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Gebiet
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Die Offenbarung bezieht sich auf eine Treiberschaltung für einen Motor und insbesondere auf eine integrierte Schaltung, angewendet für eine Treiberschaltung für einen Motor, eine Motoranordnung, und eine die Treiberschaltung verwendende Geräteausrüstung.
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Hintergrund
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Bei einem Startvorgang eines Synchronmotors erzeugt ein Elektromagnet eines Ständers ein wechselndes Magnetfeld, welches äquivalent zu einem resultierenden Magnetfeld eines vorwärts rotierenden Magnetfeldes und eines rückwärtsrotierenden Magnetfeldes ist. Und das wechselnde Magnetfeld zieht einen Permanentmagnetläufer, damit dieser mit einer Auslenkung schwingt. Schließlich wird die Drehung des Läufers schnell in eine Richtung beschleunigt, um mit dem wechselnden Magnetfeld des Ständers zu synchronisieren, wenn die Auslenkungsschwingungsamplitude des Läufers erhöht wird. Allgemein wird das Anlaufmoment des Motors hoch eingestellt, um sicherzustellen, dass der Synchronmotor startfähig ist, und daher arbeitet der Motor an einem Betriebspunkt mit geringer Effizienz. Zusätzlich kann nicht sichergestellt werden, dass der Läufer beim Start des Läufers jedes Mal in eine gleiche Richtung dreht, solange eine Stoppposition des Permanentmagnetläufers und eine Polarität eines Wechselstroms (AC) bei Ersterregung nicht festgelegt sind. Demnach haben ein Ventilator und eine Pumpe einen Motor, der mit einer geringen betrieblichen Effizienz arbeitet.
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Darstellung
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Eine Treiberschaltung für einen Motor ist vorgesehen, welche aufweist: einen mit dem Motor in Reihe zwischen zwei Klemmen einer externen Wechselstromversorgung geschalteten bidirektionalen Wechselstromschalter; eine Schaltersteuerschaltung, die mit einer Steuerklemme des bidirektionalen Wechselspannungsschalters verbunden ist; und eine Erfassungsschaltung, die ausgebildet ist, ein Magnetfeld eines Läufers eines Motors zu erfassen und ein Erfassungssignal an der Steuerungsklemme der Schaltersteuerschaltung auszugeben, wobei von dem bidirektionalen Wechselspannungsschalter, der Schaltersteuerungsschaltung und der Erfassungsschaltung wenigstens zwei oder alle in einer einzigen integrierten Schaltung integriert sind.
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Vorzugsweise umfasst die Treiberschaltung des Weiteren einen Gleichrichter mit einem steuerbaren Halbleiterschalter.
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Vorzugsweise umfasst der Gleichrichter zwei parallel geschaltete Gleichrichterzweige, wobei einer der zwei Gleichrichterzweige ein Paar entgegengesetzt in Reihe geschaltete steuerbare Halbleiterschalter umfasst; wobei das Paar der steuerbaren Halbleiterschalter ein Paar fotosensitiver Halbleiterschalter ist, wobei die Treiberschaltung weiter ein Paar Lichtemittenten umfasst, die jeweils mit dem Paar fotosensitiver Halbleiterschalter gekoppelt sind und wobei die Treiberschaltung des Weiteren eine erste Signalklemme und eine zweite Signalklemme umfasst, und wobei das Paar Lichtemittenten parallel zwischen der ersten Signalklemme und der zweiten Signalklemme verbunden ist.
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Vorzugsweise umfasst der Gleichrichter zwei parallel verbundene Gleichrichterzweige, wobei einer der zwei Gleichrichterzweige ein Paar entgegengesetzt in Reihe verbundene steuerbare Halbleiterschalter umfasst; wobei die Treiberschaltung weiter eine erste Signalklemme und eine zweite Signalklemme umfasst, wobei ein Paar Optokoppler parallel zwischen die ersten Signalklemme und die zweite Signalklemme geschaltet ist, und wobei das Paar steuerbarer Halbleiterschalter jeweils durch das Paar Optokoppler gesteuert wird.
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Vorzugsweise umfasst der Gleichrichter zwei parallel geschaltete Gleichrichterzweige und einer der zwei Gleichrichterzweige umfasst ein Paar entgegengesetzt in Reihe geschaltete steuerbare Halbleiterschalter; wobei das Paar steuerbarer Halbleiterschalter ein Paar unidirektionaler Thyristoren ist und die Treiberschaltung weiter ein mit Kathoden des Paars unidirektionaler Thyristoren verbundene erste Signalklemme und ein mit den Steuerklemmen des Paars unidirektionaler Thyristoren verbundene zweite Signalklemme umfasst.
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Vorzugsweise umfasst die Treiberschaltung weiter ein mit dem Gleichrichter in Reihe geschaltetes Spannungsabfallgerät, wobei der Gleichrichter das Spannungsabfallgerät steuert auszuschalten, wenn der Motor außer Betrieb ist.
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Vorzugsweise ist der Gleichrichter in die integrierte Schaltung integriert, wobei die integrierte Schaltung externe Anschlussstifte zum Steuern des steuerbaren Halbleiterschalters umfasst.
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Vorzugsweise ist der Gleichrichter in die integrierte Schaltung integriert; wobei die integrierte Schaltung externe Anschlussstifte aufweist, die jeweils mit der ersten Signalklemme und mit der zweiten Signalklemme verbunden sind.
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Vorzugsweise ist die Schaltersteuerschaltung zum Steuern ausgebildet, den bidirektionalen Wechselstromschalter abhängig vom Erfassungssignal und einer Polarität der Wechselstromversorgung in einer vorab festgelegten Weise zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand zu schalten.
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Eine Motoranordnung ist angegeben, welcher einen Motor und eine Treiberschaltung für den Motor, wie oben beschrieben, aufweist.
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Vorzugsweise umfasst der Motor einen Ständer und einen Läufer, wobei der Ständer ein Ständerkern und eine auf den Ständerkern gewickelte Einphasenwicklung umfasst.
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Vorzugsweise ist der Motor ein bürstenloser Permanentmagnetmotor.
