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GEBIET DER ERFINDUNG
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Vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät und eine Schaltung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Elektronische Geräte wie Haartrockner, Staubsauger und Elektrowerkzeuge haben derzeit eine Anzahl von Betriebskomponenten. Im Allgemeinen sind die Startspannungen der Betriebskomponenten nicht gleich, so dass die Betriebskomponenten nach dem Anschalten des Systems nacheinander starten. In manchen Fällen sind die unterschiedlichen Startzeiten von einander zugeordneten Betriebskomponenten die Ursache für verschiedene Probleme.
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ÜBERSICHT
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Regulierungsvorrichtung für ein elektronisches Gerät angegeben, die einen Motor und eine Motorantriebsschaltung aufweist. Die Motorantriebsschaltung umfasst eine erste Betriebskomponente und eine zweite Betriebskomponente. Die Motorantriebsschaltung enthält eine Zeitverzögerungsschaltung, die für eine Verzögerung einer Startzeit der ersten Betriebskomponente konfiguriert ist, so dass die Startzeit synchron ist zu jener der zweiten Betriebskomponente.
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Vorzugsweise ist ferner ein Gleichrichter vorgesehen, wobei der Gleichrichter einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss hat und wobei die Zeitverzögerungsschaltung mit der ersten Betriebskomponente in Reihe geschaltet ist, ein Serienzweig der Zeitverzögerungsschaltung und der ersten Betriebskomponente über den ersten Ausgangsanschluss und den zweiten Ausgangsanschluss mit der zweiten Betriebskomponente parallelgeschaltet ist und die Zeitverzögerungsschaltung konfiguriert ist für die Einstellung einer durch den ersten Ausgangsanschluss ausgegebenen Spannung und für die Bereitstellung der eingestellten Spannung für die erste Betriebskomponente, so dass eine für die erste Betriebskomponente bereitgestellte Spannung auf eine Startspannung der ersten Betriebskomponente ansteigen kann, wenn eine durch den ersten Ausgangsanschluss für die zweite Betriebskomponente bereitgestellte Spannung auf eine Startspannung der zweiten Betriebskomponente ansteigt.
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Vorzugsweise enthält die Zeitverzögerungsschaltung eine Spannungsteilungseinheit und eine Einschalteinheit, wobei die Spannungsteilungseinheit eine Anschaltspannung hat und angeschaltet wird und auf Anschaltspannung geklemmt wird, wenn eine an die Spannungsteilungseinheit angelegte Spannung größer oder gleich der Anschaltspannung ist, und wobei die Anschalteinheit konfiguriert ist für die Erzeugung einer Spannung und die Bereitstellung der Spannung für die erste Betriebskomponente, nachdem die Spannungsteilungseinheit angeschaltet wurde, wobei eine Summe der Anschaltspannung der Spannungsteilungseinheit und der Startspannung der ersten Betriebskomponente gleich der Startspannung der zweiten Betriebskomponente ist.
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Vorzugsweise umfasst die Spannungsteilungseinheit eine Zenerdiode, die Einschalteinheit umfasst einen Widerstand, eine Kathode der Zenerdiode ist mit dem ersten Ausgangsanschluss elektrisch verbunden, eine Anode der Zenerdiode ist elektrisch mit der ersten Betriebskomponente verbunden und über den Widerstand elektrisch mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden, und eine Durchbruchspannung der Zenerdiode ist eine Differenz zwischen der Startspannung der zweiten Betriebskomponente und jener der ersten Betriebskomponente.
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Vorzugsweise ist ferner ein Inverter vorgesehen, der mit dem Motor verbunden ist, wobei die erste Betriebskomponente ein Positionsdetektor und Motortreiber ist, der für die Erfassung einer Drehposition des Läufers des Motors und für die Ausgabe von Auslösesignalen konfiguriert ist, und wobei die zweite Betriebskomponente ein Schaltertreiber ist, der für die Ansteuerung des Inverters zum Umwandeln eines Gleichstroms in einen Wechselstrom konfiguriert ist.
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Vorzugsweise ist die Startspannung der ersten Betriebskomponente niedriger als die der zweiten Betriebskomponente.
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Vorzugsweise ist der Inverter eine H-Brückenschaltung mit einer Anzahl von Halbleiterschalter-Transistoren, die Halbleiterschalter-Transistoren sind MOSFETs, und der Schaltertreiber ist ein MOSFET-Treiber.
