DE4025470C2 - Schaltungsanordnung für einen bürstenlosen dreisträngigen Gleichstrommotor - Google Patents
Schaltungsanordnung für einen bürstenlosen dreisträngigen GleichstrommotorInfo
- Publication number
- DE4025470C2 DE4025470C2 DE4025470A DE4025470A DE4025470C2 DE 4025470 C2 DE4025470 C2 DE 4025470C2 DE 4025470 A DE4025470 A DE 4025470A DE 4025470 A DE4025470 A DE 4025470A DE 4025470 C2 DE4025470 C2 DE 4025470C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- transistor
- power mosfets
- voltage source
- bridges
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/24—Arrangements for stopping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen
bürstenlosen dreisträngigen Gleichstrommotor mit einem
Wechselrichter, dessen obere und untere Halbbrücken je
Brückenzweig je einen Leistungs-MOSFET aufweisen, mit je
einem Treiber je Leistungs-MOSFET mit einem Eingang und mit
einem mit dem Gate des Leistungs-MOSFET verbundenen Ausgang,
sowie mit einem ersten und einem zweiten Spannungsversor
gungsanschluß, mit je einer an einer Spannungsquelle lie
genden Reihenschaltung je Brückenzweig aus einer Diode,
einem Kondensator und einem Widerstand, mit einer Verteiler
schaltung, an deren Eingänge von einem Rotorstellungsdetek
tor erzeugte Positionssignale und an deren Ausgänge aus die
sen für die Ansteuerung der Leistungs-MOSFETs aufbereitete
rotorstellungsabhängige Ausgangssignale gelangen, wobei
jeder Treiber der oberen Halbbrücken mit dem ersten Span
nungsversorgungsanschluß über die Diode mit einem Pol der
Spannungsquelle in Verbindung steht und mit dem zweiten
Spannungsversorgungsanschluß am gemeinsamen Verbindungspunkt
der Leistungs-MOSFETs in einem Brückenzweig verbunden ist,
und wobei der Kondensator an den ersten und den zweiten
Spannungsversorgungsanschluß angeschlossen ist, um so je
weils eine schwebende Spannungsquelle für die Ansteuerung
der Leistungs-MOSFETs der oberen Halbbrücken zu schaffen.
Bürstenlose Motoren können für eine sehr hohe Lebensdauer
ausgelegt sein und eignen sich gut zur Verwendung in wie
deraufladbaren, motorbetriebenen Werkzeugen, bei Industrie
robotern und anderem.
Da die Lebensdauer bürstenloser Motoren nur durch die Halt
barkeit des Rotorwellenlagers begrenzt wird, haben sie in
den letzten Jahren eine breite Anwendung gefunden. Jedoch
besteht noch ein Bedarf nach einer Schaltungsanordnung, mit
welcher der Anlauf und das Abbremsen eines bürstenlosen
Motors in hervorragender Weise gesteuert werden können.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist
beispielsweise in dem folgenden Artikel von Jahns u. a. be
schrieben: "Integrated Current Regulation for a Brushless
ECM Drive" in IEEE Transaction Power Electronics, Band 6,
Nr. 1, Januar 1991, Seiten 117 bis 126 (Manuskript 1989
präsentiert). Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wer
den die Leistungs-MOSFETs auf die übliche Weise stets nur so
angesteuert, daß während eines jeweiligen Zeitintervalls
insgesamt nicht mehr als zwei dieser MOSFETs eingeschaltet
sind, wobei jeweils einer der oberen und einer der unteren
MOSFETs eingeschaltet sind. Das jeweilige Motor-Drehmoment
wird durch eine entsprechende Pulsbreitenmodulation der
Amplitude der Phasenströme eingestellt. Mit dieser Schal
tungsanordnung läßt sich somit zwar die Drehgeschwindigkeit
des Motors steuern. Irgendwelche Maßnahmen für ein schnel
les, einfaches Abbremsen des Motors sind jedoch nicht vor
gesehen.
In der DE 36 14 093 A1 ist eine Vorrichtung zum Abbremsen
eines bürstenlosen Gleichstrommotors beschrieben, bei der
für eine jeweilige Motorabbremsung die Leistungsschalter in
einer Brückenhälfte geschlossen werden, um damit einen Kurz
schluß der dreiphasigen Wicklungen herbeizuführen. Zur
Steuerung des Abbremsvorgangs ist jedoch eine relativ kom
plexe Logikschaltung erforderlich, die ständig mit Strom zu
versorgen ist. Der zur Abbremsung erforderliche Schaltungs
aufwand ist demnach relativ hoch.
