CN1983793A - 半导体装置和具有该半导体装置的马达及马达驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种马达驱动用半导体装置，是将一个或多个半导体芯片以一体封装的形式进行树脂密封而成，该半导体芯片具备：六个开关元件，对三相马达进行驱动；三个输出端子，分别向三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；六个开关元件的驱动电路；和分别对六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号输入端子，该马达驱动用半导体装置具备：检测三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和用于从马达驱动用半导体装置向外部输出电流极性信号的电流极性信号输出端子。由此，能够同时实现基于正弦波驱动方式的马达的转矩波动的降低、及基于电流相位控制的马达的高效运转。

Description

半导体装置和具有该半导体装置的马达及马达驱动装置

技术领域

本发明涉及半导体装置和具有该半导体装置的马达及马达驱动装置，尤其涉及正弦波驱动的半导体装置和具有该半导体装置的马达及马达驱动装置。

背景技术

近年，在家用电器和工业用的马达中，广泛采用逆变器控制的三相无电刷(brushless)马达。尤其是在家用电器中价格竞争激烈，希望提供廉价的逆变器装置。因此，作为逆变器的方式，采用电路结构比较简单、且马达效率高、廉价的120度通电方式。

利用图9，对现有技术的120度通电方式的例子进行说明。图9中，标记1是商用电源，2是电源电路，该电源电路基于来自商用电源1的交流电压而生成VDC、Vcc和Vm。VDC是马达的逆变器驱动用的主电源电压，Vcc是120度通电方式马达驱动用半导体装置10C的驱动电路用电源电压，Vm是微型计算机3用的电源电压。微型计算机3向马达5C输出速度指令信号Vsp，并输入从马达5C输出的转速信号FG。电源电路2和微型计算机3配置在第一基板4上。

马达5C内置有马达内置基板6C。120度通电方式马达驱动用半导体装置10C、孔IC9C和分流电阻Rs配置在马达内置基板6C上。120度通电方式马达驱动用半导体装置10C的输出端子与线圈8连接。

图10是120度通电方式的时序图。图10的A～C表示磁极位置信号VHU’、VHV’、VHW’，图10的D～F表示输出电压VUM’、VVM’、VWM’的示意波形。120度通电方式马达驱动用半导体装置10C基于磁极位置信号VHU’、VHV’、VHW’，输出电角的120度期间的H信号和L信号。线圈8中流动该120度的期间电流，在各120度的期间之间存在60度的无通电时间。若以该120度通电方式驱动马达，则马达的转矩波动(ripple)增大，因此马达驱动时容易产生噪音。

作为降低噪音的方法，存在使马达的相电流为正弦波状的称作正弦波驱动方式的方式。为了以正弦波驱动方式进行马达的高效驱动，需要进行马达的相电流的相位控制。但是，该相位控制需要使用昂贵的电流传感器、或使用昂贵的微型计算机进行高度的运算处理，与120度通电方式比较，成为昂贵的系统。

另外，在专利文献1中公开了如下方法：使用模拟电路，以低成本使马达的相电流为近似正弦波状。

专利文献1：特开2004-120841号公报((0020)段～(0025)段和(0046)段～(0049)段的记载)

若以所述120度通电方式驱动马达，则马达的转矩波动增大，因此马达驱动时容易产生噪音。在所述现有技术的正弦波驱动方式中，为了进行马达的相电流的相位控制，需要使用昂贵的电流传感器、或使用昂贵的微型计算机进行高度的运算处理。

在所述的专利文献1所记载的使相电流为近似正弦波状的方法中，无法充分降低马达的转矩波动，由于未进行电流相位的控制，因此不能实现马达的高效运转。

发明内容

本发明为解决上述问题而实现，目的在于能够同时实现用正弦波驱动方式来降低马达的转矩波动、及通过电流相位控制进行的马达的高效运转。

本发明的马达驱动装置的特征在于，具备用于驱动马达的开关元件、和用于驱动所述开关元件的驱动电路，并具有对马达的相电流的电流极性进行检测的电流极性检测功能。另外，本发明的马达内置有该马达驱动装置。

另外，本发明的三相马达内置有马达驱动用半导体装置、控制用半导体装置、和至少一个磁极位置检测器，所述马达驱动用半导体装置，是由一个或多个半导体芯片构成的一体封装的马达驱动用半导体装置，所述半导体芯片具备：六个开关元件，用于驱动三相马达；三个输出端子，分别向所述三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；驱动电路，用于驱动所述六个开关元件；和六个控制信号输入端子，用于输入对所述六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号，所述控制用半导体装置输入所述磁极位置检测器所输出的磁极位置信号，输出对所述六个开关元件分别进行接通/断开控制的六个控制信号，所述六个控制信号输入到所述马达驱动用半导体装置的六个控制输入端子。

