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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor, die eine Totzeit unter Verwendung eines Hardware-Schaltungsaufbaus steuern kann.
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(b) Stand der Technik
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Die
DE 100 60 991 A1 beschreibt einen Dreiphasen-Pulsweitenmodulation-Wellenformerzeuger.
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Typischerweise wird ein Dreiphasen-Pulsbreitenmodulation (Pulse Width Modulation - PWM) Wechselrichter als ein Stromrichter zum Zuführen eines Dreiphasen-Wechselstroms an einen eine hohe Leistung aufweisenden DC-Motor in einem Hybridfahrzeug verwendet. In einer Halbbrückenschaltung zum Antreiben des DC-Motors können zwei Schaltvorrichtungen mit Feldeffekttransistoren in MOS-Technik (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor - MOSFET) untereinander unabhängig schalten. Wenn jedoch die beiden Vorrichtungen zum selben Zeitpunkt eingeschaltet werden, wird der DC-Ausgang kurzgeschlossen und eine große Menge an Strom fließt dort hindurch, was zur Zerstörung der Vorrichtungen führen kann. Demzufolge werden die Schaltvorrichtungen in einem komplementären Schaltzustand betrieben, so dass die Ein-/Aus-Zustände der beiden Vorrichtungen zu jedem beliebigen Zeitpunkt voneinander entgegengesetzt sind.
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Dennoch besteht während einem Ein-/Ausschalten der beiden Vorrichtungen die Möglichkeit, dass die beiden Vorrichtungen beide aufgrund einer Differenz in der Ausbreitungsverzögerungszeit von Taktsignalen und wegen einer Differenz zwischen der Zeit, in der die Halbleiter-Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, und der Zeit, in der die Halbleiter-Schaltvorrichtung ausgeschaltet wird, zur selben Zeit eingeschaltet sind.
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Insbesondere ist die Zeit, in der die Schaltvorrichtung ausgeschaltet wird, immer länger als die Zeit, in der die Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, und somit, wenn die Taktsignale zum Schalten der Ein-/Aus-Zustände der beiden Vorrichtungen gleichzeitig angelegt werden, können die beiden Vorrichtungen gleichzeitig eingeschaltet sein, wodurch ein ungewollter Kurzschluss verursacht wird, was zu einer Verlustleistung führt.
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Als solches, um diesen ungewollten Kurzschluss während dem Ein-/Ausschalten der beiden Vorrichtung zu vermeiden, wird ein Einschaltsignal an die einzuschaltende Vorrichtung angelegt, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wodurch sichergestellt wird, dass die andere Vorrichtung entsprechend ausgeschaltet ist. Die Zeit, in der das Einschaltsignal verzögert wird, wird Totzeit genannt.
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In Fahrzeugen steuert typischerweise eine mit einem Mikrocontroller ausgerüstete Steuerung die Totzeit über ein Software-Programm. Falls jedoch die Steuerung nicht mit einem Mikrocontroller ausgestattet ist, kann die Totzeit nicht über ein Software-Programm gesteuert werden und somit ist es erforderlich, geeignete Gegenmaßnahmen bereitzustellen.
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Die obigen in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 zur Verfügung.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor bereit, die die Totzeit in einer On-Chip-Art steuern können, selbst wenn kein Mikrocontroller in einer bestehenden Fahrzeugsteuerung montiert ist, durch Bereitstellen eines Halbleiter-Chips zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor.
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In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen Gleichstrom (Direct Current- DC) -Motor bereit, wobei die Vorrichtung aufweist: in einem Halbleiter-Chip montierte Schaltvorrichtungen, um eine interne Schaltung des Chips mit einer Halbbrücke zu konfigurieren; und eine auf dem Halbleiter-Chip vorgesehene Totzeit-Steuerung, die eingerichtet ist, um Taktsignale durch Steuern von Totzeitbereichen während einem Betrieb der Schaltvorrichtungen zu übertragen und die direkt mit einem Motor verbundenen Schaltvorrichtungen zu betreiben. In manchen Ausführungsbeispielen können die Schaltvorrichtungen ein Paar MOSFETs aufweisen, die paarweise betrieben werden, und die Totzeit-Steuerung kann einen Taktgeber, einen Frequenzteiler, einen Detektor, einen Zähler und ein Zeitverzögerungsglied umfassen, um die Totzeit zwischen den beiden Schaltvorrichtungen anzuwenden.
