[发明专利]反冲电压抑制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种反冲(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。

背景技术

请参阅图1-4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)电压抑制电路(5)主要是以一H桥(H-Bridge)功率晶体管组(1)来 组成，该H桥(H-Bridge)功率晶体管组(1)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，假设藉由逻辑电路(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(OUT1)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)经电感性负载(3)再到功率晶体管(112)，是从输出驱动端(OUT1)流向输出驱动端 (OUT2)；当相位变化时，则功率晶体管(111)开启、功率晶体管(121)(122)(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(111)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(OUT1)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)就只能经由电容(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，则造成电容(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(OUT1)/(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容(42)原本有限的电流吸收能力。此 外，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11。

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，使电容(42)不能吸收的电流来通过该齐纳二极 管(43)而至接地端(GND)。而当反冲(kickback)电压出现时，则输出驱动端(OUT1) /(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(OUT1)/(OUT2)的输出电压；其相关之电压波形曲线， 请参阅图12。