Przedmiotem wynalazku jest uklad polaczen do elektronicznego odlaczania uzwojenia stojana w silnikach z komutacja elektroniczna malej mocy, które sa na przyklad stosowane jako naped w elektronicznych urzadzeniach rozrywkowych.Znanym jest faktf ze wysokie impulsy indukowanego napiecia, które powstaja przy odlacza¬ niu poszczególnych uzwojen stojana w tego rodzaju napedach, musza byó ograniczane przez diody Zenera, warystory lub rezystory. Czesc energii zmagazynowanej w polu magnetycznym uzwojenia jest przy tym tracona w tych elementach konstrukcyjnych. Aby zmniejszenie energii zmagazynowanej w polu magnetycznym uzwojenia moglo byó realizowane w tej postaci, konieczne jest, aby amplituda impulsów w przypadku diod zenera i warystorów byla zawsze wieksza niz wartosc szczytowa sily elektromotorycznej silnika, lub by w przypadku rezystorów przeplyw pradu nastepowal w generacyjnej polówce fali.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu zapewniajacego, ze zmniejszanie energii magazy¬ nowanej w polu magnetycznym uzwojenia jest sterowane przez samo uzwojenie, niezaleznie od czestotliwosci komutacji i natezenia pradu silnika tak,ze Indukowane sa tylko male, okres¬ lone impulsy napieciowe, a natezenie pradu plynacego przez uzwojenie w sposób ciagly i cal¬ kowity zdaza do zera.Uklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze dwa tranzystory, które maja rózna kolejnosc obszarów, sa ze soba polaczone tak, ze kolektor jednego tranzystora jest pola¬ czony z baza drugiego tranzystora, kolektor drugiego tranzystora jest polaczony z baza pierwszego tranzystora, a pomiedzy baze I emiter tranzystorów sa wprowadzone dwa rezystory.Poprzez element sprzegajacy polaczony szeregowo z tranzystorami i rezystorami, zlozony z diody sprzegajacej lub tranzystora sprzegajacego i rezystora sprzegajacego, uzwojenie stojana jest polaczone równolegle tak, ze elementy konstrukcyjne ukladu polaczen przy wysterowaniu uzwojenia stojana sa spolaryzowane przez tranzystor przelaczajacy odwrotnie, to znaczy w kierunku zaporowym.2 139 520 Odlaczanie pradu uzwojenia plynacego przez uzwojenie stojana moze nastepowac bezposred¬ nio poprzez diode sprzegajaca lub posrednio poprzez tranzystor przelaczajacy. Przy posred¬ nim sprzezeniu przez tranzystor przelaczajacy prad przeplywajacy przez uklad polaczen przy odlaczaniu odpowiada tylko takiemu, który jest potrzebny jako prad bazy do wysterowania tranzystora przelaczajacego, dzieki czemu oba tranzystory moga byc przewidziane dla pradu zmniejszonego o wspólczynnik wzmocnienia pradowego tranzystora przelaczajacego, a zatem dla znacznie mniejszej mocy strat niz tranzystor przelaczajacy.Zalety rozwiazania wedlug wynalazku polegaja na tym, ze zmniejszenie energii zmagazyno¬ wanej w polu magnetycznym uzwojenia sterowane przez samo uzwojenie przy procesie odlacza¬ nia odbywa sie niezaleznie od natezenia pradu silnika i od czestotliwosci komutacji.Energia zmagazynowana w polu magnetycznym uzwojenia zostaje przy tym przetworzona w moment obrotowy.Poniewaz uklad nie zawiera zadnych specjalnych pojemnosci i/lub dodatkowych indukcyj- nosci, mozliwa jest monolityczna integracja ukladu odlaczania. Uklad odlaczania nadaje sie do stosowania w przypadku uzwojen, takich jak uzwojenie stojana silników z komutacja elek¬ troniczna, przy których wystepuja dodatnie i ujemne napiecia /polówki fal/. Indukowane sa tylko impulsy odlaczania o bardzo• malej amplitudzie, w zwiazku z czym na napiecia tachome¬ tryczne innych uzwojen stojana nakladaja sie bardzo male impulsy zaklócajace spowodowane przez transformatorowe zachowanie sie uzwojenia stojana.Rozwiazanie wedlug wynalazku jest dokladniej objasnione w przykladach wykonania na ry¬ sunku, na którym fig, 1 przedstawia schemat zasadniczy ukladu odlaczania, fig, 2 - pierwszy przyklad wykonania ukladu ze sprzezeniem bezposrednim fig, 3 - drugi przyklad wykonania ukladu