KR101751217B1 - 모터 시스템 및 모터 시스템용 작동 방법 - Google Patents

모터 시스템 및 모터 시스템용 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101751217B1
KR101751217B1 KR1020127007402A KR20127007402A KR101751217B1 KR 101751217 B1 KR101751217 B1 KR 101751217B1 KR 1020127007402 A KR1020127007402 A KR 1020127007402A KR 20127007402 A KR20127007402 A KR 20127007402A KR 101751217 B1 KR101751217 B1 KR 101751217B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
voltage
operating
direct current
power semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020127007402A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120071392A (ko
Inventor
마르코 줄리
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20120071392A publication Critical patent/KR20120071392A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101751217B1 publication Critical patent/KR101751217B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/665—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings
    • E05F15/689—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings specially adapted for vehicle windows
    • E05F15/695—Control circuits therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2800/00—Details, accessories and auxiliary operations not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 특히 자동차 내 전기 폐쇄 장치용 모터 시스템(1)으로서, 직류 모터(2); 파워 반도체 스위치(5)를 구비하고 상기 직류 모터(2)용 작동 전압을 제어 신호에 따라 제공하도록 설계된 작동 회로(4); 펄스 폭 변조된 작동에 따라 상기 작동 회로(4)를 작동시키기 위한 제어 신호를 제공하기 위한 제어 유닛(10)을 포함하고, 하나의 주기의 제 1 지속 시간 동안 공급 전압이 직류 모터(2)에 인가되며, 상기 주기의 제 2 지속 시간 동안 작동 회로에 의해 전압이 직류 모터(2)에 제공되지 않고, 상기 작동 회로(4)는, 제 2 지속 시간 동안 직류 모터(2)에 의해 발생된 제너레이터 전류가 작동 회로(4)를 통해 방출되도록, 상기 직류 모터(2)와 결합되는 모터 시스템에 관한 것이다.

Description

모터 시스템 및 모터 시스템용 작동 방법{Motor system and an operating method for such a motor system}
본 발명은 펄스 폭 변조된 신호에 의해 작동되는 정류된 직류 모터를 구비한 모터 시스템, 특히 자동차의 전기 폐쇄 장치, 예컨대 파워 윈도우 리프터를 작동시키는 모터 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 모터 시스템을 작동시키기 위한 작동 방법에 관한 것이다.
자동차의 폐쇄 장치를 위한 종래의 구동 시스템들은 직류 모터를 상이한 파워 단계로 작동시키기 위해, 직류 모터의 펄스 폭 변조된 작동을 제공한다. 펄스 폭 변조된 작동은 주기적인 교대로 공급 전압이 제 1 지속 시간 동안 직류 모터에 인가되고, 제 2 지속 시간 동안에는 전압이 직류 모터에 인가되지 않는다. 듀티 사이클, 즉 펄스 폭 변조된 신호의 전체 주기에 비한 제 1 지속시간의 길이는 직류 모터를 작동시켜야 하는 파워 단계를 지시한다.
직류 모터는 직류 모터의 작동의 극성을 전환시키기 위한 전환 드라이버를 통해 펄스 폭 변조된 신호를 제공하는 작동 회로와 접속된다. 전환 드라이버는 일반적으로 예컨대 쇼트키 다이오드, 서프레서 다이오드 등의 형태인 프리휠링 다이오드를 포함하고, 상기 다이오드는 각각 직류 모터와 작동 공급 전압 사이의 스위칭 상태에 따라 차단 방향으로 극성을 갖는다. 프리휠링 다이오드는 일반적으로 직류 모터의 와인딩의 유도 부하로 인한 스위칭 과정에서의 과전압을 줄이기 위해 사용된다. 제 2 지속 시간 동안 전압이 직류 모터에 인가되지 않으면, 직류모터가 그 운동으로 인해 공급 전압과 관련해서 반대 부호를 갖는 제너레이터 전압을 발생시킨다. 제너레이터 전압은 직류 모터의 접속부와 접속된 프리휠링 다이오드를 통한 전류 흐름을 야기하고, 그로 인해 작동 회로의 파워 반도체 스위치에서 높은 차단 전압의 형성을 방지한다.
