(57)【要約】【課題】パワートランジスタの導通、及び遮断スピードの適正化。少素子数化、コスト低減。出力サイズの異なるパワートランジスタにも適用拡大。【解決手段】パワートランジスタを導通させる際に第１電流値Ｉ１を出力してゲート電位を上昇させる第１電流源３１と、パワートランジスタを遮断させる際に第２電流値Ｉ２を出力してゲート電位を下降させる第２電流源３２とを備え、第１電流値及び第２電流値を少なくとも１つ以上設けられた設定端子により設定可能としたゲートドライバ及びこれを含むモータ駆動装置。【選択図】図１
2004215493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタを導通状態又は遮断状態にさせるゲートドライバにおいて、
前記パワートランジスタを遮断状態から導通状態へと変化させるときに第１電流値を出力して前記ゲート電極の電位を上昇させる第１電流源と、
前記パワートランジスタを導通状態から遮断状態へと変化させるときに第２電流値を出力して前記ゲート電極の電位を下降させる第２電流源とを有し、
前記第１電流値及び前記第２電流値は、少なくとも１種類の電流源制御情報に基づき設定されるゲートドライバ。
【請求項２】
酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタの前記ゲート電極及びソース電極に接続されるゲートドライバにおいて、
前記ゲートドライバは、
その外部との接続部として、ゲート電極接続部と、ソース電極接続部と、ゲートドライバ制御信号入力部群とを有し、
その内部構成として、第１電流源と、第２電流源と、ゲート回路（ＮＯＴ回路）と、電流設定器とを有し、
さらに、
前記第１電流源及び前記第２電流源は、前記電流設定器からの出力信号によりその電流源の電流値が設定され、かつ前記ゲートドライバ制御信号入力部群のいずれかを介して入力されるスイッチ制御信号によりその電流源の出力が制御され、
前記電流設定器は、前記ゲートドライバ制御信号入力部群のうち前記スイッチ制御信号が入力されたゲートドライバ制御信号入力部以外のゲートドライバ制御信号入力部群の各々を介して少なくとも１種類の電流源制御情報が入力され、前記電流源制御情報に基づき前記電流設定器の出力信号群が制御され、
前記ゲート回路（ＮＯＴ回路）は、前記第２電流源を制御するための前記スイッチ制御信号を反転させ、
前記第１電流源の第１端子は、前記ゲートドライバの内部電源に接続され、
前記第１電流源の第２端子は、前記第２電流源の第１端子に接続され、
前記第２電流源の第２端子は、前記ソース電極接続部を介して前記パワートランジスタのソース電極に接続され、
さらに、前記第１電流源の第２端子と前記第２電流源の第１端子との接続点は、前記ゲート電極接続部を介して前記パワートランジスタのゲート電極と接続される構成であり、
そして、
第１の前記電流源制御情報をもとに前記第１電流源の第１電流値が設定され、かつ第２の前記電流源制御情報をもとに前記第２電流源の第１電流値が設定されているときに、
前記スイッチ制御信号がハイレベルの信号であるときには、
前記第１電流源から第１電流値の電流が出力され、前記第２電流源は電気的に解放状態となり第２電流値の電流は出力されず、前記第１電流値の電流が前記パワートランジスタのゲート電極へ出力され、
前記パワートランジスタのゲート電極へ入力された第１電流値の電流により前記パワートランジスタの入力容量への充電電流となり、
前記入力容量への充電電流による充電に伴って、前記パワートランジスタのゲート・ソース間電圧が上昇し、前記パワートランジスタのゲート電極・ソース電極間の電圧がその閾値電圧に達すると前記パワートランジスタのドレイン電極・ソース電極間が導通状態となり、
前記パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化に要する時間が前記電流源制御情報群をもとに制御され、
一方、前記スイッチ制御信号がローレベルの信号であるときには、
前記第１電流源は電気的に解放状態となり第１電流値の電流は出力されず、前記第２電流源の第２電流値の電流が出力され、前記パワートランジスタの入力容量に充電されている電荷が前記第２電流源の第１端子へ放電電流となり、
前記入力容量からの放電電流による放電に伴って、前記パワートランジスタのゲート・ソース間電圧が下降し、前記パワートランジスタのゲート電極・ソース電極間の電圧がその閾値電圧に達すると前記パワートランジスタのドレイン電極・ソース電極間が遮断状態となり、
前記パワートランジスタの導通状態から遮断状態への変化に要する時間が前記電流源制御情報群をもとに制御されるゲートドライバ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートドライバにおいて、
第１電流源及び第２電流源が、少なくともモノリシック集積回路により構成され、前記モノリシック集積回路の外部から少なくとも１つの電流源制御情報の入力により、前記第１電流値及び前記第２電流値が設定されるゲートドライバ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートドライバにおいて、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は２つであり、前記ゲートドライバ制御信号入力部に各々受動素子が接続されて、第１電流値及び第２電流値は、前記ゲートドライバ制御信号入力部の各々に設けられる前記受動素子の値により設定されるゲートドライバ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートドライバにおいて、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は唯一であり、前記ゲートドライバ制御信号入力部に受動素子が接続されて、第１電流値と第２電流値との比率が予め定められており、前記受動素子の値により前記第１電流値及び第２電流値のうちいずれかの電流の値が設定されるゲートドライバ。
【請求項６】
請求項３記載のゲートドライバにおいて、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は少なくとも１つであり、前記電流源制御情報が前記ゲートドライバの外部から入力される通信情報であり、第１電流値及び第２電流値の電流の値が前記通信情報をもとに設定されるゲートドライバ。
【請求項７】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートドライバを含むモータ駆動装置において、
単相又は複数相のモータ駆動巻線と、
電源端子間に直列接続され、その直列接続点に前記駆動巻線の一端が接続される第１及び第２のパワートランジスタとを含み、
さらに、
前記第１のパワートランジスタ及び前記第２のパワートランジスタは、前記駆動巻線の相数に応じて複数設けられ、かつ、全て酸化膜絶縁されたゲート電極を有し、
前記ゲートドライバは、複数の前記第１及び第２のパワートランジスタの各々に対応して複数設けられ、
複数の前記ゲートドライバは、それら全部又は一部をモノリシック集積回路により構成され、
各々の前記ゲートドライバの第１電流値及び第２電流値が、少なくとも１つのゲートドライバ制御信号入力部（設定端子）により前記モノリシック集積回路の外部から一括して設定されるモータ駆動装置。
【請求項８】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートドライバを含むモータ駆動装置において、
電源端子間に直列接続される第１のパワートランジスタ及び第２のパワートランジスタと、
その直列接続点を出力とするインバータ部とを含み、
さらに、
前記第１及び第２のパワートランジスタは、前記インバータ部の出力相数に応じて複数設けられ、かつ、全て酸化膜絶縁されたゲート電極を有し、
前記ゲートドライバは、複数の前記第１及び第２のパワートランジスタの各々に対応して複数設けられ、
複数の前記ゲートドライバは、それら全部又は一部をモノリシック集積回路により構成され、
各々の前記ゲートドライバの第１電流値及び第２電流値が、少なくとも１つ以上のゲートドライバ制御信号入力部（設定端子）により前記モノリシック集積回路の外部から一括して設定されるモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項７記載のモータ駆動装置において、
ゲートドライバ制御信号入力部は２つであり、両者に受動素子が各々接続されて、第１電流値及び第２電流値は、前記各々の受動素子の値により設定されるモータ駆動装置。
【請求項１０】
請求項８記載のモータ駆動装置において、
ゲートドライバ制御信号入力部は２つであり、両者に受動素子が各々接続されて、第１電流値及び第２電流値は、前記各々の受動素子の値により設定されるモータ駆動装置。
【請求項１１】
請求項７記載のモータ駆動装置において、
