JP2003333880A - モータ駆動装置およびモータ - Google Patents
モータ駆動装置およびモータInfo
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- JP2003333880A JP2003333880A JP2002138152A JP2002138152A JP2003333880A JP 2003333880 A JP2003333880 A JP 2003333880A JP 2002138152 A JP2002138152 A JP 2002138152A JP 2002138152 A JP2002138152 A JP 2002138152A JP 2003333880 A JP2003333880 A JP 2003333880A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種家電機器に使用される送風モータの駆動
制御において、高価で複雑な誘電体プロセスの１チップ
ＩＣを使用せずに、高効率、低騒音でかつ信頼性の高い
モータの駆動装置を提供する。 【解決手段】 プリドライブＩＣ５と、ゲートドライバ
ＩＣ９と、ＭＯＳＦＥＴアレイ１２を主要構成要素と
し、前記プリドライブＩＣ５で、前記ＭＯＳＦＥＴアレ
イ１２を通電制御する構成で、モータの高効率、低騒音
駆動制御を可能とするモータの駆動装置が得られる。
制御において、高価で複雑な誘電体プロセスの１チップ
ＩＣを使用せずに、高効率、低騒音でかつ信頼性の高い
モータの駆動装置を提供する。 【解決手段】 プリドライブＩＣ５と、ゲートドライバ
ＩＣ９と、ＭＯＳＦＥＴアレイ１２を主要構成要素と
し、前記プリドライブＩＣ５で、前記ＭＯＳＦＥＴアレ
イ１２を通電制御する構成で、モータの高効率、低騒音
駆動制御を可能とするモータの駆動装置が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルームエアコンや
給湯器等家電機器に用いられるファン駆動用モータに関
し、特に商用交流電源電圧を平滑整流した直流高電圧を
電力源とし、可変速制御を可能としたインバータを内蔵
したモータの駆動装置に関するものである。
給湯器等家電機器に用いられるファン駆動用モータに関
し、特に商用交流電源電圧を平滑整流した直流高電圧を
電力源とし、可変速制御を可能としたインバータを内蔵
したモータの駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特に商用交流電源電圧を平滑整流
した直流高電圧を電力源としたモータ駆動装置もしくは
モータ駆動装置を内蔵したモータは、特開平４−６７７
５９号公報号に開示されたものが知られており、図２３
および図２５（特開平４−６７７５９号公報号からの引
用）を用いて説明する。
した直流高電圧を電力源としたモータ駆動装置もしくは
モータ駆動装置を内蔵したモータは、特開平４−６７７
５９号公報号に開示されたものが知られており、図２３
および図２５（特開平４−６７７５９号公報号からの引
用）を用いて説明する。
【０００３】図２３に、従来のモータの駆動装置の一例
の構造を示しており、スイッチ素子であるＩＧＢＴＱ
１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６を主な構成要素とす
るインバータ部と図示しないモータのロータの回転子を
検出するホール素子センサ１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１
Ｃの出力信号および速度指令信号が供給されてＰＷＭ信
号を形成するＰＷＭ信号形成回路１０２を含む周辺回路
とが一体化したモノリシックＩＣで構成されて、前記周
辺回路の作用により、前記ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６がスイッ
チ制御されて、商用交流電圧を整流・平滑して得られる
高圧直流電圧からモータのステータ１０３のモータ駆動
巻線に電力供給して前記ロータの回転数を制御する作用
を有する。
の構造を示しており、スイッチ素子であるＩＧＢＴＱ
１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６を主な構成要素とす
るインバータ部と図示しないモータのロータの回転子を
検出するホール素子センサ１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１
Ｃの出力信号および速度指令信号が供給されてＰＷＭ信
号を形成するＰＷＭ信号形成回路１０２を含む周辺回路
とが一体化したモノリシックＩＣで構成されて、前記周
辺回路の作用により、前記ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６がスイッ
チ制御されて、商用交流電圧を整流・平滑して得られる
高圧直流電圧からモータのステータ１０３のモータ駆動
巻線に電力供給して前記ロータの回転数を制御する作用
を有する。
【０００４】図２５は、従来の前記モノリシックＩＣで
構成したモータ駆動装置を内蔵したモータの構造を示し
ている。
構成したモータ駆動装置を内蔵したモータの構造を示し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のような、従来の
モノリシックＩＣを用いたモータの駆動装置において
は、インバータ部の主要構成要素すなわちスイッチ素子
であるＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６と周辺回路を一体化したモノ
リシックＩＣで構成したことが特徴で、モータ駆動装置
の小型化に貢献できる反面、モノリシックＩＣ自体が発
熱源となってしまう。
モノリシックＩＣを用いたモータの駆動装置において
は、インバータ部の主要構成要素すなわちスイッチ素子
であるＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６と周辺回路を一体化したモノ
リシックＩＣで構成したことが特徴で、モータ駆動装置
の小型化に貢献できる反面、モノリシックＩＣ自体が発
熱源となってしまう。
【０００６】さらに、モノリシックＩＣを製造するため
の半導体プロセスには特別の工夫が必要になる。すなわ
ち、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６等、ＩＣの高電圧が印加される
構成要素には、誘電体分離という図２４（特開平４−６
７７５９号公報号からの引用）に示す構成を有するプロ
セスが必要となる。
の半導体プロセスには特別の工夫が必要になる。すなわ
ち、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６等、ＩＣの高電圧が印加される
構成要素には、誘電体分離という図２４（特開平４−６
７７５９号公報号からの引用）に示す構成を有するプロ
セスが必要となる。
【０００７】図２４は、従来のモータの駆動装置である
ＩＣのＩＧＢＴの構成を示すもので、誘電体であるＳｉ
Ｏ2で、ＩＧＢＴ素子を他の素子から電気的に絶縁して
いる。
ＩＣのＩＧＢＴの構成を示すもので、誘電体であるＳｉ
Ｏ2で、ＩＧＢＴ素子を他の素子から電気的に絶縁して
いる。
【０００８】このＳｉＯ2による誘電体分離を行うため
に、従来のモータ駆動装置であるモノリシックＩＣの製
造工数は、一般のＰＮ接合プロセスに比べ、ＳｉＯ2形
成のための工程が余分に加わることにより、格段に大き
くなる。
に、従来のモータ駆動装置であるモノリシックＩＣの製
造工数は、一般のＰＮ接合プロセスに比べ、ＳｉＯ2形
成のための工程が余分に加わることにより、格段に大き
くなる。
【０００９】一般的なＰＮ接合プロセスの半導体の製作
に要するリードタイムが、２〜３ヵ月なのに対し、誘電
体プロセス半導体（ＩＣ）では、４〜５ヵ月を要し、供
給面で大きな障害となっている。また、工程数が多いこ
とから歩留まりも比較的悪く、信頼性面でも不安があ
り、ＩＣの価格も高価になりがちであった。
に要するリードタイムが、２〜３ヵ月なのに対し、誘電
体プロセス半導体（ＩＣ）では、４〜５ヵ月を要し、供
給面で大きな障害となっている。また、工程数が多いこ
とから歩留まりも比較的悪く、信頼性面でも不安があ
り、ＩＣの価格も高価になりがちであった。
【００１０】また、ＩＧＢＴを制御するための周辺回路
部のプロセスの微細化に限界があり、正弦波ＰＷＭ等を
具現化するＬＯＧＩＣのモノリシックＩＣ化が困難で、
モータの低騒音駆動に課題があった。
部のプロセスの微細化に限界があり、正弦波ＰＷＭ等を
具現化するＬＯＧＩＣのモノリシックＩＣ化が困難で、
モータの低騒音駆動に課題があった。
【００１１】本発明は、半導体部品の発熱を抑制した信
頼性の高い、かつ高効率のモータ駆動装置およびモータ
を提供すること、そして、前記事項を、生産リードタイ
ムが長く、かつ高価格の誘電体分離プロセスのモノリシ
ックＩＣを用いることなく、一般的に存するＰＮ接合プ
ロセスで製造される半導体部品を用い、使用部品の供給
面で不安がなく、さらに、低騒音で、低価格のモータ駆
動装置を実現することを目的とする。
頼性の高い、かつ高効率のモータ駆動装置およびモータ
を提供すること、そして、前記事項を、生産リードタイ
ムが長く、かつ高価格の誘電体分離プロセスのモノリシ
ックＩＣを用いることなく、一般的に存するＰＮ接合プ
ロセスで製造される半導体部品を用い、使用部品の供給
面で不安がなく、さらに、低騒音で、低価格のモータ駆
動装置を実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、周辺回路を低耐圧ＰＮ接合プロセスの半導
体で作られるプリドライブＩＣとし、前記１チップイン
バータを、高耐圧ＰＮ接合プロセスで作られるＮチャン
ネルＭＯＳＦＥＴ６チップからなるＭＯＳＦＥＴアレイ
とし、互いを高耐圧ＰＮ接合プロセスゲートドライバＩ
Ｃを介して接続したもので、前記ＭＯＳＦＥＴアレイの
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子は、３素子が、ドレイ
ンが共通に前記高圧直流電源の正側出力に接続され、残
り３素子は、ソースが前記高圧直流電源の負側出力に接
続されて、互いのソースとドレインは共通にモータ駆動
巻線の各相端子に接続され、前記プリドライブＩＣから
出力されるＰＷＭ信号は、前記ゲートドライバＩＣに
て、電圧、電流を増幅されて、前記ＮチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴ６素子の各ゲートに入力されて、前記Ｎチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッチ制御されることによ
り、モータ駆動巻線へ電力供給するよう構成したもので
ある。
に本発明は、周辺回路を低耐圧ＰＮ接合プロセスの半導
体で作られるプリドライブＩＣとし、前記１チップイン
バータを、高耐圧ＰＮ接合プロセスで作られるＮチャン
ネルＭＯＳＦＥＴ６チップからなるＭＯＳＦＥＴアレイ
とし、互いを高耐圧ＰＮ接合プロセスゲートドライバＩ
Ｃを介して接続したもので、前記ＭＯＳＦＥＴアレイの
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子は、３素子が、ドレイ
ンが共通に前記高圧直流電源の正側出力に接続され、残
り３素子は、ソースが前記高圧直流電源の負側出力に接
続されて、互いのソースとドレインは共通にモータ駆動
巻線の各相端子に接続され、前記プリドライブＩＣから
出力されるＰＷＭ信号は、前記ゲートドライバＩＣに
