DE69406428T2 - Verfahren und Schaltung zur Begrenzung des Rückführungsstromes in Statorwindungen - Google Patents
Verfahren und Schaltung zur Begrenzung des Rückführungsstromes in StatorwindungenInfo
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Description
- Diese Erfindung betrifft elektronische Schaltungen zum Steuern der Leistung von bürstenlosen Gleichstrommotoren und insbesondere das aktive Klemmen von Stromspitzen in den Statorwindungen eines bürstenlosen Gleichstrommotors, wenn die Statorspulen kommutiert bzw. umgepolt werden.
- Die vorliegende Erfindung betrifft vielphasige bzw. polyphasige Gleichstrom- (DC)-Motoren im allgemeinen und im besonderen dreiphasige DC-Motoren, die vom bürstenlosen, sensorlosen Typ sein können, die zum Drehen von Datenmedien verwendet werden, wie sie z.B. in computerbezogenen Anwendungen gefunden werden, einschließlich Festplattenlaufwerken, CD-ROM-Laufwerken, Diskettenlaufwerken und dergleichen. Bei Computeranwendungen werden dreiphasige bürstenlose, sensorlose DC-Motoren populärer aufgrund ihrer Verläßlichkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer Genauigkeit.
- Fig. 1 zeigt die typische Architektur eines bürstenlosen vielphasigen Gleichstrommotors, wie er im Detail im US-Patent 5,172,036 und 5,204,594 beschrieben wird. Genauer zeigt die Fig. 1, daß der Motor 12 aus einem Stator 16 und einem Rotor 14 besteht. Die geeignete Phase des Motors wirkt durch die Halleffektsensoren 103 oder durch die Überwachung der rückwärtselektromotorischen Kraft (BEMF) auf die schwebende Spule. Somit bestimmt die Kommutatorschaltung 20 die Freigabe der geeigneten Antriebsschaltung 10. Fig. 2 zeigt ein allgemeines typisches Schema einer Antriebsschaltung. Das Verfahren und der Apparat zum Betreiben eines vielphasigen Motor-Gleichstrommotors ist vollständiger im US-Patent Nr. 5,221,881 erklärt.
- Motoren dieses Typs kann man sich typischerweise so vorstellen, daß sie einen Stator mit drei Spulen aufweisen, die in einer "Y"-Konfiguration angeschlossen sind, obwohl tatsächlich eine größere Anzahl von Statorspulen üblicherweise mit mehreren Motorpolen verwendet wird. Fig. 1 zeigt einen Stator in einer "Y"-Konfiguration als Element 16. Typischerweise werden in derartigen Anwendungen Acht-Pol-Motoren verwendet, die zwölf Statorwindungen und vier N-S-magnetische Sätze auf dem Rotor aufweisen, was zu vier elektrischen Zyklen pro Umdrehung des Rotors führt. Bei einer bipolaren Operation werden die Spulen in einer Sequenz derartig erregt, daß ein Strompfad durch zwei Spulen des "Y" aufgebaut wird, wobei die dritte Spule schwebend belassen wird. Die Sequenzen werden derartig angeordnet, daß, wenn sich die Strompfade ändern oder kommutiert werden, eine der Spulen des Strompfades geschaltet wird, um zu schweben, und die zuvor schwebende Spule wird in den Strompfad geschaltet. Darüber hinaus wird die Sequenz derartig festgelegt, daß, wenn die schwebende Spule in den Strompfad geschaltet wird, der Strom in derselben Richtung in der Spule fließen wird, die in dem vorhergehenden Strompfad enthalten war. Deshalb werden sechs Kummutierungssequenzen für jeden elektrischen Zyklus in einem Dreiphasenmotor festgelegt, wie dies unten in der Tabelle A dargelegt ist. TABELLE A
- Ein anderer herkömmlicher Betriebsmodus ist der unipolare Modus, wo eine Statorspulenwicklung zu einer Zeit erregt wird. Dies wird entweder durch Erdung des zentralen Abgriffes der Statorwicklungen bewerkstelligt, während sequentiell jede Statorwicklung erregt wird, oder durch ein Binden des zentralen Abgriffes an die Spannungsversorgung und nachfolgendes Erden des anderen Endes einer jeden Statorwicklung. Bei einer unipolaren Operation kann es wünschenswert sein, zu ermöglichen, daß die Spannung an den hochseitigen Treibereinrichtungen mehrere Volt über Vcc hinausgeht, um einen Nulldurchgang zu detektieren oder um die Rotorposition oder dergleichen zu bestimmen.