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Vorzugsweise ist der Motor ein bürstenloser einphasiger Motor.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung angegeben, umfassend eine erste Betriebskomponente, eine zweite Betriebskomponente und eine Startzeitsteuerschaltung. Die Startspannung der ersten Betriebskomponente ist niedriger als die der zweiten Betriebskomponente, und die Startzeitsteuerschaltung ist konfiguriert für die Regulierung einer Startzeit der ersten Betriebskomponente, so dass diese synchron ist zu jener der zweiten Betriebskomponente in einem elektronischen Gerät.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt schematisch ein Funktionsmodul von einigen Komponenten eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt ein detailliertes Diagramm einer Schaltung in einem elektronischen Gerät;
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3 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt ein detailliertes Schaltungsdiagramm eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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5 zeigt in einer noch detaillierteren Form ein Schaltungsdiagramm des elektronischen Geräts in 4.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird auf 1 Bezug genommen, in der ein Funktionsmodul von einigen Komponenten eines elektronischen Geräts 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist. Das elektronische Gerät 100 enthält eine Schaltung 110. Die Schaltung 110 umfasst eine Startzeitsteuerschaltung 50, eine erste Betriebskomponente 2 und eine zweite Betriebskomponente 3. Die Startzeitsteuerschaltung 50 ist bevorzugt eine Zeitverzögerungsschaltung, die ausgebildet ist zum Regulieren einer Startzeit der ersten Betriebskomponente 2, so dass diese synchron ist zu jener der zweiten Betriebskomponente 3.
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Es wird auf 2 Bezug genommen, in der ein detailliertes Diagramm einer Schaltung 110 in einem elektronischen Gerät 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Wie 2 zeigt, enthält das elektronische Gerät 100 ferner einen Gleichrichter 23, der einen Anodenausgangsanschluss 231 und einen Kathodenausgangsanschluss 232 aufweist und konfiguriert ist für den Zugriff auf eine Versorgungsspannung. Die erste Betriebskomponente 2 hat eine erste Startspannung, und die zweite Betriebskomponente 3 hat eine zweite Startspannung, die höher ist als die erste Startspannung. Die Startzeitsteuerschaltung 50 ist mit der ersten Betriebskomponente 2 in Reihe geschaltet, und ein Serienzweig der Startzeitsteuerschaltung 50 und der ersten Betriebskomponente 2 ist über den Anodenausgangsanschluss 231 und den Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 mit der zweiten Betriebskomponente 3 parallelgeschaltet. Die Startzeitsteuerschaltung 50 ist konfiguriert für die Einstellung einer Spannung, die durch den Anodenausgangsanschluss 231 des Gleichrichters 23 ausgegeben wird, und für die Bereitstellung der eingestellten Spannung für die erste Betriebskomponente 2, so dass eine für die erste Betriebskomponente 2 bereitgestellte Spannung auf die Startspannung der ersten Betriebskomponente 2 ansteigen kann, wenn eine Spannung, die durch den Anodenausgangsanschluss 231 für die zweite Betriebskomponente 3 bereitgestellt wird, auf die Startspannung der zweiten Betriebskomponente 3 ansteigt.
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Insbesondere enthält die Startzeitsteuerschaltung 50 eine Spannungsteilungseinheit 51 und eine Einschalteinheit 52, die über den Anodenausgangsanschluss 231 und den Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 in Reihe geschaltet sind. Die zweite Betriebskomponente 3 ist direkt mit dem Anodenausgangsanschluss 231 des Gleichrichters 23 verbunden. Die Spannungsteilungseinheit 51 hat eine Anschaltspannung, und wenn eine an die Spannungsteilungseinheit 51 angelegte Spannung größer oder gleich der Anschaltspannung ist, wird die Spannungsteilungseinheit 51 angeschaltet und auf die Anschaltspannung geklemmt. Die Anschaltspannung ist eine durch die Spannungsteilungseinheit 51 geteilte Teilspannung einer Ausgangsspannung des Anodenausgangsanschlusses 231. Die Einschalteinheit 52 ist konfiguriert für die Erzeugung einer Spannung und die Bereitstellung einer Spannung für die erste Betriebskomponente 2, nachdem die Spannungsteilungseinheit 51 angeschaltet wurde.