Bei einer aus der US-PS 46 86 436 bekannten Schaltungsanord
nung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor sind die beiden
in Reihe geschalteten Leistungs-MOSFETs der jeweiligen Wech
selrichter-Brückenzweige mit einer ersten Spannungsquelle
verbunden, während die zugeordneten Treiber an eine davon
getrennte Niederspannungsquelle angeschlossen sind. Den
Treibern der oberen Halbbrücken ist jeweils ein Reihenkreis
aus einem Widerstand und der Laststrecke eines Transistors
zugeordnet, über den sie in Abhängigkeit von Signalen
gesteuert werden, die repräsentativ für die Rotorstellung
sind. Dieser Serienkreis ist ebenfalls an die Klemmen der
zusätzlichen Niederspannungsquelle angeschlossen. Irgend
welche Maßnahmen für eine Schnellabschaltung sind auch hier
nicht vorgesehen. Von Nachteil ist ferner, daß stets zwei
voneinander verschiedene Spannungsquellen erforderlich
sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan
ordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei
geringem Schaltungsaufwand eine zuverlässige und sichere
Schnellabbremsung des Motors gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je
Brückenzweig eine zur Reihenschaltung aus Widerstand und
Kondensator parallelliegende weitere Reihenschaltung aus
einem weiteren Widerstand und der Laststrecke eines Transi
stors vorgesehen ist, daß die Basen der Transistoren mit
ersten Ausgängen und die Eingänge der Treiber der unteren
Halbbrücken mit zweiten Ausgängen der Ausgänge der Vertei
lerschaltung verbunden sind, daß je Brückenzweig ein weite
rer Verbindungspunkt zwischen dem weiteren Widerstand und
der Laststrecke des Transistors mit jeweils dem Eingang des
Treibers der oberen Halbbrücken verbunden ist, daß die Aus
gänge der Verteilerschaltung und die Transistoren derart
ausgebildet sind, daß die Ausgänge der Verteilerschaltung
auf niedrigem und die weiteren Verbindungspunkte auf hohem
Pegel liegen, wenn die Spannungsquelle ausgeschaltet ist,
wodurch nach Ausschalten der Spannungsquelle alle Lei
stungs-MOSFETs der unteren Halbbrücken in den sperrenden
Zustand und alle Leistungs-MOSFETs der oberen Halbbrücken
aufgrund der Restladung in den Kondensatoren in den leiten
den Zustand gelangen und dadurch der Rotor einer abrupten
Abbremskraft unterworfen wird.
Aufgrund dieser Ausbildung ist der für den Abbremsmodus des
bürstenlosen Motors zusätzlich erforderliche Schaltungsauf
wand auf ein Minimum herabgesetzt. Die Abbremsung erfolgt
durch einen Kurzschluß der Phasenwicklungen. Für den Betrieb
einschließlich der Abbremsung ist eine einzige Spannungs
quelle ausreichend.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausfüh
rungsvarianten der Erfindung angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der
Schaltungsanordnung für bürstenlose Motoren;
Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht des bürstenlosen
Motors, welcher mit der Schaltungsanordnung nach
Fig. 1 versehen ist;
Fig. 3(a) bis 3(e)
zeigen als Kurvendiagramme den Betriebszustand
einzelner Teile der Schaltungsanordnung nach Fig. 1;
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungs
form der Schaltungsanordnung;
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungs
form der Schaltungsanordnung;
Fig. 6 und 7 sind Kurvendiagramme zur Erläuterung des Be
triebs der in den Fig. 5 und 1 gezeigten
Schaltungsanordnungen;
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausfüh
rungsform der Schaltungsanordnung und
Fig. 9 ist ein Kurvendiagramm zur Erläuterung des Be
triebs der Schaltungsanordnung nach Fig. 8.
