JP2000032794A - 給電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気モータ用の給電回路によって、位置セン
サ素子を用いることなくモータ電流に依存するコミュテ
ーションを許容する。 【解決手段】 サンプル−ホールド回路６は、測定イン
ピーダンス４の両端間に現れる測定電圧をサンプリング
するために測定インピーダンス４に結合した入力部を有
する。環状計数回路５は、各周期でサンプル−ホールド
回路６を制御して、コミュテーション回路３の切替素子
を切り替える時間間隔外のプリセット可能な瞬時に測定
電圧のサンプリング値を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コミュテーション
回路を通じて直流電源から少なくとも３個の巻線を有す
る電気モータに給電する給電回路であって、そのコミュ
テーション回路が、前記電気モータの巻線端子の各々に
対して、関連の巻線端子を前記直流電源の第１端子又は
測定インピーダンスを通じて前記直流電源の第２端子に
選択的に接続する第１及び第２切替素子を有するコミュ
テーション分岐を有し、前記給電回路が、クロック信号
の制御下でサイクル化される信号群に従って前記コミュ
テーション回路の切替素子を周期的に切り替える環状計
数装置を具え、その環状計数装置の１周期が、前記環状
計数装置に通じる信号群の完全な１サイクルに相当し、
前記給電回路が、クロック周波数が測定電圧に依存する
クロック信号を発生させるクロック周波数発生段を具え
る給電回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モータの移動可能な電機子の位置検知素
子、特にホール素子を設けた電子的にコミュテートされ
る直流モータが既知である。その位置検知素子が固定さ
れているので、電機子電圧とモータの起電力（ＥＭＦ）
は全ての負荷に対して一定である。さらに、このような
位置検知素子は、電子的に制御された直流モータの簡単
化及び小型化に不所望な制限を課す。

【０００３】直流モータのコイルのコミュテーションに
対する他の向上した方法は、コミュテーション周波数を
モータ電流に依存して発生させる場合に得られる。この
ために、モータ電流は、コミュテータに対する給電ライ
ンにある低抵抗の抵抗器群によって測定される。モータ
電流の測定からモータの（平均）電流についての何らか
の結果を得るために、抵抗群の両端間の電圧すなわちモ
ータ電流測定の演算平均が計算される。このように測定
された電圧の平均値から、この電圧に比例する周波数
を、電圧−周波数コンバータを用いて得ることができ、
直流モータは、この周波数に基づいてコミュテートされ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな回路の正確な動作に当たり、すなわち、直流モータ
の正確なコミュテーションに当たり、モータの静止と最
大速度との間の全てのモータ速度に対する演算平均を計
算することは回路処理の観点から非常に複雑であること
がわかっている。市販の回路によれば、例えば、５０：
１の比の２個の制限周波数値間の演算平均を計算するこ
とができる。上限周波数が直流モータの最大速度に相当
すると仮定すると、このような回路によって処理するこ
とができない又は少なくとも正確に処理することかでき
ない低速の範囲になる。

【０００５】欧州特許出願公開明細書第０１５６２８２
号から、直流電源に接続したインバータ回路によって駆
動されるブラシレス直流モータを制御する方法及び装置
が既知である。インバータ回路に供給される直流電流が
測定される。この測定に起因する測定信号は、正の電流
ピークを検出するピーク値検出器で処理されてピーク値
信号となり、その信号が第１コントローラに供給され
て、周波数制御信号を発生させる。このコントローラ
は、モータ電流が所定の値を超えると周波数制御信号の
値を減少させる。周波数制御信号から、電圧制御発振器
を通じてクロック信号が取り出され、その周波数は、分
周器及び環状カウンタを通じて、インバータ回路による
交流モータのコミュテーションに基づいて形成される。
さらに、モータ電流から得られた測定信号から平均値を
発生させ、このように発生した平均値を周波数制御信号
によって分割して、速度要求信号を得る。さらに、モー
タの磁化の目安であるとともにモータ電流の負の電流ピ
ークに相当する第２電圧制御信号は、第２ピーク値検出
器の測定信号から取り出される。速度要求信号と第２電
圧制御信号との間の差からパルス幅制御信号が得られ
る。パルス幅制御段（タイマ）において、電圧制御発振
器からのクロック信号のパルス幅は、このパルス幅制御
信号によって制御される。複数の論理ゲートを具える論
理回路は、環状カウンタ及びタイマからのコミュテーシ
ョン信号を結合して、インバータ段に対する制御信号を
形成する。モータの始動フェーズ及びブレーキフェーズ
に対して、第１ピーク値検出器からのピーク値信号（正
の電流ピーク）が供給されるコントローラは、ランプ信
号がランプ発生器を通じて速度要求入力部から供給され
る制御入力部を更に有する。このランプ信号は、始動フ
ェーズ及びブレーキフェーズにおける周波数制御信号の
値を減少させ、その結果、電圧制御発振器は、始動フェ
ーズでは徐々に増大する周波数を発生させ、かつ、ブレ
ーキングフェーズでは徐々に減少する周波数フェーズを
発生させる。

