TWI635705B - 驅動電路及具有驅動電路的電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種驅動電路及具有驅動電路的電子裝置。電子裝置包括負載電路以及驅動電路。驅動電路耦接負載電路。驅動電路包括分壓電路以及轉換電路。分壓電路用以接收N個控制信號，且對此N個控制信號的電壓進行分壓以產生第一電壓，其中N為大於或等於二的整數。轉換電路耦接分壓電路以接收第一電壓，對第一電壓進行轉換以產生驅動電壓，且根據驅動電壓來驅動負載電路。

Description

驅動電路及具有驅動電路的電子裝置
本發明是有關於一種驅動電路，且特別是有關於對多個控制信號的電壓進行分壓，以產生多種不同驅動電壓值的驅動電路以及具有此驅動電路的電子裝置。
在現行的電子裝置的驅動技術中，通常可採用脈寬調變(pulse width modulation，PWM)控制技術來控制驅動電路中的功率開關元件，以使功率開關元件可提供驅動信號(例如電壓)來控制電子裝置中的負載電路的運作，其中此負載電路可例如是直流式風扇馬達(DC Fan Motor)或是發光二極體(Light Emitting Diode，LED)等等。一般來說，設計者可透過調整PWM信號的工作周期(duty cycle)，以使驅動電路反應於PWM信號而調整驅動信號的電壓值，從而調整直流式風扇馬達的轉速或是發光二極體的亮度或顏色。
然而，部份的電子裝置可能基於硬體成本考量而未設置PWM信號產生器，故而無法提供PWM信號給驅動電路。因此，在電子裝置無法提供PWM信號的情況下，如何對驅動電路進行控制以調整驅動電壓的電壓值及控制負載電路的運作，乃是本領域技術人員所欲解決的技術問題之一。
有鑑於此，本發明提供一種驅動電路及具有驅動電路的電子裝置，可透過改變多個控制信號的電壓，並對此些控制信號的電壓進行分壓，以產生多種不同電壓值的驅動電壓來控制負載電路的運作。
本發明的驅動電路用以驅動電子裝置中的負載電路。驅動電路包括分壓電路以及轉換電路。分壓電路用以接收N個控制信號，且對此N個控制信號的電壓進行分壓，以產生第一電壓，其中N為大於或等於二的整數。轉換電路耦接分壓電路以接收第一電壓，對第一電壓進行轉換以產生驅動電壓，且根據驅動電壓來驅動負載電路。
在本發明的一實施例中，上述的N個控制信號的每一者的電壓包括邏輯高電位、邏輯低電位以及高阻抗電位。
在本發明的一實施例中，分壓電路對上述的N個控制信號進行分壓以產生至多3N種不同電壓值的第一電壓，致使轉換電路對應地產生至多3N種不同電壓值的驅動電壓。
本發明的電子裝置包括負載電路以及驅動電路。驅動電路耦接負載電路。驅動電路包括分壓電路以及轉換電路。分壓電路用以接收N個控制信號，且對此N個控制信號的電壓進行分壓以產生第一電壓，其中N為大於或等於二的整數。轉換電路耦接分壓電路以接收第一電壓，對第一電壓進行轉換以產生驅動電壓，且根據驅動電壓來驅動負載電路。
基於上述，本發明實施例的驅動電路及具有此驅動電路的電子裝置，可將多個控制信號的電壓進行分壓，以產生對應的驅動電壓來控制負載電路的運作。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧電子裝置
120‧‧‧負載電路
140‧‧‧驅動電路
142‧‧‧分壓電路
144‧‧‧轉換電路
3441‧‧‧第一級電路
3442‧‧‧第二級電路
C1‧‧‧電容
CS1、CS2‧‧‧控制信號
GND‧‧‧接地電源
Q1‧‧‧第一電晶體
Q2‧‧‧第二電晶體
R11、R12‧‧‧分壓電阻
R13‧‧‧偏壓電阻
R21‧‧‧第一電阻
R22‧‧‧第二電阻
R23‧‧‧第三電阻
VC1‧‧‧第一電壓
VC2‧‧‧第二電壓
VDR‧‧‧驅動電壓
VP1‧‧‧第一電源
VP2‧‧‧第二電源
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1是依照本發明一實施例所繪示的電子裝置的電路方塊示意圖。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的分壓電路的電路架構示意圖。
圖3是依照本發明一實施例所繪示的轉換電路的電路架構示意圖。
為了使本發明內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件，係代表相同或類似部件。
以下請參照圖1，圖1是依照本發明一實施例所繪示的電子裝置的電路方塊示意圖。在本發明的一實施例中，電子裝置100可例如是直流式風扇裝置、發光二極體顯示裝置、發光二極體燈具或是電源供應裝置等等，但本發明並不以此為限。電子裝置100可包括負載電路120以及驅動電路140。在本發明的一實施例中，負載電路120可例如是直流式風扇馬達、發光二極體模組或是任何具有輸入電壓調整需求的負載，但本發明並不以此為限。