- Bei der entweder unipolaren oder bipolaren Operation des Motors werden große Spannungsspitzen erzeugt, wenn die Phasen kommutiert werden, da die Operation erfordert, daß der Motorstrom von einer Statorwicklung zu der anderen neu geführt bzw. gerichtet wird. Zum Beispiel sind, wenn man nun Bezug auf Fig. 2 nimmt, in der Phase 1 der Tabelle A oben der Transistor 44 und der Transistor 45' ein, was dem Strom erlaubt, von der Spannungsquelle durch den Transistor 44, die Statorwicklung 32, die Statorwicklung 33 und den Transistor 45' zu fließen. Während der Kummutierung von der Phase 1 zu der Phase 2 wird der Transistor 45' ausgeschaltet, während der Trans istor 45" eingeschaltet wird. Dies bewirkt eine Spannungsspitze in der Statorwicklung 33 aufgrund des zusammenbrechenden elektromagnetischen Feldes, das durch den Stromfluß in der Statorwicklung 33 erzeugt wurde. Die Spannungsspitze auf der Statorwicklung ist eine Funktion der Rate (di/dt), bei der der Statorwicklungsstrom ausgeschaltet ist, und kann als dV=-L(di/dt) beschrieben werden, wobei dV die differentielle Spannung, L die Induktivität der Statorwicklung und (di/dt) die Rate ist, bei der der Strom sich als Funktion von der Zeit ändert. Deshalb ist die Spannungsspitze umso größer je schneller der Strom ausgeschaltet wird und je größer die Induktivität der Statorspule ist.
- In der Vergangenheit wurde diese Spannungsspitze geklemmt, indem eine Diode, wie z.B. die Dioden 47, 47', 47" und 48, 48', 48" in Fig. 2, verwendet wurde. Um zu zeigen, wie die Dioden in der Schaltung arbeiten, nehme man wiederum an, daß die Schaltung sich in der Phase 1 befindet und in die Phase 2 von Tabelle A kommutieren wird. Während in der Phase 1 der Strom durch den Transistor 44, die Statorwicklung 32, die Statorspule 33, den Transistor 45' und durch den Fühiwiderstand 49 zur Erde fließt, tritt eine Kummutierung auf, indem 45' ausgeschaltet wird, während 45" eingeschaltet wird. Das Ergebnis davon ist es, daß der Strom von der Statorwicklung 33 zu der Statorwicklung 34 neu geführt wird. Da der Strom der Statorwicklung 33 von einem etwas signifikanten Wert auf Null in einer relativ kurzen Zeit übergegangen ist, wird eine induktive Spannungsspitze erzeugt. Deshalb wird das Spannungspotential bei dem Knoten "out b" bzw. "aus b" oberhalb der Quellenspannung durch die Spannungsspitze getrieben. Wenn das Spannungspotential bei dem Knoten "out b" oberhalb der Einschaltschwelle der Diode ansteigt, schaltet die Diode 47' ein und klemmt die Spannungsspitze zu der Spannungsquelle. Die Einschaltspannung einer Diode liegt typischerweise um 700 Millivolt. Die Dioden 47 bzw. 47" dienen denselben Funktionen für die Statorwicklungen a bzw. c. In ähnlicher Weise klemmen die Dioden 48, 48' bzw. 48" die Spannungsspitzen, die erzeugt werden, wenn die Statorwicklungen 32, 33 bzw. 34 ausgeschaltet werden, nachdem sie jeweilig durch die Transistoren 44, 44' bzw. 44" eingeschaltet wurden.
