DE69314019T2

DE69314019T2 - Synchron-gleichrichtungs-regelung fuer gleichstrommotoren

Info

Publication number: DE69314019T2
Application number: DE69314019T
Authority: DE
Inventors: Richard Hellinga; Andrew Lankin; Robert Lankin
Original assignee: Solaria Research Enterprises Ltd
Current assignee: Solaria Research Enterprises Ltd
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2013-03-31
Also published as: AU3883493A; EP0634064B1; WO1993020611A2; KR100275361B1; DK0634064T3; DE69314019D1; NZ251285A; EP0634064A1; US5331258A; GR3025685T3; WO1993020611A3; AU668552B2; ES2107013T3; KR950701157A; CA2133469A1; ATE158451T1; CA2133469C

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gleichstrom- Motorsteuersysteme, die bei der Steuerung der Drehgeschwindigkeit von Zugmotoren für batteriegetriebene Fahrzeuge verwendet werden, und insbesondere auf eine neuartige Gleichstrom-Motorsteuertopologie und -struktur.

Hintergrund der Erfindung

Die Steuersysteme, die gegenwärtig den Markt der batteriegetriebenen Gleichstrom-Motoren dominieren, fallen in zwei Hauptkategorien, Steuersysteme, die siliciumsgesteuerte Gleichrichter verwenden, und jene, die Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren verwenden, um den Gleichstrom zu schalten, um die Motordrehzahl zu steuern.
Siliciumgesteuerte Gleichrichter (SCR = Silicon controlled rectifiers) werden im allgemeinen bei Steuervorrichtungen für schwere Ausrüstungsgegenstände eingesetzt, um einen Leistungsregler mit variablem Impuls-Tast- Verhältnis (mark-space) vorzusehen, welcher auf ein Motorstrombefehlssignal anspricht. SCR-Steuervorrichtungen sind weithin angenommen worden und haben sich bei den meisten Betriebsumständen als zuverlässig erwiesen. SCR- Steuervorrichtungen haben jedoch Nachteile. SCR- Steuervorrichtungen sind physisch bzw. körperlich massig und massiv. Sie sind auch dafür bekannt, wesentliche Energiemengen zu dissipieren bzw. abzugeben, und sie sind nicht gut geeignet für automatische Montagetechniken. Obwohl SCR-Vorrichtungen leicht anzuschalten sind, ist zusätzlich eine Kommutationsschaltung erforderlich, um sie auszuschalten. Ein weiteres Problem bei SCR-Steuervorrichtungen ist, daß die Kommutationsfrequenz von diesen Steuervorrichtungen im hörbaren Bereich ist, gewöhnlicherweise bei 2000 Hz oder weniger. Während des Betriebes tendieren SCR-Steuervorrichtungen daher dazu, ein hörbares Summen abzugeben, und eine schlecht ausgelegte SCR-Steuervorrichtung kann ein Geräusch aussenden, welches Menschen störend und ermüdend finden.
In letzter Zeit sind Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt- Transistor-(MOSFET-) Steuervorrichrungen erfunden worden (MOSFET = metal-oxidsemiconductor-field effect transistor). Solche Steuervorrichtungen sind offenbart im US- Patent 4 626 750, ausgegeben am 2. Dezember 1986 an Curtis Instruments.
Bei diesen Steuervorrichtungen werden siliciumgesteuerte Gleichrichter durch eine Vielzahl von MOSFETs ersetzt, um einen Batteriestrom in einen Ein-Aus-Impuls zu schalten, um den Strom an den Antriebsmotor zu variieren, wodurch das Motordrehmoment und folglich die Drehgeschwindigkeit des Motors variiert werden. MOSFETs sind vorteilhaft, da sie eine hohe Eingangsimpedanz besitzen, eine niedrige Energiedissipation bzw. Energieabgabe, und daß sie leicht von einem leitenden auf einen nicht-leitenden Zustand geschaltet werden, und zwar ohne zusätzliche Schaltung. MOSFETs sind auch vorteilhaft, da sie kleine Vorrichtungen sind, die gut zur Anwendung mit automatisierten Montagetechniken geeignet sind. Sie sind weiter vorteilhaft, da die Kosten pro Einheit der Vorrichtung schnell fallen, und zwar als eine Folge der Anwendung in einem breiten Bereich von Konsumenten-, Industrie- und Automobilanwendungen. MOSFETs sind auch bei Frequenzen schaltbar, die an der Grenze oder über dem für Menschen hörbaren Bereich liegen, so daß MOSFET-Steuervorrichtungen von der Steuervorrichtung erzeugte hörbare Geräusche verringern oder eliminieren.
Diese zwei Arten von Gleichstrom-Motorsteuervorrichtungen, die zusammen als pulsbreitenmodulierte (PWM-) Motorsteuervorrichtungen bekannt sind, weisen freilaufende Dioden auf, um einen Ankerstrom zu kommutieren, der von einem Motor während der Betriebsperioden erzeugt wird, wenn der Batteriestrom ausgeschaltet ist. Ohne freilaufende Dioden würde der Spannungsübergang, der von dem Anker erzeugt wird, wenn die Schaltvorrichtung sich öffnet, die Steuerung zerstören. Obwohl freilaufende Dioden wirksam sind, um diese Ströme zu kommutieren, besitzen sie den Nachteil, beträchtliche Leistungsverluste durch Abwärmeerzeugung mit sich zu bringen. Beispielsweise kann ein Gabelstapler, der eine Steigung herauf beschleunigt, 500 A an den Motoranker bei einem 20%-igem pulsbreitenmodulierten Lastzyklus erfordern. Unter solchen Umständen erzeugen freilaufende Dioden etwa 480 Watt, unter der Annahme, daß ein Lieferspannungsabfall von 1,2 Volt bei 500 A typisch für freilaufende Dioden ist. MOSFET-Steuervorrichtungen des Standes der Technik laufen in ein "thermisches Herunterregeln" unter schweren Durchzugszuständen und eine verlängerte Beschleunigung als eine Folge dieser Wärmeerzeugung durch die freilaufenden Dioden. Folglich sind MOSFET-Steuervorrichtungen nicht weithin in den Lastwagenmärkten der Klasse 1 und Klasse 2 verwandt worden. MOSFET-Steuervorrichtungen haben nur vernünftige Annahme auf dem Markt der Folge- bzw. Nachlauflastwagen der Klasse 3 gefunden, und auf den Märkten von kleinen elektrischen Fahrzeugen, wie beispielsweise elektrischen Golfwägen und leichten Gepäckwägen.
Das US-Patent 4 906 906 an Lautzenhiser und andere, offenbart einen elektrisch angetriebenen Rollstuhl mit automatischer Begrenzung der Leistungsveränderungsrate, die an die linken und rechten Antriebsmotoren geliefert wird, egal ob elektrisch oder hydraulisch angetrieben. Die elektrischen Antriebsmotoren sind Permanentmagnetmotoren. Die elektrischen Antriebsmotoren werden durch eine pulsbreitenmodulierte Antriebsspannung versorgt, die durch eine einzelne MOSFET-Vorrichtung abgeschnitten wird. Während Intervallen, in denen der Antriebsleistungsimpuls abgeschaltet ist, wird der Motoranker elektrisch geladen bzw. belastet, um eine dynamische Bremse vorzusehen. Die elektrische Last wird durch eine zweite einzelne MOSFET Vorrichtung geliefert. Die gegenseitige Leitung der ersten und zweiten MOSFETs wird verhindert durch langsameres Anschalten der MOSFET-Vorrichtungen als sie abgeschaltet werden. Das langsame Anschalten der Vorrichtungen wird unter Verwendung eines Zeitverzögerungswiderstandes und eines parasitischen Kondensators bewirkt. Es ist eingerichtet worden, daß die Schaltverluste in den MOSFET-Vorrichtungen viermal größer als die Leitungsverluste sind. Diese Steuervorrichtung ist daher auf Motoren mit niedriger Leistungsverbrauchsanforderung eingeschränkt. Die Steuerung würde nicht zufriedenstellend unter hohen Stromanforderungen funktionieren, da die übermäßigen Wärmeverluste auf Grund des langsamen Schaltens dazu tendieren würden, die Festkörperkomponenten der Steuervorrichtung zu schädigen.