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Eine Summe der Anschaltspannung der Spannungsteilungseinheit 51 und der Startspannung der ersten Betriebskomponente 2 ist gleich der Startspannung der zweiten Betriebskomponente 3. Deshalb wird die Spannungsteilungseinheit 51 angeschaltet und auf die Anschaltspannung geklemmt, wenn eine von dem Gleichrichter 23 ausgegebene Spannung höher ist als die Anschaltspannung der Spannungsteilungseinheit 51, und wenn die von dem Gleichrichter 23 ausgegebene Spannung weiter ansteigt, wird ein Inkrement der Spannung an die Einschalteinheit 52 angelegt. Wenn die von dem Gleichrichter 23 ausgegebene Spannung weiter ansteigt, bis eine Spannung der Einschalteinheit 52 gleich der Startspannung der ersten Betriebskomponente ist, setzt der Betrieb der ersten Betriebskomponente 2 ein. In diesem Fall ist die von dem Gleichrichter 23 ausgegebene Spannung gleich der Summe der Startspannung der ersten Betriebskomponente 2 und der Anschaltspannung der Spannungsteilungseinheit 51, das heißt, gleich der Startspannung der zweiten Betriebskomponente 3, und die zweite Betriebskomponente 3 startet zur gleichen Zeit. Dadurch wird ein Synchronstart der ersten Betriebskomponente 2 und der zweiten Betriebskomponenten 3 erreicht.
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In einem Beispiel umfasst die Spannungsteilungseinheit 51 eine Zenerdiode D1, und die Einschalteinheit 52 umfasst einen Widerstand R1. Eine Kathode der Zenerdiode D1 ist mit dem Anodenausgangsanschluss 231 verbunden, und eine Anode der Zenerdiode D1 ist mit der ersten Betriebskomponente 2 verbunden und ist über den Widerstand R1 mit dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 verbunden. Eine Durchbruchspannung der Zenerdiode D1 ist eine Differenz der Startspannung der zweiten Betriebskomponente 33 und jener der ersten Betriebskomponente 32. Dadurch ist die Zenerdiode D1 leitend, wenn die von dem Gleichrichter 23 ausgegebene Spannung höher ist als die Durchbruchspannung der Zenerdiode D1, und der Widerstand R1 erzeugt eine Spannung. Wenn die von dem Gleichrichter 23 ausgegebene Spannung gleich einer Summe der Durchbruchspannung der Zenerdiode D1 und der Startspannung der ersten Betriebskomponente 32 ist, ist die durch den Widerstand R1 erzeugte Spannung die Startspannung der ersten Betriebskomponente 2, wodurch die erste Betriebskomponente 32 zum Starten angesteuert wird.
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Es wird auf 3 Bezug genommen, in der ein Blockschaltungsdiagramm eines elektronischen Geräts 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. in der Ausführungsform enthält das elektronische Gerät 100 ferner einen Motor 10 und einen Inverter 31, und der Motor 10 hat einen Ständer 101 und einen Läufer 102, der sich relativ zu dem Ständer 101 dreht. Insbesondere ist die erste Betriebskomponente 2 ein Positionsdetektor und Motortreiber 32, und die zweite Betriebskomponente 3 ist ein Schaltertreiber 33. Das elektronische Gerät 100 kann ein beliebiges geeignetes Gerät mit dem Motor 10 sein, zum Beispiel ein Haartrockner, ein Staubsauger, ein Elektrowerkzeug oder ein Klimagerät.
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In der Ausführungsform ist der Gleichrichter 23 ein AC/DC-Wandler, der konfiguriert ist für den Zugriff auf eine Wechselstromversorgung 200 und für die Umwandlung einer Wechselversorgungsspannung, die von der Wechselstromversorgung 200 geliefert wird, in eine Gleichspannung. Der Inverter 31 ist elektrisch zwischen den Gleichrichter 23 und den Motor 10 geschaltet. Der Positionsdetektor und Motortreiber 32 ist konfiguriert für die Erfassung einer Drehposition des Läufers 102 des Motors 10 und für die Ausgabe von Auslösesignalen. Der Schaltertreiber 33 ist mit dem Inverter 31 und auch mit dem Positionsdetektor und Motortreiber 32 elektrisch verbunden und derart konfiguriert, dass er basierend auf der durch den Positionsdetektor und Motortreiber 32 erfassten Drehposition des Läufers 102 den Inverter 31 ansteuert, damit dieser einen durch den Gleichrichter 23 erzeugten Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt, wodurch der Läufer 102 derart angetrieben wird, dass dieser in Drehung bleibt.
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Die Wechselstromversorgung 200 ist bevorzugt eine Netzversorgung wie beispielsweise eine Netzversorgung mit einer Spannung von 120 V (Volt) oder 230 V.