【０００６】この装置は、上記欠点を有する上記平均値
形成手段だけでなく、非常に大きなマルチセクション制
御ループを有し、その結果、非常に複雑な装置となる。
結果的に生じる寄生振動とは別に、既知の装置のコミュ
テーション周波数が、それ自体既に相当の妨害及び変動
の影響を受けやすいモータ電流のピーク値から得られ
る。

【０００７】ドイツ国特許出願公開明細書第３７０９１
６８号から、直流幹線から多相同期モータに給電する給
電回路が開示されている。この回路は、モータの電機子
巻線の個々の巻線フェーズを直流幹線電圧に順次接続す
る切替装置と、切替装置に対する切替信号を発生させる
切替信号発生器と、切替信号を切替装置に正確な順序で
供給する論理段とを具える。回転子位置センサを用いる
ことなく回路を簡単にするために、切替信号発生器は、
電圧−周波数コンバータ、始動部及び再始動ユニットに
よって形成され、それは、モータの速度が一旦上昇する
と作動する。電圧−周波数コンバータは、入力電圧に依
存するとともに始動部を始動させることによって零から
所定の値に上昇するパルス繰り返し周波数を有する方形
波を発生させる。始動部は、モータ電流が所定の値を超
えると直流幹線電圧の供給に応答して再始動ユニットに
よって始動される。

【０００８】この回路において、モータ速度は、一定電
圧によって決定されるとともにモータの負荷及び作動状
態に依存しない周波数をたどる。モータ速度がこの周波
数のステップをはずれると、この動作状態は、モータ電
流が所定の制限値を超えることによって検出される。所
定の時間後、小さい値から徐々に増大する周波数を発生
させて、モータを再始動させるようにする。測定された
モータ電流による制御は行われない。

【０００９】ドイツ国特許出願公開明細書第３７１２１
８５号から、変調パルスを有する電流インバータに対す
る負荷電流検出装置が既知である。このような電流イン
バータは、直流電源に並列な複数の分岐を有する。各分
岐は、各々が切替素子を有する上部及び下部を有する。
これら切替素子は、継続的かつ交互に切替制御信号を受
信する。直流電源の負端子と下部の切替素子との間に分
路抵抗を介在させている。電流インバータは、負荷に供
給すべき電流波形に対する案内値を発生させる公称電流
波形発生器と、搬送波発生器と、サンプル−ホールド回
路とを更に具える。サンプル−ホールド回路の各々は、
関連の切替素子が導通状態である時間間隔中の所定の瞬
時に、搬送波発生器によって発生した搬送波の周期に同
期をとって関連の分路抵抗の両端間に発生した電圧をサ
ンプリングし、この電圧を保持する。このために、基準
値信号を発生させる基準値信号発生器が設けられる。比
較回路は、この信号と搬送波発生器の出力信号とを比較
する。搬送波発生器の出力信号が基準値信号発生回路の
出力信号、すなわち、基準値信号を超えると、サンプリ
ングされた信号はサンプル−ホールド回路に保持され
る。

【００１０】したがって、ドイツ国特許出願公開明細書
第３７１２１８５号から既知の装置において、電流イン
バータの個々の分岐は、個別に測定されるとともに、公
称電流波形の各々に対する多相制御ループによって各分
岐に対して個別に制御される。この装置は、複雑な回路
配置も要求される。

【００１１】欧州特許出願公開明細書第２３１０４６号
から、コミューテーションセンサのないコレクタレス
（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｌｅｓｓ）直流モータ用のコミュ
テーション回路が既知であり、これは、多相装置（ｍｕ
ｌｔｉ−ｐｈａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ）及び永久磁石回転
子を有する固定子を具える。モータのコミュテーション
状態は、固定子の巻線に誘導される電圧に依存する。電
子的な切替素子によって直流電流源に接続されない巻線
電圧の符号が瞬時のコミュテーション状態に依存する予
め設定された符号に一致するか否かを表す比較信号を発
生させる。この比較信号は、電子的な切替素子がターン
オフされた結果スプリアスな零交差が生じるおそれがあ
る過渡的な影響が巻線に生じる時間間隔中には抑制され
る。さらに、比較信号が適切な信号を有しない場合、切
替素子は常にあるコミュテーションステップに切り替え
られる。電圧に依存するコミュテーションは、電流に依
存するコミュテーションの代案であるが、これは常に望
ましいわけではない。

【００１２】本発明の目的は、モータのあらゆる動作状
態、特にあらゆる速度に対して信頼性を以て動作し、モ
ータ電流に依存するコミュテーションを位置センサ素子
なしで許容し、かつ、複雑でない電気モータを給電する
給電回路を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的を、サンプル−ホールド回路が、前記測定インピーダ
ンスの両端に発生する測定電圧をサンプリングするため
に測定インピーダンスに結合した入力部を有し、前記環
状計数装置が、各周期で前記サンプル−ホールド回路を
制御して、前記コミュテーション回路の切替素子の切替
の時間間隔外のプリセット可能な瞬時に前記測定電圧の
サンプリング値を取り出すようにした冒頭で規定したタ
イプの回路によって達成する。

