(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相モータを駆動する６個のスイッチング素子と、前記３相モータのコイルの３端子それぞれへ出力電圧を印加する３個の出力端子と、前記６個のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記６個のスイッチング素子それぞれをオン／オフ制御する６個の制御信号を入力する６個の制御信号入力端子とを備え、少なくとも１つの半導体チップをワンパッケージに樹脂封止して成るモータ駆動用半導体装置において、
前記６個の制御信号に対しデッドタイムを生成するデッドタイム生成機能を更に備えており、
該デッドタイム生成機能は、入力された制御信号のデッドタイムが所定の値より短いときは前記デッドタイムを長くし、前記入力された制御信号のデッドタイムが前記所定の値以上のときは概略変化させないことを特徴とするモータ駆動用半導体装置。
【請求項２】
半導体装置を内蔵した３相モータにおいて、
請求項１に記載のモータ駆動用半導体装置と、前記６個の制御信号を生成する制御用半導体装置とが内蔵されていることを特徴とする３相モータ。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒の熱交換を行う室内熱交換器とを備え、空調機の室外熱交換器あるいは室内熱交換器に送風するファンを駆動するモータが、請求項２に記載の３相モータであることを特徴とするファンモータ。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒の熱交換を行う室内熱交換器と、前記室外熱交換器に送風する室外機ファンモータと、前記室内熱交換器に送風する室内機ファンモータとを備えた空調機において、
請求項２に記載のモータ駆動用半導体装置と、前記６個の制御信号を生成する制御用半導体装置とを更に備え、前記室外機ファンモータあるいは前記室内機ファンモータが前記請求項２に記載のモータ駆動用半導体装置によって駆動されることを特徴とする空調機。
【請求項５】
３相モータ駆動用の６個のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記６個のスイッチング素子それぞれを駆動するための６個の信号を前記駆動回路から出力する６個の出力端子と、前記６個のスイッチング素子をオン／オフ制御する６個の制御信号を入力する６個の制御信号入力端子とを備え、少なくとも１つの半導体チップをワンパッケージに樹脂封止して成るプリドライブ半導体装置において、
前記６個の制御信号に対しデッドタイムを生成するデッドタイム生成機能を更に備えており、 
該デッドタイム生成機能は、入力された制御信号のデッドタイムが所定の値より短いときは前記デッドタイムを長くし、前記入力された制御信号のデッドタイムが前記所定の値以上のときは概略変化させないことを特徴とするプリドライブ半導体装置。
【請求項６】
半導体装置を内蔵した３相モータにおいて、
請求項５に記載のプリドライブ半導体装置と、前記６個の制御信号を生成する制御用半導体装置と、前記６個のスイッチング素子とが内蔵されていることを特徴とする３相モータ。
【請求項７】
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒の熱交換を行う室内熱交換器と、前記室外熱交換器に送風する室外機ファンモータと、前記室内熱交換器に送風する室内機ファンモータとを備えた空調機において、
請求項６に記載のプリドライブ半導体装置と、前記６個の制御信号を生成する制御用半導体装置と、前記６個のスイッチング素子とを更に備え、前記室外機ファンモータあるいは前記室内機ファンモータが前記６個のスイッチング素子によって駆動されることを特徴とする空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動用半導体装置とそれを有するモータ及びモータ駆動装置並びに空調機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用電気機器や産業用のモータには、インバータ制御された３相ブラシレスモータが広く採用されている。特に家庭用電気機器では価格競争が激しく、安価なインバータ装置の提供が望まれている。そのためインバータの方式としては、比較的回路構成が簡単でモータ効率も高くすることができ、安価な１２０度通電方式が用いられている。
【０００３】
図１２を用いて、従来技術の１２０度通電方式の例を説明する。図１２において、符号１は商用電源、２は電源回路であり、商用電源１からの交流電圧を基にＶＤＣ，Ｖｃｃ、及びＶｍを生成する。モータのインバータ駆動用の主電源電圧とＶｃｃは、１２０度通電方式モータ駆動用半導体装置１００の駆動回路用電源電圧、Ｖｍは、マイコン３用の電源電圧である。マイコン３は、モータ５０へ速度指令信号Ｖｓｐを出力し、モータ５０から出力される回転数信号ＦＧを入力する。電源回路２とマイコン３は、第１の基板４上に配置されている。
【０００４】
モータ５０は、モータ内蔵基板６０を内蔵している。１２０度通電方式モータ駆動用半導体装置１００とホールＩＣ９０とシャント抵抗Ｒｓは、モータ内蔵基板６０上に配置されている。１２０度通電方式モータ駆動用半導体装置１００の出力端子にはコイル８が接続されている。
【０００５】
図１３は、１２０度通電方式のタイミングチャートである。図１３中のＡ〜Ｃは、磁極位置信号ＶＨＵ′，ＶＨＶ′，ＶＨＷ′を示し、図１３中のＤ〜Ｆは、出力電圧ＶＵＭ′,ＶＶＭ′,ＶＷＭ′の概略波形を示す。１２０度通電方式モータ駆動用半導体装置１００は、磁極位置信号ＶＨＵ′，ＶＨＶ′，ＶＨＷ′を基に、電気角での１２０度期間のＨ信号とＬ信号を出力する。コイル８には、この１２０度の期間電流が流れ、各１２０度の期間の間には、６０度の無通電期間が存在する。この１２０度通電方式でモータを駆動すると、モータのトルクリップルが大きくなるため、モータ駆動時に騒音が発生し易い。
【０００６】
モータを低騒音化する方法として、特許文献１には、アナログ回路を使用し、低コストでモータの相電流を擬似正弦波状にする方法が記載されている。
【０００７】
また、他の低騒音化する方法としては、マイコン等の制御用半導体装置を用い、モータの相電流を正弦波状にする正弦波駆動方式と呼ばれるものがある。近年、マイコンの高性能，低価格化が進んでおり、マイコンを用いた正弦波駆動方式が、モータの低騒音化の手法として最も適している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１２０８４１号公報（(００２０)段落から(００２５)段落と、（００４６）段落から（００４９）段落の記載。）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した１２０度通電方式でモータを駆動すると、モータのトルクリップルが大きくなる。そのため、モータ駆動時に騒音が発生し易い。また、前記した特許文献１に記載の相電流を擬似正弦波状にする方法では、モータのトルクリップルを十分には低減出来ない。
【００１０】
ところが、前記した正弦波駆動方式では、モータのトルクリップルを十分に低減し、モータを低騒音化することが可能である。
【００１１】
