DE102014219243A1 - Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung - Google Patents

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Simon Dierolf
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung (2) mit mindestens drei Steuerstufen (8a, 8b, 8c) für mindestens drei Phasen (u, v, w), wobei jede der Steuerstufen (8a, 8b, 8c) einen Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und einen Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) aufweist, wobei jeder der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in einen elektrisch leitenden Zustand und in einen elektrisch nicht-leitenden Zustand bringbar ist, wobei eine die Temperatur der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und/oder der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) beeinflussende Größe bestimmt wird, gruppenweise entweder der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in Abhängigkeit von der die Temperatur beeinflussenden Größe ausgewählt werden, und die ausgewählten Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in einer Freilauf-Phase derart angesteuert werden, dass die aus-gewählten Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) während der Freilauf-Phase einen Freilauf bilden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
  • Stand der Technik
  • BLDC-Motoren (BrushLessDC-Motoren, auch bürstenlose Gleichstrommotoren genannt) weisen einen besonders einfachen Aufbau auf. Im Unterscheid zu herkömmlichen Elektromotoren weisen BLDC-Motoren keinen mechanischen Kommutator auf.
  • Ein magnetisches Drehfeld zum Betrieb des BLDC-Motors kann mittels eines Wechselrichters erzeugt werden, dessen Halbleiterschaltelemente hierzu auf verschiedene Weisen angesteuert werden können. Die Ansteuerung kann z.B. mittels Pulsweitenmodulation (PWM), im Blockbetrieb, mittels Raumzeiger-, Dreieck-Rechteck-, Dreieck-Sinus- oder Flat-Top-Modulation erfolgen.
  • Gemäß der DE 10 2012 210 658 A1 kann mittels Raumzeigermodulation ein magnetisches Drehfeld durch eine als Wechselrichter ausgebildete Schaltungsanordnung bereitgestellt werden. Der Wechselrichter weist für jede Phase eine Ansteuerstufe mit je einem Highside- und einem Lowside-Schalter auf. Abhängig von der Winkelposition des Permanentmagneten aufweisenden Rotors des BLDC-Motors werden die Highside- und Lowside-Schalter der Ansteuerstufen wechselweise angesteuert, um das magnetische Drehfeld zu stellen.
  • Die Leistung, mit der der BLDC-Motor betrieben werden kann, hängt von der Verlustleistung des Wechselrichters ab. Die Verlustleistung bewirkt eine Erwärmung des Wechselrichters, die die maximale Leistung des BLDC-Motors begrenzt.
  • Daher besteht Bedarf daran, die Leistung, die von einer solchen Schaltungsanordnung geliefert werden kann, zu erhöhen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Es wird eine Schaltungsanordnung mit mindestens drei Steuerstufen für mindestens drei Phasen, z.B. für einen dreiphasigen BLDC-Motors verwendet. Jede der Steuerstufen weist einen Highside-Schalter und einen Lowside-Schalter auf, wobei jeder der Highside-Schalter und der Lowside-Schalter in einen elektrisch leitenden Zustand und in einen elektrisch nicht-leitenden Zustand bringbar sind. Es wird dann in einem ersten Schritt eine die Temperatur der Highside-Schalter und/oder der Lowside-Schalter beeinflussende Größe bestimmt. In einem weiteren Schritt werden die Highside-Schalter oder der Lowside-Schalter in Abhängigkeit von der bestimmten Größe gruppenweise ausgewählt. In einem weiteren Schritt werden die ausgewählten Highside-Schalter oder Lowside-Schalter in einer Freilauf-Phase derart angesteuert, dass die ausgewählten Highside-Schalter oder Lowside-Schalter während der Freilauf-Phase einen Freilauf bilden.
