DE3247991A1

DE3247991A1 - Treiberschaltung fuer einen hall-motor

Info

Publication number: DE3247991A1
Application number: DE19823247991
Authority: DE
Inventors: Toshio Yokohama Kanagawa Yaebashi
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1983-07-14
Also published as: US4468595A; JPS58116089A; JPH0343866B2; DE3247991C2

Description

"D-

VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD., Yokohama, Japan Treiberschaltung für einen Hall-Motor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treiberschaltung für einen Hall-Motor, der Hall-Elemente verwendet. Nach der Erfindung ist diese Treiberschaltung so ausgebildet, daß sie die Drehposition des Rotors des Hall-Motors mit hoher Genauigkeit erfassen und trotz einer Fähigkeit den Hall-Motor mit einem geringen Leistungsbe- . darf betreiben kann.

Eine, herkömmliche Treiberschaltung für einen Hall-Motor ist so ausgelegt, daß sie die Hall-Elemente des HaIl-Motors fortwährend mit einer konstanten Spannung beaufschlagt oder mit einem konstanten Strom speist. Eine solche Treiberschaltung hat aber den Nachteil, daß der. Energiebedarf infolge der konstant anliegenden Spannung oder . des konstant fließenden Stromes hoch ist. ■

Eine andere bekannte Treiberschaltung für einen Hall-Motor ist derart ausgebildet, daß sie den Hall-Elementen des Hall-Motors eine impulsförmige Spannung oder einen impulsförmigen Strom mit einer konstanten Periode zuführt. Diese bekannte Spannungs- oder .Stromspeisung geschieht jedoch unabhängig von der Drehperiode des Rotors. Obgleich in diesem Fall der Leistungs- oder Energiebedarf geringer als bei der zuerst genannten bekannten Treiberschaltung ist, besteht hier das Problem, daß die Periode, mit der die Hall-Elemente die Rotorposition erfassen, und die Periode, mit der die Impulsspannung oder der Impulsstrom zugeführt wird, nicht immer zusammenfallen. Dies ist mit dem Nachteil verbunden, daß die Empfindlichkeit oder Sensitivi tat der Hall-Elemente gering ist und darunter die Genauigkeit leidet, mit der die Rotorposition erfaßt wird. Macht man die Periode der Impulsspannung groß und damentsprechend den Energieverbrauch klein, wird die Genauigkeit, mit der die Rotorposition erfaßt wird, noch

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geringer. Erhöht man andererseits die Empfindlichkeit der Hall-Elemente und macht man die Periode der Impulsspannung klein, was mit einer Verbesserung der Genauigkeit bei der Erfassung der Rotorpositibn verbunden ist, wird der Energieverbrauch hoch. Es geht daher das Merkmal eines geringen Energie- oder Leistungsbedarfs verloren;

Aufgabe der Erfindung ist· es, für einen Hall-Motor eine Treiberschaltung zu schaffen, bei'der die obi- gen Nachteile nicht auftreten, die also in der Lage seinsoll, die Erfassung der Rotorposition trotz eines gerin-. gen Leistungsbedarfs des Motors mit hoher Genauigkeit zu

erfassen. ; ·

i ■■.■'■■ Dementsprechend ist eine Treiberschaltung für einen Hall-Motor nach der Erfindung so ausgestaltet, daß ' die Ausgangsspannürigen der Hall-Elemente mit Schwellwertspannungen verglichen werden, daß die Eingangsspannungen oder Eingangsströme zu den Hallelementen auf höhere Spannungen oder Ströme mit Perioden der Ausgangsspannungen der Hall-Elemente entsprechend den Vergleichsergebnissen umgeschaltet werden und daß eine hohe Spannung oder ein hoher Strom den Hall elementen zugeführt wird, wenn eine vorbestimmte Position eines Rotormagnetpols den HaIl-Elementen gegenübersteht. Die erfindungsgemäße Treiberschaltung verbraucht wenig Energie und erfaßt die Rotorposition mit hoher Genauigkeit.' ' '

Die Erfindung soll im folgenden beispielshalber an Hand von Zeichnungen erläutert "werden. Es zeigt:

F IG. 1 eine Abwicklung eines generellen HaIl-Motors zur Erläuterung des Prinzips, "

F I G . 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer nach der Erfindung ausgebildeten Treiberschaltung für einen Hall-Motor und
^: ;

FIG. 3(A) bis 3(1) Signalverlaufe an verschiedenen Stellen des Schaltbilds nach FIG. 2.

