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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Erzeugen eines
PWM Ausgangsspannungssignals für
eine Last, wobei das System eine erste Halbbrücke und eine zweite Halbbrücke aufweist,
wobei die erste Halbbrücke
eine Reihenschaltung aus einem ersten Schalter und einem zweiten
Schalter aufweist und wobei die zweite Halbbrücke eine Reihenschaltung aus
einem dritten Schalter und einem vierten Schalter aufweist, wobei
die erste Halbbrücke
und die zweite Halbbrücke
zwischen einer ersten Schiene und einer zweiten Schiene zum Liefern
einer DC-Spannung über
die erste und die zweite Halbbrücke
verbunden sind, und wobei im Gebrauch, die Last zwischen einem ersten
Knotenpunkt des ersten Schalters und des zweiten Schalters und des
dritten Schalters und des vierten Schalters vorgesehen ist, und
wobei das System auch eine Steuereinheit aufweist zum Erzeugen wenigstens
eines ersten PWM Schaltsignals zum Umschalten der Schalter der ersten
Halbbrücke
und wenigstens eines zweiten PWM Schaltsignals zum Umschalten der Schalter
der zweiten Halbbrücke,
wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die Impulsbreiten und/oder
die Phasen des ersten und des zweiten PWM Schaltsignals gegenüber einander
zu variieren, und zwar zum Variieren der Impulsbreite des PWM Ausgangsspannungssignals.
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Weiterhin
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinheit des
Systems zum Erzeugen eines PWM Ausgangsspannungssignals für eine Last.
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Das
genannte System zum Erzeugen eines PWM Ausgangsspannungssignals
für eine
Last ist zur Zeit bekannt und kann beispielsweise als Antrieb eines
Elektromotors verwendet werden, wobei die Last eine Spule des Elektromotors
ist.
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In
einer ersten Mode des bekannten Systems werden das erste und das
zweite PWM Schaltsignal derart erzeugt, dass der erste Schalter
zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand
schaltet, und zwar in Abhängigkeit von
dem ersten PWM Schaltsignal, während
der vierte Schalter sich in einem leitenden Zustand befindet und
der zweite und dritte Schalter sich nicht in dem leitenden Zustand
befinden. In dieser ersten Mode fließt ein elektrischer Strom durch
die Last, und zwar in einer ersten Richtung, wenn der erste Schalter
sich in einer leitenden Mode befindet. Die Steuereinheit kann den
Strom steuern, beispielsweise dadurch, dass der erste Schalter mit
dem ersten Schaltsignal geschaltet wird. Wenn das erste PWM Schaltsignal "hoch" ist, ist der erste
Schalter in einem leitenden Zustand und wenn das erste PWM Schaltsignal "niedrig" ist, ist der erste
Schalter in dem nicht leitenden Zustand.
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In
einer zweiten Mode des bekannten Systems werden das erste und das
zweite PWM Schaltsignal derart erzeugt, dass, während der dritte Schalter zwischen
einem leitenden und einem nicht leitenden Zustand schaltet, und
zwar in Abhängigkeit
von dem zweiten PWM Schaltsignal, wobei der erste Schalter und der
vierte Schalter sich in einem nicht leitenden Zustand befinden,
und der zweite Schalter sich in einem leitenden Zustand befindet.
In dieser zweiten Mode fließt
ein elektrischer Strom durch die Last in einer zweiten Richtung,
die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wenn der dritte Schalter sich
in einem leitenden Zustand befindet. Die Steuereinheit kann den
Strom dadurch steuern, dass der dritte Schalter mit dem zweiten
PWM Schaltsignal geschaltet wird. Wenn das zweite PWM Schaltsignal "hoch" ist, ist der dritte
Schalter in einem leitenden Zustand und wenn das zweite PWM Schaltsignal "niedrig" ist, ist der erste
Schalter in einem nicht leitenden Zustand.