  • Dabei wird unter der gruppenweisen Auswahl der Highside-Schalter oder der Lowside-Schalter verstanden, dass entweder alle Highside-Schalter oder alle Lowside-Schalter ausgewählt werden und dass alle ausgewählten Schalter mit den gleichen Ansteuersignalen beaufschlagt werden. Somit werden während der Freilauf-Phasen entweder nur die Highside-Schalter oder nur die Lowside-Schalter entsprechend ihrer Temperatur belastet und damit erwärmt. Daher erwärmt sich die Schaltungsanordnung während der Freilauf-Phasen langsamer, so dass der angesteuerten Komponente, z.B. einem BLDC-Motor, mehr Energie zugeführt werden kann. Ferner kann bei gleichbleibender Leistung der angesteuerten Komponente die Schaltungsanordnung kleiner dimensioniert werden, was den Bauraumbedarf für die Schaltungsanordnung und die Kosten für die Schaltungsanordnung reduziert.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind während der Freilauf-Phase die ausgewählten Highside-Schalter oder Lowside-Schalter, die den Freilauf bilden, in dem leitenden Zustand und die anderen Highside-Schalter oder Lowside-Schalter sind in dem nicht-leitenden Zustand. Somit werden während der Freilauf-Phase nur die ausgewählten Highside-Schalter oder Lowside-Schalter belastet und damit erwärmt. Dies ermöglicht insbesondere, eine Gruppe der Schalter stärker zu kühlen und diese bevorzugt für den Freilauf zu verwenden. Daher kann durch eine verbesserte Entwärmung, durch z.B. einen Kühlkörper oder einen größeren Kühlkörper, der ausgewählten Schalter der angesteuerten Komponente mehr Energie zugeführt werden, während die anderen Schalter keine derartige verbesserte Entwärmung benötigen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem der die Temperatur der Highside-Schalter und/oder der Lowside-Schalter beeinflussenden Größe eine Verlustleistung, ein Strom, eine Stromhöhe, eine Stromdauer und/oder eine Temperatur selbst bestimmt. Somit wird unmittelbar die Erwärmung erfasst. Dies vereinfacht die Temperaturmesswertauswertung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem gruppenweisen Auswählen die Größe mit einem Temperaturgrenzwert verglichen und auf ein Überschreiten des Temperaturgrenzwertes die den Temperaturgrenzwert nicht überschreitenden Highside-Schalter oder Lowside-Schalter ausgewählt. Somit wird auf einfache Weise sichergestellt, dass sich die gerade ausgewählten Highside-Schalter oder Lowside-Schalter während der Freilauf-Phasen nicht überhitzen und Schaden nehmen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Größe der Highside-Schalter und der Lowside-Schalter bestimmt und die Highside-Schalter oder Lowside-Schalter mit der geringeren Größe werden ausgewählt. Durch das Bestimmen der Größenverteilung können unterschiedliche thermische Belastungsgrenzen und/oder unterschiedlich gute Kühlanbindungen der Highside-Schalter oder Lowside-Schalter bei der Auswahl berücksichtigt werden. So können die einzelnen Belastungsgrenzen der Highside-Schalter und Lowside-Schalter optimal ausgenutzt werden, um die maximale Leistung der angesteuerten Komponente zu maximieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Halbleiterbaustein, insbesondere ein IC, verwendet, auf dem die Highside-Schalter und die Lowside-Schalter angeordnet sind, wobei die Highside-Schalter in einem Mittelabschnitt des Halbleiterbausteins und die Lowside-Schalter in einem Randabschnitt des Halbleiterbausteins angeordnet sind. Durch diese Anordnung auf dem Halbleiterbaustein weisen die Highside-Schalter eine bessere Kühlanbindung als die Lowside-Schalter an den Halbleiterbaustein auf. Dabei kann der Halbleiterbaustein auf einem Halbleitersubtrat mit den Highside-Schaltern und den Lowside-Schalter aufgebaut sein, oder der Halbleiterbaustein weist einen Träger auf, auf dem mehrere Halbleiter montiert sind, die die Highside-Schalter und die Lowside-Schalter bilden. Durch die Erfindung kann die Entwärmung in einem solchen Brücken-IC optimiert werden. Ein Brücken-IC hat oft als Highside-Schalter einen p-Kanal-Transistor und als Lowside-Schalter einen n-Kanal-Transistor. Der p-Kanal-Transistor benötigt eine größere Fläche als der n-Kanal-Transistor bei gleichen Leistungseigenschaften. Zudem werden die Highside-Schalter in der Regel mittig in dem IC platziert und die Lowside-Schalter am Rand. Durch die größere Fläche und mittige Positionierung können die Highside-Schalter besser entwärmt werden. Dadurch wird die Brücke durch die schlechtere Kühlanbindung der Lowside-Schalter limitiert, obwohl der Highside-Schalter noch zusätzlich Leistung verarbeiten könnte.
