JP6619297B2 - Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them - Google Patents

Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them Download PDF

Info

Publication number
JP6619297B2
JP6619297B2 JP2016112962A JP2016112962A JP6619297B2 JP 6619297 B2 JP6619297 B2 JP 6619297B2 JP 2016112962 A JP2016112962 A JP 2016112962A JP 2016112962 A JP2016112962 A JP 2016112962A JP 6619297 B2 JP6619297 B2 JP 6619297B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
built
drive circuit
circuit
air conditioner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016112962A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016158499A (en
Inventor
倫雄 山田
倫雄 山田
篠本　洋介
洋介 篠本
卓也 下麥
卓也 下麥
石井　博幸
博幸 石井
隼一郎 尾屋
隼一郎 尾屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JP2016158499A publication Critical patent/JP2016158499A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6619297B2 publication Critical patent/JP6619297B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0666—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump a sensor is integrated into the pump/motor design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0018—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by fans
    • F24F1/0029—Axial fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/047—V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/15—Controlling commutation time
    • H02P6/153—Controlling commutation time wherein the commutation is advanced from position signals phase in function of the speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体モジュールを用いて電力変換回路基板上に構成されたモータ駆動回路、およびそれを内蔵した駆動回路内蔵モータならびに駆動回路内蔵ポンプモータ、およびそれらを搭載した空気調和機、換気扇、ヒートポンプ給湯機、ならびに内蔵冷温水循環式空調機に関する。   The present invention relates to a motor driving circuit configured on a power conversion circuit board using a semiconductor module, a motor with a built-in driving circuit and a pump motor with a built-in driving circuit, and an air conditioner, a ventilating fan, and a heat pump equipped with them. The present invention relates to a water heater and a built-in cold / hot water circulation type air conditioner.

モータの回転駆動の際、モータの回転速度が増加すると、電機子反作用の影響等により通電タイミングに遅れが生じる。このため、例えば、速度指令電圧に応じた進角値を求め、この進角値を用いてモータを駆動制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。   When the rotation speed of the motor is increased, the energization timing is delayed due to the influence of the armature reaction or the like. For this reason, for example, a technique has been disclosed in which an advance value corresponding to a speed command voltage is obtained and the motor is driven and controlled using this advance value (for example, Patent Document 1).

特開２０１１−１１４９９５号公報JP 2011-114995 A

一般に、駆動回路内蔵モータでは、速度指令電圧生成部とモータ駆動回路とは別基板上に構成されており、両基板間がリード配線により結線される。モータ駆動回路を構成する電力変換部は、電力スイッチングを伴う回路であるため、このスイッチング動作によりリード配線に高周波電流が流れ、速度指令電圧を生成する速度指令電圧生成部の基準電位に対し、高周波ノイズが重畳された電位がモータ内部に伝達され、モータの内部の基準電位が変動して速度指令電圧も変動し、この速度指令電圧に基づいて生成される進角指令電圧も高周波ノイズの影響で変動する。このため、上記従来技術では、モータの回転が不安定になり、異音の発生や制御の発散の要因となる、という問題があった。また、速度指令電圧が急峻に変化した場合には、速度指令電圧に応じた進角値を用いて得た出力電圧位相角と機械的な慣性モーメントを持つ実際のモータの位相角との差が大きくなり、無効電流の増大による異常な過電流保護動作やそれに伴う騒音の発生要因となる、という問題があった。   Generally, in a motor with a built-in drive circuit, the speed command voltage generator and the motor drive circuit are configured on different substrates, and the two substrates are connected by lead wires. Since the power conversion unit constituting the motor drive circuit is a circuit accompanied by power switching, a high-frequency current flows through the lead wiring by this switching operation, and a high-frequency current is generated with respect to the reference potential of the speed command voltage generation unit that generates the speed command voltage The potential with superimposed noise is transmitted inside the motor, the reference potential inside the motor fluctuates and the speed command voltage also fluctuates, and the advance command voltage generated based on this speed command voltage is also affected by the high frequency noise. fluctuate. For this reason, in the said prior art, there existed a problem that rotation of a motor became unstable and it became a factor of generation | occurrence | production of abnormal noise or divergence of control. Also, when the speed command voltage changes sharply, the difference between the output voltage phase angle obtained using the advance value corresponding to the speed command voltage and the phase angle of the actual motor having a mechanical moment of inertia is There is a problem that it becomes large and becomes an abnormal overcurrent protection operation due to an increase in reactive current and a noise generation factor associated therewith.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安定したモータ動作を可能とし、異常な過電流保護動作や、騒音や異音の発生を抑制することが可能なモータ駆動回路、およびそれを内蔵した駆動回路内蔵モータならびに駆動回路内蔵ポンプモータ、およびそれらを搭載した空気調和機、換気扇、ヒートポンプ給湯機、ならびに内蔵冷温水循環式空調機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and a motor drive circuit that enables stable motor operation and can suppress abnormal overcurrent protection operation and generation of noise and noise, and the same It is an object to provide a motor with a built-in drive circuit, a pump motor with a built-in drive circuit, an air conditioner, a ventilation fan, a heat pump water heater, and a built-in cold / hot water circulation type air conditioner equipped with these.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるモータ駆動回路は、ロータの位置を検出する位置検出センサと、ステータ巻線に駆動電流を供給するインバータ回路を含み構成されるモータ駆動部と、前記位置検出センサからの位置検出信号と外部から入力される出力電圧指令とに基づいて、前記インバータ回路を駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、モータ電流を検出するためのシャント抵抗と、前記位置検出信号の周波数に応じて、前記インバータ回路の出力電圧位相の進角制御を行う進角回路と、を備え、負荷変動によって前記モータ電流が増大した場合、前記進角回路は、前記位置検出信号に基づく進角制御によって得られる制御量を進角制御が発散するのを抑制することができるように前記モータ電流の検出値を用いて小さくする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a motor drive circuit according to the present invention includes a position detection sensor for detecting the position of a rotor and an inverter circuit for supplying a drive current to a stator winding. Based on a drive unit, a position detection signal from the position detection sensor, and an output voltage command input from the outside, a PWM signal generation unit that generates a PWM signal for driving the inverter circuit, and a motor current are detected And a lead angle circuit that controls the lead angle of the output voltage phase of the inverter circuit according to the frequency of the position detection signal, and when the motor current increases due to load fluctuations, advancing circuit, said motor so as to be able to prevent the control amount obtained by the advance angle control based on the position detection signal advance control diverges Reduced by using the detection value of the current.

本発明によれば、安定したモータ動作を可能とし、異常な過電流保護動作や、騒音や異音の発生を抑制することが可能なモータ駆動回路、およびそれを内蔵した駆動回路内蔵モータならびに駆動回路内蔵ポンプモータ、およびそれらを搭載した空気調和機、換気扇、ヒートポンプ給湯機、ならびに内蔵冷温水循環式空調機を得ることができる、という効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor drive circuit which enables stable motor operation | movement and can suppress generation | occurrence | production of an abnormal overcurrent protection operation, noise, and abnormal noise, a motor with a built-in drive circuit, and a drive built therein The circuit built-in pump motor, and the air conditioner, ventilation fan, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulation type air conditioner equipped with them can be obtained.

図１は、実施の形態にかかるモータ駆動回路の一構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a motor drive circuit according to the embodiment. 図２は、実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータの構造例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a structure example of a motor with a built-in drive circuit according to the embodiment. 図３は、実施の形態にかかるモータ駆動回路のプリント基板上における部品配置の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of component arrangement on the printed circuit board of the motor drive circuit according to the embodiment. 図４は、実施の形態にかかるモータ駆動回路を構成する各部品を実装するプリント基板の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a printed circuit board on which components constituting the motor drive circuit according to the embodiment are mounted. 図５は、実施の形態にかかる空気調和機の室内機および室外機の概観図である。FIG. 5 is an overview of the indoor unit and the outdoor unit of the air conditioner according to the embodiment. 図６は、遠心型のラインフロー型の送風ファンを用いた室内機の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an indoor unit using a centrifugal line flow type blower fan. 図７は、軸流型のプロペラタイプの送風ファンを用いた室内機の縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an indoor unit using an axial flow type propeller type blower fan. 図８は、実施の形態にかかる駆動回路内蔵ポンプモータの縦断面図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a pump motor with a built-in drive circuit according to the embodiment.

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかるモータ駆動回路、およびそれを内蔵した駆動回路内蔵モータならびに駆動回路内蔵ポンプモータ、およびそれらを搭載した空気調和機、換気扇、ヒートポンプ給湯機、ならびに内蔵冷温水循環式空調機について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Referring to the accompanying drawings, a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention, a motor with a built-in drive circuit and a pump motor with a built-in drive circuit, and an air conditioner, a ventilating fan, and a heat pump water heater equipped with them The built-in cold / hot water circulation type air conditioner will be described. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかるモータ駆動回路の一構成例と、このモータ駆動回路を搭載した駆動回路内蔵モータを示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかるモータ駆動回路３は、主たる構成要素として、位置検出センサ５と、ＰＷＭ信号生成部６と、フィルタ回路６０と、Ｆ／Ｖ変換回路６１と、モータ駆動部７とを備えている。このモータ駆動回路３の出力がステータ８のステータ巻線に接続されて実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータ４が構成される。 Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a motor driving circuit according to an embodiment and a motor with a built-in driving circuit in which the motor driving circuit is mounted. As shown in FIG. 1, the motor drive circuit 3 according to the embodiment includes, as main components, a position detection sensor 5, a PWM signal generation unit 6, a filter circuit 60, an F / V conversion circuit 61, and a motor. And a drive unit 7. The output of the motor drive circuit 3 is connected to the stator winding of the stator 8 to constitute the drive circuit built-in motor 4 according to the embodiment.