In Fig. 1 ist eine Verteilerschaltung 11 an drei Hall-Effekt-
Elemente HU, HV und HW angeschlossen. Die Hall-Effekt-Elemen
te HU, HV und HW sind in Winkelabständen von 60° bezüglich
der Drehachse eines Rotors Rt eines bürstenlosen Motors an
geordnet, wie in Fig. 2 gezeigt, und liefern Ausgangssignale
abhängig von der magnetischen Flußdichte eines Magnetpols
oder eines Positions-Nachweismagnets des Rotors Rt mit Per
manentmagneten, welche vierpolig (in zwei Paaren von Nord-
Süd-Polen) unter Winkelabständen von 90° magnetisiert sind,
wobei die Hall-Effekt-Elemente diesen über einen Spalt ge
genüberliegen. Wie in den Fig. 3(a) bis 3(c) gezeigt,
bilden diese Ausgangssignale sinusförmige Spannungskurven,
welche wechselseitig um 2π/3 phasenversetzt sind, wobei die
Signale über die Verteilerschaltung 11 abgeleitet werden,
welche die für die Schaltungsanordnung des bürstenlosen Motors
erforderlichen Signale aufbereitet, und zwar eine Folge von
in den Fig. 3(d) bis 3(i) gezeigten Ausgangssignalen zum
Ansteuern jeweiliger Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr21, deren
erste drei und letzte drei jeweils in einer oberen und einer
unteren Reihe in Fig. 1 angeordnet sind, so daß sie in drei
Paaren jeweils an eine von dreiphasigen, bipolaren Spulen
LU, LV und LW angeschlossen sind. Die MOSFETs Tr19 bis Tr21
der unteren Reihe bilden Halbbrücken der Paare und werden an
ihrem Gate über die drei in den Fig. 3(e), 3(g) und 3(i)
gezeigten Ausgangssignale von den sechs Ausgangssignalen der
Verteilerschaltung 11 angesteuert, und zwar über Treiber bildende Transistor
brücken 13₄ bis 13₆, welche jeweils aus einer Kombination
eines NPN- mit einem PNP-Transistor bestehen. Wenn die drei
Ausgangssignale (e), (g) und (i) nach Fig. 3 der Verteiler
schaltung 11 ausgesteuert sind, sind auch die Ausgänge der
Transistorbrücken 13₄ bis 13₆ ausgesteuert, und die Lei
stungs-MOSFETs Tr19 bis Tr21 in der unteren Reihe der Halb
brücken der Paare sind eingeschaltet, während sie ausgeschal
tet sind, wenn die Ausgangssignale (e), (g) und (i) auf
niedrigem Pegel sind. Im einzelnen enthalten die Transistor
brücken 13₄ bis 13₆ jeweils eine Kombination aus einem von
NPN-Transistoren Tr7, Tr9 und Tr11 mit jeweils einem von
PNP-Transistoren Tr8, Tr10 und Tr12.
Die übrigen Ausgangssignale der Verteilerschaltung 11 nach
den Fig. 3(d), 3(f) und 3(h) dienen zum Ansteuern der
Gates der Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18 in der oberen
Reihe der Halbbrücken der Paare, und zwar über Transistoren
Tr13 bis Tr15, schwebende Spannungsquellen 12 1 bis 12 3 und
Treiber bildende Transistorbrücken 13 1 bis 13 3 welche jeweils eine Kombina
tion aus NPN- und PNP-Transistoren enthalten. Die Leistungs-
MOSFETs Tr16 bis Tr18 in der oberen Reihe sind jeweils mit
ihrem Source an den Drain der Leistungs-MOSFETs Tr19 bis
Tr21 in der unteren Reihe angeschlossen, so daß das Poten
tial der Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18 der oberen Reihe
bezüglich des Erdpotentials mit den Betriebszuständen EIN
und AUS der Leistungs-MOSFETs Tr19 bis Tr21 der unteren
Reihe variiert. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß ein
Leistungs-MOSFET normalerweise nicht durchschaltet, bis min
destens eine vorbestimmte Spannung an seinen Elektroden
Gate und Drain liegt, so daß unterschiedliche Spannungsquel
len für die Leistungs-MOSFETs in der oberen und der unteren
Reihe benötigt werden, was durch schwebende Spannungs
quellen 12 1 bis 12 3 geschieht, die
jeweils einen ladungssammelnden Kon
densator C1 bis C3 und einen Widerstand R12 bis R14 enthalten, wobei die
Kondensatoren C1 bis C3 jeweils in Reihe mit Dioden D1 bis
D3 geschaltet sind, welche einen Stromrückfluß verhindern.
Die Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18 der oberen Reihe werden
an ihren Gates durch die in den Kondensatoren C1 bis C3 ge
sammelte Ladung angesteuert, wobei die Kondensatoren über
die Widerstände R12 bis R14 von einem Erdpotential GND der
Schaltungsanordnung getrennt sind. Die Verteilerschaltung 11,
die schwebenden Spannungsquellen 12₁ bis 12₃ und die Transi
storbrücken 13 1 bis 13 6 bilden ein Steuersystem. Der bür
stenlose Motor wird dann schnell abgebremst, wenn
die drei Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18 der oberen Reihe
und die drei Leistungs-MOSFETs Tr19 bis Tr21 der unteren
Reihe der Halbbrücken der Paare in dem Steuersystem jeweils
simultan in einander entgegengesetzten Betriebszuständen
sind, d. h., die Transistoren auf der einen Seite einge
schaltet und die Transistoren auf der anderen Seite
ausgeschaltet sind.