  • Die Erfindung eignet sich besonders für die Verwendung in Fahrzeugen, da dort raue Umgebungsbedingungen mit stellenweise kritischen Kühleigenschaften vorherrschen. Bevorzugte Anwendungen sind z.B. die Ansteuerung von elektrischen Maschinen in Start-Stopp-Systemen, elektrische Turboladern und Startern, Lenksystemen und Getrieben sowie Klimakompressoren und Lüftern.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines dreiphasigen BLDC-Motors mit drei Phasen.
  • 2 zeigt die Anordnung von Highside-Schaltern und die Lowside-Schalter auf einem Halbleiterbaustein zur Ansteuerung des dreiphasigen BLDC-Motors.
  • 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Ansteuersignale, der Tastverhältnisse und der elektrischen Ströme der drei Phasen gemäß einer herkömmlichen Dreieck-Sinus-Modulation.
  • 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Ansteuersignale, der Tastverhältnisse und der elektrischen Ströme der drei Phasen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 2 zur Ansteuerung eines BLDC-Motors 4 als angesteuerte Komponente, wobei die Schaltungsanordnung 2 von einer elektrischen Gleichspannungsquelle 6 gespeist wird.
  • Der BLCD-Motor 4 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Rotor mit einem oder mehreren Permanentmagneten und einen Stator mit drei Statorwicklungen auf, die den drei Phasen u, v, w zugeordnet sind. Zur Beaufschlagung jeder der Statorwicklungen weist die Schaltungsanordnung 2 je eine, also insgesamt drei Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c auf.
  • Somit ist die Schaltungsanordnung 2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als B6-Brückenwechselrichter ausgebildet. Bevorzugte Anwendungen eines B6-Brückenwechselrichters zur Ansteuerung eines BLDC-Motors 4 in einem Kraftfahrzeug sind z.B. Start-Stopp Systeme, elektrische Turbolader und Starter, Lenksysteme und Getriebe sowie Klimakompressoren und Lüfter.
  • Jede der drei Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c weist je einen Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und einen Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c auf. Ferner ist jedem Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c je eine Freilaufdiode 22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c p-Kanal-Halbleiterschaltelemente, wie z.B. p-Kanal-Transistoren, und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c sind n-Kanal-Halbleiterschaltelemente, wie z.B. n-Kanal-Transistoren. Anstelle von Transistoren können auch p- bzw. n-Kanal-Leistungs-MOSFETs oder Thyristoren, wie z.B. GTOs, eingesetzt werden.
  • Über Steuerleitungen ist jeder der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und jeder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c mit einem Steuergerät 14 der Schaltungsanordnung 2 verbunden, um die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c in einen elektrisch leitenden Zustand und in einen elektrisch nicht-leitenden Zustand zu bringen. Hierzu werden – wie noch später erläutert wird – von dem Steuergerät 14 pulsweitenmodulierte Ansteuersignale erzeugt, die einen Wechsel von dem elektrische leitenden in den nicht-leitenden Zustand und umgekehrt der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c bewirken. Das Steuergerät 14 kann Teil einer Recheneinheit, z.B. eines Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, sein. Das Steuergerät 14 kann Hard- und/oder Softwarekomponenten aufweisen.
  • 2 zeigt eine bevorzugte Anordnung von den Highside-Schaltern 10a, 10b, 10c und den Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c auf einem Halbleiterbaustein 16 (integrierte Schaltung, IC) der Schaltungsanordnung 2.
  • Der Halbleiterbaustein 16 kann auf einem Halbleitersubtrat mit den Highside-Schaltern 10a, 10b, 10c und den Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c aufgebaut sein, oder der Halbleiterbaustein 16 weist einen Träger auf, auf dem mehrere Halbleiter montiert sind, die die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c bilden.
  • Anhand der 2 ist zuerkennen, dass die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c in einem Mittelabschnitt 18 des Halbleiterbausteins 16 und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c in einem Randabschnitt 20 des Halbleiterbausteins 16 angeordnet sind. Durch diese Anordnung auf dem Halbleiterbaustein 16 weisen die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c eine bessere Kühlanbindung als die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c an den Halbleiterbaustein 16 auf.
  • Ferner weisen die als p-Kanal-Halbleiterschaltelemente ausgebildeten Highside-Schalter 10a, 10b, 10c eine größere Fläche als die als n-Kanal-Halbleiterschaltelemente ausgebildeten Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c auf. So ist die Entwärmung der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c nochmals verbessert.
  • Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 3 und 4 das Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung 2 erläutert. In den 3 und 4 sind jeweils oben drei pulsweitenmodulierte Ansteuersignale PWM1, PWM2, PWM3 für jede der Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c, darunter die zugehörigen Tastverhältnisse T1, T2 und T3 und darunter die in den drei Phasen u, v, w fließenden Ströme iu, iv, iw dargestellt.
  • Im Betrieb erzeugt das Steuergerät 14 die pulsweitenmodulierten Ansteuersignale PWM1, PWM2, PWM3 für jede der Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c, damit die elektrischen Phasenströme iu, iv, iw in dem BLDC-Motor 4 ein rotierendes Magnetfeld gewünschter Frequenz zum Antrieb des Rotors bilden. Beispielsweise erfolgt die Ansteuerung gemäß einer Dreieck-Sinus-Modulation (3). Grundsätzlich kann die Ansteuerung gemäß einem beliebigen Ansteuerschema (z.B. Raumzeiger, Dreieck-Grundwelle usw.) erfolgen, solange darin die folgenden drei Ansteuerphasen identifiziert werden können.
    • Phase 1: Alle Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c haben aktive Lowside-Schalter (Freilauf)
    • Phase 2: Nicht alle Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c haben die gleiche Schalterstellung
    • Phase 3: Alle Ansteuerstufen 8a, 8b, 8c haben aktive Highside-Schalter (Freilauf)
  • In Phase 1 und Phase 3 wird keine neue Energie in den Motor eingespeist. Die Energie in dem Motor wird durch einen Freilauf über alle Schaltern abgebaut. Die beiden Phasen sind funktional identisch, wodurch eine der beiden Phasen entfallen kann. Die entfallene Phase wird durch die andere Phase ersetzt. Wichtig dabei ist, dass die Phase 2 (unterschiedliche Schalterstellung) in ihrem zeitlichen Ablauf unverändert bleibt.
  • Das Ersetzen der Phase 1 durch die Phase 3 und umgekehrt in 4 führt zu einem Schaltschema gemäß 4, welches Flat-Top-Anteile aufweist. Hierzu werden in einem ersten Schritt die Temperatur und/oder Verlustleistung der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und/oder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c als die die Temperatur der Highside-Schalter und/oder der Lowside-Schalter beeinflussende Größe bestimmt. Hierzu kann z.B. die Temperatur der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und/oder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c gemessen und ausgewertet werden. Alternativ kann eine elektrische Größe der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und/oder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c gemessen und ausgewertet werden Bei der elektrischen Größe kann es sich um einen durch die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und/oder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c fließenden elektrischen Strom, eine an den Highside-Schaltern 10a, 10b, 10c und/oder Lowside-Schaltern 12a, 12b, 12c anliegende elektrische Spannung, oder um eine Zeitdauer handeln, die die Highside-Schalter und/oder Lowside-Schalter in dem elektrisch leitenden Zustand sind. Die Zeitdauer kann z.B. durch Auswertung eines Tastverhältnisses von den Ansteuersignalen PWM1, PWM2, PWM3 bestimmt werden.
  • In einem zweiten Schritt werden die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c oder die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c gruppenweise ausgewählt. Zur gruppenweisen Auswahl der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c oder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c wird die bestimmte Temperatur mit einem Temperaturgrenzwert verglichen. Auf ein Überschreiten des Grenzwertes hin werden die den Grenzwert nicht überschreitenden Highside-Schalter 10a, 10b, 10c oder Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c ausgewählt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c oder Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c mit der geringeren Temperatur auszuwählen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c gruppenweise ausgewählt und – wie noch erläutert wird – mit gleichen Ansteuersignalen beaufschlagt.
  • In einem weiteren Schritt werden während der Freilauf-Phase die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c von dem Steuergerät 14 durch Bereitstellen der pulsweitenmodulierten Ansteuersignale PWM1, PWM2, PWM3 derart angesteuert, dass beispielsweise alle Highside-Schalter 10a, 10b, 10c in dem leitenden Zustand und alle Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c in dem nicht-leitenden Zustand sind und alle Highside-Schalter 10a, 10b, 10c so einen Freilauf zum Abbau der in den Statorwicklungen gespeicherten elektrische bzw. magnetischen Energien bilden.
  • In einem weiteren Schritt werden während der Leistungseinspeise-Phase die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c von dem Steuergerät 14 durch Bereitstellen der pulsweitenmodulierten Ansteuersignale PWM1, PWM2, PWM3 derart angesteuert, dass nicht alle Highside-Schalter 10a, 10b, 10c bzw. dass nicht alle Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c dieselben Zustände aufweisen.