FIG. 1 zeigt im Prinzip die Abwicklung eines allgemeinen sechspoligen, zweiphasigen Hall-Motors, auf den die erfindungsgemäße Treiberschaltung anwendbar ist. Statorwicklungen 13a bis 13d und Hall-Elemente 14 und 15, die gegeneinander.um einen elektrischen Winkel von 90° versetzt sind, befinden sich zwischen einem Statorjoch 12 und einem Rotormagneten, der im folgenden der Einfachheit halber lediglich mit Rotor 11 bezeichnet wird. Der Rotor 11 ist als sechspoliger Magnet ausgebildet. In FIG. 1 bedeuten ein Symbol "x" innerhalb eines Kreises, daß ein Strom in die Darstellungsebene der Zeichnung fließt, und ein mit einem Kreis umgebenes punktförmiges Symbol, daß ein Strom aus dieser Ebene · herausfließt. Wenn von einer Wicklungstreiberschaltung 24, die in FIG. 2 dargestellt ist, Spannungen an Anschlüsse 16a und 16b sowie an Anschlüsse 16c und 16d gelegt werden, fließen durch die Wicklungen 13a bis 13d Ströme in den mit den oben erläuterten Symbolen bezeichneten Richtungen, und der Rotor 11 dreht sich in der Richtung eines eingezeichneten Pfeils A. Eine Aus-■gangsspannung V1 tritt zwischen ausgangsseitigen Elek- -trodenanschlüssen^l 7a und 17b des Hall-Elements 14 auf, und gleichermaßen erhält man zwischen ausgangsseitigen

-β-

Elektrodenanschlüssen 18a und 18b des Hall-Elements 15 eine um einen elektrischen Wini
versetzte Ausgangsspannung V2.

eine um einen elektrischen Winkel von 90° in der Phase

Wenn zu einer Zeit t_Q eine Versorgungsquelle eingeschaltet wird und ein Signal h am Q-Ausgang eines Trigger-Flipflop 22 (T-Flipflop) nach FIG. 2 einen niedrigen Pegel annimmt, wie es aus FIG. 3(H) hervorgeht, befindet■sich ein Transistor X6, dessen Basis über einen Widerstand R10 mit dem Q-Ausgang des Flipflop 22 verbunden ist, im gesperrten Zustand. Widerstände R6, R7 und R8 sind in Reihe .zwischen die Anschlüsse einer Gleichspannungsquelle E geschaltet. Der Kollektor des Transistors X ist an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R6 und R7 angeschlossen* Zu der betrachteten Zeit ist ein Transistor X7 im eingeschalteten oder leitenden Zustand, da seine Basis über einen Widerstand. R9 mit dem einen hohen Pegel aufweisenden Q-Ausgang des Flipflop 22 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors X7 ist an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R7 und R8 angeschlossen. Ein Transistor X8, dessen Basis mit den Emittern der Transistoren X6 und X7 verbunden ist und dessen Kollektor an die Gleichspannungsquelle E angeschlossen ist, befindet sich zu der betrachteten Zeit ebenfalls im eingeschalteten oder leitenden Zustand. Eingangsseitige Elektrodenanschlüsse 23a und 23b der. Hall-Elemente 14 und 15 sind einerseits mit dem Emitter des Transistors X8 und andererseits mit dem negativen Anschluß der Spannungsquelle E verbunden.

Bezeichnet man die Basis-Emitter-Vorwärtsspannung des Transistors X8 mit V_ßE, kann man die zwischen den eingangsseitigen Elektrodenanschlüssen 23a und 23b auftretende Eingangsspannung V_L zu den Hall-Elementen 14 und 15 durch die folgende Gleichung (1) darstellen:

E.R8 _

V T5TT1

"L"r6+R7+RS ΒΞ . ν·/

Diese Eingangsspannung Vr ist in'FIG. 3(1) gezeigt. Die Ausgangsspannungen V1 und V2 der Hall-Elemente kann man zu der betrachteten Zeit durch die folgenden Gleichungen wiedergeben, wobei die an die Hall-Elemente 14 und 15 angelegten Magnetfelder mit Hcosfijt und Hsinöt, der Eingangswiderstand der Hallelemente 14 und 15 mit R^ und die Hall-Konstante der Hall-Elemente 14 und 15 mit k bezeichnet ist.