ze sprzezeniem posrednim za pomoca diody poprzez tranzystor przelaczajacy, a fig, 4 przedstawia trzeci przyklad wykonania ukladu ze sprzezeniem posrednim za pomoca tranzys¬ tora poprzez tranzystor przelaczajacy.Zmniejszenie energii zmagazynowanej w polu magnetycznym uzwojenia uzyskano w ukladzie wedlug wynalazku z fig, 1, zwanym dalej ukladem odlaczania. Na schemat zasadniczy skladaja sie tranzystory 1 i 2, rezystory 3 i 4 i dioda sprzegajaca 5« Proces odlaczania jest prze¬ prowadzany w ten sposób, ze tranzystor przelaczajacy 6 na fig* 2 blokuje, to znaczy prze¬ rywa prad uzwojenia J, f a na skutek tego w uzwojeniu stojana 7 indukowany jest impuls napieciowy Uj o bardzo duzej predkosci narastania napiecia, Z narastaniem tego impulsu napieciowego U^ poprzez diode sprzegajaca 5 przeprowadzane jest przeladowanie pojemnosci warstwy zaporowej przejsc pomiedzy obszarami tranzystorów 1 i 2, Wystepujacy przy tym prad przeladowania wytwarza na rezystorach 3 i 4 napiecie, które jest proporcjonalne do wartosci natezenia pradu przeladowania, a zatem do czasu przeladowania, Czas trwania przeladowania jest funkcja predkosci narastania napiecia indukowanego impulsu napieciowego Uj, tak ze przy wiekszej predkosci narastania napiecia czas przelado¬ wania pojemnosci warstwy zaporowej przejsc pomiedzy obszarami tranzystorów 1 i 2 wzrasta do okreslonej wartosci napiecia, a zatem wzrasta równiez natezenie pradu przeladowania.Az do okreslonej predkosci narastania napiecia prad przeladowania przeplywa poprzez rezystory 3 i 4. Jezeli jednak ta okreslona predkosc narastania napiecia zostanie przekro¬ czona przez indukowany impuls napieciowy \J±f wówczas spadek napiecia na rezystorach 3 14 jest wiekszy niz napiecie baza-eraiter tranzystora 1 i 2, Na skutek tego prad przeladowa¬ nia plynie czesciowo jako prad bazy poprzez zlacza baza-emiter tranzystorów 1 i 2, Na skutek tego wystepuja prady kolektorów w tranzystorach 1 i 2, Te prady kolektorów dodaja sie do pradów przeladowania, V wyniku takiego dodawania sie pradów nastepuje dalsze wzajemne wysterowanie tranzystorów 1 i 2, To zjawisko podobne do przebicia nastepuje w czasie okreslonym przez czasy przelaczania tranzystorów 112, W czasie, który uplywa od chwili zablokowania tranzystora przelaczajacego 6 do pelnego przelaczenia ukladu odlaczania z tranzystorów 112 1 rezystorów 3 i 4, prad uzwojenia J, doplywa do bardzo malej pojemnosci uzwojenia stojana 7 i wytwarza dzieki temu Impuls139520 3 odlaczania U^ o bardzo duzej predkosci narastania napiecia, który prowadzi do opisanego powyzej przelaczania ukladu odlaczajacego i do przejeci* pradu uzwojenia JL. W tak zbudowanym obwodzie "wolnego kola" energia zmagazynowana w polu magnetycznym uzwojenia wykorzystywana jest jako moc czynna, w przypadku silnika jako moment obrotowy, przy czym prad plynacy przez uzwojenie stojana 7 maleje tak, ze suma impulsu napieciowego odlacza¬ nia U± indukowanego w uzwojeniu stojana 7 oraz sily elektromotorycznej e odpowiada zawsze napieciu przewodzenia ukladu komutacji. Dzieki temu prad uzwojenia J^ plynacy poprzez uzwojenie stojana 7 jest tak sterowany z powrotem przez to uzwojenie, ze w chwili, gdy energia zmagazynowana w polu magnetycznym uzwojenia stojana 7 zostanie calkowicie zmniej¬ szona, indukowane napiecie uzwojenia stojana 7 jest mniejsze niz napijcie przewodzenia ukladu odlaczania. Uklad odlaczania blokuje wiec w tej chwili, gdy prad plynacy przez uzwojenie stojana 7 zdaza do wartosci zerowej* Jezeli spadek napiecia na rezystorach 3 i 4 jest mniejszy niz napiecie baza-emiter tranzystorów 1 i 2, wówczas tranzystory 1i2 blokuja sie wzajemnie. Stan ten jest pod¬ trzymywany przez rezystory 3,i 4. Jezeli nastepnie dalszy impuls napieciowy U± znowu przewyzszy okreslona predkosc narastania napiecia, to opisany proces zaczyna sie od poczatku. Impuls napieciowy U^ indukowany przez uzwojenie stojana 7 