ゲートドライバ制御信号入力部は唯一であり、それに受動素子が接続されて、第１電流値及び第２電流値の比率が予め定められており、前記受動素子の値により前記第１電流値及び第２電流値のうちいずれかの電流の値が設定されるモータ駆動装置。
【請求項１２】
請求項８記載のモータ駆動装置において、
ゲートドライバ制御信号入力部は唯一であり、それに受動素子が接続されて、第１電流値及び第２電流値の比率が予め定められており、前記受動素子の値により前記第１電流値及び第２電流値のうちいずれかの電流の値が設定されるモータ駆動装置。
【請求項１３】
請求項７記載のモータ駆動装置において、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は少なくとも１つであり、前記電流源制御情報がゲートドライバの外部から入力される通信情報であり、第１電流値及び第２電流値の電流の値が前記通信情報をもとに設定されるモータ駆動装置。
【請求項１４】
請求項８記載のモータ駆動装置において、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は少なくとも１つであり、前記電流源制御情報がゲートドライバの外部から入力される通信情報であり、第１電流値及び第２電流値の電流の値が前記通信情報をもとに設定されるモータ駆動装置。
【請求項１５】
請求項７記載又は請求項８記載のいずれかに記載のモータ駆動装置が備えられる情報機器。
【請求項１６】
請求項７記載又は請求項８記載のいずれかに記載のモータ駆動装置が備えられる家電機器。
【請求項１７】
請求項７記載又は請求項８記載のいずれかに記載のモータ駆動装置が備えられる産業機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙送りモータやスキャナーモータなどを駆動系に搭載したプリンタや複写機、スピンドルモータやヘッドアクチュエータなどを駆動系に搭載した光メディア機器やハードディスク機器などの情報機器、送風ファンモータや圧縮機モータを搭載した空調機器や冷蔵庫、空気清浄機、燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、洗濯槽駆動モータを搭載した洗濯機、ブロワモータを搭載した掃除機などの家電機器、部品実装機や産業用ロボット、汎用インバータなどのＦＡ機器、産業機器に使用されるブラシレスＤＣモータ、誘導モータやリラクタンスモータ、ステッピングモータなどを駆動するのに好適なモータ駆動装置に関する。
【０００２】
特に、上記におけるモータをパルス幅変調駆動（以下、ＰＷＭ駆動という。）におけるパワートランジスタのゲートドライバの分野であり、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワートランジスタのゲート電極を駆動するのに好適なゲートドライバに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、プリンタ、複写機、光メディア機器及びハードディスク機器などの情報機器に使用されるモータは、機器の高速化、小型化及びポータブル化の進展に伴い、これに搭載されるモータには、より高出力で小型であると同時に省電力であることが強く望まれるようになってきている。
【０００４】
また、空調機器、給湯機、冷蔵庫及び洗濯機などの家電機器などに使用されるモータは、ＡＣインダクションモータからより高効率で省電力化が可能なブラシレスＤＣモータに移行しつつある。
【０００５】
産業用途の分野では、従来は単なる動力源であったモータが、可変速及び高効率を求められ、インバータ駆動化又はブラシレスモータ化が進みつつある。
【０００６】
ＦＡの分野では、ロボット、実装機の駆動などにサーボモータが使われており、高精度の可変速及び位置決め駆動が行なわれている。
【０００７】
これらのモータを省電力化又は可変速駆動するために、一般的にはＰＷＭ駆動が用いられる。ＰＷＭ駆動の方法は、モータの駆動巻線に接続されるパワートランジスタをオン又はオフし、そのオンとオフの比率を可変することで駆動巻線への電力供給量を制御する方法であり、省電力な駆動方式としてよく知られている。このＰＷＭ方式の駆動方法は、以前から家電機器、ＦＡ機器、及び産業機器に用いられる種々のモータ駆動に採用されていたが、近年、情報機器においても上述した傾向から同方式がモータ駆動に採用されるようになってきている。
【０００８】
モータをＰＷＭ方式で駆動する際に使用されるパワートランジスタは、オンオフ動作に適したＭＯＳＦＥＴ又はＩＢＧＴなどが一般に使用される。これらのパワートランジスタは、ゲート電極が酸化膜により絶縁された構造になっているのが特徴である。
【０００９】
このような酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタをオフ状態からオン状態、つまり遮断状態から導通状態へと変化させるとき、及び／又は、オン状態からオフ状態、つまり導通状態から遮断状態へと変化させるときに、次のような構成が必要となる。すなわち、パワートランジスタのゲート電極を駆動するためのゲートドライバは、そのパワートランジスタを導通又は遮断する際のスイッチングスピードが速い（ｄＶ／ｄｔが高い）場合には、これによるゲートドライバの誤動作を防止する目的でパルスフィルタが設けられる。（例えば、特許文献１参照）
この従来技術の一例として、ゲートドライバによりパワートランジスタを駆動するための構成を図９に示す。図９は従来例におけるゲートドライバの構成図である。
【００１０】
図９において、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタ８０２はＭＯＳＦＥＴである。そのトランジスタ８０２は、そのゲート電極がゲートドライバ８０３により駆動され、トランジスタ８０２が遮断状態から導通状態へと変化、又は導通状態から遮断状態へと変化する構成となっている。
【００１１】
ゲートドライバ８０３は、トランジスタ８３１とトランジスタ８３２とを含み、トランジスタ８３１及び８３２が交互にオンオフすることでトランジスタ８０２のゲート電極をプラス電圧又はゼロ電圧とする。
【００１２】
すなわち、トランジスタ８３１をオン、８３２をオフして、トランジスタ８０２のゲート電極をプラス電圧としこれを導通させる。また、トランジスタ８３１をオフ、８３２をオンして、トランジスタ８０２のゲート電極をゼロ電圧としこれを遮断させる。
【００１３】
しかし、この構成及び動作によるゲートドライバ８０３は、パワートランジスタ８０２を急峻に遮断状態から導通状態へと変化、又は導通状態から遮断状態へと変化させる。これはトランジスタ８０２のゲート電極への電圧印加がトランジスタ８３１及び８３２のオンオフにより急速に行われるためである。
【００１４】
パワートランジスタ８０２が急峻に遮断状態から導通状態へと変化、又は導通状態から遮断状態へと変化すると、この急峻な変化によるスイッチングノイズが増加し、周辺機器や周辺回路の動作に不具合を招く場合もある。また、トランジスタ８０２自体の劣化が生じる場合もある。また、ゲートドライバ８０３自体の動作の不具合にもつながる。
【００１５】
これらの課題を解決するためには、一般的には図１０に示すように、抵抗１０１、１０２、ダイオード１０３、コンデンサ１０７などの素子を、ゲートドライバ８０３とパワートランジスタ８０２との間に挿入する。それにより、パワートランジスタ８０２の遮断状態から導通状態への変化、又は導通状態から遮断状態への変化のスピード調整が行われる。
【００１６】
すなわち、このように抵抗１０１、１０２、ダイオード１０３などの素子を挿入することで、これらの挿入素子とトランジスタ８０２のゲート電極が有する入力容量（図示せず）との作用により、トランジスタ８０２のゲート電極への電圧印加速度が緩やかとなる。それにより、トランジスタ８０２の遮断状態から導通状態への変化、又は導通状態から遮断状態への変化のスピードが調整可能である。このことは、例えば特許文献１に開示されている。
【００１７】
しかしながら、上記従来技術によるゲートドライバにおいては、パワートランジスタの導通、又は遮断するスピードを調整して、そのスイッチングノイズを低減したり、またパワートランジスタ自体を劣化させないために、その動作を適正化させる上記説明の抵抗やダイオードなどの多くの素子をゲートドライバとパワートランジスタとの間に挿入する必要がある。
【００１８】
また、このようなゲートドライバを用いてモータの駆動装置を構成する場合、図１１に示すように、モータの駆動巻線８１１、８１３、８１５を駆動するために、複数のパワートランジスタ８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ、８０２ｄ、８０２ｅ及び８０２ｆが必要である。そして、これらパワートランジスタの数に比例して上記した抵抗やダイオードなどの挿入素子が必要になる。具体的には抵抗１１１、１１２、１１４、１１５、１３１、１３２、１３４、１３５、１５１、１５２、１５４及び１５５、ダイオード１１３、１１６、１３３、１３６、１５３及び１５６、コンデンサ１１７、１１８、１３７、１３８、１５７及び１５８などが必要となる。
