(57)【要約】少なくとも一つの誘導負荷のための制御回路を改善するために、誘導負荷の第一の端子と第一の電圧端子の間に配置され、誘導負荷の第二の端子は第二の電圧端子に接続される電子スイッチ、及び電子スイッチが開放されたときに誘導負荷のフリーホイール電流が流れるフリーホイールダイオードを具備し、第一の電圧端子と第二の電圧端子の間に配置されされる第一の負荷分岐を具備して、供給電流の変動及び電圧端子に発生する電圧ピークを極力小さくし、直列接続される供給電圧端子に接続されるキャパシタと誘導負荷の第二の端子に接続されるインダクタンスを具備し、キャパシタとインダクタンスの接続点と誘導負荷の第一の端子の間にフリーホイールダイオードが配置されるフリーホイール分岐を具備する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの誘導負荷（Ｍ１、Ｍ２）のための制御回路であって、
第二の端子（２４、５４）が第二の電圧端子（１４）に接続される前記誘導負荷（Ｍ１、Ｍ２）の第一の端子（２２，５２）と第一の電圧端子（１２）の間に配置される電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）、及び前記電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）が開放されたときに前記誘導負荷（Ｍ１、Ｍ２）のフリーホイール電流が流れるフリーホイールダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を具備し、前記第一の電圧端子（１２）と前記第二の電圧端子（１４）の間に配置されされる第一の負荷分岐（２０、５０）を具備し、
直列接続される前記第一の電圧端子（１２）に接続されるキャパシタと前記誘導負荷（Ｍ１、Ｍ２）の第二の端子（２４、５４）に接続されるインダクタンス（Ｌ）を具備し、前記キャパシタ（Ｃ）と前記インダクタンス（Ｌ）の接続点と前記誘導負荷（Ｍ１、Ｍ２）の第一の端子（２２，５２）の間に前記フリーホイールダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が配置されるフリーホイール分岐（３０、３０’）を具備することを特徴とする制御回路。
【請求項２】
少なくとも一つの第二の負荷分岐（５０）が前記フリーホイール分岐（３０’）に並列に接続される請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
第二の負荷分岐（５０）が、第一の負荷分岐（２０）と同様に前記フリーホイール分岐（３０）に並列に接続される請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
第二の負荷分岐（５０）が第一の負荷分岐と同一の回路構成を有する請求項２又は３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記フリーホイール分岐（３０）のキャパシタ（Ｃ）の第一の端子（３２）が、インダクタンスが５０ナノヘンリ以下の配線によって前記電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）の第一の端子（ＥＳ１、ＥＳ２）に接続される請求項１から４のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項６】
前記フリーホイール分岐（３０）のキャパシタ（Ｃ）の第二の端子（３４）が、インダクタンスが５０ナノヘンリ以下の配線によって対応する前記ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）に接続される請求項１から５のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項７】
少なくとも二つの前記負荷分岐（２０、５０）の前記電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）のための駆動装置（４２、６２）であって、同一周期（ＴＺ）のＰＷＭ駆動信号（Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ）で前記電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）を駆動する駆動装置（４２、６２）を更に具備する請求項１から６のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項８】
二つの前記負荷分岐（２０、５０）に対する前記ＰＷＭ駆動信号（Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ）は、相互に位相ロックされる請求項７に記載の制御回路。