【００１４】本発明は、発生させるのが困難であるモー
タ電流平均値の代わりに、適切に選択した瞬時にサンプ
リングされたモータ電流の瞬時の値によってモータ負荷
についての情報を発生させることもできる、という認識
に基づく。コミュテーションポイント、すなわち、コミ
ュテーション分岐の切替素子を切り替える瞬時では、モ
ータ電流は、切替動作によって電気モータの巻線に発生
した過渡電流及びコミュテーション回路の非対称に起因
するモータ負荷についての信頼性のある情報を提供する
ことができず、したがって、モータ電流をこの瞬時に測
定すべきでない。しかしながら、これら妨害要因が生じ
る時間外では、モータ負荷に少なくともほぼ比例するモ
ータ電流の瞬時の値を見つけることができる。モータ電
流の瞬時の値が上記要件に適合する適切なサンプリング
瞬時は、コミュテーション間隔の中央にある。上記瞬時
では、切替及び過渡電流の影響がない、すなわち、コミ
ュテーション回路の切替素子を切り替える時間間隔は、
これらサンプリング瞬時まで及ばない。

【００１５】もはや平均化を必要としない本発明の回路
による直流モータのコミュテーションは、先ず、直流モ
ータに対する所定の制御形態の使用を許容する。特に、
直流モータの同期を簡単にとることができる。

【００１６】サンプリング瞬時を決定する特に簡単な回
路は、前記環状計数装置をシフトレジスタによって形成
し、それが、前記コミュテーション回路の切替素子の個
数の少なくとも２倍に相当する複数のレジスタセルを有
することによって得られる。切替素子のようなレジスタ
セルの個数の２倍を選択すると、サンプリング瞬時を、
サンプリングを開始すべきレジスタセルを簡単に選択す
ることによって２コミュテーション瞬時の中央にするこ
とができる。そのコミュテーション瞬時は、切替素子を
切り替える時間間隔の開始を表す。多数のレジスタセル
を選択すると、サンプリング瞬時、すなわち、測定のサ
ンプリング値を決定すべき瞬時を、回路を著しく複雑に
することなく２コミュテーション瞬時間の他の瞬時値に
配置することもできる。

【００１７】好適には、前記コミュテーション回路の切
替素子の連続する２回の切替動作間の時間間隔が、前記
クロック信号の少なくとも２周期に相当し、前記サンプ
ル−ホールド回路を、前記時間間隔内のクロック信号の
縁によって始動させる。循環計数装置の最も一般的な形
態において、ｎを前記レジスタセルの個数及び前記切替
素子の個数の商とする場合、前記環状計数装置の第ｎレ
ジスタセルを、前記コミュテーション回路の切替素子の
１個に接続する。前記サンプル−ホールド回路のサンプ
リング動作を開始するサンプリング信号を、各々が前記
コミュテーション回路の切替素子の１個に接続した連続
する２個のレジスタセル間に配置された前記シフトレジ
スタ内のレジスタセルから取り出す。

【００１８】環状計数装置からのパルス成形サンプリン
グ信号を取り出すために、本発明による回路は、好適に
はパルス成形段を具える。その結果、サンプリング信号
の波形は電気モータの動作状態に依存しない。

【００１９】好適には、本発明による回路に、少なくと
も１群のプリセット可能な信号を記憶するとともに、前
記給電回路が作動状態になると前記環状計数装置にその
信号群が１回入力される入力回路を具える。電気モータ
がオンに切り替わると、このような入力回路は、種々の
プリセット可能な信号群、すなわち、環状計数装置のレ
ジスタセルに対する種々の切替状態パターンで環状計数
装置をロードすることができ、これによって、電気モー
タを、種々のコミュテーションパターンで動作させるこ
とができる。特に、これによって、電気モータの巻線に
対する電流の角度を予め選択することができる。

【００２０】本発明による回路を、それに接続した電気
モータの速度制御の際に簡単に用いることができる。こ
のために、本発明の他の例のサンプル−ホールド回路
は、電気モータの速度を予め設定された値に制御する制
御段を有し、その値を、公称電流値として制御段に供給
することができる。制御段は、公称電流値と測定電圧の
サンプリング値とを比較することによって比較信号を発
生させる比較回路を有する。比較信号は、クロック周波
数発生段に供給されて、クロック信号を取り出す。

【００２１】本発明による回路を、好適には電子的にコ
ミュテートした電気モータを用いる簡単な電気駆動装置
に用いる。このような電気モータの使用の好適な分野
は、市販の機器、例えば電気かみそりである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１のブロック図に示した本発明
の第１の実施の形態は、例えば３個の巻線を有するとと
もに直流電源２、例えば、一次電池又は２次電池によっ
て給電される電気モータ１を具え、したがって、この電
気モータ１は、コミュテーション回路３を通じてこの電
源に接続される。本発明による回路配置において、電気
モータの電源としての役割を果たす回路素子及びライン
を、信号転送すなわち情報転送の役割を果たす回路素子
及びラインよりも太い線で示す。直流電源２とコミュテ
ーション回路３との間のラインの一つは、測定インピー
ダンス４、好適には低抵抗の抵抗器を有する。直流電源
２と測定インピーダンス４との間のノードをアース１２
に接続する。