【特許文献１】特開平４−２３０１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このように従来技術によるゲートドライバとこれを用いたモータ駆動装置は、パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化、又は導通状態から遮断状態への変化のスピードを適正化するための挿入素子が多数必要となる。その結果、これら挿入素子の費用や組み立て工程の増加、プリント基板のレイアウト設計の複雑化と基板面積の増大といった課題が発生する。これはすなわちモータ駆動装置やこれを搭載する機器の低価格化や小型化などを阻害する一因にもなる。
【００２０】
これを改善するために、図９におけるゲートドライバ８０３を構成するトランジスタ８３１及び８３２を単に定電流源に置き換えることが考えられる。定電流源に置き換えることで、その定電流値とパワートランジスタ８０２のゲート電極に有する入力容量との作用により、上記した抵抗やダイオードなどの挿入素子なしでもトランジスタ８０２のゲート電極への電圧印加速度が緩やかになる。その結果、トランジスタ８０２の導通又は遮断が緩やかに行われるようになる。
【００２１】
しかし、トランジスタ８３１及び８３２を単に定電流源に置き換えたものでは、適用可能なパワートランジスタが限定されてしまい、様々なパワートランジスタに対応できなくなってしまう。
【００２２】
すなわち、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタは、そのゲート電極部がコンデンサ構造になっており、これが入力容量を形成している。この入力容量は、パワートランジスタの出力サイズつまり絶対最大電流や耐圧が大きい程大きくなる傾向がある。つまりパワートランジスタのゲート電極に有する入力容量は、その出力サイズによって異なることを意味する。
【００２３】
したがって、上記のような、トランジスタ８３１及び８３２を単に定電流源に置き換えたものでは、その定電流値に整合した入力容量を有するパワートランジスタのみ適用可能である。入力容量が小さいパワートランジスタでは、その導通・遮断スピードが速くなり過ぎてスイッチノイズが大きくなってしまう。逆に、入力容量が大きいものは遮断状態から導通状態への変化及び／又は導通状態から遮断状態への変化のスピードが遅くなり過ぎてスイッチ損失が大きくなってしまう。つまり、定電流源の定電流値に整合した入力容量を有する出力サイズのパワートランジスタのみが適用可能ということになる。
【００２４】
また、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタは、そのゲート電極部の構造によって入力容量が異なる。一般的に従来のプレーナ構造のゲート電極を有するパワートランジスタに対し、近年開発が進んでいるトレンチ構造のゲート電極を有するパワートランジスタは入力容量が大きくなる傾向にある。さらに、半導体の技術の進歩とともに、半導体のコストダウンのために、同容量の半導体でもチップの微細化やシュリンクによってチップ面積が小さくなる傾向にあり、それとともに入力容量が小さくなる傾向にある。
【００２５】
したがって、前述したように、トランジスタ８３１及び８３２を単に定電流源に置き換えたものでは、パワートランジスタのさまざまなゲート構造に対応するのは困難である。それは、このゲートドライバをモータ駆動装置に用いた場合、パワートランジスタの出力サイズを変えて様々なモータ出力に対応すること、異なったゲート電極構造のパワートランジスタに対応することが困難であることを意味する。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するための第１の発明は、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタを導通状態又は遮断状態にさせるゲートドライバにおいて、
前記パワートランジスタを遮断状態から導通状態へと変化させるときに第１電流値を出力して前記ゲート電極の電位を上昇させる第１電流源と、
前記パワートランジスタを導通状態から遮断状態へと変化させるときに第２電流値を出力して前記ゲート電極の電位を下降させる第２電流源とを有し、
前記第１電流値及び前記第２電流値は、少なくとも１種類の電流源制御情報に基づき設定されるゲートドライバである。
【００２７】
また、第２の発明は、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するパワートランジスタの前記ゲート電極及びソース電極に接続されるゲートドライバにおいて、
前記ゲートドライバは、
その外部との接続部として、ゲート電極接続部と、ソース電極接続部と、ゲートドライバ制御信号入力部群とを有し、
その内部構成として、第１電流源と、第２電流源と、ゲート回路（ＮＯＴ回路）と、電流設定器とを有し、
さらに、
前記第１電流源及び前記第２電流源は、前記電流設定器からの出力信号によりその電流源の電流値が設定され、かつ前記ゲートドライバ制御信号入力部群のいずれかを介して入力されるスイッチ制御信号によりその電流源の出力が制御され、
前記電流設定器は、前記ゲートドライバ制御信号入力部群のうち前記スイッチ制御信号が入力されたゲートドライバ制御信号入力部以外のゲートドライバ制御信号入力部群の各々を介して少なくとも１種類の電流源制御情報が入力され、前記電流源制御情報に基づき前記電流設定器の出力信号群が制御され、
前記ゲート回路（ＮＯＴ回路）は、前記第２電流源を制御するための前記スイッチ制御信号を反転させ、
前記第１電流源の第１端子は、前記ゲートドライバの内部電源に接続され、
前記第１電流源の第２端子は、前記第２電流源の第１端子に接続され、
前記第２電流源の第２端子は、前記ソース電極接続部を介して前記パワートランジスタのソース電極に接続され、
さらに、前記第１電流源の第２端子と前記第２電流源の第１端子との接続点は、前記ゲート電極接続部を介して前記パワートランジスタのゲート電極と接続される構成であり、
そして、
第１の前記電流源制御情報をもとに前記第１電流源の第１電流値が設定され、かつ第２の前記電流源制御情報をもとに前記第２電流源の第１電流値が設定されているときに、
前記スイッチ制御信号がハイレベルの信号であるときには、
前記第１電流源から第１電流値の電流が出力され、前記第２電流源は電気的に解放状態となり第２電流値の電流は出力されず、前記第１電流値の電流が前記パワートランジスタのゲート電極へ出力され、
前記パワートランジスタのゲート電極へ入力された第１電流値の電流により前記パワートランジスタの入力容量への充電電流となり、
前記入力容量への充電電流による充電に伴って、前記パワートランジスタのゲート・ソース間電圧が上昇し、前記パワートランジスタのゲート電極・ソース電極間の電圧がその閾値電圧に達すると前記パワートランジスタのドレイン電極・ソース電極間が導通状態となり、
前記パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化に要する時間が前記電流源制御情報群をもとに制御され、
一方、前記スイッチ制御信号がローレベルの信号であるときには、
前記第１電流源は電気的に解放状態となり第１電流値の電流は出力されず、前記第２電流源の第２電流値の電流が出力され、前記パワートランジスタの入力容量に充電されている電荷が前記第２電流源の第１端子へ放電電流となり、
前記入力容量からの放電電流による放電に伴って、前記パワートランジスタのゲート・ソース間電圧が下降し、前記パワートランジスタのゲート電極・ソース電極間の電圧がその閾値電圧に達すると前記パワートランジスタのドレイン電極・ソース電極間が遮断状態となり、
前記パワートランジスタの導通状態から遮断状態への変化に要する時間が前記電流源制御情報群をもとに制御されるゲートドライバである。
【００２８】
また、第３の発明は、上記第１の発明又は上記第２の発明のいずれかにおいて、
第１電流源及び第２電流源が、少なくともモノリシック集積回路により構成され、前記モノリシック集積回路の外部から少なくとも１つの電流源制御情報の入力により、前記第１電流値及び前記第２電流値が設定されるゲートドライバである。
【００２９】
また、第４の発明は、上記第１の発明又は上記第２の発明のいずれかにおいて、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートドライバにおいて、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は２つであり、前記ゲートドライバ制御信号入力部に各々受動素子が接続されて、第１電流値及び第２電流値は、前記ゲートドライバ制御信号入力部の各々に設けられる前記受動素子の値により設定されるゲートドライバである。
