DE102007012150A1

DE102007012150A1 - Method for controlling brushless direct current motor, particularly pulse width modulation controller, involves gradually increasing or reducing voltage level of external controlling signal according to change in level of hall signal

Info

Publication number: DE102007012150A1
Application number: DE102007012150A
Authority: DE
Inventors: Jao-Ching Neihu Lin; Lin-Abel Neihu Chu; You-Kang Neihu Lin; Cheng-Chung Neihu Tsau; Chung-Yi Neihu Shen
Original assignee: Sentelic Corp
Current assignee: Sentelic Corp
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2008-09-18

Abstract

The method involves gradually increasing or reducing the voltage level of the external controlling signal according to the change in level of the hall signal. The operating period of the pulse width modulation signal of the driving unit gradually rises from zero to preset operating period if the voltage level of the external control signal is gradually increased. The operating period of the pulse width modulation signal of the driving unit gradually decreases from a preset operating period to zero if the voltage level of the external control signal is gradually reduced. An independent claim is also included for a device for controlling a brushless direct.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors, insbesondere eine Pulsbreitenmodulation(PWM)-Steuerung.The The invention relates to a method for controlling a brushless DC motor, in particular a pulse width modulation (PWM) control.

Stand der TechnikState of the art

Der bürstenlose Gleichstrommotor verwendet üblicherweise einen Hallsensor zum Ersetzen der Bürste. Dieser bürstenlose Gleichstrommotor ist geeignet für kleine Kühlventilatoren in den Produkten mit niedriger Spannung, wie Computer, Drucker, Kopiemaschine usw. 1 zeigt einen herkömmlichen einphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor, der einen Stator 11 mit einer Wickelung 10 und einen vierpoligen Rotor 12 umfaßt.The brushless DC motor usually uses a Hall sensor to replace the brush. This brushless DC motor is suitable for small cooling fans in the low voltage products such as computer, printer, copy machine, etc. 1 shows a conventional single-phase brushless DC motor, a stator 11 with a winding 10 and a four-pole rotor 12 includes.

Die 2 und 3 zeigen eine Steuervorrichtung 2 zur Steuerung des einphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 1, die einen Hallsensor 21 verwendet, der die Position des Rotors 12 erfassen und ein entsprechendes Hallsignal SHA (analoges Differenzsignal von VHP und VHN) erzeugen kann. Das Hallsignal SHA wird von einem Vergleicher 22 in ein Digitalsiganl SHD umgewandelt und an den Treiber 23 gesendet. Ein PWM-Erzeuger 24 sendet entsprechend einem externen Steuersignal (Spannungssignal) ein PWM-Signal an den Treiber 23. Der Treiber 23 erzeugt entsprechend dem PWM-Signal und dem Hallsignal SHD für die Position des Rotors 12 abwechselnd ein erstes PWM-Signal SPWM1 und ein zweites PWM-Signal SPWM2 zur Steuerung eines Steuerkreises 25, um die Phase des Ausgangsstroms Iout für die Wicklung 10 abwechselnd umzusetzen, damit der Rotor 12 gedreht wird.The 2 and 3 show a control device 2 for controlling the single-phase brushless DC motor 1 that is a Hall sensor 21 used the position of the rotor 12 capture and generate a corresponding Hall signal SHA (analog differential signal of VHP and VHN). The Hall signal SHA is from a comparator 22 converted into a digital signal SHD and sent to the driver 23 Posted. A PWM generator 24 sends a PWM signal to the driver according to an external control signal (voltage signal) 23 , The driver 23 generates according to the PWM signal and the Hall signal SHD for the position of the rotor 12 alternately a first PWM signal SPWM1 and a second PWM signal SPWM2 for controlling a control circuit 25 to the phase of the output current Iout for the winding 10 alternately implement so that the rotor 12 is turned.