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Eine integrierte Schaltung ist angegeben, welche ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Halbleitersubstrat, mehrere sich aus dem Gehäuse heraus erstreckende Stifte und einen elektronischen Schaltkreis mit einem auf dem Halbleitersubstrat angeordneten Gleichrichter aufweist, wobei der Gleichrichter einen steuerbaren Schalter umfasst.
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Vorzugsweise umfasst der elektronische Schaltkreis einen Teil oder alle eines bidirektionalen Wechselspannungsschalters, einer Schaltersteuerschaltung und einer Erfassungsschaltung.
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Eine Geräteausrüstung ist angegeben, welches die Motoranordnung, wie oben beschrieben, aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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3 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm einer Implementierungsweise der in 2 gezeigten integrierten Schaltung;
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4 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm einer Implementierungsweise der in 2 gezeigten integrierten Schaltung;
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5 zeigt eine Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer Ausführungsform;
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6 zeigt eine Wellenform der Schaltung des in 5 gezeigten Motors;
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7 bis 9B zeigen die Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß anderer Ausführungsformen;
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10 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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11 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm einer Implementierungsweise der in 10 gezeigten Schaltung;
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12 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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13 zeigt eine den oben beschriebenen Motor aufweisende Wasserpumpe; und
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14 zeigt einen den oben beschriebenen Motor aufweisenden Ventilator.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden werden insbesondere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den Zeichnungen im Detail beschrieben, sodass technische Lösungen und andere vorteilhaften Effekte der vorliegenden Offenbarung erkennbar sind. Es ist ersichtlich, dass die Zeichnungen nur zur Referenz und Erklärung vorgesehen sind, und nicht dazu verwendet werden, die vorliegende Offenbarung zu beschränken. In den Zeichnungen gezeigte Abmessungen sind nur zur Einfachheit einer klaren Beschreibung vorhanden, aber sind nicht auf einen verhältnismäßigen Zusammenhang beschränkt.
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1 zeigt einen Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Synchronmotor 10 weist einen Ständer und einen relativ zum Ständer drehbaren Läufer 11 auf. Der Ständer weist einen Ständerkern 12 und eine um den Ständerkern 12 gewickelte Ständerwicklung 16 auf. Der Ständerkern kann aus weichmagnetischem Material wie beispielsweise purem Eisen, Gusseisen, Stahlguss, Elektrostahl und Siliziumstahl hergestellt sein. Der Läufer 11 weist einen Permanentmagnet auf, wobei der Läufer 11 bei einer konstanten Drehgeschwindigkeit von 60 Umdrehungen pro Minute während einer stabilen Zustandsphase arbeitet, falls die Ständerwicklung 16 mit einer Wechselstromquelle in Reihe verbunden wird, wobei f eine Frequenz der Wechselstromquelle ist und p die Polpaarzahl des Läufers ist. Bei der Ausführungsform weist der Ständerkern 12 zwei einander gegenüberliegend angeordnete Pole 14 auf. Jeder Pol 14 weist einen Polbogen 15 auf, eine Außenoberfläche des Läufer 11 ist gegenüberliegend dem Polbogen 15, und ein im Wesentlichen gleichmäßiger Luftspalt 13 ist zwischen der Außenoberfläche des Läufers 11 und des Polbogens 15 gebildet. Der „im Wesentlichen gleichmäßige Luftspalt” gemäß der vorliegenden Offenbarung bedeutet, dass ein gleichmäßiger Luftspalt im überwiegenden Raum zwischen dem Ständer und dem Läufer gebildet ist, und ein ungleichmäßiger Luftspalt ist in einem kleinen Teil des Raums zwischen Ständer und Läufer gebildet. Vorzugsweise kann eine Startnut 17, welche konkav ist, im Polbogen 15 des Pols des Ständers angeordnet sein, und ein Teil des Polbogens 15 kann anders als die Anfangsnut 17 mit dem Läufer konzentrisch sein. Mit der oben beschriebenen Anordnung kann das ungleichmäßige Magnetfeld gebildet werden, wobei eine Polachse S1 des Läufers relativ zu einer Zentralachse S2 des Pols 14 des Ständers einen Neigungswinkel hat, falls der Läufer in Ruhe ist (wie in 1 gezeigt), und der Läufer kann jedes Mal ein Startdrehmoment haben, wenn der Motor unter Aktion der Treiberschaltung eingeschaltet wird. Die „Polachse S1 des Läufers” bezieht sich speziell auf eine Grenze zwischen zwei magnetischen Polen mit unterschiedlichen Polaritäten, und die „Zentralachse S2 des Pols 14 des Ständers” bezieht sich auf eine Verbindungslinie, die zentrale Punkte der zwei Pole 14 des Ständers durchläuft. Bei der Ausführungsform weisen sowohl der Ständer als auch der Läufer zwei magnetische Pole auf. Es ist ersichtlich, dass die Anzahl der magnetischen Pole des Ständers auch nicht gleich der Anzahl der magnetischen Pole des Läufers sein kann, wobei der Ständer und der Läufer mehr magnetische Pole haben können, wie beispielsweise 4 oder 6 magnetische Pole bei anderen Ausführungsformen.
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2 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotors 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Ständerwicklung 16 des Motors und die integrierte Schaltung 18 sind in Reihe zwischen zwei Klemmen der Wechselstromversorgung 24 geschaltet. Die Treiberschaltung des Motors ist in der integrierten Schaltung 18 integriert, wobei die Treiberschaltung dem Motor ermöglicht, jedes Mal in einer festen Richtung zu starten, wenn der Motor eingeschaltet wird.
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3 zeigt eine Implementierungsweise der integrierten Schaltung 18. Die integrierte Schaltung weist ein Gehäuse 19, zwei Anschlussstifte 21, welche sich aus dem Gehäuse erstrecken, und eine in dem Gehäuse 19 verpackte Treiberschaltung, auf. Die Treiberschaltung ist auf einem Halbleitersubstrat angeordnet, wobei die Treiberschaltung eine Erfassungsschaltung 20, die zum Erfassen einer Magnetfeldpolarität des Läufers des Motors ausgebildet ist, einen zwischen die zwei Anschlussstifte 21 geschalteten steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26, und eine Schaltersteuerschaltung 30 aufweist, die dazu ausgebildet ist, den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 so zu steuern, dass er basierend auf der durch eine Erfassungsschaltung 20 erfassten Magnetfeldpolarität des Läufers in einer vorab festgelegten Weise zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand schaltet.