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In einer weiteren Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern von Schaltelementen für einen Gleichstrom (Direct Current - DC) -Motor bereit, wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen eines Taktsignals durch die Steuerung; Teilen der Frequenz des Taktsignals durch die Steuerung; Detektieren, durch die Steuerung, eines Phasenunterschieds zwischen einem in den Frequenzteiler eingegebenen Taktsignal und einem durch den Frequenzteiler geteilten Taktsignal, und Erzeugen, durch eine Steuerung, eines Up-Signals oder eines Down-Signals; Erzeugen, durch die Steuerung, eines Steuer-Bits durch Zählen der Up-/Down-Signale; und Anwenden einer Totzeit in einer Art und Weise, um ein Ein-Signal während einem Schalten von zwei paarweise arbeitenden Schaltvorrichtungen auf der Grundlage des Steuer-Bits zu verzögern, um komplementäre Schaltzustände zu erzielen.
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In einem Ausführungsbeispiel können ein Aufwärtszähler zum Zählen der Up-Signale und ein Abwärtszähler zum Zählen der Down-Signale derart ausgebildet sein, um symmetrisch zueinander zu sein, so dass das Zählen in demselben Bereich durchgeführt wird. Darüber hinaus kann die Totzeit auf der Grundlage der Zählnummer von Up-Signalen oder Down-Signalen bestimmt werden. Der zwischen zwei paarweise arbeitenden Schaltvorrichtungen angewendete Totzeitbereich kann kürzer als der zwischen zwei in anderen Paaren arbeitenden Schaltvorrichtungen angewendete Totzeitbereich sein.
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Weitere Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele werden nachfolgend erläutert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich unter Bezugnahme auf deren bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche nachfolgend lediglich der Veranschaulichung dienen und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, wobei:
- 1 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Halbleiter-Chip zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 zeigt ein Diagramm, das eine Schaltung zum Steuern von FET-Vorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 3 stellt ein Zeitdiagramm für die Totzeit-Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar; und
- 4 zeigt einen Totzeit-Steuerungs-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die in den Zeichnungen dargelegten Bezugszeichen umfassen eine Bezugnahme auf die folgenden Elemente, wie dies weiter unten erläutert wird:
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- Halbleiter-Chip
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- MCU
- 12
- Spannungsregler
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- FET-Gate-Treiber
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- Verstärker
- 15
- MOSFET
- 16
- DC-Motor
- 20
- Totzeit-Steuerung
- 21
- Rückstellvorrichtung
- 22
- Taktgeber
- 23
- Frequenzteiler
- 24
- Detektor
- 25
- Zähler
- 26
- Zeitverzögerungsglied
- 27&28
- MOSFETs
- 27a
- erster MOSFET
- 27b
- zweiter MOSFET
- 28a
- dritter MOSFET
- 28b
- vierter MOSFET
- 40
- Taktsignal
- 41
- Signalform
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Es ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, die der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung dienen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z.B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorten und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und der Arbeitsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird nun ausführlich auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und unterhalb beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es zu beachten, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung auf jene beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso verschiedenste Alternativen, Abänderungen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, welche innerhalb dem Geist und dem Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist, umfasst sein können.