Bei der Umwandlung des ersten PWM-Signals SPWM1 und des zweiten PWM-Signals SPWM2 wird der Spannungspegel momentan verändert, wodurch der Ausgangsstrom Iout eine Stoßwelle Ip erzeugen kann, die zu einer Resonanz und einem Geräusch führen kann.at the conversion of the first PWM signal SPWM1 and the second PWM signal SPWM2, the voltage level is momentarily changed, causing the output current Iout a shock wave Ip can generate, which can lead to a resonance and a noise.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors zu schaffen, das/die die Stoßwelle des Ausgangsstroms unterdrücken kann.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus to control a brushless DC motor, which can suppress the shock wave of the output current.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors gelöst, der einen Stator mit Wicklung und einen Rotor, der den Stator umgibt, umfaßt, wobei ein Hallelement verwendet wird, der die Position des Rotors erfassen und ein entsprechendes Hallsignal erzeugen kann, das an eine Treibeinheit gesendet wird, die entsprechend einem externen Steuersignal ein PWM-Signal erzeugt, und wobei mit dem PWM-Signal und dem Hallsignal ein Steuerkreis gesteuert wird, wodurch die Phase des Ausgangsstroms für die Wicklung des Stators umgewandelt werden kann, so dass der Rotor gedreht wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (A) der Spannungspegel des externen Steuersignals wird entsprechend der Pegeländerung des Hallsignals sukzessiv erhöht oder reduziert; (B) wenn der Spannungspegel des externen Steuersignals sukzessiv erhöht wird, steigt die Arbeitsperiode des PWM-signals der Treibeinheit sukzessiv von null auf eine vorgegebene Arbeitsperiode; und (C) wenn der Spannungspegel des externen Steuersignals sukzessiv reduziert wird, sinkt die Arbeitsperiode des PWM-signals der Treibeinheit sukzessiv von einer vorgegebenen Arbeitsperiode auf null.These The object is achieved by the method according to the invention for the control a brushless one DC motor solved, a stator with winding and a rotor surrounding the stator, comprises wherein a Hall element is used, which determines the position of the rotor capture and generate a corresponding reverb signal that on a drive unit is sent, which corresponds to an external Control signal generates a PWM signal, and wherein with the PWM signal and the Hall signal, a control circuit is controlled, whereby the phase of the output current for the winding of the stator can be converted so that the rotor is rotated, characterized by the following steps: (A) the voltage level the external control signal is changed according to the level change of the Hall signal successively increased or reduced; (B) when the voltage level of the external control signal gradually increased the duty cycle of the PWM signal of the drive unit increases successively from zero to a given working period; and (C) when the voltage level of the external control signal is successively reduced becomes, the working period of the PWM signal of the drive unit decreases successively from a given working period to zero.

Das Hallelement ist ein Hallsensor und das Hallsignal ist ein analoges Differenzsignal, das von einem Vergleicher in ein Digitalsiganl umgewandelt und an die Treibeinheit gesendet wird. Das externe Steuersignal wird von einem PWM-Arbeitsperiodencontroller erzeugt.The Hall element is a Hall sensor and the Hall signal is an analog Difference signal from a comparator to a digital signal converted and sent to the drive unit. The external control signal is from a PWM work-period controller generated.

Im Schritt (A) wenn die Differenzspannung des Hallsignals einen Referenzwert unterschreitet, reduziert der PWM-Arbeitsperiodencontroller das externe Steuersignal in der Zeitdauer, in der die Differenzspannung von dem Referenzwert auf null sinkt, sukzessiv von einem Hochpegel zu einem Niederpegel und erhöht dieses in der Zeitdauer, in der die Differenzspannung von null auf den Referenzwert steigt, sukzessiv von einem Niederpegel zu einem Hochpegel.in the Step (A) if the differential voltage of the Hall signal is a reference value is undershot, the PWM duty cycle controller reduces the external Control signal in the period in which the differential voltage of the reference value decreases to zero, successively from a high level a low level and increases this in the period of time in which the differential voltage of zero on the Reference value increases, successively from a low level to a high level.

Oder das Hallelement ist eine Hall-IC und das Hallsignal ist ein Digitalsignal. Das externe Steuersignal wird von einem PWM-Arbeitsperiodencontroller erzeugt wird.Or the Hall element is a Hall IC and the Hall signal is a digital signal. The external control signal is from a PWM duty cycle controller is produced.

Im Schritt (A) verwendet der PWM-Arbeitsperiodencontroller einen Zähler, um die Arbeitsperiode des Hallsignals zu zählen, und definiert einen Referenzwert, der dem Zählwert der letzten Welle nähersteht, wobei wenn der Zählwert der gegenwärtigen Welle des Hallsignals den Referenzwert erreicht, wird das externe Steuersignal in der Zeitdauer zum Zählen von dem Referenzwert bis zu der Pegelumsetzung sukzessiv von einem Hochpegel zu einem Niederpegel reduziert und nach der Pegelumsetzung des Hallsignals sukzessiv von einem Niederpegel zu einem Hochpegel erhöht.In step (A), the PWM duty period controller uses a counter to set the working period of the Hall signal and defines a reference value closer to the count of the last wave, wherein when the count of the current wave of the Hall signal reaches the reference value, the external control signal in the period for counting from the reference value to the level conversion is successively from a high level is reduced to a low level and successively increased from a low level to a high level after the level conversion of the reverb signal.