V1 = kVTHcosoJt/R,,,

J JLXx

V2 = kVTHsinut/R.^

Da t = 0, gilt

V1 = ^k#YL*^H/^Rin " ·

V2 ^ 0

-

Die Frequenz der Winkelgeschwindigkeit <LJ beträgt das Dreifache der Drehfrequenz des Rotors.

Der eine ausgangsseitige Elektrodenanschluß 17a des Hall-Elements 14 ist über einen Widerstand R1 mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines !Comparators oder Vergleichers 19a verbunden, der einen Operationsverstärker enthält, und ist unmittelbar an den invertierenden Eingangs ans chluß eines !Comparators oder Vergleichers 19b angeschlossen. Der andere ausgangsseitige Elektrodenanschluß 17b ist direkt mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 19a und über einen Widerstand R2 mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 19b verbunden. In ähnlicher Weise ist der ausgangsseitige Elektrodenanschluß 18a des Hallelements 15 über einen Widerstand R3 an den nicht inver-

JS-"

tierenden Eingangsanschluß eines Komparators oder .Vergleichers 19c und unmittelbar an den invertierenden Eingangsanschluß eines Komparators oder Vergleichers 19d angeschlossen. Der andere ausgahgsseitige Elektrodenanschluß 18b des Hall-Elements 15 ist unmittelbar mit dem invertierenden Eingangsanschluß der Verglei- · ehers 19c und über einen Widerstand R4 mit dem nicht . invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 19d verbunden.

.

Transistoren X1 bis X5 bilden eine Stromspiegelschaltung. Die Emitter dieser Transistoren sind mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle E verbunden, und die Basen dieser Transistoren sind an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle E über einen Widerstand R5 angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren X1 bis X4 führen entsprechend der Darstellung nach FIG. 2 jeweils zu Verbindungspunkten zwischen den Widerständen R1 bis R4 und den nicht invertierenden Eingangsanschlüssen der Vergleicher 19a bis 19d. Die Eingangswiderstände der Vergleicher 19a bis 19d sind extrem hoch und können hier als unendlich betrachtet werden. Folglich fließt durch die Widerstände R1 bis R4 von der Stromspiegelschaltung ein konstanter Strom I, der durch die folgende Gleichung gegeben ist:

R5

In der obigen Gleichung stellt V^_e die Basis-Emitter-Spannung in einem Zustand dar, bei dem die Transistoren X1 bis X5 eingeschaltet oder leitend sind. Sind die Widerstandswerte der Widerstände R1 bis R4 so gewählt, daß R1 = R2 = R3 = R4 = R₀, kann man die Klemmenspannung V„ von jedem der Widerstände R1 bis R4 durch die folgende Gleichung (2) darstellen:

ORIQfNAL INSPECTED

	* t - * I	K · * *	*·
	-9-	» · ·	* *
	-(E -
	^Vbe>

■#

^Ro

Die Spannung VL gemäß der obigen Gleichung (2) und die Ausgangs spannung V1 des Hall-Elements 14 werden be,i den Vergleichen 19a und 19b miteinander verglichen, wohingegen die Spannung V und die Ausgangsspannung V2 des. Hall-Elements 15 bei den Vergleichern 19c und 19d miteinander verglichen werden. Die Spannung V wirkt daher wie eine Schwellwertspannung für jeden der Vergleicher, ;

Die Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen V1 und YZ der Hall-Elemente und der Spannung ν_ρ wi:pd wie folgt, wobei, die Spannung V_r auf einen kleinen Wert gesetzt ist:

