專利名稱：半導(dǎo)體裝置和具有該半導(dǎo)體裝置的馬達(dá)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置和具有該半導(dǎo)體裝置的馬達(dá)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉及正弦波驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體裝置和具有該半導(dǎo)體裝置的馬達(dá)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
近年，在家用電器和工業(yè)用的馬達(dá)中，廣泛采用逆變器控制的三相無電刷(brushless)馬達(dá)。尤其是在家用電器中價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，希望提供廉價(jià)的逆變器裝置。因此，作為逆變器的方式，采用電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、且馬達(dá)效率高、廉價(jià)的120度通電方式。
利用圖9，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的120度通電方式的例子進(jìn)行說明。圖9中，標(biāo)記1是商用電源，2是電源電路，該電源電路基于來自商用電源1的交流電壓而生成VDC、Vcc和Vm。VDC是馬達(dá)的逆變器驅(qū)動(dòng)用的主電源電壓，Vcc是120度通電方式馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10C的驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓，Vm是微型計(jì)算機(jī)3用的電源電壓。微型計(jì)算機(jī)3向馬達(dá)5C輸出速度指令信號(hào)Vsp，并輸入從馬達(dá)5C輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)FG。電源電路2和微型計(jì)算機(jī)3配置在第一基板4上。
馬達(dá)5C內(nèi)置有馬達(dá)內(nèi)置基板6C。120度通電方式馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10C、孔IC9C和分流電阻Rs配置在馬達(dá)內(nèi)置基板6C上。120度通電方式馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10C的輸出端子與線圈8連接。
圖10是120度通電方式的時(shí)序圖。圖10的A～C表示磁極位置信號(hào)VHU’、VHV’、VHW’，圖10的D～F表示輸出電壓VUM’、VVM’、VWM’的示意波形。120度通電方式馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10C基于磁極位置信號(hào)VHU’、VHV’、VHW’，輸出電角的120度期間的H信號(hào)和L信號(hào)。線圈8中流動(dòng)該120度的期間電流，在各120度的期間之間存在60度的無通電時(shí)間。若以該120度通電方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，則馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)(ripple)增大，因此馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生噪音。
作為降低噪音的方法，存在使馬達(dá)的相電流為正弦波狀的稱作正弦波驅(qū)動(dòng)方式的方式。為了以正弦波驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行馬達(dá)的高效驅(qū)動(dòng)，需要進(jìn)行馬達(dá)的相電流的相位控制。但是，該相位控制需要使用昂貴的電流傳感器、或使用昂貴的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行高度的運(yùn)算處理，與120度通電方式比較，成為昂貴的系統(tǒng)。
另外，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下方法使用模擬電路，以低成本使馬達(dá)的相電流為近似正弦波狀。
專利文獻(xiàn)1特開2004-120841號(hào)公報(bào)((0020)段～(0025)段和(0046)段～(0049)段的記載)若以所述120度通電方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，則馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)增大，因此馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生噪音。在所述現(xiàn)有技術(shù)的正弦波驅(qū)動(dòng)方式中，為了進(jìn)行馬達(dá)的相電流的相位控制，需要使用昂貴的電流傳感器、或使用昂貴的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行高度的運(yùn)算處理。
在所述的專利文獻(xiàn)1所記載的使相電流為近似正弦波狀的方法中，無法充分降低馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，由于未進(jìn)行電流相位的控制，因此不能實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題而實(shí)現(xiàn)，目的在于能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)用正弦波驅(qū)動(dòng)方式來降低馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、及通過電流相位控制進(jìn)行的馬達(dá)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，具備用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的開關(guān)元件、和用于驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路，并具有對(duì)馬達(dá)的相電流的電流極性進(jìn)行檢測(cè)的電流極性檢測(cè)功能。另外，本發(fā)明的馬達(dá)內(nèi)置有該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。
另外，本發(fā)明的三相馬達(dá)內(nèi)置有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置、控制用半導(dǎo)體裝置、和至少一個(gè)磁極位置檢測(cè)器，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，是由一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的一體封裝的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體芯片具備六個(gè)開關(guān)元件，用于驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)；三個(gè)輸出端子，分別向所述三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，用于輸入對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)，所述控制用半導(dǎo)體裝置輸入所述磁極位置檢測(cè)器所輸出的磁極位置信號(hào)，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件分別進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)，所述六個(gè)控制信號(hào)輸入到所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置的六個(gè)控制輸入端子。
根據(jù)本發(fā)明，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)基于正弦波驅(qū)動(dòng)方式的馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的降低、及基于電流相位控制的馬達(dá)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1是實(shí)施例一的說明圖；圖2是實(shí)施例一的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置的詳細(xì)說明圖；圖3是實(shí)施例一的電流極性檢測(cè)電路的說明圖；圖4是圖3所示的電流檢測(cè)電路的時(shí)序圖；圖5是實(shí)施例一的其他電流檢測(cè)電路的說明圖；圖6是圖5所示的其他電流檢測(cè)電路的時(shí)序圖；圖7是表示實(shí)施例一的控制法的例子的時(shí)序圖；圖8是實(shí)施例七的馬達(dá)的第一構(gòu)造例的說明圖；圖9是現(xiàn)有技術(shù)的說明圖；圖10是現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)序圖；圖11是簡(jiǎn)略表現(xiàn)圖1的說明圖；圖12是實(shí)施例二的說明圖；圖13是實(shí)施例三的說明圖；圖14是實(shí)施例四的說明圖；圖15是實(shí)施例四的預(yù)驅(qū)動(dòng)(predrive)半導(dǎo)體裝置和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件的詳細(xì)說明圖；圖16是實(shí)施例五的說明圖；圖17是實(shí)施例六的說明圖；圖18是實(shí)施例七的馬達(dá)的第二構(gòu)造例的說明圖；
圖19是實(shí)施例七的馬達(dá)的第三構(gòu)造例的說明圖。
