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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Magnetfelderfassungstechnologie und insbesondere eine integrierte Schaltung, ein Motorbauteil, das die integrierte Schaltung enthält, und ein Gebrauchsgerät mit dem Motorbauteil.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Verwendung einer integrierten Schaltung in der heutigen Industrie und in elektronischen Produkten zum Messen von physikalischen Parametern wie beispielsweise Strom, Position und Richtung mittels Erfassung der Magnetfeldstärke ist weit verbreitet. Die Motorindustrie ist ein wesentliches Anwendungsgebiet von integrierten Schaltungen. Die integrierte Magnetsensorschaltung wird verwendet, um eine Position der Polarität eines Läufers in einem Elektromotor zu erfassen.
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Die integrierte Magnetsensorschaltung gemäß der konventionellen Technologie wird normalerweise durch eine Gleichstromquelle versorgt und hat einen Stromversorgungsstift, einen geerdeten Stift und einen Stift für die Ausgabe des Magnetfeld-Erfassungssignals, und ein integrierter Schaltungschip ist normalerweise mittels eines leitenden Klebstoffs an einem Trägerstreifen bzw. Leadframe eines geerdeten Stifts befestigt.
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ÜBERSICHT
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine integrierte Schaltung angegeben. Die integrierte Schaltung umfasst: ein Gehäuse, einen integrierten Schaltungschip, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und mehrere Stifte, die sich aus dem Gehäuse heraus erstrecken, wobei der integrierte Schaltungschip eine leitende Rückplatte und eine auf der leitenden Rückplatte angeordnete elektronische Schaltung aufweist, wobei die mehreren Stifte einen Eingangsstift und einen Ausgangsstift umfassen, wobei jeder der mehreren Stifte einen Trägerstreifen in dem Gehäuse aufweist und wobei die leitende Rückplatte in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen von mindestens einem nicht geerdeten Stift der mehreren Stifte befestigt ist.
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Die leitende Rückplatte kann vorzugsweise in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen befestigt sein.
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Die leitende Rückplatte kann durch einen nichtleitenden Klebstoff vorzugsweise in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen von mindestens einem der mehreren Stifte befestigt sein.
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Vorzugsweise kann die elektronische Schaltung eine erdfreie Masse aufweisen, die mit der leitenden Rückplatte elektrisch verbunden ist.
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Vorzugsweise kann die leitende Rückplatte ein Halbleiterchip sein, und die erdfreie Masse kann mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sein.
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Vorzugsweise kann die leitende Rückplatte einen Halbleiterchip und eine Metallschicht aufweisen, die auf einer von der elektronischen Schaltung entfernten Seite des Halbleiterchip angeordnet ist, und die erdfreie Masse kann mit der Metallschicht leitend verbunden sein.
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Vorzugsweise kann die elektronische Schaltung eine Magnetfeld-Erfassungsschaltung aufweisen, die konfiguriert ist für die Erfassung eines externen Magnetfeldes und für die Generierung von Magnetfeld-Erfassungsinformationen entsprechend dem externen Magnetfeld.
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Vorzugsweise kann der Eingangsstift einen Stromversorgungs-Eingangsstift umfassen, der für einen Anschluss an eine externe Stromquelle konfiguriert ist;
die elektronische Schaltung kann ferner eine Gleichrichterschaltung enthalten, die mit dem Stromversorgungs-Eingangsstift verbunden ist, wobei die Gleichrichterschaltung einen ersten Spannungsausgangsanschluss und einen zweiten Spannungsausgangsanschluss aufweisen kann, wobei eine Ausgangsspannung des ersten Spannungsausgangsanschlusses größer sein kann als eine Ausgangsspannung des zweiten Spannungsausgangsanschlusses und wobei der zweite Spannungsausgangsanschluss eine erdfreie Masse sein kann.
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Vorzugsweise kann die elektronische Schaltung ferner eine Ausgangssteuerschaltung umfassen, die mit der Gleichrichterschaltung verbunden ist, wobei die Ausgangssteuerschaltung derart konfiguriert sein kann, dass diese zumindest basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen einen Betrieb der integrierten Schaltung zumindest in einem ersten Zustand ermöglicht, in welchem ein Laststrom von dem Ausgangsstift zu einer Außenseite der integrierten Schaltung fließt, oder in einem zweiten Zustand, in welchem ein Laststrom von der Außenseite der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsstift fließt.
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Vorzugsweise kann die Ausgangssteuerschaltung derart konfiguriert sein, dass diese zumindest basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen einen Betrieb der integrierten Schaltung in dem ersten Zustand ermöglicht, in welchem ein Laststrom von dem Ausgangsstift zur Außenseite der integrierten Schaltung fließt, oder in dem zweiten Zustand, in welchem ein Laststrom von der Außenseite der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsstift fließt, wobei zwischen den Zuständen umgeschaltet wird.
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Vorzugsweise kann der Stromversorgungs-Eingangsstift für einen Anschluss an eine externe Wechselstromversorgung konfiguriert sein, und die Ausgangssteuerschaltung kann derart konfiguriert sein, dass diese basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen und einer Polarität der Wechselstromversorgung einen Betrieb der integrierten Schaltung zumindest in dem ersten Zustand ermöglicht, in welchem ein Laststrom von dem Ausgangsstift zur Außenseite der integrierten Schaltung fließt, oder in dem zweiten Zustand, in welchem ein Laststrom von der Außenseite der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsstift fließt.
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Vorzugsweise kann die Ausgangssteuerschaltung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfassen, wobei der erste Schalter in einem ersten Strompfad mit dem Ausgangsstift verbunden sein kann, wobei der zweite Schalter in einem zweiten Strompfad, der eine zu einer Richtung des ersten Strompfades entgegengesetzte Richtung aufweist, mit dem Ausgangsstift verbunden sein kann und wobei der erste Schalter und der zweite Schalter basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen selektiv aktiviert werden können.