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Wie insbesondere in 4 gezeigt ist, hat der Motor 10 einen ersten Elektrodenanschluss 103 und einen zweiten Elektrodenanschluss 104. Der Ständer 101 hat eine Wicklung 1011, und zwei Anschlüsse des Ständers 101 sind jeweils mit dem ersten Elektrodenanschluss 103 und dem zweiten Elektrodenanschluss 104 verbunden. Der erfindungsgemäße Inverter 31 ist eine H-Brückenschaltung, die elektrisch zwischen den Anodenausgangsanschluss 231 und den Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23, den ersten Elektrodenanschluss 103 und den zweiten Elektrodenanschluss 104 geschaltet ist und konfiguriert ist für die Herstellung eines ersten Stromversorgungswegs oder eines zweiten Stromversorgungswegs zwischen dem Anodenausgangsanschluss 231 und dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23, dem ersten Elektrodenanschluss 103 und dem zweiten Elektrodenanschluss 104.
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Der Positionsdetektor und Motortreiber 32 ist konfiguriert für die Erfassung einer Drehposition des Läufers 102 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10, für die Erzeugung eines ersten Auslösesignals oder eines zweiten Auslösesignals und deren Übertragung zu dem Schaltertreiber 33. Wenn das erste Auslösesignal empfangen wird, steuert der Schaltertreiber 33 den Inverter 31 zum Herstellen des ersten Stromversorgungswegs an. Wenn das zweite Auslösesignal empfangen wird, steuert der Schaltertreiber 33 den Inverter 31 zum Herstellen des zweiten Stromversorgungswegs an.
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In dem ersten Stromversorgungsweg sind der Anodenausgangsanschluss 231 und der Kathodenausgangsanschluss 232 der Gleichrichter- und Filterschaltung 23 jeweils mit dem ersten Elektrodenanschluss 103 und dem zweiten Elektrodenanschluss 104 verbunden. In dem zweiten Stromversorgungsweg sind der Anodenausgangsanschluss 231 und der Kathodenausgangsanschluss 232 der Gleichrichter- und Filterschaltung 23 jeweils mit dem zweiten Elektrodenanschluss 104 und dem ersten Elektrodenanschluss 103 verbunden.
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In der Ausführungsform hat der Läufer 102 einen Permanentmagnet und kann sich relativ zu dem Ständer 101 drehen. Der Positionsdetektor und Motortreiber 32 ist in der Nähe des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 angeordnet, erzeugt das erste Auslösesignal, wenn ein N-Magnetpol des Läufers 102 erfasst wird, und erzeugt das zweite Auslösesignal, wenn ein S-Magnetpol des Läufers 102 erfasst wird. Dadurch erzeugt der Positionsdetektor und Motortreiber 32 jedes Mal, wenn sich der N- oder der S-Magnetpol des Läufers in die Nähe des Positionsdetektors und Motortreibers 32 dreht, ein entsprechendes Auslösesignal und Löst den Schaltertreiber 33 aus, so dass dieser den Inverter 31 zum Herstellen eines entsprechenden Stromversorgungswegs ansteuert. Dadurch werden eine positive Polarität und eine negative Polarität einer für den ersten Elektrodenanschluss 103 und den zweiten Elektrodenanschluss 104 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 vorgesehenen Stromversorgung vertauscht, so dass sich eine Richtung eines Stroms, der durch die Wicklung 1011 des Ständers 101 fließt, alternierend ändern kann, um ein alternierendes Magnetfeld zu erzeugen, um den Läufer 102 derart anzutreiben, dass dieser in Drehung bleibt. Es versteht sich, dass der Positionsdetektor und Motortreiber 32 in einer alternativen Ausführungsform das erste Auslösesignal erzeugen kann, wenn der S-Magnetpol des Läufers 102 erfasst wird, und das zweite Auslösesignal, wenn der N-Magnetpol des Läufers 102 erfasst wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist der Motor 10 ein bürstenloser einphasiger Gleichstrommotor. Die Anzahl von Magnetpolen des Ständers und von Magnetpolen des Läufers ist gleich und ist nicht größer als sechs.
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Wie insbesondere in 4 gezeigt ist, ist der Inverter 31 in der Ausführungsform eine H-Brückenschaltung mit einem ersten Halbleiterschalter Q1, einem zweiten Halbleiterschalter Q2, einem dritten Halbleiterschalter Q3 und einem vierten Halbleiterschalter Q4. Der erste Halbleiterschalter Q1 und der zweite Halbleiterschalter Q2 sind in Folge über den Anodenausgangsanschluss 231 und den Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 in Reihe geschaltet, und der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 sind in Folge über den Anodenausgangsanschluss 231 und den Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichachters 23 in Reihe geschaltet. Das heißt, ein Zweig des Halbleiterschalters Q1 und des zweiten Halbleiterschalters Q2 und ein Zweig des dritten Halbleiterschalters Q3 und des vierten Halbleiterschalters Q4 sind über den Anodenausgangsanschluss 231 und den Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 parallelgeschaltet. Der erste Elektrodenanschluss 103 und der zweite Elektrodenanschluss 104 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 sind jeweils mit einem Verbindungsknoten N1 des ersten Halbleiterschalters Q1 und des zweiten Halbleiterschalters Q2 und einem Verbindungsknoten N2 des dritten Halbleiterschalters Q3 und des vierten Halbleiterschalters Q4 verbunden.
