本實(shí)用新型有關(guān)于一種風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路，尤指一種具有自動(dòng)煞車功能之風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路。

背景技術(shù)：

近年來，利用數(shù)位微控制器(Micro-Controller Unit,MCU)結(jié)合電力電子開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)行電子產(chǎn)品之設(shè)計(jì)，已是目前業(yè)界常用的技術(shù)。然而，在操作該電子產(chǎn)品時(shí)，該數(shù)位微控制器及該電力電子開關(guān)會(huì)因?yàn)椴僮髟诟哳l而導(dǎo)致該電子產(chǎn)品產(chǎn)生大量熱量；因此，該電子產(chǎn)品之散熱需求將成為相當(dāng)重要的設(shè)計(jì)課題。

目前，較常見的散熱方式以風(fēng)扇系統(tǒng)之運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行該電子產(chǎn)品之驅(qū)風(fēng)散熱，然而基于風(fēng)扇控制及使用者安全操作之考量，該風(fēng)扇系統(tǒng)通常會(huì)結(jié)合一煞車電路，以便在電源斷電時(shí)，停止該風(fēng)扇系統(tǒng)之運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保風(fēng)扇控制之精確性及使用者之操作安全。

參閱圖1所示，一般已知風(fēng)扇煞車電路1包含橋式驅(qū)動(dòng)器11、一控制器13、一煞車電路14及一馬達(dá)線圈L，一輸入電源Vin連接至該橋式驅(qū)動(dòng)器11、控制器13及該煞車電路14以提供上述該構(gòu)件之電源所需，并該橋式驅(qū)動(dòng)器11由二上臂開關(guān)M1、M2與二下臂開關(guān)M3、M4所構(gòu)成，所以當(dāng)風(fēng)扇斷電時(shí)，是透過該煞車電路14的控制，以進(jìn)行即時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)之操作來達(dá)到煞車的效果。但由于已知風(fēng)扇煞車電路1中需將該控制器13對(duì)二下臂開關(guān)M3、M4在做脈沖寬度調(diào)變信號(hào)(PULSE WIDTH MODULATION；PWM)切割控制，改為控制器13對(duì)二上臂開關(guān)M1、M2來做脈沖寬度調(diào)變信號(hào)切割控制，可是會(huì)使二上臂開關(guān)M1、M2與控制電阻溫度上升，所以必須得增加電子元件(如電阻器)來處理解決上述溫度上升的問題，且二下臂開關(guān)M3、M4是與該煞車電路14相電性連接，勢必會(huì)因?yàn)樵撋奋囯娐?4之設(shè)置，而導(dǎo)致成本增加與增加電路連接復(fù)雜度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，為有效解決上述之問題，本實(shí)用新型之一目的在提供一種透過一電阻單元使電路帶有煞車功能，且藉由一儲(chǔ)能單元于斷電時(shí)提供一操作電壓給一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)數(shù)上臂開關(guān)組件，令該上臂開關(guān)組件與一馬達(dá)線圈形成一封閉回路而達(dá)到煞車的效果的風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路。

本實(shí)用新型之另一目的在提供一種具有達(dá)到節(jié)省成本的風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型在提供一種風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路，包括一儲(chǔ)能單元、一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路、一控制單元及一電阻單元，該儲(chǔ)能單元接收并儲(chǔ)存一操作電壓，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路具有復(fù)數(shù)上臂開關(guān)組件、復(fù)數(shù)下臂開關(guān)組件、一第一驅(qū)動(dòng)單元及一第二驅(qū)動(dòng)單元，該上臂開關(guān)組件的一第一端電性連接該儲(chǔ)能單元且接收該操作電壓，其一第二端分別與相對(duì)該下臂開關(guān)組件的一第一端及該馬達(dá)線圈相電性連接，該下臂開關(guān)組件的一第二端則連接至一接地端，并該第一、二驅(qū)動(dòng)單元的一第一端分別電性連接相對(duì)該上臂開關(guān)組件的一第三端，而控制單元電性連接相對(duì)該下臂開關(guān)的一第三端與該第一、二驅(qū)動(dòng)單元的一第二端，并該電阻單元的一端電性連接一輸入電源，其另一端電性連接相對(duì)該第一、二驅(qū)動(dòng)單元的一第三端及該下臂開關(guān)組件的第二端，其中當(dāng)該風(fēng)扇斷電時(shí)，該上臂開關(guān)組件接收到該儲(chǔ)能單元提供的該操作電壓而導(dǎo)通，該下臂開關(guān)組件無接收到該操作電壓而不導(dǎo)通，令該上臂開關(guān)組件與該馬達(dá)線圈形成一封閉回路而達(dá)到煞車的效果，且還有效達(dá)到節(jié)省成本的效果。

