第一输入端、斩波放大器的电源端以及比较器的电源端。有源反接保护电路的输入端与外部输入电源连接，其输出端与电压调节器和全桥输出器的供电端相连接；霍尔传感器的第二输入端与斩波放大器的公共端相连接，其第一输出端与斩波放大器的正输入端相连接，其第二输出端与斩波放大器的负输入端相连接；比较器的负输入端与斩波放大器的输出端相连接，其正输入端连接有阈值电压产生电路，其公共端接地；比较器的输出端与全桥输出器的输入端相连接，全桥输出器的输出端连接至风扇线圈。
[0035]根据本申请的一个实施例，如图7所示，有源反接保护电路包括一电阻R、第一齐纳二极管D1、一肖特基二极管D2和第五晶体管T5 ;肖特基二极管D2的阳极连接至外部输入电源，其阴极连接至第一齐纳二极管Dl的阴极；第一齐纳二极管Dl的阳极连接至电阻R的一端；电阻R的另一端接芯片外部地端；第五晶体管T5的栅极与第一齐纳二极管Dl的阳极连接，其漏极与肖特基二极管D2的阳极连接，其源极与电压调节器和全桥输出器的供电端相连接。在本申请中，肖特基二极管D2的反向击穿电压高于芯片的最高工作电压。其中，第五晶体管T5为PMOS管。
[0036]全桥输出级电路包括第一预驱动器、第二预驱动器、第一晶体管Tl、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4 ;第一预驱动器的输入端与比较器的第一输出端相连接，其输出端分别与第一晶体管Tl的栅极和第二晶体管T2的栅极相连接；第二预驱动器的输入端与比较器的第二输出端相连接，其输出端分别与第三晶体管T3的栅极和第四晶体管Τ4的栅极相连接；第一晶体管Tl的源极和第三晶体管Τ3的源极均连接至第五晶体管Τ5的源极；第二晶体管Τ2的源极和第四晶体管Τ4的源极均连接至电路模块公共地端；风扇线圈的一端分别与第一晶体管Tl的漏极和第二晶体管Τ2的漏极相连接；另一端分别与第三晶体管Τ3的漏极和第四晶体管Τ4的漏极相连接。
[0037]当本申请的电源接入正常时，第五晶体管Τ5的栅极电压较低，此时第五晶体管Τ5处于深度线性区，第五晶体管Τ5的源端和漏端的电压差很小，功耗低。电阻R为齐纳二极管Dl和肖特基二极管D2提供直流通路。
[0038]当出现误操作将芯片的电源和地端口被反接时，肖特基二极管D2反向击穿电压高于芯片工作电压，因此电阻R，第一齐纳二极管D1，肖特基二极管D2的未导通，第五晶体管Τ5的栅极电位接近VIN，第五晶体管Τ5未导通，从而实现了对内部电路的反接保护。
[0039]显然地，在实际应用过程中，肖特基二极管D2还可以换成PMOS管(如图8所示的第六晶体管Τ6)，电阻R可以换为耗尽型NMOS管(如图8所示的第八晶体管Τ8)也能到达上述的同等效果。其有源反接保护电路具体包括第二齐纳二极管D1、第六晶体管Τ6、第七晶体管Τ7和第八晶体管Τ8 ;第六晶体管Τ6的漏极连接至外部输入电源，其源极分别与其栅极和第二齐纳二极管D2的阴极连接；第七晶体管Τ7的栅极与第二齐纳二极管D2的阳极连接，其漏极与第六晶体管Τ6的漏极连接，其源极与电压调节器和全桥输出器的供电端相连接；第八晶体管Τ8的漏极与第二齐纳二极管D2的阳极连接，其栅极与其源极连接接地。其中，第六晶体管Τ6和第七晶体管Τ7为PMOS管；第八晶体管Τ8为耗尽型NMOS管。
[0040]本实用新型将有源反接保护电路与单线圈直流无刷散热风扇驱动器集成在一起，体积小，功耗低；在使用时，无需任何外围元件，降低了风扇的原材料成本和人工成本。
【主权项】
1.一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，包括驱动电路，以及设置在外部输入电源与所述驱动电路之间的有源反接保护电路；所述驱动电路包括电压调整器、霍尔传感器、斩波放大器、比较器以及全桥输出级电路；所述电压调整器的输入端与所述有源反接保护电路的输出端连接，其输出端分别连接至所述霍尔传感器的第一输入端、所述斩波放大器的电源端以及所述比较器的电源端； 所述霍尔传感器的第二输入端与所述斩波放大器的公共端相连接，其第一输出端与所述斩波放大器的正输入端相连接，其第二输出端与所述斩波放大器的负输入端相连接； 所述比较器的负输入端与所述斩波放大器的输出端相连接，其正输入端连接有阈值电压产生电路，其公共端接地；所述比较器的输出端与所述全桥输出器的输入端相连接，所述全桥输出器的输出端连接至风扇线圈。