Erfindungsgemäß dient ein
einzelner Steuerschalter zum Einschalten und Aus
schalten einer Spannungsquelle für die Schaltungsanordnung,
insbesondere für das Steuersystem. Im vorliegenden Fall
führt eine Unterbrechung der Energieversorgung von einer
Batterie B als Steuerspannungsquelle an die Schaltung durch
Ausschalten des Steuerschalters SW1 dazu, daß die Gate-Span
nung der Leistungs-MOSFETs TR19 bis Tr21 in der unteren
Reihe zunächst verschwindet und diese Transistoren alle aus
geschaltet sind. Als nächstes schalten die Transistoren Tr13
bis Tr15 zur Pegelumformung zwischen den schwebenden Span
nungsquellen 12 1 bis 123 zum Ansteuern der Leistungs-MOSFETs
Tr16 bis Tr18 in der oberen Reihe und der Verteilerschaltung
11 aus, entsprechend dem Verlust ihres Basisstroms, und drei
Paare von Totempfahl-Transistoren Tr1 und Tr2, Tr3 und Tr4
und Tr5 und Tr6 zum Ansteuern der Gates der Leistungs-
MOSFETs Tr16 bis Tr18 in der oberen Reihe gelangen in einen
Zustand, in dem ihre Basis jeweils mit einer der schwebenden
Spannungsquellen 12₁ bis 12₃ verbunden ist, worauf die Kon
densatoren C1 bis C3 in den drei schwebenden Spannungsquel
len 12₁ bis 12₃ in einem Zustand gehalten werden, in welchem
die Quellenspannung anliegt, ohne ihre angesammelte Ladung
zu entladen, auch wenn die Energieversorgung von der Batte
rie bzw. Spannungsquelle B unterbrochen wird, so daß die jeweiligen Totempfahl-
Transistoren an ihrer Basis über Widerstände R16, R22 und
R28 vorgespannt werden oder, mit anderen Worten, die NPN-
Transistoren Tr1, Tr3 und Tr5 in den Transistorbrücken 13₁
bis 13 3 eingeschaltet werden, während die PNP-Transistoren Tr2, Tr4
und Tr6 ausgeschaltet werden.
Gleichzeitig gelangt die Ladung in den schwebenden Spannungs
quellen 12 1 bis 12 3 an die Gates der jeweiligen MOSFETs
Tr16 bis Tr18 der oberen Seite und schaltet sie alle durch.
Im Gegensatz zu dem vorhergegangenen Ausschalten aller Lei
stungs-MOSFETs Tr19 bis Tr21 auf der unteren Seite werden
die Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18 auf der oberen Seite
alle eingeschaltet, die dreiphasigen bipolaren Spulen LU, LV
und LW werden kurzgeschlossen und der Motor wird einer vehe
menten Abbremskraft unterworfen.
In den Schaltkreis dieser Ausführungsform sind Widerstände
R1 und R2 zwischen die Hall-Effekt-Elemente HU, HV und HW
und die stromführenden Leiter eingesetzt, sowie weitere
Widerstände R3 bis R8 zwischen den jeweiligen Ausgangsan
schlüssen 1 bis 6 der Verteilerschaltung 11 und den strom
führenden Leitern. Vorspannungs-Widerstände R15, R21 und R27
sind jeweils an die Basis der Pegelumformungs-Transistoren
Tr13, Tr14 und Tr15 angeschlossen, ferner sind Vorspannungs-
Widerstände R18, R24, R30, R20, R26 und R32 jeweils an die
die Basis der die Treiber bildenden Transistorbrücken 13₁ bis 13₆ angeschlossen,
und Sammelwiderstände R17, R23, R29, R19, R25 und R31 sind
an die NPN-Transistoren Tr1, Tr3, Tr5, Tr7, Tr9 und Tr11 der
jeweiligen Transistorbrücken 13₁ bis 13₆ angeschlossen. Vor
zugsweise ist jeweils eine von Zenerdioden ZD1 bis ZD6 zwi
schen dem Gate und dem Source der Leistungs-MOSFETs Tr16
bis Tr21 eingesetzt.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher gleiche Bestandteile wie in der Ausführungsform nach
Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die
Besonderheit dieser Ausführungsform sind Dioden D4 bis D6,
welche auf der Seite der Kollektoren der PNP-Transistoren
Tr2, Tr4 und Tr6 bei den jeweiligen gate-ansteuernden Totem
pfahl-Transistoren für die Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18
eingesetzt sind. Im folgenden wird nur auf die Diode D4 Be
zug genommen, welche phasenmäßig den Transistoren Tr1, Tr2,
Tr7 und Tr8 und den Leistungs-MOSFETs Tr16 und Tr19 ent
spricht. Unter der Annahme, daß der MOSFET Tr19 der unteren
Reihe und der MOSFET Tr16 der oberen Reihe beide ausgeschal
tet sind, ist der PNP-Transistor Tr2 eingeschaltet, während
