JP6270549B2 - Semiconductor device, motor using the same, and air conditioner - Google Patents

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Description

本発明は、モータ駆動に適用できる半導体装置およびそれを用いるモータ並びに空調機に関する。   The present invention relates to a semiconductor device applicable to motor driving, a motor using the semiconductor device, and an air conditioner.

近年、交流モータは、パワー半導体スイッチング素子からなるインバータ回路により可変速駆動されている。このインバータ回路およびその制御回路を含むモータ駆動装置を1半導体チップあるいは複数半導体チップの半導体集積回路によって構成し、モータ駆動装置を小型化する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, AC motors are driven at a variable speed by an inverter circuit composed of power semiconductor switching elements. A technique is known in which a motor drive device including the inverter circuit and its control circuit is configured by a semiconductor integrated circuit of one semiconductor chip or a plurality of semiconductor chips to reduce the size of the motor drive device (see, for example, Patent Document 1).

図11を用いて、上記従来技術による高耐圧モータ駆動用半導体装置の一例を説明する。   An example of a semiconductor device for driving a high voltage motor according to the above prior art will be described with reference to FIG.

図11の高耐圧モータ駆動用半導体装置10(以下、高耐圧モータ駆動用ICと呼ぶ)は、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’を備えている。図11の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、図11の例ではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。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。P1はU相の出力端子、P2はV相の出力端子、P3はW相の出力端子である。これらの出力端子は、モータの固定子コイル8に接続されている。   The high breakdown voltage motor driving semiconductor device 10 in FIG. 11 (hereinafter referred to as a high breakdown voltage motor driving IC) includes a high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 '. T1 to T6 in FIG. 11 are six switching elements for driving a three-phase motor, and are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) in the example of FIG. D1 to D6 are free-wheeling diodes connected in antiparallel to the respective IGBTs. P1 is a U-phase output terminal, P2 is a V-phase output terminal, and P3 is a W-phase output terminal. These output terminals are connected to the stator coil 8 of the motor.

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P11から入力され、ロジック回路LG→上アーム駆動回路KT→U相上アームIGBT T1という経路で伝達される。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P12から入力され、ロジック回路LG→上アーム駆動回路KT→V相上アームIGBT T2 という経路で伝達される。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P13から入力され、ロジック回路LG→上アーム駆動回路KT→W相上アームIGBT T3という経路で伝達される。   VUT is a U-phase upper arm control signal, is input from the U-phase upper arm control signal input terminal P11, and is transmitted through a path of logic circuit LG → upper arm drive circuit KT → U-phase upper arm IGBT T1. VVT is a V-phase upper arm control signal, is input from the V-phase upper arm control signal input terminal P12, and is transmitted through a path of logic circuit LG → upper arm drive circuit KT → V-phase upper arm IGBT T2. VWT is a W-phase upper arm control signal, is input from the W-phase upper arm control signal input terminal P13, and is transmitted through a path of logic circuit LG → upper arm drive circuit KT → W-phase upper arm IGBT T3.

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P14から入力され、ロジック回路LG→下アーム駆動回路KB→U相下アームIGBT T4 という経路で伝達される。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P15から入力され、ロジック回路LG→下アーム駆動回路KB→V相下アームIGBT T5という経路で伝達される。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P16から入力され、ロジック回路LG→下アーム駆動回路KB→W相下アームIGBT T6という経路で伝達される。   VUB is a U-phase lower arm control signal, is input from the U-phase lower arm control signal input terminal P14, and is transmitted through a path of logic circuit LG → lower arm drive circuit KB → U-phase lower arm IGBT T4. VVB is a V-phase lower arm control signal, is input from the V-phase lower arm control signal input terminal P15, and is transmitted through a path of logic circuit LG → lower arm drive circuit KB → V-phase lower arm IGBT T5. VWB is a W-phase lower arm control signal, is input from the W-phase lower arm control signal input terminal P16, and is transmitted through a path of logic circuit LG → lower arm drive circuit KB → W-phase lower arm IGBT T6.

上記6個の制御信号VUT,VVT,VWT,VUB,VVB,VWBは、制御用半導体装置7が出力する。   The control semiconductor device 7 outputs the six control signals VUT, VVT, VWT, VUB, VVB, and VWB.

図11で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。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、高耐圧モータ駆動用IC10の内部回路により生成され、チャージポンプ回路CHへ入力される。   In FIG. 11, the charge pump circuit CH is a circuit that generates the power supply voltage VCP for driving the upper arm IGBT. Diodes D7 and D8 and capacitors C3 and C4 are external components for the charge pump circuit. The clock signal VCL for operating the charge pump circuit CH is generated by an internal circuit of the high-voltage motor driving IC 10 and input to the charge pump circuit CH.

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。過電流検出回路16は、シャント抵抗Rsの電圧があるレベル以上となるとロジック回路LGへ過電流検知信号を出力する。   The internal power supply circuit 11 generates the power supply voltage VB of the control semiconductor device 7 based on the drive circuit power supply voltage Vcc. The overcurrent detection circuit 16 outputs an overcurrent detection signal to the logic circuit LG when the voltage of the shunt resistor Rs exceeds a certain level.

制御用半導体装置7は、高耐圧モータ駆動用IC10から、電源電圧VBを入力し、6個の制御信号VUT,VVT,VWT,VUB,VVB,VWBを高耐圧モータ駆動用IC10へ出力する。   The control semiconductor device 7 receives the power supply voltage VB from the high breakdown voltage motor driving IC 10 and outputs six control signals VUT, VVT, VWT, VUB, VVB, and VWB to the high breakdown voltage motor driving IC 10.

図11のC1,C2,C5は、電源安定化用コンデンサである。   C1, C2, and C5 in FIG. 11 are power supply stabilization capacitors.

上記のような高耐圧モータ駆動用IC10において、高圧電源電圧VDCにサージ電圧等による過電圧が印加されると、高耐圧モータ駆動用IC10が故障する可能性がある。そこで、図11に示す従来の技術では、サージ電圧による故障を防止するため、高圧電源電位VDCとグランド電位間にツェナーダイオードZDが外付けでプリント基板上の配線で接続される。   In the high-voltage motor driving IC 10 as described above, if an overvoltage such as a surge voltage is applied to the high-voltage power supply voltage VDC, the high-voltage motor driving IC 10 may break down. Therefore, in the conventional technique shown in FIG. 11, a Zener diode ZD is externally connected by wiring on the printed circuit board between the high-voltage power supply potential VDC and the ground potential in order to prevent a failure due to a surge voltage.

特開2008−228547号公報JP 2008-228547 A

上記従来技術では、プリント基板上において、外付けツェナーダイオードを配置することにより、サージ電圧による過電圧を抑制している。しかし、回生電流により過電圧が発生する場合は、サージ電圧による過電圧とは異なり、長時間ツェナーダイオードに電流が流れる。このとき、ツェナー電圧は、比較的大きな正の温度依存性をもっているため、温度上昇と共に大きくなる。そして、ツェナー電圧が高耐圧モータ駆動用ICの耐圧を超えると、高耐圧モータ駆動用ICが故障する可能性がある。   In the above prior art, an overvoltage due to a surge voltage is suppressed by disposing an external Zener diode on the printed circuit board. However, when an overvoltage occurs due to a regenerative current, current flows through the Zener diode for a long time, unlike an overvoltage caused by a surge voltage. At this time, the Zener voltage has a relatively large positive temperature dependency, and therefore increases as the temperature rises. If the Zener voltage exceeds the withstand voltage of the high voltage motor driving IC, the high voltage motor driving IC may break down.

これを防止するには、高耐圧モータ駆動用ICの耐圧を向上する必要がある。高耐圧モータ駆動用ICの耐圧を向上するには、高耐圧モータ駆動用IC内の高電圧が印加される全ての素子の素子構造において、半導体層を低濃度化したり厚くしたりして耐圧を向上する必要がある。しかし、高耐圧モータ駆動用IC内の出力段素子(図11では、IGBT T1〜6およびダイオードD1〜6)は、耐圧と発生電力損失がトレードオフの関係となっており、耐圧を向上すると、発生電力損失が増加する。   In order to prevent this, it is necessary to improve the breakdown voltage of the high breakdown voltage motor driving IC. In order to improve the withstand voltage of the high voltage motor driving IC, in the element structure of all elements to which a high voltage is applied in the high voltage motor driving IC, the semiconductor layer is made low in concentration or thickened to increase the withstand voltage. There is a need to improve. However, the output stage elements (IGBTs T1 to 6 and the diodes D1 to 6 in FIG. 11) in the high withstand voltage motor driving IC have a trade-off relationship between the withstand voltage and the generated power loss. Generated power loss increases.

そこで、本発明は、電力損失の増加を抑制しながら耐過電圧性能を向上できる半導体装置およびそれを用いるモータ並びに空調機を提供する。   Therefore, the present invention provides a semiconductor device capable of improving the overvoltage resistance performance while suppressing an increase in power loss, a motor using the semiconductor device, and an air conditioner.