根据本发明，能够同时实现基于正弦波驱动方式的马达的转矩波动的降低、及基于电流相位控制的马达的高效运转。

附图说明

图1是实施例一的说明图；

图2是实施例一的马达驱动用半导体装置的详细说明图；

图3是实施例一的电流极性检测电路的说明图；

图4是图3所示的电流检测电路的时序图；

图5是实施例一的其他电流检测电路的说明图；

图6是图5所示的其他电流检测电路的时序图；

图7是表示实施例一的控制法的例子的时序图；

图8是实施例七的马达的第一构造例的说明图；

图9是现有技术的说明图；

图10是现有技术的时序图；

图11是简略表现图1的说明图；

图12是实施例二的说明图；

图13是实施例三的说明图；

图14是实施例四的说明图；

图15是实施例四的预驱动(predrive)半导体装置和马达驱动用开关元件的详细说明图；

图16是实施例五的说明图；

图17是实施例六的说明图；

图18是实施例七的马达的第二构造例的说明图；

图19是实施例七的马达的第三构造例的说明图。

图中：1-商用电源；2-电源电路；3-微型计算机；4-第一基板；5、5C-马达；5A-马达的框体上部；5B-马达的框体下部；6、6C-马达内置基板；7-控制用半导体装置；7’-控制用半导体芯片；8-线圈；9、9C-孔IC(hole IC)；10-马达驱动用半导体装置；10’-马达驱动用半导体芯片；10A-预驱动半导体装置；10B-马达驱动用开关元件；10C-120度通电方式马达驱动用半导体装置；11-内部电源电路；13-电流极性检测电路；14-保护电路；14A-Vcc不足电压检测电路；14B-过电流检测电路；14C-故障(Fault)电路；15-高压电源电压检测电路；16-温度检测电路；17-控制用半导体芯片内置一体封装马达驱动用半导体装置；18-控制用半导体芯片内置一体封装预驱动半导体装置；20-引出布线；21-线圈连接端子；22-永磁铁转子；T1、T1’-U相上支路(arm)开关元件；T2、T2’-V相上支路开关元件；T3、T3’-W相上支路开关元件；T4、T4’-U相下支路开关元件；T5、T5’-V相下支路开关元件；T6、T6’-W相下支路开关元件；D1、D1’-U相上支路回流二极管；D2、D2’-V相上支路回流二极管；D3、D3’-W相上支路回流二极管；D4、D4’-U相下支路回流二极管；D5、D5’-V相下支路回流二极管；D6、D6’-W相下支路回流二极管；KT-上支路驱动电路；KB-下支路驱动电路；FL1-滤波电路；K1-U相上支路驱动电路；K4-U相下支路驱动电路；LG1-逻辑电路；CH-电荷泵电路(charge pump circuit)；Rs-分流电阻；C1、C2、C5-电源稳定化用电容器；C3、C4-电荷泵电路用电容器；D7、D8-电荷泵电路用二极管；P1-U相上支路控制信号输入端子；P2-V相上支路控制信号输入端子；P3-W相上支路控制信号输入端子；P4-U相下支路控制信号输入端子；P5-V相下支路控制信号输入端子；P6-W相下支路控制信号输入端子；P7-电流极性信号输出端子；P8-故障(Fault)信号输出端子；P9-U相输出端子；P10-V相输出端子；P11-W相输出端子；P12-时钟信号输入端子；L1-电平移动电路；F1、F2-锁存电路；CM1-比较器；VDC-高压电源电压；Vcc-驱动电路用电源电压；Vsp-速度指令信号；FG-转速信号；GND-接地电位；VHU、VHU’-U相磁极位置信号；VHV、VHV’-V相磁极位置信号；VHW’-W相磁极位置信号；Vm-微型计算机用电源电压；VB-控制用半导体的电源电压；VUM、VUM’-U相输出电压；VVM、VVM’-V相输出电压；VWM、VWM’-W相输出电压；VUT、VUT’-U相上支路控制信号；VVT-V相上支路控制信号；VWT-W相上支路控制信号；VUB、VUB’-U相下支路控制信号；VVB-V相下支路控制信号；VWB-W相下支路控制信号；VUP-U相电流极性信号；VUPA-包含电流极性信息的电压；Vf-故障信号；Vh-高压电源电压信号；Vt-温度信号；VCL-时钟信号；VCP-上支路IGBT驱动用电源电压；VUL-电平移动电路的输出电压；IUM-U相相电流；IVM-V相相电流；IWM-W相相电流；VUR-分流电阻的电压；VUC-比较器输出电压；t1、t2、t3、t4-对电流进行监测的定时；Vca-载波信号；Vu-U相调制信号；Vv-V相调制信号；Vw-W相调制信号；Vi-U相感应电压。

具体实施方式

以下，利用附图，对本发明的详细内容进行说明。

(实施例一)

图1是本实施例的说明图。图1中标记1是商用电源。图1的标记2是电源电路，基于来自商用电源1的交流电压，生成直流的VDC、Vcc和Vm。VDC例如为约141V～约450V的高压电压，用作马达的逆变器驱动用的高压电源电压。Vcc例如约为15V，是马达驱动用半导体装置10中使用的驱动电路用电源电压。Vm是微型计算机3用的电源电压，例如为3V～5.5V左右。电源电路2和微型计算机3配置在第一基板4上。

微型计算机3输出速度指令信号Vsp，并输入从马达5C输出的转速信号FG。微型计算机3通过该速度指令信号Vsp调整马达5的转速。在图1中，Vsp线和FG线以布线形式将微型计算机3与控制用半导体装置7之间直接连接，但也可经由光耦合器或缓冲电路连接。微型计算机3输出脉冲状的速度指令信号，通过由电容器和电阻构成的CR积分电路将该信号变换成模拟信号，从而将模拟的速度指令信号输入到控制用半导体装置7。

在图1中，标记6是马达内置基板，内置于马达5。控制用半导体装置7、马达驱动用半导体装置10、孔IC9、分流(shunt)电阻Rs、高压电源电压检测电路15、温度检测电路16配置在马达内置基板6上。

虽未图示，但在孔IC9中使用Vcc或VB作为电源电压。也存在代替孔IC9而使用更低成本的孔元件的情况。孔IC9或孔元件是磁极位置检测器的例子，输出表示马达5的永磁铁转子的位置的磁极位置信号。在使用孔元件的情况下，各孔元件的输出电压是两个端子之间的电压。由于通常孔元件的输出电压是1V以下的微小电压，因此需要使用放大器对信号进行放大。在图1中，作为磁极位置检测器使用了两个孔IC，但磁极位置检测器也可以是三个或一个。

对图1的控制用半导体装置7输入：电源电压VB、来自微型计算机3的速度指令信号Vsp、来自马达驱动用半导体装置10的电流极性信号VUP和故障信号Vf、来自高压电源电压检测电路15的高压电源电压信号Vh、来自温度检测电路16的温度信号Vt、来自孔IC9的磁极位置信号VHU和VHV。控制用半导体装置7既可使用通用的微型计算机，也可使用马达驱动专用IC。

图1中VB是控制用半导体装置7的电源电压，例如为3V～5.5V左右。在图1中，在马达驱动用半导体装置10的内部产生，但也可通过外部的调节器或齐纳二极管等从Vcc生成。另外，还可以是在马达5的内部不生成控制用半导体装置7用的电源电压，取而代之将第一基板4上的Vm输入到控制用半导体装置7。

控制用半导体装置7向马达驱动用半导体装置10输出控制信号VUT、VVT、VWT、VUB、VVB、VWB。控制信号VUT、VVT、VWT、VUB、VVB、VWB是用于控制马达驱动用半导体装置10内的开关元件的接通/断开的信号。对于控制用半导体装置7所进行的控制在后面叙述。

马达驱动用半导体装置10具备内部电源电路11、电流极性检测电路13、保护电路14。另外，在图1中虽未图示，但还具备六个开关元件和用于驱动开关元件的驱动电路。马达驱动用半导体装置10将输出电压VUM、VVM、VWM从输出端子进行输出。对于马达驱动用半导体装置10的详细情况在后面叙述。

马达5的线圈8与马达驱动用半导体装置10的输出端子连接。分流电阻Rs配置在马达驱动用半导体装置10内的下支路开关元件与接地电位GND之间。分流电阻Rs例如用于监测开关元件中流动的电流的电流值。

