DE102017107078A1

DE102017107078A1 - Elektrowerkzeug und Motortreibersystem davon

Info

Publication number: DE102017107078A1
Application number: DE102017107078.8A
Authority: DE
Inventors: Hai Bo MA; Yuk Tung LO; Jin Zhou CHEN; Yong Sheng GAO; Jian Xun ZOU; Song Chen
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2017-10-05
Also published as: US20170288580A1; CN107294438A

Abstract

Es wird ein Motortreibersystem vorgeschlagen, das umfasst: einen Inverter mit einer oberen Halbbrücke und einer unteren Halbbrücke, wobei die obere Halbbrücke und die untere Halbbrücke jeweils wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente aufweisen und wobei der Inverter konfiguriert ist für die Umwandlung einer von der Stromversorgung bereitgestellten Spannung in einen Wechselstrom zum Antreiben eines Motors; eine Mikrosteuereinheit, die konfiguriert ist für die Ausgabe eines Ansteuersignals, um alternierend jeweils zwei der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und jeweils zwei der wenigstens zwei Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke zu aktivieren, wenn der Motor bremst, wobei eine Motorwicklung und die aktivierten Halbleiterschalterelemente einen Stromkreis bilden; und einen Kondensator, der konfiguriert ist für die Zufuhr von Strom zur Mikrosteuereinheit, wenn der Motor einen Bremsung durchführt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug und insbesondere ein bei dem Elektrowerkzeug anwendbares Motortreibersystem.
HINTERGRUND
Elektrowerkzeuge werden sowohl in der Industrie als auch im alltäglichen Leben häufig verwendet. Der Motor wird nach aktueller Vorgehensweise gebremst, indem jeweils zwei von drei Halbleiterschalterelementen einer oberen Halbbrücke und einer unteren Halbbrücke aktiviert und der Betrieb des Motors dadurch gestoppt wird. Während des Bremsens wird jedoch die Stromversorgung benötigt, um die Mikrosteuereinheit kontinuierlich mit Strom zu versorgen, so dass diese an die Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke oder die Schalter der unteren Halbbrücke ein Bremssignal ausgeben kann, wodurch elektrische Energie verschwendet wird.
ÜBERSICHT
Erfindungsgemäß werden ein Elektrowerkzeug und ein Motortreibersystem vorgeschlagen, bei welchem eine Mikrosteuereinheit während des Bremsen durch einen Kondensator betrieben und auf diese Weise elektrische Energie gespart wird.
Ein Motortreibersystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst:
einen Inverter mit einer oberen Halbbrücke und einer unteren Halbbrücke, wobei die obere Halbbrücke und die untere Halbbrücke jeweils wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente umfassen und der Inverter konfiguriert ist für die Umwandlung einer von einer Stromversorgung bereitgestellten Spannung in einen Wechselstrom für den Antrieb eines Motors;
eine Mikrosteuereinheit, die konfiguriert ist für die Ausgabe eines Ansteuersignals zum alternierenden Aktivieren von jeweils zwei der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und von jeweils zwei der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke, wenn der Motor bremst, wodurch eine Motorwicklung und die aktivierten Halbleiterschalterelemente einen Stromkreis bilden; und
einen Kondensator, der konfiguriert ist für die Stromzufuhr zu der Mikrosteuereinheit, wenn der Motor bremst.
Vorzugsweise ist eine Freilaufdiode mit jedem der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet; wobei die Mikrosteuereinheit ferner derart konfiguriert ist, dass diese das Ansteuersignal ausgibt, um eines der beiden aktivierten Halbleiterschalterelemente zu deaktivieren, wenn eine Drehzahl des Motors größer ist als ein erster vorgegebener Wert und kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert und wenn eine Spannung über dem Kondensator niedriger ist als ein vorgegebener Wert während der Motor bremst, wobei die Motorwicklung den Kondensator über das andere der beiden aktivierten Halbleiterschalterelemente und eine Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärtsseite befindet wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement.
Vorzugsweise umfasst das Motortreibersystem ferner eine Diode, deren Anode mit der Mikrosteuereinheit, dem Kondensator und dem Inverter verbunden ist, und deren Kathode mit der Stromversorgung verbunden ist, wobei bei einer Drehzahl des Motors, die größer ist als der zweite vorgegebene Wert, die Motorwicklung den Kondensator und die Stromversorgung gleichzeitig lädt.
Vorzugsweise beträgt eine Anzahl von Motorwicklungen wenigstens zwei, wobei die Mikrosteuereinheit ein einem Bremsvorgang eine erste Motorwicklung mit einer maximalen gegenelektromotorischen Kraft und eine zweite Motorwicklung mit einer minimalen gegenelektromotorischen Kraft entsprechend einer Magnetpolposition eines Läufers des Motors bestimmt und das Ansteuersignal zum alternierenden Steuern der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke für deren Aktivierung, wobei die aktivierten Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke ein erstes Halbleiterschalterelement umfassen, das die erste Motorwicklung steuert, und ein zweites Halbleiterschalterelement, das die zweite Motorwicklung steuert, und wobei die aktivierten Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke ein drittes Halbleiterschalterelement umfasst, das die erste Motorwicklung und ein viertes Halbleiterschalterelement steuert, das die zweite Motorwicklung steuert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung über das aktivierte erste Halbleiterschalterelement und das aktivierte zweite Halbleiterschalterelement miteinander kurzgeschlossen werden oder über das aktivierte dritte Halbleiterschalterelement und das aktivierte vierte Halbleiterschalterelement miteinander kurzgeschlossen werden.
Vorzugsweise ist eine Freilaufdiode mit jedem der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet; und die Mikrosteuereinheit ist ferner konfiguriert für das Deaktivieren des zweiten Halbleiterschalterelements, wenn das erste Halbleiterschalterelement und das zweite Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke aktiviert werden und eine Spannung über dem Kondensator niedriger ist als ein vorgegebener Wert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung den Kondensator über das erste Halbleiterschalterelement und eine mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das zweite Halbleiterschalterelement parallelgeschaltete Freilaufdiode laden; und für das Deaktivieren des dritten Halbleiterschalterelements, wenn das dritte Halbleiterschalterelement und das vierte Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke aktiviert sind und eine Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung den Kondensator über das aktivierte vierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode laden, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie die das dritte Halbleiterschalterelement parallelgeschaltet ist.
Vorzugsweise umfasst das Motortreibersystem ferner einen Positionssensor, der konfiguriert ist für die Ausgabe eines Hall-Signals entsprechend der Magnetpolposition des Läufers, wobei der Inverter eine obere Halbbrücke und eine untere Halbbrücke umfasst. Die obere Halbbrücke umfasst einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter und einen dritten Schalter, und die untere Halbbrücke umfasst einen vierten Schalter, einen fünften Schalter und einen sechsten Schalter, wobei zwischen dem ersten Schalter und dem vierten Schalter, zwischen dem zweiten Schalter und dem fünften Schalter und zwischen dem dritten Schalter und dem sechsten Schalter jeweils ein Knoten gebildet ist und wobei die Mikrosteuereinheit, während der Motor gebremst wird, den fünften Schalter und den sechsten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 101 aufweist, den vierten und den fünften Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 100 aufweist, den vierten und den sechsten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 110 aufweist, den zweiten und den dritten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 010 aufweist, den ersten und den zweiten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 011 aufweist, und den ersten Schalter und den dritten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 001 aufweist.
Vorzugsweise ist die Mikrosteuereinheit ferner derart konfiguriert, dass diese bei der Durchführung eines Bremsvorgangs den sechsten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 101 aufweist und eine Spannung über dem Kondensator niedriger ist als ein vorgegebener Wert, den vierten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 100 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, den vierten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 110 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, den zweiten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 010 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, den zweiten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 011 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, und den dritten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 001 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert.
Vorzugsweise beträgt die Anzahl von Motorwicklungen eins, wobei die Mikrosteuereinheit bei der Durchführung eines Bremsvorgangs ein PWM-Signal entsprechend der Magnetpolposition eines Läufers ausgibt, um die zu aktivierenden Halbleiterelemente der oberen Halbbrücke und die zu aktivierenden Halbleiterelemente der unteren Halbbrücke alternierend zu steuern und wobei die Motorwicklung und die aktivierten Halbleiterelemente einen Stromkreis bilden.