Offenbarung der Erfindung

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung für einen Gleichstrom-Antriebs- bzw. Zugmotor vorzusehen, die ein gehaltenes Kriechen und Durchziehen eines Fahrzeuges gestattet, welches von dem Motor angetrieben wird, und zwar ohne in einen Zustand des thermischen Herunterregelns auf Grund des Wärmeaufbaus in der physischen Struktur der Steuervorrichtung einzutreten.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung für Gleichstrom-Zugmotoren vorzusehen, die den Energieverbrauch verringert, insbesondere während des Durchziehens des Fahrzeugs und während Kriechzuständen.
Es ist noch ein weiteres Ziel der Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung für Gleichstrom-Zugmotoren vorzusehen, die ökonomischer herzustellen ist als Steuervorrichtungen des Standes der Technik.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung vorzusehen, die bei einer Kommutationsfrequenz arbeitet, die über der oberen Frequenzschwelle liegt, die von Menschen gehört werden kann.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine MOSFET-geschaltete Gleichstrom-Motorsteuervorrichtung vorzusehen, die zur Anwendung in elektrisch angetriebenen Lastwägen der Klasse 1 und der Klasse 2 verwandt zu werden.
Eine Gleichstrom-Motorsteuervorrichtung gemäß der Erfindung verwendet eine Technik, auf die im folgenden als "Synchrongleichrichtung" Bezug genommen wird, bei der die freilaufenden Dioden in den Steuervorrichtungen des Standes der Technik durch MOSFET-Vorrichtungen ersetzt werden. Die Synchrongleichrichtungs-MOSFETs, auf die im folgenden als "SRFETs" Bezug genomnmen wird, werden während Intervallen geschaltet, in denen freilaufende Dioden leiten würden. Da MOSFETs einen viel niedrigeren Lieferspannungsabfall besitzen als freilaufende Dioden ist die daraus resultierende Steuerung beträchtlich wirkungsvoller. In dem oben beschriebenen Beispiel erzeugen die freilaufenden Dioden etwa 400 Watt, während SRFETs unter äquivalenten Umständen nur ungefähr 120 Watt erzeugen. Folglich verringert die Synchrongleichrichtung beträchtlich die Aufheizung der Steuervorrichtung während schweren Durchziehens und verlängerter Beschleunigung. Synchrongleichrichtungsteuerungen sind daher fähig, gehaltene Durchsätze mit hoher Ampereleistung vorzusehen, und sind zur Anwendung in Lastwägen der Klsse 1 und 2 genauso wie in Lastwägen der Klasse 3 geeignet.
Die Erfindung sieht somit eine elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 vor. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können aus den abhängigen Ansprüchen erhalten werden.
Eine physische Struktur für eine Gleichstrom-Zugmotorsteuervorrichtung der Erfindung ist vorgesehen, die eine Wärmesenken- bzw. Wärmeaufnahmestruktur mit einer Oberseite aufweist; wobei die Oberseite der Wärmesenkenstruktur mindestens zwei voneinander beabstandete Kanäle aufweist, um eine erste und eine zweite Vielzahl von elektronischen Komponenten aufzunehmen, die an einer Leiter- bzw. Schaltungsplatte angebracht sind, die auf der Oberseite positioniert ist; und mindestens zwei langgestreckte Halter, die jeweils in die Kanäle einzuführen sind, während die elektronischen Komponenten darin aufgenommen sind, wobei die Halter nach dem Einführen in die Kanäle an eine Position bzw. Stelle bewegbar sind, in der sie die jeweilige erste und zweite Vielzahl von elektronischen Komponenten in Wärmeaustauschkontakt mit einer Seitenwand der jeweiligen Kanäle drücken. Diese physische bzw. körperliche Struktur gestattet eine hohe Packungsdichte der elektronischen Komponenten.
Die Erfindung sieht somit eine neuartige Energiesparsteuertopologie und eine neuartige physische bzw. körperliche Struktur für eine Gleichstrom-Motorsteuervorrichtung vor, die ökonomischer bzw. wirtschaftlicher montiert bzw. aufgebaut wird und eine höhere Packungsdichte der Komponenten gestattet als Steuerungen des Standes der Technik für Motoren der gleichen Bauart.
Synchrongleichrichtungssteuerungen sind geeignet zur Anwendung mit seriengewickelten Motoren genauso wie mit getrennt erregten Motoren. Obwohl die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sich auf seriengewickelte Motoren bezieht, ist die Erfindung in keiner Weise auf seriengewickelte Motoren in ihrer Anwendbarkeit eingeschränkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun nur beispielhaft und mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen die Figuren folgendes darstellen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm der Topologie einer elektronischen Steuervorrichtung für einen Gleichstrom-Zugmotor gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Kurve der theoretischen Verlustvergleiche einer MOSFET-Steuerung des Standes der Technik, die frei laufende Dioden verwendet, um den Motorstrom zu kommutieren, und zwar im Vergleich mit einer Synchrongleichrichtungsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm der Steuerlogikschaltung, die die Beziehung zwischen den Einschaltsignalen und den pulsbreitenmodulierten Signalen veranschaulichen, die in die Steuerlogikschaltung eingegeben werden, und den Motor-FET- und SR FET- Ausgangssignalen, die von der Steuerlogikschaltung erzeugt werden;
Fig. 4 ein vereinfachtes schematisches Schaltungsdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Steuerlogikschaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten physischen bzw. körperlichen Struktur für eine Steuervorrichtung gemäß der Erfindung; und