【００２３】コミュテーション回路３によって、電気モ
ータ１の巻線端子１３，１４及び１５を、直流電源、こ
の場合は電池の第１端子に又は測定インピーダンス４を
通じて直流電源の第２端子、この場合は負の端子に選択
的に接続することができる。電気モータを操作するに当
たり、所定の瞬時にすなわち所定の時間間隔でこれを行
って、電気モータの電機子を回転させる。

【００２４】電気モータ１のこのようなコミュテーショ
ンに必要な切替動作を制御するために、コミュテーショ
ン２を、切替ライン１６〜２１を通じて環状計数装置５
に接続する。クロック信号をクロック周波数発生段７か
ら環状計数装置５に供給し、プリセット可能な信号群
を、環状計数装置５を通じてサイクル化させる。この場
合、環状計数装置５の１周期は、環状計数装置５を通じ
る信号群の全サイクル又は電気モータ１の回転子の１回
転に対応する。クロック信号は、クロックライン２２を
通じてクロック周波数発生段７から環状計数装置５に供
給される。

【００２５】図１に示す実施の形態は、アース１２に接
続したラインから離間した測定インピーダンス４の端部
に測定値ライン２３を通じて接続したサンプル−ホール
ド回路６を更に具える。測定インピーダンス４の両端間
に生じた測定電圧は、測定値ライン２３を通じてサンプ
ル−ホールド回路６に供給される。サンプル−ホールド
回路６を、パルス成形段８を通じて環状計数装置５にも
接続する。後に詳細に説明するように、切替ライン１６
〜２１上の信号及びクロックライン２２上の信号に関連
した信号が、ライン２４を通じた適切な位置で環状計数
装置５から取り出される。パルス成形段８は、この信号
をパルス成形サンプリング信号に成形し、その信号を、
サンプリング信号ライン２５を通じてサンプル−ホール
ド回路６に供給する。このサンプリング信号にパルスが
出現すると、測定値ライン２３の測定電圧の瞬時の値
は、他の処理のためにサンプル−ホールド回路６でサン
プルされ及び記憶される。

【００２６】サンプル−ホールド回路６に記憶された測
定電圧の値は、別のライン２６を通じてクロック周波数
発生段７に供給されて、この段のクロック周波数を測定
電圧に応じて制御する。電気モータ１のコミュテーショ
ンの制御ループは、ライン２６によって閉じられる。

【００２７】電気モータ１の速度をプリセット可能な公
称値に制御するために、図１に示した回路配置は、公称
電流値を好適には直流電圧の形態で発生させることがで
きる公称値発生器１１を更に有する。この公称電流値
は、ラインを通じて比較回路１０の公称値入力部２８に
供給され、その比較回路は、サンプル−ホールド回路６
に記憶された測定値がライン２６から供給される実際値
入力部２９を有する。比較の結果に対応する値を仮定す
る切替信号が、比較回路１０の出力部３０から切替段３
２の制御入力部３１に供給される。切替段３２は、その
制御入力部３１の信号に従って切替動作が行われて、公
称電流値がライン２７を通じてクロック周波数発生段７
に供給され又は測定電圧がライン２６を通じてこの段に
供給される。ライン２６上の測定電圧がライン２７上の
公称電流値（すなわちそれを表す直流電圧）より高い値
を有する間、切替段３２は、サンプル−ホールド回路６
とクロック周波数発生段７との間に接続がある図１に示
す切替状態にある。

【００２８】図１に示した回路配置は入力回路９も有
し、この入力回路は、クロックライン２２から信号が供
給される入力部３３と、環状計数装置５の別の入力部３
５に接続した出力部３４とを有する。入力回路は、少な
くともプリセット可能な信号群を格納する。回路が動作
を開始すると、すなわち、電気モータ１を始動させるた
めに電力が供給されると、その信号群は、クロックライ
ン２２上の信号を用いて環状計数装置５にロードされ
る。入力回路９に格納された種々の信号群を選択的にロ
ードすることによって、電気モータ１の操作に対する種
々のトルク−速度関係を確立することができる。これ
を、図３及び４を参照して説明する。

【００２９】図２は、本発明による回路の他の実施の形
態を示し、この場合、コミュテーション回路３及び環状
計数装置５を詳細に示す。図を簡略にするために、図２
に示した実施の形態を、制御段１０，１１，３２なしで
示し、参照番号９０を付した入力回路を、図２において
簡単な形態で示す。

【００３０】図２に示したコミュテーション回路３は、
電気モータ１の巻線端部１３，１４，１５にそれぞれ対
応するコミュテーション分岐３６，３７及び３８を有す
る。コミュテーション分岐３７，３７及び３８の各々
を、直流電源２の第１端子３９、本例では正端子と、測
定インピーダンス４を通じて直流電源２の第２端子４
０、本例では負端子及びアースとの間に配置する。コミ
ュテーション分岐３６，３７，３８の各々は、各巻線端
部１３，１４，１５を直流電源２の第１端子３９に接続
する第１切替素子を有する。コミュテーション分岐３
６，３７，３８のこれら第１切替素子の各々は、ｐｎｐ
型トランジスタ及びフリーホイールダイオード（ｆｒｅ
ｅｗｈｅｅｌ ｄｉｏｄｅ）の並列配置を具える。同様
に、コミュテーション分岐３６，３７，３８はそれぞ
れ、巻線端部１３，１４及び１５をそれぞれ測定インピ
ーダンス４を通じて直流電源２の第２端子４０に接続す
る第２切替素子を有し、その第２切替素子の各々は、ｎ
ｐｎトランジスタ及び別のフリーホイールダイオードの
並列配置を具える。