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Vorzugsweise ist die Schaltersteuerschaltung 30 dazu ausgebildet, den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter einzuschalten, falls die Wechselstromversorgung 24 in einer positiven Halbwelle ist und die Magnetfeldpolarität des Läufers eine erste Polarität ist oder falls die Wechselstromversorgung 24 in einer negativen Halbwelle ist und das Magnetfeldpolarität des Läufers eine zweite Polarität entgegengesetzt zur ersten Polarität ist. Die Ausbildung ermöglicht, dass die Ständerwicklung 16 in der Startphase des Motors den Läufer nur eine feste Richtung zieht.
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4 zeigt eine Implementierungsweise der integrierten Schaltung 18. 4 unterscheidet sich von der 3 dadurch, dass die in 4 gezeigte integrierte Schaltung weiter einen Gleichrichter 28 aufweist, welcher zwischen den zwei Anschlussstiften 21 parallel zu dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter geschaltet ist, und eine Gleichspannung für die Erfassungsschaltung 20 bereitstellen kann. Bei dieser Ausführungsform kann vorzugsweise die Erfassungsschaltung 20 ein Magnetsensor sein (kann auch als Positionssensor bezeichnet werden), und die integrierte Schaltung ist nahe dem Läufer installiert, sodass der Magnetsensor die Magnetfeldänderung des Läufers wahrnehmen kann. Es ist ersichtlich, dass die Erfassungsschaltung 20 bei anderen Ausführungsformen auch keinen Magnetsensor enthalten kann, und dass die Magnetfeldänderung des Läufers auf andere Arten erfasst werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Treiberschaltung für den Motor in die integrierte Schaltung gepackt, wobei so die Kosten für die Schaltung reduziert werden können und die Verlässlichkeit der Schaltung verbessert werden kann. Zusätzlich muss der Motor keine Leiterplatte aufweisen und man muss nur die integrierte Schaltung in einer richtigen Position fixieren und die integrierte Schaltung über Hauptkabel mit einem Kabelbaum und einer Stromversorgung des Motors verbinden.
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Bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung sind die Ständerwicklung 16 und die Wechselstromversorgung 24 in Reihe zwischen zwei Knoten A und B geschaltet. Vorzugsweise kann die Wechselstromversorgung 24 eine Netz-Wechselstromversorgung mit einer festen Frequenz wie beispielsweise 50 Hz oder 60 Hz sein, und die Versorgungsspannung kann zum Beispiel 110 V, 220 V oder 230 V sein. Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26, und die Ständerwicklung 16 und die Wechselstromversorgung 24 sind in Reihe verbunden, und parallel zwischen die zwei Knoten A und B geschaltet. Vorzugsweise kann der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 ein Triac sein, von welchem zwei Anoden jeweils mit den zwei Anschlussstiften 21 verbunden sind. Es ist ersichtlich, dass der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 zwei entgegengesetzt parallel verbundene unidirektionale Thyristoren aufweisen kann, und die jeweilige Steuerschaltung kann in einer vorab festgelegten Weise zum Steuern der zwei unidirektionalen Thyristoren angeordnet sein. Der Gleichrichter 28 und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 sind parallel zwischen die zwei Anschlussstiften 21 geschaltet. Eine Wechselspannung zwischen den zwei Anschlussstiften 21 wird durch den Gleichrichter in eine niedrige Gleichspannung umgewandelt. Die Erfassungsschaltung 20 kann durch den Ausgang mit niedriger Gleichspannung des Gleichrichters 28 versorgt werden und kann zum Erfassen der Position des magnetischen Pols des Permanentmagnet-Läufers 11 des Synchronmotors 10 ausgebildet sein und ein entsprechendes Signal ausgeben.
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Eine Schaltersteuerschaltung 30 ist mit dem Gleichrichter 28, der Erfassungsschaltung 20 und dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 verbunden, und ist dazu ausgebildet, den steuerbaren Wechselstromschalters 26 so zu steuern, dass er basierend auf Information der magnetischen-Pol-Position des Permanentmagnet-Läufers, welche durch die Erfassungsschaltung 20 erfasst wird, und der Polarität der Wechselstromversorgung 24 in einer vorab festgelegten Weise zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand schaltet, sodass die Ständerwicklung 16 den Läufer 14 derart zieht, dass er in der Startphase des Motors nur in der oben erwähnten festen Startrichtung dreht. Gemäß der vorliegenden Offenbarung sind, falls der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 eingeschaltet ist, die zwei Anschlussstifte 21 abgeschaltet und der Gleichrichter 28 verbraucht keine elektrische Energie, da kein Strom durch den Gleichrichter 28 fließt, daher kann die Nutzungseffizienz der elektrischen Energie signifikant erhöht werden.