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Vorzugsweise kann die erste Ausgangssteuerschaltung einen ersten Strompfad aufweisen, in welchem ein Strom von dem Ausgangsstift zur Außenseite der integrierten Schaltung fließt, einen zweiten Strompfad, in welchem ein Strom von dem Ausgangsstift in die integrierte Schaltung fließt, und einen Schalter, der in den ersten Strompfad oder in den zweiten Strompfad geschaltet ist, wobei der Schalter basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen, die von der Magnetfeld-Erfassungsschaltung ausgegeben werden, gesteuert werden kann, um eine selektive Aktivierung des ersten Strompfades oder des zweiten Strompfades zu ermöglichen.
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Vorzugsweise kann der jeweils andere des ersten Strompfades und des zweiten Strompfades mit keinem Schalter versehen sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Motorbauteil angegeben. Das Motorbauteil umfasst einen Motor und eine Motoransteuerungsschaltung, wobei die Motoransteuerungsschaltung eine der vorstehenden integrierten Schaltungen aufweist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gebrauchsgerät angegeben, welches das vorstehend beschriebene Motorbauteil enthält.
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Vorzugsweise kann das Gebrauchsgerät eine Pumpe, ein Gebläse, ein Haushaltsgerät oder ein Fahrzeug sein.
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Im Vergleich zu der konventionellen Technologie hat die vorstehend beschriebene technische Lösung die folgenden Vorteile. Die integrierte Schaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Gehäuse, einen integrierten Schaltungschip, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und mehrere Stifte, die sich aus dem Gehäuse heraus erstrecken. Der integrierte Schaltungschip hat eine leitende Rückplatte und eine auf der leitenden Rückplatte angeordnete elektronische Schaltung. Die mehreren Stifte umfassen einen Eingangsstift und einen Ausgangsstift, deren jeder einen Trägerstreifen bzw. Leadframe in dem Gehäuse aufweist. Die leitende Rückplatte ist in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen von mindestens einem nicht geerdeten Stift der mehreren Stifte befestigt, wodurch ein Kurzschluss der integrierten Schaltung infolge einer elektrischen Verbindung zwischen der leitenden Rückplatte und dem an der leitenden Rückplatte befestigten Trägerstreifen vermieden wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Zeichnungen dienen der Darstellung von Ausführungsformen der Erfindung oder der Darstellung der konventionellen Technologie und werden nachstehend kurz beschrieben, um die technischen Lösungen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung oder gemäß der konventionellen Technologie zu verdeutlichen. Es versteht sich, dass die Zeichnungen lediglich einige Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Dem Fachmann ist bekannt, dass nach Maßgabe dieser Zeichnungen ohne kreatives Zutun weitere Zeichnungen erstellt werden können.
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1 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer elektronischen Schaltung in einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5A zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer integrierten Magnetsensorschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer Gleichrichterschaltung in einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm einer Magnetfeld-Erfassungsschaltung in einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm eines Motorbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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11 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm eines Motors in einem Motorbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILEBSCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die technischen Lösungen gemäß den Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungen eingehend erläutert, wobei die beschriebenen Ausführungsformen nur einige der möglichen Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Der Fachmann wird erkennen, dass auf der Basis der vorliegenden Ausführungsformen ohne erfinderisches Zutun weitere Ausführungsformen möglich sind, die in den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Beschreibung werden nachstehend spezifischere Details beschrieben, wobei die Erfindung jedoch auch in anderer als der angegebenen Weise implementiert werden kann. Der Fachmann kann ähnliche Erweiterungen vornehmen, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen, weshalb vorliegende Erfindung nicht auf die nachstehend beschriebenen besonderen Ausführungsformen beschränkt ist.
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Wie 1 zeigt, ist eine integrierte Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die integrierte Schaltung hat ein Gehäuse 100, einen integrierten Schaltungschip 200, der in dem Gehäuse 100 angeordnet ist, und mehrere Stifte 300, die sich aus dem Gehäuse 100 heraus erstrecken. Der integrierte Schaltungschip 200 hat eine leitende Rückplatte 201 und eine elektronische Schaltung 202, die auf der leitenden Rückplatte 201 angeordnet ist. Die mehreren Stifte 300 können mindestens einen Eingangsstift und mindestens einen Ausgangsstift umfassen, ohne Beschränkung hierauf, wobei jeder dieser mehreren Stifte 300 einen Trägerstreifen bzw. Leadframe 400 hat, der sich in dem Gehäuse 100 befindet. Ferner ist die leitende Rückplatte 201 in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen 400 von mindestens einem nicht geerdeten Stift der mehreren Stifte befestigt.
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Zumindest in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die leitende Rückplatte 201 in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen 400 eines nicht geerdeten Stiftes der mehreren Stifte befestigt, wenn die leitende Rückplatte 201 den Trägerstreifen 400 eines nicht geerdeten Stiftes der mehreren Stifte 300 in einer zu einer Oberfläche der integrierten Schaltung senkrechten Richtung überlappt. Alternativ ist die leitende Rückplatte 201 in der Art einer elektrischen Isolierung an Trägerstreifen 400 von mehr als einem nicht geerdeten Stift der mehreren Stifte 300 befestigt, wenn die leitende Rückplatte 201 den Trägerstreifen 400 von mehr als einem nicht geerdeten Stift der mehreren Stifte 300 überlappt, wobei die Erfindung hier keine Einschränkung vorsieht, solange sichergestellt ist, dass die leitende Rückplatte 201 in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen 400 des nicht geerdeten Stiftes befestigt ist, wo die leitende Rückplatte 201 den Trägerstreifen 400 des nicht geerdeten Stiftes überlappt.
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In zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der nicht geerdete Stift der Eingangsstift oder der Ausgangsstift sein. Die leitende Rückplatte 201 ist in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen 400 des Eingangsstiftes befestigt, wenn der nicht geerdete Stift der Eingangsstift ist. Alternativ ist die leitende Rückplatte 201 in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen 400 des Ausgangsstiftes befestigt, wenn der nicht geerdete Stift der Ausgangsstift ist. Vorzugsweise umfasst die leitende Rückplatte 201, die in der Art einer elektrischen Isolierung an dem Trägerstreifen 400 von mindestens einem der mehreren Stifte 300 befestigt ist: eine Kontaktfläche zwischen der leitenden Rückplatte 201 und dem Trägerstreifen 400 von mindestens einem der mehreren Stifte 300, die mittels eines nichtleitenden Klebstoffs befestigt ist.