Fig. 6 die auf Blatt 2 der Zeichnungen ist, eine de taillierte Ansicht eines Verriegelungssystems, um Schaltungskomponenten an Seitenwänden der Kanäle in einer Wärmesenke der in Fig. 5 gezeigten Struktur zu verriegeln.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Gleichstrom-Motorsystems, welches eine elektronische Steuertopologie gemäß der Erfindung aufweist. Das System weist eine Batterie 20 und einen seriengewickelten Gleichstrom- Zugmotor auf, auf den allgemein mit dem Bezugzeichen 24 Bezug genommen wird, der einen Anker 26 aufweist und eine Feldwindung 28 mit assoziierten Motorrichtungskontaktvorrichtungen 30, 31, um die Richtung eines Drehmomentes des Motors 24 umzukehren.
Die Schaltung ist mit einer Trennung 22 versehen, die verwendet wird, um die Batterie vom Motor zu trennen. Eine Sicherung 32 schützt die Schaltung vor extremen Stromzuständen, die beispielsweise auftreten können, wenn ein Kurzschlußzustand sich im System entwickelt. Andere Details der Schaltung sind gemäß der wohlbekannten elektrischen Prinzipien aufgebaut, die dem Fachmann bekannt sind.
Die elektronische Steuerung gemäß der Erfindung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 33 bezeichnet wird, weist den Teil des Diagramms der Fig. 1 auf, der von der gestrichelten Linie auf der linken Seite der Figur umgeben wird. Die Steuerung weist einen Mikroprozessor 34 auf, der ein Eingangssignal von einem Beschleunigungspotentiometer 36 empfängt. Der Mikroprozessor 34 verarbeitet die Beschleunigungseingangs- und -ausgangssignale an eine Steuerlogik 38. Diese Signale weisen ein Einschaltsignal 42 und ein pulsbreitemoduliertes Motorstrombefehls-(PWM-) Signal 44 auf. Wie dem Fachmann verständlich sein wird, hängen die Signale, die der Mikroprozessor 34 auf der Enable- bzw. Einschaltleitung 42 und auf der PWM-Leitung 44 ausgibt, von einer Anzahl von Variablen ab, und zwar zusätzlich zu dem Eingangssignal vom Beschleunigungspotentiometer 36. Andere Variablen, die die Mikroprozessorausgangsgröße auf der Enable- bzw. Einschaltleitung 42 und der PWM-Leitung 44 ausgibt, können den Batteriestrom, den Motorstrom, die Motorrichtung, die Batteriespannung, die Steuerwärmesenkentemperatur, den Hydraulikpumpenstatus und den Sitzschalterstatus aufweisen, wenn die Steuerung 33 in einem Fahrzeug mit einem Bedienersitz eingebaut ist. Es gibt auch eine "Gegenstrombrems"- Abfühleinheit (plug braking), die die Richtung des Stromflusses durch eine Gegenstrombrems-Diode 46 überwacht, die parallel mit dem Anker des Motors 24 verbunden ist. Die Gegenstrombrems-Diode kommutiert einen Ankerstrom, wenn das Motorfeld für einen Betrieb umgekehrt bzw. umgeschaltet wird, der als " Gegenstrombremse" bekannt ist, der allgemein verwendet wird, um ein elektrisches Fahrzeug durch Umkehren der Polarität des Motors zu verlangsamen. Es wird im folgenden angenommen, daß der Fachmann für elektronische Steuerungen mit den Algorithmen bekannt ist, die verwendet werden, um ein PWM-Signal bzw. ein pulsbreitenmoduliertes Signal zur Steuerung des Stroms an einen Gleichstrom-Motor zu erzeugen.
Eine Steuerlogikschaltung 38 treibt die Gate-Elektroden einer Vielzahl vom Motor-MOSFETs 50 an, auf die im folgenden als "Motor FETs" Bezug genommen wird, und die Gate-Elektroden einer Vielzahl von Synchrongleichrichtungs- MOSFETs 51, auf die, wie oben erwähnt, als "SR FETs" Bezug genommen wird.
Die Funktion der Motor-FETS so ist in der Technik wohl bekannt bzw. genau verstanden worden. Motor-FETs 50 werden von der gemeinsamen Steuerleitung 48 ein- und ausgeschaltet, und zwar in einem Ein-Aus-Leitungszyklus, um Antriebsstrom an den Motor 24 von der Batterie 20 zu liefern. Wenn die Motor-FETs 50 ausgeschaltet werden, bietet der Motor 24 der Stromabnahme Widerstand, und zwar bei einer Kommutation des Versorgungsstroms von den Motor- FETs 50. Bei Steuervorrichtungen der Standes der Technik sind umgekehrt bzw. rückwärts angeschlossene oder verbundene "freilaufende" Dioden parallel mit dem Motor verbunden, um die Induktionsbelastung zu kommutieren, wenn die Motor-FETs 50 abgeschaltet werden. Gemäß der Erfindung werden diese freilaufenden Dioden durch SR FETs 51 ersetzt, die angeschaltet werden, wenn die Motor-FETs 50 ausgeschaltet werden, wodurch somit ein Leitungspfad für den Ankerstrom des Motors 24 vorgesehen wird, wenn der Strompfad durch die Motor-FETs 50 geschlossen wird. Die Zeitsteuerung des Ein-Aus-Zyklus der Motor FETs 50 und der SR FETs 51 ist kritisch und soll genauer unten mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 erklärt werden.
Die Steuerung gemäß der Erfindung weist auch eine Vielzahl von Kondensatoren 49 auf, wie bei MOSFET-Steuervorrichtungen üblich. Die Kondensatoren sind vorzugsweise Komponenten mit niedrigem Aquivalentreihenwiderstand, mit niedriger Induktivität und hoher Kapazität, die die Batterie von dem Wellenstrom isolieren, der von dem Schaltszyklus der MOSFETs erzeugt wird.
Fig. 2 zeigt eine Kurvendarstellung der theoretischen Verlustvergleiche für Steurvorrichtungen basierend auf einem Steuersystem mit freilaufenden Dioden im Vergleich zu einem Synchrongleichrichtungssteuersystem gemäß der Erfindung.
