[发明专利]电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制无刷电机的电路装置，包括控制元件，特别是微 控制器，控制元件具有许多可以输出PWM信号的PWM接点，和许多可 以输出换向信号的换向接点。

背景技术

这类电路装置所产生的输出信号用于控制无刷电机。这种电机具有许 多沿定子的圆周方向设置的绕组相(winding phase)或相。通过绕组相 (winding phase)的可控激励产生旋转磁场，所述场驱动通常具有永磁铁的 转子。特别地，已知包括以星形连接方式设置的三个绕组的电机能够经由 三个电机端子来激励。电机的特征变量，例如，尤其是转速和转矩可以通 过绕组电流的频率、相位、强度和持续时间来控制，绕组电流由施加在绕 组相(winding phase)上的电压来控制。

各个独立绕组相(winding phase)的激励持续时间，或者相应电压源， 例如用于各个单独电机端子的电压源的持续时间通过换向信号来进行编 码。换向信号可以以这种方式引入控制，即，指定的绕组相或指定的电机 端子的电压源的激励只有在给定该信号的相应电平时才能起动。在数字换 向信号中，为此使用了高或低两个电平。

PWM信号用于在激励或换向阶段改变各个绕组相(winding phase)的 电压，或者用于改变指定电机端子上的电势。在本例中，PWM或脉宽调 制信号用固定的基频规定了矩形信号的开通和关断时间。在本例中，对于 惯性负载(sluggish load)，平均电压可以通过PWM时钟周期内的矩形信号 的开通持续时间来改变。如果矩形信号只接通，例如，总有效时间的一半， 则负载上的平均电压仅为接通期间电压的一半。

在常规的电路连接中，为了驱动无刷电机的各个绕组相(winding phase) 或电机端子，PWM信号通过以门电路形式出现的逻辑元件与换向信号进 行逻辑组合。例如，假如将或门用作逻辑元件，则当换向信号同时为低电 平时，对应于PWM信号的信号可以在或门的输出端上得到，以便用于控 制。根据输出信号在指定的电机端子上提供了PWM时钟电压信号。如果 换向信号切换到高电平，则或门的输出信号恒定为高电平。电机端子上提 供有恒压信号，尤其是被拉到地或拉到低参考电势上。当将与门作为逻辑 元件时，情况正好相反。

为了驱动无刷电机，现有技术中的这种电路装置能够采用具有少量 PWM接点或仅仅一个PWM接点的费用低廉的控制元件。通过相应的逻 辑元件，单个PWM接点的PWM信号能够用于多个换向信号的调制。

这种电路连接很不利地限制了与驱动电机的可能性相关的自由度。如 果电机的驱动例如由变换器(converter)来提供，该变换器由中间电路馈送 并且具有许多在中间电路的两个电势之间用于时钟转换(clocked changeover)的可控开关元件，则对于绕组相来说所谓的高压开关元件， 即，将电机馈送线切换到中间电路的高电位的开关元件不能独立于低压开 关元件而被驱动，该低压开关元件将电机馈送线切换到中间电路的低电位 上。这是因为对于两种开关元件来说，只有一个PWM信号是可用的。如 果只有一个PWM信号是可用的，则同样不可能在单个绕组相的换向相位 重叠时独立地驱动所述单个绕组相。

发明内容

本发明的目的是以这样的方式配置一种前言部分所提及的电路装置， 即使得在相同数目的PWM接点的情况下，与现有技术中的结构相比，其 控制可能性的数目增加。

根据本发明，对于专利权利要求1前序中的电路装置，这是能实现的， 在本发明中，至少一个换向接点可选择地作为输入和输出进行控制，至少 一个换向接点在输出端电连接到PWM接点上，并且以这种方式连接的换 向接点能够被接触连接，以便引出控制信号。

在本例中，在第一步骤中，本发明基于下述考虑，即许多控制元件， 且特别是微控制器具有可选择地配置为输入和输出的接点。如果各个接点 配置为输出，则输出信号在馈送线中是主要的。馈送线中可能不同的信号 被拉到接点的电平上。因此，由控制元件分别输出的输出信号可以经由相 应的接触连接馈送线而被引出来。如果相应的接点配置为输入，则馈送线 中可能包含的信号是主要的。换句话说，该信号在馈送线中是主要的。