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In einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst die elektronische Schaltung 202 ferner eine erdfreie Masse, die mit der leitenden Rückplatte 201 elektrisch verbunden ist. In zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die leitende Rückplatte 201 ein Halbleiterchip, und die erdfreie Masse ist mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die leitende Rückplatte 201 einen Halbleiterchip und eine Metallschicht, die auf einer von der elektronischen Schaltung 202 entfernten Seite des Halbleiterchip angeordnet ist, und die erdfreie Masse ist mit der Metallschicht verbunden, wobei vorliegende Erfindung je nach Fall hier keine Einschränkung vorsieht.
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Wie 2 zeigt, hat die elektronische Schaltung 202 in einer Ausführungsform, die auf einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen basiert, eine Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20, die konfiguriert ist für die Erfassung eines externen Magnetfeldes und für die Generierung von Magnetfeld-Erfassungsinformationen entsprechend dem erfassten externen Magnetfeld. In zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Eingangsstift einen Stromversorgungs-Eingangsstift, der für den Anschluss an eine externe Stromquelle konfiguriert ist, und die elektronische Schaltung 202 umfasst ferner eine Gleichrichterschaltung 60, die mit dem Stromversorgungs-Eingangsstift verbunden ist. Die Gleichrichterschaltung 60 hat einen ersten Spannungsausgangsanschluss und einen zweiten Spannungsausgangsanschluss. Eine von dem ersten Spannungsausgangsanschluss ausgegebene Spannung ist größer als eine von dem zweiten Spannungsausgangsanschluss ausgegebene Spannung, und der zweite Spannungsausgangsanschluss ist die erdfreie Masse. Das heißt, die Gleichrichterschaltung 60 hat einen Hochspannungs-Ausgangsanschluss und einen Niederspannungs-Ausgangsanschluss, und der Niederspannungs-Ausgangsanschluss ist der erdfreie Masseanschluss.
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In zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die elektronische Schaltung 202 ferner eine Ausgangssteuerschaltung 30, die mit der Gleichrichterschaltung 60 verbunden ist. Die Ausgangssteuerschaltung 30 ist derart konfiguriert, dass diese zumindest basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen einen Betrieb der integrierten Schaltung zumindest in einem ersten Zustand ermöglicht, in dem ein von dem Ausgangsstift abgegebener Laststrom fließt, oder einem zweiten Zustand, in dem ein von dem Ausgangsstift aufgenommener Laststrom fließt. Vorzugsweise fließt der Laststrom ferner durch die Gleichrichterschaltung 60.
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Vorzugsweise ist die Ausgangssteuerschaltung 30 derart konfiguriert, dass diese zumindest basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen einen Betrieb der integrierten Schaltung in dem ersten Zustand ermöglicht, in dem ein von dem Ausgangsstift abgegebener Laststrom fließt, oder in dem zweiten Zustand, in dem ein von dem Ausgangsstift aufgenommener Laststrom fließt, wobei zwischen den Zuständen umgeschaltet wird. Es sollte beachtet werden, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die integrierte Schaltung, die entweder in dem ersten Zustand oder in dem zweiten Zustand arbeitet, zwischen denen jeweils umgeschaltet wird, nicht darauf beschränkt ist, dass unmittelbar nach Beendigung des ersten Zustands oder des zweiten Zustands in einen anderen Zustand umgeschaltet wird. Ferner ist auch vorgesehen, dass das Umschalten in einen anderen Zustand erfolgt, wenn nach Beendigung des ersten Zustands oder des zweiten Zustands eine Zeitspanne verstrichen ist. In einem bevorzugten Anwendungsbeispiel erfolgt keine Ausgabe an einem Ausgangsport der integrierten Schaltung während der Zeitspanne, in welcher die beiden Zustände umgeschaltet werden.
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In zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Ausgangssteuerschaltung 30 einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter. Der erste Schalter ist in einem ersten Strompfad mit dem Ausgangsstift verbunden, und der zweite Schalter ist in einem zweiten Strompfad, dessen Richtung zu einer Richtung des ersten Strompfades entgegengesetzt ist, mit dem Ausgangsstift verbunden. Der erste Schalter und der zweite Schalter werden basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen selektiv aktiviert. Vorzugsweise kann der erste Schalter eine Triode und der zweite Schalter eine Triode oder eine Diode sein, wobei vorliegende Erfindung je nach Fall hier keine Einschränkung vorsieht.
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Wie insbesondere in 3 gezeigt ist, sind der erste Schalter 31 und der zweite Schalter 32 in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Paar von komplementären Halbleiterschaltern. Der Schalter 31 wird bei einem niedrigen Pegel aktiviert, zum Beispiel bei logisch 0, und der zweite Schalter 32 wird bei einem hohen Pegel aktiviert, zum Beispiel bei logisch 1. Der erste Schalter 31 ist in dem ersten Strompfad mit dem Ausgangsstift Pout verbunden, und der zweite Schalter 32 ist in dem zweiten Strompfad mit dem Ausgangsstift Pout verbunden. Sowohl ein Steueranschluss des ersten Schalters 31 als auch ein Steueranschluss des zweiten Schalters 32 sind mit der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 verbunden. Ein Stromeingangsanschluss des ersten Schalters 31 ist mit einem Hochspannungsanschluss (wie beispielsweise einer Gleichstromversorgung) verbunden, ein Stromausgangsanschluss des ersten Schalters 31 ist mit einem Stromeingangsanschluss des zweiten Schalters 32 verbunden, und ein Stromausgangsanschluss des zweiten Schalters 32 ist mit einem Niederspannungsanschluss (wie beispielsweise der Erde) verbunden. Der erste Schalter 31 wird aktiviert, der zweite Schalter 32 wird deaktiviert, und der Laststrom fließt von dem Hochspannungsanschluss durch den ersten Schalter 31 und den Ausgangsstift Pout zu einer Außenseite der integrierten Schaltung, wenn die Magnetfeld-Erfassungsinformation, die von der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 ausgegeben wird, einen niedrigen Pegel aufweist. Der zweite Schalter 32 wird aktiviert, der erste Schalter 31 wird deaktiviert, und der Laststrom fließt von der Außenseite der integrierten Schaltung durch den zweiten Schalter 32 zu dem Ausgangsstift Pout, wenn die Magnetfeld-Erfassungsinformation, die von der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 ausgegeben wird, einen hohen Pegel aufweist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Schalter 31 in dem Beispiel in 3 ein P-Kanal-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (P-MOSFET), und der zweite Schalter 32 ist in dem Beispiel in 3 ein N-Kanal-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (N-MOSFET). Es versteht sich, dass der erste Schalter und der zweite Schalter in anderen Ausführungsformen eine andere Arte eines Halbleiterschalters sein können, zum Beispiel ein Sperrschicht-Feldeffektransistor (JFET), ein Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MESFET) oder ein anderer Feldeffekttransistor, wobei diesbezüglich keine Einschränkung besteht.