反冲电压抑制电路制造技术

本发明专利技术是一种反冲(kickback)电压抑制电路，包括用来作为电流路径的输出 级驱动功率晶体管，用于检测反冲(kickback)电压的高速比较器和一些逻辑电路。 为了减少反冲(kickback)电压抑制电路的面积，用来作为电流路径的输出级驱动 功率晶体管，则可以利用H桥功率晶体管组来实现。当H桥(H-Bridge)功率晶体 管组的输出电压与电源端的电压差达到设定值时，则会造成比较器的输出电压产生 翻转，进而使相关逻辑电路产生控制信号来开启或是关闭所对应连结的功率晶体管； 这样使电流在电感性负载中的流动方向就能维持不变并且逐渐消耗至零。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种反冲(kickback)电压抑制电路，尤指一种具有高速电路向应 且可以减少芯片制作面积的反冲(kickback)电压抑制电路。
技术介绍
请参阅图l一4与图11—12，目前关于反冲(kickback)电压抑制电路(5)的应用， 主要是用于电感性负载之驱动系统。当电感性负载中的电流流动路径突然被切断时， 则会瞬间感应出一个反冲(kickback)电压，而藉由反冲(kickback)电压抑制电路 (5)的使用来抑制反冲(kickback)电压。许多电感性负载驱动系统，例如光盘驱动系统，风扇电机驱动系统，所采用的 反冲(kickback)电压抑制电斷5)主要是以一 H桥(H-Bridge)功率晶体管组(l沐 组成，该H桥(H-Bridge)功率晶体管组(l)则包含有四个功率晶体管 (121)(122)(111)(112)、四个二极管(133)(134)(131)(132)。该反冲(kickback)电压抑 制电路(5)的工作原理如下首先，假设藉由逻辑电斷211)(212)、控制电路(221)(222) 来控制功率晶体管(121)(112)开启和功率晶体管(122)(111)关闭，而使电感性负载(3) 中的电流(I)将从输出驱动端(OUTl)流向输出驱动端(OUT2)。第二，在改变相位前， 功率晶体管(111)(112)是处于开启的状态、功率晶体管(121)(122)是处于关闭的状态； 而电感性负载(3)中电流(I)的流动方向则维持不变，其电流路径则是由功率晶体管 (111)经电感性负敦3)再到功率晶体管(112)，是从输出驱动端(OUTl)流向输出驱动端 (OUT2);当相位变化时，贝糊率晶体管(lll)开启、功率晶体管(121X122)(112)关闭， 而电感性负载(3)中电流(I)的电流路径则是由功率晶体管(l 1 l)经电感性负载(3)再到 二极管(134)，并持续在电感性负载(3)中流动。尽管电感性负载(3)中的电流(I)能够从输出驱动端(OUTl)流向输出驱动端 (OUT2)，但是除了齐纳二极管(43)和电容(42)外，并没有其它的路径能够使电流(I) 从电源端(PVCC)流至接地端(GND)。若没有使用齐纳二极管(43)，则电感性负载(3) 中的电流(I)就只能经由电執42)到接地端(GND);通常电容(42)较小，不能完全吸收 并储存电感性负载(3)所释放的能量，而无法吸收的能量将使电源端(PVCC)、输出驱动端(OUT2)的电压升高而形成反冲(kickback)电压。随着电源端(PVCC)和输出驱 动端(OUT2)电压的升高，则造成电執42)两端的电压差增大，因此其吸收能量的能 力增加，直至最终完全吸收电感性负载(3)所释放的能量；但是反冲(kickback)电 压升高后，很可能会超过系统中其它组件的最大工作电压，进而造成相关组件的损坏。当反冲(kickback)电压出现时，输出驱动端(OUTl)/(OUT2)电压将会上升； 此时，二极管(133) / (134)导通以便让电感性负载(3)中的电流(I)维持原方向继续流 动，然而电源端(PVCC)电压的上升则会提高电執42)原本有限的电流吸收能力。此 夕卜，在电源端(PVCC)和系统电源(VCC)之问设置有一反向的萧特基二极管(41)，来 避免反向电流损坏系统电源(VCC)，因此，系统电源(VCC)不会受到反冲(kickback) 电压的影响而维持不变；其相关之电压波形曲线，请参阅图ll。但是，不断上升的反冲(kickback)电压，很可能会超过系统中其它组件的最 大工作电压而导致组件的损坏。而在电源端(PVCC)与接地端(GND)之间介接一齐纳 二极管(43)，则不断上升的反冲(kickback)电压将会使齐纳二极管(43)反向击穿； 该齐纳二极管(43)将形成一电流路径，使电執42)不能吸收的电流M过该齐纳二极 管(43)而至接地端(GND)。而当反冲(kickback)电压出现时，则输出驱动端(OUTl) /(OUT2)电压将会上升，直至齐纳二极管(43)被反向击穿，反向击穿的齐纳二极管 (43)将会钳制住输出驱动端(OUTl) / (OUT2)的输出电压；其相关之电压波形曲线， 请参阅图12。