しかし、本方式では信頼性低下の問題が発生する。それは、マイコン等の制御用半導体装置は、通常モータ駆動用半導体装置と比較するとノイズ等に対する耐量が低く誤動作し易いためである。ノイズ印加時等に制御用半導体装置に異常が発生し、異常な制御信号を出力した場合、モータ駆動用半導体装置が上下短絡を起こし破壊する可能性がある。
【００１２】
特に、制御用半導体装置としてマイコンを用いた場合、マイコンが暴走しウォッチドックタイマーが働くまでの期間に、モータ駆動用半導体装置が破壊する可能性がある。また、制御用半導体装置が正常な制御信号を出力しているときにおいても、制御用半導体装置とモータ駆動用半導体装置を繋ぐ配線にノイズが印加された場合などに、モータ駆動用半導体装置が上下短絡を起こし破壊する可能性がある。
【００１３】
このような背景から、本発明は、信頼性の低下を起こさずに、マイコン等の制御用半導体装置を用いた正弦波駆動方式によるモータのトルクリップルの低減を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では、上記目的を達成するために、例えば、３相モータを駆動する６個のスイッチング素子と、前記３相モータのコイルの３端子それぞれへ出力電圧を印加する３個の出力端子と、前記６個のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記６個のスイッチング素子それぞれをオン／オフ制御する６個の制御信号を入力する６個の制御信号入力端子とを備え、少なくとも１つの半導体チップをワンパッケージに樹脂封止して成るモータ駆動用半導体装置において、前記６個の制御信号に対しデッドタイムを生成するデッドタイム生成機能を更に備えており、該デッドタイム生成機能は、入力された制御信号のデッドタイムが所定の値より短いときは前記デッドタイムを長くし、前記入力された制御信号のデッドタイムが前記所定の値以上のときは概略変化させないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、信頼性の低下を起こさずに、マイコン等の制御用半導体装置を用いた正弦波駆動方式によるモータのトルクリップルの低減を行うことが出来る。また、制御用半導体装置に異常が発生した場合や、制御信号にノイズが印加された場合も、モータ駆動用半導体装置は破壊しないため、制御用半導体装置とモータ駆動用半導体装置をモータの筐体の内部等のノイズが多い環境に配置することが出来る。
【００１６】
また本発明は、マイコン等の制御用半導体装置を用いた正弦波駆動方式以外の用途においても、上下貫通による破壊を防ぎ高信頼性を得る効果がある。例えば、擬似正弦波駆動方式，１５０度通電方式，広角制御方式，オーバーラップ制御方式などにおいて、上下貫通による破壊を防ぎ高信頼性を得る効果があり、制御方式に依らず、どのような制御方式においても、上下貫通による破壊を防ぎ高信頼性を得る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の詳細を、図面を用いながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に本発明の第１の実施例を示す。図１において、１は商用電源、２は電源回路であり、商用電源１からの交流電圧を基に、直流のＶＤＣとＶｃｃとＶｍを生成する。ＶＤＣは、例えば約１４１Ｖ〜約４５０Ｖの高圧電圧であり、モータのインバータ駆動用の高圧電源電圧として使用される。Ｖｃｃは例えば約１５Ｖであり、モータ駆動用半導体装置
１０で使用される駆動回路用電源電圧である。Ｖｍはマイコン３用の電源電圧であり、例えば３Ｖ〜５.５Ｖ 程度である。電源回路２とマイコン３は、第１の基板４上に配置されている。
【００１９】
マイコン３は、速度指令信号Ｖｓｐを出力し、モータ５より出力される回転数信号ＦＧを入力する。マイコン３は、この速度指令信号Ｖｓｐによりモータ５の回転数を調整する。速度指令信号Ｖｓｐには、アナログ信号を用いる場合とパルス信号を用いる場合がある。図１では、ＶｓｐラインとＦＧラインはマイコン３と制御用半導体装置７の間を配線にて直接接続しているが、ホトカプラやバッファ回路を経由して接続してもよい。マイコン３がパルス状の速度指令信号を出力し、コンデンサと抵抗からなるＣＲ積分回路にてその信号をアナログ信号に変換し、アナログの速度指令信号を制御用半導体装置７に入力してもよい。
【００２０】
図１において、６はモータ内蔵基板であり、モータ５に内蔵されている。制御用半導体装置７，デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０，ホールＩＣ９，シャント抵抗Ｒｓ，高圧電源電圧検出回路１５、及び温度検出回路１６は、モータ内蔵基板６上に配置されている。
【００２１】
図示していないが、ホールＩＣ９にはＶｃｃ、又はＶＢが電源電圧として用いられる。ホールＩＣ９の替わりに、より低コストであるホール素子を用いる場合もある。ホール
ＩＣ９やホール素子は、磁極位置検出器の例であり、モータ５の永久磁石回転子の位置を示す磁極位置信号を出力する。ホール素子の場合、各ホール素子の出力電圧は２つの端子間の電圧である。通常ホール素子の出力電圧は、１Ｖ以下の微小電圧であるため、アンプを用いて信号を増幅する必要がある。
【００２２】
図１の制御用半導体装置７には、電源電圧ＶＢ，マイコン３からの速度指令信号Ｖｓｐ，デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０からの電流極性信号ＶＵＰとフォルト信号Ｖｆ，高圧電源電圧検出回路１５からの高圧電源電圧信号Ｖｈ，温度検出回路１６からの温度信号Ｖｔ，ホールＩＣ９からの磁極位置信号ＶＨＵとＶＨＶが入力される。制御用半導体装置７は、汎用のマイコンでもモータ駆動専用ＩＣであってもよい。
【００２３】
図１でＶＢは制御用半導体装置７の電源電圧であり、例えば３Ｖ〜８.２Ｖ 程度である。図１では、ＶＢはデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の内部で生成されるが、外部のレギュレータやツェナーダイオード等によりＶｃｃから生成してもよい。また、モータ５の内部で制御用半導体装置７用の電源電圧を生成せず、替わりに第１の基板４上のＶｍを制御用半導体装置７へ入力してもよい。
【００２４】
制御用半導体装置７は、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０へ、制御信号ＶＵＴ，ＶＶＴ，ＶＷＴ，ＶＵＢ，ＶＶＢ，ＶＷＢを出力する。制御信号ＶＵＴ，ＶＶＴ，ＶＷＴ，ＶＵＢ，ＶＶＢ，ＶＷＢは、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０内のスイッチング素子のオン／オフを制御するための信号である。制御用半導体装置７は、デッドタイムを生成する機能を備えており、出力する制御信号ＶＵＴ，
ＶＶＴ，ＶＷＴ，ＶＵＢ，ＶＶＢ，ＶＷＢは、デッドタイムを有している。但し、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０がデッドタイム生成機能を備えているため、制御用半導体装置７が出力する制御信号ＶＵＴ，ＶＶＴ，ＶＷＴ，ＶＵＢ，ＶＶＢ，ＶＷＢにデッドタイムがなくてもよい。制御用半導体装置７は、生成したデッドタイムの補償を行う。
【００２５】
