DE102010043137A1 - Power steering apparatus of vehicle steering system, has output stage driver that has complementary output stage with P-channel FET which is portion of primary current mirror and N-channel FET which is portion of secondary current mirror - Google Patents

Power steering apparatus of vehicle steering system, has output stage driver that has complementary output stage with P-channel FET which is portion of primary current mirror and N-channel FET which is portion of secondary current mirror Download PDF

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Christoph Orou
Nestor Mbogni
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    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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Abstract

The apparatus has a three-phase drive motor and a circuit which comprises an output stage driver and an inverter for driving the three-phase drive motor. The output stage driver comprises a complementary output stage with a P-channel FET (105) and an N-channel FET (106). The P-channel FET is a portion of the primary current mirror and the N-channel FET is a portion of the secondary current mirror.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs und ein Lenksystem für ein Fahrzeug.The present invention relates to a power steering system for a steering system of a vehicle and a steering system for a vehicle.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Im Stand der Technik sind Ansteuerungen von Drehstrommotoren als Antriebsmotoren von elektrischen Servolenkungen bekannt, die eine Leistungsendstufe und einen Endstufentreiber aufweisen.In the prior art drives of three-phase motors are known as drive motors of electric power steering systems having a power output stage and an output stage driver.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Eine Leistungsendstufe kann als Wechselrichter aufgebaut werden, wobei dieser aus drei Halbbrücken besteht. Jede Halbbrücke besteht aus zwei Leistungsschaltern, z. B. Leistungs-Mosfets. Um den Leistungs-Mosfet zu schalten, muss die Eingangskapazität eines Mosfets Ciss geladen werden. Dies erfolgt mit einem Ladestrom, der in das Gate des Mosfets injiziert wird. Vor das Gate wird im Stand der Technik ein Gatewiderstand geschaltet, um den Gatestrom zu begrenzen, und somit die UDS einzustellen. Dieser Gatewiderstand ist bei einer Pulsweitenansteuerung (PWM) einer hohen Pulsbelastung ausgesetzt, was zu seinem Ausfall führen kann. Aus einer hohen Pulsbelastung ergibt sich ein großer Temperaturhub auf den Gatewiderstand, was mechanischen Stress zu Folge haben kann, wodurch sich z. B. Risse an Lötstellen ergeben können (Alterung der Lötverbindung).A power output stage can be constructed as an inverter, which consists of three half-bridges. Each half bridge consists of two circuit breakers, z. B. Performance Mosfets. To switch the power mosfet, the input capacitance of a Mosfets Ciss must be loaded. This is done with a charging current injected into the gate of the mosfet. In the prior art, a gate resistor is connected in front of the gate to limit the gate current, thus adjusting the U DS . This gate resistance is exposed to a high pulse load during pulse width control (PWM), which can lead to its failure. From a high pulse load results in a large temperature swing on the gate resistance, which may result in mechanical stress, causing z. B. cracks at solder joints can result (aging of the solder joint).

Aus der hohen Pulsbelastung kann sich außerdem eine beschleunigte Alterung des Gatewiderstands ergeben. Eine Alterung des Gatewiderstands kann zu einer Drift der Widerstandskennlinien des Gatewiderstands führen, wodurch der Gatestrom über die Zeit ebenfalls einer Drift unterliegen kann. Durch die Drift des Gatestroms kann eine gewünschte Flankensteilheit der Spannungen über den entsprechenden Leistungsschalter über die Zeit nicht sichergestellt werden. Oben genannte Drift kann bei unzureichender Dimensionierung zu einem Brückenkurzschluss führen (heißer Zweig).The high pulse load can also result in an accelerated aging of the gate resistance. An aging of the gate resistance can lead to a drift of the resistance characteristics of the gate resistance, as a result of which the gate current can likewise undergo drift over time. Due to the drift of the gate current, a desired slope of the voltages over the corresponding circuit breaker over time can not be ensured. Above-mentioned drift can lead to bridge short-circuit due to insufficient dimensioning (hot branch).