【請求項９】
前記ＰＷＭ駆動信号（Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ）は、相互に位相シフトされる請求項７又は８に記載の制御回路。
【請求項１０】
一方の電子スイッチ（Ｓ１）のスイッチングオン時間（ＥＦ１）及び他方の電子スイッチのスイッチングオフ時間（ＡＦ２）が相互に固定され、一方の電子スイッチ（Ｓ１）のスイッチングオン時間（ＥＦ１）と他方の電子スイッチのスイッチングオン時間（ＥＦ２）の間に時間が設定されたＰＭＷ比に応じて変化する請求項１から９のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１１】
前記駆動装置（４２、６２）が、一方の電子スイッチ（Ｓ１）がスイッチオンとなったときに他方の電子スイッチ（Ｓ２）がスイッチオフとなるように、前記第一及び第二の負荷分岐の前記電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）を駆動する請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１２】
第一の動作領域において、他方の電子スイッチがスイッチオフされたときに、一方の電子スイッチのスイッチオンだけが実行される請求項１から１１のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１３】
前記第一の動作領域において、他方の電子スイッチのスイッチオン前に所定の時間間隔をあけて一方の電子スイッチのスイッチオフが実行される請求項１２に記載の制御回路。
【請求項１４】
前記第一の動作領域において、一方の電子スイッチのスイッチオフと他方の電子スイッチのスイッチオンの間にサイクル時間（ＴＺ）の最小でも０．５％の時間を確保する請求項１３に記載の制御回路。
【請求項１５】
前記第一の動作領域において、一方の電子スイッチ（Ｓ２）のスイッチオフ時間（ＥＦ２）と他方の電子スイッチ（Ｓ１）のスイッチオフ時間（ＡＦ１）が変動する請求項１２から１４のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１６】
第二の動作領域において、他方の電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）がスイッチオンされた後かつ他方の電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）がスイッチオフされた後に、一方の電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）のスイッチオンだけが実行される請求項１から１５のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１７】
前記第二の動作領域において、他方の電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）がスイッチオンされた後かつ他方の電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）がスイッチオンされる前に、一方の電子スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）のスイッチオンだけが実行される請求項１から１５のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１８】
前記フリーホイール分岐（３０、３０’）中の前記インダクタンス（Ｌ）の値と前記キャパシタ（Ｃ）の値の積が、パルス幅変調駆動信号（Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ）のサイクル時間（ＴＺ）の自乗より大きい請求項１から１７のいずれか一項に記載の制御回路。
【請求項１９】