【００３０】
また、第５の発明は、上記第１の発明又は上記第２の発明のいずれかにおいて、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は唯一であり、前記ゲートドライバ制御信号入力部に受動素子が接続されて、第１電流値と第２電流値との比率が予め定められており、前記受動素子の値により前記第１電流値及び第２電流値のうちいずれかの電流の値が設定されるゲートドライバである。
【００３１】
また、第６の発明は、上記第３の発明において、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は少なくとも１つであり、前記電流源制御情報が前記ゲートドライバの外部から入力される通信情報であり、第１電流値及び第２電流値の電流の値が前記通信情報をもとに設定されるゲートドライバである。
【００３２】
また、第７の発明は、上記第１の発明又は上記第２の発明のいずれかを含むゲートドライバを含むモータ駆動装置において、
単相又は複数相のモータ駆動巻線と、
電源端子間に直列接続され、その直列接続点に前記駆動巻線の一端が接続される第１及び第２のパワートランジスタとを含み、
さらに、
前記第１のパワートランジスタ及び前記第２のパワートランジスタは、前記駆動巻線の相数に応じて複数設けられ、かつ、全て酸化膜絶縁されたゲート電極を有し、
前記ゲートドライバは、複数の前記第１及び第２のパワートランジスタの各々に対応して複数設けられ、
複数の前記ゲートドライバは、それら全部又は一部をモノリシック集積回路により構成され、
各々の前記ゲートドライバの第１電流値及び第２電流値が、少なくとも１つのゲートドライバ制御信号入力部（設定端子）により前記モノリシック集積回路の外部から一括して設定されるモータ駆動装置である。
【００３３】
また、第８の発明は、上記第１の発明又は上記第２の発明のいずれかを含むゲートドライバを含むモータ駆動装置において、
電源端子間に直列接続される第１のパワートランジスタ及び第２のパワートランジスタと、
その直列接続点を出力とするインバータ部とを含み、
さらに、
前記第１及び第２のパワートランジスタは、前記インバータ部の出力相数に応じて複数設けられ、かつ、全て酸化膜絶縁されたゲート電極を有し、
前記ゲートドライバは、複数の前記第１及び第２のパワートランジスタの各々に対応して複数設けられ、
複数の前記ゲートドライバは、それら全部又は一部をモノリシック集積回路により構成され、
各々の前記ゲートドライバの第１電流値及び第２電流値が、少なくとも１つ以上のゲートドライバ制御信号入力部（設定端子）により前記モノリシック集積回路の外部から一括して設定されるモータ駆動装置である。
【００３４】
また、第９の発明は、上記第７の発明において、
ゲートドライバ制御信号入力部は２つであり、両者に受動素子が各々接続されて、第１電流値及び第２電流値は、前記各々の受動素子の値により設定されるモータ駆動装置である。
【００３５】
また、第１０の発明は、上記第８の発明において、
ゲートドライバ制御信号入力部は２つであり、両者に受動素子が各々接続されて、第１電流値及び第２電流値は、前記各々の受動素子の値により設定されるモータ駆動装置である。
【００３６】
また、第１１の発明は、上記第７の発明において、
ゲートドライバ制御信号入力部は唯一であり、それに受動素子が接続されて、第１電流値及び第２電流値の比率が予め定められており、前記受動素子の値により前記第１電流値及び第２電流値のうちいずれかの電流の値が設定されるモータ駆動装置である。
【００３７】
また、第１２の発明は、上記第８の発明において、
ゲートドライバ制御信号入力部は唯一であり、それに受動素子が接続されて、第１電流値及び第２電流値の比率が予め定められており、前記受動素子の値により前記第１電流値及び第２電流値のうちいずれかの電流の値が設定されるモータ駆動装置である。
【００３８】
また、第１３の発明は、上記第７の発明において、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は少なくとも１つであり、前記電流源制御情報が前記ゲートドライバの外部から入力される通信情報であり、第１電流値及び第２電流値の電流の値が前記通信情報をもとに設定されるモータ駆動装置である。
【００３９】
また、第１４の発明は、上記第８の発明において、
電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は少なくとも１つであり、前記電流源制御情報が前記ゲートドライバの外部から入力される通信情報であり、第１電流値及び第２電流値の電流の値が前記通信情報をもとに設定されるモータ駆動装置である。
【００４０】
また、第１５の発明は、上記第７の発明又は第８の発明のモータ駆動装置が備えられる情報機器である。
【００４１】
また、第１６の発明は、上記第７の発明又は第８の発明のモータ駆動装置が備えられる家電機器である。
【００４２】
また、第１７の発明は、上記第７の発明又は第８の発明のモータ駆動装置が備えられる産業機器である。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように本件出願に係る発明のゲートドライバによれば、パワートランジスタを導通させる際に第１電流値を出力してそのゲート電圧を上昇させる第１電流源と、パワートランジスタを遮断させる際に第２電流値を出力してそのゲート電圧を下降させる第２電流源とを備え、第１電流値及び第２電流値は、少なくとも１つ以上設けられた設定端子により設定できる。
【００４４】
これにより、パワートランジスタが遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を数少ない抵抗等の受動素子により適正に調整でき、ゲートドライバの小型化と低コスト化が可能になる。また出力サイズの異なるパワートランジスタの駆動にも容易に適用可能である。また第１及び第２電流値を設定端子より通信情報で設定することにより、異なる出力サイズ又は異なるゲート電極構造のパワートランジスタに対してもゲートドライバのハードウェアを共有化でき、機種管理工数の削減や省資源効果も奏する。
【００４５】
また本件出願に係る発明のモータ駆動装置によれば、モータ駆動巻線を駆動する複数のパワートランジスタに各々対応して前記ゲートドライバを複数設け、それら複数のゲートドライバは、全部または一部をモノリシック集積回路により構成し、各々のゲートドライバの第１電流値及び第２電流値を、少なくとも１つ以上の設定端子によりモノリシック集積回路の外部から一括して設定できる。
【００４６】
これにより、モータをＰＷＭ駆動する際のパワートランジスタのスイッチングノイズを数少ない抵抗等の受動素子により低減でき、モータ駆動装置の小型化と低コスト化が可能になる。またパワートランジスタの出力サイズを変更して様々な出力のモータに機種展開する際にも、容易に対応可能となる。また第１及び第２電流値を設定端子より通信情報で設定することにより、異なる出力サイズ又は異なるゲート電極構造のパワートランジスタに対してもモータ駆動装置のハードウェアを共有化でき、機種管理工数の削減や省資源効果も奏する。なお、本文中ではモータの駆動方法としてＰＷＭ駆動を例にとって説明したが、ＰＡＭ駆動、１２０度通電、片側ＰＷＭなど、パワートランジスタをスイッチング素子として使用する用途・駆動方式にも広く応用できる。
【００４７】
また本件出願に係る発明のモータ駆動装置は、様々な出力のモータに容易に適用可能であることから、様々な情報機器、家電機器、産業機器、ＦＡ機器などの駆動系への組込みが容易になる。そして本モータ駆動装置が組み込まれた機器は、小型化と低コスト化、低ＥＭＣノイズ化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４９】
なお、以下の実施の形態の説明において、電流源制御情報が入力されるゲートドライバ制御信号入力部は、設定端子として略記する。また、電流源制御情報は、受動素子（抵抗）、通信情報などに置換した構成にて説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるゲートドライバの構成図である。
【００５１】
図１において、パワートランジスタ２は、酸化膜絶縁されたゲート電極を有するトランジスタである。この種のトランジスタとしては、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどが良く知られているが、本実施の形態１においては、ＭＯＳＦＥＴを具体例として説明している。
【００５２】