Vorzugsweise ist eine Freilaufdiode mit jedem der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet; wobei die Mikrosteuereinheit ferner konfiguriert ist zum Deaktivieren eines Halbleiterschalterelements, das einen Phasenstrom in die Motorwicklung lenkt, wenn die Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke aktiviert werden und eine Spannung über dem Kondensator niedriger ist als ein vorgegebener Wert, wobei die Motorwicklung den Kondensator über das aktivierte Halbleiterschalterelement und die Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke parallelgeschaltet ist; und zum Deaktivieren eines Halbleiterschalterelements, das den Phasenstrom aus der Motorwicklung lenkt, wenn die Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei die Motorwicklung den Kondensator das aktivierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke liegt.
Vorzugsweise umfasst das Motortreibersystem ferner einen Positionssensor, der konfiguriert ist für die Ausgabe eines Hall-Signals entsprechend einer Magnetpolposition des Läufers, wobei der Inverter eine obere Halbbrücke und eine untere Halbbrücke umfasst, wobei die obere Halbbrücke einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter und die untere Halbbrücke einen dritten und einen vierten Schalter umfasst, wobei zwischen dem ersten Schalter und dem dritten Schalter und zwischen dem zweiten Schalter und dem vierten Schalter jeweils ein Knoten gebildet ist und wobei während des Bremsens des Motors die Mikrosteuereinheit den dritten Schalter und den vierten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 10 aufweist, und den ersten und den zweiten Schalter aktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 01 aufweist.
Vorzugsweise ist die Mikrosteuereinheit ferner derart konfiguriert, dass diese, wenn ein Bremsvorgang durchgeführt wird, den dritten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 10 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als ein vorgegebener Wert, und den ersten Schalter deaktiviert, wenn das von dem Positionssensor ausgegebene Hall-Signal den Wert 01 aufweist und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert.
Vorzugsweise liefert der Kondensator, während der Motor gebremst wird, Strom direkt an die Mikrosteuereinheit, wenn eine Drehzahl des Motors niedriger ist als ein erster vorgegebener Wert.
Vorzugsweise umfasst das Motortreibersystem ferner einen Schalter, der zwischen die Stromversorgung und die Mikrosteuereinheit geschaltet ist, wobei, wenn der Schalter geschlossen wird, die Stromversorgung Strom zu der Mikrosteuereinheit direkt über den Schalter zuführt, und wobei der Schalter, wenn dieser geöffnet wird, ein Öffnungs-Signal an die Mikrosteuereinheit sendet, so dass die Mikrosteuereinheit ein Bremssignal zu dem Inverter überträgt, um den Motor zum Stoppen des Betriebs zu steuern, und wobei die Stromversorgung die Zufuhr von Strom zur Mikrosteuereinheit stoppt.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Elektrowerkzeug angegeben, umfassend: ein Gehäuse, einen Arbeitskopf, der sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt, einen Motor für den Antrieb des Arbeitskopfes und das Motortreibersystem gemäß einem der vorstehend beschriebenen Motortreibersysteme.
Bei vorstehendem Elektrowerkzeug wird die Mikrosteuereinheit, wenn der Motor einen Bremsvorgang durchführt, ohne die Stromversorgung von dem Kondensator gespeist, wodurch elektrische Energie gespart wird. Ferner lädt die Motorwicklung die Stromversorgung, wenn die Drehzahl des Motors den vorgegebenen Wert überschreitet, wodurch die Lebensdauer der Stromversorgung verlängert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Motortreibersystems gemäß einer Ausführungsform;
2 ist ein Diagramm eine Drehzahlvariation eines Läufers eines Motors während des Bremsens des Motors;
3 ist ein Schaltungsdiagramm gemäß einer Ausführungsform;
4 ist ein Wellenformdiagramm von Hall-Signalen und gegenelektromotorischen Kräften des Motortreibersystems von 3;
5 zeigt schematisch das Motortreibersystem gemäß der Ausführungsform, das einen Bremsvorgang durchzuführen hat, wenn das Hall-Signal den Wert 101 aufweist;
6 zeigt schematisch das Motortreibersystem gemäß einer Ausführungsform, das einen Bremsvorgang durchzuführen hat, wenn das Hall-Signal den Wert 010 aufweist;
7 zeigt schematisch in einem Diagramm das Laden eines Kondensators des Motortreibersystems gemäß einer Ausführungsform, wenn das Hall-Signal den Wert 101 aufweist;
8 zeigt schematisch in einem Diagramm das Laden des Kondensators des Motortreibersystems gemäß einer Ausführungsform, wenn das Hall-Signal den Wert 010 aufweist;
9 ist ein Schaltungsdiagramm eines Motortreibersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform;
10 zeigt schematisch das Motortreibersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform, das einen Bremsvorgang durchzuführen hat, wenn das Hall-Signal den Wert 10 aufweist;
11 zeigt schematisch das Motortreibersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform, das einen Bremsvorgang durchzuführen hat, wenn das Hall-Signal den Wert 01 aufweist;
12 zeigt schematisch in einem Diagramm das Laden eines Kondensators des Motortreibersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform, wenn das Hall-Signal den Wert 10 aufweist;
13 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Fall, in dem der Kondensator des Motortreibersystems geladen wird, wenn das Hall-Signal den Wert 01 aufweist, gemäß einer weiteren Ausführungsform;
14 zeigt schematisch ein Elektrowerkzeug, bei welchem das vorstehende Motortreibersystem angewendet wird.
DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die technischen Lösungen gemäß speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen verständlich und umfassend beschrieben. Dabei dienen die Zeichnungen lediglich Erläuterungszwecken und stellen keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung dar. In den Zeichnungen dargestellte Dimensionen sind im Hinblick auf eine klare und verständliche Darstellung gewählt, ohne ein proportionales Verhältnis zu definieren.
Es wird auf 1 Bezug genommen. Ein erfindungsgemäßes Motortreibersystem ist konfiguriert zum Treiben eines Motors für den Betrieb des Motors oder zum Stoppen des Betriebs des Motors. In dieser Ausführungsform ist der Motor 10 ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor), der einen Ständer hat und einen Läufer, der sich relativ zu dem Ständer drehen kann. Der Ständer hat einen Ständerkern und eine auf dem Ständerkern ausgeführte Wicklung. Der Ständerkern kann aus einem weichmagnetischen Material wie Reineisen, Gusseisen, Gussstahl, Elektrostahl und Siliziumstahl hergestellt sein. Der Läufer ist mit einem Permanentmagnet und einem Kühlgebläse versehen.
Eine Stromversorgung 20 versorgt den Motor 10 mit elektrischem Strom. In dieser Ausführungsform kann die Stromversorgung 20 eine aufladbare Batterie sein, die in einem mit dem Motor 10 versehenen Elektrowerkzeug herausnehmbar befestigt ist.
Das Motortreibersystem umfasst eine Mikrosteuereinheit 30, einen Positionssensor 40, einen Inverter 50, einen Kondensator 60 und einen Schalterkreis 70.
Die Mikrosteuereinheit 30 ist konfiguriert für die Ausgabe eines Signals zum Steuern eines Leistungsmodus des Inverters 50. In anderen Ausführungsformen kann das Motortreibersystem ferner einen Spannungsregler enthalten, der konfiguriert ist für die Abwärtswandlung einer von der Stromversorgung 20 gelieferten Spannung und für deren Bereitstellung an die Mikrosteuereinheit 30, und einen Treiber, der konfiguriert ist für eine Verstärkung oder für die Durchführung einer Stromverstärkung an einem Signal, das von der Mikrosteuereinheit 30 ausgegeben wird, und für dessen Übertragung zu dem Inverter 50. In dieser Ausführungsform ist das Signal ein PWM-Signal.