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Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Die obigen und weiteren Merkmale der Erfindung werden nachfolgend erläutert.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Halbleiter-Chip zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2 zeigt ein Diagramm, das eine Schaltung zum Steuern von FET-Vorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor bereit, die die Totzeit über einen On-Chip-Hardware-Schaltungsaufbau, anstatt einem Software-Programm, das einen Mikrocontroller benötigt, steuern kann. Die Vorrichtung zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann einen Feldeffekttransistor- (FET) Gate-Treiber 13 und eine Halbbrücke oder Vollbrücke als eine wesentliche interne Schaltung auf einem Pulsbreitenmodulations- (PWM) Steuerungs-Halbleiter-Chip 10 konfigurieren.
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Der PWM-Steuerungs-Halbleiter-Chip 10 kann ferner mit z.B. einem 4 kB Speicher in einem 32 kB Speicher ausgerüstet sein und kann eine Motorsteuerungseinheit (Motor Control Unit - MCU) 11, die mit z.B. einem 256 B RAM, einem 3 kB XRAM, einem Oszillator, einem A/D-Wandler, etc. ausgerüstet ist, einen Spannungsregler 12, einen FET-Gate-Treiber 13, einen Verstärker (OP AMP) 14 etc. aufweisen.
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Mittels des Aufbaus des PWM-Steuerungs-Halbleiter-Chips 10 ist es möglich, eine Totzeit-Steuerung 20 zu konfigurieren. Die Steuerung 20 kann einen Taktgeber 22, einen Frequenzteiler 23, einen Detektor 24, einen Zähler 25 und ein Zeitverzögerungsglied 26 und zwei Halbbrücken als eine interne Schaltung umfassen. Die Totzeit-Steuerung 20 erzeugt Taktsignale COUT60, CC60, COUT61 und CC61, um an die zwei MOSFETs 27 und 28 angelegt zu werden, die aus den zwei Halbbrücken bestehen, und kann zwei komplementäre Schaltzustände schalten, so dass die Ein-/Aus-Zustände der beiden MOSFETs 27 und 18 sich voneinander unterscheiden. Hierbei werden die Taktsignale COUT 60 und CC60 zu einem Paar der ersten und zweiten MOSFETs 27a und 27b gesendet und die Taktsignale COUT61 und CC60 werden an das andere Paar der dritten und vierten MOSFETs 28a und 28b gesendet.
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Die interne Schaltung besteht aus den beiden Halbbrücken, wie diese im Inneren des rechteckigen Kastens von 1 angegeben ist, und zwei MOSFETs 27 und 28 (d.h., Schaltvorrichtungen) arbeiten in jeder Halbbrücke paarweise.
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Wie in 1 gezeigt, sind ein P-Kanal-MOSFET 15 beziehungsweise ein N-Kanal-MOSFET 15, die an die Halbbrücken der internen Schaltung angeschlossen sind, im Äußeren des rechteckigen Kastens von 1 vorgesehen. Der P-Kanal-MOSFET 15 und der N-Kanal-MOSFET 15 arbeiten paarweise und der P-Kanal-MOSFET 15 ist direkt an einen DC-Motor 16 angeschlossen, um den DC-Motor 16 zu steuern.
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Hierbei ist es erforderlich, die interne Totzeit derart zu steuern, um zu verhindern, dass die ersten und zweiten MOSFETs 27a und 27b oder die dritten und vierten MOSFETs 28a und 28b, die paarweise arbeiten, gleichzeitig in der internen Schaltung betrieben werden, und die externe Totzeit derart zu steuern, um zu verhindern, dass einer der ersten und zweiten MOSFETs 27a und 27b oder einer der dritten und vierten MOSFETs 28a und 28b gleichzeitig betrieben werden.
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Die interne Totzeit stellt eine Totzeit dar, um zu verhindern, dass die beiden MOSFETs 27 und 28, die paarweise arbeiten, gleichzeitig in der internen Schaltung betrieben werden, und die externe Totzeit stellt eine Totzeit dar, um zu verhindern, dass die beiden MOSFETs 27a und 28a, die separat in anderen Paaren arbeiten, gleichzeitig betrieben werden. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der interne Totzeitbereich als z.B. 4 Bits bestimmt werden und der externe Totzeitbereich kann als z.B. 8 Bits bestimmt werden.