驅動電路140耦接負載電路120。驅動電路140可包括分壓電路142以及轉換電路144。分壓電路142用以接收N個控制信號，且對此N個控制信號的電壓進行分壓，以產生第一電壓VC1，其中N為大於或等於二的整數。但為了方便說明以及內容簡潔起見，以下將以控制信號的數量N為二的示範性實施例進行說明，而控制信號的數量為三個或三個以上的實施例則可依據以下說明而依此類推。因此，如圖1所示，分壓電路142接收控制信號CS1及CS2，且對控制信號CS1及CS2的電壓進行分壓，以產生第一電壓VC1。
轉換電路144耦接分壓電路142以接收第一電壓VC1。轉換電路144可對第一電壓VC1進行轉換，以產生符合負載電路120規格的驅動電壓VDR，且可根據驅動電壓VDR來驅動負載電路120。
在本發明的一實施例中，控制信號CS1的電壓可以是邏輯高電位、邏輯低電位或是高阻抗電位，且控制信號CS1的電壓可根據負載電路120的運作需求而在上述三種電位之間變換，從而達到調整第一電壓VC1及驅動電壓VDR的目的。同樣地，控制信號CS2的電壓可以是邏輯高電位、邏輯低電位或是高阻抗電位，且控制信號CS2的電壓可根據負載電路120的運作需求而在上述三種電位之間變換，從而達到調整第一電壓VC1及驅動電壓VDR的目的。可以理解的是，即使電子裝置100無法提供脈寬調變(PWM)信號來控制負載電路120的運作，藉由改變控制信號CS1及CS2至少其中一者的電壓，即可調整驅動電壓VDR，並據以控制負載電路120的運作。
舉例來說，倘若負載電路120為直流式風扇馬達，藉由改變控制信號CS1及CS2至少其中一者的電壓，即可改變直流式風扇馬達的轉速。或者是，倘若負載電路120為發光二極體模組，藉由改變控制信號CS1及CS2至少其中一者的電壓，即可改變發光二極體模組的亮度或顏色。
以下請合併參照圖1、圖2及圖3，圖2是依照本發明一實施例所繪示的分壓電路的電路架構示意圖，而圖3是依照本發 明一實施例所繪示的轉換電路的電路架構示意圖。如圖2所示，分壓電路142可包括偏壓電阻R13以及分壓電阻R11與R12。偏壓電阻R13的第一端耦接第一電源VP1。分壓電阻R11的第一端用以接收控制信號CS1，而分壓電阻R12的第一端則用以接收控制信號CS2。分壓電阻R11的第二端、分壓電阻R12的第二端以及偏壓電阻R13的第二端相耦接以產生第一電壓VC1。
如圖3所示，轉換電路144可包括第一級電路3441以及第二級電路3442。第一級電路3441用以接收第一電壓VC1並據以產生第二電壓VC2，其中第一電壓VC1的電壓值與第二電壓VC2的電壓值呈現反相，亦即第一電壓VC1的電壓值越高，則第二電壓VC2的電壓值越低，反之亦然。第二級電路3442耦接第一級電路3441以接收第二電壓VC2，並據以產生驅動電壓VDR，其中驅動電壓VDR的電壓值與第二電壓VC2的電壓值呈現正相，亦即第二電壓VC2的電壓值越高，則驅動電壓VDR的電壓值越高，反之亦然。
更進一步來說，第一級電路3441可包括第一電晶體Q1、第一電阻R21以及第二電阻R22。第一電晶體Q1的控制端用以接收第一電壓VC1。第一電晶體Q1的第一端用以產生第二電壓VC2。第一電阻R21耦接在第一電晶體Q1的第二端與接地電源GND之間。第二電阻R22耦接在第二電源VP2與第一電晶體Q1的第一端之間。第二級電路3442可包括第三電阻R23、第二電晶體Q2以及電容C1。第三電阻R23的第一端用以接收第二電壓 VC2。第二電晶體Q2的控制端耦接第三電阻R23的第二端。第二電晶體Q2的第一端耦接第二電源VP2。第二電晶體Q2的第二端與電容C1的第一端相耦接以產生驅動電壓VDR。電容C1的第二端耦接接地電源GND。
可以理解的是，第一級電路3441可將第一電源VP1電源領域(power domain)中的第一電壓VC1，轉換至第二電源VP2電源領域的第二電壓VC2，以符合負載電路120的電氣規格。另外，第二級電路3442可提升驅動電壓VDR的驅動能力以及電壓穩定度。
在本發明的一實施例中，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2可採用雙載子接面電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)來實現，但本發明並不以此為限。在本發明的其他實施例中，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2也可採用金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)來實現。另外，在本發明的一實施例中，上述的轉換電路144也可採用其他類型的電源轉換電路來實現，本發明並不對轉換電路144的架構加以限制。
就運作上來說，基於控制信號CS1的電壓可為邏輯高電位、邏輯低電位或高阻抗電位，且控制信號CS2的電壓可為邏輯高電位、邏輯低電位或高阻抗電位，故控制信號CS1的電壓與控制信號CS2的電壓共有九種(即32=9)排列組合，如表1所示。而透過圖2的分壓電路142以及圖3的轉換電路144即可設計出如 表1所示對應於各排列組合的驅動電壓VDR的電壓值VDR1~VDR9，其中表1所示的「High」表示邏輯高電位，「Low」表示邏輯低電位，且「Hi-Z」表示高阻抗電位。另外，表1的驅動電壓VDR的電壓值VDR1~VDR9，乃是圖2的分壓電路142及圖3的轉換電路144於特定的規格下所獲得的模擬實驗結果。因此，設計者可依據實際應用需求，選取至少部份的排列組合來做為控制負載電路120之運作的依據。