Die Horizontalachse der Kurvendarstellung stellt den Prozentsatzlastzyklus des Motorstromantriebssignals dar. Der Lastzyklus ist ein Maß der Impulsbreite des Motorstromantriebssignals. Bei einem 100-%igen Lastzyklus ist der Motor mit der Batterie über die Motor-FETs 50 zu 100% der Zeit verbunden, während bei einem 20-%igen Lastzyklus der Motor mit der Batterie für 20% der Zeit verbunden ist. Die Vertikalachse der Kurve stellt sowohl den Motorstrom in Ampere als auch die Steuervorrichtungsenergieverluste in Watt dar.
Wie aus der Kurvendarstellung offensichtlich, sind theoretische Verluste bei Steuersystemen mit freilaufenden Dioden wesentlich größer als theoretische Verluste in Synchrongleichrichtungssteuersystemen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Lastzyklen unter 50% und Motorströme auf 400 A oder mehr liegen. Diese Motorbetriebszustände werden im allgemeinen als "Durchzugszustände" (lugging condition) bezeichnet. Es ist wohlbekannt, daß während des Durchziehens von Gleichstrom-Motoren Steuersysteme mit freilaufenden Dioden in ein thermisches Herunterregeln eintreten, wenn der Lastzyklus verringert wird, um zu gestatten, daß ein Abwärmeaufbau in der Steuerwärmesenke dissipiert. Wie aus der Kurvendarstellung offensichtlich, kann das Herunterregeln des Lastzyklus eine schnellere Aufheizung bewirken, was weiter das Problem verschlimmert. Die theoretischen Verluste der Abwärmeenergie werden fast um 50% bei einem 10-%igen Lastzyklus abgeschnitten, und mehr als 30% bei einem 50-%igen Lastzyklus. Synchrongleichrichtungsteuervorrichtungen verringern daher beträchtlich die Aufheizung der physikalischen bzw. körperlichen Struktur einer Steuervorrichtung während des starken bzw. schweren Durchziehens und der verlängerten Beschleunigung durch Verbesserung des Energiewirkungsgrades des Steuersystems.
Fig. 3 ist ein Zeitsteuerdiagramm, welches die Eingangsgrößen und die Ausgangsgrößen der Steuerlogikschaltung 38 veranschaulicht. Der Zweck der Steuerlogikschaltung 38 ist es, Gate- bzw. Gatter-Signale zu erzeugen, die die Motor-FETs 50 anschalten, wenn die Pulsbreitenmodulation (PWM) hoch getrieben wird, und die SR FETs 51 einzuschalten, wenn die Motor-FETs 50 aus sind, wodurch somit verhindert wird, daß die Motor-FETs 50 und die SR FETs 51 gleichzeitig leiten. Die Steuerlogik empfängt auch ein Enable- bzw. Einschaltsignal, welches gestattet, daß der Mikroprozessor 34 (siehe Fig. 1) sowohl die Motor-FETs als auch die SR-FETs abschaltet, wenn ein Fehlerzustand detektiert wird. Wie oben in der Fig. 3 zu sehen, gibt der Mikroprozessor 34 ein pulsbreitenmoduliertes Motorsteuersignal auf der PWM-Leitung 44 aus, und ein Einschaltsignal auf der Einschaltleitung 42 an die Steuerlogikschaltung 38. Die Steuerlogikschaltung 38 gibt ein Motor-FET-Gate-Steuersignal auf der Leitung 48 aus, und ein SR FET-Gate-Steuersignal auf der Leitung 52. Um eine elektronische Gleichstrom-Motorsteuerung vorzusehen, die kein Geräusch im für Menschen hörbaren Bereich ausgibt, gibt der Mikroprozessor 34 vorzugsweise den PWM-Impuls bei 20000 Hz aus, was gut innerhalb der Betriebsgrenzen der Motor-FETs 50 und der SR FETs 51 liegt.
Am Unterteil der Fig. 3 sind die Eingangs- und Ausgangssignale der Steuerlogik 38 mit Bezug auf eine Zeitlinie gezeigt. Wie oben erklärt, erzeugt der Mikroprozessor 34 ein Enable- bzw. Einschaltsignal und ein PWM-Signal auf den Leitungen 42 bzw. 44. Das Einschaltsignal wird hoch getrieben bzw. geschaltet, und zwar immer dann, wenn vom Mikroprozessor 34 überwachte Faktoren anzeigen, daß das System in einem sicheren Betriebszustand ist. Das Einschaltsignal 88 wird niedrig getrieben bzw. gegeben, um sicherzustellen, daß sowohl die Motor-FETs als auch die SR FETs ausgeschaltet sind, und zwar immer dann, wenn ein vom Mikroprozessor 34 überwachter Parameter eine System- oder Bedienerfehlfunktion anzeigt. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug mit einem Sitzschalter ausgerüstet ist, und der Bediener den Sitz des Fahrzezugs für eine vorbestimmte Zeitlänge verläßt, wird das Einschaltsignal auf niedrig geschaltet bzw. niedrig getrieben, und die Steuerlogik schaltet die Leistung an den Antriebsmotor 24 ab (siehe Fig. 1), und zwar durch Abschalten von sowohl den Motor-FETs 50 als auch den SR FETs 51. Ein PWM-Signal 90 wird vom Mikroprozessor 34 ansprechend auf eine Ausgangsgröße eines Beschleunigungspotentiometers 36 erzeugt, genauso wie auf andere Variablen, die vom Mikroprozessor 34 überwacht werden und oben beschrieben sind. Wie aus Fig. 3 offensichtlich, trennt eine Zeitverzögerung 86 die Perioden, wenn die Motor-FETs 50 eingeschaltet sind, und die Perioden, wenn die SR FETs 51 ausgeschaltet sind. Die Zeitverzögerung 86 ist notwendig, um die Schaltansprechzeit der FET-Vorrichtungen auszugleichen. Leistungs-FETs können bis zu 700 ns benötigen, um vollständig ansprechend auf ein Gate-Signal auszuschalten. Ohne Zeitverzögerung 86 würde eine kurze Periode existieren, wenn die Motor-FETs 50 und die SR FETs 51 beide leitend sind, was große Stromwellen zur Folge hat. Diese Verzögerung ist vorzugsweise ein paar Zehntel ns länger als die Vorrichtungsschaltansprechzeit der jeweiligen FETs.