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Eine
dritte Mode des bekannten Systems ist die Übergangsmode zwischen der ersten
Mode und der zweiten Mode und umgekehrt. In der dritten Mode werden
das erste und das zweite PWM Schaltsignal derart erzeugt, dass alle
Schalter in dem leitenden Zustand sind, so dass zwischen der ersten
und der zweiten Schiene ein Kurzschluss vermieden wird.
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Ein
Nachteil des bekannten Systems ist, dass zum Erzeugen eines Null
PWM Ausgangsspannungssignals die Steuereinheit das System zwischen der
ersten und der zweiten Mode umschaltet. Dadurch ist der elektrische
Strom durch die Last nicht Null an den Nulldurchgängen des
PWM Ausgangsspannungssignals. Auf diese Weise ist, obschon in dem
Gebiet des Nulldurchgangs des PWM Ausgangsspannungssignals der Mittelwert
des Stromes Null ist, der Strom selber nicht Null. Der Nicht-Null-Strom
führt zu
einer Wärmeerzeugung
in der Last, was die Last beschädigen
kann.
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Obschon
es eine einfache Lösung
scheint, dass das System mit zusätzlichen
Schaltern versehen wird zum Abkoppeln der Last von den Halbbrücken oder
um die vorhandenen Schalter in nicht leitende Zustände zu schalten,
führt dies
ungewollt zu neuen Nachteilen. Zusätzliche Schalter ergeben ein teueres
System und das Abschalten aller vor handen Schalter zum Erzeugen
eines Null PWM Ausgangsspannungssignals ergibt eine komplizierte
Steuereinheit.
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten
Nachteile zu vermeiden, ohne dass dabei die genannten neuen Nachteile entstehen.
Dazu schafft die vorliegende Erfindung ein System zum Erzeugen eines
PWM Ausgangsspannungssignals für
eine Last, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Erzeugen eines
Null PWM Ausgangsspannungssignals die Steuereinheit dazu vorgesehen
ist, das erste PWM Schaltsignal und das zweite PWM Schaltsignal
derart zu erzeugen, dass die betreffende Impulsbreite und Phasen des
ersten PWM Schaltsignals und die betreffende Impulsbreite und Phase
des zweiten PWM Schaltsignals wenigstens im Wesentlichen einander
entsprechen. Da bei den Nulldurchgängen des PWM Ausgangsspannungssignals
die betreffende Impulsbreite und die Phase des ersten PWM Schaltsignals
der betreffenden Impulsbreite und der Phase des zweiten PWM Schaltsignals
entsprechen, ist der elektrische Strom durch die Last Null. Folglich
verbraucht die Last keine elektrische Energie in den genannten Nulldurchgangsgebieten
des PWM Ausgangsspannungssignals. Auf diese Weise ist das System
nach der vorliegenden Erfindung energiesparend und ist weniger Verschleiß ausgesetzt
als das bekannte System.
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Ein
Nachteil des Systems nach der vorliegenden Erfindung ist, dass es
eine Art und Weise von Rauschformung schafft. Dies lässt sich
wie folgt erläutern.