특히, 프리휠링 다이오드가 작동 회로의 파워 트랜지스터를 애벌런시 전압의 인가로부터 보호해야 한다. 즉, 제너레이터 전압을 줄이기 위한 다른 전류 흐름은 생기지 않으면, 파워 반도체 스위치를 통해 차단 방향으로 극성을 갖는 제너레이터 전압이 상승하고 소위 애벌런시 항복(avalanche breakdown)을 일으킬 수 있다. 이는 그와 관련된 열 발생으로 인해 파워 반도체 스위치에 많은 부하를 주며, 파워 반도체 스위치의 파괴를 일으킬 수 있다.
프리휠링 다이오드의 사용시 프리휠링 다이오드를 통한 전류 흐름은 에너지를 직류 모터를 통해 재순환시킨다. 끼임 방지로 인해 직류 모터가 매우 신속하게 정지되거나 또는 반전되어야 하는 경우, 상기 에너지가 먼저 줄어든 후에, 직류 모터가 전환 드라이버의 전환에 의해 반대 방향으로 작동됨으로써, 끼임 상태가 종료되어야 한다. 또한, 프리휠링 다이오드를 통한 전류 흐름은 이 전류가 공급 라인 내의 전류 센서를 통해 직류 모터로 흐르지 않게 함으로써, 전류 흐름의 평가에 기초한 직류 모터의 센서 없는 위치 검출이 실시될 수 없거나 또는 부정확하게만 실시될 수 있다.
본 발명의 과제는 신속하게 차단될 수 있는 직류 모터를 구비한 모터 시스템을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 과제는 직류 모터의 에너지가 직류 모터의 극성 전환 전에 모터 와인딩들 내에서 재순환되지 않는 것을 보장하는 모터 시스템의 작동 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 모터 시스템에 의해 그리고 독립 청구항에 따른 모터 시스템의 작동 방법에 의해 달성된다.
다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.
하나의 관점에 따라 모터 시스템, 특히 자동차 내의 전기 폐쇄 장치용 모터 시스템이 제공된다. 모터 시스템은
- 직류 모터;
- 파워 반도체 스위치를 구비하고 상기 직류 모터용 작동 전압을 제어 신호에 따라 제공하도록 설계된 작동 회로;
- 펄스 폭 변조된 작동에 따라 상기 작동 회로를 작동시키기 위한 제어 신호를 제공하기 위한 제어 유닛을 포함하고, 하나의 주기의 제 1 지속 시간 동안 공급 전압이 직류 모터에 인가되며, 상기 주기의 제 2 지속 시간 동안 작동 회로에 의해 전압이 직류 모터에 제공되지 않고,
상기 작동 회로는, 제 2 지속 시간 동안 직류 모터에 의해 발생된 제너레이터 전류가 작동 회로를 통해 방출되도록, 상기 직류 모터와 결합된다.
본 발명의 사상은 펄스 폭 변조된 작동시, 전압이 직류 모터에 인가되지 않은 제 2 지속 시간 동안, 직류 모터의 회전자의 운동에 의해 발생된 제너레이터 전압이 작동 회로를 통해 공급 라인으로 방출되는 것이다. 이는 제너레이터 전압이 작동 회로 내에 제공된 파워 반도체 스위치의 진성 다이오드의 애벌런시 전압보다 높아져서 공급 전압 라인을 향해 파워 반도체 스위치의 차단 방향으로 전류 흐름을 일으키도록, 작동 회로가 치수 설계됨으로써 이루어진다. 애벌런시 전압의 초과는 파워 반도체 스위치 내의 차단 방향으로 극성을 가진 pn-접합을 통해 애벌런시 항복을 일으키므로, 직류 모터 내의 에너지가 서서히 파워 반도체 스위치를 통해 방출된다. 이는 공급 라인 상의 간섭을 줄이므로, 예컨대 EMC 필터에 대한 비용이 줄어들 수 있다.
