阅读说明：本技术 主动式备用电源的风扇刹车电路 (Fan brake circuit of active standby power supply ) 是由 黄柏胜 黄伟财 周初宪 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：一种主动式备用电源的风扇刹车电路,包括一保护电路、一马达驱动单元、一马达、一风扇控制器及至少一旁通路径单元,该保护电路接收一输入电源,该马达驱动单元电性连接在该保护电路与该马达之间,用以输出一驱动信号至该马达,该风扇控制器电性连接该马达驱动单元与该保护电路,用以输出一控制信号至该马达驱动单元,该至少一旁通路径单元电性连接在该输入电源与该马达驱动单元之间,用以供该输入电源通过且传送至该马达驱动单元,当该保护电路中断该输入电源传送至该马达时,该马达驱动单元根据该旁通路径单元传送的该输入电源以输出该驱动信号至该马达,使该马达形成一短路回路而刹车。(A fan brake circuit of active standby power supply comprises a protection circuit, a motor driving unit, a motor, a fan controller and at least one bypass path unit, wherein the protection circuit receives an input power supply, the motor driving unit is electrically connected between the protection circuit and the motor and used for outputting a driving signal to the motor, the fan controller is electrically connected with the motor driving unit and the protection circuit and used for outputting a control signal to the motor driving unit, the at least one bypass path unit is electrically connected between the input power supply and the motor driving unit and used for allowing the input power supply to pass through and transmitting the input power supply to the motor driving unit, when the protection circuit interrupts the input power supply from transmitting to the motor, the motor driving unit outputs the driving signal to the motor according to the input power supply transmitted by the bypass path unit, so that the motor forms a short circuit loop to brake.)

主动式备用电源的风扇刹车电路

技术领域

本发明有关一种风扇控制领域，特别是一种主动式备用电源的风扇刹车电路。

背景技术

现行风扇刹车机制主要通过一控制开关单元的数字信号去控制风扇驱动单元的电子开关(MOSFET)，或者以离散型式的电阻或电容搭配开关元件实现等效的开关功能，通过上述两种方式控制马达前端驱动用的电子开关(MOSFET)的开通，经由单开通马达驱动单元的上桥或下桥电子开关(MOSFET)其中之一，达到马达线圈短路循环产生刹车功能。

请参阅图1，为当前风扇刹车电路的方块示意图，当控制开关单元失效或者风扇驱动单元的电子开关(MOSFET)失效短路时，都会造成最前方的断路器产生保护断开，造成整个风扇整体无电源，此时主动式电子刹车功能因无电源所以无法工作。

延续上述，当前为了解决上述问题，通过风扇扇叶被回风吹动后产生的反电动势进行发电，再将所产生的电传输到电子刹车进行刹车，但是这种状况的刹车效果并不理想，相较于主动式供电刹车的效果差。

因此，要如何解决上述问题与缺失，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向。

发明内容

为解决上述问题，本发明的一目的在于提供通过一条额外的独立线路作为备用电源的主动式备用电源的风扇刹车电路。

本发明的另一目的在于提供一种可达到减少反向回流损耗的主动式备用电源的风扇刹车电路。

为达上述的目的，本发明提供一种主动式备用电源的风扇刹车电路，包括一保护电路，接收一输入电源；一马达驱动单元，电性连接在该保护电路与该马达之间，用以输出一驱动信号至该马达；一风扇控制器，电性连接该马达驱动单元与该保护电路，用以输出一控制信号至该马达驱动单元；至少一旁通路径单元，电性连接在该输入电源与该马达驱动单元之间，用以供该输入电源通过且传送至该马达驱动单元；当该保护电路中断该输入电源传送至该马达时，该马达驱动单元根据该旁通路径单元传送的该输入电源以输出该驱动信号至该马达，使该马达形成一短路回路而刹车。

通过上述结构，在一般状态下，用以提供给马达驱动单元的电力可以通过保护电路或旁通路径单元任一或同时提供，当保护电路因任何因素断路时，则由旁通路径单元提供电力给风扇控制器，以达到有效刹车的目的。

附图说明

图1为现有的风扇刹车电路的方块示意图；

图2为本发明风扇刹车电路的方块示意图；

图3为本发明的实际电路示意图。

附图标记说明：Vcc-输入电源；2-保护电路；21-保护断路器；22-第一二极管；23-第二二极管；3-旁通路径单元；31-旁通断路器；32-旁通二极管；4-风扇控制器；41-输出接脚；5-马达驱动单元；51-马达驱动器；6-马达；Q1、Q2、Q3-桥臂晶体管；61-线圈。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请参考图2及图3，为本发明风扇刹车电路的方块示意图及本发明的实际电路示意图，本发明主动式备用电源的风扇刹车电路包含一保护电路2、一马达6、一马达驱动单元5、一风扇控制器4及至少一旁通路径单元3，该保护电路2连接一输入电源Vcc(如12伏特)，在本实施例中该输入电源给一电源供应器提供该输入电源Vcc，该保护电路2包含一保护断路器21、一第一二极管22及一第二二极管23，该保护断路器在本实施例中为保险丝作说明，用以过载时跳脱以断路保护，该保护断路器21的一端连接该输入电源Vcc，该保护断路器21的另一端与该第一二极管22的一端及该第二二极管23的一端相电性连接，该第一二极管22的另一端电性连接该马达驱动单元5，该风扇控制器4分别电性连接该第二二极管23的另一端与该马达驱动单元5。