圖中1-商用電源；2-電源電路；3-微型計(jì)算機(jī)；4-第一基板；5、5C-馬達(dá)；5A-馬達(dá)的框體上部；5B-馬達(dá)的框體下部；6、6C-馬達(dá)內(nèi)置基板；7-控制用半導(dǎo)體裝置；7’-控制用半導(dǎo)體芯片；8-線圈；9、9C-孔IC(hole IC)；10-馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置；10’-馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片；10A-預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置；10B-馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件；10C-120度通電方式馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置；11-內(nèi)部電源電路；13-電流極性檢測(cè)電路；14-保護(hù)電路；14A-Vcc不足電壓檢測(cè)電路；14B-過電流檢測(cè)電路；14C-故障(Fault)電路；15-高壓電源電壓檢測(cè)電路；16-溫度檢測(cè)電路；17-控制用半導(dǎo)體芯片內(nèi)置一體封裝馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置；18-控制用半導(dǎo)體芯片內(nèi)置一體封裝預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置；20-引出布線；21-線圈連接端子；22-永磁鐵轉(zhuǎn)子；T1、T1’-U相上支路(arm)開關(guān)元件；T2、T2’-V相上支路開關(guān)元件；T3、T3’-W相上支路開關(guān)元件；T4、T4’-U相下支路開關(guān)元件；T5、T5’-V相下支路開關(guān)元件；T6、T6’-W相下支路開關(guān)元件；D1、D1’-U相上支路回流二極管；D2、D2’-V相上支路回流二極管；D3、D3’-W相上支路回流二極管；D4、D4’-U相下支路回流二極管；D5、D5’-V相下支路回流二極管；D6、D6’-W相下支路回流二極管；KT-上支路驅(qū)動(dòng)電路；KB-下支路驅(qū)動(dòng)電路；FL1-濾波電路；K1-U相上支路驅(qū)動(dòng)電路；K4-U相下支路驅(qū)動(dòng)電路；LG1-邏輯電路；CH-電荷泵電路(charge pump circuit)；Rs-分流電阻；C1、C2、C5-電源穩(wěn)定化用電容器；C3、C4-電荷泵電路用電容器；D7、D8-電荷泵電路用二極管；P1-U相上支路控制信號(hào)輸入端子；P2-V相上支路控制信號(hào)輸入端子；P3-W相上支路控制信號(hào)輸入端子；P4-U相下支路控制信號(hào)輸入端子；P5-V相下支路控制信號(hào)輸入端子；P6-W相下支路控制信號(hào)輸入端子；P7-電流極性信號(hào)輸出端子；P8-故障(Fault)信號(hào)輸出端子；P9-U相輸出端子；P10-V相輸出端子；P11-W相輸出端子；P12-時(shí)鐘信號(hào)輸入端子；L1-電平移動(dòng)電路；F1、F2-鎖存電路；CM1-比較器；VDC-高壓電源電壓；Vcc-驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓；Vsp-速度指令信號(hào)；FG-轉(zhuǎn)速信號(hào)；GND-接地電位；VHU、VHU’-U相磁極位置信號(hào)；VHV、VHV’-V相磁極位置信號(hào)；VHW’-W相磁極位置信號(hào)；Vm-微型計(jì)算機(jī)用電源電壓；VB-控制用半導(dǎo)體的電源電壓；VUM、VUM’-U相輸出電壓；VVM、VVM’-V相輸出電壓；VWM、VWM’-W相輸出電壓；VUT、VUT’-U相上支路控制信號(hào)；VVT-V相上支路控制信號(hào)；VWT-W相上支路控制信號(hào)；VUB、VUB’-U相下支路控制信號(hào)；VVB-V相下支路控制信號(hào)；VWB-W相下支路控制信號(hào)；VUP-U相電流極性信號(hào)；VUPA-包含電流極性信息的電壓；Vf-故障信號(hào)；Vh-高壓電源電壓信號(hào)；Vt-溫度信號(hào)；VCL-時(shí)鐘信號(hào)；VCP-上支路IGBT驅(qū)動(dòng)用電源電壓；VUL-電平移動(dòng)電路的輸出電壓；IUM-U相相電流；IVM-V相相電流；IWM-W相相電流；VUR-分流電阻的電壓；VUC-比較器輸出電壓；t1、t2、t3、t4-對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的定時(shí)；Vca-載波信號(hào)；Vu-U相調(diào)制信號(hào)；Vv-V相調(diào)制信號(hào)；Vw-W相調(diào)制信號(hào)；Vi-U相感應(yīng)電壓。
具體實(shí)施例方式
以下，利用附圖，對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說明。
(實(shí)施例一)圖1是本實(shí)施例的說明圖。圖1中標(biāo)記1是商用電源。圖1的標(biāo)記2是電源電路，基于來自商用電源1的交流電壓，生成直流的VDC、Vcc和Vm。VDC例如為約141V～約450V的高壓電壓，用作馬達(dá)的逆變器驅(qū)動(dòng)用的高壓電源電壓。Vcc例如約為15V，是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10中使用的驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓。Vm是微型計(jì)算機(jī)3用的電源電壓，例如為3V～5.5V左右。電源電路2和微型計(jì)算機(jī)3配置在第一基板4上。
微型計(jì)算機(jī)3輸出速度指令信號(hào)Vsp，并輸入從馬達(dá)5C輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)FG。微型計(jì)算機(jī)3通過該速度指令信號(hào)Vsp調(diào)整馬達(dá)5的轉(zhuǎn)速。在圖1中，Vsp線和FG線以布線形式將微型計(jì)算機(jī)3與控制用半導(dǎo)體裝置7之間直接連接，但也可經(jīng)由光耦合器或緩沖電路連接。微型計(jì)算機(jī)3輸出脈沖狀的速度指令信號(hào)，通過由電容器和電阻構(gòu)成的CR積分電路將該信號(hào)變換成模擬信號(hào)，從而將模擬的速度指令信號(hào)輸入到控制用半導(dǎo)體裝置7。
在圖1中，標(biāo)記6是馬達(dá)內(nèi)置基板，內(nèi)置于馬達(dá)5?？刂朴冒雽?dǎo)體裝置7、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10、孔IC9、分流(shunt)電阻Rs、高壓電源電壓檢測(cè)電路15、溫度檢測(cè)電路16配置在馬達(dá)內(nèi)置基板6上。
雖未圖示，但在孔IC9中使用Vcc或VB作為電源電壓。也存在代替孔IC9而使用更低成本的孔元件的情況?？譏C9或孔元件是磁極位置檢測(cè)器的例子，輸出表示馬達(dá)5的永磁鐵轉(zhuǎn)子的位置的磁極位置信號(hào)。在使用孔元件的情況下，各孔元件的輸出電壓是兩個(gè)端子之間的電壓。由于通常孔元件的輸出電壓是1V以下的微小電壓，因此需要使用放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。在圖1中，作為磁極位置檢測(cè)器使用了兩個(gè)孔IC，但磁極位置檢測(cè)器也可以是三個(gè)或一個(gè)。
對(duì)圖1的控制用半導(dǎo)體裝置7輸入電源電壓VB、來自微型計(jì)算機(jī)3的速度指令信號(hào)Vsp、來自馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10的電流極性信號(hào)VUP和故障信號(hào)Vf、來自高壓電源電壓檢測(cè)電路15的高壓電源電壓信號(hào)Vh、來自溫度檢測(cè)電路16的溫度信號(hào)Vt、來自孔IC9的磁極位置信號(hào)VHU和VHV?？刂朴冒雽?dǎo)體裝置7既可使用通用的微型計(jì)算機(jī)，也可使用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)專用IC。
圖1中VB是控制用半導(dǎo)體裝置7的電源電壓，例如為3V～5.5V左右。在圖1中，在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10的內(nèi)部產(chǎn)生，但也可通過外部的調(diào)節(jié)器或齊納二極管等從Vcc生成。另外，還可以是在馬達(dá)5的內(nèi)部不生成控制用半導(dǎo)體裝置7用的電源電壓，取而代之將第一基板4上的Vm輸入到控制用半導(dǎo)體裝置7。
控制用半導(dǎo)體裝置7向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10輸出控制信號(hào)VUT、VVT、VWT、VUB、VVB、VWB?？刂菩盘?hào)VUT、VVT、VWT、VUB、VVB、VWB是用于控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10內(nèi)的開關(guān)元件的接通/斷開的信號(hào)。對(duì)于控制用半導(dǎo)體裝置7所進(jìn)行的控制在后面敘述。
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10具備內(nèi)部電源電路11、電流極性檢測(cè)電路13、保護(hù)電路14。另外，在圖1中雖未圖示，但還具備六個(gè)開關(guān)元件和用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10將輸出電壓VUM、VVM、VWM從輸出端子進(jìn)行輸出。對(duì)于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10的詳細(xì)情況在后面敘述。
馬達(dá)5的線圈8與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10的輸出端子連接。分流電阻Rs配置在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10內(nèi)的下支路開關(guān)元件與接地電位GND之間。分流電阻Rs例如用于監(jiān)測(cè)開關(guān)元件中流動(dòng)的電流的電流值。
高壓電源電壓檢測(cè)電路15與高壓電源電壓VDC連接，將高壓電源電壓VDC的信息作為高壓電源電壓信號(hào)Vh而輸出。在圖1的例子中，利用串聯(lián)連接的兩個(gè)電阻，將高壓電源電壓VDC變換成低電壓而輸出。
溫度檢測(cè)電路16向控制用半導(dǎo)體輸出包含溫度信息的溫度信號(hào)Vt。在圖1中，溫度檢測(cè)電路16由電阻和作為溫度檢測(cè)元件的熱敏電阻(thermistor)構(gòu)成。控制用半導(dǎo)體裝置7基于溫度信號(hào)Vt，在達(dá)到異常高溫時(shí)，例如通過降低馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的電流或停止馬達(dá)來進(jìn)行過熱保護(hù)。通過該過熱保護(hù)功能，能夠防止例如馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10和控制用半導(dǎo)體裝置7在異常高溫時(shí)的誤動(dòng)作和破壞。
