DE10118778A1 - Schaltkreisanordnung und Verfahren für den Antrieb eines Motors - Google Patents
Schaltkreisanordnung und Verfahren für den Antrieb eines MotorsInfo
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Abstract
In einer Schaltkreisanordnung für den Antrieb eines Motors 9 durch PBM-(Pulsbreitenmodulations-)Steuerung wird eine Impulssequenz S¶PBM¶ auf der Basis einer Dreieckswelle TR, welche durch einen Kondensator gesteuert wird, erzeugt. Die Impulse der Impulssequenz S¶PBM¶ werden in Synchronisation mit den von der Lageerfassungsvorrichtung ausgegebenen Positionssignalen U1, V1 und W1 ausgegeben, wobei die Lageerfassungsvorrichtung auf die Winkelpositionen des Motors 9 anspricht, so daß ein Impulsdauermodulationssignal S¶Impulsdauer¶-b zur Verminderung des auf die Drehung des Motors 9 zurückzuführenden Rauschens erzeugt wird. Ein Erregerimpuls-Erzeugerschaltkreis 8 schaltet einen MOSFET-(Metalloxid-Feldeffekttransistor)Schaltkreis 11 mit Gatesignalen Q1P bis Q3O und Q1N bis Q3N.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und insbeson
dere eine Schaltkreisanordnung für den Antrieb eines Motors
durch PBM-Steuerung (Pulsbreitenmodulations-Steuerung),
während das auf die Drehung des Motors zurückzuführende
Rauschen mit einer einfachen Konfiguration reduziert werden
kann, sowie einen Verfahren zum Antrieb des Motors hierzu.
Für den Antrieb eines bürstenlosen Stromrichtermotors besteht
ein erhöhter Bedarf einer PBM-Steuerung, welche eine wirksame
Drehung implementiert. Darüberhinaus ist ein Verfahren erfor
derlich, das fähig ist, den Motor anzutreiben, während das auf
die Drehung des Motors zurückführende Rauschen reduziert wird.
Anderseits läßt die herkömmliche Motorantriebs-Schaltkreisan
ordnung vom PBM-Typ, bei welcher eine Maßnahme gegen das Rau
schen nicht vorgesehen ist, die folgenden Probleme (1) bis (3)
ungelöst.
- 1. Bei der Phasenumschaltung werden die MOSFETs (Metalloxid- Feldeffekttransistoren) abrupt durch hartes Schalten einge schaltet, wodurch ein abrupter Stromwechsel bewirkt wird. Die resultierenden Impulse erzeugen ein Rauschen, welches induktiv in die nicht geerdete Spule oder eine Vielzahl von Spulen eines Motors eingekoppelt wird.
- 2. Der auf die Drehung zurückführende Rauschpegel unterschei det sich von Motor zu Motor, so daß eine Rauschreduzierungs zeit je nach Motor genau gesteuert werden muß. Eine derartige Feinsteuerung ist jedoch nicht leicht durchführbar, da die Rauschreduzierungszeit nicht mit Hilfe eines Kondensators oder einem ähnlichen Bauelement, welche leicht austauschbar sind, gesteuert werden kann.
- 3. Die Schaltkreisanordnung ist vergrößert, da sie hochent wickelt ist und viele Verstärker verwendet, deren Größe wahr scheinlich zunimmt.
Sich auf die vorliegende Erfindung beziehende Technologien
sind beispielsweise in den veröffentlichten japanischen Pa
tentanmeldungen No. 8-126381 und 11-235079 und in den japa
nischen Patenten No. 2,721,081 und 3,015,588 beschrieben.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben
erwähnten Probleme (1) bis (3) zu lösen.
Ferner ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Rauschreduzierungszeit beim Antrieb eines bürstenlosen
Stromrichtermotors durch PBM-Steuerung konstant zu halten,
ohne daß die Drehgeschwindigkeit des Motors berücksichtigt
werden muß, damit verhindert wird, daß der Wirkungsgrad bei
hohen Drehgeschwindigkeiten merklich sinkt, während Energie
gespart wird.
Die Schaltkreisanordnung für den Antrieb eines Motors durch
PBM-Steuerung der vorliegenden Erfindung weist Schaltvorrich
tungen auf, die jeweils mit Antriebsspulen verbunden sind, wo
bei die Antriebsspulen im Motor angeordnet sind und jeweils
einer bestimmten Phase zugeordnet sind. Ein Frequenzoszillator
erzeugt eine Dreieckswelle. Ein erster Vergleicher erzeugt
eine Impulssequenz durch Vergleich der Dreieckswelle mit einer
Spannung für die PBM-Schwingungsfrequenzmodulation. Ein Lage
erfassungs-Schaltkreis erfaßt die Winkelpositionen des Motors.
Eine Impulserzeugungsvorrichtung zählt eine voreingestellte
Anzahl von Impulsen, welche in der Impulssequenz enthalten
sind, indem sie eine jede positiv verlaufende und negativ ver
laufende Flanke von aus dem Lageerfassungs-Schaltkreis ausge
gebenen Positionssignalen als Auslöser für die Erzeugung von
Impulssignalen verwendet. Eine Spannungsanpassungsvorrichtung
wandelt eine Spannung für die Impulsdauermodulation in eine
Vielzahl der Spannungspegel um. Ein Spannungsselektor selek
tiert einen der Spannungspegel gemäß den vom Impulserzeugungs
schaltkreis ausgegebenen Impulssignalen und gibt den selek
tierten Spannungspegel als eine Impulsdauermodulationsspan
nung aus. Ein zweiter Vergleicher gibt ein erstes Impulsbrei
tensignal durch Vergleich der Spannung für die Impulsdauer
modulation mit der Dreieckswelle aus. Ein dritter Vergleicher
gibt ein zweites Impulsdauersignal durch Vergleich der von
der Spannungsanpassungsvorrichtung ausgegebenen Impulsdauer
modulationsspannung mit der Dreieckswelle aus. Ein Erregerim
puls-Erzeugungsschaltkreis erzeugt basierend auf den vom Lage
erfassungsschaltkreis ausgegebenen Positionssignalen und dem
ersten und zweiten Impulsdauersignal ein Gatesignal zur
Schaltsteuerung für eine vorgegebene Zeitdauer bei jeder Pha
senumschaltung. Das Gatesignal weist ein Signal zur Reduzie
rung des Rauschens des Motors auf.
