本发明专利技术涉及一种电动机系统(1)，特别用于汽车中的电气闭锁设备，包括直流电动机(2)；触发电路(4)，其具有功率半导体开关(5)，并且构造用于取决于控制信号为直流电动机(2)提供触发电压；和控制单元(10)，用于根据脉冲宽度调制的驱动提供用于控制触发电路(4)的控制信号，其中在周期持续时间的第一持续时间期间在直流电动机(2)上施加供给电压，并且在周期持续时间的第二持续时间期间不由触发电路给直流电动机(2)施加电压；其中触发电路(4)与直流电动机(2)如此耦合，使得在第二持续时间期间由直流电动机(2)产生的发电机电流通过触发电路(4)导出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有换向式直流电动机的电动机系统，该直流电动机借助脉冲宽度调制的信号触发，特别涉及汽车中用于运行电气闭锁设备的电动机系统，例如电车窗升降器。 此外本专利技术涉及用于运行这种电动机系统的运行方法。
技术介绍
给汽车上的用于闭锁设备的常规的驱动系统提供直流电动机的脉冲宽度调制的触发，以便用不同的功率级运行直流电动机。脉冲宽度调制的触发这样进行，以周期交变的方式在第一持续时间期间在直流电动机上施加供电电压，在第二持续时间期间不在直流电动机上施加电压。通过脉冲占空因数亦即第一持续时间的长度对于总的周期持续时间的比例规定用以运行直流电动机的功率级。直流电动机通过ー个用于换接直流电动机的触发的极性的换接驱动器与提供脉冲宽度调制信号的触发电路连接。该换接驱动器通常具有例如形式为肖特基ニ极管、抑制 ニ极管等的空转ニ极管，它们分別取决于直流电动机和触发的供电电压之间的开关状态在截止方向上极化。空转ニ极管通常用于卸载在开关过程中由于直流电动机的绕组的感性负荷引起的过电压。如果在第二持续时间期间在直流电动机上没有电压，则直流电动机由于它的运动产生发电机电压，该电压对于供电电压具有相反的符号。发电机电压引起电流通过与直流电动机的连接端子连接的空转ニ极管流动并且由此阻止在触发电路的功率半导体开关上建立高的截止电压。特別是空转ニ极管应该保护触发电路的功率晶体管不承受击穿电压。也就是说如果不发生用于卸载发电机电压的另外的电流流动，则在功率半导体开关上在截止方向上极化的发电机电压上升，从而能够导致所谓的雪崩击穿。这由于与此联系产生的热量极大地给功率半导体开关施加负荷，从而能够导致功率半导体开关损坏。然而在使用空转ニ极管的情况下电流的流动通过空转ニ极管使能量通过直流电动机重循环。然而如果由于夹紧保护直流电动机应该非常快地停止或者反转，则该能量必须在直流电动机通过换接驱动器的换接能够在相反的方向上被触发之前卸载，以便结束夹紧状态。此外通过空转ニ极管的电流流动产生的结果是，该电流不通过位于对于直流电动机的馈线内的电流传感器流动，以致不能执行或者仅能不精确地执行直流电动机的无传感器的、基于电流流动的位置识别。本专利技术的任务在干，提供ー种具有直流电动机的电动机系统供使用，其能够快速关断。此外本专利技术的任务在干，提供ー种用于运行这种电动机系统的方法供使用，用该方法保证，直流电动机的能量在直流电动机改换极性前不在电动机绕组中重循环。
技术实现思路
该任务通过根据权利要求1的电动机系统以及根据并列权利要求的用于运行电动机系统的方法解決。另外的有利的结构在从属权利要求中说明。根据ー个方面，提供一个电动机系统，特別用于汽车中的电气闭锁设备。该电动机系统包括-直流电动机；-触发电路，它具有功率半导体开关，并且构造用于取决于控制信号为直流电动机提供触发电压；-控制单元，用于根据脉冲宽度调制的触发提供用于触发触发电路的控制信号，其中在周期持续时间的第一持续时间期间在直流电动机上施加供电电压，而在周期持续时间的第二持续时间期间不由触发电路给直流电动机提供电压；其中触发电路与直流电动机如此耦合，使得在第二持续时间期间由直流电动机产生的发电机电流通过触发电路导出。本专利技术的思想在干，在脉冲宽度调制的触发时在没有电压在直流电动机上施加的第二持续时间期间，通过直流电动机的转子的运动产生的发电机电压通过触发电路引到供电线路上。