但し、制御用半導体装置７がデッドタイムの補償を行わなくても、モータを駆動することは出来るため、デッドタイム補償は行わなくてもよい。
【００２６】
デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０は、内部電源回路１１，電流極性検出回路１３，保護回路１４を備えている。また、図１には図示していないが、デッドタイム生成回路や６個のスイッチング素子やスイッチング素子を駆動するための駆動回路等も備えている。デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０は、出力端子から、出力電圧ＶＵＭ，ＶＶＭ，ＶＷＭを出力する。デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の詳細については、後述する。
【００２７】
モータ５のコイル８は、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の出力端子に接続されている。シャント抵抗Ｒｓは、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０内の下アームスイッチング素子とグランド電位ＧＮＤとの間に配置されている。シャント抵抗Ｒｓは、例えばスイッチング素子に流れる電流の電流値をモニタするために使用される。
【００２８】
高圧電源電圧検出回路１５は、高圧電源電圧ＶＤＣに接続され、高圧電源電圧ＶＤＣの情報を高圧電源電圧信号Ｖｈとして出力する。図１の例では、直列接続された２つの抵抗を用いて、高圧電源電圧ＶＤＣを低い電圧に変換し出力している。
【００２９】
温度検出回路１６は、温度の情報を含んだ温度信号Ｖｔを制御用半導体へ出力する。図１では温度検出回路１６が、抵抗と温度検出素子であるサーミスタとにより構成されている。制御用半導体装置７は温度信号Ｖｔを基に、異常高温になったときに、例えばモータのコイルに流れる電流を低減する、もしくはモータを停止する等により、過熱保護を行う。この過熱保護機能により、例えばデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置
１０や制御用半導体装置７の異常高温時の誤動作や破壊を防ぐことが出来る。
【００３０】
制御用半導体装置７の動作温度最大値は、例えば８５℃であり、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の動作温度最大値より低いので、モータ内部温度が制御用半導体装置７の動作温度最大値を越える恐れがある。
【００３１】
このような場合、温度検出回路１６を用い制御用半導体装置７の過熱保護を行うことは有効である。この過熱保護により、制御用半導体装置７の動作温度最大値が低い場合も、制御用半導体装置７をモータ５の筐体に内蔵できるようになる。但し、制御用半導体装置７の動作温度最大値が高い場合や、動作温度最大値が低くてもモータ内部温度が制御用半導体装置７の動作温度最大値より低い場合などは、制御用半導体装置７の過熱保護を行わなくとも、制御用半導体装置７は、モータ５内に内蔵できる。
【００３２】
温度検出回路１６を用い制御用半導体装置７の過熱保護を行う場合、サーミスタは、制御用半導体装置７の近くに配置するのがよい。サーミスタには、抵抗値が正の温度依存性を持つもの、抵抗値が負の温度依存性を持つもの、抵抗値がある温度で急激に変化するものなどがあるが、温度検出回路１６にはいずれのサーミスタを用いてもよい。なお、サーミスタだけでなく、ダイオードやＳｉ半導体温度センサを温度検出素子に用いることができる。
【００３３】
図１では、制御用半導体装置７，デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置
１０，高圧電源電圧検出回路１５，温度検出回路１６、及びシャント抵抗Ｒｓは、モータ内蔵基板６上に配置されている。しかし、これらは第１の基板４上に配置してもよい。
【００３４】
図１の実施例を、空調機の室外機の熱交換器に送風するファンモータに適用する場合、例えば第１の基板４は室外機のメインの基板であり、モータ５は室外機のファンモータである。
【００３５】
次に、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の詳細について説明する。デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の詳細図の例を図２に示す。
【００３６】
図２において、Ｔ１〜Ｔ６は３相モータを駆動するための６個のスイッチング素子であり、本実施例では電力半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴを使用しているが、パワーＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタでもよい。Ｄ１〜Ｄ６は、それぞれのＩＧＢＴに逆並列に接続された還流ダイオードである。Ｐ９はＵ相の出力端子、Ｐ１０はＶ相の出力端子、Ｐ１１はＷ相の出力端子である。これらの出力端子は、モータのコイル８に接続されている。
【００３７】
図２において、ＶＵＴはＵ相上アーム制御信号であり、Ｕ相上アーム制御信号入力端子Ｐ１から入力され、論理回路ＬＧ１→デッドタイム生成回路ＤＬ１→上アーム駆動回路
ＫＴ→Ｕ相上アームＩＧＢＴ  Ｔ１  へと伝達される。ＶＶＴはＶ相上アーム制御信号であり、Ｖ相上アーム制御信号入力端子Ｐ２から入力され、論理回路ＬＧ１→デッドタイム生成回路ＤＬ１→上アーム駆動回路ＫＴ→Ｖ相上アームＩＧＢＴ  Ｔ２  と伝達される。
ＶＷＴはＷ相上アーム制御信号であり、Ｗ相上アーム制御信号入力端子Ｐ３から入力され、論理回路ＬＧ１→デッドタイム生成回路ＤＬ１→上アーム駆動回路ＫＴ→Ｗ相上アームＩＧＢＴ  Ｔ３  と伝達される。ＶＵＢはＵ相下アーム制御信号であり、Ｕ相下アーム制御信号入力端子Ｐ４から入力され、論理回路ＬＧ１→デッドタイム生成回路ＤＬ１→下アーム駆動回路ＫＢ→Ｕ相下アームＩＧＢＴ  Ｔ４  と伝達される。ＶＶＢはＶ相下アーム制御信号であり、Ｖ相下アーム制御信号入力端子Ｐ５から入力され、論理回路ＬＧ１→デッドタイム生成回路ＤＬ１→下アーム駆動回路ＫＢ→Ｖ相下アームＩＧＢＴ  Ｔ５と伝達される。ＶＷＢはＷ相下アーム制御信号であり、Ｗ相下アーム制御信号入力端子Ｐ６から入力され、論理回路ＬＧ１→デッドタイム生成回路ＤＬ１→下アーム駆動回路ＫＢ→Ｗ相下アームＩＧＢＴ  Ｔ６  と伝達される。
【００３８】
図２において、チャージポンプ回路ＣＨは、上アームＩＧＢＴ駆動用電源電圧ＶＣＰを生成する回路である。ダイオードＤ７，Ｄ８及びコンデンサＣ３，Ｃ４はチャージポンプ回路用の外付け部品である。ダイオードＤ７，Ｄ８は、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０に内蔵してもよい。チャージポンプ回路ＣＨを動作させるためのクロック信号ＶＣＬは、クロック信号入力端子Ｐ１２よりチャージポンプ回路ＣＨへ入力される。図１には図示していないが、クロック信号ＶＣＬは例えば、制御用半導体装置７が出力する。
【００３９】
内部電源回路１１は駆動回路用電源電圧Ｖｃｃを基に制御用半導体装置７の電源電圧