Der Positionssensor 40 ist mit der Mikrosteuereinheit 30 verbunden und ist konfiguriert für die Erfassung eines Magnetpolposition und einer Drehzahl des Läufers des Motors. In dieser Ausführungsform ist der Positionssensor 40 ein Hall-Sensor. Es versteht sich, dass die Magnetpolposition und die Drehzahl des Läufers in anderen Ausführungsformen anstelle der Verwendung des Positionssensors 40 gegebenenfalls auch ohne den Positionssensor erfasst werden können.
Der Inverter 50 ist zwischen die Mikrosteuereinheit 30 und den Motor 10 geschaltet. Der Inverter 50 kann ein Dreiphasen-Inverter sein mit einer oberen Halbbrücke und einer unteren Halbbrücke, die jeweils mehrere Halbleiterschalterelemente und Freilaufdioden umfassen, die jeweils mit zwei Anschlüssen eines der Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet sind. In dieser Ausführungsform sind die Halbleiterschalterelemente MOSFETs. Der Inverter 50 ist konfiguriert für die Umwandlung einer von der Stromversorgung 20 bereitgestellten Spannung in einen Wechselstrom für den Antrieb des Motors 10.
Der Kondensator 60 und der Inverter 50 sind mit zwei Anschlüssen des Schalterkreises 70 und der Stromversorgung 20 parallelgeschaltet. Der Kondensator 60 dient zum Filtern und Speichern von elektrischer Energie.
Der Schalterkreis 70 umfasst einen Schalter 71. Wenn der Schalter 71 geschlossen wird, liefert die Stromversorgung 20 Strom an die Mikrosteuereinheit 30 und den Inverter 50 und lädt gleichzeitig über den Schalter 71 den Kondensator 60. Wenn der Schalter 71 geöffnet wird, gibt der Schalter 71 ein Öffnungs-Signal an die Mikrosteuereinheit 30 aus, so dass die Mikrosteuereinheit 30 ein Bremssignal and den Inverter 50 ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Kondensator 60 Strom an die Mikrosteuereinheit 30, so dass der Inverter 50 den Motor 10 zum Stoppen seines Betriebs steuert. Wenn der Schalter 71 geöffnet wird, stoppt die Stromversorgung 20 die Stromzufuhr zu der Mikrosteuereinheit 30 und zu dem Inverter 50.
Im Folgenden wird ein Betriebsablauf des Motortreibersystems im Detail beschrieben.
Wenn der Schalter 71 geschlossen wird, liefert die Stromversorgung 20 Strom an die Mikrosteuereinheit 30 und lädt gleichzeitig den Kondensator 60 über den Schalter 71. Die Mikrosteuereinheit 30 steuert den Inverter 50 entsprechend der Magnetpolposition des Läufers an, die durch den Positionssensor 40 erfasst wird, um den Motor 10 für dessen Betrieb zu steuern.
Wenn der Schalter 71 geöffnet wird, gibt der Schalter 71 das Öffnungs-Signal an die Mikrosteuereinheit 30 aus. Die Mikrosteuereinheit 30 überträgt als Antwort auf das Öffnungs-Signal ein PWM-Signal, um alternierend jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke für deren Aktivierung zu steuern. Die Motorwicklung und die aktivierten Halbleiterschalterelemente bilden einen Schaltkreis, in welchem ein Phasenstrom erzeugt wird. Eine Richtung des Phasenstroms ist die gleiche wie die der gegenelektromotorischen Kraft, die durch die Motorwicklung erzeugt wird, wenn sich der Motor 10 dreht. Aus diesem Grund ist der Phasenstrom in der Lage, die Drehung des Motors 10 zu verhindern, wodurch die Bremsung des Motors 10 erfolgt.
Wenn der Schalter 71 geöffnet wird, stoppt die Stromversorgung 20 die Stromzufuhr zu der Mikrosteuereinheit 30. Wenn die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors kleiner ist als ein erster vorgegebener Wert (z.B. 55 U/min), liefert der Kondensator 60 direkt Strom an die Mikrosteuereinheit 30. Da zu diesem Zeitpunkt die Drehzahl des Läufers des Motors kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, dauert das Bremsen des Motors 10 nur eine kurze Zeit. Deshalb reicht der von dem Kondensator 60 bereitgestellte Strom für die Ansteuerung der Mikrosteuereinheit 30, so dass diese den Inverter 50 ansteuert, damit dieser wiederum den Motor 10 zum Stoppen seines Betriebs steuert.
Wenn die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors größer ist als ein vorgegebener Wert (z.B. 55 U/min) und kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert (z.B. 80 U/min), dauert das Bremsen des Motors 10 lange. Deshalb reicht der von dem Kondensator 60 bereitgestellte Strom nicht aus, um die Mikrosteuereinheit 30 anzusteuern, so dass diese den Inverter 50 aktiviert, damit dieser den Motor 10 zum Stoppen seines Betriebs steuert. In diesem Fall muss der Kondensator 60 geladen werden. Wenn die Mikrosteuereinheit 30 einen Bremsvorgang durchführt und dabei die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors größer ist als ein erster vorgegebener Wert (z.B. 55 U/min) und eine Spannung über dem Kondensator niedriger ist als ein vorgegebener Wert, überträgt die Mikrosteuereinheit ferner das PWM-Signal zum Steuern eines der beiden aktivierten Halbleiterschalterelemente für dessen Deaktivierung. Die Motorwicklung lädt den Kondensator 60 über einen Pfad, der durch die Motorwicklung, das aktivierte Halbleiterschalterelement, eine Freilaufdiode, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement liegt, und den Kondensator 60 gebildet wird. Daher erzeugt der Motor 10, wenn der Bremsvorgang durchgeführt wird, ferner elektrischen Strom zu Laden des Kondensators 60, wenn die Drehzahl des Läufers des Motors höher ist als der erste vorgegebene Wert (z.B. 55 U/min) und niedriger als der zweite vorgegebene Wert (z.B. 80 U/min), wobei die Mikrosteuereinheit 30 durch den Kondensator 60 gespeist wird.
In dieser Ausführungsform umfasst der Schalterkreis 70 ferner eine Diode 72, wobei eine Anode der Diode 72 mit der Mikrosteuereinheit 30, dem Kondensator 60 und dem Inverter 50 und eine Kathode der Diode 72 mit der Stromversorgung 20 verbunden ist. Der Schalter 71 ist mit der Diode 72 parallelgeschaltet. Wenn der Motor 10 einen Bremsvorgang durchführt, ist der elektrische Strom, der während des Bremsens des Motors 10 erzeugt wird, bedeutend, wenn die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors größer ist als der zweite vorgegebene Wert (z.B. 80 U/min), so dass eine Spannung über dem Motor 10 höher ist als eine Spannung der Stromversorgung 20, die Diode 72 angeschaltet wird und der Motor 10 die Stromversorgung 20 über die Diode 72 lädt.
Auf diese Weise wird die Mikrosteuereinheit 30 direkt von dem Kondensator 60 gespeist, wenn der Motor 10 einen Bremsvorgang durchführt und dabei die Drehzahl des Läufers des Motors niedriger ist als der erste vorgegebene Wert. Wenn die Drehzahl des Läufers des Motors höher ist als erste vorgegebene Wert und niedriger als der zweite vorgegebene Wert, lädt der Motor 10 den Kondensator 60, und der Kondensator 60 liefert Strom an die Mikrosteuereinheit 30. Wenn die Drehzahl des Läufers des Motors höher als der zweite vorgegebene Wert ist, liefert der Motor 10 über den Kondensator 60 Strom an die Mikrosteuereinheit 30 und lädt gleichzeitig die Stromversorgung 20.
In dieser Ausführungsform arbeitet die Mikrosteuereinheit 30, die bei der Durchführung eines Bremsvorgangs ein PWM-Signal überträgt, um alternierend jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke zum Anschalten zu steuern und um jeweils zwei der Halbleiterschaltelemente der unteren Halbbrücke zum Anschalten zu steuern, folgendermaßen: die Mikrosteuereinheit 30 steuert alternierend jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten während einer ersten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 und jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten während einer zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10.