Das betreffende erste Schaltsignal und das zweite Schaltsignal sind
PWM Signale, für
welche die betreffenden Schaltzeitpunkte außerhalb der genannten Nulldurchgangsgebiete
des PWM Ausgangsspannungssignals verschieden sind. Wenn das erste
und das zweite Schaltsignal dieselbe erste Frequenz haben, dann
hat das PWM Ausgangsspannungssignal an der Last eine zweite Frequenz,
die der doppelten ersten Frequenz entspricht. Dieses Frequenzverdopplungsprinzip
bietet die Möglichkeit der
Rauschformung, wobei das HF-Rauschen auf einfache Weise mit Hilfe
eines Tiefpassfilters ausgefiltert werden kann.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen
auf, dass die Steuereinheit vorgesehen ist zum Erzeugen des ersten
PWM Schaltsignals und des zweiten PWM Schaltsignals auf Basis eines Steuersignals,
wobei die betreffenden Arbeitszyklen des betreffenden ersten und
zweiten PWM Schaltsignals kontinuierliche Funktionen des Steuersignals sind.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform
ist der Arbeitszyklus des ersten Schaltsignals entweder eine monoton ansteigende
Funktion des Steuersignals, wobei der Arbeitszyklus des zweiten
Schaltsignals eine monoton abfallende Funktion des Steuersignals ist,
oder der Arbeitszyklus des ersten Schaltsignals ist eine monoton
abfallende Funktion des Steuersignals, wobei der Arbeitszyklus des
zweiten Schaltsignals eine monoton ansteigende Funktion des Steuersignals
ist. Auf jeden Fall ist bei den Nulldurchgängen des PWM Ausgangsspannungssignals
der Arbeitszyklus des ersten PWM Schaltsignals immer gleich dem
Arbeitszyklus des zweiten PWM Schaltsignals. Auf diese Weise gibt
es keine Unterbrechung bei den genannten Nulldurchgängen des
PWM Ausgangsspannungssignals. Ein Vorteil davon ist, dass das System
hoch lineare Charakteristiken aufweist. Dies ist ein Ergebnis der
Tatsache, dass das Steuersystem das erste und das zweite Schaltsignal
auf dieselbe Art und Weise erzeugen kann, beide innerhalb und außerhalb
der Nulldurchgangsgebiete des PWM Ausgangsspannungssignals.
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In
einer Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung ist die Steuereinheit ebenfalls
vorgesehen zum Erzeugen eines dritten PWM Schaltsignals und eines
vierten PWM Schaltsignals, wobei das erste PWM Schaltsignal und
das dritte PWM Schaltsignal gegenüber einander invertierte Signale
sind, und wobei das zweite PWM Schaltsignal und das vierte PWM Schaltsignal
gegenüber
einander invertierte Signale sind, und wobei im gebrauch das erste
PWM Signal dem ersten Schalter zugeführt wird, das zweite PWM Schaltsignal
dem dritten Schalter zugeführt
wird, das dritte PWM Schaltsignal dem zweiten Schalter zugeführt wird
und das vierte PWM Schaltsignal dem vierten Schalter zugeführt wird.
Da das erste Schaltsignal und das dritte Schaltsignal gegenüber einander
invertiert sind, wird ein Kurzschluss zwischen der ersten Schiene
der zweiten Schiene über
die erste Halbbrücke
vermieden. Auf gleiche Weise wird ein Kurzschluss zwischen der ersten
Schiene und der zweiten Schiene über
die zweite Halbbrücke
vermieden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass
das System eine dritte Halbbrücke
und eine vierte Halbbrücke
aufweist, wobei die dritte Halbbrücke eine Reihenschaltung aus
einem fünften
Schalter und einem sechsten Schalter aufweist und wobei die vierte
Halbbrücke
eine Reihenschaltung aus einem siebenten Schalter und einem achten
Schalter aufweist, wobei die dritte Halbbrücke und die vierte Halbbrücke zwischen
der ersten Schiene und der zweiten Schiene vorgesehen ist zum Liefern
der DC Spannung über
die dritte Halbbrücke
und die vierte Halbbrü cke,
und wobei eine erste Motorspule eines Elektromotors zwischen dem
ersten Knotenpunkt und dem zweiten Knotenpunkt vorgesehen ist, wobei eine
zweite Motorspule des Elektromotors zwischen dem ersten Knotenpunkt
und einem dritten Knotenpunkt des fünften Schalters und des sechsten
Schalters vorgesehen ist, und wobei eine dritte Motorspule des Elektromotors
zwischen dem ersten Knotenpunkt und einem vierten Knotenpunkt des
siebenten Schalters und des achten Schalters vorgesehen ist. Die
Steuereinheit kann Schaltsignale für die dritte Halbbrücke und
die zweite Halbbrücke
auf ähnliche Art
und Weise wie für
die erste Halbbrücke
und die zweite Halbbrücke
erzeugen. Die vorteilhafte Ausführungsform
eignet sich insbesondere zur Anwendung in beispielsweise einem CD-Spieler.