在一實(shí)施，該上臂開關(guān)組件具有一第一上臂開關(guān)組件與一第二上臂開關(guān)組件，該第一、二上臂開關(guān)件的該第一端與該儲(chǔ)能單元相電性連接，且該儲(chǔ)能單元的另一端連接該接地端，該第一、二上臂開關(guān)組件的該第二端分別電性連接相對(duì)該馬達(dá)線圈的兩端，該第一、二上臂開關(guān)組件的該第三端分別電性連接相對(duì)該第一、二驅(qū)動(dòng)單元的該第一端。

在一實(shí)施，該下臂開關(guān)組件具有一第一下臂開關(guān)組件與一第二下臂開關(guān)組件，該第一、二下臂開關(guān)組件的該第一端分別電性連接相對(duì)該馬達(dá)線圈的兩端，該第一、二下臂開關(guān)組件的第二端分別電性連接至該接地端，該第一、二下臂開關(guān)組件的第三端分別電性連接相對(duì)該控制單元。

在一實(shí)施，該電阻單元為一電阻器，該電阻單元的一端電性連接該輸入電源，該電阻單元的另一端與相對(duì)該第一、二驅(qū)動(dòng)單元的該第三端及該第一、二下臂開關(guān)組件的第二端相電性連接。

在一實(shí)施，該控制單元為一中央處理器或一微控制器。

在一實(shí)施，該第一驅(qū)動(dòng)單元包含一第一電晶體、一第一電阻器、一第二電阻器、一第三電阻器、一第四電阻器及一第一電容器，該第一電晶體具有一基極、一射極及一集極， 該集極電性連接該第二電阻器的一端，該射極電性連接該第三電阻器的一端與該接地端，該第三電阻器的另一端與該第一電容器的一端、該第一電阻器的一端及該第二電阻器的另一端共同相電性連接，且該第一電阻器與第一電容器的另一端連接相對(duì)該電阻單元的另一端，該第四電阻器的一端電性連接該基極，其另一端電性連接相對(duì)該控制單元。

在一實(shí)施，該第二驅(qū)動(dòng)單元包含一第二電晶體、一第五電阻器、一第六電阻器、一第七電阻器、一第八電阻器及一第二電容器，該第二電晶體具有一基極、一射極及一集極， 該第二電晶體的該集極電性連接該第七電阻器的一端，該第二電晶體的該射極電性連接該第六電阻器的一端與該接地端，該第六電阻器的另一端與該第二電容器的一端、該第五電阻器的一端及該第七電阻器的另一端共同相電性連接，且該第五電阻器與第二電容器的另一端連接相對(duì)該電阻單元的另一端，該第八電阻器的一端電性連接該第二電晶體的該基極，其另一端電性連接相對(duì)該控制單元。