In anderen Ausführungsformen arbeitet die Mikrosteuereinheit 30, die bei der Durchführung eines Bremsvorgangs ein PWM-Signal überträgt, um alternierend jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke zum Anschalten zu steuern und um jeweils zwei der Halbleiterschaltelemente der unteren Halbbrücke zum Anschalten zu steuern, folgendermaßen: die Mikrosteuereinheit 30 steuert alternierend jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten während einer ersten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 und jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten während einer zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10; oder die Mikrosteuereinheit 30 steuert alternierend zwei Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten und zwei Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten.
In einer Ausführungsform beträgt die Anzahl von Wicklungen des Ständers des Motors mindestens zwei. Wenn der Motor 10 bremst, bestimmt die Mikrosteuereinheit 30 entsprechend der Magnetpolposition des Läufers des Motors eine erste Motorständerwicklung mit einer maximalen gegenelektromotorischen Kraft und eine zweite Motorständerwicklung mit einer minimalen gegenelektromotorischen Kraft. Die Mikrosteuereinheit 30 überträgt das PWM-Signal, um alternierend die Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und die Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zum Anschalten zu steuern, wobei die aktivierten Halbleiterschaltelemente der oberen Halbbrücke ein erstes Halbleiterschaltelement umfassen, das die erste Motorständerwicklung steuert, und ein zweites Halbleiterschaltelement, das die zweite Motorständerwicklung steuert, und wobei die aktivierten Halbleiterschaltelemente der unteren Halbbrücke ein drittes Halbleiterschalterelement umfassen, das die erste Motorständerwicklung steuert, und ein viertes Halbleiterschalterelement, das die zweite Motorständerwicklung steuert, so dass die erste Motorständerwicklung und die zweite Motorständerwicklung über das erste aktivierte Halbleiterschalterelement und das aktivierte zweite Halbleiterschalterelement miteinander kurzgeschlossen werden oder über das aktivierte dritte Halbleiterschalterelement und das aktivierte vierte Halbleiterschalterelement miteinander kurzgeschlossen werden. Der Phasenstrom wird durch die gegenelektromotorischen Kräfte von der ersten Motorständerwicklung und der zweiten Motorständerwicklung erzeugt. Da die erste Motorständerwicklung mit der maximalen gegenelektromotorischen Kraft und die zweite Motorständerwicklung mit der minimalen gegenelektromotorischen Kraft aktiviert werden, ist eine zwischen der ersten Motorständerwicklung und der zweiten Motorständerwicklung gebildete Spannungsdifferenz maximal. Aus diesem Grund ist der durch die erste Motorständerwicklung und die zweite Motorständerwicklung fließende Phasenstrom maximal, und das erzeugte Bremsmoment ist maximal, so dass der Motor 10 schneller bremsen kann.
Wenn in dieser Ausführungsform die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors größer ist als der erste vorgegebene Wert (z.B. 55 U/min) und das erste Halbleiterschalterelement und das zweite Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator 60 niedriger ist als der vorgegebene Wert, steuert die Mikrosteuereinheit 30 das Halbleiterschalterelement, das die zweite Motorwicklung zum Abschalten steuert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung den Kondensator 60 über das aktivierte erste Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode laden, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite liegt wie das zweite Halbleiterschalterelement. Wenn das dritte Halbleiterschalterelement und das vierte Halbleiterschalterelement der unteren Halbleiterbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator niedriger ist als der vorgegebene Wert, steuert die Mikrosteuereinheit 30 das dritte Halbleiterschaltelement der unteren Halbbrücke, das die erste Motorwicklung zum Abschalten steuert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung den Kondensator 60 über das aktivierte vierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode laden, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das dritte Halbleiterschalterelement liegt. Da der durch die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung fließende Phasenstrom maximal ist, ist die während des Bremsens erzeugt elektrische Energie maximal, und die dem Kondensator 60 zugeführte elektrische Energie ist maximal.
In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Anzahl von Motorständerwicklungen eins. In diesem Fall beträgt die Anzahl der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke zwei und die Anzahl der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zwei. Wenn der Motor 10 bremst, gibt die Mikrosteuereinheit 30 entsprechend der Magnetpolposition des Läufers, die durch den Positionssensor 40 erfasst wird, das PWM-Signal aus, um alternierend die beiden Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und die beiden Hableiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zum Anschalten zu steuern. Die Motorständerwicklung und die aktivierten Halbleiterschalterelemente bilden einen Stromkreis, in welchem der Phasenstrom erzeugt wird. Die Richtung des Phasenstroms ist die gleiche wie die der gegenelektromotorischen Kraft, die von den Motorständerwicklungen erzeugt wird, wenn sich der Motor 10 dreht, wodurch der Motor 10 bremsen kann.
Wenn in dieser Ausführungsform die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors größer ist als der erste vorgegebene Wert (z.B. 55 U/min), steuert die Mikrosteuereinheit 30 ferner ein Halbleiterschalterelement, das den Phasenstrom in die abzuschaltende Motorwicklung lenkt, wenn die Halbleiterschalterelemente der oberen Halbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator 60 niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei die Motorwicklung den Kondensator 60 über das aktivierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite liegt wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke, und steuert ein Halbleiterschalterelement, das den Phasenstrom aus der abzuschaltenden Wicklung lenkt, wenn die Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator 60 niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei die Motorwicklung den Kondensator 60 über das aktivierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite befindet wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke.
Es wird auf 2 Bezug genommen, die in einem Diagramm die Drehzahlvariation eines Läufers eine Motors während des Bremsens des Motors zeigt, wobei die Zeit t an der horizontalen Achse und die Drehgeschwindigkeit v des Läufers des Motors an der vertikalen Achse angegeben ist. Während des Bremsens des Motors sind t1 und t3 die Zeitdauern, während derer der Motor einen Bremsvorgang durchführt. Während dieser Zeitdauern überträgt die Mikrosteuereinheit 30 das PWM-Signal, um jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke zum Anschalten zu steuern, oder um jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zum Anschalten zu steuern. t2 und t4 sind Zeitdauern, während derer der Motor 10 die Stromversorgung 20 und/oder den Kondensator 60 lädt. Während dieser Zeitdauern überträgt die Mikrosteuereinheit 30 das PWM-Signal, um eines der angeschalteten Halbleiterschalterelemente zum Abschalten zu steuern. tn ist eine Zeitdauer, während der der Motor 10 eine passive Bremsung durchführt. Wenn während dieser Zeitdauer der Kondensator 60 nicht ausreicht, um die Mikrosteuereinheit 30 zum Ausgeben eines Signals anzusteuern, wechselt der Motor 10 in den natürlichen Bremszustand. In dieser Ausführungsform ist tn gleich 0, das heißt, die Zeit, die der Motor 10 für eine natürliche Bremsung benötigt, ist 0. In diesem Fall bremst der Motor 10 während des Bremsvorgangs wiederholt und lädt den Kondensator 60 wiederholt, bis der Betrieb des Motors 10 stoppt. In anderen Ausführungsformen ist tn größer als 0. In diesem Fall führt der Motor 10 eine natürliche Bremsung durch, bis der Betrieb des Motors 10 stoppt.
Es wird auf 3 Bezug genommen, die ein Schaltungsdiagramm eines Motortreibersystems gemäß einer Ausführungsform zeigt. Der Inverter 50 ist ein Dreiphasen-Vollbrücken-Inverter, der aus Halbleiterschaltelementen Q1 bis Q6 besteht, wobei Eingangsanschlüsse des Inverters 50 mit dem Kondensator 60 parallelgeschaltet sind und wobei die Halbleiterschalterelemente Q1 bis Q3 die obere Halbbrücke und die Halbleiterschalter Q4 bis Q6 die untere Halbbrücke bilden. Ein Strom der ersten Phase wird über einen Knoten zwischen dem Halbleiterschalterelement Q1 und dem Halbleiterschalterelement Q4 an die Motorständerwicklung L1 und ein Strom der zweiten Phase über einen Knoten zwischen dem Halbleiterschalterelement Q2 und dem Halbleiterschalterelement Q5 an die Motorständerwicklung L2 und ein Strom der dritten Phase über einen Knoten zwischen dem Halbleiterschalterelement Q3 und dem Halbleiterschalterelement Q6 an die Motorständerwicklung L3 ausgegeben. Zwei Anschlüsse jedes der Halbleiterschalterelemente Q1 bis Q6 ist mit einer betreffenden Freilaufdiode D1 bis D6 parallelgeschaltet.
