DE202019102073U1 - Component integrated interface - Google Patents

Abstract

Schnittstelle (10) zwischen einer Steuerungselektronik (1) eines Gerätes und einer davon galvanisch getrennten Motorelektronik (2) eines EC-Motors (8) mit genau drei Schnittstellenverbindungen (32, 35, 45) zur Spannungsversorgung und zur Übertragung eines PWM-Signals, wobei eine der drei Verbindungsleitungen als bi-direktionale Kommunikationsleitung ausgebildet ist, um ein PWM-Signal zur Drehzahlregelung des EC-Motors (8) zu übertragen.

Interface (10) between a control electronics (1) of a device and a galvanically isolated motor electronics (2) of an EC motor (8) with exactly three interface connections (32, 35, 45) for power supply and for transmitting a PWM signal, said one of the three connection lines is formed as a bi-directional communication line to transmit a PWM signal for speed control of the EC motor (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle einer Kommutierungselektronik zur Regelung von Gleichstrommotoren, insbesondere von Gleichstrommotoren von Ventilatoren.The invention relates to an interface of a commutation electronics for controlling DC motors, in particular DC motors of fans.

Drehzahlgeregelte bürstenlose Gleichstrommotoren werden in der Industrie vielfältig eingesetzt, beispielhaft in drehzahlvariablen Verbrennungsluftgebläsen für moderne Gasheizgeräte. Die Ansteuerung dieser Gebläse von einer Steuerelektronik geschieht vielfach über eine standardisierte PWM-Schnittstelle, in der die Steuerelektronik ein PWM-Signal erzeugt, das in der Regel der gewünschten Motorleistung des Gebläses entspricht, z. B. ein PWM-Signal mit einem Tastverhältnis von 10% bedeutet eine Motorleistung von 10% der maximalen Motorleistung. Dabei lässt sich der erforderliche Tastgrad entsprechend den Anforderungen von der Steuerelektronik steuern.Variable speed brushless DC motors are widely used in industry, for example in variable speed combustion air blowers for modern gas heaters. The control of these blowers of an electronic control system is often done via a standardized PWM interface in which the control electronics generates a PWM signal, which generally corresponds to the desired motor power of the fan, z. B. a PWM signal with a duty cycle of 10% means an engine power of 10% of the maximum engine power. In this case, the required duty cycle can be controlled according to the requirements of the control electronics.

Die Steuerelektronik eines Gerätes ist dabei über eine Schnittstelle mit der Kommutierungselektronik zum Kommutieren des EC-Motors verbunden. Regelmäßig ist aus Schutzgründen zwischen der Steuerelektronik und der Kommutierungselektronik eine galvanische Trennung vorgesehen. Die galvanische Trennung kann dabei eingangsseitig im Schnittstellenbereich der Kommutierungselektronik angeordnet sein. Das PWM-Signal wird nach einer solchen galvanischen Trennung von einer im EC-Motor integrierten Elektronik erfasst und von der Motorkommutierungselektronik über einen Treiberbaustein in ein Ansteuersignal für die Motorwicklung umgewandelt.The control electronics of a device is connected via an interface with the commutation electronics for commutating the EC motor. Regularly, galvanic isolation is provided for reasons of protection between the control electronics and the commutation electronics. The galvanic isolation can be arranged on the input side in the interface region of the commutation electronics. After such a galvanic isolation, the PWM signal is detected by an electronic unit integrated in the EC motor and converted by the motor commutation electronics via a driver module into a drive signal for the motor winding.

Entsprechend der jeweiligen Last am Motor stellt sich eine bestimmte Drehzahl für das erhaltene Signal ein, die in der Regel über einen Hallsensor gemessen und über eine (weitere) galvanische Trennung hinaus an das Steuergerät übertragen wird. Das Steuergerät wertet diese Drehzahlinformation, die von den Hallsensoren der Kommutierungselektronik erhalten wird, aus und nimmt bei einer Abweichung zum Sollwert eine Anpassung des PWM-Signales vor.Depending on the particular load on the engine, a certain speed for the signal obtained, which is usually measured via a Hall sensor and transmitted via a (further) galvanic isolation addition to the control unit. The control unit evaluates this speed information, which is obtained from the Hall sensors of the commutation electronics, and assumes an adjustment of the PWM signal in the event of a deviation from the desired value.