高压电源电压检测电路15与高压电源电压VDC连接，将高压电源电压VDC的信息作为高压电源电压信号Vh而输出。在图1的例子中，利用串联连接的两个电阻，将高压电源电压VDC变换成低电压而输出。

温度检测电路16向控制用半导体输出包含温度信息的温度信号Vt。在图1中，温度检测电路16由电阻和作为温度检测元件的热敏电阻(thermistor)构成。控制用半导体装置7基于温度信号Vt，在达到异常高温时，例如通过降低马达的线圈中流动的电流或停止马达来进行过热保护。通过该过热保护功能，能够防止例如马达驱动用半导体装置10和控制用半导体装置7在异常高温时的误动作和破坏。

在利用温度检测电路16进行控制用半导体装置7的过热保护时，热敏电阻配置在控制用半导体装置7的附近为好。热敏电阻中存在如下类型：电阻值具有正的温度依赖性、电阻值具有负的温度依赖性、电阻值在某一温度下急剧变化等类型，在温度检测电路16中可使用任一种热敏电阻。另外，不仅是热敏电阻，还可将二极管或Si半导体温度传感器用作温度检测元件。

在图1中，控制用半导体装置7、马达驱动用半导体装置10、高压电源电压检测电路15、温度检测电路16和分流电阻Rs配置在马达内置基板6上。但是，这些也可配置在第一基板4上。

在将图1的实施例应用到给空调设备的室外机的热交换器送风的风扇马达时，例如，第一基板4是室外机的主基板，马达5是室外机的风扇马达。

下面，对马达驱动用半导体装置10的详细情况进行说明。在图2中表示马达驱动用半导体装置10的详细图的例子。在图2中，T1～T6是用于驱动三相马达的六个开关元件，在本实施例中，使用了作为功率半导体开关元件的IGBT，但也可以是功率MOSFET或双极性晶体管。在图2中，D1～D6是与各IGBT反向并联连接的回流二极管。

图2的P9是U相的输出端子，P10是V相的输出端子，P11是W相的输出端子。这些输出端子与马达的线圈8连接。

图2中VUT是U相上支路控制信号，从U相上支路控制信号输入端子P1被输入，并被传输到逻辑电路LG1→滤波电路FL1→上支路驱动电路KT→U相上支路IGBT T1。图2中VVT是V相上支路控制信号，从V相上支路控制信号输入端子P2被输入，并被传输到逻辑电路LG1→滤波电路FL1→上支路驱动电路KT→V相上支路IGBT T2。图2中VWT是W相上支路控制信号，从W相上支路控制信号输入端子P3被输入，并被传输到逻辑电路LG1→滤波电路FL1→上支路驱动电路KT→W相上支路IGBT T3。图2中VUB是U相下支路控制信号，从U相下支路控制信号输入端子P4被输入，并被传输到逻辑电路LG1→滤波电路FL1→下支路驱动电路KB→U相下支路IGBT T4。图2中VVB是V相下支路控制信号，从V相下支路控制信号输入端子P5被输入，并被传输到逻辑电路LG1→滤波电路FL1→下支路驱动电路KB→V相下支路IGBTT5。图2中VWB是W相下支路控制信号，从W相下支路控制信号输入端子P6被输入，并被传输到逻辑电路LG1→滤波电路FL1→下支路驱动电路KB→W相下支路IGBTT6。

图2中电荷泵电路CH是生成上支路IGBT驱动用电源电压VCP的电路。二极管D7、D8及电容器C3、C4是电荷泵电路用的外围部件。二极管D7、D8也可内置于马达驱动用半导体装置10。用于使电荷泵电路CH动作的时钟信号VCL从时钟信号输入端子P12被输入到电荷泵电路CH。在图1中虽未图示，但时钟信号VCL例如由控制用半导体装置7输出。

内部电源电路11基于驱动电路用电源电压Vcc，生成控制用半导体装置7的电源电压VB。控制用半导体装置7的电源电压VB是比驱动电路用电源电压Vcc低的电压。VB被用作控制用半导体装置7的电源电压，而且在马达驱动用半导体装置10内的一部分的电路中也被用作电源电压。电流极性检测电路13例如检测U相的电流极性，从电流极性信号输出端子P7输出U相电流极性信号VUP。电流极性信号也可以不是U相的电流极性信号，而是V相或W相的电流极性信号。

Vcc不足电压检测电路14A监测驱动电路用电源电压Vcc，若驱动电路用电源电压Vcc达到某一阈值电压以下，则向故障电路14C发出低电压检测信号。若分流电阻Rs的电压达到某一电平以上，则过电流检测电路14B向故障电路14C发出过电流检测信号。故障电路14C若收到来自Vcc不足电压检测电路14A的Vcc低电压检测信号或来自过电流检测电路14B的过电流检测信号，则向逻辑电路LG1输出断开信号，并从故障信号输出端子P8输出故障信号Vf。故障电路14C若收到Vcc低电压信号或过电流检测信号，则向逻辑电路LG1输出断开指令信号。逻辑电路LG1若从故障电路14C输入断开指令信号，则无论VUT、VVT、VWT、VUB、VVB、VWB的H/L，输出使所有IGBT断开的信号。

如上所述，本实施例的马达驱动用半导体装置10若检测到过电流或Vcc低电压等异常则断开开关元件。但是，也可以采用如下方式：即使在检测到异常的情况下也不断开开关元件，而是将发生了异常这一情况作为故障信号Vf输出到控制用半导体装置7，由控制用半导体装置7输出使开关元件断开的控制信号。

图2的C1、C2、C5是稳定电源用电容器。在马达驱动用半导体装置10由一个半导体芯片构成的情况下，这一片半导体芯片内混合存在有高耐压元件和低压元件。作为该半导体芯片内的各元件的分离机构，采用电介质分离(DI分离)或SOI或PN耦合分离等。

下面，对电流极性检测电路13的详细情况进行说明。图3是电流极性检测电路13的第一例。在图3中，表示了电流极性检测电路13检测U相的电流极性的例子。

如图3所示，逆变器装置具有U相上支路开关元件T1及U相下支路开关元件T4、U相上支路驱动电路K1、U相下支路驱动电路K4。线圈8与U相上支路开关元件T1及U相下支路开关元件T4的中点连接。U相上支路回流二极管D1与U相上支路开关元件T1反向并联连接，U相下支路回流二极管D4与U相下支路开关元件T4反向并联连接。

