专利名称：提升抗噪声功能的全桥电路的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种全桥电路，尤其关于一种应用于散热系统并提升抗噪声功能的全桥电路。
背景技术：
请参考图1a及图1b。图1a系一习知散热系统的功能方块图。图1b系显示图1a中的全桥电路的驱动方式的电路图。如图1a所示，习知散热系统主要系由一散热风扇10、一控制电路11以及一全桥电路12所构成。全桥电路12的驱动方式则如图1b所示，当全桥电路12中的开关Q1与开关Q4为ON的状态时，开关Q2与开关Q3则为OFF的状态，使输入电压源Vin的电流的流通路径为开关Q1、感应线圈L及开关Q4。反之，当全桥电路12中的开关Q1与开关Q4为OFF的状态时，开关Q2与开关Q3则为ON的状态，输入电压源Vin的电流的流通路径则为开关Q2、感应线圈L及开关Q3。
全桥电路12中开关Q1、Q2、Q3、Q4的状态分别由控制电路11中的节点A1、A2、A3、A4所输出的四个控制信号来加以控制，其中节点A1输出的控制信号与节点A2、A3输出的控制信号反向，而与节点A4输出的控制信号同向。另外，当开关Q1为ON时，为了确保开关Q3为OFF的状态，因此节点A1输出的高位准控制信号除了驱动开关Q1为ON的状态，也驱动开关S1为ON，用以将开关Q3可能残存的电流接地，以避免开关Q3产生误动作。同理，节点A2输出的高位准控制信号除了驱动开关Q2为ON的状态，亦驱动开关S2为ON，用以将开关Q4可能残存的电流接地。
控制电路11，一般是由微处理机控制单元(micro-processor controlunit，MCU)来输出所需的四个控制信号。由于微处理机控制单元的最大输出电压只能提供到5伏特，因此全桥电路12中的下桥(即开关Q3、Q4)仅能选择以低电压即可驱动为ON的开关，例如以4.5伏特即可驱动为ON的逻辑位准(logiclevel)金属氧化物半导体场效晶体管(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor，MOSFET)。也由于其低电压即可驱动的特性，故对于电路中抗噪声的能力相较差，而容易因电路中接地的瞬时浮动电压使其发生误动作的状况。同时，此类电子组件的选择性较少，无法有效降低生产成本。另外，全桥电路12中的开关Q1、Q2、Q3、Q4需利用四个微处理机控制单元输出的控制信号加以控制，因此电路结构较为复杂。
综上所述，如何改善散热系统中全桥电路的抗噪声能力以及简化电路结构便是目前亟需努力的目标。
发明内容针对上述问题，本发明的目的在于提供一种提升抗噪声功能的全桥电路，其可避免因噪声而导致下桥开关产生误动作的状况。
本发明的另一目的在于提供一种提升抗噪声功能的全桥电路，其能以两个控制信号即可控制全桥电路中四个开关的状态，以减化电路设计，同时增加开关组件的选择性，而在电路设计时可选择较低成本的开关组件以有效降低生产成本。
本发明的又一目的在于提供一种提升抗噪声功能的全桥电路，其可避免全桥电路中上桥与下桥产生短路的状况。
为达上述目的，本发明的提升抗噪声功能的全桥电路，系应用于一散热系统中，该散热系统另包含一散热风扇以及一控制电路。该散热风扇系用来对一欲散热物吹拂，以达到散热效果；该控制电路系输出一第一控制信号以及一第二控制信号用以控制全桥电路中开关的ON/OFF状态，该第一控制信号与该第二控制信号互为反向。
本发明的全桥电路包含一第一支线、一第二支线以及一感应线圈。该第一支线由一第一开关及一第三开关串接组成；该第二支线由一第二开关及一第四开关串接组成，且与该第一支线并联连接；该感应线圈的一端连接于该第一开关及该第三开关之间，另一端连接于该第二开关及该第四开关之间。其中，该第一开关及该第二开关系分别以该第一控制信号及该第二控制信号驱动其ON/OFF状态，该第三开关及该第四开关则另以一驱动电压源加以驱动。该第三开关及该第四开关为一高电压驱动开关，其驱动信号输入端分别并联一第五开关及一第六开关且串接一电阻及一驱动电压源，该第五开关及该第六开关分别以该第一控制信号及该第二控制信号驱动其ON/OFF状态，使该驱动电压源依照该第五开关及该第六开关的ON/OFF状态驱动该第三开关及该第四开关的ON/OFF状态。
依据本发明提升抗噪声功能的全桥电路，由于位于下桥的第三开关及第四开关是由另一驱动电压源驱动其ON/OFF状态，因此可选用较高电压驱动的开关组件来作为第三开关及第四开关，而具有较高的抗噪声能力。又，本发明的提升抗噪声功能的全桥电路仅以两个控制信号控制全桥电路中的四个开关，因此可简化电路设计。同时可选用的下桥开关组件较为多样化，因此能选用成本较为低廉的开关组件来有效降低生产成本。