이러한 모터 시스템에서, 모터 속도는 펄스 폭 변조된 작동의 차단 시간 동안 현저히 줄어드는 데, 그 이유는 직류 모터에 저장된 기계적 에너지, 즉 열이 파워 반도체 스위치를 통해 방출되기 때문이다. 또한, 공급 라인들 상의 전류 프로파일의 평가에 의해 위치 정보를 검출하기 위한 전류 센서가 사용될 수 있는 데, 그 이유는 위치 정보가 모터 접속부와 접속된 프리휠링 다이오드를 통해 재순환되는 전류로 인해 사라지지 않기 때문이다. 즉, 모터 시스템은 직류 모터를 통해 흐르는 전체 전류가 작동 회로를 통해서도 흐르는 것을 보장한다.
이러한 모터 시스템은 자동차 내의 전기 폐쇄 장치에 사용하기에 특히 적합한데, 그 이유는 끼임 상태의 검출시 직류 모터가 신속히 정지되고 경우에 따라 반전됨으로써 가능한 끼임 상태가 매우 신속하게 종료될 수 있기 때문이다.
또한, 작동 전압을 직류 모터에 접속하기 위한 그리고 직류 모터에 작동 전압의 인가의 극성을 결정하기 위한 전환 유닛이 제공될 수 있다. 전환 유닛은 2개의 회전 방향으로 직류 모터를 작동시킬 수 있다.
하나의 실시예에 따라 작동 회로는 작동 회로를 통해 흐르는 전류에 따른 전기적 크기, 특히 측정 전압을 발생시키기 위해 전류 센서, 특히 저항을 포함할 수 있고, 제어 유닛은 또한 전기적 크기에 대한 지시를 검출하도록 설계된다.
또한, 제어 유닛은 전기적 크기를 기초로 직류 모터의 회전자 위치를 검출하도록 설계된다.
작동 회로는 파워 반도체 스위치, 특히 MOSFET을 포함할 수 있고, 작동 전압은 파워 반도체 스위치의 하나의 접속부와 공급 전위 사이에 인가된다.
파워 반도체 스위치는 직류 모터에 의해 발생 가능한 직류 전압보다 작은 애벌런시 항복을 위한 애벌런시 전압을 갖도록 치수 설계될 수 있다.
또한, 파워 반도체 스위치와 병렬로 미리 정해진 애벌런시 전압, 특히 제너 애벌런시 전압을 가진 다이오드, 특히 제너 다이오드가 배치됨으로써, 제 2 지속 시간 동안 애벌런시 전압의 초과시, 제너레이터 전류가 작동 회로를 통해 흐른다. 다이오드의 제공에 의해, 파워 반도체 스위치가 애벌런시 항복 동안 전류 흐름에 대해 보호되는 데, 그 이유는 전류가 완전히 또는 부분적으로 다이오드를 통해 흐르기 때문이다.
특히, 애벌런시 전압은 파워 반도체 스위치의 애벌런시 항복을 위한 애벌런시 전압보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명에 의해, 신속하게 차단될 수 있는 직류 모터를 구비한 모터 시스템이 제공된다. 또한 본 발명에 의해, 직류 모터의 에너지가 직류 모터의 극성 전환 전에 모터 와인딩들 내에서 재순환되지 않는 것을 보장하는 모터 시스템의 작동 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예들이 하기에서 첨부한 도면들을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 하나의 실시예에 따라 직류 모터를 작동시키는 모터 시스템.
도 2는 다른 실시예에 따라 직류 모터를 작동시키는 변형된 모터 시스템.