前記フリーホイール分岐（３０、３０’）中の前記キャパシタ（Ｃ）の値が、誘導負荷を流れる電流（ＩＭ１、ＩＭ２）の最大値と前記第一の電圧端子（１２）と前記第二の電圧端子（１４）の間の電圧（Ｕ）で除したサイクル時間（ＴＺ）の１０倍の積よりも大きい請求項１から１８のいずれか一項に記載の制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第一の電圧端子と第二の電圧端子の間に配置され、直列に接続された電子スイッチと誘導負荷を具備する第一の負荷分岐を具備する少なくとも一つの誘導負荷の駆動回路であって、電子スイッチは誘導負荷の第一の端子と第一の電圧端子に間に配置され、誘導負荷の第二の端子は第二の電圧端子に接続され、さらに電子スイッチが開のとき誘導負荷のフリーホイール電流が流れるフリーホイールダイオードを具備する誘導負荷の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この形式の制御回路は、例えばドイツ特許公開公報第９７０２９４９号である先行技術から周知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この形式のフリーホイール回路の場合には、電子スイッチのスイッチオフのために供給電流が顕著に変動するだけでなく、電子スイッチの適切な駆動に係らず電圧ピークが発生するという課題が存在する。
従って、本発明は供給電流の変動を可能な限り最小とし、電圧端子における電圧ピークを可能な限り最小とする一般形式の制御回路の改良を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、既に記載されたこの形式の制御回路において、第一の電圧端子に接続されたキャパシタと誘導負荷の第二の端子に接続されたインダクタンスの直列接続を具備し、フリーホイール分岐のキャパシタとインダクタンスの接続点と誘導負荷の第一の端子の間に配置されるフリーホイールダイオードをさらに具備するフリーホイール分岐を具備する本願発明によって達成される。
【０００５】
電圧印加状態からフリーホイール分岐のキャパシタとインダクタンスのフリーホイール状態への遷移中に、電圧端子へ流入する供給電流の変動は低減され、さらに電子スイッチ及びフリーホイール分岐の接続点において発生する電圧ピークは均等化され、第一の電圧端子及び第二の電圧端子にまったく又は顕著な影響を与えることはなく、従って第一の電圧端子及び第二の電圧端子は予期しない電圧ピークに対して遮蔽されるということが、本発明に係る解決の利点として認識される。
【０００６】
本発明に係る解決の特別利点のある実施形態は、少なくとも一つの第二の負荷分岐がフリーホイール分岐と並列に接続されることである。
第二の負荷分岐のこのような並列接続は、二つ又はそれ以上の負荷分岐が存在するときに回路での支出に対する抑制が達成されるように、本発明に係る利点が全く同一のフリーホイール分岐で達成されることを許容する。
【０００７】
第二の負荷分岐は、同一の状態が得られるように、第一の負荷分岐と同様にフリーホイール分岐と並列に接続されることが望ましい。
第二の負荷分岐が第一の負荷分岐と同じ回路構成であること、即ち電子スイッチ、直列接続された誘導負荷及び対応する回路配置中に接続点を有するように構成されることは、特に望ましい。
【０００８】
この場合は、第二の負荷分岐に使用されている素子の電気的値は第一の負荷分岐のそれと同一にすることは必要ではない。むしろ、負荷分岐中で異なる電気的値、例えば異なる誘導負荷を有する素子で動作上何の問題もなく動作可能である。
【０００９】
当該負荷分岐の接続点における予期されない電圧ピークをできる限り小さく保つために、フリーホイール分岐のキャパシタの第一の端子は５０ナノヘンリ以下のインダクタンスを有する線によって電子スイッチの第一の端子に接続されることが望ましい。このような低インダクタンス接続によって、キャパシタを通過する電流の最も高速な電流充電が達成され得る。
【００１０】
さらに、フリーホイール分岐のキャパシタの第二の端子が、最も高速の電流変更がこの線中で実行されるように、５０ナノヘンリ以下のインダクタンスを有する線によって対応するダイオードに接続して、電圧ピークを小さく保つことが望ましい。
【００１１】
二つの負荷分岐に対する電子スイッチの駆動に関しては、これまでは詳しい説明はなされていない。従って、有利な例示的実施形態は、パルス幅変調駆動信号の発生に関して回路簡略化が可能であるように、パルス幅変調駆動信号又はＰＷＭ駆動信号で電子スイッチを駆動する少なくとも二つの負荷分岐の電子スイッチのための駆動回路の具備を予見している。
【００１２】
しかしながら、両方の負荷分岐に対するＰＷＭ駆動信号が同期されることを許容するためには、両方の負荷分岐に対するＰＷＭ駆動信号は、相互にフェーズロックされることが望ましい。
一方の負荷分岐が電圧印加状態であり、他方の負荷分岐がフリーホイール状態であることを仮定すれば、できる限り小さい負荷を有するフリーホイール分岐を運転することの可能性が存在するので、ＰＷＭ駆動信号が相互に位相シフトされることがより有利でさえある。
【００１３】
一方の電子スイッチのスイッチオンの瞬間と他の電子スイッチのスイッチオフの瞬間が相互に固定され、一方の電子スイッチのスイッチオンの瞬間と他方の電子スイッチのスイッチオフの瞬間の時間間隔が設定されたＰＷＭ比に応じて変化するならば、これは特に望ましく達成され得る。この解決策は電子スイッチが同一周期のＰＷＭ信号とフェーズロックされて動作されることを許容し、同時にＰＷＭ比が変更されることを許容する。
