DE19632235A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern eines übermäßigen Stromflusses in einem Motor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schal­ tung zum Verhindern eines Durchbrennens eines Motors, wenn der Motor beispielsweise festgehalten wird, und insbeson­ dere auf eine Schaltung zum automatischen Verringern des einem Motor zugeführten Stromflusses in Abhängigkeit von einem übermäßigen Stromfluß im Motor.

Eine theoretische Erklärung hinsichtlich eines Strom­ flusses, wenn der Rotor eines Motors beispielsweise festge­ halten wird, wird nachfolgend anhand der entsprechenden Figuren beschrieben. Die Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines Gleichstrommotors.

Gemäß Fig. 5 bezeichnet V eine Spannung zum Ansteuern des Motors, Ra den Widerstand der Ankerwicklung des Motors, Ia der Ankerstrom, La die Induktivität der Ankerwicklung und Eb die gegenelektromagnetische Kraft (Gegen-EMK) des Ankers. Die Beziehung zwischen diesen Variablen kann durch folgende Gleichung dargestellt werden:

V = (Ra×Ia) + La×(dIa/dt) + Eb,

mit Eb = K×ω, (wobei K einen konstanten Wert dar­ stellt und ω die Winkelgeschwindigkeit des Rotors ist).

Wenn ein Motor aufgrund einer Überlast festgehalten wird, beträgt ω = 0. Daher ist Eb gleich 0, wodurch ein Mo­ torstrom entsteht, der groß genug ist, um eine Wicklung des Motors zu zerstören. Zum Schutze des Motors vor einer der­ artigen Beschädigung wurde bereits eine Schaltung zum Be­ grenzen des durch die Wicklungen des Motors fließenden Stroms vorgesehen. Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nachfolgend eine herkömmliche Stromsteuerschaltung be­ schrieben.

Die Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer herkömmlichen Mo­ torsteuerschaltung. Die Fig. 2 zeigt Darstellungen von Kur­ vensignalen an ausgewählten Punkten der Schaltung gemäß Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 besitzt eine herkömmliche Schaltung zum Verhindern eines Durchbrennens des Motors bei Überlast eine Sollstromvorrichtung 10 zum Empfangen von Spannungen zwi­ schen 0 V bis 5 V an einem Operationsverstärker OP11 und zum Ausgeben einer Spannung, die als Referenz bei der Steuerung des dem Motor zugeführten Stroms verwendet wird. Eine Im­ pulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 20 empfängt und ver­ gleicht die Ausgangssignale der Sollstromvorrichtung 10 mit denen einer Stromerfassungsvorrichtung 50.

Eine logische Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 30 empfängt und vergleicht die Ausgangssignale der Impulsbrei­ ten-Vergleichsvorrichtung 20 und eines Taktimpulssignals, wobei es ein Steuersignal ausgibt. Eine Ausgangssignal- Steuervorrichtung 40 empfängt das Steuersignal von der lo­ gischen Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 30 und gibt ein Stromsignal zum Ansteuern des Rotors aus. Die Stromer­ fassungsvorrichtung 50 empfängt das Stromsignal von der Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 40, erzeugt proportional zum Stromsignal ein Kurvensignal und führt dieses der Im­ pulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 20 zu.

Wenn im Betrieb ein Sollstromsignal (COM) am Eingangs­ anschluß des Operationsverstärkers OP11 (der als Puffer ar­ beitet und daher nachfolgend als "Puffer" bezeichnet wird) zugeführt wird, wird das Sollstromsignal durch den Puffer OP11 stabilisiert. Daraufhin wird das Signal des Operati­ onsverstärkers OP11 durch die Widerstände R21 und R22 der Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 20 geteilt und das ge­ teilte Signal einem Eingangsanschluß (+) des Vergleichers CP23 zugeführt. Ein Stromerfassungssignal, welches nachfol­ gend beschrieben wird, wird einem Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP23 zugeführt.

Wenn die Spannungsversorgung Vcc dem Motor zugeführt wird, steigt die Spannung am Motor aufgrund der induktiven Reaktanz des Motors mit einer festen Neigung an. Die Span­ nung des Motors ändert sich daher in Abhängigkeit von der Zeit. Die Motorspannung wird über einen Widerstand R55 er­ faßt und einem nicht-invertierenden Anschluß eines nicht­ invertierenden Verstärkers OP52 über einen Widerstand R54 zugeführt. Die Spannung über dem Widerstand R55 wird hier­ bei auf eine geeignete Spannung verstärkt, wodurch ein Stromerfassungssignal am Ausgangsanschluß des Vergleichs­ verstärkers OP52 erzeugt wird, das mit der Spannung des Sollstromsignals über den Vergleicher CP23 verglichen wird. Der Vergleicher CP23, der die beiden Signale empfängt, er­ zeugt einen hohen logischen Spannungsausgangssignalpegel, wenn der Sollstrom größer ist als das Stromerfassungssi­ gnal, während er einen niedrigen logischen Spannungspegel erzeugt, wenn der Sollstrom geringer ist als das Stromer­ fassungssignal. Der Sollstrom entspricht jedoch einer Gleichspannung, während das Stromerfassungssignal einer Spannung entspricht, die jedesmal graduell bis zu einem fe­ sten Pegel ansteigt, wenn der Motor impulsgetrieben ist. Somit ist zu Beginn eines jeden Impulses der Sollstrom grö­ ßer als das Stromerfassungssignal, weshalb der Vergleicher CP23 einen hohen logischen Spannungspegel erzeugt.

Das Stromerfassungssignal besitzt eine niedrige An­ stiegsflanke und eine höhere Abstiegs- bzw. Abfallflanke. Das Stromerfassungssignal gleicht daher das Sollstromsignal (COM) in der Nähe der Abfallflanke aus. Der Punkt, an dem beide Spannungen gleich sind, wird als Vergleichspunkt be­ zeichnet, wobei beim Vergleichspunkt das Ausgangssignal des Vergleichers CP23 auf einen niedrigen logischen Pegel wech­ selt. Die Fig. 2 zeigt diese Situation.