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist der erste Schalter 31 in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Schalttransistor, der bei einem hohen Pegel aktiviert wird, der zweite Schalter 32 ist eine Einrichtungsdiode, und ein Steueranschluss des ersten Schalters 31 und eine Kathode des zweiten Schalters 32 sind mit der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 verbunden. Der Stromeingangsanschluss des ersten Schalters 31 ist mit einer externen Stromversorgung verbunden, und der Stromausgangsanschluss des ersten Schalters 31 und eine Anode des zweiten Schalters 32 sind mit dem Ausgangsstift Pout verbunden. Der erste Schalter 31 ist in dem ersten Strompfad mit dem Ausgangsstift Pout verbunden, und der Ausgangsstift Pout, der zweite Schalter 32 und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 sind in dem zweiten Strompfad verbunden. Der erste Schalter 31 wird aktiviert, der zweite Schalter 32 wird deaktiviert, und der Laststrom fließt von der externen Stromquelle durch den ersten Schalter 31 und den Ausgangsstift Pout zur Außenseite der integrierten Schaltung, wenn die von der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 ausgegebene Magnetfeld-Erfassungsinformation einen hohen Pegel aufweist. Der zweite Schalter 32 wird aktiviert, der erste Schalter 31 wird deaktiviert, und der Laststrom fließt von der Außenseite der integrierten Schaltung durch den zweiten Schalter 32 zu dem Ausgangsstift Pout, wenn die von der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 ausgegebene Magnetfeld-Erfassungsinformation einen niedrigen Pegel aufweist. Es versteht sich, dass der erste Schalter 31 und der zweite Schalter 32 in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung andere Strukturen aufweisen können, wobei vorliegende Erfindung je nach Fall hier keine Einschränkung vorsieht.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Ausgangssteuerschaltung 30 einen ersten Strompfad, in welchem Strom von dem Ausgangsstift zur Außenseite der integrierten Schaltung fließt, einen zweiten Strompfad, in welchem Strom von dem Ausgangsstift in die integrierte Schaltung fließt, und einen Schalter, der in den ersten Strompfad oder in den zweiten Strompfad geschaltet ist. Der Schalter wird basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen, die von der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 ausgegeben werden, gesteuert, um eine selektive Aktivierung des ersten Strompfades und des zweiten Strompfades zu ermöglichen. Vorzugsweise ist der jeweils verbleibende erste Strompfad oder zweite Strompfad mit keinem Schalter versehen.
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Wie in 5 gezeigt ist, enthält die Ausgangssteuerschaltung 30 einen Einrichtungsschalter 33. Der Einrichtungsschalter 33 ist in dem ersten Strompfad mit dem Ausgangsstift Pout verbunden. Ein Stromeingangsanschluss des Einrichtungsschalters 33 kann mit einem Ausgangsanschluss der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 verbunden sein, und der Ausgangsanschluss der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 kann ferner in dem zweiten Strompfad, dessen Richtung zu einer Richtung des ersten Strompfades entgegengesetzt ist, über einen Widerstand R1 mit dem Ausgangsstift Pout verbunden sein. Der Einrichtungsschalter 33 wird aktiviert, wenn der Pegel des Magnetfeld-Erfassungssignals hoch ist, und der Laststrom fließt durch den Einrichtungsschalter 33 und den Ausgangsstift Pout zur Außenseite der integrierten Schaltung. Der Einrichtungsschalter 33 wird deaktiviert, wenn der Pegel des Magnetfeld-Erfassungssignals niedrig ist, und der Laststrom fließt von der Außenseite der integrierten Schaltung durch den Widerstand R1 und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 zu dem Ausgangsstift Pout. Als Alternative kann der Widerstand R1 in dem zweiten Strompfad durch einen weiteren Einrichtungsschalter ersetzt werden, der zu dem Einrichtungsschalter 33 antiparallel geschaltet ist. Aus diesem Grund besteht ein Gleichgewicht zwischen dem Laststrom, der aus dem Ausgangsstift fließt, und dem Laststrom, der in den Ausgangsstift fließt, wobei vorliegende Erfindung diesbezüglich keine Einschränkung vorsieht.
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In einer weiteren Ausführungsform, die in 5A gezeigt ist, enthält die Ausgangssteuerschaltung 30 eine Diode D1 und eine Diode D2, einen Widerstand R1 und einen Widerstand R2. Die Diode D1 und die Diode D2 sind antiseriell zwischen den Ausgangsanschluss der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 und den Ausgangsstift Pout geschaltet. Der Widerstand R1 ist mit der Diode D1 und mit der Diode D2, die in Reihe geschaltet sind, parallelgeschaltet. Der Widerstand R2 ist zwischen einen gemeinsamen Anschluss der Diode D1 und der Diode D2 und eine Stromversorgung Vcc geschaltet, und eine Kathode der Diode D1 ist mit dem Ausgangsanschluss der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 verbunden. Die Stromversorgung Vcc ist mit einem Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung 60 verbunden. Die Diode D1 wird durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 gesteuert. Die Diode D1 wird abgeschaltet, und der Laststrom fließt von der Stromversorgung Vcc durch den Widerstand R2 und die Diode D2 und fließt von dem Ausgangsstift Pout zur Außenseite der integrierten Schaltung, wenn der Ausgang der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 einen hohen Pegel ausgibt. Der Laststrom fließt von der Außenseite der integrierten Schaltung durch den Widerstand R1 und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 zu dem Ausgangsstift Pout, wenn die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 einen niedrigen Pegel ausgibt.