て、電圧、電流を増幅されて、前記ＮチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴ６素子の各ゲートに入力されて、前記Ｎチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッチ制御されることによ
り、モータ駆動巻線へ電力供給するよう構成したもので
ある。
【００１３】これにより、モータ駆動装置の損失による
発熱を低下させ、入手可能なＰＮ接合プロセスで製造さ
れる半導体部品を用い、使用部品の供給面で不安がな
く、さらに低価格で低騒音駆動のモータ駆動装置を得る
ことができる。
発熱を低下させ、入手可能なＰＮ接合プロセスで製造さ
れる半導体部品を用い、使用部品の供給面で不安がな
く、さらに低価格で低騒音駆動のモータ駆動装置を得る
ことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
ブラシレスモータの回転を検出するセンサと、前記セン
サの出力信号および外部からの速度指令信号と制御電圧
源からの出力電圧が供給されてＰＷＭ信号を形成する回
路を含む周辺回路と、シリコンチップ上でスイッチ素子
である複数のＩＧＢＴが互いに誘電体で絶縁分離される
高耐圧誘電体絶縁分離プロセス半導体で作られて商用交
流電圧を整流・平滑して得られる電圧を出力する高圧直
流電源の出力電圧から、前記周辺回路の出力信号に応じ
て、出力端子に接続されるモータ駆動巻線に電力供給し
て前記ロータの回転数を制御するワンチップインバータ
で構成されたモータ駆動装置において、前記周辺回路を
低耐圧ＰＮ接合プロセスの半導体で作られるプリドライ
ブＩＣとし、前記１チップインバータを、高耐圧ＰＮ接
合プロセスで作られるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６チッ
プからなるＭＯＳＦＥＴアレイとし、互いを高耐圧ＰＮ
接合ゲートドライバＩＣを介して接続したもので、前記
ＭＯＳＦＥＴアレイのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子
は、３素子が、ドレインが共通に前記高圧直流電源の正
側出力に接続され、残り３素子は、ソースが前記高圧直
流電源の負側出力に接続されて、互いのソースとドレイ
ンは共通にモータ駆動巻線の各相端子に接続され、前記
プリドライブＩＣから出力されるＰＷＭ信号は、前記ゲ
ートドライバＩＣにて、電圧、電流を増幅されて、前記
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子の各ゲートに入力され
て、前記ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッチ制
御されることにより、モータ駆動巻線へ電力供給するこ
とを特徴とするモータ駆動装置であり、複数の一般的な
ＰＮ接合プロセスで製造される半導体部品を用いて、モ
ータ駆動装置を構成することができるという作用を有す
る。
ブラシレスモータの回転を検出するセンサと、前記セン
サの出力信号および外部からの速度指令信号と制御電圧
源からの出力電圧が供給されてＰＷＭ信号を形成する回
路を含む周辺回路と、シリコンチップ上でスイッチ素子
である複数のＩＧＢＴが互いに誘電体で絶縁分離される
高耐圧誘電体絶縁分離プロセス半導体で作られて商用交
流電圧を整流・平滑して得られる電圧を出力する高圧直
流電源の出力電圧から、前記周辺回路の出力信号に応じ
て、出力端子に接続されるモータ駆動巻線に電力供給し
て前記ロータの回転数を制御するワンチップインバータ
で構成されたモータ駆動装置において、前記周辺回路を
低耐圧ＰＮ接合プロセスの半導体で作られるプリドライ
ブＩＣとし、前記１チップインバータを、高耐圧ＰＮ接
合プロセスで作られるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６チッ
プからなるＭＯＳＦＥＴアレイとし、互いを高耐圧ＰＮ
接合ゲートドライバＩＣを介して接続したもので、前記
ＭＯＳＦＥＴアレイのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子
は、３素子が、ドレインが共通に前記高圧直流電源の正
側出力に接続され、残り３素子は、ソースが前記高圧直
流電源の負側出力に接続されて、互いのソースとドレイ
ンは共通にモータ駆動巻線の各相端子に接続され、前記
プリドライブＩＣから出力されるＰＷＭ信号は、前記ゲ
ートドライバＩＣにて、電圧、電流を増幅されて、前記
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子の各ゲートに入力され
て、前記ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッチ制
御されることにより、モータ駆動巻線へ電力供給するこ
とを特徴とするモータ駆動装置であり、複数の一般的な
ＰＮ接合プロセスで製造される半導体部品を用いて、モ
ータ駆動装置を構成することができるという作用を有す
る。
【００１５】請求項２記載の発明は、ブラシレスモータ
の回転を検出するセンサと、低耐圧ＰＮ接合プロセスで
作られ、前記センサの出力信号および外部からの速度指
令信号と制御電圧源からの出力電圧が供給されて正弦波
電圧ＰＷＭ信号を形成する回路を含む周辺回路をモノリ
シック化したＩＣと、シリコンチップ上でスイッチ素子
である複数のＩＧＢＴが互いに誘電体で絶縁分離される
高耐圧誘電体絶縁分離プロセス半導体で作られて商用交
流電圧を整流・平滑して得られる電圧を出力する高圧直
流電源の出力電圧から、前記周辺回路の出力信号に応じ
て、出力端子に接続されるモータ駆動巻線に電力供給し
て前記ロータの回転数を制御するワンチップインバータ
で構成されたモータ駆動装置において、前記１チップイ
ンバータを、高耐圧ＰＮ接合プロセスで作られるＮチャ
ンネルＭＯＳＦＥＴ６チップからなるＭＯＳＦＥＴアレ
イとし、前記プリドライブＩＣの出力と前記ＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートとを、高耐圧ＰＮ接合ゲートドライバＩＣを
介して接続したもので、前記ＭＯＳＦＥＴアレイのＮチ
ャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子は、３素子が、ドレインが
共通に前記高圧直流電源の正側出力に接続され、残り３
素子は、ソースが前記高圧直流電源の負側出力に接続さ
れて、互いのソースとドレインは共通にモータ駆動巻線
の各相端子に接続され、前記プリドライブＩＣから出力
される正弦波電圧ＰＷＭ信号は、前記ゲートドライバＩ
Ｃにて、電圧、電流を増幅されて、前記ＮチャンネルＭ
ＯＳＦＥＴ６素子の各ゲートに入力されて、前記Ｎチャ
ンネルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッチ制御されることに
より、モータ駆動巻線へ正弦波電圧を供給することを特
徴とするモータ駆動装置であり、複数の一般的なＰＮ接
合プロセスで製造される半導体部品を用いて、モータを
低騒音駆動するモータ駆動装置を構成することができる
という作用を有する。
の回転を検出するセンサと、低耐圧ＰＮ接合プロセスで
作られ、前記センサの出力信号および外部からの速度指
令信号と制御電圧源からの出力電圧が供給されて正弦波
電圧ＰＷＭ信号を形成する回路を含む周辺回路をモノリ
シック化したＩＣと、シリコンチップ上でスイッチ素子
である複数のＩＧＢＴが互いに誘電体で絶縁分離される
高耐圧誘電体絶縁分離プロセス半導体で作られて商用交
流電圧を整流・平滑して得られる電圧を出力する高圧直
流電源の出力電圧から、前記周辺回路の出力信号に応じ
て、出力端子に接続されるモータ駆動巻線に電力供給し
て前記ロータの回転数を制御するワンチップインバータ
で構成されたモータ駆動装置において、前記１チップイ
ンバータを、高耐圧ＰＮ接合プロセスで作られるＮチャ
ンネルＭＯＳＦＥＴ６チップからなるＭＯＳＦＥＴアレ
イとし、前記プリドライブＩＣの出力と前記ＭＯＳＦＥ
Ｔのゲートとを、高耐圧ＰＮ接合ゲートドライバＩＣを
介して接続したもので、前記ＭＯＳＦＥＴアレイのＮチ
ャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子は、３素子が、ドレインが
共通に前記高圧直流電源の正側出力に接続され、残り３
素子は、ソースが前記高圧直流電源の負側出力に接続さ
れて、互いのソースとドレインは共通にモータ駆動巻線
の各相端子に接続され、前記プリドライブＩＣから出力
される正弦波電圧ＰＷＭ信号は、前記ゲートドライバＩ
Ｃにて、電圧、電流を増幅されて、前記ＮチャンネルＭ
ＯＳＦＥＴ６素子の各ゲートに入力されて、前記Ｎチャ
ンネルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッチ制御されることに
より、モータ駆動巻線へ正弦波電圧を供給することを特
徴とするモータ駆動装置であり、複数の一般的なＰＮ接
合プロセスで製造される半導体部品を用いて、モータを
低騒音駆動するモータ駆動装置を構成することができる
という作用を有する。
【００１６】請求項３記載の発明は、前記周辺回路の低
耐圧ＰＮ接合プロセスの半導体で作られるプリドライブ
ＩＣに、位相進み手段を内蔵し、モータに設けた進角指
令入力端子の入力電圧を、前記位相進み手段へ伝達し
て、前記正弦波電圧の位相を進めることを可能としたこ
とを特徴とする請求項２記載のモータ駆動装置であり、
電流の位相遅れを補償する作用を有する。
耐圧ＰＮ接合プロセスの半導体で作られるプリドライブ
ＩＣに、位相進み手段を内蔵し、モータに設けた進角指
令入力端子の入力電圧を、前記位相進み手段へ伝達し
て、前記正弦波電圧の位相を進めることを可能としたこ
とを特徴とする請求項２記載のモータ駆動装置であり、
電流の位相遅れを補償する作用を有する。
【００１７】請求項４記載の発明は、モータに設けた進
角指令入力端子を廃し、代わってモータ内の回路基板上
に固定進角指令発生手段を設け、前記固定進角指令発生
手段は、基準電源電圧とＧＮＤ間に設けた第１および第
２の抵抗で分圧された電圧を前記プリドライブＩＣの位
相進み手段へ伝達するよう構成したことを特徴とする請
求項３記載のモータ駆動装置であり、モータに進角指令
信号を外部から入力しなくても、電流の位相遅れを補償
する作用を有する。
角指令入力端子を廃し、代わってモータ内の回路基板上
に固定進角指令発生手段を設け、前記固定進角指令発生
手段は、基準電源電圧とＧＮＤ間に設けた第１および第
２の抵抗で分圧された電圧を前記プリドライブＩＣの位
相進み手段へ伝達するよう構成したことを特徴とする請
求項３記載のモータ駆動装置であり、モータに進角指令
信号を外部から入力しなくても、電流の位相遅れを補償
する作用を有する。
【００１８】請求項５記載の発明は、ＭＯＳＦＥＴアレ
イの６素子の各ＭＯＳＦＥＴは、ゲート−ソース間にコ
ンデンサを設けると共に、ゲートドライバＩＣの出力端
子と前記ＭＯＳＦＥＴの各ゲート間とを抵抗で接続した
モータ駆動装置であって、前記ＭＯＳＦＥＴの６素子
中、３素子が、ドレインが共通に前記高圧直流電源の正
側出力に接続される３素子の各ゲートに接続される抵抗
の抵抗値を大きくして、残りのソースが前記高圧直流電
源の負側出力に接続される３素子の、ゲート−ソース間
にコンデンサを不要としたことを特徴とする請求項１か
ら請求項４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置であ
り、部品数を削減できる作用を有する。
イの６素子の各ＭＯＳＦＥＴは、ゲート−ソース間にコ
ンデンサを設けると共に、ゲートドライバＩＣの出力端
子と前記ＭＯＳＦＥＴの各ゲート間とを抵抗で接続した
モータ駆動装置であって、前記ＭＯＳＦＥＴの６素子