Aufgrund der hohen Anzahl unterschiedlichster Applikationen wird versucht die Ansteuerung der Motoren über eine standardisierte PWM-Schnittstelle zu ermöglichen. Hierzu befindet sich die Kommutierungslektronik häufig direkt am Motor integriert. Das bedeutet aber, dass sich bei unterschiedlichen Motorleistungen die entsprechenden elektronischen Bauteile der Kommutierungslektronik unterscheiden. Betrachtet man ergänzend die Situation der Hersteller und Anwender, so ist es so, dass die Motorenhersteller motorenseitig die Kommutierungselektronik mit einer Schnittstelle für die Ansteuerelektronik bereitstellen. Die Ansteuerelektronik wiederum erfolgt kundenseitig oder von einem Dritten, regelmäßig aber nicht von dem Motorenhersteller. So stellt z. B. der Hersteller einer Kesselsteuerung die Ansteuerung für die Kommutierungselektronik des Motors eines Ventilators bereit, der im Heizkessel verwendet wird. Somit ergibt sich eine Schnittstelle zwischen der motorseitigen Kommutierungselektronik und der anwenderseitigen Steuerungselektronik. Wenn z. B. Kesseltypabhängig das Sollwertsignal für den Ventilator als PWM-Signal vorgegeben ist, muss der Motorhersteller dieses in eine entsprechende Drehzahl umsetzen.Due to the large number of different applications, it is attempted to enable the control of the motors via a standardized PWM interface. For this purpose, the Kommutierungslektronik is often integrated directly on the engine. However, this means that the corresponding electronic components of the commutation electronics differ with different engine powers. If one additionally considers the situation of the manufacturers and users, then it is the case that the motor manufacturers provide the commutation electronics with an interface for the control electronics on the motor side. In turn, the control electronics are provided by the customer or by a third party, but not regularly by the engine manufacturer. So z. As the manufacturer of a boiler control, the control for the commutation of the engine of a fan ready, which is used in the boiler. This results in an interface between the motor-side commutation and the user-side control electronics. If z. B. Boiler type dependent the setpoint signal for the fan is specified as a PWM signal, the engine manufacturer must convert this into a corresponding speed.

Um die Vielfalt der Kombinationsmöglichkeiten abzudecken, ist eine Vielzahl von Doppelfunktionen in den Steuerungen vorhanden.To cover the variety of possible combinations, a variety of dual functions in the controls available.

Befindet sich die Kommutierungslektronik am Motor, sind bei unterschiedlichen erforderlichen Motorleistungen die entsprechenden elektronischen Bauteile unterschiedlich auf der Seite der Motorsteuerung, die Ansteuerelektronik (d. h. Kundenseite) wie zum Beispiel eine Kesselsteuerung bleibt aber prinzipiell gleich, da die Solldrehzahl als PWM-Signal vorgegeben wird.If the commutation electronics are on the motor, the corresponding electronic components are different on the engine control side for different required engine outputs, but the control electronics (ie customer side), such as a boiler control, remain basically the same since the setpoint speed is specified as the PWM signal.

Somit sind die Steuerungen insgesamt nicht optimiert und auch teuer und aufwendig.Thus, the controls are not optimized overall and also expensive and expensive.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei Ausführen mit am Motor integrierter Kommutierungselektronik die Anschlusskabel für die Netzspannung und Steuersignale durch ihr Gewicht und ihre Steifigkeit die Schwingungsdämpfer des Motors belasten und die Schwingungseigenschaften beeinflussen.A further disadvantage is that, when executed with commutation electronics integrated in the motor, the connecting cables for the mains voltage and control signals load the vibration dampers of the motor by their weight and their rigidity and influence the vibration characteristics.