Es wird auch auf 4 Bezug genommen, in der schematisch ein Wellenformdiagramm von Hall-Signalen und der gegenelektromotorischen Kräfte des Motorantriebssystems von 3 dargestellt sind. In 4 dreht sich der Motor 10 vorwärts, die Anzahl von Positionssensoren 40 beträgt drei, und die Positionssensoren 40 sind 120 Grad voneinander entfernt positioniert. Wenn der Motor 10 angetrieben wird, gibt die Mikrosteuereinheit 30 das PWM-Signal entsprechend den von den Positionssensoren 40 ausgegebenen Hall-Signalen aus, um das Anschalten und Abschalten der Halbleiterschalterelemente in dem Inverter 50 und dadurch den Leistungsmodus des Motors 10 zu steuern und den Motor 10 anzutreiben. Das Prinzip und das Verfahren sind identisch mit dem Prinzip und dem Verfahren einer üblichen elektrischen Steuereinheit, so dass deren weitergehende Beschreibung an dieser Stelle entfällt. Die Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 in 4 bezeichnen jeweils einen Sektor 1, einen Sektor 2, einen Sektor 3, einen Sektor 4, einen Sektor 5 und einen Sektor 6, wobei in dieser Ausführungsform die Sektoren 1 bis 3 Sektoren sind, die de Läufer des Motors während der ersten Hälfte eines Drehzyklus des Motors 10 abdeckt, und wobei die Sektoren 4 bis 6 Sektoren sind, die der Läufer des Motors während einer zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 abdeckt; Hall A, Hall B und Hall C sind Hall-Signale, die jeweils von drei Positionssensoren 40 ausgegeben werden; eU, eV und eW sind gegenelektromotorische Kräfte, die jeweils von der Motorständerwicklung L1, der Motorständerwicklung L2 und der Motorständerwicklung L3 erzeugt werden. Wenn sich der Läufer des Motors in einem bestimmten Sektor befindet, geben die Positionssensoren 40 entsprechende Hall-Signale aus. Aus diesem Grund ist die Entsprechung zwischen den Sektoren und den von den Positionssensoren 40 ausgegebenen Hall-Signalen eins zu eins, und desgleichen ist die Entsprechung zwischen den gegenelektromotorischen Kräften und den Positionen des Läufers des Motors eins zu eins. Ferner können die von den Positionssensoren 40 ausgegebenen Hall-Signale Positionen des Läufers des Motors anzeigen. Deshalb lassen sich die gegenelektromotorischen Kräfte entsprechend den von den Positionssensoren 40 ausgegebenen Hall-Signalen bestimmen.
Die Mikrosteuereinheit 30 führt entsprechend den Hall-Signalen eine PWM-Modulation an der oberen Halbbrücke oder an der unteren Halbbrücke des Inverters 50 durch, um eine Bremsung durchzuführen. Die Entsprechung zwischen den Sektoren, den Hall-Signalen und den aktivierten Halbleiterschalterelementen in dieser Ausführungsform ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Sektoren 1 2 3 4 5 6

Hall-Signale 101 100 110 010 011 001

Aktivierte Halbleiterschalterelemente Q5Q6 Q4Q5 Q4Q6 Q2Q3 Q1Q2 Q1Q3
Wenn ein Bremsvorgang durchgeführt wird, holt die Mikrosteuereinheit 30 die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors ein. Wenn die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, liefert der Kondensator 60 Strom zu der Mikrosteuereinheit 30, so dass die Mikrosteuereinheit 30 den Inverter 50 ansteuern kann. Im Folgenden wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in welchem das Hall-Signal bei der Durchführung eines Bremsvorgangs den Wert 101 aufweist.
Wenn die Mikrosteuereinheit 30 das Öffnungs-Signal empfängt, wird von den Positionssensoren 40 die Position des Läufers in dem Sektor 1 erfasst und das Hall-Signal 101 ausgegeben. Die erste Motorwicklung mit der maximalen gegenelektromotorischen Kraft ist die Motorwicklung L1, und die zweite Motorwicklung mit der minimalen gegenelektromotorischen Kraft ist die Motorwicklung L2. Zu diesem Zeitpunkt sind das dritte Halbleiterschalterelement, das die erste Motorwicklung steuert, und das vierte Halbleiterschalterelement, das die zweite Motorwicklung steuert, in der unteren Halbbrücke das Halbleiterschalterelement Q6 und das Halbleiterschalterelement Q5. Die Mikrosteuereinheit 30 aktiviert das Halbleiterschalterelement Q6 und das Halbleiterschalterelement Q5. In diesem Fall bilden die Motorwicklung L2, die Motorwicklung L3, das aktivierte Halbleiterschalterelement Q5 und das aktivierte Halbleiterschalterelement Q6 einen Stromkreis (wie in 5 gezeigt), in welchem der Phasenstrom erzeugt wird. Da eV < 0, eW < 0 sind, welche jeweils die minimale gegenelektromotorische Kraft und die maximale gegenelektromotorische Kraft sind, ist die zwischen der Motorständerwicklung L3 und der Motorständerwicklung L2 gebildete Spannungsdifferenz maximal, der erzeugte Phasenstrom ist maximal, und das erzeugte Bremsmoment ist maximal. Die Drehzahl des Motors 10 wird verringert. Wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors von dem Sektor 1 in den Sektor 2 bewegt, geben die Positionssensoren 40 das Hall-Signal 100 aus. Das Prinzip, nach welchem der Motor 10 einen Bremsvorgang durchführt, ist dasselbe Prinzip, nach welchem der Motor einen Bremsvorgang durchführt, wenn sich der Läufer in dem Sektor 1 befindet. Analog dazu ist das Prinzip, nach welchem der Motor 10 den Bremsvorgang durchführt, wenn sich der Motor 10 weiter dreht und der Läufer des Motors sich in den Sektor 3 bewegt und die Positionssensoren 40 das Hall-Signal 110 ausgeben, dasselbe Prinzip, nach welchem der Motor den Bremsvorgang durchführt, wenn sich der Läufer des Motors in dem Sektor 1 befindet.
Wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors in den Sektor 4 bewegt und die Positionssensoren 40 das Hall-Signal 010 ausgeben, ist die erste Motorwicklung mit der maximalen gegenelektromotorischen Kraft die Motorwicklung L2, und die zweite Motorwicklung mit der minimalen elektromotorischen Kraft ist die Motorwicklung L3. Zu diesem Zeitpunkt sind das erste Halbleiterschalterelement, das die erste Motorwicklung steuert, und das zweite Halbleiterschalterelement, das die zweite Motorwicklung steuert, in der oberen Halbbrücke das Halbleiterschalterelement Q2 und das Halbleiterschalterelement Q3. Die Mikrosteuereinheit 30 aktiviert das Halbleiterschalterelement Q2 und das Halbleiterschalterelement Q3. In diesem Fall bilden die Motorwicklung L2, die Motorwicklung L3, das aktivierte Halbleiterschalterelement Q2 und das aktivierte Halbleiterschalterelement Q3 einen Stromkreis (wie in 6 gezeigt), in welchem der Phasenstrom erzeugt wird. Da eV > 0, eW > 0 sind, welche jeweils die maximale gegenelektromotorische Kraft und die minimale gegenelektromotorische Kraft sind, ist die zwischen der Motorwicklung L2 und der Motorwicklung L3 gebildete Spannungsdifferenz maximal, der erzeugte Phasenstrom ist maximal, und das erzeugte Bremsmoment ist maximal. Wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors in den Sektor 5 bewegt, setzt die Mikrosteuereinheit 30 den Bremsvorgang fort; wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors in den Sektor 6 bewegt, setzt die Mikrosteuereinheit 30 den Bremsvorgang fort. Analog dazu führt die Mikrosteuereinheit 30 zyklisch einen Bremsvorgang durch, wenn sich der Läufer des Motors von dem Sektor 1 zu dem Sektor 6 bewegt, bis der Motor 10 den Betrieb stoppt.