中、３素子が、ドレインが共通に前記高圧直流電源の正
側出力に接続される３素子の各ゲートに接続される抵抗
の抵抗値を大きくして、残りのソースが前記高圧直流電
源の負側出力に接続される３素子の、ゲート−ソース間
にコンデンサを不要としたことを特徴とする請求項１か
ら請求項４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置であ
り、部品数を削減できる作用を有する。
【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１から請求
項５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を内蔵した
モータであり、モータの低損失、低騒音、低価格が図れ
ると言う作用を有する。
項５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を内蔵した
モータであり、モータの低損失、低騒音、低価格が図れ
ると言う作用を有する。
【００２０】請求項７記載の発明は、請求項１から請求
項５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を内蔵した
モータであって、前記モータの回転子は、シャフトに剛
体であるヨークとリング状マグネットを設けて、前記ヨ
ークとリング状マグネット間の空隙を弾性体のゴムで充
填した構成を有することを特徴とする請求項６記載のモ
ータであり、モータおよびモータ使用機器の一層の低騒
音化が図れるという作用を有する。
項５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を内蔵した
モータであって、前記モータの回転子は、シャフトに剛
体であるヨークとリング状マグネットを設けて、前記ヨ
ークとリング状マグネット間の空隙を弾性体のゴムで充
填した構成を有することを特徴とする請求項６記載のモ
ータであり、モータおよびモータ使用機器の一層の低騒
音化が図れるという作用を有する。
【００２１】請求項８記載の発明は、前記外部からの速
度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する場合
に、前記ＭＯＳＦＥＴアレイの６素子中、ドレインが共
通に前記高圧直流電源の正側出力に接続される３素子が
ＯＦＦし、ソースが前記高圧直流電源の負側出力に接続
される３素子全てがＯＮする請求項１から請求項５のい
ずれか一項に記載のモータ駆動装置を内蔵したモータで
あって、前記モータのモータ駆動巻線は、外部からの速
度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する場合
に、外力により回転子が強制的に回転させられてモータ
巻線に発生する循環電流が、一定値以下となるようなイ
ンピーダンスを有することを特徴とする請求項５から請
求項７のいずれか一項に記載のモータであり、モータ駆
動装置のＭＯＳＦＥＴの破壊を防ぐことができるという
作用を有する。
度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する場合
に、前記ＭＯＳＦＥＴアレイの６素子中、ドレインが共
通に前記高圧直流電源の正側出力に接続される３素子が
ＯＦＦし、ソースが前記高圧直流電源の負側出力に接続
される３素子全てがＯＮする請求項１から請求項５のい
ずれか一項に記載のモータ駆動装置を内蔵したモータで
あって、前記モータのモータ駆動巻線は、外部からの速
度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する場合
に、外力により回転子が強制的に回転させられてモータ
巻線に発生する循環電流が、一定値以下となるようなイ
ンピーダンスを有することを特徴とする請求項５から請
求項７のいずれか一項に記載のモータであり、モータ駆
動装置のＭＯＳＦＥＴの破壊を防ぐことができるという
作用を有する。
【００２２】請求項９記載の発明は、請求項５から請求
項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に供
したエアコンディショナーであり、前記エアコンディシ
ョナーの音、振動の低減を図ることができる作用を有す
る。
項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に供
したエアコンディショナーであり、前記エアコンディシ
ョナーの音、振動の低減を図ることができる作用を有す
る。
【００２３】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
モータ駆動装置を内蔵したモータを送風ファン用に供し
たエアコンディショナーであって、前記エアコンディシ
ョナーは、モータへ供給する速度指令信号が、ＰＷＭ
ＤＵＴＹ比０％を意味する状態の発生時間を所定の値以
下に制限することで、モータのＭＯＳＦＥＴの過熱を抑
制することを特徴とする請求項９記載のエアコンディシ
ョナーであって、ファンモータ内のＭＯＳＦＥＴの過熱
による破壊を防ぐことができるという作用を有する。
モータ駆動装置を内蔵したモータを送風ファン用に供し
たエアコンディショナーであって、前記エアコンディシ
ョナーは、モータへ供給する速度指令信号が、ＰＷＭ
ＤＵＴＹ比０％を意味する状態の発生時間を所定の値以
下に制限することで、モータのＭＯＳＦＥＴの過熱を抑
制することを特徴とする請求項９記載のエアコンディシ
ョナーであって、ファンモータ内のＭＯＳＦＥＴの過熱
による破壊を防ぐことができるという作用を有する。
【００２４】請求項１１記載の発明は、請求項５から請
求項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に
供したエアコンディショナーであって、モータからの前
記エアコンディショナーへ回生電力が発生して、前記エ
アコンディショナーの前記モータへの電源電圧が上昇す
る場合に、前記エアコンディショナーに過電圧保護手段
を設け、前記電源電圧が、予め定めた一定値を超える
と、前記エアコンディショナーは直ちにモータの運転を
停止することを特徴とする請求項９または請求項１０に
記載のエアコンディショナーであって、モータ内のＭＯ
ＳＦＥＴに過電圧が印加されることを防ぐ作用を有す
る。
求項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に
供したエアコンディショナーであって、モータからの前
記エアコンディショナーへ回生電力が発生して、前記エ
アコンディショナーの前記モータへの電源電圧が上昇す
る場合に、前記エアコンディショナーに過電圧保護手段
を設け、前記電源電圧が、予め定めた一定値を超える
と、前記エアコンディショナーは直ちにモータの運転を
停止することを特徴とする請求項９または請求項１０に
記載のエアコンディショナーであって、モータ内のＭＯ
ＳＦＥＴに過電圧が印加されることを防ぐ作用を有す
る。
【００２５】請求項１２記載の発明は、請求項５から請
求項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に
供した給湯器であって、前記給湯器の音、振動の低減を
図ることができる作用を有する。
求項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に
供した給湯器であって、前記給湯器の音、振動の低減を
図ることができる作用を有する。
【００２６】請求項１３記載の発明は、請求項５から請
求項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に
供した空気清浄機であって、前記空気清浄機の音、振動
の低減を図ることができる作用を有する。
求項８のいずれか一項に記載のモータを送風ファン用に
供した空気清浄機であって、前記空気清浄機の音、振動
の低減を図ることができる作用を有する。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の具体例について図面を用いて
説明する。
説明する。
【００２８】（実施例１）図１は、本発明の請求項１記
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図１において、
モータ駆動装置１は、高圧直流電源４の出力電圧から、
モータ７への電力供給を行って、モータ７の回転速度を
所望の速度にする作用を行うもので、プリドライブＩＣ
５を含む周辺回路３と、ＭＯＳＦＥＴアレイ１２と、前
記プリドライブＩＣ５の出力信号は、ゲートドライバＩ
Ｃ９にて、電力増幅して、前記ＭＯＳＦＥＴアレイ１２
に内蔵された各ＭＯＳＦＥＴのゲートへ伝達される構成
を有している。
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図１において、
モータ駆動装置１は、高圧直流電源４の出力電圧から、
モータ７への電力供給を行って、モータ７の回転速度を
所望の速度にする作用を行うもので、プリドライブＩＣ
５を含む周辺回路３と、ＭＯＳＦＥＴアレイ１２と、前
記プリドライブＩＣ５の出力信号は、ゲートドライバＩ
Ｃ９にて、電力増幅して、前記ＭＯＳＦＥＴアレイ１２
に内蔵された各ＭＯＳＦＥＴのゲートへ伝達される構成
を有している。
【００２９】次に、図１の構成図に示すモータ駆動装置
１の動作を、図２の動作図を用い以下説明する。
１の動作を、図２の動作図を用い以下説明する。
【００３０】図１においてモータ７のロータ１１の磁極
位置に従って、センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からプリドライ
ブＩＣ５の入力端子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷへ図２（ａ）に示
す信号が入力される。前記プリドライブＩＣ５のＵＨ，
ＶＨ，ＷＨ、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬにはＨＵ，ＨＶ，ＨＷ入
力信号のゼロクロスのタイミングで、ＨｉｇｈまたはＬ
ｏｗレベル信号が出力される。前記ＵＨ，ＶＨ，ＷＨお
よびＵＬ，ＶＬ，ＷＬの出力信号は、ゲートドライバＩ
Ｃ９を介してＭＯＳＦＥＴアレイ１２の構成要素である
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ
５，Ｑ６の各ゲートへ伝達される。前記ＵＨ，ＶＨ，Ｗ
ＨおよびＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、Ｈｉｇｈの時、Ｈｉｇｈ
レベル信号が伝達されるＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ
５，Ｑ６の何れかがＯＮし、Ｌｏｗが伝達されている時
はＯＦＦである。これにより、高圧直流電圧源の出力電
圧がＭＯＳＦＥＴアレイ１２を介して、モータ駆動巻線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に入力される。モータ駆動巻線Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３のインピーダンスに従って電流が流れ、モー
タ７のロータ１１にトルクが発生して、前記ロータ１１
は回転する。
位置に従って、センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からプリドライ
ブＩＣ５の入力端子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷへ図２（ａ）に示