Bei Ausfall eines Gatewiderstands kann die Lenkunterstützung zumindest teilweise oder komplett ausfallen. Angesichts der Tatsache, dass bei den Endstufentreibern des Stands der Technik mindestens sechs Gatewiderstände verwendet werden müssen, besteht eine erhöhte Gefahr des Ausfalls einer Servolenkung des Stands der Technik.If a gate resistance fails, the steering assistance may be at least partially or completely canceled. In view of the fact that at least six gate resistors must be used in the prior art final stage drivers, there is an increased risk of power steering failure in the prior art.

Eine werksseitig eingestellte Flankensteilheit sollte über die Zeit möglichst konstant gehalten werden, um eine möglichst kleine Verlustleistung der Leistungs-Mosfets zur Vermeidung einer Beschädigung der Leistungs-Mosfets bei einer möglichst guten EMV-Verträglichkeit erhalten zu können. Eine möglichst kleine Verlustleistung der Leitungs-Mosfets kann durch ein sehr schnelles Schalten, also eine hohe Flankensteilheit, erreicht werden. Eine möglichst geringe EMV-Belastung durch die Leistungsschalter kann durch ein möglichst langsames Schalten, also eine geringe Flankensteilheit, erzielt werden. Es besteht daher zwischen kleiner Verlustleistung der Leistungs-Mosfets und geringer EMV-Belastung durch die Leistungs-Mosfets ein Zielkonflikt. Um dennoch beide Zielvorgaben möglichst optimal erreichen zu können, ist eine sorgfältige Dimensionierung des Gatewiderstands nötig, wodurch sich eine optimierte Flankensteilheit ergeben kann.A factory set edge steepness should be kept as constant as possible over time in order to obtain the lowest possible power dissipation of the power MOSFETs to avoid damaging the power MOSFETs with the best possible EMC compatibility. The lowest possible power loss of the line MOSFETs can be achieved by a very fast switching, ie a high edge steepness. The lowest possible EMC load from the circuit breakers can be achieved by switching as slowly as possible, ie a low edge steepness. There is therefore a conflict of interest between low power loss of the power MOSFETs and low EMC load by the power MOSFETs. Nevertheless, in order to be able to achieve both goals as optimally as possible, a careful dimensioning of the gate resistance is necessary, which can result in an optimized edge steepness.

Eine Alterung des Gatewiderstands verändert dessen Widerstandswert, wodurch sich im Laufe der Zeit der Gatestrom und daher auch die Flankensteilheit ändern kann. Eine anfänglich optimierte Einstellung der Flankensteilheit, um zwar eine hohe Schaltgeschwindigkeit zu erhalten und dennoch gerade noch Probleme durch eine EMV-Belastung der anderen Bauteile zu vermeiden, kann daher durch die Alterung des Gatewiderstands verloren gehen.An aging of the gate resistance changes its resistance, which can change over time, the gate current and therefore the edge steepness. An initially optimized setting of the edge steepness, in order to obtain a high switching speed and still avoid problems due to an EMC load on the other components, can therefore be lost due to the aging of the gate resistance.

Ein möglichst gleich bleibendes und verlässliches Schaltverhalten eines Wechselrichters für einen Antriebsmotor ist insbesondere für den Antriebsmotor einer Servolenkung erforderlich, da eine Servolenkung als Teil eines Lenksystems im besonderen Maße als sicherheitsrelevantes Element eines Fahrzeugs anzusehen ist.A possible constant and reliable switching behavior of an inverter for a drive motor is required in particular for the drive motor of a power steering, as a power steering is to be regarded as part of a steering system to a particular extent as a safety-relevant element of a vehicle.

Eine Aufgabe ist daher, Gateströme für die Leistungsschalter einer Halbbrücke für eine Motorphase bereit zu stellen, die eine möglichst geringe Drift durch Alterung aufweisen.One object is therefore to provide gate currents for the circuit breakers of a half-bridge for a motor phase which have the lowest possible drift due to aging.