In einem derartigen CD-Spieler gibt es einen Motor zum Antreiben
einer Lasereinheit des CD-Spielers.
Eine erste Motorspule wird benutzt zum Fokussieren der Lasereinheit gegenüber der
CD in dem CD-Spieler, eine zweite Motorspule wird benutzt zum verlagern
der Lasereinheit in einer radialen Richtung gegenüber der
CD, und eine dritte Motorspule wird verwendet zum Kippen der Lasereinheit
gegenüber
der CD. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform brauchen nur vier Drahtverbindungen
zwischen den drei Motorspulen der Lasereinheit und dem System nach
der vorliegenden Erfindung gemacht zu werden. Diese vier Drahtverbindungen
können
als ein praktisches Aufhängesystem
für die
Lasereinheit verwendet werden, während
sechs Drahtverbindungen es kaum möglich machen würde, ein
Aufhängesystem
für die
Lasereinheit zu verwirklichen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines System nach der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Beispiels eines ersten und eines
zweiten Schaltsignals und des entsprechenden PWM Ausgangsspannungssignals
nach der ersten Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung,
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3A eine
schematische Darstellung eines ersten Beispiels des ersten und des
zweiten Schaltsignals und des entsprechenden PWM Ausgangsspannungssignals
nach einer zweiten Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung,
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3B eine
schematische Darstellung eines zweiten Beispiels des ersten und
zweiten Schaltsignals und des entsprechenden PWM Ausgangsspannungssignals
nach der zweiten Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung,
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4 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems nach
der vorliegenden Erfindung, geeignet zur Anwendung in einem CD-Spieler.
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1 zeigt
ein System 2 zum Erzeugen eines PWM ("Pulse Width Madulation") Ausgangsspannungssignal 4 an
einer Last 6. In diesem Beispiel wird das PWM Ausgangsspannungssignal 4 auf Basis
eines Steuersignals 8 erzeugt. Das System umfasst eine
erste Halbbrücke 12.1 und
eine zweite Halbbrücke 12.2.
Die erste Halbbrücke 12.1 umfasst eine
Reihenschaltung aus einem ersten Schalter 14.1 und einem
zweiten Schalter 14.2 und die zweite Halbbrücke 12.2 umfasst
eine Reihenschaltung aus einem dritten Schalter 14.3 und
einem vierten Schalter 14.4. Weiterhin umfasst das System 2 "Freilaufdioden" 16 zur Vermeidung
eines Kurzschlusses während
des Schaltvorgangs des Systems 2.
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Das
System 2 umfasst einen ersten Knotenpunkt 18.1 des
ersten Schalters 14.1 und des zweiten Schalters 14.2 und
einen zweiten Knotenpunkt 18.2 des dritten Schalters 14.3 und
des vierten Schalters 14.4. Der erste Knotenpunkt 18.1 kann
als erster Ausgang der ersten Halbbrücke 12.1 verwendet
werden und der zweite Knotenpunkt 18.2 kann als zweiter
Ausgang der zweiten Halbbrücke 12.2 verwendet werden.
In diesem Beispiel ist die Last 6 mit dem ersten Knotenpunkt 18.1 und
dem zweiten Knotenpunkt 18.2 verbunden. Die Last 6 kann
beispielsweise eine Spule eines Motors sein, der von dem System 2 gesteuert
werden kann.
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Die
erste Halbbrücke 12.1 und
die zweite Halbbrücke 12.2 sind
zwischen einer ersten Schiene 19.1 und einer zweiten Schiene 19.2 zum
Liefern einer DC-Spannung an der ersten Halbbrücke 12.1 und an der
zweiten Halbbrücke 12.2 vorgesehen.
In diesem Beispiel ist die erste Schiene 19.1 mit einer DC-Speisesversorgung
mit einer ersten Spannung (V1) verbunden
und die zweite Schiene 19.2 ist mit einer DC-Speisevorsorgung
mit einer zweiten Spannung (V2) verbunden.