ogranicza sie wiec do wartosci napiecia, które sklada sie z napiecia przewodzenia diody sprzegajacej 5 lub napiecia baza-emiter tranzystora sprzegajacego 8 i napiecia baza-emiter tranzystora 1 oraz napiecia nasycenia kolektor-emiter tranzystora 2 lub napiecia przewodzenia diody sprzegajacej 5f lub napiecia baza-emiter tranzystora sprzegajacego 8 i napiecia baza-emiter tranzystora 2 oraz napiecia nasycenia kolektor-emiter tranzystora 1 oraz V ewentualnie napiecia baza-emiter tranzystora przelaczajacego 6.Uklad z fig. 2 przedstawia bezposrednie sprzezenie ukladu odlaczania z uzwojeniem stojana 7* Jako element sprzegajacy sluzy dioda sprzegajaca 5# a tranzystory 1 i 2 sa tej samej klasy mocy, co tranzystor przelaczajacy 6. Uklad z fig. 3 przedstawia dalsze prak¬ tyczne rozwiazanie sprzezenia ukladu odlaczania z uzwojeniem stojana 7. w przeciwienstwie do ukladu z fig. 2 sprzezenie nastepuje posrednio, za pomoca diody sprzegajacej 5 poprzez tranzystor przelaczajacy 6, przy czym prad plynacy przez uklad odlaczania jest mniejszy o*wspólczynnik wzmocnienia pradowego tranzystora przelaczajacego 6. Ten rodzaj sprzeze¬ nia znajduje zastosowanie wtedy, gdy nalezy odlaczac duze prady uzwojenia. W tym celu jako tranzystor przelaczajacy 6 konieczny jest odpowiedni tranzystor mocy, przy czym dla tranzystorów 1 i 2 mozna zastosowac typy tranzystorów malej mocy.Uklad z fig. 4 zawiera inne praktyczne sprzezenie ukladu odlaczania z uzwojeniem sto¬ jana 7. W przypadku tego ukladu dioda sprzegajaca 5 jest zastapiona tranzystorem sprzega¬ jacym 8 i rezystorem sprzegajacym 9. Sprzezenie nastepuje w zwiazku z tym za pomoca tran¬ zystora sprzegajacego 8 i rezystora sprzegajacego 9 poprzez tranzystor przelaczajacy 6 na uzwojenie stojana 7« Przez zastosowanie tranzystora mocy jako tranzystora przelaczaja¬ cego i przy wykorzystaniu wzmocnienia pradowego tranzystora sprzegajacego 8 mozna za pomoca takiego ukladu odlaczaó bardzo duze prady uzwojenia. Tranzystory 1 i 2 sa równiez w tym ukladzie tranzystorami malej mocy.Dalsza zaleta ukladu odlaczania z fig. 1 jest to, ze kierunek odlaczanego pradu, a zatem kierunek odlaczanego pradu, a zatem kierunek istniejacych jeszcze, bardzo malych impulsów odlaczania, odpowiednio do zbudowanego ukladu jest dowolny. Impulsy odlaczania w przypadku z fig. 4, w przeciwienstwie do fig. 2 i 3f nie sa na przyklad indukowane w kierunku ujemnym wzgledem potencjalu odniesienia -UR lecz przez dodatnie napiecie zasi¬ lania +UB, kiedy wykonanie takiego ukladu z ujemnymi impulsami w stosunku do -Ufi nie jest z okreslonych wzgledów mozliwe, na przyklad ze wzgledu na izolacje warstwy zaporowej.Dzieki takim ukladom polaczen mozliwe jest zrealizowanie calego ukladu odlaczania w inte¬ gracji monolitycznej.4 139 520 Zastrzezenia patentowe 1. Uklad polaczen do elektronicznego odlaczania uzwojenia stojana w silnikach z komu¬ tacja elektroniczna, znamienny tym, ze zawiera dwa tranzystory /I i 2/f majace rózna kolejnosc obszarów, które sa ze soba tak polaczone, ze kolektor pierwszego tran¬ zystora /1/ jest polaczony z baza drugiego tranzystora /2/, a jeden rezystor z dwóch /3t 4/ jest wlaczony pomiedzy baze a emiter kazdego z tranzystorów /1, 2/, zas poprzez element sprzegajacy zawierajacy diode sprzegajaca /5/f polaczony szeregowo z tranzysto¬ rami /1, 2/ i rezystorami /3, 4/ uzwojenie stojana /7/ jest polaczone równolegle, tak ze elementy konstrukcyjne ukladu przy wysterowaniu uzwojenia stojana /7/ sa przez tran¬ zystor przelaczajacy /6/ spolaryzowane odwrotnie, to znaczy w kierunku zaporowym, 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element sprzegajacy stanowi tranzystor sprzegajacy /8/ i rezystor sprzegajacy /9A 3. Uklad wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze tranzystory pierwszej i drugi /1, 2/ przewidziane sa na prad mniejszy od pradu tranzystora przelaczajacego /6/ o wspól¬ czynnik wzmocnienia pradowego tranzystora przelaczajacego /6/ lub tranzystora przelacza¬ jacego /6/ i tranzystora sprzegajacego /8/, • ? U$ Figi Figi FigJ Fig.