电路中藉由萧特基二极管(4l)的保护，使得系统电源(VCC)的电压可以保持稳定 而没有变动；而齐纳二极管(43)会将反冲(kickback)电压钳制住，使其不会超过系 统中其它组件的最大工作电压，因此，整个系统均能够在安全的工作电压范围内正 常运作；其相关之电压波形曲线，请参阅图12。然而，并非所有的制程技术均能够提f絲纳二极管(43)的制作，即便能够提供， 但是为了要能够流过较大的电流，贝挤纳二极管(43)在审U作上就会占用较大的芯片 面积，而问接增加芯片的制作成本。此外，现有的齐纳二极管(43)所提供之反向击 穿电压的范围非常广，从2V到200V都有；因此，在选择齐纳二极管(43)时，则应 遵从两条准则，它们是l.齐纳二极管(43)的反向击穿电压应大于系统电嫩VCC) 之最大工作电压。2.齐纳二极管(43)的反向击穿电压应小于系统中其它组件的最大 工作电压。准则一，是为了防止系统在正常工作时，齐纳二极管(43)即被反向击穿，而影响整个系统的静态工作电流；准则二，是防止反冲(kickback)电压出现时， 系统中其它组件被过大的反冲(kickback)电压损坏之。因此，前面所提到之抑制 反冲(kickback)电压的方法，则需要依据不同的系统电源(VCC)电压和系统中所使 用之其它组件的工作电压来对应选择不同的齐纳二极管(43);同时，对于不同的制 程技术，若是要额外提供齐纳二极管(43)的制作，将会增加制造成本。
技术实现思路
本专利技术则是藉由利用H桥(H-Bridge)功率晶体管组来提供额外的电流路径给 流经电感性负载中之电流，以抑制电路中所感应之反冲(kickback)电压，并使用 比较器的结构使电路可以自行调整来匹配系统电源，进而检测电路中该反冲 (kickback)电压的发生。本专利技术系一种反冲(kickback)电压抑制电路，包括用来作为电流路径的输出 级驱动功率晶体管，用于检测反冲(kickback)电压的高速比较器和一些逻辑电路。 为了减少反冲(kickback)电压抑制电路的面积，用来作为电流路径的输出级驱动 功率晶体管则可以利用H桥(H-Bridge)功率晶体管组来实现。当H桥(H-Bridge) 功率晶体管组的输出电压与电源端的电压差达到设定值时，则会造成比较器的输出电压产生翻转，进而使相关逻辑电路产生控审幅号来开启或是关闭所对应连结之功 率晶体管；如此，使电流在电感性负载中的流动方向就能维持不变并且逐渐消耗至令。藉由上述之反冲(kickback)电压抑制电路架构，可以有效提高电路向应速度， 并避免齐纳二极管的使用，使得该电路能够依据不同的制程技术来制作，进而减少 反冲(kickback)电压抑制电路之芯片制作面积，以下以两个具体实施例，且佐以 附图作详细说明，使对于本专利技术之技术特征，能有更进一步之了解。附图说明图1是现有反冲(kickback)电压抑制电路之电路结构图； 图2是现有反冲(kickba本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反冲电压抑制电路，其特征在于，包括：一个Ｈ桥功率晶体管组、两个高速比较器、两个逻辑电路、两个控制电路；该Ｈ桥功率晶体管组设有四个输入控制端、两个输出驱动端、一个电源端、一个接地端，该高速比较器设有一个正输入端、一个负输入端与一输出端，该控制电路设有至少一个逻辑输入端、一个逻辑输出端，该逻辑电路设有至少一个逻辑输入端、一个逻辑输出端；　该Ｈ桥功率晶体管组包括：四个功率晶体管、四个二极管；这些功率晶体管分别以这两个功率晶体管串联的方式连结后，再以并联结构连结之，而在这些 功率晶体管的两端则分别对应连接这些二极管；这些功率晶体管的另一端则分别对应连接至这些输入控制端，而这些功率晶体管串联的两个串联点则分别对应连接至这两个输出驱动端；　在该Ｈ桥功率晶体管组的两侧，则分别对应设置这一输出驱动端，并在该侧的上 方与下方均设置这一输入控制端；该Ｈ桥功率晶体管组的两侧，则分别对应设置这一控制电路、这一高速比较器、这一逻辑电路；该反冲电压抑制电路是以反馈连接的方式，分别在该Ｈ桥功率晶体管组的两侧，来各自形成对应的一反馈回路；该反馈回路，是将该Ｈ桥功率晶体管组一侧的该Ｈ桥功率晶体管组的这一输出驱动端、这一高速比较器、这一逻辑电路与该Ｈ桥功率晶体管组下方的这一输入控制端依次连接成一回路；　该Ｈ桥功率晶体管组的该电源端，均连接至这些高速比较器的该负输入端；分别在该Ｈ桥功率晶体管组的两侧， 同一侧边的该Ｈ桥功率晶体管组的该输出驱动端则连接至所对应的该高速比较器的该正输入端，该高速比较器的该输出端则连接至所对应的该逻辑电路的这一逻辑输入端，该逻辑电路的该逻辑输出端则对应连接至该Ｈ桥功率晶体管组下方的该输入控制端，该控制电路的该逻辑输出端则对应连接至该Ｈ桥功率晶体管组上方的该输入控制端；　该Ｈ桥功率晶体管组的该电源端更设置有一电容，该电容的两端则分别连接于该电源端与该接地端；该电源端更设置有一萧特基二极管，该萧特基二极管的两端则分别连接于该电源端与系统电源；该 Ｈ桥功率晶体管组的这两个输出驱动端之间则设置有一负载。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖科，孙江，
申请(专利权)人：肖科，孙江，
类型：发明
国别省市：71