Wünschenswert wären daher eine Reduzierung der Anschlussleitungen zwischen einem Steuergerät und der Kommutierungselektronik sowie eine Reduzierung der Kosten benötigter elektronischer Bauteile in der Ansteuerelektronik und Kommutierungselektronik. Weiter wäre es wünschenswert das Variantenmanagement für Gebläse mit unterschiedlichen (elektrischen) Leistungen derart zu vereinfachen, dass es keine anwenderseitige Adaption der Ansteuerelektronik erfordert.It would therefore be desirable to reduce the connection lines between a control unit and the commutation and a reduction in the cost of required electronic components in the control electronics and commutation. Further, it would be desirable to simplify the variant management for fans with different (electrical) services in such a way that it requires no user-side adaptation of the control electronics.

Eine naheliegende technische Lösung bestünde in der kompletten Integration aller elektronischen Funktionen der Kommutierungselektronik der Motoren von z. B. Lüftern direkt in die applikationsseitige Steuerelektronik. Gerade das ist aber nicht gewünscht für EC-Motoren mit integrierter Kommutierungselektronik.An obvious technical solution would be the complete integration of all electronic functions of the commutation of the engines of z. B. fans directly into the application-side control electronics. But that's not what you want for EC motors with integrated commutation electronics.

Weiter nachteilig ist der Umstand, dass von der Steuerelektronik dann an den Motor schnelle Schaltsignale übertragen werden müssen, die insbesondere bei langen Leitungen über die Leitungslänge Störstrahlung aussenden können und wiederum umfangreiche und kostenintensive Entstörmaßnahmen und EMV-Schutzmaßnahmen erforderlich machen. Weiterhin müsste dazu die Steuerelektronik an den jeweiligen Motor angepasst werden: z.B. an die elektrische Leistungsaufnahme des Motors. Somit entsteht eine hohe Varianz bei den applikationsseitigen Steuergeräten, was unerwünscht und teuer ist.Another disadvantage is the fact that from the control electronics then fast switching signals must be transmitted to the engine, which can emit interference especially on long lines on the line length and turn Comprehensive and costly anti-interference measures and EMC protection measures required. Furthermore, the control electronics would have to be adapted to the respective motor: for example, to the electrical power consumption of the engine. This creates a high variance in the application-side control units, which is undesirable and expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine optimierte und verbesserte PWM-Schnittstelle zwischen einer Steuerelektronik und einer Kommutierungselektronik eines EC-Motors vorzuschlagen, die dennoch ein hohes Maß an Flexibilität ermöglicht.The invention is therefore based on the object to overcome the aforementioned disadvantages and to propose an optimized and improved PWM interface between an electronic control system and a commutation of an EC motor, which nevertheless allows a high degree of flexibility.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the features of claim 1.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht in einer PWM-Schnittstelle zwischen dem Steuergerät und Motorelektronik in der insbesondere die galvanische Trennung zwischen Steuergerät und Motorelektronik, so angeordnet wird, dass nur noch drei Verbindungsleitungen der Schnittstelle benötigt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese nur auf einem gemeinsamen Spannungspotential gegenüber einem Referenzpotential liegen.A basic idea of the invention consists in a PWM interface between the control unit and engine electronics in which, in particular, the electrical isolation between the control unit and engine electronics is arranged so that only three connection lines of the interface are required. It is particularly advantageous if they are only at a common voltage potential with respect to a reference potential.

Erfindungsgemäß sind die Verbindungsleitungen der Schnittstelle zur Spannungsversorgung und zur Übertragung eines PWM-Signals so ausgebildet, dass eine der drei Verbindungsleitungen als bi-direktionale Kommunikationsleitung ausgebildet ist, um ein PWM-Signal zur Drehzahlregelung des EC-Motors an die Kommutierungselektronik zu übertragen.According to the invention, the connecting lines of the interface for supplying voltage and for transmitting a PWM signal are designed so that one of the three connecting lines is designed as a bidirectional communication line in order to transmit a PWM signal for speed control of the EC motor to the commutation electronics.