在利用溫度檢測(cè)電路16進(jìn)行控制用半導(dǎo)體裝置7的過熱保護(hù)時(shí)，熱敏電阻配置在控制用半導(dǎo)體裝置7的附近為好。熱敏電阻中存在如下類型電阻值具有正的溫度依賴性、電阻值具有負(fù)的溫度依賴性、電阻值在某一溫度下急劇變化等類型，在溫度檢測(cè)電路16中可使用任一種熱敏電阻。另外，不僅是熱敏電阻，還可將二極管或Si半導(dǎo)體溫度傳感器用作溫度檢測(cè)元件。
在圖1中，控制用半導(dǎo)體裝置7、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10、高壓電源電壓檢測(cè)電路15、溫度檢測(cè)電路16和分流電阻Rs配置在馬達(dá)內(nèi)置基板6上。但是，這些也可配置在第一基板4上。
在將圖1的實(shí)施例應(yīng)用到給空調(diào)設(shè)備的室外機(jī)的熱交換器送風(fēng)的風(fēng)扇馬達(dá)時(shí)，例如，第一基板4是室外機(jī)的主基板，馬達(dá)5是室外機(jī)的風(fēng)扇馬達(dá)。
下面，對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。在圖2中表示馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10的詳細(xì)圖的例子。在圖2中，T1～T6是用于驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)的六個(gè)開關(guān)元件，在本實(shí)施例中，使用了作為功率半導(dǎo)體開關(guān)元件的IGBT，但也可以是功率MOSFET或雙極性晶體管。在圖2中，D1～D6是與各IGBT反向并聯(lián)連接的回流二極管。
圖2的P9是U相的輸出端子，P10是V相的輸出端子，P11是W相的輸出端子。這些輸出端子與馬達(dá)的線圈8連接。
圖2中VUT是U相上支路控制信號(hào)，從U相上支路控制信號(hào)輸入端子P1被輸入，并被傳輸?shù)竭壿嬰娐稬G1→濾波電路FL1→上支路驅(qū)動(dòng)電路KT→U相上支路IGBT T1。圖2中VVT是V相上支路控制信號(hào)，從V相上支路控制信號(hào)輸入端子P2被輸入，并被傳輸?shù)竭壿嬰娐稬G1→濾波電路FL1→上支路驅(qū)動(dòng)電路KT→V相上支路IGBT T2。圖2中VWT是W相上支路控制信號(hào)，從W相上支路控制信號(hào)輸入端子P3被輸入，并被傳輸?shù)竭壿嬰娐稬G1→濾波電路FL1→上支路驅(qū)動(dòng)電路KT→W相上支路IGBT T3。圖2中VUB是U相下支路控制信號(hào)，從U相下支路控制信號(hào)輸入端子P4被輸入，并被傳輸?shù)竭壿嬰娐稬G1→濾波電路FL1→下支路驅(qū)動(dòng)電路KB→U相下支路IGBT T4。圖2中VVB是V相下支路控制信號(hào)，從V相下支路控制信號(hào)輸入端子P5被輸入，并被傳輸?shù)竭壿嬰娐稬G1→濾波電路FL1→下支路驅(qū)動(dòng)電路KB→V相下支路IGBTT5。圖2中VWB是W相下支路控制信號(hào)，從W相下支路控制信號(hào)輸入端子P6被輸入，并被傳輸?shù)竭壿嬰娐稬G1→濾波電路FL1→下支路驅(qū)動(dòng)電路KB→W相下支路IGBTT6。
圖2中電荷泵電路CH是生成上支路IGBT驅(qū)動(dòng)用電源電壓VCP的電路。二極管D7、D8及電容器C3、C4是電荷泵電路用的外圍部件。二極管D7、D8也可內(nèi)置于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10。用于使電荷泵電路CH動(dòng)作的時(shí)鐘信號(hào)VCL從時(shí)鐘信號(hào)輸入端子P12被輸入到電荷泵電路CH。在圖1中雖未圖示，但時(shí)鐘信號(hào)VCL例如由控制用半導(dǎo)體裝置7輸出。
內(nèi)部電源電路11基于驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓Vcc，生成控制用半導(dǎo)體裝置7的電源電壓VB?？刂朴冒雽?dǎo)體裝置7的電源電壓VB是比驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓Vcc低的電壓。VB被用作控制用半導(dǎo)體裝置7的電源電壓，而且在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10內(nèi)的一部分的電路中也被用作電源電壓。電流極性檢測(cè)電路13例如檢測(cè)U相的電流極性，從電流極性信號(hào)輸出端子P7輸出U相電流極性信號(hào)VUP。電流極性信號(hào)也可以不是U相的電流極性信號(hào)，而是V相或W相的電流極性信號(hào)。
Vcc不足電壓檢測(cè)電路14A監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓Vcc，若驅(qū)動(dòng)電路用電源電壓Vcc達(dá)到某一閾值電壓以下，則向故障電路14C發(fā)出低電壓檢測(cè)信號(hào)。若分流電阻Rs的電壓達(dá)到某一電平以上，則過電流檢測(cè)電路14B向故障電路14C發(fā)出過電流檢測(cè)信號(hào)。故障電路14C若收到來自Vcc不足電壓檢測(cè)電路14A的Vcc低電壓檢測(cè)信號(hào)或來自過電流檢測(cè)電路14B的過電流檢測(cè)信號(hào)，則向邏輯電路LG1輸出斷開信號(hào)，并從故障信號(hào)輸出端子P8輸出故障信號(hào)Vf。故障電路14C若收到Vcc低電壓信號(hào)或過電流檢測(cè)信號(hào)，則向邏輯電路LG1輸出斷開指令信號(hào)。邏輯電路LG1若從故障電路14C輸入斷開指令信號(hào)，則無論VUT、VVT、VWT、VUB、VVB、VWB的H/L，輸出使所有IGBT斷開的信號(hào)。
如上所述，本實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10若檢測(cè)到過電流或Vcc低電壓等異常則斷開開關(guān)元件。但是，也可以采用如下方式即使在檢測(cè)到異常的情況下也不斷開開關(guān)元件，而是將發(fā)生了異常這一情況作為故障信號(hào)Vf輸出到控制用半導(dǎo)體裝置7，由控制用半導(dǎo)體裝置7輸出使開關(guān)元件斷開的控制信號(hào)。
圖2的C1、C2、C5是穩(wěn)定電源用電容器。在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10由一個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的情況下，這一片半導(dǎo)體芯片內(nèi)混合存在有高耐壓元件和低壓元件。作為該半導(dǎo)體芯片內(nèi)的各元件的分離機(jī)構(gòu)，采用電介質(zhì)分離(DI分離)或SOI或PN耦合分離等。
下面，對(duì)電流極性檢測(cè)電路13的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。圖3是電流極性檢測(cè)電路13的第一例。在圖3中，表示了電流極性檢測(cè)電路13檢測(cè)U相的電流極性的例子。
如圖3所示，逆變器裝置具有U相上支路開關(guān)元件T1及U相下支路開關(guān)元件T4、U相上支路驅(qū)動(dòng)電路K1、U相下支路驅(qū)動(dòng)電路K4。線圈8與U相上支路開關(guān)元件T1及U相下支路開關(guān)元件T4的中點(diǎn)連接。U相上支路回流二極管D1與U相上支路開關(guān)元件T1反向并聯(lián)連接，U相下支路回流二極管D4與U相下支路開關(guān)元件T4反向并聯(lián)連接。
本實(shí)施例的電流極性檢測(cè)電路13具有電平移動(dòng)電路L1及鎖存電路F1。電平移動(dòng)電路L1將U相輸出電壓VUM變換成更低壓而輸出。具體而言，在U相輸出電壓VUM近似等于高壓電源電壓VDC時(shí)，輸出某一電壓電平的信號(hào)。以下將此成為“H”信號(hào)。在U相輸出電壓VUM近似為零時(shí)，輸出零電平的電壓信號(hào)。以下將此成為“L”信號(hào)?！癏”信號(hào)的電壓電平只要是鎖存電路F1能夠檢測(cè)出“H”信號(hào)的電平即可。例如，在高壓電源電壓VDC發(fā)生了變化的情況下，“H”信號(hào)的電壓電平只要在鎖存電路F1能夠檢測(cè)出“H”信號(hào)的電壓范圍內(nèi)，則也可依賴于高壓電源電壓VDC而變化。
在本實(shí)施例中，當(dāng)U相上支路開關(guān)元件T1及U相下支路開關(guān)元件T4都斷開時(shí)，以U相下支路控制信號(hào)VUB’的上升沿的定時(shí)監(jiān)測(cè)電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL，由此檢測(cè)U相的電流極性。
鎖存電路F1以U相下支路控制信號(hào)VUB’的上升沿的定時(shí)使電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL反相，并將其作為U相電流極性信號(hào)VUP而輸出。鎖存電路F1保持之前的信號(hào)直至下一個(gè)U相下支路控制信號(hào)VUB’的上升的定時(shí)為止。
圖4是圖3所示的電流極性檢測(cè)電路13的時(shí)序圖的例子。參照?qǐng)D4，對(duì)圖3的電流極性檢測(cè)電路13的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖4的A表示U相上支路控制信號(hào)VUT’，圖4的B表示U相下支路控制信號(hào)VUB’。圖4的C表示U相上支路開關(guān)元件T1的動(dòng)作，圖4的D表示U相下支路開關(guān)元件T4的動(dòng)作。H是接通，L是斷開。圖4的E表示IUM。U相相電流IUM是從U相輸出端流入到線圈8的電流，電流向線圈8流入時(shí)極性為正，電流從線圈8流出時(shí)極性為負(fù)。圖4的F表示U相輸出電壓VUM，圖4的G表示電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL，圖4的H表示鎖存電路F1的輸出電壓。圖4的I表示對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的定時(shí)、即鎖存電路F1鎖存電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL的定時(shí)。
比較圖4的A和B，可知設(shè)置有U相上支路控制信號(hào)VUT’和U相下支路控制信號(hào)VUB’同時(shí)斷開的區(qū)間(停滯時(shí)間(dead time))。這是為了防止上下支路開關(guān)元件同時(shí)接通而設(shè)置的。