도 3은 애벌런시 항복을 나타내기 위한 저항을 통해 흐르는 전압 및 파워 반도체 스위치를 통해 흐르는 전류의 개략적으로 나타낸 다이어그램.
도 1은 작동 회로(4)를 구비한 전환 드라이버(3)를 통해 전기 작동되는 직류 모터(2)를 구비한 모터 시스템(1)을 도시한다. 직류 모터(2)는 회전 모멘트를 제공하기 위해 전류를 공급받는 와인딩을 가진 기계식으로 정류되는 직류 모터이다.
작동 회로(4)는 파워 반도체 스위치(5) 및 저항(6)을 포함하고, 상기 저항에 의해 한편으로는 전류 흐름이 파워 반도체 회로(5) 및 직류 모터(2)에 의해 제한될 수 있고 상기 저항은 다른 한편으로는 작동 회로를 통해 흐르는 전류를 측정하기 위해 측정 저항으로서 사용된다. 상세하게는 파워 반도체 스위치(5)의 제 1 접속부가 전환 드라이버(3)와 접속되며 파워 반도체 스위치(5)의 제 2 접속부는 저항(6)의 제 1 접속부와 접속된다. 전기 저항(6)의 제 2 접속부가 낮은 공급 전위(VL), 특히 접지 전위에 접속된다.
전환 드라이버(3)는 전환 스위치(7)를 포함하고, 상기 전환 스위치는 예컨대 기계적 또는 전자적 릴레이로서 형성될 수 있다. 전환 스위치(7)는 제 1 스위칭 위치에서 직류 모터(2)의 제 1 모터 접속부(A)를 파워 반도체 스위치(5)의 제 1 접속부와 접속하며, 제 2 모터 접속부(B)를 높은 공급 전위(VH)와 접속한다. 제 2 스위칭 위치에서 전환 스위치(7)는 제 2 모터 접속부(B)를 파워 반도체 스위치(5)의 제 1 접속부와 그리고 제 1 모터 접속부(A)를 높은 공급 전위(VH)와 접속한다.
파워 반도체 스위치(5)는 예컨대 MOSFET(금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터)로서 또는 사이리스터, IGBT 등으로서 형성될 수 있다. MOSFET들은 실질적으로 채널 영역에 의해 서로 분리된 반도체 영역(소스, 드레인)으로 형성되고, 반도체 영역들은 전하 캐리어 과잉 또는 전하 캐리어 결핍을 가진 도펀트로 도핑되는한편, 채널 영역은 상응하게 반대로 도핑된다. 채널 영역 근처에 제어 전극(게이트)이 절연되어 배치되고, 제어 전극에 전압의 인가에 의해, 전하 캐리어가 채널 영역 내로 당겨지거나 또는 이것으로부터 분리됨으로써, 반도체 영역들 사이의 전도성이 변화된다. 따라서, 채널 영역과 각각의 반도체 영역 사이에 PN-접합이 형성되고, 상기 PN-접합은 진성(intrinsic) 다이오드라고 한다. 진성 다이오드들은 반도체 영역들을 통해 인가되는 전압이 특정 높이를 초과하는 경우 브레이크 다운이 이루어지고, 상기 브레이크 다운 시에 높은 전류가 PN-접합의 차단 방향으로 흐르는 특성을 갖는다. 이 효과를 애벌런시 항복이라 한다. 이러한 애벌런시 효과가 나타나는 애벌런시 전압은 MOSFET의 적합한 치수 설계에 의해 공지된 방식으로 조절될 수 있다.
