DE4021663A1

DE4021663A1 - Ansteuerschaltung mit blockierschutz-einrichtung fuer einen kollektorlosen gleichstrommotor

Info

Publication number: DE4021663A1
Application number: DE4021663A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Reinhardt; Helmut Dipl Ing Lipp; Karl-Heinz Dipl Ing Schultz
Original assignee: Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Current assignee: Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Priority date: 1990-07-07
Filing date: 1990-07-07
Publication date: 1992-01-09
Also published as: EP0465791A2; US5162710A; DE59107532D1; EP0465791B1; EP0465791A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor, wobei jeder Sta torwicklung des Motors mindestens ein Leistungstransistor vorgeschaltet ist, der zur Kommutierung des Motorstromes von einer mindestens einen Rotorstellungssensor, insbesondere Hallgenerator, aufweisenden Kommutierungsschaltung angesteu ert wird, und wobei eine den Motorstrom bei Überlastung bzw. Blockierung unterbrechende Blockierschutz-Einrichtung vorge sehen ist.

Derartige Ansteuerschaltungen sind beispielsweise in der DE- OS 34 18 276, der DE-OS 34 05 942, der DE-OS 32 03 691 und der DE-OS 32 03 829 beschrieben. Alle diese Schaltungen überwachen die während des Motorlaufs in den Statorwicklun gen induzierte Gegen-EMK, wobei in dem Fall, daß die Gegen- EMK zu Null wird bzw. einen bestimmten Mindestwert unter schreitet, was ein Zeichen für eine Blockierung oder Teil- Blockierung (Abbremsung) des Motors ist, der Motorstrom abgeschaltet wird. Hierdurch werden die Wicklungen und insbesondere die Leistungstransistoren vor Zerstörung ge schützt. Dabei ist aber nachteiligerweise jeweils eine besondere Schaltungsmaßnahme für den Anlauf, d. h. eine sog. Anlaufüberbrückung, notwendig, die die Anlaufphase, während der die induzierte Gegen-EMK noch zu gering ist, über brückt. Außerdem eignen sich die bekannten Schaltungen auch nur für Motoren mit geringer bis mittlerer Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik eine Ansteuerschaltung zu schaffen, die sich bei vermindertem Schaltungs- und Bau teilaufwand auch für Motoren höherer Leistung eignet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Blo ckierschutz-Einrichtung mindestens ein den Motorstrom füh rendes Halbleiter-Schaltelement aufweist, welches auch in Abhängigkeit von seiner Temperatur durchgeschaltet oder gesperrt wird. Dieses Halbleiter-Schaltelement kann - zusätzlich zu den Kommutierungs-Leistungstransistoren - in Reihe zu den Statorwicklungen geschaltet sein. Dies bedeu tet, daß nur ein einzelnes Halbleiter-Schaltelement erfor derlich ist. Alternativ hierzu kann jedoch auch jeder Sta torwicklung ein Halbleiter-Schaltelement in Reihe vorge schaltet sein, wobei dann vorzugsweise jedes Halbleiter- Schaltelement von einem der Kommutierungs-Leistungstran sistoren gebildet ist, d. h. Kommutierungs-Leistungstransi storen bilden die erfindungsgemäßen Halbleiter-Schaltele mente, die neben ihrer normalen Kommutierung auch in Abhän gigkeit von ihrer Temperatur geschaltet werden.

Dabei liegt der Erfindung die Überlegung zugrunde, daß ein bestimmter Motorstrom eine bestimmte Verlustleistung und damit auch eine bestimmte Temperatur des Halbleiter-Schalt elementes zur Folge hat, so daß der maximal zulässigen Ver lustleistung eine bestimmte Temperatur "zugeordnet" werden kann. Bei Erreichen dieser Temperatur wird das Halbleiter- Schaltelement jeweils abgeschaltet. Ein Wiedereinschalten des Motors erfolgt entweder durch kurzes Abschalten der Speisespannung oder automatisch nach Abkühlung, was durch eine spezielle Schaltungsmaßnahme erreicht wird, die im folgenden noch beschrieben werden wird.