Darüberhinaus ist ein Motorantriebsverfahren für die obige
Schaltkreisanordnung beschrieben.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung anhand
der anliegenden Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm, das eine herkömmliche
Motorantriebs-Schaltkreisanordnung zeigt;
Fig. 2 und 3 Zeittafeln, die den Betrieb der in Fig. 1 darge
stellten Schaltkreisanordnung zeigen;
Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm, das die Motorantriebs-
Schaltkreisanordnung einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt; und
Fig. 5 bis 8 Zeittafeln, welche den Betrieb der dargestellten
Ausführungsform zeigen.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird kurz
auf die herkömmliche Schaltkreisanordnung für den Antrieb
eines Stromrichtermotors mit dem PBM-Steuerungsschema Bezug
genommen, welches in Fig. 1 dargestellt ist. Die herkömmliche
zu beschreibende Schaltkreisanordnung umfaßt keine Maßnahme
zur Reduzierung des auf die Drehung des Motors zurückführenden
Rauschens.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Schaltkreisanordnung
einen Frequenzoszillator 1 für die Erzeugung einer Dreiecks
welle TR auf (siehe Fig. 2 und 3). Die Dreieckswelle TR und
eine Spannung VImpulsdauer für die Impulsdauermodulation
werden in einen Vergleicher 6 eingegeben. Der Vergleicher 6
gibt ein Impulsdauermodulationssignal SImpulsdauer durch
Vergleich der Dreieckswelle TR mit der Spannung VImpulsdauer
aus. Ein Lageerfassungsschaltkreis 10 erfaßt die Winkelposi
tionen eines bürstenlosen Stromrichtermotors 9, welcher An
triebsspulen 9a aufweist, und gibt die Signale U1, V1 und W1
aus. Ein Erregerimpuls-Erzeugerschaltkreis 13 bestimmt eine
Impulsdauer gemäß den Signalen U1, V1 und W1 sowie dem Si
gnal SImpulsdauer und erzeugt die Gatesignale Q1P, Q2P, Q3P,
Q1N, Q2N und Q3N. Ein MOSFET (Metalloxid-Feldeffekttransistor)-
Schaltkreis 11 weist MOSFETs auf, wobei jeder einzelne durch
ein bestimmtes der Gatesignale Q1P bis Q3N angetrieben wird.
Das Bezugszeichen 12 bestimmt ein VM-Terminal, an welchem eine
Stromquellenspannung anliegt.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, geht man davon aus, daß die
Spannung VImpulsdauer, welche eine Impulsdauer bestimmt,
höher als der maximale Amplitudenpegel der Dreieckswelle TR
ist. Fig. 2 zeigt einen spezifischen Betrieb der Schaltkreis
anordnung, welcher unter einer derartigen Bedingung ausgeführt
werden soll. Wie dargestellt, schnellen die Gatesignale Q1P
bis Q3N an den Umschaltpunkten S1 bis S7 scharf in die Höhe.
Als Ergebnis führen die MOSFETs des MOSFET-Schaltkreises 11
jeweils immer dann eine harte Umschaltung durch, wenn der
MOSFET-Schaltkreis ein bestimmtes der Gatesignale Q1P bis Q3N
empfängt, wodurch ein Rauschsignal erzeugt wird. Dies trifft
auch zu, wenn die Spannung VImpulsdauer einen anderen Wert
aufweist.
Genauer gesagt führen die MOSFETs des MOSFET-Schaltkreises 11
bei jedem Umschaltpunkt S1 bis S7, an denen die Drehphase des
Motors 9 umgeschaltet wird, eine harte Umschaltung durch, wie
es in Fig. 2 dargestellt ist. Dies bewirkt eine abrupte Strom
veränderung an jedem der Umschaltpunkte S1 bis S7, wobei ein
mit der nicht geerdeten Spule oder einer Vielzahl von Spulen
des Motors 9 induktiv gekoppeltes Rauschen erzeugt wird.
Mit Bezug auf Fig. 4 der Zeichnungen ist die erfindungsgemäße
Ausführungsform der Motorantriebs-Schaltkreisanordnung ge
zeigt. In Fig. 4 sind identische Bauelemente wie in den Fig. 1
bis 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und
werden zur Vermeidung von Wiederholung nicht mehr spezifisch
beschrieben. Wie dargestellt weist die Schaltkreisanordnung
einen Frequenzoszillator 1 auf, dessen Frequenz von einem
Kondensator C gesteuert wird. Der Frequenzoszillator 1 erzeugt
eine Dreieckswelle TR. Ein Vergleicher 2 vergleicht die Drei
eckswelle TR mit einer Spannung VPBM für die PBM-Schwin
gungsfrequenzmodulation zur Ausgabe einer Impulssequenz SPBM.
Ein Lageerfassungsschaltkreis 10 gibt die Positionssignale U1,
V1 und W1 aus, welche die Winkelpositionen eines Motors 9 wie
dergeben. Ein Impulserzeuger 3 beginnt mit dem Zählen der Im
pulse SPBM, indem er jede der positiv verlaufenden und negativ
verlaufenden Flanken der Signale U1, V1 und W1 als Auslöser
verwendet. Beim Zählen einer voreingestellte Anzahl von Impul
sen SPBM gibt der Impulserzeuger 3 die Impulssignale T1 bis Tn
(in Fig. 5 T1 bis T5) aus.