das Gate des Leistungs-MOSFETs Tr16 mit seinem Source ge
erdet ist. In diesem Fall ist der Transistor Tr13 durchge
schaltet, welcher gleichermaßen die Basis des Transistors
Tr1 und des Transistors Tr2 ansteuert, und die Transistoren
Tr1 und Tr2 sind über den Widerstand R18 mit der normalen
Erde GND verbunden. Dementsprechend ist das Potential der
Erde, an welcher der Leistungs-MOSFET Tr16 und der Transi
stor Tr2 gegenwärtig liegen, höher als das der normalen Erde
GND. Infolgedessen erhöht sich die Gefahr, daß ein Strom von
der Kollektorseite des PNP-Transistors Tr2 und dem Wider
stand R18 so abfließt, daß er in einer umgekehrten Richtung
bezüglich der normalen Stromflußrichtung durch den PNP-Tran
sistor fließt und damit den Transistor Tr2 zerstört. Ein
solchermaßen zerstörender Strom wird jedoch wirksam durch
die Diode D4 verhindert. Gleiches gilt für die verbleibenden
Dioden D5 und D6, welche den restlichen Phasen entsprechen.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher gleiche Bestandteile wie in Fig. 1 mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Ausführungsform sind
Strombegrenzerwiderstände Rs1 bis Rs3 jeweils in Reihe mit
einem der Kondensatoren C1 bis C3 an die schwebenden Span
nungsquellen 12₁ bis 12₃ angeschlossen, so daß der Ladestrom
der Kondensatoren C1 bis C3 dieser schwebenden Spannungsquellen
12 1 bis 12 3 über die Strombegrenzerwiderstände Rs1 bis Rs3
auf einen optimalen Wert begrenzt werden
kann. Hier kann der Ladestrom an die Kondensatoren C1 bis C3
so begrenzt werden, daß er unterhalb ihres Nennstroms liegt,
indem die Widerstandswerte der Strombegrenzerwiderstände Rs1
bis Rs3 geeignet gewählt werden, so daß die Kondensatoren C1
bis C3 wirksam vor Zerstörung geschützt sind. Fig. 6(a) zeigt
eine Gate-Spannung an den Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18
der oberen Reihe in dieser Ausführungsform, und Fig. 6(b)
zeigt einen Ladestrom der Kondensatoren C1 bis C3 der
schwebenden Spannungsquellen 12 1 bis 12 3, und zwar ebenfalls
bei dieser Ausführungsform. Demgegenüber zeigt Fig. 7(a) die
Gate-Spannung an den Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr18 der
oberen Reihe in der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 und
Fig. 7(b) zeigt den entsprechenden Ladestrom der Kondensato
ren C1 bis C3. Aus dem Vergleich dieser Figuren miteinander
wird deutlich, daß der Ladestrom der Kondensatoren C1 bis C3
wirkungsvoller in der zuletzt beschriebenen Ausführungsform
begrenzt werden kann, als in jener nach Fig. 1. Nebenbei
zeigt Fig. 6(b) den Ladestrom als Ergebnis einer Messung,
bei welcher der Widerstandswert der Strombegrenzerwiderstän
de Rs1 bis Rs3 mit 100 Ω und mit 470 Ω gewählt ist.
Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen, welche eine vierte
Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei welcher gleiche Be
standteile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind. Bei dieser Ausführungsform sind Strombegrenzerwider
stände Ra1 bis Ra6 jeweils zwischen die Emitter der Transi
storen Tr2, Tr4, Tr6, Tr8, Tr10 und Tr12 in den Transistor
brücken 13₁ bis 13₆ und die Gates der Leistungs-MOSFETs
Tr16 bis Tr21 eingesetzt, wodurch der bei Ausschalten der
Leistungs-MOSFETs Tr16 bis Tr21 erzeugte Ladungsfluß durch
die Strombegrenzerwiderstände Ra1 bis Ra6 begrenzt werden
kann und nicht direkt an die Erde gelangt, und die PNP-Tran
sistoren Tr1, Tr4, Tr6, Tr8, Tr10 und Tr12 werden wirksam
vor Zerstörung geschützt. Fig. 9 zeigt die Gate-Spannung und
den Gate-Strom der Leistungs-MOSFETs im Falle der vorlie
genden Ausführungsform (wiedergegeben durch die Kurven A)
und auch für den Fall der vorangegangenen Ausführungsform
nach Fig. 1 (wiedergegeben durch die Kurven B). Aus dem Ver
gleich der Kurven in Fig. 9 miteinander ist leicht zu sehen,
daß der Stromfluß nach Masse bei der in diesem Zusammenhang
beschriebenen Ausführungsform wirkungsvoller begrenzt werden
kann.