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Der Schaltertreiber 33 ist jeweils mit dem ersten Halbleiterschalter Q1, dem zweiten Halbleiterschalter Q2, dem dritten Halbleiterschalter Q3 und dem vierten Halbleiterschalter Q4 elektrisch verbunden. Wenn das erste Auslösesignal empfangen wird, steuert der Schaltertreiber 33 den ersten Halbleiterschalter Q1 und den vierten Halbleiterschalter Q4 zum Anschalten und den zweiten Halbleiterschalter Q2 und den dritten Halbleiterschalter Q3 zum Abschalten an. In diesem Fall ist der erste Elektrodenanschluss 103 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 über den aktivierten ersten Halbleiterschalter Q1 mit dem Anodenausgangsanschluss 231 des Gleichrichters 23 und der zweite Elektrodenanschluss 104 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 über den aktivierten vierten Halbleiterschalter Q4 mit dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 verbunden. Auf diese Weise wird durch den Inverter 31 in diesem Fall ein erster Stromversorgungsweg hergestellt.
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Wenn das zweite Auslösesignal empfangen wird, steuert der Schaltertreiber 33 den zweiten Halbleiterschalter Q2 und den dritten Halbleiterschalter Q3 zum Anschalten und den ersten Halbleiterschalter Q1 und den vierten Halbleiterschalter Q4 zum Abschalten an. In diesem Fall ist der erste Elektrodenanschluss 103 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 über den aktivierten zweiten Halbleiterschalter Q2 mit dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 verbunden, und der zweite Elektrodenanschluss 104 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 ist über den aktivierten dritten Halbleiterschalter Q3 mit dem Anodenausgangsanschluss 231 des Gleichrichters 23 verbunden. Dadurch stellt der Inverter 31 in diesem Fall den zweiten Stromversorgungsweg her.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, erzeugt der Positionsdetektor und Motortreiber 32 abwechselnd das erste Auslösesignal und das zweite Auslösesignal, wodurch der Schaltertreiber 33 den Inverter 31 derart ansteuern kann, dass dieser alternierend den ersten Stromversorgungsweg und den zweiten Stromversorgungsweg herstellt, wodurch eine Richtung eines Stroms geändert wird, der durch den Ständer 101 fließt, um den Läufer 102 derart anzutreiben, dass dieser in Drehung bleibt.
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In der Ausführungsform ist der Schaltertreiber 33 ein MOSFET-Treiber. Mindestens einer der vier Halbleiterschalter ist ein MOSFET. Zum Beispiel sind der erste Halbleiterschalter Q1, der zweite Halbleiterschalter Q2, der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 sämtlich MOSFETs, oder es sind einige der vier Halbleiterschalter MOSFETs und die verbleibenden IGBTs oder Trioden-BJTs. Der Schaltertreiber 33 ist mit Gates oder Basen des ersten Halbleiterschalters Q1, des zweiten Halbleiterschalters Q2, des dritten Halbleiterschalters Q3 und des vierten Halbleiterschalters Q4 verbunden und ist konfiguriert für die Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters Q1, des zweiten Halbleiterschalters Q2, des dritten Halbleiterschalters Q3 und des vierten Halbleiterschalters Q4, so dass diese entsprechend aktiviert oder deaktiviert werden.
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Es wird auf 5 Bezug genommen, die ein detaillierteres Blockschaltbild des Haartrockners 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und schematisch einen speziellen Aufbau eines Schaltertreibers 33 zeigt. Wie in 5 dargestellt ist, umfasst der Schaltertreiber 33 einen ersten Halbbrückentreiber 331, einen zweiten Halbbrückentreiber 332, einen ersten Phaseninverter 333 und einen zweiten Phaseninverter 334. Der Positionsdetektor und Motortreiber 32 hat einen ersten Auslöseanschluss 321 und einen zweiten Auslöseanschluss 322. Der erste Halbbrückentreiber 331 hat einen ersten Eingangsanschluss IN1, einen zweiten Eingangsanschluss IN2, einen ersten Ausgangsanschluss O1 und einen zweiten Ausgangsanschluss O2. Der zweite Halbbrückentreiber 332 hat einen ersten Eingangsanschluss IN3, einen zweiten Eingangsanschluss IN4, einen ersten Ausgangsanschluss O3 und einen zweiten Ausgangsanschluss O4.