Durch eine geeignete Funktionsaufteilung der Steuerelektronik und Kommutierungselektronik der Motorelektronik ist es auch möglich nur langsame Signale (Soll-Wertsignale für die Drehzahl) zu übertragenBy a suitable division of functions of the control electronics and commutation of the engine electronics, it is also possible to transmit only slow signals (target value signals for the speed)

Langsame Signale im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche Signale, die um wenigstens den Faktor 8, vorzugsweise den Faktor 10 unter der Übertragungsgeschwindigkeit der PWM-Signale liegen (z. B. Sollwert-Signale 2 kHz und PWM-Signale 200 kHz).Slow signals in the sense of the present invention are signals which are at least the factor 8th , preferably the factor 10 below the transmission speed of the PWM signals (eg setpoint signals 2 kHz and PWM signals 200 kHz).

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass nur die Steuerungselektronik über einen Netzspannungsanschluss verfügt, während die Motorsteuerung über die Schnittstelle mit der benötigten Spannung versorgt wird.According to an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that only the control electronics has a mains voltage connection, while the motor control is supplied via the interface with the required voltage.

Weiter vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der die Steuerungselektronik über einen Gleichrichter eine gleichgerichtete Spannung, vorzugsweise gefilterte und gesiebte Gleichspannung für die Motorelektronik bereitstellt. Hierzu stellt die Schnittstelle zwei Verbindungen für das Bezugspotential und das Gleichspannungspotential bereit.Further advantageous is an embodiment in which the control electronics via a rectifier provides a rectified voltage, preferably filtered and filtered DC voltage for the engine electronics. For this purpose, the interface provides two connections for the reference potential and the DC potential.

Hierbei ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine Schnittstellenverbindung das Bezugspotential, das am Ausgang des Gleichrichters aus einer Netzspannung, die am Netzspannungsanschluss anliegt, gebildet wird, der Motorelektronik bereitstellt. Durch diese Maßnahme kann bereits ein aufwändiges Schaltnetzteil bzw. zusätzlicher Gleichrichter eingespart werden.In this case, it is advantageously provided that an interface connection provides the reference potential, which is formed at the output of the rectifier from a mains voltage which is present at the mains voltage connection, which provides engine electronics. By this measure, a complex switching power supply or additional rectifier can already be saved.

Es ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, das Bezugspotential über die Schnittstellenverbindung der Schnittstelle einem Treiberbaustein der Motorelektronik direkt zuzuführen, was eine besonders kompakte und kostengünstige Lösung ermöglicht.It is further provided in a preferred embodiment of the invention, the reference potential via the interface connection of the interface to supply a driver module of the engine electronics directly, which allows a particularly compact and cost-effective solution.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungselektronik ferner eine galvanische Trenneinrichtung, vorzugsweise ausgebildet als Optokoppler, besitzt, von der eine Schnittstellenverbindung zur Übertragung des Sollwertsignals für die Drehzahlregelung zur Motorelektronik führt. Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn eine oder die vorgenannte Schnittstellenverbindung zur Übertragung des Soll-Wertsignals für die Drehzahlregelung als eine bi-direktionale Verbindung ausgebildet ist, um erfasste Ist-Wertsignale der Drehzahl des Motors von der Motorelektronik über die gleiche Verbindung (mit entgegengesetzter Signalflussrichtung) an die Steuerungselektronik zu übertragen. Je nach Signalaufbereitung der Soll- und Ist-Wertsignale lässt sich eine synchrone Datenkommunikation realisieren.According to an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the control electronics further has a galvanic isolating device, preferably designed as an optocoupler, from which leads an interface connection for transmitting the setpoint signal for the speed control to the engine electronics. It is particularly advantageous if one or the aforementioned interface connection for transmitting the desired value signal for the speed control is designed as a bi-directional connection to detected actual value signals of the speed of the motor of the engine electronics via the same connection (with opposite Signal flow direction) to the control electronics. Depending on the signal conditioning of the setpoint and actual value signals, synchronous data communication can be realized.

Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn die zuvor genannte bi-direktional ausgelegte Schnittstellenverbindung zur Übertragung des Soll-Wertsignals direkt an eine Kommutierungselektronik der Motorsteuerung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Soll-Wertsignal z. B. über den Optokoppler auf die besagte bi-direktionale Verbindungsleitung ausgegeben werden und über die Schnittstelle der Kommutierungselektronik unmittelbar zugeführt werden, die das Signal zur Kommutierung verarbeitet und über einen Treiberbaustein als Steuersignal dem Motor zugeführt wird.It is further provided with advantage if the aforementioned bi-directionally designed interface connection for transmitting the desired value signal is formed directly to a commutation of the engine control. In this way, the desired value signal z. B. are output via the optocoupler on said bi-directional connection line and are supplied directly via the interface of the commutation, which processes the signal for commutation and is supplied via a driver module as a control signal to the motor.

Mit der Idee der vorliegenden Erfindung erfolgt eine räumliche und funktionale Aufteilung, wodurch die Steuerungselektronik und die Motorelektronik auf räumlich voneinander vollständig getrennten Leiterplatten angeordnet sind und nur über die Schnittstelle miteinander elektrisch und signaltechnisch verbunden sind, allerdings auf gemeinsame Systemressourcen zugreifen können oder diese nutzen.With the idea of the present invention, there is a spatial and functional division, whereby the control electronics and the engine electronics are arranged on physically completely separate circuit boards and are connected to each other only electrically and signal technically via the interface, but on common Access or use system resources.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt.Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIG.

Es zeigen:

• 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte schematische Schaltungsanordnung mit einer externen Steuerung, einer Schnittstelle und einer Motorsteuerung und
• 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer externen Steuerung, einer Schnittstelle und einer Motorsteuerung.

Show it:

• 1 a known from the prior art schematic circuit arrangement with an external control, an interface and a motor control and
• 2 a circuit arrangement according to the invention with an external control, an interface and a motor control.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 näher erläutert.In the following, the invention will be described with reference to FIGS 1 and 2 explained in more detail.

Die 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte schematische Schaltungsanordnung mit einer externen Steuerungselektronik 1, einer Schnittstelle 10 und einer Motorsteuerung 2 für den EC-Motor 8 eines Gebläses.The 1 shows a known from the prior art schematic circuit arrangement with an external control electronics 1 , an interface 10 and a motor controller 2 for the EC motor 8th a blower.

In der Steuerungselektronik 1 wird herkömmlich ein PWM-Signal erzeugt und über die Verbindungsleitung 45 erzeugt und nach einer galvanischen Trennung 61 von der im Gebläse integrierten Motorelektronik 2 erfasst und von der Motorkommutierungselektronik 62 über einen Motortreiber (Treiberbaustein) 7 in ein Ansteuersignal 71 für den Motor 8 umgewandelt.In the control electronics 1 Conventionally, a PWM signal is generated and via the connection line 45 generated and after a galvanic isolation 61 from the engine electronics integrated in the blower 2 captured and from the motor commutation electronics 62 via a motor driver (driver block) 7 in a drive signal 71 for the engine 8th transformed.

Entsprechend der jeweiligen Last des Gebläses entsteht eine Drehzahl, die in der Regel über einen Hallsensor 9 gemessen und über eine galvanische Trennung 63 an das Steuerungselektronik 1 über die Schnittstelle 10 und zwar die Verbindungsleitung 46 übertragen wird. Das Steuergerät wertet diese Drehzahlinformation aus.Depending on the respective load of the fan, a speed is generated, which is usually via a Hall sensor 9 measured and via a galvanic isolation 63 to the control electronics 1 over the interface 10 namely the connection line 46 is transmitted. The control unit evaluates this speed information.