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Die Totzeit-Steuerung 20 ist als ein Hardware-Schaltungsaufbau eingerichtet und weist auf eine Rückstellvorrichtung 21 zum Rückstellen des Taktsignals, den Taktgeber 22 zum Erzeugen eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Frequenz, den Frequenzteiler 23 zum Teilen der Frequenz, den Detektor 24 zum Detektieren eines Phasenunterschieds zwischen Taktsignalen 40 und zum Erzeugen von Up-/Down-Signalen, den Zähler 25 zum Zählen der Up-/Down-Signale und das Zeitverzögerungsglied 26 zum Verzögern der Zeit eines Ein-Signals, um die Totzeit zu steuern. Hierbei wird das Taktsignal verwendet, um zumindest zwei Schaltungsoperationen zu vereinigen und weist eine vorbestimmte Frequenz auf.
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Ein Verfahren zum Steuern der Totzeit der Vorrichtung zum Steuern des DC-Motors, die in der obigen Art und Weise eingerichtet ist, wird nachstehend beschrieben.
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3 stellt ein Zeitdiagramm für die Totzeit-Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, und 4 zeigt einen Totzeit-Steuerungs-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Als erstes wird das Taktsignal, das durch den Taktgeber 22 erzeugt wird, rückgestellt, um ein Rauschen zu beseitigen und um die Totzeit-Steuerung zu starten. Dann wird das Taktsignal von z.B. 24 Hz, das durch den Taktgeber 22 erzeugt wird, durch vier über den Frequenzteiler 23 geteilt, um eine Frequenz von z.B. 6 Hz (S100 und S110) zu verwenden. Anschließend detektiert der Detektor 24 einen Phasenunterschied zwischen einem ersten Taktsignal 40a, das in den Frequenzteiler 23 eingegeben wird, und einem zweiten Taktsignal 40b, das durch den Frequenzteiler 23 geteilt wird. Der Detektor 24 erzeugt ein Up-Signal, wenn die Phase des ersten Taktsignals 40a der Phase des zweiten Taktsignals 40b vorauseilt, und erzeugt ein Down-Signal, wenn die Phase des zweiten Taktsignals 40b der Phase des ersten Taktsignals 40a vorauseilt (S120 und S130).
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Der Zähler 25 empfängt kontinuierlich die Up-/Down-Signale, die durch den Detektor 24 erzeugt werden, und zählt die empfangenen Up-/Down-Signale, um ein Steuer-Bit zu erzeugen, um an dem Zeitverzögerungsglied 26 angelegt zu werden (S140 und S150). Hierbei wird das Zählen der Up-/Down-Signale in dem Bereich von z.B. 1 bis 150 durchgeführt. Der Grund für dies ist, dass der erzeugte Bereich der Totzeit innerhalb des oben erwähnten Zählbereichs fällt. Hierbei sind ein Aufwärtszähler 25 und ein Abwärtszähler 25 derart ausgelegt, um zueinander symmetrisch zu sein, um die Berechnung auf Grundlage des Zählens zu ermöglichen.
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Um 5 und 296 in einem von 1 bis 300 steigenden Zähler zu erfassen, wenn der Zähler in 300 Stufen geteilt und symmetrisch zu einem Aufwärtszähler (1 bis 150) und einem Abwärtszähler (150 bis 1) ausgelegt ist, und wenn ein Bereichs von 4 erfasst wird, ist es zum Beispiel möglich, die Punkte 5 und 296 zu erfassen, die von den Ziffern 1 und 300 an beiden Enden gleichmäßig beabstandet sind. Somit wird der Hardware-Schaltungsaufbau vereinfacht und seine Steuerung wird erleichtert. Dann empfängt das Zeitverzögerungsglied 26 das Steuer-Bit, das durch den Zähler 25 erzeugt wird, und steuert die Totzeit (zum Verzögern des Ein-Signals), die bei jedem der MOSFETs 27 und 28 auf der Grundlage von dem empfangenen Steuer-Bit angewendet wird.