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung für einen bürstenlosen dreisträngigen Gleichstrommotor
- - mit einem Wechselrichter, dessen obere und untere Halbbrücken je Brücken zweig je einen Leistungs-MOSFET aufweisen,
- - mit je einem Treiber je Leistungs-MOSFET mit einem Eingang und mit einem mit dem Gate des Leistungs-MOSFET verbundenen Ausgang, sowie mit einem ersten und einem zweiten Spannungsversorgungsanschluß,
- - mit je einer an einer Spannungsquelle liegenden Reihenschaltung je Brücken zweig aus einer Diode, einem Kondensator und einem Widerstand,
- - mit einer Verteilerschaltung, an deren Eingänge von einem Rotorstellungs detektor erzeugte Positionssignale und an deren Ausgänge aus diesen für die Ansteuerung der Leistungs-MOSFETs aufbereitete rotorstellungsabhängige Aus gangssignale gelangen,
- - wobei jeder Treiber der oberen Halbbrücken mit dem ersten Spannungsversor gungsanschluß über die Diode mit einem Pol der Spannungsquelle in Verbindung steht und mit dem zweiten Spannungsversorgungsanschluß am gemeinsamen Ver bindungspunkt der Leistungs-MOSFETs in einem Brückenzweig verbunden ist, und
- - wobei der Kondensator an den ersten und den zweiten Spannungsversorgungsan schluß angeschlossen ist, um so jeweils eine schwebende Spannungsquelle für die Ansteuerung der Leistungs-MOSFET′s der oberen Halbbrücken zu schaffen,
dadurch gekennzeichnet,
daß je Brückenzweig eine zur Reihenschaltung (12 1, 12 2, 12 3) aus Widerstand (R12, R13, R14) und Kondensator (C1, C2, C3) parallelliegende weitere Reihen schaltung aus einem weiteren Widerstand (R16, R22, R28) und der Laststrecke Transistors (Tr13, Tr14, Tr15) vorgesehen ist,
daß die Basen der Transistoren mit ersten Ausgängen (1, 3, 5 in 11) und die Eingänge der Treiber (13 4, 13 5, 13 6) der unteren Halbbrücken mit zweiten Aus gängen (2, 4, 6 in 11) der Ausgänge (1-6 in 11) der Verteilerschaltung (11) verbunden sind,
daß die Brückenzweig ein weiterer Verbindungspunkt zwischen dem weiteren Wider stand (R16, R22, R28) und der Laststrecke des Transistors (Tr13, Tr14, Tr15) mit jeweils dem Eingang des Treibers der oberen Halbbrücken verbunden ist,
daß die Ausgänge der Verteilerschaltung (1-6 in 11) und die Transistoren (Tr13, Tr14, Tr15) derart ausgebildet sind, daß die Ausgänge der Verteiler schaltung (1-6 in 11) auf niedrigem und die weiteren Verbindungspunkte auf hohem Pegel liegen, wenn die Spannungsquelle (B) ausgeschaltet ist,
wodurch nach Ausschalten der Spannungsquelle (13) alle Leistungs-MOSFETs (Tr19, Tr20, Tr21) der unteren Halbbrücken in den sperrenden Zustand und alle Leistungs-MOSFETs (Tr16, Tr17, Tr18) der oberen Halbbrücken aufgrund der Rest ladung in den Kondensatoren (C1, C2, C3) in den leitenden Zustand gelangen und dadurch der Rotor einer abrupten Abbremskraft unterworfen wird (Fig. 1).
