DE102017126621A1

DE102017126621A1 - Motor und Motortreiberschaltung

Info

Publication number: DE102017126621A1
Application number: DE102017126621.6A
Authority: DE
Inventors: Chiping Sun; Xiuwen YANG; Shinghin Yeung; Shujuan Huang; Yunlong Jiang
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2018-05-17
Also published as: US20180138848A1; JP2018093708A; DE102017126587A1; US20180138842A1; JP2018093709A

Abstract

Es wird eine Motortreiberschaltung (19) für den drehenden Antrieb eines Rotors (11) eines Motors (10) relativ zu einem Stator angegeben. Die Motortreiberschaltung (19) umfasst einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (AC-Schalter) (26), eine erste und eine zweite Erfassungsschaltung (22, 23), eine Drehrichtungssteuerschaltung (50) und eine Schaltersteuerschaltung (30). Die erste und die zweite Erfassungsschaltung erfassen Magnetpolpositionen des Rotors (11) und geben Magnetpolpositionssignale mit entgegengesetzen Phasen aus, wenn ein gleicher Magnetpol des Rotors (11) erfasst wird. Die Drehrichtungssteuerschaltung (50) ist konfiguriert für die wahlweise Ausgabe des Magnetpolpositionssignals von der ersten oder von der zweiten Erfassungsschaltung an die Schaltersteuerschaltung entsprechend einem Drehrichtungseinstellsignal (CTRL, CTRL1, CTRL2) des Motors (10). Die Schaltersteuerschaltung (30) ist konfiguriert für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters (26) zum Schalten desselben zwischen einem Anschalt-Zustand und einem Ausschalt-Zustand, um den Motor (10) für eine Drehung in zwei Richtungen zu steuern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Motorsteuerung und insbesondere einen Motor und eine Motortreiberschaltung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Motorsteuerung und insbesondere einen Motor und eine Motortreiberschaltung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Motoren sind elektromagnetische Vorrichtungen, die nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Die Hauptaufgabe des Motors ist die Erzeugung eines Drehmoments als Energiequelle für elektrische Geräte oder verschiedene Maschinen. Einphasen-Permanentmagnetmotoren werden wegen ihres einfachen Betriebs und ihrer leichten Steuerung häufig bei verschiedenen Elektroprodukten verwendet. Jedoch hat die aktuelle bidirektionale Steuerschaltung des Motors eine komplexe Struktur.
ÜBERSICHT
Es wird daher eine Motortreiberschaltung gewünscht, die den Motor in beiden Richtungen treiben kann, eine einfache Struktur aufweist und einfach zu betreiben ist. Ebenso wird ein Motor gewünscht, der die Treiberschaltung enthält.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Motortreiberschaltung zum Treiben eines Rotors eines Motors zur Drehung relativ zu einem Stator angegeben. Die Motortreiberschaltung umfasst:

einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (AC-Schalter), der zwischen zwei Anschlüssen einer Wechselstromversorgung mit einer Wicklung des Motors verbunden ist;
eine erste Erfassungsschaltung und eine zweite Erfassungsschaltung, die jeweils konfiguriert sind für die Erfassung von Positionen von Magnetpolen des Rotors und für die Ausgabe von Magnetpolpositionssignalen mit entgegengesetzten Phasen, wenn ein gleicher Magnetpol des Rotors erfasst wird;
eine Drehrichtungssteuerschaltung, die mit der ersten und der zweiten Erfassungsschaltung verbunden ist und konfiguriert ist für die wahlweise Ausgabe der Magnetpolpositionssignale von der ersten Erfassungsschaltung oder der zweiten Erfassungsschaltung an eine Schaltersteuerschaltung gemäß einem Drehrichtungseinstellsignal des Motors;
wobei die Schaltersteuerschaltung konfiguriert ist für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters zum Schalten zwischen einem An-Zustand und einem Aus-Zustand, um den Motor basierend auf dem empfangenen Magnetpolpositionssignal und einer Polarität der Wechselstromversorgung für eine Drehung in einer vorgegebenen Richtung oder in einer zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung zu steuern.

Vorzugsweise ist die Schaltersteuerschaltung konfiguriert für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters, so dass dieser in den An-Zustand geschaltet wird, wenn sich die Polarität der Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet und die Drehrichtungssteuerschaltung ein erstes Signal ausgibt, oder die Schaltersteuerschaltung ist konfiguriert für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters, so dass dieser in den An-Zustand geschaltet wird, wenn sich die Polarität der Wechselstromversorgung in einem negativen Halbzyklus befindet und die Drehrichtungssteuerschaltung ein zweites Signal ausgibt.
Vorzugsweise gibt die Drehrichtungssteuerschaltung das Magnetpolpositionssignal von der ersten Erfassungsschaltung and die Schaltersteuerschaltung aus, wenn sich der Motor in der vorgegebenen Richtung dreht; und die Drehrichtungssteuerschaltung gibt das Magnetpolpositionssignal von der zweiten Erfassungsschaltung aus, um die Steuerschaltung zu schalten, wenn sich der Motor in der zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung dreht.
Vorzugsweise umfasst die erste Erfassungsschaltung einen ersten Hallsensor, die zweite Erfassungsschaltung umfasst einen zweiten Hallsensor, und eine Richtung, in der ein erstes Hallplättchen in dem ersten Hallsensor dem Rotor zugewandt ist, ist bezüglich der Richtung, in der ein zweites Hallplättchen in dem zweiten Hallsensor dem Rotor zugewandt ist.
Vorzugsweise sind in einer Rastposition des Motors der erste Hallsensor und der zweite Hallsensor beide einem Nordpol des Motors benachbart angeordnet, oder der erste Hallsensor ist einem Nordpol des Rotors und der zweite Hallsensor einem Südpol des Rotors benachbart.
Vorzugsweise umfasst die Drehrichtungssteuerschaltung eine Schalteinheit. Die Schalteinheit hat einen ersten bis dritten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit der Schaltersteuerschaltung verbunden ist, der zweite Anschluss das Magnetpolpositionssignal von der ersten Erfassungsschaltung empfängt, der dritte Anschluss das Magnetpolpositionssignal von der zweiten Erfassungsschaltung empfängt und der erste Anschluss entsprechend dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors wahlweise mit dem zweiten Anschluss oder dem dritten Anschluss verbunden ist. Wenn der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, dreht sich der Motor in der vorgegebenen Richtung; und wenn der erste Anschluss mit dem dritten Anschluss verbunden ist, dreht sich der Motor in der zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung.
Vorzugsweise umfasst die Schalteinheit der Drehrichtungssteuerschaltung ferner einen vierten Anschluss. Der vierte Anschluss ist Null, wenn die Drehrichtung des Motors während der Drehung umgeschaltet wird. Der erste Anschluss wird für eine vorgegebene Dauer mit dem vierten Anschluss verbunden, um den Rotor in einer vorgegebenen Rastposition zu stoppen. Dann wird der erste Anschluss mit dem Anschluss verbunden, der der Schaltrichtung entspricht.
Vorzugsweise umfasst die Motorantriebsschaltung ferner einen Gleichrichter zur Bereitstellung einer Gleichspannung für zumindest den ersten und den zweiten Hallsensor, wobei der Gleichrichter einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss hat, wobei eine von dem ersten Ausgangsanschluss ausgegebene Spannung höher ist als die von dem zweiten Ausgangsanschluss ausgegebene Spannung, wobei Stromversorgungsanschlüsse des ersten und des zweiten Hallsensors mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden sind und wobei die Erdungsanschlüsse des ersten und des zweiten Hallsensors mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden sind.
Vorzugsweise umfasst die Motortreiberschaltung ferner einen Spannungsreduzierer, der mit dem Gleichrichter verbunden ist, um eine Wechselspannung von der Wechselstromversorgung zu reduzieren und die reduzierte Spannung dann in den Gleichrichter einzugeben. Die Schaltersteuerschaltung umfasst einen ersten Widerstand, einen NPN-Transistor, einen zweiten Widerstand und eine Diode; der zweite Widerstand und die Diode sind zwischen der Drehrichtungssteuerschaltung und dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter in Reihe geschaltet; eine Kathode der Diode ist mit der Drehrichtungssteuerschaltung verbunden; ein Ende des ersten Widerstands ist mit einem ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden, und das andere Ende des ersten Widerstands ist mit der Kathode der Diode verbunden; eine Basis des NPN-Transistors ist mit der Kathode der Diode verbunden; ein Emitter des NPN-Transistors ist mit einer Anode der Diode verbunden, und ein Kollektor des NPN-Transistors ist mit dem ersten Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden.
Vorzugsweise umfasst die Motorsteuerschaltung ferner einen Steuerschalter. Der Steuerschalter ist zwischen die Wechselstromversorgung und die Wicklung des Motors geschaltet, wenn die Drehrichtung während der Drehung des Motors geändert wird. Der Steuerschalter wird für eine vorgegebene Zeitspanne deaktiviert, bis der Rotor in einer vorgegebenen Rastposition anhält.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Motortreiberschaltung für die Drehung eines Rotors eines Motors relativ zu einem Stator angegeben. Die Motortreiberschaltung umfasst:

einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter, der zwischen einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten geschaltet ist, eine Motorwicklung und
eine Wechselstromversorgung, die zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten in Reihe geschaltet sind, oder den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter und die Motorwicklung, die zwischen dem ersten und
dem zweiten Knoten in Reihe geschaltet sind, und die Wechselstromversorgung, die zwischen den ersten Knoten und den zweiten Knoten geschaltet ist;
eine erste und eine zweite integrierte Motortreiberschaltung gleicher Struktur, wobei jede ein Gehäuse hat, das Gehäuse eine Vorderwand und eine Rückwand aufweist, die Vorderwand der ersten integrierten Motortreiberschaltung dem Rotor zugewandt ist und die Rückwand der zweiten integrierten Motortreiberschaltung dem Rotor zugewandt ist, wobei die erste und die zweite integrierte Motortreiberschaltung jeweils umfassen:
- eine Erfassungsschaltung, die konfiguriert ist für die Erfassung einer Magnetpolposition des Läufers und für die Ausgabe eines Magnetpolpositionssignals an ihrem Ausgang;
- eine Schaltersteuerschaltung, die konfiguriert ist für die Ausgabe eines Steuersignals entsprechend dem Magnetpolpositionssignal von der Erfassungsschaltung und einer Polarität der Wechselstromversorgung;
- eine Drehrichtungssteuerschaltung, die konfiguriert ist für die wahlweise Ausgabe des Steuersignals von der ersten oder der zweiten integrierten Motortreiberschaltung an den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter gemäß dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors, um den An- und Aus-Zustand des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters zu steuern, so dass der Motor in einer vorgegebenen Richtung gedreht wird oder in einer zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Motor mit einem Stator, einem Rotor und einer Motortreiberschaltung wie vorstehend beschrieben angegeben.
Vorzugsweise ist der Motor ein Einphasen-Permanentmagnet-Wechselstrommotor, ein Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor oder ein Einphasen-Permanentmagnet-BLDC-Motor.
Die Motortreiberschaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfasst die Magnetpolposition des Rotors durch die beiden Erfassungsschaltungen oder die beiden integrierten Motortreiberschaltungen, und wenn die beiden Erfassungsschaltungen oder die integrierten Motortreiberschaltungen den gleichen Magnetpol des Rotors erfassen, werden von diesen die Magnetpolpositionssignale mit entgegengesetzten Phasen ausgegeben. Die Drehrichtungssteuerschaltung gibt wahlweise das Magnetpolpositionssignal oder das Steuersignal zum Steuern des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters entsprechend dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors aus und steuert dann die Richtung des Stroms, der durch die Wicklung des Stators des Motors fließt, um den Motor für eine Drehung in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung zu steuern. Die Motortreiberschaltung hat eine einfache Struktur und ist in hohem Maß universell.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, die die relative Position zwischen einem ersten Hallsensor, einem zweiten Hallsensor und dem Rotor von 1 zeigt;
3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die die relative Position zwischen einem ersten Hallsensor, einem zweiten Hallsensor und dem Rotor von 1 zeigt;
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das das Funktionsprinzip des Hallsensors zeigt;
5 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform einer Drehrichtungssteuerschaltung;
6 ist ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen und anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich ein Teil der möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Sofern der Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Ausführungsformen ohne erfinderisches Zutun zu weiteren Ausführungsformen gelangt, fallen dies sämtlich in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass die Zeichnungen lediglich als Referenz dienen und keine Einschränkung der Erfindung darstellen. Ebenso dienen Verbindungen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, lediglich dem Zweck der Verdeutlichung und stellen keine Einschränkung der Erfindung auf eine Verbindungsart dar.
Wenn angegeben ist, dass ein Element mit einem anderen Element „verbunden“ ist, kann diese Verbindung direkt oder über ein Zwischenelement erfolgen. Sämtliche technischen und wissenschaftlichen Fachbegriffe in der Beschreibung haben die dem Fachmann bekannte übliche Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Die verwendeten Begriffe dienen lediglich zur Beschreibung der Ausführungsformen und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar.
1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Motors 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Motor 10 kann sich in beiden Richtungen drehen, d.h. in der Uhrzeigerrichtung und in der Gegenuhrzeigerrichtung. Der Motor hat einen Stator und einen Rotor 11, der sich relativ zu dem Stator drehen kann. Der Stator hat einen Statorkern und eine um den Statorkern herumgeführte Statorwicklung 16. Der Statorkern kann aus einem weichmagnetischen Material bestehen, zum Beispiel aus reinem Eisen, aus Gusseisen, Gussstahl, Siliziumstahl und Ferrit. Der Rotor 11 ist ein Permanentmagnetrotor, der sich bei Verbindung der Statorwicklung 16 mit einer Wechselstromversorgung (AC-Versorgung) 24 im stationären Betriebszustand des Motors mit einer konstanten Drehzahl von 60 f/p Umdrehungen pro Minute dreht, wobei f eine Frequenz der Wechselstromversorgung und p die Anzahl von Polpaaren des Rotors ist. In der Ausführungsform hat der Statorkern zwei gegenüberliegende Polschuhe (nicht gezeigt). Jeder Polschuh hat eine Polbogenfläche. Eine Außenfläche des Rotors liegt der Polbogenfläche gegenüber, und dazwischen ist ein im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt gebildet. Der Begriff „einheitlicher Luftspalt“ bedeutet vorliegend, dass der Luftspalt in dem überwiegenden Raum zwischen dem Stator und dem Rotor einheitlich ist, und dass nur in einem kleinen Bereich des Raums zwischen dem Stator und dem Rotor der Luftspalt uneinheitlich ist. Vorzugsweise ist die Polbogenfläche des Polschuhs mit einer konkaven Anlaufnut versehen, und der andere Teil der Polbogenfläche ist mit Ausnahme der Anlaufnut konzentrisch zu dem Rotor 11. Mit vorstehend beschriebener Konfiguration kann ein nicht gleichförmiges Magnetfeld gebildet werden, so dass der Motor 10 jedes Mal, wenn der Motor 10 unter der Steuerung einer Motortreiberschaltung 19 mit Strom gespeist wird, über ein Anlaufdrehmoment verfügt. In dieser Ausführungsform haben der Stator und der Rotor 11 jeweils zwei Magnetpole. Es versteht sich, dass die Anzahl der Magnetpole des Stators in anderen Ausführungsformen gegebenenfalls nicht gleich der Anzahl der Magnetpole des Rotors entspricht und dass der Stator und der Rotor mehr Magnetpole aufweisen können, zum Beispiel vier oder sechs Magnetpole.