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Basierend auf einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst der Eingangsstift in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Eingangsstift, der für einen Anschluss an eine externe Wechselstromversorgung konfiguriert ist. Basierend auf den Magnetfeld-Erfassungsinformationen und auf einer Polarität der Wechselstromversorgung ermöglicht die Ausgangssteuerschaltung 30 einen Betrieb der integrierten Schaltung zumindest in dem ersten Zustand oder zumindest in dem zweiten Zustand, wobei zwischen den Zuständen umgeschaltet wird. Als Option kann die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 dieselbe Stromversorgung wie die Ausgangssteuerschaltung 30 aufweisen.
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Basierend auf der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Ausgangssteuerschaltung 30 in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart konfiguriert, dass diese ermöglicht, dass der Laststrom durch den Ausgangsstift fließt, wenn sich die Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet und wenn durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 festgestellt wird, dass eine Polarität des externen Magnetfeldes der ersten Polarität entspricht, oder wenn sich die Wechselstromversorgung in einem negativen Halbzyklus befindet und wenn durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 festgestellt wird, dass die Polarität des externen Magnetfelds einer zur ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität entspricht, oder ermöglicht, dass kein Laststrom durch den Ausgangsstift fließt, wenn sich die Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet und wenn die Polarität des externen Magnetfeldes der zweiten Polarität entspricht oder wenn sich die Wechselstromversorgung in einem negativen Halbzyklus befindet und die Polarität des externen Magnetfeldes der ersten Polarität entspricht. Es sollte beachtet werden, dass während eines positiven Halbzyklus der Wechselstromversorgung und wenn das externe Magnetfeld die erste Polarität aufweist oder während eines negativen Halbzyklus der Wechselstromversorgung und wenn das externe Magnetfeld die zweite Polarität aufweist, der durch den Ausgangsstift fließende Laststrom einen Fall einschließt, in dem der Laststrom unter den vorgenannten beiden Bedingungen während einer kompletten Zeitperiode durch den Ausgangsstift fließt, und einen Fall, in der Laststrom unter den vorgenannten beiden Bedingungen während eines Teils der Zeitperiode durch den Ausgangsstift fließt.
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Basierend auf der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der Eingangsstift in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten Eingangsstift und einen zweiten Eingangsstift umfassen, die für einen Anschluss an eine externe Wechselstromversorgung konfiguriert sind. Vorliegende Erfindung schließt einen Fall ein, in dem der mit der externen Stromversorgung verbundene Eingangsstift direkt mit zwei Anschlüssen der externen Stromversorgung verbunden ist, und einen Fall, in dem der Eingangsstift über zwei Anschlüsse der externen Stromversorgung mit einer externen Last in Reihe geschaltet ist, wobei vorliegende Erfindung je nach Fall hier keine Einschränkungen vorsieht. Es sollte beachtet werden, dass in der in 6 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gleichrichterschaltung 60 konfiguriert ist für die Konvertierung eines Wechselstromsignals, das von der externen Wechselstromversorgung 70 ausgegeben wird, in ein Gleichstromsignal.
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Basierend auf der vorstehend beschriebenen Ausführungsform enthält die integrierte Schaltung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie in 6 gezeigt, ferner eine Spannungsreglerschaltung 80, die zwischen der Gleichrichterschaltung 60 und der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 angeordnet ist. Die Spannungsreglerschaltung 80 ist konfiguriert für die Regelung einer von der Gleichrichterschaltung 60 ausgegebenen ersten Spannung auf eine zweite Spannung, wobei die zweite Spannung eine Versorgungsspannung der Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 und die erste Spannung eine Versorgungsspannung der Ausgangssteuerschaltung 30 ist. Ein Spannungswert der ersten Spannung ist größer als ein Spannungswert der zweiten Spannung, um den Stromverbrauch der integrierten Schaltung zu verringern und um sicherzustellen, dass die integrierte Schaltung über ein ausreichendes Ansteuerungsvermögen verfügt.
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Basierend auf einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen enthält die Gleichrichterschaltung 70 in einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 7 gezeigt ist, einen Vollwellenbrückengleichrichter 61 und eine Spannungsstabilisierungseinheit 62, die mit einem Ausgangsanschluss des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden ist. Der Vollwellenbrückengleichrichter 61 ist konfiguriert für die Umwandlung eines von der Wechselstromversorgung 70 ausgegebenen Wechselstromsignals in ein Gleichstromsignal, und die Spannungsstabilisierungseinheit 62 ist konfiguriert für die Stabilisierung des von dem Vollwellenbrückengleichrichter 61 ausgegebenen Gleichstromsignals derart, dass dieses in einen vorgegebenen Wertebereich fällt.
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8 zeigt eine spezielle Schaltung der Gleichrichterschaltung 60. Die Spannungsstabilisierungseinheit 60 enthält eine Zenerdiode 621, die zwischen zwei Ausgangsanschlüsse des Vollwellenbrückengleichrichters 61 geschaltet ist. Der Vollwellenbrückengleichrichter 61 enthält eine erste Diode 611 und eine zweite Diode 612, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Diode 613 und eine vierte Diode 614, die in Reihe geschaltet sind. Ein gemeinsamer Anschluss der ersten Diode 611 und der zweiten Diode 612 ist elektrisch mit dem ersten Eingangsstift VAC+ verbunden, und ein gemeinsamer Anschluss der dritten Diode 613 und der vierten Diode 614 ist elektrisch mit dem zweiten Eingangsstift VAC– verbunden.
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Insbesondere wird durch einen Eingangsanschluss der ersten Diode 611 und einen Eingangsanschluss der dritten Diode 613, die elektrisch verbunden sind, ein geerdeter Ausgangsanschluss des Vollwellenbrückengleichrichters gebildet. Ein Spannungsausgangsanschluss VDD des Vollwellenbrückengleichrichters wird durch einen Ausgangsanschluss der zweiten Diode 612 und einen Ausgangsanschluss der vierten Diode 614, die elektrisch verbunden sind, gebildet. Die Zenerdiode 621 ist zwischen einen gemeinsamen Anschluss der zweiten Diode 612 und vierten Diode 614 und einen gemeinsamen Anschluss der ersten Diode 611 und dritten Diode 613 geschaltet. Es sollte beachtet werden, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Stromanschluss der Ausgangssteuerschaltung 30 mit dem Spannungsausgangsanschluss des Vollwellenbrückengleichrichters 61 elektrisch verbunden sein kann.