す信号が入力される。前記プリドライブＩＣ５のＵＨ，
ＶＨ，ＷＨ、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬにはＨＵ，ＨＶ，ＨＷ入
力信号のゼロクロスのタイミングで、ＨｉｇｈまたはＬ
ｏｗレベル信号が出力される。前記ＵＨ，ＶＨ，ＷＨお
よびＵＬ，ＶＬ，ＷＬの出力信号は、ゲートドライバＩ
Ｃ９を介してＭＯＳＦＥＴアレイ１２の構成要素である
ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ
５，Ｑ６の各ゲートへ伝達される。前記ＵＨ，ＶＨ，Ｗ
ＨおよびＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、Ｈｉｇｈの時、Ｈｉｇｈ
レベル信号が伝達されるＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ
５，Ｑ６の何れかがＯＮし、Ｌｏｗが伝達されている時
はＯＦＦである。これにより、高圧直流電圧源の出力電
圧がＭＯＳＦＥＴアレイ１２を介して、モータ駆動巻線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に入力される。モータ駆動巻線Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３のインピーダンスに従って電流が流れ、モー
タ７のロータ１１にトルクが発生して、前記ロータ１１
は回転する。
【００３１】前記高圧直流電源４は、商用電源ＡＣ２０
０Ｖを、ブリッジダイオードと突入防止抵抗１６で接続
された電解コンデンサで整流・平滑された直流電圧ＤＣ
２８０Ｖを発生させる。
０Ｖを、ブリッジダイオードと突入防止抵抗１６で接続
された電解コンデンサで整流・平滑された直流電圧ＤＣ
２８０Ｖを発生させる。
【００３２】前記ＵＨ，ＶＨ，ＷＨの出力信号は、ＰＷ
Ｍ信号であり、プリドライブＩＣ５のｖｓｐ端子に入力
されるアナログ電圧値に従ったＤＵＴＹ比を有する。図
２（ｂ）は、ＵＨがＨｉｇｈレベルのときの図２（ａ）
中ＡのＵＨ，ＵＬの拡大図である。コントロール電圧源
であるＶＳＰがプリドライブＩＣ５のＶＳＰ端子に入力
される。入力された電圧は、ＰＷＭ形成部へ伝達され
る。ＰＷＭ形成部にて、三角波と比較されてＤＵＴＹ比
が決定される。このＤＵＴＹ比でＭＯＳＦＥＴアレイ１
２のＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のＯＮ期間が
定まる。即ちＶＳＰの電圧値に従ってＭＯＳＦＥＴアレ
イ１２のＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のＯＮ期
間が可変されてモータ７に発生するトルクが制御され、
モータ７が所望の回転数に設定される。
Ｍ信号であり、プリドライブＩＣ５のｖｓｐ端子に入力
されるアナログ電圧値に従ったＤＵＴＹ比を有する。図
２（ｂ）は、ＵＨがＨｉｇｈレベルのときの図２（ａ）
中ＡのＵＨ，ＵＬの拡大図である。コントロール電圧源
であるＶＳＰがプリドライブＩＣ５のＶＳＰ端子に入力
される。入力された電圧は、ＰＷＭ形成部へ伝達され
る。ＰＷＭ形成部にて、三角波と比較されてＤＵＴＹ比
が決定される。このＤＵＴＹ比でＭＯＳＦＥＴアレイ１
２のＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のＯＮ期間が
定まる。即ちＶＳＰの電圧値に従ってＭＯＳＦＥＴアレ
イ１２のＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のＯＮ期
間が可変されてモータ７に発生するトルクが制御され、
モータ７が所望の回転数に設定される。
【００３３】ＰＷＭは上下交互ＰＷＭであり、ＵＨから
ＰＷＭ信号が出力される際には、ＵＬは、ＵＨに対し互
いにＨｉｇｈ、Ｌｏｗの位相が反転したＰＷＭ信号が出
力される。ＶＳＰが、１．２３Ｖ未満の場合には、Ｕ
Ｈ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬともＬｏｗレベル
で、ＭＯＳＦＥＴアレイのＱ１〜Ｑ６はすべてＯＦＦ、
１．２３〜２．１Ｖまでは、ＤＵＴＹ比０％状態で、Ｕ
Ｈ，ＶＨ，ＷＨがＬｏｗ、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬがＨｉｇｈ
になる。
ＰＷＭ信号が出力される際には、ＵＬは、ＵＨに対し互
いにＨｉｇｈ、Ｌｏｗの位相が反転したＰＷＭ信号が出
力される。ＶＳＰが、１．２３Ｖ未満の場合には、Ｕ
Ｈ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬともＬｏｗレベル
で、ＭＯＳＦＥＴアレイのＱ１〜Ｑ６はすべてＯＦＦ、
１．２３〜２．１Ｖまでは、ＤＵＴＹ比０％状態で、Ｕ
Ｈ，ＶＨ，ＷＨがＬｏｗ、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬがＨｉｇｈ
になる。
【００３４】図３は、（ａ）がプリドライブＩＣ５の半
導体の構成例を、（ｂ）がＭＯＳＦＥＴアレイのＮチャ
ンネルＭＯＳＦＥＴチップの構成を示す。ＭＯＳＦＥＴ
アレイ１２には、高圧直流電源４の出力電圧ＤＣ２８０
Ｖが直接接続されるため、半導体自体の耐圧は５００Ｖ
以上必要であるが、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ
６の各素子は別々のチップで構成されるため、従来例の
誘電体分離のような特別の複雑な構成は必要でなく、図
３（ｂ）に示すように、一般的なＰＮ接合プロセスで製
造される。プリドライブＩＣ５は、複数の素子が１チッ
プＩＣ上に集積されたモノリシックＩＣであるが、印加
電圧は、制御電源ＶＣＣ（ＤＣ１５Ｖ）が入力されるの
みであるので、半導体自体の耐圧は１８Ｖ以上でよく、
従って、従来例の誘電体分離のような特別の構造は不要
で、図３に示すＰＮ接合分離プロセスで製造可能であ
る。
導体の構成例を、（ｂ）がＭＯＳＦＥＴアレイのＮチャ
ンネルＭＯＳＦＥＴチップの構成を示す。ＭＯＳＦＥＴ
アレイ１２には、高圧直流電源４の出力電圧ＤＣ２８０
Ｖが直接接続されるため、半導体自体の耐圧は５００Ｖ
以上必要であるが、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ
６の各素子は別々のチップで構成されるため、従来例の
誘電体分離のような特別の複雑な構成は必要でなく、図
３（ｂ）に示すように、一般的なＰＮ接合プロセスで製
造される。プリドライブＩＣ５は、複数の素子が１チッ
プＩＣ上に集積されたモノリシックＩＣであるが、印加
電圧は、制御電源ＶＣＣ（ＤＣ１５Ｖ）が入力されるの
みであるので、半導体自体の耐圧は１８Ｖ以上でよく、
従って、従来例の誘電体分離のような特別の構造は不要
で、図３に示すＰＮ接合分離プロセスで製造可能であ
る。
【００３５】図４（ａ）は、スイッチ素子電流とＯＮ電
圧特性（Ｉ−Ｖｏｎ）、図４（ｂ）は、スイッチ素子電
流と損失特性（Ｉ−Ｐｄ）を、従来のモータ駆動装置の
１チップインバータのＩＧＢＴと本発明のＭＯＳＦＥＴ
での比較例である。図４より、ＯＮ電圧の小さなＭＯＳ
ＦＥＴを使用した本発明のモータ駆動装置が、従来のモ
ータ駆動装置に比べ低損失であり、ＭＯＳＦＥＴの発熱
が低いことは明らかである。
圧特性（Ｉ−Ｖｏｎ）、図４（ｂ）は、スイッチ素子電
流と損失特性（Ｉ−Ｐｄ）を、従来のモータ駆動装置の
１チップインバータのＩＧＢＴと本発明のＭＯＳＦＥＴ
での比較例である。図４より、ＯＮ電圧の小さなＭＯＳ
ＦＥＴを使用した本発明のモータ駆動装置が、従来のモ
ータ駆動装置に比べ低損失であり、ＭＯＳＦＥＴの発熱
が低いことは明らかである。
【００３６】（実施例２）図５は、本発明の請求項２記
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図５において、
モータ駆動装置１は、プリドライブＩＣ５に３相正弦波
ＬＯＧＩＣを内蔵している以外は、図１のモータ駆動装
置と構成は同一である。
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図５において、
モータ駆動装置１は、プリドライブＩＣ５に３相正弦波
ＬＯＧＩＣを内蔵している以外は、図１のモータ駆動装
置と構成は同一である。
【００３７】図６は、図５のモータ駆動装置の動作例を
示すものである。
示すものである。
【００３８】次に、図５の構成図に示すモータ駆動装置
１の動作を、図６の動作図を用い以下説明する。
１の動作を、図６の動作図を用い以下説明する。
【００３９】図５より、モータ７のロータ１１の磁極位
置に従って、センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からプリドライブ
ＩＣ５の入力端子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷへ図５に示す信号が
入力される。
置に従って、センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からプリドライブ
ＩＣ５の入力端子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷへ図５に示す信号が
入力される。
【００４０】前記プリドライブＩＣ５は、ＨＵ端子入力
信号の立下りゼロクロスから次の立下りゼロクロスの時
間即ち、時刻ｔ＝ｔ０〜ｔ１までの時間Ｔ１を内部の図
示しないカウンタにて取り込み、取り込んだ時間Ｔ１に
基づいてＰＷＭ信号を時刻ｔ＝ｔ１からＵＨ，ＵＬ，Ｖ
Ｈ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬに出力する。ＰＷＭ ＤＵＴＹ比
は、出力端子ＭＵ，ＭＶ，ＭＷの出力信号の平均電圧が
尻状波形になるよう、時間変化する。前記尻状電圧がモ
ータ駆動巻線に印加されることにより、モータ駆動巻線
端子間電圧は、正弦波カーブとなるので、前記モータ駆
動巻線電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、正弦波電流になる。
信号の立下りゼロクロスから次の立下りゼロクロスの時
間即ち、時刻ｔ＝ｔ０〜ｔ１までの時間Ｔ１を内部の図
示しないカウンタにて取り込み、取り込んだ時間Ｔ１に
基づいてＰＷＭ信号を時刻ｔ＝ｔ１からＵＨ，ＵＬ，Ｖ
Ｈ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬに出力する。ＰＷＭ ＤＵＴＹ比
は、出力端子ＭＵ，ＭＶ，ＭＷの出力信号の平均電圧が
尻状波形になるよう、時間変化する。前記尻状電圧がモ
ータ駆動巻線に印加されることにより、モータ駆動巻線
端子間電圧は、正弦波カーブとなるので、前記モータ駆
動巻線電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、正弦波電流になる。
【００４１】モータが正弦波駆動されることにより、モ
ータに発生する音・振動が極めて低くなることは言うま
でも無い。
ータに発生する音・振動が極めて低くなることは言うま
でも無い。
【００４２】（実施例３）図７は、本発明の請求項３記
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図７において、
モータ駆動装置１は、プリドライブＩＣ５に位相進み手
段１３を内蔵し、モータ駆動手段１に進角指令入力端子
（ＴＯ）を設けている以外は、図５のモータ駆動装置と
構成は同一である。
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図７において、
モータ駆動装置１は、プリドライブＩＣ５に位相進み手