上記課題を解決するため、本発明による半導体装置は、複数の半導体スイッチング素子のスイッチングによってモータを駆動するための電力を出力する電力変換回路と、複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備えるものであって、サージ電圧による過電圧を抑制するために、電力変換回路の電源電位とグランド電位との間に接続されるサージ吸収用のダイオードを備え、電力変換回路と、駆動回路と、ダイオードとが、一個のパッケージを構成するように樹脂封止される。電力変換回路および駆動回路が第1の半導体チップに設けられ、ダイオードが第2の半導体チップに設けられ、第1の半導体チップおよび第2の半導体チップが導体からなるダイパッド上に配置される。もしくは、電力変換回路と駆動回路およびダイオードが第1の半導体チップに設けられる。さらに、同じ温度下において、複数の半導体スイッチング素子の耐圧はダイオードの耐圧より大きく、複数の半導体スイッチング素子の耐圧およびダイオードの耐圧が共に正の温度依存性を有し、回生電流により過電圧が発生する場合に、サージ電圧による過電圧とは異なり、長時間前記ダイオードに流れる電流によるダイオードの発熱により、電力変換回路と駆動回路とダイオードの温度を上昇させる。 In order to solve the above problems, a semiconductor device according to the present invention includes a power conversion circuit that outputs electric power for driving a motor by switching a plurality of semiconductor switching elements, and a drive circuit that drives the plurality of semiconductor switching elements. In order to suppress overvoltage due to surge voltage , a surge absorption diode connected between the power supply potential of the power conversion circuit and the ground potential is provided, the power conversion circuit, the drive circuit, the diode , Are sealed with resin so as to constitute one package. The power conversion circuit and the drive circuit are provided in the first semiconductor chip, the diode is provided in the second semiconductor chip, and the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are arranged on a die pad made of a conductor. Alternatively, the power conversion circuit, the drive circuit, and the diode are provided in the first semiconductor chip. Furthermore, at the same temperature, the withstand voltage of the plurality of semiconductor switching elements is greater than the withstand voltage of the diodes, and the withstand voltages of the plurality of semiconductor switching elements and the withstand voltage of the diodes both have positive temperature dependence, and an overvoltage is generated by the regenerative current. In some cases, unlike the overvoltage due to the surge voltage, the temperature of the power conversion circuit, the drive circuit, and the diode is increased by the heat generation of the diode due to the current flowing through the diode for a long time.

また、本発明によるモータは、固定子コイルに電圧を印加するモータ駆動用半導体装置を内蔵し、このモータ駆動用半導体装置として上記本発明による半導体装置を用いる。   The motor according to the present invention includes a motor driving semiconductor device for applying a voltage to the stator coil, and the semiconductor device according to the present invention is used as the motor driving semiconductor device.

さらに、本発明による空調機は、室外機および室内機を備え、室外機または室内機がファンモータを有し、このファンモータとして上記本発明によるモータを用いる。   Furthermore, the air conditioner according to the present invention includes an outdoor unit and an indoor unit, and the outdoor unit or the indoor unit has a fan motor, and the motor according to the present invention is used as the fan motor.

本発明によると、サージ吸収用半導体素子の発熱により電力変換回路の半導体スイッチング素子の温度が上昇するため、素子構造を変えなくても、温度上昇時に半導体スイッチング素子の耐圧を高くすることができる。これにより、半導体装置の電力損失の増加を抑制しながら耐過電圧性能を向上できる。さらに、本発明による半導体装置によれば、モータや空調機の過電圧に対する信頼性が向上する。   According to the present invention, the temperature of the semiconductor switching element of the power conversion circuit rises due to the heat generated by the surge absorbing semiconductor element, so that the breakdown voltage of the semiconductor switching element can be increased when the temperature rises without changing the element structure. Thereby, the overvoltage resistance can be improved while suppressing an increase in power loss of the semiconductor device. Furthermore, according to the semiconductor device of the present invention, the reliability with respect to the overvoltage of the motor or the air conditioner is improved.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of examples.

本発明の実施例1であるモータ駆動装置の回路構成を示す。1 shows a circuit configuration of a motor drive device that is Embodiment 1 of the present invention. 高耐圧モータ駆動用ICの実装構造例を示す。A mounting structure example of a high voltage motor driving IC is shown. 高耐圧モータ駆動用半導体チップおよびツェナーダイオードチップにおける耐圧の温度特性例を示す。An example of temperature characteristics of withstand voltage in a semiconductor chip for driving a high voltage motor and a Zener diode chip is shown. 本発明の実施例2であるモータ駆動装置の回路構成を示す。2 shows a circuit configuration of a motor drive device that is Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施例3であるモータ駆動装置の回路構成を示す。3 shows a circuit configuration of a motor drive device that is Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施例4であるモータ駆動装置の回路構成を示す。9 shows a circuit configuration of a motor drive device that is Embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施例5であるモータの構成を示す概略的な組図である。FIG. 9 is a schematic set diagram illustrating a configuration of a motor that is Embodiment 5 of the present invention. 実施例5の一変形例であるモータの構成を示す概略的な組図である。FIG. 10 is a schematic set diagram illustrating a configuration of a motor that is a modification of the fifth embodiment. 実施例5の他の変形例であるモータの構成を示す概略的な外観図である。FIG. 10 is a schematic external view showing a configuration of a motor that is another modified example of Embodiment 5. 本発明の実施例6であるモータ駆動システムの回路構成を示す。9 shows a circuit configuration of a motor drive system that is Embodiment 6 of the present invention. 従来技術による高耐圧モータ駆動用半導体装置の一例を示す。1 shows an example of a semiconductor device for driving a high voltage motor according to the prior art.

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1であるモータ駆動装置の回路構成を示す。   FIG. 1 shows a circuit configuration of a motor drive apparatus that is Embodiment 1 of the present invention.

図1の高耐圧モータ駆動用半導体装置10P(以下、高耐圧モータ駆動用ICと呼ぶ)は、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’を備えている。高耐圧モータ駆動用ICの耐圧は、例えば、約100〜約1000Vである。図1のT1〜T6は3相モータを駆動するための6個の半導体スイッチング素子であり、図1の例ではIGBTである。図1の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。これらIGBT T1〜T6および還流ダイオードD1〜D6により、モータに電圧を印加して電力を供給する電力変換回路、本実施例では3相ブリッジからなるインバータ回路が構成される。P1〜P3は3相交流出力端子であり、P1はU相の出力端子、P2はV相の出力端子、P3はW相の出力端子である。これらの出力端子は、モータの固定子コイル8に接続されている。   A high breakdown voltage motor driving semiconductor device 10P (hereinafter referred to as a high breakdown voltage motor driving IC) of FIG. 1 includes a high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 '. The breakdown voltage of the high voltage motor driving IC is, for example, about 100 to about 1000V. T1 to T6 in FIG. 1 are six semiconductor switching elements for driving a three-phase motor, and are IGBTs in the example of FIG. D1 to D6 in FIG. 1 are free-wheeling diodes connected in antiparallel to the respective IGBTs. The IGBTs T1 to T6 and the freewheeling diodes D1 to D6 constitute a power conversion circuit that supplies power by applying a voltage to the motor, that is, an inverter circuit including a three-phase bridge in this embodiment. P1 to P3 are three-phase AC output terminals, P1 is a U-phase output terminal, P2 is a V-phase output terminal, and P3 is a W-phase output terminal. These output terminals are connected to the stator coil 8 of the motor.

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P11から入力され、ロジック回路LG→上アーム駆動回路KT→U相上アームIGBT T1という経路でIGBT T1のゲートへと伝達される。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P12から入力され、ロジック回路LG→上アーム駆動回路KT→V相上アームIGBT T2という経路でIGBT T2のゲートへと伝達される。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P13から入力され、ロジック回路LG→上アーム駆動回路KT→W相上アームIGBT T3という経路でIGBT T3のゲートへと伝達される。   VUT is a U-phase upper arm control signal, which is input from the U-phase upper arm control signal input terminal P11, and goes to the gate of IGBT T1 through a path of logic circuit LG → upper arm drive circuit KT → U-phase upper arm IGBT T1. Communicated. VVT is a V-phase upper arm control signal, which is input from the V-phase upper arm control signal input terminal P12, and goes to the gate of IGBT T2 through the path of logic circuit LG → upper arm drive circuit KT → V-phase upper arm IGBT T2. Communicated. VWT is a W-phase upper arm control signal, which is input from the W-phase upper arm control signal input terminal P13, to the gate of IGBT T3 through a path of logic circuit LG → upper arm drive circuit KT → W-phase upper arm IGBT T3. Communicated.