ゲートドライバ３は、その外部との接続部として、ゲート電極接続部（端子Ｔ６）と、ソース電極接続部（端子Ｔ７）と、ゲートドライバ制御信号入力部群（設定端子Ｔ１、設定端子Ｔ２、及びスイッチ制御信号Ｃの入力部（端子Ｔ１０））とを有する。さらに、ゲートドライバ３は、その内部構成として、第１電流源３１と、第２電流源３２と、ゲート回路（ＮＯＴ回路）３５と、電流設定器４とを有している。
【００５３】
スイッチ制御信号Ｃは、ハイレベルの信号（“Ｈ”レベル）のときと、ローレベルの信号（“Ｌ”レベル）のときとを繰り返す信号である。
【００５４】
第１電流源３１の電源側端子（第１端子）は、このゲートドライバの内部電源（図示せず）に接続され、第１電流源３１の出力側端子（第２端子）は、第２電流源３２の電源側端子（第１端子）に接続されている。第２電流源３２の出力側端子（第２端子）は、端子Ｔ７を介してパワートランジスタ２のソース電極に接続されている。さらに、第１電流源３１の出力側端子と第２電流源３２の電源側端子との接続点が、端子Ｔ６を介してパワートランジスタ２のゲート電極と接続されている。
【００５５】
すなわち、ゲートドライバ３は、第１電流源３１と第２電流源３２とを備え、パワートランジスタ２のゲート電極には第１電流源３１が接続され、同トランジスタのゲート電極とソース電極との間には第２電流源３２が接続されている。
【００５６】
第１電流源３１及び第２電流源３２には電流設定器４が作用する。電流設定器４には、ゲートドライバ制御信号入力部である２つの設定端子Ｔ１及びＴ２が設けられている。この端子Ｔ１及びＴ２には、電流源制御情報の入力として受動素子（抵抗６１及び６２）が接続されている。
【００５７】
また、第１電流源３１にはスイッチ制御信号Ｃ、第２電流源３２には同信号Ｃをゲート回路３５により反転した信号が作用している。信号Ｃは、端子Ｔ１０に入力され、その端子Ｔ１０を介して第１電流源３１及び第２電流源３２に作用している。
【００５８】
ここで、信号Ｃが“Ｈ”レベルのときは、第１電流源３１は第１電流値Ｉ１を出力し、一方、第２電流源３２は電気的に解放状態となり第２電流値Ｉ２は出力されない。また、信号Ｃが“Ｌ”レベルのときは、第１の電流源３１は電気的に解放状態となり第１電流値Ｉ１は出力されず、一方、第２電流源３２は第２電流値Ｉ２を出力するように構成されている。
【００５９】
なお、第１電流源３１、第２電流源３２、電流設定器４、ゲート回路３５は、本実施の形態１におけるゲートドライバ３を成しており、これらはモノリシック集積回路により構成されている。
【００６０】
次に、上記のように構成された本実施の形態１におけるゲートドライバの動作について説明する。
【００６１】
まず、パワートランジスタ２を導通させる場合の動作について説明する。
【００６２】
トランジスタ２を導通させるための動作は、スイッチ制御信号Ｃが“Ｈ”レベルとなることで開始される。信号Ｃが“Ｈ”レベルとなると、第１電流源３１は第１電流値Ｉ１を出力し、第２電流源３２は電気的に解放状態となる。そして、電流値Ｉ１はトランジスタ２のゲート電極へ向けて流れ出す。
【００６３】
ここで、トランジスタ２は、上記した通り酸化膜絶縁されたゲート電極を有するものであり、そのゲート電極部はコンデンサ構造になっている。このコンデンサ構造は、ゲート電極とソース電極との間及びゲート電極とドレイン電極との間に存在し、いわゆる入力容量（一般的に、ＭＯＳＦＥＴの場合はＣｉｓｓ、ＩＧＢＴの場合はＣｉｅｓと表記される。）を形成している。
【００６４】
トランジスタ２のゲート電極へ流れ出した第１電流値Ｉ１は、同トランジスタの入力容量への充電電流となる。トランジスタ２はその入力容量への充電に伴って、ゲート・ソース間電圧（以下、単にゲート電圧という。）が上昇していく。そして、ゲート電圧がトランジスタ２の特性によって定まる閾値に達すると、そのトランジスタ２は導通を始め、やがて完全な導通（オン状態）に至る。
【００６５】
ここで、導通し始めてから完全に導通するまでの時間、つまり導通時のスイッチング時間は、電流値Ｉ１とトランジスタ２の入力容量によって概略定まる。
【００６６】
言い換えれば、電流値Ｉ１によってトランジスタ２の導通時のスイッチングスピード（遮断状態から導通状態へと変化させるときに要する時間）をある程度調整することが可能である。
【００６７】
次に、パワートランジスタ２を遮断させる場合の動作について説明する。
【００６８】
トランジスタ２を遮断させるための動作は、スイッチ制御信号Ｃが“Ｌ”レベルとなることで開始される。信号Ｃが“Ｌ”レベルとなると、第１電流源３１は電気的に解放状態となり、第２電流源３２は第２電流値Ｉ２を出力する。電流値Ｉ２は、トランジスタ２の入力容量からの放電電流となる。トランジスタ２は、電流値Ｉ２による入力容量からの放電に伴って、そのゲート電圧が下降していく。そして、そのゲート電圧がトランジスタ２の特性によって定まる閾値に達すると、トランジスタ２は遮断を始め、やがて完全な遮断（オフ状態）に至る。
【００６９】
ここで、遮断し始めてから完全に遮断するまでの時間、つまり遮断時のスイッチング時間は、電流値Ｉ２とトランジスタ２の入力容量によって概略決まる。
【００７０】
言い換えれば、電流値Ｉ２によってトランジスタ２の遮断時のスイッチングスピード（導通状態から遮断状態へと変化させるときに要する時間）をある程度調整することが可能である。
【００７１】
ここまでの説明で明らかなように、電流値Ｉ１又はＩ２により、トランジスタ２の入力容量への充電又は放電を行い、これに伴うゲート電圧の上昇又は下降により、同トランジスタを導通又は遮断している。そして、その導通又は遮断の際のスイッチングスピードは、電流値Ｉ１又はＩ２によってある程度調整することができる。
【００７２】
図１において、電流設定器４は、上記した電流値Ｉ１及びＩ２を設定する動作をする。電流設定器４は、設定端子Ｔ１を介して抵抗６１が接続され、これに応じた電流設定信号ＳＩ１を出力する。第１電流源３１は、電流設定信号ＳＩ１を受けて、それに応じた第１電流値Ｉ１を出力する。つまり、電流設定器４は、端子Ｔ１に接続される抵抗６１の値に対応した第１電流値Ｉ１を第１電流源３１が出力するように設定する。同様に、設定端子Ｔ２に接続される抵抗６２の値に対応した第２電流値Ｉ２を第２電流源３２が出力するように設定する。
【００７３】
したがって、端子Ｔ１に接続される抵抗６１により第１電流値Ｉ１を設定することで、パワートランジスタ２の導通時のスイッチングスピードが調整でき、また、設定端子Ｔ２に接続される抵抗６２により第２電流値Ｉ２を設定することで、遮断時のスイッチングスピードを調整することができる。
【００７４】
なお、スイッチングスピードをさらに微調整する、又は外部からのノイズ等の要因での誤動作を排除する目的で、パワートランジスタ２のゲート電極とソース電極との間、又はゲート電極とドレイン電極との間、又はドレイン電極とソース電極との間にコンデンサを追加しても良い。
【００７５】
以上のように本実施の形態１においては、パワートランジスタ２を導通させる際に第１電流値Ｉ１を出力してそのゲート電圧を上昇させる第１電流源３１と、パワートランジスタ２を遮断させる際に第２電流値Ｉ２を出力してそのゲート電圧を下降させる第２電流源３２とを備え、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２は、２つの設定端子Ｔ１及びＴ２により設定可能としている。
【００７６】
これによって、ゲートドライバ３とトランジスタ２との間に特にダイオードや抵抗などの挿入素子を追加しなくとも、トランジスタが導通又は遮断するスピードを適正に調整することができ、スイッチングノイズの低減やパワートランジスタ自体を破壊から保護することも可能になる。そして、その調整は、設定端子Ｔ１及びＴ２に接続されるたった２つの抵抗６１及び６２によって行うことができ、ゲートドライバの小型化ならびに低コスト化が可能になる。
【００７７】
また、入力容量の大きさが違うパワートランジスタを導通・遮断する場合においても、抵抗６１及び６２のみを変更するだけでそのスイッチングスピードの調整を行うことができるため、出力サイズの異なるパワートランジスタにも容易に適用可能である。
【００７８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるゲートドライバの構成図である。上記実施の形態１においては、２つの設定端子Ｔ１及びＴ２に抵抗６１及び６２を接続することで、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２を設定する構成としたが、本実施の形態２におけるゲートドライバ３では、図２に示すように、１つの設定端子Ｔ３に抵抗６３を接続して電流値Ｉ１及びＩ２を設定する構成としている。
【００７９】
より詳細には、本実施の形態２においては、電流設定器４ｂにおいて、電流設定信号ＳＩ１とＳＩ２との比率が予め定められている。そして、電流設定器４ｂは、端子Ｔ３に接続される抵抗６３の値に基づき、上記比率に応じた信号ＳＩ１及びＳＩ２を出力する。その信号ＳＩ１に対応した電流値Ｉ１が、第１電流源３１から端子Ｔ８を介してパワートランジスタ２のゲート電極に対して出力される。また、その信号ＳＩ２に対応した電流値Ｉ２が、第２電流源３２から端子Ｔ９を介してパワートランジスタ２のソース電極に対して出力される。なお、端子１０に入力されるスイッチ制御信号Ｃの機能は、上記実施の形態１と同様である。