Die Aufgabe wird noch durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors gelöst, die einen Stator mit Wicklung und einen Rotor, der den Stator umgibt, umfaßt, bestehend aus einem Hallelement, das die Position des Rotors erfassen und ein entsprechendes Hallsignal erzeugen kann; einem PWM-Arbeitsperiodencontroller, der das Hallsignal und ein externes Steuersignal empfängt und den Spannungspegel des externen Steuersignals entsprechend der Pegeländerung des Hallsignals sukzessiv erhöht oder reduziert; einer Treibeinheit, die entsprechend dem externen Steuersignal des PWM-Arbeitsperiodencontrollers ein PWM-Signal erzeugt, wobei wenn der Spannungspegel des externen Steuersignals sukzessiv erhöht wird, die Arbeitsperiode des PWM-signals der Treibeinheit sukzessiv von null auf eine vorgegebene Arbeitsperiode steigt, und wenn der Spannungspegel des externen Steuersignals sukzessiv reduziert wird, die Arbeitsperiode des PWM-signals der Treibeinheit sukzessiv von einer vorgegebenen Arbeitsperiode auf null sinkt, und wobei entsprechend dem PWM-Signal und dem Hallsignal ein Treibsignal erzeugt wird; und einem Steuerkreis, der von dem Treibsignal der Treibeinheit gesteuert wird und die Phase des Ausgangsstroms für die Wicklung des Stators umwandelt, so dass der Rotor gedreht wird.The Task is still through an inventive device for control a brushless DC motor solved, a stator with winding and a rotor surrounding the stator, comprises consisting of a Hall element, which detect the position of the rotor and can generate a corresponding reverb signal; a PWM work period controller, which receives the reverb signal and an external control signal and the voltage level of the external control signal according to the level change of the Hall signal successively increased or reduced; a drive unit corresponding to the external Control signal of the PWM duty cycle controller generates a PWM signal, wherein when the voltage level of the external Control signal gradually increased becomes, the operating period of the PWM signal of the drive unit successively increases from zero to a given work period, and if the Voltage level of the external control signal is successively reduced, the working period of the PWM signal of the drive unit successively from falls to zero over a given working period, and where appropriate the PWM signal and the Hall signal, a drive signal is generated; and a control circuit that depends on the drive signal of the drive unit is controlled and the phase of the output current for the winding of the stator, so that the rotor is rotated.

Der bürstenlose Gleichstrommotor ist einphasig oder zweiphasig und die Treibeinheit enthält einen PWM-Erzeuger und einen Treiber, wobei der PWM-Erzeuger entsprechend dem externen Steuersignal des PWM-Arbeitsperiodencontrollers ein PWM-Signal erzeugt, wobei wenn der Spannungspegel des externen Steuersignals sukzessiv erhöht wird, die Arbeitsperiode des PWM-signals der Treibeinheit sukzessiv von null auf eine vorgegebene Arbeitsperiode steigt, und wenn der Spannungspegel des externen Steuersignals sukzessiv reduziert wird, die Arbeitsperiode des PWM-signals der Treibeinheit sukzessiv von einer vorgegebenen Arbeitsperiode auf null sinkt, und wobei der Treiber entsprechend dem PWM-Signal und dem Hallsignal ein Treibsignal erzeugt.Of the brushless DC motor is single-phase or two-phase and the drive unit contains a PWM generator and a driver, the PWM generator corresponding the external control signal of the PWM duty cycle controller PWM signal is generated, where if the voltage level of the external control signal gradually increased becomes, the operating period of the PWM signal of the drive unit successively increases from zero to a given work period, and if the Voltage level of the external control signal is successively reduced, the working period of the PWM signal of the drive unit successively from falls to zero over a given period of work, and where the Driver according to the PWM signal and the Hall signal generates a drive signal.

Oder der bürstenlose Gleichstrommotor ist dreiphasig und die Treibeinheit ist ein PWM-Erzeuger.Or the brushless DC motor is three-phase and the drive unit is a PWM generator.

Das Hallelement ist ein Hallsensor und das Hallsignal ist ein analoges Differenzsignal, das von einem Vergleicher in ein Digitalsiganl umgewandelt und an die Treibeinheit gesendet wird.The Hall element is a Hall sensor and the Hall signal is an analog Difference signal from a comparator to a digital signal converted and sent to the drive unit.

Wenn die Differenzspannung VD des Hallsignals SHA einen Referenzwert unterschreitet, reduziert der PWM-Arbeitsperiodencontroller das externe Steuersignal in der Zeitdauer, in der die Differenzspannung von dem Referenzwert auf null sinkt, sukzessiv von einem Hochpegel zu einem Niederpegel und erhöht dieses in der Zeitdauer, in der die Differenzspannung von null auf den Referenzwert steigt, sukzessiv von einem Niederpegel zu einem Hochpegel.If the differential voltage VD of the Hall signal SHA a reference value is undershot, the PWM duty cycle controller reduces the external Control signal in the period in which the differential voltage of the Reference value drops to zero, successively from a high level to a low level and increased this in the period of time in which the differential voltage rises from zero the reference value increases, successively from a low level to a High.