如圖4的I所示，對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的定時(shí)是圖4的B的U相下支路控制信號(hào)VUB’從“L”上升到“H”的時(shí)點(diǎn)t1、t2、t3、t4。比較圖4的B和D可知，相對(duì)于U相下支路控制信號(hào)VUB’，U相下支路開關(guān)元件T4的動(dòng)作稍微延遲。因此，在U相下支路控制信號(hào)VUB’從“L”上升到“H”的時(shí)點(diǎn)t1，如圖4的C所示，U相上支路開關(guān)元件T1斷開，如圖4的D所示，U相下支路開關(guān)元件T4仍然斷開。
在圖4的E的U相相電流IUM為負(fù)時(shí)，即在時(shí)點(diǎn)t1、t2，電流從線圈8通過U相上支路回流二極管D1流向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用電源。因此，如圖4的F所示，U相輸出電壓VUM大致與高壓電源電壓VDC相等。
在圖4的E的U相相電流IUM為正時(shí)，即在時(shí)點(diǎn)t3、t4，電流從接地電位GND通過U相下支路回流二極管D4流向線圈8。因此，如圖4的F所示，U相輸出電壓VUM大為0。
圖4的G的電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL是將圖4的F的U相輸出電壓VUM降低后的電壓。因此，輸出電壓VUL的振幅比U相輸出電壓VUM的振幅小，但波形相同。
圖4的H的U相電流極性信號(hào)VUP是以圖4的B的U相下支路控制信號(hào)VUB’的上升沿，使電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL反相的信號(hào)。
比較圖4的E和I可知，若U相相電流IUM從負(fù)變?yōu)檎瑒tU相電流極性信號(hào)VUP會(huì)從“L”變?yōu)椤癏”。U相電流極性信號(hào)VUP從“L”變?yōu)椤癏”的定時(shí)，是在U相相電流IUM變?yōu)檎骍相下支路控制信號(hào)VUB’第一次上升的時(shí)點(diǎn)t3。
在圖3中，將電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL直接輸入到了鎖存電路F1。但是，即使在中間追加一級(jí)以上的MOS逆變器，也能實(shí)現(xiàn)發(fā)揮同樣的功能的電路。
在圖3中，將下支路控制信號(hào)VUB’直接輸入到了鎖存電路F1中。但是，即使在中間追加一級(jí)以上的MOS逆變器，也能實(shí)現(xiàn)發(fā)揮同樣的功能的電路。
圖3及圖4表示了檢測(cè)U相的電流極性的例子，但當(dāng)然檢測(cè)其他相的電流時(shí)也是同樣的。
圖5是電流極性檢測(cè)電路13的第二例。在圖5中，表示了電流極性檢測(cè)電路13檢測(cè)U相的電流極性的例子。如圖5所示，逆變器裝置具有U相上支路開關(guān)元件T1及U相下支路開關(guān)元件T4、U相上支路驅(qū)動(dòng)電路K1、U相下支路驅(qū)動(dòng)電路K4。線圈8與U相上支路開關(guān)元件T1及U相下支路開關(guān)元件T4的中點(diǎn)連接。U相上支路回流二極管D1與U相上支路開關(guān)元件T1反向并聯(lián)連接，U相下支路回流二極管D4與U相下支路開關(guān)元件T4反向并聯(lián)連接。在U相下支路開關(guān)元件T4與接地電位GND之間連接有分流電阻Rs。
圖5所示的電流極性檢測(cè)電路13具有比較器CM1及鎖存電路F2。比較器CM1進(jìn)行分流電阻Rs的電壓VUR的正負(fù)判定。鎖存電路F2以U相下支路控制信號(hào)VUB’的下降沿的定時(shí)使比較器的輸出電壓VUC反相，并將其作為U相電流極性信號(hào)VUP而輸出。鎖存電路F2保持之前的信號(hào)直至下一個(gè)U相下支路控制信號(hào)VUB’下降的定時(shí)為止。
在圖5中，當(dāng)U相上支路開關(guān)元件T1斷開且U相下支路開關(guān)元件T4接通時(shí)，以U相下支路控制信號(hào)VUB’的下降沿的定時(shí)對(duì)分流電阻Rs中流動(dòng)的電流的流向進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由此檢測(cè)U相的電流極性。
圖6是圖5所示的電流極性檢測(cè)電路13的時(shí)序圖的例子。參照?qǐng)D6，對(duì)圖5的電流極性檢測(cè)電路13的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖6的A表示上支路控制信號(hào)VUT’，圖6的B表示下支路控制信號(hào)VUB’。圖6的C表示U相上支路開關(guān)元件T1的動(dòng)作，圖6的D表示U相下支路開關(guān)元件T4的動(dòng)作。H是接通，L是斷開。圖6的E表示U相相電流IUM。U相相電流IUM是從U相輸出端流入到線圈8的電流，電流向線圈8流入時(shí)極性為正，電流從線圈8流出時(shí)極性為負(fù)。圖6的F表示分流電阻Rs的電壓VUR，圖6的G表示比較器CM1的輸出電壓VUC，圖6的H表示鎖存電路F2的輸出電壓。圖6的I表示對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的定時(shí)、即鎖存電路F2鎖存比較器CM1的輸出電壓VUC的定時(shí)。
如圖6的I所示，對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的定時(shí)是U相下支路控制信號(hào)VUB’從“H”下降到“L”的時(shí)點(diǎn)t1、t2、t3、t4。比較圖6的B和D可知，相對(duì)于U相下支路控制信號(hào)VUB’，U相下支路開關(guān)元件T4的動(dòng)作僅稍微延遲。因此，在U相下支路控制信號(hào)VUB’從“H”下降到“L”的時(shí)點(diǎn)t1，如圖6的C所示，U相上支路開關(guān)元件T1斷開，如圖6的D所示，U相下支路開關(guān)元件T4仍然接通。
在圖6的E的U相相電流IUM為負(fù)時(shí)，即在時(shí)點(diǎn)t1、t2，如圖6的D所示，U相下支路開關(guān)元件T4接通，電流從線圈8通過U相下支路開關(guān)元件T4、分流電阻Rs流向接地電位GND。因此，如圖6的F所示，分流電阻Rs的電壓VUR變?yōu)檎?br> 在圖6的E的U相相電流IUM為正時(shí)，即在時(shí)點(diǎn)t3、t4，如圖6的C所示，U相上支路開關(guān)元件T1斷開，因此電流從接地電位GND通過分流電阻Rs、U相下支路回流二極管D4流向線圈8。因此，如圖6的F所示，分流電阻Rs的電壓VUR變?yōu)樨?fù)。
圖6的G的比較器輸出電壓VUC表示分流電阻Rs的電壓VUR的正負(fù)判定結(jié)果。在分流電阻Rs的電壓VUR為正時(shí)，比較器輸出電壓VUC為“H”，在分流電阻Rs的電壓VUR為負(fù)時(shí)，比較器輸出電壓VUC變?yōu)椤癓”。
圖6的H的U相電流極性信號(hào)VUP是以U相下支路控制信號(hào)VUB’的下降沿的定時(shí)，使比較器輸出電壓VUC反相后的信號(hào)。
比較圖6的E和H可知，若U相相電流IUM從負(fù)變?yōu)檎?，則U相電流極性信號(hào)VUP會(huì)從“L”變?yōu)椤癏”。U相電流極性信號(hào)VUP從“L”變?yōu)椤癏”的定時(shí)，是在U相相電流IUM變?yōu)檎骍相下支路控制信號(hào)VUB’第一次下降的時(shí)點(diǎn)t3。
在圖5中，將比較器CM1的輸出電壓VUC直接輸入到了鎖存電路F2。但是，即使在中間追加一級(jí)以上的MOS逆變器，也能實(shí)現(xiàn)發(fā)揮同樣的功能的電路。在圖5中，將下支路控制信號(hào)VUB’直接輸入到了鎖存電路F2中。但是，即使在中間追加一級(jí)以上的MOS逆變器，也能實(shí)現(xiàn)發(fā)揮同樣的功能的電路。另外，圖5及圖6表示了檢測(cè)U相的電流極性的例子，但當(dāng)然檢測(cè)其他相的電流時(shí)也是同樣的。
下面，說明控制用半導(dǎo)體裝置7所進(jìn)行的控制。圖7是表示本發(fā)明中的控制法的例子的時(shí)序圖。圖7的A表示載波信號(hào)(三角波)Vca、U相調(diào)制信號(hào)Vu、V相調(diào)制信號(hào)Vv、W相調(diào)制信號(hào)Vw。圖7的B表示U相上支路控制信號(hào)VUT，圖7的C表示U相下支路控制信號(hào)VUB，圖7的D表示V相上支路控制信號(hào)VVT，圖7的E表示V相下支路控制信號(hào)VVB，圖7的F表示W(wǎng)相上支路控制信號(hào)VWT，圖7的G表示W(wǎng)相下支路控制信號(hào)VWB。圖7的H表示U相相電流IUM、V相相電流IVM、W相相電流IWM。圖7的I表示U相電流極性信號(hào)VUP，圖7的J表示U相感應(yīng)電壓Vi，圖7的K表示U相磁極位置信號(hào)VHU，圖7的L表示V相磁極位置信號(hào)VHV，圖7的M表示轉(zhuǎn)速信號(hào)FG。
為了進(jìn)行馬達(dá)的正弦波驅(qū)動(dòng)，首先生成正弦波狀的調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw。通過該正弦波狀的調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw與載波信號(hào)(三角波)Vca的比較，生成控制信號(hào)VUT、VUB、VVT、VVB、VWT、VWB?；谶@些控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件，并對(duì)線圈8施加相電壓，從而在線圈8中流動(dòng)正弦波狀的相電流IUM、IVM、IWM。為了在線圈8中流動(dòng)正弦波狀的相電流IUM、IVM、IWM，調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw也可以不是正弦波，只要調(diào)制信號(hào)之間的電壓Vu-Vv、Vv-Vw、Vw-Vu為正弦波形即可。作為調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw不是正弦波狀的正弦波驅(qū)動(dòng)方式的例子，具有稱作HIP調(diào)制方式的調(diào)制方式、稱作2相調(diào)制方式的調(diào)制方式等。由于這些調(diào)制方式具有能進(jìn)一步提高調(diào)制率的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛使用?？刂朴冒雽?dǎo)體裝置7所進(jìn)行正弦波驅(qū)動(dòng)方式可以是HIP調(diào)制方式或2相調(diào)制方式等。調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw可以不是正弦波狀的方式。
下面，對(duì)馬達(dá)的相電流的相位控制法進(jìn)行敘述。通過電流極性檢測(cè)電路13，生成某一相的電流極性信號(hào)。在圖7的例子中，生成了U相的電流極性信號(hào)VUP。為了使馬達(dá)的效率最大，需要對(duì)相電流與感應(yīng)電壓的相位差進(jìn)行控制。