2.根据权利要求1所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述有源反接保护电路包括一电阻、第一齐纳二极管、一肖特基二极管和第五晶体管；所述肖特基二极管的阳极连接至外部输入电源，其阴极连接至第一齐纳二极管的阴极；所述第一齐纳二极管的阳极连接至所述电阻的一端；所述电阻的另一端接芯片外部地端；所述第五晶体管的栅极与所述第一齐纳二极管的阳极连接，其漏极与所述肖特基二极管的阳极连接，其源极与电压调节器和全桥输出器的供电端相连接。3.根据权利要求1所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述有源反接保护电路包括第二齐纳二极管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管；所述第六晶体管的漏极连接至所述外部输入电源，其源极分别与其栅极和所述第二齐纳二极管的阴极连接；所述第七晶体管的栅极与所述第二齐纳二极管的阳极连接，其漏极与所述第六晶体管的漏极连接，其源极与电压调节器和全桥输出器的供电端相连接；所述第八晶体管的漏极与所述第二齐纳二极管的阳极连接，其栅极与其源极连接接地。4.根据权利要求2所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述全桥输出级电路包括第一预驱动器、第二预驱动器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；所述第一预驱动器的输入端与所述比较器的第一输出端相连接，其输出端分别与所述第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极相连接；所述第二预驱动器的输入端与所述比较器的第二输出端相连接，其输出端分别与所述第三晶体管的栅极和第四晶体管的栅极相连接；所述第一晶体管的源极和第三晶体管的源极均连接至第五晶体管的源极；所述第二晶体管的源极和第四晶体管的源极均连接至电路模块公共地端；所述风扇线圈的一端分别与所述第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极相连接；另一端分别与所述第三晶体管的漏极和第四晶体管的漏极相连接。5.根据权利要求1任一所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述比较器为迟滞比较器。6.根据权利要求2任一所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述第五晶体管为PMOS管。7.根据权利要求3所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述第六晶体管和第七晶体管为PMOS管；所述第八晶体管为耗尽型NMOS管。8.根据权利要求4所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述第一晶体管和第三晶体管为PMOS管；第二晶体管和第四晶体管为NMOS管。9.根据权利要求2所述的一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，其特征在于，所述肖特基二极管的反向击穿电压高于芯片的最高工作电压。
【专利摘要】本实用新型公开了一种单线圈直流无刷风扇驱动芯片，包括电压调整器、霍尔传感器、斩波放大器、比较器、全桥输出级电路以及有源反接保护电路。本实用新型在应用时，无需任何外围器件，节省了外接的二极管和电容，降低了风扇的原材料成本和流水线上的人工成本。并且，本实用新型将单线圈风扇的成本降低到了双线圈风扇之下，使得市场可以更多的采用效率更高，噪声更低的单线圈风扇方案。
【IPC分类】F04D27/00, F04D25/08
【公开号】CN204827995
【申请号】CN201520561735
【发明人】彭卓, 陈忠志, 赵翔
【申请人】成都芯进电子有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月30日