Bei der Anordnung nach 1 besitzt sowohl die externe Steuerungselektronik 1 einen Netzspannungsanschluss 30 und auch die Motorelektronik 2 einen Netzspannungsanschluss 50. Es sind eine galvanische Trennung 61 und eine zweite galvanische Trennung 63 in der Motorsteuerung 2 vorgesehen. Die eine galvanische Trennung 61 dient der Trennung der Übertragungsstrecke von der Steuerungselektronik 1 zur Motorsteuerung 2 und die zweite galvanische Trennung 63 ist erforderlich zur Trennung der Übertragungsstrecke der Drehzahlübertragung an die Steuerungselektronik 1. Ferner stellt die Steuerungselektronik 1 eine interne Versorgungsspannung 31 bereit und wird diese am Eingang des Spannungswandlers 4 eingespeist. In ähnlicher Weise stellt der Spannungswandler 51 eine interne Versorgungsspannung 52 der Motorkommutierungselektronik bereit.In the arrangement according to 1 owns both the external control electronics 1 a mains voltage connection 30 and also the engine electronics 2 a mains voltage connection 50 , It is a galvanic isolation 61 and a second galvanic isolation 63 in the engine control 2 intended. The one galvanic isolation 61 serves to separate the transmission path from the control electronics 1 for engine control 2 and the second galvanic isolation 63 is required to separate the transmission path of the speed transmission to the control electronics 1 , Furthermore, the control electronics 1 an internal supply voltage 31 ready and will this at the input of the voltage converter 4 fed. Similarly, the voltage converter 51 an internal supply voltage 52 the motor commutation electronics ready.

Die Regelungselektronik 4 erzeugt mittels des Drehzahlreglers 42 über eine Treiberstufe 44 aus der Soll-Drehzahl 41 das PWM-Signal für die Drehzahlregelung des Motors 8. Die Regelungselektronik 4 erhält ferner die IstDrehzahl über die Rückleitung 46. Hierzu ist ein Drehzahlgeber 9 (Hallsensor) vorgesehen.The control electronics 4 generated by means of the speed controller 42 via a driver stage 44 from the target speed 41 the PWM signal for the speed control of the motor 8th , The control electronics 4 also receives the actual speed via the return line 46 , For this purpose, a speed sensor 9 (Hall sensor) provided.

Im Vergleich dazu zeigt die 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, ebenfalls mit einer externen Steuerung 1, einer Schnittstelle 10 und einer Motorsteuerung 2. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren zeigen auf gleiche strukturelle bzw. funktionale Merkmale hin. Wie zu erkennen ist, benötigt diese Anordnung lediglich einen Netzanschluss 30 an der Steuerungselektronik 1.In comparison, the shows 2 an embodiment of a circuit arrangement according to the invention, also with an external control 1 , an interface 10 and a motor controller 2 , Like reference numerals in the figures indicate similar structural or functional features. As can be seen, this arrangement requires only a mains connection 30 on the control electronics 1 ,

Die Schnittstelle 10 umfasst drei Schnittstellenverbindungen 32, 35 und (45, 46) zwischen der Steuerungselektronik 1 und einer Motorelektronik 2, wobei die Spannungsversorgung der Steuerungselektronik 1 als gleichgerichtete Netzspannung der Motorelektronik 2 über die Schnittstellenverbindung 32 zugeführt wird. Die Schnittstellenverbindungen 32, 45 zwischen der Steuerungselektronik 1 und der Motorelektronik 2 befinden sich auf einem gemeinsamen relativen Spannungspotential gegenüber dem Bezugspotential an der Schnittstellen-verbindung 35. Ferner benötigt die so ausgelegte Anordnung dadurch auch nur eine galvanische Trenneinrichtung 44. Das Bezugszeichen 46 betrifft die gleiche Verbindungsleitung, wie das Bezugszeichen 45 und stellt eine bi-direktionale Verbindungsleitung als Kommunikationsverbindung dar.the interface 10 includes three interface connections 32 . 35 and ( 45 . 46 ) between the control electronics 1 and an engine electronics 2 , wherein the power supply of the control electronics 1 as a rectified mains voltage of the engine electronics 2 via the interface connection 32 is supplied. The interface connections 32 . 45 between the control electronics 1 and the engine electronics 2 are at a common relative voltage potential to the reference potential at the interface connection 35 , Furthermore, the arrangement thus designed also requires only a galvanic separator 44 , The reference number 46 relates to the same connection line as the reference numeral 45 and represents a bi-directional connection line as a communication connection.