파워 반도체 스위치(5)를 파워 반도체 스위치(5)의 상응하는 제어 접속부에 의해 작동시키는 제어 유닛(10)이 제공된다. 작동은 펄스 폭 변조의 형태로 이루어지고, 상기 펄스 폭 변조시 실질적으로 주기적인 스위칭 순서가 제공된다. 펄스 폭 변조된 작동의 주기는 실질적으로 일정하고, 제 1 주기 동안 높은 공급 전위(VH)와 낮은 공급 전위(VL) 사이에 놓인 공급 전압(Uv)이 직류 모터(2)에 인가되고, 주기 지속시간의 경과까지 나머지 지속시간에 상응하는 제 2 지속 시간 동안, 직류 모터(2)에 전압이 인가되지 않는다. 즉, 파워 반도체 스위치(5)의 제 1 접속부에 상응하는 작동 회로(4)의 출력 노드는 높은 공급 전위(VH) 및 낮은 공급 전위(V1)에 접속되지 않는다. 상응하는 모터 접속부에 접속된 작동 회로(4)의 접속부의 이러한 상태를 플로팅이라 한다.
운동 방향(회전 방향)으로 직류 모터(2)를 작동시키기 위해, 전환 드라이버(3)의 하나의 스위칭 위치가 선택되고, 파워 반도체 스위치(5)가 제어 유닛(10)에 의해 펄스 폭 변조된 작동으로 작동된다. 펄스 폭 변조된 작동은 듀티 사이클의 선택에 의해 직류 모터(2)를 특정 파워로 작동시킬 수 있다. 특정 파워에 대한 지시는 외부에서 또는 제어 유닛(10)에 의해 미리 주어질 수 있다. 제어 유닛(10)은 또한 특정 파워에 상응하는 듀티 사이클을 결정한다.
저항(6)은 예컨대 전류 흐름을 기초로 직류 모터(2)의 회전자의 위치를 추정하기 위해 모터 전류를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이는 예컨대 저항(6)을 통해 흐르는 전류의 리플이 평가됨으로써 이루어질 수 있다. 저항(6)을 통해 흐르는 전류 프로파일로부터 직류 모터(2)의 회전자의 위치를 추정하기 위해, 실질적으로 직류 모터(2)를 통해 흐르는 전류의 대부분이 측정 저항(6)을 통해 흘러야 한다.
지금까지의 해결책에서는 펄스 폭 변조된 작동의 제 2 지속 시간 동안 직류 모터(2)의 회전에 의해 야기된 제너레이터 전류를 방출하기 위해 프리휠링 다이오드가 모터 접속부들(A 및 B) 사이에 제공된다. 따라서, 상기 전류는 직류 모터(2)를 통해 재순환하고, 저항(6)을 통해 흐르지 않는다. 이로 인해, 직류 모터(2)의 회전자의 위치 검출이 어려워지거나 상응하게 부정확해진다.
따라서, 대안으로서 펄스 폭 변조된 작동의 제 2 지속 시간 동안 발생된 제너레이터 전류가 저항(6)을 통해 흐른다. 이를 위해, 작동 회로와 접속된 모터 접속부(A, B; 스위칭 상태에 따라)와 높은 공급 전위(VH) 사이에, 직류 모터(2)에 의해 발생된 제너레이터 전류가 저항(6)을 통해 흐르지 않도록 유도할 수 있는, 다른 흐름 안내 소자가 제공되지 않는다. 바람직하게는 이 실시예에서 파워 반도체 스위치(5)와 평행하게 다른 소자가 접속되지 않는다. 그 대신, 파워 반도체 스위치(5)는 제 2 지속 시간 동안 직류 모터(2)의 회전자의 운동으로 인해 형성된 제너레이터 전압이 차단 방향으로 애벌런시 전압을 초과함으로써, 파워 반도체 스위치(5)를 통한 전류 흐름을 야기하고, 상기 전류 흐름에 의해 직류 모터(2)의 제너레이터 전압이 서서히 줄어들고 상응하는 전류가 저항(6)을 통해 흐른다.