位置検出センサ５は、例えば、ホール素子が絶縁体であるエポキシ樹脂により封止されたホールＩＣで構成され、ロータ（図示せず）の磁極位置に応じたパルス状の位置検出信号を出力する。   The position detection sensor 5 is composed of, for example, a Hall IC in which a Hall element is sealed with an epoxy resin that is an insulator, and outputs a pulsed position detection signal corresponding to the magnetic pole position of a rotor (not shown).

モータ駆動部７は、スイッチング素子１２〜１７がブリッジ接続され構成されたインバータ回路１８、論理回路２０、上段側ドライバ回路９、および下段側ドライバ回路１０を含み構成され、モータ駆動部７の各構成要素の主要部は、例えば、パワーＩＣの同一パッケージ内に構成される。   The motor driving unit 7 includes an inverter circuit 18, a logic circuit 20, an upper driver circuit 9, and a lower driver circuit 10 configured by connecting switching elements 12 to 17 in a bridge connection. The main part of the element is configured in the same package of the power IC, for example.

また、インバータ回路１８の下段側の各スイッチング素子１５〜１７の負極側は、モータ電流を検出するためのシャント抵抗２８を介して接地されている。   The negative side of each switching element 15-17 on the lower side of the inverter circuit 18 is grounded via a shunt resistor 28 for detecting the motor current.

インバータ回路１８には、高圧直流電源１から１００Ｖ〜４００Ｖの高電圧が印加され、論理回路２０、上段側ドライバ回路９、および下段側ドライバ回路１０には、低圧直流電源２から３Ｖ〜２０Ｖの低電圧が印加されている。   A high voltage of 100 V to 400 V is applied to the inverter circuit 18 from the high voltage DC power source 1, and a low voltage of 3 V to 20 V from the low voltage DC power source 2 is applied to the logic circuit 20, the upper driver circuit 9, and the lower driver circuit 10. A voltage is applied.

インバータ回路１８を構成する各スイッチング素子１２〜１７は、例えば、ＭＯＳＦＥＴで構成され、このインバータ回路１８における上段側の各スイッチング素子１２〜１４と下段側の各スイッチング素子１５〜１７のそれぞれの接続点から三相のステータ巻線ｕ，ｖ，ｗに駆動電流を供給する。   Each switching element 12-17 which comprises the inverter circuit 18 is comprised, for example by MOSFET, Each connection point of each switching element 12-14 of the upper stage in this inverter circuit 18 and each switching element 15-17 of the lower stage side To supply driving current to the three-phase stator windings u, v, w.

論理回路２０は、ＰＷＭ信号生成部６から入力したＰＷＭ信号に基づいて、上段側ドライバ回路９および下段側ドライバ回路１０を制御して、インバータ回路１８の上段側の各スイッチング素子１２〜１４と下段側の各スイッチング素子１５〜１７をオン／オフすることにより、実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータ４のロータの回転を制御している。   The logic circuit 20 controls the upper driver circuit 9 and the lower driver circuit 10 based on the PWM signal input from the PWM signal generation unit 6, and the switching elements 12 to 14 on the upper stage side of the inverter circuit 18 and the lower stage. The rotation of the rotor of the drive circuit built-in motor 4 according to the embodiment is controlled by turning on / off the switching elements 15 to 17 on the side.

上段側ドライバ回路９は、例えば、モータ駆動部７を構成するパワーＩＣ内部の金属リードフレームに実装され、樹脂により封止されたＨＶＩＣ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ ＩＣ）により構成され、ＰＷＭ信号生成部６から入力されるＰＷＭ信号をもとに、高電位側に接続される各スイッチング素子１２〜１４のゲート信号を生成する。   The upper driver circuit 9 is mounted on, for example, a metal lead frame inside the power IC that constitutes the motor drive unit 7, is configured by HVIC (High Voltage IC) sealed with resin, and is input from the PWM signal generation unit 6. Based on the PWM signal, the gate signals of the switching elements 12 to 14 connected to the high potential side are generated.

この上段側ドライバ回路９の高耐圧部には、ＰＮ接合分離構造もしくは誘電体分離構造を用いる。ＨＶＩＣの高耐圧部をＰＮ接合分離構造とした場合は、誘電体分離構造とした場合に比べて、安価なＨＶＩＣが得られる。また、ＨＶＩＣの高耐圧部を誘電体分離構造とした場合は、ＰＮ接合分離構造とした場合に比べて、例えばラッチアップを防止することができるといった信頼性の高いＨＶＩＣが得られる。   A PN junction isolation structure or a dielectric isolation structure is used for the high breakdown voltage portion of the upper driver circuit 9. In the case where the high breakdown voltage portion of the HVIC has a PN junction isolation structure, an inexpensive HVIC can be obtained as compared with the case of a dielectric isolation structure. In addition, when the high breakdown voltage portion of the HVIC has a dielectric isolation structure, a highly reliable HVIC that can prevent latch-up, for example, can be obtained as compared with the case of a PN junction isolation structure.

下段側ドライバ回路１０は、例えば、モータ駆動部７を構成するパワーＩＣ内部に樹脂により封止されたＬＶＩＣ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ ＩＣ）により構成され、ＰＷＭ信号生成部６から入力されるＰＷＭ信号をもとに、低電位側に接続される各スイッチング素子１５〜１７のゲート信号を生成する。   The lower driver circuit 10 is configured by, for example, an LVIC (Low Voltage IC) sealed with resin inside a power IC that configures the motor driving unit 7, and is based on a PWM signal input from the PWM signal generating unit 6. In addition, the gate signals of the switching elements 15 to 17 connected to the low potential side are generated.

ここで、上段側ドライバ回路９および下段側ドライバ回路１０は、それぞれの信号遅延時間が同等となるように設計管理し、また、温度特性をそろえるために、モータ駆動部７を構成する他の各構成要素の主要部と共に、パワーＩＣの同一パッケージ内に封止する。なお、上段側ドライバ回路９および下段側ドライバ回路１０の双方を誘電体分離構造とした場合には、同一の半導体素子上に形成することも可能である。   Here, the upper driver circuit 9 and the lower driver circuit 10 are designed and managed so that their signal delay times are equal to each other, and each of the other drivers constituting the motor drive unit 7 in order to have the same temperature characteristics. Along with the main part of the component, it is sealed in the same package of the power IC. If both the upper driver circuit 9 and the lower driver circuit 10 have a dielectric isolation structure, they can be formed on the same semiconductor element.

ＰＷＭ信号生成部６は、カウンタ回路３２、出力波形生成回路３４、データセレクト回路３６、ＰＷＭ回路３８、ゲートブロック回路４０、デッドタイム回路４２、保護リセット回路４４、進角回路４６、および位置推定回路４８を含み構成され、ＰＷＭ信号生成部６の各構成要素の主要部は、例えば、専用ＩＣやマイコンの同一パッケージ内に構成される。このＰＷＭ信号生成部６には、低圧直流電源２から３Ｖ〜２０Ｖの低電圧が印加されている。   The PWM signal generation unit 6 includes a counter circuit 32, an output waveform generation circuit 34, a data selection circuit 36, a PWM circuit 38, a gate block circuit 40, a dead time circuit 42, a protection reset circuit 44, an advance angle circuit 46, and a position estimation circuit. The main part of each component of the PWM signal generation unit 6 is configured in, for example, the same package of a dedicated IC or a microcomputer. A low voltage of 3 V to 20 V is applied to the PWM signal generation unit 6 from the low voltage DC power supply 2.

位置推定回路４８は、位置検出センサ５から入力される位置検出信号に基づいて、推定したロータの位置である位置信号をカウンタ回路３２に出力する。   The position estimation circuit 48 outputs a position signal that is the estimated rotor position to the counter circuit 32 based on the position detection signal input from the position detection sensor 5.

進角回路４６は、Ｆ／Ｖ変換回路６１から入力される電圧値に基づいて、インバータ回路１８の出力電圧位相の進角制御を行い、位相制御を行う際に進める出力電圧位相の位相角情報を進角信号として出力する。この進角制御については、後述する。   The advance angle circuit 46 performs advance angle control of the output voltage phase of the inverter circuit 18 based on the voltage value input from the F / V conversion circuit 61, and the phase angle information of the output voltage phase advanced when performing phase control. Is output as an advance angle signal. This advance angle control will be described later.

カウンタ回路３２は、位置推定回路４８からの位置信号のアップエッジ（またはダウンエッジ）から次のダウンエッジ（またはアップエッジ）までの時間をカウントし出力波形生成回路３４に出力する。また、進角回路４６からの進角信号に基づいて位相制御を行う。   The counter circuit 32 counts the time from the up edge (or down edge) of the position signal from the position estimation circuit 48 to the next down edge (or up edge) and outputs it to the output waveform generation circuit 34. Further, phase control is performed based on the advance signal from the advance circuit 46.

出力波形生成回路３４では、フィルタ回路６０を介して入力される出力電圧指令と、カウンタ回路３２でカウントした時間とに基づいて変調波形を生成する。   The output waveform generation circuit 34 generates a modulation waveform based on the output voltage command input via the filter circuit 60 and the time counted by the counter circuit 32.

データセレクト回路３６では、所定の条件に基づいて変調波形を６０°リセットまたは３６０°リセットに分けてリセットし、その変調波形の制御信号をＰＷＭ回路３８に出力する。   The data select circuit 36 resets the modulation waveform in 60 ° reset or 360 ° reset based on a predetermined condition, and outputs a control signal of the modulation waveform to the PWM circuit 38.

ＰＷＭ回路３８では、入力した変調波形の制御信号と三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成してゲートブロック回路４０に出力する。このＰＷＭ信号は、デッドタイム回路４２を経て、論理回路２０に出力される。   The PWM circuit 38 generates a PWM signal by comparing the control signal having the input modulation waveform with the triangular wave and outputs the PWM signal to the gate block circuit 40. This PWM signal is output to the logic circuit 20 via the dead time circuit 42.