Der erste Schalter 14.1 kann zum Schalten einer Verbindung
zwischen dem ersten Knotenpunkt 18.1 und der ersten Schiene 19.1 verwendet
werden und der zweite Schalter 14.2 kann zum Schalten einer
Verbindung zwischen dem ersten Knotenpunkt 18.1 und der
zweiten Schiene 19.2 verwendet werden. Der dritte Schalter 14.3 kann
zum Schalten einer Verbindung zwischen dem zweiten Knotenpunkt 18.2 und
der ersten Schiene 19.1 verwendet werden und der vierte
Schalter 14.4 kann zum Schalten einer Verbindung zwischen
dem zweiten Knotenpunkt 18.2 und der zweiten Schiene 19.2 verwendet
werden. In diesem Beispiel sind die Schalter Bipolartransistoren,
aber es gibt viele Alternativen, wie MOSFETS usw.
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Das
System 2 umfasst eine Steuereinheit 20 zum Erzeugen
von PWM Schaltsignals zum Schalten der Schalter. Die Steuereinheit 20 kann
ein erstes PWM Schaltsignal 22.1 für die erste Halbbrücke 12.1 erzeugen,
und ein zweites PWM Schaltsignals 22.2 für die zweite
Halbbrücke 12.2.
Die Steuereinheit 20 ist vorgesehen zum Variieren der Impulsbreiten und/oder
der Phasen des ersten und des zweiten PWM Schaltsignals 12.1. 12.2 gegenüber einander zum
Variieren der Impulsbreite des PWM Ausgangsspannungssignals 4.
In diesem Beispiel wird das erste Schaltsignal 22.1 dem
ersten Schalter 14.1 zum Schalten des ersten Schalters 22.1 zugeführt und das
zweite Schaltsignal 22.2 wird dem dritten Schalter 14.3 zum
Schalten des dritten Schalters 14.3 zugeführt. Jedes
Schaltsignal kann auf einem hohen Pegel sein (in diesem Beispiel
dem Wert 1), wobei der entsprechende Schalter in dem leitenden Zustand
ist, oder auf einem niedrigen Pegel (in diesem Beispiel dem Wert
0), wobei der entsprechende Schalter in dem nicht leitenden Zustand
ist. Vorzugsweise werden die Schaltsignale 22.1, 22.2 auf
Basis des Steuersignals 8 erzeugt. Insbesondere werden die
Schalter derart geschaltet, dass das PWM Ausgangsspannungssignal 4 das
Eingangssignal 8 darstellt.
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Die
Steuereinheit 20 erzeugt ebenfalls ein Schaltsignal 22.3 für den Schalter 14.2 und
ein Schaltsignal 22.4 für
den Schalter 14.4. In diesem Beispiel wird das Schaltsignal 22.3 gegenüber dem ersten
PWM Schaltsignal 22.1 invertiert, so dass ein Kurzschluss über die
erste Halbbrücke 12.1 zwischen
der ersten Schiene 19.1 und der zweiten Schiene 19.2 vermieden
wird. Weiterhin wird das PWM Schaltsignal 22.4 gegenüber dem
Schaltsignal 22.2 zur Vermeidung eines Kurzschlusses über die zweite
Halbbrücke 12.2 invertiert.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des ersten und des
zweiten PWM Schaltsignals 22.1, 22.2 und des entsprechenden
PWM Ausgangsspannungssignals 4 nach einer ersten Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 umfasst
fünf Koordinatensysteme 24.j (j
= 1,...5). Die horizontale Achse jedes der Koordinatensysteme stellt
die Zeit dar (alle Koordinatensysteme sind in demselben Maßstab in
beliebigen Einheiten). Die vertikale Achse jedes Koordinatensystems
stellt die Größe des entsprechenden
Signals dar.
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Das
Koordinatensystem 24.1 zeigt ein Steuersignal 8,
das in einem Intervall [M1, M2]
sich ändert. Weiterhin
zeigt das Koordinatensystem 24.1 ein Hilfssignalrampensignal.