Wenn die Positionssensoren 40 detektieren, dass die Drehzahl des Läufers des Motors zwischen dem ersten vorgegebenen Wert und dem zweiten vorgegebenen Wert liegt und die Spannung über dem Kondensator 60 niedriger ist als der vorgegebene Wert, liefert der Motor 10 während des Bremsens über den Kondensator 60 Strom zu der Mikrosteuereinheit 30.
Wenn die Mikrosteuereinheit 30 einen Bremsvorgang durchführt und das Hall-Signal den Wert 101 aufweist, aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 das Halbleiterschalterelement Q5 und das Halbleiterschalterelement Q6, wobei deren Funktionsprinzip identisch ist mit dem vorstehend beschriebenen Funktionsprinzip und an dieser Stelle nicht mehr eigens erläutert wird. Die Mikrosteuereinheit 30 steuert ferner das Halbleitersteuerelement Q6, das die Motorwicklung L3 zum Abschalten steuert. Dabei ist die Freilaufdiode, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das Halbleiterschalterelement Q6 liegt, die Freilaufdiode D3, und die Motorwicklung L2 und die Motorwicklung L3 laden den Kondensator 60 über die Freilaufdiode D3, die mit zwei Anschlüssen des Halbleiterschalterelements Q3, dem Kondensator 60 und dem aktivierten Halbleiterschalterelement Q3 parallelgeschaltet ist (wie in 7 gezeigt). Da der Kondensator 60 Strom an die Mikrosteuereinheit 30 liefert, kann die Mikrosteuereinheit 30, wenn sich der Motor 10 weiter dreht und der Läufer des Motors sich in andere Sektoren der ersten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 bewegt, den Inverter 50 ansteuern, damit ein Bremsung durchgeführt und während der Bremsung der Kondensator 60 geladen wird. Das Prinzip und das Verfahren zum Laden des Kondensators 60 sind hier identisch mit dem Prinzip und Verfahren zum Laden des Kondensators 60 während des Bremsens, wenn das Hall-Signal den Wert 101 aufweist.
Wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors in den Sektor 4 bewegt, gibt der Positionssensor 40 das Hall-Signal 010 aus, die Mikrosteuereinheit 30 aktiviert das Halbleiterschalterelement Q2 und das Halbleiterschalterelement Q3, so dass der Motor 10 bremsen kann. Das Funktionsprinzip ist das gleiche wie das vorstehend beschriebene Funktionsprinzip und wird daher an dieser Stelle nicht mehr gesondert erläutert. Die Mikrosteuereinheit 30 steuert ferner das Halbleiterschalterelement Q3, das die Motorwicklung L3 zum Abschalten steuert. Dabei ist die Freilaufdiode, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das Halbleiterschalterelement Q3 liegt, die Freilaufdiode D6, und die Motorwicklung L2 und die Motorwicklung L3 laden den Kondensator 60 über die Freilaufdiode D6, die mit zwei Anschlüssen des Halbleiterschalterelements Q3, dem Kondensator 60 und dem aktivierten Halbleiterschalterelement Q2 parallelgeschaltet ist (wie in 8 gezeigt). Der Kondensator 60 liefert Strom an die Mikrosteuereinheit 30, so dass die Mikrosteuereinheit 30, wenn sich der Motor 10 weiter dreht und der Läufer des Motors sich in andere Sektoren der zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 bewegt, den Inverter 50 ansteuern kann, so dass eine Bremsung durchgeführt wird und der Kondensator während der Bremsung geladen wird. Das Prinzip und das Verfahren zum Laden des Kondensators 60 sind hier identisch mit dem Prinzip und Verfahren zum Laden des Kondensators 60 während des Bremsens, wenn das Hall-Signal den Wert 010 aufweist. Analog dazu führt die Mikrosteuereinheit 30 zyklisch einen Bremsvorgang durch, und es wird über den Kondensator 60 zyklisch Strom zur Mikrosteuereinheit 30 geleitet, so dass sich der Läufer des Motors von dem Sektor 1 zu dem Sektor 6 bewegt, bis der Betrieb des Motors 10 stoppt.
Praktisch kann sich der Läufer, wenn die Mikrosteuereinheit 30 das Öffnungs-Signal empfängt, in anderen Sektoren befinden, zum Beispiel in dem Sektor 2, in welchem die Positionssensoren 40 das diesem Sektor entsprechende Hall-Signal 100 ausgeben und die Mikrosteuereinheit 30 das dem Hall-Signal 100 entsprechende Bremssignal ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt aktiviert die Mikrosteuereinheit 30, wenn sich der Motor 10 dreht, zyklisch die Halbleiterschalterelemente, jedoch nicht in der in Tabelle 1 angegebenen Reihenfolge Q4Q5, Q4Q6, Q2Q3, Q1Q2, Q1Q3, Q5Q6, sondern in der Reihenfolge: Q4Q5, Q4Q6, Q5Q6, Q1Q2, Q1Q3, Q2Q3. In anderen Ausführungsformen aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 zyklisch die Halbleiterschalterelemente in der in Tabelle 1 angegebenen Reihenfolge, die zum Beispiel lautet: Q4Q5, Q4Q6, Q2Q3, Q1Q2, Q1Q3, Q5Q6.
In einer weiteren Ausführungsformen steuert die Mikrosteuereinheit 30 gegebenenfalls nicht alternierend jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten während der ersten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 und jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke des Inverters 50 zum Anschalten in der zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10. Es ist ebenso möglich, dass die Mikrosteuereinheit 30 jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und jeweils zwei der Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zum Anschalten steuert. Zum Beispiel aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 zyklisch die Halbleiterschalterelemente in der Reihenfolge: Q5Q6, Q1Q2, Q4Q6, Q2Q3, Q4Q5, Q1Q3. In anderen Ausführungsformen aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 die Halbleiterelemente zyklisch in der in Tabelle 1 angegebenen Reihenfolge: Q4Q5, Q4Q6, Q2Q3, Q1Q2, Q1Q3, Q5Q6.
Wenn die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers größer ist als der zweite vorgegebene Wert, liefert der Motor 10 über den Kondensator 60 Strom an die Mikrosteuereinheit 30 und lädt gleichzeitig die Stromversorgung 20 während der Bremsung.
Es wird auf 9 Bezug genommen, in der ein Schaltungsdiagramm des Motortreibersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt ist. In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl von Positionssensoren 40 zwei. Der Inverter 50 ist einphasiger Inverter, der aus Halbleiterschalterelementen Q1 bis Q4 besteht, wobei die Halbleiterschalterelemente Q1 und Q2 die obere Halbbrücke und die Halbleiterschalterelemente Q3 und Q4 die untere Halbbrücke bilden. Der Phasenstrom wird über einen Knoten zwischen dem Halbleiterschalterelement Q1 und dem Halbleiterschalterelement Q3 und einen Knoten zwischen dem Halbleiterschalterelement Q2 und dem Halbleiterschalterelement Q4 an die Motorständerwicklung L1 ausgegeben. Zwei Anschlüsse jedes der Halbleiterschalterelemente Q1 bis Q4 sind mit einer betreffenden der Freilaufdioden D1 bis D4 parallelgeschaltet.
Da die gegenelektromotorischen Kräfte mit Positionen des Läufers des Motors eins zu eins übereinstimmen und die von den Positionssensoren 40 erfassten Hall-Signale die Positionen des Läufers des Motors angeben, können die gegenelektromotorischen Kräfte nach den Hall-Signalen bestimmt werden, die von den Positionssensoren 40 ausgegeben werden. Wenn das Hall-Signal den Wert 10 aufweist, beträgt die gegenelektromotorische Kraft e > 0; und wenn das Hall-Signal den Wert 01 aufweist, beträgt die gegenelektromotorische Kraft e > 0.