【００１４】
この場合には、他方の電子スイッチがスイッチオフとされたときに電子スイッチの一方のスイッチオンされるように、駆動回路が第一及び第二の負荷ブランチ内の電子スイッチを駆動することは特に望ましい。その結果、一方の負荷分岐がフリーホイール状態であり、他方が電圧印加状態にある状態が、少なくとも短い間、即ち少なくとも周期の一部で達成され得る。
第一の動作範囲において、電子スイッチのそれぞれのスイッチングオンは、他の電子スイッチがスイッチオフされたときにだけ実行される。
【００１５】
他の負荷分岐が電圧印加状態にある限り、負荷分岐の一つがフリーホイール状態にあることが常に保証されているので、この動作モードは、第一の動作範囲においてはフリーホイール分岐ができる限り小さい負荷が印加されることを許容する。
第一の動作範囲において、電子スイッチのそれぞれのスイッチオフが、他の電子スイッチのスイッチオン前の時間間隔で実行されるならば、これは有利に実現され得る。
【００１６】
この場合、有利な解決策は、第一の動作範囲において、サイクル時間の最小時間、例えば０．５％は、スイッチングオフされる電子スイッチが確実にスイッチングオフされるように、電子スイッチのそれぞれのスイッチングオフと他の電子スイッチのスイッチングオンの間に存在する。
【００１７】
さらに、第一の動作範囲において、電子スイッチのフェーズロック動作に係らず、第一の動作範囲において、一つの電子スイッチのスイッチングオフの瞬間及び他の電子スイッチのスイッチオンの瞬間に関して一つの電子スイッチのスイッチングオンの瞬間及び他の電子スイッチのスイッチングオフの瞬間を変更することによってＰＷＭ駆動信号は変更され得る。
【００１８】
しかしながら、第一の動作範囲において、約５０％のＰＷＭ比に到達するまで、電子スイッチを動作することが可能なだけである。
ＰＷＭ比が５０％以上となると、上述した状態は達成され得ない。
【００１９】
この理由のために、第二の動作範囲において、電子スイッチの一つのスイッチングオンは他の電子スイッチのスイッチングオフの間又はスイッチングオフの後に実行することが望ましい。この手続は、一つの電子スイッチのスイッチングオフと他の電子スイッチのスイッチングオンを同時に又はほとんど同時に実行することを可能とする。
【００２０】
この解決策は、第一の運転状態から第二の運転状態への移行が実行され、電子スイッチの制御のために第二の動作状態において５０％以上のＰＷＭ比が使用されるときは特に適当である。
他の可能性は、第二の動作状態において、電子スイッチのそれぞれのスイッチングオンが他の電子スイッチのスイッチングオン以後及びスイッチングオフ以前に行われることを規定する。
【００２１】
本発明に係る解決策に関する説明は、フリーホイール分岐の定格決定をカバーしていない。
例えば、特に有利な例示的な実施形態は、フリーホイール分岐中のインダクタンスの値とキャパシタの値の積が、パルス幅変調された駆動信号の周期時間の四分の一よりも大きいことを規定する。
【００２２】
この定格決定は、電子スイッチのスイッチングオフ及びスイッチングオン中の電流変動及び電圧ピークが供給電圧端子及び接地端子に望まれる小さい程度で影響を及ぼすという効果を達成する。
【００２３】
電圧変動及び電圧ピークの最大限可能な抑制を達成するために、フリーホイール分岐のキャパシタの値が、第一の電圧端子と第二の電圧端子の間の電圧によって除算された一つ又は複数の誘導負荷を通過する電流の最大値と周期時間の積より大きいことが望ましく規定される。
【００２４】
定格決定において、ここでは、複数の負荷分岐が存在する場合には、誘導負荷を通過する電流として、各場合に負荷分岐を通過する最大可能電流のより大きい値が常に考慮されなければならないことが考慮にいれられなければならない。
本発明に係る解決策は、一方の電圧端子が供給電圧端子に接続され、他の電圧端子が接地端子が接続されるすべての場合に動作する。
【００２５】
しかしながら、第一の電圧端子が供給電圧端子に接続され、第二の電圧端子が接地端子に接続された場合は、特に自動車における本発明に係る解決策の応用において特に望ましい。
更なる特徴及び本発明の利点は、いくつかの例示的な実施形態に関する説明及びグラフの主題である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
例えば自動車中でファンが駆動される誘導負荷を表すモータ用の本発明に係る駆動回路１０の第一の実施形態は、駆動回路１０の供給電圧端子１２及び接地端子１４の間に配置され、供給電圧Ｕを発生する電圧源Ｖを具備する。