ゲートブロック回路４０は、保護リセット回路４４からの信号によってＰＷＭ信号を遮断するものであり、保護リセット回路４４は、シャント抵抗２８によって検出された検出電流が所定値以上になると過電流であるとしてゲートブロック回路４０に遮断を指示する。   The gate block circuit 40 cuts off the PWM signal by a signal from the protection reset circuit 44. The protection reset circuit 44 determines that an overcurrent is detected when the detection current detected by the shunt resistor 28 exceeds a predetermined value. The block circuit 40 is instructed to shut off.

デッドタイム回路４２は、ＰＷＭ信号の出力タイミングを調整するものである。   The dead time circuit 42 adjusts the output timing of the PWM signal.

フィルタ回路６０は、外部から入力される出力電圧指令の高周波ノイズを除去すると共に、出力電圧指令の急峻な電圧変動を抑制する。   The filter circuit 60 removes high-frequency noise in the output voltage command input from the outside, and suppresses steep voltage fluctuations in the output voltage command.

Ｆ／Ｖ変換回路６１は、位置検出センサ５から入力される位置検出信号の周波数を、ロータの実回転数に相当する電圧値に変換して、進角回路４６に出力する。   The F / V conversion circuit 61 converts the frequency of the position detection signal input from the position detection sensor 5 into a voltage value corresponding to the actual rotational speed of the rotor, and outputs the voltage value to the advance angle circuit 46.

つぎに、本実施の形態における進角制御について説明する。ロータの回転数が大きくなると、ステータに誘起される誘起電圧の位相に対して、インバータ回路の出力電圧位相に遅れが生じるため、このインバータ回路の出力電圧位相の遅れを補正する進角制御を行う必要がある。   Next, the advance angle control in the present embodiment will be described. When the rotor speed increases, the output voltage phase of the inverter circuit is delayed with respect to the phase of the induced voltage induced in the stator. Therefore, advance angle control is performed to correct the delay of the output voltage phase of the inverter circuit. There is a need.

ここで、ロータの回転数指令値に相当する出力電圧指令を用いて進角制御を行うことが考えられるが、上述したように、この出力電圧指令は、一般に、外部からリード配線を介してモータ駆動回路に入力されるものであり、このリード配線にモータ駆動回路のインバータ回路を構成する各スイッチング素子のスイッチング動作により高周波電流が流れ、出力電圧指令を生成する回路の基準電位に対し、高周波ノイズが重畳された電位がモータ内部に伝達される。このため、モータの内部の基準電位が変動して出力電圧指令の電圧値も変動し、この出力電圧指令を用いて進角制御を行った場合には、出力電圧指令に基づいて生成される進角信号も高周波ノイズの影響で変動することとなり、モータの回転が不安定になり、異音の発生や制御の発散の要因となる。   Here, it is conceivable to perform advance angle control using an output voltage command corresponding to the rotational speed command value of the rotor. As described above, this output voltage command is generally transmitted from the outside via a lead wire to the motor. High-frequency current flows through this lead wiring due to the switching operation of each switching element constituting the inverter circuit of the motor drive circuit, and high-frequency noise is generated with respect to the reference potential of the circuit that generates the output voltage command. Is superimposed on the inside of the motor. For this reason, the reference potential inside the motor fluctuates and the voltage value of the output voltage command also fluctuates. When the advance angle control is performed using this output voltage command, the advance generated based on the output voltage command is performed. The angular signal also fluctuates due to the influence of high frequency noise, and the rotation of the motor becomes unstable, causing abnormal noise and control divergence.

また、出力電圧指令が急峻に変化した場合には、出力電圧指令に応じた進角制御による電圧位相角と機械的な慣性モーメントを持つ実際のモータ位相角との差が大きくなり、無効電流が増大して、異常な過電流保護動作やそれに伴う騒音の発生要因となる。   In addition, when the output voltage command changes sharply, the difference between the voltage phase angle by the advance control according to the output voltage command and the actual motor phase angle having a mechanical moment of inertia increases, and the reactive current increases. It becomes an increase factor of abnormal overcurrent protection operation and accompanying noise.

また、予めモータの最大回転数に合わせて進角を固定しておく手法もあるが、この場合には、低回転域では実際のモータの位相角に対して、インバータ回路の出力電圧位相が進むこととなるため、低回転域においてモータ電流が大きくなり銅損が大きくなる。   There is also a method of fixing the advance angle in advance according to the maximum rotation speed of the motor. In this case, the output voltage phase of the inverter circuit advances with respect to the actual motor phase angle in the low rotation range. As a result, the motor current increases and the copper loss increases in the low rotation range.

また、トルクの増加によっても、実際のモータの位相角に対して、インバータ回路の出力電圧位相に遅れが生じる。トルクがモータ電流の変動に対応して変動することを利用し、モータ電流の検出値を用いて進角制御を行う手法もあるが、例えば、急激な負荷変動によりモータ電流が増大した場合には、制御が発散する虞がある。   Further, the increase in torque also causes a delay in the output voltage phase of the inverter circuit with respect to the actual motor phase angle. There is also a method of performing advance angle control using the detected value of the motor current using the fact that the torque varies in accordance with the fluctuation of the motor current, but for example, when the motor current increases due to a sudden load fluctuation There is a risk that control will diverge.

したがって、本実施の形態では、ロータの回転数の情報として、ホールＩＣ（つまり、位置検出センサ５）により検出された位置検出信号の周波数を、ロータの実回転数に相当する電圧値に変換し、この電圧値に基づいて、進角制御を行うようにしている。   Therefore, in the present embodiment, as the information on the rotational speed of the rotor, the frequency of the position detection signal detected by the Hall IC (that is, the position detection sensor 5) is converted into a voltage value corresponding to the actual rotational speed of the rotor. The advance angle control is performed based on this voltage value.

このように、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行うことにより、モータ駆動回路３のインバータ回路１８を構成する各スイッチング素子１２〜１７のスイッチングにより発生する高周波ノイズによる影響を抑制しつつ、出力電圧指令の急激な変化や、急激な負荷変動に起因した電圧電流変動に依存することなく、ロータの実回転数に応じた最適な位相でモータ駆動制御を行うことができるので、安定したモータ動作が可能となり、異常な過電流保護動作や、騒音や異音の発生を抑制することが可能となる。   In this way, by performing the advance angle control based on the actual rotational speed of the rotor, the influence of the high frequency noise generated by the switching of the switching elements 12 to 17 constituting the inverter circuit 18 of the motor drive circuit 3 is suppressed. The motor drive control can be performed with the optimum phase according to the actual number of rotations of the rotor without depending on the sudden change of the output voltage command or the voltage / current fluctuation caused by the sudden load fluctuation. Motor operation becomes possible, and it becomes possible to suppress abnormal overcurrent protection operation and generation of noise and noise.

また、本実施の形態では、フィルタ回路６０により出力電圧指令の高周波ノイズを除去すると共に、出力電圧指令の急峻な電圧変動を抑制するようにしている。これにより、出力電圧指令による出力電圧制御においても上述した高周波ノイズによる影響を抑制することができ、出力電圧の急激な変動も抑制されるので、出力電圧制御による回転数と機械的な慣性モーメントを持つ実際のモータ回転数との差を小さくすることができ、さらに安定したモータ動作が可能となる。   In the present embodiment, the filter circuit 60 removes high-frequency noise from the output voltage command, and suppresses steep voltage fluctuations in the output voltage command. As a result, even in the output voltage control by the output voltage command, the influence by the high frequency noise described above can be suppressed, and the rapid fluctuation of the output voltage is also suppressed. Therefore, the rotation speed and the mechanical moment of inertia by the output voltage control can be reduced. The difference from the actual motor rotation speed can be reduced, and more stable motor operation is possible.

ここで、インバータ回路１８を構成する各スイッチング素子１２〜１７として、ＭＯＳＦＥＴを用いた構成である場合の効果について説明する。   Here, the effect when it is the structure using MOSFET as each switching element 12-17 which comprises the inverter circuit 18 is demonstrated.

ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗は、電流の二乗に比例することは一般的に知られているが、上述したように、本実施の形態では、進角制御により最適な位相でモータ駆動制御を行うことにより、特に、予めモータの最大回転数に合わせて進角を固定しておく手法と比較して、低回転域においてモータ電流を低減することが可能である。このため、本実施の形態にかかるモータ駆動回路３において、インバータ回路１８を構成する各スイッチング素子１２〜１７として、ＭＯＳＦＥＴを用いた場合には、ＭＯＳＦＥＴによる定常損失低減の効果を有効に引き出すことができ、より高効率なモータ駆動回路３を得ることができる。   Although it is generally known that the on-resistance of the MOSFET is proportional to the square of the current, as described above, in the present embodiment, by performing motor drive control at an optimum phase by advance angle control, In particular, it is possible to reduce the motor current in the low rotation range as compared with a method in which the advance angle is fixed in advance according to the maximum rotation speed of the motor. For this reason, in the motor drive circuit 3 according to the present embodiment, when the MOSFET is used as each of the switching elements 12 to 17 constituting the inverter circuit 18, the effect of reducing the steady loss by the MOSFET can be effectively extracted. Thus, a more efficient motor drive circuit 3 can be obtained.

また、本実施の形態にかかるモータ駆動回路３では、インバータ回路１８を構成する各スイッチング素子１２〜１７として、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）系材料、またはダイヤモンド等のワイドバンドギャップ（以下、「ＷＢＧ」という）半導体で形成されたＭＯＳＦＥＴを用いた構成に適用して好適である。   In the motor drive circuit 3 according to the present embodiment, the switching elements 12 to 17 constituting the inverter circuit 18 are, for example, silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN) based materials, or wide bands such as diamond. It is suitable for application to a configuration using a MOSFET formed of a gap (hereinafter referred to as “WBG”) semiconductor.