Die vorliegende Erfindung stellt demnach eine Abkehr vom Stand der Technik dar, wo stets ein Blockierschutz anhand der induzierten Gegen-EMK vorgesehen war. Vorteilhafter weise erübrigen sich hierdurch die besonderen Schaltungs maßnahmen für die Anlaufphase. Denn erfindungsgemäß ist ein Anlauf bei geeigneter Auslegung des Halbleiter-Schalt elementes bzw. der Halbleiter-Schaltelemente auch ohne zu sätzliche Maßnahmen möglich.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich eine sogenannte Strombegrenzungsschaltung in die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung integriert. Diese Strombegrenzungsschaltung überwacht den jeweiligen Motor strom und schaltet diesen bei Erreichen eines höchstzuläs sigen Strom-Maximalwertes ab. Diese Strombegrenzungsschal tung ist insbesondere in der Anlaufphase des Motors wirk sam, in der ein erhöhter Motorstrom dadurch auftritt, daß dieser noch nicht durch die induzierte Gegen-EMK begrenzt wird. Andererseits ist die Strombegrenzungsschaltung aber natürlich auch bei Blockierung des Motors wirksam, da auch dann die Gegen-EMK ausbleibt und hierdurch der Motorstrom ansteigt. Dadurch, daß der Motorstrom bei Überschreitung des höchstzulässigen Maximalwertes abgeschaltet und bei Unterschreitung dieses Maximalwertes wieder eingeschaltet wird, ergibt sich eine ständige Taktung des Motorstromes.

Während der Anlaufphase des Motors sinkt der Motorstrom mit zunehmender Drehzahl aufgrund der sich aufbauenden Gegen- EMK unter den Maximalwert, so daß der Anteil der Taktung, der in der Anlaufphase infolge des erhöhten Anlaufstromes auftritt, beendet wird. Bei einer Blockierung des Motors würde demgegenüber der Motorstrom stets oberhalb des Maxi malwertes bleiben, so daß die beschriebene Taktung solange fortdauert, bis durch den getakteten, erhöhten Motorstrom die Verlustleistung in dem erfindungsgemäßen Halbleiter- Schaltelement und damit auch dessen Temperatur so weit zu nimmt, daß dieses sperrt und dadurch den Motorstrom unter bricht.

Erfindungsgemäß ist das bzw. jedes Halbleiter-Schaltelement in gut wärmeleitendem Kontakt mit einem Temperatursensor verbunden, der im Falle eines Temperaturanstieges bei Er reichen einer maximal zulässigen Chip-Temperatur des Halb leiter-Schaltelementes dessen Sperren bewirkt. Vorzugsweise ist das Halbleiter-Schaltelement als MOSFET ausgebildet, und der Temperatursensor ist als Halbleiterschalter, insbeson dere als Thyristor, zwischen Gate und Source des MOSFET ge schaltet. Bei Erreichen der maximal zulässigen Chip-Tempe ratur des MOSFET schaltet der Temperatursensor durch und schließt dadurch die Gate-Source-Strecke kurz. Dies hat zur Folge, daß die Eingangskapazität des FET schlagartig entla den wird und er dadurch selbsttätig abschaltet. Es ist hier bei besonders vorteilhaft, das Halbleiter-Schaltelement und den Temperatursensor als integriertes Bauelement, insbeson dere als TEMPFET, auszubilden. Bei diesem an sich bekann ten Bauteil liegen ein Transistor-Chip und ein Temperatur sensor-Chip nur über eine dünne Klebeschicht voneinander getrennt aufeinander, so daß ein außerordentlich guter thermischer Kontakt der beiden Bauteile gewährleistet ist.

Dadurch werden auch schnelle Temperaturerhöhungen sicher erkannt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung enthalten.

Anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh rungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Ansteuerschaltung für einen zweisträngigen, zweipulsigen kollektorlosen Gleichstrommotor und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Ansteuerschaltung für einen dreisträngigen, sechspulsigen kollek torlosen Gleichstrommotor.

In den beiden Zeichnungsfiguren sind gleiche bzw. gleich wirkende Teile und Komponenten stets mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit zwei Statorwick lungen 2 und 4, d. h. für einen zweisträngigen, zweipulsigen Motor, dargestellt. Die beiden Statorwicklungen 2, 4 sind parallel zueinander zwischen eine Plusleitung 6 und eine Minusleitung 8 geschaltet. Diese beiden Leitungen 6 und 8 sind über Klemmen 10 und 12 an eine Speisespannungsquelle anschließbar. In Reihe zu jeder Statorwicklung 2, 4 liegt jeweils ein Leistungstransistor 14, 16, wobei diese Lei stungstransistoren 14 und 16 im dargestellten Beispiel als FET (MOSFET) ausgebildet sind, deren Drain-Source-Strecke D-S jeweils in Reihe zu den Statorwicklungen 2 bzw. 4 liegt, und deren Gate G von einer Kommutierungsschaltung angesteuert wird. Diese Kommutierungsschaltung besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einem Hallgenerator H mit zwei Ausgängen A1 und A2. Der erste Ausgang A1 ist über einen Basiswiderstand 18 mit der Basis eines Verstärkertransistors 20 verbunden, dessen Kollektor- Emitter-Strecke das Gate G des Leistungstransistors 16 an steuert. Analog hierzu ist der zweite Ausgang A2 des Hall generators H über einen Basiswiderstand 22 mit der Basis eines zweiten Verstärkertransistors 24 verbunden, dessen Kollektor-Emitter-Strecke das Gate G des Leistungstransi stors 14 ansteuert.

Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung enthält weiterhin eine Blockierschutz-Einrichtung 26 sowie vorzugsweise auch eine Strombegrenzungsschaltung 28. Diese Komponenten sind in Fig. 1 jeweils durch gestrichelte Linien hervorgehoben und sollen im folgenden näher erläutert werden.

Die Blockierschutz-Einrichtung 26 weist in der Ausführung nach Fig. 1 erfindungsgemäß ein den Motorstrom führendes Halbleiter-Schaltelement 30 auf, welches hierzu in Reihe zu den Statorwicklungen 2, 4 geschaltet ist, und zwar bei spielsweise - wie dargestellt - zwischen die Statorwicklun gen 2, 4 und die Minusleitung 8. Vorzugsweise besteht das Halbleiter-Schaltelement aus einem Feldeffekttransistor FET, und zwar insbesondere einem MOSFET, dessen Drain- Source-Strecke D-S in Reihe zu den Statorwicklungen 2, 4 geschaltet ist und hierdurch den Motorstrom führt. Das Halbleiter-Schaltelement 30 ist erfindungsgemäß in gut wärmeleitendem Kontakt mit einem Temperatursensor 32 ver bunden, der als Halbleiterschalter, insbesondere als Thyri stor, ausgebildet und zwischen Gate G und Source S des das Halbleiter-Schaltelement 30 bildenden FET geschaltet ist.

Das Halbleiter-Schaltelement 30 und der Temperatursensor 32 können mit Vorteil als integriertes Bauelement, d. h. als sogenannter TEMPFET ausgebildet sein.

Die Strombegrenzungsschaltung 28 besitzt einen Strommeß widerstand 34, der ebenfalls den Motorstrom führt und hier zu in Reihe zu den Statorwicklungen 2, 4 und damit auch in Reihe zu dem Halbleiter-Schaltelement 30 geschaltet ist.

Parallel zu dem Strommeßwiderstand 34 liegt die Basis- Emitter-Strecke B-E eines Steuertransistors 36, der über seine Kollektor-Emitter-Strecke C-E das Halbleiter-Schalt element 30, d. h. das Gate G des FET, ansteuert.

Die in Fig. 1 dargestellte, erste Ausführungsform der er findungsgemäßen Ansteuerschaltung arbeitet nun wie folgt.

1. Normalbetrieb

Der Hallgenerator H gibt während der Rotordrehung zwei zu einander komplementäre Ausgangssignale ab, die sich jeweils über eine Impulsdauer von ca. 180° elektrisch erstrecken.

Dies bedeutet, daß den Statorwicklungen 2, 4 pro Rotorum drehung von 360° elektrisch zwei Stromimpulse zugeführt werden. Die Ausgangssignale des Hallgenerators H werden über die Basiswiderstände 18, 22 den Vorverstärkertransi storen 20 und 24 jeweils zugeführt. Je nach Stellung des Rotors liegt nun entweder am Ausgang A1 bzw. am Ausgang A2 des Hallgenerators H eine positive Ausgangsspannung an, während an dem jeweils anderen Ausgang das negative Poten tial der Minusleitung 8 anliegt. Die Ausgangssignale des Hallgenerators H besitzen relativ steil ansteigende und steil abfallende Flanken, so daß nahezu rechteckförmige Ausgangssignale vorliegen. Liegt nun an dem Ausgang A1 ein positives Ausgangssignal an, so wird zunächst der Verstär kertransistor 20 durchgeschaltet, so daß über dessen Kol lektor-Emitter-Strecke der Leistungstransistor 16 durch schaltet. Hierdurch kann ein Motorstrom ausgehend von der Plusleitung 6 über die Emitter-Kollektor-Strecke bzw. die Drain-Source-Strecke des Leistungstransistors 16, über die Statorwicklung 4, über das zunächst als durchgeschaltet zu betrachtende Halbleiter-Schaltelement 30 sowie über den Strommeßwiderstand 34 zu der Minusleitung 8 fließen. Der andere Ausgang A2 des Hallgenerators H führt zu diesem Zeitpunkt das negative Potential der Minusleitung 8. Dies hat zur Folge, das der zweite Verstärkertransistor 24 ge sperrt ist, so daß auch der Leistungstransistor 14 gesperrt ist. Nach einer Rotorumdrehung von 180° elektrisch wechseln bei dem zweipulsigen, zweisträngigen Motor die Ausgangssig nale des Hallgenerators H, so daß nunmehr der Ausgang A1 negatives und der Ausgang A2 positives Potential führen.

Dadurch werden die Transistoren 20 und 16 gesperrt und da für der Verstärkertransistor 24 und der Leistungstransistor 14 durchgeschaltet, so daß dann ein entsprechender Strom fluß über die Statorwicklung 2 erfolgt. Diese Kommutierung von einer Wicklung auf die jeweils andere erfolgt jeweils nach einer Rotorumdrehung von 180° elektrisch. Dies ist der "normale", d. h. ungestörte Betrieb des Motors.

2. Anlaufphase

In der Anlaufphase des Motors ist die vorzugsweise vorgese hene Strombegrenzungsschaltung 28 wirksam. Diese ist des halb von Vorteil, da für die Anlaufphase in der Regel die Forderung gestellt wird, daß ein vorgegebener Anlaufstrom nicht überschritten werden darf, um beispielsweise die ver fügbare Spannungsquelle nicht zu überlasten. Durch den je weils fließenden Motorstrom entsteht an dem Strommeßwider stand 34 ein bestimmter Spannungsabfall, der in dem oben beschriebenen Normalbetrieb allerdings nicht ausreicht, um den Steuertransistor 36 durchzuschalten. Übersteigt nun aber der Motorstrom einen gewissen vorgegebenen Maximal wert, so kann bei zunehmendem Spannungsabfall an dem Strom meßwiderstand 34, d. h. bei einer bestimmten Referenzspan nung U_ref, der Transistor 36 durchsteuern, wodurch das nega tive Potential der Minusleitung 8 an das Gate G des Halb leiter-Schaltelementes 30 angelegt wird. Hierdurch erfolgt eine rasche Entladung des Gates G, was zu einer Sperrung des Halbleiter-Schaltelementes 30 und damit zu einer Unter brechung des Motorstromes führt. Durch diese Unterbrechung des Motorstromes sinkt der Spannungsabfall am Strommeßwi derstand 34, so daß die Einschaltschwelle des Steuertran sistors 36 wieder unterschritten wird und dieser wieder in den sperrenden Zustand übergeht. Dadurch entfällt das negative Potential am Gate G des Halbleiter-Schaltelementes 30, wodurch dessen Ansteuerung wieder erfolgen kann. Hier durch kann der Motorstrom wieder fließen. Aufgrund des höheren Anlaufstromes infolge der in der Anlaufphase noch geringen Gegen-EMK wird der Motorstrom am Strommeßwider stand 34 erneut einen derartigen Spannungsabfall hervorru fen, daß eine weitere Sperrung des Halbleiter-Schaltelemen tes 30 in der beschriebenen Weise bewirkt wird. Hierdurch kommt es folglich in der Anlaufphase zu einem ständigen Takten des Motorstroms über das Halbleiter-Schaltelement 30. Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Motors steigt dann die Gegen-EMK an, was zur Folge hat, daß der Motor strom abnimmt, da ja die Gegen-EMK dem Motorstrom entgegen wirkt, wodurch der Spannungsabfall an dem Strommeßwider stand 34 die Einschaltschwelle des Steuertransistors 36 nicht mehr überschreitet und dieser deshalb gesperrt bleibt. Ab diesem Zeitpunkt wird auch das Halbleiter- Schaltelement 30 dann nicht mehr getaktet, und die Anlauf phase ist damit abgeschlossen.

3. Blockierung

Ein kritischer Fall, der zu einer Zerstörung des Motors bzw. einzelner Komponenten des Motors infolge Übertempera tur führen könnte, liegt dann vor, wenn der Rotor des Motors blockiert wird. Aufgrund der dann im Stillstand fehlenden Gegen-EMK wird der Motorstrom nur noch durch den ohmschen Anteil der Motorwicklung 2 bzw. 4 begrenzt und nimmt deshalb derartig hohe Werte an, daß ein Ausfall des Motors eintreten könnte. In diesem Fall erfolgt in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, d. h. mit der integrierten Strombegrenzungsschaltung 28, in der oben bereits beschriebenen Weise zunächst eine Taktung des Halb leiter-Schaltelementes 30. Da diese Taktung jedoch auf grund der bei Blockierung fehlenden Gegen-EMK nicht beendet wird, kommt es nach einer bestimmten Zeit zu einer erhöhten Verlustleistung innerhalb des Halbleiter-Schaltelementes 30, was zu einer Temperaturerhöhung innerhalb dieses Schaltele mentes 30 führt. Wird die maximal zulässige Chip-Tempera tur, die bei ca. 150°C liegt, überschritten, so schließt der Temperatursensor 32 die Gate-Source-Strecke G-S kurz. Dadurch erfolgt eine schlagartige Entladung der Eingangs kapazität, was zur Abschaltung dieses Halbleiter-Schalt elementes 30 (TEMPFET) führt. Auf diese Weise wird der Motorstrom abgeschaltet.

Wenn dann nachfolgend die Blockierung beseitigt und die Chip-Temperatur abgesunken ist, kann entweder eine automa tische Wiedereinschaltung des Halbleiter-Schaltelementes 30 erfolgen wozu dem Gate G eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 40 und einem Kondensator 42 vorgeschaltet ist.

Alternativ hierzu kann dem Gate G jedoch auch nur der Widerstand 40 vorgeschaltet sein (weshalb der Kondensator 42 mit gestrichelten Anschlußleitungen eingezeichnet ist), wodurch dann eine erneute Einschaltung des Motorstroms erst nach kurzzeitigem Abschalten der Speisespannung möglich ist. Dies bedeutet, daß dann der Temperatursensor 32 eine echte Thyristor-Funktion besitzt. Der Anlauf erfolgt dann in der oben bereits beschriebenen Weise.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsge mäßen Ansteuerschaltung dargestellt, und zwar ist diese Ansteuerschaltung für einen dreisträngigen, sechspulsigen kollektorlosen Gleichstrommotor geeignet. Dieser dreisträn gige Motor besitzt drei Statorwicklungen 44, 46 und 48, die in Sternschaltung in eine Drehstrom-Brückenschaltung aus sechs Kommutierungs-Leistungstransistoren 51, 52, 53, 54, 55 und 56 geschaltet sind. Die Leistungstransistoren 51, 52 und 53 der "oberen" Brückenzweige sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Darlington-Transistoren ausgebil det. Ferner ist diesen Transistoren jeweils ein Verstärker- Transistor 58, 59, 60 vorgeschaltet. Die Reihenfolge der Ansteuerung der Leistungstransistoren wird durch die Aus gangssignale von beispielsweise drei jeweils um 60° elek trisch (30° mech) gegeneinander versetzt digital schalten den Hallgeneratoren H1, H2, H3 festgelegt. Die Ausgangs signale der Hallgeneratoren werden einer Auswerteschaltung 62 zugeführt, die die Leistungstransistoren jeweils paar weise ansteuert. Die Leistungstransistoren 51, 52, 53 der oberen Brückenzweige werden über die Verstärkertransistoren 58, 59 und 60 angesteuert, während die Leistungstransisto ren 54, 55 und 56 der unteren Brückenzweige unmittelbar angesteuert werden. Die Auswerteschaltung 62 legt in Abhän gigkeit von der Rotorstellung die Ansteuerzeitpunkte der Leistungstransistoren fest. Dabei erfolgt die Bestromung der Statorwicklungen 44, 46, 48 in an sich bekannter Weise derart, daß zu einem bestimmten Kommutierungszeitpunkt je weils zwei in Reihe geschaltete Statorwicklungen gleichzei tig eingeschaltet werden. Da dies kein wesentlicher Be standteil der vorliegenden Erfindung ist, kann sich eine genauere Beschreibung erübrigen.

Die Leistungstransistoren 54, 55 und 56 der unteren Brü ckenzweige bilden nun erfindungsgemäß jeweils ein Halblei ter-Schaltelement 30, wie dies anhand der Fig. 1 bereits beschrieben wurde. Demzufolge besitzt auch hier jedes Halbleiter-Schaltelement 30 den bereits beschriebenen Temperatursensor 32. Im übrigen kann auf die diesbezügli chen Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen werden.

Des weiteren ist in der Ausführung nach Fig. 2 ebenfalls die Strombegrenzungsschaltung 28 enthalten, die auch hier den den Motorstrom führenden, in Reihe zu den Statorwick lungen geschalteten Strommeßwiderstand 34 aufweist. Aller dings wird hier im Gegensatz zu der Ausführung in Fig. 1 der Spannungsabfall des Strommeßwiderstandes 34 einem ersten Eingang eines Komparators 64 als Ist-Spannung U_ist zugeführt. Einem zweiten Eingang des Komparators 64 wird vorzugsweise über einen aus Widerständen bestehenden Spannungsteiler eine Referenzspannung U_ref zugeführt. Ein Ausgang des Komparators 64 ist mit den Gate G aller drei Halbleiter-Schaltelemente 30, d. h. der Leistungstransisto ren der unteren Brückenzweige, verbunden, und zwar über jeweils eine Vorschaltdiode.

Im folgenden soll nun noch kurz die Funktion der in Fig. 2 dargestellten Ansteuerschaltung erläutert werden.

1. Anlauf

Tritt während der Anlaufphase ein zu großer Anlaufstrom auf, so übersteigt der Spannungsabfall U_ist des Strommeß widerstandes 34 die Referenzspannung U_ref, so daß der Kom parator 64 durchschaltet, d. h. negatives Potential an die Gate G der Halbleiter-Schaltelemente 30 legt. Dies hat zur Folge, daß die Eingangskapazität des gerade - in Abhängig keit von der Rotorstellung - leitenden Leistungstransistors bzw. Halbleiterschaltelementes 30 schlagartig entladen wird und dieser Transistor sofort sperrt. Durch die Unterbre chung des Motorstromes verringert sich der Spannungsabfall des Strommeßwiderstandes 34 und unterschreitet dadurch wieder die Referenzspannung, so daß der Komparator seinen Ausgang wieder umschalten kann. Dies führt dazu, daß die Gate G der Halbleiter-Schaltelemente 30 wieder zur Ansteu erung durch die Auswerteschaltung 62 "freigegeben" sind. Es erfolgt nun in Verbindung mit dem gerade leitenden Leistungstransistor 51, 52 bzw. 53 der oberen Brückenzweige die Bestromung der entsprechenden, durch die Auswerteschal tung ausgewählten Statorwicklungen. Es erfolgt somit analog zur Ausführung nach Fig. 1 eine Taktung des Motorstromes, bis die Gegen-EMK den Motorstrom soweit begrenzt, daß der Maximalwert nicht mehr überschritten wird.

2. Blockierung

Auch bei Blockierung tritt wiederum die bereits beschriebe ne Taktung des Motorstromes auf, in diesem Falle allerdings nur durch Taktung des einen, in dem jeweiligen Zeitpunkt entsprechend der Stillstandsstellung des Rotors ausgewähl ten Halbleiter-Schaltelementes 30. Die fortgesetzte Taktung hat in der oben bereits beschriebenen Weise zur Folge, daß bei erhöhter Chip-Temperatur eine Durchschaltung der Gate-Source Strecke erfolgt, was mit einer Entladung der Eingangskapazität verbunden ist und zu einer sofortigen Sperrung des betreffenden Halbleiter-Schaltelementes 30 führt. Der entsprechende Wicklungsstrom wird nun unterbro chen, und das Schaltelement 30 kann sich wieder abkühlen.

Nach Unterschreiten der Abschalttemperatur kann eine selbsttätige Wiedereinschaltung oder aber eine Wiederein schaltung erst nach Abschaltung der Speisespannung durchge führt werden. Eine selbsttätige Wiedereinschaltung erfolgt dann, wenn in den Ansteuerkreis der Halbleiter-Schaltele mente 30 jeweils eine geeignet dimensionierte Parallel schaltung aus dem Widerstand 40 und dem Kondensator 42 geschaltet ist. Ist eine automatische Wiedereinschaltung nicht erwünscht, so kann sich jeweils der Kondensator 42 erübrigen, weshalb er auch in Fig. 2 jeweils mit gestri chelten Anschlußleitungen dargestellt ist.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die konkreten, schal tungstechnischen Ausführungen der Fig. 1 und 2 durchaus miteinander beliebig kombiniert werden können. Beispiels weise ist es in der Ausführung nach Fig. 1 ebenfalls mög lich, anstelle des einzigen Halbleiter-Schaltelementes 30 die beiden Leistungstransistoren 14 und 16 jeweils als erfindungsgemäßen Halbleiter-Schaltelement 30 mit Tempera tursensor 32 auszubilden. Des weiteren ist es hier mög lich, bei der Strombegrenzungsschaltung 28 anstelle des Steuertransistors 36 einen Komparator analog zu Fig. 2 zu verwenden. Gleichermaßen ist es in der Ausführung nach Fig. 2 möglich, analog zu Fig. 1 ein einziges Halbleiter- Schaltelement 30 mit Temperatursensor 32 in Reihe mit den Statorwicklungen 44 bis 48 zu schalten. Insofern ist die Erfindung in keiner Weise auf die dargestellten und be schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausfüh rungsformen.

Claims

1. Ansteuerschaltung für einen kollektorlosen Gleichstrom motor, wobei jeder Statorwicklung des Motors mindestens ein Leistungstransistor vorgeschaltet ist, der zur Kom mutierung des Motorstromes von einer mindestens einen Rotorstellungssensor, insbesondere Hallgenerator, auf weisenden Kommutierungsschaltung angesteuert wird, und wobei eine den Motorstrom bei Überlastung bzw. Blockie rung unterbrechende Blockierschutz-Einrichtungvorgese hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierschutz-Einrichtung (26) mindestens ein den Motorstrom führendes Halbleiter-Schaltelement (30) aufweist, welches in Abhängigkeit von seiner Temperatur durchgeschaltet oder gesperrt wird.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Schaltelement (30) der Blockierschutz-Ein richtung (26) zusätzlich zu den Kommutierungs- Leistungstransistoren (14, 16; 51 bis 56) in Reihe zu den Statorwicklungen (2, 4; 44 bis 48) geschaltet ist.

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Statorwicklung (2, 4; 44 bis 46) ein Halbleiter- Schaltelement (30) der Blockierschutz-Einrichtung (26) in Reihe vorgeschaltet ist, wobei vorzugsweise jedes Halbleiter-Schaltelement (30) von einem der Kommutie rungs-Leistungstransistoren (14, 16; 51 bis 56) gebil det ist.

4. Ansteuerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Halbleiter-Schaltelement (30) mit gut wärme leitendem Kontakt mit einem Temperatursensor (32) ver bunden ist, der im Falle eines Temperaturanstieges bei Erreichen einer maximal zulässigen Chip-Temperatur des Halbleiter-Schaltelementes (30) dessen Sperren be wirkt.

5. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Halbleiter-Schaltelement (30) als MOSFET und der Temperatursensor (32) als zwischen Gate (G) und Source (S) des MOSFET geschalteter Halbleiterschalter, insbesondere Thyristor, ausgebildet sind.

6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes Halbleiter-Schaltelement (30) und der Tempe ratursensor (32) in ein Bauelement integriert, insbe sondere als TEMPFET ausgebildet sind.

7. Ansteuerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes temperaturbedingt gesperrte Halbleiter- Schaltelement (30) erst nach einem kurzzeitigen Ab schalten und Wiedereinschalten der Versorgungsspannung wieder durchschaltet.

8. Ansteuerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das/jedes temperaturbedingt gesperrte Halbleiter- Schaltelement (30) nach Abkühlung selbsttätig wieder durchschaltet, wozu insbesondere dem Gate (G) des MOSFET bzw. des TEMPFET eine Parallelschaltung aus einem Widerstand (40) und einem Kondensator (42) vorgeschaltet ist.

9. Ansteuerschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine insbeson dere in der Anlaufphase des Motors wirksame Strombe grenzungsschaltung (28), die den Motorstrom bei Erreichen eines bestimmten, höchstzulässigen Strom- Maximalwertes abschaltet und unterhalb des Maximalwer tes einschaltet.

10. Ansteuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung (28) einen in Reihe mit den Statorwicklungen (2, 4; 44 bis 48) angeordneten, den Motorstrom führenden Strommeßwiderstand (34) aufweist, dessen Spannungsabfall (U_ist) einer Ansteuerstufe zuge führt wird, wobei die Ansteuerstufe den Motorstrom ab schaltet, wenn der Spannungsabfall (U_ist) einer be stimmten, den Strom-Maximalwert repräsentierenden Referenzspannung (U_ref) wird.

11. Ansteuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerstufe einen Steuertransistor (36) auf weist, dessen Basis-Emitterstrecke von dem Spannungs abfall (U_ist) des Strommeßwiderstandes (34) angesteuert wird, und dessen Kollektor-Emitterstrecke vorzugsweise das/jedes Halbleiter-Schaltelement (30) der Blockier schutz-Einrichtung (26) ansteuert.

12. Ansteuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerstufe einen Komparator (64) aufweist, wobei an einem ersten Eingang des Komparators (64) der Spannungsabfall (U_ist) des Strommeßwiderstandes (34) und an einem zweiten Eingang die Referenzspannung (U_ref) anliegen, und wobei ein Ausgang des Komparators (64) vorzugsweise das/jedes Halbleiter-Schaltelement (30) der Blockierschutz-Einrichtung (26) ansteuert.