(57)【要約】      （修正有）【課題】導電性背面電極と導電性背面電極に固定されたリードフレームとの間の電気接続に起因する短絡が回避される集積回路、集積回路を含むモータ構成要素、及びモータ構成要素を有する応用装置を提供する。【解決手段】集積回路は、ハウジング１００と、ハウジングの内部に配置された集積回路ダイ２００と、ハウジングから外に延びた複数のピン３００とを含む。集積回路ダイは、導電性背面電極２０１と、導電性背面電極上に配置された電子回路２０２とを有する。複数のピンは、入力ピン及び出力ピンを含み、ピンの各々は、ハウジングの内部にリードフレーム４００を有する。導電性背面電極は、複数のピンのうち少なくとも１つの非接地ピンのリードフレームに絶縁して固定される。【選択図】図１
0003207076.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置された集積回路ダイと、
前記ハウジングから外に延びた複数のピンと、
を備え、前記集積回路ダイは、導電性背面電極と、前記導電性背面電極上に配置された電子回路とを備え、前記複数のピンの各々は、前記ハウジングの内部にリードフレームを有し、前記導電性背面電極は、前記複数のピンのうち少なくとも１つの非接地ピンの前記リードフレームに電気絶縁方式で固定される、
ことを特徴とする、集積回路。
【請求項２】
前記複数のピンは、少なくとも１つの入力ピン及び少なくとも１つの出力ピンを含み、前記導電性背面電極は、前記少なくとも１つの出力ピンのリードフレームに電気絶縁方式で固定されることを特徴とする、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記導電性背面電極は、前記複数のピンのうち少なくとも１つの前記リードフレームに電気絶縁方式で固定されることを特徴とする、請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
前記電子回路は、前記導電性背面電極に電気的に接続された浮遊接地を有することを特徴とする、請求項１に記載の集積回路。
【請求項５】
前記導電性背面電極は、半導体チップであり、前記浮遊接地は、前記半導体チップに電気的に接続することを特徴とする、請求項４に記載の集積回路。
【請求項６】
前記導電性背面電極は、半導体チップと、電子回路とは反対側で前記半導体チップ上に配置された金属層とを含み、前記浮動接地は、前記金属層に電気的に接続されることを特等とする、請求項４に記載の集積回路。
【請求項７】
前記電子回路は、外部磁界を検出して前記外部磁界に対応する磁界検出情報を生成するように構成された磁界検出回路を含むことを特徴とする、請求項１に記載の集積回路。
【請求項８】
前記複数のピンは、外部電源に接続するように構成された電源入力ピンを含み
前記電子回路は、前記電源入力ピンに接続された整流回路をさらに含み、前記整流回路は、第１の電圧出力端子及び第２の電圧出力端子を有し、前記第１の電圧出力端子の出力電圧は、前記第２の電圧出力端子の出力電圧よりも高く、前記第２の電圧出力端子は浮動接地であり、
前記電子回路は、前記整流回路に接続された出力制御回路をさらに含み、前記出力制御回路は、少なくとも前記磁界検出情報に基づいて、負荷電流が前記複数のピンの出力ピンから出力されて流れる第１の状態及び負荷電流が前記複数のピンの前記出力ピンで受けられて流れる第２の状態の少なくとも一方の状態で前記集積回路が動作することを可能にするように構成され、又は前記状態は互いに切り換えられる、
ことを特徴とする、請求項７に記載の集積回路。
【請求項９】
モータとモータ駆動回路とを備えたモータ構成要素であって、前記モータ駆動回路が請求項１〜請求項８のいずれかに記載の集積回路を含むことを特徴とする、モータ構成要素。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータ構成要素を有する応用装置であって、前記応用装置が、ポンプ、ファン、家庭用電化製品又は車両であることを特徴とする、応用装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、磁界検出技術の分野に関し、特に、集積回路、該集積回路を含むモータ構成要素、及び該モータ構成要素を有する応用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、現代の工業及び電子製品において、磁界強度を検知することにより、電流、位置及び方向などの物理パラメータを測定するために広範に用いられている。モータ産業は、集積回路の重要な応用分野である。磁気センサ集積回路を用いて、電気モータ内の回転子の極性位置を検知する。
【０００３】
従来の技術における磁気センサ集積回路は、一般にＤＣ電源により給電され、電源ピン、接地ピン及び磁界検出信号出力ピンを有し、磁気センサ集積回路の集積回路ダイは、一般に導電性接着剤により接地ピンのリードフレームに固定されている。
【考案の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本考案の一態様において、集積回路が提供される。集積回路は、ハウジングと、ハウジングの内部に配置された集積回路ダイと、ハウジングから外に延びた複数のピンと、を含み、集積回路ダイは、導電性背面電極（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｂａｃｋ  ｐｌａｔｅ）と、導電性背面電極上に配置された電子回路とを有し、複数のピンは、入力ピンと、出力ピンとを含み、複数のピンの各々は、ハウジングの内部にリードフレームを有し、導電性背面電極は、複数のピンのうち少なくとも１つの非接地ピンのリードフレームに電気絶縁方式で固定される。