ＷＢＧ半導体により形成されたＭＯＳＦＥＴは、Ｓｉ（シリコン）系半導体により形成されたＭＯＳＦＥＴよりも定常損失は小さいが、スイッチングの立ち上がり勾配ｄｖ／ｄｔが大きくノイズ発生量が大きい。本実施の形態にかかるモータ駆動回路３における進角制御や出力電圧制御は、上述したように、高周波ノイズに対する耐性が高いため、インバータ回路１８を構成する各スイッチング素子１２〜１７としてＷＢＧ半導体で形成されたＭＯＳＦＥＴを用いた場合でも、安定したモータ動作が可能である。   A MOSFET formed of a WBG semiconductor has a smaller steady loss than a MOSFET formed of a Si (silicon) -based semiconductor, but has a large switching rising gradient dv / dt and a large amount of noise generation. As described above, the advance angle control and the output voltage control in the motor drive circuit 3 according to the present embodiment are highly resistant to high-frequency noise, so that the switching elements 12 to 17 constituting the inverter circuit 18 are formed of WBG semiconductors. Even in the case where the MOSFET is used, stable motor operation is possible.

つぎに、実施の形態にかかるモータ駆動回路３のプリント基板上における部品配置および駆動回路内蔵モータ４の構造について、図２および図３を参照して説明する。   Next, the arrangement of components on the printed board of the motor drive circuit 3 according to the embodiment and the structure of the drive circuit built-in motor 4 will be described with reference to FIGS.

図２は、実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータの構造例を示す図である。図２（ａ）は、ステータ８とモータ駆動回路３の各部品１０１，１０２，１０３が配置されたプリント基板２１とを組み合わせて絶縁体であるモールド樹脂で一体化した側面断面図を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す矢視透視図を示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a structure example of a motor with a built-in drive circuit according to the embodiment. FIG. 2A shows a side cross-sectional view in which the stator 8 and the printed circuit board 21 on which the components 101, 102, and 103 of the motor drive circuit 3 are combined and integrated with a mold resin as an insulator. 2 (b) shows a perspective view taken in the direction of the arrow shown in FIG. 2 (a).

図２に示すように、図１に示したモータ駆動回路３を構成する各部品１０１，１０２，１０３は、出力電圧指令を生成する外部回路（図示せず）や、高圧直流電源１、低圧直流電源２等と接続するための外部接続リード１９のコネクタ部品１０４と共に同一のプリント基板２１上に実装され、そのプリント基板２１がステータコアに巻線を巻回されて構成されるステータ８に対向配置されている。モータ駆動回路３の出力は、ステータ８の巻線と電気的に結合するための接続端子２２に半田付けされている。また、プリント基板２１およびステータ８は、モールド樹脂２３により封止されて機械的に結合され一体化している。このモールド樹脂２３は、ステータ８のプリント基板２１に面する側にベアリングハウジング２４を形成すると共に、その反対側は、ステータ８の内周面に沿ってロータ貫通用穴２５が空けられている。このロータ貫通用穴２５に主軸とベアリングとが組み合わされたロータが嵌り、ベアリングハウジング２４とベアリングとを嵌合させる構造となっており、プリント基板２１の中央部には、ベアリングを組み合わせた主軸を貫通させるための円形の穴が空けられている。   As shown in FIG. 2, each component 101, 102, 103 constituting the motor drive circuit 3 shown in FIG. 1 includes an external circuit (not shown) that generates an output voltage command, a high-voltage DC power supply 1, a low-voltage DC It is mounted on the same printed circuit board 21 together with the connector component 104 of the external connection lead 19 for connecting to the power supply 2 and the like, and the printed circuit board 21 is arranged to face the stator 8 configured by winding a winding around the stator core. ing. The output of the motor drive circuit 3 is soldered to a connection terminal 22 for electrically coupling with the winding of the stator 8. Further, the printed circuit board 21 and the stator 8 are sealed by a mold resin 23 and mechanically coupled and integrated. The mold resin 23 forms a bearing housing 24 on the side of the stator 8 facing the printed circuit board 21, and a rotor penetrating hole 25 is formed along the inner peripheral surface of the stator 8 on the opposite side. A rotor in which a main shaft and a bearing are combined is fitted in the rotor through hole 25, and the bearing housing 24 and the bearing are fitted together. A circular hole is made for penetration.

図３は、実施の形態にかかるモータ駆動回路のプリント基板上における部品配置の一例を示す図である。図３（ａ）は、図２の上面透視図で見た面と同一の面を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）の裏面を左右反転させて示している。以下、図３（ｂ）に示す面を、ステータ８に対向する面であることから、「ステータ側」といい、図３（ａ）に示す面を「反ステータ側」という。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of component arrangement on the printed circuit board of the motor drive circuit according to the embodiment. FIG. 3A shows the same surface as seen in the top perspective view of FIG. 2, and FIG. 3B shows the back surface of FIG. Hereinafter, since the surface shown in FIG. 3B is a surface facing the stator 8, it is referred to as “stator side”, and the surface shown in FIG. 3A is referred to as “anti-stator side”.

図３において、スルーホール実装型部品１０１は、例えば、図１において説明したモータ駆動部７の各構成要素の主要部がパッケージ化されたパワーＩＣであり、面実装型部品１０２は、例えば、図１において説明したＰＷＭ信号生成部６の各構成要素の主要部がパッケージ化された専用ＩＣやマイコンであり、面実装型部品１０３は、例えば、図１において説明した位置検出センサ５であるホール素子が樹脂により封止されたホールＩＣである。なお、以下の説明では、外部接続リード１９のコネクタ部品１０４も、スルーホール実装型部品１０４として説明する。   In FIG. 3, a through-hole mounting type component 101 is, for example, a power IC in which the main components of each component of the motor driving unit 7 described in FIG. 1 are packaged, and the surface mounting type component 102 is, for example, 1 is a packaged dedicated IC or microcomputer, and the surface-mount component 103 is, for example, a Hall element that is the position detection sensor 5 described in FIG. Is a Hall IC sealed with resin. In the following description, the connector part 104 of the external connection lead 19 is also described as the through-hole mounting type part 104.

本実施の形態では、図３に示すように、パワーＩＣ等を含むスルーホール実装型部品１０１，１０４をプリント基板２１の反ステータ側に実装し、専用ＩＣやマイコン、ホールＩＣ等を含む面実装型部品１０２，１０３をプリント基板２１のステータ側に実装するようにしている。以下、これによる効果について説明する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, through-hole mounting type parts 101 and 104 including a power IC are mounted on the side opposite to the stator of the printed circuit board 21, and surface mounting including a dedicated IC, a microcomputer, a Hall IC, and the like is performed. The mold parts 102 and 103 are mounted on the stator side of the printed circuit board 21. Hereinafter, the effect by this is demonstrated.

図２に示すように、プリント基板２１のステータ側の面に接するモールド樹脂２３は、ステータ８とプリント基板２１との間に介在するため、熱抵抗の大きいプリント基板２１によりステータ８から発せられる熱の伝搬が妨げられ、熱分布が略均一となり温度勾配が小さい。   As shown in FIG. 2, since the mold resin 23 that contacts the stator-side surface of the printed circuit board 21 is interposed between the stator 8 and the printed circuit board 21, the heat generated from the stator 8 by the printed circuit board 21 having a high thermal resistance. Propagation is hindered, the heat distribution becomes substantially uniform, and the temperature gradient is small.

これに対し、プリント基板２１の反ステータ側の面に接するモールド樹脂２３は、熱抵抗の大きいプリント基板２１とモータ表面との間に介在するため、プリント基板２１に近い程温度が高く、モータ表面に近い程温度が低くなり、プリント基板２１のステータ側の面に接するモールド樹脂２３よりも温度勾配が大きくなる。   On the other hand, the mold resin 23 in contact with the surface of the printed circuit board 21 on the side opposite to the stator is interposed between the printed circuit board 21 having a large thermal resistance and the motor surface. As the temperature approaches, the temperature becomes lower, and the temperature gradient becomes larger than the mold resin 23 in contact with the surface of the printed circuit board 21 on the stator side.

つまり、プリント基板２１の反ステータ側の面に実装される部品は、プリント基板２１のステータ側の面に実装される部品よりも、モールド樹脂２３の熱収縮による応力を受けやすい。   That is, a component mounted on the surface of the printed circuit board 21 on the side opposite to the stator is more susceptible to stress due to thermal shrinkage of the mold resin 23 than a component mounted on the surface of the printed circuit board 21 on the stator side.

本実施の形態では、上述したように、応力によって半田切れの発生し易い面実装型部品１０２，１０３をプリント基板２１のステータ側に実装すると共に、スルーホール実装型部品１０１，１０４をプリント基板２１の反ステータ側に実装することにより、プリント基板２１の半田付け工程を面実装型部品１０２，１０３が実装されたステータ側の面の半田フロー工程のみとすることができ、駆動回路内蔵モータ４を構成するモータ駆動回路３の製造コストを低減することができる。さらに、このプリント基板２１のステータ側の面をステータ８に面して配置し、プリント基板２１上のモータ駆動回路３とステータ８とを電気的に結合してモールド樹脂２３により封止することにより、熱履歴に対して半田寿命が長くなり、駆動回路内蔵モータ４の信頼性を高めることができる。   In the present embodiment, as described above, the surface-mounted components 102 and 103 that are likely to suffer solder breakage due to stress are mounted on the stator side of the printed circuit board 21, and the through-hole mounted components 101 and 104 are mounted on the printed circuit board 21. By mounting on the side opposite to the stator, the soldering process of the printed circuit board 21 can be performed only in the solder flow process on the surface on the stator side where the surface-mounted components 102 and 103 are mounted. The manufacturing cost of the motor drive circuit 3 to be configured can be reduced. Further, the surface of the printed circuit board 21 on the stator side faces the stator 8, and the motor drive circuit 3 and the stator 8 on the printed circuit board 21 are electrically coupled and sealed with the mold resin 23. As a result, the solder life becomes longer with respect to the thermal history, and the reliability of the motor 4 with built-in drive circuit can be improved.