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Der erste Auslöseanschluss 321 des Positionsdetektors und Motortreibers 32 ist mit dem zweiten Eingangsanschluss IN2 des ersten Halbbrückentreibers 331 und über den zweiten Phaseninverter 334 auch mit dem ersten Eingangsanschluss IN3 des zweiten Halbbrückentreibers 332 verbunden. Der zweite Auslöseanschluss 322 des Positionsdetektors und Motortreibers 32 ist über den ersten Phaseninverter 333 mit dem ersten Eingangsanschluss IN1 des ersten Halbbrückentreibers 331 und ist auch mit dem zweiten Eingangsanschluss IN4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 verbunden.
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Der erste Ausgangsanschluss O1 des ersten Halbbrückentreibers 331 ist mit dem ersten Halbleiterschalter Q1 verbunden und ist konfiguriert für die Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals zum Steuern des ersten Halbleiterschalters Q1 für dessen Aktivierung oder Deaktivierung. Der zweite Ausgangsanschluss O2 des ersten Halbbrückentreibers 331 ist mit dem zweiten Halbleiterschalter Q2 verbunden und ist konfiguriert für die Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals zum Steuern des zweiten Halbleiterschalters Q2 für dessen Aktivierung oder Deaktivierung. Der erste Ausgangsanschluss O3 des zweiten Halbbrückentreibers 332 ist mit dem dritten Halbbrückenschalter Q3 verbunden und ist konfiguriert für die Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals zum Steuern des dritten Halbleiterschalters Q3 für dessen Aktivierung oder Deaktivierung. Der zweite Ausgangsanschluss O4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 ist mit dem vierten Halbleiterschalter Q4 verbunden und ist konfiguriert für die Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals zum Steuern des vierten Halbleiterschalters Q4 für dessen Aktivierung und Deaktivierung.
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Eine Ausgabe des ersten Ausgangsanschlusses O1 des ersten Halbbrückentreibers 331 folgt einer in den ersten Eingangsanschluss IN1 eingegebenen Spannung, und eine Ausgabe des zweiten Ausgangsanschlusses O2 des ersten Halbbrückentreibers 331 ist umgekehrt zu einer Spannung, die in den zweiten Eingangsanschluss IN2 eingegeben wurde. Ähnlich folgt eine Ausgabe des ersten Ausgangsanschlusses O3 des zweiten Halbbrückentreibers 332 einer Eingabe des ersten Eingangsanschlusses IN3, und eine Ausgabe des zweiten Ausgangsanschlusses O4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 ist umgekehrt zu einer Eingabe des zweiten Eingangsanschlusses IN4.
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Wenn der Positionsdetektor und Motortreiber 32 einen N-Magnetpol erfasst, geben der erste Auslöseanschluss 321 und der zweite Auslöseanschluss 322 des Positionsdetektors und Motortreibers 32 jeweils einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel aus, das heißt, der Positionsdetektor und Motortreiber 32 gibt ein erstes Auslösesignal ”10” aus. Wenn der Positionsdetektor und Motortreiber einen S-Magnetpol erfasst, geben der erste Auslöseanschluss 321 und der zweite Auslöseanschluss 322 des Positionsdetektors und Motortreibers 32 jeweils einen niedrigen und einen hohen Pegel aus, das heißt, der Positionsdetektor und Motortreiber 32 gibt ein zweites Auslösesignal ”01” aus.
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In einer Ausführungsform sind der erste Halbleiterschalter Q1, der zweite Halbleiterschalter Q2, der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 sämtlich Schalter, die durch einen hohen Pegel aktiviert werden, z. B. NMOSFETs, NPNBJTs oder dergleichen.
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Dadurch wird in einem Fall, in dem der Positionsdetektor und Motortreiber 32 den N-Magnetpol erfasst und durch den ersten Auslöseanschluss 321 und den zweiten Auslöseanschluss 322 jeweils ein hoher Pegel und ein niedriger Pegel ausgegeben werden, der durch den ersten Auslöseanschluss 321 ausgegebene hohe Pegel zu dem zweiten Eingangsanschluss IN2 des ersten Halbbrückentreibers 331 übertragen und durch den zweiten Phaseninverter 334 invertiert, um einen niedrigen Pegel zu erzeugen, und der niedrige Pegel wird zu dem ersten Eingangsanschluss IN3 des zweiten Halbbrückentreibers 332 übertragen. Der durch den ersten Auslöseanschluss 321 ausgegebene niedrige Pegel wird zu dem zweiten Eingangsanschluss IN4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 übertragen und durch den ersten Phaseninverter 333 invertiert, um einen hohen Pegel zu erzeugen, und der hohe Pegel wird zu dem ersten Eingangsanschluss IN1 des ersten Halbbrückentreibers 331 übertragen.