在一實(shí)施，該電阻單元為0歐姆電阻器。

【附圖說明】

圖1為已知之風(fēng)扇煞車電路電路示意圖；

圖2為本實(shí)用新型之一實(shí)施例之方塊示意圖；

圖3為本實(shí)用新型之一實(shí)施例之電路示意圖。

主要符號(hào)說明：

風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路…2

儲(chǔ)能單元…21

馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路…22

第一上臂開關(guān)組件…221

第二上臂開關(guān)組件…222

第一端…2211、2221

第二端…2212、2222

第三端…2213、2223

第一下臂開關(guān)組件…223

第二下臂開關(guān)組件…224

第一端…2231、2241

第二端…2232、2242

第三端…2233、2243

第一驅(qū)動(dòng)單元…225

第二驅(qū)動(dòng)單元…226

第一端…2251、2261

第二端…2252、2262

第三端…2253、2263

控制單元…24

電阻單元…25

馬達(dá)線圈…L

輸入電源…Vin

操作電壓…Vcc

工作電壓…Vs

接地端…GND

第一上MOS電晶體…M1

第二上MOS電晶體…M2

第一下MOS電晶體…M3

第二下MOS電晶體…M4

第一電晶體…Q1

第二電晶體…Q2

第一電阻器…R1

第二電阻器…R2

第三電阻器…R3

第四電阻器…R4

第五電阻器…R5

第六電阻器…R6

第七電阻器…R7

第八電阻器…R8

第九電阻器…R9

第十電阻器…R10

第十一電阻器…R11

第十二電阻器…R12

第十三電阻器…R13

第一電容器…C1

第二電容器…C2

第三電容器…C3

第四電容器…C4。

【具體實(shí)施方式】

本實(shí)用新型之上述目的及其結(jié)構(gòu)與功能上的特性，將依據(jù)所附圖式之較佳實(shí)施例予以說明。

本實(shí)用新型提供一種風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路2，請(qǐng)參閱圖2、3所示，顯示本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例之方塊與電路示意圖；該風(fēng)扇馬達(dá)斷電自動(dòng)煞車之電路2應(yīng)用在一風(fēng)扇(如軸流風(fēng)扇或離心風(fēng)扇；圖中未示)上，該電路2包括一儲(chǔ)能單元21、一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路22、一控制單元24及一電阻單元25，該儲(chǔ)能單元21在本實(shí)施例表示為一電容器，該儲(chǔ)能單元21用以接收并儲(chǔ)存一操作電壓Vcc (如12伏特)，而該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路22具有復(fù)數(shù)上臂開關(guān)組件、復(fù)數(shù)下臂開關(guān)組件、一第一驅(qū)動(dòng)單元225及一第二驅(qū)動(dòng)單元226，該上臂開關(guān)組件在本實(shí)施例表示為2個(gè)上臂開關(guān)組件，該上臂開關(guān)組件具有一第一上臂開關(guān)組件221與一第二上臂開關(guān)組件222，該第一、二上臂開關(guān)組件221、222各具有一第一端2211、2221、一第二端2212、2222及一第三端2213、2223，并該第一、二上臂開關(guān)件221、222的第一端2211、2221 (即該上臂開關(guān)組件的第一端2211、2221)與相對(duì)該儲(chǔ)能單元21的相電性連接且接收該操作電壓Vcc，該第一、二上臂開關(guān)組件221、222的第二端2212、2222(該上臂開關(guān)組件的第二端2212、2222)與相對(duì)該馬達(dá)線圈L的兩端相電性連接，該第一、二上臂開關(guān)組件221、222的第三端2213、2223(即該上臂開關(guān)組件的第三端2213、2223)分別電性連接相對(duì)該第一驅(qū)動(dòng)單元225的一第一端2251與該第二驅(qū)動(dòng)單元226的一第一端2261。

而該下臂開關(guān)組件在本實(shí)施例表示為2個(gè)下臂開關(guān)組件，該下臂開關(guān)組件具有一第一下臂開關(guān)組件223與一第二下臂開關(guān)組件224，該第一、二下臂開關(guān)組件223、224各具有一第一端2231、2241、一第二端2232、2242及一第三端2233、2243，該第一、二下臂開關(guān)組件223、224的第一端2231、2241 (該下開關(guān)組件的第一端2231、2241)分別電性連接相對(duì)該第一、二上臂開關(guān)組件221、222的第二端2212、2222，該第一、二下臂開關(guān)組件223、224的第二端2232、2242 (該下開關(guān)組件的第二端2232、2242)則連接至一接地端GND，并該第一、二下臂開關(guān)組件223、224的第三端2233、2243 (該下臂關(guān)組件的第三端2233、2243)分別電性連接相對(duì)該控制單元24。前述第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226各具有前述第一端2251、2261、一第二端2252、2262及一第三端2253、2263，該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226的第一端2251、2261分別電性連接相對(duì)該上臂開關(guān)組件的第三端2213、2223，該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226的第二端2252、2262分別電性連接相對(duì)該控制單元24，該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226的第三端2253、2263電性連接相對(duì)該電阻單元25的另一端及該第一、二下臂開關(guān)組件223、224的第二端2232、2242及接地端GND，并該電阻單元25的一端電性連接一輸入電源Vin，該輸入電源Vin (如12伏特)用以提供電源。