【０００５】
導電性背面電極は、出力ピンのリードフレームに電気絶縁方式で固定することができることが好ましい。
【０００６】
導電性背面電極は、複数のピンのうち少なくとも１つのリードフレームに、非導電性接着剤による電気絶縁方式で固定することができることが好ましい。
【０００７】
電子回路は、導電性背面電極に電気的に接続された浮遊接地を有することができることが好ましい。
【０００８】
導電性背面電極は、半導体チップとすることができ、浮遊接地は、半導体チップに電気的に接続することができることが好ましい。
【０００９】
導電性背面電極は、半導体チップと、電気回路とは反対側で半導体チップ上に配置された金属層と、を含むことができ、浮遊接地は、金属層に電気的に接続することができることが好ましい。
【００１０】
電子回路は、外部磁界を検出して外部磁界に対応する磁界検出情報を生成するように構成された磁界検出回路有することができることが好ましい。
【００１１】
入力ピンは、外部電源に接続するように構成された電源入力ピンを含むことができ、
電子回路は、電源入力ピンに接続された整流回路をさらに含むことができ、整流回路は、第１の電圧出力端子及び第２の電圧出力端子を有することができ、第１の電圧出力端子の出力電圧は、第２の電圧出力端子の出力電圧よりも高くすることができ、第２の電圧出力端子は浮動接地とすることができることが好ましい。
【００１２】
電子回路は、整流回路に接続された出力制御回路をさらに含むことができ、出力制御回路は、少なくとも磁界検出情報に基づいて、負荷電流が出力ピンから集積回路の外部に流れる第１の状態及び負荷電流が集積回路の外部から出力ピンに流れる第２の状態の少なくとも一方の状態で集積回路が動作することを可能にするように構成することができることが好ましい。
【００１３】
出力制御回路は、少なくとも磁界検出情報に基づいて、互いに切り換えられる、負荷電流が出力ピンから集積回路の外部に流れる第１の状態及び負荷電流が集積回路の外部から出力ピンに流れる第２の状態の少なくとも一方の状態で集積回路が動作することを可能にするように構成することができることが好ましい。
【００１４】
電源入力ピンは、外部ＡＣ電源に接続するように構成することができ、出力制御回路は、磁界検出情報及びＡＣ電源の極性に基づいて、負荷電流が出力ピンから集積回路の外部に流れる第１の状態及び負荷電流が集積回路の外部から出力ピンに流れる第２の状態の少なくとも一方の状態で集積回路が動作することを可能にするように構成することができることが好ましい。
【００１５】
出力制御回路は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを含むことができ、第１のスイッチは、第１の電流路内で出力ピンに接続することができ、第２のスイッチは、第１の電流路の方向の反対方向を有する第２の電流路で出力ピンに接続することができ、第１のスイッチ及び第２のスイッチは、磁界検出情報に基づいて選択的にオンにすることができることが好ましい。
【００１６】
出力制御回路は、電流が出力ピンから集積回路の外部に流れる第１の電流路と、電流が出力ピンから集積回路の内部に流れる第２の電流路と、第１の電流路及び第２の電流路の一方に接続されたスイッチとを有することができ、スイッチは、磁界検出回路により出力された磁界検出情報に基づいて、第１の電流路及び第２の電流路を選択的にオンにするように制御されることができることが好ましい。
【００１７】
第１の電流路及び第２の電流路のうちの他方にスイッチを設けない場合があることが好ましい。
【００１８】
本考案の別の態様において、モータ構成要素が提供される。モータ構成要素は、モータとモータ駆動回路とを含み、モータ駆動回路は、上記の集積回路のいずれかを有する。
【００１９】
本考案の一態様において、上記のモータ構成要素を有する応用装置が提供される。
【００２０】
応用装置は、ポンプ、ファン、家庭用電化製品又は車両であることが好ましい。
【００２１】
従来の技術と比較して、上述の技術的解決策は、以下の利点を有する。本考案の実施形態による集積回路は、ハウジングと、ハウジングの内部に配置された集積回路ダイと、ハウジングから外に延びた複数のピンとを含む。集積回路ダイは、導電性背面電極と、導電性背面電極上に配置された電子回路とを有する。複数のピンは、入力ピン及び出力ピンを含み、複数のピンの各々は、ハウジングの内部にリードフレームを有する。また、導電性背面電極は、複数のピンのうち少なくとも１つの非接地ピンのリードフレームに電気絶縁方式で固定され、それにより、導電性背面電極と導電性背面電極に固定されたリードフレームとの間の電気接続に起因する集積回路に対する短絡が回避される。
【００２２】
本考案の実施形態による又は従来技術による技術的解決策がより明らかになるように、本考案の実施形態又は従来技術の説明に用いられる図面を以下のように簡単に説明する。以下の説明における図面は、本考案の幾つかの実施形態を単に例証するものであることが明らかである。当業者であれば、これらの図面からいかなる創造的作業も伴わずに他の図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本考案の実施形態による集積回路の略構造図である。