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Das
Koordinatensystem 24.2 zeigt das erste Schaltsignal 22.1.
Das erste Schaltsignal 22.1 wird von der Steuereinheit
auf Basis des Steuersignals 8 und des Hilfsrampensignals 26 erzeugt.
Das Steuersignal 8 wird invertiert und daraufhin mit dem
Hilfssignal 26 gekreuzt (siehe das Koordinatensystem 24.1),
was zu ersten Inspektionsstellen führt. Diese ersten Inspektionsstellen
definieren die Schaltzeitpunkte des ersten Schaltsignals 22.1.
Das Schaltsignal 22.1 schaltet zwischen einem niedrigen
Pegel 0 (Schalter 14.1 in dem nicht leitenden Zustand)
und einem hohen Pegel 1 (Schalter 14.1 in einem leitenden Zustand).
Wenn das Schaltsignal 22.1 den Wert 1 hat, dann ist der
erste Knotenpunkt 18.1 auf der ersten Spannung (V1) der ersten Schiene 19.1. Wenn das
Schaltsignal 22.1 den Wert 0 hat, ist der erste Knotenpunkt 18.1 auf
dem zweiten Spannungspegel (V2) der zweiten
Schiene 19.2 (in diesem Fall ist das Schaltsignal 22.2 für den Schalter 14.2 gleich
dem hohen Pegel, da das PWM Schaltsignal 22.2 gegenüber dem
PWM Schaltsignal 22.1 invertiert ist).
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Das
Koordinatensystem 24.3 zeigt das zweite Schaltsignal 22.2.
Das zweite Schaltsignal 22.2 wird von der Steuereinheit 20 durch
Kreuzung des Steuersignals 8 mit dem Hilfssignal 26 erzeugt,
was zu zweiten Schnittpunkten führt.
Daraufhin definieren diese zweiten Schnittpunkte die Schaltzeitpunkte
des zweiten Schaltsignals 22.2. Das Schaltsignal 22.2 schaltet
zwischen 0 (Schalter 14.3 in dem nicht leitenden Zustand)
und 1 (Schalter 14.3 in dem leitenden Zustand). Wenn das
Schaltsignal 22.2 den Wert 1 hat, dann ist der zweite Knotenpunkt 18.2 bei
der ersten Spannung (V1) der ersten Schiene 19.1.
Wenn das Schaltsignal 22.2 den Wert Null hat, dann ist
der zweite Knotenpunkt 18.2 auf der zweiten Spannung (V2) der zweiten Schiene 19.2 (in
diesem Fall ist das Schaltsignal 22.4 für den Schalter 14.4 eine
invertierte Version des PWM Schaltsignals 22.2).
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Die
Steuereinheit 20 speist das System 2 mit den Schaltsignalen 22.i(i
= 1,...,4), was das PWM Ausgangsspannungssignal 4 ergibt,
was in dem Koordinatensystem 24.4 dargestellt ist. Das
PWM Ausgangsspannungssignal ändert
sich zwischen der genannten ersten Spannung (V1)
und der genannten zweiten Spannung (V2).
Aus dem Koordinatensystem 24.4 folgt, dass, wenn das PWM
Ausgangsspannungssignal 4 Null ist, die betreffende Impulsbreite und
die Phase des ersten PWM Schaltsignals 22.1 und die betreffende
Impulsbreite und die Phase des zweiten PWM Schaltsignals 22.4 wenigstens
im Wesentlichen einander gleich sind. Das PWM Ausgangsspannungssignal 4 führt zu einem
elektrischen Strom 27 an der Last 6. Dieser Strom 27 ist
in dem Koordinatensystem 24.5 dargestellt. Aus dem Koordinatensystem 24.5 dürfte es
einleuchten, dass der Strom 27 an der Last 6 beim
Nulldurchgang des PWM Ausgangsspannungssignals 4 Null ist.
Auf diese Weise gibt es bei dem genannten Nulldurchgang keine Wärmeerzeugung
in dem Motor.