さらに、駆動回路１０は第一の負荷分岐２０を具備するが、第一の負荷分岐２０においては電子スイッチＳ１及びこの場合はモータＭ１である誘導負荷が直列に接続され、電子スイッチＳ１は誘導負荷の第一の端子２２と供給電圧端子１２の間に配置され、この場合には第一の端子ＥＳ１によって供給電圧端子１２に接続され、誘導負荷Ｍ１の第二の端子２４は接地端子１４に接続される。
【００２７】
さらに、誘導負荷の第一の端子２２は、第一の負荷分岐２０の接続点２６に接続される。
さらに、本発明に係る駆動回路は、キャパシタＣ及びインダクタンスＬが直列に接続されるフリーホイール分岐３０を具備するが、キャパシタＣの第一の端子３２は供給電圧端子１２に接続され、キャパシタＣの第二の端子３４は、第二の端子４０を介して接地端子１４に接続されるインダクタンスＬの第一の端子３８に接続され、フリーホイール分岐３０の接続点３６に接続される。
【００２８】
さらに、フリーホイール分岐３０の接続点３６と第一の負荷分岐２０の接続点２６の間には、フリーホイール３０のフリーホイールダイオードＤ１が配置されるが、その順方向は接続点３６から接続点２６に向かう電流を許容し、逆方向を阻止する。
【００２９】
電子スイッチＳ１は、モータＭ１の要求電力に対応し、固定されたサイクル時間ＴＺを有し、モータ制御回路４２によって生成される第一のパルス幅変調信号Ｓ１Ａによって駆動され得る。
【００３０】
本発明に係る駆動回路は、この場合、以下のように動作する。
電子スイッチＳ１がパルス幅変調信号Ｓ１Ａによって閉止されると、矢印付点線によって識別される電流ＩＭ１が、モータＭ１を駆動するために、電圧印加時間ＴＳの間、供給電圧端子から第一の電子スイッチＳ１、接続点２６及びモータＭ１を介して接地端子１４に向かって流れる。
【００３１】
モータＭ１を流れる電流ＩＭ１は、この場合、供給電圧端子１２で一緒になる部分電流ＩＶとＩＣ１Ｅの和であるが、電圧源Ｖは部分電流ＩＶを供給し、部分電流ＩＣ１Ｅは、キャパシタＣの第一の端子３２から供給電圧端子の方向に流れるキャパシタＣの放電によって惹起される。
【００３２】
さらに、電流ＩＬ１はインダクタンスＬを介して接地端子１４から接続点３６の方向に流れ、接続点３６からはキャパシタＣの第二の端子３４に向かう電流ＩＣ１Ｅとなり、電流ＩＭ１は接地端子１４において電圧源Ｖに向かう部分電流ＩＶとインダクタンスＬ及びキャパシタＣを流れる部分電流ＩＬ１に分割されるが、この場合ＩＣ１ＥとＩＬ１は同一の大きさである。
【００３３】
一方図２に示されるように、スイッチＳ１が駆動信号Ｓ１Ａによって開放されたならば、電子スイッチＳ１を介して供給電圧端子１２からはもはや電流は流れず、モータＭ１はフリーホイール時間ＴＦの間フリーホイール状態で動作する。この間、電流ＩＣ１Ｌは供給電圧端子１２からキャパシタ３２の第一の端子３２向かって電流ＩＣ１Ｅに逆流してキャパシタを充電し、電流ＩＣ１Ｌは電圧源Ｖから供給電圧端子１２に向かって流れる電流ＩＶに対応する。この場合電流ＩＶは電圧印加期間ＴＳとフリーホイール期間で略同一の大きさである。
【００３４】
さらに、電流ＩＣ１ＬはキャパシタＣの第二の端子３４から接続点３６に向かって流れる。
フリーホイール状態においては、電流ＩＭ１Ｆは接続点３６からダイオードＤ１を介して第一の負荷分岐２０の接続点２６に向かって流れ、接続点２６からモータＭ１を介して接地端子１４に向かって流れる。
【００３５】
この電流ＩＭ１Ｆは二つの部分電流、即ち、第一の部分電流であるキャパシタＣの電荷によって生成される電流ＩＣ１Ｌと、インダクタンスＬからフリーホイール分岐３０の接続点３６に向かって流れる第二の部分電流である電流ＩＬ１によって形成される。
【００３６】
さらに、電流ＩＭ１は、接地端子１４において、同様にインダクタンスＬの第二の端子４０に向かってインダクタンスＬを介して流れる電流ＩＬ１と、電圧源Ｖに向かって戻る電流ＩＶに分割される。
この状態において、電流ＩＶは電流ＩＣ１Ｌに等しく、電流ＩＣ１Ｌは理論的にはキャパシタＣが充電されるまで流れを継続する。
【００３７】
フリーホイール分岐３０の有利な効果は、キャパシタＣとインダクタンスＬを以下の定格とすることによって達成される。
【数１】
2004516791.tif 000003
【００３８】
図３から５に示される本発明に係る例示的実施形態の第二の駆動回路１０’においては、第一の負荷分岐２０だけでなく、第一の負荷分岐２０と同様に形成される第二の負荷分岐も供給電圧端子１２と接地端子１４の間に設置される。従って、第二の負荷分岐５０は、同じく第二のモータＭ２である誘導負荷と直列接続される電子スイッチＳ２を具備するが、電子スイッチＳ２は供給電圧端子１２と第二のモータＭ２の第一の端子５２に配置され、第一の端子ＥＳ２によって供給電圧端子１２に接続され、第二のモータＭ２の第二の端子５４は接地端子１４に接続される。