また、本実施の形態では、図２および図３に示すように、プリント基板２１の形状を、円の一部が欠けた半月形状としている。以下、これによる効果について説明する。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the printed circuit board 21 is a half-moon shape with a part of a circle missing. Hereinafter, the effect by this is demonstrated.

図４は、実施の形態にかかるモータ駆動回路を構成する各部品を実装するプリント基板の平面図である。本実施の形態では、長方形の１枚のプリント基板材３０から、モータ駆動回路３（図１参照）が実装された半月形状のプリント基板２１を６枚材料取りしている。図４を見れば一目瞭然であるが、半月形状のプリント基板２１は、円形のプリント基板に比べ、材料取りが良い。また、図３に示すように、モータ駆動部７を構成する各構成要素の主要部をスルーホール実装型のパワーＩＣの同一パッケージ内に集約してプリント基板２１の反ステータ側に実装することにより、ＰＷＭ信号生成部６を構成する各構成要素の主要部を面実装型の専用ＩＣやマイコン等をプリント基板２１のステータ側に効率よく配置することができる。さらに、ＰＷＭ信号生成部６を構成する各構成要素の主要部を面実装型の専用ＩＣやマイコン等の同一パッケージ内に集約することにより、モータ駆動回路３を実装するプリント基板２１の小型化を図ることも可能となる。   FIG. 4 is a plan view of a printed circuit board on which components constituting the motor drive circuit according to the embodiment are mounted. In the present embodiment, six pieces of half-moon shaped printed circuit boards 21 on which the motor driving circuit 3 (see FIG. 1) is mounted are taken from one rectangular printed circuit board material 30. As is obvious from FIG. 4, the half-moon shaped printed circuit board 21 has a better material than a circular printed circuit board. Further, as shown in FIG. 3, the main parts of each component constituting the motor drive unit 7 are collected in the same package of the through-hole mounting type power IC and mounted on the side opposite to the stator of the printed circuit board 21. The main part of each component constituting the PWM signal generating unit 6 can be efficiently arranged on the stator side of the printed circuit board 21 with a surface mount type dedicated IC, microcomputer or the like. Furthermore, the main parts of the components constituting the PWM signal generation unit 6 are collected in the same package such as a surface mount type dedicated IC or microcomputer, thereby reducing the size of the printed circuit board 21 on which the motor drive circuit 3 is mounted. It is also possible to plan.

図５は、実施の形態にかかる空気調和機の室内機および室外機の概観図である。また、図６は、遠心型のラインフロー型の送風ファンを用いた室内機の縦断面図である。また、図７は、軸流型のプロペラタイプの送風ファンを用いた室内機の縦断面図である。図５に示す実施の形態にかかる空気調和機５０において、本実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータ４は、図６に示す室内機５１に用いられる遠心型のラインフロー型の送風ファン５３や、図７に示す室内機８１に用いられる軸流型のプロペラタイプの送風ファン８３や、室外機５２の送風ファン５４（図５参照）を駆動するモータとして適用して好適である。これら送風ファン５３，５４，８３の回転羽根の慣性モーメントは、ロータの慣性モーメントと比べても大きいため、ロータの実回転数の単位時間当たりの変化は、出力電圧指令により制御される回転数の変化よりも小さくなる場合が多い。このため、本実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータ４を適用して、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行うことによる効果が大きく、安定した動作が可能となる。   FIG. 5 is an overview of the indoor unit and the outdoor unit of the air conditioner according to the embodiment. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an indoor unit using a centrifugal line flow type blower fan. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an indoor unit using an axial flow type propeller type blower fan. In the air conditioner 50 according to the embodiment shown in FIG. 5, the drive circuit built-in motor 4 according to the present embodiment includes a centrifugal line flow type blower fan 53 used in the indoor unit 51 shown in FIG. It is suitable to be applied as a motor for driving the axial flow type propeller type blower fan 83 used in the indoor unit 81 shown in FIG. 7 or the blower fan 54 of the outdoor unit 52 (see FIG. 5). Since the inertia moment of the rotary blades of these blower fans 53, 54, and 83 is larger than the inertia moment of the rotor, the change in the actual rotational speed of the rotor per unit time is the rotational speed controlled by the output voltage command. Often smaller than change. For this reason, the effect by performing the advance angle control based on the actual rotational speed of the rotor by applying the drive circuit built-in motor 4 according to the present embodiment is large, and a stable operation is possible.

また、図７に示す軸流型のプロペラタイプの送風ファン８３は、図６に示した遠心型のラインフロー型の送風ファン５３に比べ、送風効率が高いことが一般的に知られている。一方で、送風ファン８３の取り付け部品８４が風路に設置されるため、この取り付け部品８４により送風が妨げられ効率が悪化し、圧力損失が増大する要因となる。この圧力損失を低減するためには、送風ファン８３の取り付け部品８４として、風路を妨げないように、細長い異形形状とする必要がある。送風ファン８３の取り付け部品８４をこのような細長い異形形状とすると、モータの振動が大きくなり、これに伴い騒音が大きくなることが課題となる。本実施の形態では、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行うことにより、出力電圧指令の急激な変化や、急激な負荷変動に起因した電圧電流変動に依存することなく、ロータの実回転数に応じた最適な位相でモータ駆動制御を行うことができ、また、出力電圧指令の急峻な電圧変動を抑制するようにしているので、出力電圧の急激な変動も抑制され、出力電圧制御による回転数と機械的な慣性モーメントを持つ実際のモータ回転数との差を小さくすることができる。このため、加減速時の振動の発生を抑制することができ、室内にいる使用者に騒音や振動による不快感を与えることなく、送風効率の高い空気調和機を得ることができる。   Further, it is generally known that the axial flow type propeller type blowing fan 83 shown in FIG. 7 has higher blowing efficiency than the centrifugal type line flow type blowing fan 53 shown in FIG. On the other hand, since the attachment part 84 of the blower fan 83 is installed in the air passage, the attachment part 84 impedes the air flow, thereby deteriorating the efficiency and increasing the pressure loss. In order to reduce this pressure loss, the attachment part 84 of the blower fan 83 needs to have an elongated and irregular shape so as not to obstruct the air passage. When the attachment part 84 of the blower fan 83 is formed in such a long and narrow shape, the vibration of the motor is increased, and the noise is increased accordingly. In the present embodiment, the advance angle control is performed based on the actual rotational speed of the rotor, so that the actual rotation of the rotor can be achieved without depending on the sudden change in the output voltage command or the voltage / current fluctuation caused by the sudden load fluctuation. Motor drive control can be performed with the optimum phase according to the number of revolutions, and since sudden voltage fluctuations in the output voltage command are suppressed, sudden fluctuations in the output voltage are also suppressed, and output voltage control The difference between the rotational speed due to the actual motor rotational speed having a mechanical moment of inertia can be reduced. For this reason, generation | occurrence | production of the vibration at the time of acceleration / deceleration can be suppressed, and the air conditioner with high ventilation efficiency can be obtained, without giving the discomfort by noise and vibration to the user who exists indoors.

また、送風効率の高い軸流型の送風ファン８３を用いることにより機器の効率を改善することができるので、ロータマグネットとして、バックヨークが不要な極背向フェライト磁石を用いることができる。この場合には、希土類磁石等のレアアースを用いる必要がなくなり、資源を有効に活用することができる。   Further, since the efficiency of the apparatus can be improved by using the axial flow type fan 83 having a high air blowing efficiency, a pole-back ferrite magnet that does not require a back yoke can be used as the rotor magnet. In this case, it is not necessary to use a rare earth such as a rare earth magnet, and resources can be used effectively.

また、本実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータ４を、例えば、換気扇に適用しても、同様の効果を得られる。本実施の形態にかかる駆動回路内臓モータ４は、特に、予めモータの最大回転数に合わせて進角を固定しておく手法と比較して、低回転域においてモータ電流を低減することが可能であるため、低速運転の割合が大きい２４時間換気タイプの換気扇において、銅損を抑制した高効率な運転が可能となる。   Moreover, even if the drive circuit built-in motor 4 according to the present embodiment is applied to, for example, a ventilation fan, the same effect can be obtained. The drive circuit built-in motor 4 according to the present embodiment can reduce the motor current in a low rotation range as compared with a method in which the advance angle is fixed in advance according to the maximum rotation speed of the motor in advance. Therefore, in a 24-hour ventilation fan with a large proportion of low-speed operation, high-efficiency operation with reduced copper loss is possible.

図８は、実施の形態にかかる駆動回路内蔵ポンプモータの縦断面図である。図８に示す駆動回路内蔵ポンプモータ７０では、インペラ７１と、ポンプハウジング７２と、流体がプリント基板２１やステータ８に流れ込むのを防ぐためのカップ７４とを有し、ロータマグネット７３とステータ８との間にカップ７４が介在している。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a pump motor with a built-in drive circuit according to the embodiment. 8 includes an impeller 71, a pump housing 72, and a cup 74 for preventing fluid from flowing into the printed circuit board 21 and the stator 8, and includes a rotor magnet 73 and a stator 8. A cup 74 is interposed between the two.

このような駆動回路内蔵ポンプモータ７０において、モータ電流の検出値を用いて進角制御を行う手法を用いた場合、例えば、インペラ７１とポンプハウジング７２との間や、ロータマグネット７３とカップ７４との間に異物が混入して軸ロックが発生した場合には、モータ電流が増大して進角制御が発散、つまり、インバータ回路１８の電圧位相角と機械的な慣性モーメントを持つ実際のモータ位相角との差が大きくなり、その結果として、トルクが生じなくなる。これに対し、駆動回路内蔵ポンプモータ７０の駆動回路として、本実施の形態にかかるモータ駆動回路３を適用した場合には、内部に異物が混入して軸ロックが発生したとしても、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行うので、トルクが失われることなく、混入した異物を排出することができる。   In such a pump motor 70 with a built-in drive circuit, when a method of performing advance angle control using the detected value of the motor current is used, for example, between the impeller 71 and the pump housing 72, or between the rotor magnet 73 and the cup 74, When a shaft lock occurs due to foreign matter entering between the motors, the motor current increases and the advance angle control diverges, that is, the actual motor phase having the voltage phase angle of the inverter circuit 18 and the mechanical moment of inertia. The difference from the corner increases, and as a result, no torque is generated. On the other hand, when the motor drive circuit 3 according to the present embodiment is applied as the drive circuit of the pump motor 70 with a built-in drive circuit, even if a foreign matter is mixed inside and the shaft is locked, Since the advance angle control is performed based on the rotational speed, the mixed foreign matter can be discharged without losing the torque.