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Basierend auf einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen enthält die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 9 gezeigt ist: ein Magnetfeld-Erfassungselement 21, das konfiguriert ist für die Erfassung und Konvertierung des externen Magnetfeldes in ein elektrisches Signal; eine Signalverarbeitungseinheit 22, die konfiguriert ist für die Verstärkung und die Entschlüsselung des elektrischen Signals; und eine Analog-Digital-Umwandlungseinheit 23, die konfiguriert ist für die Umwandlung des verstärkten und entschlüsselten elektrischen Signals in die Magnetfeld-Erfassungsinformation. Für eine Anwendung lediglich zur Identifizierung einer Polarität des externen Magnetfeldes kann die Magnetfeld-Erfassungsinformation ein umschaltbares digitales Signal sein. Vorzugsweise kann das Magnetfeld-Erfassungselement 21 ein Hall-Plättchen sein.
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Es sollte beachtet werden, dass in einer der vorstehenden Ausführungsformen die Häufigkeit des Auftretens des ersten Zustands oder des zweiten Zustands proportional zu einer Frequenz der Wechselstromversorgung ist, wenn der Eingangsstift einen ersten Eingangsstift und einen zweiten Eingangsstift umfasst, die konfiguriert sind für einen Anschluss an eine externe Wechselstromversorgung. Es versteht sich, dass vorliegende Erfindung nicht auf die vorliegend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist.
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Nachstehend wir die integrierte Schaltung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer speziellen Anwendung beschrieben.
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Es wird ferner ein Motorbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, wobei das Motorbauteil einen Motor und eine Motoransteuerungsschaltung umfasst und die Motoransteuerungsschaltung eine integrierte Schaltung gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen enthält. Wie insbesondere in 10 dargestellt ist, umfasst das Motorbauteil: einen Motor 1, der durch eine Wechselstromversorgung 2 angesteuert wird; einen Zweirichtungsschalter 3, der mit dem Motor 1 in Reihe geschaltet ist; und die integrierte Schaltung 4 gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei der Ausgangsstift der integrierten Schaltung mit einem Steueranschluss des Zweirichtungsschalters 3 elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise kann der Zweirichtungsschalter 3 ein Triodenwechselstromhalbleiterschalter (TRIAC) sein. Es versteht sich, dass der Zweirichtungsschalter auch ein geeigneter Schalter eines anderen Typs sein kann. Zum Beispiel kann der Zweirichtungsschalter zwei siliziumgesteuerte Gleichrichter umfassen, die antiparallel geschaltet sind, und es ist eine jeweilige Steuerschaltung vorgesehen, wobei die beiden siliziumgesteuerten Gleichrichter basierend auf einem Ausgangssignal des Ausgangsport der integrierten Schaltung in voreingestellter Weise durch die Steuerschaltung gesteuert werden.
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Vorzugsweise enthält das Motorbauteil ferner eine Spannungsabfallschaltung 5 zum Verringern einer Spannung der Wechselstromversorgung 1 und zum Bereitstellen einer verringerten Spannung für die integrierte Schaltung 4. Die integrierte Schaltung 4 ist in der Nähe eines Läufers des Motors 1 angeordnet, um eine Änderung des Magnetfeldes des Läufers zu erfassen.
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Basierend auf der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Motor 1 in einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Synchronmotor. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße integrierte Schaltung nicht nur bei einem Synchronmotor verwendet werden kann, sondern auch bei einem anderen Typ eines Permanentmagnetmotors, zum Beispiel bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor. Wie 11 zeigt, hat der Synchronmotor einen Ständer und einen Läufer 11, der sich relativ zu dem Ständer drehen kann. Der Ständer hat einen Ständerkern 12 und eine Ständerwicklung 16, die an dem Ständerkern 12 ausgeführt ist. Der Ständerkern 12 kann aus weichmagnetischen Werkstoffen bestehen, zum Beispiel aus reinem Eisen, aus Gusseisen, aus Gussstahl, aus Elektrostahl und aus Siliziumstahl. Der Läufer 11 hat einen Permanentmagnet und arbeitet mit einer konstanten Drehzahl von 60 f/p (U/Minute) in einem Dauerzustand, wenn die Ständerwicklung 16 mit einer Wechselstromversorgung in Reihe geschaltet ist, wobei f eine Frequenz der Wechselstromversorgung und p die Anzahl von Polpaaren des Läufers angibt. In der Ausführungsform hat der Ständerkern 12 zwei entgegensetzte Pole 14. Jeder der Pole 14 hat einen Polbogen 15, eine Außenfläche des Läufers 11 liegt dem Polbogen 15 gegenüber, und ein im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt wird zwischen der Außenfläche des Läufers 11 und dem Polbogen gebildet. Der Begriff "im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt" bedeutet, dass ein einheitlicher Luftspalt im Großteil des Raumes zwischen dem Ständer und dem Läufer gebildet wird und dass ein nicht einheitlicher Luftspalt in einem kleinen Teil des Raumes zwischen dem Ständer und dem Läufer gebildet wird. Vorzugsweise kann eine Startnut 17, die konkav ist, in dem Polbogen 15 des Pols des Ständers vorgesehen sein, und anstelle der Startnut 17 kann ein Teil des Polbogens 15 konzentrisch zu dem Läufer liegen. Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann das uneinheitliche Magnetfeld gebildet werden, eine Polachse S1 des Läufers hat einen Neigungswinkel relativ zu einer zentralen Achse S2 des Pols des Ständers, wenn der Läufer angehalten ist, und der Läufer kann ein Anlaufdrehmoment aufweisen, immer wenn der Motor unter der Wirkung der integrierten Schaltung mit Energie versorgt wird. Insbesondere bezieht sich der Begriff "Polachse S1 des Läufers" auf eine Grenze zwischen zwei Magnetpolen, die eine unterschiedliche Polarität aufweisen, und der Begriff "zentrale Achse S2 des Pols 14 des Ständers" bezieht sich auf eine Verbindungslinie, die zentrale Punkte der beiden Pole 14 des Ständers passiert. Es versteht sich, dass die Anzahl von Magnetpolen des Ständers gegebenenfalls nicht gleich der Anzahl von Magnetpolen des Läufers ist und dass der Ständer und der Läufer in anderen Ausführungsformen mehr Magnetpole aufweisen können, zum Beispiel 4 oder 6 Magnetpole.
