸出端與S玄馬達轉子線圈的第二端之間，一輸出 端，耦接於地，以及一受控端，用來根據一第四控制 訊號將該輸入端所接收之電源導通至該輸出端； 一第一電阻，耦接於該第一上橋開關的受控端與輸入端之間；. 23 丄〒18_ —it，更)正替 一第二電阻，耦接於該第二上橋開關的受控端與輸入端之間； 一磁極位置感測器’用來根據該直流馬達之馬達轉子的磁性變 化’產生磁極位置感測訊號； 一控制訊號產生模組，用來根據該磁極位置感測器所產生之磁 極位置感測訊號，產生該第一控制訊號、該第二控制訊 號、該第三控制訊號及該第四控制訊號，以控制該第一 上橋開關、該第一下橋開關、該第二上橋開關及該第二 下橋開關；以及 一主動式嵌位模組，耦接於該第一上橋開關之受控端與該第一 電阻之間及该第一上橋開關之受控端與該第二電阻之 間，用來嵌位住該第一上橋開關之輸入端及該第二上橋 開關之輸入端的電璧，該主動式嵌位模組包含有. 一第一主動式嵌位電路，包含有： 參考電壓產生器，用來產生—第—參考電壓； -第-運算放大器’具有-第—輸入端，輕接於該第 -參考電壓產生器，-第二輸人端，及—輸出端； -第-分壓電阻，其-端耦接於該第一上橋開關之受 控端與該第-電阻之間，另一端輕接於第一運算 放大器的第二輸入端； -第二分壓電阻’其接於該第—分壓電阻與該 第一運算放大器之第二輸入端之間，另1触 於地；以及 -第-電晶體’具有-錄，输於該第—上橋開關 24 1335718 晶1 日i射更)正替換頁 之受控％與5玄第一電阻之間，一源極，麵接於 地，以及一閘極，耦接於該第一運算放大器之輸 出端；以及 一第二主動式嵌位電路，包含有： -第二參考電壓產生器’絲產生—第二參考電壓； -第-運异放大器’具有―第—輸人端，接於該第 一參考電壓產生器，-第二輸入端，及—輸出端； -第三分壓電阻，其-端祕於該第二上橋開關之受. 控端與該第二電阻之間’另一端耗接於第二運算 放大器的第二輸入端； 第四分壓電阻’其-端雛於該第三分壓電阻與該 第二運算放大器之第二輸入端之間，另—端_ 於地；以及 一第二電晶體’具有一沒極，輕接於該第二上橋開關 之受控端與該第二電阻之間，一源極，麵接於 也以及閘極，輕接於該第二運算放大器之輸 出端。 2. 如請求項1所述之驅動電路，其巾 晶體，一上橋開關之 ==橋_之糾麵難，料_均_之受控端 25

3.如請求項2所述之,_ 入_接於該P型金屬^ j另包卜二鋪，具有一輸 出端耦接該P型金屬氧體電晶體的基板，以及一輸 t金屬魏+導體電日日日體的源極。 4. 減备項^所述之驅動電路’射該第—下橋開關係一㈣ ^氧^導料《，該第_下_狀輪人端姐極’ =^開關之輸錢係源極，該第-下橋開關之受控端 5. 入端2 4所述之轉電路，其另包含—二極體’具有一輸 於4 N型麵氧化半導體電晶體的基板 ，以及-輸 相接該N财魏化轉體電Μ的祕。 6.如請，項1所述之驅動電路，其中該第二上橋開關係一 Μ ，屬氧化半導體電晶體，該第上上橋開關之輸人端係源極， :第-上橋開關之輸出端係祕，該第二上橋開關之受控端 係閘極。 .如項6所述之驅動電路，其另包含一二極體，具有一輸 入端輕接於該Ρ型金屬氧化半導體電晶體的基板，以及一輸 出端輕接該Ρ型金屬氧化半導體電晶體的源極。 々明求項1所述之驅動電路，其巾該第二下橋開關係一 Ν型 26 金屬氧化半導體電日許 _ 讀第二下橋開關之輸出端二:下橋開關之輸入端係及極， 係閘極。 鸲係，原極，該第二下橋開關之受控端 8所述之驅動電路，其另包含—二極體，具有1 出=接於該N型金屬氧化半導體電晶體的基板，以及‘ 出—接制齡職解導體以_錄。 10. 如請求項1所述之.轉電路，其另包含1容，其一雜接 於該第-上橋開關的輸入端及該第二上橋開關的輸入端，另 一知搞接於地。 11.如請求項1所述之驅動電路，其另包含一二極體，具有一輪 入端耦接於該直流電源供應器，及一輸出端耦接於該第一上 橋開關的輸入端及該第二上橋開關的輸入端。

圖式： 27