该第一二极管22设有一阳极端与一阴极端，该保护断路器21的另一端电性连接该第一二极管22的该阳极端，该第一二极管22的该阴极端电性连接该马达驱动单元5，该第二二极管23设有一阳极端与一阴极端，该第二二极管23的该阳极端与该保护断路器21的另一端及该第一二极管22共同电性连接，该第二二极管23的该阴极端电性连接该风扇控制器4。该马达6电性连接该马达驱动单元5，在本实施例中该马达6为三相马达说明，但并不局限于此，于具体实施时，该马达6也可为单相马达，且在马达6及马达驱动单元5作数量及线路上的适应性改变即可。该马达6包含多个桥臂晶体管Q1、Q2、Q3及一马达线圈61，该桥臂晶体管Q1、Q2、Q3连接该马达驱动单元5及该马达线圈61，该桥臂晶体管Q1、Q2、Q3皆包含一P-MOS晶体管及一N-MOS晶体管，用以作为驱动马达6的开关使用，在本实施例中上桥开关为N-MOS晶体管及下桥开关P-MOS晶体管，但并不局限于此。

该马达驱动单元5电性连接在该保护电路2与该马达6之间，该马达驱动单源5根据该风扇控制器4输出一驱动信号至该马达6，以驱动该马达6运作，在本实施例中该马达驱动单元5包含三组马达驱动器51与对应多个桥臂晶体管Q1、Q2、Q3电性连接，且每一组马达驱动器51由晶体管及若干电阻元件所组成。该风扇控制器4在本实施例中为一微处理控制器(MCU)，该风扇控制器4电性连接该马达驱动单元5与该保护电路2，该风扇控制器4具有多个输出接脚41，该多个输出接脚41电性连接该三组马达驱动器51的输入端，用以输出该控制信号(如PWM信号)给该马达驱动单元5，其中该风扇控制器4的一电源接脚电性连接该第二二极管23的阴极端。在一可行实施例中，该风扇控制器4可为一中央处理器(CPU)或一数字信号处理器(DSP)。

该至少一旁通路径单元3电性连接在该输入电源1与该马达驱动单元5之间，用以供该输入电源Vcc通过且传送至该马达驱动单元5，所以通过该旁通路径单元3可作为马达驱动单元5驱动多个桥臂晶体管Q1、Q2、Q3的上桥开关导通(或下桥开关导通)的备用电源使用。该旁通路径单元3包含一旁通断路器31及一旁通二极管32，该旁通断路器31用以过载时跳脱以断路保护或过大电流断路保护，该旁通断路器31与输入电源1连接，该旁通二极管32的阳极侧电性连接该旁通断路器31，其阴极侧连接该马达驱动单元5。

在本实施例中该保护断路器21及旁通断路器31不局限于上述保险丝，凡是用以防止电流过大或过载的等效元件即为本发明所称断路器，例如保护断路器21与旁通断路器31为气体断路器，该第一二极管22、第二二极管23及旁通二极管32则做为整流区分线路使用。在一替代实施例，该旁通路径单元3可为多个旁通路径单元3电性连接在该输入电源1与该马达驱动单元5之间。

当风扇马达6在正常状态运转下，该输入电源1通过保护电路2的保护断路器21及第一二极管22的路径提供马达驱动单元5作动所需大电流，该保护断路器21及第一二极管22及风扇控制器4的路径提供马达驱动单元5作动时控制信号使用的小电流，达到控制马达6转速及刹车等操作。

当马达6异常状态下，异常大电流使保护电路2的保护断路器21产生跳脱或熔断，使保护电路2断路(中断)且该马达6无电输入，此时的风扇扇叶因为惯性依然会旋转而不会马上停止，同时该旁通路径单元3提供输入电源Vcc至马达驱动单元5，使桥臂晶体管Q1、Q2、Q3内的晶体管(上桥开关N-MOS)的G1脚位处于高电位并开通(导通)，让马达6的U相、V相及W相全部对地形成短路循环(短路回路)来达到刹车效果。

也就是说，在一般状态下，如要风扇控制器4进行刹车操作，输入电源Vcc可由保护电路2或旁通路径单元3任一或同时提供，让桥臂晶体管Q1、Q2、Q3的上桥开关及下桥开关一起作动达到更好的刹车效果，而发生异常时，则由旁通路径单元3提供输入电源Vcc给桥臂晶体管Q1、Q2、Q3的上桥开关或下桥开关导通进行刹车操作，以确保不论任何状态下都能进行风扇的刹车操作。

另外，旁通路径单元3仅由少量元件所组成，因此占用空间极少，对于制作上困难度低，可以很轻易的实现，再者因为没有大电流通过，所以失效状况少可靠度高，以确保刹车功能不会失效，进一步的减少反向回流损耗。

综上所述，本发明具有下述优点：

1.确保刹车功能正常：

2.元件少、容易制作实现；

3.减少反向回流损耗。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明权利要求范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围。