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5 zeigt eine Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer Ausführungsform. Die Ständerwicklung 16 des Motors ist mit der Wechselstromversorgung 24 zwischen den zwei Stiften 21 der integrierten Schaltung 18 in Reihe geschaltet. Zwei Knoten A und B sind jeweils mit den zwei Stiften 21 verbunden. Eine erste Anode T2 des TRIAC 26 ist mit dem Knoten A verbunden und eine zweite Anode T1 des TRIAC 26 ist mit dem Knoten B verbunden. Der Gleichrichter 28 ist parallel mit dem TRIAC 26 zwischen den zwei Knoten A und B geschaltet. Eine Wechselspannung zwischen den zwei Knoten A und B wird durch den Gleichrichter 28 in eine niedrige Gleichspannung umgewandelt (vorzugsweise ist die niedrige Spannung in einem Bereich von 3 Volt bis 18 Volt). Der Gleichrichter 28 weist einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Widerstand R2 und eine erste Zener-Diode Z1 und eine zweite Zener-Diode Z2 auf, welche entgegengesetzt parallel zwischen die zwei Knoten A und B geschaltet sind. Eine Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters 28 wird an einem Verbindungspunkt des ersten Widerstands R1 und einer Kathode der ersten Zener-Diode Z1 gebildet, und eine Ausgangsklemme D mit niedriger Spannung des Gleichrichters 28 wird an einem Verbindungspunkt des zweiten Widerstands R2 und einer Anode der zweiten Zener-Diode Z2 gebildet. Die Spannungsausgangsklemme C ist mit einer positiven Stromversorgungsklemme des Positionssensors 20 verbunden, und die Spannungsausgangsklemme D ist mit einer negativen Stromversorgungsklemme des Positionssensors 20 verbunden. Drei Klemmen der Schaltersteuerschaltung 30 sind mit der Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters 28, einer Ausgangsklemme H1 des Positionssensors 20 bzw. einer Steuerelektrode G der TRIAC 26 verbunden. Die Schaltersteuerschaltung 30 weist einen dritten Widerstand R3, eine fünfte Diode D5 und einen vierten Widerstand R4 und eine sechste Diode D6 auf, welche in Reihe zwischen die Ausgangsklemme H1 des Positionssensors 20 und der Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 geschaltet sind. Eine Anode der sechsten Diode D6 ist mit der Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 verbunden. Eine Klemme des dritten Widerstands R3 ist mit der Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters 28 verbunden, und die andere Klemme des dritten Widerstands R3 ist mit einer Anode der fünften Diode D5 verbunden. Eine Kathode der fünften Diode D5 ist mit der Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 verbunden.
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Mit Bezug auf 6 wird nun ein Arbeitsprinzip der oben erwähnten Schaltung beschrieben. In 6 zeigt Vac eine Wellenform einer Spannung der Wechselstromversorgung 24 an, und Iac zeigt eine Wellenform eines Stroms an, der durch die Ständerwicklung 16 fließt. Wegen der induktiven Eigenschaft der Ständerwicklung 16 ist die Wellenform des Stroms Iac hinter der Wellenform der Spannung Vac verzögert. V1 zeigt eine Wellenform einer Spannung zwischen zwei Klemmen der Zener-Diode Z1 an, V2 zeigt eine Wellenform einer Spannung zwischen zwei Klemmen der Zener-Diode Z2 an, Vcd zeigt eine Wellenform einer Spannung zwischen zwei Ausgangsklemmen C und D des Gleichrichters 28 an, Ha zeigt eine Wellenform einer Signalausgabe von der Ausgangsklemme H1 des Positionssensors 20 an, und Hb zeigt ein durch den Positionssensor 20 erfasstes Läufermagnetfeld an. Falls bei dieser Ausführungsform der Positionssensor normal betrieben wird, gibt die Ausgangsklemme H1 ein logisch hohes Level aus, falls das erfasste Läufermagnetfeld Nord ist, oder die Ausgangsklemme H1 gibt ein logisch tiefes Level aus, falls das erfasste Läufermagneffeld Süd ist.
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Falls das durch den Positionssensor 20 erfasste Läufermagneffeld Hb Nord ist, wird in einer ersten positiven Halbwelle der Wechselstromversorgung eine Versorgungsspannung allmählich in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 erhöht, wobei die Ausgangsklemme H1 des Positionssensors 20 ein hohes Level ausgibt, und wobei ein Strom der Reihe nach durch den Widerstand R1, den Widerstand R3, die Diode D5 und die Steuerelektrode G und die zweite Anode T1 des TRIAC 26 fließt. Der TRIAC 26 ist eingeschaltet, falls der Treiberstrom, der durch die Steuerelektrode G und die zweite Anode T1 fließt, größer ist als ein Gate-Auslösestrom Ig. Sobald der TRIAC 26 eingeschaltet ist, sind die zwei Knoten A und B kurzgeschlossen, und ein Strom, der durch die Ständerwicklung 16 in dem Motor fließt, wird allmählich erhöht, bis ein großer Durchlassstrom durch die Ständerwicklung 16 fließt, und der Läufer 14 wird, wie in 3 gezeigt, angetrieben, um im Uhrzeigersinn zu drehen. Da die zwei Knoten A und B kurzgeschlossen sind, fließt in einem Zeitraum von dem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 kein Strom durch den Gleichrichter 28. Daher verbrauchen die Widerstände R1 und R2 keine elektrische Energie, und die Ausgabe des Positionssensors 20 ist aufgrund nicht vorhandener Spannungsversorgung gestoppt. Da ein ausreichend großer Strom vorhanden ist, welcher durch zwei Anoden T1 und T2 des TRIAC 26 fließt (welcher größer ist als ein Haltestrom Ihold), wird der TRIAC 26 eingeschaltet gehalten, falls kein Treiberstrom vorhanden ist, welcher durch die Steuerelektrode G und die zweite Anode T1 fließt. In einer negativen Halbwelle der Wechselstromversorgung ist nach einem Zeitpunkt t3 ein Strom, welcher durch T1 und T2, fließt kleiner als der Haltestrom Ihold, der TRIAC 26 wird ausgeschaltet, ein Strom beginnt durch den Gleichrichter 28 zu fließen, und die Ausgangsklemme H1 des Positionssensors 20 gibt wieder ein hohes Level aus. Da ein Potenzial an einem Punkt C niedriger ist als ein Potenzial an einem Punkt E, ist kein Treiberstrom vorhanden, welcher durch die Steuerelektrode G und die zweite Anode T1 des TRIAC 26 fließt, und der TRIAC 26 wird ausgeschaltet gehalten. Da die Widerstandswerte der Widerstände R1 und R2 in dem Gleichrichter 28 weitaus größer sind als die Widerstandswerte der Ständerwicklung 16 in dem Motor, ist ein derzeit durch die Ständerwicklung 16 fließender Strom weitaus kleiner als der Strom, der in einem Zeitraum von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 durch die Ständerwicklung 16 fließt, und es ist keine Treibkraft für den Läufer 14 vorhanden. Daher dreht sich der Läufer 14 aufgrund der Trägheit weiter im Uhrzeigersinn. In einer zweiten positiven Halbwelle der Wechselstromversorgung fließt, ähnlich zu der ersten positiven Halbwelle, ein Strom der Reihe nach durch den Widerstand R1, den Widerstand R3, die Diode D5, und die Steuerelektrode G und die zweite Anode T1 des TRIAC 26. Der TRIAC 26 wird wieder eingeschaltet, der Strom, der durch die Ständerwicklung 16 fließt, treibt weiter den Läufer 14 zur Drehung im Uhrzeigersinn an. Ähnlich verbrauchen die Widerstände R1 und R2 keine elektrische Energie, da die zwei Knoten A und B kurzgeschlossen sind; in der negativen Halbwelle der Stromversorgung ist der Strom, der durch die zwei Anoden T1 und T2 des TRIAC 26 fließt, kleiner als der Haltestrom Ihold, der TRIAC 26 wird wieder abgeschaltet, und der Läufer dreht sich aufgrund der Trägheit weiter im Uhrzeigersinn.