另者，前述電阻單元25為一電阻器，在本實(shí)施例表示電阻單元25為0歐姆電阻器。前述控制單元24為一中央處理器(Central Processing Unit，CPU)或一微控制器(Micro control unit，MCU)，且該控制單元24具有復(fù)數(shù)接腳，其中該控制單元24的四只接腳分別連接對(duì)應(yīng)該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226的第二端2252、2262及該第一、二下臂開關(guān)組件223、224的第三端2233、2243，且前述控制單元24的四只接腳用以輸出一脈沖寬度調(diào)變(Pulse Width Modulation；PWM)信號(hào)控制該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的第一、二上臂開關(guān)組件221、222的開關(guān)動(dòng)作(如開關(guān)為導(dǎo)通或開關(guān)為不導(dǎo)通)與控制該第一、二下臂開關(guān)組件223、224的開關(guān)動(dòng)作(如開關(guān)為導(dǎo)通或開關(guān)為不導(dǎo)通)，而該控制單元24的另一接腳(如第五接腳)則電性連接一霍爾元件(圖中未示)，用以接收霍爾元件傳送的霍爾訊號(hào)，該控制單元24的另一接腳(如第六接腳)則接收一工作電壓Vs (如5伏特)。所以透過本實(shí)用新型之前述電阻單元25使電路帶有煞車功能，并藉由該儲(chǔ)能單元21于斷電時(shí)提供該操作電壓Vcc給該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路22的第一、二上臂開關(guān)組件221、222而導(dǎo)通，令該第一、二上臂開關(guān)組件221、222與馬達(dá)線圈L的兩端短路形成一封閉回路而達(dá)到煞車的效果。藉由本實(shí)用新型的電路2設(shè)計(jì)，當(dāng)風(fēng)扇斷電后，風(fēng)扇的扇葉會(huì)因本身之慣性作用而旋轉(zhuǎn)(或運(yùn)轉(zhuǎn))，且根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律(Faraday's law)，使封閉回路上的馬達(dá)線圈L為閉合線圈而產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流將使馬達(dá)線圈L產(chǎn)生一個(gè)反向磁場阻止扇葉運(yùn)轉(zhuǎn)，讓風(fēng)扇可很快停止達(dá)到煞車的效果。

續(xù)請(qǐng)參閱圖3所示，將就各結(jié)構(gòu)詳細(xì)說明：

前述第一驅(qū)動(dòng)單元225包含一第一電晶體Q1、一第一電阻器R1、一第二電阻器R2、一第三電阻器R3、一第四電阻器R4及一第一電容器C1，該第一電晶體Q1在本實(shí)施例表示為BJT (Bipolar Junction Transistor)電晶體，該第一電晶體Q1具有一基極、一射極及一集極，該第一電晶體Q1之集極電性連接該第二電阻器R2的一端，該第一電晶體Q1之射極電性連接該第三電阻器R3的一端與該接地端GND，該第三電阻器R3的另一端與該第一電容器C1的一端、該第一電阻器R1的一端及該第二電阻器R2的另一端共同相電性連接，且該第一電阻器R1的另一端與第一電容器C1的另一端共同連接相對(duì)該電阻單元25的另一端，該第四電阻器R4的一端電性連接該第一電晶體Q1之基極，其另一端電性連接相對(duì)該控制單元24的一接腳(如第一接腳)。

并該第二驅(qū)動(dòng)單元226包含一第二電晶體Q2、一第五電阻器R5、一第六電阻器R6、一第七電阻器R7、一第八電阻器R8及一第二電容器C2，該第二電晶體Q2具有一基極、一射極及一集極， 該第二電晶體Q2的集極電性連接該第七電阻器R7的一端，該第二電晶體Q2的射極電性連接該第六電阻器R6的一端與該接地端GND，該第六電阻器R6的另一端與該第二電容器C2的一端、該第五電阻器R5的一端及該第七電阻器R7的另一端共同相電性連接，且該第五電阻器R5的另一端與第二電容器C2的另一端共同連接相對(duì)前述電阻單元25的另一端，該第八電阻器R8的一端電性連接該第二電晶體Q2的基極，其另一端電性連接相對(duì)該控制單元24的另一接腳(如第二接腳)。

前述第一上臂開關(guān)組件221包含一第一上MOS電晶體M1，該第二上臂開關(guān)組件222包含一第二上MOS電晶體M2，該第一、二上MOS電晶體M1、M2在本實(shí)施例表示為一P型金氧半場效(PMOS) 電晶體，并該第一、二上MOS電晶體M1、M2的源極共同連接相對(duì)該儲(chǔ)能單元21的一端(即該儲(chǔ)能單元21的正極)，該儲(chǔ)能單元21的另一端(即該儲(chǔ)能單元21的負(fù)極)電性連接該接地端GND，其中該儲(chǔ)能單元21電性連接一整流穩(wěn)壓電路(圖中未示)，前述整流穩(wěn)壓電路將接收到的輸入電源Vin (如12伏特)經(jīng)整流穩(wěn)壓后輸出該操作電壓Vcc (如12伏特)給該儲(chǔ)能單元21，而該第一、二上MOS電晶體M1、M2的閘極分別電性連接對(duì)應(yīng)的該第一、二電容器的一端。而該第一下臂開關(guān)組件223包含一第一下MOS電晶體M3、一第九電阻器R9、一第十電阻器R10及一第三電容器C3，該第一下MOS電晶體M3在本實(shí)施例表示為一N型金氧半場效(NMOS) 電晶體，該第一下MOS電晶體M3的汲極電性連接對(duì)應(yīng)該第一上MOS電晶體M1的汲極及該馬達(dá)線圈L的一端，該第一下MOS電晶體M3的閘極電性連接該第九、十電阻器R9、R10的一端及第三電容器C3的一端，該第三電容器C3的另一端與該第十電阻的另一端及該接地端GND共同電性連接一起，該第九電阻器R9的另一端連接對(duì)應(yīng)該控制單元24的另一接腳(如第三接腳)。

