JP2015171200A - Semiconductor device, motor using the same, and air conditioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for driving a motor, capable of improving overvoltage resistance performance while suppressing an increase in power loss.SOLUTION: A semiconductor device includes: an inverter circuit for outputting power for driving a motor by switching of a plurality of semiconductor switching elements T1-T6; drive circuits KT, KB for driving the plurality of semiconductor switching elements T1-T6; and a Zener diode ZDP for surge absorption, connected between the power potential VDC of the inverter circuit and ground potential. The inverter circuit, the drive circuits KT, KB and the Zener diode ZDP are resin-sealed to configure one package. By heat generation of the Zener diode ZDP, the temperature of the inverter circuit and the drive circuit rises together with the Zener diode ZDP.

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、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半導体素子を備え、電力変換回路と、駆動回路と、半導体素子とが、一個のパッケージを構成するように樹脂封止される。   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. A surge absorption semiconductor element connected between a power supply potential and a ground potential of the power conversion circuit, and the power conversion circuit, the drive circuit, and the semiconductor element constitute a single package It is resin-sealed.

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. Is 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 disposed on the motor-embedded 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 Microcomputer power supply voltage VB Control semiconductor device power supply voltage VUM, VVM, VWM 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 (10)

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、
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半導体素子を備え、
前記電力変換回路と、前記駆動回路と、前記半導体素子とが、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.
Comprising a semiconductor element for surge absorption connected between a power supply potential of the power conversion circuit and a ground potential;
The semiconductor device, wherein the power conversion circuit, the driving circuit, and the semiconductor element are resin-sealed so as to form one package. 請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の発熱により、前記電力変換回路と前記駆動回路と前記半導体素子の温度が上昇することを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device is characterized in that temperatures of the power conversion circuit, the drive circuit, and the semiconductor element rise due to heat generation of the semiconductor element. 請求項２に記載の半導体装置において、同じ温度下において、前記スイッチング素子の耐圧は前記半導体素子の耐圧より大きく、前記複数の半導体スイッチング素子の耐圧および前記半導体素子の耐圧が共に正の温度依存性を有することを特徴とする半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the breakdown voltage of the switching element is larger than the breakdown voltage of the semiconductor element at the same temperature, and both the breakdown voltage of the plurality of semiconductor switching elements and the breakdown voltage of the semiconductor element are positive temperature dependence. A semiconductor device comprising: 請求項１または請求項２に記載の半導体装置において、
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、前記半導体素子が第２の半導体チップに設けられることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device, wherein the power conversion circuit and the drive circuit are provided in a first semiconductor chip, and the semiconductor element is provided in a second semiconductor chip. 請求項４に記載の半導体装置において、
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ていることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4,
A semiconductor device, wherein the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are arranged on a die pad made of a conductor. 請求項１または請求項２に記載の半導体装置において、
前記複数の半導体スイッチング素子が複数の第１の半導体チップに設けられ、前記駆動回路が第２の半導体チップに設けられ、前記半導体素子が第３の半導体チップに設けられることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device, wherein the plurality of semiconductor switching elements are provided in a plurality of first semiconductor chips, the drive circuit is provided in a second semiconductor chip, and the semiconductor elements are provided in a third semiconductor chip. . 請求項１または請求項２に記載の半導体装置において、
前記電力変換回路と前記駆動回路および前記半導体素子が第１の半導体チップに設けられることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device, wherein the power conversion circuit, the drive circuit, and the semiconductor element are provided in a first semiconductor chip. 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,
An overheat protection circuit that sends a detection signal when a temperature equal to or higher than a predetermined temperature is detected, and the plurality of 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、
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。 In a motor incorporating a motor driving semiconductor device that applies a voltage to a stator coil,
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、
前記ファンモータが請求項９に記載のモータからなることを特徴とする空調機。 In an air conditioner comprising an outdoor unit and an indoor unit, the outdoor unit or the indoor unit having a fan motor,
The said fan motor consists of a motor of Claim 9, The air conditioner characterized by the above-mentioned.
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