【図２】本考案の実施形態による集積回路内の電子回路の略構造図である。
【図３】本考案の実施形態による集積回路内の出力制御回路の略構造図である。
【図４】本考案の実施形態による集積回路内の出力制御回路の略構造図である。
【図５】本考案の実施形態による集積回路内の出力制御回路の略構造図である。
【図５Ａ】本考案の実施形態による磁界センサ集積回路内の出力制御回路の略構造図である。
【図６】本考案の実施形態による集積回路の略構造図である。
【図７】本考案の実施形態による集積回路の略構造図である。
【図８】本考案の実施形態による集積回路内の整流回路の略構造図である。
【図９】本考案の実施形態による集積回路内の磁界検出回路の略構造図である。
【図１０】本考案の実施形態によるモータ構成要素の略構造図である。
【図１１】本考案の実施形態によるモータ構成要素内のモータの略構造図である。
【考案を実施するための形態】
【００２４】
本考案の実施形態による技術的解決策を、以下、本考案の実施形態において図面と関連して明確かつ完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本考案の実施形態の全てではなく、ごく僅かにすぎない。本考案の実施形態に基づいていかなる創造的作業も伴わずに当業者によって得られる他の実施形態は、本考案の保護範囲内に入る。
【００２５】
本考案の十分な理解のために、より具体的な詳細を以下の説明において述べるが、本考案は、本明細書で説明する方式とは別の方式でさらに実装することもできる。当業者であれば、本考案の思想から外れることなく同様の拡張を行うことができ、したがって、本考案は以下で開示される特定の実施形態に限定されない。
【００２６】
図１に示すように、本考案の実施形態により、集積回路が提供される。集積回路は、ハウジング１００と、ハウジング１００の内部に配置された集積回路ダイ２００と、ハウジング１００から外に延びた複数のピン３００とを含む。集積回路ダイ２００は、導電性背面電極２０１と、導電性背面電極２０１上に配置された電子回路２０２とを有する。複数のピン３００は、限定しないが、少なくとも１つの入力ピン及び少なくとも１つの出力ピンを含むことができ、複数のピン３００の各々は、ハウジング１００内に収容されたリードフレーム４００を有する。さらに、導電性背面電極２０１は、複数のピン３００のうち少なくとも１つの非接地ピンのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定される。
【００２７】
本考案の少なくとも１つの実施形態において、集積回路表面に対して垂直な方向で、導電性背面電極２０１は、導電性背面電極２０１が複数のピン３００のうちの１つの非接地ピンのリードフレーム４００と重なる場合、複数のピン３００のうち１つの非接地ピンのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定される。あるいは、導電性背面電極２０１は、導電性背面電極２０１が複数のピン３００のうち１つより多くの非接地ピンのリードフレーム４００と重なる場合、複数のピン３００のうち１つより多くの非接地ピンのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定され、導電性背面電極２０１が非接地ピンのリードフレーム４００と重なるところで導電性背面電極２０１が非接地ピンのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定されることが保証される限り、これはここで本考案において限定されない。
【００２８】
本考案の少なくとも１つの実施形態において、非接地ピンは、入力ピン又は出力ピンのいずれかとすることができる。導電性背面電極２０１は、非接地ピンが入力ピンの場合、入力ピンのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定される。あるいは、導電性背面電極２０１は、非接地ピンが出力ピンの場合、出力ピンのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定される。導電性背面電極２０１が複数のピン３００のうちの少なくとも１つのリードフレーム４００に電気絶縁方式で固定されることは、導電性背面電極２０１と複数のピン３００のうち少なくとも１つのリードフレーム４００との間の接触面が非導電性接着剤で固定されることを含むことが好ましい。
【００２９】
上記実施形態のいずれにおいても、電子回路２０２は、導電性背面電極２０１に電気的に接続された浮動接地をさらに備える。本考案の少なくとも１つの実施形態において、導電性背面電極２０１は、半導体チップであり、浮動接地は、半導体チップに電気的に接続される。本考案の別の実施形態において、導電性背面電極２０１は、半導体チップと、電子回路２０２とは反対側で半導体チップ上に配置された金属層とを含み、浮動接地は、金属層に電気的に接続され、これは場合に応じて、ここで本考案において限定されない。
【００３０】