ＶＢを生成する。制御用半導体装置７の電源電圧ＶＢは、駆動回路用電源電圧Ｖｃｃより低い電圧である。ＶＢは制御用半導体装置７の電源電圧として使用されると共に、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０内の一部の回路においても電源電圧として使用される。電流極性検出回路１３は、例えばＵ相の電流極性を検出し、電流極性信号出力端子Ｐ７から、Ｕ相電流極性信号ＶＵＰを出力する。電流極性信号は、Ｕ相の電流極性信号でなくとも、Ｖ相またはＷ相の電流極性信号でもよい。
【００４０】
Ｖｃｃ不足電圧検出回路１４Ａは、駆動回路用電源電圧Ｖｃｃをモニタし、駆動回路用電源電圧Ｖｃｃがある閾値電圧以下となると、Ｆａｕｌｔ回路１４Ｃへ低電圧検知信号を出す。過電流検出回路１４Ｂは、シャント抵抗Ｒｓの電圧があるレベル以上となると
Ｆａｕｌｔ回路１４Ｃへ過電流検知信号を出す。Ｆａｕｌｔ回路１４Ｃは、Ｖｃｃ不足電圧検出回路１４ＡからのＶｃｃ低電圧検知信号もしくは過電流検出回路１４Ｂからの過電流検知信号を受け取ると、論理回路ＬＧ１へオフ信号を出力するとともに、Ｆａｕｌｔ信号出力端子Ｐ８からＦａｕｌｔ信号Ｖｆを出力する。Ｆａｕｌｔ回路１４Ｃは、Ｖｃｃ低電圧信号または過電流検知信号を受け取ると、論理回路ＬＧ１へオフ指令信号を出力する。論理回路ＬＧ１は、Ｆａｕｌｔ回路１４Ｃよりオフ指令信号が入力されると、制御信号ＶＵＴ，ＶＶＴ，ＶＷＴ，ＶＵＢ，ＶＶＢ，ＶＷＢのＨ／Ｌに関わらず全てのＩＧＢＴをオフする信号を出力する。
【００４１】
上記のように、本実施例の場合、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置
１０は、過電流やＶｃｃ低電圧などの異常を検知するとスイッチング素子をオフする。しかし、異常を感知した場合も、スイッチング素子をオフせず、異常が起きたことをFault信号Ｖｆとして制御用半導体装置７へ出力し、制御用半導体装置７がスイッチング素子をオフする制御信号を出力してもよい。
【００４２】
図２のＣ１，Ｃ２，Ｃ５は、電源安定化用コンデンサである。
【００４３】
デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０内が１つの半導体チップにて構成されている場合、その１つの半導体チップ内に高耐圧素子と低圧素子が混在する。この半導体チップ内の各素子の分離手段としては、誘電体分離（ＤＩ分離）やＳＯＩやＰＮ接合分離などが用いられる。
【００４４】
図２では、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０がワンパッケージに樹脂、例えばシリカなどのフィラを配合したエポキシ系樹脂で封止した半導体装置１個にて構成されている。複数の樹脂封止した半導体装置で構成することも可能であるが、例えば、図１のモータ５が空調機のファンモータである場合などは、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０を搭載するスペースが小さいため、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０を１個の樹脂封止した半導体装置にて構成したほうがコンパクトでよい。
【００４５】
図２では、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０と制御用半導体装置７は、別々に樹脂封止した２個の半導体装置で構成されている。これらを、１個の樹脂封止した半導体装置で構成することも可能である。デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０のスイッチング素子は、モータ駆動時は発熱して温度が上昇する。制御用半導体装置７に高温が伝達されることを防ぐために、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０と制御用半導体装置７は、１個の樹脂封止した半導体装置で構成する場合も、チップを搭載するステージは別々にする必要がある。そのため、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０と制御用半導体装置７を１個の樹脂封止した半導体装置で構成するためには、汎用のパッケージを使用することが出来ず、特殊なパッケージを使用する必要が生じ、コストの増加に繋がる。
【００４６】
よって、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０と制御用半導体装置７は、それぞれ１個の樹脂封止した半導体装置で構成するのが良い。
【００４７】
また、図２では、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０は、１個の封止した半導体装置内に、デッドタイム生成回路ＤＬ１，上アーム駆動回路ＫＴ，下アーム駆動回路ＫＢ，スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６の全てを備えている。
【００４８】
これにより、デッドタイム生成回路ＤＬ１からスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６までの遅延時間が正確に分かる。そのため、例えば、デッドタイム生成回路ＤＬ１で生成するデッドタイムを、デッドタイム生成回路ＤＬ１からスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６までの遅延時間以上に設定することにより、確実にデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置
１０の上下貫通による破壊を防ぐことが出来る。
【００４９】
次に、論理回路ＬＧ１とデッドタイム生成回路ＤＬ１の詳細について説明する。図３は、論理回路ＬＧ１とデッドタイム生成回路ＤＬ１の第１の例である。論理回路ＬＧ１とデッドタイム生成回路ＤＬ１は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相分の回路を有するが、図３では、Ｖ相とＷ相は省略し、Ｕ相のみの回路を示している。
【００５０】
図３に示すように、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕは、ＮＯＴ回路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１２とＮＡＮＤ回路Ｌ３，Ｌ１１を有する。また、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、ＮＯＴ回路Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６と、ＮＡＮＤ回路Ｌ５，Ｌ１３と抵抗Ｒ１，Ｒ２とコンデンサＣ１，Ｃ２を有する。
【００５１】
Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ,ＶＵＴ１,ＶＵＴ２は、“Ｈ”がオン信号であり、“Ｌ”がオフ信号である。同様に、Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＢ,ＶＵＢ１,ＶＵＢ２は、“Ｈ”がオン信号であり、“Ｌ”がオフ信号である。
【００５２】
Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴは、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕに入力され、ＮＯＴ回路Ｌ１→ＮＯＴ回路Ｌ２→ＮＡＮＤ回路Ｌ３→ＮＯＴ回路Ｌ４と伝達され、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１として、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕから出力される。Ｕ相上アーム制御信号VUT1は、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕに入力され、ＮＡＮＤ回路Ｌ５→ＮＯＴ回路
Ｌ６→抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなるＣＲ回路→ＮＯＴ回路Ｌ７→ＮＯＴ回路Ｌ８と伝達され、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２として、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕから出力される。
【００５３】
Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＢは、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕに入力され、ＮＯＴ回路Ｌ９→ＮＯＴ回路Ｌ１０→ＮＡＮＤ回路Ｌ１１→ＮＯＴ回路Ｌ１２と伝達され、Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＢ１として、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕから出力される。Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＢ１は、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕに入力され、ＮＡＮＤ回路Ｌ１３→ＮＯＴ回路Ｌ１４→抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２からなるＣＲ回路→ＮＯＴ回路Ｌ１５→
ＮＯＴ回路Ｌ１６と伝達され、Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＢ２として、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕから出力される。
【００５４】
Ｆａｕｌｔ回路１４Ｃは、通常は“Ｈ”をＮＡＮＤ回路Ｌ３とＮＡＮＤ回路Ｌ１１へ出力しており、オフ指令を出すときは、“Ｌ”をＮＡＮＤ回路Ｌ３とＮＡＮＤ回路Ｌ１１へ出力する。
【００５５】
ＮＯＴ回路Ｌ１の出力信号は、ＮＯＴ回路Ｌ２に入力されるだけでなく、ＮＡＮＤ回路Ｌ１１にも入力される。これは、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴが“Ｈ”のときに、Ｕ相下アームスイッチング素子へオン信号が伝達されるのを防ぐためである。同様に、ＮＯＴ回路Ｌ９の出力信号は、ＮＯＴ回路Ｌ１０に入力されるだけでなく、ＮＡＮＤ回路Ｌ３にも入力される。これは、Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＴが“Ｈ”のときに、Ｕ相上アームスイッチング素子へオン信号が伝達されるのを防ぐためである。Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢが共に“Ｈ”のとき、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１は共に“Ｌ”となる。これは、Ｕ相上アームスイッチング素子とＵ相下アームスイッチング素子が共にオンし、上下貫通による破壊を防ぐためのものである。しかし、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間にデッドタイムが確保されているとは限らないため、これだけでは、完全に上下貫通を防ぐことは出来ない。
【００５６】
ＮＯＴ回路Ｌ７の出力信号は、ＮＯＴ回路Ｌ８に入力されるだけでなく、ＮＡＮＤ回路Ｌ１３にも入力される。これは、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１がオン信号（“Ｈ”）からオフ信号（“Ｌ”）へ変化したときに、オフ信号がＮＯＴ回路Ｌ８へ伝達されるまでの間、Ｕ相下アームのオン信号をＬ１３から先へ伝達させないためである。また、ＮＯＴ回路Ｌ１５の出力信号は、ＮＯＴ回路Ｌ１６に入力されるだけでなく、ＮＡＮＤ回路Ｌ５にも入力される。これは、Ｕ相下アーム制御信号ＶＵＢ１がオン信号（“Ｈ”）からオフ信号（“Ｌ”）へ変化したときに、オフ信号がＮＯＴ回路Ｌ１６へ伝達されるまでの間、Ｕ相上アームのオン信号をＬ５から先へ伝達させないためである。これにより、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間にデッドタイムが生成される。Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１がオン信号からオフ信号に変わり、同時にＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１がオフ信号からオン信号に変わるときに生成されるデッドタイムは、概ね抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなるＣＲ回路による遅延時間となる。Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間に、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなるＣＲ回路による遅延時間以上のデッドタイムがある場合、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、デッドタイムを変化させずそのまま出力する。また、Ｕ相下アーム制御信号
ＶＵＢ１がオン信号からオフ信号に変わり、同時にＵ相上アーム制御信号ＶＵＴ１がオフ信号からオン信号に変わるときに生成されるデッドタイムは、概ね抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２からなるＣＲ回路による遅延時間となる。Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間に、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２からなるＣＲ回路による遅延時間以上のデッドタイムがある場合、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、デッドタイムを変化させずそのまま出力する。
【００５７】