Oder das Hallelement ist eine Hall-IC und das Hallsignal ist ein Digitalsignal, wobei der Arbeitsperiodencontroller einen Zähler verwendet, um die Arbeitsperiode des Hallsignals zu zählen, und einen Referenzwert definiert, der dem Zählwert der letzten Welle nähersteht, wobei wenn der Zählwert der gegenwärtigen Welle des Hallsignals den Referenzwert erreicht, das externe Steuersignal in der Zeitdauer zum Zählen von dem Referenzwert bis zu der Pegelumsetzung sukzessiv von einem Hochpegel zu einem Niederpegel reduziert und nach der Pegelumsetzung des Hallsignals sukzessiv von einem Niederpegel zu einem Hochpegel erhöht wird.Or the Hall element is a Hall IC and the Hall signal is a digital signal, wherein the working period controller uses a counter to the work period to count the reverb signal, and defines a reference value closer to the count of the last wave, where if the count the current wave the Hall signal reaches the reference value, the external control signal in the period of time to count from the reference value to the level conversion successively from one High level reduced to a low level and after the level conversion of the Hall signal successively from a low level to a high level elevated becomes.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 eine Darstellung des herkömmlichen bürstenlosen Gleichstrommotors, 1 a representation of the conventional brushless DC motor,

2 eine Blockschaltung der herkömmlichen Steuervorrichtung für den bürstenlosen Gleichstrommotor, 2 a block circuit of the conventional control device for the brushless DC motor,

3 ein Diagram der Wellen der Ausgangssignale der Steuervorrichtung in 2, 3 a diagram of the waves of the output signals of the control device in 2 .

4 eine Blockschaltung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der bürstenlose Gleichstrom einphasig ist, 4 a block circuit of the first embodiment of the invention, wherein the brushless DC is single-phase,

5 ein Diagram der Wellen der Ausgangssignale des ersten Ausführungsbeispiels Erfindung, 5 a diagram of the waves of the output signals of the first embodiment of the invention,

6 eine vergrößerte Darstellung des ersten PWM-Signals in 5, 6 an enlarged view of the first PWM signal in 5 .

7 eine Blockschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der bürstenlose Gleichstrom einphasig ist, 7 a block circuit of the second embodiment of the invention, wherein the brushless DC is single-phase,

8 eine Blockschaltung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der bürstenlose Gleichstrom zweiphasig ist, 8th a block circuit of the third embodiment of the invention, wherein the brushless DC is two-phase,

9 eine Blockschaltung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der bürstenlose Gleichstrom dreiphasig ist, 9 a block circuit of the fourth embodiment of the invention, wherein the brushless DC is three-phase,

10 ein Diagram der Wellen der Ausgangssignale des vierten Ausführungsbeispiels Erfindung. 10 a diagram of the waves of the output signals of the fourth embodiment invention.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention

Im folgenden wird die Erfindung anhand von vier bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.in the The following is the invention with reference to four preferred embodiments described in more detail.

Die 1, 4 und 5 zeigen das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der bürstenlose Gleichstrommotor ist einphasig, wie es in 1 dargestellt ist, und umfaßt einen Stator 11 mit einer Wicklung 10 und einen vierpoligen Rotor 12, der den Stator 11 umgibt.The 1 . 4 and 5 show the first preferred embodiment of the invention. The brushless DC motor is single-phase, as is in 1 is shown, and includes a stator 11 with a winding 10 and a four-pole rotor 12 that's the stator 11 surrounds.

Die Steuervorrichtung 3 umfaßt einen Hallsensor 31, einen PWM-Arbeitsperiodencontroller 32, eine Treibeinheit 30 und einen Steuerkreis 35. Die Treibeinheit 30 enthält einen PWM-Erzeuger 33 und einen Treiber 34. Der Steuerkreis 35 ist ein H-Brückenkreis mit vier Transistoren.The control device 3 includes a Hall sensor 31 , a PWM duty cycle controller 32 , a driving unit 30 and a control circuit 35 , The drive unit 30 contains a PWM generator 33 and a driver 34 , The control circuit 35 is a four-transistor H-bridge circuit.

Der Hallsensor 31 liegt in der Nähe des Rotors 12, um die Position des Rotors zu erfassen und ein entsprechendes Hallsignal SHA (analoges Differenzsignal von VHP und VHN) zu erzeugen. Das Hallsignal SHA wird von einem Vergleicher 36 in ein Digitalsiganl SHD umgewandelt und an den Treiber 34 gesendet.The Hall sensor 31 is near the rotor 12 to detect the position of the rotor and generate a corresponding Hall signal SHA (analog difference signal of VHP and VHN). The Hall signal SHA is from a comparator 36 converted into a digital signal SHD and sent to the driver 34 Posted.