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P14から入力され、ロジック回路LG→下アーム駆動回路KB→U相下アームIGBT T4という経路でIGBT T4のゲートへと伝達される。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P15から入力され、ロジック回路LG→下アーム駆動回路KB→V相下アームIGBT T5という経路でIGBT T5のゲートへと伝達される。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P16から入力され、ロジック回路LG→下アーム駆動回路KB→W相下アームIGBT T6という経路で、IGBT T6のゲートへと伝達される。   VUB is a U-phase lower arm control signal, which is input from the U-phase lower arm control signal input terminal P14, and goes to the gate of IGBT T4 through a path of logic circuit LG → lower arm drive circuit KB → U-phase lower arm IGBT T4. Communicated. VVB is a V-phase lower arm control signal, which is input from the V-phase lower arm control signal input terminal P15, and goes to the gate of IGBT T5 through a path of logic circuit LG → lower arm drive circuit KB → V-phase lower arm IGBT T5. Communicated. VWB is a W-phase lower arm control signal, which is input from the W-phase lower arm control signal input terminal P16, to the gate of IGBT T6 through a path of logic circuit LG → lower arm drive circuit KB → W-phase lower arm IGBT T6. Communicated.

これら6個の制御信号VUT,VVT,VWT,VUB,VVB,VWBは、制御用半導体装置7が出力する。そして、これらの制御信号に応じて、上アーム駆動回路KTが上アームIGBT T1〜T3をオン・オフ駆動し、下アーム駆動回路KBが下アームIGBT T4〜T6をオン・オフ駆動する。これにより、インバータ回路は電源の直流電圧を3相交流電圧に変換して、出力端子P1〜P3に出力する。そして、この3相交流電圧が固定子コイル8に印加されることにより、3相交流モータ、例えば永久磁石式同期モータが可変速駆動される。   The control semiconductor device 7 outputs these six control signals VUT, VVT, VWT, VUB, VVB, and VWB. In response to these control signals, the upper arm drive circuit KT drives the upper arm IGBTs T1 to T3 on and off, and the lower arm drive circuit KB drives the lower arms IGBTs T4 to T6 on and off. As a result, the inverter circuit converts the DC voltage of the power source into a three-phase AC voltage and outputs it to the output terminals P1 to P3. Then, by applying this three-phase AC voltage to the stator coil 8, a three-phase AC motor, for example, a permanent magnet type synchronous motor is driven at a variable speed.

図1では、制御用半導体装置7と高耐圧モータ駆動用IC10Pが、別の半導体装置になっており、制御信号として上記6個の入力(VUT,VVT,VWT,VUB,VVB,VWB)を使用しているが、制御用半導体装置7を高耐圧モータ駆動用IC10Pに内蔵して、制御信号としてモータの速度指令信号(Vsp)を用いてもよい。   In FIG. 1, the control semiconductor device 7 and the high-voltage motor driving IC 10P are separate semiconductor devices, and the above six inputs (VUT, VVT, VWT, VUB, VVB, VWB) are used as control signals. However, the control semiconductor device 7 may be built in the high voltage motor driving IC 10P, and the motor speed command signal (Vsp) may be used as the control signal.

図1で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。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、高耐圧モータ駆動用IC10Pの内部回路(図示せず)により生成され、チャージポンプ回路CHへ入力される。   In FIG. 1, the charge pump circuit CH is a circuit that generates the power supply voltage VCP for driving the upper arm IGBT. Diodes D7 and D8 and capacitors C3 and C4 are external components for the charge pump circuit. The clock signal VCL for operating the charge pump circuit CH is generated by an internal circuit (not shown) of the high voltage motor drive IC 10P and is input to the charge pump circuit CH.

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。過電流検出回路16は、シャント抵抗Rsの電圧が予め設定されるレベル以上となるとロジック回路LGへ過電流検知信号を出力する。ロジック回路LGは、過電流検知信号を受信すると、上アーム駆動回路KTおよび下アーム駆動回路KBにオフ信号を送信し、IGBT T1〜T6をオフ状態にする。これにより、高耐圧モータ駆動用IC10Pを過電流から保護することができる。   The internal power supply circuit 11 generates the power supply voltage VB of the control semiconductor device 7 based on the drive circuit power supply voltage Vcc. The overcurrent detection circuit 16 outputs an overcurrent detection signal to the logic circuit LG when the voltage of the shunt resistor Rs exceeds a preset level. When the logic circuit LG receives the overcurrent detection signal, the logic circuit LG transmits an off signal to the upper arm drive circuit KT and the lower arm drive circuit KB, thereby turning off the IGBTs T1 to T6. As a result, the high-voltage motor driving IC 10P can be protected from overcurrent.

制御用半導体装置7は、高耐圧モータ駆動用IC10Pから、電源電圧VBを入力し、6個の制御信号VUT,VVT,VWT,VUB,VVB,VWBを高耐圧モータ駆動用IC10Pへ出力する。制御用半導体装置7としては、汎用のマイクロコンピュータやモータ制御用ICを適用できる。   The control semiconductor device 7 receives the power supply voltage VB from the high voltage motor driving IC 10P and outputs six control signals VUT, VVT, VWT, VUB, VVB, VWB to the high voltage motor driving IC 10P. As the control semiconductor device 7, a general-purpose microcomputer or a motor control IC can be applied.

図1のC1,C2,C5は、電源安定化用コンデンサである。   C1, C2, and C5 in FIG. 1 are power supply stabilizing capacitors.

出力段のインバータ回路を構成する半導体スイッチング素子として、本実施例1ではIGBTが用いられているが、IGBTに限らず、MOSFETや接合型バイポーラトランジスタなどの他の半導体スイッチング素子でもよい。また、図1では、上アーム駆動方式として、チャージポンプ方式を用いているが、ブートストラップ方式などの他の回路方式を用いてもよい。   As the semiconductor switching element constituting the output stage inverter circuit, the IGBT is used in the first embodiment. However, the semiconductor switching element is not limited to the IGBT but may be another semiconductor switching element such as a MOSFET or a junction bipolar transistor. In FIG. 1, the charge pump method is used as the upper arm driving method, but other circuit methods such as a bootstrap method may be used.

本実施例1では、サージ電圧による過電圧を抑制するために、高圧電源電位VDCとグランド電位間に、サージ吸収用のツェナーダイオードが接続される。そして、このツェナーダイオードが形成されている半導体チップZDP(以下、ツェナーダイオードチップと呼ぶ)と高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’が一個のパッケージ内に配置される。   In the first embodiment, a surge absorbing Zener diode is connected between the high-voltage power supply potential VDC and the ground potential in order to suppress overvoltage due to the surge voltage. A semiconductor chip ZDP (hereinafter referred to as a Zener diode chip) in which the Zener diode is formed and a semiconductor chip 10 'for driving a high voltage motor are disposed in one package.

なお、サージ吸収用の半導体素子として、本実施例1ではツェナーダイオードが用いられるが、これに限らず、アバランシェダイオード,サージ電圧吸収用ダイオード,TVS(Transient Voltage Suppressor)ダイオード,定電圧ダイオードなどを用いても良い。なおサージ吸収用の半導体素子については、必要な耐圧を、一個の半導体接合構造で得ても良いし、複数個直列接続して得ても良い。   In this embodiment, a Zener diode is used as the surge absorbing semiconductor element. However, the present invention is not limited to this, and an avalanche diode, a surge voltage absorbing diode, a TVS (Transient Voltage Suppressor) diode, a constant voltage diode, or the like is used. May be. In addition, about the semiconductor element for surge absorption, a required withstand pressure | voltage may be obtained by one semiconductor junction structure, and may be obtained by connecting two or more in series.

次に、高耐圧モータ駆動用IC10Pの構造について説明する。   Next, the structure of the high voltage motor driving IC 10P will be described.

図2は、高耐圧モータ駆動用IC10Pの実装構造の一例を示す。   FIG. 2 shows an example of a mounting structure of the IC 10P for driving the high voltage motor.

図2に示すように、高耐圧モータ駆動用IC10Pにおいては、金属導体からなるダイパッドDP上に、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’とツェナーダイオードチップZDPが、はんだや銀ペーストなどの導電性接合材により接合される。これら高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’とツェナーダイオードチップZDP,高圧電源端子用リードLE1およびグランド端子用リードLE2は、アルミワイヤなどの導電性のワイヤWIにより、互いに電気的に接続される。これにより、図1に示したような高耐圧モータ駆動用IC10Pの回路が構成される。   As shown in FIG. 2, in the high withstand voltage motor driving IC 10P, the high withstand voltage motor driving semiconductor chip 10 'and the Zener diode chip ZDP are electrically connected to a die pad DP made of a metal conductor, such as solder or silver paste. Joined by materials. The high-voltage motor driving semiconductor chip 10 ', the Zener diode chip ZDP, the high-voltage power terminal lead LE1, and the ground terminal lead LE2 are electrically connected to each other by a conductive wire WI such as an aluminum wire. As a result, the circuit of the high-voltage motor driving IC 10P as shown in FIG. 1 is configured.