Das Ausgangssignal der Impulsbreiten-Vergleichsvorrich­ tung 20 wird einem Eingangsanschluß 1 eines NICHT-UND-Gat­ ters NAND31 der logischen Ausgangssignal-Schaltungsvorrich­ tung 30 zugeführt, wobei ein Taktsignal mit einem großen Tastverhältnis am Eingangsanschluß 2 eines NICHT-UND-Gat­ ters NAND32 eingegeben wird. Die Gatter NAND31 und NAND32 bilden eine logische Schaltung aus, die die gleiche Funkti­ on aufweist wie eine herkömmliche RS-Flip-Flop-Schaltung. Wenn dem Eingangsanschluß 1 des NICHT-UND-Gatters NAND31 ein hoher logischer Pegel zugeführt wird und ein niedriger logischer Pegel am Eingangsanschluß 2 des NICHT-UND-Gatters NAND32 anliegt, wird am Ausgangsanschluß 3 des NAND31 ein niedriger logischer Pegel erzeugt. Wenn ein niedriger logi­ scher Pegel am Eingangsanschluß 1 des NAND31 und ein hoher logischer Pegel am Eingangsanschluß 2 des NAND32 anliegt, wird ein hoher logischer Pegel am Ausgangsanschluß 3 des NAND31 erzeugt. Das Steuersignal des Ausgangsanschlusses 3 des NICHT-UND-Gatters NAND31 ist in Fig. 2C dargestellt. Das Steuersignal wird dem Eingangsanschluß 2 des NICHT-UND- Gatters NAND33 zugeführt, während das Ausgangssignal des Vergleichers CP17 dem Eingangsanschluß 1 des NICHT-UND-Gat­ ters NAND33 zugeführt wird.

Eine Referenzspannung Vref liegt an seriell miteinander verbundenen Widerständen R14, R15 und R16 an. Die Spannung zwischen den Widerständen R14 und R15 wird dem Eingangsan­ schluß (+) des Vergleichers CP17 zugeführt, während die Spannung des Sollstromsignals am Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP17 anliegt. Wenn das Sollstromsignal größer ist als die Spannung zwischen den Widerständen R14 und R15, erzeugt der Vergleicher CP17 ein logisches Ausgangssignal mit niedrigem Pegel. Das Ausgangssignal des Komparators CP18 wird dem Eingangsanschluß 2 des NICHT-UND-Gatters NAND34 zugeführt. Die Spannung des Sollstromsignals wird dem Eingangsanschluß (+) des Vergleichers CP18 zugeführt, während die Spannung über dem Widerstand R16 am Eingangsan­ schluß (-) des Vergleichers CP18 anliegt. Wenn das Soll­ stromsignal größer ist als die Spannung über dem Widerstand R16, erzeugt der Vergleicher CP18 ein Ausgangssignal mit hohem logischem Pegel.

Die NICHT-UND-Gatter erzeugen Ausgangssignalspannungen mit niedrigem logischen Pegel, wenn sowohl der erste als auch der zweite Eingangsanschluß einen hohen logischen Pe­ gel aufweisen, während sie Ausgangssignalspannungen mit ho­ hem logischen Pegel erzeugen, wenn irgendeine andere Kombi­ nation von logischen Pegeln an den Eingangsanschlüssen an­ liegt.

Wenn das Sollstromsignal größer ist als die Spannung über dem Widerstand R16, erzeugt der Vergleicher CP18 ein Ausgangssignal mit einem hohen logischen Pegel. Wenn das Sollstromsignal größer ist als die Spannung zwischen den Widerständen R14 und R15, erzeugt der Vergleicher CP17 ein Ausgangssignal mit niedrigem logischen Pegel. Wenn daher das Sollstromsignal größer als ein vorbestimmter Wert ist, erzeugt der Vergleicher CP17 ein Signal, bei dem sich der Motor mit voller Geschwindigkeit dreht. Wenn das Sollstrom­ signal unter einem vorbestimmten Wert liegt, erzeugt der Vergleicher CP18 ein Signal zum Stoppen bzw. Abbremsen des Motors.

Das Steuersignal der logischen Ausgangssignal-Schal­ tungsvorrichtung 30 wird der Basis eines Transistors Q43 der Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 40 über einen Wider­ stand R41 zugeführt. Wenn sich das Steuersignal auf einem hohen logischen Pegel befindet, wird der Transistor Q43 eingeschaltet, worauf die Spannung von der Spannungsversor­ gung Vcc über den Widerstand R42 und den Transistor Q43 mit Masse verbunden ist. In diesem Zustand ist der Transistor Q44 ausgeschaltet. Die Spannung über dem Widerstand R42 wird als Vorspannung zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors Q45 zugeführt. Die Spannung zwischen dem Wider­ stand R46 und dem Gate des Transistors Q48 ist gering, wo­ durch ein Stromfluß im Motor verhindert wird.

Wenn das Steuersignal einen niedrigen logischen Pegel aufweist, wird der Transistor Q43 ausgeschaltet und die Spannung zwischen dem Kollektor und Emitter des Transistors Q43 als eine Vorspannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q44 zum Einschalten des Transistors Q44 und zum Ausschalten des Transistors Q45 verwendet. Die Spannung der Spannungsquelle wird dem Gate des Transistors Q48 über den Transistors Q44 und den Widerstand R46 zugeführt, wo­ durch der Transistor Q48 eingeschaltet und dem Motor der Strom zugeführt wird.

Da jedoch die herkömmliche Motorsteuerschaltung die Mo­ torgeschwindigkeit durch einen vom Benutzer eingestellten Sollstrom steuert, kann ein übermäßiger Stromfluß, der von einer Überlast des Motors herrührt, nicht gesteuert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die ein Durchbrennen eines Motors verhindert, wenn der Motor unter Überlast arbeitet.

Gemäß einem Teilaspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Vermeidung eines übermäßigen Stromflusses in einem Gleichstrommotor vorgeschlagen, bei dem ein Soll­ stromsignal und ein Motorstromsignal proportional zum Stromfluß im Motor erzeugt werden. Darüberhinaus wird ein Stromsteuersignal in Abhängigkeit von den relativen Größen des Sollstromsignals und des Motorsteuersignals erzeugt. Die Größe des Sollstromsignals wird proportional zum Strom­ steuersignal eingestellt, wenn sich das Stromsteuersignal unter einem voreingestellten Wert befindet. Darüberhinaus wird eine Schaltung zum Implementieren des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens vorgeschlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Motor­ steuerschaltung;

Fig. 2 eine Darstellung von Kurvensignalen, wie sie an ausgewählten Punkten der Schaltung gemäß Fig. 1 erzeugt werden;

Fig. 3 ein Schaltbild, welches gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aufgebaut ist;

Fig. 4 eine Darstellung von Kurvensignalen, wie sie an ausgewählten Punkten der Schaltung gemäß Fig. 3 erzeugt werden;

Fig. 5 ein Schaltbild eines Gleichstrommotors; und

Fig. 6 ein Schaltbild, das entsprechend einem zwei­ ten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aufgebaut ist.

In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Be­ zugszeichen für Bauteile mit gleichen Funktionen verwendet.

Nachfolgend wird anhand von Fig. 3 das erste erfin­ dungsgemäße Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben.