Der PWM-Arbeitsperiodencontroller 32 empfängt ein externes Steuersignal Sc und das Hallsignal SHA. Das externe Steuersignal Sc ist ein Gleichspannungssignal und dient zur Steuerung des PWM-Erzeugers 33. Durch die Veränderung des Spannungspegels wird die Pulsbreite (Arbeitsperiode) des PWM-Signals des PWM-Erzeugers 33 moduliert. Z. B. wenn der Spannungspegel 5V beträgt, hat das PWM-Signal eine Arbeitsperiode von 50%, und wenn der Spannungspegel 2,5 V beträgt, hat das PWM-Signal eine Arbeitsperiode von 25%.The PWM working period controller 32 receives an external control signal Sc and the Hall signal SHA. The external control signal Sc is a DC signal and is used to control the PWM generator 33 , By changing the voltage level, the pulse width (duty cycle) of the PWM signal of the PWM generator becomes 33 modulated. For example, if the voltage level 5V is, the PWM signal has a duty of 50%, and when the voltage level is 2.5V, the PWM signal has a duty of 25%.

Um eine Stoßwelle des Ausgangsstroms Iout des Steuerkreises 35 zu unterdrücken, definiert der PWM-Arbeitsperiodencontroller 32 im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Referenzwert (Referenzspannung) Vref. Der PWM-Arbeitsperiodencontroller 32 detektiert, ob die Differenzspannung VD (Absolutwert) des Hallsignals SHA den Referenzwert Vref unterschreitet. Wenn ja, reduziert der PWM-Arbeitsperiodencontroller 32 das externe Steuersignal SC in der Zeitdauer T1, in der die Differenzspannung VD von dem Referenzwert auf null sinkt, sukzessiv von einem Hochpegel (z. B. 5 V) zu einem Niederpegel (z. B. 0 V) und erhöht dieses in der Zeitdauer T2, in der die Differenzspannung VD (Absolutwert) von null auf den Referenzwert Vref steigt, sukzessiv von einem Niederpegel (0 V) zu einem Niederpegel (5 V). Wie aus 5 ersichtlich ist, wird ein kantenverstelltes externes Steuersignal Sc' an den PWM-Erzeuger 33 gesendet.To a shock wave of the output current Iout of the control circuit 35 to suppress, defines the PWM duty cycle controller 32 in the present embodiment, a reference value (reference voltage) Vref. The PWM working period controller 32 detects whether the differential voltage VD (absolute value) of the Hall signal SHA falls below the reference value Vref. If so, the PWM duty cycle controller reduces 32 the external control signal SC in the period T1, in which the differential voltage VD decreases from the reference value to zero, successively from a high level (eg 5 V) to a low level (eg 0 V) and increases this in the period T2, in which the differential voltage VD (absolute value) increases from zero to the reference value Vref, successively from a low level (0 V) to a low level (5 V). How out 5 is apparent, an edge-shifted external control signal Sc 'to the PWM generator 33 Posted.

Wenn der PWM-Erzeuger 33 das externe Steuersignal Sc' empfängt, wird die Pulsbreite (Arbeitsperiode) des PWM-Signals des PWM-Erzeugers 33 entsprechend moduliert, wodurch das PWM-Signal SPWM' in 5 erzeugt wird, das an den Treiber 34 gesendet wird. Das PWM-Signal SPWM' enthält entsprechend dem Hochpegel des Steuersignals Sc eine Welle mit einheitlicher Pulsbreite (z. B. 50%) und entsprechend dem zunehmenden oder abnehmenden Kantenbereich des Steuersignals Sc' eine Welle mit modulierter Pulsbreite. D. h. die Pulbreite nimmt dementsprechend ab oder zu.If the PWM generator 33 the external control signal Sc 'receives, becomes the pulse width (duty cycle) of the PWM signal of the PWM generator 33 modulated accordingly, whereby the PWM signal SPWM 'in 5 that is generated to the driver 34 is sent. The PWM signal SPWM 'includes a pulse having a uniform pulse width (eg, 50%) corresponding to the high level of the control signal Sc, and a pulse width modulated wave corresponding to the increasing or decreasing edge portion of the control signal Sc'. Ie. the pulse width decreases or decreases accordingly.

Der Treiber 34 erzeugt entsprechend dem PWM-Signal SPWM und Hallsignal SHD für die Position des Rotors 12 abwechselnd ein erstes PWM-Signal SPWM1' und ein zweites PWM-Signal SPWM2', um den Steuerkreis 35 zu steuern.The driver 34 generates according to the PWM signal SPWM and Hall signal SHD for the position of the rotor 12 alternately a first PWM signal SPWM1 'and a second PWM signal SPWM2' to the control circuit 35 to control.