- Diese Schaltung kann weiter vereinfacht werden, indem einfach die Grundelemente zur Steuerung des Stromes durch die Statorwicklung 32 in Fig. 3 gezeigt werden. Fig. 3 zeigt die Statorspule 32, die mit dem zentralen Abgriff der Statorspulen an einem Ende verbunden ist und den Knoten "out a" bzw. "aus a" an dem anderen Ende. Der Knoten "out a" kann auf die hohe Spannung durch Einschalten des Transistors 44 getrieben werden. Im Gegensatz dazu kann der Knoten "out a" auf Erde getrieben werden, indem ein Transistor 45 eingeschaltet wird. Zusätzlich schwebt der "Knoten a", wenn beide Transistoren 44 und 45 ausgeschaltet werden. Während der Kummutierung wird entweder die sich ergebende Spannungsspitze durch die Diode 47 geklemmt, wenn die Spannungsspitze öberhalb Vcc ist, oder die Spannungsspitze wird durch die Diode 48 geklemmt, wenn die resultierende Spannungsspitze unterhalb der Erde liegt.
- Diese Klemmdioden 47 und 48 waren typischerweise entweder externe oder interne Dioden. Externe Dioden sind nicht wünschenswert, da sie Platz auf Leiterplatten benötigen. Interne Dioden in integrierten Schaltungen sind nicht wünschenswert, da sie dazu tendieren, parasitäre Bauelemente zu sein, die Schaltungen in einer unerwünschten Art und Weise einschalten und halten bzw. einrasten. DE-A-4 038 199 offenbart eine Schaltung zum Klemmen von Spitzen in einem Motor.
- Angesichts des obigen ist es deshalb ein Ziel der Erfindung, das Bedürfnis nach externen Dioden zum Klemmen von Spannungsspitzen, die durch Kommutieren von Statorspulen erzeugt werden, zu beseitigen.
- Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, das Bedürfnis nach internen Dioden zu beseitigen, die dazu neigen, parasitäre Bauelemente zu sein, die Schaltungen in einer unerwünschten Art und Weise einschalten und halten.
- Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, die Spannungsspitze mit dem Treibertransistor bei einer gestalteten Spannungsschwelle aktiv zu klemmen.
- Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, die Spannungsspitzen mit den Treibertransistoren während der Kummutierungen aktiv zu klemmen.
- Die vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1, 2, 7, 10 festgelegt ist, erfüllt die obigen Ziele der Beseitigung des Erfordernisses nach internen oder externen Dioden, indem aktiv die Spannungsspitzen geklemmt werden.
- Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bürstenlosen Gleichstrommotors.
- Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm der Stromtreiber in einem typischen bürstenlosen Gleichstrommotor.
- Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm der Stromtreiber für gerade eine Statorwicklung in einem typischen bürstenlosen Gleichstrommotor.
- Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm der Stromtreiber mit einer Ausführungsform für die Spannungsklemmung in einem bürstenlosen mehrphasigen Gleichstrommotorsystem.
- Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm eines typischen hochseitigen Komparators in einem bürstenlosen vielphasigen Gleichstrommotorsystem.
- Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm eines typischen niedrigseitigen Komparators in einem bürstenlosen vielphasigen Gleichstrommotorsystem.
- Bei einer Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 4 die Statorwicklung 32, die mit dem Leistungstransistor 44, dem Leistungstransistor 45, dem Komparator 80 und dem Komparator 90 verbunden ist. Der invertierende Eingang des Komparators 80 ist mit einer Spannungsreferenz, z.B. Vcc, verbunden und sein nicht invertierender Eingang ist mit der Statorwicklung 32 verbunden. Der invertierende Eingang des Komparators 90 ist mit der Statorwicklung 32 verbunden und sein nicht invertierender Eingang ist mit einer Spannungsreferenz, z.B. der Erde, verbunden. Der Ausgang des Komparators 80 ist mit dem Gate- bzw. Steuereingang des Transistors 44 verbunden, der ebenso mit dem Hoch-Treiber-Spannungssteuersignal verbunden ist. In ähnlicher Weise ist der Ausgang des Komparators 90 mit dem Gate- bzw. Steuereingang des Transistors 45 verbunden, der ebenso mit dem Niedrig-Treiber-Spannungssteuersignal verbunden ist.