【００８０】
これによって、パワートランジスタ２の遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を設定端子Ｔ３に接続されるたった１つの抵抗によって調整することができる。これにより、ゲートドライバのより一層の小型化と低コスト化が実現できる。
【００８１】
なお、上記第１及び実施の形態２において、設定端子に抵抗を接続して電流値Ｉ１及びＩ２を設定したが、特に抵抗である必要はなく、例えばコンデンサやインダクタンスなどの受動素子を接続する構成としても本願発明の主旨を逸脱するものではない。
【００８２】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけるゲートドライバの構成図である。
【００８３】
本実施の形態３では、図３に示すように、設定端子Ｔ４及びＴ５を、例えば通信情報の入力端子ＣＬＫ及びＤＡＴＡとし、これらの端子にシリアル通信情報を入力する。そのシリアル通信情報に基づき、電流設定器４ｃは電流値Ｉ１及びＩ２を設定する。なお、図３では通信情報の入力端子をＣＬＫ及びＤＡＴＡとしたが、シリアル通信の形態としてさまざまな方法があり、例えば入力端子としてＤＡＴＡの端子だけを設けた構成、イネーブル端子を付加した構成等、さまざまな通信形態での実現が可能である。
【００８４】
なお、端子１０に入力されるスイッチ制御信号Ｃの機能は、上記実施の形態１と同様である。
【００８５】
本実施の形態３においては、パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を、通信情報で設定できるため、異なる出力サイズのパワートランジスタに対してもゲートドライバのハードウェアを共有化でき、機種管理工数の削減や省資源効果も奏する。
【００８６】
なお、上記各実施例において、パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化に要する時間、導通状態から遮断状態への変化に要する時間、これらの変化に要する時間を、パワートランジスタのスイッチング動作のスピード、パワートランジスタのスイッチング速度、パワートランジスタの導通（又は遮断）のスイッチングスピードなどと呼称する場合もある。これらは、パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化、導通状態から遮断状態への変化、これらの過渡的な状態を示す表現である。
【００８７】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４におけるモータ駆動装置の構成図である。本実施の形態４におけるモータ駆動装置に含まれるゲートドライバは、上記実施の形態１にて説明したゲートドライバであり、重複する説明は省略している。
【００８８】
図４において、モータ３０の３相駆動巻線１１、１３及び１５は、次のようにしてインバータ２０に接続される。
【００８９】
すなわち、インバータ２０は、パワートランジスタ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆを備えている。トランジスタ２ａと２ｂは、直流電源Ｖｄｃに対して直列接続２１されて、その直列接続点にＵ相モータ駆動巻線１１が接続される。同様に、トランジスタ２ｃと２ｄは、直流電源Ｖｄｃに対して直列接続２３されて、その直列接続点にＶ相モータ駆動巻線１３が接続される。また、トランジスタ２ｅと２ｆは、直流電源Ｖｄｃに対して直列接続２５されて、その直列接続点にＷ相モータ駆動巻線１５が接続される。なお、モータ駆動巻線１１、１３及び１５の共通接続点は中性点Ｎである。
【００９０】
ここで、トランジスタ２ａ、２ｃ及び２ｅは、第１のパワートランジスタであり、インバータ２０の上アームを構成している。トランジスタ２ｂ、２ｄ及び２ｆは、第２のパワートランジスタであり、インバータ２０の下アームを構成している。そして、いずれのパワートランジスタも酸化膜絶縁されたゲート電極を有するものであり、実施の形態１と同様に本実施の形態３においてもＭＯＳＦＥＴを具体例として示している。
【００９１】
ゲートドライバ３ａ、３ｃ及び３ｅはそれぞれが同じ構成であり、端子Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１４、Ｔ１５、Ｔ１７及びＴ１８を介して、第１のパワートランジスタ２ａ、２ｃ及び２ｅのそれぞれのゲート電極及びソース電極に接続されている。また、ゲートドライバ３ｂ、３ｄ及び３ｆはそれぞれが同じ構成であり、端子Ｔ１３、Ｔ１６及びＴ１９を介して、第２のパワートランジスタ２ｂ、２ｄ及び２ｆのそれぞれのゲート電極に接続されている。
【００９２】
ゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆは、図１に示したゲートドライバ３から電流設定器４を省いたものと同様であり、それぞれの第１電流値Ｉａ１、Ｉｂ１、Ｉｃ１、Ｉｄ１、Ｉｅ１、Ｉｆ１（Ｉｃ１、Ｉｄ１、Ｉｅ１、Ｉｆ１は図示しないがＩａ１、Ｉｂ１と同様）の電流設定信号ＳＩ１は共通で、電流設定器４１から出力される。同様にそれぞれの第２電流値Ｉａ２、Ｉｂ２、Ｉｃ２、Ｉｄ２、Ｉｅ２、Ｉｆ２（Ｉｃ２、Ｉｄ２、Ｉｅ２、Ｉｆ２は図示しないがＩａ２、Ｉｂ２と同様）の電流設定信号ＳＩ２も共通で、電流設定器４１から出力される。
【００９３】
ゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆのそれぞれに入力されるスイッチ制御信号Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ及びＣｆは、図１に示した実施の形態１におけるスイッチ制御信号Ｃと同様の働きをする信号であり、ＰＷＭ制御部５５から出力される。これらの信号Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ及びＣｆは、ハイレベルの信号（“Ｈ”レベル）のときと、ローレベルの信号（“Ｌ”レベル）のときとを繰り返す信号である。
【００９４】
ＰＷＭ制御部５５には制御指令部５７からの指令信号Ｃｏが入力される。
【００９５】
ここで、各ゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び電流設定器４１、ＰＷＭ制御部５５及び制御指令部５７は、モノリシック集積回路５０により構成されている。電流設定器４１に接続される設定端子Ｔ１、Ｔ２は、モノリシック集積回路５０の端子となっている。設定端子Ｔ１及びＴ２にはそれぞれ、抵抗６１及び６２がモノリシック集積回路５０の外部外付け素子として接続されている。
【００９６】
以上のように構成された本実施の形態４におけるモータ駆動装置について、その動作を説明する。
【００９７】
制御指令部５７は、モータを所望の回転数で駆動するための回転数指令、又はモータ駆動巻線への印加電圧指令、又はモータ駆動巻線へ駆動電流指令（トルク指令）などの指令信号Ｃｏを出力する。ＰＷＭ制御部５５は、各相のモータ駆動巻線１１、１３及び１５に指令信号Ｃｏに応じた電力が供給されるように、スイッチ制御信号Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ及びＣｆを出力する。
【００９８】
ここで、信号Ｃａ及びＣｂは、Ｕ相モータ駆動巻線１１に対する信号であり、その巻線１１が接続されるパワートランジスタ２ａ及び２ｂをゲートドライバ３ａ及び３ｂを介して導通又は遮断する制御信号である。この信号Ｃａ及びＣｂは、モータの可動子（以下、ロータという。）の位置に応じて発生される基本信号（例えば、数Ｈｚから数ｋＨｚの周波数を有する。）に、比較的周波数の高いＰＷＭ信号（例えば、数ｋＨｚから数１００ｋＨｚ）を重畳した信号である。そのＰＷＭ信号は、いわゆるパルス幅変調信号であり、信号Ｃｏによってそのパルス幅が調整されることで駆動巻線への電力供給量を制御する。
【００９９】
信号Ｃｃ及びＣｄは、Ｖ相モータ駆動巻線１３に対する信号であることを除き、上記信号Ｃａ及びＣｂと同様の働きをする信号である。信号Ｃｅ及びＣｆについてもＷ相モータ駆動巻線１５に対する信号であることを除き、同様である。
【０１００】
ここで、信号Ｃａ及びＣｂと、信号Ｃｃ及びＣｄと、信号Ｃｅ及びＣｆとはそれぞれの基本信号が互いに電気角で１２０度の位相差を持っており、これによって各相モータ駆動巻線１１、１３及び１５は順次駆動されてモータは回転する。そして、基本信号に重畳されるＰＷＭ信号のパルス幅に応じてその回転数が自在に制御される。
【０１０１】