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In diesem Fall wird in den ersten Eingangsanschluss IN1 und den zweiten Eingangsanschluss IN2 des ersten Halbbrückentreibers 331 jeweils ein hoher Pegel eingegeben, und ein niedriger Pegel wird jeweils in den ersten Eingangsanschluss IN3 und den zweiten Eingangsanschuss IN4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 eingegeben. Wie vorstehend ausgeführt, folgt eine Spannung eines ersten Ausgangsanschlusses eines Halbbrückentreibers jener eines ersten Eingangsanschlusses, und eine Spannung eines zweiten Ausgangsanschlusses des Halbbrückentreibers ist umgekehrt zu jener des zweiten Eingangsanschlusses. Daher geben der erste Ausgangsanschluss O1 und der zweite Ausgangsanschluss O2 des ersten Halbbrückentreibers 331 jeweils einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel aus, um den ersten Halbleiterschalter Q1 zum Anschalten und den zweiten Halbleiterschalter Q2 zum Abschalten anzusteuern. Der erste Ausgangsanschluss O3 und der zweite Ausgangsanschluss O4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 geben jeweils einen niedrigen Pegel und einen hohen Pegel aus, um den dritten Halbleiterschalter Q3 zum Abschalten und den vierten Halbleiterschalter Q4 zum Anschalten anzusteuern.
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In diesem Fall ist der erste Elektrodenanschluss 103 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 über den aktivierten ersten Halbleiterschalter Q1 mit dem Anodenausgangsanschluss 231 des Gleichrichters 23 und der zweite Elektrodenanschluss 104 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 über den aktivierten vierten Halbleiterschalter Q4 mit dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 verbunden. Dadurch stellt der Inverter 31 den ersten Stromversorgungsweg her, und der den Ständer 101 des bürstenlosen einphasigen Motors 10 durchfließende Strom fließt in einer ersten Flussrichtung.
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Wenn der Positionsdetektor und Motortreiber 32 den S-Magnetpol erfasst und der erste Auslöseanschluss 321 und der zweite Auslöseanschluss 322 jeweils einen niedrigen Pegel und einen hohen Pegel ausgeben, wird der durch den ersten Auslöseanschluss 321 ausgegebene niedrige Pegel zu dem zweiten Eingangsanschluss IN2 des ersten Halbbrückentreibers 331 übertragen und durch den zweiten Phaseninverter 334 invertiert, um einen hohen Pegel zu erzeugen, und der hohe Pegel wird zu dem ersten Eingangsanschluss IN3 des zweiten Halbbrückentreibers 331 übertragen. Der durch den zweiten Auslöseanschluss 322 ausgegebene hohe Pegel wird zu dem zweiten Eingangsanschluss IN4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 übertragen und durch den ersten Phaseninverter 333 invertiert, um einen niedrigen Pegel zu erzeugen, und der niedrige Pegel wird zu dem ersten Eingangsanschluss IN1 des ersten Halbbrückentreibers 331 übertragen.
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In diesem Fall wird in den ersten Eingangsanschluss IN1 und den zweiten Eingangsanschluss IN2 des ersten Halbbrückentreibers 331 jeweils ein niedriger Pegel eingegeben, und ein hoher Pegel wird jeweils in den ersten Eingangsanschluss IN3 und den zweiten Eingangsanschluss IN4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 eingegeben. Dementsprechend geben der erste Ausgangsanschluss O1 und der zweite Ausgangsanschluss O2 des ersten Halbbrückentreibers 331 jeweils einen niedrigen Pegel und einen hohen Pegel aus, um den ersten Halbleiterschalter Q1 zum Abschalten und den zweiten Halbleiterschalter Q2 zum Anschalten anzusteuern. Der erste Ausgangsanschluss O3 und der zweite Ausgangsanschluss O4 des zweiten Halbbrückentreibers 332 geben jeweils einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel aus, um den dritten Halbleiterschalter Q3 zum Anschalten und den vierten Halbleiterschalter Q4 zum Abschalten anzusteuern.