Ein Impulsdauermodulationsspannungs-Anpassungsschaltkreis 4
wandelt den Pegel einer Spannung VImpulsdauer für die Im
pulsbreitenmodulation mit den Widerständen R1 bis Rn in Span
nungen Vd1 bis Vdn um. Ein Impulsdauermodulationsspannungs-
Selektor 5 selektiert eine Spannung Vdx aus den Spannungen Vd1
bis Vdn unter der Steuerung der Impulssignale S1 bis Tn. Ein
Vergleicher 6 vergleicht die obige Spannung VImpulsdauer mit
der Dreieckswelle TR und gibt ein erstes Impulsdauersignal
SImpulsdauer-a aus, welches eine Differenz zwischen den
beiden wiedergibt. Ebenso vergleicht ein Vergleicher 7 die
selektierte Spannung Vdx mit der Dreieckswelle TR zur Ausgabe
eines zweiten Impulsdauersignals SImpulsdauer-b, das die
Differenz zwischen den beiden wiedergibt.
Das erste Impulsdauersignal SImpulsdauer-a und das zweite
Impulsdauersignal SImpulsdauer-b werden in den Erreger
impuls-Erzeugerschaltkreis 8 zusammen mit den Positionssigna
len U1, V1 und W1 eingegeben, welche die Winkelpositionen des
Motors 9 wiedergeben. Der Erregerimpuls-Erzeugerschaltkreis 8
erzeugt basierend auf derartigen Eingangssignalen eines der
Gatesignale Q1P bis Q3P sowie Q1N bis Q3N über eine vorbe
stimmte Zeitperiode jedesmal dann, wenn die Phase umgeschaltet
wird. Die Gatesignale Q1P bis Q3P und Q1N bis Q3N schalten
einen MOSFET-Schaltkreis 11, und jedes Gatesignal weist ein
Signal für die Reduzierung des auf die Drehung des Motors 9
zurückführenden Rauschen auf.
Der MOSFET-Schaltkreis 11 weist eine Vielzahl von MOSFETs auf.
Die Gatesignale Q1P bis Q3P und Q1N bis Q3N werden jeweils an
das Gate eines bestimmten MOSFET angelegt, um diesen ein- bzw.
auszuschalten. Eine Stromquellenspannung wird an die Antriebs
spulen 9a, welche im Motor 9 vorgesehen sind, über einen VM-
Terminal 12 angelegt.
Im Betrieb erfaßt der Lageerfassungsschaltkreis 10 die Win
kelpositionen der Antriebsspulen 9a, welcher einer U-Phase,
einer V-Phase bzw. einer W-Phase zugeordnet sind. Die Lage
erfassungsvorrichtung 10 leitet die Positionssignale U1, V1
und W1, welche die obigen Positionen wiedergeben, an den Im
pulserzeuger 3 weiter. Im Falle eines 120°-Antriebs erscheinen
die Positionssignale U1, V1 und W1 beispielsweise derart, wie
es spezifisch in Fig. 5 dargestellt ist.
Der Frequenzoszillator 1 erzeugt basierend auf der Ladung und
Entladung des Kondensators C die Dreieckswelle TR, welche eine
Periode aufweist, die kürzer als das Intervall zwischen den
aufeinanderfolgenden Punkten ist, an denen die Phase des Mo
tors 9 umgeschaltet wird. Beispielsweise weist die Dreiecks
welle eine Periode auf, die kürzer als das Intervall zwischen
den Phasenumschaltpunkten S1 und S2 ist, wie es in Fig. 5 dar
gestellt ist. Die Dreieckswelle TR wird in die Vergleicher 2,
6 und 7 eingegeben.
Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, weist die Dreieckswelle TR
den maximalen Amplitudenpegel und den minimalen Amplitudenpe
gel auf. In der dargestellten Ausführungsform weist die Span
nung VPBM für die PBM-Schwingungsfrequenzmodulation einen
Pegel zwischen dem obigen maximalen und dem minimalen Pegel
auf. Der Vergleicher 2 vergleicht die Spannung VPBM mit der
Dreieckswelle TR und leitet eine Impulssequenz SPBM, welche
vom Impulserzeuger 3 gezählt werden soll, an den Impulserzeu
ger 3.
Der Impulserzeuger 3 beginnt mit dem Zählen der Impulse SPBM,
indem er eine jede positiv verlaufende und negativ verlaufende
Flanke der Signale U1, V1 und W1 als Auslöser verwendet. Beim
Zählen einer voreingestellten Anzahl von Impulsen SPBM gibt
der Impulserzeuger 3 die Impulssignale T1 bis Tn (in Fig. 5
ist n = 5) aus. Beispielsweise gibt der Impulserzeuger 3 je
desmal dann, wenn er fünf aufeinanderfolgende Impulse SPBM
zählt, die Impulssignale T1 bis T5 aus. Die Impulssignale T1
bis T5 werden in den Impulsdauermodulationsspannungs-Selek
tor 5 eingegeben.
Der Impulsdauermodulationsspannungs-Anpassungsschaltkreis 4
wandelt den Pegel der Spannung VImpulsdauer für die Impuls
breitenmodulation in die Spannungen Vd1 bis Vdn mit den Wider
ständen R1 bis Rn um. Man geht davon aus, daß der Schaltkreis
fünf Widerstände R1 bis R5 aufweist. Anschließend gibt der
Schaltkreis 4, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, die fünf
Spannungen Vd1 bis Vd5 aus. Die Spannung VImpulsdauer wird
darüberhinaus in einen Eingangsanschluß des Vergleichers 6
eingegeben, welcher das erste Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-a erzeugt. Die vom Schaltkreis 4 ausgegebenen
Spannungen Vd1 bis Vd5 werden in den Impulsdauermodulations
signal-Selektor 5 eingegeben.