段１３を内蔵し、モータ駆動手段１に進角指令入力端子
（ＴＯ）を設けている以外は、図５のモータ駆動装置と
構成は同一である。
【００４３】図８（ａ）、（ｂ）は、図７のモータ駆動
装置の動作例を示すものである。
装置の動作例を示すものである。
【００４４】次に、図７の構成図に示すモータ駆動装置
１の動作を、図８の動作図を用い以下説明する。
１の動作を、図８の動作図を用い以下説明する。
【００４５】図７より、モータ７のロータ１１の磁極位
置に従って、センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からプリドライブ
ＩＣ５の入力端子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷへ図８（ａ）に示す
信号が入力されて、モータ駆動端子巻線に尻状電圧が印
加されることにより、モータ駆動巻線に正弦波電流が発
生するのは、実施例２で既に説明した通りであるが、電
流が大きい場合や、モータ駆動巻線のインダクタンスが
大きい場合には、図８（ａ）に示すように、モータ駆動
巻線に発生する正弦波状の誘起電圧Ｅｕに対し、巻線電
流Ｉｕの位相がθｄ遅れてしまう。これは、インダクタ
ンス負荷に交流電圧を印加すると電流が遅れ位相になる
という一般的によく知られている現象である。
置に従って、センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からプリドライブ
ＩＣ５の入力端子ＨＵ，ＨＶ，ＨＷへ図８（ａ）に示す
信号が入力されて、モータ駆動端子巻線に尻状電圧が印
加されることにより、モータ駆動巻線に正弦波電流が発
生するのは、実施例２で既に説明した通りであるが、電
流が大きい場合や、モータ駆動巻線のインダクタンスが
大きい場合には、図８（ａ）に示すように、モータ駆動
巻線に発生する正弦波状の誘起電圧Ｅｕに対し、巻線電
流Ｉｕの位相がθｄ遅れてしまう。これは、インダクタ
ンス負荷に交流電圧を印加すると電流が遅れ位相になる
という一般的によく知られている現象である。
【００４６】ブラシレスモータは、誘起電圧と電流位相
が一致していることが最も効率のよい運転状態であり、
図８（ａ）のように電流Ｉｕが遅れ位相になると効率が
悪化する。
が一致していることが最も効率のよい運転状態であり、
図８（ａ）のように電流Ｉｕが遅れ位相になると効率が
悪化する。
【００４７】そこで、プリドライブＩＣ５に内蔵した位
相進み手段１３は、ＴＯ端子に入力されるアナログ電圧
値に比例して、モータ駆動端子巻線に印加される尻状電
圧の位相を進める作用を行うものである。
相進み手段１３は、ＴＯ端子に入力されるアナログ電圧
値に比例して、モータ駆動端子巻線に印加される尻状電
圧の位相を進める作用を行うものである。
【００４８】従って、モータ駆動装置１に設けた進角指
令端子ＴＯへの入力電圧レベルを可変することにより、
図８（ｂ）に示すように誘起電圧Ｅｕと巻線電流Ｉｕと
を一致させて、モータを効率よく運転することが可能と
なる。
令端子ＴＯへの入力電圧レベルを可変することにより、
図８（ｂ）に示すように誘起電圧Ｅｕと巻線電流Ｉｕと
を一致させて、モータを効率よく運転することが可能と
なる。
【００４９】（実施例４）図９は、本発明の請求項４記
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図９において、
モータ駆動装置１は、進角指令入力端子（ＴＯ）を廃
し、代わって固定進角発生手段１４を設け、前記固定進
角発生手段１４は、一端がＩＣ５の５Ｖレギュレータ出
力端子（ＲＥＧ）から得られる基準電圧源に接続され、
他方は第２の抵抗の一方と接続されるとともに前記固定
進角発生手段１４の出力端子を成して、プリドライブＩ
Ｃ５に内蔵される位相進み手段１３に入力され、第２の
抵抗の他方は接地される以外は、図７のモータ駆動装置
と構成は同一である。
載のモータ駆動装置の一実施例を示し、図９において、
モータ駆動装置１は、進角指令入力端子（ＴＯ）を廃
し、代わって固定進角発生手段１４を設け、前記固定進
角発生手段１４は、一端がＩＣ５の５Ｖレギュレータ出
力端子（ＲＥＧ）から得られる基準電圧源に接続され、
他方は第２の抵抗の一方と接続されるとともに前記固定
進角発生手段１４の出力端子を成して、プリドライブＩ
Ｃ５に内蔵される位相進み手段１３に入力され、第２の
抵抗の他方は接地される以外は、図７のモータ駆動装置
と構成は同一である。
【００５０】図９より、第１の抵抗および第２の抵抗の
分圧比から得られる固定進角指令信号を、予め、モータ
の定格負荷点で誘起電圧と巻線電流の位相が一致するよ
うな尻状印加電圧の進み位相に設定することで、モータ
外部に進角指令信号発生源を不要とすることができる。
分圧比から得られる固定進角指令信号を、予め、モータ
の定格負荷点で誘起電圧と巻線電流の位相が一致するよ
うな尻状印加電圧の進み位相に設定することで、モータ
外部に進角指令信号発生源を不要とすることができる。
【００５１】（実施例５）図１０（ａ）、（ｂ）は、本
発明の請求項４記載のモータ駆動装置の一実施例を示
し、図１０（ａ）、（ｂ）において、モータ駆動装置１
のゲートドライバＩＣ９とＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ４の詳
細接続を示すものであり、図１１（ａ），（ｂ）はその
動作を示す図である。
発明の請求項４記載のモータ駆動装置の一実施例を示
し、図１０（ａ）、（ｂ）において、モータ駆動装置１
のゲートドライバＩＣ９とＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ４の詳
細接続を示すものであり、図１１（ａ），（ｂ）はその
動作を示す図である。
【００５２】図１０（ａ）および図１１（ａ）より、ゲ
ートドライバＩＣ９から抵抗ＲＧ１を介して、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ１のゲート（Ｇ）にゲート信号ＶＧ１が伝達され
る。前記ＲＧ１により、ＶＧ１はＬｏｗからＨｉｇｈに
Δｔ１の比較的短い時間で切り替わる。ＶＧ１のＬｏｗ
からＨｉｇｈへの切り替わりに従って巻線端子ＭＵの電
圧もＱ１のＯＮにより上昇する。このとき、ＯＦＦして
いるＱ４のゲートにはＶＧ４＝ｖｇ４ｐ１なる尖塔電圧
が発生する。これは、ＭＵ端子電圧の増大により、Ｑ４
の素子自体に存在する接合容量Ｃｄｓを介してゲート容
量Ｃｇｓへ充電されることにより発生する電圧である。
ートドライバＩＣ９から抵抗ＲＧ１を介して、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ１のゲート（Ｇ）にゲート信号ＶＧ１が伝達され
る。前記ＲＧ１により、ＶＧ１はＬｏｗからＨｉｇｈに
Δｔ１の比較的短い時間で切り替わる。ＶＧ１のＬｏｗ
からＨｉｇｈへの切り替わりに従って巻線端子ＭＵの電
圧もＱ１のＯＮにより上昇する。このとき、ＯＦＦして
いるＱ４のゲートにはＶＧ４＝ｖｇ４ｐ１なる尖塔電圧
が発生する。これは、ＭＵ端子電圧の増大により、Ｑ４
の素子自体に存在する接合容量Ｃｄｓを介してゲート容
量Ｃｇｓへ充電されることにより発生する電圧である。
【００５３】この尖塔電圧ｖｇ４ｐ１が、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ４のスレッシュホールド電圧Ｖｔｈを超えると、Ｑ１
のＯＮと同時にＱ４が誤ＯＮして、ＭＯＳＦＥＴＱ１，
Ｑ４が同時導通して高圧直流電源４の出力短絡となっ
て、ＭＯＳＦＥＴが破壊する可能性がある。その尖塔電
圧値を抑えるためには、Ｑ４のＣｇｓ容量値の５〜１０
倍のコンデンサを図１０（ａ）中のＣＧ４に示すように
設けることが一般的に行われていた。
Ｑ４のスレッシュホールド電圧Ｖｔｈを超えると、Ｑ１
のＯＮと同時にＱ４が誤ＯＮして、ＭＯＳＦＥＴＱ１，
Ｑ４が同時導通して高圧直流電源４の出力短絡となっ
て、ＭＯＳＦＥＴが破壊する可能性がある。その尖塔電
圧値を抑えるためには、Ｑ４のＣｇｓ容量値の５〜１０
倍のコンデンサを図１０（ａ）中のＣＧ４に示すように
設けることが一般的に行われていた。
【００５４】しかしながら、ＣＧ４追加により使用部品
数が増えてコストＵＰになるだけでなく、モータ駆動装
置１には、ＭＯＳＦＥＴＱ４ソース端子と、ＣＧ４の負
側接続端子間には浮遊インダクタンスが存在しており、
Ｑ４がＯＮすると、前記浮遊インダクタンスによりＣＧ
４を介してＱ４のゲート電圧が変動して誤動作を発生さ
せる可能性があるという新たな課題も発生する。
数が増えてコストＵＰになるだけでなく、モータ駆動装
置１には、ＭＯＳＦＥＴＱ４ソース端子と、ＣＧ４の負
側接続端子間には浮遊インダクタンスが存在しており、
Ｑ４がＯＮすると、前記浮遊インダクタンスによりＣＧ
４を介してＱ４のゲート電圧が変動して誤動作を発生さ
せる可能性があるという新たな課題も発生する。
【００５５】そこで、前記抵抗ＲＧ１の抵抗値を大きく
することで、ＶＧ１のＬｏｗからＨｉｇｈへの増大時間
をΔｔ２＞Δｔ１とすることで、ＭＵ端子電圧の増大時
間を長くして、ＶＧ４の尖塔電圧ｖｇ４ｐ２を、ＭＯＳ
ＦＥＴのＶｔｈ未満に抑えて、Ｑ４の誤導通を防いだ。
することで、ＶＧ１のＬｏｗからＨｉｇｈへの増大時間
をΔｔ２＞Δｔ１とすることで、ＭＵ端子電圧の増大時
間を長くして、ＶＧ４の尖塔電圧ｖｇ４ｐ２を、ＭＯＳ
ＦＥＴのＶｔｈ未満に抑えて、Ｑ４の誤導通を防いだ。
【００５６】これにより、図１１（ｂ）に示すように、
Ｑ４のゲート−ソース間に外付けコンデンサを設ける必
要は無くなった。また、コンデンサＣＧ４が無いので浮
遊インダクタンスの影響を受けることもないことは、い
うまでもない。
Ｑ４のゲート−ソース間に外付けコンデンサを設ける必
要は無くなった。また、コンデンサＣＧ４が無いので浮
遊インダクタンスの影響を受けることもないことは、い
うまでもない。
【００５７】（実施例６）図１２の断面図に示すモータ
７は、ＭＯＳＦＥＴアレイ１２、プリドライブＩＣ５、
ゲートドライバＩＣ９を主要構成要素とするモータの駆
動装置１をプリント基板上に構成したモータ駆動回路基
板２０をモータ内に内蔵して、モータを駆動制御可能と
する作用を有するもので、２９，３０のインシュレータ
Ａ，Ｂで絶縁されたステータコア３２に巻線２８を施し
たものを不飽和ポリエステル樹脂でケース状に成形した
ステータモールド組立２３に、シャフト２２に、２５の
軸受け、ヨーク２６、マグネット２７を設けたロータ１
１と、モータ駆動回路基板２０を収め、その上面に絶縁
板を配して、ブラケット２４で蓋をし、前記モータ駆動
回路基板２０のＭＯＳＦＥＴアレイ１２は、前記絶縁板
３６の窓部分のブラケット２４との空隙を、放熱シリコ
ン３５で充填し、前記モータ駆動基板２０には、図示し
ないリード線が半田付け固定されてモータ７外へ引き出
される。
７は、ＭＯＳＦＥＴアレイ１２、プリドライブＩＣ５、
ゲートドライバＩＣ９を主要構成要素とするモータの駆
動装置１をプリント基板上に構成したモータ駆動回路基
板２０をモータ内に内蔵して、モータを駆動制御可能と
する作用を有するもので、２９，３０のインシュレータ
Ａ，Ｂで絶縁されたステータコア３２に巻線２８を施し
たものを不飽和ポリエステル樹脂でケース状に成形した
ステータモールド組立２３に、シャフト２２に、２５の
軸受け、ヨーク２６、マグネット２７を設けたロータ１
１と、モータ駆動回路基板２０を収め、その上面に絶縁
板を配して、ブラケット２４で蓋をし、前記モータ駆動
回路基板２０のＭＯＳＦＥＴアレイ１２は、前記絶縁板
３６の窓部分のブラケット２４との空隙を、放熱シリコ
ン３５で充填し、前記モータ駆動基板２０には、図示し
ないリード線が半田付け固定されてモータ７外へ引き出
される。
【００５８】次に、図１２に示すモータ７の動作につい