以上が概略の基本動作であるが、次にゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び電流設定器４１の動作について説明する。
【０１０２】
図４において、ゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆは、基本的に同一構成で同様の動作を行う。したがって、ゲートドライバ３ａについてのみ説明を行い、ゲートドライバ３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆについては説明を省略する。
【０１０３】
ゲートドライバ３ａは、図１に示した第１実施例におけるゲートドライバ３と基本的に同じである。異なる点は、電流設定器４１がその電流設定信号ＳＩ１、ＳＩ２をゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆで共有するために、ゲートドライバ３ａの外部に配置されているところであるが、本質的な差異はない。
【０１０４】
ゲートドライバ３ａは、図１におけるゲートドライバ３と同様、スイッチ制御信号Ｃａが“Ｈ”レベルのときに第１のパワートランジスタ２ａを導通させる。また、信号Ｃａが“Ｌ”レベルのときに第１のパワートランジスタ２ａを遮断させる。
【０１０５】
より詳細には、信号Ｃａが“Ｈ”レベルのとき、第１電流源３ａ１が第１電流値Ｉａ１を出力する。このとき第２電流源３ａ２は電気的に解放状態である。電流値Ｉａ１は、第１のパワートランジスタ２ａのゲート電極に存在する入力容量への充電電流となり、そのゲート電圧を上昇させ、第１のパワートランジスタ２ａを導通させる。
【０１０６】
また、信号Ｃａが“Ｌ”レベルのとき、第２電流源３ａ２が第２電流値Ｉａ２を出力する。このとき第１電流源３ａ１は電気的に解放状態である。電流値Ｉａ２は、第１のパワートランジスタ２ａの上記入力容量からの放電電流となり、そのゲート電圧を下降させ、第１のパワートランジスタ２ａを遮断させる。
【０１０７】
このように、第１電流値Ｉａ１又は第２電流値Ｉａ２により、第１のパワートランジスタ２ａの入力容量への充電又は放電を行い、これに伴うゲート電圧の上昇又は下降により、同トランジスタを導通又は遮断している。
【０１０８】
そして、その導通又は遮断の際のスイッチングスピードは、実施の形態１と同様に、電流値Ｉａ１又はＩａ２によってある程度調整することができる。
【０１０９】
上記の電流値Ｉａ１及びＩａ２は、電流設定器４１の電流設定信号ＳＩ１及びＳＩ２に応じた値に設定され、これら電流設定信号ＳＩ１及びＳＩ２は設定端子Ｔ１及びＴ２に接続される抵抗６１及び６２に応じて出力される。
【０１１０】
つまり、端子Ｔ１及びＴ２に接続される抵抗６１及び６２の値に対応した電流値Ｉａ１及び電流値Ｉａ２が出力されることになる。
【０１１１】
したがって、端子Ｔ１及びＴ２に接続される抵抗６１及び６２により、第１のパワートランジスタ２ａの遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を調整することができる。
【０１１２】
以上、ゲートドライバ３ａを中心に説明したが、ゲートドライバ３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆについても同様である。
【０１１３】
そして、各々のゲートドライバ３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆが、各々に対応するパワートランジスタ２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆを導通及び遮断するときのスイッチングスピードは、第１及び第２電流値の設定信号ＳＩ１及びＳＩ２を各々のゲートドライバで共通化しているため、第１のパワートランジスタ２ａのスイッチングスピードと揃った値になる。
【０１１４】
言い換えれば、端子Ｔ１及びＴ２に接続される抵抗６１及び６２によって全てのパワートランジスタ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆの導通及び遮断のときのスイッチングスピードが概略同じ値に調整可能である。そして、その調整は、モノリシック集積回路５０の外部から一括して行われる。
【０１１５】
以上のように本実施の形態４においては、モータ駆動巻線１１、１３及び１５を駆動するパワートランジスタ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆのそれぞれに、実施の形態１で示したゲートドライバ３と基本的に同じ働きをするゲートドライバ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆを設ける。それらゲートドライバは全部又は一部をモノリシック集積回路により構成し、各ゲートドライバが各パワートランジスタを導通又は遮断させる際に出力する第１電流値及び第２電流値を２つの設定端子Ｔ１及びＴ２により、モノリシック集積回路の外部から一括して設定可能としている。
【０１１６】
これによって、図１１に示す従来例のように各パワートランジスタ毎にダイオードや抵抗などの挿入素子を追加しなくとも、設定端子Ｔ１及びＴ２に接続されるたった２つの抵抗６１及び６２によって全てのパワートランジスタのスイッチングスピードを一括して調整することができ、モータ駆動装置の小型化ならびに低コスト化が可能になる。
【０１１７】
そして、パワートランジスタの導通又は遮断するスピードを適正に調整することで、モータをＰＷＭ駆動する際のスイッチングノイズの低減やパワートランジスタ自体を破壊から保護することも可能になる。
【０１１８】
また、入力容量の大きさが違うパワートランジスタを導通・遮断する場合においても、抵抗６１及び６２のみを変更するだけでそのスイッチングスピードの調整を行うことができるため、出力サイズの異なるパワートランジスタにも容易に適用可能である。これは様々な出力サイズのモータに容易に適用可能であることを意味している。
【０１１９】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５のモータ駆動装置における設定端子部の構成図である。
【０１２０】
上記第４の本実施例においては、２つの設定端子Ｔ１及びＴ２に、それぞれ抵抗６１及び６２を接続することで第１電流値及び第２電流値を設定する構成としたが、実施の形態５におけるモータ駆動装置では、図５に示すように、１つの設定端子Ｔ３に抵抗６３を接続して第１電流値及び第２電流値を設定する構成としている。
【０１２１】
より詳しくは、本実施の形態５では、電流設定器４１において、電流設定信号ＳＩ１とＳＩ２との比率が予め定められている。そして、電流設定器４１は、端子Ｔ３に接続される抵抗６３の値に基づき、上記比率に応じた信号ＳＩ１及びＳＩ２を出力する。その信号ＳＩ１及びＳＩ２に対応した電流値が、ゲートドライバ３ａから第１のパワートランジスタ（図示せず）の１つのゲート電極及びソース電極に対して出力される。また、その信号ＳＩ１及びＳＩ２に対応した電流値が、ゲートドライバ３ｂから第２のパワートランジスタ（図示せず）の１つのゲート電極に対して出力される。ゲートドライバ３ｃ、３ｄ、３ｅ及び３ｆについても上記ゲートドライバ３ａ及び３ｂと同様である。
【０１２２】
この構成により、パワートランジスタが遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を設定端子Ｔ３に接続されるたった１つの抵抗によって調整することができ、モータ駆動装置のより一層の小型化と低コスト化が実現できる。
【０１２３】
なお、上記第４及び第５の本実施例において、設定端子に抵抗を接続して第１電流値及び第２電流値を設定したが、特に抵抗である必要はなく、例えばコンデンサやインダクタンスなどの受動素子を接続する構成としても本願発明の主旨を逸脱するものではない
（実施の形態６）
図６は本発明の第６実施例のモータ駆動装置における設定端子部の構成図である。
【０１２４】
図６に示すように、設定端子Ｔ４及びＴ５を、例えば通信情報の入力端子ＣＬＫ及びＤＡＴＡとし、これらの端子に入力されるシリアル通信情報などで第１電流値及び第２電流値を設定する構成としてもよい。この場合、パワートランジスタの遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を、通信情報で設定できるため、異なる出力サイズのパワートランジスタに対してもモータ駆動装置のハードウェアを共有化でき、機種管理工数の削減や省資源効果も奏する。
【０１２５】
また、図３の説明でも述べたように、シリアル通信の形態としてさまざまな方法があり、例えば入力端子としてＤＡＴＡの端子だけを設けた構成、イネーブル端子を付加した構成等、さまざまな通信形態での実現が可能である。
【０１２６】
（実施の形態７）