また、このような駆動回路内蔵ポンプモータ７０を、例えば、ヒートポンプ給湯機や内蔵冷温水循環式空調機に適用しても、同様の効果を得られることは言うまでもない。   Further, it goes without saying that the same effect can be obtained even when such a pump motor 70 with a built-in drive circuit is applied to, for example, a heat pump water heater or a built-in cold / hot water circulation type air conditioner.

以上説明したように、実施の形態のモータ駆動回路、およびそれを内蔵した駆動回路内蔵モータならびに駆動回路内蔵ポンプモータ、およびそれらを搭載した空気調和機、換気扇、ヒートポンプ給湯機、ならびに内蔵冷温水循環式空調機によれば、ロータの回転数の情報として、ホールＩＣにより検出された位置検出信号の周波数を、ロータの実回転数に相当する電圧値に変換し、この電圧値に基づいて、進角制御を行うようにしたので、インバータ回路を構成する各スイッチング素子のスイッチングにより発生する高周波ノイズによる影響を抑制しつつ、出力電圧指令の急激な変化や、急激な負荷変動に起因した電圧電流変動に依存することなく、ロータの実回転数に応じた最適な位相でモータ駆動制御を行うことができる。これにより、安定したモータ動作が可能となり、異常な過電流保護動作や、騒音や異音の発生を抑制することが可能となる。   As described above, the motor drive circuit of the embodiment, the motor with a built-in drive circuit and the pump motor with a built-in drive circuit, and the air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulation type equipped with them According to the air conditioner, as information on the rotational speed of the rotor, the frequency of the position detection signal detected by the Hall IC is converted into a voltage value corresponding to the actual rotational speed of the rotor, and the advance angle is determined based on this voltage value. Since the control is performed, the influence of high frequency noise generated by the switching of each switching element constituting the inverter circuit is suppressed, while the output voltage command is abruptly changed or the voltage / current fluctuation is caused by a sudden load fluctuation. The motor drive control can be performed with an optimum phase corresponding to the actual number of rotations of the rotor without depending on it. Thereby, stable motor operation becomes possible, and it becomes possible to suppress abnormal overcurrent protection operation and generation of noise and noise.

また、フィルタ回路により出力電圧指令の高周波ノイズを除去すると共に、出力電圧指令の急峻な電圧変動を抑制することにより、出力電圧指令による出力電圧制御においても上述した高周波ノイズによる影響を抑制することができ、出力電圧の急激な変動も抑制されるので、出力電圧制御による回転数と機械的な慣性モーメントを持つ実際のモータ回転数との差を小さくすることができ、さらに安定したモータ動作が可能となる。   In addition, the filter circuit removes the high-frequency noise of the output voltage command and suppresses the steep voltage fluctuation of the output voltage command, thereby suppressing the above-described influence of the high-frequency noise in the output voltage control by the output voltage command. And rapid fluctuations in output voltage are also suppressed, so the difference between the output voltage control speed and the actual motor speed with a mechanical moment of inertia can be reduced, enabling more stable motor operation. It becomes.

また、インバータ回路を構成する各スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴを用いた構成とすることにより、ＭＯＳＦＥＴによる定常損失低減の効果を有効に引き出すことができ、より高効率なモータ駆動装置を得ることができる。   In addition, by using a MOSFET as each switching element constituting the inverter circuit, the effect of reducing the steady loss by the MOSFET can be effectively extracted, and a more efficient motor driving device can be obtained.

また、高周波ノイズに対する耐性が高いため、インバータ回路を構成する各スイッチング素子として、スイッチングの立ち上がり勾配ｄｖ／ｄｔが大きくノイズ発生量が大きいＷＢＧ半導体で形成されたＭＯＳＦＥＴを用いた構成に適用して好適であり、安定したモータ動作が可能である。   In addition, since it has high resistance to high frequency noise, it is suitable to be applied to a configuration using a MOSFET formed of a WBG semiconductor having a large switching rising slope dv / dt and a large noise generation amount as each switching element constituting the inverter circuit. Therefore, stable motor operation is possible.

なお、上述した実施の形態において説明したＷＢＧ半導体により構成されたスイッチング素子を用いることによる効果は、上述した効果にとどまらない。   Note that the effect obtained by using the switching element formed of the WBG semiconductor described in the above-described embodiment is not limited to the above-described effect.

例えば、ＷＢＧ半導体で形成されたＭＯＳＦＥＴは、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、小型化が可能であり、これら小型化されたＭＯＳＦＥＴを用いてパワーＩＣを構成することにより、パワーＩＣの小型化が可能となる。   For example, a MOSFET formed of a WBG semiconductor has a high voltage resistance and a high allowable current density, and thus can be miniaturized. By configuring a power IC using these miniaturized MOSFETs, a power IC Can be reduced in size.

また、ＷＢＧ半導体で形成されたＭＯＳＦＥＴは、耐熱性も高いため、パワーＩＣの冷却手段を簡素化することが可能であるので、このパワーＩＣを実装したモータ駆動回路や、それを内蔵した駆動回路内蔵モータならびに駆動回路内蔵ポンプモータの小型化が可能となる。   Further, since the MOSFET formed of the WBG semiconductor has high heat resistance, it is possible to simplify the cooling means of the power IC. Therefore, the motor driving circuit in which the power IC is mounted, and the driving circuit in which the power IC is incorporated The internal motor and the pump motor with a built-in drive circuit can be downsized.

また、応力によって半田切れの発生し易い面実装型部品をプリント基板のステータ側に実装すると共に、スルーホール実装型部品をプリント基板の反ステータ側に実装することにより、プリント基板の半田付け工程を面実装型部品が実装されたステータ側の面の半田フロー工程のみとすることができ、駆動回路内蔵モータを構成するモータ駆動回路の製造コストを低減することができる。さらに、このプリント基板のステータ側の面をステータに面して配置し、プリント基板上のモータ駆動回路とステータとを電気的に結合してモールド樹脂により封止することにより、熱履歴に対して半田寿命が長くなり、駆動回路内蔵モータの信頼性を高めることができる。   In addition, the surface mounting type component that is likely to cause solder breakage due to stress is mounted on the stator side of the printed circuit board, and the through hole mounting type component is mounted on the opposite side of the printed circuit board, thereby reducing the soldering process of the printed circuit board. Only the solder flow process of the surface on the stator side on which the surface-mounted components are mounted can be performed, and the manufacturing cost of the motor drive circuit constituting the drive circuit built-in motor can be reduced. Furthermore, the surface on the stator side of this printed circuit board is placed facing the stator, and the motor drive circuit on the printed circuit board and the stator are electrically coupled and sealed with mold resin, thereby preventing thermal history. The life of the solder becomes longer, and the reliability of the motor with a built-in drive circuit can be improved.

また、モータ駆動部を構成する各構成要素の主要部を同一パッケージ内に封止したスルーホール実装型のパワーＩＣとして構成し、ＰＷＭ信号生成部を構成する各構成要素の主要部を同一パッケージ内に封止した面実装型の専用ＩＣあるいはマイコンとして構成することにより、モータ駆動回路を実装するプリント基板の小型化を図ることができる。   Further, the main part of each component constituting the motor drive unit is configured as a through-hole mounting type power IC sealed in the same package, and the main part of each component constituting the PWM signal generation unit is included in the same package. By constructing as a surface mount type dedicated IC or microcomputer sealed in, the printed circuit board on which the motor drive circuit is mounted can be reduced in size.

また、モータ駆動回路を実装するプリント基板の外形を半月形状とすることにより、外形が円形であるよりも１枚のプリント基板材から効率よく材料取りを行うことができる。   Further, by setting the outer shape of the printed circuit board on which the motor drive circuit is mounted to a half-moon shape, material can be efficiently taken from one printed circuit board material rather than the outer shape being circular.

また、本実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータは、空気調和機の室内機の送風ファンや、室外機の送風ファンを駆動するモータとして適用して好適である。これら送風ファンの回転羽根の慣性モーメントは、ロータの慣性モーメントと比べても大きいため、ロータの実回転数の単位時間当たりの変化は、出力電圧指令により制御される回転数の変化よりも小さくなる場合が多い。このため、本実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータを適用して、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行うことによる効果が大きく、安定した動作が可能となる。   Moreover, the motor with a built-in drive circuit according to the present embodiment is suitable for application as a blower fan for an indoor unit of an air conditioner or a motor for driving a blower fan of an outdoor unit. Since the inertia moment of the rotor blades of these blower fans is larger than the inertia moment of the rotor, the change in the actual rotation speed of the rotor per unit time is smaller than the change in the rotation speed controlled by the output voltage command. There are many cases. For this reason, the effect by performing the advance angle control based on the actual rotational speed of the rotor by applying the motor with a built-in drive circuit according to the present embodiment is large, and a stable operation is possible.