Der Impulsdauermodulationssignal-Selektor 5 selektiert eine
Spannung Vdx aus den Eingangsspannungen Vd1 bis Vd5 gemäß den
Eingangsimpulssignalen T1 bis Tn. Die selektierte Spannung Vdx
wird an den Vergleicher 6 geleitet, welcher das zweite Impuls
dauermodulationssignal SImpulsdauer-b erzeugt. Insbesondere
selektiert der Selektor 5 die Spannung Vd1 ansprechend auf das
Impulssignal T1 und gibt die Spannung als die Spannung Vdx
aus, wie es in den Fig. 5 und 8 dargestellt ist. Ebenso
selektiert der Selektor 5 die Spannung Vd2 ansprechend auf das
Impulssignal T2 und gibt die Spannung als die Spannung Vdx
aus. Darüberhinaus selektiert der Selektor 5 die Spannungen
Vd3, Vd4 und Vd5 ansprechend auf die Impulssignale T3, T4 bzw.
T5.
Der Vergleicher 6 vergleicht die Spannung VImpulsdauer für
die Impulsdauermodulation mit der Dreieckswelle TR zur Aus
gabe des ersten Impulsdauermodulationssignals SImpulsdauer-a.
Beispielsweise ist, wie Fig. 8 zeigt, wenn die Spannung
VImpulsdauer zwischen der maximalen und minimalen Amplitude
der Dreieckselle liegt, das erste Impulsdauermodulations
signal SImpulsdauer-a das Ergebnis eines Vergleichs der
Spannung mit der Dreieckswelle TR.
Der Vergleicher 7 vergleicht die Spannung Vdx für die Impuls
breitenmodulation mit der Dreieckswelle TR zur Ausgabe des
zweiten Impulsdauermodulationssignals SImpulsdauer-b.
Beispielsweise geht man davon aus, daß der Impulsdauermodu
lationsselektor 5 eine von fünf abgestuften Spannungen Vd1 bis
Vd5 selektiert, wie es bereits zuvor erwähnt worden ist. An
schließend wird die von dem Impulsdauermodulationssignal-Se
lektor 5 ausgegebene Spannung Vdx in fünf aufeinanderfolgenden
Schritten in jeder Periode der Dreieckswelle TR pegelverscho
ben, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.
Der Erregerimpulserzeuger 8 erzeugt die Gatesignale Q1P bis
Q3P sowie Q1N bis Q3N, welche für den MOSFET-Schaltkreis 11
bestimmt sind, gemäß den Positionssignalen U1, V1 und W1 und
dem ersten und zweiten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-a bzw. SImpulsdauer-b. Beispielsweise erzeugt
der Erregerimpulserzeuger 8 die Gatesignale Q1P bis Q3P sowie
Q1N bis Q3N gemäß dem zweiten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-b, wenn P-Kanal-MOSFETs bzw. N-Kanal-MOSFETs
abgeschaltet werden sollen.
Die in Fig. 5 dargestellte Zeittafel geht von dem spezifischen
Fall aus, bei welchem die Spannung VImpulsdauer höher als der
maximale Amplitudenpegel der Dreieckswelle TR ist, wie es in
Fig. 6 dargestellt ist. In Fig. 5 geht man von einer einzelnen
Periode aus, welche sich vom Umschaltpunkt S1 bis zu einem Um
schaltpunkt S7 erstreckt; die Umschaltpunkte S1 und S7 geben
den gleichen Zeitablauf wieder. Der Umschaltpunkt S2 folgt aus
diesem Grund dem Umschaltpunkt S7. Die Umschaltvorgehensweise
wird nachfolgend noch beschrieben.
Die Gatesignale Q1P bis Q3P und Q1N bis Q3N bewirken eine
Impulsdauermodulations-Synchronisation mit dem ersten
Impulsdauermodulationssignal SImpulsdauer-a und dem
zweiten Impulsdauermodulationssignal SImpulsdauer-b. Die
Gatesignale Q1P bis Q3P und Q1N bis Q3N werden jeweils für
eine voreingestellte Zeitperiode in Synchronisation mit der
positiv verlaufenden oder negativ verlaufenden Flanke eines
bestimmten der Positionssignale U1, V1 und W1 erzeugt.
Genauer gesagt bewirkt das Gatesignal Q1P eine Impulsdauer
modulation in Synchronisation mit dem ersten Impulsdauermo
dulationssignal SImpulsdauer-a vom Umschaltpunkt S1 bis zum
Umschaltpunkt S3, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, welche
ebenfalls von dem in Fig. 6 dargestellten spezifischen Fall
ausgeht. Vom Umschaltpunkt S3 bis zum Umschaltpunkt S4 bewirkt
das Gatesignal Q1P eine Impulsdauermodulation in Synchroni
sation mit dem zweiten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-b durch Verwendung der positiv verlaufenden
Flanke des Positionssignals U1 als Auslöser. Das Gatesignal
Q1P wird dann in Synchronisation mit dem Impulssignal T5 ab
geschaltet und bleibt über das Intervall zwischen den Um
schaltpunkten S4 und S7 abgeschaltet.
Das Gatesignal Q2P bewirkt die Impulsdauermodulation in Syn
chronisation mit dem ersten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-a vom Umschaltpunkt S1 bis zum Umschaltpunkt S7.
Vom Umschaltpunkt S1 bis zum Umschaltpunkt S2 bewirkt das
Gatesignal Q2P die Impulsdauermodulation in Synchronisation
mit dem zweiten Impulsdauermodulationssignal SImpulsdauer-b,
indem es die positiv verlaufende Flanke des Positionssi
gnals V1 als Auslöser verwendet. Das Gatesignal Q2P wird dann
in Synchronisation mit dem Impulssignal T5 abgeschaltet und
bleibt während dem Intervall zwischen den Schaltpunkten S2 und
S5 abgeschaltet.
Das Gatesignal Q3P bewirkt die Impulsdauermodulation in Syn
chronisation mit dem ersten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-a vom Umschaltpunkt S3 bis zum Umschaltpunkt S5.
Vom Umschaltpunkt S5 bis zum Umschaltpunkt S6 bewirkt das
Gatesignal Q3P die Impulsdauermodulation in Synchronisation
mit dem zweiten Impulsdauermodulationssignal SImpulsdauer-b,
indem es die positiv verlaufende Flanke des Positionssi
gnals W1 als Auslöser verwendet. Das Gatesignal Q3P wird dann
in Synchronisation mit dem Impulssignal T5 abgeschaltet und
bleibt während dem Intervall zwischen den Schaltpunkten S6 und
S3 abgeschaltet.