Die Statorwicklung 16 und die Motortreiberschaltung 19 sind zwischen zwei Enden der Wechselstromversorgung 24 in Reihe geschaltet. Die Motortreiberschaltung 19 kann die Vorwärts- und die Rückwärtsdrehung des Motors steuern. Die Wechselstromversorgung 24 kann eine Netzstromversorgung von beispielsweise 220 V, 230 V sein oder eine Wechselstromversorgung, die von einem Inverter bereitgestellt wird.
Die Motortreiberschaltung 19 umfasst eine erste Erfassungsschaltung, eine zweite Erfassungsschaltung, einen Gleichrichter, einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26, eine Schaltersteuerschaltung 30 und eine Drehrichtungssteuerschaltung 50. Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 ist zwischen einen ersten Knoten A und einen zweiten Knoten B geschaltet, und die Statorwicklung 16 ist zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B mit der Wechselstromversorgung 24 in Reihe geschaltet. Ein erster Eingangsanschluss 11 des Gleichrichters ist über einen Widerstand R0 mit dem ersten Knoten A und ein zweiter Eingangsanschluss 12 des Gleichrichters mit dem zweiten Knoten B verbunden. Der Gleichrichter ist konfiguriert für die Umwandlung der Wechselstromversorgung in Gleichstrom und für die Zufuhr des Gleichstroms zur ersten Erfassungsschaltung und zur zweiten Erfassungsschaltung.
In anderen Ausführungsformen ist die Statorwicklung 16 zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B mit dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 in Reihe geschaltet, und die Wechselstromversorgung 24 ist zwischen den ersten Knoten A und den zweiten Knoten B geschaltet.
Die erste Erfassungsschaltung und die zweite Erfassungsschaltung erfassen jeweils Positionen der Magnetpole des Rotors 11 des Motors, indem sie eine Stärke eines Magnetfeldes der Magnetpole des Rotors erfassen, und geben entsprechende Magnetpolpositionssignale wie beispielweise 5V und 0V an ihren Ausgangsanschlüssen aus. Die erste Erfassungsschaltung und die zweite Erfassungsschaltung sind vorzugsweise Hallsensoren wie lineare Hallsensoren oder Hallsensoren vom Schaltertyp, die in dieser Ausführungsform jeweils als erster Hallsensor 22 und als zweiter Hallsensor 23 bezeichnet sind. Es versteht sich, dass die erste und die zweite Erfassungsschaltung in anderen Ausführungsformen auch photoelektrische Codierer sein können. Der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 haben jeweils einen Stromversorgungsanschluss VCC, einen Erdungsanschluss GND und einen Ausgangsanschluss H1. In dieser Ausführungsform geben der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 die Magnetpolpositionssignale mit entgegengesetzten Phasen aus, wenn der Magnetpol des Rotors 11 mit gleicher Polarität erfasst wird.
Der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 haben die gleiche Struktur und sind jeweils eine integrierte Schaltung mit einem Gehäuse. Das Gehäuse hat eine Vorderwand und eine Rückwand. Eine Halbleiterplatte (z.B. ein Hallplättchen 220) und ein Signalverstärker 222 sind in dem Gehäuse aufgenommen (siehe 4). Insbesondere wenn der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 in dem Motor 10 montiert sind, ist die Vorderwand des ersten Hallsensors 22 dem Rotor 11 zugewandt, und die Rückwand des zweiten Hallsensors 23 ist dem Rotor 11 zugewandt. In einer Rastposition des Motors ist der erste Hallsensor 22 bezüglich einer Polachse R des Rotors 11 in Gegenuhrzeigerrichtung versetzt, um einen Winkel zu bilden; und der zweite Hallsensor 23 ist bezüglich der Polachse R des Rotors 11 in Uhrzeigerrichtung versetzt, um einen Winkel zu bilden. In dieser Ausführungsform sind die beiden Winkel gleich und sind als α bezeichnet. Eine virtuelle Verbindungslinie, die die Mitten der beiden entgegengesetzten Magnetpole (d.h. der zwei Magnete in der vorliegenden Ausführungsform) des Rotors 11 in einer radialen Richtung durchquert, wird als Polachse R des Rotors 11 bezeichnet. In der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, sind der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 einem gleichen Magnetpol des Rotors 11 benachbart, zum Beispiel dem Nordpol. In anderen Ausführungsformen sind der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 zum Beispiel verschiedenen Magnetpolen des Rotors 11 benachbart, wie in 3 gezeigt. Zum Beispiel ist der erste Hallsensor 22 dem Nordpol des Rotors und der zweite Hallsensor 23 dem Südpol des Rotors 11 benachbart. Der Fachmann wird erkennen, dass der Rotor 11 mehrere Magnetpolpaare aufweisen kann und dass ein elektrischer Winkel des Winkels α kleiner ist als 90 Grad/N, wobei N die Anzahl von Magnetpolpaaren des Rotors ist. In dieser Ausführungsform liegt der Winkel α in einem Bereich gleich oder größer als 0 Grad und kleiner als 90/N Grad, das heißt, der Winkel α ist gleich oder größer 0 Grad und kleiner als 45 Grad. Vorzugsweise kann der Winkel 15 Grad, 20 Grad, 25 Grad, 30 Grad, 35 Grad oder 40 Grad betragen. In einer vorgegebenen Rastposition des Rotors sind der erste und der zweite Hallsensor 22, 23 von einem Nulldurchgangsbereich des Rotormagnetfeldes, d.h. dem schwächsten Magnetfeldbereich des Rotors entfernt angeordnet, damit der Rotor erfolgreich anlaufen kann.
Die Drehrichtungssteuerschaltung 50 ist mit dem ersten Hallsensor 22 und dem zweiten Hallsensor 23 verbunden und ist konfiguriert für die wahlweise Ausgabe des Magnetpolpositionssignals von dem ersten Hallsensor 22 oder dem zweiten Hallsensor 23 an die Schaltersteuerschaltung 30 entsprechend einem Drehrichtungseinstellsignal des Motors. Die Schaltersteuerschaltung 30 steuert den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 zum Schalten zwischen einem An-Zustand und einem Aus-Zustand in einer vorgegebenen Weise entsprechend dem empfangenen Magnetpolpositionssignal und der Polaritätsinformation der Wechselstromversorgung 24, um den Motor für eine Vorwärtsdrehung oder Rückwärtsdrehung zu steuern.