Das aus dem Stand der Technik bekannt PWM-Signal mit Drehzahlrückmeldung wird in der Ausführung nach 2 ersetzt durch diese bidirektionale Kommunikationsschnittstellenverbindung 45, 46 zwischen der Regelungselektronik 4 und Motorkommutierungselektronik 6, die sowohl den Drehzahlsollwert wie auch den Ist-Wert vom Drehzahlgeber 9 des Motors 8 digital überträgt. Da nicht mehr kontinuierlich ein PWM-Signal mit steilen Flanken übertragen werden muss, sondern lediglich ein Soll-Wert für die Drehzahl, der von der Kommutierungselektronik 6 über den Motortreiber 7 direkt in ein Steuersignal 71 für den Motor 8 umgesetzt wird, können vergleichsweise langsame Signale übertragen werden. Das ermöglicht auch die Verwendung von langsameren preiswerteren Optokoppler für die galvanische Trennung. Dabei ist der Spannungsbezug über die Verbindung 35 für die Kommunikationsschnittstelle der gleiche wie für die gleichgerichtete Netzspannung an der Verbindung 32. Die galvanische Trennung geschieht in der Weise, dass das Kommunikationssignal netzspannungsgebunden ist, das heißt es kann über das gleiche Kabel geführt werden, wie die Versorgungsspannung der Motorelektronik 2. Es kommt zu keiner Durchmischung von Kleinspannungs- und Netzspannungssignalen und die Kommunikation erfordert somit nur eine zusätzliche Verbindungsleitung.The well-known from the prior art PWM signal with speed feedback is in the embodiment after 2 replaced by this bidirectional communication interface connection 45 . 46 between the control electronics 4 and motor commutation electronics 6 , which both the speed setpoint and the actual value from the speed sensor 9 of the motor 8th digitally transmits. Since no longer a PWM signal with steep edges must be transmitted, but only a target value for the speed of the commutation electronics 6 over the motor driver 7 directly into a control signal 71 for the engine 8th is implemented, relatively slow signals can be transmitted. This also allows the use of slower, cheaper optocouplers for galvanic isolation. Here is the voltage reference via the connection 35 the same for the communication interface as for the rectified line voltage at the connection 32 , The galvanic isolation is done in such a way that the communication signal is mains voltage-bound, that is, it can be performed on the same cable as the supply voltage of the engine electronics 2 , There is no mixing of low voltage and mains voltage signals and the communication thus requires only an additional connection line.

Claims (12)