Das Gatesignal Q1N bewirkt die Impulsdauermodulation in Syn
chronisation mit dem ersten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-a vom Umschaltpunkt S4 bis zum Umschaltpunkt S6.
Vom Umschaltpunkt S6 bis zum Umschaltpunkt S7 bewirkt das
Gatesignal Q1N die Impulsdauermodulation in Synchronisation
mit dem zweiten Impulsdauermodulationssignal SImpulsdauer-b,
indem es die negativ verlaufende Flanke des Positionssi
gnals U1 als Auslöser verwendet. Das Gatesignal Q1N wird dann
in Synchronisation mit dem Impulssignal T5 abgeschaltet und
bleibt während dem Intervall zwischen den Schaltpunkten S7 und
S4 abgeschaltet.
Ebenso bewirkt das Gatesignal Q2N eine Impulsdauermodulation
in Synchronisation mit dem ersten Impulsdauermodulationssi
gnal SImpulsdauer-a vom Umschaltpunkt S2 bis zum Umschalt
punkt S4. Vom Umschaltpunkt S4 bis zum Umschaltpunkt S5 be
wirkt das Gatesignal Q2N die Impulsdauermodulation in Syn
chronisation mit dem zweiten Impulsdauermodulationssignal
SImpulsdauer-b, indem es die negativ verlaufende Flanke des
Positionssignals VU1 als Auslöser verwendet. Das Gatesignal
Q2N wird dann in Synchronisation mit dem Impulssignal T5 abge
schaltet und bleibt während dem Intervall zwischen den Schalt
punkten S5 und S2 abgeschaltet.
Darüberhinaus bewirkt das Gatesignal Q3N eine Impulsdauermo
dulation in Synchronisation mit dem zweiten Impulsdauermodu
lationssignal SImpulsdauer-b vom Umschaltpunkt S2 bis zum
Umschaltpunkt S3, indem es die negativ verlaufende Flanke des
Positionssignals W1 als Auslöser verwendet. Das Gatesignal Q3N
wird dann in Synchronisation mit dem Impulssignal T5 abge
schaltet und bleibt während dem Intervall zwischen den Schalt
punkten S3 und S6 abgeschaltet. Im folgenden bewirkt das Gate
signal Q3N vom Umschaltpunkt S6 bis zum Umschaltpunkt S2 eine
Impulsdauermodulation in Synchronisation mit dem ersten Im
pulsbreitenmodulationssignal SImpulsdauer-a.
Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform kann auf ver
schiedene Art wie folgt modifiziert werden.
Während sich die dargestellte Ausführungsform auf einen Drei
phasenmotor konzentriert, ist diese selbstverständlich auch
bei einem Einphasenmotor oder bei einem Motor mit vier oder
mehr Phasen anwendbar.
Der Winkel, in welchem der Strom weitergeleitet wird, ist
nicht auf einen Winkel von 120° beschränkt, sondern kann jeden
beliebigen geeigneten Winkel aufweisen.
Die als Schaltvorrichtungen verwendeten MOSFETs können durch
jegliche andere Schaltvorrichtungen, wie z. B. bipolare Tran
sistoren, ersetzt werden.
In der gezeigten Ausführungsform zählt der Impulserzeuger 3
fünf Impulse SPBM zur Ausgabe von fünf Impulssignalen T1 bis
T5. Andererseits liegt die Schwierigkeit darin, daß der Im
pulserzeuger 3 jede beliebige Anzahl von Impulsen über oder
einschließlich 1 zählt, und die entsprechende Anzahl von Im
pulssignalen T1 bis Tn ausgibt.
Im Impulsmodulationsspannungs-Anpassungsschaltkreis 4 werden
die Widerstände R1 bis R5 für die Umwandlung der Spannung
VImpulsdauer, welche die Drehgeschwindigkeit des Motors 9
bestimmt, verwendet, um dadurch das Modulationssignal
SImpulsdauer und die Spannungen Vd1 bis Vd5 auszugeben.
Andererseits kann jede andere geeignete Anzahl von Widerstän
den zur Ausgabe einer entsprechenden Anzahl von Spannungen V1
bis Vn verwendet werden.
Die dargestellte Ausführungsform vermindert das Rauschen durch
die Ausführung einer Impulsdauermodulationssynchronisation
mit dem Modulationssignal SImpulsdauer-b, wenn die P-Kanal-
und N-Kanal-MOSFETs abgeschaltet werden sollen. Alternativ
kann die Impulsdauermodulation in Synchronisation mit dem
Modulationssignal SImpulsdauer-b auch dann ausgeführt wer
den, wenn die MOSFETs zur Reduzierung des Rauschens einge
schaltet werden sollen.
Während die Impulssignale T1 bis T5 und die Spannungen Vd1 bis
Vd5 einander eins-zu-eins entsprechen, können sie auch eine
andere geeignete Beziehung zueinander aufweisen. Beispiels
weise kann ein derartige Anordnung vorliegen, daß die Impuls
signale T1 bis T5 der Spannung Vd1 entsprechen, die Impulssi
gnale T6 bis T10 der Spannung Vd2 entsprechen, und so weiter.
Zusammenfassend gesagt wird ersichtlich, daß die vorliegende
Erfindung eine Motorantriebs-Schaltkreisanordnung und ein Mo
torantriebsverfahren schafft, welche mehrere bislang noch
nicht erzielte Vorteile schafft, welche nachfolgend aufgeli
stet sind.
- 1. MOSFETs oder ähnliche Schaltvorrichtungen werden nicht ab rupt beim Zeitpunkt einer Phasenumschaltung ein- oder ausge schaltet, sondern werden mit einer Impulsdauer ein- und aus geschaltet, welche allmählich verändert wird. Dies verhindert erfolgreich zum Zeitpunkt der Phasenumschaltung auf die abrup ten Stromveränderungen zurückzuführende und Rauschen verursa chende Impulse, wodurch das Rauschen, insbesondere bei der PBM-Motorsteuerung, reduziert wird.