【００３９】
さらに、第二の負荷分岐５０は接続点５６を具備し、ダイオードＤ２は接続点５６とフリーホイール分岐３０’の接続点３６間に配置され、フリーホイール分岐３０’を補完し、前向きで接続点３６から接続点５６に向かう電流を許容するが、逆方向を阻止するように接続される。
【００４０】
さらに、電子スイッチＳ２は、パルス幅変調駆動信号Ｓ２Ａを使用して第二のモータ制御回路６２によって駆動され得るが、駆動信号Ｓ２Ａは駆動信号Ｓ１Ａと同じサイクル時間ＴＺを有することが望ましい。
【００４１】
キャパシタＣの定格に対しては、第二の例示的実施形態においては次式が適用される。
【数２】
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ここで、負荷分岐２０、５０中の誘導負荷を通過する最も大きい最大電流に対応する値に対して（最大値ＩＭ１，ＩＭ２）が使用される。
【００４２】
本発明に係る例示的実施形態の第二の駆動回路１０’において、二つのスイッチＳ１及びＳ２が閉止されたときは、第一の実施形態と同様に、電流ＩＭ１は第一のモータＭ１中を、電流ＩＭ２は第二のモータＭ２中を流れるが、電流ＩＭ１及びＩＭ２はそれぞれ二つの部分電流で生成され、一方は電圧源Ｖによって印加される電流ＩＶによって供給され、他方の部分電流はキャパシタＣの放電中に生成される電流ＩＣ１Ｅ及びＩＣ２Ｅによって供給されるが、部分電流ＩＣ１Ｅは第一のモータを流れる電流ＩＭ１に影響を及ぼし、部分電流ＩＣ２Ｅは第二のモータを流れる電流ＩＭ２に影響を及ぼす。
【００４３】
さらに、図１に表される第一の実施形態の場合に対応して、図３に示す第二の実施形態においては、電流ＩＣ１Ｅ及びＩＣ２Ｅに対応する電流ＩＬ１及びＩＬ２がインダクタンスＬ中を流れる。
さらに、電流ＩＭ１及びＩＭ２は、同じく、接地端子１４において、それぞれ部分電流ＩＬ１及びＩＬ２に分割され、さらに電流ＩＶを生成する部分電流は電圧源Ｖに向かって流れる。
【００４４】
図４に示されたように、両方のスイッチＳ１及びＳ２がスイッチオフされたときは、図２に示す第一の実施形態に対応する状態が得られる。即ち、図２に示され説明される第一の例示的実施形態のフリーホイール状態と同様に、モータＭ１及びＭ２を流れるフリーホイール電流ＩＭ１Ｆ及びＩＭ２Ｆは電流ＩＣ１Ｌ及びＩＣ２Ｌと電流ＩＬ１及びＩＬ２の和として表される。
【００４５】
しかしながら、本発明に係る駆動回路の第二の例示的実施形態１０’は、図５に示すように、電子スイッチ５１は閉止されているが、電子スイッチ５２は開放されている更なる状態で作動され得る。この場合は、図１及び３の場合と同様に、第一の負荷分岐２０において電流ＩＭ１はモータ中を流れるのに対して、第二の負荷分岐５０において開放されたスイッチ５２のためにフリーホイール状態となり電流ＩＭ２Ｆがこの分岐を流れる。
【００４６】
これは、フリーホイール分岐３０中に、キャパシタＣの第一の端子から供給電圧端子１２に向かって電流ＩＣ１Ｅが流れる第一の負荷分岐２０の状態をもたらすが、この状態は電流ＩＶの更なる部分電流を伴う部分電流として第一の負荷分岐２０を通過する電流ＩＭ１に起因してインダクタンスを通過する電流ＩＬ１を有するＩＭ１を形成する。
【００４７】
一方、第二の負荷分岐５０はフリーホイール状態にあるが、これは電流ＩＣ２ＬがキャパシタＣの第二の端子３４から接続点３６に向かって流れ、更に電流ＩＣ２Ｌは電流ＩＣ２ＬによってキャパシタＣを充電しながら供給電圧端子１２からキャパシタＣの第一の端子３４に向かって流れる。
さらに、第二の負荷分岐５０中のフリーホイール状態は、電流ＩＬ２がインダクタンスＬを介して接地端子１４から接続点３６に向かって流れ、第二のモータＭ２を介して流れる電流ＩＭ２Ｆを形成するために電流ＩＣ２Ｌと加算される。
【００４８】
電流ＩＣ１Ｅ及びＩＣ２Ｌの方向の比較が示すように、二つの電流は逆方向に流れるので、二つの電流は相互に部分的に打ち消し合い、電流ＩＣ１ＥあるいはＩＣ２Ｌのいずれが優勢であるかによって、結果的な電流がキャパシタＣを放電あるいは充電し、結果的な電流は電流ＩＣ１Ｅ及びＩＣ２Ｌの寄与より小さい。
【００４９】
さらに、図３及び４に示すスイッチング状態から明らかなように、図５に示す第二の例示的実施形態のスイッチング状態において、電流ＩＬ１及びＩＬ２はその方向を維持し、その大きさだけが変化し、電流ＩＣ１Ｅ又はＩＣ２Ｅと電流ＩＣ１Ｌ又はＩＣ２Ｌの比較することによって、モータＭ１及び／又はＭ２がフリーホイール状態であるかに応じて電流ＩＣ１Ｌ又はＩＣ２Ｌが方向を変更することが示されることが明らかに判明するが、一方のモータ、即ちモータＭ１が電圧印加状態にあり、他方のモータ、即ちモータＭ２がフリーホイール状態にある場合には電流ＩＣ１ＥとＩＣ２Ｌが相互に打ち消しあい、全体としてキャパシタの小さい放電又は充電電流が流れる。