図２に示すように、上記実施形態のいずれかに基づいて、本考案の実施形態において、電子回路２０２は、外部磁界を検出し、検出した外部磁界に対応する磁界検出情報を生成するように構成された、磁界検出回路２０を有する。本考案の少なくとも１つの実施形態において、入力ピンは、外部電源に接続するように構成された電源入力ピンを含み、電子回路２０２は、電源入力ピンに接続された整流回路６０をさらに含む。整流回路６０は、第１の電圧出力端子及び第２の電圧出力端子を有する。第１の電圧出力端子から出力される電圧は、第２の電圧出力端子から出力される電圧よりも高く、第２の電圧出力端子は浮動接地である。すなわち、整流回路６０は、高電圧出力端子及び低電圧出力端子を有し、低電圧出力端子は、浮動接地端子である。
【００３１】
本考案の少なくとも１つの実施形態において、電子回路２０２は、整流回路６０に接続された出力制御回路３０をさらに含む。出力制御回路３０は、少なくとも磁界検出情報に基づいて、負荷電流が出力ピンから出力されて流れる第１の状態及び負荷電流が出力ピンに受け入れられて流れる第２の状態の少なくとも一方の状態で集積回路が動作することを可能にするように構成される。負荷電流はさらに整流回路６０を通って流れることが好ましい。
【００３２】
好ましくは、出力制御回路３０は、少なくとも磁界検出情報に基づいて、互いに切り換えられる、負荷電流が出力ピンから出力されて流れる第１の状態及び負荷電流が出力ピンに受け入れられて流れる第２の状態の少なくとも一方の状態で集積回路が動作することを可能にするように構成される。本考案の実施形態において、互いに切り換えられる第１の状態及び第２の状態の一方で動作する集積回路は、第１の状態及び第２の状態の一方が終了した後、直ちにもう一方の状態に切り換わる場合に限定されるのではなく、第１の状態及び第２の状態の一方が終了した後、時間間隔が経過したときにもう一方の状態に切り換わる場合もまた含むことは注目に値する。好ましい応用例において、２つの状態が切り換えられている時間間隔の間、集積回路の出力ポートにおける出力はない。
【００３３】
本考案の少なくとも１つの実施形態において、出力制御回路３０は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを含む。第１のスイッチは、第１の電流路内で出力ピンに接続され、第２のスイッチは、第１の電流路の方向の反対方向を有する第２の電流路内で出力ピンに接続される。また、第１のスイッチ及び第２のスイッチは、磁界検出情報に基づいて選択的にオンにされる。好ましくは、第１のスイッチはトライオードとすることができ、第２のスイッチは、トライオード又はダイオードとすることができ、これは場合に応じて本考案において限定されない。
【００３４】
具体的には、図３に示すように、本考案の少なくとも１つの実施形態において、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２は、一対の相補的な半導体スイッチである。第１のスイッチ３１は低レベル、例えば論理０でオンになり、第２のスイッチ３２は、高レベル、例えば論理１でオンになる。第１のスイッチ３１は、第１の電流路内で出力ピンＰｏｕｔに接続され、第２のスイッチ３２は第２の電流路内で出力ピンＰｏｕｔに接続される。第１のスイッチ３１の制御端子及び第２のスイッチ３２の制御端子は両方とも、磁界検出回路２０に接続される。第１のスイッチ３１の電流入力端子は、高電圧端子（例えばＤＣ電源）に接続され、第１のスイッチ３１の電流出力端子は、第２のスイッチ３２の電流入力端子に接続され、第２のスイッチ３２の電流出力端子は、低電圧端子（例えば接地）に接続される。磁界検出回路２０により出力される磁界検出情報が低レベルのとき、第１のスイッチ３１はオンになり、第２のスイッチ３２はオフになり、負荷電流は、高電圧端子から第１のスイッチ３１及び出力ピンＰｏｕｔを通って集積回路の外部へ流れる。磁界検出回路２０により出力される磁界検出情報が高レベルのとき、第２のスイッチ３２はオンになり、第１のスイッチ３１はオフになり、負荷電流は、集積回路の外部から出力ピンＰｏｕｔへ流れ、第２のスイッチ３２を通る。本考案の実施形態において、図３の例における第１のスイッチ３１は、正チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）であり、第２のスイッチ３２は負チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）であることが好ましい。他の実施形態において、第１のスイッチ及び第２のスイッチは、その他の型式の半導体スイッチ、例えば、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、金属−半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）又は他の電界効果トランジスタとすることもでき、それは本考案において限定されないことを理解することができる。
【００３５】
図４に示すように、本考案の別の実施形態において、第１のスイッチ３１は、高レベルでオンになるスイッチトランジスタであり、第２のスイッチ３２は、単方向ダイオードであり、第１のスイッチ３１の制御端子及び第２のスイッチ３２のカソードは磁界検出回路２０に接続される。第１のスイッチ３１の電流入力端子は、外部電源に接続され、第１のスイッチ３１の電流出力端子及び第２のスイッチ３２のアノードは、出力ピンＰｏｕｔに接続される。第１のスイッチ３１は、第１の電流路内で出力ピンＰｏｕｔに接続され、出力ピンＰｏｕｔ、第２のスイッチ３２及び磁界検出回路２０は、第２の電流路内で接続する。磁界検出回路２０により出力される磁界検出情報が高レベルのとき、第１のスイッチ３１はオンになり、第２のスイッチ３２はオフになり、負荷電流は、外部電源から第１のスイッチ３１及び出力ピンＰｏｕｔを通って集積回路の外部へ流れる。磁界検出回路２０により出力される磁界検出情報が低レベルのとき、第２のスイッチ３２はオンになり、第１のスイッチ３１はオフになり、負荷電流は、集積回路の外部から出力ピンＰｏｕｔへ流れ、第２のスイッチ３２を通る。本考案の他の実施形態において、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２は、さらに他の構造を有することができ、これは場合に応じて本考案において限定されないことを理解することができる。