Die Mikrosteuereinheit 30 führt entsprechend den Hall-Signalen eine PWM-Modulation an der oberen Halbbrücke oder an der unteren Halbbrücke des Inverters 50 durch, wodurch der Bremsvorgang ausgeführt wird. Die Entsprechung zwischen den Sektoren, den Hall-Signalen und den aktivierten Halbleiterschalterelementen in dieser Ausführungsform ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Sektoren 1 2

Hall-Signale 10 01

Aktivierte Halbleiterschalterelemente Q3Q4 Q1Q2
Wenn der Bremsvorgang durchgeführt wird, bezieht die Mikrosteuereinheit 30 die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors. Ist die durch den Positionssensor 40 erfasste Drehzahl des Läufers des Motors kleiner als der erste vorgegebene Wert, liefert der Kondensator 60 Strom an die Mikrosteuereinheit 30, so dass die Mikrosteuereinheit 30 den Inverter 50 ansteuern kann. Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem das Hall-Signal beim Durchführen des Bremsvorgangs den Wert 10 aufweist.
Wenn die Mikrosteuereinheit 30 das Öffnungs-Signal empfängt und von den Positionssensoren 40 eine Magnetpolposition des Läufers in Sektor 1 erfasst und das Hall-Signal mit dem Wert 10 ausgegeben wird, aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 das Halbleiterschalterelement Q3 und das Halbleiterschalterelement Q4. In diesem Fall bilden die Motorwicklung L1, das aktivierte Halbleiterschalterelement Q3 und das aktivierte Halbleiterschalterelement Q4 einen Schaltkreis (wie in 10 gezeigt), in welchem der Phasenstrom erzeugt wird, wodurch die Bremsung erfolgt.
Die Drehzahl des Motors 10 wird verringert. Wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors in den Sektor 2 bewegt und der Positionssensor 40 das Hall-Signal 01 ausgibt, aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 das Halbleiterschalterelement Q1 und das Halbleiterschalterelement Q2. In diesem Fall bilden die Motorwicklung L1, das aktivierte Halbleiterschalterelement Q1 und das aktivierte Halbleiterschalterelement Q2 einen Schaltkreis (wie in 11) gezeigt, in welchem der Phasenstrom erzeugt wird, wodurch die Bremsung erfolgt. Analog dazu führt die Mikrosteuereinheit 30 zyklisch eine Bremsung durch, während sich der Läufer von dem Sektor 1 in den Sektor 2 bewegt, bis der Betrieb des Motors 10 stoppt.
Wenn der Positionssensor 40 feststellt, dass die Drehzahl des Läufers zwischen dem ersten vorgegebenen Wert und dem zweiten vorgegebenen Wert liegt, liefert der Motor 10 während des Bremsens über den Kondensator 60 Strom an die Mikrosteuereinheit 30.
Wenn die Mikrosteuereinheit 30 einen Bremsvorgang durchführt und das Hall-Signal den Wert 10 aufweist, aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 das Halbleiterschalterelement Q3 und das Halbleiterschalterelement Q4, wobei das Funktionsprinzip identisch ist mit dem bereits vorstehend beschriebenen Funktionsprinzip und an dieser Stelle nicht mehr gesondert erläutert wird. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die gegenelektromotorische Kraft e > 0, und das Halbleiterschalterelement Q3 lenkt den Phasenstrom aus der Motorwicklung L1. Die Mikrosteuereinheit 30 steuert das Halbleiterschalterelement Q3 zum Abschalten. Zu diesem Zeitpunkt lädt die Motorwicklung L1 den Kondensator 60 über die Freilaufdiode D1, die mit zwei Anschlüssen des Halbleiterschalterelements Q1, dem Kondensator 60 und dem aktivierten Halbleiterschalterelement Q4 parallelgeschaltet ist (wie in 12 gezeigt), wodurch Strom an die Mikrosteuereinheit 30 geliefert wird.
Wenn sich der Motor 10 weiter dreht, so dass sich der Läufer des Motors in den Sektor 2 bewegt, gibt der Positionssensor 40 das Hall-Signal 01 aus und die Mikrosteuereinheit 30 aktiviert das Halbleiterschalterelement Q1 und das Halbleiterschalterelement Q2, so dass der Motor 10 bremsen kann, wobei das Funktionsprinzip wie vorstehend beschrieben ist und nicht mehr näher erläutert wird. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die gegenelektromotorische Kraft der Motorwicklung L1 e > 0, und das Halbleiterschalterelement Q1 lenkt den Phasenstrom in die Motorwicklung L1. Die Mikrosteuereinheit 30 steuert das Halbleiterschalterelement Q1 zum Abschalten. Zu diesem Zeitpunkt lädt die Motorwicklung L1 den Kondensator 60 über die Freilaufdiode D3, die mit zwei Anschlüssen des Halbleiterschalterelements Q3, dem Kondensator 60 und dem aktivierten Halbleiterschalterelement Q2 parallelgeschaltet ist (wie in 13 gezeigt), wodurch Strom an die Mikrosteuereinheit 30 geliefert wird. Analog dazu führt die Mikrosteuereinheit 30 zyklisch einen Bremsvorgang durch, und es wird über den Kondensator 60 zyklisch Strom an die Mikrosteuereinheit 30 geliefert, während sich der Läufer des Motors von dem Sektor 1 in den Sektor 2 bewegt, bis der Betrieb des Motors 10 stoppt.
Praktisch kann sich der Läufer, wenn die Mikrosteuereinheit 30 das Öffnungs-Signal empfängt, auch in anderen Sektoren befinden, zum Beispiel in dem Sektor 2, wobei die Positionssensoren 40 das in diesem Sektor entsprechende Hall-Signal 01 ausgeben und die Mikrosteuereinheit 30 das dem Hall-Signal 01 entsprechende Bremssignal ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt aktiviert die Mikrosteuereinheit 30, wenn sich der Motor 10 dreht, zyklisch die Halbleiterschalterelemente in der in Tabelle 2 angegebenen Reihenfolge: Q1Q2, Q3Q4.
In anderen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Mikrosteuereinheit 30 die während der ersten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 zu aktivierenden Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke des Inverters 50 und die während der zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 zu aktivierenden Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke des Inverters 50 nicht alternierend steuert. Ebenso kann die Mikrosteuereinheit 30 die während der ersten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 zu aktivierenden Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke des Inverters 50 und die während der zweiten Hälfte des Drehzyklus des Motors 10 zu aktivierenden Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke des Inverters 50 alternierend steuern. Zum Beispiel aktiviert die Mikrosteuereinheit 30 die Halbleiterschalterelemente zyklisch in der Reihenfolge: Q1Q2, Q3Q4.
14 zeigt schematisch ein Elektrowerkzeug, zum Beispiel einen Elektrobohrer, bei welchem das vorstehend beschriebene Motortreibersystem angewendet wird. Der Elektrobohrer 100 hat ein Gehäuse 110, einen Arbeitskopf 120, der sich aus dem Gehäuse 110 erstreckt, den Motor 10 und das Motortreibersystem, das in dem Gehäuse 110 vorgesehen ist. Der Schalter 71, der ausgebildet ist zum Anschalten und Abschalten des Elektrobohrers 100, ist an einem Griff in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 110 vorgesehen und kann von einem Nutzer manuell betätigt werden. Wenn der Schalter 71 gedrückt wird, wird der Elektrobohrer 100 angeschaltet, wenn der Schalter 71 losgelassen wird, wird der Elektrobohrer 100 abgeschaltet. Das vorstehende Motortreibersystem ist auch bei Elektrowerkzeugen wie einem elektrischen Schraubendreher, einer Handmühle oder einer Elektrosäge anwendbar.