高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’全体と、ツェナーダイオードチップZDP全体と、ワイヤWI全体と、高圧電源端子用リードLE1の一部と、グランド端子用リードLE2の一部と、ダイパッドDPの一部は、樹脂RE、例えばシリカなどのフィラを配合したエポキシ系樹脂などにより樹脂封止される。これにより、一個のパッケージが構成される。なお、図2では、インバータ回路のIGBTやダイオードが発生する熱を外部へ放熱するために、ダイパッドDPにおける高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’およびツェナーダイオードチップZDPの接合面とは反対側の裏面が露出している。放熱量が少ない場合や、十分な放熱性が得られる場合には、ダイパッドDPの裏面を露出しなくてもよい。なお、外部回路を接続するために、高圧電源端子用リードLE1の一部と、グランド端子用リードLE2の一部とが樹脂REから外部に露出している。   High-voltage motor driving semiconductor chip 10 ', Zener diode chip ZDP, wire WI, high-voltage power terminal lead LE1, part of ground terminal lead LE2, part of die pad DP The resin is sealed with a resin RE, for example, an epoxy resin blended with a filler such as silica. Thereby, one package is constituted. In FIG. 2, in order to dissipate the heat generated by the IGBT and the diode of the inverter circuit to the outside, the back surface of the die pad DP opposite to the bonding surface of the high-voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ and the Zener diode chip ZDP. Is exposed. When the amount of heat radiation is small or sufficient heat dissipation is obtained, the back surface of the die pad DP does not have to be exposed. In order to connect an external circuit, a part of the high-voltage power terminal lead LE1 and a part of the ground terminal lead LE2 are exposed to the outside from the resin RE.

実施例1においては、固定子コイル8から電源VDCに向かって回生電流が流れる。この回生電流は、比較的長時間ツェナーダイオードチップZDPにも電流が流れるため、ツェナーダイオードチップZDPが発熱して、ツェナーダイオードチップZDPの温度が上昇する。ツェナーダイオードチップZDPの温度が上昇すると、ツェナーダイオードチップZDPが発生する熱が、ダイパッドDPを介して、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’に伝達される。このため、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の温度も上昇し、概ねツェナーダイオードチップZDPと同じ温度となる。これにより、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の耐圧、すなわち図1におけるIGBT T1〜T6およびダイオードD1〜D6などの高耐圧素子の耐圧の値が、温度上昇前よりも高くなる。この様子を図3により説明する。   In the first embodiment, a regenerative current flows from the stator coil 8 toward the power source VDC. Since this regenerative current also flows in the Zener diode chip ZDP for a relatively long time, the Zener diode chip ZDP generates heat and the temperature of the Zener diode chip ZDP rises. When the temperature of the Zener diode chip ZDP rises, the heat generated by the Zener diode chip ZDP is transmitted to the high-voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ through the die pad DP. For this reason, the temperature of the semiconductor chip 10 ′ for driving the high-voltage motor is also increased and becomes substantially the same temperature as the Zener diode chip ZDP. As a result, the breakdown voltage of the high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 ', that is, the breakdown voltage value of the high breakdown voltage elements such as IGBTs T1 to T6 and diodes D1 to D6 in FIG. This will be described with reference to FIG.

図3は、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’およびツェナーダイオードチップZDPについて、耐圧の温度特性の一例を示す。   FIG. 3 shows an example of a temperature characteristic of the withstand voltage for the semiconductor chip 10 ′ for driving the high withstand voltage motor and the Zener diode chip ZDP.

本図3に示すように、ツェナーダイオードチップZDPの耐圧すなわちツェナー電圧は、正の温度依存性を有する。このため、回生電流による発熱によって温度が上昇すると、ツェナー電圧が上昇し、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’に印加される過電圧が増加する。他方、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の耐圧も正の温度依存性を有しているので、ツェナーダイオードチップZDPの発熱によって高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の温度が上昇すると高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の耐圧が増加する。このため、同じ温度下において、ツェナー電圧より、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の耐圧が大きくなるように高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’における高耐圧半導体素子の素子構造が設定されていれば、温度上昇に伴ってツェナー電圧が増加しても高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’を過電圧から保護することができる。すなわち、IGBT T1〜T6およびダイオードD1〜D6などの高耐圧素子の耐圧を、半導体層の厚さや不純物濃度などの素子構造によることなく、温度特性によって増加させるので、高耐圧素子を含む高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’の耐過電圧性能を、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’が発生する電力損失の増加を抑えながら向上することができる。   As shown in FIG. 3, the withstand voltage of the Zener diode chip ZDP, that is, the Zener voltage has a positive temperature dependency. For this reason, when the temperature rises due to heat generated by the regenerative current, the Zener voltage rises, and the overvoltage applied to the high-voltage motor driving semiconductor chip 10 'increases. On the other hand, since the withstand voltage of the high withstand voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ also has a positive temperature dependency, the high withstand voltage motor is increased when the temperature of the high withstand voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ increases due to the heat generated by the Zener diode chip ZDP. The breakdown voltage of the driving semiconductor chip 10 ′ increases. Therefore, the element structure of the high breakdown voltage semiconductor element in the high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ is set so that the breakdown voltage of the high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ is larger than the Zener voltage at the same temperature. For example, even if the Zener voltage increases as the temperature rises, the high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ can be protected from overvoltage. That is, the breakdown voltage of high breakdown voltage elements such as IGBTs T1 to T6 and diodes D1 to D6 is increased by temperature characteristics without depending on the element structure such as the thickness of the semiconductor layer and the impurity concentration. The overvoltage resistance performance of the driving semiconductor chip 10 ′ can be improved while suppressing an increase in power loss generated by the high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 ′.

なお、上記のようなツェナーダイオードの耐圧の温度特性は、本発明者の検討によれば、特に室温(例えば、25℃)における耐圧が100V以上の場合に顕著である。   The temperature characteristics of the withstand voltage of the Zener diode as described above are remarkable when the withstand voltage at room temperature (for example, 25 ° C.) is 100 V or more, according to the study of the present inventors.

本実施例では、高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’とツェナーダイオードチップZDPの高圧電源端子とグランド端子が、高耐圧モータ駆動用IC10P内部で接続されているが、一方あるいは両方の端子をプリント基板上でプリント配線によって接続してもよい。   In this embodiment, the high-voltage motor driving semiconductor chip 10 'and the Zener diode chip ZDP are connected to the high-voltage power supply terminal and the ground terminal inside the high-voltage motor driving IC 10P. You may connect by printed wiring above.

図4は、本発明の実施例2であるモータ駆動装置の回路構成を示す。なお、実施例1と同じ構成要素については、図1と同じ符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。   FIG. 4 shows a circuit configuration of a motor drive device that is Embodiment 2 of the present invention. In addition, about the same component as Example 1, while attaching | subjecting the same code | symbol as FIG. 1, detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例2と、図1に示した実施例1との主たる相違点は、図1における高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’が、図4では複数の半導体チップに分けられている点である。   The main difference between the second embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 is that the high-voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ in FIG. 1 is divided into a plurality of semiconductor chips in FIG. .

図4では、半導体チップ10MT1がU相上アームMOSFETとそれに逆並列に接続された還流ダイオードとにより構成され、半導体チップ10MT2がV相上アームMOSFETとそれに逆並列に接続された還流ダイオードとにより構成され、半導体チップ10MT3がW相上アームMOSFETとそれに逆並列に接続された還流ダイオードとにより構成される。また、半導体チップ10MT4がU相下アームMOSFETとそれに逆並列に接続された還流ダイオードとにより構成され、半導体チップ10MT5がV相下アームMOSFETとそれに逆並列に接続された還流ダイオードとにより構成され、半導体チップ10MT6がW相下アームMOSFETとそれに逆並列に接続された還流ダイオードとにより構成される。過電圧保護用のツェナーダイオードはツェナーダイオードチップZDPに形成される。他の回路、すなわち各MOSFETをオン・オフ駆動する駆動回路部によって回路半導体チップ10MBが構成されている。   In FIG. 4, the semiconductor chip 10MT1 is composed of a U-phase upper arm MOSFET and a free-wheeling diode connected in reverse parallel thereto, and the semiconductor chip 10MT2 is composed of a V-phase upper arm MOSFET and a free-wheeling diode connected in reverse parallel thereto. The semiconductor chip 10MT3 is composed of a W-phase upper arm MOSFET and a free-wheeling diode connected in antiparallel thereto. In addition, the semiconductor chip 10MT4 is configured by a U-phase lower arm MOSFET and a free-wheeling diode connected in reverse parallel thereto, and the semiconductor chip 10MT5 is configured by a V-phase lower arm MOSFET and a free-wheeling diode connected in reverse parallel thereto, The semiconductor chip 10MT6 is composed of a W-phase lower arm MOSFET and a free-wheeling diode connected in antiparallel thereto. The Zener diode for overvoltage protection is formed in the Zener diode chip ZDP. The circuit semiconductor chip 10MB is configured by another circuit, that is, a drive circuit unit that drives each MOSFET on and off.