【００３６】
本考案の別の実施形態において、出力制御回路３０は、電流が出力ピンから集積回路の外部へ流れる第１の電流路と、電流が出力ピンから集積回路の内部へ流れる第２の電流路と、第１の電流路及び第２の電流路の一方に接続するスイッチとを有する。スイッチは、磁界検出回路２０により出力される磁界検出情報に基づいて制御され、第１の電流路及び第２の電流路を選択的にオンにすることを可能にする。第１の電流路及び第２の電流路の他方にはスイッチが設けられないことが好ましい。
【００３７】
図５に示すように、出力制御回路３０は、単方向スイッチ３３を含み、単方向スイッチ３３は、第１の電流路内で出力ピンＰｏｕｔに接続され、単方向スイッチ３３の電流入力端子は、磁界検出回路２０の出力端子に接続することができ、磁界検出回路２０の出力端子はさらに、第１の電流路の方向の反対方向を有する第２の電流路内で抵抗器Ｒ１を通じて出力ピンＰｏｕｔに接続することができる。磁界検知信号が高レベルのとき、単方向スイッチ３３はオンになり、負荷電流は、単方向スイッチ３３及び出力ピンＰｏｕｔを通って集積回路の外部へ流れる。磁界検知信号が低レベルのとき、単方向スイッチ３３はオフになり、負荷電流は、集積回路の外部から出力ピンＰｏｕｔへ流れ、抵抗器Ｒ１及び磁界検出回路２０を通る。別の選択肢として、第２の電流路内の抵抗器Ｒ１は、単方向スイッチ３３に逆並列に接続した別の単方向スイッチで置き換えることができる。それゆえ出力ピンから流れ出す負荷電流と出力ピンへ流れ込む負荷電流との間に平衡が存在し、これは本考案において限定されない。
【００３８】
別の実施形態において、図５Ａに示すように、出力制御回路３０は、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２を含む。ダイオードＤ１及びダイオードＤ２は、磁界検出回路２０の出力端子と出力ピンＰｏｕｔとの間で逆直列に接続される。抵抗器Ｒ１は、直列接続したダイオードＤ１及びダイオードＤ２と並列に接続される。抵抗器Ｒ２は、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２の共通端子と電源Ｖｃｃとの間に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、磁界検出回路２０の出力端子に接続される。電源Ｖｃｃは、整流回路６０の出力端子に接続される。ダイオードＤ１は、磁界検出回路２０により制御される。磁界検出回路２０の出力が高レベルのとき、ダイオードＤ１はオフになり、負荷電流は、電源Ｖｃｃから抵抗器Ｒ２及びダイオードＤ２を通って流れ、出力ピンＰｏｕｔから集積回路の外部へ流れる。磁界検出回路２０の出力が低レベルのとき、負荷電流は、集積回路の外部から出力ピンＰｏｕｔへ流れ、抵抗器Ｒ１及び磁界検出回路２０を通る。
【００３９】
上記実施形態のいずれかに基づいて、本考案の少なくとも１つの実施形態において、入力ピンは、外部ＡＣ電源に接続するように構成された入力ピンを含む。出力制御回路３０は、磁界検出情報及びＡＣ電源の極性に基づいて、切り換えられる第１の状態及び第２の状態の少なくとも一方の状態で集積回路が動作することを可能にする。随意に、磁界検出回路２０は、出力制御回路３０と同じ電源を有することができる。
【００４０】
上記実施形態に基づいて、本考案の少なくとも１つの実施形態において、出力制御回路３０は、ＡＣ電源が正の半周期にあり、かつ外部磁界の極性が第１の極性であると磁界検出回路２０により検出されたとき若しくはＡＣ電源が負の半周期にあり、かつ外部磁界の極性が第１の極性の反対の第２の極性であると磁界検出回路２０で検出されたとき、負荷電流が出力ピンを通って流れることを可能にするように、又はＡＣ電源が正の半周期にあり、かつ外部磁界の極性が第２の極性であるとき若しくはＡＣ電源が負の半周期にあり、かつ外部磁界の極性が第１の極性であるとき、負荷電流が出力ピンを通って流れないことを可能にするように構成される。ＡＣ電源が正の半周期にあり、かつ外部磁界の極性が第１の極性であるとき、又はＡＣ電源が負の半周期にあり、かつ外部磁界の極性が第２の極性であるとき、出力ピンを通って流れる負荷電流は、上記２つの条件の全時間間隔にわたって負荷電流が出力ピンを通って流れる場合、及び上記２つの条件の一部時間間隔にわたって負荷電流が出力ピンを通って流れる場合を含むことは、注目に値する。
【００４１】
上記実施形態に基づいて、本考案の少なくとも１つの実施形態において、入力ピンは、外部ＡＣ電源を接続するように構成された第１の入力ピン及び第２の入力ピンを含むことができる。本考案において、外部電源に接続された入力ピンは、入力ピンが外部電源の２つの端子に直接接続される場合、及び入力ピンが外部負荷と直列に外部電源の２つの端子間に接続される場合を含み、これは場合に応じて本考案において限定されない。本考案の実施形態において、図６に示すように、整流回路６０は、外部ＡＣ電源７０により出力されたＡＣ信号をＤＣ信号に変換するように構成されることに留意されたい。