Der Gleichrichter hat vier Dioden D2 bis D5. Eine Kathode der Diode D2 ist mit einer Anode der Diode D3 verbunden. Eine Kathode der Diode D3 ist mit einer Kathode der Diode D4 verbunden. Eine Anode der Diode D4 ist mit einer Kathode der Diode D5 verbunden, und eine Anode der Diode D5 ist mit einer Anode der Diode D2 verbunden. Die Kathode der Diode D2 wirkt als erster Eingangsanschluss I1 des Gleichrichters und ist über einen Widerstand R0 mit dem ersten Knoten A verbunden. Der Widerstand R0 kann als Spannungsreduzierer wirken. Die Anode der Diode D4 wirkt als zweiter Eingangsanschluss I2 des Gleichrichters und ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Die Kathode der Diode D3 wirkt als erster Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters und ist mit den Stromversorgungsanschlüssen VCC des ersten Hallsensors 22 und des zweiten Hallsensors 23 verbunden. Die Anode der Diode D5 wirkt als zweiter Ausgangsanschluss O2 des Gleichrichters und ist mit dem Erdungsanschluss GND des ersten Hallsensors 22 und des zweiten Hallsensors 23 verbunden. Der erste Ausgangsanschluss O1 gibt eine hohe Gleichstrom-Betriebsspannung aus. Der zweite Ausgangsanschluss O2 gibt eine niedrige Gleichstrom-Betriebsspannung aus, die niedriger als die Spannung des ersten Ausgangsanschlusses O1 ist. Eine Zenerdiode Z1 ist zwischen den ersten Ausgangsanschluss O1 und den zweiten Ausgangsanschluss O2 des Gleichrichters geschaltet. Eine Anode der Zenerdiode Z1 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss O2 verbunden, und eine Kathode der Zenerdiode Z1 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 verbunden.
In dieser Ausführungsform sind die Ausgangsanschlüsse H1 des ersten Hallsensors 22 und des zweiten Hallsensors 23 mit der Drehrichtungssteuerschaltung 50 verbunden. Wenn der erste Hallsensor 22 normal gespeist wird, d.h. wenn der Stromversorgungsanschluss VCC die hohe Gleichstrom-Betriebsspannung und der Erdungsanschluss GND die niedrige Gleichstromspannung erhält, gibt der Ausgangsanschluss H1 des ersten Hallsensors 22 das Magnetpolpositionssignal mit einem hohen Pegel aus, wenn das erfasste Magnetfeld des Rotors Nord ist, und gibt das Magnetpolpositionssignal mit einem niedrigen Pegel aus, wenn der erfasste Magnetpol des Rotors Süd ist. Wenn der zweite Hallsensor 23 normal gespeist wird, d.h. wenn der Stromversorgungsanschluss VCC eine hohe Gleichstrom-Betriebsspannung und der Erdungsanschluss GND eine niedrige Gleichstrom-Betriebsspannung empfängt, gibt der Ausgangsanschluss H1 des zweiten Hallsensors 23 das Magnetpolpositionssignal mit einem niedrigen Pegel aus, wenn das erfasste Rotormagnetfeld Nord ist, und gibt das Magnetpolpositionssignal mit einem hohen Pegel aus, wenn das erfasste Magnetfeld Süd ist.
Das Prinzip, dass der erste Hallsensors 22 und der zweite Hallsensor 23 das Magnetpolpositionssignal mit entgegengesetzten Phasen ausgeben, wenn der Magnetpol mit gleicher Polarität erfasst wird, wird nachstehend erläutert. Dabei wird auf 4 Bezug genommen. Das Hallplättchen 220 hat eine Vorderwand X und eine Rückwand Y. Wenn das Hallplättchen 220 in das Gehäuse des Hallsensors gepackt wird, entspricht die Vorderwand X der Vorderwand des Gehäuses des Hallsensors, und die Rückwand Y entspricht der Rückwand des Gehäuses des Hallsensors. Das Hallplättchen 220 hat ferner zwei Erregungsstromanschlüsse M, N (jeweils korrespondierend zu dem Stromversorgungsanschluss VCC und dem Erdungsanschluss GND in 1), und zwei Ausgangsanschlüsse C und D der Hall-elektromotorischen Kraft. Zwei Eingangsanschlüsse des Signalverstärkers 222 sind jeweils mit den beiden Ausgangsanschlüssen C und D der Hall-elektromotorischen Kraft verbunden. Nachstehend wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in dem sowohl der erste als auch der zweite Hallsensor 22 und 23 die Position Nord des Rotors erfassen. Da die Vorderwand des ersten Hallsensors 22 dem Rotor 11 zugewandt ist, befindet sich das Hallplättchen 220 des ersten Hallsensors 22 in einem Magnetfeld mit einer magnetischen Induktionsintensität von B, wenn das Nord-Magnetfeld des Rotors 11 erfasst wird. Eine Richtung des Magnetfeldes weist nach oben und ist von unten nach oben senkrecht zu dem Hallplättchen 220, wie in 4 gezeigt, wobei die Richtung des Magnetfeldes von der Vorderwand X zur Rückwand Y des Hallplättchens 220 zeigt. Wenn ein von dem Erregungsstromanschluss M zu dem Erregungsstromanschluss N fließender Strom durch das Hallplättchen 220 fließt, werden Elektronen unter dem Einfluss der Lorentzkraft abgelenkt und sammeln sich an dem Ausgangsanschluss C der Hall-elektromotorischen Kraft, und es fehlen Elektronen an dem Ausgangsanschluss D der Hall-elektromotorischen Kraft. Deshalb ist der Ausgangsanschluss C der Hall-elektromotorischen Kraft negativ geladen, während der Ausgangsanschluss D der Hall-elektromotorischen Kraft positiv geladen ist, und es wird eine Hall-elektromotorische Kraft in einer Richtung senkrecht zu dem Strom und dem Magnetfeld erzeugt, d.h. zwischen den Ausgangsanschlüssen C und D der Hall-elektromotorischen Kraft. Der Signalverstärker 222 verstärkt die Hall-elektromotorische Kraft und erzeugt das Magnetpolpositionssignal in Form eines digitalen Signals. In diesem Fall ist der Pegel des Magnetpolpositionssignals ein hoher logischer Pegel „1“, der von dem Ausgangsanschluss H1 des ersten Hallsensors ausgegeben wird.
Da die Rückwand des zweiten Hallsensors 23 dem Rotor 11 zugewandt ist, befindet sich das Hallplättchen 220 des zweiten Hallsensors 23 in einem Magnetfeld mit einer magnetischen Induktionsintensität von B, wenn das Magnetfeld des Rotors als Norden erfasst wird. Eine Richtung des Magnetfeldes weist nach unten und ist senkrecht zu dem Hallplättchen 220. Da der zweite Hallsensor 23 zu dem ersten Hallensensor 22 umgekehrt ist, zeigt die Richtung des Magnetfeldes von dem zweiten Hallsensor 23 aus betrachtet von der Rückwand Y zur Vorderwand X des Hallplättchens 220, und eine Richtung, in der das Magnetfeld das Hallplättchen 220 durchquert, ist entgegengesetzt zu der Richtung in 4. Wenn ein von dem Erregungsstromanschluss M zu dem Erregungsstromanschluss N fließender Strom durch das Hallplättchen 220 fließt, sammeln sich Elektronen an dem Ausgangsanschluss D der Hall-elektromotorischen Kraft, und es fehlen Elektronen an dem Ausgangsanschluss C der Hall-elektromotorischen Kraft. Aus diesem Grund ist der Ausgangsanschluss D der Hall-elektromotorischen Kraft negativ geladen, während der Ausgangsanschluss C der Hall-elektromotorischen Kraft positiv geladen ist, und es wird eine Hall-elektromotorische Kraft in einer Richtung senkrecht zu dem Strom und zu dem Magnetfeld erzeugt, d.h. zwischen den Anschlüssen C und D der Hall-elektromotorischen Kraft. Der Signalverstärker 222 verstärkt die Hall-elektromotorische Kraft und erzeugt das Magnetpolpositionssignal in Form eines digitalen Signals. In diesem Fall ist der Pegel des Magnetpolpositionssignals ein niedriger Logikpegel „0“, der von dem Ausgangsanschluss H1 des zweiten Hallsensors ausgegeben wird.
Wenn der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 den Südpol des Rotors erfassen, gibt der Ausgangsanschluss H1 des ersten Hallsensors 22 einen niedrigen Logikpegel aus, und der Ausgangsanschluss H1 des zweiten Hallsensors 23 gibt einen hohen Logikpegel aus, wobei das Prinzip ähnlich wie vorstehend ist und an dieser Stelle nicht mehr näher erläutert wird.