図４〜図７は、図３に示すＵ相論理回路ＬＧ１＿ＵとＵ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕのタイミングチャートである。これらのタイミングチャートは、Ｕ相上アーム制御信号がオン信号からオフ信号に変わり、Ｕ相下アーム制御信号がオフ信号からオン信号に変わるときのデッドタイムについて記載している。図４と図６に記載されているＴａは、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなるＣＲ回路の遅延時間により、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕが生成するデッドタイムである。
【００５８】
図４は、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢとの間に、Ｔａより短いＴ１の期間のデッドタイムがある場合を示している。Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間のデッドタイムは、Ｔ１となる。Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、Ｔ１＜Ｔａのためデッドタイムを長くし、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間のデッドタイムはＴａとなる。
【００５９】
図５は、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢとの間に、Ｔａより長いＴ２の期間のデッドタイムがある場合を示している。Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間のデッドタイムは、Ｔ２となる。Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、Ｔ２＞Ｔａのためデッドタイムを長くせず、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間のデッドタイムはＴ２となる。
【００６０】
図６は、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢとが、Ｔａより短いＴ３の期間、共に“Ｈ”である場合を示している。共に“Ｈ”である期間の信号は、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕが共に“Ｌ”として出力するため、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間には、Ｔ３の期間のデッドタイムが生成される。Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、Ｔ３＜Ｔａのためデッドタイムを長くし、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間のデッドタイムはＴａとなる。
【００６１】
図７は、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢとが、Ｔａより長いＴ４の期間、共に“Ｈ”である場合を示している。共に“Ｈ”である期間の信号は、Ｕ相論理回路ＬＧ１＿Ｕが共に“Ｌ”として出力するため、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ１とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ１の間には、Ｔ４の期間のデッドタイムが生成される。Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕは、Ｔ４＞Ｔａのためデッドタイムを長くせず、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間のデッドタイムもＴ４となる。
【００６２】
図８は、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢの間のデッドタイムと、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２との間のデッドタイムとの関係の例を示した図である。横軸が、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢの間のデッドタイムであり、縦軸がＵ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間のデッドタイムである。横軸のＵ相上アーム制御信号
ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢの間のデッドタイムのマイナスの意味は、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢが共に“Ｈ”である期間のことである。例えば、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢが共に３μｓの期間“Ｈ”である場合、図８でのＵ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号VUBの間のデッドタイム（横軸）は−３μｓとなる。また、図８の例では、Ｔａ＝２μｓである。図８の例ではＴａ＝２μｓとしたが、通常Ｔａは１μｓ〜１０μｓ程度の値である。
【００６３】
図８から分かるように、Ｕ相デッドタイム生成回路ＤＬ１＿Ｕの出力信号であるＵ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間には、必ずＴａ以上のデッドタイムが生成される。また、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号VUBの間にＴａ以上のデッドタイムがある場合は、デッドタイムは長くならず、そのまま出力される。
【００６４】
デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０のデッドタイム生成機能が上述した特性を持つことにより、制御用半導体装置７に異常が発生した場合や、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０に入力される制御信号にノイズが印加された場合などにおいても、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０内で、必ずデッドタイムが確保されるため、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０が上下短絡を起こし破壊することはない。
【００６５】
マイコン等の制御用半導体装置を用い正弦波駆動を行う場合、制御用半導体装置７がデッドタイム生成機能を持っており、制御用半導体内で、自らが生成したデッドタイム分の補償を行っていることが多い。
【００６６】
このような場合、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０が、制御用半導体装置７の生成したデッドタイムを変化させるとデッドタイムが正しく補償されなくなる。しかし、本発明のデッドタイム生成機能は、入力された制御信号のデッドタイムが所定の値以上の場合デッドタイムを変化させないため、この値を制御用半導体装置７が生成するデッドタイムより短く設定しておけばよい。これにより、通常時は、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０は制御用半導体装置７が生成したデッドタイムを変化させないため、デッドタイムが正しく補償される。