て説明する。
て説明する。
【００５９】図１２において、前記モータ駆動回路基板
２０には、図示しない高圧直流電圧ＶＤＣ＝２８０Ｖ
と、制御電源ＶＣＣ＝１５Ｖが入力され、指令電圧であ
るＶＳＰが入力されることで、ロータ１１のマグネット
２７の磁極配置をセンサ３３で検出し、前記センサの出
力信号に基づきプリドライブＩＣ５がゲートドライバＩ
Ｃ９を介してＭＯＳＦＥＴ１２を通電制御することは、
図２等の動作図に示すとおりであるので、動作の詳細説
明は省く。
２０には、図示しない高圧直流電圧ＶＤＣ＝２８０Ｖ
と、制御電源ＶＣＣ＝１５Ｖが入力され、指令電圧であ
るＶＳＰが入力されることで、ロータ１１のマグネット
２７の磁極配置をセンサ３３で検出し、前記センサの出
力信号に基づきプリドライブＩＣ５がゲートドライバＩ
Ｃ９を介してＭＯＳＦＥＴ１２を通電制御することは、
図２等の動作図に示すとおりであるので、動作の詳細説
明は省く。
【００６０】（実施例７）図１３（ａ）、（ｂ）は、本
発明の請求項７記載のモータに使用するロータ１１の構
造を示す断面図で、図１４（ａ）、（ｂ）は、前記ロー
タの特性を示す共振周波数応答特性図である。
発明の請求項７記載のモータに使用するロータ１１の構
造を示す断面図で、図１４（ａ）、（ｂ）は、前記ロー
タの特性を示す共振周波数応答特性図である。
【００６１】図１３より、（ｂ）の本発明のモータに使
用するロータ１１は、（ａ）の現行の従来例であるロー
タに対し、剛体であるシャフト２２に設けたヨーク２６
と、マグネット２７間の空隙を弾性体であるゴム６で充
填した構造を有している。
用するロータ１１は、（ａ）の現行の従来例であるロー
タに対し、剛体であるシャフト２２に設けたヨーク２６
と、マグネット２７間の空隙を弾性体であるゴム６で充
填した構造を有している。
【００６２】この構造により、例えばシャフトに送風用
ファンを設けた場合には、図１４の（ａ）、（ｂ）に示
すように、ゴム６を有せずヨーク２６で直接マグネット
２７を接合する場合（ａ）図に比べ、２００Ｈｚ以上の
周波数において、振動レベルを−１０ｄＢ低減できる作
用を得ることができる。
ファンを設けた場合には、図１４の（ａ）、（ｂ）に示
すように、ゴム６を有せずヨーク２６で直接マグネット
２７を接合する場合（ａ）図に比べ、２００Ｈｚ以上の
周波数において、振動レベルを−１０ｄＢ低減できる作
用を得ることができる。
【００６３】（実施例８）図１５、および図１６
（ａ）、（ｂ）は本発明の請求項８記載のモータの作用
を示す動作図である。
（ａ）、（ｂ）は本発明の請求項８記載のモータの作用
を示す動作図である。
【００６４】図１５より、モータ７の図示しないシャフ
トが外力で回転させられた場合、モータ駆動巻線Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３には、誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗが発生す
る。このとき、速度指令信号ＶＳＰが、ＶＳＰ＝１．２
３〜２．１Ｖにあるとき、実施例１で既に説明した通
り、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３がＯＦＦ、Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６がＯ
Ｎ状態になる。これにより、誘起電圧をモータ駆動巻線
のインピーダンスで除した値の、図１６（ａ）に示す通
り、モータ駆動巻線には、Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの循環電流
が発生する。例えば図１６（ａ）中の時刻ｔ１では、モ
ータ駆動装置１からモータ駆動巻線Ｌ１へｉｐなる電流
が、Ｑ４のソースからドレインと通じ流れ、モータ駆動
巻線Ｌ２、Ｌ３からはモータ駆動装置１へ向けてそれぞ
れ０．５ｉｐなる電流が、Ｑ５，Ｑ６のドレインからソ
ースへと流れる。
トが外力で回転させられた場合、モータ駆動巻線Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３には、誘起電圧Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗが発生す
る。このとき、速度指令信号ＶＳＰが、ＶＳＰ＝１．２
３〜２．１Ｖにあるとき、実施例１で既に説明した通
り、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３がＯＦＦ、Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６がＯ
Ｎ状態になる。これにより、誘起電圧をモータ駆動巻線
のインピーダンスで除した値の、図１６（ａ）に示す通
り、モータ駆動巻線には、Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの循環電流
が発生する。例えば図１６（ａ）中の時刻ｔ１では、モ
ータ駆動装置１からモータ駆動巻線Ｌ１へｉｐなる電流
が、Ｑ４のソースからドレインと通じ流れ、モータ駆動
巻線Ｌ２、Ｌ３からはモータ駆動装置１へ向けてそれぞ
れ０．５ｉｐなる電流が、Ｑ５，Ｑ６のドレインからソ
ースへと流れる。
【００６５】外力によるモータの回転で回転数が増大す
ると誘起電圧が増大し、それに従って循環電流も増大す
る。循環電流がＭＯＳＦＥＴの最大定格Ｉｏｍａｘを超
えると、前記ＭＯＳＦＥＴが破壊する可能性がある。
ると誘起電圧が増大し、それに従って循環電流も増大す
る。循環電流がＭＯＳＦＥＴの最大定格Ｉｏｍａｘを超
えると、前記ＭＯＳＦＥＴが破壊する可能性がある。
【００６６】そこで、図１６（ｂ）に示すように、モー
タ駆動巻線のインピーダンスＺ＝Ｒ＋ｊωＬを大きくす
ることで、循環電流のピーク値ｉｐが、ＭＯＳＦＥＴの
最大定格Ｉｏｍａｘを超えなくし、ＭＯＳＦＥＴの破壊
を防ぐことができる。
タ駆動巻線のインピーダンスＺ＝Ｒ＋ｊωＬを大きくす
ることで、循環電流のピーク値ｉｐが、ＭＯＳＦＥＴの
最大定格Ｉｏｍａｘを超えなくし、ＭＯＳＦＥＴの破壊
を防ぐことができる。
【００６７】（実施例９）図１７（ａ）に示すルームエ
アコン室内機４２、室外機４３は、請求項５から請求項
８のいずれか一項に記載のモータを送風用に供したルー
ムエアコンであって、所望の風量の冷風、温風を効率よ
く、静かに発生させる作用を有し、前記室内機４２に
は、モータ７のシャフト２２にクロスフローファン４６
が設けられ、前記室内機４３には、プロペラファン４７
をシャフトに設けたモータを、それぞれ内部に固定した
構造を有する。
アコン室内機４２、室外機４３は、請求項５から請求項
８のいずれか一項に記載のモータを送風用に供したルー
ムエアコンであって、所望の風量の冷風、温風を効率よ
く、静かに発生させる作用を有し、前記室内機４２に
は、モータ７のシャフト２２にクロスフローファン４６
が設けられ、前記室内機４３には、プロペラファン４７
をシャフトに設けたモータを、それぞれ内部に固定した
構造を有する。
【００６８】図１８は、本発明の請求項５から請求項８
のいずれか一項に記載のモータを送風用に供した場合の
ルームエアコン室外機から発生する騒音レベルを示す図
であり、従来品である現行矩形波方式に比べ、図示しな
い、モータとエアコン室外機４３との取付部およびモー
タシャフト２２とプロペラファン４７とのボス部にゴム
等の防振構造を省いた状態で、回転数３６０ｒ／ｍｉｎ
の共振点にて、−１１ｄＢの静音化を果たしていること
を示している。
のいずれか一項に記載のモータを送風用に供した場合の
ルームエアコン室外機から発生する騒音レベルを示す図
であり、従来品である現行矩形波方式に比べ、図示しな
い、モータとエアコン室外機４３との取付部およびモー
タシャフト２２とプロペラファン４７とのボス部にゴム
等の防振構造を省いた状態で、回転数３６０ｒ／ｍｉｎ
の共振点にて、−１１ｄＢの静音化を果たしていること
を示している。
【００６９】（実施例１０）図１７（ａ）のルームエア
コン室内機４２、室外機４３において、請求項８記載の
モータを送風用に供したルームエアコンであって、室外
機４３の制御器Ｂの速度指令信号ＶＳＰが、ＰＷＭ Ｄ
ＵＴＹ０％を意味する時間、例えば図２（ｂ）のΔｔを
所定の値以下にすることで、風によりプロペラファン４
７が回転状態にあっても、図１６の循環電流がＭＯＳＦ
ＥＴに流れることで発生する前記ＭＯＳＦＥＴの温度上
昇を制限して、ＭＯＳＦＥＴの過熱を防ぐルームエアコ
ンを提供する。
コン室内機４２、室外機４３において、請求項８記載の
モータを送風用に供したルームエアコンであって、室外
機４３の制御器Ｂの速度指令信号ＶＳＰが、ＰＷＭ Ｄ
ＵＴＹ０％を意味する時間、例えば図２（ｂ）のΔｔを
所定の値以下にすることで、風によりプロペラファン４
７が回転状態にあっても、図１６の循環電流がＭＯＳＦ
ＥＴに流れることで発生する前記ＭＯＳＦＥＴの温度上
昇を制限して、ＭＯＳＦＥＴの過熱を防ぐルームエアコ
ンを提供する。
【００７０】（実施例１１）図１９は、過電圧保護手段
８を、図１７（ａ）の室外機４３の制御器Ｂに設けた回
路図である。
８を、図１７（ａ）の室外機４３の制御器Ｂに設けた回
路図である。
【００７１】図１７（ａ）の室外機４３の室外機ヒンジ
付きモータ５５が運転中に、プロペラファンへモータ運
転時の回転方向に対し、モータを軽負荷にする順風の風
が生じ、モータ駆動装置１が、モータ駆動巻線へ印加す
る電圧より誘起電圧の方が大きくなると、図２０の図中
の矢印方向に、モータから高圧直流電源４に充電電流ｉ
が生じ、前記高圧直流電源４の電圧が増大する。このモ
ータからの充電による電圧上昇は、回生電力という名称
で一般に知られており、回生電力による高圧直流電源４
の電圧が過大に増大するとモータ駆動装置１のＭＯＳＦ
ＥＴが耐圧破壊する危険性がある。
付きモータ５５が運転中に、プロペラファンへモータ運
転時の回転方向に対し、モータを軽負荷にする順風の風
が生じ、モータ駆動装置１が、モータ駆動巻線へ印加す
る電圧より誘起電圧の方が大きくなると、図２０の図中
の矢印方向に、モータから高圧直流電源４に充電電流ｉ
が生じ、前記高圧直流電源４の電圧が増大する。このモ
ータからの充電による電圧上昇は、回生電力という名称
で一般に知られており、回生電力による高圧直流電源４
の電圧が過大に増大するとモータ駆動装置１のＭＯＳＦ
ＥＴが耐圧破壊する危険性がある。
【００７２】そこで、図１９の過電圧保護手段８は、前
記高圧直流電源４の電圧が所定の値を超えると、速度指
令信号Ｖｓｐの値を図２（ｂ）の１．２３Ｖ以下に低下
させるよう作用する。
記高圧直流電源４の電圧が所定の値を超えると、速度指
令信号Ｖｓｐの値を図２（ｂ）の１．２３Ｖ以下に低下
させるよう作用する。
【００７３】前記速度指令信号Ｖｓｐの値が１．２３Ｖ
以下になると、モータ７は運転停止、即ちＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６は全てＯＦＦとな
り、上述の充電電流ｉはゼロとなり、前記高圧直流電源
４の電圧の増加が停止して、ＭＯＳＦＥＴの耐圧破壊を
防ぐことができる。
以下になると、モータ７は運転停止、即ちＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６は全てＯＦＦとな
り、上述の充電電流ｉはゼロとなり、前記高圧直流電源
４の電圧の増加が停止して、ＭＯＳＦＥＴの耐圧破壊を
防ぐことができる。
【００７４】（実施例１２）図２１（ａ）に示す給湯機
５６は、燃焼に供する空気を送風する請求項５から請求
項８のいずれか一項に記載のモータを搭載したもので、
所望の風量を効率よく静かに発生させる作用を有し、前
記給湯機５６には、給湯用モータ６６のシャフトにケー