可以理解的是，若控制信號的數量為N個，藉由分壓電路中的偏壓電阻與N個分壓電阻來對此N個控制信號進行分壓，則可產生至多3N種不同電壓值的第一電壓，而轉換電路可對應地產生至多3N種不同電壓值的驅動電壓。換句話說，N個控制信號 可設計出3N種排列組合以及對應於各排列組合的驅動電壓，設計者可依據實際應用需求，選取3N種排列組合中的至少部份排列組合來做為控制負載電路之運作的依據。
綜上所述，本發明實施例的驅動電路及具有此驅動電路的電子裝置，可將多個控制信號的電壓於邏輯高電位、邏輯低電位及高阻抗電位之間變換，並對此些控制信號的電壓進行分壓，以產生多種不同電壓值的驅動電壓來控制負載電路的運作。因此，在電子裝置無法提供脈寬調變信號來控制驅動電路的情況下，藉由改變此些控制信號至少其中一者的電壓，即可對應地調整驅動電壓以控制負載電路的運作。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種驅動電路，用以驅動一電子裝置中的一負載電路，該驅動電路包括：一分壓電路，用以接收N個控制信號，且對該N個控制信號的電壓進行分壓，以產生一第一電壓，其中N為大於或等於二的整數；以及一轉換電路，耦接該分壓電路以接收該第一電壓，對該第一電壓進行轉換以產生一驅動電壓，且根據該驅動電壓來驅動該負載電路，其中該轉換電路包括：一第一級電路，用以接收該第一電壓並據以產生一第二電壓，其中該第一電壓的電壓值與該第二電壓的電壓值呈現反相；以及一第二級電路，耦接該第一級電路以接收該第二電壓，並據以產生該驅動電壓，其中該驅動電壓的電壓值與該第二電壓的電壓值呈現正相。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的驅動電路，其中該N個控制信號的每一者的電壓包括一邏輯高電位、一邏輯低電位以及一高阻抗電位。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的驅動電路，其中該分壓電路對該N個控制信號進行分壓以產生至多3N種不同電壓值的該第一電壓，致使該轉換電路對應地產生至多3N種不同電壓值的該驅動電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的驅動電路，其中該分壓電路包括：一偏壓電阻，該偏壓電阻的第一端耦接一第一電源；以及N個分壓電阻，該N個分壓電阻的每一者的第一端用以接收該N個控制信號的其中一者，且該N個分壓電阻的第二端與該偏壓電阻的第二端相耦接以產生該第一電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的驅動電路，其中：該第一級電路包括：一第一電晶體，該第一電晶體的控制端用以接收該第一電壓，且該第一電晶體的第一端用以產生該第二電壓；一第一電阻，耦接在該第一電晶體的第二端與一接地電源之間；以及一第二電阻，耦接在一第二電源與該第一電晶體的該第一端之間，其中該第二級電路包括：一第三電阻，該第三電阻的第一端用以接收該第二電壓；一第二電晶體，該第二電晶體的控制端耦接該第三電阻的第二端，該第二電晶體的第一端耦接該第二電源；以及一電容，該電容的第一端與該第二電晶體的第二端相耦接以產生該驅動電壓，該電容的第二端耦接該接地電源。
  6. 一種電子裝置，包括：一負載電路；以及一驅動電路，耦接該負載電路，其中該驅動電路包括：一分壓電路，用以接收N個控制信號，且對該N個控制信號的電壓進行分壓，以產生一第一電壓，其中N為大於或等於二的整數；以及一轉換電路，耦接該分壓電路以接收該第一電壓，對該第一電壓進行轉換以產生一驅動電壓，且根據該驅動電壓來驅動該負載電路，其中該轉換電路包括：一第一級電路，用以接收該第一電壓並據以產生一第二電壓，其中該第一電壓的電壓值與該第二電壓的電壓值呈現反相；以及一第二級電路，耦接該第一級電路以接收該第二電壓，並據以產生該驅動電壓，其中該驅動電壓的電壓值與該第二電壓的電壓值呈現正相。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該N個控制信號的每一者的電壓包括一邏輯高電位、一邏輯低電位以及一高阻抗電位。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中該分壓電路對該N個控制信號進行分壓以產生至多3N種不同電壓值的該第一電壓，致使該轉換電路對應地產生至多3N種不同電壓值的該驅動電壓。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該分壓電路包括：一偏壓電阻，該偏壓電阻的第一端耦接一第一電源；以及N個分壓電阻，該N個分壓電阻的每一者的第一端用以接收該N個控制信號的其中一者，且該N個分壓電阻的第二端與該偏壓電阻的第二端相耦接以產生該第一電壓。
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