Der Steuerkreis 35 empfängt abwechselnd das erste PWM-Signal SPWM1' und das zweite PWM-Signal SPWM2'. Da das erste PWM-Signal SPWM1' und das zweite PWM-Signal SPWM2' nicht momentan umgewandelt werden, wie aus 6 ersichtlich ist, wird die Pulsbreite des ersten PWM-Signals SPWM1' sukzessiv von der vorgegebenen Arbeitsperiode (50%) auf Null reduziert und die Pulsbreite des zweiten PWM-Signals SPWM2' sukzessiv auf die vorgegebene Arbeitsperiode (50%) erhöht. Dadurch kann eine Stoßwelle des Ausgangsstroms Iout des Steuerkreises 35 unterdrückt werden.The control circuit 35 alternately receives the first PWM signal SPWM1 'and the second PWM signal SPWM2'. Since the first PWM signal SPWM1 'and the second PWM signal SPWM2' are not instantaneously converted, as shown 6 is seen, the pulse width of the first PWM signal SPWM1 'successively reduced from the predetermined working period (50%) to zero and the pulse width of the second PWM signal SPWM2' successively increased to the predetermined working period (50%). As a result, a shock wave of the output current Iout of the control circuit 35 be suppressed.

7 zeigt das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Hallsensor 31 im ersten Ausführungsbeispiel durch eine Hall-IC 31' ersetzt wird. Die Hall-IC 31' kann die Position des Rotors erfassen und direkt ein entsprechendes Digitalsignal SHD erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann daher der Vergleicher 36 entfallen. 7 shows the second preferred embodiment of the invention, which differs from the first preferred embodiment only in that the Hall sensor 31 in the first embodiment by a Hall IC 31 ' is replaced. The Hall IC 31 ' can detect the position of the rotor and directly generate a corresponding digital signal SHD. In this embodiment, therefore, the comparator 36 omitted.

Da die Hall-IC 31' ein Digitalsignal SHD erzeugt, verwendet der PWM-Arbeitsperiodencontroller 32 einen Zähler, um die Arbeitsperiode des Hallsignals SHD zu zählen, um die Anzahl der Hochpegelwelle (N) und der Niederpegelwelle (S) zu errechnen, damit ein entsprechendes Steuersignal zum Unter drücken der Stoßwelle des Ausgangsstroms Iout erzeugt wird. Durch den Zählwert Cp der letzten Welle wird die nächste (gegenwärtige) Welle berechnet. Ein Referenzwert Cref wird definiert, die dem Zählwert Cp nähersteht, aber kleiner ist.Because the Hall IC 31 ' generates a digital signal SHD, the PWM duty cycle controller uses 32 a counter to count the operating period of the Hall signal SHD to calculate the number of the high level wave (N) and the low level wave (S) to produce a corresponding control signal for suppressing the shock wave of the output current Iout. The count Cp of the last wave calculates the next (current) wave. A reference value Cref is defined which is closer to the count Cp but smaller.

Wenn der Zählwert der gegenwärtigen Welle des Hallsignals SHD den Referenzwert Cref erreicht, wird das externe Steuersignal Sc in der Zeitdauer T1 zum Zählen von dem Referenzwert Cref bis zu der Pegelumsetzung sukzessiv von einem Hochpegel zu einem Niederpegel reduziert und nach der Pegelumsetzung des Hallsignals SHD sukzessiv von einem Niederpegel (0 V) zu einem Hochpegel (5 V) erhöht. Wie aus 5 ersichtlich ist, wird ein kantenverstelltes externes Steuersignal Sc' an den PWM-Erzeuger 33 gesendet.When the count value of the present wave of the Hall signal SHD reaches the reference value Cref, the external control signal Sc is successively reduced from a high level to a low level in the time period T1 for counting from the reference value Cref to the level conversion, and successively from the level conversion of the Hall signal SHD a low level (0V) to a high level (5V). How out 5 is apparent, an edge-shifted external control signal Sc 'to the PWM generator 33 Posted.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel empfängt der PWM-Erzeuger 33 das externe Steuersignal Sc', wodurch die Pulsbreite (Arbeitsperiode) des PWM-Signals des PWM-Erzeugers 33 entsprechend moduliert wird, so dass das PWM-Signal SPWM' in 5 erzeugt wird.As in the first embodiment, the PWM generator receives 33 the external control signal Sc ', whereby the pulse width (working period) of the PWM signal of the PWM generator 33 is modulated accordingly, so that the PWM signal SPWM 'in 5 is produced.

8 zeigt das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der bürstenlose Gleichstrommotor zweiphasig ist, der einen Stator mit zwei Wicklungen 10' aufweist. Dieses Ausführungsbeispiel dient zur Steuerung des Steuerkreises 35' der Wicklungen 10'. 8th shows the third preferred embodiment of the invention, in which the brushless DC motor is two-phase, the one stator with two windings 10 ' having. This embodiment serves to control the control circuit 35 ' the windings 10 ' ,