Zusammengefasst ist der erste Hallsensor 22 derart in dem Motor angeordnet, dass seine Vorderwand dem Rotor zugewandt ist, und der zweite Hallsensor 23 ist derart in dem Motor angeordnet, dass seine Rückwand dem Rotor zugewandt ist, so dass die Richtung, in welcher der zweite Hallsensor 23 dem Rotor zugewandt ist, bezüglich einer Richtung, in welcher das Hallplättchen des ersten Hallsensors 22 dem Rotor 11 zugewandt ist, um 180 Grad umgekehrt ist. Der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 geben die Magnetpolpositionssignale mit entgegengesetzten Phasen aus, wenn der Magnetpol mit gleicher Polarität erfasst wird.
Es wird erneut auf 1 Bezug genommen. Die Drehrichtungssteuerschaltung 50 umfasst eine Schalteinheit mit ersten bis dritten Anschlüssen 51 bis 53. Der erste Anschluss 51 ist mit der Schaltersteuerschaltung 30 verbunden. Der zweite Anschluss 52 empfängt das von dem Hallsensor 22 ausgegebene Magnetpolpositionssignal, und der dritte Anschluss 53 empfängt das von dem zweiten Hallsensor 23 ausgegebene Magnetpolpositionssignal. Die Drehrichtungssteuerschaltung 50 verbindet entsprechend einem Drehrichtungseinstellsignal CTRL den ersten Anschluss 51 wahlweise mit dem zweiten Anschluss 52 oder dem dritten Anschluss 53.
Die Schaltersteuerschaltung 30 hat einen ersten bis dritten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters, der zweite Anschluss mit dem ersten Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 und der dritte Anschluss mit einer Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 verbunden ist. Die Schaltersteuerschaltung 30 umfasst ferner einen Widerstand R2, einen NPN-Transistor Q1 und eine Diode D1 und einen Widerstand R1. Die Diode D1 und der Widerstand R1 sind zwischen dem ersten Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 und dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 in Reihe geschaltet sind. Die Kathode der Diode D1 wirkt als zweiter Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 und ist mit dem ersten Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 verbunden. Ein Ende des Widerstands R2 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters verbunden, und das andere Ende des Widerstands R2 ist mit der Kathode der Diode D1 verbunden. Eine Basis des NPN-Transistors Q1 ist mit der Kathode der Diode D1, ein Emitter des NPN-Transistors Q1 mit einer Anode der Diode D1 verbunden, und ein Kollektor des NPN-Transistors wirkt als erster Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 und ist mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters verbunden. Ein Ende des Widerstands R1, das nicht mit der Diode D1 verbunden ist, wirkt als dritter Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30.
Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 ist vorzugsweise TRIAC, wobei eine erste Anode T1 davon mit dem zweiten Knoten B verbunden ist, eine zweite Anode T2 davon mit dem ersten Knoten A verbunden ist und eine Steuerelektrode G davon mit dem dritten Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 verbunden ist. Es versteht sich, dass der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 ein elektronischer Schalter sein kann, der Strom in zwei Richtungen fließen lässt, und der mindestens eine Komponente umfasst, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), einem siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR), einem TRIAC, einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate, einem Bipolartransistor (BJT), einem Thyristor und einem Optokoppler. Zum Beispiel können zwei MOSFETs den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter bilden; zwei SCRs können den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter bilden; zwei Bipolartransistoren mit isoliertem Gate können den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter bilden; und zwei BJTs können den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter bilden.
Die Schaltersteuerschaltung 30 ist konfiguriert für das Aktivieren des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 in einem Fall, in dem sich die Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 das Magnetpolpositionssignal mit einem ersten Pegel empfängt, oder in einem Fall, in dem sich die Wechselstromversorgung in einem negativen Halbzyklus befindet und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 das Magnetpolpositionssignal mit dem zweiten Pegel empfängt. Die Schaltersteuerschaltung 30 ist derart konfiguriert, dass sie den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 nicht aktiviert, wenn sich die Wechselstromversorgung in einem negativen Halbzyklus befindet und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 das Magnetpolpositionssignal mit dem ersten Pegel empfängt, oder wenn sich die Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 das Magnetpolpositionssignal mit einem zweiten Pegel empfängt. Vorzugsweise ist der erste Pegel ein hoher Logikpegel, und der zweite Pegel ist ein niedriger Logikpegel.
Im Folgenden wird ein Funktionsprinzip der Motortreiberschaltung 19 beschrieben, die die Drehung des Motors in der Uhrzeigerrichtung und in der Gegenuhrzeigerrichtung steuert.
Gemäß der Theorie der Elektromagnetik kann bei einem Einphasen-Permanentmagnetmotor die Drehrichtung des Rotors des Motors geändert werden, indem die Leitungsart der Statorwicklung 16 geändert wird. Wenn eine durch den Hallsensor erfasste Polarität des Rotors Nord ist und wenn sich eine durch die Statorwicklung 16 fließende Wechselstromversorgung in einem positiven Halbzyklus befindet, dreht sich der Motor in der Gegenuhrzeigerrichtung (CCW). Es versteht sich, dass sich der Rotor des Motors in der Uhrzeigerrichtung (CW) dreht, wenn die durch den Hallsensor erfasste Polarität des Rotors immer noch Nord ist und wenn sich die Wechselstromversorgung, die durch die Statorwicklung 16 fließt, in einem negativen Halbzyklus befindet. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basieren auf dem Prinzip, dass die Einstellung der Drehrichtung des Motors erfolgt, indem basierend auf den durch ersten Hallsensor 22 und den zweiten Hallsensor 23 erfassten Polaritäten des Rotors eine Richtung des Stromflusses durch die Statorwicklung 16 geändert wird. In dieser Ausführungsform geben der erste Hallsensor 22 und der zweite Hallsensor 23 die Magnetpolpositionssignale mit entgegengesetzten Phasen aus, wenn der gleiche Magnetpol des Rotors erfasst wird, und die Schaltersteuerschaltung 30 steuert basierend auf dem Magnetpolpositionssignal die Polarität des durch die Statorwicklung 16 fließenden Wechselstroms, um die Drehrichtung des Motors zu steuern.
Tabelle 1 ist eine Tabelle, in der die Funktion zum Steuern der Drehung des Motors in der Uhrzeigerrichtung und in der Gegenuhrzeigerrichtung basierend auf dem Drehrichtungseinstellsignal CTRL dargestellt ist. Tabelle 1