Wie dem Fachmann offensichtlich sein wird, gibt es viele Techniken zur Erzeugung der in Fig. 3 veranschaulichten Signale.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Steuerlogikschaltung 38. Die PWM-Leitung 44 und die Einschaltleitung 42 übertragen Signale vom Mikroprozessor 34 (siehe Fig. 1) zur Steuerlogikschaltung 38. Die PWM-Leitung 44 ist mit einem ersten Phaseninverter 54 verbunden, dessen Ausgangsgröße mit einem UND-Gatter 74 durch die Verbindung 56 und mit einer Verzögerungsschaltung 62 durch die Verbindung 60 verbunden ist. Die Verzögerungsschaltung 62 kann irgendeine Anzahl von Schaltungen bilden, die fähig sind, einen elektrischen Impuls ohne übermäßige Verzerrung zu verzögern. Ohne die Verzögerungsschaltung 62 würden die Antriebsschaltungen 80 und 84 für die Motor-FETs und die SR FETs fast simultan eingeschaltet werden, und wären gegenseitig bzw. gleichzeitig für eine kurze Zeitperiode leitend, die adäquat einem Kurzschluß des Steuersystems sein würde und eine Schädigung der elektronischen Komponenten der Steuervorrichtung bewirken würde. Die Verzögerungsschaltung 62 muß daher einen Impuls zumindest um die Vorrichtungsschaltzeit der in der Steuerung verwendeten FETs verzögern. Typischerweise ist eine Verzögerng von ungefähr 750 ns geeignet. Die Ausgangsgröße der Verzögerungsschaltung 62 ist durch eine Verbindung 64 mit dem UND- Gatter 74, und durch die Verbindung 66 mit dem zweiten Phaseninverter 70 verbunden, der die Phase eines elektrischen Impulses zu seinem ursprünglichen Zustand invertiert. Die Ausgangsgröße des Phaseninverters 70 ist mit einem zweiten UND-Gatter 58 verbunden, welches auch gepulste Signale direkt von der PWM-Leitung 44 über die Verbindung 76 empfängt. Die Ausgangsgröße des UND-Gatters 58 wird zu einer Antriebsschaltung 84 für die Motor-FETs 50 geleitet, und zwar durch eine Verbindung 48. Der Ausgang des UND-Gatters 44 ist durch eine Verbindung 78 mit einer Antriebsschaltung 80 für die SR FETs 51 verbunden (siehe Fig. 1).
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer neuartigen physikalischen Struktur für eine Motorsteuerung gemäß der Erfindung. Da Gleichstrom-Motorsteuerungen große Strommengen schalten bzw. leiten, muß ein Pfad für die Abwärmedissipation von elektrischen Schaltungskomponenten, wie beispielsweise MOSFETs und Dioden vorgesehen sein. Obwohl das Synchrongleichrichtungssystem gemäß der Erfindung weniger Wärme erzeugt als Gleichstrom-Motorsteuersysteme des Standes der Technik, ist eine physikalische Struktur für eine Steuervorrichtung, die die leichte Dissipation von Abwärme aufnimmt und erleichtert, für einen wirkungsvollen Steuervorrichtungsbetrieb und eine verlängerte Service- bzw. Instandhaltungslebensdauer essentiell. Um eine wirkungsvolle Wärmedissipation sicherzustellen, müssen die wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten in engem physischen Kontakt mit einer wirkungsvollen Wärmesenkenstruktur gehalten werden. Ein solcher Kontakt ist bei Steuerungen des Standes der Technik sichergestellt worden durch Anwendung von Schraubenbefestigungsmitteln oder ähnlichem. Obwohl Schraubenbefestigungsmittel zuverlässig und wirksam sind, sind sie arbeitsaufwendig zu installieren und tragen daher zu den Kosten der Herstellung einer Steuerung bei. Die physische Struktur für eine Motorsteuervorrichtung gemäß der Erfindung sieht ein alternatives Verfahren vor, um einen Wärmeleitungskontakt zwischen den elektronischen Schaltungskomponenten und der Wärmesenkenstruktur einer Steuervorrichtung sicherzustellen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, weist die physische Struktur eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Motorsteuervorrichtung eine Wärmesenkenbasis 96 auf. Die Basis 96 besitzt eine Oberseite, die eine Vielzahl von beabstandeten Kanälen 98 aufweist, um elektronische Schaltkomponenten, wie beispielsweise Motor-FETs 50, SR FETs 51, Gegenstrombrems-Dioden 46 und untergeordnete Schaltungen aufzunehmen. Diese elektronischen Komponenten werden durch ihre jeweiligen Schenkel an einer Stromsteuerplatte 100 angebracht, die auf der Oberseite der Wärmesenkenbasis 96 getragen wird. Eine Vielzahl von Leistungsstangenleitern bzw. Leistungsbankleitern 102 liegen auf der Stromsteuerplatte 100. Es gibt vorzugsweise fünf vorgesehene Leistungsstangen bzw. Leistungsbänke 102. Zwei Leistungsstangen sind mit den entgegengesetzten Polen der Batterie 20 verbunden (siehe Fig. 1). Eine Leistungsstange 102 ist mit dem Motorfeld 28 verbunden, eine Leistungsstange 102 ist mit der Motorfeld/Anker-Verbindung verbunden, und eine Leistungsstange 102 ist mit dem Motoranker 26 verbunden. Eine Kondensatorplatte 104 ruht auf den Leistungsstangen 102 und trägt Kondensatoren 49. Vorzugsweise sind Kondensatoren mit niedrigem Äquivalenzserienwiderstand, niedriger Induktivität und hoher Kapazität in zwei Reihen von vier Kondensatoren entlang jeder entgegengesetzten Kante der Kondensatorplatte 104 verbunden. Eine Mikroprozessorplatte 106 wird auf einer Oberseite der Kondensatorplatte 104 zwischen den entgegengesetzten Reihen von Kondensatoren 49 getragen. Die Mikroprozessorplatte 106 trägt den Mikroprozessor 34 und die damit in Beziehung stehenden Schaltungen.
Um eine Gleichstrom-Motorsteuervorrichtung wirkungsvoll zusammen zu bauen, ist ein schnelles und einfaches Verfahren erforderlich, um einen wärmeleitenden Kontakt zwischen den elektronischen Komponenten der Steuervorrichtung und der Steuervorrichtungwärmesenke sicherzustellen. Elektronische Komponenten, wie beispielsweise FETs und Dioden sind im allgemeinen in einer Komponentenpackung verfügbar, die JEDEC- (Joint Electron Device Engineering Council) Standards erfüllt. Allgemein verfügbare Packungen sind die T0220-Packung und die T0247- Packung. Jede dieser Komponentenpackungen ist geeignet zur Anwendung in einer physischen Struktur für eine Steuervorrichtung gemäß der Erfindung.