図７は本発明のモータ駆動装置をファンモータに採用した空調機器（エアコンの室外機）の構成図である。
【０１２７】
図７において、エアコン室外機２０１は、底板２０２に立設した仕切り板２０４により、圧縮機室２０６と熱交換器室２０９とに区画されている。圧縮機室２０６には圧縮機２０５が配設されている。熱交換器室２０９には熱交換器２０７及び送風用のファンモータ２０８が配設されている。仕切り板２０４の上部には電装品箱２１０が配設されている。
【０１２８】
ファンモータ２０８は、ブラシレスＤＣモータの回転軸に送風ファンを取り付け構成されている。そのファンモータ２０８は、電装品箱２１０内に収容されたモータ駆動装置２０３により駆動される。ファンモータ２０８の回転に伴ない送風ファンが回転し、その風により熱交換器室２０９を冷却する。
【０１２９】
ここで、モータ駆動装置２０３には、上記第４から実施の形態６のものが適用できる。それにより、本発明のモータ駆動装置を含む空調機器（エアコン室外機）は、上記第４から実施の形態６における本発明のモータ駆動装置の利点を享受できる。
【０１３０】
（実施の形態８）
図８は本発明のモータ駆動装置を駆動系に搭載したインクジェットプリンタの構成図である。
【０１３１】
図８において、インクジェットプリンタ（以下、プリンタと言う。）３１０の駆動系には、キャリッジに取り付けられた印字ヘッド３０７を走査させるためのキャリッジモータ３０１と、記録用紙３０８を送るための紙送りモータ３０６が搭載されている。キャリッジモータ３０１は、ブラシレスＤＣモータであり、モータ駆動装置３００により駆動される。紙送りモータ３０６にはステッピングモータが使用されている。
【０１３２】
紙送りモータ３０６が回動することにより、その回動力が紙送りローラ３０５に伝達され、そのローラ３０５を介して記録用紙３０８を図８において図面手前に送る。一方、キャリッジモータ３０１の回転軸にはプーリ３０２が取り付けられ、そのプーリ３０２にはタイミングベルト３０３が懸けられている。そのベルト３０３には印字ヘッド３０７が取付けられている。印字ヘッド３０７のノズル（図示せず）からは液体のインク滴を記録用紙３０８上に吐出する。キャリッジモータ３０１が正方向及び逆方向に回転することにより、プーリ及びベルトを介して印字ヘッド３０７を図８において図面左右に走査する。印字ヘッド３０７の走査、印字ヘッド３０７からのインク吐出、及び、記録用紙３０８の紙送りにより、記録用紙３０８上に画像を形成する。
【０１３３】
ここで、モータ駆動装置３００は、上記第４から実施の形態６のものが適用できる。それにより、本発明のモータ駆動装置を含むプリンタは、上記第４から実施の形態６における本発明のモータ駆動装置の利点を享受できる。
【０１３４】
なお、上記実施の形態７及び実施の形態８における機器以外に、本発明のモータ駆動装置を備えるのに好適な機器としては、例えば、複写機、光メディア機器、ハードディスク機器などの情報機器がある。また、空調機器（エアコン室内機）、空気清浄機、給湯機、冷蔵庫、掃除機、洗濯機などの家電機器がある。また、ＦＡ機器や汎用インバータ機器などの産業機器がある。
【０１３５】
以上のように、本発明のゲートドライバによれば、パワートランジスタを導通させる際に第１電流値を出力してそのゲート電圧を上昇させる第１電流源と、パワートランジスタを遮断させる際に第２電流値を出力してそのゲート電圧を下降させる第２電流源とを備え、第１電流値及び第２電流値は、少なくとも１つ以上設けられた設定端子により設定できる。
【０１３６】
これにより、パワートランジスタが遮断状態から導通状態への変化に要する時間及び導通状態から遮断状態への変化に要する時間、又は遮断状態から導通状態への変化に要する時間若しくは導通状態から遮断状態への変化に要する時間を数少ない抵抗等の受動素子により適正に調整でき、ゲートドライバの小型化と低コスト化が可能になる。また、出力サイズの異なるパワートランジスタの駆動にも容易に適用可能である。また、第１及び第２電流値を設定端子より通信情報で設定することにより、異なる出力サイズ又は異なるゲート電極構造のパワートランジスタに対してもゲートドライバのハードウェアを共有化でき、機種管理工数の削減や省資源効果も奏する。
【０１３７】
また、本発明のモータ駆動装置によれば、モータ駆動巻線を駆動する複数のパワートランジスタに各々対応して本発明のゲートドライバを複数設け、それら複数のゲートドライバは、全部又は一部をモノリシック集積回路により構成し、各々のゲートドライバの第１電流値及び第２電流値を、少なくとも１つ以上の設定端子によりモノリシック集積回路の外部から一括して設定できる。
【０１３８】
これにより、モータをＰＷＭ駆動する際のパワートランジスタのスイッチングノイズを数少ない抵抗等の受動素子により低減でき、モータ駆動装置の小型化と低コスト化が可能になる。また、パワートランジスタの出力サイズを変更して様々な出力のモータに機種展開する際にも、容易に対応可能となる。また、第１及び第２電流値を設定端子より通信情報で設定することにより、異なる出力サイズ又は異なるゲート電極構造のパワートランジスタに対してもモータ駆動装置のハードウェアを共有化でき、機種管理工数の削減や省資源効果も奏する。
【０１３９】
なお、本文中ではモータの駆動方法としてＰＷＭ駆動を例にとって説明したが、それ以外にもパワートランジスタをスイッチング素子として使用する用途や駆動方式にも広く応用できる。
【０１４０】
また、本発明のモータ駆動装置は、様々な出力のモータに容易に適用可能であることから、様々な情報機器、家電機器、産業機器、ＦＡ機器などの駆動系への組込みが容易になる。そして、本モータ駆動装置が組み込まれた機器は、小型化と低コスト化、低ノイズ化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明のゲートドライバは、それを用いて駆動するパワートランジスタにおけるオンオフのスピードの適正化を少ない素子数によって実現できるばかりでなく、出力サイズの異なるパワートランジスタにも適応拡大できる。さらに、本発明のゲートドライバは、ＰＷＭ駆動方式のモータの駆動装置に適応できる他、その他のモータ駆動方式やパワートランジスタをスイッチング素子として使用する用途にも広く応用できる。さらに、本発明のゲートドライバを含むモータ駆動装置は、様々な機器に組み込むことが可能であり、その機器の小型化、低コスト化、低ノイズ化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】第１の実施例におけるゲートドライバの構成図
【図２】第２の実施例におけるゲートドライバの構成図
【図３】第３の実施例におけるゲートドライバの構成図
【図４】第４の実施例におけるモータ駆動装置の構成図
【図５】第５の実施例のモータ駆動装置における設定端子部の構成図
【図６】第６実施例のモータ駆動装置における設定端子部の構成図
【図７】本発明のモータ駆動装置をファンモータに採用した本発明の第７実施例における空調機器（エアコンの室外機）の構成図
【図８】本発明のモータ駆動装置を駆動系に搭載した本発明の第８実施例におけるインクジェットプリンタの構成図
【図９】従来例におけるゲートドライバの構成図
【図１０】従来例におけるゲートドライバの他の構成図
【図１１】従来例におけるモータ駆動装置の構成図
【符号の説明】
【０１４３】
２  パワートランジスタ
２ａ，２ｃ，２ｅ  パワートランジスタ（第１のパワートランジスタ）
２ｂ，２ｄ，２ｆ  パワートランジスタ（第２のパワートランジスタ）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ  ゲートドライバ
４，４ｂ，４ｃ，４１  電流設定器
５，５０  モノリシック集積回路（ＩＣ）
１１，１３，１５  モータ駆動巻線
２０  インバータ
３０  モータ
３１，３ａ１，３ｂ１  第１電流源
３２，３ａ２，３ｂ２  第２電流源
３５，３ｂ５  ゲート回路（ＮＯＴ回路）
６１，６２，６３  受動素子（抵抗）
２０３，３００  モータ駆動装置
Ｃ  信号
Ｉ１，Ｉ２  第１電流値
ＳＩ１，ＳＩ２  電流設定信号
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ１０  設定端子
Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１１，Ｔ１３，Ｔ１４，Ｔ１６，Ｔ１７，Ｔ１９  端子
Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１２，Ｔ１５，Ｔ１８  端子
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004215493.tif 000011
【図１０】
2004215493.tif 000012
【図１１】
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