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Basierend auf der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Ausgangssteuerschaltung 30 in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart konfiguriert, dass diese eine Aktivierung des Zweirichtungsschalters 3 ermöglicht, wenn sich die Wechselstromversorgung 2 in einem positiven Halbzyklus befindet und wenn eine durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 erfasste Polarität des Permanentläufers eine erste Polarität ist oder wenn sich die Wechselstromversorgung 2 in einem negativen Halbzyklus befindet und wenn die durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 erfasst Polarität des Permanentläufers eine zur ersten Polarität entgegengesetzte zweite Polarität ist, oder ermöglicht, dass der Zweirichtungsschalter 3 deaktiviert wird, wenn sich die Wechselstromversorgung 2 in einem negativen Halbzyklus befindet und wenn die Polarität des Permanentläufers die erste Polarität ist oder wenn sich die Wechselstromversorgung 2 in einem positiven Halbzyklus befindet und wenn die Polarität des Permanentläufers die zweite Polarität ist.
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Vorzugsweise ist die Ausgangssteuerschaltung 30 konfiguriert für eine Steuerung eines Stroms dahingehend, dass ein Strom von der integrierten Schaltung zu dem Zweirichtungsschalter 3 fließt, wenn sich ein von der Wechselstromversorgung 2 ausgegebenes Signal in einem Halbzyklus befindet und die durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 erfasste Polarität des Permanentläufers die erste Polarität ist, oder dass ein Strom von dem Zweirichtungsschalter 3 zu der integrierten Schaltung fließt, wenn sich das von der Wechselstromversorgung 2 ausgegebene Signal in einem negativen Halbzyklus befindet und die durch die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 erfasste Polarität des Permanentläufers die zur ersten Polarität entgegengesetzte zweite Polarität ist. Es versteht sich, dass der von oder zu der integrierten Schaltung fließende Strom einen Fall umfasst, in welchem der Strom unter den vorstehend beschriebenen beiden Bedingungen während einer kompletten Zeitperiode durch die integrierte Schaltung fließt, und einen Fall, in welchem der Strom unter den vorstehend beschriebenen beiden Bedingungen während eines Teils der Zeitperiode durch die integrierte Schaltung fließt, wenn die Polarität des Permanentläufers die erste Polarität ist und wenn sich die Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet oder wenn die Polarität des Permanentläufers die zweite Polarität ist und wenn sich die Wechselstromversorgung in einem negativen Halbzyklus befindet.
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In zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zweirichtungsschalter 3 ein Triodenwechselstromhalbleiterschalter (TRIAC), die Gleichrichterschaltung 60 ist als eine in 8 gezeigte Schaltung konfiguriert, eine Ausgangssteuerschaltung 30 ist als eine in 4 gezeigte Schaltung konfiguriert, ein Stromeingangsanschluss des ersten Schalters 31 in der Ausgangssteuereinheit 30 ist mit einem Spannungsausgangsanschluss des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden, und ein Stromausgangsanschluss des zweiten Schalters 32 ist mit einem geerdeten Ausgangsanschluss des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden. Wenn sich ein von der Wechselstromversorgung 2 ausgegebenes Signal in einem positiven Halbzyklus befindet und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 einen niedrigen Pegel ausgibt, wird in der Ausgangssteuerschaltung 30 der erste Schalter 31 aktiviert und der zweite Schalter 32 deaktiviert, und es fließt ein in der genannten Reihenfolge ein Strom durch die Wechselstromversorgung 2, den Motor 1, einen ersten Eingangsanschluss der integrierten Schaltung 4, eine Spannungsabfallschaltung (in 4 nicht gezeigt), einen Ausgangsanschluss der zweiten Diode 612 des Vollwellenbrückengleichrichters 61 und den ersten Schalter 31 des Ausgangssteuerschaltung 30 von einem Ausgangsstift zu dem Zweirichtungsschalter 3 und zurück zu der Wechselstromversorgung 2. Nach dem Anschalten des TRIAC wird ein serieller Zweig, der durch die Spannungsabfallschaltung 5 und die integrierte Schaltung 4 gebildet wird, kurzgeschlossen, und die integrierte Schaltung 4 stoppt die Ausgabe infolge einer nicht vorhandenen Versorgungsspannung. Der TRIAC ist noch angeschaltet, da ein ausreichend großer Strom (größer als ein Erhaltungsstrom des TRIAC) durch zwei Anoden des TRIAC fließt, wenn kein Ansteuerstrom durch eine Steuerelektrode und eine erste Anode des TRIAC fließt. In der Ausgangssteuerschaltung 30 wird der erste Schalter 31 deaktiviert und der zweite Schalter 32 aktiviert, und es fließt ein Strom von der Wechselstromversorgung 2 durch den Zweirichtungsschalter 3 zu dem Ausgangsstift und fließt durch den zweiten Schalter 32 der Ausgangssteuerschaltung 30, einen geerdeten Ausgangsanschluss und die erste Diode 611 des Vollwellenbrückengleichrichters 61, einen ersten Eingangsanschluss der integrierten Schaltung 4 und den Motor 1 zurück zu der Wechselstromversorgung 2, wenn sich ein von der Wechselstromversorgung 2 ausgegebenes Signal in einem Halbzyklus befindet und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 einen hohen Pegel ausgibt. Ähnlich stoppt die integrierte Schaltung 4 nach dem Anschalten des TRIAC die Ausgabe infolge eines Kurzschlusses, und der TRIAC kann noch angeschaltet sein. Wenn sich das von der Wechselstromversorgung 2 ausgegebene Signal in einem negativen Halbzyklus befindet und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 einen hohen Pegel ausgibt oder wenn sich das von der Wechselstromversorgung 2 ausgegebene Signal in einem negativen Halbzyklus befindet und die Magnetfeld-Erfassungsschaltung 20 einen niedrigen Pegel ausgibt, werden sowohl der erste Schalter 31 als auch der zweite Schalter 32 in der Ausgangssteuerschaltung 30 deaktiviert, und der TRIAC wird abgeschaltet. Deshalb kann die Ausgangssteuerschaltung 30 basierend auf einer Polarität der Wechselstromversorgung 2 und den Magnetfeld-Erfassungsinformationen ermöglichen, dass die integrierte Schaltung den Zweirichtungsschalter 3 derart steuert, dass dieser auf vorher festgelegte Weise zwischen einem Anschaltzustand und Abschaltzustand umgeschaltet wird, und dass die integrierte Schaltung dann einen erregten Modus der Ständerwicklung 16 derart steuert, dass eine Magnetfeldänderung, die durch den Ständer generiert wird, zu einer Position des Magnetfeldes des Läufers passt und den Läufer mitschleppt, so dass dieser sich in einer einzigen Richtung dreht, wodurch ermöglicht wird, dass sich der Läufer immer dann, wenn der Motor mit Strom versorgt wird, in einer festgelegten Richtung dreht.
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Bei einem Motorbauteil gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Motor über zwei Anschlüsse der externen Wechselstromversorgung und einen ersten durch den Motor gebildeten seriellen Zweig mit dem Zweirichtungsschalter in Reihe geschaltet sein, und der Zweirichtungsschalter ist mit einem zweiten seriellen Zweig, der durch die Spannungsabfallschaltung und die integrierte Schaltung gebildet wird, parallelgeschaltet. Der Ausgangsport der integrierten Schaltung ist mit dem Zweirichtungsschalter verbunden, um den Zweirichtungsschalter derart zu steuern, dass dieser in vorher festgelegter Weise zwischen einem Anschaltzustand und einem Abschaltzustand umgeschaltet wird, und um dann einen erregten Modus der Ständerwicklung zu steuern.
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Das Motorbauteil in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann bei Geräten wie eine Pumpe oder ein Gebläse, bei einem Haushaltsgerät oder bei einem Fahrzeug verwendet werden, ohne Beschränkung hierauf. Das Haushaltsgerät kann beispielsweise eine Waschmaschine, ein Geschirrspüler, eine Dunstabzugshaube oder ein Abluftgebläse sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Niederspannungsanschluss der Gleichrichterschaltung 60 eine erdfreie Masse und ist mit einer leitenden Rückplatte eines integrierten Schaltungschip elektrisch verbunden. Der integrierte Schaltungschip kann mittels eines nichtleitenden Klebstoffs in der Art einer elektrischen Isolierung an einem Trägerstreifen bzw. Leadframe eines Ausgangsstifts Pout befestigt sein, wodurch ein Kurzschluss des Ausgangsstiftes Pout und der erdfreien Masse vermieden wird.
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Es wird ferner ein Anwendungsgerät mit dem Motorbauteil gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen angegeben. Vorzugsweise ist das Anwendungsgerät eine Pumpe, ein Gebläse, ein Haushaltsgerät oder ein Fahrzeug, ohne Beschränkung hierauf.
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Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, dass die integrierte Schaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse angeordneten integrierten Schaltungschip und mehrere sich aus dem Gehäuse heraus erstreckende Stifte aufweist. Der integrierte Schaltungschip hat eine leitende Rückplatte und eine auf der leitenden Rückplatte angeordnete integrierte Schaltung. Die mehreren Stifte umfassen einen Eingangsstift und einen Ausgangsstift, wobei jeder der Stifte in dem Gehäuse einen Trägerstreifen hat. Die leitende Rückplatte ist an dem Trägerstreifen von mindestens einem nicht geerdeten Stift der mehreren Stifte in der Art einer elektrischen Isolierung befestigt, wodurch ein Kurzschluss der integrierten Schaltung infolge einer elektrischen Verbindung zwischen der leitenden Rückplatte und dem an der leitenden Rückplatte befestigten Trägerstreifen vermieden wird, der zu einer Zerstörung der verpackten IC führen würde.
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Es sollte beachtet werden, dass ein Anwendungsfeld der integrierten Schaltung gemäß vorliegender Erfindung hier nicht begrenzt ist, wenngleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung am Beispiel der Verwendung der integrierten Schaltung in einem Motor beschrieben wurde.
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Es sollte beachtet werden, dass Elemente der vorliegenden Erfindung schrittweise beschrieben wurden, wobei die Unterschiede eines jeweiligen Elements zu einem anderen herausgestellt wurden und wobei gleiche oder ähnliche Elemente aufeinander bezogen werden können.
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Es sollte beachtet werden, das Beziehungsangaben wie "erste/r/s", zweite/r/s" und dergleichen vorliegend lediglich verwendet wurden, um eine Einheit oder einen Vorgang von einer anderen Einheit oder einem anderen Vorgang zu unterscheiden, ohne damit implizieren zu wollen, dass eine solche Beziehung zwischen den Einheiten oder Vorgängen tatsächlich besteht. Ferner sind Begriffe wie "einschließen/enthalten", "umfassen" oder andere Varianten derselben nicht-exklusiv. Ein Prozess, ein Verfahren, ein Gegenstand oder eine Vorrichtung mit mehreren Elementen enthält daher nicht nur die beschriebenen Elemente, sondern auch andere Elemente, die nicht aufgezählt sind und die gegebenenfalls inhärente Elemente des Prozesses, des Verfahrens, des Gegenstands oder der Vorrichtung sind. Sofern nichts anderes angegeben ist, schließt der Begriff "enthält ein..." nicht aus, dass außer den aufgezählten Elemente gegebenenfalls weitere ähnliche Elemente in dem Prozess, dem Verfahren, dem Gegenstand oder der Vorrichtung vorhanden sind.
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Die vorliegende Beschreibung der Ausführungsformen ermöglicht dem Fachmann eine Implementierung der vorliegenden Erfindung. Jedoch wird der Fachmann erkennen, dass zahlreiche Modifikationen der Ausführungsformen möglich sind und dass die Grundprinzipien der Erfindung auch in anderer Weise implementiert werden können, ohne von dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Aus diesem Grund ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern entspricht dem breitest möglichen Schutzumfang, der mit den Prinzipien und den hier beschriebenen neuartigen Merkmalen vereinbar ist.