daß je Brückenzweig eine zur Reihenschaltung (12 1, 12 2, 12 3) aus Widerstand (R12, R13, R14) und Kondensator (C1, C2, C3) parallelliegende weitere Reihen schaltung aus einem weiteren Widerstand (R16, R22, R28) und der Laststrecke Transistors (Tr13, Tr14, Tr15) vorgesehen ist,
daß die Basen der Transistoren mit ersten Ausgängen (1, 3, 5 in 11) und die Eingänge der Treiber (13 4, 13 5, 13 6) der unteren Halbbrücken mit zweiten Aus gängen (2, 4, 6 in 11) der Ausgänge (1-6 in 11) der Verteilerschaltung (11) verbunden sind,
daß die Brückenzweig ein weiterer Verbindungspunkt zwischen dem weiteren Wider stand (R16, R22, R28) und der Laststrecke des Transistors (Tr13, Tr14, Tr15) mit jeweils dem Eingang des Treibers der oberen Halbbrücken verbunden ist,
daß die Ausgänge der Verteilerschaltung (1-6 in 11) und die Transistoren (Tr13, Tr14, Tr15) derart ausgebildet sind, daß die Ausgänge der Verteiler schaltung (1-6 in 11) auf niedrigem und die weiteren Verbindungspunkte auf hohem Pegel liegen, wenn die Spannungsquelle (B) ausgeschaltet ist,
wodurch nach Ausschalten der Spannungsquelle (13) alle Leistungs-MOSFETs (Tr19, Tr20, Tr21) der unteren Halbbrücken in den sperrenden Zustand und alle Leistungs-MOSFETs (Tr16, Tr17, Tr18) der oberen Halbbrücken aufgrund der Rest ladung in den Kondensatoren (C1, C2, C3) in den leitenden Zustand gelangen und dadurch der Rotor einer abrupten Abbremskraft unterworfen wird (Fig. 1).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trei
ber (13 1, 13 2, 13 3) als Transistorbrücken, welche die Leistungs-MOSFETs (Tr16,
Tr17, Tr18) der oberen Halbbrücken ansteuern, jeweils eine Kombination aus
einem NPN-Transistor (Tr1, Tr3, Tr5) und einem PNP-Transistor (Tr2, Tr4, Tr6)
aufweisen, und daß jeweils eine Diode (D4, D5, D6) an der Kollektorseite die
ses PNP-Transistors (Tr2, Tr4, Tr6) angeschlossen ist (Fig. 4).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Strombegrenzungswiderstand (Rs1, Rs2, Rs3) zwischen dem Kondensator (C1, C2,
C3) und der Diode (D1, D2, D3) der schwebenden Spannungsquelle angeschlossen
ist, welche die Aufladung des Kondensators (C1, C2, C3) begrenzt (Fig. 5).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trei
ber (13 1-13 6) der oberen und der unteren Halbbrücken jeweils eine Kombi
nation aus einem NPN-Transistor (Tr1, Tr3, Tr5, Tr7, Tr9, Tr11) und einem PNP-
Transistor (Tr2, Tr4, Tr6, Tr8, Tr10, Tr12) aufweisen und daß ein Strombe
grenzungswiderstand (Ra1-Ra6) zwischen den Emitter eines jeweiligen PNP-
Transistors (Tr2, Tr4, Tr6, Tr8, Tr10, Tr12) und das Gate des entsprechenden
Leistungs-MOSFETs (Tr16-Tr21) geschaltet ist (Fig. 8).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1208322A JPH06104000B2 (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4025470A1 DE4025470A1 (de) | 1991-02-14 |
DE4025470C2 true DE4025470C2 (de) | 1994-04-14 |
Family
ID=16554345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4025470A Expired - Fee Related DE4025470C2 (de) | 1989-08-12 | 1990-08-10 | Schaltungsanordnung für einen bürstenlosen dreisträngigen Gleichstrommotor |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5083067A (de) |
JP (1) | JPH06104000B2 (de) |
DE (1) | DE4025470C2 (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6349796B1 (en) | 1999-09-17 | 2002-02-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Starting drive control for elevator |
CN1172839C (zh) * | 1997-03-18 | 2004-10-27 | 三菱电机株式会社 | 电梯用提升装置 |
US6344089B1 (en) | 1977-08-15 | 2002-02-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Drive control for elevator |
DE19605834A1 (de) * | 1996-02-16 | 1997-08-21 | Siemens Ag | Verfahren zum Ansteuern eines Gleichstrommotors und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
KR100418518B1 (ko) * | 1997-01-14 | 2004-04-17 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 모터 드라이브 아이시의 피킹 방지회로 |
US6906618B2 (en) * | 2003-06-26 | 2005-06-14 | Abet Technologies, Llc | Method and system for bidirectional data and power transmission |
US20060046766A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Abet Technologies, Llc | Method and system for bidirectional communications and power transmission |