Gemäß Fig. 3 besitzt eine Schaltung zum Verhindern ei­ nes Durchbrennens eines Motors eine Sollstromvorrichtung 60, eine Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70, eine logi­ sche Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 80, eine Aus­ gangssignal-Ansteuervorrichtung 90, eine Stromerfassungs­ vorrichtung 110 und eine Sollstrom-Steuervorrichtung 100. Die Sollstromvorrichtung 60 empfängt ein Signal COM und stabilisiert dieses Signal mit einem Puffer OP61. Der Puf­ fer erzeugt ein Sollstromsignal mit einem maximalen und ei­ nem minimalen Wert, dem durch die Vergleicher CP67 und CP68 begrenzt wird.

Die Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 empfängt und vergleicht den Sollstrom mit einem Stromerfassungssignal, welches von der Stromerfassungsvorrichtung 110 erzeugt wird.

Die logische Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 80 besitzt NICHT-UND-Gatter NAND81 und NAND82, die das Aus­ gangssignal von der Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 und ein Taktsignal empfangen. Am Ausgangsanschluß 3 des NAND81 wird ein niedriger logischer Pegel erzeugt, wenn am Eingangsanschluß 1 des NAND81 ein hoher logischer Pegel an­ liegt und ein niedriger logischer Pegel dem Eingangsan­ schluß 2 des NAND82 zugeführt wird. Ein hoher logischer Pe­ gel wird am Ausgangsanschluß 3 des NAND81 erzeugt, wenn ein niedriger logischer Pegel am Eingangsanschluß 1 des NAND81 anliegt und dem Eingangsanschluß 2 des NAND82 ein hoher lo­ gischer Pegel zugeführt wird. Die logische Ausgangssignal- Schaltungsvorrichtung 80 besitzt darüberhinaus NICHT-UND- Gatter NAND83 und NAND84, die die maximalen und minimalen Werte des Sollstroms begrenzen.

Die Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90 empfängt das Steuersignal von der logischen Ausgangssignal-Schaltungs­ vorrichtung 80 und erzeugt ein Ansteuersignal zum Ansteuern des Motors. Eine Stromerfassungsvorrichtung 110 erfaßt den durch den Motor fließenden Strom und erzeugt ein Stromer­ fassungssignal, welches in geeigneter Weise verstärkt wird, um in der Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 verglichen zu werden.

Die Sollstrom-Steuervorrichtung 100 empfängt das Steu­ ersignal von der Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90 und wandelt dieses mit einem Kondensator C103 nahezu in ein Gleichstromsignal um, wodurch ein konditioniertes bzw. um­ geformtes Signal erzeugt wird. Zum Stabilisieren des Steu­ ersignals wird ein Puffer OP102 verwendet. Wenn sich das umgeformte Signal in einem Normalzustand befindet, besitzt seine Spannung den gleichen Wert wie das Sollstromsignal. Wenn jedoch ein übermäßiger Stromfluß im Motor auftritt, fällt die Spannung des konditionierten Signals, weshalb auch die Spannung des Sollstromsignals abfällt. Über diese Arbeitsweise steuert die Sollstrom-Steuervorrichtung 100 die Spannung des Sollstromsignals.

Die Sollstromvorrichtung 60 besteht aus:
einem Operationsverstärker OP61, der als Puffer funk­ tioniert, wobei ein Signal COM seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluß zugeführt wird und ein invertierender Ein­ gangsanschluß mit seinem Ausgangsanschluß verbunden ist;
einem Widerstand R62, der an einer Seite mit dem Aus­ gang des Operationsverstärkers OP61 verbunden ist;
einem Widerstand R63, der zwischen der anderen Seite des Widerstands R62 und Masse liegt;
einem Widerstand R64, der an einer Seite mit der Refe­ renzspannung Vref verbunden ist;
einem Widerstand R65, der an einer Seite mit der ande­ ren Seite des Widerstands R64 verbunden ist;
einem Widerstand R66, der zwischen der anderen Seite des Widerstands R65 und Masse liegt;
einem Vergleicher CP67, dessen nicht-invertierender Eingangsanschluß (+) mit der anderen Seite des Widerstands R64 verbunden ist, und dessen invertierender Eingangsan­ schluß (-) mit der anderen Seite des Widerstands R62 ver­ bunden ist, wodurch der maximale Wert des Sollstroms be­ grenzt wird; und
einem Vergleicher CP68, dessen invertierender Eingangs­ anschluß (-) mit der einen Seite des Widerstands R66 ver­ bunden ist und dessen nicht-invertierender Eingangsanschluß (+) mit der anderen Seite des Widerstands R62 verbunden ist, wodurch der minimale Wert des Sollstroms begrenzt wird.

Die Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 besitzt ei­ nen Widerstand R71, dessen eine Seite mit der anderen Seite des Widerstands R62 verbunden ist, einen Widerstand R72, der-zwischen der anderen Seite des Widerstands R71 und Masse liegt und einem Vergleicher CP71, dessen nicht-inver­ tierender Eingangsanschluß (+) mit der anderen Seite des Widerstands R71 verbunden ist.

Die logische Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 80 besitzt ein NICHT-UND-Gatter NAND81, mit einem Eingangsan­ schluß, der mit dem Ausgang des Vergleichers CP71 verbunden ist, und ein NICHT-UND-Gatter NAND82, wobei der Ausgangsan­ schluß 3 des NICHT-UND-Gatters NAND81 mit seinem Eingangs­ anschluß i verbunden ist. Ein Taktimpulssignal mit einem großen Tastverhältnis wird an den Eingangsanschluß 2 des NAND82 angeschlossen, während sein Ausgangsanschluß 3 mit dem Eingangsanschluß 2 des NAND81 verbunden ist.

Der Ausgangsanschluß des Vergleichers CP67 ist mit dem Eingangsanschluß 1 des NAND83 verbunden, während der Aus­ gangsanschluß 3 des NAND81 mit dem Eingangsanschluß 2 des NAND83 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß des Vergleichers CP68 ist mit dem Eingangsanschluß 2 des NAND84 verbunden, während der Ausgangsanschluß 3 des NAND83 mit dem Eingangs­ anschluß 1 des NAND84 verbunden ist.

Die Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90 besitzt einen Widerstand R91, dessen eine Seite mit dem Ausgangsanschluß des NICHT-UND-Gatters NAND84 verbunden ist, und einen Tran­ sistor Q93, dessen Basis mit der anderen Seite des Wider­ stands R91 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Q93 liegt auf Masse. Ein Widerstand R92 ist an einer Seite mit dem Kollektor des Transistors Q93 verbunden. Ein Transistor Q94 ist mit seiner Basis mit der einen Seite des Wider­ stands R92 verbunden, während die andere Seite mit seinem Kollektor verbunden ist. Ein Transistor Q95 ist mit seiner Basis mit dem Kollektor des Transistors Q93 verbunden. Der Emitter des Transistors Q94 ist mit dem Emitter des Transi­ stors Q95 verbunden, dessen Kollektor auf Masse liegt.