還流ダイオードとしては、個別素子のほか、MOSFET内部の寄生ダイオードを使用してもよい。各半導体チップは、例えばワイヤやインナーリード(リードの樹脂封止された部分)により電気的に接続される。   As the free wheel diode, a parasitic diode inside the MOSFET may be used in addition to the individual element. Each semiconductor chip is electrically connected by, for example, a wire or an inner lead (a resin-sealed portion of the lead).

本実施例2では、半導体チップ10MT1〜10MT6,回路半導体チップ10MBおよびツェナーダイオードチップZDPは、図示しない複数のダイパッドDP上に配置されている。これらのダイパッドDPが、例えばシリカなどのフィラを配合したエポキシ系樹脂などにより樹脂封止されることにより、図2と同様の外観を有する一個のIC(図4の10M)が構成される。フィラを配合したエポキシ系樹脂は、プリント基板上で高耐圧モータ駆動用IC10Mの周囲にある空気などと比較すると熱伝導率が比較的大きく、0.1〜3W/mK程度である。そのため、半導体チップ10MT1〜10MT6と回路半導体チップ10MBとツェナーダイオードチップZDPが複数のダイパッドDP上に配置されていても、半導体チップ10MT1〜10MT6の温度と回路半導体チップ10MBの温度とツェナーダイオードチップZDPの温度は、近い温度となる。よって、本実施例2によっても、実施例1と同様に、高耐圧モータ駆動用ICの耐過電圧性能を、電力損失の増加を抑えながら向上することができる。   In the second embodiment, the semiconductor chips 10MT1 to 10MT6, the circuit semiconductor chip 10MB, and the Zener diode chip ZDP are arranged on a plurality of die pads DP (not shown). These die pads DP are resin-sealed with, for example, an epoxy resin blended with a filler such as silica to form one IC (10M in FIG. 4) having the same appearance as FIG. The epoxy resin blended with filler has a relatively large thermal conductivity, about 0.1 to 3 W / mK, as compared with air around the high voltage motor driving IC 10M on the printed circuit board. Therefore, even if the semiconductor chips 10MT1 to 10MT6, the circuit semiconductor chip 10MB, and the Zener diode chip ZDP are arranged on the plurality of die pads DP, the temperatures of the semiconductor chips 10MT1 to 10MT6, the temperature of the circuit semiconductor chip 10MB, and the Zener diode chip ZDP The temperature will be close. Therefore, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the overvoltage resistance performance of the high-voltage motor driving IC can be improved while suppressing an increase in power loss.

本実施例では、半導体チップ10MT1〜10MT6と回路半導体チップ10MBとツェナーダイオードチップZDPは、複数のダイパッドDP上に配置されているが、1つのダイパッドDP上に配置されていても、同様の効果がえられる。   In this embodiment, the semiconductor chips 10MT1 to 10MT6, the circuit semiconductor chip 10MB, and the Zener diode chip ZDP are arranged on a plurality of die pads DP, but the same effect can be obtained even if they are arranged on one die pad DP. available.

また、本実施例2では、インバータ回路を構成する各半導体スイッチング素子を個別の半導体チップで構成するので、高耐圧モータ駆動用ICの出力電力の増大が容易である。   In the second embodiment, since each semiconductor switching element constituting the inverter circuit is constituted by an individual semiconductor chip, it is easy to increase the output power of the high voltage motor driving IC.

半導体チップ10MT1〜10MT6を構成する半導体スイッチング素子としては、図4に示したMOSFETのほか、IGBTや接合型バイポーラトランジスタなどを用いることができる。また、図4では、上アーム駆動方式として、チャージポンプ方式を用いているが、ブートストラップ方式などの他の方式を用いても良い。さらに、図4においては、1個の回路半導体チップ10MBが3相分の駆動回路を備えているが、2個の回路半導体チップ、すなわち第1および第2の回路半導体チップがそれぞれ3相分の上アーム回路および3相分の下アーム回路を備えても良い。また、3個の回路半導体チップ、すなわち、第1,第2および第3の回路半導体チップが、それぞれ、U相の上下アーム回路,V相の上下アーム回路およびW相の上下アーム回路を備えても良い。   As semiconductor switching elements constituting the semiconductor chips 10MT1 to 10MT6, IGBTs or junction bipolar transistors can be used in addition to the MOSFETs shown in FIG. In FIG. 4, the charge pump method is used as the upper arm drive method, but other methods such as a bootstrap method may be used. Further, in FIG. 4, one circuit semiconductor chip 10MB includes a drive circuit for three phases, but two circuit semiconductor chips, that is, the first and second circuit semiconductor chips are respectively for three phases. An upper arm circuit and a lower arm circuit for three phases may be provided. Three circuit semiconductor chips, that is, first, second, and third circuit semiconductor chips, each include a U-phase upper and lower arm circuit, a V-phase upper and lower arm circuit, and a W-phase upper and lower arm circuit, respectively. Also good.

図5は、本発明の実施例3であるモータ駆動装置の回路構成を示す。なお、実施例1と同じ構成要素については、図1と同じ符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。   FIG. 5 shows a circuit configuration of a motor drive device that is Embodiment 3 of the present invention. In addition, about the same component as Example 1, while attaching | subjecting the same code | symbol as FIG. 1, detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例と、図1に示す実施例1との相違点は、実施例1の高耐圧モータ駆動用半導体チップ10’とツェナーダイオードチップZDPが、1つの半導体チップで構成されている点である。   The difference between the present embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 is that the high breakdown voltage motor driving semiconductor chip 10 ′ and the Zener diode chip ZDP of the first embodiment are constituted by one semiconductor chip. .

図5では、ツェナーダイオードZDSを含む高耐圧モータ駆動用半導体装置が1つの半導体チップに集積化されるため、IGBT T1〜T6やダイオードD1〜D6などの高耐圧素子とツェナーダイオードZDSの温度は、ほぼ同じ温度となる。このため、本実施例2によっても、実施例1と同様に、高耐圧モータ駆動用ICの耐過電圧性能を、電力損失の増加を抑えながら向上することができる。   In FIG. 5, since the semiconductor device for driving a high voltage motor including the zener diode ZDS is integrated on one semiconductor chip, the temperatures of the high voltage devices such as IGBTs T1 to T6 and diodes D1 to D6 and the zener diode ZDS are The temperature is almost the same. For this reason, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the overvoltage resistance performance of the high-voltage motor driving IC can be improved while suppressing an increase in power loss.

また、本実施例3によれば、ツェナーダイオードZDSを含む高耐圧モータ駆動用半導体装置が1つの半導体チップに集積化されるため、高耐圧モータ駆動用半導体装置を小型化できたり、リード,ダイパッドなどとの配線が簡略化できたりする。   In addition, according to the third embodiment, since the semiconductor device for driving a high voltage motor including the zener diode ZDS is integrated on one semiconductor chip, the semiconductor device for driving a high voltage motor can be reduced in size, and leads and die pads can be used. Wiring with can be simplified.

なお、本実施例3についても、スイッチング素子として、MOSFETや接合型バイポーラトランジスタなどを用いることができる。また、上アーム駆動方式として、ブートストラップ方式などの他の方式を用いることができる。   In the third embodiment as well, a MOSFET, a junction bipolar transistor, or the like can be used as a switching element. Further, as the upper arm driving method, other methods such as a bootstrap method can be used.

図6は、本発明の実施例4であるモータ駆動装置の回路構成を示す。なお、実施例1と同じ構成要素については、図1と同じ符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。   FIG. 6 shows a circuit configuration of a motor drive apparatus that is Embodiment 4 of the present invention. In addition, about the same component as Example 1, while attaching | subjecting the same code | symbol as FIG. 1, detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例4は、図1に示す実施例1と異なり、高耐圧モータ駆動用IC10Tが、過熱保護回路17を備えている。過熱保護回路17は高耐圧モータ駆動用半導体チップ10TCに設けられる。ツェナーダイオードの発熱により、高耐圧モータ駆動用IC10Tの温度が上昇し、予め設定される過熱保護動作温度以上になると、過熱保護回路17は、ロジック回路LGに過熱検出信号を送出する。ロジック回路LGは、過熱検出信号を受信すると、上アーム駆動回路KTおよび下アーム駆動回路KBへの制御信号をオフ状態にする。これにより、U相,V相,W相の全相の上下アームのIGBTがオフ状態になり、高耐圧モータ駆動用IC10Tは過熱保護機能動作状態になる。高耐圧モータ駆動用IC10Tの温度が、過熱保護回復温度まで低下すると、過熱保護回路17は、ロジック回路LGに解除信号を送出する。ロジック回路LGは、解除信号を受信すると、上アーム駆動回路KTおよび下アーム駆動回路KBへの制御信号を通常状態に復帰させる。これにより、高耐圧モータ駆動用IC10Tの過熱保護機能動作状態は解除される。   In the fourth embodiment, unlike the first embodiment shown in FIG. 1, the high-voltage motor driving IC 10 </ b> T includes the overheat protection circuit 17. The overheat protection circuit 17 is provided in the high-breakdown-voltage motor driving semiconductor chip 10TC. When the temperature of the high withstand voltage motor driving IC 10T rises due to heat generated by the Zener diode and becomes equal to or higher than a preset overheat protection operating temperature, the overheat protection circuit 17 sends an overheat detection signal to the logic circuit LG. When receiving the overheat detection signal, the logic circuit LG turns off the control signals to the upper arm drive circuit KT and the lower arm drive circuit KB. As a result, the IGBTs of the upper and lower arms of the U phase, V phase, and W phase are all turned off, and the high-voltage motor driving IC 10T is in the overheat protection function operating state. When the temperature of the high-voltage motor driving IC 10T decreases to the overheat protection recovery temperature, the overheat protection circuit 17 sends a release signal to the logic circuit LG. When receiving the release signal, the logic circuit LG returns the control signals to the upper arm drive circuit KT and the lower arm drive circuit KB to the normal state. As a result, the overheat protection function operating state of the high-voltage motor driving IC 10T is released.