¥ Pncowna Pólciaficzna UP PRL. Naklad 100 < Cena 220 zl PLThe subject of the invention is a circuit for electronic disconnection of the stator winding in low-power electronic commutation motors, which are for example used as a drive in electronic entertainment devices. It is known that the high induced voltage pulses that arise when the individual stator windings are disconnected in this types of drives must be limited by zener diodes, varistors or resistors. Part of the energy stored in the magnetic field of the winding is lost in these components. In order for the reduction of the energy stored in the magnetic field of the winding to be realized in this form, it is necessary that the pulse amplitude in the case of zener diodes and varistors is always greater than the peak EMF of the motor, or that, in the case of resistors, the current flow occurs in the half wave of the generator. The object of the invention is to develop a system which ensures that the reduction of the energy stored in the magnetic field of the winding is controlled by the winding itself, irrespective of the commutation frequency and the motor current, so that only small, defined voltage pulses are induced and the current flowing through winding continuously and completely goes to zero. The circuit according to the invention is characterized by the fact that two transistors, which have different sequence of areas, are connected with each other so that the collector of one transistor is connected to the base of the second transistor, the collector of the other the transistor is connected to the base of the first transistor between the base and the emitter of the transistors, two resistors are introduced. are biased by a switching transistor in the reverse direction, that is, in a reverse direction.2 139 520 The disconnection of the winding current flowing through the stator winding may take place either directly through the coupling diode or indirectly through the switching transistor. With indirect coupling through the switching transistor, the current flowing through the circuit during disconnection corresponds only to that which is needed as the base current to drive the switching transistor, so that both transistors can be provided for the current reduced by the current amplification factor of the switching transistor, and therefore for significantly lower power losses than the switching transistor. The advantages of the solution according to the invention are that the reduction of the energy stored in the magnetic field of the winding, controlled by the winding itself during the disconnection process, takes place irrespective of the motor current and the commutation frequency. The magnetic field of the winding is converted into torque. As the circuit does not contain any special capacities and / or additional inductances, a monolithic integration of the disconnecting circuit is possible. The disconnection system is suitable for use with windings, such as the stator windings of electronically commutated motors, where positive and negative voltages (half wave) occur. Only very small amplitude disconnection pulses are induced, so that the tachometric voltages of the other stator windings are superimposed by very small disturbing pulses caused by the transformer behavior of the stator winding. The invention is explained in more detail in the examples in the figure , in which fig. 1 shows a schematic diagram of the disconnecting circuit, fig. 2 - first embodiment of a direct-coupled circuit fig. 3 - second embodiment of a circuit with indirect connection by means of a diode through a switching transistor, and fig. 4 shows a third embodiment of the circuit with indirect coupling by means of a