  • In einem weiteren Schritt werden während der folgenden Freilauf-Phase zwischen zwei Leistungseinspeise-Phasen die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c von dem Steuergerät 14 durch Bereitstellen der pulsweitenmodulierten Ansteuersignale PWM1, PWM2, PWM3 derart angesteuert, dass beispielsweise erneut alle Highside-Schalter 10a, 10b, 10c in dem leitenden Zustand und alle Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c in dem nicht-leitenden Zustand sind und so wieder alle Highside-Schalter 10a, 10b, 10c den Freilauf bilden.
  • Somit werden während der Freilauf-Phasen nur die Highside-Schalter 10a, 10b, 10c belastet und damit erwärmt, die im Vergleich zu den Lowside-Schaltern 12a, 12b, 12c eine bessere Kühlanbindung aufweisen. Somit erwärmt sich die Schaltungsanordnung 2 durch den beschriebenen Betrieb während der Freilauf-Phasen langsamer, so dass dem BLDC-Motor 4 mehr Energie zugeführt werden kann. Ferner kann bei gleichbleibender Motorleistung des BLDC-Motors 4 die Schaltungsanordnung 2 kleiner dimensioniert werden, was den Bauraumbedarf für die Schaltungsanordnung und die Kosten für die Schaltungsanordnung 2 reduziert.
  • Wenn sich durch die Belastung der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c diese zu stark erwärmt haben und dies durch das Bestimmen der Temperatur der Highside-Schalter 10a, 10b, 10c und/oder der Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c festgestellt wurde, kann das Steuergerät 14 durch Bereitstellen der pulsweitenmodulierten Ansteuersignale PWM1, PWM2, PWM3 nun die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c in einer weiteren Freilauf-Phase derart ansteuert, dass nun die Lowside-Schalter 12a, 12b, 12c während der weiteren Freilauf-Phasen in dem leitenden Zustand sind.
  • Es erfolgt also ein Belastungswechsel von den Highside-Schaltern 10a, 10b, 10c zu den Lowside-Schaltern 12a, 12b, 12c während dieser weiteren Freilauf-Phase.
  • Somit erwärmt sich die Schaltungsanordnung 2 durch den beschriebenen Betrieb mit diesen Freilauf-Phasen noch langsamer, so dass dem BLDC-Motor 4 noch mehr Energie zugeführt werden kann bzw. bei gleichbleibender Motorleistung des BLDC-Motors 4 die Schaltungsanordnung 2 noch kleiner dimensioniert werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012210658 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung (2) mit mindestens drei Steuerstufen (8a, 8b, 8c) für mindestens drei Phasen (u, v, w), wobei jede der Steuerstufen (8a, 8b, 8c) einen Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und einen Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) aufweist, wobei jeder der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in einen elektrisch leitenden Zustand und in einen elektrisch nicht-leitenden Zustand bringbar ist, mit den Schritten: Bestimmen einer die Temperatur der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und/oder der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) beeinflussenden Größe, gruppenweises Auswählen entweder der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in Abhängigkeit von der die Temperatur beeinflussenden Größe, und Ansteuern der ausgewählten Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in einer Freilauf-Phase derart, dass die ausgewählten Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) während der Freilauf-Phase einen Freilauf bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während der Freilauf-Phase die ausgewählten Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c), die den Freilauf bilden, in dem leitenden Zustand sind und die anderen Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in dem nicht-leitenden Zustand sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als die die Temperatur beeinflussende Größe eine Verlustleistung, ein Strom und/oder eine Temperatur der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und/oder der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem beim gruppenweisen Auswählen die die Temperatur beeinflussende Größe mit einem Temperaturgrenzwert verglichen wird, und auf ein Überschreiten des Temperaturgrenzwertes hin die den Temperaturgrenzwert nicht überschreitenden Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) ausgewählt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die die Temperatur beeinflussende Größe der Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und der Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) bestimmt wird und die Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) oder Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) mit der geringeren die Temperatur beeinflussenden Größe ausgewählt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Halbleiterbaustein (16) verwendet wird, auf dem die Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) und die Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) angeordnet sind, wobei die Highside-Schalter (10a, 10b, 10c) in einem Mittelabschnitt (18) des Halbleiterbausteins und die Lowside-Schalter (12a, 12b, 12c) in einem Randabschnitt (20) des Halbleiterbausteins (16) angeordnet sind.
  7. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  8. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
  9. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 8.
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