【００５０】
さらに、フリーホイール分岐３０は、電圧源Ｖから流れる電流ＩＶは電子スイッチＳ１又はＳ２の位置に係らず、本質的に遮断されず、従って大きさにおいて変化することがあるにしても常に流れを維持する。
図５において一方のモータ、例えば第一のモータＭ１が電圧印加状態にあり、他方のモータ、例えば第二のモータＭ２が電圧が印加されていない状態にあるときはいつでも、電流ＩＣ１ＥとＩＣ２Ｌは少なくとも部分的に相互に打ち消され、サイクル時間ＴＺ以内で可能な最長期間そのような状態を達成することが試みられるときはいつでも、フリーホイール分岐３０の負荷は最小となる。
【００５１】
モータ制御回路４２及び６２は、そのサイクル時間ＴＺは同一であるように運転されることが望ましい。
さらに、モータＭ１、Ｍ２の一方、例えば第一のモータＭ１が電圧印加状態であり、モータＭ１、Ｍ２の他方、例えば第二のモータＭ２がフリーホイール状態であるためには、パルス幅変調駆動信号Ｓ１Ａ及びＳ２Ａは同じ同じサイクル時間ＴＺを有するだけでなく、モータＭ１、Ｍ２の他方、例えば第二のモータＭ２が相互に位相ロックされる。この理由のために、電圧印加時間ＴＳに対応するスイッチングオン時間ＴＥ１がフリーホイール時間ＴＦに対応する駆動信号Ｓ２Ａのスイッチングオフ時間ＴＡ２以内となり、スイッチングオン時間ＴＥ２がパルス幅変調駆動信号Ｓ１Ａのスイッチングオフ時間ＴＡ１となるように、パルス幅変調駆動信号Ｓ２Ａはパルス幅変調駆動信号Ｓ１Ａと位相ロックされる。
【００５２】
この場合、第一の駆動信号Ｓ１Ａ及び第二の駆動信号Ｓ２Ａに対応して、電子スイッチＳ１及びＳ２はそれぞれ期間ＴＥ１及びＴＥ２の間閉止され、期間ＴＡ１及びＴＡ２の間開放される。
モータＭ１及びＭ２を通過する電流ＩＭ１及びＩＭ２は、図６ｃ及びｄに示されているように、対応する方法で形成され、モータＭ１及びＭ２のサイズの相違に応じて相違する電流ＩＭ１及びＩＭ２を導く。
【００５３】
さらに、これは、図６ｅに示されるように本質的に常時一定であるインダクタンスＬを通過する電流ＩＬ１＋ＩＬ２は本質的に常時一定であるが、電流ＩＣ１とＩＣ２の和は、図６ｆであるように変動するという結果となる。
最後に、図６ｈは、フリーホイール状態から電圧印加状態に遷移する間に、電圧Ｕ３６の接続点３６に発生するかもしれないことを示している。これらの電圧ピークは、重要ではない長さ方向のインダクタンスを有せず、キャパシタＣを通過する電流は接地端子１４に対して接続点３６に発生する電流ピークを不意かつ必然的に変更し得ない理想的でないフリーホイールキャパシタによって惹起される。
【００５４】
これらの電流ピークは、キャパシタＣの第一の端子３２のスイッチＳ１、Ｓ２への接続、及び第二の端子３４の５０ナノヘンリ以下のインダクタンスを有するダイオードＤ１、Ｄ２への接続によって小さく維持され得る。
供給電圧端子１２及び接地端子１４は、接続点３６に対してキャパシタＣ及びインダクタンスＬによってそれぞれ絶縁されているので、これら電圧ピークは供給電圧端子１２及び接地端子１４に影響を与えない。従って、電圧源Ｖから供給電圧端子１２に、接地端子１４から電圧源Ｖに流れる電流ＩＶは、図６ｇから判明するように本質的に一定である。
【００５５】
さらに、図６ｈにおいて、サイクル時間ＴＺの間のキャパシタＣの電圧の変動は小さく、例えば［数３］で表される大きいキャパシタＣによって達成され得る５０ｍＶであることが望ましい。
【数３】
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【００５６】
従って、パルス幅変調が変化すれば、即ち、スイッチングオン期間ＴＥ１のためにスイッチオフ期間ＴＡ１が変化する場合には、第一の駆動信号Ｓ１ＡのスイッチングオフエッジＡＦ１のシフトだけが行われ、スイッチオンエッジＥＦ１はシフトされないことが望ましい。
一方、第二の駆動信号Ｓ２Ａの場合には、スイッチオンエッジＥＦ２はシフトされ、スイッチングオフエッジＡＦ２が変化されないままである。
【００５７】
最後に、第一の駆動信号Ｓ１Ａ及び第二の駆動信号Ｓ２Ａは、スイッチオンエッジＥＦ１及びスイッチングオフエッジＡＦ２が互いに一定の位相関係、例えばスイッチングオンエッジＥＦ１から高い値に向かって零から離れるときスイッチングオフＡＦ２が零に到達するまでの期間が引き続くならば同期される。
この結果、他方の駆動信号Ｓ２Ａ又はＳ１Ａに対してスイッチングオフ時間ＴＡ２又はＴＡ１が発生したときに、一方の駆動信号Ｓ１Ａ又はＳ２Ａの対応するスイッチングオン時間ＴＥ１又はＴＥ２が発生することを常に確実にする固定された位相関係を指示する。