Die Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90 besitzt dar­ überhinaus einen Transistor Q96, dessen Basis mit der Basis des Transistors Q94 verbunden ist. Der Kollektor des Tran­ sistors Q94 ist mit dem Kollektor des Transistors Q96 ver­ bunden. Ein Transistor Q99 ist mit seinem Gate an eine Seite des Widerstands R97 angeschlossen. Eine Diode D98 ist mit ihrer Kathode an die Spannungsversorgung Vcc ange­ schlossen, während sie mit ihrer Anode am Drainanschluß des Transistors Q99 liegt.

Die Stromerfassungsvorrichtung 110 besitzt einen Wider­ stand R115, der zwischen dem Sourceanschluß des Transistors Q99 und Masse liegt. Ein Widerstand R114 ist mit einem An­ schluß an den Sourceanschluß des Transistors Q99 ange­ schlossen und ein Widerstand R113 liegt mit einem Anschluß auf Masse. Ein Operationsverstärker OP112 ist mit seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluß an den anderen An­ schluß des Widerstands R114 angeschlossen, während der an­ dere Anschluß des Widerstands R113 an seinem invertierenden Anschluß liegt. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstär­ kers OP112 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP71 verbunden, während ein Widerstand R111 zwischen dem invertierenden Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers OP112 liegt.

Die Sollstrom-Steuervorrichtung 100 besitzt einen Wi­ derstand R105, der mit einem Anschluß an den Emitter des Transistors Q96 angeschlossen ist. Ein Widerstand R104 liegt zwischen dem anderen Anschluß des Widerstands R105 und Masse, während ein Kondensator C103 zwischen dem einen Anschluß des Widerstands R104 und Masse liegt. Ein Operati­ onsverstärker OP102 ist mit seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluß an den einen Anschluß des Widerstands R104 angeschlossen, während sein invertierender Eingangsanschluß mit seinem Ausgangsanschluß verbunden ist. Eine Diode D101 ist mit ihrer Anode an den Eingangsanschluß (+) des Ver­ gleichers CP68 angeschlossen sowie an den Eingangsanschluß (+) des Vergleichers CP71 und den Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP67.

Gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel besitzt, wie in Fig. 6 dargestellt, eine Schaltung zum Ver­ hindern eines Durchbrennens eines Motors bei Überlast eine Sollstromvorrichtung 60, eine Impulsbreiten-Vergleichsvor­ richtung 70, eine logische Ausgangssignal-Schaltungsvor­ richtung 80, eine Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90, eine Stromerfassungsvorrichtung 110 und eine Sollstrom- Steuervorrichtung 100. Die Sollstromvorrichtung 60, die Im­ pulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 und die logische Aus­ gangssignal-Schaltungsvorrichtung 80 weisen den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise wie die Schaltungen im ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel auf.

Die Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90 besitzt jedoch eine Vielzahl von Transistoren und Widerständen mit einem Transistor Q117, dessen Basis mit dem Ausgangsanschluß des NICHT-UND-Gatters NAND84 verbunden ist und dessen Emitter auf Masse liegt. Ein Transistor Q120 besitzt eine Basis, die mit dem Kollektor des Transistors Q117 verbunden ist, während sein Emitter auf Masse liegt. Ein Transistor Q123 besitzt eine Basis, die mit der Basis des Transistors Q120 verbunden ist und dessen Emitter auf Masse liegt. Der Kol­ lektor des Transistors Q116 ist mit dem Kollektor des Tran­ sistors Q117 verbunden, wobei der Emitter des Transistors Q116 mit der Spannungsversorgung Vcc verbunden ist. Ein Transistor Q115 besitzt einen Kollektor und eine Basis, die mit der Basis des Transistors Q116 verbunden sind, wobei sein Emitter mit der Spannungsversorgung Vcc verbunden ist. Ein Transistor Q114 besitzt einen mit dem Kollektor des Transistors Q115 und einem Widerstand R112 verbundenen Kol­ lektor und einen geerdeten Emitter. Ein Transistor Q113 be­ sitzt einen Kollektor und eine Basis, die mit der Basis des Transistors Q114 verbunden sind, sowie einen auf Masse lie­ genden Emitter. Ein Widerstand R111 liegt zwischen dem Kol­ lektor des Transistors Q113 und einer Spannungsquelle Vref. Ein Transistor Q118 besitzt eine Basis, die mit der Basis des Transistors Q116 verbunden ist, und einen Emitter, der mit der Spannungsversorgungsquelle Vcc verbunden ist. Die Basis des Transistors Q121 ist mit der Basis des Transi­ stors Q118 verbunden, während sein Emitter mit der Span­ nungsversorgung Vcc verbunden ist. Ein Transistor Q119 be­ sitzt eine Basis, die mit den Kollektoren der Transistoren Q118 und Q120 verbunden ist, sowie einen mit dem Kollektor des Transistors 120 verbundenen Emitter. Sein Kollektor ist mit dem Kollektor des Transistors Q121 verbunden. Ein Tran­ sistor Q125 besitzt eine Basis, die mit dem Kollektor des Transistors Q123 verbunden ist, und einen auf Masse liegen­ den Emitter. Ein Widerstand R122 liegt zwischen dem Emitter des Transistors Q125 und dem Kollektor des Transistors Q119. Ein Transistor Q124 besitzt eine Basis, die mit dem Kollektor des Transistors Q119 verbunden ist, einen Emit­ ter, der mit dem Emitter des Transistors Q125 verbunden ist, und einen Kollektor, der mit dem Emitter des Transi­ stors Q121 verbunden ist. Ein Widerstand R127 ist mit sei­ nem einen Ende an den Emitter des Transistors Q124 ange­ schlossen, während sein anderes Ende mit dem Gate des Tran­ sistors Q128 verbunden ist. Eine Diode ist mit ihrer Anode an den Drainanschluß des Transistors Q128 angeschlossen und mit ihrer Kathode an die Spannungsversorgung Vcc. Ein Wi­ derstand R129 liegt zwischen dem Sourceanschluß des Transi­ stors Q128 und Masse.

Die Stromerfassungsvorrichtung 110 besitzt einen Wider­ stand R193, dessen ein Ende mit dem Sourceanschluß des Transistors Q128 verbunden ist, und einen Widerstand R193, der mit seinem einen Ende auf Masse liegt. Ein Operations­ verstärker OP91 ist mit seinem nicht-invertierenden Ein­ gangsanschluß an das andere Ende des Widerstands R193 ange­ schlossen. Das andere Ende des Widerstands R94 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP91 verbunden, während sein Ausgangsanschluß mit dem Ein­ gangsanschluß (-) des Vergleichers CP73 verbunden ist und ein Widerstand R192 zwischen dem invertierenden Eingangsan­ schluß und dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers OP91 liegt.

Die Sollstrom-Steuervorrichtung 110 besitzt einen Tran­ sistor Q140, dessen Basis mit der Basis des Transistors Q123 verbunden ist und dessen Emitter geerdet ist. Ein Wi­ derstand R139 ist mit einem Ende an den Kollektor des Tran­ sistors Q140 angeschlossen. Eine Diode D138 ist mit ihrer Anode an das andere Ende des Widerstands R139 angeschlos­ sen. Ein Widerstand R137 liegt zwischen der Kathode der Di­ ode D138 und der Spannungsversorgung Vcc. Ein Transistor Q135 besitzt eine Basis, die mit der Kathode der Diode D138 verbunden ist, während sein Emitter mit der Spannungsver­ sorgung Vcc verbunden ist. Ein Widerstand R136 ist mit ei­ nem Ende an den Kollektor des Transistors Q135 angeschlos­ sen. Ein Widerstand R134 ist mit seinem einen Ende an das andere Ende des Widerstands R136 angeschlossen. Ein Konden­ sator C133 liegt zwischen dem anderen Ende des Widerstands R136 und Masse. Ein Operationsverstärker OP132 ist mit sei­ nem nicht-invertierenden Eingangsanschluß an das andere En­ de des Widerstands R136 angeschlossen, während sein inver­ tierender Eingangsanschluß mit seinem Ausgangsanschluß ver­ bunden ist. Eine Diode D131 ist mit ihrer Anode an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers CP68 angeschlossen, während ihre Kathode mit dem Ausgangsan­ schluß des Operationsverstärkers OP132 verbunden ist.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Wenn der Motor normal arbeitet, besitzt das umgeformte Signal der Sollstrom-Steuervorrichtung 100 die gleiche Spannung oder eine größere Spannung als die des Sollstrom­ signals COM. Wenn das Sollstromsignal dem Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP61 zugeführt wird, wird das Sollstromsignal COM durch die Zwischenspeicherung des Ope­ rationsverstärkers OP61 stabilisiert. Die Spannung des Sollstromsignals wird durch die Widerstände R62 und R63 ge­ teilt und erneut am Verbindungspunkt der Widerstände R71 und R72 der Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 geteilt. Die geteilte Spannung wird dem Eingangsanschluß (+) des Vergleichers CP71 zugeführt. Ein durch die Stromerfassungs­ vorrichtung 110 erzeugtes Stromerfassungssignal wird dem anderen Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP71 zuge­ führt.

Wenn die Spannungsversorgung Vcc dem Motor zugeführt wird, erhöht sich aufgrund der induktiven Reaktanz die Spannung des Motors. Die Spannung des Motors kann durch ei­ nen Wechsel des Stroms in Bezug auf einen Wechsel über die Zeit dargestellt werden. Die Spannung des Motors wird über den Widerstand R115 erfaßt und dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des nicht-invertierenden Verstärkers OP112 über den Widerstand R114 zugeführt. Die am Widerstand R115 abfallende Spannung wird verstärkt und dem Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP71 der Impulsbreiten-Vergleichsvor­ richtung 70 zugeführt, wodurch ein Vergleich mit dem Soll­ stromsignal COM erfolgt.

Der Vergleicher CP71 erzeugt ein Spannungsausgangssi­ gnal mit hohem logischen Pegel, wenn das Sollstromsignal größer ist als das Stromerfassungssignal, während er ein Spannungsausgangssignal mit niedrigem logischen Pegel er­ zeugt, wenn das Sollstromsignal kleiner ist als das Str­ omerfassungssignal. Das Sollstromsignal entspricht einer Gleichspannung, während das Stromerfassungssignal einer Spannung entspricht, die graduell bis zu einem festen Pegel ansteigt. Dies bedeutet, daß die Spannung der Anstiegsflan­ ke des Stromerfassungssignals klein ist und daß die hintere Flanke bzw. Abfallflanke groß ist, wie im Kurvensignal a′ in der Fig. 4D dargestellt. Das Stromerfassungssignal hat daher den gleichen Wert wie das Sollstromsignal COM in Richtung zur Abfallflanke des Stromerfassungssignals. Der Punkt an dem die beiden Spannungen gleich groß sind wird üblicherweise als Vergleichspunkt bezeichnet. An diesem Punkt wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers CP71 auf einen niedrigen logischen Pegel.

Das Ausgangssignal der Impulsbreiten-Vergleichsvorrich­ tung 70 wird dem Eingangsanschluß 1 des NICHT-UND-Gatters NAND81 der logischen Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 80 zugeführt, während das Taktsignal mit seinem großen Ta­ stverhältnis dem Eingangsanschluß 2 des NICHT-UND-Gatters NAND82 zugeführt wird. Die Kombination der NICHT-UND-Gatter NAND81 und NAND82 wird nachfolgend als logische Schaltung bezeichnet, die wie eine herkömmliche RS-Flip-Flop-Schal­ tung funktioniert. Wenn ein hoher logischer Pegel dem Ein­ gangsanschluß 1 des NAND81 und ein niederer logischer Pegel dem Eingangsanschluß 2 des NAND82 zugeführt wird, erzeugt das NAND81 am Ausgangsanschluß 3 einen niederen logischen Pegel. Wenn ein niederer logischer Pegel am Eingangsan­ schluß 1 des NAND81 und ein hoher logischer Pegel am Ein­ gangsanschluß 2 des NAND82 anliegt, erzeugt das NAND81 am Ausgangsanschluß 3 einen hohen logischen Pegel.

Demzufolge erscheint ein wie in Fig. 4C dargestelltes Steuersignal am Ausgangsanschluß des NAND81. Das Steuersi­ gnal wird dem Eingangsanschluß 2 des NAND83 zugeführt, wäh­ rend das am Ausgang des Vergleichers CP67 erzeugte Signal dem Eingangsanschluß 1 des NAND83 zugeführt wird.

Wenn eine Referenzspannung Vref den Widerständen R64, R65 und R66 zugeführt wird, so liegt eine Spannung am Ver­ bindungspunkt der Widerstände R64 und R65 am Eingangsan­ schluß (+) des Vergleichers CP67 an, während die Sollstrom­ spannung dem Eingangsanschluß (-) des Vergleichers CP67 zu­ geführt wird. Wenn das Sollstromsignal COM größer ist als die Spannung zwischen den Widerständen R64 und R65, erzeugt der Vergleicher CP67 ein Ausgangssignal mit niederem logi­ schen Pegel, wodurch das NAND83 ein Ausgangssignal mit ho­ hem logischen Pegel erzeugt. Das Ausgangssignal des Ver­ gleichers CP68 wird dem Eingangsanschluß 2 des NAND84 zuge­ führt. Die Sollstromspannung wird dem Eingangsanschluß (+) des Vergleichers CP68 zugeführt, während die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände R65 und R66 dem Eingangs­ anschluß (-) des Vergleichers CP68 zugeführt wird.

Die NICHT-UND-Gatter erzeugen Ausgangssignale mit nie­ deren logischen Pegeln wenn sowohl der erste als auch der zweite Eingangsanschluß einen hohen logischen Pegel auf­ weist, während sie in allen anderen Fällen Ausgangssignale mit hohen logischen Pegeln erzeugen.

Wenn die Spannung des Sollstromsignals größer ist als die feste Spannung zwischen den Widerständen R64 und R65, erzeugt der Vergleicher CP68 ein Ausgangssignal mit hohem logischen Pegel. Dadurch wird in einem NICHT-UND-Gatter NAND84 die Inversion des am Ausgang des NAND 83 auftreten­ den Signals durchgeschaltet. Wenn die Spannung des Soll­ stromsigants geringer ist als die feste Spannung zwischen den Widerständen R64 und R65, erzeugt der Vergleicher CP67 ein Ausgangssignal mit hohem logischen Pegel. Daher wird ein invertiertes Kurvensignal des Ausgangssignals des NICHT-UND-Gatters NAND81 am Ausgangsanschluß 3 des NAND83 erzeugt. Wenn der Vergleicher CP67 ein Ausgangssignal mit hohem logischen Pegel erzeugt, erzeugt der Vergleicher CP68 ein Ausgangssignal mit einem niederen logischen Pegel, wo­ durch ein hoher logischer Pegel vom NAND84 erzeugt wird. Wenn daher die Spannung des Sollstromsignals größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, wird die Drehgeschwindigkeit des Motors durch die Schaltung nicht beeinflußt. Wenn dar­ über hinaus die Spannung des Sollstromsignals geringer ist als ein zweiter unterer vorbestimmter Wert bewegt sich der Motor mit einer für den Betrieb nicht ausreichenden Drehge­ schwindigkeit. Anders gesagt steuert das Sollstromsignal, welches höher oder niedriger als die vorbestimmten Werte ist, nicht notwendigerweise den durch den Motor fließenden Strom. Dies ist in der herkömmlichen Schaltung nach Fig. 1 der Fall. Der Vergleicher CP67 bewirkt daher eine Motordre­ hung mit voller Geschwindigkeit, wenn das Sollstromsignal COM größer ist als ein erster vorbestimmter Wert. Der Ver­ gleicher CP68 bewirkt einen Motorstop bzw. ein Abbremsen des Motors, wenn das Sollstromsignal geringer ist als der zweite vorbestimmte Wert.

Im ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal der logischen Ausgangssignal-Schaltungs­ vorrichtung 80 der Basis eines Transistors Q93 der Aus­ gangssignal-Ansteuervorrichtung 90 über einen Widerstand R91 zugeführt. Wenn das Steuersignal eine hohen logischen Pegel aufweist, wird der Transistor Q93 eingeschaltet und die Spannung der Spannungsversorgung Vcc ist über den Wi­ derstand R92 und den Transistor Q93 mit Masse verbunden. Wenn die Spannung der Spannungsversorgung Vcc über den Wi­ derstand R92 und den Transistor Q93 mit Masse verbunden ist, liegt an der Basis des Transistors Q94 ein niederer logischer Pegel an, wodurch dieser ausgeschaltet wird. Die Spannung am Widerstand R92 ist die gleiche wie die Vorspan­ nung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q95. Die Spannung am Widerstand R97 und die Spannung des Transistors Q99 nimmt dadurch einen niederen logischen Pe­ gel an, weshalb sich der Motor nicht bewegt. Wenn das Steu­ ersignal einen niederen logischen Pegel aufweist, schaltet der Transistor Q93 ab und die Spannung zwischen dem Kollek­ tor und dem Emitter des Transistors Q93 entspricht der Vor­ spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q94. Aus diesem Grunde wird der Transistor Q94 eingeschal­ tet und der Transistor Q95 ausgeschaltet. Die Spannung der Spannungsversorgung Vcc wird dem Gate des Transistors Q99 über den Transistor Q94 und den Widerstand R97 zugeführt, wodurch der Transistor Q99 eingeschaltet wird. Dadurch wird der Motor in Bewegung gesetzt. In diesem Fall besitzt die Spannung des Ausgangssignals der Sollstrom-Steuervorrich­ tung 100 den gleichen oder einen höheren Wert als das Soll­ stromsignal der Sollstromvorrichtung 60.

Gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal der logischen Ausgangssignal-Schal­ tungsvorrichtung 80 der Basis des Transistors Q117 der Aus­ gangssignal-Ansteuervorrichtung 90 zugeführt. Wenn das Steuersignal eine hohen logischen Pegel aufweist, wird der Transistor Q117 eingeschaltet. Die Widerstände R211 und R112 sowie die Transistoren Q113 und Q114 arbeiten als Stromquelle und dienen der stabilen Betriebsweise der Aus­ gangssignal-Ansteuervorrichtung 110. Ebenso arbeiten die Transistoren (Q115, Q116, Q118, Q121) als unabhängige Stromquelle. Wenn der Transistor Q117 eingeschaltet wird, wird die Spannung der Spannungsversorgung Vcc über die Transistoren Q116 und Q117 mit Masse verbunden. Wenn die Spannung der Spannungsversorgung Vcc mit Masse verbunden ist, empfängt die Basis des Transistors Q120 einen niederen logischen Pegel, weshalb dieser abschaltet. Die Spannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q120 arbeitet als Vorspannung für den Transistor Q119, der da­ durch eingeschaltet wird. Die Spannung Vcc ist somit über die Transistoren Q124 und Q125 mit Masse verbunden. Dadurch wird der Transistor Q128 ausgeschaltet und der Motor ge­ stoppt.

Wenn das Steuersignal einen niederen logischen Pegel aufweist, schaltet der Transistor Q117 ab, wobei die Span­ nung zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q117 gleich der Vorspannung des Transistors Q120 ist. Aus diesem Grund wird der Transistor Q120 eingeschaltet und die Spannung der Spannungsversorgung Vcc über die Transistoren Q118 und Q120 mit Masse verbunden. Daher besitzt die Span­ nung an der Basis des Transistors Q119 einen niederen logi­ schen Pegel, weshalb der Transistor Q119 abgeschaltet wird. Daraufhin arbeitet die Spannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q119 als Vorspannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q124, der dadurch eingeschaltet wird. Auf diese Weise werden die Transistoren Q124 und Q128 eingeschaltet und die Spannungsversorgung Vcc über den Transistor Q124 und einen Widerstand R127 dem Gate des Transistors Q128 zugeführt. Mit dem Einschalten des Transistors Q128 startet die Motoroperation. In diesem Aus­ führungsbeispiel ist die Diode D126 eine Freilaufdiode, die den von der Induktivität des Motors herrührenden Strom ent­ lädt, wenn eine Bedienperson die Spannungsversorgung des Motors abschaltet.

Wenn eine Überlastbedingung im Motor aufgrund von ex­ ternen Einflüssen auftritt, beispielsweise als Ergebnis ei­ ner Überlast, verringert sich die induktive Reaktanz des Motors, wodurch sich der Gradient des Stromerfassungssi­ gnals erhöht. Der Kreuzungs- oder Vergleichs-Punkt des Sollstromsignals COM und des Stromerfassungssignals mit seinem steileren Gradienten bewegt sich daher in Richtung zur ansteigenden Flanke des Stromerfassungssignals. Daher verringert sich die Impulsbreite und das Ausgangssignal des Vergleichers CP71 besitzt eine Kurvensignalform, wie sie in Fig. 4B dargestellt ist.

Die Ausgangssignale des Vergleichers CP71 und des NICHT-UND-Gatters NAND81 besitzen, wie in Fig. 4C darge­ stellt, ein Kurvensignal mit einem kleineren Tastverhält­ nis, das der Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung über die NICHT-UND-Gatter NAND83 und NAND84 zugeführt wird. Wie vor­ herstehend beschrieben beschränken die NICHT-UND-Gatter NAND83 und NAND84 die maximalen und minimalen Werte des Sollstromsignals. Die Ausgangssignal-Ansteuervorrichtung 90 steuert den Motor an und liefert das Steuersignal mit einem kleineren Tastverhältnis an die Sollstrom-Steuervorrichtung 100.

Gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal durch die Widerstände R104 und R105 sowie den Kondensator C103 der Sollstrom-Steuervorrichtung 100 nahezu in ein Gleichstromsignal umgeformt. Die Soll­ strom-Steuervorrichtung 100 gibt das mit dem Sollstromsi­ gnal zu vergleichende umgeformte Signal aus. Die Spannung des umgeformten Signals fällt, da sich das Tastverhältnis des Steuersignals entsprechend der Potentialdifferenz zwi­ schen dem Sollstromsignal und dem proportional zur Verrin­ gerung des Tastverhältnisses erzeugten umgeformten Signals verringert. Der durch die Potentialdifferenz erzeugte Strom fließt durch die Diode D101 und verringert die Spannung des Sollstromsignals gemäß Fig. 4D. Die verringerte Spannung des Sollstromsignals wird mit dem Stromerfassungssignal mittels der Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 vergli­ chen, wobei der Vergleichspunkt sich in Richtung zur An­ stiegsflanke verschiebt. Somit wird das Tastverhältnis des Steuersignals der logischen Ausgangssignal-Schaltungsvor­ richtung 80 verringert, wodurch der durch den Motor flie­ ßende Strom begrenzt wird.

Im zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal dem Transistor Q140 zugeführt, wobei die Zener-Diode D138 eine konstante Spannung aufweist. Der Strom der Spannungsversorgung Vcc fließt über die Wider­ stände R134 und R136 nach Masse. Die Spannung des Wider­ stands R134 wird dem Puffer OP132 zugeführt. Der Wider­ standswert des Widerstands R134 wird derart ausgewählt, daß die Spannung des Ausgangssignals des Puffers OP132 gleich der Spannung des Sollstromsignals ist.

Wenn ein übermäßiger Strom im Motor fließt fällt die Spannung des umgeformten Signals und die Spannung des Wi­ derstands R134, da sich das Tastverhältnis des Steuersi­ gnals verringert. Aus diesem Grund verringert sich die Spannung am Widerstand R134. Demzufolge wird die Potential­ differenz zwischen dem Sollstromsignal und dem umgeformten Signal am Ausgang des Puffers OP132 proportional zur Ver­ ringerung des Tastverhältnisses erzeugt. Der durch die Po­ tentialdifferenz erzeugte Strom fließt durch die Diode D131 und verringert die Spannung des Sollstromsignals.

Wenn aufgrund eines mechanischen Sperrens der Drehbewe­ gung des Motors ein übermäßiger Strom andauernd im Motor fließt, verringert die Sollstrom-Steuervorrichtung 100 die Spannung des Sollstromsignals und liefert kontinuierlich ein Steuersignal mit einem verringerten Tastverhältnis an der Impulsbreiten-Vergleichsvorrichtung 70 und der logi­ schen Ausgangssignal-Schaltungsvorrichtung 80, wodurch der durch den Motor fließende Strom begrenzt wird.

Die Kurvensignale a, b, c und d gemäß Fig. 4C und die Kurvensignale a′, b′, c′ und d′ gemäß Fig. 4D zeigen, daß das Tastverhältnis des Steuersignals der logischen Aus­ gangssignal-Schaltungsvorrichtung 80 verringert wird und daß die Spannung des Sollstromsignals automatisch durch die Sollstrom-Steuervorrichtung 100 verringert wird, wenn ein übermäßiger Strom im Motor fließt.

Wenn der Motor stoppt wird der dem Motor zugeführte Strom auf einen minimalen Wert begrenzt, wodurch ein über­ mäßiger Stromfluß verhindert wird und wodurch sowohl der Leistungsverbrauch verringert als auch eine Beschädigung des Motors verhindert wird. Wenn sich anschließend der Mo­ tor in einem normalen ungesperrten Zustand befindet, erhöht sich das induktive Reaktanzelement des Motors wieder, wo­ durch das Tastverhältnis, die Ausgangsspannung der Soll­ strom-Steuervorrichtung 100 und das Sollstromsignal vergrö­ ßert wird.

Die Kurvensignale d, e, f und g gemäß Fig. 4C sowie die Kurvensignale d′, e′, f′ und g′ gemäß Fig. 4D zeigen die Signale, die von der Wiederaufnahme der Motoroperation her­ rühren, nachdem die Sperrung des Motors beseitigt wurde.

Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorlie­ genden Erfindung empfängt die Sollstrom-Steuervorrichtung 100 das Steuersignal von der Ausgangssignal-Ansteuervor­ richtung 90 und beschränkt das Sollstromsignal gemäß dem Tastverhältnis des Steuersignals, wodurch der durch den Mo­ tor fließende Strom verringert wird und ein Durchbrennen des Motors verhindert wird.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung kann in einer Schutzschaltung für eine Gleichstrommotor verwendet werden, beispielsweise für die Ansteuerung eines Ventila­ tors in einer Heizvorrichtung, einer Klimaanlage oder der Ansteuerung eines Gebläses in einem Kraftfahrzeug.

Eine Motorsteuerschaltung besitzt eine Sollstromschal­ tung, die ein Sollstromsignal proportional zu einer ausge­ wählten Motorgeschwindigkeit erzeugt. Ein Vergleicher er­ zeugt ein Vergleicher-Ausgangssignal, welches proportional zur Differenz zwischen dem Sollstromsignal und einem im Mo­ tor fließenden Strom proportionalen Signal ist. Ein Aus­ gangsanschluß des Vergleichers ist mit einer logischen Schaltung verbunden, die ein Steuersignal mit einem Tast­ verhältnis erzeugt, welches sich proportional zum Verglei­ cher-Ausgangssignal verändert. Eine Ansteuerschaltung be­ sitzt einen Eingangsanschluß, dem das Steuersignal zuge­ führt wird, und einen Ausgangsanschluß, der mit dem Motor verbunden ist. Die Ansteuerschaltung erzeugt ein Motor-An­ steuersignal, welches proportional zu dem für die Ansteue­ rung des Motors verwendeten Steuersignal ist. Eine Soll­ strom-Steuerschaltung besitzt einen Eingangsanschluß, dem das Stromsteuersignal zugeführt wird, und einen Ausgangsan­ schluß, an dem das Sollstromsignal anliegt. Die Sollstrom- Steuerschaltung erzeugt ein zum Steuersignal proportionales Signal und verringert das Sollstromsignal, wenn das propor­ tionale Signal kleiner ist als das Sollstromsignal.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verhindern eines übermäßigen Stromflusses in einem Gleichstrommotor bestehend aus den Schritten:
Erzeugen eines Sollstromsignals;
Erzeugen eines Motor-Stromsignals, welches proportional zum im Motor fließenden Strom ist;
Erzeugen eines Stromsteuersignals in Abhängigkeit von den relativen Größen des Sollstromsignals und des Mo­ tor-Stromsignals; und
Einstellen der Größe des Sollstromsignals proportional zum Stromsteuersignal, wenn das Stromsteuersignal unter einem vorher ausgewählten Wert liegt.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der vorher aus­ gewählte Wert proportional zum Sollstromsignal ist.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei das Einstellen der Größe des Sollstromsignals proportional zum Strom­ steuersignal erfolgt, wenn das Stromsteuersignal unter einem vorher ausgewählten Wert liegt, wobei ein zum Sollstromsignal proportionales Signal der Anode einer Diode zugeführt wird und ein zum Stromsteuersi­ gnal proportionales Signal der Kathode der Diode zuge­ führt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherstehenden Patentansprü­ che, wobei im Schritt zum Einstellen der Größe des Sollstromsignals proportional zum Stromsteuersignal, wenn das Stromsteuersignal unterhalb einem vorher aus­ gewählten Wert liegt, das Sollstromsignal verringert wird.

5. Schaltung zum Verhindern eines übermäßigen Stromflusses in einem Gleichstrommotor, der in Abhängigkeit von ei­ nem Steuersignal angesteuert wird, das durch Verglei­ chen des in einem Motor fließenden Stroms mit einem Sollstromsignal entwickelt wird, bestehend aus:
einem Vergleicher (70) zum Vergleichen des im Motor fließenden Stroms mit dem Sollstromsignal, der einen Anschluß aufweist, an dem das Sollstromsignal anliegt;
einer logischen Schaltung (80), die mit dem Vergleicher (70) verbunden ist und das Tastverhältnis des Steuersi­ gnals im Ansprechen auf den im Motor verstärkt fließen­ den Strom verringert; und
einer Sollstrom-Steuervorrichtung (100), die einen Ein­ gangsanschluß aufweist, an dem ein zum Steuersignal proportionales Signal anliegt und ein Ausgangsanschluß mit dem Vergleicheranschluß verbunden ist, wobei die Sollstrom-Steuerschaltung (100) das Potential des Ver­ gleicheranschlusses proportional zur Verringerung des Stromsteuersignals einstellt.

6. Schaltung nach Patentanspruch 5, wobei das Steuersignal eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen auf­ weist und die Sollstrom-Steuerschaltung (100) einen Kondensator (C103) aufweist, dem die Impulse zur Erzeu­ gung eines Sollstrom-Steuersignals zugeführt werden.

7. Schaltung nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei die Soll­ strom-Steuerschaltung (100) einen Gleichrichter (D101) aufweist, mit einer Kathode, an der das Sollstrom-Steu­ ersignal anliegt und einer Anode, die mit dem Verglei­ cheranschluß verbunden ist.

8. Motorsteuerschaltung mit:
einer Sollstromschaltung (60) zum Erzeugen eines Soll­ stromsignals proportional zu einer ausgewählten Motor­ geschwindigkeit;
einem Vergleicher (70) zum Erzeugen eines Vergleicher­ ausgangssignals proportional zur Differenz zwischen dem Sollstromsignal und einem zum im Motor fließenden Strom proportionalen Signal;
einer logischen Schaltung (80), die mit einem Ausgangs­ anschluß des Vergleichers (70) verbunden ist, wobei die logische Schaltung (80) ein Steuersignal mit einem Tastverhältnis erzeugt, welches sich proportional zum Vergleicher-Ausgangssignal ändert;
einer Treiberschaltung (90) mit einem Eingangsanschluß, an dem das Steuersignal anliegt, und einem mit dem Mo­ tor verbundenen Ausgangsanschluß, wobei die Ansteuer­ schaltung (90) ein Motor-Ansteuersignal proportional zum Steuersignal für das Ansteuern des Motors erzeugt; und
einer Sollstrom-Steuerschaltung (100) mit einem Ein­ gangsanschluß, an dem das Stromsteuersignal anliegt, und einem Ausgangsanschluß, an dem das Sollstromsignal ausgegeben wird, wobei die Sollstrom-Steuerschaltung (100) ein zum Steuersignal proportionales Signal er­ zeugt und das Sollstromsignal verringert, wenn das pro­ portionale Signal kleiner als das Sollstromsignal ist.

9. Schaltung nach Patentanspruch 8, wobei das Steuersignal eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen auf­ weist und die Sollstrom-Steuerschaltung (100) einen Kondensator (C103) besitzt, dem zum Erzeugen des pro­ portionalen Signals die Impulse zugeführt werden.

10. Schaltung nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei die Soll­ stromsteuerschaltung (100) einen Gleichrichter (D101) aufweist mit einer Kathode, an der das proportionale Signal anliegt und einer Anode, an der das Sollstromsi­ gnal anliegt.