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Zu einem Zeitpunkt t4 ändert sich das durch den Positionssensor 20 erfasste Läufermagnetfeld Hb von Süd nach Nord, die Wechselstromversorgung ist in einer positiven Halbwelle und der TRIAC 26 ist eingeschaltet, die zwei Knoten A und B sind kurzgeschlossen, und es fließt kein Strom durch den Gleichrichter 28. Nachdem die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist, wird der Strom, der durch die zwei Anoden T1 und T2 des TRIAC 26 fließt, allmählich erhöht, und der TRIAC 26 wird bei einem Zeitpunkt t5 ausgeschaltet. Dann fließt der Strom der Reihe nach durch die zweite Anode T1 und die Steuerelektrode G des TRIAC 26, die Diode D6, den Widerstand R4, den Positionssensor 20, den Widerstand R2 und die Ständerwicklung 16. Sobald der Treiberstrom allmählich ansteigt, wird der TRIAC bei einem Zeitpunkt T6 wieder eingeschaltet, die zwei Knoten A und B werden wieder kurzgeschlossen, die Widerstände R1 und R2 verbrauchen keine elektrische Energie, und die Ausgabe des Positionssensors 20 wird aufgrund nicht vorhandener Spannungsversorgung gestoppt. Es ist ein großer Sperrstrom vorhanden, der durch die Ständerwicklung 16 fließt, und der Läufer 14 wird weiter im Uhrzeigersinn angetrieben, da das Läufermagnetfeld Süd ist. In einem Zeitraum von dem Zeitpunkt t5 bis zu dem Zeitpunkt t6 werden die erste Zener-Diode Z1 und die zweite Zender-Diode Z2 eingeschaltet, daher ist eine Spannungsausgabe zwischen den zwei Ausgabeklemmen C und D des Gleichrichters 28 vorhanden. Bei einem Zeitpunkt t7 ist die Wechselstromversorgung wieder in der positiven Halbwelle, der TRIAC 26 wird ausgeschaltet, sobald der Strom, der durch den TRIAC 26 fließt, die Null überschreitet, und dann wird eine Spannung der Steuerschaltung allmählich erhöht. Während die Spannung allmählich erhöht wird, beginnt ein Strom durch den Gleichrichter 28 zu fließen, die Ausgabeklemme H1 des Positionssensors 20 gibt ein niedriges Level aus, wobei kein Treiberstrom durch die Steuerelektrode G und die zweite Anode T1 des TRIACs 26 fließt, daher wird der TRIAC 26 ausgeschaltet. Da der Treiberstrom, der durch die Ständerwicklung 16 fließt, klein ist, wird für den Läufer 14 keine Treiberkraft erzeugt. Bei einem Zeitpunkt t8 ist die Stromversorgung in einer positiven Halbwelle, der Positionssensor gibt ein niedriges Level aus, der TRIAC 26 wird ausgeschaltet gehalten, nachdem der Strom die Null überschreitet, und der Läufer dreht aufgrund der Trägheit weiter im Uhrzeigersinn. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Läufer durch Drehen auch nur einer Umrundung, nachdem die Ständerwicklung eingeschaltet wird, beschleunigt werden, um mit dem Magnetfeld des Ständers zu synchronisieren.
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Mit der Schaltung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann sichergestellt werden, dass der Motor startet und jedes Mal in der gleichen Richtung dreht, wenn der Motor eingeschaltet wird. Bei Anwendungen wie beispielsweise einem Ventilator und einer Wasserpumpe, einem Propeller und einem Impeller, welche durch den Läufer angetrieben werden, können diese gebogene Flügel haben, wodurch die Effizienz des Ventilators und der Wasserpumpe verbessert wird. Zusätzlich wird in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durch Verwendung des Vorteils einer Charakteristik des TRIACs, wobei, sobald der TRIAC eingeschaltet wurde, der TRIAC eingeschaltet gehalten wird, obwohl kein Treiberstrom durch den TRIAC fließt, verhindert, dass der Widerstand R1 und der Widerstand R2 in dem Gleichrichter 28 nach wie vor elektrische Energie verbrauchen, nachdem der TRIAC eingeschaltet ist, wodurch die Nutzungseffizienz der elektrischen Energie signifikant verbessert werden kann.