このように、本実施例4によれば、ツェナーダイオードの発熱により高耐圧モータ駆動用IC10Tの温度が上昇しすぎた場合、過熱による高耐圧モータ駆動用IC10Tの故障を防止することが可能となり、信頼性が向上する。   As described above, according to the fourth embodiment, when the temperature of the high withstand voltage motor driving IC 10T is excessively increased due to the heat generated by the Zener diode, it is possible to prevent the breakdown of the high withstand voltage motor driving IC 10T due to overheating. Reliability is improved.

図7は、本発明の実施例5であるモータの構成を示す概略的な組図である。なお、図7においては、主要な部品を示し、他の周辺部品や詳細な配線構成などは簡単のため図示を省略している(後述する図8も同様)。   FIG. 7 is a schematic set diagram showing a configuration of a motor that is Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 7, main components are shown, and other peripheral components and detailed wiring configurations are omitted for simplicity (the same applies to FIG. 8 described later).

図7のモータは、ブラシレスモータなどの3相永久磁石式同期モータであり、実施例1から実施例4のいずれかによる高耐圧モータ駆動用ICを含むモータ駆動装置が適用される。   The motor shown in FIG. 7 is a three-phase permanent magnet type synchronous motor such as a brushless motor, and a motor driving apparatus including a high voltage motor driving IC according to any one of the first to fourth embodiments is applied.

図7に示すように、制御用半導体装置7,高耐圧モータ駆動用IC10P,高圧電源電圧検出回路15,シャント抵抗RsおよびホールIC9が、モータ内蔵基板6上に配置される。また、モータの筐体下部5Bにモータの固定子コイル8がはめ込まれる。永久磁石回転子22は、固定子コイル8に触れないよう適切なギャップを設けて、固定子コイル8の内部に設置される。モータ内蔵基板6は永久磁石回転子22の上部に設置される。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、モータ内蔵基板6における永久磁石回転子22側の面(図7では下側の面)に配置される。制御用半導体装置7,高圧電源電圧検出回路15およびシャント抵抗Rsは、モータ内蔵基板6における永久磁石回転子22側の面(図7では下側の面)に配置され、高耐圧モータ用駆動IC10は、モータ内蔵基板6における永久磁石回転子22と反対側の面(図7では上側の面)に配置される。   As shown in FIG. 7, the control semiconductor device 7, the high breakdown voltage motor driving IC 10 </ b> P, the high voltage power supply voltage detection circuit 15, the shunt resistor Rs and the Hall IC 9 are arranged on the motor built-in substrate 6. In addition, the stator coil 8 of the motor is fitted in the lower housing casing 5B. The permanent magnet rotor 22 is installed inside the stator coil 8 with an appropriate gap provided so as not to touch the stator coil 8. The motor built-in substrate 6 is installed on the upper part of the permanent magnet rotor 22. The Hall IC 9 arranged on the motor built-in substrate 6 is provided on the surface of the motor built-in substrate 6 on the side of the permanent magnet rotor 22 (the lower surface in FIG. 7) so that the magnetic pole position of the permanent magnet rotor 22 can be easily detected. Be placed. The control semiconductor device 7, the high-voltage power supply voltage detection circuit 15, and the shunt resistor Rs are disposed on the surface of the motor-embedded substrate 6 on the permanent magnet rotor 22 side (the lower surface in FIG. 7). Is disposed on the surface of the motor-embedded substrate 6 opposite to the permanent magnet rotor 22 (upper surface in FIG. 7).

モータ内蔵基板6にはコイル接続端子21が配置され、半田付けにより固定子コイル8がコイル接続端子21に接続される。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(速度指令信号)用配線,FG(回転数信号)用配線,GND(接地)用配線の5本の配線からなる。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。   A coil connection terminal 21 is disposed on the motor-embedded substrate 6, and the stator coil 8 is connected to the coil connection terminal 21 by soldering. The lead wiring 20 is connected to the motor built-in substrate 6 by soldering. The lead-out wiring 20 is composed of five wirings: a VDC wiring, a Vcc wiring, a Vsp (speed command signal) wiring, an FG (rotational speed signal) wiring, and a GND (grounding) wiring. The motor housing upper part 5A is installed on the motor-embedded substrate 6 like a lid. Therefore, in a state where the motor is assembled, the motor-embedded substrate 6 is disposed inside the motor casing composed of the motor casing upper part 5A and the motor casing lower part 5B.

上記構成により、モータ内蔵基板6に配置される高耐圧モータ駆動用IC10Pによってモータの固定子コイル8に電圧を印加することができる。   With the above configuration, a voltage can be applied to the stator coil 8 of the motor by the high-voltage motor driving IC 10 </ b> P disposed on the motor-embedded substrate 6.

本実施例によれば、実施例1から実施例4のいずれかによる高耐圧モータ駆動用ICを含むモータ駆動装置が内蔵されることにより、モータを電源に接続すれば、個別の駆動装置を用いることなく速度指令に応じてモータを可変速駆動することができる。従って、空調機などのモータ応用装置を小型化することができる。また、モータ駆動装置部の耐過電圧性能が向上するので、モータの信頼性が向上する。   According to this embodiment, the motor driving device including the high-voltage motor driving IC according to any one of the first to fourth embodiments is incorporated, so that if the motor is connected to the power source, an individual driving device is used. The motor can be driven at a variable speed according to the speed command without any change. Therefore, a motor application device such as an air conditioner can be reduced in size. Moreover, since the overvoltage resistance performance of the motor drive unit is improved, the reliability of the motor is improved.

図8は、上記実施例5の一変形例であるモータの構成を示す概略的な組図である。図8の変形例においては、図7に示したモータの筐体下部5Bを用いず、替わりに樹脂でモールドされた固定子コイル5Cが用いられる。   FIG. 8 is a schematic assembly diagram showing a configuration of a motor which is a modification of the fifth embodiment. In the modification of FIG. 8, the lower casing 5B of the motor shown in FIG. 7 is not used, but a stator coil 5C molded with resin is used instead.

図9は、上記実施例5の他の変形例であるモータの構成を示す概略的な外観図である。図9の変形例においては、図7に示したモータの筐体上部5Aとモータの筐体下部5Bを用いずに、替わりに固定子コイル8とモータ内蔵基板6が樹脂でモールドされたモールド部5Dを備える。   FIG. 9 is a schematic external view showing a configuration of a motor that is another modification of the fifth embodiment. In the modification of FIG. 9, the stator coil 8 and the motor built-in substrate 6 are molded with resin instead of using the motor housing upper part 5A and the motor housing lower part 5B shown in FIG. 5D is provided.

図10は、本発明の実施例6であるモータ駆動システムの回路構成を示す。なお、図10においては、主要な回路構成を示し、簡略化のために記載していない回路部分もある。   FIG. 10 shows a circuit configuration of a motor drive system that is Embodiment 6 of the present invention. Note that FIG. 10 shows a main circuit configuration, and some circuit portions are not shown for simplification.

本実施例6において、電源回路2は、商用電源1の交流電圧を整流あるいは電力変換して、直流電圧VDC,VccおよびVmを生成する。VDCは、例えば約141V〜約450Vの高電圧であり、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、高耐圧モータ駆動用IC10Pで使用される上下アーム駆動回路などの駆動回路用電源電圧である。Vmはマイクロコンピュータ3用の電源電圧であり、例えば約2V〜約5.5Vである。電源回路2とマイクロコンピュータ3は、プリント基板などの第1の回路基板4上に配置される。   In the sixth embodiment, the power supply circuit 2 rectifies or converts the AC voltage of the commercial power supply 1 to generate DC voltages VDC, Vcc, and Vm. VDC is a high voltage of about 141 V to about 450 V, for example, and is used as a high-voltage power supply voltage for driving an inverter of a motor. Vcc is about 15 V, for example, and is a power supply voltage for a driving circuit such as an upper and lower arm driving circuit used in the high withstand voltage motor driving IC 10P. Vm is a power supply voltage for the microcomputer 3, for example, about 2V to about 5.5V. The power supply circuit 2 and the microcomputer 3 are disposed on a first circuit board 4 such as a printed circuit board.