本实施例的电流极性检测电路13具有电平移动电路L1及锁存电路F1。电平移动电路L1将U相输出电压VUM变换成更低压而输出。具体而言，在U相输出电压VUM近似等于高压电源电压VDC时，输出某一电压电平的信号。以下将此成为“H”信号。在U相输出电压VUM近似为零时，输出零电平的电压信号。以下将此成为“L”信号。“H”信号的电压电平只要是锁存电路F1能够检测出“H”信号的电平即可。例如，在高压电源电压VDC发生了变化的情况下，“H”信号的电压电平只要在锁存电路F1能够检测出“H”信号的电压范围内，则也可依赖于高压电源电压VDC而变化。

在本实施例中，当U相上支路开关元件T1及U相下支路开关元件T4都断开时，以U相下支路控制信号VUB’的上升沿的定时监测电平移动电路L1的输出电压VUL，由此检测U相的电流极性。

锁存电路F1以U相下支路控制信号VUB’的上升沿的定时使电平移动电路L1的输出电压VUL反相，并将其作为U相电流极性信号VUP而输出。锁存电路F1保持之前的信号直至下一个U相下支路控制信号VUB’的上升的定时为止。

图4是图3所示的电流极性检测电路13的时序图的例子。参照图4，对图3的电流极性检测电路13的动作进行说明。图4的A表示U相上支路控制信号VUT’，图4的B表示U相下支路控制信号VUB’。图4的C表示U相上支路开关元件T1的动作，图4的D表示U相下支路开关元件T4的动作。H是接通，L是断开。图4的E表示IUM。U相相电流IUM是从U相输出端流入到线圈8的电流，电流向线圈8流入时极性为正，电流从线圈8流出时极性为负。图4的F表示U相输出电压VUM，图4的G表示电平移动电路L1的输出电压VUL，图4的H表示锁存电路F1的输出电压。图4的I表示对电流进行监测的定时、即锁存电路F1锁存电平移动电路L1的输出电压VUL的定时。

比较图4的A和B，可知设置有U相上支路控制信号VUT’和U相下支路控制信号VUB’同时断开的区间(停滞时间(dead time))。这是为了防止上下支路开关元件同时接通而设置的。

如图4的I所示，对电流进行监测的定时是图4的B的U相下支路控制信号VUB’从“L”上升到“H”的时点t1、t2、t3、t4。比较图4的B和D可知，相对于U相下支路控制信号VUB’，U相下支路开关元件T4的动作稍微延迟。因此，在U相下支路控制信号VUB’从“L”上升到“H”的时点t1，如图4的C所示，U相上支路开关元件T1断开，如图4的D所示，U相下支路开关元件T4仍然断开。

在图4的E的U相相电流IUM为负时，即在时点t1、t2，电流从线圈8通过U相上支路回流二极管D1流向马达驱动用电源。因此，如图4的F所示，U相输出电压VUM大致与高压电源电压VDC相等。

在图4的E的U相相电流IUM为正时，即在时点t3、t4，电流从接地电位GND通过U相下支路回流二极管D4流向线圈8。因此，如图4的F所示，U相输出电压VUM大为0。

图4的G的电平移动电路L1的输出电压VUL是将图4的F的U相输出电压VUM降低后的电压。因此，输出电压VUL的振幅比U相输出电压VUM的振幅小，但波形相同。

图4的H的U相电流极性信号VUP是以图4的B的U相下支路控制信号VUB’的上升沿，使电平移动电路L1的输出电压VUL反相的信号。

比较图4的E和I可知，若U相相电流IUM从负变为正，则U相电流极性信号VUP会从“L”变为“H”。U相电流极性信号VUP从“L”变为“H”的定时，是在U相相电流IUM变为正之后U相下支路控制信号VUB’第一次上升的时点t3。

在图3中，将电平移动电路L1的输出电压VUL直接输入到了锁存电路F1。但是，即使在中间追加一级以上的MOS逆变器，也能实现发挥同样的功能的电路。

在图3中，将下支路控制信号VUB’直接输入到了锁存电路F1中。但是，即使在中间追加一级以上的MOS逆变器，也能实现发挥同样的功能的电路。

图3及图4表示了检测U相的电流极性的例子，但当然检测其他相的电流时也是同样的。

图5是电流极性检测电路13的第二例。在图5中，表示了电流极性检测电路13检测U相的电流极性的例子。如图5所示，逆变器装置具有U相上支路开关元件T1及U相下支路开关元件T4、U相上支路驱动电路K1、U相下支路驱动电路K4。线圈8与U相上支路开关元件T1及U相下支路开关元件T4的中点连接。U相上支路回流二极管D1与U相上支路开关元件T1反向并联连接，U相下支路回流二极管D4与U相下支路开关元件T4反向并联连接。在U相下支路开关元件T4与接地电位GND之间连接有分流电阻Rs。

图5所示的电流极性检测电路13具有比较器CM1及锁存电路F2。比较器CM1进行分流电阻Rs的电压VUR的正负判定。锁存电路F2以U相下支路控制信号VUB’的下降沿的定时使比较器的输出电压VUC反相，并将其作为U相电流极性信号VUP而输出。锁存电路F2保持之前的信号直至下一个U相下支路控制信号VUB’下降的定时为止。

在图5中，当U相上支路开关元件T1断开且U相下支路开关元件T4接通时，以U相下支路控制信号VUB’的下降沿的定时对分流电阻Rs中流动的电流的流向进行监测，由此检测U相的电流极性。

图6是图5所示的电流极性检测电路13的时序图的例子。参照图6，对图5的电流极性检测电路13的动作进行说明。图6的A表示上支路控制信号VUT’，图6的B表示下支路控制信号VUB’。图6的C表示U相上支路开关元件T1的动作，图6的D表示U相下支路开关元件T4的动作。H是接通，L是断开。图6的E表示U相相电流IUM。U相相电流IUM是从U相输出端流入到线圈8的电流，电流向线圈8流入时极性为正，电流从线圈8流出时极性为负。图6的F表示分流电阻Rs的电压VUR，图6的G表示比较器CM1的输出电压VUC，图6的H表示锁存电路F2的输出电压。图6的I表示对电流进行监测的定时、即锁存电路F2锁存比较器CM1的输出电压VUC的定时。

如图6的I所示，对电流进行监测的定时是U相下支路控制信号VUB’从“H”下降到“L”的时点t1、t2、t3、t4。比较图6的B和D可知，相对于U相下支路控制信号VUB’，U相下支路开关元件T4的动作仅稍微延迟。因此，在U相下支路控制信号VUB’从“H”下降到“L”的时点t1，如图6的C所示，U相上支路开关元件T1断开，如图6的D所示，U相下支路开关元件T4仍然接通。

在图6的E的U相相电流IUM为负时，即在时点t1、t2，如图6的D所示，U相下支路开关元件T4接通，电流从线圈8通过U相下支路开关元件T4、分流电阻Rs流向接地电位GND。因此，如图6的F所示，分流电阻Rs的电压VUR变为正。

在图6的E的U相相电流IUM为正时，即在时点t3、t4，如图6的C所示，U相上支路开关元件T1断开，因此电流从接地电位GND通过分流电阻Rs、U相下支路回流二极管D4流向线圈8。因此，如图6的F所示，分流电阻Rs的电压VUR变为负。

图6的G的比较器输出电压VUC表示分流电阻Rs的电压VUR的正负判定结果。在分流电阻Rs的电压VUR为正时，比较器输出电压VUC为“H”，在分流电阻Rs的电压VUR为负时，比较器输出电压VUC变为“L”。

图6的H的U相电流极性信号VUP是以U相下支路控制信号VUB’的下降沿的定时，使比较器输出电压VUC反相后的信号。

比较图6的E和H可知，若U相相电流IUM从负变为正，则U相电流极性信号VUP会从“L”变为“H”。U相电流极性信号VUP从“L”变为“H”的定时，是在U相相电流IUM变为正之后U相下支路控制信号VUB’第一次下降的时点t3。

在图5中，将比较器CM1的输出电压VUC直接输入到了锁存电路F2。但是，即使在中间追加一级以上的MOS逆变器，也能实现发挥同样的功能的电路。在图5中，将下支路控制信号VUB’直接输入到了锁存电路F2中。但是，即使在中间追加一级以上的MOS逆变器，也能实现发挥同样的功能的电路。另外，图5及图6表示了检测U相的电流极性的例子，但当然检测其他相的电流时也是同样的。

下面，说明控制用半导体装置7所进行的控制。图7是表示本发明中的控制法的例子的时序图。图7的A表示载波信号(三角波)Vca、U相调制信号Vu、V相调制信号Vv、W相调制信号Vw。图7的B表示U相上支路控制信号VUT，图7的C表示U相下支路控制信号VUB，图7的D表示V相上支路控制信号VVT，图7的E表示V相下支路控制信号VVB，图7的F表示W相上支路控制信号VWT，图7的G表示W相下支路控制信号VWB。图7的H表示U相相电流IUM、V相相电流IVM、W相相电流IWM。图7的I表示U相电流极性信号VUP，图7的J表示U相感应电压Vi，图7的K表示U相磁极位置信号VHU，图7的L表示V相磁极位置信号VHV，图7的M表示转速信号FG。

为了进行马达的正弦波驱动，首先生成正弦波状的调制信号Vu、Vv、Vw。通过该正弦波状的调制信号Vu、Vv、Vw与载波信号(三角波)Vca的比较，生成控制信号VUT、VUB、VVT、VVB、VWT、VWB。基于这些控制信号来驱动开关元件，并对线圈8施加相电压，从而在线圈8中流动正弦波状的相电流IUM、IVM、IWM。为了在线圈8中流动正弦波状的相电流IUM、IVM、IWM，调制信号Vu、Vv、Vw也可以不是正弦波，只要调制信号之间的电压Vu-Vv、Vv-Vw、Vw-Vu为正弦波形即可。作为调制信号Vu、Vv、Vw不是正弦波状的正弦波驱动方式的例子，具有称作HIP调制方式的调制方式、称作2相调制方式的调制方式等。由于这些调制方式具有能进一步提高调制率的优点，因此被广泛使用。控制用半导体装置7所进行正弦波驱动方式可以是HIP调制方式或2相调制方式等。调制信号Vu、Vv、Vw可以不是正弦波状的方式。

下面，对马达的相电流的相位控制法进行叙述。通过电流极性检测电路13，生成某一相的电流极性信号。在图7的例子中，生成了U相的电流极性信号VUP。为了使马达的效率最大，需要对相电流与感应电压的相位差进行控制。

效率最大的相电流的相位是与感应电压的相位一致或近似一致的相位。另外，感应电压与磁极位置信号的相位差是由孔IC的安装位置确定的固定的值。另外，在图7中，将U相感应电压Vi与U相磁极位置信号VHU的相位差表示为Δθa。

通过控制电流极性信号VUP与磁极位置信号VHU的相位差，能使马达的效率最大。在图7中，将U相电流极性信号VUP与U相磁极位置信号的相位差表示为Δθb，在Δθb偏离了马达的效率为最大的规定的值的情况下，通过使调制信号Vu、Vv、Vw的相位前进或延迟，控制施加到线圈8的相电压的相位，使Δθb接近最佳值。此时，各相的调制信号Vu、Vv、Vw的相对位置当然维持在电角120度。通过这种控制，基于1相份的电流极性信号，能够使全部3相的相电流达到最佳相位。但是，为了提高电流相位控制的精度等，也可利用2相或3相的电流极性信号进行同样的控制。

基于电流极性信号，通过上述的方法，控制马达的相电压的相位，进行马达的相电流的相位控制，则无需昂贵的电流传感器，也无需利用昂贵的微型计算机进行高度的运算处理，能够以比较低的成本，实现基于正弦波驱动方式的马达的转矩波动的降低、及基于电流相位控制的马达的高效运转。电流极性信号中存在从“L”到“H”的信号上升沿的定时、和从“H”到“L”的信号下降沿的定时。控制用半导体装置7也可仅利用电流极性信号的上升沿或下降沿来进行控制。因此，电流极性信号只要上升沿或下降沿的一方具有控制所需要的精度的正确性即可，而另一方也可以包含较大的误差。

图11是对表示本实施例的图1进行简略表现的说明图。在图11中，除控制用半导体装置7、线圈8、孔IC9、马达驱动用半导体装置10、电流极性检测电路13以外进行省略而未图示。如图11所示，在本实施例中，表示了马达驱动用半导体装置10具备电流极性检测电路13的情况。

另外，在本实施例中，还可以是：马达驱动用半导体装置10具备电流极性检测电路13的一部分，其他部分配置在马达驱动用半导体装置10之外。作为这种例子，存在如下情况：电流极性检测电路13使用图5的电路，马达驱动用半导体装置10具备比较器CM1和锁存电路F2，分流电阻Rs使用分立的电阻。

在电流极性检测电路13例如使用了图3的电路方式的情况下，电流极性检测电路13包括电平移动电路L1。由于对电平移动电路L1施加高压电源电压VDC左右的高的电压，因此需要电平移动电路L1是高耐压的电路。所以，在这种情况下，若马达驱动用半导体装置10内具备电流极性检测电路13，则能实现最低成本且紧凑化。

(实施例二)

在图12中表示本实施例。图12是相当于实施例一的图11的简略表现的图。在本实施例中，实施例一所示的电流极性检测电路13如图3或图5所示，由于电路的部件数少，因此将电流极性检测电路13配置在了马达驱动用半导体装置10和控制用半导体装置7之外。除此以外与实施例一相同。

(实施例三)

在图13中表示本实施例。图13是相当于实施例一的图11的简略表现的图。图13中的VUPA是包含电流极性信息的电压。在本实施例中，利用图3的电路的动作原理检测电流极性时，例如将电平移动电路L1的输出电压VUL输入到控制用半导体装置7，作为包含电流极性信息的电压VUPA，在控制用半导体装置7内执行锁存电路F1的功能。在本实施例中，利用图5的电路的动作原理检测电流极性时，例如将分流电阻Rs的电压VUR输入到控制用半导体装置7，作为包含电流极性信息的电压VUPA，在控制用半导体装置7内实行比较器CM1和锁存电路F2的功能。在控制用半导体装置7内的处理由控制用半导体装置7内的电路、或电路和软件的双方进行。其他与实施例一相同。

(实施例四)

在图14中表示本实施例。图14是相当于实施例一的图11的简略表现的图。在本实施例中，将马达驱动用半导体装置10分为具备电流极性检测电路13的预驱动半导体装置10A、和马达驱动用开关元件10B。在本实施例的结构中，通过使马达驱动用开关元件10B为大电流用的开关元件，从而能够实现更大容量的马达的驱动。

图15是表示预驱动半导体装置10A和马达驱动用开关元件10B的详细结构的图。开关元件T1’～T6’在本实施例中使用了NMOSFET，但也可以是IGBT或双极性晶体管。另外，在使用功率MOSFET时，对上支路开关元件T1’～T3’也可使用PMOSFET。在对开关元件T1’～T6’使用功率MOSFET时，作为回流二极管D1’～D6’，也可使用MOSFET内部的寄生二极管。

图15是将图2的马达驱动用半导体装置10分为预驱动半导体装置10A、和马达驱动用开关元件10B的结构，其他与图2同样，因此省略详细的说明。

在图15中，预驱动部由一个预驱动半导体装置10A构成，该预驱动半导体装置10A以一体封装(one package)的方式用树脂例如配合有硅石等填充物的环氧系树脂密封而成，但预驱动部也存在由多个IC构成的情况。作为这种例子，存在由3个一相份的预驱动半导体装置3构成的结构。另外，作为上支路开关元件，在使用PMOSFET或PNP晶体管时，预驱动部能够以非常简单的电路结构实现，因此对预驱动部还可由不使用IC而使用了双极性晶体管或电阻等的分立电路构成。

在图15的例子中，用树脂将马达驱动用开关元件10B以一体封装的方式密封，但也存在以多个封装的方式构成的情况。例如存在如下情况：用树脂将上支路开关元件和下支路开关元件以分别封装的方式密封，从而由两个封装构成的情况；将六个开关元件全部以分别封装的方式密封的情况；将一相份的上支路开关元件与下支路开关元件收纳到一个封装内，从而共计由三个封装构成的情况等。

(实施例五)

在图16中表示本实施例。图16是相当于实施例一的图11的简略表现的图。在本实施例中，将控制用半导体装置7’和马达驱动用半导体芯片10’配置在一个封装内。图16的标记17是内置有控制用半导体芯片的一体封装驱动用半导体装置。控制用半导体装置7’与马达驱动用半导体芯片10’之间的布线例如由封装内部的引线接合连接。控制用半导体装置7’的功能与实施例一的控制用半导体装置7相同，马达驱动用半导体芯片10’的功能与实施例一的马达驱动用半导体装置10相同。

马达驱动用半导体芯片10’在马达驱动时发热而温度上升。为了抑制控制用半导体装置7’的温度上升，将控制用半导体装置7’和马达驱动用半导体芯片10’配置在各自的台座(stage)上。在图16中，电流极性检测电路13包含在马达驱动用半导体芯片10’内，但电流极性的检测也可在控制用半导体装置7’内进行。另外，在图16中，马达驱动部成为马达驱动用半导体芯片10’的单芯片结构，但还可由多个芯片构成马达驱动部。在任一情况，以一体封装的形式构成马达驱动部和微型计算机，所以与2封装以上的情况相比，可以实现小型化。控制用半导体装置7’既可以是通用的微型计算机的芯片，还可以是马达驱动专用IC的芯片。

(实施例六)

在图17中表示本实施例。图17是相当于实施例一的图11的简略表现的图。在本实施例中，将控制用半导体装置7’和预驱动半导体芯片10A’配置在一个封装内。图17的标记18是内置有控制用半导体芯片的一体封装预驱动用半导体装置。控制用半导体装置7’与预驱动半导体芯片10A’之间的布线例如由封装内部的引线接合连接。在本实施例中，通过设马达驱动用开关元件10B为大电流用的开关元件，从而可实现大容量的马达的驱动。控制用半导体装置7’的功能与实施例一的控制用半导体装置7相同，预驱动半导体芯片10A’的功能与实施例四的预驱动半导体装置10A相同。在图17中，电流极性检测电路13包含在预驱动半导体芯片10A’内，但电流极性的检测也可在控制用半导体装置7’内进行。由于预驱动半导体芯片10A’不包含开关元件，因此预驱动半导体芯片10A’的温度上升比图16的马达驱动用半导体芯片10’小。所以，半导体装置7’与预驱动半导体芯片10A’可配置在相同台座上。

(实施例七)

在图8中表示本实施例的马达5的构造。图8所示的马达是三相马达，在马达内置基板6上配置有实施例一的图1所示的控制用半导体装置7、马达驱动用半导体装置10、高压电源电压检测电路15、温度检测电路16、分流电阻Rs、和孔IC9。在本实施例的马达5中，将线圈8嵌入马达的框体下部5B中。将永磁铁转子22设置到线圈内部，并以不与线圈8接触的方式设置适当的间隙。在永磁铁转子22的上部设置马达内置基板6。配置在马达内置基板6的孔IC9，为了容易检测永磁铁转子22的磁极位置而配置在永磁铁转子22侧的面(在图8中为下侧的面)。例如，控制用半导体装置7、高压电源电压检测电路15、温度检测电路16、分流电阻Rs配置在永磁铁转子22侧的面(在图8中为下侧的面)，马达驱动用半导体装置10配置在与磁铁转子22相反侧的一面(在图8中为上侧的面)。

在将温度检测电路16用于控制用半导体装置7的温度检测时，将温度检测电路16内的热敏电阻配置到控制用半导体装置7的附近。在马达内置基板6配置线圈连接端子21，通过焊接来连接线圈8。通过焊接将布线20连接到马达内置基板6。引出布线20由VDC用布线、Vcc用布线、Vsp用布线、FG用布线、GND用布线这五根线构成。马达的框体上部5A像盖子那样设置在马达内置基板6的上部。因此，在装配了马达的状态下，马达内置基板6配置在由马达的框体上部5A和马达的框体下部5B构成的马达框体的内部。马达5也可不利用马达的框体下部5B，取而代之使线圈8形成模的构造。此时的图如图18所示。图18的5C是被塑型化了的线圈。其他与图8相同。另外，马达5还可不利用马达的框体上部5A和马达的框体下部5B，取而代之将线圈8和马达内置基板6塑型的构造。此时的图如图19所示。图19与图8或图18不同，在图中表示了马达的完成状态。线圈8和马达内置基板6被塑型于模部5D，在马达内置基板6上，与图8同样，配置有控制用半导体装置7、马达驱动用半导体装置10、高压电源电压检测电路15、温度检测电路16、分流电阻Rs、和孔IC9。

(实施例八)

本实施例将实施例7所记载的马达应用于空调机。本实施例的空调机，其室外机具备对制冷剂进行压缩的压缩机和室外热交换器、驱动压缩机的压缩机驱动马达、给室外热交换器送风的室外机风扇马达，室内机具备室内热交换器和给室内热交换器送风的室内机风扇马达，用阀切换制冷剂的流动反向，进而进行制冷或供暖。

若对空调设备的室外机风扇马达使用现有技术的120度通电方式的马达，则会产生由马达振动引起的噪音。为了降低该噪音，在120度通电方式的马达中使用了防振用的橡胶。防振用的橡胶例如用在将风扇马达固定到室外机主体的固定部、永磁铁转子的永磁铁与轴之间或轴与风扇之间。在本实施例中，通过正弦波驱动方式降低马达的转矩波动，并降低马达的振动，因此即使不使用防振用的橡胶，也能降低噪音。另外，为了进一步降低噪音，当然也可在本发明的马达中使用防振用的橡胶。

另外，还可在空调机的室内机风扇马达中使用实施例7所记载的马达，在该情况下马达的振动也减少，因此能够与室外机的情况同样实现噪音少的运转。

Claims (21)

1.一种马达驱动装置，具备对马达进行驱动的开关元件、和对所述开关元件进行驱动的驱动电路，

所述马达驱动装置具有对马达的相电流的电流极性进行检测的电流极性检测功能。

2.一种马达，内置有马达驱动装置，对马达进行驱动的开关元件、和对该开关元件进行驱动的驱动电路具有对马达的相电流的电流极性进行检测的电流极性检测功能，所述马达驱动装置具备所述开关元件和驱动电路。

3.一种马达驱动用半导体装置，是将一个或多个半导体芯片以一体封装的形式进行树脂密封而成，所述半导体芯片具备：六个开关元件，对三相马达进行驱动；三个输出端子，分别向所述三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；驱动电路，驱动所述六个开关元件；和六个控制信号输入端子，输入分别对所述六个开关元件进行接通/断开控制的控制信号，

所述马达驱动用半导体装置具备：

检测所述三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和

用于从所述马达驱动用半导体装置向外部输出所述电流极性信号的电流极性信号输出端子。

4.一种预驱动半导体装置，是将一个或多个半导体芯片以一体封装的形式进行树脂密封而成，所述半导体芯片具备：驱动电路，对三相马达驱动用的六个开关元件进行驱动；六个输出端子，从所述驱动电路输出分别用于驱动所述六个开关元件的六个信号；六个控制信号输入端子，输入对所述六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号，

所述预驱动半导体装置具备：

检测马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和

用于从所述马达驱动用半导体装置向外部输出所述电流极性信号的电流极性信号输出端子。

5.根据权利要求3所述的马达驱动用半导体装置，其特征在于，

所述电流极性检测电路具备：

电平移动电路，将与马达的线圈的端子连接的输出端子的电压转换成比此低的电压并输出；和

锁存电路，在上支路开关元件及下支路开关元件均断开的定时，保持所述电平移动电路输出的电压的信息。

6.根据权利要求3所述的马达驱动用半导体装置，其特征在于，

所述电流极性检测电路具备：

比较器，对连接在下支路开关元件与接地电位之间的电阻的端子间电压的正负进行判定；和

锁存电路，在所述下支路开关元件接通的定时，保持所述比较器的输出电压的信息。

7.一种一体封装马达驱动用半导体装置，具备：六个开关元件，对三相马达进行驱动；三个输出端子，分别向所述三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；驱动电路，驱动所述六个开关元件；和至少一个以上输入端子，输入所述三相马达的转子的磁极位置信号，

所述一体封装马达驱动用半导体装置还具备：

检测所述三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和

控制用半导体芯片，输入所述磁极位置信号和所述电流极性信号，并基于所述磁极位置信号与所述电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号。

8.根据权利要求7所述的一体封装马达驱动用半导体装置，其特征在于，

所述一体封装马达驱动用半导体装置具备如下两个芯片：马达驱动用半导体芯片，在一个半导体芯片上集成有所述六个开关元件、所述驱动电路、和所述电流极性检测电路的一部分或整体；和控制用半导体芯片，

所述控制用半导体芯片所输出的六个控制信号被输入到所述马达驱动用半导体芯片。

9.一种预驱动半导体装置，具备：驱动电路，对三相马达驱动用的六个开关元件进行驱动；六个输出端子，从所述驱动电路输出分别驱动所述六个开关元件的信号；至少一个以上输入端子，输入马达的转子的磁极位置信号，

所述预驱动半导体装置还具备：

检测所述三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和

控制用半导体芯片，输入所述磁极位置信号和所述电流极性信号，并基于所述磁极位置信号与所述电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号。

10.一种马达驱动装置，用于驱动三相马达，

所述马达驱动装置具备：马达驱动用半导体装置、控制用半导体装置、和至少一个磁极位置检测器，

所述马达驱动用半导体装置，是将一个或多个半导体芯片以一体封装的形式用树脂密封而成，所述半导体芯片具备：六个开关元件，驱动所述三相马达；三个输出端子，分别向所述三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；驱动电路，驱动所述六个开关元件；和六个控制信号输入端子，输入分别对所述六个开关元件进行接通/断开控制的控制信号，