Bei der Montage einer physischen Struktur einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung werden die elektronischen Schaltkomponenten zuerst mit der Schaltungssteuerplatte 100 verbunden, und zwar durch Einsetzen ihrer jeweiligen Schenkel in vorgeformte Löcher in der Schaltungsplatte 100, jedoch werden die Schenkel nicht an die gedruckte Schaltung bei dieser Stufe des Prozesses angelötet. Elektronische Komponenten der Steuervorrichtung werden elektrisch von der Wärmesenkenbasis 96 isoliert. Es ist daher nötig, elektrisch isolierende/wärmeleitende Flächenelemente 108 zwischen den Komponenten und der Wärmesenkenbasis 96 zu positionieren. Die isolierenden Flächenelemente 108 sind im allgemeinen aus einem speziell zusammengestellten Plastikpolymer, welches leicht Wärme leitet, jedoch keine Elektrizität. Die isolierenden Flächenelemente 108 sind in der Technik wohlbekannt und weithin verfügbar. Da das isolierende Flächenelement 108 nachgiebig ist, müssen die elektronischen Komponenten in die Kanäle 98 eingeführt werden, ohne einen engen Kontakt mit den Flächenelementen 108 aufzunehmen. Dies ist der Hauptgrund, die Schenkel der Komponenten nicht an die Stromsteuerplatte 100 anzulöten, da sie gestattet, daß die Komponenten zusammen gekippt werden, und zwar zum Einführen in die jeweiligen Kanäle 98. Nachdem die Komponenten in die Kanäle eingeführt wurden, wird ein Paar von Haltegliedern 110 zwischen die Komponenten geschoben. Jedes Halteglied ist vorzugsweise eine Struktur mit einem gekrümmten Querschnitt, hergestellt aus Federstahl oder ähnlichem, jedes Halteglied 110 ist mit Rastlaschen 101 versehen, die mit Ausrichtungslöchern in der Stromsteuerplatte 100 zusammenpassen. Das Einführen und die Positionierung der Halteglieder 110 wird genauer unten mit Bezug auf Fig. 6 erklärt. Wie offensichtlich ist, üben die Halteglieder 110 einen konstanten Druck aus, um die elektrischen Komponenten in Kontakt mit den isolierenden Flächenelementen 108 zu drücken, und zwar für eine direkte Wärmeleitung auf die Wärmesenke 96. Somit wird eine wirkungsvolle Übertragung von Abwärme eingerichtet, und zwar ohne Anwendung der Schraubenbefestigungsmittel oder andere zeitaufwendige Befestigungstechniken. In der Praxis ist es wichtig, daß die Motor-FETs 50 und die SR FETs 51 in benachbarten Kanälen 98 eingebaut werden. Das Gegenüberstellen der FETs ist notwendig, um eine Streuinduktivität zu verringern, die eine Spannung erzeugen könnte, die die FETs zerstören könnte.
Die verschiedenen Komponenten der Steuervorrichtung sind im zusammengebautem Zustand durch Schraubenbefestigungsmittel oder ähnliches verbunden, die durch vorgeformte Löcher in den Schaltungsplatten hindurchgehen und mit entsprechend positionierten Muttern 112 in Eingriff kommen, die in umgekehrten T-förmigen Schlitzen 114 gleiten, die zwischen den Kanälen 98 in der Oberseite der Wärmesenkenbasis 96 eingearbeitet sind.
Fig. 6 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht des elektrischen Komponentenbefestigungssystems gemäß der Erfindung. Die Kanäle 98 zur Aufnahme von elektrischen Komponenten, die an der Stromsteuerplatte 100 angebracht sind, sind vorzugsweise mit zwei beabstandeten parallelen Rippen 116 hergestellt bzw. bearbeitet, und zwar auf einer Bodenseite des Kanals. Die Halteglieder 110 werden in den Kanal geschoben, wobei ihre unteren Enden zwischen den Rippen 116 sind. Nachdem die Halteglieder 110 in den Kanal 98 eingeführt sind, wird eine langgestreckte Feder bzw. ein Eingriffselement mit einem dreieckigen Querschnitt und einem verjüngten Vorderende (nicht gezeigt) zwischen den Haltegliedern eingeführt und von dem Kanal geführt, der von den Rippen 116 geführt wird, um die unteren Kanten jedes Haltegliedes über eine entsprechende Rippe 116 zu drücken. Das Halteglied 110, welches in Fig. 6 links gezeigt ist, ist über die Rippe 116 unter Verwendung des Eingriffselementes gedrückt worden. Das entgegengesetzte Halteglied 110 rechts ist in einem entspannten Zustand gezeigt. Unter Verwendung dieses Verfahrens werden elektrische Komponenten schnell und einfach in einer Wärmeaustauschbeziehung mit den Seiten der Kanäle 98 verriegelt, und die zeitaufwendigen Schritte des Bohrens und Gewindeschneidens von Löchern, um Schraubenbefestigungsmittel aufzunehmen, um die Komponenten an der Wärmesenkenbasis 96 zu befestigen, werden vollständig eliminiert. Diese Technik gestattet auch eine beträchtlich höhere Komponentenpackdichte, da kein Platz zur Aufnahme von Bohr-, Gewindeschneid- und/oder Schraubenbefestigungsmittelantriebsausrüstungsgegenständen vorgesehen werden muß. Nachdem die elektronischen Komponenten am Platz gegen die Seiten der Kanäle 98 verriegelt sind, werden die Schenkel von jeder Komponente an die gedruckte Leiterpiatte gelötet, und der Rest der Steuervorrichtung wird zusammengebaut. Dieses Verfahren gestattet die Montage einer Gleichstrom-Motorsteuervorrichtung in weniger Zeit und mit weniger Kosten als Verfahren des Standes der Technik,