这点如下实现，选取触发电路的结构大小，使得发电机电压超过在触发电路中提供的功率半导体开关的本征ニ极管的击穿电压，并且这样在功率半导体开关的截止方向上引起向供电电压线路上的电流流动。击穿电压的被超过导致在功率半导体开关内在截止方向上极化的Pn结上的雪崩击穿，使得直流电动机内的能量慢慢通过功率半导体开关导出。 这导致供电线路上的干扰减小，使得能够减小为可能的EMV滤波器的花费。也就是说在这种电动机系统中电动机速度在断开脉冲宽度调制触发的期间能够极大地减小，因为在直流电动机内存储的机械能作为热量通过功率半导体开关导出。此外可以使用电流传感器用于通过分析供电线路上的电流曲线确定位置信息，因为位置信息不由于通过可能与电动机连接端子连接的空转ニ极管重循环的电流而丢失。也就是说该电动机系统保证通过直流电动机流动的全部电流也通过触发电路流动。这样的电动机系统非常适合在汽车中的电气闭锁设备中应用，因为通过在识别到夹紧状态时直流电动机迅速停住并且也许反转而能够非常快地结束可能的夹紧状态。此外可以提供换接单元，用于将直流电动机与触发电压连接和用于确定在直流电动机上施加的触发电压的极性。该换接単元使得能够在两个旋转方向上触发直流电动机。根据ー种实施方式，触发电路具有电流传感器特别是电阻，用以产生ー个取决于通过触发电路的电流的电气量，特別是测量电压，此外构造控制单元用于采集关于该电气量的数据。此外可以构造控制单元用于根据该电气量检测直流电动机的转子位置。可以规定触发电路具有功率半导体开关，特别是M0SFET，其中在该功率半导体开关的连接端子和供电电位之间存在触发电压。功率半导体开关可以如此选择结构大小，使得它具有为雪崩击穿的击穿电压，该击穿电压小于可由直流电动机产生的直流电压。此外可以与功率半导体开关并联设置ー个ニ极管，特別是齐纳ニ极管，具有预先规定的击穿电压，特别是齐纳击穿电压，使得在超过该击穿电压的情况下在第二持续时间期间发电机电流流过触发电路。通过提供ニ极管可以在雪崩击穿期间保护功率半导体开关不受电流流动的影响，因为电流全部或者部分通过ニ极管流动。该击穿电压特別可以等于或者小于功率半导体开关的雪崩击穿的击穿电压。 附图说明下面根据附图详细说明本专利技术的实施例。附图中图1表示根据ー种实施方式的用于运行直流电动机的电动机系统；图2表示根据另ー种实施方式的用于运行直流电动机的修改的电动机系统；图3表示通过功率半导体开关的电流和在一个电阻上的电压的示意图，用于说明雪崩击穿。具体实施例方式图1表示具有直流电动机2的电动机系统1，直流电动机2通过换接驱动器3用触发电路4电气触发。直流电动机2是具有绕组的机械换向式直流电动机，给其通电以便提供转矩。触发电路4包括功率半导体开关5和电阻6，借助电阻6 —方面能够限制通过功率半导体开关5和通过电动机2的电流，另ー方面用作测量电阻，以便测量通过触发电路的电流。详细说，功率半导体开关5的第一连接端子与换接驱动器3连接，功率半导体开关5的第二连接端子与电阻6的第一连接端子连接。电阻6的第二连接端子与低供电电位ん特别是测量电位连接。换接驱动器3具有换接开关7，其例如可以作为机械的或者电气的继电器构造。换接开关7在第一开关位置将直流电动机2的第一电动机连接端子A与功率半导体开关5的第一连接端子连接和将第二电动机连接端子B与高供电电位Vh连接。在第二开关位置換接开关7将第二电动机连接端子B与功率半导体开关5的第一连接端子连接和将第一电动机连接端子A与高供电电位Vh连接。功率半导体开关5例如可以作为MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)或者作为半导体闸流管、IGBT等构造。MOSFET基本上通过两个彼此通过ー个沟道区分开的半导体区(源极区、漏极区)构造，其中半导体区用要么具有过剩的载流子或者具有不足的载流子的掺杂材料掺杂，而沟道区相本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·朱利，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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