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Ein
wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung, der in 2 dargestellt
ist, ist, dass die Frequenz des PWM Ausgangsspannungssignals 4 und der
Strom 27 gegenüber
der Frequenz des PWM Schaltsignals 22.1 und 22.2 verdoppelt
ist. Dies bietet die Möglichkeit
einer sehr effektiven Rauschformung.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass das System 2 nach
der vorliegenden Erfindung stark linear ist. Dies ist eine Folge
der Tatsache, dass en innerhalb und außerhalb der Nulldurchgänge des
PWM Ausgangsspannungssignals 4 kein unterschiedliches Verhalten
gibt. In diesem Beispiel sind die Arbeitszyklen der Schaltsignale 22.1, 22.2, 22.3 und 22.4 monotone
Funktionen des Steuersignals 8, ohne Unterbrechungen bei
den Nulldurchgängen.
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Eine
andere Art und Weise, die PWM Schaltsignale 22.1 und 22.2 in 2 zu
beschreiben ist die Folgende. Die Summe der Arbeitszyklen des ersten PWM
Schaltsignals 22.1 und des zweiten PWM Schaltsignals 22.2 ist
wenigstens im Wesentlichen gleich 100%. Zum Variieren des PWM Ausgangsspannungssignals 4 werden
der Arbeitszyklus und/oder die Phase des ersten und des zweiten PWM
Schaltsignals 22.1, 22.2 gegenüber einander variiert, wobei
zum Erzeugen eines Null PWM Ausgangsspannungssignals 4 die
Arbeitszyklen und die Phasen des ersten und des zweiten PWM Schaltsignals
einander gleich sind.
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3A zeigt
ein erstes Beispiel für
eine zweite Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung. 3A umfasst
vier betreffende Koordinatensysteme 28.k (k = 1,...,4)
mit einem Steuersignals 8, einem ersten Schaltsignal 22.1,
einem zweiten Schaltsignal 22.2 bzw. einem PWM Ausgangsspannungssignal 4.1.
Die Schaltsignale 22.1, 22.2 werden von der Steuereinheit 20 auf
Basis des Steuersignals 8 erzeugt. Das Steuersignal 8 ist
in diesem Beispiel eine gerade Linie. Die Koordinatensysteme 28.2 und 28.3 zeigen,
dass die Schaltsignale 22.1 und 22.2 in einem
Gebiet um den Nulldurchgang des PWM Ausgangsspannungssignals 4 herum (bei
t = 0) (entsprechend der Situation in 2) einander
gleich sind. Folglich gibt es durch die Last 6 bei dem
Nulldurchgang des Eingangssignals 8 keinen elektrischen
Strom. Weiterhin folgt aus 3A, dass der
Arbeitszyklus des Schaltsignals 22.1 eine monotone Funktion
des Steuersignals ist.
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3B zeigt
ein zweites Beispiel für
die zweite Ausführungsform
des Systems nach der vorliegenden Erfindung. 3B umfasst
vier betreffende Koordinatensysteme 30.k (k = 1,...,4)
mit einem Steuersignal 8, einem ersten Schaltsignal 22.1,
einem zweiten Schaltsignal 22.2 und mit einem PWM Ausgangsspannungssignal 4.
Die Schaltsignale 22.1, 22.2 werden von der Steuereinheit 20 auf
Basis des Steuersignals 8 erzeugt. Das Steuersignal 8 ist
in diesem Beispiel ein sinusförmiges
Signal. Die Koordinatensysteme 28.2 und 28.3 zeigen,
dass die Schaltsignale 22.1 und 22.2 in einem
Gebiet um den Nulldurchgang bei t = 0 des PWM Ausgangsspannungssignals 4 einander
gleich sind (entsprechend der Situation nach 2). Folglich
gibt es durch die Last 6 bei dem Nulldurchgang des PWM
Ausgangsspannungssignals 4 keinen elektrischen Strom. Weiterhin
folgt aus 3B, dass der Arbeitszyklus des Schaltsignals 22.1 von
dem Steuersignal 8 moduliert wird.