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In diesem Fall ist der erste Elektrodenanschluss 103 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 über den aktivierten zweiten Halbleiterschalter Q2 mit dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 verbunden, und der zweite Elektrodenanschluss 104 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors 10 ist über den aktivierten dritten Halbleiterschalter Q3 mit dem Anodenausgangsanschluss 231 des Gleichrichters 23 verbunden. Dadurch stellt der Inverter 31 den zweiten Stromversorgungsweg her, und der den Ständer 101 des bürstenlosen einphasigen Gleichstrommotors durchfließende Strom fließt in einer zweiten Flussrichtung, die zur ersten Flussrichtung entgegengesetzt ist.
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Der erste Halbbrückentreiber 331 und der zweite Halbbrückentreiber 332 sind ausgebildet zum Erhöhen des von dem Positionsdetektor und Motortreiber 32 ausgegebenen hohen Pegels oder niedrigen Pegels, um ein MOSFET anzusteuern, das zum Ansteuern einen hohen Strom benötigt. Wenn in dem Inverter 31 kein MOSFET vorhanden ist, können der erste Halbleiterschalter Q1, der zweite Halbleiterschalter Q2, der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 zum Anschalten oder Abschalten direkt durch Auslösesignale angesteuert werden, die von dem Positionsdetektor und Motortreiber 32 ausgegeben werden, ohne den ersten Halbbrückentreiber 331 und den zweiten Halbbrückentreiber 332, d. h. ohne den Schaltertreiber 33. Zum Beispiel ist der erste Auslöseanschluss 321 des Positionsdetektors und Motortreibers 32 mit dem ersten Halbleiterschalter Q1 und dem vierten Halbleiterschalter Q4 verbunden und steuert den ersten Halbleiterschalter Q1 und den vierten Halbleiterschalter Q4 gleichzeitig zum Anschalten oder Abschalten an, und der zweite Auslöseanschluss 322 des Positionsdetektors und Motortreibers 32 ist mit dem zweiten Halbleiterschalter Q2 und dem dritten Halbleiterschalter Q3 verbunden und steuert den zweiten Halbleiterschalter Q2 und den dritten Halbleiterschalter Q3 gleichzeitig zum Anschalten oder Abschalten an.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können der erste Halbbrückentreiber 331 und der zweite Halbbrückentreiber 332 ein IR2103 Chip sein. Der Positionsdetektor und der Motortreiber 32 können eine Halleffektsteuerung sein, die einen Hall-Sensor und ein entsprechendes Steuermodul enthält und ein AH284 Chip sein kann. Der Halleffekt-Steuerchip hat mindestens vier Pins, d. h. den ersten Auslöseanschluss 321, den zweiten Auslöseanschluss 322, wie vorstehend beschrieben, einen Stromversorgungs-Pin und einen Erdungs-Pin, wobei der Stromversorgungs-Pin und der Erdungs-Pin mit dem Anodenausgangsanschluss 231 und dem Kathodenausgangsanschluss 232 des Gleichrichters 23 jeweils elektrisch verbunden sind. Alternativ kann der Positionsdetektor und Motortreiber 32 einen Stromsensor und elf entsprechendes Steuermodul enthalten, welches den N-Magnetpol und den S-Magnetpol durch eine Erfassung von Änderungen des Stroms bestimmt und entsprechende Steuersignale ausgibt. Der erste Halbbrückentreiber 331, der zweite Halbbrückentreiber 332 und der Positionsdetektor und Motortreiber 32 können ein beliebiger anderer geeigneter Chip sein, weshalb die vorstehend genannten Chips lediglich als Referenz für praktische Ausführungen gedacht sind.
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Wenn der Schaltertreiber 33 den ersten Halbbrückentreiber 331 und den zweiten Halbbrückentreiber 332 enthält, bezieht sich die Startspannung der zweiten Betriebskomponente 3 (d. h. des Schaltertreibers 33) auf eine Startspannung des ersten Halbbrückentreibers 331 und des zweiten Halbbrückentreibers 332.
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Die Positionsbeziehungen der Komponenten in den Zeichnungen der vorliegenden Erfindung sind lediglich elektrische und logische Beziehungen und stellen keine Anordnung der Komponenten in einem Produkt dar.
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Vorstehend wurden lediglich einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die keine Einschränkung der Erfindung darstellen. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung Modifikationen möglich sind, die sämtlich in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Zum Beispiel kann die Startzeit der ersten Betriebskomponente in mehreren Ausführungsformen mit einer beliebigen anderen geeigneten Zeitverzögerungsschaltung als der in den vorstehenden Ausführungsformen angegebenen Zeitverzögerungsschaltung derart verzögert werden, dass diese synchron ist zu der Startzeit der zweiten Betriebskomponente.