マイクロコンピュータ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。マイクロコンピュータ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10では、VspラインとFGラインはマイクロコンピュータ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。マイクロコンピュータ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。   The microcomputer 3 outputs a speed command signal Vsp and inputs a rotation speed signal FG output from the motor 5. The microcomputer 3 adjusts the rotational speed of the motor 5 by this speed command signal Vsp. The speed command signal Vsp may be an analog signal or a pulse signal. In FIG. 10, the Vsp line and the FG line are directly connected between the microcomputer 3 and the control semiconductor device 7 by wiring, but may be connected via a photocoupler or a buffer circuit. The microcomputer 3 may output a pulsed speed command signal, convert the signal into an analog signal by a CR integration circuit including a capacitor and a resistor, and input the analog speed command signal to the control semiconductor device 7. .

モータ内蔵基板6はモータ5に内蔵されている。制御用半導体装置7,高耐圧モータ駆動用IC10P,ホールIC9,シャント抵抗Rsおよび高圧電源電圧検出回路15は、モータ内蔵基板6上に配置されている。   The motor built-in substrate 6 is built in the motor 5. The control semiconductor device 7, the high-voltage motor driving IC 10 </ b> P, the Hall IC 9, the shunt resistor Rs, and the high-voltage power supply voltage detection circuit 15 are arranged on the motor built-in substrate 6.

なお、モータ5としては、図7,8,9のいずれかに示したモータが用いられる。   As the motor 5, the motor shown in any of FIGS.

図示していないが、ホールIC9の電源電圧として、VccまたはVBが用いられる。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ても良い。ホールIC9やホール素子は、磁極位置検出器として動作し、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。図10では、磁極位置検出器として2個のホールICを用いているが、磁極位置検出器は3個または1個でもよい。   Although not shown, Vcc or VB is used as the power supply voltage of the Hall IC 9. Instead of the Hall IC 9, a Hall element having a lower cost may be used. The Hall IC 9 and the Hall element operate as a magnetic pole position detector, and output a magnetic pole position signal indicating the position of the permanent magnet rotor of the motor 5. In the case of a Hall element, the output voltage of each Hall element is a voltage between two terminals. Usually, the output voltage of the Hall element is a minute voltage of 1 V or less, so that the signal is amplified using an amplifier. In FIG. 10, two Hall ICs are used as the magnetic pole position detector, but the number of magnetic pole position detectors may be three or one.

制御用半導体装置7には、電源電圧VB,マイクロコンピュータ3からの速度指令信号Vsp,高圧電源電圧検出回路15からの高圧電源電圧信号Vh,ホールIC9からの磁極位置信号VHUおよびVHVが入力される。また、制御用半導体装置7は、高耐圧モータ駆動用IC10Pへ制御信号VU,VV,VWを出力し、マイクロコンピュータ3へ回転数信号FGを出力する。   The control semiconductor device 7 receives the power supply voltage VB, the speed command signal Vsp from the microcomputer 3, the high voltage power supply voltage signal Vh from the high voltage power supply voltage detection circuit 15, and the magnetic pole position signals VHU and VHV from the Hall IC 9. . Further, the control semiconductor device 7 outputs the control signals VU, VV, VW to the high voltage motor driving IC 10P, and outputs the rotation speed signal FG to the microcomputer 3.

VBは制御用半導体装置7の電源電圧であり、例えば約2V〜約7.5V である。VBは、図10では、高耐圧モータ駆動用IC10P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から生成しても良い。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の回路基板4上のVmを制御用半導体装置7へ入力しても良い。   VB is a power supply voltage of the control semiconductor device 7, and is, for example, about 2V to about 7.5V. In FIG. 10, VB is generated inside the high-voltage motor driving IC 10P. However, VB may be generated from Vcc by an external regulator, a Zener diode, or the like. Alternatively, the power supply voltage for the control semiconductor device 7 may not be generated inside the motor 5, and Vm on the first circuit board 4 may be input to the control semiconductor device 7 instead.

高耐圧モータ駆動用IC10Pの内部は、図10では、内部電源回路11,保護回路14のみを記載しているが、詳細な構成は実施例1から4のいずれかと同様である。   In FIG. 10, only the internal power supply circuit 11 and the protection circuit 14 are shown inside the high voltage motor driving IC 10P, but the detailed configuration is the same as in any of the first to fourth embodiments.

モータ5の固定子コイル8は、高耐圧モータ駆動用IC10Pの出力端子に接続されている。シャント抵抗Rsは、高耐圧モータ駆動用IC10Pの下アームスイッチング素子とグランド電位との間に接続されている。シャント抵抗Rsは、例えばIGBTなどのスイッチング素子に流れる主電流の電流値を検出するために使用される。   The stator coil 8 of the motor 5 is connected to the output terminal of the high voltage motor driving IC 10P. The shunt resistor Rs is connected between the lower arm switching element of the high-voltage motor driving IC 10P and the ground potential. The shunt resistor Rs is used for detecting a current value of a main current flowing through a switching element such as an IGBT.

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の電圧情報を高圧電源電圧信号Vhとして出力する。図10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を分割して低い電圧Vhに変換し出力している。   The high voltage power supply voltage detection circuit 15 is connected to the high voltage power supply voltage VDC and outputs voltage information of the high voltage power supply voltage VDC as a high voltage power supply voltage signal Vh. In the example of FIG. 10, the high-voltage power supply voltage VDC is divided and converted into a low voltage Vh using two resistors connected in series and output.

なお、制御用半導体装置7,高耐圧モータ駆動用IC10P,高圧電源電圧検出回路15およびシャント抵抗Rsを、モータ内蔵基板6上に配置せずに、第1の回路基板4上に配置することもできる。   The control semiconductor device 7, the high-voltage motor driving IC 10 </ b> P, the high-voltage power supply voltage detection circuit 15, and the shunt resistor Rs may be arranged on the first circuit board 4 without being arranged on the motor-embedded board 6. it can.

本実施例10によれば、高耐圧モータ駆動用IC10Pとして実施例1〜4のいずれかを適用するため、モータ駆動システムの耐過電圧性能が向上する。   According to the tenth embodiment, since any one of the first to fourth embodiments is applied as the high-voltage motor driving IC 10P, the overvoltage resistance performance of the motor driving system is improved.

図10に示したモータ駆動システムの応用例として、空調機がある。空調機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、室外熱交換器と、室外熱交換器に送風する室外機ファンモータとが設けられる室外機を備えると共に、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が設けられる室内機を備え、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。   An application example of the motor drive system shown in FIG. 10 is an air conditioner. The air conditioner includes an outdoor unit provided with a compressor that compresses a refrigerant, an outdoor heat exchanger, and an outdoor unit fan motor that blows air to the outdoor heat exchanger, and also sends air to the indoor heat exchanger and the indoor heat exchanger. The indoor unit is provided with an indoor unit fan motor that performs cooling or heating by switching the flow direction of the refrigerant using a valve.

これら室外機ファンモータまたは室内機ファンモータのどちらか一方または両方を駆動するシステムとして、図10に示したモータ駆動システムが用いられる。これにより、過電圧に対する空調機の信頼性が向上する。また、図10に示したモータ駆動システムのように高耐圧モータ駆動用IC10Pなどを搭載したモータ内蔵基板6を用いることにより、すなわちファンモータとして図7,8,9のいずれかに示したモータを用いることにより、室外機または室内機を小型化することができる。   As a system for driving either one or both of the outdoor unit fan motor and the indoor unit fan motor, the motor driving system shown in FIG. 10 is used. This improves the reliability of the air conditioner against overvoltage. Further, by using the motor built-in substrate 6 on which the high-voltage motor driving IC 10P or the like is mounted as in the motor driving system shown in FIG. 10, that is, the motor shown in any of FIGS. By using it, an outdoor unit or an indoor unit can be reduced in size.

なお、本発明は前述した実施例1〜6に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した各実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to Examples 1-6 mentioned above, Various modifications are included. For example, each of the above-described embodiments has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、モータを駆動するための電力を供給する3相インバータ回路は、単相インバータ回路などを備える他の電力変換回路でも良い。また、モータは、永久磁石式同期モータに限らず、交流電力で動作する他のモータでも良い。   For example, the three-phase inverter circuit that supplies power for driving the motor may be another power conversion circuit including a single-phase inverter circuit. The motor is not limited to a permanent magnet type synchronous motor, and may be another motor that operates with AC power.