- Im Betrieb wird die Statorwicklung 32 entweder auf eine hohe Spannung, niedrige Spannung getrieben oder schwebend belassen, und zwar in Abhängigkeit davon, welche Phase des Motors ein ist. Bei einer bipolaren Operation schlägt z.B. Tabelle A vor, daß die Statorwicklung 32 auf eine hohe Spannung während der Phasen 1 und 2 getrieben wird, auf eine niedrige Spannung während der Phasen 4 und 5 getrieben wird, und während der Phasen 3 und 4 schwebend belassen wird. Wie es in dem Fachgebiet bekannt ist, wird die Statorwicklung 32 auf eine hohe Spannung getrieben, indem ein Transistor 44 mit dem geeigneten Hochtreiber-Spannungssignal versorgt wird, um ihn einzuschalten, während gleichzeitig der Transistor 45 auf Aus mit dem geeigneten Niedrigtreiber-Spannungssignal gehalten wird. Im Gegensatz dazu wird die Statorwicklung 32 auf niedrig getrieben, indem ein Transistor 45 mit dem Niedrigtreiber-Spannungssignal eingeschaltet wird, während ein Transistor 44 ausgeschaltet wird. Die Statorwicklung 32 wird auf schwebend gehalten, indem die Transistoren 44 und 45 ausgeschaltet werden, und zwar mit ihren jeweiligen Treiberspannungssignalen.
- Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden der Komparator 80 und der Komparator 90 immer freigegeben. Deshalb wird der Transistor 44 eingeschaltet, jedesmal wenn der Vergleicher 80 eine Spannung auf der Statorwicklung 32 detektiert, die oberhalb ihrer Spannungsreferenz Vcc liegt. Deshalb werden jegliche Spannungsspitzen auf der Statorwicklung 32 auf Vcc durch den Transistor 44 geklemmt. In ähnlicher Weise wird der Transistor 45 eingeschaltet, wobei jegliche niedrigen Spannungsspitzen, jedesmal wenn der Vergleicher bzw. Komparator 90 eine Spannung auf der Statorwicklung 32 detektiert, die unterhalb ihrer Spannungsreferenz liegt, auf Erde geklemmt wird.
- Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Komparatoren 80 und 90 ausgewählt oder gestaltet, um bei optimierten Schwellenspannungen zu triggern. Bei einer optimierten Schwellenspannung kann es sich entweder um eine Spannung handeln, die hoch genug ist, um ein falsches Triggern aufgrund eines Rauschens auf der Leitung zu ignorieren, und die tief genug ist, um alle wirklichen Spannungsspitzen zu triggern. Eine Schwellenspannung von ungefähr 72 Millivolt liefert eine gute Rauschimmunität, während wesentliche Klemmvorteile über eine Diode angeboten werden, die typischerweise bei 700 Millivolt klemmt.
- Ein hochseitiges Komparatordesign, das eine gestaltbare Schwelle aufweist, ist in Fig. 5 gezeigt. Bei diesem Komparator ist der invertierende Eingang mit dem Emitter des Transistors 82 verbunden und der nichtinvertierende Eingang ist mit dem Emitter des Transistors 84 verbunden. Die Basis des Transistors 82 ist mit seinem Kollektor, mit der Stromquelle 86 und der Basis des Transistors 84 verbunden. Der Kollektor des Transistors 84 ist mit dem Ausgang des Komparators und der Stromquelle 88 verbunden. Die Stromquelle 86 und 88 leitet Strom zur Erde vom Transistor 82 und 84 jeweilig ab. Im Betrieb schaltet sich der Transistor 84 ein, wobei der Ausgang auf hoch gezogen wird, wenn der nichtinvertierende Eingang größer ist als der invertierende Eingang, und zwar um wenigstens die Schwellenspannung, die durch das Verhältnis der Emittergröße des Transistors 82 zu 84 bestimmt wird. Bei einer Ausführungsform beträgt dieses Verhältnis ungefähr 16, was eine Schwellenspannung von ungefähr 72 Millivolt ergibt, die eine wesentliche Rauschimmunität bereitstellt, während sie auf die Neuzirkulations- bzw. Umlaufspannungsspitzen anspricht. Die Schwellenspannung kann geändert werden, indem die Gleichung Schwelle = kt/q ln(A1/A2) = 0,026 ln (A1/A2) verwendet wird, wobei (A1/A2) das Verhältnis der Emitterfläche auf den zwei Transistoren ist. Bei anderen Ausführungsform stellt eine Schwellenspannung in dem Bereich von 50 Millivolt bis 100 Millivolt eine beträchtliche Rauschimmunität bereit, während sie auf die Neuzirkulations-bzw. Umlaufspannungsspitzen anspricht.
- Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen niedrigseitigen Komparators 90, der dem hochseitigen Komparator in Fig. 5 ähnelt. Bei dem niedrigseitigen Komparator wird der invertierende Eingang mit dem Emitter des Transistors 97 verbunden und der nichtinvertierende Eingang wird mit dem Transistor 98 verbunden. Die Basis und der Kollektor des Transistors 97 sind mit dem Emitter des Transistors 93 verbunden. In ähnlicher Weise sind die Basis und der Kollektor des Transistors 98 mit dem Emitter des Transistors 94 verbunden. Die Basis des Transistors 93 ist mit seinem Kollektor, der Stromquelle 91 und der Basis des Transistors 94 verbunden. Die Stromquelle 91 bzw. 92 treibt Strom von Vcc zu dem Kollektor des Transistors 93 bzw. 94. Der Ausgang des Komparators ist mit dem Kollektor des Transistors 94 und der Stromquelle 92 verbunden. Im Betrieb schaltet der Transistor 93 ein, wenn der invertierende Eingang unterhalb des nichtinvertierenden Eingangs geht, und zwar um mehr als die Schwellenspannung des Komparators. Dies verursacht, daß der Transistor 94 sich ausschaltet, was der Stromquelle 92 ermöglicht, den Ausgang des Komparators auf hoch zu treiben. Ähnlich wie der hochseitige Komparator wird die Schwellenspannung durch das Verhältnis der Emitterfläche des Transistors 93 zu 94 bestimmt. Bei einer Ausführungsform beträgt das Verhältnis näherungsweise 16, was eine Schwellenspannung von ungefähr 72 Millivolt ergibt, was eine beträchtliche Rauschimmunität bereitstellt, während auf die Neuzirkulations-Spannungsspitzen angesprochen wird. Bei einer anderen Ausführungsform liegt die Schwellenspannung in dem Bereich von 50 Millivolt bis 100 Millivolt, was ebenso eine gute Rauschimmunität bereitstellt, während auf die Neuzirkulationsspannung angesprochen wird. Die Transistoren 97 und 98 werden in dieser Schaltung hinzugefügt, um einen Extraumkehr-Durchbruchsschutz für die bipolaren Transistoren bereitzustellen.
- Obwohl die hochseitigen und niedrigseitigen Komparatoren beschrieben wurden und mit einem gewissen Grad an Genauigkeit erläutert wurden, ist es verständlich, daß sie nur beispielhaft beschrieben wurden und daß zahlreiche Änderungen in der Kombination und in der Anordnung der Teile für Fachleute ermöglicht werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen festgelegt ist.
- Bei einer anderen Ausführungsform werden die Komparatoren 80 und 90 selektiv freigegeben und deaktiviert, indem die Signale Iiclampdisable ("Hoch-Klemm- Deaktivieren") und Lclampdisable ("Niedrig-Klemm-Deaktivieren") jeweilig verwendet werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In Fig. 5 ist Hclampdisable so gezeigt, daß es den Schalter 89 steuert, der durch einen Fachmann implementiert werden kann, indem ein MOSFET-, ein bipolarer oder eine Kombination aus MOSFET- und bipolaren Transistoren verwendet wird. In ähnlicher Weise zeigt Fig. 6 Lclampdisable, das einen Schalter 99 steuert, der ebenso von einem Fachmann implementiert werden kann, indem ein MOSFET, ein bipolarer oder eine Kombination aus MOSFET- und bipolaren Transistoren verwendet wird. Indem selektiv die Komparatoren freigegeben und deaktiviert werden, kann ein Fachmann Perioden in dem Kommunikationszyklus ausmaskieren, in denen Statorwicklungsspannungsspitzen nicht erwartet werden. Indem diese Technik verwendet wird, können falsche Triggervorgänge bzw. Auslösevorgänge aufgrund von Rauschen auf der Leitung vermieden werden. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, zu ermöglichen, daß die Statorwicklungsspannung überhalb der Vcc während gewisser Operationsmodi, wie z.B. während einer unipolaren Operation, geht. Dies kann ebenso bewerkstelligt werden, indem selektiv die hochseitigen Komparatoren deaktiviert werden, so daß sie nicht die Spannung während der Phasen einer unipolaren Operation klemmen, wo es vorteilhaft sein kann, oberhalb Vcc zu arbeiten.