도 2에는 모터 시스템(1)의 다른 실시예가 도시된다. 도 1의 모터 시스템에서, 직류 모터의 제 2 지속 시간 동안 제공된 에너지는 파워 반도체 스위치(5)를 통해 방출된다. 이는 강한 열을 발생시킬 수 있다. 파워 반도체 스위치(5)에서 열 발생을 줄이기 위해, 대안으로서 파워 반도체 스위치(5)와 병렬로 제너 다이오드(11)가 접속되고 상기 제너 다이오드는 차단 방향으로 인가된 전압을 저항(6)을 통해 방출할 수 있다. 상세하게는, 파워 반도체 스위치(5)의 제 1 접속부가 제너 다이오드(11)의 캐소드 접속부와 접속되고, 파워 반도체 스위치(5)의 제 2 접속부는 제너 다이오드(11)의 애노드 접속부에 접속된다. 이로 인해, 파워 반도체 스위치(5)는 부하 경감될 수 있고 특히 그 안에서 발생하는 열이 줄어드는 데, 그 이유는 애벌런시 항복 동안 파워 반도체 스위치(5)를 통해 흐르는 전류의 일부가 제너 다이오드(11)를 통해 방출되기 때문이다. 제너 다이오드(11)의 차단 전압 또는 애벌런시 전압은 바람직하게 관련 파워 반도체 스위치(5)의 애벌런시 전압보다 작거나 같게 선택된다.
도 3에는 작동 회로를 통해 흐르는 모터 전류(1)와 저항(6)을 통한 전압 강하(U) 사이의 프로파일을 시간에 대해 나타낸 다이어그램이 도시된다. 다이어그램은 주기 동안 개략적으로 제 1 지속 시간(Z1) 동안 및 제 2 지속 시간(Z2) 동안의 프로파일을 나타낸다. 제 2 지속 시간(Z2) 동안 측정 저항을 통한 전압(U)의 상승은 애벌런시 항복 상태에서 파워 반도체 스위치(5)의 저항의 감소에 기인한다.
모터 접속부들(A, B)과 공급 전위들(VH, VL) 중 하나 사이의 전류 안내 소자의 생략에 의해, 모터 회전수가 현저히 감소할 수 있는 데, 그 이유는 직류 모터(2)에 저장된 기계적 에너지, 즉 열이 파워 반도체 스위치(5) 또는 상응하는 제너 다이오드(11)를 통해 방출되기 때문이다. 모터 전류(I)는 펄스 폭 변조의 제 2 지속 시간 동안 저항(6)을 통해 흐른다. 이로 인해, 전류 프로파일에 포함된 직류 모터(2)의 위치 정보가 사라지지 않는 것이 보장된다.
직류 모터(2)의 회전수가 현저히 감소한 경우, 직류 모터(2)가 더 작은 듀티 사이클을 가진 펄스 폭 변조로 작동된다. 상기 회전수는 예컨대 끼임 상태가 주어지는지의 여부가 확인되어야 하는 경우 감소된다. 직류 모터(2)의 회전수가 감소하면, 듀티 사이클이 더 감소할 수 있다. 더 낮은 듀티 사이클과 관련해서 감소된 회전수는 와인딩 동안 전류 공급되는 시간이 제한되는 방식으로 직류 모터(2)에 의해 제공되는 회전 모멘트를 감소시킨다.
특히 파워 윈도우 리프터에 적용하는 경우, 폐쇄 운동 동안 대상물이 폐쇄 부재(창 유리)와 에지(창틀) 사이에 끼는, 끼임의 경우가 주어지는지 또는 아닌지의 여부가 확인되어야 하는 동안 회전 모멘트의 감소가 요구된다. 끼임의 경우는 예컨대, 모터 전류의 상승이 검출되거나 또는 직류 모터(1)의 회전수가 줄어들었다는 것이 검출될 때 일 수 있다. 끼임의 경우가 실제로 주어지는 것을 확실하게 하기 위해, 줄어든 듀티 사이클에 의해 제 2 지속 시간이 커지고, 직류 모터(2)의 위치를 검출하기 위해 제공되는 시간이 증가한다.