【００４２】
上記実施形態に基づいて、本考案の好ましい実施形態において、引き続き図６に示すように、集積回路は、整流回路６０と磁界検出回路２０との間に配置された電圧調整器回路８０をさらに含む。電圧調整器回路８０は、整流回路６０により出力された第１の電圧を第２の電圧に調整するように構成され、第２の電圧は、磁界検出回路２０の供給電圧であり、第１の電圧は、出力制御回路３０の供給電圧である。第１の電圧の電圧値を第２の電圧の電圧値より高くして、集積回路の電力消費を削減し、かつ集積回路が十分な駆動能力を有することを保証する。
【００４３】
上記実施形態のいずれかに基づいて、本考案の特定の実施形態において、図７に示すように、整流回路６０は、全波ブリッジ整流器６１と、全波ブリッジ整流器６１の出力端子に接続された電圧安定化ユニット６２を含む。全波ブリッジ整流器６１は、ＡＣ電源７０により出力されたＡＣ信号をＤＣ信号に変換するように構成され、電圧安定化ユニット６２は、全波ブリッジ整流器６１により出力されたＤＣ信号を事前設定値範囲内に入るように安定化するように構成される。
【００４４】
図８は、整流回路６０の特定の回路を示す。電圧安定化ユニット６２は、全波ブリッジ整流器６１の２つの出力端子間に接続されたツェナーダイオード６２１を含む。全波ブリッジ整流器６１は、直列接続された第１のダイオード６１１及び第２のダイオード６１２、並びに直列接続された第３のダイオード６１３及び第４のダイオード６１４を含む。第１のダイオード６１１及び第２のダイオード６１２の共通端子は、第１の入力ピンＶＡＣ＋に電気的に接続され、第３のダイオード６１３及び第４のダイオード６１４の共通端子は、第２の入力ピンＶＡＣ−に電気的に接続される。
【００４５】
詳細には、全波ブリッジ整流の接地出力端子は、電気的に接続された第１のダイオード６１１の入力端子及び第３のダイオード６１３の入力端子により形成される。全波ブリッジ整流器の電圧出力端子は、電気的に接続された第２のダイオード６１２の出力端子及び第４のダイオード６１４の出力端子により形成される。ツェナーダイオード６２１は、第２のダイオード６１２及び第４のダイオード６１４の共通端子と、第１のダイオード６１１及び第３のダイオード６１３の共通端子との間に接続される。本考案の実施形態において、出力制御回路３０の電力端子は、全波ブリッジ整流器６１の電圧出力端子に電気的に接続されることができることに留意されたい。
【００４６】
上記実施形態に基づいて、本考案の少なくとも１つの実施形態において、図９に示すように、磁界検出回路２０は、外部磁界を検出して電気信号に変換するように構成された磁界検出素子２１と、電気信号を増幅し及び逆スクランブルするように構成された信号処理ユニット２２と、増幅され及び逆スクランブルされた電気信号を磁界検出情報に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換ユニット２３とを含む。外部磁界の極性を識別するだけの用途の場合、磁界検出情報は、スイッチ型デジタル信号とすることができる。磁界検出素子２１は、ホール（Ｈａｌｌ）プレートであることが好ましい。
【００４７】
上記実施形態のいずれにおいても、入力ピンが外部ＡＣ電源に接続するように構成された第１の入力ピン及び第２の入力ピンを含む場合、第１の状態又は第２の状態の出現頻度は、ＡＣ電源の周波数に比例することに留意されたい。本考案は、上記実施形態に限定されないことを理解することができる。
【００４８】
以下、本考案の実施形態による集積回路を特定の用途に関連して説明する。
【００４９】
本考案の実施形態によるモータ構成要素がさらに提供され、モータ構成要素は、モータ及びモータ駆動回路を含み、モータ駆動回路は、上記実施形態のいずれかによる集積回路を有する。詳細には、図１０に示すように、モータ構成要素は、ＡＣ電源２により給電されるモータ１と、モータ１に直列接続された双方向スイッチ３と、上記実施形態のいずれかによる集積回路４とを含み、集積回路の出力ピンは、双方向スイッチ３の制御回路に電気的に接続される。好ましくは、双方向スイッチ３は、ＴＲＩｏｄｅ  ＡＣ半導体スイッチ（ＴＲＩＡＣ）とすることができる。双方向スイッチは、その他の型式の適切なスイッチとすることもできることを理解することができる。例えば、双方向スイッチは、逆並列に接続された２つのシリコン制御整流器を含むことができ、それぞれの制御回路が設けられ、２つのシリコン制御整流器は、制御回路により、集積回路の出力ポートの出力信号に基づいて事前設定された方式で制御される。
【００５０】
好ましくは、モータ構成要素は、ＡＣ電源２の電圧を低下させて集積回路４に低下した電圧を提供するための電圧降下回路５をさらに含む。集積回路４は、回転子の磁界の変化を検知するためにモータ１の回転子の近くに配置される。
【００５１】