- Bei einer anderen Ausführungsform werden die Komparatoren 80 und 90 deaktiviert, bis die Logiksteuerung des Motors vorwegnimmt bzw. annimmt, daß eine Spannungsspitze auftreten wird, wie dies z.B. während der Kummutierung der Fall ist. Ein Komparator 80 kann deaktiviert werden bzw. gesperrt werden, indem das Hclampdisable-Signal 85, das von der Logiksteuerung des Motors stammt, verwendet wird. In ähnlicher Weise kann der Komparator 90 gesteuert werden, indem das Lclampdisable-Signal 95 gesteuert wird. Durch die Deaktivierung bzw. durch das Sperren des Komparators wurde das Risiko eines falschen Auslösens bzw. Triggerns verringert. Zusätzlich können die Schwellenspannungen der Komparatoren bzw. Vergleicher verringert werden, da das Risiko eines falschen Triggerns bzw. Auslösens verringert worden ist.
- Es sollte bemerkt werden, daß die Schaltung der Erfindung auf einer einzigen integrierten Schaltung integriert werden kann. Somit stellt die vorliegende Erfindung erhebliche Kosten- und Verlaßlichkeitsvorteile gegenüber Lösungsansätzen des Standes der Technik dar.
- Obwohl die Erfindung mit einem gewissen Grad an Genauigkeit beschrieben und erläutert wurde, ist es selbstverständlich, daß die vorliegende Offenbarung nur beispielhaft gemacht wurde und daß zahlreiche Änderungen in der Kombination und der Anordnung der Teile von Fachleuten erdacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, die hierin beansprucht ist, abzuweichen. Bei den Transistoren in den Zeichnungen kann es sich um jegliche Transistoren handeln, die herkömmlich verwendet werden, wie z.B. bipolare Flächentransistoren oder Feldeffekttransistoren.
Claims (15)
1. Schaltung zum Treiben einer Spulenwicklung eines Gleichstrommotors, die
folgendes aufweist:
einen Transistor (44, 45) mit einem Strompfad, der zwischen einer
Treiberspannung und der Statorspule (32) angeschlossen ist, um selektiv einen Strom durch die
Spule zu treiben, und zwar in Antwort auf ein Signal bei einem Steueranschluß des
Transistors;
einen Komparator (80, 90) zum Vergleichen der Spannung auf der Spule (32)
mit einer Referenzspannung, der einen Ausgang autweist, der mit dem Steueranschluß
des Transistors so verbunden ist, daß der Transistor sich in Antwort auf die Spannung
auf der Spule, die die Referenzspannung überschreitet, einschaltet.
2. Schaltung zum Treiben einer Spulenwicklung eines Gleichstrommotors, die
folgendes aufweist:
einen hochseitigen Transistor (44) mit einem Strompfad, der zwischen einer
Treiberspannung und der Statorspule (32) angeschlossen ist, um selektiv einen Strom
durch die Spule zu führen, und zwar in Antwort auf ein Signal bei einem
Steueranschluß des hochseitigen Transistors;
einen hochseitigen Komparator (80) zum Vergleichen der Spannung auf der
Spule (32) mit einer Referenzspannung (Vcc) und der einen Ausgang aufweist, der mit
dem Steueranschluß des Transistors so verbunden ist, daß der Transistor sich in
Antwort auf die Spannung auf der Spule einschaltet, die die Referenzspannung
übersteigt;
einen niedrigseitigen Transistor (45) mit einem Strompfad, der zwischen einer
niedrigen Spannung und der Statorspule (32) angeschlossen ist, um selektiv einen Strom
durch die Spule in Antwort auf ein Signal bei einem Steueranschluß des niedrigseitigen
Transistors zu führen;
einen niedrigseitigen Komparator (90) zum Vergleichen der Spannung auf der
Spule (32) mit einer Referenzspannung (Erde), der einen Ausgang aufweist, der mit
dem Steueranschluß des niedrigseitigen Transistors so verbunden ist, daß der Transistor
sich in Antwort auf die Spannung auf der Spule einschaltet, die die Referenzspannung
unterschreitet.