另外，由于下桥的第三开关及第四开关为一需要较高电压驱动的开关组件，而控制下桥开关接地与否的第五开关及第六开关则仅需较低电压即可驱动的开关组件，因此下桥开关具有慢速ON及快速OFF的特性，如此可避免上桥与下桥的开关组件发生短路的状况。
图1a为一习知散热系统的方块图。
图1b为一习知全桥电路的驱动方式的电路图。
图2为本发明较佳实施例的全桥电路的驱动方式的电路图。
图3为本发明另一较佳实施例的全桥电路的驱动方式的电路图。
具体实施方式以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的提升抗噪声功能的全桥电路，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
本发明的提升抗噪声功能的全桥电路系应用于一散热系统中，该散热系统另包含有一散热风扇以及一控制电路。该散热风扇系用来对一欲散热物(未显示)吹拂，以达到散热效果。该控制电路亦与习知的控制电路相似，即输出控制信号用以控制全桥电路中的开关的ON/OFF状态，例如以一微处理机控制单元输出控制信号。换言之，本发明的散热系统整体架构上如同图1a所示习知散热系统的架构，故，以下仅就本发明的全桥电路加以阐述。
请参照图2，本发明的全桥电路22仅接收两个控制信号来控制全桥电路22中开关的ON/OFF状态，其中该两个控制信号即节点A1输出的第一控制信号及节点A2输出的第二控制信号，且该第一控制信号与该第二控制信号互为反向。
如图2所示，本发明的全桥电路22包含一第一支线、一第二支线以及一感应线圈L。该第一支线由一第一开关Q1及一第三开关Q5串接组成；该第二支线由一第二开关Q2及一第四开关Q6串接组成，且与该第一支线并联连接；感应线圈L的一端连接于第一开关Q1及第三开关Q5之间，另一端连接于第二开关Q2及第四开关Q6之间。
各开关的驱动方式如下第一开关Q1接收节点A1输出的第一控制信号以驱动其ON/OFF状态；第二开关Q2接收节点A2输出的第二控制信号以驱动其ON/OFF状态。而第三开关Q5及第四开关Q6则以一驱动电压源Vcc1加以驱动。由于第三开关Q5及第四开关Q6是另以一驱动电压源Vcc1驱动，而非由微处理机控制单元所输出的控制信号驱动，因此可选用较高电压驱动的开关组件，例如以标准位准(standard level)金属氧化物半导体场效晶体管作为第三开关Q5及第四开关Q6。而第一开关Q1及第二开关Q2系以微处理机控制单元所输出的控制信号加以驱动，因此选用逻辑位准金属氧化物半导体场效晶体管作为第一开关Q1及第二开关Q2即可。
为了控制第三开关Q5的ON/OFF状态，于第三开关Q5的驱动信号输入端并联一第五开关S1且串接一电阻R1及驱动电压源Vcc1，第五开关S1以节点A1输出的第一控制信号驱动其ON/OFF状态。依据第五开关S1的ON/OFF状态，驱动电压源Vcc1将直接接地或是用以驱动第三开关Q5为ON。例如，当第五开关S1为ON时，驱动电压源Vcc1及第三开关Q5接地，此时第三开关Q5因缺少驱动电压且接地而为OFF状态；当第五开关S1为OFF时，驱动电压源Vcc1则直接驱动第三开关Q5为ON状态。同理，第四开关Q6的驱动信号输入端并联一第六开关S2且串接一电阻R2及驱动电压源Vcc2，第六开关S2以节点A2输出的第二控制信号驱动其ON/OFF状态。依据第六开关S2的ON/OFF状态，驱动电压源Vcc2将直接接地或是用以驱动第四开关Q6为ON。
本发明提升抗噪声功能的全桥电路的另一实施例如图3所示。以第三开关Q5侧为例作说明，其与图2所示的实施例的差异处在于在驱动电压源Vcc1端连接一二极管D1以及一电容C1，二极管D1的阳极连接于驱动电压源Vcc1，阴极连接于电阻R1；电容C1的一端连接于二极管D1及电阻R1间，另一端则接地。相对地，驱动电压源Vcc2端亦连接一二极管D2以及一电容C2，二极管D2的阳极连接于驱动电压源Vcc2，阴极则连接于电阻R2；电容C2的一端连接于二极管D2及电阻R2间，另一端则接地。
依据本发明的提升抗噪声功能的全桥电路，由于位于下桥的第三开关Q5及第四开关Q6是分别由驱动电压源Vcc1及Vcc2驱动其ON/OFF状态，而非由微处理机控制单元所输出的控制信号加以驱动，因此可选用标准位准金属氧化物半导体场效晶体管此类较高电压驱动的开关组件来作为第三开关Q5及第四开关Q6。例如选用以电压5-12伏特方能驱动为ON状态的开关组件，其较习知以电压4.5伏特驱动为ON状态的开关组件具有较高的抗噪声能力，而不容易因电路中接地的瞬时浮动电压使其发生误动作的状况。