【００３１】図２の環状計数装置５を、コミュテーショ
ン回路３の切替素子の数の２倍に対応する個数、すなわ
ち１２個のレジスタセルを具えるシフトレジスタ５０に
よって形成する。これらレジスタセルに格納された信号
群は、共通クロック信号入力部５１上のクロック信号の
制御下でレジスタセルを通じてサイクル化され、このた
めに、最終レジスタセルは、第１レジスタセルの入力部
５３に接続した出力部５２を有する。シフトレジスタ５
０のクロック信号入力部５１をクロックライン２２に接
続する。したがって、シフトレジスタ５０の信号群は、
モータ電流から取り出されたクロック信号によってクロ
ックされる。

【００３２】図２は、参照番号９０を付した入力回路の
簡単な例も示す。図２の入力回路９０の出力部３４は、
レジスタセルの各々に対するシフトレジスタ５０への接
続を有する。同様に、シフトレジスタ５０は、そのレジ
スタセルの各々に対する入力部３５への接続を有する。
個々のレジスタセルに対して、入力回路９０は、シフト
レジスタ５０のレジスタセルのあり得る切替状態の一方
に対応する２値信号をプリセットすることができる。こ
れを、正電位と負電位（アース）との間の機械的な切替
スイッチとして線形的に示す。選択可能な信号群を、入
力回路９０によってシフトレジスタ５０にロードするこ
とができる。このようにして、電気モータ１に対する種
々のコミュテーションシーケンスを選択することがで
き、これによって、種々のトルク−速度関係となる。し
たがって、電気モータ１の操作を、種々の信号群を選択
することによって変更することができる。

【００３３】シフトレジスタ５０において、第２レジス
タセルの各々は、切替ライン１６〜２１のうちの１個に
接続した出力部を有する。特に、第１レジスタセルは、
コミュテーション分岐３６の第２切替素子に対する切替
ライン１６に接続した出力部を有する。第５レジスタセ
ルの出力部は、コミュテーション分岐３７の第２切替素
子に対する切替ラインに通じ、第９レジスタセルの出力
部を、コミュテーション分岐３８の第２切替素子に対す
る切替ライン１８に接続する。さらに、第７レジスタセ
ルの出力部を第１インバータ５４に接続し、第１１レジ
スタセルの出力部を第２インバータ５５に接続し、第３
レジスタセルの出力部を第３インバータ５６に接続す
る。第１、第２及び第３インバータ５４，５５，５６の
出力部はそれぞれ、コミュテーション分岐３６，３７及
び３８の第１切替素子に通じる。このようにして、レジ
スタセルの出力部からの信号は、第２切替素子に直接供
給されるとともに、反転形態でコミュテーション回路３
の第１切替素子に供給される。さらに、このシフトレジ
スタ５０において、コミュテーション回路３の切替素子
の２回の連続する切替動作間の時間間隔は、クロックラ
イン２２上のクロック信号の２周期に相当する。

【００３４】シフトレジスタ５０の第４レジスタセル
は、パルス成形段８に通じるライン２４に接続された出
力部を有する。したがって、サンプリング信号が、第５
レジスタセルから取り出されるとともに、サンプリング
信号ライン２５を通じてサンプル−ホールド回路６に供
給される。このようにして、サンプル−ホールド回路６
は、コミュテーション回路３の切替素子の２回の連続す
る切替動作間の時間間隔内のクロック信号の縁によって
始動される。

【００３５】電気モータ１のコミュテーションを、シフ
トレジスタ５０のレジスタセルの個数を切替素子の個数
のｎ倍（ｎを２より大きい整数とする。）に対応させる
ようにして改良しすなわち変更することができる。すな
わち、これは、ｎをレジスタセルの個数及び切替素子の
個数の商とし、循環計数装置５の第ｎレジスタセルの各
々をコミュテーション回路３の切替素子のうちの１個に
接続することを意味する。この際、サンプル−ホールド
回路６のサンプリング動作を開始させるサンプリング信
号を、各々をコミュテーション回路３の切替素子の１個
に接続した２個の連続するレジスタセル間に配置された
シフトレジスタ内のレジスタセルの１個から取り出す。
シフトレジスタをこのように変形すると、相違する瞬時
を、コミュテーション回路３の切替素子の２回の切替動
作間のサンプリング動作に対して選択することができ、
したがって、コミュテーション回路で実行される処理サ
イクルに適合させることができる。

【００３６】図３は、図２に示した実施の形態の変形例
を示し、この場合、入力回路９０を始動回路６０によっ
て完成させる。好適には、図１に示した入力回路９は、
図２及び３の入力回路９０と始動回路６０とを結合す
る。始動回路６０は、電気モータ１すなわちモータが制
御される図３の回路配置を作動させるときのプリセット
可能な信号群のシフトレジスタ５０への入力を制御する
役割を果たす。このために、始動回路６０は、パワーオ
ンリセット発生器６１及び計数装置６２を具える。電源
がターンオンされると、パワーオンリセット発生器６１
は、１回のパワーオンリセットパルスを発生させ、回路
の次の作動時間中に不作動状態にする。このパワーリセ
ットパルスによって、シフトレジスタ５０と計数装置６
２の両方は、リセットライン６３を通じて初期状態にリ
セットされる。