【００６７】
この場合においても、制御用半導体装置７に異常が発生した場合や、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０に入力される制御信号にノイズが印加された場合などでは、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０がデッドタイムを確保するため、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の破壊を防ぐことが出来る。
【実施例２】
【００６８】
図９に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は、論理回路ＬＧ１とデッドタイム生成回路ＤＬ１の第２の例である。図９は、図３からＮＡＮＤ回路Ｌ３，Ｌ５,Ｌ１１,Ｌ１３、ＮＯＴ回路Ｌ４，Ｌ１２を削除し、ＮＡＮＤ回路Ｌ１７，Ｌ１８を追加したものである。図９のＮＡＮＤ回路Ｌ１７は、図３のＮＡＮＤ回路Ｌ３とＬ５との働きを合わせた働きをし、図９のＮＡＮＤ回路１８は、図３のＮＡＮＤ回路Ｌ１１とＬ１３との働きを合わせた働きをする。図９の回路の動作は、図３の回路の動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００６９】
図１０に本発明の第３の実施例を示す。該図において、スイッチング素子Ｔ１′〜
Ｔ６′は、本実施例ではＮＭＯＳＦＥＴを使用しているが、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタでもよい。また、パワーＭＯＳＦＥＴを使用する場合は、上アームスイッチング素子Ｔ１′〜Ｔ３′にはＰＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。スイッチング素子Ｔ１′〜Ｔ６′にパワーＭＯＳＦＥＴを使用する場合は、還流ダイオードＤ１′〜Ｄ６′として、MOSFET内部の寄生ダイオードを使用してもよい。
【００７０】
図１０は、図２のデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０を、デッドタイム生成機能付きプリドライブ半導体装置１０Ａとモータ駆動用スイッチング素子１０Ｂに分けたものであり、他は図２と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７１】
図１０では、プリドライブ部がワンパッケージに樹脂、例えばシリカなどのフィラを配合したエポキシ系樹脂で封止したデッドタイム生成機能付きプリドライブ半導体装置10Ａ１個にて構成されているが、プリドライブ部が複数のＩＣにて構成される場合もある。
【００７２】
この様な例としては、１相分のデッドタイム生成機能付きプリドライブ半導体装置３個にて構成するものがある。また、上アームスイッチング素子として、ＰＭＯＳＦＥＴや
ＰＮＰトランジスタを用いる場合は、プリドライブ部が非常に簡単な回路構成で実現可能なため、プリドライブ部にＩＣを用いずにバイポーラトランジスタや抵抗等を用いたディスクリート回路にて構成することも可能である。
【００７３】
図１０の例では、モータ駆動用スイッチング素子１０Ｂをワンパッケージに樹脂で封止しているが、複数のパッケージにて構成する場合もある。例えば、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を別々のパッケージに樹脂で封止して、２個のパッケージで構成する場合や、６個のスイッチング素子を全て別々のパッケージとする場合や、１相分の上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を１つのパッケージ内に収め計３個のパッケージで構成する場合などがある。
【００７４】
本実施例では、モータ駆動用スイッチング素子１０Ｂが独立しているため、モータ駆動用スイッチング素子１０Ｂの選択により、モータ駆動能力を適切に調整することが出来る。
【００７５】
本実施例のデッドタイム生成機能付きプリドライブ半導体装置１０Ａは、デッドタイム生成機能を有することにより、モータ駆動用スイッチング素子１０Ｂの上下貫通による破壊を防ぐことが出来る。
【実施例４】
【００７６】
図１１に、本実施例に採用されるモータ５の構造例を示す。図１１に示すモータは、３相モータであって、実施例１の図１に示した制御用半導体装置７，デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０，高圧電源電圧検出回路１５，温度検出回路１６，シャント抵抗Ｒｓ、及びホールＩＣ９を、モータ内蔵基板６上に配置している。
【００７７】
本実施例のモータ５では、モータの筐体下部５Ｂにコイル８がはめ込まれ、永久磁石回転子２２をコイル８に触れないよう適切なギャップを設けてコイル内部に設置する。そして、永久磁石回転子２２の上部にモータ内蔵基板６が設置され、モータ内蔵基板６に配置したホールＩＣ９は、永久磁石回転子２２の磁極位置を検出し易くするために、永久磁石回転子２２側の面（図１１では下側の面）に配置される。例えば、制御用半導体装置７，高圧電源電圧検出回路１５，温度検出回路１６、及びシャント抵抗Ｒｓは、永久磁石回転子２２側の面（図１１では下側の面）に配置され、デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０は、永久磁石回転子２２と反対側の面（図１１では上側の面）に配置される。
【００７８】
温度検出回路１６を制御用半導体装置７の温度検出に用いる場合は、温度検出回路１６内のサーミスタを制御用半導体装置７の近くに配置し、温度検出回路１６をデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の温度検出に用いる場合は、温度検出回路１６内のサーミスタをデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置１０の近くに配置する。
【００７９】
モータ内蔵基板６にはコイル接続端子２１を配置し、半田付けによりコイル８を接続する。モータ内蔵基板６に、引き出し配線２０を半田付けにより接続する。引き出し配線
２０は、ＶＤＣ用配線，Ｖｃｃ用配線，Ｖｓｐ用配線，ＦＧ用配線，ＧＮＤ用配線の５本の線からなる。モータの筐体上部５Ａは、蓋のようにモータ内蔵基板６の上部に設置される。そのため、モータを組み立てた状態では、モータ内蔵基板６は、モータの筐体上部
５Ａとモータの筐体下部５Ｂからなるモータ筐体の内部に配置される。
【００８０】
尚、モータ５は、モータ５の筐体下部５Ｂを用いず、替りにコイル８をモールドした構造でもよい。また、モータ５は、モータ５の筐体上部５Ａと筐体下部５Ｂを用いず、替りにコイル８とモータ内蔵基板６をモールドした構造でもよい。
【実施例５】
【００８１】
本実施例は、実施例４に記載のモータを空調機に適用した例である。本実施例の空調機は、冷媒を圧縮する圧縮機と室外熱交換器と、圧縮機を駆動する圧縮機駆動モータと、室外熱交換器に送風する室外機ファンモータとを室外機に、室内熱交換器と室内熱交換器に送風する室内機ファンモータとを室内機にそれぞれ備え、冷媒の流れる方向をバルブで切替えて冷房あるいは暖房を行うものである。