Wenn der Motor 10 gemäß vorliegender Erfindung einen Bremsvorgang durchführt, wird ohne die Stromversorgung 20 Strom von dem Kondensator 60 an die Mikrosteuereinheit 30 geliefert, wodurch elektrische Energie gespart wird. Wenn die Drehzahl des Motors 10 einen vorgegebenen Wert überschreitet, lädt die Motorwicklung die Stromversorgung 20, wodurch die Lebensdauer der Stromversorgung verlängert wird. Da ferner die Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und die Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke während des Bremsens alternierend zum Anschalten gesteuert werden, wird ein Ausbrennen der Halbleiterschalterelemente infolge langer Anschaltdauern verhindert. Ferner werden bei mehr als zwei vorgesehenen Motorwicklungen die Motorwicklung mit der maximalen gegenelektromotorischen Kraft und die Motorwicklung mit der minimalen gegenelektromotorischen Kraft miteinander kurzgeschlossen, wodurch der maximale Phasenstrom erzeugt wird, so dass das erzeugte Bremsmoment maximal ist und dass schneller gebremst werden kann. Da der erzeugte Phasenstrom maximal ist, ist die während des Bremsens erzeugte elektrische Energie maximal, die von dem Kondensator 60 an die Mikrosteuereinheit 30 gelieferte elektrische Energie ist ebenfalls maximal, wodurch die Mikrosteuereinheit 30 angesteuert werden kann, um den Inverter 50 zum Durchführen eines Bremsvorgangs zu steuern.
Vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die den Schutzumfang der Erfindung jedoch nicht einschränken sollen. Vielmehr sind innerhalb des Erfindungsgedankens und der Prinzipien der vorliegenden Erfindung Änderungen, äquivalente Substitutionen, Verbesserungen usw. möglich, die sämtlich in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims

Motortreibersystem, umfassend: einen Inverter (50), der eine obere Halbbrücke und eine untere Halbbrücke umfasst, wobei die obere Halbbrücke und die untere Halbbrücke jeweils wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente aufweisen und wobei der Inverter (50) konfiguriert ist für Umwandlung einer von einer Stromversorgung (20) bereitgestellten Spannung in einen Wechselstrom für den Antrieb des Motors (10); eine Mikrosteuereinheit (30), die konfiguriert ist für die Ausgabe eines Ansteuersignals zum alternierenden Aktivieren von jeweils zwei der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und jeweils zwei der wenigstens zwei Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke, wenn der Motor bremst, wobei eine Motorwicklung und das aktivierte Halbleiterschalterelement einen Stromkreis bilden; und einen Kondensator (60), der konfiguriert ist für die Zufuhr von Strom zu der Mikrosteuereinheit (30), wenn der Motor (10) bremst.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 1, wobei: eine Freilaufdiode mit jedem der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet ist; und die Mikrosteuereinheit (30) ferner konfiguriert ist für die Ausgabe eines Ansteuersignals zum Deaktivieren eines der beiden aktivierten Halbleiterschalterelemente, wenn eine Drehzahl des Motors größer ist als ein erster vorgegebener Wert und kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert und eine Spannung über dem Kondensator (60) niedriger ist als ein vorgegebener Wert, während der Motor bremst, wobei die Motorwicklung den Kondensator (60) über das andere der beiden aktivierten Halbleiterschalterelemente und die Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement befindet.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 2, ferner umfassend eine Diode (72), wobei eine Anode der Diode (72) mit der Mikrosteuereinheit (30), dem Kondensator (60) und dem Inverter (50) verbunden ist und wobei eine Kathode der Diode (72) mit der Stromversorgung verbunden ist, wobei die Motorwicklung, wenn die Drehzahl des Motors größer ist als der zweite vorgegebene Wert, den Kondensator (60) und gleichzeitig die Stromversorgung (20) lädt.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 1, wobei: eine Anzahl der Motorwicklung mindestens zwei beträgt, wobei beim Durchführen eines Bremsvorgangs die Mikrosteuereinheit (30) eine erste Motorwicklung mit einer maximalen gegenelektromotorischen Kraft und eine zweite Motorwicklung mit einer minimalen gegenelektromotorischen Kraft entsprechend einer Magnetpolposition des Läufers des Motors (10) bestimmt und das Antriebssignal ausgibt, um alternierend Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke und Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zum Aktivieren zu steuern, wobei die aktivierten Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke ein erstes Halbleiterschalterelement umfassen, welches die erste Motorwicklung steuert, und ein zweites Halbleiterschalterelement, welches die zweite Motorwicklung steuert, und wobei die aktivierten Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke ein drittes Halbleiterschalterelement umfassen, welches die erste Motorwicklung steuert, und ein viertes Halbleiterschalterelement, welches die zweite Motorwicklung steuert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung über das aktivierte erste Halbleiterschalterelement und das aktivierte zweite Halbleiterschalterelement oder über das aktivierte dritte Halbleiterschalterelement und das aktivierte vierte Halbleiterschalterelement miteinander kurzgeschlossen werden.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 4, wobei: eine Freilaufdiode mit jedem der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet ist; und die Mikrosteuereinheit (30) konfiguriert ist zum Deaktivieren des zweiten Halbleiterschalterelements, wenn das erste Halbleiterschalterelement und das zweite Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke aktiviert werden und eine Spannung über dem Kondensator (60) niedriger ist als ein vorgegebener Wert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung den Kondensator (60) über das erste Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode laden, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, welches sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das zweite Halbleiterschalterelement befindet; und zum Deaktivieren des dritten Halbleiterschalterelements, wenn das dritte Halbleiterschalterelement und das vierte Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator (60) niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei die erste Motorwicklung und die zweite Motorwicklung den Kondensator (60) über das aktivierte vierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode laden, die mit zwei Anschlüssen eines Halbleiterschalterelements parallelgeschaltet ist, das sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das dritte Halbleiterschalterelement befindet.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 1, wobei: eine Anzahl der Motorwicklung eins beträgt und wobei beim Durchführen eines Bremsvorgangs die Mikrosteuereinheit (30) ein PWM-Signal entsprechend einer Magnetpolposition des Läufers überträgt, um alternierend Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke zum Aktivieren zu steuern und Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke zum Aktivieren zu steuern, wobei die Motorwicklung und die aktivierten Halbleiterschalterelemente einen Stromkreis bilden.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 6, wobei: eine Freilaufdiode mit jedem der wenigstens zwei Halbleiterschalterelemente parallelgeschaltet ist; und die Mikrosteuersteuereinheit (30) ferner konfiguriert für eine Deaktivierung eines Halbleiterschalterelements, welches einen Phasenstrom in die Motorwicklung lenkt, wenn die Halbleiterschalterelemente der oberen Halbbrücke aktiviert werden und eine Spannung über dem Kondensator (60) niedriger ist als eine vorgegebene Spannung, wobei die Motorwicklung den Kondensator (60) über das aktivierte Halbleiterschalterelement und die Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Hableiterschalterelements parallelgeschaltet ist, welches sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement der oberen Halbbrücke befindet; und für eine Deaktivierung eines Halbleiterschalterelements, das den Phasenstrom aus der Motorwicklung lenkt, wenn die Halbleiterschalterelemente der unteren Halbbrücke aktiviert werden und die Spannung über dem Kondensator (60) niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei die Motorwicklung den Kondensator (60) über das aktivierte Halbleiterschalterelement und eine Freilaufdiode lädt, die mit zwei Anschlüssen eines Hableiterschalterelements parallelgeschaltet ist, welches sich auf derselben Aufwärts-und-Abwärts-Seite wie das deaktivierte Halbleiterschalterelement der unteren Halbbrücke befindet.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 1, wobei während des Bremsens des Motors der Kondensator (60) direkt Strom an die Mikrosteuereinheit (30) liefert, wenn eine Drehzahl des Motors niedriger ist als ein erster vorgegebener Wert.
Motortreibersystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Schalter, der zwischen die Stromversorgung (20) und die Mikrosteuereinheit (30) geschaltet ist, wobei die Stromversorgung (20), wenn der Schalter geschlossen ist, über den Schalter Strom an die Mikrosteuereinheit (30) liefert, und der Schalter, wenn er geöffnet ist, ein Öffnungs-Signal zur Mikrosteuereinheit (30) überträgt, so dass die Mikrosteuereinheit (30) ein Bremssignal zu dem Inverter (50) sendet, um den Motor zum Stoppen des Betriebs zu steuern, und wobei die Stromversorgung die Stromzufuhr zu der Mikrosteuereinheit (30) stoppt.
Elektrowerkzeug, umfassend: ein Gehäuse (110), einen Arbeitskopf (120), der sich aus dem Gehäuse (110) erstreckt, einen Motor (10) zum Antreiben des Arbeitskopfes (120) und das Motortreibersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.