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7 zeigt die Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer Ausführungsform. Die Ständerwicklung 16 des Motors ist in Reihe mit der Wechselstromversorgung 24 zwischen die zwei Stiften 21 der integrierten Schaltung 18 geschaltet. Die zwei Knoten A und B sind jeweils mit den zwei Stiften 21 verbunden. Eine erste Anode T2 des TRIAC 26 ist mit dem Knoten A verbunden, und eine zweite Anode T1 des TRIAC 26 ist mit dem Knoten B verbunden. Der Gleichrichter 28 ist parallel mit dem TRIAC 26 zwischen die zwei Knoten A und B geschaltet. Eine Wechselspannung AC zwischen den zwei Knoten A und B wird durch den Gleichrichter 28 in eine Niedergleichspannung DC umgewandelt, vorzugsweise ist die Niederspannung in einem Bereich von 3 V bis 18 V. Der Gleichrichter 28 weist einen ersten Widerstand R1 und einen Vollwegbrückengleichrichter auf, welche in Reihe zwischen den Knoten A und B geschaltet sind. Der erste Widerstand kann als ein Spannungsabfaller benutzt werden, und der Vollwegbrückengleichrichter weist zwei Gleichrichterarme auf, welche parallel geschaltet sind, wobei einer der zwei Gleichrichterarme eine erste Diode D1 und eine dritte Diode D3 aufweist, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind, und wobei der andere der zwei Gleichrichterarme eine zweite Zener-Diode Z2 und eine vierte Zener-Diode Z4 aufweist, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind, wobei die Ausgabeklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters 28 bei einem Verbindungspunkt der Kathode der ersten Diode D1 und der Kathode der dritten Diode D3 gebildet ist, und wobei eine Spannungsausgabeklemme D mit niedriger Spannung des Gleichrichters 28 bei einem Verbindungspunkt einer Anode der zweiten Zener-Diode Z2 und einer Anode der vierten Zener-Diode Z4 gebildet ist. Die Ausgabeklemme C ist mit einer positiven Stromversorgungsklemme des Positionssensors 20 verbunden, und die Ausgabeklemme D ist mit einer negativen Stromversorgungsklemme des Positionssensors 20 verbunden. Die Schaltersteuerschaltung 30 weist einen dritten Widerstand R3, einen vierten Widerstand R4 und eine fünfte Diode D5 und eine sechste Diode D6 auf, welche entgegengesetzt in Reihe zwischen die Ausgangsklemme H1 des Positionssensor 20 und die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 geschalten sind. Eine Kathode der fünften Diode D5 ist mit der Ausgangsklemme H1 des Positionssensors verbunden, und eine Kathode der sechsten Diode D6 ist mit der Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters verbunden. Eine Klemme des dritten Widerstands R3 ist mit der Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters verbunden, und die andere Klemme des dritten Widerstands R3 ist mit einem Verbindungspunkt einer Anode der fünften Diode und einer Anode der sechsten Diode D6 verbunden. Zwei Klemmen des vierten Widerstands R4 sind mit einer Kathode der fünften Diode D5 bzw. einer Kathode der sechsten Diode D6 verbunden.
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8 zeigt eine Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer Ausführungsform. Die Ausführungsform unterscheidet sich zu der vorhergehenden Ausführungsform dadurch, dass die Zener-Dioden Z2 und Z4 in 7 durch allgemeine Dioden D2 und D4 in dem Gleichrichter in 8 ersetzt werden.
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Zusätzlich ist eine Zener-Diode Z7 als ein Spannungsregler zwischen die zwei Klemmen C und D des Gleichrichters 28 in 8 geschaltet.
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9 zeigt eine Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer Ausführungsform. Die Ständerwicklung 16 des Synchronmotors ist in Reihe mit der Wechselstromversorgung 24 zwischen die zwei Stiften 21 der integrierten Schaltung 18 geschaltet. Zwei Knoten A und B sind jeweils mit den zwei Stiften 21 verbunden. Eine erste Anode T2 des TRIAC 26 ist mit dem Knoten A verbunden, und eine zweite Anode T1 des TRIAC 26 ist mit dem Knoten B verbunden. Der Gleichrichter 28 ist parallel mit dem TRIAC 26 zwischen die zwei Knoten A und B geschaltet. Eine Wechselspannung zwischen den zwei Knoten A und B wird durch den Gleichrichter 28 in einen Niederspannungsgleichstrom umgewandelt, vorzugsweise ist die Niederspannung in einem Bereich von 3 V bis 18 V. Der Gleichrichter 28 weist einen ersten Widerstand R1 und einen Vollwegbrückengleichrichter auf, welche in Reihe zwischen den zwei Knoten A und B geschaltet sind. Der erste Gleichrichter kann als Spannungsabfaller verwendet werden. Der Vollwegbrückengleichrichter weist zwei Gleichrichterarme auf, welche parallel geschaltet sind, einer der zwei Gleichrichterarme weist zwei unidirektionale Thyristoren S1 und S3 auf, welche entgegensetzt in Reihe geschaltet sind, und der andere der zwei Gleichrichterarme weist eine zweite Diode D2 und eine vierte Diode D4 auf, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind. Die Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters 28 wird bei einem Verbindungspunkt der Kathode des unidirektionalen Thyristors S1 und einer Kathode des unidirektionalen Thyristors S3 gebildet, und eine Ausgangsklemme D mit niedriger Spannung des Gleichrichters 28 wird bei einem Verbindungspunkt der Anode der zweiten Diode D2 und einer Anode der vierten Diode D4 gebildet. Die Ausgangsklemme C ist mit einer positiven Stromversorgungsklemme des Positionssensors 20 verbunden, und die Ausgangsklemme D ist mit einer negativen Stromversorgungsklemme des Positionssensors 20 verbunden. Die Schaltersteuerschaltung 30 weist einen dritten Widerstand R3, eine NPN-Triode T6 und einen vierten Widerstand R4 und einen fünfte Diode D5 auf, welche in Reihe zwischen die Ausgangsklemme H1 des Positionssensors 20 und der Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 geschaltet sind. Eine Kathode der fünften Diode D5 ist mit der Ausgangsklemme H1 des Positionssensors verbunden. Eine Klemme des dritten Widerstands R3 ist mit der Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters verbunden, und die andere Klemme des dritten Widerstands R3 ist mit der Ausgangsklemme H1 des Positionssensors verbunden. Eine Basis der NPN-Triode T6 ist mit der Ausgangsklemme H1 des Positionssensors verbunden, eine Emitter der NPN-Triode T6 ist mit der fünften Diode D5 verbunden, und ein Kollektor der NPN-Triode T6 ist mit der Ausgangsklemme C mit hoher Spannung des Gleichrichters verbunden.