transistor through a switching transistor. The reduction of the energy stored in the magnetic field of the winding was obtained in the circuit according to the invention of FIG. 1, hereinafter referred to as the disconnecting circuit. The schematic diagram consists of transistors 1 and 2, resistors 3 and 4 and a coupling diode 5. The disconnection process is carried out in such a way that the switching transistor 6 in FIG. 2 blocks, that is, it interrupts the winding current J, as a result, a voltage impulse Uj is induced in the stator winding 7 with a very high rate of voltage rise. With the increase of this voltage impulse U ^, an overload of the barrier layer capacitance is carried out through the coupling diode 5 between the transistor regions 1 and 2, and the overload current that occurs in this case produces of resistors 3 and 4, the voltage, which is proportional to the value of the overload current, and thus to the overcharge time. areas of transistors 1 and 2 increases to a specific wa Thus, the overload current also increases. Until the specified voltage rise speed, the overcharge current flows through resistors 3 and 4. However, if this specified voltage rise speed is exceeded by the induced voltage impulse \ J ± f then the voltage drop across the resistors 3 14 is greater than the base-era voltage of transistors 1 and 2, hence the overload current flows partially as a base current through the base-emitter junctions of transistors 1 and 2, hence there are collector currents in transistors 1 and 2, these currents collectors are added to the overcharge currents, V as a result of such an addition of currents, further mutual control of transistors 1 and 2 occurs, This breakdown-like phenomenon occurs in the time determined by the switching times of transistors 112, in the time that passes from the moment of blocking the switching transistor 6 to the full switching of the disconnecting circuit from transistors 112 1, resistors 3 and 4, winding current J, it influences a very small capacity of the stator winding 7 and thus produces a switching impulse U ^ with a very high speed of voltage rise, which leads to the above-described switching of the disconnecting circuit and to the take-up of the current of the winding JL. In such a constructed "free wheel" circuit, the energy stored in the magnetic field of the winding is used as active power, in the case of a motor as a torque, while the current flowing through the stator winding 7 decreases so that the sum of the disconnection voltage U ± induced in the winding of the stator 7 and the electromotive force e always corresponds to the conduction voltage of the commutation system. As a result, the current of the winding J, flowing through the stator winding 7, is controlled back by this winding so that, as soon as the energy stored in the magnetic field of the stator winding 7 is completely reduced, the induced voltage in the stator winding 7 is less than the conduction voltage of the system. disconnection. The disconnecting circuit blocks, therefore, at the moment when the current flowing through the stator winding 7 reaches the zero value * If the voltage drop across resistors 3 and 4 is less than the base-emitter voltage of transistors 1 and 2, then transistors 1 and 2 block each other. This state is maintained by resistors 3 and 4. If the further voltage pulse U 6 then exceeds a certain rate of rise again, the described process starts from the beginning. The voltage pulse U ^ induced by the stator winding 7 is therefore limited to the value of the voltage, which consists of the forward voltage of the coupling diode 5 or the base-emitter voltage of the coupling transistor 8 and the base-emitter voltage of transistor 1 and the collector-emitter saturation voltage of transistor 2 or the voltage conduction of the coupling diode 5f or the base-emitter voltage