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Das Totzeit-Steuerungsverfahren wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 ausführlich beschrieben.
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Wie in 3 gezeigt, sind die Up-/Down-Signale (d.h., von einem Aufwärtszähler/Abwärtszähler aktivierte Signale), die durch den Detektor 24 detektiert werden, derart ausgelegt, um in Bezug auf 0 symmetrisch zu sein, so dass der Zähler 25 in eine Abwärtszählperiode, wo das Zählen von der höchsten Zählposition startet, und eine Aufwärtszählperiode, wo das Zählen von der niedrigsten Zählposition startet, geteilt wird.
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Zum Beispiel, unter Bezugnahme auf eine Signalform 41 des Taktsignals CC60 und COUT60 in der Abwärtszählperiode, wird das Taktsignal CC60, das von der Totzeit-Steuerung 20 an den zweiten MOSFET 27b angelegt wird, von hoch (1, Ein) zu niedrig (0, Aus) umgewandelt, wenn von der höchsten Zählposition 150 bis 130 gezählt wird, und dann wird das Taktsignal COUT60, das an den ersten MOSFET 27a angelegt wird, von niedrig (0) zu hoch (1) umgewandelt, wenn von 130 bis 126 gezählt wird, d.h., nachdem die interne Totzeit (tD-INT, 4 Bits) verstrichen ist (S140 und S141) .
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Darüber hinaus wird unter Bezugnahme auf die Signalform 41 des Taktsignals CC60 und CC61, das Taktsignal, das von der Totzeit-Steuerung 20 an den zweiten MOSFET 27b angelegt wird, von hoch (1, Ein) zu niedrig (0, Aus) umgewandelt, wenn in der Abwärtszählperiode bis 130 heruntergezählt wird, und dann wird das Taktsignal CC61, das an den vierten MOSFET 28b angelegt wird, von hoch (1) zu niedrig (0) umgewandelt, wenn von 130 bis 122 gezählt wird, d.h., nachdem die externe Totzeit (tD-INT, 8 Bits) verstrichen ist (S140 und S142) .
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Des Weiteren wird unter Bezugnahme auf die Signalform 41 des Taktsignals CC61 und COUT61 das Taktsignal CC61, das von der Totzeit-Steuerung 20 an den vierten MOSFET 28b angelegt wird, von hoch zu niedrig umgewandelt, wenn bis 122 gezählt wird, und das Taktsignal COUT61, das an den dritten MOSFET angelegt wird, wird von niedrig zu hoch umgewandelt, wenn von 122 bis 118 gezählt wird, d.h., nachdem die interne Totzeit (4 Bits) verstrichen ist (S142 und S143) .
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Darüber hinaus wird unter Bezugnahme auf die Signalform 41 des Taktsignals COUT61 und CC61 in der Aufwärtszählperiode das Taktsignal COUT61, das von der Totzeit-Steuerung 20 an den dritten MOSFET 28a angelegt wird, von hoch (1, Ein) zu niedrig (0, Aus) umgewandelt, wenn von der niedrigsten Zählposition 0 bis 122 gezählt wird, und dann wird das Taktsignal CC61, das an den vierten MOSFET 28b angelegt wird, von niedrig (0) zu hoch (1) umgewandelt, wenn von 122 bis 126 gezählt wird, d.h., nachdem die interne Totzeit (tD-INT, 4 Bits) verstrichen ist (S150 und S151).
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Darüber hinaus wird unter Bezugnahme auf die Signalform 41 des Taktsignals COUT61 und COUN60 das Taktsignal COUT61, das von der Totzeit-Steuerung 20 an den dritten MOSFET 28a angelegt wird, von hoch (1, Ein) zu niedrig (0, Aus) umgewandelt, wenn in der Aufwärtszählperiode bis 122 gezählt wird, und dann wird das Taktsignal COUT60, das an den ersten MOSFET 27a angelegt wird, von hoch (1) zu niedrig umgewandelt, wenn bis 130 gezählt wird, d.h., nachdem die externe Totzeit (tD-INT, 4 Bits) verstrichen ist (S150 und S152).