Drehrichtungseinstellsignal Gewählte Erfassungsschaltung Drehrichtung des Motors

0 Erster Hallsensor Gegenuhrzeigerrichtung

1 Zweiter Hallsensor Uhrzeigerrichtung
Die Vorwärtsdrehung des Motors dient als Beispiel für die nachstehende Erläuterung. Es wird angenommen, dass der Pegel des Drehrichtungseinstellsignals CTRL ein hoher Logikpegel „1“ ist, dass der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 mit dem dritten Ausgangsanschluss 53 verbunden ist und dass die Schaltersteuerschaltung 30 das von dem zweiten Hallsensor 23 ausgegebene Magnetpolpositionssignal empfängt. Wenn der Motor mit Strom gespeist wird und wenn der zweite Hallsensor 23 erfasst, dass die Position des Magnetpols des Rotors Nord ist, gibt der zweite Hallsensor 23 das Magnetpolpositionssignal mit dem niedrigen Logikpegel „0“ aus, die Kathode der Diode D1 in der Schaltersteuerschaltung 30 empfängt den niedrigen Pegel, und der NPN-Transistor Q1 wird abgeschaltet. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem negativen Halbzyklus befindet, fließt die Wechselstromversorgung in dem negativen Halbzyklus durch die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, durch den Widerstand R1 und die Diode D1 zur Erde. Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 wird aktiviert, und es beginnt die Drehung des Rotors 11 in der Uhrzeigerrichtung. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem positiven Halbzyklus befindet, kann die Wechselstromversorgung in dem positiven Halbzyklus den NPN-Transistor Q1 nicht passieren, es fließt kein Strom durch die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 wird nicht aktiviert, und der Rotor 11 dreht sich nicht.
Wenn der zweite Hallsensor 23 erfasst, dass der Magnetpol des Rotors Süd ist und das Magnetpolpositionssignal mit dem hohen Logikpegel „1“ an die Schaltersteuerschaltung 30 ausgibt, empfängt die Kathode der Diode D1 in der Schaltersteuerschaltung 30 den hohen Pegel, und der NPN-Transistor Q1 wird angeschaltet. Deshalb ist der Pegel der Anode der Diode D1 der hohe Pegel. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem negativen Halbzyklus befindet, kann die Wechselstromversorgung in dem negativen Halbzyklus die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 und den Widerstand R1 nicht passieren, weshalb der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 nicht aktiviert wird und der Rotor 11 sich nicht dreht. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem positiven Halbzyklus befindet, fließt die Wechselstromversorgung in dem positiven Halbzyklus durch den NPN-Transistor Q1 und den Widerstand R1 zur Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 wird aktiviert, der positive Halbzyklus der Wechselstromversorgung fließt durch die Statorwicklung, und es beginnt die Drehung des Rotors 11 in der Uhrzeigerrichtung.
Wenn der Motor für eine Rückwärtsdrehung anzusteuern ist, d.h. für eine Drehung in Gegenuhrzeigerrichtung, wird der Pegel des Drehrichtungseinstellsignals CTRL in den niedrigen Logikpegel „0“ geändert, der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 wird mit dem zweiten Anschluss 52 verbunden, und die Schaltersteuerschaltung 30 empfängt das von dem ersten Hallsensor 22 ausgegebene Magnetpolpositionssignal. Wenn der erste Hallsensor 22 erfasst, dass das Magnetfeld des Rotors Nord ist, das Magnetpolpositionssignal mit dem hohen Logikpegel „1“ ausgibt, wird der NPN-Transistor Q1 angeschaltet. Deshalb ist der Pegel der Anode der Diode D1 ein hoher Pegel. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem negativen Halbzyklus befindet, kann die Wechselstromversorgung in dem negativen Halbzyklus die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Schalters AC 26 und den Widerstand R1 nicht passieren, weshalb der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 nicht aktiviert wird und der Rotor 11 sich nicht dreht. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem positiven Halbzyklus befindet, fließt die Wechselstromversorgung in dem positiven Halbzyklus durch den NPN-Transistor Q1 und den Widerstand R1 zur Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 wird aktiviert, und die Drehung des Rotors 11 in der Gegenuhrzeigerrichtung beginnt.
Wenn der erste Hallsensor 22 erfasst, dass der Magnetpol des Rotors Süd ist, und das Magnetpolpositionssignal mit dem niedrigen Logikpegel „0“ ausgibt, empfängt die Kathode der Diode D1 in der Schaltersteuerschaltung 30 den niedrigen Logikpegel, und der NPN-Transistor Q1 wird abgeschaltet. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem negativen Halbzyklus befindet, fließt die Wechselstromversorgung in dem negativen Halbzyklus durch die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, den Widerstand R und die Diode D1 zur Erde. Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 wird aktiviert, der negative Halbzyklus der Wechselstromversorgung fließt durch die Statorwicklung 16, und es beginnt die Drehung des Rotors 11 in der Gegenuhrzeigerrichtung. Wenn sich die Wechselstromversorgung beim Anschalten des Motors in einem positiven Halbzyklus befindet, kann die Wechselstromversorgung in dem positiven Halbzyklus den NPN-Transistor Q1 nicht passieren. Es fließt kein Strom durch die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, der steuerbare bidirektionale Schalter 26 wird nicht aktiviert, und der Rotor 11 dreht sich nicht.
Die vorstehend beschriebene Situation, dass der Rotor sich nicht dreht, tritt ein, wenn der Motor angeschaltet wird. Nachdem der Motor erfolgreich gestartet wurde, dreht sich der Rotor 11 durch Trägheit weiter, auch wenn der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 nicht aktiviert wird. Hinzu kommt, dass bei einer Änderung der Drehrichtung des Rotors 11 die Drehung des Rotors 11 des Motors zunächst gestoppt werden muss, um dafür zu sorgen, dass der Rotor 11 in einer vorgegebenen Rastposition anhält. Das Stoppen der Drehung des Rotors 11 des Motors ist einfach. Zum Beispiel ist zwischen der Wechselstromversorgung 24 und der Statorwicklung 16 des Motors ein Schalter (nicht gezeigt) angeordnet, durch dessen Betätigung über eine vorgegebene Zeitdauer die Drehung des Rotors 11 gestoppt wird. Zum Stoppen der Drehung des Rotors 11 des Motors stehen gegebenenfalls andere Implementierungen zur Verfügung. In 5 zum Beispiel, auf die nunmehr Bezug genommen wird, umfasst die Schaltereinheit der Drehrichtungssteuerschaltung 50 ferner einen vierten Anschluss 54. Der vierte Anschluss ist Null, und ein Zustand der Drehrichtungssteuerschaltung 50 wird durch zwei Drehrichtungseinstellsignale CTRL1 und CTRL2 gesteuert.
Anhand der folgenden Ausführungsform wird die Drehrichtungsänderung des Motors beschrieben. Die Drehrichtungsänderungssignale CTRL1 =0 und CTRL2=0 werden von einem Benutzer über eine externe Steuerung an die Drehrichtungssteuerschaltung 50 übertragen. Der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 wird mit dem zweiten Anschluss 52 verbunden. Der erste Hallsensor 22 wird für die Verbindung mit der Schaltersteuerschaltung 30 gewählt, und der Motor dreht sich in entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn der Benutzer während der Drehung des Motors die Drehrichtung ändern will, können die Drehrichtungssteuersignale CTRL1=1 und CTRL2=1 über die externe Steuerung ausgegeben werden, und es wird der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 mit dem vierten Anschluss 54 verbunden. Da der vierte Anschluss 54 Null ist, fließt kein Strom durch die Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26, und nachdem der Motor sich aufgrund von Trägheit eine Weile weitergedreht hat, hält der Motor an. Nach einer Zeit gibt die externe Steuerung die Drehrichtungsänderungssignale CTRL1=1 und CTRL2=0 an die Drehrichtungssteuerschaltung 50 aus. Der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 wird mit dem dritten Anschluss 53 verbunden. Es wird der zweite Hallsensor 23 für die Verbindung mit der Schaltersteuerschaltung 30 gewählt, und der Motor dreht sich in Uhrzeigerrichtung.