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Bei dieser Ausführungsform wird ein Steuersignal über zwei Klemmen SC1 und SC2 in die Steuerklemmen der zwei Schalter S1 und S3 eingegeben. Der S1 und S3 sind eingeschaltet, falls eine Steuersignaleingabe von der Klemme SC2 ein hohes Level ist, oder S1 und S3 sind aufgrund eines nicht vorhandenen Treiberstroms ausgeschaltet, falls die Steuersignaleingabe von der Klemme SC2 ein niedriges Level ist. Basierend auf der Ausbildung kann S1 und S3 zwischen einem eingeschalteten Zustand und ausgeschalteten Zustand in einer vorab festgelegten Weise durch Eingeben des hohen Levels von der Klemme SC2, falls die Treiberschaltung normal arbeitet, geschaltet werden. S1 und S3 werden durch Wechseln der Steuersignaleingabe von der Klemme SC2 von dem hohen Level zu dem niedrigen Level abgeschaltet, falls der Motor aufgrund des Auftretens einer Ausnahme gestoppt werden muss (zum Beispiel ein verklemmter Läufer im Motor). In diesem Fall werden der TRIAC 26, der Gleichrichter 28 und der Positionssensor 20 ausgeschaltet, um sicherzustellen, dass die gesamte Schaltung in einem Nullstromzustand ist. Gleichzeitig wird verhindert, dass der Spannungsabfaller aufgrund einer in einem Ausnahmefall noch andauernden Spannungsversorgung im Falle der Ausnahme überhitzt.
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Es ist ersichtlich, dass die unidirektionalen Thyristoren S1 und S3 durch steuerbare Halbleiterschalter anderen Typs ersetzt werden können.
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9A zeigt eine Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 9 gezeigten Ausführungsform, weist der Gleichrichter in 9A zwei Optokoppler auf, wobei ein Gleichrichterarm des Gleichrichters die Dioden D2 und D4 aufweist, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind, und wobei der andere Gleichrichterarm zwei fotosensitive Halbleiterschalter S1 und S3 aufweist, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind, wobei ein Optokoppler aus je einem der Elemente von fotosensitiven Halbleiterschaltern S1/S3 und einem Lichtemitter D1/D3 aufgebaut ist, und wobei zwei Lichtemitter D1 und D3 der zwei Optokoppler parallel zwischen zwei Klemmen SC1 und SC2 geschaltet sind. Wenn ein Strom zwischen den Klemmen SC1 und SC2 fließt, um die Lichtemitter D1 und D2 anzuregen, damit diese Licht emittieren, empfangen die fotosensitiven Halbleiterschalter S1 und S3 Licht, um einen Strom zu erzeugen. Basierend auf der Ausbildung, können die zwei Schalter S1 und S3 zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand in einer vorab festgelegten Weise durch Fließen eines Stroms in einer vorab festgelegten Weise durch die Klemmen SC1 und SC2 geschaltet werden, falls die Treiberschaltung normal arbeitet. S1 und S3 werden abgeschaltet, da kein Strom durch die Klemmen SC1 und SC2 fließt, falls der Motor gestoppt werden muss, weil ein Ausnahmefall auftritt (zum Beispiel ein verklemmter Läufer in dem Motor). Es wird verhindert, dass der Spannungsabfaller in einem Ausnahmefall aufgrund einer weiter andauernden Stromversorgung im Fall der Ausnahme überhitzt. Bei dieser Ausführungsform sind die fotosensitiven Halbleiterschalter S1 und S3 unidirektionale Thyristoren. Es ist ersichtlich, dass bei anderen Ausführungsformen auch fotosensitive Halbleiterschalter anderen Typs verwendet werden können.
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9B zeigt eine Schaltung des in 2 gezeigten Motors gemäß einer weiteren anderen Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 9A gezeigten Ausführungsform weist der Gleichrichter in 9B zwei Optokoppler auf, wobei ein Gleichrichterarm des Gleichrichters die Dioden D2 und D4 aufweist, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind, und wobei der andere Gleichrichterarm zwei unidirektionale Thyristoren S1 und S3 aufweist, welche entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind. Die Steuerklemmen der zwei unidirektionalen Thyristoren S1 und S3 sind jeweils mit den Stromausgabeklemmen der zwei fotosensitiven Halbleiterschalter O1 und O3 der zwei Optokoppler verbunden, wobei ein Optokoppler aus jeweils aus den Elementen von fotosensitiven Halbleiterschaltern O1/O3 und einem Lichtemitter D1/D3 aufgebaut ist, und wobei zwei Lichtemitter D1 und D3 der zwei Optokoppler parallel zwischen zwei Klemmen SC1 und SC2 geschaltet sind. Wenn ein Strom zwischen den Klemmen SC1 und SC2 fließt, um die Lichtemitter D1 und D2 zu erregen, dass diese Licht abgeben, empfangen die fotosensitiven Halbleiterschalter O1 und O3 Licht, um einen Strom zu erzeugen, um die Schalter S1 und S3 anzutreiben, eingeschaltet zu sein. Basierend auf der Ausbildung können die zwei Schalter S1 und S3 zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand in einer vorab festgelegten Weise durch Fließen eines Stroms in einer vorab festgelegten Weise durch die Klemmen SC1 und SC2 geschaltet werden, falls die Treiberschaltung normal arbeitet. Filter sind jeweils parallel zwischen zwei Klemmen eines jeden Schalters S1 und S3 geschaltet, um eine Überspannung aufzunehmen, wodurch verhindert wird, dass die Schalter S1 und S3 aufgrund eines Fehlers, falls kein Auslösesignal vorhanden ist, eingeschaltet werden. Vorzugsweise weisen die Filter Widerstände und Kondensatoren auf, welche in Reihe zwischen die zwei Klemmen des Schalters S1/S3 geschaltet sind. S1 und S3 werden aufgrund dessen, da kein Strom zwischen den Klemmen SC1 und SC2 fließt, abgeschaltet, falls der Motor gestoppt werden muss, weil ein Ausnahmefall auftritt (zum Beispiel ein verklemmter Läufer in dem Motor), wodurch verhindert wird, dass der Spannungsabfaller aufgrund einer im Ausnahmefall andauernden Stromversorgung überhitzt. Bei dieser Ausführungsform sind die fotosensitiven Halbleiterschalter O1 und O3 fotosensitive unidirektionale Thyristoren. Es ist ersichtlich, dass bei anderen Ausführungsformen auch fotosensitive Halbleiterschalter anderen Typs verwendet werden können. Die Schalter S1 und S3 sind unidirektionale Thyristoren, und es ist ersichtlich, dass bei anderen Ausführungsformen auch steuerbare Halbleiterschalter anderen Typs verwendet werden können. Bei dieser Ausführungsform kann ein größerer Treiberstrom durch den Optokoppler zur Verfügung gestellt werden, die den Gleichrichter die Schalter S1 und S3 benutzen lassen, um einen größeren Strom zu unterstützen. Daher wird ein größerer Treiberstrom an die Steuerklemme des bidirektionalen Wechselstromschalters geliefert, und es kann ein bidirektionaler Wechselstromschalter mit einem größeren Strom verwendet werden.