【００３７】回路の他のパーツ、特にクロック周波数発
生段７及びコミュテーション回路３への電源がターンオ
ンされると、回路は、クロック周波数発生段７がクロッ
クライン２２を通じてクロックパルスを発生させる間作
動する。クロックライン２２への接続によって計数装置
６２に到達するこれらクロックパルスによって、計数装
置６２は、初期状態からプリセット可能な最終計数まで
クロックされ、この最終計数は、電気モータの次の動作
時間に対して維持される。最終計数に到達すると、計数
装置６２は、入力制御ライン６４を通じてシフトレジス
タ５０に入力信号を供給し、それに応答して、入力回路
９０のプリセット信号群は入力部３５を通じてシフトレ
ジスタ５０にロードされる。クロックライン２２への別
のクロックパルスに応答して、このプリセット信号群
は、シフトレジスタ５０を通じてサイクル化されて、電
気モータ１の所望のコミュテーションを行う。

【００３８】図４は、本発明による回路の更に詳細な例
を示す。本実施の形態において、循環計数装置５は、各
々がレジスタセルの総数の１／３を有する３個のシフト
レジスタ５０１，５０２，５０３を具える。プリセット
信号群を通じたサイクルに対して、全てのシフトレジス
タ５０１，５０２，５０３のレジスタセルを、図２又は
３に示した実施の形態のシフトレジスタ５０のレジスタ
セルと同様に直列配置する。これまで、シフトレジスタ
５０１，５０２，５０３の組合せはシフトレジスタ５０
と同様に動作する。シフトレジスタ５０１，５０２，５
０３はそれぞれ、クロック信号入力部５１１，５１２，
５１３を通じて同期がとられる。

【００３９】図４に示した実施の形態は、始動回路６０
及び図２及び３で９０を付した入力回路の簡単化した形
式を具える入力回路９１を有する。図４に示した簡単化
した入力回路９１を、シフトレジスタ５０１，５０２，
５０３に２個の相違する信号群を選択的にプリセットす
るように適合させる。このために、個々のレジスタセル
に対する環状計数装置５の入力端子３５を次のように接
続する。第１シフトレジスタ５０１の端子を、一連のレ
ジスタ９２を通じて正電源端子９３に接続する。同様
に、第３シフトレジスタ５０３に対する入力端子３５を
アース１２に直接接続する。第２シフトレジスタ５０２
の最後の２個のレジスタセルの入力端子３５もアース２
１に永久的に接続する。第２シフトレジスタ５０２の最
初の２個のレジスタセルに対する入力端子３５を、互い
に接続するとともにアース１２に又は直列抵抗９５を通
じて正電源端子９３に選択的に接続することができる切
替スイッチ９４に接続する。２個の相違する信号群は、
切替スイッチ９４の切替によって選択される。入力回路
９１に含まれる始動回路６０のパワーオンリセット発生
器６１は、正電源端子９３とアースとの間に抵抗及びキ
ャパシタの直列配置を具える。簡単のために、本実施の
形態のパワーオンリセット発生器６１を、一連の抵抗９
２，９５と同一の正電源端子９３に接続する。また、上
記抵抗を、正電源端子９３の電圧から取り出される基準
電位に接続することができる。これを、後に説明するよ
うに正電源端子９３に対する別の接続にも適用する。

【００４０】パワーオンリセット発生器６１の抵抗とキ
ャパシタ間のノードを、インバータを通じてリセットラ
イン６３に接続する。このようにして、始動回路が作動
する際に、リセットライン６３の電位は、ハイの値を最
初に仮定し、キャパシタが再充電された後にローの値を
永久的に仮定する。

【００４１】計数装置６２は、リセットライン６３に接
続されたリセット入力部と、ＮＡＮＤゲート６６の出力
部に接続された計数入力部とを有する。ＮＡＮＤゲート
の１個の入力部をクロックラインに接続し、その別の入
力部を入力制御ライン６４に接続する。この制御ライン
は、インバータを通じて計数装置２２の計数出力部６７
に接続され、その出力部には、計数装置６２がプリセッ
ト計数に到達すると正の電位が出現する。

【００４２】回路が作動されると、計数装置６２は、先
ずパワーオンリセット発生器６１によってリセットさ
れ、その後計数出力部６７の電位が変化する計数に到達
するまでクロックライン２２のパルスによってクロック
される。その結果、計数装置６２の更なる増分はＮＡＮ
Ｄゲート６６によって抑制される。同時に、入力制御ラ
イン上に入力信号を発生させ、それをシフトレジスタ５
０１，５０２，５０３に供給する。次いで、選択した信
号群によるプリセット電位は、これらレジスタのレジス
タセルにロードされる。その後、始動回路６０は、図３
の場合のようにして不作動状態にされる。