Die nachstehende Tabelle 2 zeigt Situationen einer Steuerung der Drehung des Motors in Uhrzeigerrichtung und in Gegenuhrzeigerrichtung basierend auf dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors, die Position des Magnetpols des Rotors und die Polarität der Wechselstromversorgung. Tabelle 2

	Magnetpolposition des Rotors	Ausgangsanschluss H1 Hallsensor	Polarität der Wechselstromversorgung	Drehrichtung des Motors
	N	1	Positiver Halbzyklus	Gegenuhrzeigerrichtung
Erster Hallsensor	S	0	Negativer Halbzyklus	Gegenuhrzeigerrichtung
	N	1	Negativer Halbzyklus	Weiterdrehung unter Trägheit
	S	0	Positiver Halbzyklus	Weiterdrehung unter Trägheit
Zweiter Hallsensor	N	0	Negativer Halbzyklus	In Uhrzeigerrichtung
	S	1	Positiver Halbzyklus	In Uhrzeigerrichtung
	N	0	Positiver Halbzyklus	Weiterdrehung unter Trägheit
	S	1	Negativer Halbzyklus	Weiterdrehung unter Trägheit

Es versteht sich, dass die Schaltersteuerschaltung 30, der Gleichrichter und die Erfassungsschaltung in einen integrierten Schaltkreis integriert oder gepackt sein können, zum Beispiel in eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), um die Kosten der Schaltung zu reduzieren und deren Zuverlässigkeit zu erhöhen.
6 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen der zweiten Ausführungsform und der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform liegt darin, dass zum Steuern des Motors für dessen Drehung in Uhrzeigerrichtung und in Gegenuhrzeigerrichtung zwei integrierte Motortreiberschaltungen (ICs) verwendet werden, wobei die Schaltersteuerschaltung 30, der Gleichrichter und die Erfassungsschaltung in den jeweiligen IC integriert sind. Die beiden integrierten Motortreiberschaltungen werden jeweils als erste integrierte Motortreiberschaltung 100 und als zweite integrierte Motortreiberschaltung 200 bezeichnet. Die erste integrierte Motortreiberschaltung 100 und die zweite integrierte Motortreiberschaltung 200 umfassen jeweils ein Gehäuse, das eine Vorderwand und eine Rückwand hat, wobei die Vorderwand der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 dem Rotor 11 zugewandt ist und wobei die Rückwand der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200 dem Rotor 11 zugewandt ist. In dem ersten Motortreiber-IC 100 und in dem zweiten Motortreiber-IC 200 ist der Ausgangsanschluss H1 des Hallsensors direkt mit dem zweiten Anschluss der entsprechenden Schaltersteuerschaltung 30 verbunden, was sich von der Ausführungsform in 1 unterscheidet.
Der Aufbau und das Funktionsprinzip der Schaltersteuerschaltungen, der Gleichrichter und der Erfassungsschaltungen sind bei der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 und bei der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200 genauso wie in der ersten Ausführungsform und bedürfen daher keiner gesonderten Beschreibung an dieser Stelle. Die Drehrichtungssteuerschaltung 50 ist nicht in die integrierten Motortreiberschaltungen integriert und ist konfiguriert für die selektive Ausgabe eines von der ersten integrierten Motorsteuerschaltung 100 und der zweiten integrierten Motorsteuerschaltung 200 ausgegebenen Steuersignals an den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 basierend auf dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors. Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 wird aktiviert oder deaktiviert, so dass sich der Motor in einer vorgegebenen Richtung oder in einer zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung dreht. In dieser Ausführungsform ist die vorgegebene Drehrichtung die Gegenuhrzeigerrichtung, und die zur vorgegebenen Richtung entgegengesetzte Richtung ist die Uhrzeigerrichtung.
In der Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, ist der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 mit der Steuerelektrode G des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 verbunden. Der zweite Anschluss 52 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 ist mit dem zweiten Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 verbunden, und der dritte Anschluss 53 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 ist mit dem zweiten Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200 verbunden. Die ersten Eingangsanschlüsse I1 der Gleichrichter der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 und der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200 sind über den Widerstand R0 mit dem ersten Knoten A verbunden, und die zweiten Eingangsanschlüsse I2 der Gleichrichter der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 und der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200 sind mit dem zweiten Knoten B verbunden. Die erste Anode T1 des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Die zweite Anode T2 ist mit dem ersten Knoten A verbunden, und die Wechselstromversorgung 24 und die Statorwicklung 16 zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B in Reihe geschaltet. Wenn der Pegel des Drehrichtungseinstellsignals CTRL, das von der Drehrichtungssteuerschaltung 50 empfangen wird, ein niedriger Logikpegel ist, wird der erste Anschluss 51 mit dem zweiten Anschluss 52 verbunden, und der Motor dreht sich in der Gegenuhrzeigerrichtung. Wenn der Pegel des Drehrichtungseinstellsignals CTRL, das von der Drehrichtungssteuerschaltung 50 empfangen wird, ein hoher Logikpegel ist, wird der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 mit dem dritten Anschluss 53 verbunden, und der Motor dreht sich in der Uhrzeigerrichtung.
7 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 6 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die Statorwicklung 16 und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B in Reihe geschaltet sind und dass die Wechselstromversorgung 24 zwischen den ersten Knoten A und den zweiten Knoten B geschaltet ist.
8 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer Motortreiberschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 6 gezeigten Ausführungsform durch eine geänderte Position der Drehrichtungssteuerschaltung 50. In dieser Ausführungsform ist der erste Anschluss 51 der Drehrichtungssteuerschaltung 50 über den Widerstand R0 mit dem ersten Knoten A verbunden. Der zweite Anschluss 52 ist mit dem ersten Eingangsanschluss 11 des Gleichrichters der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 verbunden, und der dritte Anschluss 53 ist mit dem ersten Eingangsanschluss I1 des Gleichrichters der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200 verbunden. Basierend auf dem Drehrichtungseinstellsignal CTRL steuert die Drehrichtungssteuerschaltung 50 wahlweise die Wechselstromversorgung 24 zur Versorgung der ersten integrierten Motortreiberschaltung 100 oder der zweiten integrierten Motortreiberschaltung 200. Das Steuersignal von der gespeisten integrierten Treiberschaltung wird an den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 26 ausgegeben, um den An- oder Aus-Zustand des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters 26 und dadurch den Motor für eine Drehung in der Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung zu steuern.
9 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer Motortreiberschaltung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der in 8 gezeigten Ausführungsform liegt darin, dass in dieser Ausführungsform die Statorwicklung 16 und der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 26 zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B in Reihe geschaltet sind und dass die externe Wechselstromversorgung 24 zwischen den ersten Knoten A und den zweiten Knoten B geschaltet ist.
In den vorstehenden Ausführungsformen kann die Schalteinheit der Drehrichtungssteuerschaltung 50 ein mechanischer oder ein elektronischer Schalter sein, wobei der mechanische Schalter ein Relais, einen einpoligen Schalter mit zweifachem Hub und einen einpoligen Schalter mit einfachem Hub umfasst. Der elektronische Schalter umfasst ein Festkörperrelais, einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffektransistor, einen siliziumgesteuerten Gleichrichter, einen bidirektionalen Triodenthyristor, einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate, einen Bipolartransistor, einen Thyristor und einen Optokoppler.
Es versteht sich, dass in den Ausführungsformen, die in den 6 bis 9 gezeigt sind, die Schalteinheit der Drehrichtungssteuerschaltung 50 durch die in 5 gezeigte Schalteinheit ersetzt werden kann. Wenn die Drehrichtung des Motors geändert wird, wird der Motor über die Drehrichtungssteuereinheit 50 zunächst zum Stoppen angesteuert, wobei es sich versteht, dass die Steuerung des Motors zum Stoppen der Drehung des Motors auch auf andere Weise erfolgen kann. Zum Beispiel ist zwischen der Wechselstromversorgung 24 und der Statorwicklung 16 ein Steuerschalter (nicht gezeigt) vorgesehen, so dass der Rotor des Motors zum Stoppen der Drehung und zum Rasten in einer vorgegebenen Position gesteuert werden kann, indem der Steuerschalter für eine vorgegebene Zeit deaktiviert wird.
Die Motortreiberschaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfasst die Positionen der Magnetpole des Rotors 11 über die beiden Erfassungsschaltungen oder die beiden integrierten Motortreiberschaltungen. Die beiden Erfassungsschaltungen oder die beiden integrierten Motortreiberschaltungen geben die Magnetpolpositionssignale aus, die entgegengesetzte Phasen aufweisen, wenn ein gleicher Magnetpol des Rotors erfasst wird. Basierend auf dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors wählt die Drehrichtungssteuerschaltung 50 das von der entsprechenden Erfassungsschaltung oder entsprechenden integrierten Motortreiberschaltung ausgegebene Magnetpolpositionssignal oder Steuersignal, um den Zustand des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters und dann die Richtung des durch die Statorwicklung des Motors fließenden Stroms zu steuern, um wiederum die Drehrichtung des Motors zu steuern. Die Drehrichtung des Motors kann geändert werden, indem lediglich die Verbindungsanschlüsse der Drehrichtungssteuerschaltung 50 vertauscht werden. Die Struktur der Motortreiberschaltung ist einfach und in einem hohen Maß universell.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Rotor 11 ein Permanentmagnetrotor. Jeder Pol des Permanentmagnetrotors kann aus einem Neodym-Magnetmaterial bestehen, das aus seltenen Erden gewonnen wird, oder kann aus beständigeren Materialien gebildet sein, wie zum Beispiel ein gummiumhüllter Neodym-Magnet (auch als Gummimagnet bezeichnet). Die gegenelektromotorische Kraft des Motors kann eine trapezförmige Welle sein. In anderen Ausführungsformen kann der Permanentmagnetrotor auch aus anderen Materialien bestehen, zum Beispiel aus Ferrit, Neodym-Eisen-Bor, Alnico etc. Die Wellenform der gegenelektromotorischen Kraft kann auch eine Sinuswelle oder dergleichen sein.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Gleichrichter eine Vollbrücken-Gleichrichterschaltung. In anderen Implementierungen können eine Halbbrücken-Gleichrichterschaltung, eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung, eine Halbwellen-Gleichrichterschaltung oder dergleichen verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Spannung durch die Zenerdiode Z1 stabilisiert. In anderen Ausführungsformen kann die Spannung durch elektronische Komponenten wie einen Spannungsstabilisator stabilisiert werden.
Es versteht sich, dass der in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschriebene Motor geeignet ist für Antriebsvorrichtungen wie Fahrzeugfensterheber oder Rollladenantriebe in Privathäusern und Bürogebäuden. Der Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselstrommotor mit einem Permanentmagnetrotor, zum Beispiel ein Synchronmotor und ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor). Der Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Einphasen-Wechselstrommotor mit einem Permanentmagnetrotor, zum Beispiel ein Einphasen-Synchronmotor und ein Einphasen-BLDC-Motor. Wenn der Motor ein Synchronmotor ist, kann die Wechselstromquelle mit einer Netzstromversorgung verbunden sein. Wenn der Motor ein BLDC-Motor ist, kann die Wechselstromquelle durch einen Inverter bereitgestellt werden.
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch wird die Erfindung durch diese Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Vielmehr sind innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Änderungen oder Modifikationen möglich.