另者，前述該第二下臂開關(guān)組件224包含一第二下MOS電晶體M4、一第十一電阻器R11、一第十二電阻器R12及一第四電容器C4，該第二下MOS電晶體M4在本實(shí)施例表示為一N型金氧半場效(NMOS) 電晶體，該第二下MOS電晶體M4的汲極電性連接對(duì)應(yīng)該第二上MOS電晶體M2的汲極及馬達(dá)線圈L的另一端，該第二下MOS電晶體M4的閘極電性連接該第十一、十二電阻器R11、R12的一端及第四電容器C4的一端，該第四電容器C4的另一端與該第十二電阻的另一端及該接地端GND共同電性連接一起，該第十一電阻器R11的另一端連接對(duì)應(yīng)該控制單元24的另一接腳(如第四接腳)，并該第一、二下MOS電晶體M3、M4的源極與一第十三電阻器R13的一端相電性連接，該第十三電阻器R13的另一端電性連接該接地端GND。

所以當(dāng)風(fēng)扇要啟動(dòng)時(shí)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路22可接收到輸入電源Vin，并藉由該控制單元24輸出的PWM信號(hào)控制該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的第一、二上MOS電晶體M1、M2的開關(guān)動(dòng)作以及控制該第一、二下MOS電晶體M3、M4的開關(guān)動(dòng)作，藉以達(dá)到控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，同時(shí)該儲(chǔ)能單元21會(huì)將接收到的操作電壓Vcc儲(chǔ)存(即儲(chǔ)能單元21被充電)；若當(dāng)風(fēng)扇斷電時(shí)，前述控制單元24未接收到該工作電壓Vs而不能工作，相對(duì)該控制單元24中輸出PWM信號(hào)的四只接腳電位為0伏特，使該第一、二驅(qū)動(dòng)單元225、226的第一、二電晶體Q1、Q2、該第一、二下MOS電晶體M3、M4也均不導(dǎo)通，此時(shí)該第一、二上MOS電晶體M1、M2的閘極各自通過相對(duì)該第三、六電阻器R3、R6與儲(chǔ)能單元的負(fù)極相連接而下拉為低電位(即0伏特)，并同時(shí)該儲(chǔ)能單元21所儲(chǔ)存的操作電壓Vcc(即12伏特)會(huì)提供給該第一、二上MOS電晶體M1、M2的源極，使該第一、二上MOS電晶體M1、M2的源極電壓經(jīng)儲(chǔ)能單元21放電為高電位為12伏特，此時(shí)該第一、二上MOS電晶體M1、M2的源極與閘極間的電壓為負(fù)12伏特(-12V)，同時(shí)該第一、二上MOS電晶體M1、M2導(dǎo)通(即該第一、二上MOS電晶體M1、M2的源極與汲極導(dǎo)通)，使該第一、二上MOS電晶體M1、M2與馬達(dá)線圈L兩端短路形成封閉回路，因風(fēng)扇斷電后之扇葉本身慣性作用而運(yùn)轉(zhuǎn)，使封閉回路上的馬達(dá)線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流將使馬達(dá)線圈L產(chǎn)生一個(gè)反向磁場阻止扇葉運(yùn)轉(zhuǎn)，讓風(fēng)扇可很快停止達(dá)到煞車的效果。

因此，藉由本實(shí)用新型之輸入電源Vin與第一電阻器R1的另一端間串聯(lián)該電阻單元25及該第一電容器C1的另一端與操作電壓Vcc間不串聯(lián)一個(gè)電阻器的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使電路2帶有煞車功能，且藉由該儲(chǔ)能單元21于斷電時(shí)提供操作電壓Vcc給該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路22的第一、二上臂開關(guān)組件221、222而導(dǎo)通，令該第一、二上臂開關(guān)組件221、222與馬達(dá)線圈L形成封閉回路進(jìn)而達(dá)到煞車的效果。另外，透過本實(shí)用新型此電路2的設(shè)計(jì)，使得可有效改善已知馬達(dá)煞車電路的下臂開關(guān)組件需要額外加入更多電子元件來實(shí)現(xiàn)煞車，故本實(shí)用新型可有效達(dá)到節(jié)省成本的效果。