Als erste Ausführungsform der Erfindung wird eine Servolenkung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend: einen Drehstrommotor als Antriebsmotor und eine Schaltung mit einem Endstufentreiber und einem Wechselrichter zum Ansteuern des Drehstrommotors, wobei der Endstufentreiber eine Komplementärendstufe mit einem ersten Schalter und einem zweiten Schalter umfasst, wobei der erste Schalter ein Teil eines ersten Stromspiegels ist und der zweite Schalter ein Teil eines zweiten Stromspiegels ist.As a first embodiment of the invention, there is provided a power steering system for a vehicle steering system, comprising: a three-phase motor as a drive motor and a circuit including an output driver and an inverter for driving the three-phase motor, the output driver having a complementary output stage with a first switch and a second switch wherein the first switch is part of a first current mirror and the second switch is part of a second current mirror.

Erfindungsgemäß kann ein Endstufentreiber durch eine Gegentaktendstufe bzw. Komplementärendstufe, ein oder mehrere Stromspiegel und eine Stromquelle, die regelbar sein kann, ausgeführt sein. Hierdurch kann auf Gatewiderstände bei dem Endstufentreiber zur Ansteuerung eines Antriebsmotors einer Servolenkung verzichtet werden. Durch die Stromspiegel können Gateströme zum Laden bzw. Umladen der Gates von Leistungsschaltern, insbesondere Leistungs-Mosfets, eingeprägt werden, wodurch sich konstante Gateströme für das aktuelle PWM-Verhältnis ergeben können. Eine Drift der Schaltflanken der Spannungen über den Leistungsschalter durch Alterung kann dadurch weitgehend ausgeschlossen werden.According to the invention, an output stage driver can be embodied by a push-pull output stage or complementary output stage, one or more current mirrors and a current source which can be controllable. As a result, can be dispensed with gate resistors in the final stage driver for driving a drive motor of a power steering. By the Current mirrors can be injected with gate currents for charging or reloading the gates of circuit breakers, in particular power MOSFETs, which can result in constant gate currents for the current PWM ratio. A drift of the switching edges of the voltages across the circuit breaker by aging can thereby be largely excluded.

Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend eine Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.As a second embodiment of the invention, a steering system for a vehicle is provided, comprising a power steering system according to one of claims 1 to 8.

Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Exemplary embodiments are described in the dependent claims.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei der erste Schalter ein Feldeffekttransistor ist, insbesondere vom p-Kanal-Typ, und/oder wobei der zweite Schalter ein Feldeffekttransistor ist, insbesondere vom n-Kanal-Typ.According to an exemplary embodiment of the invention, a power steering is provided, wherein the first switch is a field effect transistor, in particular of the p-channel type, and / or wherein the second switch is a field effect transistor, in particular of the n-channel type.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei ein Ausgangsstrom eines dritten Stromspiegels der Eingangsstrom des ersten Stromspiegels ist und/oder wobei der Eingangsstrom des zweiten Stromspiegels durch den Ausgangsstrom des dritten Stromspiegels bestimmbar ist.In a further embodiment of the invention, a power steering is provided, wherein an output current of a third current mirror is the input current of the first current mirror and / or wherein the input current of the second current mirror can be determined by the output current of the third current mirror.

Vorteilhafterweise können die Eingangsströme der Stromspiegel, die als Ausgangsströme den resultierenden Gatestrom für einen Leistungsschalter erzeugen können, wiederum durch z. B. einen weiteren Stromspiegel erzeugt werden. Der Eingangsstrom des ersten und des zweiten Stromspiegels wird durch den weiteren, dritten Stromspiegel eingeprägt. Hierdurch kann eine noch geringere Drift der Flankensteilheit der Spannungen über die anzusteuernden Leistungsschalter sichergestellt werden.Advantageously, the input currents of the current mirror, which can generate as output currents the resulting gate current for a circuit breaker, in turn by z. B. a further current mirror can be generated. The input current of the first and the second current mirror is impressed by the further, third current mirror. In this way, an even lower drift of the edge steepness of the voltages can be ensured via the circuit breaker to be controlled.