同时，由于下桥开关不仅可选用逻辑位准金属氧化物半导体场效晶体管作为开关，亦可选用标准位准金属氧化物半导体场效晶体管，因此在电路设计时开关组件的选择上较为多样化，而能选用成本较为低廉的开关组件来有效降低生产成本。
又，本发明的提升抗噪声功能的全桥电路，系以一个控制信号控制一支线中的两个开关状态，同时，以另一个反向控制信号控制另一支线的两个开关，亦即仅以两个控制信号控制全桥电路中的四个开关，因此可简化电路设计。
另外，由于下桥的第三开关Q5及第四开关Q6为一需要较高电压驱动的开关组件，而控制下桥开关接地与否的第五开关S1及第六开关S2则仅需较低电压即可驱动的开关组件，因此驱动下桥开关为ON的状态需要较长的时间，而将下桥开关接地进行放电所需的时间较短，使得下桥开关具有慢速ON及快速OFF的特性，如此可避免上桥与下桥的开关组件发生短路的状况。且下桥开关的驱动信号输入端连接一电容C1、C2，当停止供电时，电容C1、C2放电使下桥开关维持短暂的ON状态，如此可使风扇产生刹车作用而快速地停止转动。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何熟悉该项技术者均可依据上述本发明的实施例进行等效的修改，而不脱离其精神与范畴。故任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于的权利要求书之中。
权利要求
1.一种提升抗噪声功能的全桥电路，系用于一散热系统中，该散热系统另包含一控制电路，用以输出一第一控制信号以及一第二控制信号至该全桥电路，且该第一控制信号与该第二控制信号互为反向，该全桥电路包含一第一支线，系由一第一开关及一第三开关串接组成；一第二支线，系由一第二开关及一第四开关串接组成，且与该第一支线并联连接；以及一感应线圈，其一端连接于该第一开关及该第三开关之间，另一端连接于该第二开关及该第四开关之间；其中，该第一开关及该第二开关系分别以该第一控制信号及该第二控制信号驱动其ON/OFF状态，该第三开关及该第四开关分别为一高电压驱动开关，其驱动信号输入端分别并联一第五开关及一第六开关且分别串接一电阻及一驱动电压源，该第五开关及该第六开关系分别以该第一控制信号及该第二控制信号驱动其ON/OFF状态，使该驱动电压源依照该第五开关及该第六开关的ON/OFF状态驱动该第三开关及该第四开关的ON/OFF状态。
2.根据权利要求1所述的提升抗噪声功能的全桥电路，其特征在于，该控制电路另电连接至一散热风扇。
3.根据权利要求1所述的提升抗噪声功能的全桥电路，其特征在于，该控制电路为一微处理机控制单元。
4.根据权利要求1所述的提升抗噪声功能的全桥电路，其特征在于，该第三开关为一标准位准金属氧化物半导体场效晶体管。
5.根据权利要求1所述的提升抗噪声功能的全桥电路，其特征在于，该第四开关为一标准位准金属氧化物半导体场效晶体管。
6.根据权利要求1所述的改善抗噪声能力的全桥电路，其特征在于，该第一开关为一逻辑位准金属氧化物半导体场效晶体管。
7.根据权利要求1所述的改善抗噪声能力的全桥电路，其特征在于，该第二开关为一逻辑位准金属氧化物半导体场效晶体管。
8.根据权利要求4所述的改善抗噪声能力的全桥电路，其特征在于，该第三开关的驱动电压介于5-12伏特。
9.根据权利要求5所述的改善抗噪声能力的全桥电路，其特征在于，该第四开关的驱动电压介于5-12伏特。
10.根据权利要求2所述的改善抗噪声能力的全桥电路，其特征在于，更包含一二极管，其阳极连接于该驱动电压源，阴极连极于该电阻；以及一电容，其一端连接于该二极管及该电阻间，另一端接地，使该散热风扇于停止供应电源时可快速停止转动。
全文摘要
一种全桥电路系应用于一散热系统中，该散热系统另包含一散热风扇以及一控制电路。该控制电路会输出一第一控制信号以及一第二控制信号。该全桥电路包含一第一支线系由一第一开关及一第三开关串接组成；一第二支线系由一第二开关及一第四开关串接组成，且与该第一支线并联连接；以及一感应线圈，其一端连接于该第一开关及该第三开关之间，另一端连接于该第二开关及该第四开关之间。其中该第一开关及该第二开关分别以该第一控制信号及该第二控制信号直接驱动其ON/OFF状态，该第三开关及该第四开关的ON/OFF状态亦分别受该第一控制信号及该第二控制信号控制，但另以一驱动电压源加以驱动。
文档编号H02M7/48GK1710797SQ200410059888
公开日2005年12月21日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日
发明者邱进发, 邱俊隆, 曾伟硕, 蔡明熹 申请人:台达电子工业股份有限公司