效率最大的相電流的相位是與感應(yīng)電壓的相位一致或近似一致的相位。另外，感應(yīng)電壓與磁極位置信號(hào)的相位差是由孔IC的安裝位置確定的固定的值。另外，在圖7中，將U相感應(yīng)電壓Vi與U相磁極位置信號(hào)VHU的相位差表示為Δθa。
通過控制電流極性信號(hào)VUP與磁極位置信號(hào)VHU的相位差，能使馬達(dá)的效率最大。在圖7中，將U相電流極性信號(hào)VUP與U相磁極位置信號(hào)的相位差表示為Δθb，在Δθb偏離了馬達(dá)的效率為最大的規(guī)定的值的情況下，通過使調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw的相位前進(jìn)或延遲，控制施加到線圈8的相電壓的相位，使Δθb接近最佳值。此時(shí)，各相的調(diào)制信號(hào)Vu、Vv、Vw的相對(duì)位置當(dāng)然維持在電角120度。通過這種控制，基于1相份的電流極性信號(hào)，能夠使全部3相的相電流達(dá)到最佳相位。但是，為了提高電流相位控制的精度等，也可利用2相或3相的電流極性信號(hào)進(jìn)行同樣的控制。
基于電流極性信號(hào)，通過上述的方法，控制馬達(dá)的相電壓的相位，進(jìn)行馬達(dá)的相電流的相位控制，則無需昂貴的電流傳感器，也無需利用昂貴的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行高度的運(yùn)算處理，能夠以比較低的成本，實(shí)現(xiàn)基于正弦波驅(qū)動(dòng)方式的馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的降低、及基于電流相位控制的馬達(dá)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。電流極性信號(hào)中存在從“L”到“H”的信號(hào)上升沿的定時(shí)、和從“H”到“L”的信號(hào)下降沿的定時(shí)。控制用半導(dǎo)體裝置7也可僅利用電流極性信號(hào)的上升沿或下降沿來進(jìn)行控制。因此，電流極性信號(hào)只要上升沿或下降沿的一方具有控制所需要的精度的正確性即可，而另一方也可以包含較大的誤差。
圖11是對(duì)表示本實(shí)施例的圖1進(jìn)行簡(jiǎn)略表現(xiàn)的說明圖。在圖11中，除控制用半導(dǎo)體裝置7、線圈8、孔IC9、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10、電流極性檢測(cè)電路13以外進(jìn)行省略而未圖示。如圖11所示，在本實(shí)施例中，表示了馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10具備電流極性檢測(cè)電路13的情況。
另外，在本實(shí)施例中，還可以是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10具備電流極性檢測(cè)電路13的一部分，其他部分配置在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10之外。作為這種例子，存在如下情況電流極性檢測(cè)電路13使用圖5的電路，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10具備比較器CM1和鎖存電路F2，分流電阻Rs使用分立的電阻。
在電流極性檢測(cè)電路13例如使用了圖3的電路方式的情況下，電流極性檢測(cè)電路13包括電平移動(dòng)電路L1。由于對(duì)電平移動(dòng)電路L1施加高壓電源電壓VDC左右的高的電壓，因此需要電平移動(dòng)電路L1是高耐壓的電路。所以，在這種情況下，若馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10內(nèi)具備電流極性檢測(cè)電路13，則能實(shí)現(xiàn)最低成本且緊湊化。
(實(shí)施例二)在圖12中表示本實(shí)施例。圖12是相當(dāng)于實(shí)施例一的圖11的簡(jiǎn)略表現(xiàn)的圖。在本實(shí)施例中，實(shí)施例一所示的電流極性檢測(cè)電路13如圖3或圖5所示，由于電路的部件數(shù)少，因此將電流極性檢測(cè)電路13配置在了馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10和控制用半導(dǎo)體裝置7之外。除此以外與實(shí)施例一相同。
(實(shí)施例三)在圖13中表示本實(shí)施例。圖13是相當(dāng)于實(shí)施例一的圖11的簡(jiǎn)略表現(xiàn)的圖。圖13中的VUPA是包含電流極性信息的電壓。在本實(shí)施例中，利用圖3的電路的動(dòng)作原理檢測(cè)電流極性時(shí)，例如將電平移動(dòng)電路L1的輸出電壓VUL輸入到控制用半導(dǎo)體裝置7，作為包含電流極性信息的電壓VUPA，在控制用半導(dǎo)體裝置7內(nèi)執(zhí)行鎖存電路F1的功能。在本實(shí)施例中，利用圖5的電路的動(dòng)作原理檢測(cè)電流極性時(shí)，例如將分流電阻Rs的電壓VUR輸入到控制用半導(dǎo)體裝置7，作為包含電流極性信息的電壓VUPA，在控制用半導(dǎo)體裝置7內(nèi)實(shí)行比較器CM1和鎖存電路F2的功能。在控制用半導(dǎo)體裝置7內(nèi)的處理由控制用半導(dǎo)體裝置7內(nèi)的電路、或電路和軟件的雙方進(jìn)行。其他與實(shí)施例一相同。
(實(shí)施例四)在圖14中表示本實(shí)施例。圖14是相當(dāng)于實(shí)施例一的圖11的簡(jiǎn)略表現(xiàn)的圖。在本實(shí)施例中，將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10分為具備電流極性檢測(cè)電路13的預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置10A、和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件10B。在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，通過使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件10B為大電流用的開關(guān)元件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更大容量的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。
圖15是表示預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置10A和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件10B的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。開關(guān)元件T1’～T6’在本實(shí)施例中使用了NMOSFET，但也可以是IGBT或雙極性晶體管。另外，在使用功率MOSFET時(shí)，對(duì)上支路開關(guān)元件T1’～T3’也可使用PMOSFET。在對(duì)開關(guān)元件T1’～T6’使用功率MOSFET時(shí)，作為回流二極管D1’～D6’，也可使用MOSFET內(nèi)部的寄生二極管。
圖15是將圖2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10分為預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置10A、和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件10B的結(jié)構(gòu)，其他與圖2同樣，因此省略詳細(xì)的說明。
在圖15中，預(yù)驅(qū)動(dòng)部由一個(gè)預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置10A構(gòu)成，該預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置10A以一體封裝(one package)的方式用樹脂例如配合有硅石等填充物的環(huán)氧系樹脂密封而成，但預(yù)驅(qū)動(dòng)部也存在由多個(gè)IC構(gòu)成的情況。作為這種例子，存在由3個(gè)一相份的預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置3構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。另外，作為上支路開關(guān)元件，在使用PMOSFET或PNP晶體管時(shí)，預(yù)驅(qū)動(dòng)部能夠以非常簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)預(yù)驅(qū)動(dòng)部還可由不使用IC而使用了雙極性晶體管或電阻等的分立電路構(gòu)成。
在圖15的例子中，用樹脂將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件10B以一體封裝的方式密封，但也存在以多個(gè)封裝的方式構(gòu)成的情況。例如存在如下情況用樹脂將上支路開關(guān)元件和下支路開關(guān)元件以分別封裝的方式密封，從而由兩個(gè)封裝構(gòu)成的情況；將六個(gè)開關(guān)元件全部以分別封裝的方式密封的情況；將一相份的上支路開關(guān)元件與下支路開關(guān)元件收納到一個(gè)封裝內(nèi)，從而共計(jì)由三個(gè)封裝構(gòu)成的情況等。
(實(shí)施例五)在圖16中表示本實(shí)施例。圖16是相當(dāng)于實(shí)施例一的圖11的簡(jiǎn)略表現(xiàn)的圖。在本實(shí)施例中，將控制用半導(dǎo)體裝置7’和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’配置在一個(gè)封裝內(nèi)。圖16的標(biāo)記17是內(nèi)置有控制用半導(dǎo)體芯片的一體封裝驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置?？刂朴冒雽?dǎo)體裝置7’與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’之間的布線例如由封裝內(nèi)部的引線接合連接?？刂朴冒雽?dǎo)體裝置7’的功能與實(shí)施例一的控制用半導(dǎo)體裝置7相同，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’的功能與實(shí)施例一的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10相同。