- 2. Impulse werden auf der Basis einer Dreieckswelle erzeugt, welche von einem Kondensator gesteuert wird. Die Impulse wer den in Synchronisation mit der Umschaltung einer Phase ge zählt, um eine Impulsdauermodulationszeit zu bestimmen, wel che auf die Reduzierung des Rauschens ausgerichtet ist. Aus diesem Grund kann, wenn der Motor ausgetauscht wird, d. h. wenn sich die Zeitkonstante eines Motors verändert, die Impulsdauermodulationszeit leicht verändert werden, wenn nur der Kondensator ersetzt wird.
- 3. Die von der Dreieckswelle abgeleiteten Impulse werden zur Bestimmung der Impulsdauermodulationszeit gezählt, wie es oben beschrieben worden ist. Die Intervalle zwischen den aufeinan derfolgenden Umschaltpunkten, auf welchen die Impulsdauermo dulationszeit basiert, unterscheidet sich bei der Hochge schwindigkeitsdrehung im Vergleich zur langsamen Drehgeschwin digkeit des Motors. Aus diesem Grund kann das Rauschen während der langsamen Drehgeschwindigkeit des Motors noch weiter redu ziert werden, wenn die Impulsdauermodulationszeit so angepaßt wird, daß das Rauschen während der Hochgeschwindigkeitsdrehung vermindert wird.
- 4. Ein Dreieckswellen-Oszillator, welcher einen PBM-Antrieb vorsieht, wird zur Verminderung des Rauschens verwendet. Da raus folgt, daß der PBM-Motorantriebsschaltkreis implementiert werden kann, ohne auf jegliche zusätzliche Bauteile zurückzu greifen.
Für Fachleute in der Technik ergeben sich durch die Lehre der
vorliegenden Beschreibung mehrere mögliche Modifikationen,
ohne vom Gebiet der Erfindung abzuweichen.
Claims (116)
1. Schaltkreisanordnung zum Antrieb eines Motors durch
Pulsbreitenmodulations-Steuerung (PBM-Steuerung), welche
folgendes aufweist:
Schaltvorrichtungen, welche jeweils mit Antriebsspulen verbunden sind, wobei die Antriebsspulen im Motor ange ordnet sind und jeweils einer bestimmten Phase zugeordnet sind;
eine Frequenzschwingungsvorrichtung zur Erzeugung einer Dreieckswelle;
eine erste Vergleichsvorrichtung zur Erzeugung einer Im pulssequenz durch den Vergleich der Dreieckswelle mit einer Spannung für die PBM-Schwingungsfrequenzmodulation;
eine Lageerfassungsvorrichtung für das Erfassen der Winkel positionen des Motors;
eine Impulserzeugungsvorrichtung für das Zählen einer vor eingestellten Anzahl von Impulsen, welche in der Impulsse quenz auftreten, durch Verwendung einer jeden positiv ver laufenden Flanke und einer jeden negativ verlaufenden Flan ke von Positionssignalen, die von der Lageerfassungsvor richtung als Auslöser für die Erzeugung von Impulssignalen ausgegeben werden;
eine Spannungs-Anpassungsvorrichtung für die Umwandlung einer Spannung zur Impulsdauermodulation in eine Vielzahl von Spannungspegeln;
eine Spannungsselektionsvorrichtung für die Auswahl eines Spannungspegels aus der Vielzahl von Spannungspegeln ent sprechend den von der Impulserzeugungsvorrichtung ausge gebenen Impulssignalen, und zur Ausgabe eines als eine Im pulsdauermodulationsspannung selektierten Spannungspegels;
eine zweite Vergleichsvorrichtung zur Ausgabe eines ersten Impulsdauersignals durch den Vergleich der Spannung für die Impulsdauermodulation mit der Dreieckswelle;
eine dritte Vergleichsvorrichtung für die Ausgabe eines zweiten Impulsdauersignals durch den Vergleich der von der Spannungsanpassungsvorrichtung ausgegebenen Impulsdauer modulationsspannung mit der Dreieckswelle; und
eine Erregerimpulserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Gatesignals basierend auf den von der Lageerfassungsvor richtung ausgegebenen Positionssignalen und dem ersten und zweiten Impulsdauersignal, wobei das Gatesignal zur Schaltsteuerung für eine vorbestimmte Zeitperiode bei jeder Phasenumschaltung ein Signal zur Lärmreduzierung des Motors umfaßt.
Schaltvorrichtungen, welche jeweils mit Antriebsspulen verbunden sind, wobei die Antriebsspulen im Motor ange ordnet sind und jeweils einer bestimmten Phase zugeordnet sind;
eine Frequenzschwingungsvorrichtung zur Erzeugung einer Dreieckswelle;
eine erste Vergleichsvorrichtung zur Erzeugung einer Im pulssequenz durch den Vergleich der Dreieckswelle mit einer Spannung für die PBM-Schwingungsfrequenzmodulation;
eine Lageerfassungsvorrichtung für das Erfassen der Winkel positionen des Motors;
eine Impulserzeugungsvorrichtung für das Zählen einer vor eingestellten Anzahl von Impulsen, welche in der Impulsse quenz auftreten, durch Verwendung einer jeden positiv ver laufenden Flanke und einer jeden negativ verlaufenden Flan ke von Positionssignalen, die von der Lageerfassungsvor richtung als Auslöser für die Erzeugung von Impulssignalen ausgegeben werden;
eine Spannungs-Anpassungsvorrichtung für die Umwandlung einer Spannung zur Impulsdauermodulation in eine Vielzahl von Spannungspegeln;
eine Spannungsselektionsvorrichtung für die Auswahl eines Spannungspegels aus der Vielzahl von Spannungspegeln ent sprechend den von der Impulserzeugungsvorrichtung ausge gebenen Impulssignalen, und zur Ausgabe eines als eine Im pulsdauermodulationsspannung selektierten Spannungspegels;
eine zweite Vergleichsvorrichtung zur Ausgabe eines ersten Impulsdauersignals durch den Vergleich der Spannung für die Impulsdauermodulation mit der Dreieckswelle;
eine dritte Vergleichsvorrichtung für die Ausgabe eines zweiten Impulsdauersignals durch den Vergleich der von der Spannungsanpassungsvorrichtung ausgegebenen Impulsdauer modulationsspannung mit der Dreieckswelle; und
eine Erregerimpulserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Gatesignals basierend auf den von der Lageerfassungsvor richtung ausgegebenen Positionssignalen und dem ersten und zweiten Impulsdauersignal, wobei das Gatesignal zur Schaltsteuerung für eine vorbestimmte Zeitperiode bei jeder Phasenumschaltung ein Signal zur Lärmreduzierung des Motors umfaßt.
2. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Spannungsanpassungsvorrichtung die Spannung
für die Impulsdauermodulation mit Hilfe einer Vielzahl von
Widerständen teilt, wodurch die Spannungspegel ausgegeben
werden, und die Spannungsselektionsvorrichtung einen der
Spannungspegel gemäß den Impulssignalen auswählt.
3. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Frequenzschwingungsvorrichtung die Dreiecks
welle auf der Basis der Ladung und Entladung eines Konden
sators erzeugt.
4. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Kondensator eine variable Kapazität aufweist.
5. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Kondensator austauschbar ist.
6. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die voreingestellte Anzahl der von der Impulser
zeugungsvorrichtung zu zählenden Impulse variabel ist.
7. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß der Kondensator ausgetauscht wird oder die vorein
gestellte Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn der Mo
tor ausgetauscht wird.
8. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Schaltvorrichtung eine Vielzahl von MOSFETs
(Metalloxid-Feldeffekttransistoren) aufweist.
9. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Schaltvorrichtung bipolare Transistoren auf
weist.
10. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das Gate
signal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschaltet
werden soll.
11. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
12. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
13. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
14. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
15. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Frequenzschwingungsvorrichtung die Dreiecks
welle auf der Basis der Ladung und Entladung des Kondensa
tors erzeugt.
16. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator eine variable Kapazität auf
weist.
17. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator austauschbar ist.
18. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von der Impulserzeugungsvorrichtung zu
zählende voreingestellte Anzahl von Impulsen variabel ist.
19. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator ausgetauscht wird oder die
voreingestellte Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn
der Motor ausgetauscht wird.
20. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine Vielzahl von
MOSFETs aufweist.
21. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung bipolare Transistoren
aufweist.
22. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll.
23. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
24. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
25. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
26. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtun zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
27. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Kondensator eine variable Kapazität aufweist.
28. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator austauschbar ist.
29. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von der Impulserzeugungsvorrichtung zu
zählende voreingestellte Anzahl von Impulsen variabel ist.
30. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator ausgetauscht wird oder die
voreingestellte Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn
der Motor ausgetauscht wird.
31. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine Vielzahl von
MOSFETs aufweist.
32. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 31, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung bipolare Transistoren
aufweist.
33. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 32, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll.
34. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 33, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
35. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 34, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
36. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll, und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
37. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 36, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
38. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Kondensator austauschbar ist.
39. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 38, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von der Impulserzeugungsvorrichtung
voreingestellte zu zählende Anzahl von Impulsen variabel
ist.
40. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 39, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator ausgetauscht wird oder die
voreingestellte Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn
der Motor ausgetauscht wird.
41. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine Vielzahl von
MOSFETs aufweist.
42. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung bipolare Transistoren
aufweist.
43. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung
ausgeschaltet werden soll.
44. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 43, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
45. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 44, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
46. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 45, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll, und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
47. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 46, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
48. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von der Impulserzeugungsvorrichtung zu
zählende voreingestellte Anzahl von Impulsen variabel ist.
49. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 48, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kondensator ausgetauscht wird oder die
voreingestellte Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn
der Motor ausgetauscht wird.
50. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 49, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine Vielzahl von
MOSFETs aufweist.
51. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 50, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung bipolare Transistoren
aufweist.
52. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 51, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll.
53. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 52, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
54. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 53, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
55. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 54, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll, und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
56. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 55, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
57. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 56, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine Vielzahl von
MOSFETs aufweist.
58. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 57, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltvorrichtung bipolare Transistoren
aufweist.
59. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 58, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll.
60. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 59, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
61. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 60, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
62. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 61, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll, und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
63. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 62, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
64. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 63, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll.
65. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 64, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
66. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erregerimpuls-Erzeugungsvorrichtung das
Gatesignal erzeugt, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschal
tet werden soll und wenn die Schaltvorrichtung eingeschal
tet werden soll.
67. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 66, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll, und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
68. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 66, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
69. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Spannungspegel, die von der
Spannungsselektionsvorrichtung selektiert werden soll, und
die Impulssignale, die von der Impulserzeugungsvorrichtung
ausgegeben werden sollen, einander eins-zu-eins entspre
chen.
70. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der von der Spannungsselek
tionsvorrichtung zu selektierenden Spannungspegel und die
von der Impulserzeugungsvorrichtung auszugebenden Impuls
signale eine 1 : n-Beziehung zueinander aufweisen.