Claims

Motortreiberschaltung (19) zum Treiben eines Rotors (11) eines Motors (10) für eine Drehung relativ zu einem Stator, umfassend: einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (AC-Schalter) (26), der zwischen zwei Anschlüssen einer Wechselstromversorgung (24) mit einer Wicklung (16) des Motors verbunden ist; eine erste Erfassungsschaltung und eine zweite Erfassungsschaltung, die jeweils konfiguriert sind für die Erfassung von Magnetpolpositionen des Rotors (11) und für die Ausgabe von Magnetpolpositionssignalen mit entgegengesetzten Phasen, wenn ein gleicher Magnetpol des Rotors (11) erfasst wird; eine Drehrichtungssteuerschaltung (50), die mit der ersten und der zweiten Erfassungsschaltung verbunden ist und konfiguriert ist für wahlweise Ausgabe der Magnetpolpositionssignale von der ersten Erfassungsschaltung oder von der zweiten Erfassungsschaltung an eine Schaltersteuerschaltung (30) entsprechend einem Drehrichtungseinstellsignal (CTRL, CTRL1, CTRL2) des Motors (10); wobei die Schaltersteuerschaltung (30) konfiguriert ist für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Schalters (26) zum Schalten desselben zwischen einem An-Zustand und einem Aus-Zustand, um den Motor (10) für eine Drehung in einer vorgegebenen Richtung oder in einer zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung zu steuern, basierend auf dem empfangenen Magnetpolpositionssignal und einer Polarität der Wechselstromversorgung (24).
Motortreiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltersteuerschaltung (30) konfiguriert ist für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters (26) zum Schalten desselben in den An-Zustand, wenn sich die Polarität der Wechselstromversorgung (24) in einem positiven Halbzyklus befindet und die Drehrichtungssteuerschaltung (50) ein erstes Signal ausgibt, oder wobei die Schaltersteuerschaltung (30) konfiguriert ist für die Steuerung des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters (26) zum Schalten in den An-Zustand, wenn sich die Polarität der Wechselstromversorgung (24) in einem negativen Halbzyklus befindet und die Drehrichtungssteuerschaltung (50) ein zweites Signal ausgibt.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die Drehrichtungssteuerschaltung (50) das Magnetpolpositionssignal von der ersten Erfassungsschaltung an die Schaltersteuerschaltung (30) ausgibt, wenn sich der Motor in der vorgegebenen Richtung dreht; und wobei die Drehrichtungssteuerschaltung (50) das Magnetpolpositionssignal von der zweiten Erfassungsschaltung an die Schaltersteuerschaltung (30) ausgibt, wenn sich der Motor in einer zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung dreht.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Erfassungsschaltung einen ersten Hallsensor (22) und die zweite Erfassungsschaltung einen zweiten Hallsensor (23) umfasst und wobei eine Richtung, in welcher ein erstes Hallplättchen (220) in dem ersten Hallsensor (22) dem Rotor (11) zugewandt ist, bezüglich der Richtung, in welcher ein zweites Hallplättchen (220) in dem zweiten Hallsensor (23) dem Rotor (11) zugewandt ist, um 180 Grad umgekehrt ist.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 4, wobei der erste Hallsensor (22) und der zweite Hallsensor (23) in einer Rastposition des Motors (10) beide einem Nordpol des Rotors benachbart sind oder wobei der erste Hallsensor (22) einem Nordpol des Rotors und der zweite Hallsensor (23) einem Südpol des Rotors (11) benachbart ist.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die Drehrichtungssteuerschaltung (50) eine Schalteinheit umfasst, wobei die Schalteinheit einen ersten bis dritten Anschluss (51-53) aufweist, wobei der erste Anschluss (51) mit der Schaltersteuerschaltung (30) verbunden ist, der zweite Anschluss (52) das Magnetpolpositionssignal von der ersten Erfassungsschaltung empfängt, der dritte Anschluss (53) das Magnetpolpositionssignal von der zweiten Erfassungsschaltung empfängt und der erste Anschluss (51) entsprechend dem Drehrichtungseinstellsignal (CTRL, CTRL1, CTRL2) des Motors (10) wahlweise mit dem zweiten Anschluss (52) oder dem dritten Anschluss (53) verbunden ist; wobei sich der Motor bei einer Verbindung des ersten Anschlusses (51) mit dem zweiten Anschluss (52) in der vorgegebenen Richtung und bei einer Verbindung des ersten Anschlusses (51) mit dem dritten Anschluss (53) in der zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung dreht.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 6, wobei die Schalteinheit (50) der Drehrichtungssteuereinheit (50) ferner einen vierten Anschluss (54) umfasst, wobei der vierte Anschluss (54) Null ist und wobei beim Umschalten der Drehrichtung des Motors während der Drehung der erste Anschluss (51) für eine vorgegebene Dauer mit dem ersten Anschluss (54) verbunden wird, um den Rotor (11) in einer vorgegebenen Rastposition anzuhalten, und dann der erste Anschluss (51) entsprechend der Umschaltrichtung mit dem Anschluss (52, 53) verbunden wird.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 4, wobei die Motortreiberschaltung (19) ferner einen Gleichrichter für die Versorgung zumindest des ersten und des zweiten Hallsensors (22, 23) mit einer Gleichspannung umfasst, wobei der Gleichrichter einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss (Q1, Q2) hat, wobei eine Ausgangsspannung des ersten Ausgangsanschlusses (Q1) höher ist als jene des zweiten Ausgangsanschlusses (Q2), wobei Stromversorgungsanschlüsse (VCC) des ersten und des zweiten Hallsensors (23) mit dem ersten Ausgangsanschluss (Q1) verbunden sind und wobei Erdungsanschlüsse (GND) des ersten und des zweiten Hallsensors (22, 23) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (Q2) verbunden sind.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 8, wobei die Motortreiberschaltung (19) ferner einen mit dem Gleichrichter verbundenen Spannungsreduzierer (R0) umfasst, zum Reduzieren einer Wechselspannung von der Wechselstromversorgung und zur anschließenden Eingabe der reduzierten Spannung in den Gleichrichter, wobei die Schaltersteuerschaltung einen ersten Widerstand (R2), einen NPN-Transistor (Q1), einen zweiten Widerstand (R1) und eine Diode (D1) umfasst; wobei der zweite Widerstand (R1) und die Diode (D1) zwischen der Drehrichtungssteuerschaltung (50) und dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (26) in Reihe geschaltet sind; wobei eine Kathode der Diode (D1) mit der Drehrichtungssteuerschaltung (50) verbunden ist; wobei ein Ende des ersten Widerstands (R2) mit der Kathode der Diode (D1) verbunden ist; wobei eine Basis des NPN-Transistors (Q1) mit der Kathode der Diode (D1) verbunden ist, ein Emitter des NPN-Transistors (Q1) mit einer Anode der Diode (D1) verbunden ist und ein Kollektor des NPN-Transistors (Q1) mit dem ersten Ausgangsanschluss (Q1) des Gleichrichters verbunden ist.
Motortreiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die Motortreiberschaltung (19) ferner einen Steuerschalter umfasst, wobei der Steuerschalter zwischen die Wechselstromversorgung (24) und die Wicklung (16) des Motors geschaltet ist, und wobei der Steuerschalter bei Änderung der Drehrichtung während der Drehung des Motors für eine bestimmte Dauer deaktiviert wird, bis der Rotor in einer vorgegebenen Rastposition anhält.
Motortreiberschaltung (19) zum Drehen eines Rotors (11) eines Motors (10) bezüglich eines Stators, wobei die Motortreiberschaltung (19) umfasst: einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (26), der zwischen einen ersten Knoten (A) und einen zweiten Knoten (B) geschaltet ist, oder den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (26) und die Motorwicklung (16), die zwischen dem ersten Knoten (A) und dem zweiten Knoten (B) in Reihe geschaltet sind, und die Wechselstromversorgung (24), die zwischen den ersten Knoten (A) und den zweiten Knoten (B) geschaltet ist; eine erste und eine zweite integrierte Motortreiberschaltung (100, 200) mit der gleichen Struktur, wobei jede ein Gehäuse aufweist und das Gehäuse eine Vorderwand und eine Rückwand hat, wobei die Vorderwand der ersten integrierten Motortreiberschaltung (100) dem Rotor (11) zugewandt ist und die Rückwand der zweiten integrierten Motortreiberschaltung (200) dem Rotor zugewandt ist und wobei die erste und die zweite integrierte Motortreiberschaltung jeweils umfassen: eine Erfassungsschaltung (22, 23), die für die Erfassung einer Magnetpolposition des Rotors (11) und für die Ausgabe eines Magnetpolpositionssignals an ihrem Ausgang (H1) konfiguriert ist; eine Schaltersteuerschaltung (30), die für die Ausgabe eines Steuersignals entsprechend dem Magnetpolpositionssignal von der Erfassungsschaltung und einer Polarität der Wechselstromversorgung (24) konfiguriert ist; eine Drehrichtungssteuerschaltung (50), die konfiguriert ist für die Ausgabe des Steuersignals von der ersten oder der zweiten integrierten Motortreiberschaltung (100, 200) an den steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter (26) entsprechend dem Drehrichtungseinstellsignal des Motors zum Steuern eines An- und Aus-Zustands des steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalters (26), um den Motor in einer vorgegebenen Richtung oder in einer zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung zu drehen.
Motor (10), umfassend einen Stator, einen Rotor (11) und eine Motortreiberschaltung (19) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
Motor nach Anspruch 12, wobei der Motor (10) ein Einphasen-Permanentmagnet-Wechselstrommotor, ein Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor oder ein Einphasen-Permanentmagnet-BLDC-Motor ist.