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)熱而溫度上升。為了抑制控制用半導(dǎo)體裝置7’的溫度上升，將控制用半導(dǎo)體裝置7’和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’配置在各自的臺(tái)座(stage)上。在圖16中，電流極性檢測(cè)電路13包含在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’內(nèi)，但電流極性的檢測(cè)也可在控制用半導(dǎo)體裝置7’內(nèi)進(jìn)行。另外，在圖16中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部成為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’的單芯片結(jié)構(gòu)，但還可由多個(gè)芯片構(gòu)成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部。在任一情況，以一體封裝的形式構(gòu)成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部和微型計(jì)算機(jī)，所以與2封裝以上的情況相比，可以實(shí)現(xiàn)小型化。控制用半導(dǎo)體裝置7’既可以是通用的微型計(jì)算機(jī)的芯片，還可以是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)專用IC的芯片。
(實(shí)施例六)在圖17中表示本實(shí)施例。圖17是相當(dāng)于實(shí)施例一的圖11的簡(jiǎn)略表現(xiàn)的圖。在本實(shí)施例中，將控制用半導(dǎo)體裝置7’和預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’配置在一個(gè)封裝內(nèi)。圖17的標(biāo)記18是內(nèi)置有控制用半導(dǎo)體芯片的一體封裝預(yù)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置。控制用半導(dǎo)體裝置7’與預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’之間的布線例如由封裝內(nèi)部的引線接合連接。在本實(shí)施例中，通過設(shè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件10B為大電流用的開關(guān)元件，從而可實(shí)現(xiàn)大容量的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。控制用半導(dǎo)體裝置7’的功能與實(shí)施例一的控制用半導(dǎo)體裝置7相同，預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’的功能與實(shí)施例四的預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置10A相同。在圖17中，電流極性檢測(cè)電路13包含在預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’內(nèi)，但電流極性的檢測(cè)也可在控制用半導(dǎo)體裝置7’內(nèi)進(jìn)行。由于預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’不包含開關(guān)元件，因此預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’的溫度上升比圖16的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片10’小。所以，半導(dǎo)體裝置7’與預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體芯片10A’可配置在相同臺(tái)座上。
(實(shí)施例七)在圖8中表示本實(shí)施例的馬達(dá)5的構(gòu)造。圖8所示的馬達(dá)是三相馬達(dá)，在馬達(dá)內(nèi)置基板6上配置有實(shí)施例一的圖1所示的控制用半導(dǎo)體裝置7、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10、高壓電源電壓檢測(cè)電路15、溫度檢測(cè)電路16、分流電阻Rs、和孔IC9。在本實(shí)施例的馬達(dá)5中，將線圈8嵌入馬達(dá)的框體下部5B中。將永磁鐵轉(zhuǎn)子22設(shè)置到線圈內(nèi)部，并以不與線圈8接觸的方式設(shè)置適當(dāng)?shù)拈g隙。在永磁鐵轉(zhuǎn)子22的上部設(shè)置馬達(dá)內(nèi)置基板6。配置在馬達(dá)內(nèi)置基板6的孔IC9，為了容易檢測(cè)永磁鐵轉(zhuǎn)子22的磁極位置而配置在永磁鐵轉(zhuǎn)子22側(cè)的面(在圖8中為下側(cè)的面)。例如，控制用半導(dǎo)體裝置7、高壓電源電壓檢測(cè)電路15、溫度檢測(cè)電路16、分流電阻Rs配置在永磁鐵轉(zhuǎn)子22側(cè)的面(在圖8中為下側(cè)的面)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10配置在與磁鐵轉(zhuǎn)子22相反側(cè)的一面(在圖8中為上側(cè)的面)。
在將溫度檢測(cè)電路16用于控制用半導(dǎo)體裝置7的溫度檢測(cè)時(shí)，將溫度檢測(cè)電路16內(nèi)的熱敏電阻配置到控制用半導(dǎo)體裝置7的附近。在馬達(dá)內(nèi)置基板6配置線圈連接端子21，通過焊接來連接線圈8。通過焊接將布線20連接到馬達(dá)內(nèi)置基板6。引出布線20由VDC用布線、Vcc用布線、Vsp用布線、FG用布線、GND用布線這五根線構(gòu)成。馬達(dá)的框體上部5A像蓋子那樣設(shè)置在馬達(dá)內(nèi)置基板6的上部。因此，在裝配了馬達(dá)的狀態(tài)下，馬達(dá)內(nèi)置基板6配置在由馬達(dá)的框體上部5A和馬達(dá)的框體下部5B構(gòu)成的馬達(dá)框體的內(nèi)部。馬達(dá)5也可不利用馬達(dá)的框體下部5B，取而代之使線圈8形成模的構(gòu)造。此時(shí)的圖如圖18所示。圖18的5C是被塑型化了的線圈。其他與圖8相同。另外，馬達(dá)5還可不利用馬達(dá)的框體上部5A和馬達(dá)的框體下部5B，取而代之將線圈8和馬達(dá)內(nèi)置基板6塑型的構(gòu)造。此時(shí)的圖如圖19所示。圖19與圖8或圖18不同，在圖中表示了馬達(dá)的完成狀態(tài)。線圈8和馬達(dá)內(nèi)置基板6被塑型于模部5D，在馬達(dá)內(nèi)置基板6上，與圖8同樣，配置有控制用半導(dǎo)體裝置7、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置10、高壓電源電壓檢測(cè)電路15、溫度檢測(cè)電路16、分流電阻Rs、和孔IC9。
(實(shí)施例八)本實(shí)施例將實(shí)施例7所記載的馬達(dá)應(yīng)用于空調(diào)機(jī)。本實(shí)施例的空調(diào)機(jī)，其室外機(jī)具備對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)和室外熱交換器、驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、給室外熱交換器送風(fēng)的室外機(jī)風(fēng)扇馬達(dá)，室內(nèi)機(jī)具備室內(nèi)熱交換器和給室內(nèi)熱交換器送風(fēng)的室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇馬達(dá)，用閥切換制冷劑的流動(dòng)反向，進(jìn)而進(jìn)行制冷或供暖。
若對(duì)空調(diào)設(shè)備的室外機(jī)風(fēng)扇馬達(dá)使用現(xiàn)有技術(shù)的120度通電方式的馬達(dá)，則會(huì)產(chǎn)生由馬達(dá)振動(dòng)引起的噪音。為了降低該噪音，在120度通電方式的馬達(dá)中使用了防振用的橡膠。防振用的橡膠例如用在將風(fēng)扇馬達(dá)固定到室外機(jī)主體的固定部、永磁鐵轉(zhuǎn)子的永磁鐵與軸之間或軸與風(fēng)扇之間。在本實(shí)施例中，通過正弦波驅(qū)動(dòng)方式降低馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并降低馬達(dá)的振動(dòng)，因此即使不使用防振用的橡膠，也能降低噪音。另外，為了進(jìn)一步降低噪音，當(dāng)然也可在本發(fā)明的馬達(dá)中使用防振用的橡膠。
另外，還可在空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇馬達(dá)中使用實(shí)施例7所記載的馬達(dá)，在該情況下馬達(dá)的振動(dòng)也減少，因此能夠與室外機(jī)的情況同樣實(shí)現(xiàn)噪音少的運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，具備對(duì)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件、和對(duì)所述開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具有對(duì)馬達(dá)的相電流的電流極性進(jìn)行檢測(cè)的電流極性檢測(cè)功能。
2.一種馬達(dá)，內(nèi)置有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件、和對(duì)該開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路具有對(duì)馬達(dá)的相電流的電流極性進(jìn)行檢測(cè)的電流極性檢測(cè)功能，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具備所述開關(guān)元件和驅(qū)動(dòng)電路。