シング６７で囲われたシロッコファン６８が設けられ、
前記ケーシング６７の吹き出し口７６が、気化器６３に
取り付けられる構造を有している。
５６は、燃焼に供する空気を送風する請求項５から請求
項８のいずれか一項に記載のモータを搭載したもので、
所望の風量を効率よく静かに発生させる作用を有し、前
記給湯機５６には、給湯用モータ６６のシャフトにケー
シング６７で囲われたシロッコファン６８が設けられ、
前記ケーシング６７の吹き出し口７６が、気化器６３に
取り付けられる構造を有している。
【００７５】（実施例１３）図２２（ａ）、（ｂ）に示
す空気清浄機７０は、前記空気清浄機７０の設置空間内
の空気中の粉塵もしくは臭い成分の微粒子を効率よく静
かに空気から除去する作用を有し、前記空気清浄機７０
には、シロッコファン６８をシャフトに設けた請求項５
から請求項８のいずれか一項に記載のモータを内部に取
り付ける構造を有している。
す空気清浄機７０は、前記空気清浄機７０の設置空間内
の空気中の粉塵もしくは臭い成分の微粒子を効率よく静
かに空気から除去する作用を有し、前記空気清浄機７０
には、シロッコファン６８をシャフトに設けた請求項５
から請求項８のいずれか一項に記載のモータを内部に取
り付ける構造を有している。
【００７６】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、１チップインバータの代わりに個別素子で構成され
るＭＯＳＦＥＴアレイを用いることで、低損失で信頼性
の高いモータ駆動装置を提供することが可能であるとい
う特有の効果を得ることができる。
ば、１チップインバータの代わりに個別素子で構成され
るＭＯＳＦＥＴアレイを用いることで、低損失で信頼性
の高いモータ駆動装置を提供することが可能であるとい
う特有の効果を得ることができる。
【００７７】請求項２記載の発明によれば、請求項１の
効果に加えて、モータを低騒音駆動できるモータ駆動装
置を提供することが可能であるという特有の効果を得る
ことができる。
効果に加えて、モータを低騒音駆動できるモータ駆動装
置を提供することが可能であるという特有の効果を得る
ことができる。
【００７８】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２の効果に加え、外部からの進角指令により電流位
相遅れを補償してモータ駆動効率の高いモータ駆動装置
を提供することが可能であるという特有の効果を得るこ
とができる。
たは２の効果に加え、外部からの進角指令により電流位
相遅れを補償してモータ駆動効率の高いモータ駆動装置
を提供することが可能であるという特有の効果を得るこ
とができる。
【００７９】請求項４記載の発明によれば、請求項１ま
たは２の効果に加え、固定進角指令発生手段により外部
からの進角指令を用いずに電流位相遅れを補償してモー
タ駆動効率の高いモータ駆動装置を提供することが可能
であるという特有の効果を得ることができる。
たは２の効果に加え、固定進角指令発生手段により外部
からの進角指令を用いずに電流位相遅れを補償してモー
タ駆動効率の高いモータ駆動装置を提供することが可能
であるという特有の効果を得ることができる。
【００８０】請求項５記載の発明によれば、請求項１か
ら請求項４のいずれか一項に記載の効果に加えＭＯＳＦ
ＥＴ３素子のゲート−ソース間コンデンサを不要にする
モータ駆動装置を提供することが可能であるという特有
の効果を得ることができる。
ら請求項４のいずれか一項に記載の効果に加えＭＯＳＦ
ＥＴ３素子のゲート−ソース間コンデンサを不要にする
モータ駆動装置を提供することが可能であるという特有
の効果を得ることができる。
【００８１】請求項６記載の発明によれば、請求項１か
ら請求項５のいずれか一項に記載の効果を有するモータ
を提供することが可能であるという特有の効果を得るこ
とができる。
ら請求項５のいずれか一項に記載の効果を有するモータ
を提供することが可能であるという特有の効果を得るこ
とができる。
【００８２】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の効果に加え一層の低振動、低騒音のモータを提供す
ることが可能であるという特有の効果を得ることができ
る。
載の効果に加え一層の低振動、低騒音のモータを提供す
ることが可能であるという特有の効果を得ることができ
る。
【００８３】請求項８記載に発明によれば、請求項１か
ら請求項５のいずれか一項にまたは６記載の効果に加
え、速度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する
場合に、外力によりモータが強制的に回転させられて
も、モータに発生する循環電流の値を所定の値以下にし
てＭＯＳＦＥＴの破壊を防ぐモータを提供することが可
能であるという特有の効果を得ることができる。
ら請求項５のいずれか一項にまたは６記載の効果に加
え、速度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する
場合に、外力によりモータが強制的に回転させられて
も、モータに発生する循環電流の値を所定の値以下にし
てＭＯＳＦＥＴの破壊を防ぐモータを提供することが可
能であるという特有の効果を得ることができる。
【００８４】請求項９記載の発明によれば、請求項５か
ら請求項８のいずれか一項に記載の効果を有するエアコ
ンディショナーを提供することが可能であるという特有
の効果を得ることができる。
ら請求項８のいずれか一項に記載の効果を有するエアコ
ンディショナーを提供することが可能であるという特有
の効果を得ることができる。
【００８５】請求項１０記載の発明によれば、請求項９
記載の効果に加え、速度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比
０％を意味する場合に、外力によりモータが強制的に回
転させられても、モータに発生する循環電流によるＭＯ
ＳＦＥＴの過熱を防ぐエアコンディショナーを提供する
ことが可能であるという特有の効果を得ることができ
る。
記載の効果に加え、速度指令信号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比
０％を意味する場合に、外力によりモータが強制的に回
転させられても、モータに発生する循環電流によるＭＯ
ＳＦＥＴの過熱を防ぐエアコンディショナーを提供する
ことが可能であるという特有の効果を得ることができ
る。
【００８６】請求項１１記載の発明によれば、請求項９
または１０記載の効果に加え、モータ運転中に順風が吹
いて、モータからエアコンディショナーの高圧直流電源
へ充電電流が生じても、前記高圧電源の増大を一定値以
下としてＭＯＳＦＥＴの耐圧を超えることがないエアコ
ンディショナーを提供することが可能であるという特有
の効果を得ることができる。
または１０記載の効果に加え、モータ運転中に順風が吹
いて、モータからエアコンディショナーの高圧直流電源
へ充電電流が生じても、前記高圧電源の増大を一定値以
下としてＭＯＳＦＥＴの耐圧を超えることがないエアコ
ンディショナーを提供することが可能であるという特有
の効果を得ることができる。
【００８７】請求項１２記載に発明によれば、請求項５
から請求項８のいずれか一項に記載の効果を有する給湯
器を提供することが可能であるという特有の効果を得る
ことができる。
から請求項８のいずれか一項に記載の効果を有する給湯
器を提供することが可能であるという特有の効果を得る
ことができる。
【００８８】請求項１３記載に発明によれば、請求項５
から請求項８のいずれか一項に記載の効果を有する空気
清浄機を提供することが可能であるという特有の効果を
得ることができる。
から請求項８のいずれか一項に記載の効果を有する空気
清浄機を提供することが可能であるという特有の効果を
得ることができる。
【図１】本発明の実施例１によるモータの駆動装置を示
す構成図
す構成図
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１によるモ
ータの駆動装置の動作を示す動作図
ータの駆動装置の動作を示す動作図
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１によるモ
ータの駆動装置の主要構成要素であるプリドライブＩ
Ｃ、ＭＯＳＦＥＴアレイのＭＯＳＦＥＴチップＱ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の構造を示す構造図
ータの駆動装置の主要構成要素であるプリドライブＩ
Ｃ、ＭＯＳＦＥＴアレイのＭＯＳＦＥＴチップＱ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の構造を示す構造図
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１によるモ
ータの駆動装置の主要構成要素であるＭＯＳＦＥＴアレ
イのＭＯＳＦＥＴチップのＯＮ電圧および損失を示す特
性図
ータの駆動装置の主要構成要素であるＭＯＳＦＥＴアレ
イのＭＯＳＦＥＴチップのＯＮ電圧および損失を示す特
性図
【図５】本発明の実施例２によるモータの駆動装置を示
す構成図
す構成図
【図６】本発明の実施例２によるモータの駆動装置の動
作を示す動作図
作を示す動作図
【図７】本発明の実施例３によるモータの駆動装置を示
す構成図
す構成図
【図８】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例３によるモー
タの駆動装置の動作を示す動作図
タの駆動装置の動作を示す動作図
【図９】本発明の実施例４によるモータの駆動装置を示
す構成図
す構成図
【図１０】本発明の実施例５によるモータの駆動装置を
示す構成図
示す構成図
【図１１】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例５によるモ
ータの駆動装置の動作を示す動作図
ータの駆動装置の動作を示す動作図
【図１２】本発明の実施例６によるモータの構造を示す
断面図
断面図
【図１３】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例７によるロ
ータの構造を示す断面図
ータの構造を示す断面図
【図１４】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例７によるロ
ータの共振周波数応答を示す特性図
ータの共振周波数応答を示す特性図
【図１５】本発明の実施例８によるモータの動作を示す
回路図
回路図
【図１６】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例８によるモ
ータの動作を示す動作図
ータの動作を示す動作図
【図１７】本発明の実施例９によるエアコンディショナ
ーを示す図
ーを示す図
【図１８】本発明の実施例９によるエアコンディショナ
ーの特性図
ーの特性図
【図１９】本発明の実施例１１によるエアコンディショ
ナーの電源回路を含む回路図
ナーの電源回路を含む回路図
【図２０】本発明の実施例１１によるエアコンディショ
ナーの動作説明のための回路図
ナーの動作説明のための回路図
【図２１】本発明の実施例１２による給湯器を示す図
【図２２】本発明の実施例１３による空気清浄機を示す
図
図
【図２３】従来のモータの駆動装置の構成を示す構成図
【図２４】従来のモータの駆動装置の１チップＩＣの構
成を示す構成図
成を示す構成図
【図２５】従来のモータの構成を示す構成図
１ モータ駆動装置
２ 制御電圧源
３ 周辺回路
４ 高圧直流電源
５ プリドライブＩＣ
６ ゴム
７ モータ
８ 過電圧保護手段
９ ゲートドライバＩＣ
１１ ロータ
１２ ＭＯＳＦＥＴアレイ
１３ 位相進み手段