上記実施形態に基づいて、本考案の特定の実施形態において、モータ１は、同期モータである。本考案における集積回路は、同期モータに適用可能であるのみならず、ＤＣブラシレスモータなどの他の型式の永久磁石モータにも適用可能であることを理解することができる。図１１に示すように、同期モータは、固定子と、固定子に対して回転可能な回転子１１とを含む。固定子は、固定子鉄心１２と、固定子鉄心１２上に巻き回された固定子巻線１６とを含む。固定子鉄心１２は、純鉄、鋳鉄、鋳鋼、電気鋼、ケイ素鋼などの軟磁性材料で作ることができる。回転子１１は、永久磁石を含み、回転子１１は、固定子巻線１６がＡＣ電源に直列接続された定常状態相の間、一定の回転数６０ｆ／ｐ回転／分で動作し、ここでｆはＡＣ電源の周波数であり、ｐは回転子の極の対の数である。実施形態において、固定子鉄心１２は、互いに対向する２つの極１４を含む。極１４の各々は、磁極弧（ｐｏｌｅ  ａｒｃ）１５を含み、回転子１１の外面は、磁極弧１５に対向し、回転子１１の外面と磁極弧１５との間に実質的に均一なエアギャップが形成される。本考案における「実質的に均一なエアキャップ」は、均一なエアギャップが固定子と回転子との間の大部分の空間内に形成され、不均一なエアギャップが固定子と回転子との間の小部分に形成されることを意味する。好ましくは、凹形の始動溝１７を固定子の極の磁極弧１５内に配置することができ、磁極弧１５の始動溝１７以外の部分は、回転子と同心にすることができる。上述の構成により、不均一な磁界を形成することができ、回転子の極軸Ｓ１は、回転子が静止しているとき固定子の極の中心軸Ｓ２に対して傾斜した角度を有しており、回転子は、集積回路の作用下でモータが通電されるたびに始動トルクを有することができる。詳細には、「回転子の極軸Ｓ１」は、異なる極性を有する２つの磁極間の境界を指し、「固定子の極１４の中心軸Ｓ２」は、固定子の２つの極１４の中心点を通る接続線を指す。実施形態において、固定子及び回転子は両方とも２つの磁極を含む。固定子の磁極の数は、回転子の磁極の数と等しくない場合があり、固定子及び回転子は、他の実施形態では、より多くの磁極、例えば４磁極または６磁極を有することができることを理解することができる。
【００５２】
上記実施形態に基づいて、本考案の少なくとも１つの実施形態において、出力制御回路３０は、ＡＣ電源２が正の半周期にあり、かつ永久回転子の極性が第１の極性であると磁界検出回路２０により検出されたとき若しくはＡＣ電源２が負の半周期にあり、かつ永久回転子の極性が第１の極性の反対の第２の極性であると磁界検出回路２０により検出されたとき、双方向スイッチ３がオンになることを可能にするように、又はＡＣ電源２が負の半周期にあり、かつ永久回転子の極性が第１の極性であるとき若しくはＡＣ電源２が正の半周期にあり、かつ永久回転子の極性が第２の極性であるとき、双方向スイッチ３がオフになることを可能にするように構成される。
【００５３】
好ましくは、出力制御回路３０は、ＡＣ電源２により出力される信号が正の半周期にあり、かつ永久回転子の極性が第１の極性であると磁界検出回路２０により検出されたとき、電流が集積回路から双方向スイッチ３に流れるよう制御するように、又はＡＣ電源２により出力される信号が負の半周期にあり、かつ永久回転子の極性が第１の極性と反対の第２の極性であると磁界検出回路２０により検出されたとき、電流が双方向スイッチ３から集積回路に流れるよう制御するように、構成される。永久回転子の極性が第１の極性であり、かつＡＣ電源が正の半周期にあるとき、又は永久回転子の極性が第２の極性であり、かつＡＣ電源が負の半周期にあるとき、集積回路から又は集積回路へ流れる電流は、上記２つの条件の全時間間隔にわたって電流が集積回路を通って流れる場合、及び上記２つの条件の一部時間間隔にわたって電流が集積回路を通って場合を含むことを理解することができる。
【００５４】
本考案の少なくとも１つの実施形態において、双方向スイッチ３は、ＴＲＩｏｄｅ  ＡＣ半導体スイッチ（ＴＲＩＡＣ）であり、整流回路６０は、図８に示すような回路となるように構成され、出力制御回路３０は、図４に示すような回路となるように構成され、出力制御回路３０内の第１のスイッチ３１の電流入力端子は、全波ブリッジ整流器６１の電圧出力端子に接続され、第２のスイッチ３２の電流出力端子は、全波ブリッジ整流器６１の接地出力端子に接続される。ＡＣ電源２により出力される信号が正の半周期にあり、かつ磁界検出回路２０が低レベルを出力するとき、出力制御回路３０内で第１のスイッチ３１はオン及び第２のスイッチ３２はオフになり、電流は、ＡＣ電源２、モータ１、集積回路４の第１の入力端子、電圧降下回路（図４には示されていない）、全波ブリッジ整流器６１の第２のダイオード６１２の出力端子、出力制御回路３０の第１のスイッチ３１を列挙した順序で通って、双方向スイッチ３の出力ピンから流れてＡＣ電源２に戻る。ＴＲＩＡＣがオンになった後、電圧降下回路５及び集積回路４により形成される直列分岐は短絡され、集積回路４は、電源電圧がないので出力を停止する。ＴＲＩＡＣの制御電極及び第１のアノードを通る駆動電流がないとき、十分大きい（ＴＲＩＡＣの維持電流よりも高い）電流がＴＲＩＡＣの２つのアノードを通って流れているので、ＴＲＩＡＣは、オンのままである。ＡＣ電源２により出力される信号が負の半周期にあり、かつ磁界検出回路２０が高レベルを出力するとき、出力制御回路３０内で第１のスイッチ３１がオフ及び第２のスイッチ３２がオンになり、電流は、ＡＣ電源２から出力ピンへ流れ、双方向スイッチ３を通り、出力制御回路３０の第２のスイッチ３２、全波ブリッジ整流器６１の接地出力端子及び第１のダイオード６１１、集積回路４の第１の入力端子並びにモータ１を通って流れてＡＣ電源２に戻る。同様に、ＴＲＩＡＣがオンになった後、集積回路４は、短絡により出力を停止し、ＴＲＩＡＣは、オンのままとすることができる。