【００８２】
空調機の室外機ファンモータに従来技術の１２０度通電方式のモータを用いると、モータの振動による騒音が発生する。
【００８３】
この騒音を低減するために、１２０度通電方式のモータでは、防振用のゴムを使用している。防振用のゴムは、例えば、ファンモータを室外機本体に固定する固定部と、永久磁石回転子の永久磁石とシャフトの間もしくはシャフトとファンの間とに使用している。
【００８４】
本実施例では、正弦波駆動方式によりモータのトルクリップルを低減しモータの振動を低減しているため、防振用のゴムは使用しなくても騒音を低減できる。なお、さらに騒音を下げるために、本発明によるモータに防振用のゴムを使用しても勿論良い。
【００８５】
空調機の室外機には、圧縮機駆動モータからのノイズが多く、空調機の室外機の内部に制御用半導体装置７を配置すると制御用半導体装置７はノイズによる異常を発生し易く、また、制御信号にはノイズが印加され易い。
【００８６】
そのため、空調機の室外機においては、確実にデッドタイムを確保し、制御用半導体装置７に異常が発生した場合や、制御信号にノイズが印加された場合にモータ駆動用半導体装置１０の上下貫通による破壊を防ぐことの効果は大きい。
【００８７】
また、空調機の室内機ファンモータに実施例４に記載のモータを用いても良く、その場合もモータの振動が少ないので、室外機の場合と同様に騒音が少ない運転を実現出来、上下貫通による破壊を防ぐことが出来るので、高信頼性を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１の説明図。
【図２】実施例１のデッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置の詳細説明図。
【図３】実施例１の論理回路とデッドタイム生成回路の詳細説明図。
【図４】図３に示すＵ相論理回路とＵ相デッドタイム生成回路の第１のタイミングチャート。
【図５】図３に示すＵ相論理回路とＵ相デッドタイム生成回路の第２のタイミングチャート。
【図６】図３に示すＵ相論理回路とＵ相デッドタイム生成回路の第３のタイミングチャート。
【図７】図３に示すＵ相論理回路とＵ相デッドタイム生成回路の第４のタイミングチャート。
【図８】Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢの間のデッドタイムと、Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴ２とＵ相下アーム制御信号ＶＵＢ２の間のデッドタイムとの関係の例を示した図。
【図９】本発明の実施例２の論理回路とデッドタイム生成回路の詳細説明図。
【図１０】実施例３の説明図。
【図１１】実施例４のモータの構造の説明図。
【図１２】従来技術の説明図。
【図１３】従来技術のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１…商用電源、２…電源回路、３…マイコン、４…第１の基板、５，５０…モータ、５Ａ…モータの筐体上部、５Ｂ…モータの筐体下部、６，６０…モータ内蔵基板、７…制御用半導体装置、８…コイル、９，９０…ホールＩＣ、１０…デッドタイム生成機能付きモータ駆動用半導体装置、１０Ａ…デッドタイム生成機能付きプリドライブ半導体装置、
１０Ｂ…モータ駆動用スイッチング素子、１１…内部電源回路、１３…電流極性検出回路、１４…保護回路、１４Ａ…Ｖｃｃ不足電圧検出回路、１４Ｂ…過電流検出回路、１４Ｃ…Ｆａｕｌｔ回路、１５…高圧電源電圧検出回路、１６…温度検出回路、２０…引き出し配線、２１…コイル接続端子、２２…永久磁石回転子、１００…１２０度通電方式モータ駆動用半導体装置、Ｔ１，Ｔ１′…Ｕ相上アームスイッチング素子、Ｔ２，Ｔ２′…Ｖ相上アームスイッチング素子、Ｔ３,Ｔ３′…Ｗ相上アームスイッチング素子、Ｔ４,Ｔ４′…Ｕ相下アームスイッチング素子、Ｔ５，Ｔ５′…Ｖ相下アームスイッチング素子、Ｔ６，Ｔ６′…Ｗ相下アームスイッチング素子、Ｄ１，Ｄ１′…Ｕ相上アーム還流ダイオード、Ｄ２，Ｄ２′…Ｖ相上アーム還流ダイオード、Ｄ３，Ｄ３′…Ｗ相上アーム還流ダイオード、Ｄ４，Ｄ４′…Ｕ相下アーム還流ダイオード、Ｄ５，Ｄ５′…Ｖ相下アーム還流ダイオード、Ｄ６，Ｄ６′…Ｗ相下アーム還流ダイオード、ＫＴ…上アーム駆動回路、ＫＢ…下アーム駆動回路、ＤＬ１…デッドタイム生成回路、ＤＬ１＿Ｕ…Ｕ相デッドタイム生成回路、ＬＧ１…論理回路、ＬＧ１＿Ｕ…Ｕ相論理回路、ＣＨ…チャージポンプ回路、
Ｒｓ…シャント抵抗、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ５…電源安定化用コンデンサ、Ｃ３，Ｃ４…チャージポンプ回路用コンデンサ、Ｄ７，Ｄ８…チャージポンプ回路用ダイオード、Ｐ１…Ｕ相上アーム制御信号入力端子、Ｐ２…Ｖ相上アーム制御信号入力端子、Ｐ３…Ｗ相上アーム制御信号入力端子、Ｐ４…Ｕ相下アーム制御信号入力端子、Ｐ５…Ｖ相下アーム制御信号入力端子、Ｐ６…Ｗ相下アーム制御信号入力端子、Ｐ７…電流極性信号出力端子、Ｐ８…Ｆａｕｌｔ信号出力端子、Ｐ９…Ｕ相出力端子、Ｐ１０…Ｖ相出力端子、Ｐ１１…Ｗ相出力端子、Ｐ１２…クロック信号入力端子、ＶＤＣ…高圧電源電圧、Ｖｃｃ…駆動回路用電源電圧、Ｖｓｐ…速度指令信号、ＦＧ…回転数信号、ＧＮＤ…グランド電位、ＶＨＵ，
ＶＨＵ′…Ｕ相磁極位置信号、ＶＨＶ，ＶＨＶ′…Ｖ相磁極位置信号、ＶＨＷ′…Ｗ相磁極位置信号、Ｖｍ…マイコン用電源電圧、ＶＢ…制御用半導体の電源電圧、ＶＵＭ，
ＶＵＭ′…Ｕ相出力電圧、ＶＶＭ，ＶＶＭ′…Ｖ相出力電圧、ＶＷＭ，ＶＷＭ′…Ｗ相出力電圧、ＶＵＴ，ＶＵＴ１，ＶＵＴ２…Ｕ相上アーム制御信号、ＶＶＴ…Ｖ相上アーム制御信号、ＶＷＴ…Ｗ相上アーム制御信号、ＶＵＢ，ＶＵＢ１，ＶＵＢ２…Ｕ相下アーム制御信号、ＶＶＢ…Ｖ相下アーム制御信号、ＶＷＢ…Ｗ相下アーム制御信号、ＶＵＰ…Ｕ相電流極性信号、Ｖｆ…フォルト信号、Ｖｈ…高圧電源電圧信号、Ｖｔ…温度信号、ＶＣＬ…クロック信号、ＶＣＰ…上アームＩＧＢＴ駆動用電源電圧、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１２，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６…ＮＯＴ回路、Ｌ３，Ｌ５，Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ１７，Ｌ１８…ＮＡＮＤ回路、Ｒ１，Ｒ２…抵抗、Ｔａ…抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなるＣＲ回路の遅延時間により生成されるデッドタイム、Ｔ１，
Ｔ２…Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢとの間のデッドタイム、Ｔ３，Ｔ４…Ｕ相上アーム制御信号ＶＵＴとＵ相下アーム制御信号ＶＵＢとが共に
“Ｈ”である期間。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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