【００４３】図２に示した実施の形態のサンプル−ホー
ルド回路６０は差動増幅器７０を具え、その差動増幅器
は、記憶キャパシタンス７１を通じて正電源端子９３に
接続した非反転入力部と、測定インピーダンス４からの
測定電圧を供給するためにアナログスイッチ７２を通じ
て測定ライン２３に接続した非反転入力部とを有する。
アナログスイッチ７２は、サンプリング信号ライン２５
を通じたサンプリング信号によって制御され、すなわ
ち、スイッチは、この信号が出現する際に導通し、残り
の時間に対して、アナログスイッチ７２は遮断される。
差動増幅器７０の反転入力部を、可変分圧器７３を通じ
てアース１２に接続する。この可変分圧器は、フィード
バックのために差動増幅器７０の出力部に接続したタッ
プを有する。

【００４４】図４において、制御段に含まれる比較回路
１０を別の差動増幅器によって形成し、その反転入力部
が公称値入力部２８を構成し、その非反転入力部が比較
回路１０の実際値入力部２９を構成する。入力部２８，
２９を、一連の抵抗を通じてライン２７及び２６に接続
し、ライン２６を、サンプル−ホールド回路６からの測
定電圧の値用に差動増幅器７０の出力部に接続し、ライ
ン２７を、公称電流値を表す直流電圧用に、公称値発生
器１１を形成する第３差動増幅器の出力部に接続する。
公称値発生器１１を形成する差動増幅器は、出力部から
反転入力部へのフィードバックを有する。その非反転入
力部を分圧器のタップに結合し、その端子を電源端子９
３及びアース１２にそれぞれ接続する。公称電流値をこ
の分圧器を通じてプリセットすることができる。

【００４５】図４の切替段３２は、測定電圧の値用のラ
イン２６を回路ポイント３２５に接続することができる
第１スイッチ３２１を具える。公称電流値を表す直流電
圧用のライン２７も、第２スイッチ３２２によって回路
ポイント３２５に接続することができる。第１インバー
タ３２３は、比較回路１０の出力部３０に接続した入力
部と、第２インバータ３２４の入力部に接続した出力部
とを有する。第２インバータ３２４の出力部を第１スイ
ッチ３２１の制御入力部３１１に接続し、第１インバー
タ３２３の出力部を第２スイッチ３２２の制御入力部３
１２に接続する。このようにして、スイッチ３２１，３
２２を、比較回路１０の出力部３０の信号によって互い
に逆に切り替える。その結果、ライン２６からの測定電
圧又はライン２７からの公称電流値を回路ポイント３２
５に供給する。測定電圧が公称電流値を表す直流電圧よ
り低い間測定電圧を回路ポイント３２５に供給するよう
に、切替段３２を、測定電圧の値と公称電流値を表す直
流電圧の値との間の比較に応じて切り替える。それに対
して、公称値が測定電圧より高い場合、第２スイッチ３
２２を閉じるとともに第１スイッチ３２１を開き、その
結果、公称値が回路ポイント３２５に供給される。

【００４６】図４において、第４の差動増幅器を切替段
３２とクロック周波数発生段７との間に介在させ、この
差動増幅器は、一連の抵抗を通じて回路ポイント３２５
に接続した反転入力部と、制御電圧を受信するクロック
周波数発生段７の入力部に接続した出力部とを有する。
参照番号８０を付したこの第４の差動増幅器は、可変抵
抗を通じてその出力部から反転入力部へのフィードバッ
クを受信する。さらに、反転入力部から正電源端子９３
への一連の抵抗を通じた接続が行われ、その分圧器は、
正電源端子９３及びアース１２に接続した端子を有す
る。第４の差動増幅器８０の非反転入力部をアース１２
に結合する。

【００４７】任意に、第４差動増幅器８０及び公称値発
生器１１の配線中のアース１２と正電源端子９３との間
に接続した分圧器を、正電源電圧端子の代わりに、適切
に選択した基準電圧を供給することができる端子に接続
することができる。これによって、この回路の寸法を変
更することができる。しかしながら、この変更は、回路
の基本動作に関係なく、したがって説明しない。これを
切替スイッチ９４の配線にも適用することができ、これ
によって、シフトレジスタ５０１，５０２，５０３にロ
ードすべき信号群を、所望のように１：２又は１：１の
デューティサイクルに設定することができる。

【００４８】シフトレジスタ５０１の第４レジスタセル
の出力部からシフトレジスタ５０２の第１レジスタセル
の入力部への接続だけでなく、ライン２４は、好適には
単安定マルチバイブレータによって形成したパルス成形
段８にも通じる。シフトレジスタ５０１の第４レジスタ
セルの出力信号の選択した切替縁に応答してこの単安定
マルチバイブレータによって発生したパルスの持続時間
を、記憶キャパシタンス７１の良好に規定された充電プ
ロセスを許容するように選択する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態のブロック図であ
る。