【００５８】
同一のサイクル時間ＰＺが第一の駆動信号Ｓ１Ａ及びＳ２Ａに対して指示されるならば、一方の駆動信号Ｓ１Ａ又はＳ２Ａのスイッチングオン時間が他方の駆動信号Ｓ２Ａ又はＳ１Ａのスイッチングオフ時間と一致する可能性は排除されるので、これは、パルス幅変調比がほとんど５０％に到達するまで、可能である。
一方、図７に例示するようにパルス幅変調比が約５０％に到達すると、例えばスイッチングオフエッジＡＦ１とスイッチングオンエッジＥＦ２の領域における概略的な駆動信号Ｓ１ＡとＳ２Ａの重なりは不可避である。
【００５９】
従って、短時間の間、電子スイッチＳ１Ａの閉止状態とスイッチングオンエッジＥＦ２の重なりに起因して、第一の駆動信号Ｓ１ＡのスイッチングオフエッジＡＦ１に至るまで、図３に示される状態が達成されるが、スイッチングオフエッジＡＦ２とスイッチングオンエッジＥＦ１の間に図４に示される状態、即ち両方の電子スイッチが開放されている状態が存在する。
これは、以上のように、図７に示されるように電流ＩＣ１とＩＣ２の和において、明確に明らかな効果を有する。
【００６０】
一方、３０％のパルス幅変調の状態と比較においてモータ電流ＩＭ１及びＩＭ２の効果は、少なくとも定性的には同一である（図７ｃ、７ｄ）。
一方、駆動信号Ｓ１Ａ及びＳ２Ａが８０％以上のパルス幅変調比を有するならば、スイッチングオン時間ＴＥ１及びＴＥ２は、それぞれ対応するスイッチングオフ時間ＴＡ１及びＴＡ２に優先する（図８ａ、８ｂ）。この場合、二つの駆動信号Ｓ１Ａ及びＳ２Ａが、第一の駆動信号のスイッチングオンエッジＥＦ１に対する第二の駆動信号Ｓ２Ａのスイッチングオフエッジの位相ロック関係が維持されるのに対し、スイッチングオン時間ＴＥ１及びＴＥ２ができる限り少なく重なるように相互に時間決めされることはもはや可能でない。
【００６１】
従って、図５の状態、即ちＭ１，Ｍ２の一方が電圧印加状態にあり、他方がフリーホイールにある第二の例示的実施形態の場合には、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間で条件は広がる（図８ａ、８ｂ）。
時刻ｔ２と時刻ｔ３の間では、図３の状態は広がり、両方のモータは電圧印加状態にある。
【００６２】
時刻ｔ３と時刻ｔ４の間及び時刻ｔ４と時刻ｔ５の間では、図５の状態は同様に広がり、モータＭ１、Ｍ２の一方が電圧印加状態にあり、他方はフリーホイール状態にある。
このことから、パルス幅変調比が８０％以上である第二の例示的実施形態において、図３及び図５のスイッチング状態が本質的に発生し、第二の例示的実施形態の図４のスイッチング状態は発生しないこととなる。
【００６３】
約８０％のパルス幅変調比においては、電流ＩＭ１及びＩＭ２は他の場合よりも高い（図８ｃ及び８ｄ）。
さらに、電流ＩＬ１及びＩＬ２はパルス幅変調５０％で最大に到達する（図８ｅ及び８ｆ）。
【００６４】
図８ｆを参照すると、二つの異なるモータＭ１、Ｍ２のいずれが電圧印加状態にあり、フリーホイール状態であるかの依存して、電流ＩＣ１及びＩＣ２の和の中に変動が発生する。
さらに、この場合はまた、電圧源Ｖから供給電圧端子１２に、接地端子１４から電圧源Ｖに向かう電流ＩＶは本質的に一定である（図８ｇ）。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電圧印加状態の第一の負荷分岐を有する本発明に係る制御回路の第一の実施形態の回路図である。
【図２】
第一の負荷分岐がフリーホイール状態にある第一の実施形態の回路図である。
【図３】
一つのフリーホイール分岐及び共に電圧印加状態にある二つの負荷分岐を有する本発明に係る制御回路の第二の実施形態の回路図である。
【図４】
両方の負荷分岐がフリーホイール状態にある第二の実施形態の回路図である。
【図５】
第二の負荷分岐がフリーホイール状態にあり、第一の負荷分岐が電圧印加状態にある第二の実施形態の回路図である。
【図６】
パルス幅変調比が３０％であるときの第二の実施形態の測定値を示すグラフである。
【図７】
パルス幅変調比が５０％であるときの第二の実施形態の測定値を示すグラフである。
【図８】
パルス幅変調比が８０％であるときの第二の実施形態の測定値を示すグラフである。
【国際公開パンフレット】
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2004516791.tif 000007
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【国際調査報告】
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