1 商用電源
2 電源回路
3 マイクロコンピュータ
4 回路基板
5 モータ
5A 筐体上部
5B 筐体下部
5C 固定子コイル
5D モールド部
6 モータ内蔵基板
7 制御用半導体装置
8 固定子コイル
9 ホールIC
10,10P,10M,10S,10T 高耐圧モータ駆動用半導体装置
10′,10TC,10SC 高耐圧モータ駆動用半導体チップ
10MB 回路半導体チップ
10MT1〜10MT6 半導体チップ
ZDP ツェナーダイオードチップ
11 内部電源回路
14 保護回路
15 高圧電源電圧検出回路
16 過電流検出回路
17 過熱保護回路
20 引き出し配線
21 コイル接続端子
22 永久磁石回転子
T1,T2,T3,T4,T5,T6 スイッチング素子
D1,D2,D3,D4,D5,D6 還流ダイオード
ZD,ZDS ツェナーダイオード
KT 上アーム駆動回路
KB 下アーム駆動回路
LG ロジック回路
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,P2,P3 出力端子
P11,P12,P13,P14,P15,P16 制御信号入力端子
P21 高圧電源端子
P22 グランド端子
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
VHU,VHV 磁極位置信号
Vm マイクロコンピュータ用電源電圧
VB 制御用半導体装置の電源電圧
VUM,VVM,VWM 出力電圧
VUT,VVT,VWT,VUB,VVB,VWB 制御信号
Vh 高圧電源電圧信号
VCL クロック信号
VCP 上アーム駆動用電源電圧
DP ダイパッド
WI ワイヤ
LE1 高圧電源端子用リード
LE2 グランド端子用リード
RE 樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 Power supply circuit 3 Microcomputer 4 Circuit board 5 Motor 5A Case upper part 5B Case lower part 5C Stator coil 5D Mold part 6 Motor built-in board 7 Control semiconductor device 8 Stator coil 9 Hall IC
10, 10P, 10M, 10S, 10T High breakdown voltage motor drive semiconductor device 10 ', 10TC, 10SC High breakdown voltage motor drive semiconductor chip 10MB Circuit semiconductor chip 10MT1-10MT6 Semiconductor chip ZDP Zener diode chip 11 Internal power supply circuit 14 Protection circuit 15 High voltage power supply voltage detection circuit 16 Overcurrent detection circuit 17 Overheat protection circuit 20 Lead wire 21 Coil connection terminal 22 Permanent magnet rotor T1, T2, T3, T4, T5, T6 Switching elements D1, D2, D3, D4, D5, D6 Freewheeling diodes ZD, ZDS Zener diode KT Upper arm drive circuit KB Lower arm drive circuit LG Logic circuit CH Charge pump circuit Rs Shunt resistors C1, C2, C5 Power stabilization capacitors C3, C4 Charge pump circuit capacitors D7 D8 Charge pump circuit diodes P1, P2, P3 Output terminals P11, P12, P13, P14, P15, P16 Control signal input terminal P21 High voltage power supply terminal P22 Ground terminal VDC High voltage power supply voltage Vcc Drive circuit power supply voltage Vsp Speed command signal FG Speed signal VHU, VHV Magnetic pole position signal Vm Power supply voltage VB for microcomputer Power supply voltage VUM, VVM, VWM for control semiconductor device Output voltage VUT, VVT, VWT, VUB, VVB, VWB Control signal Vh High voltage power supply voltage signal VCL Clock Signal VCP Upper arm drive power supply voltage DP Die pad WI Wire LE1 High voltage power supply terminal lead LE2 Ground terminal lead RE Resin

Claims (5)

複数の半導体スイッチング素子のスイッチングによってモータを駆動するための電力を出力する電力変換回路と、前記複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路と、を備える半導体装置において、
サージ電圧による過電圧を抑制するために、前記電力変換回路の電源電位とグランド電位との間に接続されるサージ吸収用のダイオードを備え、
前記電力変換回路と、前記駆動回路と、前記ダイオードとが、一個のパッケージを構成するように樹脂封止され
前記電力変換回路および前記駆動回路が第1の半導体チップに設けられ、前記ダイオードが第2の半導体チップに設けられ、
前記第1の半導体チップおよび前記第2の半導体チップが導体からなるダイパッド上に配置され、
同じ温度下において、前記複数の半導体スイッチング素子の耐圧は前記ダイオードの耐圧より大きく、前記複数の半導体スイッチング素子の耐圧および前記ダイオードの耐圧が共に正の温度依存性を有し、
回生電流により過電圧が発生する場合に、前記サージ電圧による過電圧とは異なり、長時間前記ダイオードに流れる電流による前記ダイオードの発熱により、前記電力変換回路と前記駆動回路と前記ダイオードの温度を上昇させることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device comprising: a power conversion circuit that outputs power for driving a motor by switching a plurality of semiconductor switching elements; and a drive circuit that drives the plurality of semiconductor switching elements.
In order to suppress overvoltage due to surge voltage, a surge absorption diode connected between the power supply potential of the power conversion circuit and the ground potential,
The power conversion circuit, the drive circuit, and the diode are resin-sealed so as to form one package ,
The power conversion circuit and the drive circuit are provided in a first semiconductor chip, and the diode is provided in a second semiconductor chip;
The first semiconductor chip and the second semiconductor chip are disposed on a die pad made of a conductor;
Under the same temperature, the withstand voltage of the plurality of semiconductor switching elements is greater than the withstand voltage of the diode, and the withstand voltages of the plurality of semiconductor switching elements and the withstand voltage of the diode both have a positive temperature dependency,
When an overvoltage occurs due to a regenerative current, the temperature of the power conversion circuit, the drive circuit, and the diode is increased by heat generation of the diode due to the current flowing through the diode for a long time, unlike the overvoltage due to the surge voltage. A semiconductor device characterized by the above.
複数の半導体スイッチング素子のスイッチングによってモータを駆動するための電力を出力する電力変換回路と、前記複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路と、を備える半導体装置において、
サージ電圧による過電圧を抑制するために、前記電力変換回路の電源電位とグランド電位との間に接続されるサージ吸収用のダイオードを備え、
前記電力変換回路と、前記駆動回路と、前記ダイオードとが、一個のパッケージを構成するように樹脂封止され、
前記電力変換回路と前記駆動回路および前記ダイオードが第1の半導体チップに設けられ、
同じ温度下において、前記複数の半導体スイッチング素子の耐圧は前記ダイオードの耐圧より大きく、前記複数の半導体スイッチング素子の耐圧および前記ダイオードの耐圧が共に正の温度依存性を有し、
回生電流により過電圧が発生する場合に、前記サージ電圧による過電圧とは異なり、長時間前記ダイオードに流れる電流による前記ダイオードの発熱により、前記電力変換回路と前記駆動回路と前記ダイオードの温度を上昇させることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device comprising: a power conversion circuit that outputs power for driving a motor by switching a plurality of semiconductor switching elements; and a drive circuit that drives the plurality of semiconductor switching elements .
In order to suppress overvoltage due to surge voltage, a surge absorption diode connected between the power supply potential of the power conversion circuit and the ground potential,
The power conversion circuit, the drive circuit, and the diode are resin-sealed so as to form one package,
The power conversion circuit, the drive circuit, and the diode are provided in a first semiconductor chip;
Under the same temperature, the withstand voltage of the plurality of semiconductor switching elements is greater than the withstand voltage of the diode, and the withstand voltages of the plurality of semiconductor switching elements and the withstand voltage of the diode both have a positive temperature dependency,
When an overvoltage occurs due to a regenerative current, the temperature of the power conversion circuit, the drive circuit, and the diode is increased by heat generation of the diode due to the current flowing through the diode for a long time, unlike the overvoltage due to the surge voltage. A semiconductor device characterized by the above.
請求項1または請求項2に記載の半導体装置において、
所定の温度以上の温度を検出すると検出信号を送出する過熱保護回路を備え、前記検出信号に応じて前記複数の半導体スイッチング素子がオフ状態となることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
A semiconductor device comprising an overheat protection circuit that sends a detection signal when a temperature equal to or higher than a predetermined temperature is detected, wherein the plurality of semiconductor switching elements are turned off in response to the detection signal .
固定子コイルに電圧を印加するモータ駆動用半導体装置を内蔵するモータにおいて、In a motor incorporating a motor driving semiconductor device that applies a voltage to a stator coil,
前記モータ駆動用半導体装置が請求項1または請求項2に記載の半導体装置からなることを特徴とするモータ。3. A motor, wherein the motor driving semiconductor device comprises the semiconductor device according to claim 1.
室外機および室内機を備え、前記室外機または前記室内機がファンモータを有する空調機において、In an air conditioner comprising an outdoor unit and an indoor unit, the outdoor unit or the indoor unit having a fan motor,
前記ファンモータが請求項4に記載のモータからなることを特徴とする空調機。The said fan motor consists of a motor of Claim 4, The air conditioner characterized by the above-mentioned.
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