[发明专利]负电压保护系统

说明书

一种负电压保护系统，包含负电压比较电路、信号处理电路、驱动电路、驱动输出电路、功率装置以及线圈模块。当线圈模块产生反电动势时，线圈模块输出负电压。若负电压比较电路检测到负电压的强度超过预定值，信号处理电路产生控制信号至驱动电路。驱动电路依据控制信号，控制驱动输出电路及功率装置以使负电压的强度降低。

技术领域

本发明描述了一种负电压保护系统，尤其涉及一种依据负电压比较电路 输出的比较结果将负电压强度降低的保护系统。

背景技术

随着科技日新月异，各种高性能的电子产品也被广泛应用。现今的电子 产品除了要求高处理速度、低反应时间、以及高规格的处理器之外，更要求 具备可携性及微型化的体积，以让使用者能随时随地以高效率的方式使用产 品。例如苹果手机(i-phone)的iPhone 5s规格使用了A7处理器，而iPhone 6 Plus 规格使用了更高阶的A8处理器，或是家用型计算机的中央处理器也从 Core^TMi5演化至Core^TMi7等级。随着电子产品内处理器的时钟频率增 加，其所消耗的功率及所产生的温度也随之上升。因此，许多散热风扇、水 冷系统、散热胶及散热片的散热质量也被使用者日益重视。在这些散热机制 中，水冷系统的散热效果最佳，但存在体积大、价格而贵、且高噪声的缺点。 散热胶及散热片的体积最小，但仅使用了热导较佳的介质将热量传出至空气， 故散热效果有限。因此，目前大多数的电子产品，其散热方式仍以散热风扇 为主流。

然而，在马达控制驱动的半桥式(Half-Bridge)电路中，马达因楞次定律(或 称为，冷次定律，Lenz's law)的特性，在马达极性换相时，会导致瞬态负电压 (NegativeTransient Voltage)的现象。而过大的瞬态负电压的现象会导致推动控 制信号产生闩锁效应(Latch-Up)，进而影响马达驱动电路所有元件以及时钟的 运作。并且，当马达在短路、过载关机或瞬间电流较平常操作环境高的情况， 这种负电压的情况会更严重。

为了避免负电压影响马达驱动的效能，一般在马达的驱动前级电路(Level ShiftDriving Circuit)会设计一个限流电阻。利用此限流电阻，可使过大的负电 压或静电放电(ESD)涌浪被限制。然而，此方式在实际应用时具有一定的极限， 例如当驱动马达控制器与风扇马达之间距离很长，且马达电感很大时，马达 所产生的瞬态负电压可能会超过-100V以上。此时，传统马达中的限流电阻 将失去保护功能。

发明内容

本发明一实施例说明了一种负电压保护系统，包含负电压比较电路、信 号处理电路、驱动电路、驱动输出电路、功率装置以及线圈模块。负电压比 较电路用以检测负电压，并输出比较信号。信号处理电路耦接于负电压比较 电路，用以依据比较信号产生控制信号。驱动电路耦接于信号处理电路，用 以根据控制信号产生至少一个驱动信号。驱动输出电路耦接于驱动电路，用 以依据至少一个驱动信号产生至少一个功率信号。功率装置耦接于驱动输出 电路，用以根据至少一个功率信号产生驱动电压。线圈模块耦接于功率装置，用以根据驱动电压进行运转。其中当线圈模块产生反电动势时，线圈模块输 出负电压，若负电压比较电路检测到负电压的强度超过预定值，信号处理电 路产生控制信号至驱动电路，及驱动电路依据控制信号，控制驱动输出电路 及功率装置以使负电压的强度降低。