また、空気調和機の室内機の送風ファンとして、遠心型のラインフロー型の送風ファンに比べて送風効率が高い反面、モータの取り付け部品を細長い異形形状とする必要があり振動や騒音が発生し易い軸流型のプロペラタイプの送風ファンを用いた場合でも、加減速時の振動の発生を抑制することができるので、室内にいる使用者に騒音や振動による不快感を与えることなく、送風効率の高い空気調和機を得ることができる。   In addition, the blower fan of an air conditioner indoor unit has higher blowing efficiency than a centrifugal line flow fan, but the motor mounting parts must be elongated and deformed, resulting in vibration and noise. Even when an easy-flow axial-type propeller type blower fan is used, the occurrence of vibration during acceleration / deceleration can be suppressed, so the blowing efficiency can be reduced without causing discomfort due to noise or vibration to users in the room. High air conditioner can be obtained.

また、送風効率の高い軸流ファンを用いることにより機器の効率を改善することができるので、バックヨークが不要な極背向フェライト磁石を用いてロータを構成することができ、希土類磁石等のレアアースを用いる必要がなくなるので、資源を有効に活用することができる。   In addition, since the efficiency of the equipment can be improved by using an axial fan with high air blowing efficiency, the rotor can be configured using extremely back-facing ferrite magnets that do not require a back yoke, and rare earths such as rare earth magnets can be used. Since there is no need to use the resource, resources can be used effectively.

また、本実施の形態にかかる駆動回路内蔵モータを、例えば、換気扇に適用しても、同様の効果を得られ、特に、予めモータの最大回転数に合わせて進角を固定しておく手法と比較して、低回転域においてモータ電流を低減することが可能であるため、低速運転の割合が大きい２４時間換気タイプの換気扇において、銅損を抑制した高効率な運転が可能となる。   Further, even when the drive circuit built-in motor according to the present embodiment is applied to, for example, a ventilation fan, the same effect can be obtained, and in particular, a method of fixing the advance angle in advance according to the maximum rotational speed of the motor. In comparison, since it is possible to reduce the motor current in a low rotation range, a highly efficient operation with reduced copper loss is possible in a 24-hour ventilation fan with a large proportion of low-speed operation.

また、駆動回路内蔵ポンプモータの駆動回路として、本実施の形態にかかるモータ駆動回路を適用した場合には、内部に異物が混入して軸ロックが発生したとしても、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行うので、トルクが失われることなく、混入した異物を排出することができる。   In addition, when the motor drive circuit according to the present embodiment is applied as a drive circuit for a pump motor with a built-in drive circuit, even if foreign matter enters inside and a shaft lock occurs, it is based on the actual rotational speed of the rotor. Therefore, the mixed foreign matter can be discharged without losing torque.

また、このような駆動回路内蔵ポンプモータを、例えば、ヒートポンプ給湯機や内蔵冷温水循環式空調機に適用しても、同様の効果を得られる。   Moreover, even if such a pump motor with a built-in drive circuit is applied to, for example, a heat pump water heater or a built-in cold / hot water circulation type air conditioner, the same effect can be obtained.

なお、上述した実施の形態では、ロータの実回転数に基づいて進角制御を行う例について説明したが、この他に、モータ電流の検出値を用いて進角制御を行う手法を併用することも可能である。この場合には、例えば、図１において説明したシャント抵抗２８によって検出されたモータ電流を用いて、進角制御を行うようにすればよい。この場合には、モータ電流の検出値に応じた進角制御の制御量を小さくすることにより、例えば、急激な負荷変動が生じた場合でも、進角制御が発散するのを抑制することができる。   In the above-described embodiment, the example in which the advance angle control is performed based on the actual rotational speed of the rotor has been described. However, in addition to this, a method of performing the advance angle control using the detected value of the motor current is used together. Is also possible. In this case, for example, the advance angle control may be performed using the motor current detected by the shunt resistor 28 described in FIG. In this case, by reducing the control amount of the advance angle control according to the detected value of the motor current, for example, even when a sudden load fluctuation occurs, the advance angle control can be prevented from diverging. .

また、上述した実施の形態では、フィルタ回路により出力電圧指令の高周波ノイズを除去すると共に、出力電圧指令の急峻な電圧変動を抑制するようにしているので、インバータ回路を構成するスイッチング素子として、高速スイッチングが可能なＭＯＳＦＥＴや、スイッチングの立ち上がり勾配ｄｖ／ｄｔが大きくノイズ発生量が大きいＷＢＧ半導体で形成されたＭＯＳＦＥＴを用いた構成に適用して好適であることを述べたが、スイッチング素子の種類はこれに限らず、例えば、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the above-described embodiment, the filter circuit removes high-frequency noise of the output voltage command and suppresses a steep voltage fluctuation of the output voltage command. It has been described that it is suitable to be applied to a configuration using a MOSFET capable of switching or a MOSFET formed of a WBG semiconductor having a large rising slope dv / dt of switching and a large amount of noise generation. The present invention is not limited to this, and it goes without saying that the same effect can be obtained even with, for example, a bipolar transistor or IGBT.

また、上述した実施の形態では、モータ駆動回路を内蔵した駆動回路内蔵モータおよび駆動回路内蔵ポンプモータを用いて説明したが、モータ駆動回路とモータあるいはポンプモータとが物理的に分離された構成であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the above-described embodiment, the description has been given using the motor with a built-in motor driving circuit and the pump motor with a built-in driving circuit. However, the motor driving circuit and the motor or the pump motor are physically separated. Needless to say, the same effect can be obtained.

また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。   The configurations shown in the above embodiments are examples of the configurations of the present invention, and can be combined with other known techniques, and a part thereof is omitted without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is possible to change the configuration.

１ 高圧直流電源、２ 低圧直流電源、３ モータ駆動回路、４ 駆動回路内蔵モータ、５ 位置検出センサ（ホールＩＣ）、６ ＰＷＭ信号生成部、７ モータ駆動部、８ ステータ、９ 上段側ドライバ回路、１０ 下段側ドライバ回路、１２〜１７ スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）、１８ インバータ回路、１９ 外部接続リード、２０ 論理回路、２１ プリント基板、２２ 接続端子、２３ モールド樹脂、２４ ベアリングハウジング、２５ ロータ貫通用穴、２８ シャント抵抗、３０ プリント基板材、３２ カウンタ回路、３４ 出力波形生成回路、３６ データセレクト回路、３８ ＰＷＭ回路、４０ ゲートブロック回路、４２ デッドタイム回路、４４ 保護リセット回路、４６ 進角回路、４８ 位置推定回路、５０ 空気調和機、５１，８１ 室内機、５２ 室外機、５３，８３ 送風ファン（室内機）、５４ 送風ファン（室外機）、６０ フィルタ回路、６１ Ｆ／Ｖ変換回路、７０ 駆動回路内蔵ポンプモータ、７１ インペラ、７２ ポンプハウジング、７３ ロータマグネット、７４ カップ、８４ 取り付け部品、１０１ スルーホール実装型部品（パワーＩＣ）、１０２ 面実装型部品（専用ＩＣあるいはマイコン）、１０３ 面実装型部品（ホールＩＣ）、１０４ スルーホール実装型部品（コネクタ部品）。   1 high voltage DC power supply, 2 low voltage DC power supply, 3 motor drive circuit, 4 motor with built-in drive circuit, 5 position detection sensor (Hall IC), 6 PWM signal generator, 7 motor drive, 8 stator, 9 upper driver circuit, 10 Lower side driver circuit, 12 to 17 Switching element (MOSFET), 18 Inverter circuit, 19 External connection lead, 20 Logic circuit, 21 Printed circuit board, 22 Connection terminal, 23 Mold resin, 24 Bearing housing, 25 Hole for rotor penetration, 28 shunt resistor, 30 printed circuit board material, 32 counter circuit, 34 output waveform generation circuit, 36 data select circuit, 38 PWM circuit, 40 gate block circuit, 42 dead time circuit, 44 protection reset circuit, 46 advance angle circuit, 48 position Estimating circuit, 50 air conditioner 51,81 Indoor unit, 52 Outdoor unit, 53,83 Blower fan (indoor unit), 54 Blower fan (outdoor unit), 60 Filter circuit, 61 F / V conversion circuit, 70 Drive motor built-in pump motor, 71 Impeller, 72 Pump housing, 73 rotor magnet, 74 cups, 84 mounting parts, 101 through-hole mounting type parts (power IC), 102 surface mounting type parts (dedicated IC or microcomputer), 103 surface mounting type parts (Hall IC), 104 through holes Mountable parts (connector parts).

Claims (16)