^{; k}'V

Unmittelbar nach der Zeit t_Q gilt V1 > V_r und V2 V_, und die Ausgangssignale c und d der Vergleicher 19a und 19b haben einen hohen bzw. einen niedrigen Pegel, wie es in FIG. 3(C) und 3(D) gezeigt ist. Die Ausgangs— signale e und f der Vergleicher 19c und 19d haben demgegenüber beide einen hohen Pegel, wie es aus FIG. 3(E) und 3(F) hervorgeht. Die Ausgangssignale der Vergleicher 19a und 19b gelangen zu einem NAND-Glied 20a, und am Ausgang des NAND-Glieds 20a tritt ein Signal mit einem hohen Pegel auf, das einem NAND-Glied 21 zugeführt wird. Die Ausgangssignale der Vergleicher 19c und 19d gelangen zu einem NAND-Glied 20b, dessen ebenfalls dem NAND-Glied 21 zugeführtes Ausgangssignal einen niedrigen Pegel hat. Dementsprechend hat das Ausgangssignal g des NAND-Glieds 21 einen hohen Pegel, wie es FIG. 3(G) zeigt. Das Signal g wird an den Trigger-Eingang (T-Eingang) des T-Flipflop 22 gelegt. Die Ausgangssignale der Vergleicher 19a bis 19d gelangen zu der Wicklungstreiberschaltung 24 und erzeugen dort die Wicklungstreibersignale.

• · ψ

ft It » V 9

Sobald der Rotor 11 des Hall-Motors mit seiner Drehbewegung beginnt, fällt die Ausgangsspannung V1 des Hall-Elements 14 entsprechend der Darstellung nach FIG. 3(A) ab, und die Ausgangsspannung V2 des HaIl-Elements 15 steigt entsprechend der Darstellung nach FIG. 3(B) an. Wenn zu einem Zeitpunkt t^ die Spannung V2 gleich der Spannung V_r ist, nimmt das Ausgangssignal f des Vergleichers 19d einen niedrigen Pegel an, und die Ausgangsspannung des NAND-Glieds 20b geht auf einen hohen Pegel über. Da zu dieser Zeit die Spannung V1 immer noch größer als die Spannung V ist, bleibt das Ausgangssignal des NAND-Glieds 20a auf einem hohen Pegel. Dementsprechend nimmt das. Ausgangssignal g des NAND-Glieds 21 zur Zeit t^ einen niedrigen Pegel an. Da der Ausgangszustand des Flipflop 22 auf einen Anstieg seiner Eingangsspannung anspricht, erfährt das Ausgangssignal h des Flipflop 22 keine Änderung und bleibt auf einem niedrigen Pegel. Die Hall-Eingangs spannung zwischen den Anschlüssen 23a und 23b bleibt auf der Spannung Vr, wie es aus FIG. 3(l) hervorgeht.

Bei der Weiterdrehung des Motors fällt die Spannung Vi weiter ab und erreicht zu einem Zeitpunkt t« die Spannung V . Hierbei bleiben die Ausgangssignale c, e und f der Vergleicher 19a, 19c und 19d auf einem hohen Pegel, hohen Pegel bzw. niedrigen Pegel. Demgegenüber geht das Ausgangssignal b des Vergleichers 19b zum Zeitpunkt t₂ vom niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel über. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 20a nimmt einen niedrigen Pegel an, wohingegen das Ausgangssignal des · NAND-Glieds 20b auf einem hohen Pegel bleibt. Das Ausgangssignal g des NAND-Glieds 21 nimmt einen hohen Pegel an. Infolge des Anstiegs des Ausgangs signals g nimmt das Ausgangs signal h am Q-Ausgang des Flipflop 22 einen hohen Pegel an, wie es aus FIG. 3(H) hervorgeht. Die Transistoren X6 und X8 gelangen daher in den eingeschal-

-11-

teten oder leitenden Zustand, und der Transistor X7 wird ausgeschaltet oder gesperrt. Bezeichnet man während dieser Zeit die Hall-Spannung mit V_H, kann diese Spannung durch die folgende Gleichung (3) wiedergegeben werden;

V E(R7 + R8) „

• ^VH - R6 + R7 + R8 -BE

Die Hall-Ausgangsspannungen V1 und V2 können in dieser Zeitphase durch die folgenden Gleichungen dargestellt werden;

VI « k'Vt

1X1

V2 = k-V_H»Hsino;t/R_iri
15

Die Gleichungen (1) und (3) verdeutlichen, daß V^ > V^, und die hohe Spannung V^ wird zur Zeit t₂ an die Hall-Elemente 14 und 15 gelegt. " ■