WO2006034323A2 (en) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Abet Technologies, Llc | Communication and ac power system |
WO2006083935A2 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Abet Technologies, Llc | Secure computer system |
JP5314652B2 (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-16 | パナソニック株式会社 | ブラシレスモータ駆動回路 |
JP5981219B2 (ja) * | 2012-05-18 | 2016-08-31 | 株式会社マキタ | 3相ブラシレスモータの制動装置及び電気機器 |
JP6155175B2 (ja) | 2013-11-18 | 2017-06-28 | 株式会社マキタ | 電動工具の制動装置 |
JP6513006B2 (ja) | 2015-09-30 | 2019-05-15 | 株式会社マキタ | モータの制御装置 |
CN107128185B (zh) * | 2016-02-29 | 2020-06-16 | 华为技术有限公司 | 一种电机驱动装置及电动汽车 |
EP3672066A4 (de) | 2018-02-22 | 2020-11-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Steuerschaltung für elektrowerkzeug |
JP7397606B2 (ja) | 2019-09-12 | 2023-12-13 | 株式会社マキタ | 電動作業機およびモータ制御装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58212392A (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-10 | Victor Co Of Japan Ltd | 直流無整流子電動機 |
US4686436A (en) * | 1984-07-06 | 1987-08-11 | General Electric Company | Electronic control circuit, electronically commutated motor system and method for controlling same, laundry apparatus, and methods for operating apparatus for switching high voltage DC and for controlling electrical load powering apparatus |
JPH0736713B2 (ja) * | 1985-09-20 | 1995-04-19 | ソニー株式会社 | ブラシレスモ−タ |
JPH07118944B2 (ja) * | 1986-03-17 | 1995-12-18 | 株式会社日立製作所 | ブラシレス直流モ−タ |
DE3614093A1 (de) * | 1986-04-25 | 1987-11-05 | Quick Rotan Elektromotoren | Vorrichtung zum bremsen eines kommutatorlosen elektromotors |
CH670341A5 (de) * | 1986-07-23 | 1989-05-31 | Bien Air | |
DE3625091A1 (de) * | 1986-07-24 | 1988-01-28 | Bosch Gmbh Robert | Endstufe in brueckenschaltung |
JPH082189B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1996-01-10 | 日本電装株式会社 | 直流ブラシレスモ−タの制御装置 |
US4703407A (en) * | 1986-11-26 | 1987-10-27 | The Babcock & Wilcox Company | Power supply for totem pole power switches |
-
1989
- 1989-08-12 JP JP1208322A patent/JPH06104000B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-08 US US07/564,164 patent/US5083067A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-10 DE DE4025470A patent/DE4025470C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5083067A (en) | 1992-01-21 |
JPH0374194A (ja) | 1991-03-28 |
JPH06104000B2 (ja) | 1994-12-14 |
DE4025470A1 (de) | 1991-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4025470C2 (de) | Schaltungsanordnung für einen bürstenlosen dreisträngigen Gleichstrommotor | |
WO2003085808A1 (de) | Elektronisch kommutierter gleichstrommotor mit einer brückenschaltung | |
CH658348A5 (de) | Zweipulsiger kollektorloser gleichstrommotor. | |
WO2006089605A1 (de) | Verfahren zum betrieb eines zweisträngigen elektronisch kommutierten motors, und motor zur durchführung eines solchen verfahrens | |
EP1839388A1 (de) | Steuerschatung für einen elektronisch kommutierten motor | |
DE3010435A1 (de) | Kollektorloser gleichstrommotor | |
DE2419432A1 (de) | Kollektorloser gleichstrommotor | |
DE3013550A1 (de) | Ansteuersystem fuer einen kommutatorlosen gleichstrommotor | |
DE2822315C2 (de) | ||
DE2807833A1 (de) | Buerstenloses tachometer | |
DE102009024533B4 (de) | Elektromotor | |
DE69532423T2 (de) | Gatetreiberschaltung zur Steuerung eines Halbleiterbauelements | |
WO2011057902A2 (de) | Leistungsschalteranordnung für einen wechselrichter | |
DE102009046617A1 (de) | Wechselrichter | |
DE3741394A1 (de) | Schaltungsanordnung zum schutz vor verpolungsschaeden fuer lastkreise mit einem mos-fet als schalttransistor | |
DE69838358T2 (de) | Elektronisch kommutierter Motor | |
DE102020122142A1 (de) | Ein bürstenloser dc-dynamo und ein fahrzeug mit dem bürstenlosen dc-dynamo | |
EP0903007B1 (de) | Anordnung mit einem elektronisch kommutierten motor | |
EP0101751B1 (de) | Transistor-Leistungsverstärker mit verringerten Schaltzeiten | |
WO2011057901A2 (de) | Wechselrichter | |
DE10317374A1 (de) | Steuerschaltung für Leistungsvorrichtung | |
DE3145248A1 (de) | Kollektorloser gleichstrommotor | |
DE3203691C2 (de) | Antriebsschaltung für kollektorlose Gleichstrommotoren | |
DE3301801C2 (de) | ||
DE2727534A1 (de) | Steuerschaltung fuer einen elektronisch kommutierten gleichstrommotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |