DE19721490A1 - Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Motors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem digitalen Controler zum Betreiben eines elektronischen Motors und sowie ein dementsprechendes Verfahren.

Bei elektronischen Motoren ist es bekannt, daß sie nach dem Einschalten und während der Hochlaufphase einen erheblich höheren Strom benötigen aufgrund der Induktivitäten der Motorwicklungen. Wird der Motor durch einen digitalen Controler angesteuert, so muß der Regelbereich des Controlers sowohl den Normalbetrieb als auch die Hochlaufphase des Motors umfassen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung mit einem digitalen Controler anzugeben, die im Normalbetrieb des Motors eine erhöhte Regelempfindlichkeit aufweist sowie ein dementsprechendes Verfahren.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 6 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung schaltet den Regelbereich des digitalen Controlers für die Hochlaufphase in einen höheren Strombereich um. Anschließend wird für den Normalbetrieb des Motors der Regelbereich des Controlers wieder in einen niedrigeren Strombereich zurückgeschaltet. Hierdurch steht die Regelempfindlichkeit des Controlers voll für den Normalbetrieb des Motors zur Verfügung. Außerdem wird für die Hochlaufphase ein hoher Strom für einen schnellen Anlauf zur Verfügung gestellt.

Die Schaltungsanordnung kann beispielsweise einen speziellen Digital/Analog-Converter enthalten, der durch ein Steuersignal in seiner Empfindlichkeit umschaltbar ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen dem digitalen Controler und einem nachfolgenden Digital/Analog- Converter ein Multiplexer zwischengeschaltet. Der Digital/Analog-Converter weist eine höhere Auflösung auf als der Controler, so daß durch den Multiplexer die digitalen Signale des Controlers auf verschiedene Bereiche des Digital/Analog-Converters durchgeschaltet werden können.

Zur Umschaltung zwischen Hochlaufphase und Normalbetrieb wird ein Steuersignal benötigt. Dieses Signal kann beispielsweise über einen bereits vorhandenen, am Motor angeordneten Sensor abgeleitet werden, der die Synchronisationssignale für die Motorregelung erzeugt und damit die Motorgeschwindigkeit detektiert.

Anwendungen der Erfindung ergeben sich insbesondere für Videorecorder und weitere Geräte der Konsumelektronik, die einen elektronischen Motor enthalten.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden im folgenden beispielhaft anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Strom-Spannungskennlinie für einen Motor,

Fig. 2 die Beschaltung eines multiplizierenden Digital/Analog-Converters und

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit einem Multiplexer zum Betreiben eines Motors.

In der Fig. 1 ist eine Strom-Spannungskennlinie für einen elektronischen Motor dargestellt, der in einem Bereich von Null bis 1 A/5 V arbeitet. Im Normalbetrieb, dargestellt als Phase I in der Fig. 1, wird der Motor in einem Bereich zwischen 0 und 0,5 A betrieben. In der Anlaufphase bzw. der Hochlaufphase kann der Motor allerdings mit Strömen bis zu einem Ampere betrieben werden. Hierdurch erreicht er nach dem Einschalten des entsprechenden Gerätes erheblich schneller seine normale Umdrehungsgeschwindigkeit. Der zugehörige digitale Controler des Motors muß deshalb den gesamten Bereich zwischen Null und 1 A/5 V verarbeiten können. Deshalb wird in der Erfindung der Bereich I des Controlers in einen höheren Strombereich III, in der Fig. 1 zwischen 0,5 und einem Ampere, umgeschaltet. Dies ist ohne Einschränkungen möglich, da niedrigere Ströme während der Hochlaufphase nicht benötigt werden. Gegen Ende der Hochlaufphase wird dann der Bereich III wieder in den Bereich I eingeschaltet. Dies ermöglicht eine deutlich bessere Drehzahlregelung des Motors im Normalbetrieb, da die Auflösung des digitalen Controlers in dein Bereich I um einen Faktor 2 besser ist als in dem Bereich II, der sich aus Bereich I und Bereich III zusammensetzt.

Die Schaltungsanordnung mit einem digitalen Controler zum Betreiben eines elektronischen Motors kann beispielsweise einen multiplizierenden Digital/Analog-Converter (MDAC) DA1 enthalten, der in seiner Empfindlichkeit umschaltbar ist. Dieser weist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 einen parallelen Digitaleingang E mit 4 Bit auf, dessen Eingangssignal in ein analoges Ausgangssignal umgewandelt wird und an einem Ausgang A ausgegeben wird. Das Ausgangssignal des Digital/Analog-Converters DA1 ist mit dem Eingang einer Treiberstufe des Motors verbunden (nicht dargestellt). Der Digital/Analog-Converter DA1 enthält außerdem einen zusätzlichen Eingang V, durch den das Ausgangssignal A linear variiert werden kann. Über einen Schalter S wird während der Hochlaufphase eine Spannung I1 an den Eingang V angelegt und im Normalbetrieb des Motors eine Spannung I2. Die beiden Spannungen I1 und I2 können in einem Verhältnis von z. B. 2 zu 1 stehen, aber auch in jedem anderen Verhältnis je nach den Eigenschaften des Motors.

In der Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung mit einem digitalen Controler uP und einem Digital/Analog-Converter DA2 dargestellt, zwischen denen ein Multiplexer M angeordnet ist. Der Controler uP weist einen digitalen 4- Bit Ausgang auf, dessen Signale an einen entsprechenden 4- Bit Eingang des Multiplexers M gelegt werden. Der Digital/Analog-Converter DA2 weist einen parallelen 5-Bit Eingang auf. Durch ein Steuersignal U kann der Multiplexer M die vier parallelen Eingänge auf die vier niedrigeren oder die vier höheren Ausgänge durchschalten. Das Steuersignal U wird so gewählt, daß während der Hochlaufphase des Motors die vier höheren, die höherwertigen Bits des Eingangs des Digital/Analog- Converters mit dem digitalen Controler uP verbunden sind und im Normalbetrieb mit den vier niederwertigen Bits des Digital/Analog-Converters DA2. Auf diese Weise bleibt die 4-Bit Auflösung des Controlers uP für den Normalbereich voll erhalten und ermöglicht weiterhin, den Motor während der Hochlaufphase mit einem um einen Faktor 2 höheren Strom zu beliefern.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung mit einem digitalen Controler (uP) zum Betreiben eines elektronischen Motors, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelbereich des Controlers (uP) während der Hochlaufphase des Motors in einen höheren Strombereich (III) umgeschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Multiplexer (M), der zwischen den digitalen Controler (uP) und einen Digital/Analog-Converter (DA2) geschaltet ist, enthält zum Umschalten des Regelbereichs in der Hochlaufphase.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Digital/Analog-Converter (DA1) enthält, der in seiner Empfindlichkeit umschaltbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung ein Steuersignal (U) zur Umschaltung zwischen Hochlaufphase und Normalbetrieb erzeugt, das aus den Signalen eines am Motor angeordneten Sensors, der die Motorgeschwindigkeit detektiert, ableitbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor die Synchronisations­ signale für die Motorregelung erzeugt.

6. Verfahren zum Anlaufen eines elektronischen Motors, der durch einen digitalen Controler (uP) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelbereich des Controlers (uP) für die Hochlaufphase des Motors in einen höheren Strombereich (III) umgeschaltet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus Signalen eines am Motor angeordneten Sensors, der die Motorgeschwindigkeit detektiert, ein Steuersignal (U) erzeugt wird, das zur Umschaltung zwischen Hochlaufphase und Normalbetrieb nutzbar ist.