【図２】 本発明の第２の実施の形態のブロック図であ
る。

【図３】 図２に示す実施の形態の変形例を示す図であ
る。

【図４】 本発明の第３の実施の形態のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 電気モータ ２ 直流電源 ３ コミュテーション回路 ４ 測定インピーダンス ５ 循環計数装置 ６ サンプル−ホールド回路 ７ クロック周波数発生段 ８ パルス成形段 ９，９０，９１ 入力回路 １０ 比較回路 １１ 公称値発生器 １２ アース １３，１４，１５ 巻線端子 １６，１７，１８，１９，２０，２１ 切替ライン ２２ クロックライン ２３ 測定値ライン ２４，２６，２７ ライン ２５ サンプル信号ライン ２８ 公称値入力部 ２９ 実際値入力部 ３０，３４，５２ 出力部 ３１，６５，３１１，３１２ 制御入力部 ３２ 切替段 ３３，３５，５３ 入力部 ３６，３７，３８ コミュテーション分岐 ３９ 第１端子 ４０ 第２端子 ５０，５０１，５０２，５０３ シフトレジスタ ５１，５１１，５１２，５１３ クロック信号入力部 ５４，３２３ 第１インバータ ５５，３２４ 第２インバータ ５６ 第３インバータ ６０ 始動回路 ６１ パワーオンリセット発生器 ６２ 計数装置 ６３ リセットライン ６４ 入力制御ライン ６６ ＮＡＮＤゲート ６７ 計数出力部 ７０，８０ 差動増幅器 ７１ 記憶キャパシタンス ７２ アナログスイッチ ７３ 可変分圧器 ９２，９５ 抵抗 ９３ 正電源電圧端子 ９４ 切替スイッチ ３２１ 第１スイッチ ３２２ 第２スイッチ ３２５ 回路ポイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コミュテーション回路を通じて直流電源
   から少なくとも３個の巻線を有する電気モータに給電す
   る給電回路であって、そのコミュテーション回路が、前
   記電気モータの巻線端子の各々に対して、関連の巻線端
   子を前記直流電源の第１端子又は測定インピーダンスを
   通じて前記直流電源の第２端子に選択的に接続する第１
   及び第２切替素子を有するコミュテーション分岐を有
   し、前記給電回路が、クロック信号の制御下でサイクル
   化される信号群に従って前記コミュテーション回路の切
   替素子を周期的に切り替える環状計数装置を具え、その
   環状計数装置の１周期が、前記環状計数装置に通じる信
   号群の完全な１サイクルに相当し、前記給電回路が、ク
   ロック周波数が測定電圧に依存するクロック信号を発生
   させるクロック周波数発生段を具える給電回路におい
   て、サンプル−ホールド回路が、前記測定インピーダン
   スの両端に発生する測定電圧をサンプリングするために
   測定インピーダンスに結合した入力部を有し、前記環状
   計数装置が、各周期で前記サンプル−ホールド回路を制
   御して、前記コミュテーション回路の切替素子の切替の
   時間間隔外のプリセット可能な瞬時に前記測定電圧のサ
   ンプリング値を取り出すようにしたことを特徴とする給
   電回路。
2. 【請求項２】 前記環状計数装置をシフトレジスタによ
   って形成し、それが、前記コミュテーション回路の切替
   素子の個数の少なくとも２倍に相当する複数のレジスタ
   セルを有することを特徴とする請求項１記載の給電回
   路。
3. 【請求項３】 前記コミュテーション回路の切替素子の
   連続する２回の切替動作間の時間間隔が、前記クロック
   信号の少なくとも２周期に相当し、前記サンプル−ホー
   ルド回路を、前記時間間隔内のクロック信号の縁によっ
   て始動させるようにしたことを特徴とする請求項２記載
   の給電回路。
4. 【請求項４】 ｎを前記レジスタセルの個数及び前記切
   替素子の個数の商とする場合、前記環状計数装置の第ｎ
   レジスタセルを、前記コミュテーション回路の切替素子
   の１個に接続し、前記サンプル−ホールド回路のサンプ
   リング動作を開始するサンプリング信号を、各々が前記
   コミュテーション回路の切替素子の１個に接続した連続
   する２個のレジスタセル間に配置された前記シフトレジ
   スタ内のレジスタセルから取り出すようにしたことを特
   徴とする請求項２又は３記載の給電回路。
5. 【請求項５】 前記環状計数装置からパルス成形サンプ
   リング信号を取り出すパルス成形段を具えることを特徴
   とする請求項４記載の給電回路。
6. 【請求項６】 少なくとも１群のプリセット可能な信号
   を記憶するとともに、前記給電回路が作動状態になると
   前記環状計数装置にその信号群が１回入力される入力回
   路を具えることを特徴とする請求項１から５のうちのい
   ずれか１項に記載の給電回路。
7. 【請求項７】 前記サンプル−ホールド回路を、公称電
   流値として供給されるプリセット可能な値で前記電気モ
   ータの速度を制御する制御段に接続し、その制御段が、
   前記公称電流値と前記測定電圧のサンプリング値とを比
   較することによって比較信号を発生させる比較回路を有
   し、その比較信号を、前記クロック周波数発生段に供給
   して、前記クロック信号を取り出すようにしたことを特
   徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の
   給電回路。
8. 【請求項８】 請求項１から７のうちのいずれか１項に
   記載された給電回路を具えることを特徴とする電気駆動
   装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載された駆動装置を具える
   ことを特徴とする電気機器。