Da die Hall-Eingangsspannung momentan der hohen Spannung Vtt entspricht, wie es oben beschrieben wurde, . nimmt die Ausgangsspannung V1 des Hall-Elements 14 momentan einen hohen Wert an, wie es aus FIG. 3(A) hervorgeht. Das Ausgangssignal d des Vergleichers 19b kehrt daher sofort auf einen niedrigen Pegel zurück. Die Ausgangsspannung V2 des Hall-Elements 15 nimmt ebenfalls zum Zeitpunkt t« einen hohen Wert an, aber hiermit ist keine Änderung in den Ausgangssignalen der Vergleicher 19c und 19d verbunden. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 20b ändert sich daher nicht. Das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds 21 kehrt wieder auf einen niedrigen Pegel zurück, weil das Ausgangssignal des Vergleichers 19d auf einen niedrigen Pegel übergeht. Das Signal h am Q-Ausgang des Flipflop 22 kehrt sich nicht um ■ und bleibt auf einem hohen Pegel.

/Η·' Ι /Ό/

-12-

.Bei der Weiterdrehung des Motors fällt die Ausgangs Spannung V1 des Hallelements 14 wieder ab und erreicht erneut zu einem Zeitpunkt t^ die Spannung V_r. Zu diesem Zeitpunkt ändern sich die Ausgangssignale c, e und f der Vergleicher 19a, 19c und 19d nicht. Das Ausgangssignal d des Vergleichers 19b nimmt allerdings einen hohen Pegel an. Dementsprechend nimmt auch das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds 21 einen hohen Pegel an und triggert das Flipflop 22. Das Ausgangssignal h des Flipflop 22 erfährt eine Umkehrung auf einen niedrigen Pegel. Der Transistor Xö.ist daher gesperrt, wohingegen die Transistoren X7 und X8 leitend sind. Die Hall-Eingangs spannung i nimmt wieder den niedrigen Pegel V₁- an. Weiterhin kehrt die Ausgangs spannung V2 des

JLj

Hall-Elements 15 auf ihre normale Spannung zurück. ·

Im Anschluß an den Zeitpunkt t, nimmt die Ausgangsspannung VI des Hall-Elements 14 weiter ab. Sobald die Ausgangsspannung V1 gleich -V₁, wird, nimmt das Ausgangssignal c des Vergleichers 19a einen niedrigen Pegel an, wohingegen die Ausgangssignale d, e und f der Vergleicher 19b, 19c und 19d nicht geändert werden. Am Ausgang des NAND-Glieds 21 tritt jetzt das Signal g mit einem niedrigen Pegel auf, wodurch jedoch das T-Flipflop. 22 nicht getriggert wird. Das Signal H am Q-Ausgang des Flipflop 22 bleibt daher auf einem niedrigen Pegel.

Die Ausgangsspannung V2 des Hall-Elements 15 fällt im Anschluß an den Zeitpunkt t, ab und erreicht zu einem Zeitpunkt te die Spannung V_r. Das Signal f am Ausgang des Vergleichers d geht jetzt auf·einen hohen Pegel über. Dementsprechend nimmt das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds 21 einen hohen Pegel an, und auch das Signal ti am Q-Ausgang des Flipflop 22 geht auf einen hohen Pegel über. Folglich wird jetzt den Hall-Elementen 14 und 15 die hohe Spannung V_H zugeführt, und die Ausgangs-

ORIGIMAL INSPECTED

-Ϊ3-

Spannung V2 steigt momentan an. Das Signal f am Ausgang des Vergleichers 19d geht wieder auf einen niedrigen Pegel über gleichermaßen wie das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds 21. Nachdem die Ausgangsspannung V2 zu einem Zeitpunkt tg erneut auf die Spannung V_p abgefallen ist, nimmt das Signal f am Ausgang des Vergleichers 19d wieder einen hohen Pegel an. Das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds geht auch auf einen hohen Pegel über. Deshalb weist jetzt das Signal h am Ausgang des Flipflop 22 einen niedrigen Pegel auf, und die Haül^Eingangsspannung wird gleich.der Spannung V^. Erreicht die Ausgangsspannung V2 zu einem Zeitpunkt t₇ die Spannung -V₁,, nimmt das Signal e am Ausgang des Vergleichers 19c einen niedrigen Pegel an, und das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds 21 fällt ebenfalls auf einen niedrigen Pegel ab.