3.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，是將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片以一體封裝的形式進(jìn)行樹脂密封而成，所述半導(dǎo)體芯片具備六個(gè)開關(guān)元件，對(duì)三相馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；三個(gè)輸出端子，分別向所述三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，輸入分別對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的控制信號(hào)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和用于從所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置向外部輸出所述電流極性信號(hào)的電流極性信號(hào)輸出端子。
4.一種預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置，是將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片以一體封裝的形式進(jìn)行樹脂密封而成，所述半導(dǎo)體芯片具備驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)三相馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用的六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；六個(gè)輸出端子，從所述驅(qū)動(dòng)電路輸出分別用于驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件的六個(gè)信號(hào)；六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，輸入對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和用于從所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置向外部輸出所述電流極性信號(hào)的電流極性信號(hào)輸出端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述電流極性檢測(cè)電路具備電平移動(dòng)電路，將與馬達(dá)的線圈的端子連接的輸出端子的電壓轉(zhuǎn)換成比此低的電壓并輸出；和鎖存電路，在上支路開關(guān)元件及下支路開關(guān)元件均斷開的定時(shí)，保持所述電平移動(dòng)電路輸出的電壓的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述電流極性檢測(cè)電路具備比較器，對(duì)連接在下支路開關(guān)元件與接地電位之間的電阻的端子間電壓的正負(fù)進(jìn)行判定；和鎖存電路，在所述下支路開關(guān)元件接通的定時(shí)，保持所述比較器的輸出電壓的信息。
7.一種一體封裝馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，具備六個(gè)開關(guān)元件，對(duì)三相馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；三個(gè)輸出端子，分別向所述三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和至少一個(gè)以上輸入端子，輸入所述三相馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的磁極位置信號(hào)，所述一體封裝馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置還具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和控制用半導(dǎo)體芯片，輸入所述磁極位置信號(hào)和所述電流極性信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)與所述電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體封裝馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述一體封裝馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置具備如下兩個(gè)芯片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片，在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上集成有所述六個(gè)開關(guān)元件、所述驅(qū)動(dòng)電路、和所述電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和控制用半導(dǎo)體芯片，所述控制用半導(dǎo)體芯片所輸出的六個(gè)控制信號(hào)被輸入到所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體芯片。
9.一種預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置，具備驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)三相馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用的六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；六個(gè)輸出端子，從所述驅(qū)動(dòng)電路輸出分別驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件的信號(hào)；至少一個(gè)以上輸入端子，輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的磁極位置信號(hào)，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置還具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和控制用半導(dǎo)體芯片，輸入所述磁極位置信號(hào)和所述電流極性信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)與所述電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)。
10.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具備馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置、控制用半導(dǎo)體裝置、和至少一個(gè)磁極位置檢測(cè)器，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，是將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片以一體封裝的形式用樹脂密封而成，所述半導(dǎo)體芯片具備六個(gè)開關(guān)元件，驅(qū)動(dòng)所述三相馬達(dá)；三個(gè)輸出端子，分別向所述三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，輸入分別對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的控制信號(hào)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和用于從所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置向外部輸出所述電流極性信號(hào)的電流極性信號(hào)輸出端子，所述控制用半導(dǎo)體裝置，輸入所述磁極位置檢測(cè)器所輸出的磁極位置信號(hào)、和所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置所輸出的電流極性信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)與所述電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件分別進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)；將所述控制用半導(dǎo)體裝置所輸出的六個(gè)控制信號(hào)輸入到所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置的六個(gè)控制輸入端子。
11.一種三相馬達(dá)，內(nèi)置有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置、控制用半導(dǎo)體裝置、和至少一個(gè)磁極位置檢測(cè)器，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，是將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片以一體封裝的形式用樹脂密封而成，所述半導(dǎo)體芯片具備六個(gè)開關(guān)元件，驅(qū)動(dòng)所述三相馬達(dá)；三個(gè)輸出端子，分別向所述三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，輸入分別對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的控制信號(hào)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和用于從所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置向外部輸出所述電流極性信號(hào)的電流極性信號(hào)輸出端子，所述控制用半導(dǎo)體裝置，輸入所述磁極位置檢測(cè)器所輸出的磁極位置信號(hào)、和所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置所輸出的電流極性信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)與所述電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件分別進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)；將所述控制用半導(dǎo)體裝置所輸出的六個(gè)控制信號(hào)輸入到所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置的六個(gè)控制輸入端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三相馬達(dá)，其特征在于，所述電流極性檢測(cè)電路具備電平移動(dòng)電路，降低與馬達(dá)的線圈的端子連接的輸出端子的電壓并輸出；和鎖存電路，在上支路開關(guān)元件及下支路開關(guān)元件均斷開的定時(shí)，保持所述電平移動(dòng)電路的輸出電壓的信息。