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Des Weiteren wird unter Bezugnahme auf die Signalform 41 des Taktsignals COUT61 und CC60 das Taktsignal COUT60, das von der Totzeit-Steuerung 20 an den ersten MOSFET 27a angelegt wird, von hoch zu niedrig umgewandelt, wenn in der Aufwärtszählperiode bis 130 gezählt wird, und das Taktsignal CC60, das an den zweiten MOSFET 27b angelegt wird, von niedrig zu hoch umgewandelt, wenn von 130 bis 134 gezählt wird, d.h., nachdem die interne Totzeit (4 Bits) verstrichen ist (S152 und S153). Hierbei wird die interne Totzeit zwischen dem ersten und den zweiten MOSFETs 27a und 27b angewendet, die paarweise arbeiten, und die externe Totzeit wird zwischen dem zweiten MOSFET 27b und dem vierten MOSFET 28b, die in anderen Paaren arbeiten, oder zwischen dem ersten MOSFET 27a und dem dritten MOSFET 28a, die in anderen Paaren arbeiten, angewendet.
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Demzufolge stellt gemäß der vorliegenden Erfindung die Totzeit-Steuerung 20 den komplementären Betrieb zwischen zwei Vorrichtungen sicher, um eine Verlustleistung in solch einer Art und Weise zu verhindern, dass eine Vorrichtung ausgeschaltet wird und die andere Vorrichtung eingeschaltet wird, nachdem die Totzeit (z.B. 4 Bits) verstrichen ist, durch Anwenden der internen Totzeit während einem Betrieb von einem Paar von ersten und zweiten MOSFETs 27a und 27b (oder dritten und vierten MOSFETs 28a und 28b) und Anwenden der externen Totzeit während einem Betrieb des anderen Paars von ersten und dritten MOSFETs 27a und 28a (oder zweiten und vierten MOSFETs 27b und 28b).
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Darüber hinaus, da der Totzeit-Bereich durch Integrieren des On-Chip-Hardware-Schaltungsaufbaus in den Halbleiter-Chip 10 gesteuert wird, ist es möglich, die Software-Steuerung zu entfernen, die einen Mikrocontroller benötigt, und somit wird das System und die geladene Software optimiert. Des Weiteren ist es möglich, die internen/externen Totzeit-Bereiche zu steuern, wenn die eingegebene PWM-Einschaltzeit verändert wird.
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Wie oberhalb beschrieben, weist die Vorrichtung und das Verfahren zum Steuern von Schaltvorrichtungen für einen DC-Motor gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile auf. Als erstes, da der Totzeit-Bereich durch Integrieren des On-Chip-Hardware-Schaltungsaufbaus in den Halbleiter-Chip gesteuert werden kann, ist es möglich, die Software-Steuerung durch den bestehenden Mikrocontroller zu entfernen und das System und die geladene Software zu optimieren. Zweitens ist es möglich, die internen/externen Totzeit-Bereiche zu steuern, wenn die eingegebene PWM-Einschaltzeit verändert wird. Drittens ist es möglich, den komplementären Betrieb zwischen zwei Vorrichtungen sicherzustellen, um einen Leistungsverlust in solch einer Art und Weise zu verhindern, dass eine Vorrichtung ausgeschaltet wird und die andere Vorrichtung eingeschaltet wird, nachdem die Totzeit (z.B. 4 Bits) verstrichen ist, durch Anwenden der internen Totzeit während einem Betrieb von einem Paar von ersten und zweiten MOSFETs (oder dritten und vierten MOSFETs) und Anwenden der externen Totzeit während einem Betrieb des anderen Paars der von ersten und dritten MOSFETs (oder zweiten und vierten MOSFETs).
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele davon ausführlich beschrieben worden. Jedoch ist es für den Fachmann verständlich, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt wird.