일반적으로 상기 모터 시스템에서 저항(6)을 통해 흐르는 전류 흐름의 평가에 의해 직류 모터(2)의 위치를 감지하기 위한 제어 유닛(10)의 훨씬 더 큰 시간 간격이 주어진다. 또한, 모터 시스템의 공급 라인을 통한 전자기 간섭 방사선의 현저한 감소가 달성될 수 있다.
1 모터 시스템
2 직류 모터
3 전환 유닛
4 작동 회로
5 파워 반도체 스위치
10 제어 유닛
11 다이오드

Claims (8)

  1. 모터 시스템(1)으로서,
    - 직류 모터(2);
    - 파워 반도체 스위치(5)를 구비하고 상기 직류 모터(2)용 작동 전압을 제어 신호에 따라 제공하도록 설계된 작동 회로(4);
    - 펄스 폭 변조된 작동에 따라 상기 작동 회로(4)를 작동시키기 위한 제어 신호를 제공하기 위한 제어 유닛(10);을 포함하고,
    하나의 주기의 제 1 지속 시간 동안 공급 전압이 상기 직류 모터(2)에 인가되며, 상기 주기의 제 2 지속 시간 동안 상기 작동 회로에 의해 전압이 상기 직류 모터(2)에 제공되지 않고;
    상기 작동 회로(4)는, 제 2 지속 시간 동안 상기 직류 모터(2)에 의해 발생된 제너레이터 전류가 상기 작동 회로(4)를 통해 방출되도록, 상기 직류 모터(2)와 결합되며,
    상기 작동 회로(4)는 파워 반도체 스위치(5)를 포함하고, 상기 작동 전압은 상기 파워 반도체 스위치(5)의 하나의 접속부와 공급 전위 사이에 인가되며,
    상기 파워 반도체 스위치(5)와 병렬로 미리 정해진 애벌런시 전압을 가진 다이오드(11)가 배치됨으로써, 제 2 지속 시간 동안 애벌런시 전압의 초과시 제너레이터 전류가 상기 작동 회로(4)를 통해 흐르는, 모터 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 작동 전압을 상기 직류 모터(2)에 접속하기 위한 그리고 상기 직류 모터(2)에 상기 작동 전압의 인가의 극성을 결정하기 위한 전환 유닛(3)이 제공되는 것을 특징으로 하는 모터 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 작동 회로(4)는 상기 작동 회로(4)를 통해 흐르는 전류에 따른 전기적 크기를 발생하기 위해 전류 센서(6)를 포함하고, 상기 제어 유닛(10)은 또한 전기적 크기에 대한 지시를 검출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 모터 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어 유닛(10)은 검출된 전기적 크기를 기초로 상기 직류 모터(2)의 회전자 위치를 검출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 모터 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 파워 반도체 스위치(5)는 상기 직류 모터(2)에 의해 발생 가능한 직류 전압보다 작은 애벌런시 항복을 위한 애벌런시 전압을 갖도록 치수 설계되는 것을 특징으로 하는 모터 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 다이오드(11)의 애벌런시 전압은 상기 파워 반도체 스위치(5)의 애벌런시 항복을 위한 애벌런시 전압보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 모터 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 모터 시스템은 자동차에서 끼임(trapping) 방지 기능을 갖는 전기 폐쇄 장치를 위한 모터 시스템인, 모터 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 다이오드(11)는 제너 애벌런시 전압을 갖는 제너 다이오드인, 모터 시스템.