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10 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotors 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Ständerwicklung 16 des Motors ist mit der integrierten Schaltung zwischen zwei Klemmen der Wechselstromversorgung 24 in Reihe geschaltet. Eine Treiberschaltung für den Motor ist in der integrierten Schaltung 18 integriert, wobei jedes Mal, wenn der Motor eingeschaltet wird, die Treiberschaltung den Motor in einer festen Richtung starten lässt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Treiberschaltung für den Motor in die integrierte Schaltung gepackt, wodurch die Kosten der Schaltung reduziert werden können und die Zuverlässigkeit der Schaltung verbessert werden kann.
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Bei der vorliegenden Offenbarung können, basierend auf tatsächliche Situationen, alle oder ein Teil der Elemente von Gleichrichter, Erfassungsschaltung und steuerbarer bidirektionaler Wechselstromschalter in einer integrierten Schaltung integriert sein. Zum Beispiel sind, wie in 3 gezeigt, nur die Erfassungsschaltung, die Schaltersteuerschaltung und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter in der integrierten Schaltung integriert, und der Gleichrichter ist außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet.
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Zum Beispiel sind, wie in den Ausführungsformen in 10 und 11 gezeigt, die Spannungsabfallschaltung 32 und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet, und der Gleichrichter (welcher nur die Gleichrichterbrücke, aber nicht einen Spannungsabfallwiderstand oder andere Spannungsabfallanordnungen aufweisen kann), die Erfassungsschaltung und die Schaltersteuerschaltung in der integrierten Schaltung integriert. Bei dieser Ausführungsform ist ein Niederspannungsteil in der integrierten Schaltung integriert, und die Spannungsabfallschaltung 32 und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 als Hochleistungsteile sind außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet. Bei einer Ausführungsform kann, wie in 12 gezeigt, die Spannungsabfallschaltung 32 in der integrierten Schaltung integriert sein, und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter ist außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet. Falls der Gleichrichter, wie in 9, 9A und 9B gezeigt, in der integrierten Schaltung integriert ist, ist die integrierte Schaltung vorzugsweise mit externen Stiften versehen, welche jeweils mit der ersten Signalklemme und der zweiten Signalklemme verbunden sind. Daher wird das Steuersignal von der integrierten Schaltung eingegeben, um die zwei Halbleiterschalter S1 und S3 zu steuern.
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13 zeigt eine Wasserpumpe 50, welche den oben beschriebenen Motor verwendet. Die Wasserpumpe 50 weist ein Pumpengehäuse 54 auf, welches eine Pumpenkammer 52, einen Eingang 56 und einen Ausgang 58, welche in Verbindung mit der Pumpenkammer stehen, einen Impeller 60, welcher drehbar in der Pumpenkammer angeordnet ist, und eine Motoranordnung auf, die dazu ausgebildet ist, den Impeller anzutreiben. 14 zeigt einen Ventilator, der den oben beschriebenen Motor verwendet. Der Ventilator weist einen Propeller 70 auf, welcher direkt oder indirekt über eine Achse des Motors angetrieben wird.
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Mit dem Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird sichergestellt, dass der Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor jedes Mal, wenn der Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor eingeschaltet wird, in einer festen Richtung startet und dreht. Bei Anwendungen an einem Ventilator, wie beispielsweise einem Abluftventilator und einer Dunstabzugshaube, oder einer Wasserpumpe wie beispielsweise eine Umwälzpumpe und einer Schachtpumpe, wird ein Propeller und ein Impeller, welcher gebogene Flügel haben kann, durch den Läufer angetrieben, wodurch die Effizienz des Ventilators und der Wasserpumpe verbessert wird.
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Bei einer Motoranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Motor mit einem bidirektionalen Wechselstromschalter zwischen einem Knoten A und einem Knoten B in Reihe geschaltet sein, und der Knoten A und der Knoten B können jeweils mit den zwei Klemmen der Wechselstromversorgung verbunden sein.
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Die Motoranordnung gemäß der Ausführungsform kann, aber ist nicht darauf beschränkt, für eine Pumpe, einen Ventilator, ein Haushaltsgerät oder ein Fahrzeug angewendet werden, und die Haushaltsgeräte können beispielsweise eine Waschmaschine, einen Geschirrspüler, eine Dunstabzugshaube und einen Belüftungsventilator aufweisen.
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Was oben beschrieben wird, sind nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und es ist nicht beabsichtigt, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu definieren. Jegliche Änderungen, gleichwertige Substitutionen, Verbesserungen usw., welche innerhalb des Grundgedankens und der Prinzipien der vorliegenden Offenbarung gemacht werden, sind alle in dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung beinhaltet. Zum Beispiel wird die Treiberschaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht nur auf den Einphasen-Permanent-Magnetsynchronmotor angewendet, aber wird auch auf andere Typen von Permanent-Magnetmotoren wie beispielsweise bürstenlose Einphasen-Gleichstrommotoren angewendet.