２０ モータ駆動回路基板
２２ シャフト
２３ ステータモールド組立
２４ ブラケット
２５ 軸受け
２６ ヨーク
２７ マグネット
２８ 巻線
２９ インシュレータＡ
３０ インシュレータＢ
３１ 端子ｐｉｎ
３２ ステータコア
３３ センサ
３４ 樹脂ピン
３５ 放熱シリコン
３６ 絶縁板
３７ リードブッシュＡ
３８ リードブッシュＢ
３９ リード線
４２ ルームエアコン室内機
４３ ルームエアコン室外機
４４ 熱交換機Ａ
４５ 熱交換器Ｂ
４６ クロスフローファン
４７ プロペラファン
４８ 制御器Ａ
４９ 制御器Ｂ
５０ コンプレッサ
５１ 電源線
５２ 信号線
５３ 冷媒管
５４ ＡＣ電源入力線
５５ 室外機ヒンジ付きモータ
５６ 給湯器
５７ 燃焼釜
５８ 温水管
５９ 水道管
６０ バーナー部
６１ 制御器
６２ 燃料ポンプ
６３ 気化器
６４ 燃料管
６５ 燃料タンク
６６ 給湯用ファンモータ
６７ ケーシング
６８ シロッコファン
６９ 排気口
７０ 空気清浄機
７１ 制御板
７２ エアフィルタ
７３ 排気口
７４ 吸気口
７５ 操作板
７６ 吹き出し口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H021 AA01 BA06 BA11 BA16 BA20
BA22 CA07 CA09 CA10 DA07
EA07
3L060 AA01 AA02 AA03 AA05 CC10
DD02 EE05 EE06
5H560 AA01 BB04 BB12 DA00 DA19
DB20 EB01 EC01 RR10 SS07
TT15 TT18 UA06 XA02 XA04
XA12
Claims (13)
- 【請求項１】 ブラシレスモータの回転を検出するセン
サと、前記センサの出力信号および外部からの速度指令
信号と制御電圧源からの出力電圧が供給されてＰＷＭ信
号を形成する回路を含む周辺回路と、シリコンチップ上
でスイッチ素子である複数のＩＧＢＴが互いに誘電体で
絶縁分離される高耐圧誘電体絶縁分離プロセス半導体で
作られて商用交流電圧を整流・平滑して得られる電圧を
出力する高圧直流電源の出力電圧から、前記周辺回路の
出力信号に応じて、出力端子に接続されるモータ駆動巻
線に電力供給して前記ロータの回転数を制御するワンチ
ップインバータで構成されたモータ駆動装置において、 前記周辺回路を低耐圧ＰＮ接合プロセスの半導体で作ら
れるプリドライブＩＣとし、前記１チップインバータ
を、高耐圧ＰＮ接合プロセスで作られるＮチャンネルＭ
ＯＳＦＥＴ６チップからなるＭＯＳＦＥＴアレイとし、
互いを、高耐圧ＰＮ接合ゲートドライバＩＣを介して接
続したもので、 前記ＭＯＳＦＥＴアレイのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６
素子は、３素子が、ドレインが共通に前記高圧直流電源
の正側出力に接続され、残り３素子は、ソースが前記高
圧直流電源の負側出力に接続されて、互いのソースとド
レインは共通にモータ駆動巻線の各相端子に接続され、
前記プリドライブＩＣから出力されるＰＷＭ信号は、前
記ゲートドライバＩＣにて、電圧、電流を増幅されて、
前記ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子の各ゲートに入力
されて、前記ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子がスイッ
チ制御されることにより、モータ駆動巻線へ電力供給す
ることを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項２】 ブラシレスモータの回転を検出するセン
サと、低耐圧ＰＮ接合プロセスで作られ、前記センサの
出力信号および外部からの速度指令信号と制御電圧源か
らの出力電圧が供給されて正弦波電圧ＰＷＭ信号を形成
する回路を含む周辺回路をモノリシック化したＩＣと、
シリコンチップ上でスイッチ素子である複数のＩＧＢＴ
が互いに誘電体で絶縁分離される高耐圧誘電体絶縁分離
プロセス半導体で作られて商用交流電圧を整流・平滑し
て得られる電圧を出力する高圧直流電源の出力電圧か
ら、前記周辺回路の出力信号に応じて、出力端子に接続
されるモータ駆動巻線に電力供給して前記ロータの回転
数を制御するワンチップインバータで構成されたモータ
駆動装置において、 前記１チップインバータを、高耐圧ＰＮ接合プロセスで
作られるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６チップからなるＭ
ＯＳＦＥＴアレイとし、前記プリドライブＩＣの出力と
前記ＭＯＳＦＥＴのゲートとを、高耐圧ＰＮ接合ゲート
ドライバＩＣを介して接続したもので、 前記ＭＯＳＦＥＴアレイのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６
素子は、３素子が、ドレインが共通に前記高圧直流電源
の正側出力に接続され、残り３素子は、ソースが前記高
圧直流電源の負側出力に接続されて、互いのソースとド
レインは共通にモータ駆動巻線の各相端子に接続され、
前記プリドライブＩＣから出力される正弦波電圧ＰＷＭ
信号は、前記ゲートドライバＩＣにて、電圧、電流を増
幅されて、前記ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素子の各ゲ
ートに入力されて、前記ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ６素
子がスイッチ制御されることにより、モータ駆動巻線へ
正弦波電圧を供給することを特徴とするモータ駆動装
置。 - 【請求項３】 前記周辺回路の低耐圧ＰＮ接合プロセス
の半導体で作られるプリドライブＩＣに、位相進み手段
を内蔵し、モータに設けた進角指令入力端子の入力電圧
を、前記位相進み手段へ伝達して、前記正弦波電圧の位
相を進めることを可能としたことを特徴とする請求項２
に記載のモータ駆動装置。 - 【請求項４】 モータに設けた進角指令入力端子を廃
し、代わってモータ内の回路基板上に固定進角指令発生
手段を設け、前記固定進角指令発生手段は、基準電源電
圧とＧＮＤ間に設けた第１および第２の抵抗で分圧され
た電圧を前記プリドライブＩＣの位相進み手段へ伝達す
るよう構成したことを特徴とする請求項３に記載のモー
タ駆動装置。 - 【請求項５】 ＭＯＳＦＥＴアレイの６素子の各ＭＯＳ
ＦＥＴは、ゲート−ソース間にコンデンサを設けると共
に、ゲートドライバＩＣの出力端子と前記ＭＯＳＦＥＴ
の各ゲート間とを抵抗で接続したモータ駆動装置であっ
て、 前記ＭＯＳＦＥＴの６素子の内、３素子が、ドレインが
共通に前記高圧直流電源の正側出力に接続される３素子
の各ゲートに接続される抵抗の抵抗値を大きくして、残
りのソースが前記高圧直流電源の負側出力に接続される
３素子の、ゲート−ソース間にコンデンサを不要とした
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項
に記載のモータ駆動装置。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか一項に
記載のモータ駆動装置を内蔵したモータ。 - 【請求項７】 請求項１から請求項５のいずれか一項に
記載のモータ駆動装置を内蔵したモータであって、 前記モータの回転子は、シャフトに剛体であるヨークと
リング状マグネットを設けて、前記ヨークとリング状マ
グネット間の空隙を弾性体のゴムで充填した構成を有す
ることを特徴とする請求項６に記載のモータ。 - 【請求項８】 前記外部からの速度指令信号がＰＷＭ
ＤＵＴＹ比０％を意味する場合に、前記ＭＯＳＦＥＴア
レイの６素子中、ドレインが共通に前記高圧直流電源の
正側出力に接続される３素子がＯＦＦし、ソースが前記
高圧直流電源の負側出力に接続される３素子全てがＯＮ
する請求項１から請求項５のいずれか1項に記載のモー
タ駆動装置を内蔵したモータであって、 前記モータのモータ駆動巻線は、外部からの速度指令信
号がＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する場合に、外力に
より回転子が強制的に回転させられてモータ駆動巻線に
発生する循環電流が、一定値以下となるようなインピー
ダンスを有することを特徴とする請求項５から請求項７
のいずれか一項に記載のモータ。 - 【請求項９】 請求項５から請求項８のいずれか一項に
記載のモータを送風ファン用に供したエアコンディショ
ナーであって、前記モータの取付部や、モータシャフト
に設けるファンにゴム等の防振構造を不要としたことを
特徴とするエアコンディショナー。 - 【請求項１０】 請求項８記載のモータ駆動装置を内蔵
したモータを送風ファン用に供したエアコンディショナ
ーであって、 前記エアコンディショナーは、モータへ供給する速度指
令信号が、ＰＷＭ ＤＵＴＹ比０％を意味する状態の発
生時間を所定の値以下に制限することで、モータのＭＯ
ＳＦＥＴの過熱を抑制することを特徴とする請求項９記
載のエアコンディショナー。 - 【請求項１１】 請求項５から請求項８のいずれか一項
に記載のモータを送風ファン用に供したエアコンディシ
ョナーであって、モータからの前記エアコンディショナ
ーへ回生電力が発生して、前記エアコンディショナーの
前記モータへの電源電圧が上昇する場合に、前記エアコ
ンディショナーに過電圧保護手段を設け、前記電源電圧
が、予め定めた一定値を超えると、前記エアコンディシ
ョナーは直ちにモータの運転を停止することを特徴とす
る請求項９または１０記載のエアコンディショナー。 - 【請求項１２】 請求項５から請求項８のいずれか一項
に記載のモータを送風ファン用に供した給湯器。 - 【請求項１３】 請求項５から請求項８のいずれか一項
に記載のモータを送風ファン用に供した空気清浄機。
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|---|---|---|---|
| JP2002138152A JP4106959B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | モータ駆動装置およびモータ |
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| JP2002138152A JP4106959B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | モータ駆動装置およびモータ |
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|---|---|
| JP2003333880A true JP2003333880A (ja) | 2003-11-21 |
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|---|---|---|---|
| JP2002138152A Expired - Lifetime JP4106959B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | モータ駆動装置およびモータ |
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-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002138152A patent/JP4106959B2/ja not_active Expired - Lifetime
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