Die oben erläuterte Arbeitsweise wiederholt sich danach in ähnlicher Weise, also immer dann, wenn die Ausgangsspannungen V1 und V2 der Hall-Elemente 14 und 15 die Spannung V_r unterschreiten, und immer dann, wenn die Ausgangsspannungen V1 und V2 höher als die Spannung -V₃, werden. Die hohe Spannung Vrr wird somit den Hall-Elementen 14 und 15 in einer Impulsform zugeführt, wie es in FIG. 3(1) dargestellt ist. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel entsprechen zwölf Pulsformspannungen Vjj nach FIG. 3(1) einer Umdrehung des Rotors, da ein sechspoliger Rotor und zwei Hall-Elemente verwendet werden. In den FIG. 3(A) bis 3(1) sind jedoch die Signalverläufe lediglich für acht Pulsformspannungen V™ gezeigt, was einer 2/3 Umdrehung des Rotors entspricht.

Die Periode der Pulsformspannung V„ entspricht

ο
dem elektrischen Winkel von 90 zwischen den Ausgangs-Spannungen V1 und V2 der Hall-Elemente, d.h., sie ist gleich der Periode oder Zeitspanne, mit der eine bestimm-

: .^v : : .* q 9 λ 7 q q

te Stelle des Magnetpolrotors direkt oberhalb der Hall-Elemente 14 und 15 vorbeiläuft. Bei der erfindungsgemäßen Treiberschaltung wird daher die hohe Spannung Vtt den Hall-Elementen 14 und 15 nur bei Erfassung der Rotorposition zugeführt, um die Erfassungsempfindlichkeit der Hall-Elemente zu verbessern. Während der übrigen Perioden befindet sich die Hall-Eingangsspan- · nung auf der niedrigen Spannung VV, wie es aus FIG.3(1). hervorgeht. Folglich ist die Genauigkeit, mit der die. Drehposition erfaßt wird, sehr hoch, und der Energieverbrauch ist -gering.

Zu den Zeitpunkten t₂, t^, ... tritt ein hochpegeliger Anteil mit einer extrem schmalen Impulsform in einem der Ausgänge der Vergleicher 19a bis 19d auf. Dieser schmale impulsförmige Anteil wird jedoch durch die Treiberschaltung 24 eliminiert. Eine innerhalb der Treiberschaltung 24 vorgesehene "Schaltung-zum Beseitigen dieser schmalen Impulsanteile kann beispielsweise eine Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungszeit enthalten, die geringfügig größer als die Dauer dieser schmalen Impulsanteile ist, sowie ein UND-Glied, das bezüglich des Ausgangssignals des Vergleichers, das die Verzögerungsschaltung passiert hat, und des Ausgangssignals des Vergleichers, das die Verzögerungsschaltung nicht passiert hat, eine UND-Verknüpfung vornimmt. Das Ausgangssignal des UND-Glieds ist bereits von dem schmalen Impulsanteil befreit. Von einer solchen Verzögerungsschaltung wird zwar der Anstieg" des VergleicherausgangsSignalabschnitts, der für längere Zeit einen hohen Pegel einnimmt, geringfügig verzögert, was jedoch auf den tatsächlichen Antrieb des Motors keinen Einfluß hat. '" ■

In einigen Fällen kann das Signal h am Q-Ausgang des Flipflop 22 einen hohen Pegel annehmen, wenn zum