71. Verfahren zur Steuerung der Drehung eines Motors durch
Ausführen einer PBM-Steuerung bei Schaltvorrichtungen, die
mit Antriebsspulen verbunden sind, die jeweils einer be
stimmten Phase des Motors zugeordnet sind, wobei das Ver
fahren die folgenden Schritte aufweist:
- a) die Erzeugung einer Dreieckswelle durch einen Fre quenzoszillator und der Vergleich der Dreieckswelle mit einer Spannung für die PBM-Schwingungsfrequenzmodulation zur Ausgabe einer Impulssequenz;
- b) das Zählen einer voreingestellten Anzahl von Tmpulsen, welche in der Impulssequenz auftreten, durch Verwendung einer jeden negativ verlaufenden Flanke und einer jeden positiv verlaufenden Flanke der Positionssignale, die von der Lageerfassungsvorrichtung, welche auf die Winkelposi tionen des Motors anspricht, als Auslöser für die Erzeu gung von Impulssignalen ausgegeben werden;
- c) die Umwandlung einer Spannung zur Impulsdauermodula tion in eine Vielzahl von Spannungspegeln;
- d) die Selektion eines Spannungspegels aus der Vielzahl von Spannungspegeln entsprechend den Impulssignalen, und die Ausgabe eines als eine Impulsdauermodulationsspannung selektierten Spannungspegels;
- e) die Ausgabe eines ersten Impulsdauersignals durch den Vergleich der Spannung für die Impulsdauermodulation mit der Dreieckswelle;
- f) die Ausgabe eines zweiten Impulsdauersignals durch den Vergleich der Impulsdauermodulationsspannung mit der Dreieckswelle; und
- g) die Erzeugung eines Gatesignals entsprechend den von der Lageerfassungsvorrichtung ausgegebenen Positionssigna len und dem ersten und zweiten Impulsdauersignal.
72. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
Schritt (c) eine Vielzahl von Widerständen zur Spannungs
teilung verwendet.
73. Verfahren nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenzschwingungsvorrichtung die Dreieckswelle auf der
Basis der Ladung und Entladung eines Kondensators erzeugt.
74. Verfahren nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator eine variable Kapazität aufweist.
75. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator austauschbar ist.
76. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß
die voreingestellte selektierte Anzahl von zu zählenden
Impulsen variabel ist.
77. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator ausgetauscht wird oder die voreingestellte
Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn der Motor ausge
tauscht wird.
78. Verfahren nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen.
79. Verfahren nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen angelegt wird, wenn die Schaltvorrichtungen ein
geschaltet werden sollen.
80. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß in
Schritt (d) die Vielzahl der Spannungspegel und die Im
pulssignale einander eins-zu-eins entsprechen.
81. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Spannungspegel und die Impulssignale
eine Beziehung von 1 : n zueinander aufweisen.
82. Verfahren nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen und wenn die Schaltvorrich
tungen eingeschaltet werden sollen.
83. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenzschwingungsvorrichtung die Dreieckswelle auf der
Basis der Ladung und Entladung eines Kondensators erzeugt.
84. Verfahren nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator eine variable Kapazität aufweist.
85. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator austauschbar ist.
86. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß
die voreingestellte Anzahl von zu zählenden Impulsen
variabel ist.
87. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator ausgetauscht wird oder die voreingestellte
Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn der Motor ausge
tauscht wird.
88. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen.
89. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen angelegt wird, wenn die Schaltvorrichtungen ein
geschaltet werden sollen.
90. Verfahren nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß in
Schritt (d) die Vielzahl der Spannungspegel und die Im
pulssignale einander eins-zu-eins entsprechen.
91. Verfahren nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Spannungspegel und die Impulssignale eine
Beziehung von 1 : n zueinander aufweisen.
92. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen und wenn die Schaltvorrich
tungen eingeschaltet werden sollen.
93. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator eine variable Kapazität aufweist.
94. Verfahren nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator austauschbar ist.
95. Verfahren nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, daß
die voreingestellte Anzahl von zu zählenden Impulsen
variabel ist.
96. Verfahren nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator ausgetauscht wird oder die voreingestellte
Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn der Motor ausge
tauscht wird.
97. Verfahren nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen.
98. Verfahren nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen angelegt wird, wenn die Schaltvorrichtungen einge
schaltet werden sollen.
99. Verfahren nach Anspruch 98, dadurch gekennzeichnet, daß in
Schritt (d) die Vielzahl der Spannungspegel und die Im
pulssignale einander eins-zu-eins entsprechen.
100. Verfahren nach Anspruch 98, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Spannungspegel und die Impulssignale
eine Beziehung von 1 : n zueinander aufweisen.
101. Verfahren nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen und wenn die Schaltvorrich
tungen eingeschaltet werden sollen.
102. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator austauschbar ist.
103. Verfahren nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, daß
die voreingestellte Anzahl von zu zählenden Impulsen
variabel ist.
104. Verfahren nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kondensator ausgetauscht wird oder die voreingestell
te Anzahl von Impulsen verändert wird, wenn der Motor
ausgetauscht wird.
105. Verfahren nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal zu den Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen.
106. Verfahren nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen angelegt wird, wenn die Schaltvorrichtungen einge
schaltet werden sollen.
107. Verfahren nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß
in Schritt (d) die Vielzahl der Spannungspegel und die
Impulssignale einander eins-zu-eins entsprechen.
108. Verfahren nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Spannungspegel und die Impulssignale
eine Beziehung von 1 : n zueinander aufweisen.
109. Verfahren nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen und wenn die Schaltvorrich
tungen eingeschaltet werden sollen.
110. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
die voreingestellte Anzahl von zu zählenden Impulsen va
riabel ist.
111. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen.
112. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen angelegt wird, wenn die Schaltvorrichtungen einge
schaltet werden sollen.
113. Verfahren nach Anspruch 112, dadurch gekennzeichnet, daß
in Schritt (d) die Vielzahl der Spannungspegel und die
Impulssignale einander eins-zu-eins entsprechen.
114. Verfahren nach Anspruch 112, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Spannungspegel und die Impulssignale
eine Beziehung von 1 : n zueinander aufweisen.
115. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Impulsmodulationssignal an die Schaltvorrich
tungen weitergeleitet wird, wenn die Schaltvorrichtungen
ausgeschaltet werden sollen und wenn die Schaltvorrich
tungen eingeschaltet werden sollen.
116. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Spannungspegel und die Impulssignale
eine Beziehung von 1 : n zueinander aufweisen.
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