[发明专利]单线圈风扇马达的稳流驱动系统及其方法

说明书

本发明涉及一种单线圈风扇马达的稳流驱动系统，在线圈进入换相区间后通过第一功率管PMOS管和第二功率管PMOS管进行续流，线圈续流路径从电源端、第一功率管PMOS管，线圈、第二功率管PMOS管再回到电源端。同时负反馈电路启用，将线圈续流大小与功率管的驱动电压联系在一起，使线圈电流工作在换相续流区间，避免产生线圈电流突变或者出现一段零电流的情况，同时避免了长时间存在地端到电源端的续流通路，达到线圈驱动电流平稳换相的目的。采用该单线圈风扇马达的稳流驱动系统，可用来解决单线圈风扇H桥式驱动在换相时给电源带来的扰动、电气噪声以及风扇能效降低的问题。

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及单线圈风扇马达驱动的新型H桥换相控制领域，具体是指一种单线圈风扇马达的稳流驱动系统及其方法。

背景技术

首先参照图1图2，对现有技术中的单线圈风扇马达的稳流驱动系统及其驱动信号的波形图加以说明。其中，图1是现有的单线圈风扇马达的稳流驱动系统装置示意图，图2是对应图1中的单线圈风扇马达的稳流驱动系统的波形示意图。

为了使线圈电动机转动，图1中的线圈206的驱动电流方向需要根据霍尔感应电压的正负大小变化而交替变化。驱动电路201的输入VH1、VH2为由磁场感应出的经过放大和消失调处理后的霍尔信号，输出为H桥的驱动信号，其中第一驱动信号为AL、BH、CL、DH，第二驱动信号为AH、BL、CH、DL，如图1A所示。驱动电路201互补地驱动第一驱动信号和第二驱动信号。AL、BL分别使PMOS功率管202、203导通，AH、BH分别使PMOS功率管202、203截止，CH、DH分别使NMOS功率管204、205导通，CL、DL分别使NMOS功率管204、205截止。电源端VDD端的电压为VVDD，地端的电压为VGND。以下假设线圈电流方向由向右方向换相至向左方向的过程进行分析。

(1)一阶段：PMOS功率管202和NMOS功率管205构成第一驱动晶体管并导通，通过第一驱动信号来提供线圈206向右方向的驱动电流，如图1B中实线箭头所指方向，此时作为第二驱动晶体管的PMOS功率管203和NMOS功率管204为截止状态。因此，PMOS功率管202的源端漏端通路、线圈206、NMOS功率管205的漏端源端通路，串联接在电源端VDD和接地端GND之间，电流方向为电源端VDD到接地端GND。此时，线圈206的左端电压值约为VVDD，右端电压约为VGND。

(2)二阶段：当开始进入换相区间时，PMOS功率管302和NMOS功率管305截止，为了防止电源端VDD和接地端GND产生直通电流而短路，设置了一段死区时间，在该死区时间内，PMOS功率管302、303和NMOS功率管304、305都是截止状态，不提供电流通路。由于线圈电流不突变，因此只能从接地端GND通过NMOS功率管304的寄生二极管309、线圈306、PMOS功率管303的寄生二极管308到电源端VDD的通路进行续流，如图1C所示，电流方向为接地端GND到电源端VDD。此时，线圈306的左端电压值约为VGND-Vpn，右端电压约为VVDD+Vpn，Vpn为寄生二极管307、308、309、310的正向导通电压。

(3)三阶段：经过死区时间后，第二驱动信号AH、BL、CH、DL使得PMOS功率管403和NMOS功率管404导通，此时线圈406从接地端GND、NMOS功率管404的源端漏端通路、线圈406、PMOS功率管403的漏端栅端通路到电源端VDD的这一通路进行续流，直至续流到0，如图1D所示，电流方向为接地端GND到电源端VDD。此时，线圈406的左端电压值约为VGND，右端电压约为VVDD。

(4)四阶段：当线圈506续流完成后，由于线圈506的左端电压值约为VGND，右端电压约为VVDD，因此线圈506逐渐建立向左方向的驱动电流，如图1E所示。