8 zeigt das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der bürstenlose Gleichstrommotor dreiphasig ist, der einen Stator mit drei Wicklungen Lu, Lv, Lw aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden drei Hall-ICs 31 verwendet, um die Position des Rotors zu erfassen. Die Steuerung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommo tors verwendet üblicherweise eine zweiphasige Modulation. D. h. momentan werden nur zwei von den drei Wicklungen bestromt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Steuerkreis 35'' drei parallelgeschaltete Brückenarme auf. Jeder Brückenarm besitzt zwei Schaltelemente, nämlich die Oberarmelemente Q1, Q3, Q5 und die Unterarmelemente Q2, Q4, Q6. Wie aus 10 ersichtlich ist, senden die drei Hall-Ics 31 die Hallsignale Hu, Hv, Hw an den PWM-Arbeitsperiodencontroller 32' und die Treibeinheit 30'. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Treibvorichtung 30' ein PWM-Erzeuger. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzeugt der PWM-Arbeitsperiodencontroller 32' entsprechend den Hallsignalen Hu, Hv, Hw und den externen Steuersignalen S1–S6 die kantenverstellen externen Steuersignale S1'–S6' für die Treibeinheit 30' (PWM-Erzeuger), wodurch die Treibeinheit PWM-Signale SPWM1–SPWM2 mit zunehmenden oder abnehmenden Pulsbreite in dem Kantenbereich zur Steuerung der Schaltelemente Q1–Q6 des Steuerkreises 35'' erzeugt, so dass eine Stoffwelle des Steuerkreises 35'' unterdrückt wird. 8th shows the fourth preferred embodiment of the invention, in which the brushless DC motor is three-phase, having a stator with three windings Lu, Lv, Lw. In this embodiment, three Hall ICs 31 used to detect the position of the rotor. The control of the three-phase brushless Gleichstrommo sector usually uses a two-phase modulation. Ie. Currently, only two of the three windings are energized. In this embodiment, the control circuit 35 '' three parallel bridge arms on. Each bridge arm has two switching elements, namely the upper arm elements Q1, Q3, Q5 and the lower arm elements Q2, Q4, Q6. How out 10 can be seen, send the three hall ics 31 the Hall signals Hu, Hv, Hw to the PWM duty cycle controller 32 ' and the drive unit 30 ' , In the present embodiment, the propellant device 30 ' a PWM generator. As in the first embodiment, the PWM duty cycle controller generates 32 ' in accordance with the Hall signals Hu, Hv, Hw and the external control signals S1-S6, the kantenverstellen external control signals S1'-S6 'for the drive unit 30 ' (PWM generator), whereby the drive unit PWM signals SPWM1-SPWM2 with increasing or decreasing pulse width in the edge region for controlling the switching elements Q1-Q6 of the control circuit 35 '' generated, so that a fabric wave of the control circuit 35 '' is suppressed.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung entsprechend dem Hallsignal den Spannungspegel eines externen Steuersignals Sc verändert, wodurch die Pulsbreite des PWM-Signals sukzessiv erhöht oder reduziert wird und der Treiber 34 entsprechend dem PWM-Signal den Steuerkreis 35 steuert, so dass eine Stoßwelle des Ausgangsstroms Iout des Steuerkreises unterdrückt wird. Daher kann eine Resonanz und ein Geräusch vermieden werden.In summary, the invention according to the Hall signal changes the voltage level of an external control signal Sc, whereby the pulse width of the PWM signal is successively increased or reduced and the driver 34 according to the PWM signal the control circuit 35 controls, so that a shock wave of the output current Iout of the control circuit is suppressed. Therefore, resonance and noise can be avoided.

Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung die nen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung. Bezugszeichenliste 3 Steuervorrichtung 30 Treibeinheit 31 Hallsensor 31' Hall-IC 32, 32' PWM-Arbeitsperiodencontroller 33 PMW-Erzeuger 34 Treiber 35, 35', 35'' Steuerkreis 36 Vergleicher 10, 10'', Lu, Lv, Lw Wicklung 11 Stator The foregoing description represents only the preferred embodiments of the invention and is not intended as a definition of the limits and scope of the invention. All equivalent changes and modifications are within the scope of this invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS 3 control device 30 A drive unit 31 Hall sensor 31 ' Hall IC 32 . 32 ' PWM duty cycle controller 33 PMW-producer 34 driver 35 . 35 ' . 35 '' control circuit 36 comparator 10 . 10 '' , Lu, Lv, Lw winding 11 stator

Claims

Method for controlling a brushless DC motor comprising a stator ( 11 ) with winding ( 10 ) and a rotor ( 12 ), the stator ( 11 ), wherein a Hall element is used, which determines the position of the rotor ( 12 ) and generate a corresponding reverb signal that is sent to a drive unit ( 30 ), which generates a PWM signal in accordance with an external control signal (Sc '), and with the PWM signal and the reverb signal a control circuit ( 35 ), whereby the phase of the output current for the winding of the stator can be converted, so that the rotor is rotated, characterized by the following steps: (A) the voltage level of the external control signal is successively increased or reduced in accordance with the level change of the Hall signal ; (B) When the voltage level of the external control signal is successively increased, the duty cycle of the PWM signal of the driving unit successively increases from zero to a predetermined period of operation; (C) When the voltage level of the external control signal is successively reduced, the duty cycle of the PWM signal of the driving unit successively decreases from a predetermined period to zero.

Method according to Claim 1, characterized in that the Hall element is a Hall sensor ( 31 ) and the ball signal is an analogue difference signal (SHA) generated by a comparator ( 36 ) into a digital signal (SHD) and to the drive unit ( 30 ), and that the control signal (Sc ') from a PWM working period controller ( 32 ) is produced.

Method according to Claim 2, characterized in that, in step (A), when the differential voltage (VD) of the Hall signal (SHA) falls below a reference value (Vref), the PWM operating period controller ( 32 ) the external control signal (SC) is successively reduced from a high level to a low level in the period of time (T1) in which the differential voltage (VD) decreases from the reference value, and in the period T2 in which the differential voltage (VD) of zero rises to the reference value (Vref), successively increased from a low level to a high level.

Method according to Claim 1, characterized in that the Hall element is a Hall IC ( 31 ' ) and the Hall signal is a digital signal (SHD), and that the control signal (Sc ') from a PWM working period controller ( 32 ) is produced.

Method according to claim 4, characterized in that in step (A) the working period controller ( 32 ) uses a counter to count the operating time of the Hall signal (SHD) and defines a reference value (Cref) closer to the count (Cp) of the last wave, where if the count of the current wave of the Hall signal (SHD) is the reference value (SHD) Cref) successively reduces the external control signal (SC) from a high level to a low level in the time period (T1) for counting from the reference value (Cref) to the level conversion, and successively from a low level after the level conversion of the Hall signal (SHD) a high level is increased.

Device for controlling a brushless DC motor, comprising a stator ( 11 ) with winding ( 10 ) and a rotor ( 12 ), the stator ( 11 ), comprising, consisting of a Hall element, the position of the rotor ( 12 ) and can generate a corresponding Hall signal; a PWM work period controller ( 32 ) which receives the Hall signal and an external control signal (Sc) and successively increases or decreases the voltage level of the external control signal in accordance with the level change of the Hall signal; a drive unit ( 31 ) corresponding to the external control signal (Sc ') of the PWM duty cycle controller ( 32 ) generates a PWM signal, wherein when the voltage level of the external control signal is successively increased, the duty cycle of the PWM signal of the drive unit successively increases from zero to a predetermined duty period, and when the voltage level of the external control signal is successively reduced, the duty period of the PWM signal of the drive unit successively decreases from a predetermined period to zero, and wherein according to the PWM signal and the Hall signal, a drive signal is generated; and a control circuit ( 35 ), which depends on the drive signal of the drive unit ( 30 ) and converts the phase of the output current for the winding of the stator, so that the rotor is rotated.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the brushless DC motor is single-phase or two-phase and the drive unit ( 30 ) a PWM generator ( 33 ) and a driver ( 34 ), the PWM generator ( 33 ) according to the external control signal (Sc ') of the PWM duty cycle controller ( 32 ) generates a PWM signal, wherein when the voltage level of the external control signal is successively increased, the duty cycle of the PWM signal of the drive unit successively increases from zero to a predetermined duty period, and when the voltage level of the external control signal is successively reduced, the duty period of the PWM signal of the driving unit successively decreases from a predetermined working period to zero, and wherein the driver ( 34 ) generates a drive signal according to the PWM signal and the Hall signal.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the brushless DC motor is three-phase and the drive unit ( 30 ) is a PWM generator.

Device according to claim 7 or 8, characterized by a comparator ( 36 ), wherein the Hall element is a Hall sensor ( 31 ) and the Hall signal is an analogue difference signal (SHA) generated by the comparator ( 36 ) into a digital signal (SHD) and to the drive unit ( 30 ) is sent.

Device according to claim 9, characterized in that, when the differential voltage (VD) of the Hall signal (SHA) falls below a reference value (Vref), the PWM duty cycle controller ( 32 ) the external control signal (SC) is successively reduced from a high level to a low level in the period of time (T1) in which the differential voltage (VD) decreases from the reference value, and in the period T2 in which the differential voltage (VD) of zero rises to the reference value (Vref), successively increased from a low level to a high level.

Device according to Claim 7 or 8, characterized in that the Hall element is a Hall IC ( 31 ' ) and the Hall signal is a digital signal (SHD), wherein the working period controller ( 32 ) uses a counter to count the operating time of the Hall signal (SHD) and defines a reference value (Cref) closer to the count (Cp) of the last wave, where if the count of the current wave of the Hall signal (SHD) is the reference value (SHD) Cref) successively reduces the external control signal (SC) from a high level to a low level in the time period (T1) for counting from the reference value (Cref) to the level conversion and successively from a low level after the level conversion of the Hall signal (SHD) is increased to a high level.