Industrielle Anwendbarkeit

Die Erfindung sieht eine Elektromotorsteuertopologie vor, die breite Anwendung in der Konstruktion von leichtgewichtigen wirkungsvollen elektronischen Steuerungen für elektrisch angetriebene, batteriebetriebene Lastwägen und ähnliches findet. Eine überlegene energieeffiziente Steuerung ist vorgesehen, die nicht anfällig ist, in einen Zustand thermischen Herunterregelns einzutreten, nicht einmal unter Zuständen von gehaltener bzw. dauerndem Durchzug oder verlängerter Beschleunigung. Die Erfindung sieht auch eine elektronische Steuervorrichtung für Gleichstrom-Zugmotoren vor, die den Energieverbrauch verringert, insbesondere bei niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten, bei denen die meisten Lastwagenmotoren zum Hauptteil der Zeit arbeiten.
Die Erfindung sieht auch elektronische Steuerungen für Gleichstrom-Zugmotoren vor, die ökonomischer aufzubauen bzw. zu konstruieren sind als Steuervorrichtungen des Standes der Technik. Die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion wird erreicht durch Verwendung von kostengünstigen MOSFET-Komponenten, um pulsbreitenmodulierten elektrischen Strom auf den Motor zu schalten, und den Ankerstrom zu kommutieren, wenn der pulsbreitenmodulierte Antriebsstrom aus ist.
Die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung sieht weiter den Vorteil einer Steuervorrichtung mit einer Kommutationsfrequenz vor, die über der oberen Frequenzhörschwelle der meisten Menschen arbeitet. Die Steuervorrichtung sieht daher eine Vorrichtung vor, die sicherer zu betreiben ist, da die Bediener nicht durch hörbares Frequenzgeräusch ermüdet werden, welches durch die Kommutation einer Steuervorrichtung für die Ausrüstungsgegenstände erzeugt wird.
Die Erfindung sieht auch eine leichtgewichtige MOSFET- geschaltete Gleichstrom-Motorsteuervorrichtung vor, die für elektrisch angetriebene Lastwägen der Klasse 1 und der Klasse 2 geeignet ist, wobei sie somit eine kostengünstige energieeffiziente elektronische Steuervorrichtung für solche Fahrzeuge vorsieht.
Der Fachmann wird erkennen, daß die Erfindung breite industrielle Anwendbarkeit besitzt und nicht nur die Fähigkeiten von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen verbessert, sondern auch eine Gelegenheit für neue elektrisch angetriebene Anwendungen eröffnet.
Die speziellen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen nur beispielhaft sein, wobei der Umfang der Erfindung alleine vom Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Claims

1. Elektronische Steuerung (33) für einen Gleichstrom- Zugmotor (24) mit einem ersten Leistungs-Feldeffekt- Transistor (50) angeordnet zur Verbindung in Serie mit dem Motor (24), wobei eine Feld-Gate-Elektrode des ersten Feldeffekt-Transistors (50) mit einer ersten Steuerleitung (48) verbunden ist, um einen Ein- Aus-Leitungszyklus durch den ersten Feldeffekt- Transistor (50) zu steuern, um einen gepulsten Antriebsstrom zum Motor (24) von einer Gleichstromquelle (20) vorzusehen, und ferner mit einem zweiten Leistungs-Feldeffekt-Transistor (51) angeordnet zur Parallelverbindung mit dem Motor (24), wobei eine Feld-Gate-Elektrode des zweiten Feldeffekt-Transistors (51) mit einer zweiten Steuerleitung (52) verbunden ist, und zwar zur Steuerung der Leitung durch den zweiten Feldeffekt-Transistor (51) zum Kommutieren eines Motorstroms dann, wenn der erste Feldeffekt-Transistor (50) ausgeschaltet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die elektronische Steuerung (33) eine erste Vielzahl von parallel geschalteten Leistungs-Feldeffekt- Transistoren (50) aufweist, und zwar angeordnet zur Verbindung in Serie mit dem Motor (24), wobei eine Gate-Elektrode jedes ersten Feldeffekt-Transistors mit der ersten Steuerleitung (48) verbunden ist;

eine zweite Vielzahl von parallel geschalteten Leistungs-Feldeffekt-Transistoren (51) zur Verbindung parallel mit dem Motor (24) angeordnet ist, eine Feld-Gate-Elektrode jedes zweiten Feldeffekt- Transistors (51) mit der erwähnten zweiten Steuerleitung (52) verbunden ist, und zwar zur Steuerung eines synchronen Gleichrichtungs-Ein-Aus-Zyklus der Leitung durch die zweiten Feldeffekt-Transistoren (51), und

eine Steuerlogikschaltung (38) zum Schalten der ersten und zweiten Vielzahl von Feldeffekt- Transistoren (50, 51), wobei die Steuerlogikschaltung Impulse auf ersten und zweiten gemeinsamen Steuerleitungen (48, 52) abgibt, wobei die Impulse um eine Zeitverzögerung getrennt sind, die die Vorrichtungs-Schaltzeit der Feldeffekt-Transistoren (50, 51) übersteigt, und wobei

ein Mikroprozessor (34) zwei gesonderte Signale an die Steuerlogikschaltung (38) abgibt, und zwar ein pulsbreiten-moduliertes Ein-Aus-Motorstromregel- Befehlssignal (44) und ein Einschalt- oder Enable- Signal (42), um sicherzustellen, daß sowohl die erste als auch die zweite Vielzahl von Leistungs- Feldeffekt-Transistoren (50, 51) ausgeschaltet werden, wenn das Einschaltsignal (42) anzeigt, daß ein Fehlerzustand detektiert ist.

2. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik-Schaltung (38) einen ersten Inverter (54) aufweist, eine Impulsverzögerungsschaltung (62), einen zweiten Inverter (70), erste und zweite elektrische UND-Gatter (74, 58) und erste und zweite Antriebs- oder Treiberschaltungen (80, 84) in elektrischer Verbindung mit den ersten und zweiten diskreten Ausgangsleitungen (42, 44)4

3. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das pulsbreiten-modulierte Ein/Aus-Motorstromregel-Signal (44) mit einer Frequenz von mindestens 15000 Hz betrieben oder zyklisch geschaltet wird, so daß die Steuerung (33) kein Geräusch in einem für Menschen hörbaren Hörbereich emittiert.

4. Elektronische Steuerung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (33) ferner mindestens eine Gegenstrombrems-Diode (46) aufweist, die mit einem Anker (26) des Motors (24) parallel geschaltet ist, um den Ankerstrom dann zu kommutieren, wenn eine Polarität eines Feldes (28) des Motors (24) umgekehrt wird.

5. Elektronische Steuerung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (33) ferner mindestens einen einen niedrigen Widerstandswert aufweisenden und eine niedrige Induktivität besitzenden Kondensator (49) aufweist, und zwar verbunden parallel mit einer Batterie (20) zum Vorsehen einer Gleichstromversorgung, wobei der Kondensator (49) eine Kapazität besitzt, adäquat zum Ausgleich einer Last an der Batterie (20) in einem Ausmaß, daß die Last im wesentlichen konstant ist.

6. Elektronische Steuerung (33) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körperliche Struktur der elektronischen Steuerschaltung (33) folgendes aufweist:

eine Wärmesenken- oder Aufnahmestruktur (96) mit einer oberen Oberfläche (Oberseite), wobei die Oberseite mindestens zwei beabstandete Kanäle (98) aufweist, und zwar zum Aufnehmen einer ersten und zweiten Vielzahl von elektronischen Komponenten (46, 50, 51) angebracht an einer Schaltungsplatte (100) positioniert auf der Oberseite; und

ein Halteglied (110) einsetzbar in jeden Kanal (98) während die elektronischen Komponenten (46, 50, 51)

darin aufgenommen sind, wobei das Halteglied (110) nach dem Einsetzen in den Kanal (98) beweglich ist, und zwar in eine Lage, die die elektronischen Komponenten (46, 50, 51) in Wärmeaustauschkontakt mit einer Seitenwand eines entsprechenden Kanals (110) drückt.

7. Elektronische Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen einer Vielzahl von elektronischen Komponenten (46, 50, 51) in jedem Kanal (98) aufgenommen sind und zwei Halteglieder (110) in jeden Kanal (98) eingesetzt sind, um die entsprechenden Reihen von Komponenten gegen entgegengesetzte Seitenwände jedes Kanals (98) zu drükken, wodurch eine hohe Packungsdichte der elektronischen Komponenten (46, 50, 51) in der elektronischen Steuerung (33) erreicht wird.

8. Elektronische Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Vielzahl von parallel geschalteten Leistungs-Feldeffekt-Transistoren (50) zur seriellen Verbindung mit dem Motor (24) angeordnet ist, um Antriebsstrom für den Motor von einer Gleichstromquelle (20) zu liefern, und zwar eingebaut in einem ersten Kanal (98) in der Wärmesenkenstruktur (96), und wobei ferner eine zweite Vielzahl von parallel geschalteten Leistungs-Feldeffekt- Transistoren (51) vorgesehen ist, die zur Verbindung parallel mit dem Motor (24) angeordnet ist, um einen Motorstrom dann zu kommutieren, wenn die ersten Feldeffekt-Transistoren (50) abgeschaltet sind, und zwar sind die Leistungs-Feldeffekt-Transistoren (51) in einem zweiten Kanal (98) in der Wärmesenkenstruktur (96) angeordnet, wobei die ersten und zweiten Kanäle (98) derart benachbart sind, daß die Erzeugung von Streuinduktivität durch die erste und zweite Vielzahl von Feldeffekt-Transistoren (50, 51) minimiert wird.

9. Elektronische Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (110) ein elastisches Glied ist, das in die Kanäle (98) eingesetzt wird, und zwar in einem entlasteten Zustand, wobei die Bewegung in eine gespannte Position erfolgt, wo das Halteglied (110) einen konstanten Druck gegen entsprechende elektronische Komponenten (46, 50, 51) in einem Kanal ausübt, um die Komponenten gegen eine Seitenwand des Kanals (98) zu drücken, um so eine Leitung von Abwärme von den elektronischen Komponenten (46, 50, 51) zu der Wärmesenkenstruktur (96) zu erleichtern.

10. Elektronische Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (110) langestreckte Stahl-Blattfedern sind.

11. Elektronische Steuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (98) mindestens eine Rippe (116) auf einer Bodenwand davon aufweist, und eine Seite der Rippe (116) eine Kante des Halteglieds (110) zurückhält, wenn das Halteglied (110) in die Spannposition bewegt wird.

12. Elektronische Steuerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand jedes Kanals (98) zwei parallele, beabstandete Rippen (116) aufweist, und wobei eine Seite der Rippe (116) benachbart zur Seitenwand des Kanals (98) eine langgestreckte Kante des Halteglieds (110) aufnimmt, wenn das Halteglied (110) in die Spannposition bewegt wird.

13. Elektronische Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (33) ferner eine Vielzahl von beabstandeten Leistungsstangen bzw. -bänke (102) aufweist, und zwar positioniert an einer Oberfläche oder Oberseite der Schaltungsplatte (100), wobei eine Kondensatorplatte (104) oberhalb der Leistungsstangen positioniert ist, und eine Microprozessorplatte (106) oberhalb der Kondensatorplatte aufweist.