3. Schaltung nach Anspruch 2, bei welcher der hochseitige Komparator (80) und
der niedrigseitige Komparator (90) Steueranschlüsse (85, 95) aufweisen, um ein
Deaktiviersignal zu empfangen, so daß die Komparatoren individuell selektiv
deaktiviert werden können.
4. Schaltung nach Anspruch 3, die weiter eine Einrichtung (89, 99) aufweist, die
mit den Steueranschlüssen der Komparatoren verbunden ist, um die Komparatoren bis
zur Kummutierung bzw. bis zum Umschalten einer Statorwicklung zu deaktivieren.
5. Schaltung nach Anspruch 2, bei welcher die Schwellenspannung des
Komparators einstellbar ist.
6. Schaltung nach Anspruch 5, bei welcher die Schwellenspannung für den
niedrigseitigen Komparator sich in dem Bereich von 50 Millivolt bis 100 Millivolt
befindet und die Schwellenspannung für den hochseitigen Komparator sich in dem
Bereich von 50 Millivolt bis 100 Millivolt befindet.
7. Verfahren zum Klemmen von Spannungsspitzen auf Spulenwicklungen, das die
folgenden Schritte aufweist:
ein Treiberstrom wird zu einer Wicklung durch einen Transistor (44, 45)
geliefert, die Spannung auf der Statorspulen(32)-Wicklung wird mit einer
Referenzspannung verglichen;
der Transistor wird in Antwort auf die Spannung auf der Spulenwicklung
eingeschaltet, die die Referenzspannung überschreitet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, das weiter das selektive Deaktivieren bzw. Sperren
des Vergleichs umfaßt, wenn die Spannungsspitzen nicht erwartet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, das weiter folgendes umfaßt: Deaktivieren des
Vergleichens, Fühlen der Kummutierung bzw. des Umschaltens einer
Spannungswicklung; und Freigeben des Vergleichens in Antwort auf das Fühlen einer Kummutierung.
10. Bürstenloser, vielphasiger bzw. polyphasiger Gleichstrommotor mit einem
Rotor, mit Statorspulen, mit einer Kummutierungsschaltung zum Bereitstellen von
Abfolgesignalen bzw. Sequenzsignalen und mit einer Statorspulen-Treiberschaltung zum
Treiben des Stromes in den Statorspulen, wobei die Statorspulen-Treiberschaltung
folgendes aufweist:
einen Transistor mit einem Strompfad, der zwischen einer Treiberspannung und
der Statorspule angeschlossen ist, um selektiv Strom durch die Spule in Antwort auf ein
Signal bei einem Steueranschluß des Transistors zu führen;
einen Vergleicher zum Vergleichen der Spannung auf der Spule mit einer
Referenzspannung, der einen Ausgang aufweist, der mit dem Steueranschluß des
Transistors so verbunden ist, daß der Transistor in Antwort auf die Spannung auf der
Spule einschaltet, die die Referenzspannung überschreitet.
11. Motor nach Anspruch 10, bei welchem der Komparator einen Steueranschluß
zum Empfangen eines Deaktiviersighals bzw. Sperrsignals aufweist, so daß der
Komparator selektiv deaktiviert bzw. gesperrt werden kann.
12. Motor nach Anspruch 11, der weiter folgendes aufweist: eine Einrichtung, die
mit dem Steueranschluß des Komparators verbunden ist, um den Komparator bis zur
Kummutierung bzw. Umschaltung einer Statorwicklung zu deaktivieren bzw. zu
sperren.
13. Motor nach Anspruch 10, bei welchem die Schwellenspannung des Komparators
einstellbar ist.
14. Motor nach Anspruch 13, bei welchem die Schwellenspannung sich innerhalb
eines Bereiches von 50 Millivolt bis 100 Millivolt befindet.
15. Motor nach Anspruch 10, bei welchem die Schaltung eine einzige integrierte
Schaltung ist.
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