KR1020127007402A 2009-09-23 2010-09-21 모터 시스템 및 모터 시스템용 작동 방법 KR101751217B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009044912.4 2009-09-23
DE200910044912 DE102009044912A1 (de) 2009-09-23 2009-09-23 Motorsystem sowie ein Betriebsverfahren für ein solches Motorsystem
PCT/EP2010/063899 WO2011036151A2 (de) 2009-09-23 2010-09-21 Motorsystem sowie ein betriebsverfahren für ein solches motorsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120071392A KR20120071392A (ko) 2012-07-02
KR101751217B1 true KR101751217B1 (ko) 2017-06-27

Family

ID=43705517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127007402A KR101751217B1 (ko) 2009-09-23 2010-09-21 모터 시스템 및 모터 시스템용 작동 방법

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2481149A2 (ko)
KR (1) KR101751217B1 (ko)
CN (1) CN102598498B (ko)
DE (1) DE102009044912A1 (ko)
WO (1) WO2011036151A2 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016107433A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeugschloss mit Schließhilfe
JP6531707B2 (ja) * 2016-04-26 2019-06-19 株式会社デンソー シフトレンジ制御装置
DE102016212046A1 (de) * 2016-07-01 2018-01-04 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer von einem mit einem elektrischen Motor elektrisch verstellbaren Teil auf einen ggf. daran anliegenden Körper ausgeübten Kraft
JP7377059B2 (ja) * 2019-10-21 2023-11-09 株式会社ユーシン 車両開閉体の開閉制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444762A1 (de) * 1994-12-19 1996-06-20 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Verstellantriebs

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2576482B2 (ja) * 1987-01-20 1997-01-29 オムロン株式会社 直流モ−タ速度制御回路
DE202004010211U1 (de) * 2004-06-30 2005-08-18 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeuges
US7919949B2 (en) * 2007-05-17 2011-04-05 GM Global Technology Operations LLC High efficiency generator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444762A1 (de) * 1994-12-19 1996-06-20 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Verstellantriebs

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009044912A1 (de) 2011-04-07
WO2011036151A2 (de) 2011-03-31
WO2011036151A3 (de) 2011-11-10
CN102598498B (zh) 2015-11-25
KR20120071392A (ko) 2012-07-02
EP2481149A2 (de) 2012-08-01
CN102598498A (zh) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101796715B (zh) 用于借助于直流电压源运行单相电子换向电机的方法以及用于执行这样的方法的电机
US8890496B2 (en) Drive controller
KR102035358B1 (ko) 브러시리스 모터를 동작시키는 방법 및 디바이스
US11070161B2 (en) Electric-motor driving device and refrigeration-cycle application apparatus including electric-motor driving device
EP2267876A1 (en) Power converter for traction control and transportation system
KR101751217B1 (ko) 모터 시스템 및 모터 시스템용 작동 방법
CN104426451B (zh) 用于电机的驱动电路
EP3051648B1 (en) Inrush current limiting circuit and power conversion device
EP3641113B1 (en) Control device and semiconductor apparatus
CN102893524A (zh) 短路保护方法
US7352144B2 (en) Motor driving device having MOSFET, MOSFET, and motor having MOSFET
US7369391B2 (en) Drive circuit of direct-current voltage-driven magnetic contactor and power converter
KR101912970B1 (ko) 브러시리스 모터를 동작시키는 방법 및 디바이스
EP2434517B1 (en) System and method for driving a relay circuit
EP3961906A1 (en) Braking of single coil bldc motors
US9859826B2 (en) Intelligent detection unit (iDU) to detect the position of a rotor controlled by pulse modulation
US7122984B2 (en) Method for identifying an overload current of an electric drive
JP5251553B2 (ja) 半導体装置
EP2978116A1 (en) DC/DC converter circuit
CN110829951A (zh) 马达断电剎车系统及方法
EP3496250B1 (en) Inverter, assembly and vehicle comprising such inverter, and method for operating an inverter
Scrimizzi et al. Robust Automotive 40 V Power Mosfets for Safer Vehicles
KR102217876B1 (ko) 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 그것의 단락 진단 방법
US20150280622A1 (en) Method and device for operating an electronically commutated electric machine
KR20120139214A (ko) 입력 전원(전압/전류) 센싱을 통한 모터 드라이버 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant