DE69319705T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines mehrphasigen Gleichstrommotors unter Verwendung eines PWM Zerhackersignals zur Nulldurchgangsbestimmung - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Verfahren und Schaltungen zum Antreiben eines mehrphasigen bzw. dreiphasigen dc-Motors, und insbesondere auf Verbesserungen bei Verfahren und Schaltungen zum Antreiben von mehrphasigen dc- Motoren, die eine Pulsbreitenmodulations(PWM)-Unterbrechung bzw. -Zerhackung einsetzen, und des weiteren insbesondere auf verbesserte Verfahren und Schaltungen zum Antreiben mehrphasiger dc-Motoren, die eine verläßliche Nulldurchgangsbestimmung zur Kommutation bzw. Umkehrung der Gegenwart eines PWM-Zerhackungs- bzw. -Unterbrechungssignals zur Verfügung stellen bzw. freigeben.
• Obwohl die vorliegende Erfindung auf mehrphasige dc-Motoren gerichtet ist, findet sie insbesondere in Verknüpfung mit dreiphasigen dc-Motoren Anwendung, insbesondere von dem bürstenlosen, sensorlosen Typ, die dazu verwendet werden, um Datenmedien bzw. Datenspeichermedien zu drehen, wie sie bei computerbezogenen Anwendungen zu finden sind, einschließlich Festplattenantrieben, CD-ROM-Antrieben, Diskettenlaufwerken und dergleichen. Bei Computeranwendungen werden dreiphasige bürstenlose, sensorlose dc-Motoren aufgrund ihrer Verläßlichkeit, ihres geringen Gewichtes und ihrer Genauigkeit immer beliebter.
• Motoren dieser Art können üblicherweise so betrachtet werden, daß sie einen Stator mit drei Spulen haben, die in einer "Y"-Anordnung angeschlossen sind, obwohl tatsächlich eine größere Anzahl von Statorspulen üblicherweise mit mehreren Motorpolen eingesetzt werden. Üblicherweise werden bei derartigen Anwendungen achtpolige Motoren verwendet, die zwölf Statorwicklungen und vier N-S-Magnetsätze an dem Rotor haben, wobei sich vier elektrische Zyklen pro Umdrehung des Rotors ergeben. Die Statorspulen können jedoch ausgedrückt durch drei "Y"-angeschlossene Spulen analysiert werden, die in drei Sätzen von vier Spulen angeschlossen sind, die jeweils physikalisch um 90º getrennt sind.
• Im Betrieb werden diese Spulen in Folge erregt. In jeder Folge wird ein Strompfad durch zwei Spulen des "Y" eingerichtet, wobei die dritte Spule potentialfrei verbleibt. Die Folgen sind so angeordnet, daß die Strompfade gewechselt oder kommutiert werden, wobei eine der Spulen des Strompfades geschaltet wird, um potentialfrei zu bleiben und die vorher potentialfreie Spule wird in den Strompfad hineingeschaltet. Darüber hinaus ist die Folge so defmiert, daß, wenn die potentialfreie Spule in den Strompfad geschaltet wird, Strom in der gleichen Richtung in die Spule fließen wird, die in dem vorherigen Strompfad enthalten war. Auf diese Weise werden sechs Kommutationsfolgen für jeden elektrischen Zyklus in einem dreiphasigen Motor festgelegt.
• In der Vergangenheit ist es während des Betriebs eines derartigen vielphasigen dc- Motors erkannt worden, daß die Aufrechterhaltung einer bekannten Position des Rotors ein wichtiges Anliegen ist. Es hat verschiedene Wege gegeben, durch welche dies in die Tat umgesetzt wurde. Der am häufigsten eingesetzte Weg war es z.B., den Motor in einer bekannten Position zu starten, und dann Informationen zu entwickeln, die auf die instantane oder gegenwärtige Position des Rotors bezogen sind. Eine Quelle von derartigen Instantan-Positionsinformationen wurde als ein Teil des Kommutationsverfahrens entwickelt, und setzte die Identifikation der potentialfreien Spule und das Überwachen der Rück-EMK ein, das heißt, der EMK, die in die Spule induziert wurde, wenn sie sich durch das Magnetfeld, das durch den Stator vorgesehen wird, hindurch bewegt.
• Wenn die Spannung der potentialfreien Spule eine bestimmte Bezugsspannung, häufig Null, überquert bzw. durchquert, wurde angenommen, daß die Stellung des Rotors bekannt war. (Hier wird der Durchgang der Nullspannung oder der Bezugsspannung als "ein Nulldurchgang" bezeichnet.) Wenn ein Nulldurchgang auftritt, wurde die Kommutationsfolge der Rotorspulen zu der nächsten Phase inkrementiert und das Verfahren wurde wiederholt.
• Zusätzlich setzen mehrphasige dc-Motoren häufig Pulsbreitenmodulation (PWM) ein, um den Antriebsstrom der Spulen des Motors zu modulieren. Die PWM-Technologien werden oft eingesetzt, um die Energieverluste in mehrphasigen Motoren durch Unterbrechen des Stroms in den Spulen des Motors bei ihren Spitzenstrompegeln zu verringern, um ein maximales Drehmoment zu erzielen, um eine schnelle Beschleunigung zu ermöglichen, und um die Leistung, die in dem Chip verbraucht wird, auf ein Niveau proportional zu der relativen Einschaltdauer bzw. dem Schaltverhältnis zu verringern.
• Wenn typischerweise der Motor in Betrieb ist, sind eine oder mehrere der Spulen potentialfrei (oder bei hohem Scheinwiderstand bzw. Impedanz) bei jedem Kommutationszustand, wobei die verbleibenden Spulen aktiv angetrieben werden, um die gewünschte Drehung des Rotors des Motors zu erzeugen. Wenn jedoch in den PWM- Modus eingetreten wird, wird der Antriebsstrom zeitweise unterbrochen und es wird ihm ermöglicht, mit einer vorgeschriebenen Rate abzuklingen. Allgemein wird ein Entladungsnetzwerk vorgesehen, um das Abklingen des Stromes innerhalb der Antriebsspulen festzulegen. Wenn die Spannung über den Widerstand, der den Gesamtstrom durch die Motoren führt, auf einen vorbestimmten Pegel abgeklungen ist, wird der Antriebsstrom dann zu den aktiven Spulen des Motors wieder angelegt. Dies ist im Stand der Technik als "PWM-Zerhackung bzw. -Unterbrechung" bekannt.
• Die PWM-Unterbrechung der aktiven Spulen erzeugt Rauschen bzw. Störungen, die in die potentialfreie Spule oder Spulen des Motors induziert bzw. eingekoppelt werden. Es wird erinnerlich sein, daß die Rück-EMK der potentialfreien Spulen überwacht wird, um den Nullspannungsdurchgang zu dem Zweck der sensorlosen Positionserfassung des Rotors des Motors zu bestimmen. Aufgrund des induktiv eingekoppelten Rauschens von dem Rück-EMK-Unterbrechungssignal in die potentialfreie Spule kann jedoch der tatsächliche oder wahre Nulldurchgang schwer angemessen zu erfassen sein, da die Spannungspegel tatsächlich höher oder niedriger erscheinen können als die Pegel, die normalerweise in Abwesenheit des PWM-Unterbrechungssignals auftreten würden. Folglich werden in Gegenwart der PWM-Zerhackung bzw. -Unterbrechung ein Verfahren und eine Schaltung erforderlich, um die Wirkung des PWM-Unterbrechungssignals zu minimieren, um es zu ermöglichen, Nulldurchgänge genau für eine genaue Rotorpositionsbestimmung zu erfassen.
• Die US-A-5172036 offenbart eine Schaltung, um einen mehrphasigen Motor zu betreiben, der mehrere Antriebsspulen hat, die mehrere Antriebstransistoren, die jeweils an eine verknüpfte der mehreren der Antriebsspulen angeschlossen sind, um sofortige bzw. instantane Antriebsströme dazu vorzusehen, wobei die Abfolge der erzeugten Steuersignale für die mehreren Antriebstransistoren so ist, daß der Antriebsstrom für eine Antriebsspule bereitgestellt wird, die gemäß jeder von mehreren Phasen in einer vorbestimmten Kommutationsfolge ausgewählt ist, eine Erfassungsschaltung, um Nulldurchgänge einer Rück-EMK-Spannung einer Spule zu erfassen, die in einem potentialfreien Zustand während jeder der Phasen angeschlossen ist, um ein Rück- EMK-Erfassungssignal zur Taktung bzw. zeitlichen Steuerung von Änderungen unter den Phasen zu erzeugen, und eine Unterbindungsschaltung, um eine Nulldurchgangserfassung über eine vorausgewählte Dauer zu unterbinden. Bei diesem Dokument nach dem Stand der Technik ist die ausgewählte Zeitdauer die, die dem Kommutationsintervall folgt. Das Ziel des Dokuments nach dem Stand der Technik ist es, falsche Nulldurchgänge davor zu bewahren, aufgrund einer Kommutation erfaßt zu werden.
• Es ist deshalb unter Berücksichtigung des obigen eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Antriebsverfahren und eine Schaltung zum Betreiben eines vielphasigen bzw. mehrphasigen dc-Motors zur Verfügung zu stellen.
• Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Antriebsverfahren und eine Schaltung der beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, in der die Puls breitenmodulations(PWM)-Unterbrechung bzw. -Zerhackung eingesetzt wird.
• Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Antriebsverfahren und eine Schaltung der beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die weniger von Störungsspitzen, die durch ein PWM-Signal erzeugt werden, beeinträchtigt werden, als frühere Schaltungen.
• Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Antriebsverfahren und Schaltung der beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, bei denen das PWM- Unterbrechungssignal selbst verwendet wird, um den Ausgang des Rück-EMK-Verstärkers abzutasten.
• Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung der beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die die Auswirkungen des Rauschens bzw. der Störungen mmimiert, die auf Veranlassung der Pulsbreitenmodulationsunterbrechung von aktiven Antriebsspulen in eine potentialfreie Spule induziert werden, an der die Rück-EMK zu dem Zweck erfaßt wird, um die sensorlose Erfassung der Stellung des Rotors des Motors zu bestimmen.
• Es ist eine andere Aufgabe der Erfmdung, ein Verfahren zum Minimieren der Wirkung von PWM-Unterbrechungsrauschen bei der Erfassung des Nulldurchgangs der Rück- EMK einer potentialfreien Spule eines mehrphasigen dc-Motors zu minimieren.
• Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden den Fachleuten im Stand der Technik aus der folgenden, im einzelnen dargelegten Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitetenden Darstellungen und den angefügten Ansprüchen gelesen wird.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird, um die Spannung der potentialfreien Spule zu erfassen, das PWM-Unterbrechungssignal verwendet, um die Spannung zu einer passenden Zeit abzutasten, wenn Rausch- bzw. Störungsspitzen verringert sind. Bei diesem Verfahren wird der wahre Polaritätsübergang bzw. -durchgang, das heißt der Nulldurchgang bzw. -übergang, zu dem Unterbrechungssignal synchronisiert. Obwohl dies in sich einen Fehler in die genaue Zeitmessung des Auftretens des Nulldurchgangs einbringen kann, falls die Unterbrechungsfrequenz relativ hoch ist, ist dann der Fehler, der durch die Unterbrechungsdauer eingebracht wird, klein genug, um noch eine verlaßliche Kommutierung zu ermöglichen. Deshalb wird gemaß der Erfindung, wenn der Motortreiber in den PWM-Modus gebracht wird, das PWM-Unterbrechungssignal in einer flanken-getriggerten bzw. -geschalteten Weise verwendet, um den Ausgang des Rück-EMK-Verstärkers mit einem Flip-Flop vom D-Typ abzutasten.
• Gemaß der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung vorgeschlagen, um einen mehrphasigen dc-Motor zu betreiben, der mehrere Antriebsspulen hat, die aufweist, mehrere Antriebstransistoren, die jeweils an eine verbundene der mehreren Antriebsspulen angekoppelt sind, um diesen augenblickliche Antriebsströme zur Verfügung zu stellen; eine Folgesteuerschaltung, um Steuersignale für die mehreren Antriebstransistoren in einer derartigen Weise zu erzeugen, daß einer Antriebsspule, die gemäß jeder von mehreren Phasen in einer vorbestimmten Kommutierungsfolge ausgewählt ist, ein Antriebsstrom zur Verfügung gestellt wird; eine Erfassungsschaltung, um Nulldurchgänge einer Rück-EMK-Spannung einer Spule zu erfassen, die in einem potentialfreien Zustand während jeder der Phasen angeschlossen ist, um ein Rück-EMK-Erfassungssignal für Takt- bzw. Zeitabstimmungsänderungen unter den Phasen zu erzeugen; und eine Unterbindungsschaltung, um eine Nulldurchgangserfassung über eine ausgewählte Zeitdauer nach der Kommutierung durch die Folgesteuerschaltung zu sperren, gekennzeichnet durch: eine PWM- bzw. Pulsbreitenmodulationsschaltung, um die Steuersignale auszublenden, die an die mehreren der Antriebstransistoren angelegt werden, in einer solchen Weise, daß der ausgewählten Antriebsspule ein Antriebsstrom mehrere Male innerhalb jeder Phase zur Verfügung gestellt wird; und eine Sperrschaltung, die einen Eingang hat, der an die Unterbindungsschaltung angekoppelt ist, die einen Ausgang hat, der an die Erfassungsschaltung angekoppelt ist, und einen Steuereingang hat, der an die PWM- bzw. Pulsbreitenmodulationsschaltung angekoppelt ist, wobei die Sperrschaltung betreibbar ist, um die Nuildurchgangserfassung über eine vorbestimmte Zeit relativ zu dem Ausbienden der Steuersignale zu sperren, und um danach die Nulldurchgangserfassung freizugeben, wobei jede solcher Sperr- und Freigabebetätigungen mehrere Male innerhalb jeder Phase auftritt.
• Gemaß einem zweiten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, um einen mehrphasigen dc-Motor zu betreiben, der mehrere Antriebsspulen hat, das aufweist, ein Antriebsstrom wird einer ausgewählten Antriebsspule gemäß einer vorbestimmten Kommutierungsfolge zur Verfügung gestellt; ein Nulldurchgang einer Rück-EMK-Spannung einer Antriebsspule wird erfaßt, die in einem potentialfreien Zustand angeschlossen ist, um ein Kommutierungssignal zu erzeugen; und die Erfassung von Nulldurchgängen für eine ausgewählte Dauer bzw. Zeitperiode relativ zu der Kommutierung der Spulen wird gesperrt, um die Erfassung eines falschen Nulldurchganges zu vermeiden, gekennzeichnet durch: ein Antriebsstrom, der den Antriebsspulen zugeführt wird, wird abgeschnitten bzw. zerhackt, um den maximalen Strom, der diesen zugeführt wird, zu steuern, indem der Antriebsstrom mehrere Male innerhalb jeder Phase der Kommutierungsabfolge ein- und ausgeschaltet wird; die Erfassung von Nulldurchgängen wird über eine vorbestimmte Zeit relativ zu dem Abschneidbzw. Zerhackschritt gesperrt; und die Sperrung tritt innerhalb jeder Phase der Kommutierungsabfolge mehrere Male auf.
• Gemaß einem breiten Gesichtspunkt nach der Erfindung weist eine Schaltung zum Betreiben eines mehrphasigen dc-Motors mehrere Antriebsspulen auf. Eine Schaltung stellt sofortige bzw. instantane Antriebsströme für ausgewählte der Antriebsspulen in jeder von mehreren vorbestimmten Kommutationsabfolgen zur Verfügung. Eine Schaltung zum Erfassen von Nulldurchgängen einer Rück-EMK-Spannung der Spulen ist in einem potentialfreien Zustand während jeder der vorbestimmten Kommutationsabfolgen angeschlossen, um ein Rück-EMK-Erfassungssignal zu erzeugen, um Änderungen unter den vorbestimmten Kommutationsabfolgen zeitlich zu steuern bzw. zu takten. Eine Schaltung steuert die Antriebsströrne zu den ausgewahlten Antriebsspulen, die ein- und auszuschalten sind, und die Schaltung verzögert die Nulldurchgangserfassung über eine vorbestimmte Zeit nachdern die Antriebsströrne ausgeschaltet worden sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltung zurn Steuern der Antriebsströme für die ausgewählten Antriebsspulen, die ein- und auszuschalten sind, eine Schaltung auf, um ein Unterbrechungs- bzw. Zerhackungssignal zu erzeugen, wenn der Strorn in den aktiven Spulen einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und weist insbesondere eine PWM-Schaltung auf.
• Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines mehrphasigen dc-Motors vorgestellt, der mehrere Antriebsspulen hat. Gemaß dem Verfahren wird ein Antriebsstrom, der den Antriebsspulen zugeführt wird, unterbrochen bzw. zerhackt, um den maximalen Strom zu steuern, der diesen zugeführt wird, indem der Antriebsstrom ein- und ausgeschaltet wird. Nulldurchgänge einer Rück-EMK-Spannung der Antriebsspulen, die in einem potentialfreien Zustand angeschlossen sind, werden erfaßt, um ein Kommutationssignal zu erzeugen, und die Erfassung von Nulldurchgängen wird für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Antriebsstrom ausgeschaltet worden ist, während des Unterbrechungsschrittes gesperrt, um die Erfassung eines fälschlichen Nulldurchgangs zu vermeiden. Die Unterbrechung wird als Teil eines PWM-Betriebs durchgeführt.
• Die Erfindung wird in den begleitenden Darstellungen wiedergegeben, in denen:
• Fig. 1 ein elektrisches Schemablockdiagramm eines Motorantriebssystems ist, das in einer Vorrichtung gemaß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung aufgenommen ist.
• Fig. 2 eine elektrische Schemadarstellung einer Leistungsstufe ist, die in dem Motorantriebssystem nach Fig. 1 verwendet wird, um Motorantriebssignale für die "Y"-angeschlossenen Statorspulen des Motors, mit denen das Antriebssystem verbun den werden könnte, bereitgestellt werden.
• Fig. 3 eine elektrische Schemadarstellung einer typischen Anordnung mit "Y"- angeschlossenen Rotorspulen ist, die die Stromflußrichtung für sechs Phasen eines dreiphasigen Motors darstellt.
• Fig. 4 eine elektrische Schemadarstellung einer Folgesteuerschaltung und eines PWM-Schaltnetzwerkes ist, die in dem Motorantriebssystem nach Fig. 1 verwendet werden.
• Fig. 5 ein elektrisches Schemadiagramm eines Rück-EMK-Verstärkers und eines Nulldurchgangsdetektors ist, die bei dem Motorantriebssystem nach Fig. 1 zusammen mit der Schaltung verwendet werden, um eine gewünschte Abtastzeit für die Nulldurchgangserfassung auszuwählen.
• Fig. 5a verschiedene Spannungswellenformen zeigt, die an dem Ausgang des Nulldurchgangsdetektors nach Fig. 5 erzeugt werden, die ihr zeitliches bzw. zeitlich gesteuertes Verhältnis zu einem erfaßten steigenden oder fallenden Nulldurchgang darstellen.
• Fig. 6 eine schematische elektrische Darstellung einer Nulldurchgangslogikschaltung ist, die verwendet wird, um die Rück-EMK-Verstärkeranschlüsse in der Schaltung nach Fig. 5 zu steuern.
• Fig. 7 eine schematische elektrische Darstellung einer Schaltung ist, um eine Folgesteuerrauschmaske und eine Spulenschaltübergangsrauschmaske zur Verwendung in dem Motorantriebssystem nach Fig. 1 zu erzeugen.
• Und Fig. 8 elektrische Wellenformen sind, die Spannungssignale an verschiedenen Punkten in der Schaltung nach Fig. 1 im Hinblick auf mehrere elektrische Zyklen des Motors zeigen, mit denen die Treiber- bzw. Antriebsschaltung verbunden werden kann.
• In verschiedenen Figuren der Darstellung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähiiliche Teile.
• Ein Abschnitt eines schematischen Elektrikblockdiagramms einer Motorsteuerung 10, in der die Vorrichtung und das Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einbezogen werden können, wird in Fig. 1 gezeigt. Obwohl die Motorsteuerung aus diskreten Bauteilen aufgebaut werden kann, wird die Motorsteuerung 10 bevorzugt in einen einzigen Halbleiterchip integriert, der zum Anschluß an die Statorspulen eines dreiphasigen bürstenlosen dc-Spindelmotors angepaßt ist, um z.B. zum Drehen einer magnetischen oder anderen Scheibe in Systemen, wie etwa Computer- Festplattenantrieben, CD-ROM-Antrieben, Diskettenlaufwerken und dergleichen verwendet wird. Ein derartiger dreiphasiger Motor weist bevorzugt Y-angeschlossene Statorspulen bzw. -wicklungen auf, obwohl derartige Spulen- bzw. Wicklungsanschlüsse mit Y-Konfiguration nicht notwendigerweise erforderlich sind.
• Die Wicklungen bzw. Spulen können angeschlossen werden, um, wie unten in weiteren Einzelheiten erörtert, Anschlüsse AUS A, AUS B, AUS C und CTR TAP auszugeben. Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Hinblick auf einen dreiphasigen Motor beschrieben worden ist, insbesondere die Prinzipien der Erfindung allgemein vorteilhaft gleichermaßen bei mehrphasigen Motoren eingesetzt werden können.
• Die Antriebsspannung wird für die Ausgangsanschlüsse AUS A, AUS B und AUS C durch eine Leistungsstufe 11 bereitgestellt, die, wie unten unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben ist, aufgebaut sein kann. Die Leistungsstufe 11 wird folgegesteuert, um aufeinanderfolgende Steuerausgangssignale für die Ausgangsanschlüsse AUS A, AUS B und AUS C durch eine Folgesteuerschaltung 13 zur Verfügung zu stellen, die unten unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird, und eine Signalschnittstellensteuerung 12 führt ein Ausgangssignal von der Folgesteuerschaltung 13 zu der Leistungsstufe 11 zu, wie auch daß sie andere Funktionen, wie etwa Pausen- und Ausgangsfreigabefunktionen, erlaubt. Die Folgesteuerung 13 stellt auch Antriebs- und Abfolgesteuersignale an einem "internen Kommutationsbus" 66 zu anderen Schaltungen der Steuerschaltung zur Veifugung, um die verschiedenen Gesichtspunkte zur Drehung des Motors, der durch die Schaltung 10 angetrieben wird, zu steuern.
• Die Ausgangsanschlüsse AUS A, AUS B und AUS C sind ebenfalls schaltbar an einen Rück-EMK-Meßverstärker 14 angeschlossen, dessen Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 5 unten beschrieben werden. Der Rück-EMK-Meßverstärker 14 liefert in Folge Signale zu einer Nulldurchgangsdetektorschaltung 16, die unten in Fig. 5 dargestellt ist, die Eingangssignale zu einer digitalen Verzögerungsschaltung 17 zur Verfügung stellt, die unten im einzelnen in Fig. 7 beschrieben ist. Der Ausgang der digitalen Verzögerungsschaltung 17 steuert den Betrieb der Folgesteuerung 13 in einer unten im einzelnen beschriebenen Weise.
• Die Motorsteuerschaltung enthält auch eine Pulsbreitenmodulationsschaltung 18, deren Betrieb in weiteren Einzelheiten im Hinblick auf die Fig. 4 und 5 unten beschrieben wird.
• Zusätzlich enthält die Motorsteuerschaltung 10 eine Systemtaktschaltung 23 und eine phasenstarre (PLL)-Frequenz-/Phasendetektorschaltung 24, und kann verschiedene andere Schaltungen enthalten, die nicht gezeigt sind, wie etwa eine Schaltung, um eine Anordnungs- bzw. Ausrichtungs- und ein Anlauf-("align and go"-)Startschaltung zu unterstützen, um das Anlaufen des Motors aus einem angehalteten Zustand zu vereinfachen, eine Anschlußsteuerlogik und eine angeschlossene Schieberegisterschaltung, um die Steuerung der Motorsteuerschaltung durch einen externen Mikroprozessor (nicht gezeigt) zu vereinfachen, usw.
• Nun, bezugnehmend auf Fig. 2, ist die Leistungsstufe 11 der Motorsteuerschaltung 10 an eine herkömmliche H-Brücke 30, auf die allgemein als dreifach-1/2-H-Brücke Bezug genommen wird, angeschlossen, um schaltbar Antriebsströme für die "Y"-angeschlossenen Statorspulen bzw. -wicklungen 32, 33 und 34 abzugeben. Die Brucke 30 weist drei Reihen bzw. Serien von Strompfaden 37, 38 und 39 zwischen einer Spannungszuführ, die an eine Leitung 40 angelegt ist, und einem Bezugspotential an einer Leitung 42 auf. Jeder Strompfad enthält jeweils zwei Schalttransistoren 44 und 45, 44' und 45' sowie 44" und 45". Die Transistoren 44, 44', 44", 45, 45' und 45" können als bekannte FET-Leistungsschalter oder andere Schalteinrichtungen, wie gewünscht, ausgeführt sein. Die Leitung 42 ist an einen externen Meßwiderstand 49 (extern an Anschlüsse R- MESS, wie in Fig. 1 gezeigt, angeschlossen) angeschlossen, der in Folge an das Erdpotential angeschlossen ist.
• Das Ende von jeder der Statorspulen 32, 33 und 34 ist zusammen an eine gemeinsame Mittelsteckdose 36 angeschlossen, wobei andere Enden an jeweilige Knoten AUS A, AUS B und AUS C zwischen den jeweiligen Paaren von Schalttransistoren 44 - 45; 44' - 45' und 44" - 45" angeschlossen sind. Jeder der Schalttransistoren 44, 45, 44', 45', 44" und 45" weist eine Rücklauf- bzw. Horizontal-Rücklauf-Diode 47, 48; 47', 48'; und 47", 48" parallel zu seinem Strompfad, wie gezeigt, auf.
• Im Betrieb, während einer Erregungsphase, wird ein Knoten (z.B. der Knoten AUS A) um eins von den oberen Schaltern 44 hochgetrieben. Ein anderer Knoten (z.B. der Knoten AUS B) wird um eins durch die unteren Schalter 45, herabgesetzt und der andere Knoten (z.B. der Konten AUS C) wird potentialfrei mit beiden Schaltern 44" und 45" im ausgeschalteten Zustand gelassen. Auf dies wird allgemein als die "AB- Phase" Bezug genommen.
• Die Spulen werden dann in einer kommutierten Folge, die durch die Folgesteuerschaltung 13 bestimmt worden ist, in einer Weise geschaltet, so daß in jeder Kommutationsphase Strom immer in zwei der drei Spulen fließt, wobei die dritte Spule potentialfrei ist, und daß nach dem Schalten der Strom fortgesetzt und in der gleichen Richtung in einer der zwei Spulen fließen wird, in denen Strom in der vorherigen Phase gefiossen ist. Wie in der Darstellung nach Fig. 3 gezeigt, kommen insbesondere in einem dreiphasigen Motor tatsächlich sechs Betriebsphasen vor. Der Stromfluß in jeder dieser sechs Phasen wird in der folgenden Tabelle A gezeigt: Tabelle A
• Das Schalten der Treibertransistoren der Leistungsstufe 11, um die Schaltströme für jede Phase zu veranlassen, wird durch eine Folgesteuerschaltung 13 und eine verbundene Schnittstellenschaltung 12 bewerkstelligt, deren Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt sind. Die Folgesteuerschaltung 13 stellt Signale über die Schnittstellenschaltung 12 für die oberen Treiberausgänge 52 und die unteren Treiberausgänge 53 zur Verfügung, um die Schaltfolge zu bewerkstelligen, die in der Tabelle A ausgeführt ist. Die oberen und unteren Treiberausgänge 52 und 53 sind über das PWM-Schaltnetzwerk (von denen eines, nämlich 56, für die oberen und unteren "A"-Treiber gezeigt ist) an die oberen und unteren Treibereingangsleitungen, gezeigt in Fig. 2, angeschlossen sind. Der Aufbau und der Betrieb des PWM-Schaltnetzwerkes 56 wird in Einzelheiten in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 728,597, eingereicht am 11. Juli 1992, beschrieben, die auf den Inhaber hiervon übertragen ist, und wird hier durch Bezugnahme einbezogen.
• Die Folgesteuerschaltung 13 enthält genauer ein Schieberegister 55, das die spezifischen oberen und unteren Ausgangsleitungen bestimmt, die zu irgendeinem bestimmten.Moment aktiviert werden. Um die Leistungsschaltfolge zu verwirklichen, kann eine angemessene Folge anfangs in das Schieberegister 55 geladen werden und der Reihe nach durch die verschiedenen Datenstellungen des Schieberegisters 55 geschoben werden. Zum Beispiel kann eine Datenfolge, die in der Ausführungsform gezeigt ist, die durch die Kommutationsfolge nach Tabelle A erzeugt wird, wenn sie durch das Schieberegister 55 getaktet wird, um der Reihe nach an den Ausgängen Q&sub1; - Q&sub6; zu erscheinen, "110000" sein.
• Das Schieberegister 55 wird durch ein Inkrementierungssignal getaktet, das in das Schieberegister 55 von einer Verzögerungszähleinrichtigung 112 eingegeben wird, das im einzelnen unten im Hinblick auf Fig. 7 beschrieben wird. Folglich arbeitet das Schieberegister 55 in irgendeinem Moment, um einen hohen Zustand an einen ausgewahlten von zwei benachbarten der Ausgänge Q&sub1; - Q&sub6; anzulegen, um die entsprechenden oberen und unteren Transistoren gemäß der Abfolge, die in Tabelle A gezeigt ist, einzuschalten, wobei die verbleibenden Ausgänge ausgeschaltet sind.
• Die andere Schaltung der Folgesteuerschaltung 13 enthält eine Rücksetzleitung 59, um das Schieberegister 55 zu initialisieren oder zurückzusetzen, wobei der Kommutationsabfolgekode, der oben in einer anfänglichen Startstellung innerhalb des Schieberegisters 55 beschrieben worden ist, wieder herzustellen. Die Ausgänge Q&sub1; - Q&sub6; des Schieberegisters 55 sind auch über Leitungen von einem internen Kommutationsbus 66 zu der Logiksteuerschaltung für die Nulldurchgangsspannung nach Fig. 6, die unten beschrieben wird, angeschlossen.
• Mittels des unmittelbaren Anschlusses an die Ausgangsleitungen des Schieberegisters 55 des Folgesteuergenerators 13 können die Treiber der Leistungsstufe 11 durch angemessene Signale, die an die Signalschnittstellensteuerung 12 angelegt werden, ohne Verlust der gewünschten Kommutationssignale in drei Zustände geschaltet werden. Das heißt, wenn die Kommutationssignale für die interne Schaltung zur Verwendung bei der Fassung von Nulldurchgängen erstellt werden sollten, wurden z.B. an dem Ausgang der Signalschnittstellenschaltung, wenn die Motortreiber in drei Zuständen geschaltet werden würden, die Kommutationssignale verloren gehen und es wäre hoffnungslos, die Synchronisation zwischen den Kommutationssignalen und dem Motor wieder herzustellen, ohne den Motor zu verlangsamen oder einen komplexen Resynchronisationsalgorithmus einzusetzen.
• Falls gewünscht, könnte ein Bremssignal, das anderswo, vielleicht extern zu der Motorsteuerschaltung 10, entwickelt wird, an die Leitung 67 zu der Logikschaltung 63 angelegt werden, um die Ausgabe zu dem Motor an die obere und untere Treiberausgangsleitung 52 und 53 zu verhindern, wenn das Bremssignal vorkommt. Das Bremssignal, das durch Software erzeugt oder ein externes Signal sein kann, wird in der dargestellten Ausführungsform angelegt, um sämtliche der unteren Treiber einzuschalten und sämtliche der oberen Treiber auszuschalten. Zu der gleichen Zeit können sämtliche der Spulen 32, 33 und 34 zusammen kurzgeschlossen werden, so daß die Wirbelströme, die durch das Magnetfeld in den Spulen 32, 33 und 34 erzeugt werden, den Motor bremsen.
• Auch Signale, die in Reaktion auf einen internen Fehler oder einen anderen normalen Zustand, oder auf ein externes Freigabesignal erzeugt werden können, die es nicht erfordern würden, daß der Motor gebremst wird, die es jedoch erfordern könnten, daß die Antriebssignale zu den Spulen des Motors weggenommen werden, könnten an eine Leitung 68 zu den letztlichen Treiberlogikgattern 63, wie gezeigt, angelegt werden. Folglich wird in der Gegenwart eines Signals an der Leitung 68 (das heißt eine Änderung zu einem niedrigen Zustand von einem normalerweise hohen Zustand) der Antrieb von beiden der oberen Treiber 52 und den unteren Treibern 53 weggenommen oder gesperrt, wobei es dem Rotor des Motors ermöglicht wird, auszulaufen.
• Die Kommutation unter den Spulen 32, 33 und 34 wird in Reaktion auf Informationen durchgefürt, die die spezifische unzweideutige Stellung des Rotors des Motors in Verknüpfüng mit Schaltungsinformationen anzeigen, die die gewiinschte Stellung des Rotors anzeigen. Insbesondere wird die Kommutation, um jedwede nachfolgende Abfolge nach Tabelle A anzulegen, in Reaktion darauf bestimmt, daß eine entsprechende Spule eine bestimmte Drehstellung erreicht, und ihre Korrelation mit der Folgesteuerinformation anzeigt, wo der Motor zu einer bestimmten Zeit sein sollte, bevor eine Kommutation auftreten sollte. Die Bestimmung des genauen Drehortes des Rotors wird fortwährend durch Überwachung der Nulldurchgangsspannung bei jedem Nichtantrieb oder jeder Potentialfreiheit einer Spule aktualisiert. Wenn genauer die Spulen 32, 33 und 34 während einer Kommutationsabfolge des Rotors geschaltet werden, wird die Spannung der potentialfreien Spule durch die Rück-EMK-Verstärkerschaltung 14, die in Fig. 5 gezeigt ist, überwacht.
• Die Rück-EMK-Verstärkerschaltung 14 enthält Schalter 81, 82 und 83, die jeweils an die Motortreiberausgänge AUS A, AUS B und AUS C in der Schaltung nach Fig. 2 angeschlossen sind, um eine ausgewählte der Spulen anzuschließen, die an die Ausgänge AUS A, AUS B oder AUS C zu dem nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 85 angeschlossen sind. Die bestimmte eine der Spulen 32, 33 oder 34, die an den Komparator bzw. Vergleicher 85 angeschlossen ist, entspricht derjenigen Spule, welche auch immer von den Spulen als potentialfrei angenommen wird (nicht notwendigerweise die Spule, die gegenwärtig bzw. tatsächlich potentialfrei ist). Obwohl der Ausdruck "potentialfrei" hier verwendet worden ist, um die Spule, die momentan nicht in dem Strompfad ist, anzuzeigen, müssen die Spulen tatsächlich nicht "potentialfrei" sein, sondern sind an eine Impedanz bzw. einen Scheinwiderstand mit drei Zuständen angeschlossen, wenn kein Antriebsstrom angelegt wird. Die Schalter 81, 82 und 83 werden durch die Schaltung nach Fig. 6, die unten beschrieben wird, betrieben, um die Schaltung der Spule zu bewirken, von der, wie gerade beschrieben, angenommen wird, daß sie potentialfrei ist.
• Der Mittelsteckeranschluß 36 (siehe Fig. 2) des Rotors ist an den invertierenden Eingang des Komparators bzw. Vergleichers 85 angeschlossen, so daß, wenn die Spannung an der ausgewählten potentialfreien Spule größer wird als die Mittelanschlußspannung, der Komparator einen Ausgang erzeugt, der die Nulldurchgangsspannung der Spannung an der ausgewählten potentialfreien Spule darstellt. (Die Spannung, die an den Eingang des Komparators 85 angelegt wird, ist die sogenannte "Rück-EMK" der Spule, die Spannung, die in der ausgewählten potentialfreien Spule erzeugt wird, wenn sie sich durch das Magnetfeld innerhalb des Motors bewegt.) Der Komporator 85 ist aufgebaut, um etwas Hysterese zu haben, weil ansonsten das Auftreten einer Spannung unter der Nulldurchgangsspannung nicht lange genug anhalten könnte, um das Ausgangssignal des Komparators 85 freizugeben, um zweckmäßig zu sein.
• Der Ausgang von dem Komparator 85 ist an ein Schieberegister 88 über ein Übertragungsgatter 89 angeschlossen, wie in Fig. 5 zu erkennen ist. Ein Maskierungssignal bzw. Fenstersignal, das in der Folgesteuerschaltung 13 erzeugt wird (unten im Hinblick auf Fig. 4 beschrieben), wird an eine Leitung 120 zu einem Freigabeeingang des Transmissionsgatters 89 angelegt, so daß der Ausgang von dem Komparator 85 davor gesperrt wird, an das Schieberegister 88 während der Maskierungsdauer, die einer Phasenkommutation durch die Folgesteuerschaltung 13 folgt, angelegt zu werden. Wenn jedoch das Ausgangssignal von dem Komparator 85 freigegeben wird, um das an das Transmissionsgatter 89 angelegte Signal durchzulassen, wird das Signal an den D-Eingang des ersten Flip-Flops 202 vom D-Typ in der Reihe von Flip-Flops angelegt, die die Flip-Flops 90, 91, 92 und 93 vom D-Typ enthalten, die das Schieberegister 88 ausbilden.
• Die Schaltung 80 zum Abtasten eines Signals von dem Rück-EMK-Verstärker 85, um den Nulldurchgang der Spule, die gegenwärtig bzw. momentan potentialfrei ist, wird erfaßt, wenn sie schaltbar an den Rück-EMK-Verstärker 85 durch einen der Schalter 81-83 angeschlossen ist, die eine Pulsbreitenmodulationserfassungsschaltung 200 enthält, um die Abtastschaltung in der Gegenwart eines Pulsbreitenmodulationsbetriebs des Motors freizugeben. Die Schaltung 200 enthält einen Flip-Flop 202 vom D-Typ. Der D-Eingang des Flip-Flops 202 empfängt den Ausgang von dem Transmissionsgatter 89, das den Ausgang des Rück-EMK-Verstärkers 85 darstellt, wenn er durch die Abwesenheit einer Maske an der Leitung 120 freigegeben wird. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 202 ist an den Flip-Flop 90 vom D-Typ angeschlossen. Der Flip-Flop 202 wird durch Signale durch das Gattemetzwerk, das die drei NAND-Gatter 205, 206 und 207 umfaßt, getaktet.
• Die Steuereingänge der Gatter 205-207 sind das PWM-EIN-Signal am Knoten 210 und das PWM-Unterbrechungssignal am Knoten 211. Das PWM-EIN-Signal am Knoten 210 wird von der Schaltung 215 (siehe Fig. 2) erhalten. Das PWM-EIN-Signal wird erzeugt, wenn die Spannung an dem Meßwiderstand 49 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der anzeigt, daß ein höherer als gewünschter Strom in den Spulen 32-34 des Motors vorkommt. Typischerweise kommen derartige Überstromzustände während dem Anlaufen des Motors vor, obwohl andere Bedingungen vorkommen können, die zu einer Überschreitung des Stromschwellenwertes führen können.
• Der andere Eingang des Netzwerkes von NAND-Gattern 205-207 ist ein Signal am Knoten 211, das als "ZCPWM" benannt ist. Das "ZCPWM"-Signal wird von der zweiphasigen, nicht überlappenden Taktschaltung 214 (siehe Fig. 4) erhalten. Das "ZCPWM"-Signal wird von dem Taktsignal an der Leitung 216 erhalten, das durch einen Inverter 217 invertiert wird. Folglich wird wieder unter Bezugnaame auf Fig. 5 der Flip-Flop 202 vom D-Typ von der Art sein, die durch die fallende Flanke des daran angelegten Taktsignals geschaltet bzw. getaktet wird. Wie ersichtlich wird, ermöglicht dies das Abtasten des Zustands des Ausgangs von dem Rück-EMK-Verstärker 85 unmittelbar vor der Aktivierung der ausgewählten oberen Treibertransistoren, die gleichzeitig aufgrund des Signals an der Leitung 216 von der zweiphasigen, nichtüberlappenden Takteinrichtung 215 eingeschaltet werden. Es wird vorgezogen, daß die Fortbewegungsverzögerung, die durch den Flip-Flop 202 eingebracht wird, wesentlich weniger als die Verzögerung beträgt, die für die Treibertransistoren erforderlich ist, um eingeschaltet zu werden, sobald ein Signal an ihr jeweiliges Gatter angelegt wird. Folglich kommt eine relativ "ruhige" und stabile Zeit vor, während der das Abtasten der potentialfreien Spule genau beobachtet werden kann.
• Das Netzwerk der NAND-Gatter 205-207 ist an das Pulsbreitenmodulations-EIN-Signal am Knoten 210 angeschlossen, das an einen Eingang des NAND-Gatters 206 und an einen Inverter 220 angelegt ist, um einen Ausgang zu erzeugen, der an einem Eingang des NAND-Gatters 205 angeschlossen ist. Folglich wird abhängig von dem Zustand des PWM-Signals am Knoten 210 das eine oder das andere der NAND-Gatter 205 und 206 freigegeben. Das "ZCPWM"-Signal an dem Knoten 211 wird an den anderen Eingang des NAND-Gatters 206 angeschlossen. Gleichermaßen wird der hochfrequente Takt, der an die Takteingänge der Flip-Flop-Schaltungen 90-93 vom D-Typ angeschlossen ist, an den anderen Eingang des NAND-Gatters 205 angeschlossen. Die Ausgänge der NAND-Gatter 205 und 206 sind an jeweilige Eingänge des NAND-Gatters 207 angeschlossen, dessen Ausgang an den Takteingang des Flip-Flops 202 vom D-Typ angeschlossen ist.
• Folglich ist im Betrieb, wenn die Schaltung 30 im Normalmodus betrieben wird, das PWM-EIN-Signal am Knoten 210 niedrig, wodurch es dem hochfrequenten Takt an der Leitung 225 ermöglicht wird, durch das Netzwerk der Gatter 205-207 zu passieren, um das Flip-Flop 202 vom D-Typ zu takten, um den Ausgang von dem Rück-EMK- Verstärker 85 abzutasten.
• Wenn andererseits die Schaltung in dem PWM-Modus betrieben wird, ist der Zustand des PWM-Signals am Knoten 210 hoch, wodurch das "ZCPWM"-Signal am Knoten 211 freigegeben wird, um das Flip-Flop 202 vom D-Typ zu takten bzw. anzusteuern.
• Es wird bevorzugt, daß die Frequenz der "ZCPWM"-Schaltung näherungsweise 50 kHz sein wird und etwas Verzögerung aufgrund der Dauer bevor das Flip-Flop 202 vom D- Typ getaktet wird, einbringt, um den Ausgang des Rück-EMK-Verstärkers 85 zu beobachten, um die Erfassung des Nulldurchganges zu ermöglichen. Jedoch sollte es bemerkt werden, daß unter typischen Umständen, in denen in einen Pulsbreitenmodulationsmodus eingetreten wird, der Motor nicht notwendigerweise auf Geschwindigkeit bzw. Drehzahl ist, und die Feinabstimmung der Präzision bzw. Genauigkeit für die optimale Durchführung nicht notwendig ist.
• Wenn deshalb im Betrieb die Schaltung in dem PWM-Modus betrieben wird, taktet das "ZCPWM"-Signal den Flip-Flop 202 vom D-Typ, um den Ausgang des Rück-EMK- Verstärkers 85 freizugeben, um nur während einer Ruhezustandszeit unmittelbar vor einer Kommutation eines jeweiligen Satzes von Treibertransistoren 44, 44' oder 44" abzutasten. Folglich wird irgendein Rauschen, das in die potentialfreie Spule aufgrund der PWM-Unterbrechung der aktiven Spulen induziert wird, minimiert, und es ist unwahrscheinlich, daß falsche Nulldurchgänge erfaßt werden.
• Verschiedene Ausgänge der Flip-Flops 90, 91, 92 und 93 des Schieberegisters 88 sind an die Ausgangslogikschaltung 95 angeschlossen, die die NAND-Gatter 96, 97, 98 und 99 enthält. Jedes der Flip-Flops 90, 91, 92 und 93 empfängt einen Takteingang, beispielsweise von der Systemtakteinrichtung, und jeder erzeugt einen invertierten Q (Strich) und einen nichtinvertierten Q-Ausgang. Die Q-Ausgänge der Flip-Flops 90, 91 und 92 werden an den D-Eingang des jeweiligen nächsten Stufen-Flip-Flops angelegt und der Q-Ausgang des Flip-Flops 93 der letzten Stufe ist an das NAND-Gatter 98 der Ausgangslogikschaltung 95 angeschlossen.
• Die Q-Ausgänge der Flip-Flops 90 und 92 sind an Eingänge zu den oberen NAND- Gattern 96 bzw. 97 angeschlossen und die Q-Ausgänge der Flip-Flops 91 und 93 sind an die Eingänge der unteren NAND-Gatter 99 bzw. 98 angeschlossen. Andererseits sind die Q(Strich)-Ausgänge der Flip-Flops 90 und 92 an Eingänge der unteren NAND- Gatter 99 bzw. 98 angeschlossen, und die Q(Strich)-Ausgänge der Flip-Flops 91 und 93 sind an Eingänge der oberen NAND-Gatter 96 bzw. 97 angeschlossen. Obwohl die angenommene Schrägenleitung 100, die einer angenommenen negativ-zu-positiv gehenden Nulldurchgangsschräge entspricht, an Eingänge der NAND-Gatter 96 und 97 angeschlossen ist, und eine angenommene Schrägenleitung 101, die einer angenommenen positiv-zu-negativ gehenden Nulldurchgangsschräge entspricht, ist an Eingänge der NAND-Gatter 98 und 99 angeschlossen. Die Signale an den Leitungen 100 und 101, die die Richtung des angenommenen Nulldurchgangs anzeigen, sind durch die Phaseninformationen erzeugt, die in der Schaltung nach Fig. 6 entwickelt wird, die in Folge von den Ausgänge des Schieberegisters 55 in der Folgesteuerschaltung nach Fig. 4 erhalten werden.
• Letztlich werden die Ausgänge von der Logikschaltung 95 an die Ausgangs-NAND- Gatter 102 und 103 angeschlossen, wobei deren Ausgange in Reaktion auf die Erfassung eines tatsächlichen Nulldurchgangs einer spezifischen potentialfreien Spule erzeugt werden, wobei der Nulldurchgang einen Übergang in einer bestimmten erwarteten Richtung hat, das heißt, entweder es ist ein negativ-zu-positiv gehender Nulldurchgangsübergang oder ein positiv-zu-negativ gehender Nulldurchgangsübergang.
• Die Anschlüsse an die Ausgangs-NAND-Gatter 102 und 103 sind mit dem Ausgang des oberen NAND-Gatters 96 und dem unteren NAND-Gatter 99 eingerichtet, das an die Eingänge des Ausgangs-NAND-Gatters 103 angeschlossen ist, und der Ausgang des oberen NAND-Gatters 97 und der Ausgang des unteren NAND-Gatters 98 sind an die Eingänge des Ausgangs-NAND-Gatters 102 angeschlossen. Die Leitung 101, an der ein Signal erscheinen würde, wenn ein positiv geneigter Nulldurchgang angenommen wird, ist an die Eingänge der oberen NAND-Gatter 96 und 97 angeschlossen, und die Leitung 100, an der ein Signal erscheinen würde, wenn ein negativ geneigter Nulldurchgang erwartet wird, ist an die Eingänge der unteren NAND-Gatter 98 und 99 angeschlossen. Folglich sprechen die oberen NAND-Gatter 96 und 97 auf das tatsächliche Auftreten eines erwarteten positiv geneigten Nulldurchgangs an, und die unteren NAND-Gatter 98 und 99 sprechen auf das tatsächliche Auftreten eines erwarteten negativ geneigten Nulldurchgangs an.
• Wegen der abgestuften Anschlüsse an das vierstufige Schieberegister 88 für jeden der positiven und negativen Erfassungspfade betragen die Ausgänge von den Ausgangs- NAND-Gattem 102 und 103 zwei in der Zeit beabstandete Pulse, wie es in Fig. 5a durch die Kurven 109 bzw. 108 gezeigt wird, die sich entweder von einem Positiv-zu- Negativ-Nulldurchgang 106 oder einem Negativ-zu-Positiv-Nulldurchgang 107 ergeben. Folglich geht dem Puls, der an dem Ausgang des NAND-Gatters 103 erzeugt wird, der Puls voraus, der an dem Ausgang des NAND-Gatters 102 durch einen Taktzyklus erzeugt wird. Der Ausgang des NAND-Gatters 103 wird verwendet, um ein "Last"- Signal für die Zähleinrichtungen vorzusehen, die die erforderliche Maskierung und die Verzögerungszeit nach einer Phasenkommutation messen, und der Ausgang des NAND- Gatters 102 wird verwendet, um ein "Rücksetz"-Signal für die Dauer- bzw. Zeitdauerzähleinrichtung, wie unten beschrieben, zur Verfügung zu stellen.
• Die Schaltung zum Entwickeln der Schaltsignale für die Schalter 81, 82 und 83, wie auch die negätiv und positiv geneigten Anzeigesignale an den Leitungen 100 und 101, wird in Fig. 6 gezeigt, auf die nun Bezug genommen wird. Die Schaltung nach Fig. 6 entwickelt interne Phasendaten an den Leitungen des internen Kommutationsbusses 66 von dem Ausgang des Schieberegisters 55 nach Fig. 4. Die Leitungen 66 enthalten jeweils Informationen von links nach rechts anzeigenden Signalen für obere und untere A-, obere und untere B- und obere und untere C-Antriebstransistoren bzw. -Treibertransistoren (siehe Fig. 2). Folglich zeigt das Ausgangssignal SA an, daß die Spule an AUS A als potentialfrei angenommen wird, SB zeigt an, daß die Spule an AUS B als potentialfrei angenommen wird, und das Ausgangssignal SC zeigt an, daß die Spule an AUS C als potentialfrei angenommen wird. Die Signale an den Leitungen 101 und 100 zeigen gleichermaßen an, ob von der potentialfreien Spule (das heißt, welche auch immer momentan potentialfrei sein mag) angenommen wird, daß sie einen Rück-EMK- Nulldurchgang von der negativen oder positiven Richtung erfährt.
• Um den Rück-EMK-Verstärker 14 und die I-ogikschaltung 95 zu unterstutzen, um den Nulldurchgang der ausgewählten potentialfreien Spule passend zu erfassen, wird das Rauschen, das bei dem Betrieb verschiedener Schaltungselemente erzeugt wird, insbesondere Rauschen bzw. Störungen, die durch die Kommutation der Antriebsspulen erzeugt werden, die dazu neigen, über einige Zeit nach dem Schalten zu läuten bzw. nachzuwirken, und Rauschen, das in der Folgesteuerschaltung erzeugt wird, maskiert. Um diese Maskierungsfunktion wie auch andere Schaltungsfunktionen, die durch das Verfahren zum Betreiben der Schaltung gemaß der Erfindung ermöglicht werden, zu verwirklichen, wird die Maskierungsschaltung 105 nach Fig. 7 bereitgestellt.
• Die Maskierungsschaltung 105 weist eine Hochzähleinrichtung 110 und drei Abwärtszähleinrichtungen 111, 112 und 113 auf. Die Aufwärtszähleinrichtung 110 dient als eine Dauerzähleinrichtung bzw. Periodenzähleinrichtung, um einen digitalen Zählwert an ihrem Ausgang zur Verfügung zu stellen, der der Zeit zwischen tatsächlichen Nulldurchgängen der ausgewählten potentialfreien Spulen entspricht, die durch die Nulldurchgangsschaltung, die oben im Hinblick auf Fig. 5 beschrieben worden ist, erfaßt werden. Die Hochzähleinrichtung 110 empfängt einen Tatttsignaleingang von einer Taktfrequenzteilereinrichtung 120, die die Systemtaktfrequenz auf eine gewünschte Frequenz teilt, wobei die ausgewählte bestimmte Frequenz die Auflösung bzw. Genauigkeit des Systems festlegt. Die Hochzähleinrichtung 110 wird durch den Rücksetzpuls zurückgesetzt, der durch das NAND-Gatter 102 in der Schaltung nach Fig. 5 erzeugt wird, nachdem ein Nulldurchgang erfaßt worden ist. Entsprechend beginnt die Hochzähleinrichtung 110 zu zählen, nachdem sie bei der Erfassung eines ersten tatsächlichen Nulldurchgangs zurückgesetzt worden ist, und setzt das Zählen fort, bis sie wieder bei der Erfassung des nächsten tatsächlichen Nulldurchgangs zurückgesetzt wird.
• Die Ausgänge der Hochzähleinrichtung 110 sind an die Eingänge von jeder der Abwärtszähleinrichtungen 111, 112 und 113 angeschlossen, die verschiedenen Maskierungs- und Steuerfunktionen dienen. Die Abwärtszähleinrichtung 111 bestimmt eine Maskierungszeit, während der das Rauschen der Folgesteuerschaltung 13, die in Fig. 4 gezeigt ist, wie auch das Rauschen, das durch die Spulen 32, 33 und 34 in Reaktion darauf, daß sie kommutiert werden, erzeugt wird, maskiert wird. Die Abwärtszähleinrichtung 111 (auf die hiernach als die Maskenzähleinrichtung 111 Bezug genommen wird) erzeugt einen Ausgang an der Leitung 120, wenn der gewünschte Maskierungszählwert erreicht worden ist. Das Ausgangssignal an der Leitung 120 wird verwendet, um das Übergangsgatter 89 in dem Nulldurchgangsdetektor in Fig. 5 freizugeben, so daß kein Nulldurchgang bis zu dem Ablauf der Maskierungsdauer erfaßt werden kann. Die Maskierungszähleinrichtung 111 empfängt ein "Last"- bzw. "Lade "-Signal von der Leitung 121, wobei das "Lade"-Signal durch den Ausgang des NAND-Gatters 103, gezeigt in Fig. 5, gerade vor dem Auftreten des RÜCKSETZ-Pulses bei dem Ausgang des NAND-Gatters 102 erzeugt wird. Wenn das Ladesignal an dem Last- bzw. Ladeeingang der Maskierungszähleinrichtung 111 erscheint, wird der Zählwert, der dann in der Perioden- bzw. Dauerzähleinrichtung 110 vorkommt, sofort in die Maskierungszähleinrichtung 111 geladen.
• Die Maskierungszähleinrichtung 111 empfängt auch ein Taktsignal von einem Frequenzteiler 123. Falls gewünscht, kann eine Anzahl von Auswählanschlüssen 124 vorgesehen sein, um den Divisor des Frequenzteilers 123 freizugeben, um gesteuert zu werden, um die Auflösung bzw. Genauigkeit des Maskenzählwertes für eine bestimmte Anwendung zu ermöglichen, bei der die Treiberschaltung 10 verwendet wird.
• Folglich wird im Betrieb, wenn ein tatsächlicher Nulldurchgang einer ausgewählten potentialfreien Spule durch die Schaltung nach Fig. 5 erfaßt wird, der Zählwert, der in dem Aufwärtszähler 110 vorkommt, in die Maskierungszähleinrichtung 111 geladen. Die Aufwärtszähleinrichtung 110 wird zurückgesetzt, um einen neuen Perioden- bzw. Dauerzählwert zu beginnen, der bis zu dem Auftreten des nächsten Nulldurchgangs fortgesetzt wird, wobei zu dieser Zeit der neue Zählwert in die Maskierungszähleinrichtung 111 geladen wird, die Aufwärtszähleinrichtung 110 zurückgesetzt und das Verfahren wiederholt wird. Es kann deshalb erkannt werden, daß die tatsächliche Maskierungszeit, die durch die Maskierungszähleinrichtung 111 bestimmt wird, abhängig von der Geschwindigkeit der Drehung des Motors variieren wird. (Der Prozentsatz der Anzahl von Drehgraden bzw. Rotationsgraden wird jedoch konstant bleiben.)
• In einer ähnlichen Weise dient die Abwärtszähleinrichtung 112 (auf die hiernach als die Verzögerungszähleinrichtung 112 Bezug genommen wird), um eine Zeit zu messen, die einer gewünschten Verzögerung entspricht, nachdem die Erfassung des Nulldurchgangs entspricht, bevor die Spulen auf die nächste Kommutationsfolge geschaltet werden. Die Verzögerungszähleinrichtung 112 empfängt auch eine geteilte Taktfrequenz von einem Frequenzteiler 126, dessen Divisor durch ein passendes Signal für eine der Auswählleitungen 127 ausgewählt werden kann. Der Betrieb der Last und die Zählfunktionen sind im wesentlichen die gleichen wie bei dem Betrieb der oben beschriebenen Maskierungszählvorrichtung 111. Jedoch ist es zu bemerken, daß die durch die Verzögerungs zähleinrichtung 112 berechnete Zeit, die durch den Ausgang an der Leitung 122 angezeigt wird, wesentlich länger als die Zeit sein kann, die durch die Maskierungszähleinrichtung 111 berechnet worden ist, wobei die Zeit eine Funktion der Taktfrequenz ist und/oder, falls gewünscht, durch die Anzahl von Bits der Dauerzähleinrichtung 110 angezeigt wird, welche geladen werden. Das Ausgangssignal an der Leitung 122 wird verwendet, um die Folgesteuerung 13 (siehe Fig. 2) zu inkrementieren, wie auch dazu, die Maskierungszähleinrichtung 111 freizugeben. Indem die Verzögerung zwischen dem Nulldurchgang und dem Inkrementieren zu der nächsten Phase erzeugt wird, kann das Brummen des Drehmoments optimiert werden, um Vorteile aus der Trägheit des Rotors zu ziehen.
• Folglich wird der invertierte Ausgang der Verzögerungszähleinrichtung 112 an der Leitung 122 an den Takteingang der Maskierungszähleinrichtung 111 durch ein NAND- Gatter 141 angelegt, an das die Taktpulse von dem Frequenzteiler 123 auch angelegt werden. Das Signal an der Leitung 122 sperrt deshalb den Einsatz der Taktpulse bei der Maskierungszähleinrichtung 111 bis nach der Vervollständigung des Verzögerungszählwertes durch die Verzögerungszähleinrichtung 112. Der Zählwert der Maskierungszähleinrichtung 111 und der Verzögerungszähleinrichtung 112 sind deshalb zu dem Maskierungszählwert der Maskierungszähleinrichtung 111 gleich, der der Vervollständigung des Verzögerungszählwertes der Verzögerungszähleinrichtung 112 folgt, um das Schaltungs- und Kommutationsrauschen, wie oben beschrieben, zu maskieren, so daß nachgeahmte Nulldurchgänge, die durch Schaltstörungen bzw. -rauschen verursacht sind, nicht als ein tatsächlicher Nulldurchgang der ausgewählten potentialfreien Spule angesehen werden.
• Weil die Maskierungsschaltung 105 nach Fig. 7 mit den tatsächlichen, nicht erwarteten Nulldurchgangssignalen der potentialfreien Rotorspulen arbeitet, werden viele Motorsteuerfunktionen, die bisher nicht zu erzielen gewesen sind, ermöglicht. Zusätzlich können andere Motorsteuerfunktionen leicht erzielt werden. Zum Beispiel können zusätzliche Abwärtszähleinrichtungen, wie die Abwärtszähleinrichtung 113, die oben aufgezeigt worden ist, nützliche Funktionen zur Verfügung stellen, wie etwa eine Bestimmung der Geschwindigkeitsverlangsamung. Die Abwärtszähleinrichtung 113 wird hiernach als Verlangsamungszähleinrichtung 113 bezeichnet. Die Verlangsamungszähleinrichtung 113 arbeitet auf die gleiche Weise wie die Maskierungszähleinrichtung 111 und die Verzögerungszähleinrichtung 112, wobei ein Taktsignal empfangen wird, das in seiner Frequenz von der Systemtaktfrequenz von einem Frequenzteiler 128 geteilt wird. Falls gewünscht, können Auswähleingangsleitungen 129 vorgesehen werden, um es dem Frequenzdivisor bzw. -teiler zu ermöglichen, für bestimmte Motortreiberanwendungen ausgewählt zu werden. Durch passende Auswahl der Taktfrequenz, die an die Verlangsamungszähleinrichtung 112 angelegt wird, so daß das Herunterzählen länger als die Zeit zwischen tatsächlichen Nulldurchgängen der kommutierten potentialfreien Spulen sein wird, falls das Ausgangssignal an der Leitung 130 seine Zustände ändert, wobei angezeigt wird, daß die Verlangsamungszähleinrichtung 113 ihren Zählwert komplementiert hat, zeigt das Signal an, daß der Motor abbremst bzw. verlangsamt. Das heißt, das Auftreten eines Signals an der Ausgangsleitung 130 zeigt an, daß die gezählte Dauer größer ist als die vorherige Dauer, die in die Zähleinrichtung geladen wurde, wobei angezeigt wird, daß der Motor verlangsamt.
• Für sämtliche Zählwerte 110, 111, 112 und 113 sind NAND-Gatter 133, 134, 135 und 136 vorgesehen, um die Ausgänge der jeweiligen Zähleinrichtungen zu kombinieren, um einen Ausgang bereitzustellen, der mit den jeweiligen Taktsignalen durch NAND Gatter 140, 141, 142 und 143 kombiniert wird. Folglich wird es dem Zählwert von irgendeiner der Zähleinrichtungen 110, 111, 112 oder 113 nur erlaubt, seinen maximalen Aufwärts- oder Abwärtszählwert zu erreichen, und sein Zählwert wird angehalten, so daß die Zähleinrichtung nicht zurückgeführt und eine neue Zählung beginnen wird.
• Der Gesamtbetrieb der Schaltung 10 wird nun unter Bezugnahme auf die Wellenformen beschrieben, die in den verschiedenen Teilen der Schaltung, wie in Fig. 8 gezeigt, entwickelt werden. Die Rotationsgrad-Indexkurven 160 sind für jede Spule über den oberen Teil der Wellenformen als Bezug gezeigt. Jede sinusförmige Wellenform ist benannt, um dem Knoten zu entsprechen, an den jede der Spulen angeschlossen ist: Spule 32 - A, Spule 33 - B und Spule 34 - C. Neben den Rotationsgradkurven 160 ist die entsprechende Kommutationsfolge, die bei der spezifizierten Rotationsposition auftritt.
• Die nächsten drei Kurven 164, 165 und 166 zeigen die Spannungen der jeweiligen Antriebsspulen A, B und C. Es kann erkannt werden, daß für einen elektrischen Zyklus, der an dem Boden der Kurven nach Fig. 8 angezeigt ist, jede Spule zwei Folgen haben wird, in denen sie eine positive Spannung hat, zwei Folgen, in denen sie eine negative Spannung hat, und zwei Folgen, während denen sie potentialfrei ist. Wird z.B. auf die Kurven Bezug genommen, die die Spannung an der Spule A anzeigt, sind die ersten zwei Spannungen 170 und 171 der Folgen 1 und 2, während denen Strom jeweils von Spule A zu Spule B und von Spule A zu Spule C fließt, positiv. Während der Zeit, während der die Spule A in der Folge 3 potentialfrei ist, ändert sich die Spannung 173 von Positiv zu Negativ. Die nächsten zwei Spannungen 174 und 175 der Folgen 4 und 5, während denen der Strom jeweils von Spule B zu Spule A und von Spule C zu Spule A fließt, sind negativ. Wenn schließlich die Spule A wieder während der Folge 6 potentialfrei ist, ändert sich die Spannung 176 von Negativ zu Positiv. Die anderen Spulen B und C haben ähnliche Spannungskurven, jeweils zueinander um 120 versetzt.
• Es ist zu erkennen, daß jede Spule während eines elektrischen Zyklus zweimal potentialfrei ist und zwei Nulldurchgänge hat; jedoch hat ein Nulldurchgang eine negative Neigung von Positiv zu Negativ und der andere hat eine positive Neigung von Negativ zu Positiv. Folglich würde eine Zweideutigkeit vorkommen, falls die Rotorstellung lediglich auf der Grundlage eines Nulldurchgangs ohne Beachtung der Richtung des Durchgangs zu bestimmen wäre. (Dies war einer der Nachteile früherer Motortreibersysteme.) Wenn folglich die Spannung beispielsweise der Spule A von Positiv zu Negativ, gezeigt durch die Kurve 173, ubergeht, wird ein Nulldurchgang 180 durch die Nulldurchgangskurve 80, gezeigt in Fig. 5, erfaßt. Darüber hinaus wird die Richtung des Durchgangs auch durch die Neigungserfassungsschaltung 95, die auch in Fig. 5 gezeigt ist, erfaßt. Sobald der Nulldurchgang erfaßt worden ist und nachdem der Verzögerungszählwert der Verzögerungszahleinrichtung 112 erreicht worden ist, wird die Folge inkrementiert, wobei die Spulen kommutiert werden, und die Maskierungsdauerzähleinrichtung 111 wird gestartet. Wenn die Maskierungsdauer abgelaufen ist, wird es dem Nulldurchgangsdetektor dann ermöglicht, nach dem Nulldurchgang der nächsten potentialfreien Spule zu suchen; in diesem Fall die Spule C, die von Negativ zu Positiv übergehen wird, wie es aus der Kurve 182 in Fig. 8 zu ersehen ist. Nachdem ihr Nulldurchgang erfaßt und die Kommutation durchgeführt ist, wird der Nulldurchgang von Positiv zu Negativ der potentialfreien Spule B, der durch die Kurve 183 gezeigt wird, gesucht usw. Letztlich wird das Masklerungssignal 190, das auf der Leitung 120 von der Maskierungsschaltung nach Fig. 7 erzeugt werden sollte, in den unteren Kurven nach Fig. 8 gezeigt. Die Maskierungskurve weist zwei Abschnitte, z.B. 191 und 192, auf, die den Maskierungszeiten der Verzögerungszähleinrichtung 112 bzw. der Maskierungszähleinrichtung 111 entsprechen.
• Zusammengefaßt lautet die Kommutationsfolge wie folgt: die Folgesteuerschaltung richtet eine gewünschte Rotorphase ein und der Nulldurchgangsdetektor erfaßt ihr tatsächliches Auftreten durch Auffinden des passenden Nulldurchgangs. Wenn der Nulldurchgang erfaßt wird, wird zuerst eine Verzögerung durch die Verzögerungszähleinrichtung 112 erzeugt, wonach die Rotorspulen kommutiert werden und eine Maskierung durch die Maskierungszähleinrichtung 111 erzeugt wird. Die Identität der nächsten potentialfreien Spule wird durch die Phaseninformation bestimmt, die von den Ausgangssignalen des Schieberegisters 55 erzeugt werden, und die identifizierte Spule wird an den Rück-EMK-Verstärker 85 angeschlossen, indem die passenden Schalter 81, 82 oder 83 geschlossen werden.
• Es kann erkannt werden, daß über den Prozeß zwei Schlüsselelemente vorkommen: 1) zuerst wird der angenommene Nulldurchgang eingerichtet und 2) nur der tatsächliche Nulldurchgang wird erfaßt, der dem zuvor eingerichteten entspricht. Bis der tatsächliche Nulldurchgang, der angenommen wird, erfaßt wird, tritt keine Kommutation auf. Folglich wird die Folgesteuerung 13 immer auf die tatsächliche Motorstellung synchronisiert, selbst wenn die Antriebssignale für den Motor weggenommen werden. Wenn z.B. die Treiberschaltung 10 ein Überhitzungswarnsignal enthält, kann eine Schaltung vorgesehen werden, um Antriebssignale für den Motor zu blockieren, bis der Überhitzungszustand korrigiert worden ist. Wenn die Antriebssignale blockiert werden wird natürlich der Motor verlangsamt, jedoch wird die Folgesteuerung nichtsdestotrotz zu der Motordrehung synchronisiert bleiben, so daß, wenn der Überhitzungszustand korrigiert ist, der Antrieb sofort wieder angelegt werden kann, um den Motor zurück auf die Betriebsgeschwindigkeit zu bringen, ohne Resynchronisationstechniken einzusetzen. Das gleiche trifft für andere Ereignisse zu, die ansonsten den Motor dazu veranlassen würden, die Synchronisation zu der Folgesteuerung zu verlieren, wie etwa ein Anstoßen einer Scheibe, die durch den Motor angetrieben wird, oder dergleichen.
• Obwohl die Erfindung mit einem bestimmten Grad an Genauigkeit beschrieben und dargestellt worden ist, ist es verständlich, daß die vorliegende Offenbarung lediglich im Wege eines Beispieles erstellt worden ist, und daß zahlreiche Änderungen der Kombination und der Anordnungen der Teile und Merkmale von den Fachleuten im Stand der Technik durchgeführt werden können, ohne sich von dem Bereich der Erfindung zu entfernen, wie er hiernach beansprucht wird.

Claims (8)

1. Schaltung zum Betreiben eines mehphasigen dc-Motors, der mehrere Antriebsspulen hat, die aufweist:

mehrere Antriebstransistoren (44, 45), die jeweils an eine verbundene der mehreren Antriebsspulen (32-34) angekoppelt sind, um diesen augenblickliche Antriebsströme zur Verfügung zu stellen;

eine Folgesteuerschaltung (13), um Steuersignale für die mehreren Antriebstransistoren (44, 45) in einer derartigen Weise zu erzeugen, daß einer Antriebsspule (33- 35), die gemäß jeder von mehreren Phasen in einer vorbestimmten Kommutierungsfolge ausgewählt ist, ein Antriebsstrom zur Verfügung gestellt wird;

eine Erfassungsschaltung (16), um Nulldurchgänge einer Rück-EMK-Spannung (14) einer Spule zu erfassen, die in einem potentialfreien Zustand während jeder der Phasen angeschlossen ist, um ein Rück-EMK-Erfassungssignal für Takt- bzw. Zeitabstimmungsänderungen unter den Phasen zu erzeugen; und

eine Unterbindungsschaltung (17), um eine Nulldurchgangserfassung über eine ausgewählte Zeitdauer nach der Kommutierung durch die Folgesteuerschaltung zu sperren, gekennzeichnet durch:

eine PWM- bzw. Pulsbreitenmodulationsschaltung (18), um die Steuersignale auszublenden, die an die mehreren der Antriebstransistoren angelegt werden, in einer solchen Weise, daß der ausgewählten Antriebsspule ein Antriebsstrom mehrere Male innerhalb jeder Phase zur Verfügung gestellt wird; und

eine Sperrschaltung (202), die einen Eingang hat, der an die Unterbindungsschaltung angekoppelt ist, die einen Ausgang hat, der an die Erfassungsschaltung angekoppelt ist, und einen Steuereingang hat, der an die PWM- bzw. Pulsbreitenmodulationsschaltung angekoppelt ist, wobei die Sperrschaltung betreibbar ist, um die Nulldurchgangserfassung über eine vorbestimmte Zeit relativ zu dem Ausbienden der Steuersignale zu sperren, und um danach die Nuildurchgangserfassung freizugeben, wobei jede solcher Sperr- und Freigabebetätigungen mehrere Male innerhalb jeder Phase auftritt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, die ferner eine Schaltung (215) aufweist, um den Antriebsstrom in den Antriebsspulen zu fähien und um ein Steuersignal für die PWMbzw. Pulsbreitenmodulationsschaltung (18) zu erzeugen, wenn der Strom in den aktiven Spulen einen Schwellenwert übersteigt.

3. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Sperrschaltung eine Schaltung aufweist, um eine Rück-EMK-Abtastzeit zu steuern, um das Abtasten zu einer Zeit eines minimalen durch Rück-EMK induzierten Rauschens bzw. Störungen zu erlauben.

4. Schaltung nach Anspruch 3, wobei die Sperrschaltung eine Schaltung aufweist, um eine Rück-EMK-Abtastzeit zu steuern, um das Abtasten nur zwischen Zeiten bzw. Zeitpunkten zu erlauben, wenn die mehreren Antriebstransistoren Antriebsströme an ausgewählte der Antriebsspulen anlegen.

5. Schaltung nach Anspruch 3, wobei die Sperrschaltung ferner ein Flipflop aufweist, das durch die PWM- bzw. Pulsbreitenmodulationsschaltung getaktet wird.

6. Verfahren zum Betreiben eines mehrphasigen dc-Motors, der mehrere Antriebsspulen hat, das aufweist:

ein Antriebsstrom wird einer ausgewählten Antriebsspule gemäß einer vorbestimmten Kommutierungsfolge zur Verfügung gestellt;

ein Nulldurchgang einer Rück-EMK-Spannung einer Antriebsspule wird erfaßt, die in einem potentialfreien Zustand angeschlossen ist, um ein Kommutierungssignal zu erzeugen; und

die Erfassung von Nulldurchgängen für eine ausgewählte Dauer bzw. Zeitperiode relativ zu der Kommutierung der Spulen wird gesperrt, um die Erfassung eines falschen Nulldurchganges zu vermeiden, gekennzeichnet durch:

einen Antriebsstrom, der den Antriebsspulen zugeführt wird, wird abgeschnitten bzw. zerhackt, um den maximalen Strom, der diesen zugeführt wird, zu steuern, indem der Antriebsstrom mehrere Male innerhalb jeder Phase der Kommutierungsabfolge einund ausgeschaltet wird;

die Erfassung von Nulldurchgängen wird über eine vorbestimmte Zeit relativ zu dem Abschneid- bzw. Zerhackschritt gesperrt; und

die Sperrung tritt innerhalb jeder Phase der Kommutierungsabfolge mehrere Male auf.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Abschneiden bzw. Zerhacken als Teil einer PWM- bzw. Pulsbreitenmodulationsbetätigung durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Sperren über eine Zeit durchgeführt wird, die ausreicht, um es dem PWM- bzw. pulsbreitenmodulationsinduzierten Rauschen bzw. Störungen zu erlauben, minimal zu sein.