Mit dem ersten und zweiten Stromspiegel können z. B. durch Einstellung der W/L-Verhältnisse der beiden Schalter der Komplementärstufe der Gatestrom eingestellt werden. Ferner ist eine alternative Ausführungsform eine Parallelschaltung der Schalter der Komplementärendstufe.With the first and second current mirror z. B. by adjusting the W / L ratios of the two switches of the complementary stage of the gate current can be adjusted. Furthermore, an alternative embodiment is a parallel connection of the switches of the complementary output stage.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei der Eingangsstrom des dritten Stromspiegels der Ausgangsstrom einer Stromquelle ist.According to another embodiment of the present invention, a power steering is provided, wherein the input current of the third current mirror is the output current of a current source.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei der Ausgangsstrom der Stromquelle durch einen Widerstand oder durch interne Referenzspannungsquelle oder eine externe Referenzspannung einstellbar ist.According to an exemplary embodiment of the invention, a power steering is provided, wherein the output current of the current source is adjustable by a resistor or by an internal reference voltage source or an external reference voltage.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei durch einen dritten Schalter der Ausgangsstrom des dritten Stromspiegels als Eingangsstrom des ersten Stromspiegels schaltbar ist und/oder wobei durch einen vierten Schalter der Eingangsstrom des zweiten Stromspiegels durch den Ausgangsstrom des dritten Stromspiegels bestimmbar ist.In a further embodiment of the invention, a power steering is provided, which is switchable by a third switch, the output current of the third current mirror as the input current of the first current mirror and / or wherein by a fourth switch, the input current of the second current mirror by the output current of the third current mirror can be determined ,

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei der dritte Schalter ein Feldeffekttransistor ist und/oder wobei der vierte Schalter ein Feldeffekttransistor ist.According to another embodiment of the present invention, a power steering is provided, wherein the third switch is a field effect transistor and / or wherein the fourth switch is a field effect transistor.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Servolenkung zur Verfügung gestellt, wobei der Endstufentreiber sechs Komplementärendstufen aufweist und der Wechselrichter drei Halbbrücken mit jeweils zwei Leistungsschaltern umfasst.According to an exemplary embodiment of the invention, a power steering is provided, wherein the output stage driver has six complementary output stages and the inverter comprises three half-bridges with two power switches each.

Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, einen Endstufentreiber für eine Ansteuerung zur Verfügung zu stellen, der ohne Gatewiderstände auskommt. Erfindungsgemäß können statt Gatewiderstände Stromspiegel verwendet werden bzw. Konstantstromquellen, die als Komplementärendstufe ausgeführt sind, wodurch eingeprägte Gateströme für die Leistungsschalter der Leistungsendstufe der Servolenkung bereitgestellt werden können. Das Ersetzen der Gatewiderstände durch Stromspiegel führt zu einer geringeren Drift der Flankensteilheit der Spannungen, die über die Leistungsschalter abfallen, wodurch ein werksseitig eingestelltes optimales Schaltverhalten der Leistungsschalter über die Zeit erhalten werden kann.As an idea of the invention, it can be considered to provide an output driver for a driver that does not require gate resistors. According to the invention, instead of gate resistors, current mirrors can be used or constant current sources which are designed as complementary output stages, whereby impressed gate currents for the power switches of the power output stage of the power steering can be provided. Replacing the gate resistors with current mirrors results in less drift in the slew rate of the voltages dropped across the power switches, allowing for a factory set optimum switching behavior of the power switches over time.

Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.Of course, the individual features can also be combined with each other, which can also be partially beneficial effects that go beyond the sum of the individual effects.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigenFurther details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments illustrated in the drawings. Show it

1 eine erfindungsgemäße Schaltung eines Endstufentreibers, 1 a circuit according to the invention of an output stage driver,

2 eine Ansteuerung eines Drehstrommotors (Wechselrichter mit drei Halbbrücken), 2 a control of a three-phase motor (inverter with three half-bridges),

3 eine Halbbrücke mit zwei Leistungs-Mosfets. 3 a half bridge with two power mosfets.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

1 zeigt einen Teil eines Endstufentreibers, wobei ein kompletter Endstufentreiber sechs Mal die Schaltung nach 1 umfassen kann. Die Schaltung nach 1 kann zur Ansteuerung eines einzelnen Leistungsschalters, z. B. eines Leistungs-Mosfets verwendet werden. Erfindungsgemäß wird eine regelbare Stromquelle 101 vorgesehen, deren Ausgangsstrom den Eingangsstrom Ie,3 124 eines mehrfachen Stromspiegels darstellen kann, wobei die einzelnen Stromspiegel durch die Bauelemente 115 und 113, 115 und 112, 115 und 111 verwirklicht werden können. Durch den Stromspiegel 115 und 113 wird in der vorliegenden Schaltung ein Strom Ia,3 125 eingeprägt. Falls durch das Pulsweitensignal P_PWM 118 der Feldeffekttransistor 114 durchgeschaltet wird, stellt der Ausgangsstrom Ia,3 125 den Eingangsstrom Ie,1 120 des Stromspiegels mit den beiden Feldeffekttransistoren 104, 105 dar. Durch die Schaltung der Feldeffekttransistoren 104 und 105 als Stromspiegel, kann ein eingeprägter, konstanter Ausgangsstrom Ia,1 122 am Drain des Feldeffekttransistors 105 als Gatestrom zum Laden und Durchsteuern eines am Punkt GHS 117 angeschlossenen Leistungsschalters zur Verfügung gestellt werden. Falls nicht der Feldeffekttransistor 114, sondern der Feldeffekttransistor 109 durchgeschaltet wird, bestimmt der Ausgangsstrom Ia,3 125 den Eingangsstrom Ie,2 121 des Stromspiegels, der durch die beiden Feldeffekttransistoren 106, 110 gebildet wird. Hierdurch ergibt sich ein eingeprägter konstanter Ausgangsstrom Ia,2 123 des Stromspiegels, der als Gatestrom am Punkt GHS 117 zum Umladen des Gates eines anzusteuernden Leistungsschalters zur Verfügung gestellt werden kann. Durch einen Widerstand Rvar 116 kann die regelbare Stromquelle 101 eingestellt werden. Eine Änderung der Einstellung der Stromquelle 101 führt letzten Endes zu einer Abänderung der Gateströme zum Laden oder Entladen des Gates des Leistungsschalters, die am Punkt GHS 117 zur Verfügung gestellt werden können. Durch den variablen Widerstand Rvar 116 kann daher die Flankensteilheit der Spannungen über einen Leistungsschalter bestimmt werden. Durch die erfindungsgemäße Schaltung kann auf Gatewiderstände verzichtet werden, die einem Alterungsprozess unterliegen können, wodurch es sein kann, dass die Gateströme über die Zeit nicht konstant gehalten werden können. Ferner sind Gatewiderstände bei einer Pulsweitensteuerung auch Pulsverlustleistungen ausgesetzt, die zu einer Beschädigung und Ausfall führen können. Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird eine derartige Verlustleistung beseitigt. Ferner kann hierdurch eine hohe zeitliche Konstanz der Gateströme sichergestellt werden. 1 shows a part of a final stage driver, with a complete output stage driver switching the circuit six times 1 may include. The circuit after 1 can be used to control a single circuit breaker, z. B. a power Mosfets be used. According to the invention, a controllable current source 101 whose output current is the input current I e, 3 124 can represent a multiple current mirror, wherein the individual current mirror through the components 115 and 113 . 115 and 112 . 115 and 111 can be realized. Through the current mirror 115 and 113 In the present circuit, a current I a, 3 125 imprinted. If by the pulse width signal P_PWM 118 the field effect transistor 114 is turned on, the output current I a, 3 125 the input current I e, 1 120 the current mirror with the two field effect transistors 104 . 105 dar. By the circuit of the field effect transistors 104 and 105 as a current mirror, an impressed, constant output current I a, 1 122 at the drain of the field effect transistor 105 as a gate current for charging and driving through at the point GHS 117 be made available connected circuit breaker. If not the field effect transistor 114 but the field effect transistor 109 is turned on, determines the output current I a, 3 125 the input current I e, 2 121 the current mirror passing through the two field effect transistors 106 . 110 is formed. This results in an impressed constant output current I a, 2 123 of the current mirror, acting as a gate current at the point GHS 117 can be provided for reloading the gate of a circuit breaker to be controlled. Through a resistor Rvar 116 can be the controllable power source 101 be set. A change in the setting of the power source 101 ultimately leads to a change in the gate currents for charging or discharging the gate of the circuit breaker, which at the point GHS 117 can be made available. Due to the variable resistor Rvar 116 Therefore, the edge steepness of the voltages can be determined via a circuit breaker. By the circuit according to the invention can be dispensed with gate resistors, which may be subject to an aging process, whereby it may be that the gate currents over time can not be kept constant. Furthermore, gate resistors are also exposed to pulse width control in a pulse width control, which can lead to damage and failure. The circuit according to the invention eliminates such a power loss. Furthermore, this ensures a high temporal constancy of the gate currents.

2 zeigt die Ansteuerung eines Drehstrommotors mit seinen drei Phasenanschlüssen Phase U 205, Phase V 206 und Phase W 207. Die Phase U 205 kann mit dem Leistungsschalter 202 gegen Versorgungsspannung und dem Leistungsschalter 210 gegen GND-Potential geschaltet werden. Entsprechend können die Leistungsschalter 203, 209 und 204, 208 angesteuert werden, um die Phasen V 206 und W 207 mit einer wechselgerichteten Gleichspannung versorgen zu können. Die Leistungsschalter 202, 203, 204, 208, 209, 210 können als Leistungstransistoren oder Leistungs-Mosfets ausgebildet sein, wobei die Leistungs-Mosfets durch eine erfindungsgemäße Schaltung nach 1 angesteuert werden können. Um die Leistungsschalter 202, 203, 204, 208, 209, 210 ansteuern zu können, werden daher sechs erfindungsgemäße Schaltungen nach 1 benötigt. Ein Kondensator 201 kann als Energiespeicher zum Puffern von kurzen Leistungsimpulsen verwendet werden. 2 shows the control of a three-phase motor with its three phase connections phase U 205 , Phase V 206 and phase W 207 , The phase U 205 can with the circuit breaker 202 against supply voltage and the circuit breaker 210 be switched against GND potential. Accordingly, the circuit breaker 203 . 209 and 204 . 208 be driven to the phases V 206 and W 207 be able to supply with an alternating DC voltage. The circuit breakers 202 . 203 . 204 . 208 . 209 . 210 can be designed as power transistors or power MOSFETs, wherein the power MOSFETs by a circuit according to the invention according to 1 can be controlled. To the circuit breaker 202 . 203 . 204 . 208 . 209 . 210 To be able to control, therefore, six circuits according to the invention after 1 needed. A capacitor 201 can be used as energy storage to buffer short power pulses.

3 zeigt eine Halbbrücke mit zwei Leistungsschalter 318, 319, wobei die Leistungsschalter 318, 319 als Leistungs-Mosfets ausgebildet sind. Die Leistungsschalter 318, 319 werden alternierend durchgesteuert, sodass am Potential SHS 316 eine Wechselspannung (alternierende Gleichspannung, wechselgerichtete Gleichspannung) für einen Phasenanschluss eines Drehstrommotors zur Verfügung gestellt werden kann. Für die Ansteuerung des Leistungsschalters 318 kann eine erfindungsgemäße Schaltung nach 1 verwendet werden, wobei das Potential GHS 301 der 3 mit dem Potential GHS 117 der 1 verbunden werden kann und das Potential SHS 316 der 3 mit dem Potential SHS 118 der 1 verbunden werden kann. Damit der Leistungsschalter 318 durchgesteuert werden kann und am Anschluss SHS 316 ein hohes Potential anliegen kann, muss über den Anschluss GHS 301 das Gate 307 des Leistungsschalters 318 mit einem Gatestrom versorgt werden, der die Kapazitäten CGS 317 und CGD 302 (Miller-Kapazität) aufladen kann. Der Leistungsschalter 318 kann durch einen entgegen gesetzten Gatestrom wieder geschlossen werden, der die Kapazitäten 317, 302 entladen kann. Eine Diode 305 dient als Freilaufdiode. 3 shows a half-bridge with two circuit breakers 318 . 319 , where the circuit breaker 318 . 319 are designed as power mosfets. The circuit breakers 318 . 319 are controlled alternately, so that at the potential SHS 316 an alternating voltage (alternating direct voltage, alternating direct voltage) can be provided for a phase connection of a three-phase motor. For controlling the circuit breaker 318 can a circuit according to the invention after 1 be used, the potential GHS 301 of the 3 with the potential GHS 117 of the 1 can be connected and the potential SHS 316 of the 3 with the potential SHS 118 of the 1 can be connected. So that the circuit breaker 318 can be controlled and at the connection SHS 316 There must be a high potential on the connection GHS 301 the gate 307 of the circuit breaker 318 be supplied with a gate current, the capacity C GS 317 and C GD 302 (Miller capacity) can charge. The circuit breaker 318 can be closed by an opposite gate current, the capacity 317 . 302 can discharge. A diode 305 serves as a freewheeling diode.

Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or method steps, just as the term "a" and "an" does not exclude multiple elements and steps.

Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101101
regelbare Stromquelleadjustable current source
102102
Spannungsquellevoltage source
103103
Spannungsquellevoltage source
104104
Feldeffekttransistor, p-KanalField effect transistor, p-channel
105105
Feldeffekttransistor, p-KanalField effect transistor, p-channel
106106
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
107107
Feldeffekttransistor, p-KanalField effect transistor, p-channel
108108
Feldeffekttransistor, p-KanalField effect transistor, p-channel
109109
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
110110
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
111111
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
112112
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
113113
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
114114
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
115115
Feldeffekttransistor, n-KanalField effect transistor, n-channel
116116
Widerstandresistance
117117
Punkt GHSPoint GHS
118118
Punkt SHSPoint SHS
119119
Pulsweitensignal N_PWMPulse width signal N_PWM
120120
Eingangsstrom erster StromspiegelInput current of the first current mirror
121121
Eingangsstrom zweiter StromspiegelInput current second current mirror
122122
Ausgangsstrom erster StromspiegelOutput current of the first current mirror
123123
Ausgangsstrom zweiter StromspiegelOutput current second current mirror
124124
Eingangsstrom dritter StromspiegelInput current third current mirror
125125
Ausgangsstrom dritter StromspiegelOutput current of third current mirror
201201
ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
202202
Leistungsschalterbreakers
203203
Leistungsschalterbreakers
204204
Leistungsschalterbreakers
205205
Phasenanschluss Drehstrommotor UPhase connection three-phase motor U
206206
Phasenanschluss Drehstrommotor VPhase connection three-phase motor V
207207
Phasenanschluss Drehstrommotor WPhase connection three-phase motor W
208208
Leistungsschalterbreakers
209209
Leistungsschalterbreakers
210210
Leistungsschalterbreakers
301301
Potential GHSPotential GHS
302302
Miller-Kapazität CGD Miller capacity C GD
303303
Versorgungsspannung USupply voltage U
304304
Draindrain
305305
FreilaufdiodeFreewheeling diode
306306
Sourcesource
307307
Gategate
308308
Draindrain
309309
FreilaufdiodeFreewheeling diode
310310
Sourcesource
311311
Gategate
312312
Gate-Source-Kapazität CGS Gate-source capacitance C GS
313313
Potential SLSPotential SLS
314314
Potential GLSPotential GLS
315315
Miller-Kapazität CGD Miller capacity C GD
316316
Potential SHSPotential SHS
317317
Gate-Source-Kapazität CGS Gate-source capacitance C GS
318318
Leistungsschalterbreakers
319319
Leistungsschalterbreakers

Claims (9)