Schnittstelle (10) zwischen einer Steuerungselektronik (1) eines Gerätes und einer davon galvanisch getrennten Motorelektronik (2) eines EC-Motors (8) mit genau drei Schnittstellenverbindungen (32, 35, 45) zur Spannungsversorgung und zur Übertragung eines PWM-Signals, wobei eine der drei Verbindungsleitungen als bi-direktionale Kommunikationsleitung ausgebildet ist, um ein PWM-Signal zur Drehzahlregelung des EC-Motors (8) zu übertragen.Interface (10) between a control electronics (1) of a device and a galvanically isolated motor electronics (2) of an EC motor (8) with exactly three interface connections (32, 35, 45) for power supply and for transmitting a PWM signal, said one of the three connection lines is formed as a bi-directional communication line to transmit a PWM signal for speed control of the EC motor (8). Schnittstelle (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenverbindungen (32, 35, 45) auf einem gemeinsamen Spannungspotential liegen.Interface (10) according to Claim 1 , characterized in that the interface connections (32, 35, 45) are at a common voltage potential. Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Steuerungselektronik (1) über einen Netzspannungsanschluss (30) verfügt.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that only the control electronics (1) has a mains voltage connection (30). Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik (1) über einen Gleichrichter (30) eine gleichgerichtete Spannung für die Motorelektronik (2) bereitstellt.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control electronics (1) via a rectifier (30) provides a rectified voltage for the engine electronics (2). Schnittstelle (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstellenverbindung (35) das Bezugspotential, das am Ausgang des Gleichrichter (30) aus einer Netzspannung am Netzspannungsanschluss (30) gebildet wird, der Motorelektronik (2) bereitstellt.Interface (10) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that an interface connection (35) the reference potential, which is formed at the output of the rectifier (30) from a mains voltage at the mains voltage terminal (30), the engine electronics (2) provides. Schnittstelle (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugspotential über die Schnittstellenverbindung (35) der Schnittstelle (10) einem Treiberbaustein (7) der Motorelektronik (2) zugeführt wird.Interface (10) according to Claim 5 , characterized in that the reference potential via the interface connection (35) of the interface (10) to a driver module (7) of the engine electronics (2) is supplied. Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik (1) eine galvanische Trenneinrichtung (44), vorzugsweise ausgebildet als Optokoppler, besitzt, von der eine Schnittstellenverbindung (44, 45) zur Übertragung des Sollwertsignals für die Drehzahlregelung zur Motorelektronik (2) führt.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control electronics (1) has a galvanic isolating device (44), preferably designed as an optocoupler, from which an interface connection (44, 45) for transmitting the reference value signal for the speed control Motor electronics (2) leads. Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder der Schnittstellenverbindung (44, 45) zur Übertragung des Soll-Wertsignals für die Drehzahlregelung als bi-direktionale Verbindung ausgebildet ist, um erfasste Ist-Wertsignale der Drehzahl des Motors (8) von der Motorelektronik (2) an die Steuerungselektronik (1) zu übertragen.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that one or the interface connection (44, 45) for transmitting the desired value signal for the speed control is designed as a bi-directional connection to detected actual value signals of the rotational speed of the motor ( 8) from the engine electronics (2) to the control electronics (1). Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die bi-direktional ausgelegte Schnittstellenverbindung (44, 45) aus Anspruch 8 zur Übertragung des Soll-Wertsignals direkt an eine Kommutierungselektronik (6) der Motorsteuerung (2) ausgebildet ist.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that one or the bi-directionally designed interface connection (44, 45) Claim 8 for transmitting the desired value signal directly to a commutation electronics (6) of the motor control (2) is formed. Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Treiberbaustein (7) der Motorelektronik (2) das Soll-Wertsignal für die Drehzahl über eine in der Motorsteuerung (2) vorgesehene Kommutierungselektronik (6) zugeführt wird.Interface (10) according to one of the preceding Claims 6 to 9 , characterized in that the driver module (7) of the engine electronics (2), the target value signal for the rotational speed via a in the engine control (2) provided commutation (6) is supplied. Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik (1) und die Motorelektronik (2) auf räumlich voneinander vollständig getrennten Leiterplatten angeordnet sind und nur über die Schnittstelle (10) miteinander elektrisch und signaltechnisch verbunden sind.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control electronics (1) and the motor electronics (2) are arranged on spatially completely separate circuit boards and are connected to each other only via the interface (10) electrically and signal technically. Schnittstelle (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsgeschwindigkeit der Sollwert-Signale, um wenigstens den Faktor 8, vorzugsweise den Faktor 10 unter der Übertragungsgeschwindigkeit der PWM-Signale liegen.Interface (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission speed of the setpoint signals are at least a factor of 8, preferably a factor of 10 below the transmission speed of the PWM signals.

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