13.一種三相馬達(dá)，內(nèi)置有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具備六個(gè)開關(guān)元件，驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和至少一個(gè)磁極位置檢測(cè)器，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性的電流極性檢測(cè)功能，所述控制用半導(dǎo)體裝置輸入所述磁極位置檢測(cè)器所輸出的磁極位置信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)、和根據(jù)所述電流極性檢測(cè)功能檢測(cè)出的電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件分別進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)。
14.一種三相馬達(dá)，內(nèi)置有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置、和至少一個(gè)磁極位置檢測(cè)器，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置是一體封裝馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，具備六個(gè)開關(guān)元件，驅(qū)動(dòng)所述三相馬達(dá)；三個(gè)輸出端子，分別向所述三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件；和至少一個(gè)輸入端子，輸入所述三相馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的磁極位置信號(hào)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)所述三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和控制用半導(dǎo)體芯片，輸入所述磁極位置信號(hào)和所述電流極性信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)與所述電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)。
15.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)三相馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具備預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置、驅(qū)動(dòng)所述三相馬達(dá)的六個(gè)開關(guān)元件、控制用半導(dǎo)體裝置、和至少一個(gè)磁極位置檢測(cè)器，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，是將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片以一體封裝的形式進(jìn)行樹脂密封而成，所述半導(dǎo)體芯片具備驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)三相馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用的六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；六個(gè)輸出端子，從所述驅(qū)動(dòng)電路輸出分別用于驅(qū)動(dòng)所述六個(gè)開關(guān)元件的六個(gè)信號(hào)；六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，輸入對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和用于從所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置向外部輸出所述電流極性信號(hào)的電流極性信號(hào)輸出端子，所述控制用半導(dǎo)體裝置，輸入所述磁極位置檢測(cè)器所輸出的磁極位置信號(hào)、和所述預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置所輸出的電流極性信號(hào)，并基于所述磁極位置信號(hào)與所述電流極性信號(hào)的相位差來控制馬達(dá)的相電壓相位，以此控制馬達(dá)的相電流相位，輸出對(duì)所述六個(gè)開關(guān)元件分別進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)；所述控制用半導(dǎo)體裝置所輸出的所述六個(gè)控制信號(hào)被輸入到所述預(yù)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體裝置的六個(gè)控制輸入端子。
16.一種風(fēng)扇馬達(dá)，給空調(diào)機(jī)的室外熱交換器或室內(nèi)熱交換器送風(fēng)，所述空調(diào)機(jī)具備對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)、進(jìn)行制冷劑的熱交換的室外熱交換器、和進(jìn)行制冷劑的熱交換的室內(nèi)熱交換器，所述風(fēng)扇馬達(dá)是權(quán)利要求11所述的三相馬達(dá)。
17.一種風(fēng)扇馬達(dá)，給空調(diào)機(jī)的室外熱交換器或室內(nèi)熱交換器送風(fēng)，所述空調(diào)機(jī)具備對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)、進(jìn)行制冷劑的熱交換的室外熱交換器、和進(jìn)行制冷劑的熱交換的室內(nèi)熱交換器，所述風(fēng)扇馬達(dá)是權(quán)利要求12所述的三相馬達(dá)。
18.一種風(fēng)扇馬達(dá)，給空調(diào)機(jī)的室外熱交換器或室內(nèi)熱交換器送風(fēng)，所述空調(diào)機(jī)具備對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)、進(jìn)行制冷劑的熱交換的室外熱交換器、和進(jìn)行制冷劑的熱交換的室內(nèi)熱交換器，所述風(fēng)扇馬達(dá)是權(quán)利要求13所述的三相馬達(dá)。
19.一種風(fēng)扇馬達(dá)，給空調(diào)機(jī)的室外熱交換器或室內(nèi)熱交換器送風(fēng)，所述空調(diào)機(jī)具備對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)、進(jìn)行制冷劑的熱交換的室外熱交換器、和進(jìn)行制冷劑的熱交換的室內(nèi)熱交換器，所述風(fēng)扇馬達(dá)是權(quán)利要求14所述的三相馬達(dá)。
20.一種電流極性檢測(cè)電路，用于檢測(cè)由六個(gè)開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)的三相馬達(dá)的某一相的相電流的極性，所述電流極性檢測(cè)電路具備電平移動(dòng)電路，降低與馬達(dá)的線圈的端子連接的輸出端子的電壓；和鎖存電路，輸入所述電平移動(dòng)電路的輸出信號(hào)，所述鎖存電路，在相應(yīng)的相的上支路開關(guān)元件的控制信號(hào)、或相應(yīng)的相的下支路開關(guān)元件的控制信號(hào)的任一個(gè)從斷開信號(hào)變化為接通信號(hào)的定時(shí)，保持所述電平移動(dòng)電路的輸出信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述電流極性檢測(cè)電路具備電平移動(dòng)電路，將與馬達(dá)的線圈的端子連接的輸出端子的電壓變換為比此低的電壓并輸出；和鎖存電路，輸入所述電平移動(dòng)電路的輸出信號(hào)，所述鎖存電路，在相應(yīng)的相的上支路開關(guān)元件的控制信號(hào)、或相應(yīng)的相的下支路開關(guān)元件的控制信號(hào)的任一個(gè)從斷開信號(hào)變化為接通信號(hào)的定時(shí)，保持所述電平移動(dòng)電路的輸出信號(hào)。
全文摘要
一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置，是將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片以一體封裝的形式進(jìn)行樹脂密封而成，該半導(dǎo)體芯片具備六個(gè)開關(guān)元件，對(duì)三相馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；三個(gè)輸出端子，分別向三相馬達(dá)的線圈的三個(gè)端子施加輸出電壓；六個(gè)開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路；和分別對(duì)六個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行接通/斷開控制的六個(gè)控制信號(hào)輸入端子，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置具備檢測(cè)三相馬達(dá)的相電流的電流極性并輸出電流極性信號(hào)的電流極性檢測(cè)電路的一部分或整體；和用于從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置向外部輸出電流極性信號(hào)的電流極性信號(hào)輸出端子。由此，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)基于正弦波驅(qū)動(dòng)方式的馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的降低、及基于電流相位控制的馬達(dá)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P25/16GK1983793SQ200610109999
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者櫻井健司, 前田大輔, 遠(yuǎn)藤常博, 長(zhǎng)谷川裕之, 內(nèi)海智之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所