Zeitpunkt t die Versorgungsquelle eingeschaltet wird. In diesem Fall bleibt das Signal h am Q-Ausgang des Flipflop 22 auf einem hohen Pegel, bis die Ausgangsspannung V1 des Hall-Elements 14 gleich der Spannung V_r wird. Wenn die Ausgangs spannung V1 gleich der Spannung V ist, nimmt das Signal d am Ausgang des Vergleichers 19b einen hohen Pegel und das Signal g am Ausgang des NAND-Glieds 21 ebenfalls einen hohen Pegel an. Folglich geht das Signal h am Q-Ausgang des Flipflop 22 zu dieser Zeit auf einen niedrigen Pegel über. Aus diesem Grunde fährt die Ausgangs spannung Vi des Hall-Elements 14 mit ihrem Abfall fort, weil die hohe Spannung den Hall-Elementen 14 und 15 nicht zugeführt wird. Wenn • jedoch die Ausgangsspannung V2 des Hall-Elements 14 gleich der' Spannung V_p wird, geht von hier an die Arbeitsweise der Anordnung in die oben beschriebene Arbeitsweise über. In einem Fall, bei dem das Signal h am Q-Ausgang des Flipflop 22 einen hohen Pegel annimmt, wenn die Versorgungsquelle eingeschaltet wird, bleibt die Hall-Eingangsspannung für die Zeit vom Start des Motors bis zu demjenigen Zeitpunkt, bei dem die Ausgangsspannung V1 gleich der Spannung V wird, auf der hohen Spannung Y„. Die erste Erfassung der Position im An-Schluß an das Einschalten der Versorgungsquelle kann daher mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel werden zwei Hall-Elemente benutzt. Es ist auch möglich, nur ein einziges Hall-Element zu verwenden. 30

Die Erfindung ist auf die erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Unter die erfindungsgemäße Lehre fallen zahlreiche verschiedenartige Abwandlungen und Modifikationen.

Claims

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VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD., Yokohama, Japan

Patentansprüche

Treiberschaltung für einen Hall-Motor, der ein all-Element, einen Rotor mit Magnetpolen, die das Hall-Element einem Magnetfeld aussetzen, und Wicklungen aufweist, die zum Drehantrieb des Rotors dienen, gekennzeichnet durch eine Schwellspannungsaniegeschaltung (R1 bis R4, X1 bis X5) zum Anlegen einer vorbestimmten Schwellspannung, eine Vergleichsschaltung (19a bis 19d) zum Vergleichen einer sich mit der Drehbewegung des Rotors ändernden Ausgangsspannung des Hall-Elements mit der Schwellspannung, eine Spannungsanlegeschaltung (20a bis 22, XS bis X8, R6 bis R10, E) zum periodischen Anlegen einer hohen Eingangsspannung in einer -Impulsform an das Hallelement, und zwar mit einer einer Ausgangsgröße der Ver-. gieichsschaltung entsprechenden Periode, und eine Wicklungstreiberschaltung (24), der die Ausgangsgröße der ' Vergleichsschaltung zugeführt wird und die dementsprechend einen Aktivierungsstrom den Wicklungen zuführt, wobei die Periode, mit der die impulsförmige hohe Eingangsspannung, an das Hall-Element gelegt wird, gleich einer Periode ist, mit der eine bestimmte Magnetpolposition des Rotors dem Hall-Element gegenübersteht.
2. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellspannungsanlegeschaltung Widerstände (R1 bis R4) aufweist, die vorbestimmte Widerstandswerte haben und zwischen eine Ausgangsseite des Hall-Elements (14,15) und eine Eingangsseite der Vergleichsschaltung geschaltet sind, sowie eine Stromspiegelschaltung (X1 bis X5, R5) enthält, die jedem der Widerstände einen konstanten Strom zuführt.
3. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsanlegeschaltung ein Flipflop (22) aufweist, dessen Ausgangsgröße gemäß der Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung invertiert wird, und eine Traftsistorschaltung (X6 bis X8) enthält,, die gemäß einer Ausgangsgröße des Flipflop ein- und ausgeschaltet wird, wodurch die dem Hall-Element zugeführte Spannung zwischen einer niedrigen Spannung und der impulsförmigen hohen Spannung umgeschaltet wird. '
4. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Hall-Elemente (14, 15) in einer solchen Anordnung vorgesehen sind, daß Ausgangs spannungen mit einem elektrischen Phasenverschiebungswinkel von 90° erzeugt, werden, daß die Vergleichsschaltung vier Vergleicher (19a bis 19d) aufweist, von denen jeweils zwei Vergleicher mit demselben der Hall-Elemente verbunden sind, und daß die Ausgangspegel der Vergleicher, auf einen hohen Pegel oder auf einen niedrigen Pegel übergehen, wenn die Ausgangsspannungen der beiden Hall-Elemente auf einen solchen Wert abfallen bzw. ansteigen, daß sie gleich der ι . Schwellspannung V_r oder -V_r werden.