Servolenkung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs umfassend einen Drehstrommotor als Antriebsmotor und eine Schaltung mit einem Endstufentreiber und einem Wechselrichter zum Ansteuern des Drehstrommotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Endstufentreiber eine Komplementärendstufe mit einem ersten Schalter (105) und einem zweiten Schalter (106) umfasst, wobei der erste Schalter (105) ein Teil eines ersten Stromspiegels ist und der zweite Schalter (106) ein Teil eines zweiten Stromspiegels ist.Power steering system for a steering system of a vehicle comprising a three-phase motor as a drive motor and a circuit with an output stage driver and an inverter for driving the three-phase motor, characterized in that the output stage driver has a complementary output stage with a first switch ( 105 ) and a second switch ( 106 ), wherein the first switch ( 105 ) is a part of a first current mirror and the second switch ( 106 ) is part of a second current mirror. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (105) ein Feldeffekttransistor ist, insbesondere vom p-Kanal-Typ, und/oder wobei der zweite Schalter (106) ein Feldeffekttransistor ist, insbesondere vom n-Kanal-Typ.Power steering system according to claim 1, characterized in that the first switch ( 105 ) is a field effect transistor, in particular of the p-channel type, and / or wherein the second switch ( 106 ) is a field effect transistor, in particular of the n-channel type. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsstrom Ia,3 (125) eines dritten Stromspiegels der Eingangsstrom Ie,1 (120) des ersten Stromspiegels ist und/oder wobei der Eingangsstrom Ie,2 (121) des zweiten Stromspiegels durch den Ausgangsstrom Ia,3 (125) des dritten Stromspiegels bestimmbar ist.Power steering according to one of claims 1 or 2, characterized in that an output current I a, 3 ( 125 ) of a third current mirror, the input current I e, 1 ( 120 ) of the first current mirror and / or wherein the input current I e, 2 ( 121 ) of the second current mirror by the output current I a, 3 ( 125 ) of the third current mirror can be determined. Servolenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsstrom Ie,3 (124) des dritten Stromspiegels der Ausgangsstrom einer Stromquelle ist.Power steering system according to claim 3, characterized in that the input current I e, 3 ( 124 ) of the third current mirror is the output current of a current source. Servolenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsstrom der Stromquelle durch einen Widerstand oder durch interne Referenzspannungsquelle oder eine externe Referenzspannung einstellbar ist.Power steering system according to claim 4, characterized in that the output current of the current source is adjustable by a resistor or by internal reference voltage source or an external reference voltage. Servolenkung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen dritten Schalter (114) der Ausgangsstrom Ia,3 (125) des dritten Stromspiegels als Eingangsstrom Ie,1 (120) des ersten Stromspiegels schaltbar ist und/oder wobei durch einen vierten Schalter (109) der Eingangsstrom Ie,2 (121) des zweiten Stromspiegels durch den Ausgangsstrom Ia,3 (125) des dritten Stromspiegels bestimmbar ist.Power steering according to one of claims 3 to 5, characterized in that by a third switch ( 114 ) the output current I a, 3 ( 125 ) of the third current mirror as input current I e, 1 ( 120 ) of the first current mirror is switchable and / or wherein by a fourth switch ( 109 ) the input current I e, 2 ( 121 ) of the second current mirror by the output current I a, 3 ( 125 ) of the third current mirror can be determined. Servolenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schalter (114) ein Feldeffekttransistor ist und/oder wobei der vierte Schalter (109) ein Feldeffekttransistor ist.Power steering system according to claim 6, characterized in that the third switch ( 114 ) is a field effect transistor and / or wherein the fourth switch ( 109 ) is a field effect transistor. Servolenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endstufentreiber sechs Komplementärendstufen aufweist und der Wechselrichter drei Halbbrücken mit jeweils zwei Leistungsschaltern umfasst.Power steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the output stage driver has six complementary output stages and the inverter comprises three half-bridges, each with two circuit breakers. Lenksystem für ein Fahrzeug umfassend eine Servolenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.A steering system for a vehicle comprising a power steering system according to any one of the preceding claims.
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