所述马达驱动用半导体装置具备：检测所述三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和用于从所述马达驱动用半导体装置向外部输出所述电流极性信号的电流极性信号输出端子，

所述控制用半导体装置，输入所述磁极位置检测器所输出的磁极位置信号、和所述马达驱动用半导体装置所输出的电流极性信号，并基于所述磁极位置信号与所述电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件分别进行接通/断开控制的六个控制信号；将所述控制用半导体装置所输出的六个控制信号输入到所述马达驱动用半导体装置的六个控制输入端子。

11.一种三相马达，内置有：马达驱动用半导体装置、控制用半导体装置、和至少一个磁极位置检测器，

所述马达驱动用半导体装置，是将一个或多个半导体芯片以一体封装的形式用树脂密封而成，所述半导体芯片具备：六个开关元件，驱动所述三相马达；三个输出端子，分别向所述三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；驱动电路，驱动所述六个开关元件；和六个控制信号输入端子，输入分别对所述六个开关元件进行接通/断开控制的控制信号，

所述马达驱动用半导体装置具备：检测所述三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和用于从所述马达驱动用半导体装置向外部输出所述电流极性信号的电流极性信号输出端子，

所述控制用半导体装置，输入所述磁极位置检测器所输出的磁极位置信号、和所述马达驱动用半导体装置所输出的电流极性信号，并基于所述磁极位置信号与所述电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件分别进行接通/断开控制的六个控制信号；将所述控制用半导体装置所输出的六个控制信号输入到所述马达驱动用半导体装置的六个控制输入端子。

12.根据权利要求11所述的三相马达，其特征在于，

所述电流极性检测电路具备：

电平移动电路，降低与马达的线圈的端子连接的输出端子的电压并输出；和

锁存电路，在上支路开关元件及下支路开关元件均断开的定时，保持所述电平移动电路的输出电压的信息。

13.一种三相马达，内置有马达驱动装置，所述马达驱动装置具备：六个开关元件，驱动三相马达；驱动电路，驱动所述六个开关元件；和至少一个磁极位置检测器，

所述马达驱动装置具备检测所述三相马达的相电流的电流极性的电流极性检测功能，

所述控制用半导体装置输入所述磁极位置检测器所输出的磁极位置信号，并基于所述磁极位置信号、和根据所述电流极性检测功能检测出的电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件分别进行接通/断开控制的六个控制信号。

14.一种三相马达，内置有马达驱动用半导体装置、和至少一个磁极位置检测器，

所述马达驱动用半导体装置是一体封装马达驱动用半导体装置，具备：六个开关元件，驱动所述三相马达；三个输出端子，分别向所述三相马达的线圈的三个端子施加输出电压；驱动电路，驱动所述六个开关元件；和至少一个输入端子，输入所述三相马达的转子的磁极位置信号，

所述马达驱动用半导体装置具备：

检测所述三相马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和

控制用半导体芯片，输入所述磁极位置信号和所述电流极性信号，并基于所述磁极位置信号与所述电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号。

15.一种马达驱动装置，用于驱动三相马达，

所述马达驱动装置具备：预驱动半导体装置、驱动所述三相马达的六个开关元件、控制用半导体装置、和至少一个磁极位置检测器，

所述预驱动驱动装置，是将一个或多个半导体芯片以一体封装的形式进行树脂密封而成，所述半导体芯片具备：驱动电路，对三相马达驱动用的六个开关元件进行驱动；六个输出端子，从所述驱动电路输出分别用于驱动所述六个开关元件的六个信号；六个控制信号输入端子，输入对所述六个开关元件进行接通/断开控制的六个控制信号，

所述预驱动半导体装置具备：检测马达的相电流的电流极性并输出电流极性信号的电流极性检测电路的一部分或整体；和用于从所述马达驱动用半导体装置向外部输出所述电流极性信号的电流极性信号输出端子，

所述控制用半导体装置，输入所述磁极位置检测器所输出的磁极位置信号、和所述预驱动半导体装置所输出的电流极性信号，并基于所述磁极位置信号与所述电流极性信号的相位差来控制马达的相电压相位，以此控制马达的相电流相位，输出对所述六个开关元件分别进行接通/断开控制的六个控制信号；所述控制用半导体装置所输出的所述六个控制信号被输入到所述预驱动半导体装置的六个控制输入端子。

16.一种风扇马达，给空调机的室外热交换器或室内热交换器送风，所述空调机具备：对制冷剂进行压缩的压缩机、进行制冷剂的热交换的室外热交换器、和进行制冷剂的热交换的室内热交换器，

所述风扇马达是权利要求11所述的三相马达。

17.一种风扇马达，给空调机的室外热交换器或室内热交换器送风，所述空调机具备：对制冷剂进行压缩的压缩机、进行制冷剂的热交换的室外热交换器、和进行制冷剂的热交换的室内热交换器，

所述风扇马达是权利要求12所述的三相马达。

18.一种风扇马达，给空调机的室外热交换器或室内热交换器送风，所述空调机具备：对制冷剂进行压缩的压缩机、进行制冷剂的热交换的室外热交换器、和进行制冷剂的热交换的室内热交换器，

所述风扇马达是权利要求13所述的三相马达。

19.一种风扇马达，给空调机的室外热交换器或室内热交换器送风，所述空调机具备：对制冷剂进行压缩的压缩机、进行制冷剂的热交换的室外热交换器、和进行制冷剂的热交换的室内热交换器，

所述风扇马达是权利要求14所述的三相马达。

20.一种电流极性检测电路，用于检测由六个开关元件驱动的三相马达的某一相的相电流的极性，

所述电流极性检测电路具备：电平移动电路，降低与马达的线圈的端子连接的输出端子的电压；和锁存电路，输入所述电平移动电路的输出信号，

所述锁存电路，在相应的相的上支路开关元件的控制信号、或相应的相的下支路开关元件的控制信号的任一个从断开信号变化为接通信号的定时，保持所述电平移动电路的输出信号。

21.根据权利要求3所述的马达驱动用半导体装置，其特征在于，

所述电流极性检测电路具备：电平移动电路，将与马达的线圈的端子连接的输出端子的电压变换为比此低的电压并输出；和锁存电路，输入所述电平移动电路的输出信号，

所述锁存电路，在相应的相的上支路开关元件的控制信号、或相应的相的下支路开关元件的控制信号的任一个从断开信号变化为接通信号的定时，保持所述电平移动电路的输出信号。

Images