ロータの位置を検出する位置検出センサと、
ステータ巻線に駆動電流を供給するインバータ回路を含み構成されるモータ駆動部と、
前記位置検出センサからの位置検出信号と外部から入力される出力電圧指令とに基づいて、前記インバータ回路を駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
モータ電流を検出するためのシャント抵抗と、
前記位置検出信号の周波数に応じて、前記インバータ回路の出力電圧位相の進角制御を行う進角回路と、
を備え、
負荷変動によって前記モータ電流が増大した場合、前記進角回路は、前記位置検出信号に基づく進角制御によって得られる制御量を進角制御が発散するのを抑制することができるように前記モータ電流の検出値を用いて小さくするモータ駆動回路。 A position detection sensor for detecting the position of the rotor;
A motor drive unit including an inverter circuit for supplying a drive current to the stator winding;
A PWM signal generation unit that generates a PWM signal for driving the inverter circuit based on a position detection signal from the position detection sensor and an output voltage command input from the outside;
A shunt resistor for detecting the motor current;
An advance angle circuit that performs advance angle control of the output voltage phase of the inverter circuit according to the frequency of the position detection signal;
With
When the motor current increases due to load fluctuation, the advance angle circuit is configured to suppress the control amount obtained by the advance angle control based on the position detection signal from diverging by the advance angle control. Motor drive circuit that uses the detected value to make it smaller. 前記位置検出信号の周波数を、前記ロータの実回転数に相当する電圧値に変換するＦ／Ｖ変換回路をさらに備えた請求項１に記載のモータ駆動回路。   The motor drive circuit according to claim 1, further comprising an F / V conversion circuit that converts a frequency of the position detection signal into a voltage value corresponding to an actual rotational speed of the rotor. 前記ＰＷＭ信号生成部は、前記出力電圧指令に重畳した高周波ノイズを除去すると共に、当該出力電圧指令の急峻な電圧変動を抑制するフィルタ回路をさらに備えた請求項１または２に記載のモータ駆動回路。   3. The motor drive circuit according to claim 1, wherein the PWM signal generation unit further includes a filter circuit that removes high frequency noise superimposed on the output voltage command and suppresses steep voltage fluctuation of the output voltage command. . 前記インバータ回路を構成するスイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴを用いた請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ駆動回路。   The motor drive circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein a MOSFET is used as a switching element constituting the inverter circuit. 前記ＭＯＳＦＥＴは、ワイドバンドギャップ半導体によって形成されている請求項４に記載のモータ駆動回路。   The motor driving circuit according to claim 4, wherein the MOSFET is formed of a wide band gap semiconductor. 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、またはダイヤモンドである請求項５に記載のモータ駆動回路。   The motor drive circuit according to claim 5, wherein the wide band gap semiconductor is silicon carbide, a gallium nitride-based material, or diamond. 請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ駆動回路を構成する各部品のうち、面実装型部品はプリント基板の一方の面に実装され、スルーホール実装型部品は前記プリント基板の他方の面に実装され、
前記プリント基板における前記面実装型部品の実装面はステータに面して配置され、該プリント基板上の前記モータ駆動回路と前記ステータとは電気的に結合されてモールド樹脂により封止されている駆動回路内蔵モータ。 Among the components constituting the motor drive circuit according to any one of claims 1 to 6, the surface mount type component is mounted on one side of the printed circuit board, and the through-hole mounted type component is the other side of the printed circuit board. Implemented on the surface of
A mounting surface of the surface-mounted component on the printed circuit board is disposed facing the stator, and the motor driving circuit and the stator on the printed circuit board are electrically coupled and sealed with a mold resin. Motor with built-in circuit. 前記モータ駆動部を構成する各構成要素の主要部が同一パッケージ内に封止された前記スルーホール実装型部品として構成され、前記ＰＷＭ信号生成部を構成する各構成要素の主要部が同一パッケージ内に封止された前記面実装型部品として構成された請求項７に記載の駆動回路内蔵モータ。   The main part of each component constituting the motor drive unit is configured as the through-hole mounting type part sealed in the same package, and the main part of each component constituting the PWM signal generation unit is in the same package The motor with a built-in drive circuit according to claim 7, wherein the motor is built as the surface-mounted component sealed in a package. 前記プリント基板の外形が半月形状である請求項７に記載の駆動回路内蔵モータ。   The motor with a built-in drive circuit according to claim 7, wherein an outer shape of the printed circuit board is a half-moon shape. 請求項７から９のいずれか一項に記載の駆動回路内蔵モータを搭載した室内機あるいは室外機のいずれか一方、あるいは両方を備えた空気調和機。   An air conditioner provided with either one or both of an indoor unit and an outdoor unit on which the drive circuit built-in motor according to any one of claims 7 to 9 is mounted. 前記室内機は、前記駆動回路内蔵モータにより駆動される軸流型の送風ファンを具備した請求項１０に記載の空気調和機。   The air conditioner according to claim 10, wherein the indoor unit includes an axial flow type fan that is driven by the motor with a built-in driving circuit. 前記送風ファンを駆動する前記駆動回路内蔵モータのロータマグネットとして、フェライト磁石を用いた請求項１１に記載の空気調和機。   The air conditioner according to claim 11, wherein a ferrite magnet is used as a rotor magnet of the motor with a built-in drive circuit that drives the blower fan. 請求項７から９のいずれか一項に記載の駆動回路内蔵モータを搭載した換気扇。   A ventilation fan equipped with the drive circuit built-in motor according to any one of claims 7 to 9. 請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ駆動回路を搭載した駆動回路内蔵ポンプモータ。   A pump motor with a built-in drive circuit, wherein the motor drive circuit according to any one of claims 1 to 6 is mounted. 請求項１４に記載の駆動回路内蔵ポンプモータを搭載したヒートポンプ給湯機。   A heat pump water heater equipped with the pump motor with a built-in drive circuit according to claim 14. 請求項１４に記載の駆動回路内蔵ポンプモータを搭載した内蔵冷温水循環式空調機。   A built-in cold / hot water circulation type air conditioner equipped with the drive circuit built-in pump motor according to claim 14.
JP2016112962A 2012-09-10 2016-06-06 Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them Active JP6619297B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012198255 2012-09-10
JP2012198255 2012-09-10

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014534211A Division JPWO2014038235A1 (en) 2012-09-10 2013-04-05 Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016158499A JP2016158499A (en) 2016-09-01
JP6619297B2 true JP6619297B2 (en) 2019-12-11

Family

ID=50236860

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014534211A Pending JPWO2014038235A1 (en) 2012-09-10 2013-04-05 Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them
JP2016112962A Active JP6619297B2 (en) 2012-09-10 2016-06-06 Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014534211A Pending JPWO2014038235A1 (en) 2012-09-10 2013-04-05 Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JPWO2014038235A1 (en)
CN (1) CN204721259U (en)
WO (1) WO2014038235A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6921752B2 (en) * 2015-10-30 2021-08-18 三菱電機株式会社 Motors, blowers and air conditioners
WO2018025327A1 (en) * 2016-08-02 2018-02-08 三菱電機株式会社 Servomotor control device
JP6338750B1 (en) 2017-03-03 2018-06-06 株式会社トーキン apparatus
JP6800329B2 (en) * 2017-06-13 2020-12-16 三菱電機株式会社 Motor drive, electric blower, vacuum cleaner and hand dryer
CN116691282B (en) * 2023-08-01 2023-12-08 江苏日盈电子股份有限公司 Internet-based vehicle-mounted air conditioner operation control system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08265919A (en) * 1995-03-20 1996-10-11 Kokusan Denki Co Ltd Driving method of dc brushless motor for motor vehicle
JP4619483B2 (en) * 2000-04-17 2011-01-26 パナソニック株式会社 Electric device
JP4015368B2 (en) * 2001-01-11 2007-11-28 カルソニックカンセイ株式会社 Brushless motor control device
JP2003200363A (en) * 2001-12-26 2003-07-15 Makita Corp Battery type power tool
JP2007275827A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Tsubaki Emerson Co Control method for brushless dc motor of shredder and controller for brushless dc motor of shredder
JP5170505B2 (en) * 2007-02-07 2013-03-27 株式会社ジェイテクト Motor control device
JP4969504B2 (en) * 2008-04-16 2012-07-04 三菱電機株式会社 VEHICLE POWER CONVERSION DEVICE AND VEHICLE DRIVE CONTROL DEVICE
JP5173877B2 (en) * 2009-02-09 2013-04-03 三菱電機株式会社 Power conversion device, motor with built-in drive circuit, and ventilation fan, air conditioner indoor unit, air conditioner, pump, and water heater equipped with the pump
JP4888526B2 (en) * 2009-06-26 2012-02-29 パナソニック株式会社 Blower and electric device equipped with the same
JP5173987B2 (en) * 2009-11-10 2013-04-03 三菱電機株式会社 Brushless DC motor drive circuit, brushless DC motor and equipment
WO2012107987A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-16 三菱電機株式会社 Heat pump device, heat pump system, and control method for three-phase inverter

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014038235A1 (en) 2016-08-08
WO2014038235A1 (en) 2014-03-13
CN204721259U (en) 2015-10-21
JP2016158499A (en) 2016-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6619297B2 (en) Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them
JP4682985B2 (en) Brushless DC motor and electric device equipped with the same
JP6270549B2 (en) Semiconductor device, motor using the same, and air conditioner
JP4586034B2 (en) Motor driving semiconductor device, three-phase motor having the same, motor driving device and fan motor
WO2013183168A1 (en) Motor equipped with power converter, and air conditioner, water heater and ventilation blower equipment equipped with this motor
JP4557955B2 (en) Motor driving circuit, motor driving method, and semiconductor integrated circuit device
WO2012077246A1 (en) Motor with embedded power conversion circuit, liquid pump in which this motor with embedded power conversion circuit is installed, air conditioner in which this liquid pump is installed, water heater in which this liquid pump is installed, and equipment in which motor with embedded power conversion cicuit is installed
JP5274539B2 (en) Electric motor and blower
JP5131304B2 (en) Motor, ventilation fan, heat exchange unit
JP2012210012A (en) Power module
JP4989665B2 (en) DRIVE CIRCUIT INTEGRATED MOTOR, AIR CONDITIONER INDOOR UNIT, AIR CONDITIONER, VENTILATION FAN AND PUMP USING THIS DRIVE CIRCUIT MOTOR
JP4509735B2 (en) Electric motor drive device, molded motor, air conditioner, refrigerator and ventilation fan
JP5964978B2 (en) Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them
JP5538506B2 (en) Electric motor drive device, electric motor incorporating the same, and air conditioner equipped with the same
AU2012201818B2 (en) Indoor equipment of air-conditioner
JP2008048503A (en) Inverter module
JP6157697B2 (en) Motor drive circuit, motor with built-in drive circuit and pump motor with built-in drive circuit, and air conditioner, ventilator, heat pump water heater, and built-in cold / hot water circulating air conditioner equipped with them
JP2003333880A (en) Motor driving device and motor
JP5687321B1 (en) Electric motor drive device, electric motor incorporating the same, and air conditioner equipped with the same
CN115885135A (en) Electric machine and method of use
KR101701553B1 (en) Invertor module for electric compressor
JP4589453B2 (en) Electric motor drive device, molded motor, air conditioner, refrigerator and ventilation fan
JP5032615B2 (en) Electric motor drive device, molded motor, air conditioner, refrigerator and ventilation fan
US20230012990A1 (en) Electric motor and air-conditioning apparatus including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170321

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171003

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6619297

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250