ＡＣ電源２により出力される信号が正の半周期にあり、かつ磁界検出回路２０が高レベルを出力するとき、又はＡＣ電源２により出力される信号が負の半周期にあり、かつ磁界検出回路２０が低レベルを出力するとき、出力制御回路３０内で第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２の両方がオフになり、ＴＲＩＡＣがオフになる。したがって、出力制御回路３０は、ＡＣ電源２の極性及び磁界検出情報に基づいて、集積回路が、双方向スイッチ３を事前設定された方式でオン状態とオフ状態との間で切り換えるように制御すること、次いで固定子巻線１６の通電モードを制御することを可能にすることができ、その結果、固定子により発生される変動磁界は、回転子の磁界の位置と適合し、回転子を引きずって単一方向で回転させるようになっており、それにより、モータが通電されるたびに回転子が一定方向に回転することを可能にする。
【００５５】
本考案の別の実施形態によるモータ構成要素において、モータは、ＡＣ電源の２つの端子間に双方向スイッチと直列に接続することができ、モータ及び双方向スイッチにより形成される第１の直列分岐は、電圧降下回路及び集積回路により形成される第２の直列分岐と並列に接続される。集積回路の出力ポートは、双方向スイッチに接続され、双方向スイッチが事前設定された方式でオン状態とオフ状態との間で切り換えられるように制御し、次いで固定子巻線の通電モードを制御する。
【００５６】
本考案の実施形態におけるモータ構成要素は、限定しないが、ポンプ、ファン、家庭用電化製品又は車両に適用することができる。例えば、家庭用電化製品は、洗濯機、食洗機、レンジフード又は換気扇とすることができる。
【００５７】
本考案の好ましい実施形態において、整流回路６０の低電圧端子は、浮遊接地であり、集積回路ダイの導電性背面電極に電気的に接続される。集積回路ダイは、非導電性接着剤による電気絶縁方式でリードフレームの出力ピンＰｏｕｔに固定されることができ、これにより出力ピンＰｏｕｔと浮遊接地とが短絡することが回避される。
【００５８】
さらに、上記実施形態のいずれかによるモータ構成要素を有する応用装置がさらに提供される。応用装置は、ポンプ、ファン、家庭用電化製品又は車両であることが好ましく、これは場合に応じて本考案において限定されない。
【００５９】
上記の説明から、本考案の実施形態による集積回路は、ハウジングと、ハウジングの内部に配置された集積回路ダイと、ハウジングから外に延びた複数のピンとを含むことが分かる。集積回路ダイは、導電性背面電極と、導電性背面電極上に配置された電子回路とを有する。複数のピンは、入力ピン及び出力ピンを含み、複数のピンの各々は、ハウジングの内部にリードフレームを有する。また、導電性背面電極は、複数のピンのうち少なくとも１つの非接地ピンのリードフレームに電気絶縁方式で固定され、それにより、パッケージＩＣが廃品になる原因となる、導電性背面電極と導電性背面電極に固定されたリードフレームとの間の電気接続に起因する集積回路に対する短絡が回避される。
【００６０】
本考案の実施形態をモータに応用された集積回路を例にとって説明した。本考案の実施形態による集積回路の応用分野は本明細書において限定されないことに留意されたい。
【００６１】
この明細書内の部分は、漸進的に説明され、その各々は他の部分との違いを強調し、部分の中でも同じまたは類似の部分は互いに参照することができることに留意されたい。
【００６２】
「第１」、「第２」及び同様の関係性を示す用語は、本明細書においては、１つの実体または動作を他のものと区別するためにのみ用いられるものであり、実体又は動作の間に実際の関係又は順序が存在することを要する又は含意するものではない。さらに、「含む」、「備える」又はその他のいずれの変形も、非排他的であることが意図される。したがって、複数の要素を含むプロセス、方法、物品若しくは装置は、開示された要素のみを含むのではなく、明確に列挙されていない他の要素も含み、又は該プロセス、方法、物品若しくは装置の固有の要素も含む。別途明示的に限定されない限り、「．．．を含む」という言明は、列挙された要素以外にプロセス、方法、物品又は装置内に他の同様の要素が存在し得る場合を排除しない。
【００６３】
本明細書の実施形態の説明は、当業者が本考案を実装すること又は使用することを可能にする。実施形態に対する多数の変更は当業者には明らかであり、本明細書で定められた一般原理は、本考案の思想又は範囲から逸脱することなく他の実施形態で実装することができる。したがって、本考案は、本明細書で説明される実施形態に限定される必要はなく、本明細書で開示された原理及び新規の特徴と矛盾しない最も広い範囲に従う。
【符号の説明】
【００６４】
１：モータ
２：ＡＣ電源
４：集積回路
１１：回転子
１２：固定子鉄心
１４：極
１５：磁極弧
１６：固定子巻線
１７：始動溝
３０：出力制御回路
３１：第１のスイッチ
３２：第２のスイッチ
３３：単方向スイッチ
１００：ハウジング
２００：集積回路ダイ
２０１：導電性背面電極
２０２：電子回路
３００：ピン
４００：リードフレーム
６１１：第１のダイオード
６１２：第２のダイオード
６１３：第３のダイオード
６１４：第４のダイオード
６２１：ツェナーダイオード
Ｐｏｕｔ：出力ピン
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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