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Eine
andere Art und Weise der Beschreibung der Schaltsignale 22.1 und 22.2 in
den 3A und 3B ist
die Folgende. Die Mitten der betreffenden Impulse des ersten PWM
Schaltsignals 22.1 fluchten mit den Mitten der betreffenden
Impulse des zweiten PWM Schaltsignals 22.2. Das erste PWM
Schaltsignal 22.1 hat einen festen Arbeitszyklus von 50%. Zum
Variieren des PWM Ausgangsspannungssignals 4 wird der Arbeitszyklus
des zweiten PWM Schaltsignals 22.2 gegenüber dem
Arbeitszyklus des ersten PWM Schaltsignals 22.1 varüert, wobei
zum Erzeugen einer Null PWM Ausgangsspannung 4 ist der
Arbeitszyklus des zweiten PWM Schaltsignals gleich dem Arbeitszyklus
des ersten PWM Schaltsignals.
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4 zeigt
eine Ausführungsform
des Systems 2 nach der vorliegenden Erfindung. Das System 2 umfasst
eine dritte Halbbrücke 12.3 und
eine vierte Halbbrücke 12.4,
wobei die dritte Halbbrücke 13.3 eine
Reihenschaltung aus einem fünften
Schalter 14.5 und einem sechsten Schalter 14.6 umfasst
und wobei die vierte Halbbrücke 12.4 eine
Reihenschaltung aus einem siebenten Schalter 14.7 und einem achten
Schalter 14.8 aufweist. Die dritte Halbbrücke 12.3 und
die vierte Halbbrücke 12.4 sind
zwischen der ersten Schiene 19.1 und der zweiten Schiene 19.2 zum
Zuführen
der DC-Spannung zu der dritten Halbbrücke 12.3 und der vierten
Halbbrücke 12.4 vorgesehen.
Weiterhin ist zwischen dem ersten Knotenpunkt 18.1 und
dem zweiten Knotenpunkt 18.2 eine erste Motorspule 6.1 eines
Elektromotors vorgesehen, eine zweite Motorspule 6.2 des
Elektromotors ist zwischen dem ersten Knotenpunkt 18.1 und
einem dritten Knotenpunkt 18.3 des fünften Schalters 14.5 und
des sechsten Schalters 14.6 vorgesehen, und eine dritte
Motorspule 6.3 des Motors ist zwischen dem ersten Knotenpunkt 18.1 und
einem vierten Knotenpunkt 18.4 des siebenten Schalters 14.7 und
des achten Schalters 14.8 vorgesehen. Die drei genannten
Motorspulen können
beispielsweise zum Lenken einer Lasereinheit (Fokusbewegung, Kippdrehung und
radiale Bewegung) gegenüber
einer CD in einem CD-Spieler verwendet werden.
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Wie
aus 4 ersichtlich, ist der Knotenpunkt 18.1 mit
einer erste Verbindungsstelle der Spule 6.p über einen
gemeinsamen Draht 32 verbunden und eine zweite Verbindungsstelle
der Spule 6.p ist einzig und allein mit dem Knotenpunkt 18.(p+1) verbunden
(p = 1, 2, 3). Auf diese Weise kann die Steuereinheit 20 (in 4 nicht
dargestellt) unabhängig die
Motorspulen 6.p (p = 1, 2, 3) steuern. Dadurch brauchen
nur vier Verbindungsdrähte
zwischen der elektrischen Brücke 10 und
den Spulen vorgesehen zu werden. Dies ermöglicht eine einfache Konstruktion,
wobei die Drähte
als Aufhängedrähte für die Lasereinheit
verwendet werden.
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Die
vorliegende Beschreibung ist anhand einige Ausführungsformen beschrieben worden.
Es sei aber bemerkt, dass die vorliegende Erfindung im Rahmen derselben,
wie in den beiliegenden Patentansprüchen definiert, auf andere
Art und Weise als spezifisch dargestellt und beschrieben, angewandt werden
kann.