of the coupling transistor 8 and the base-emitter voltage of transistor 2 and the collector-emitter saturation voltage of transistor 1 and V or the base-emitter voltage of the switching transistor 6. The diagram in Fig. of the stator 7 * The coupling diode 5 # serves as the coupling element and the transistors 1 and 2 are of the same power class as the switching transistor 6. The circuit in Fig. 3 shows a further practical solution for the coupling of the disconnecting circuit with the stator winding 7, unlike the circuit in 2, the coupling takes place indirectly by means of the coupling diode 5 through the switching transistor 6, the current flowing through the disconnecting circuit being lower by * the current amplification factor of the switching transistor 6. This type of coupling is used when large winding currents have to be disconnected. For this purpose, a suitable power transistor is required as the switching transistor 6, while the types of low-power transistors can be used for transistors 1 and 2. The circuit of FIG. 4 comprises another practical connection for a disconnecting circuit with a stator winding 7. In this circuit, a diode the coupling 5 is replaced by a coupling transistor 8 and a coupling resistor 9. The coupling therefore takes place by means of a coupling transistor 8 and a coupling resistor 9 through a switching transistor 6 into the stator winding 7. By using a power transistor as a switching transistor and By using the current amplification of the bonding transistor 8, it is possible with such a system to disconnect very large winding currents. Transistors 1 and 2 are also low-power transistors in this system. A further advantage of the disconnecting circuit of Fig. 1 is that the direction of the disconnected current, and therefore the direction of the disconnected current, and therefore the direction of the very small disconnection pulses still present, according to the circuit constructed. is any. The disconnection pulses in the case of FIG. 4, in contrast to FIGS. 2 and 3f, are not, for example, induced in the negative direction with respect to the reference potential -UR, but by the positive supply voltage + UB, when making such a circuit with negative pulses with respect to -Ufi is not possible for certain reasons, for example because of the isolation of the barrier layer. Thanks to such connection systems it is possible to implement the entire disconnection system in monolithic integration. 4 139 520 Patent claims 1. Connection system for electronic disconnection of the stator winding in motors with electronic commutation, characterized in that it contains two transistors / I and 2 / f having different order of areas that are connected with each other so that the collector of the first transistor / 1 / is connected to the base of the second transistor / 2 /, and one resistor from two / 3t 4 / is connected between the base and the emitter of each of the transistors / 1, 2 /, and through the connecting element containing the coupling diode / 5 / f connect in series with the transistors / 1, 2 / and resistors / 3, 4 / the stator winding / 7 / is connected in parallel, so that the components of the system when the stator winding is actuated / 7 / are by the switching transistor / 6 / inversely polarized , that is, in the reverse direction. The system according to claim 1, characterized in that the coupling element is a coupling transistor / 8 / and a coupling resistor / 9A 3. The system according to claim 1, characterized in that the first and second transistors / 1, 2 / are provided for a current lower than the current of the switching transistor / 6) the current amplification factor of the switching transistor / 6 / or the switching transistor / 6 / and the coupling transistor / 8 /, •? U $ Figi Figi FigJ Fig. ¥ Pncowna Semi-Central UP PRL. Mintage 100 <Price PLN 220 PL