JP2012228164A - モータ駆動装置、及びそれを用いたヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣバスＧＮＤ電位変動やコモンモード電位変動の影響を受けることなく、起動前のモータの回転数を把握することができるモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置２０では、回転数推定部２８が、ファンモータ５１の起動前に、巻線間電圧検出部２７による検出値からファンモータ５１の回転数を推定する。マイクロコンピュータ３０が、起動前のファンモータ５１の推定回転数が所定回転数未満と判断したとき、駆動電圧がファンモータ５１に出力される。また、マイクロコンピュータ３０が、起動前のファンモータ５１の推定回転数が所定回転数以上と判断したとき、駆動電圧はファンモータ５１に出力されない。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動装置に関する。

ヒートポンプ装置の室外機には、室外ファン、及び室外ファンからの送風によって冷媒と空気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器が搭載されており、その室外ファンの駆動源として、例えば、ブラシレスＤＣモータが広く採用されている。

上記のような室外機では、室外ファンがモータの起動前から風等の影響によって既に回転していることがあり、そのような場合は室外熱交換器へ空気が送られているので、あえてモータを駆動させずともよい。それゆえ、起動前におけるモータの回転数を把握することが望まれる。

起動前のモータの回転数を把握する方法としては、例えば特許文献１（特開平７−３３７０８０号公報）に開示されている。

上記特許文献１によると、複数相からなるモータの回転により発生する誘起電圧、つまりは端子電圧に基づいて、起動前のファンの回転数が推定されている。

しかしながら、ファンの回転数をモータ端子間電圧から推定する方法は、ＧＮＤ電位変動やコモンモード電位変動の影響を受け易く、電圧の安定した検出が難しい。

本発明の課題は、ＤＣバスＧＮＤ電位変動やコモンモード電位変動の影響を受けることなく、起動前のモータの回転数を把握することができるモータ駆動装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係るモータ駆動装置は、モータへの出力電圧を制御してモータの駆動および停止を行うモータ駆動装置であって、巻線間電圧検出部と、制御部とを備えている。巻線間電圧検出部は、モータの巻線間の電圧を検出する。制御部は、モータの起動前に、巻線間電圧検出部による検出値に基づいてモータへ駆動電圧を出力するか否かを判断する。

このモータ駆動装置では、巻線間電圧検出部はＤＣバスＧＮＤと接続されないので、ＤＣバスＧＮＤ電位変動の影響を受けず、また、コモンモード電位変動の影響も受けない。それゆえ、安定した電圧検出が行われる。

本発明の第２観点に係るモータ駆動装置は、第１観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部をさらに備えている。回転数推定部は、モータの起動前に、巻線間電圧検出部による検出値からモータの回転数を推定する。回転数推定部が推定した起動前のモータの推定回転数が所定回転数未満の場合には駆動電圧がモータに出力され、回転数推定部が推定した起動前のモータの推定回転数が所定回転数以上の場合には駆動電圧がモータに出力されない。

例えば、このモータ駆動装置がヒートポンプ装置の室外熱交換器に送風する室外ファンのモータに適用された場合、起動前のモータが風等の影響により既に回転している状態において、その回転数が所定回転数以上であれば、室外熱交換器には既に十分な空気が送られていることとなるため熱交換器としての機能を十分に得ることができる。それゆえ、モータ駆動装置は、あえてモータを起動させない。逆に、回転数が所定回転数未満であれば、仮にモータが回転しているとしても、室外熱交換器に送られている空気の量は不十分であるとして、モータ駆動装置はモータを起動させる。このように、起動前のモータの回転数に応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動・運転による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第３観点に係るモータ駆動装置は、第１観点または第２観点に係るモータ駆動装置であって、巻線間電圧検出部が、モータの巻線間の電圧を分圧して回転数推定部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、巻線間の電圧を分圧して回転数推定部へ出力するので、回転数推定部側の部品定格を小さくすることができ、その分、小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第４観点に係るモータ駆動装置は、第３観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部が、推定回転数が所定値以上のときは第１信号を出力し、推定回転数が所定値未満のときは第１信号とは異なる第２信号を出力する。回転数推定部は、第１信号および第２信号を巻線間電圧検出部に対して電気的に絶縁して制御部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、第１信号および第２信号が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第５観点に係るモータ駆動装置は、第３観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部が、推定回転数に応じた出力電圧を、巻線間電圧検出部に対して電気的に絶縁して制御部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、推定回転数に応じた出力電圧が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第６観点に係るモータ駆動装置は、第５観点に係るモータ駆動装置であって、制御部が、推定回転数が所定回転数以上か否かを判断する判断部を有している。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、起動前のモータの回転数が起動すべき回転数以上かそれ未満かを確実に判断でき、それに応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第７観点に係るモータ駆動装置は、第１観点または第２観点に係るモータ駆動装置であって、巻線間電圧検出部と回転数推定部とが絶縁変圧器で絶縁されている。回転数推定部は、絶縁変圧器の出力電圧からモータの回転数を推定する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、絶縁変圧器で絶縁されているので、絶縁性がより向上する。

本発明の第８観点に係るモータ駆動装置は、第７観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部が、推定回転数が所定値以上のときは第１信号、推定回転数が所定値未満のときは第１信号とは異なる第２信号を制御部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、絶縁変圧器で絶縁されているので、絶縁性がより向上する。

本発明の第９観点に係るモータ駆動装置は、第７観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部が、推定回転数に応じた出力電圧を制御部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、絶縁変圧器で絶縁されているので、絶縁性がより向上する。

本発明の第１０観点に係るモータ駆動装置は、第９観点に係るモータ駆動装置であって、制御部が、推定回転数が所定回転数以上か否かを判断する判断部を有している。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、起動前のモータの回転数が起動すべき回転数以上かそれ未満かを確実に判断でき、それに応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第１１観点に係るモータ駆動装置は、第１観点または第２観点に係るモータ駆動装置であって、巻線間電圧検出部が、モータの巻線間の電圧を整流して回転数推定部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、一周期毎に電圧が変動する交流電圧から回転数を求めるよりも、整流後の電圧を検出する方が、信号としては安定する。

本発明の第１２観点に係るモータ駆動装置は、第１１観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部が、推定回転数が所定値以上のときは第１信号を出力し、推定回転数が所定値未満のときは第１信号とは異なる第２信号を出力する。回転数推定部は、第１信号および第２信号を巻線間電圧検出部に対して電気的に絶縁して制御部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、第１信号および第２信号が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第１３観点に係るモータ駆動装置は、第１１観点に係るモータ駆動装置であって、回転数推定部が、推定回転数に応じた出力電圧を、巻線間電圧検出部に対して電気的に絶縁して制御部へ出力する。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、推定回転数に応じた出力電圧が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第１４観点に係るモータ駆動装置は、第１３観点に係るモータ駆動装置であって、制御部が、推定回転数が所定回転数以上か否かを判断する判断部を有している。

このモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、起動前のモータの回転数が起動すべき回転数以上かそれ未満かを確実に判断でき、それに応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第１５観点に係るモータ駆動装置は、第１観点から第１４観点のいずれか１つに係るモータ駆動装置であって、モータがブラシレスＤＣファンモータである。

このモータ駆動装置では、ブラシレスＤＣファンモータの起動前の回転数が、簡単に推定される。

本発明の第１６観点に係るモータ駆動装置は、第１５観点に係るモータ駆動装置であって、モータが、起動後、ロータ位置センサレス駆動される。

このモータ駆動装置では、起動前のモータ回転数が正しく検出されるため、起動動作を滑らかに行なうことができ、起動後のロータ位置センサレス駆動が正常になされる。

本発明の第１７観点に係るモータ駆動装置は、第１観点から第１６観点のいずれか１つに係るモータ駆動装置であって、インバータと、ブートストラップ回路と、駆動回路とをさらに備えている。インバータは、上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とで形成される。ブートストラップ回路は、上アーム側スイッチング素子の低電位側よりも高い電位を生成する、駆動回路は、ブートストラップ回路から高い電位を取り入れて上アーム側スイッチング素子をオンオフさせる。

例えば、特許文献１のようなモータ端子間電圧を検出してファンの回転数を推定する方法では、端子電圧を検出する回路を介してブートストラップ回路に電流が流れ、回転数が０のときでもモータ端子電圧が発生するため、回転数を正確に検出できない場合がある。

これに対し、このモータ駆動装置では、巻線間電圧検出部がＤＣバスＧＮＤと接続されていないので、ブートストラップ回路の影響を受けない。

本発明の第１８観点に係るヒートポンプ装置は、ファンと、ファンを回転させるファンモータと、ファンモータを駆動する第１観点から第１６観点のいずれか１つに係るモータ駆動装置とを備えている。

このヒートポンプ装置では、モータ駆動装置の巻線間電圧検出部がＤＣバスＧＮＤと接続されないので、ＤＣバスＧＮＤ電位変動の影響を受けず、安定した電圧検出が行われる。それゆえ、ファンモータの回転数の推定がより正確に行われる。

本発明の第１９観点に係るヒートポンプ装置は、第１８観点に係るヒートポンプ装置であって、モータ駆動装置が、第１インバータと、第２インバータとをさらに備えている。第１インバータは、直流電源供給部より供給された直流電圧を、ファンモータを駆動するための駆動電圧に変換してファンモータに出力する。第２インバータは、直流電源供給部に対して第１インバータと並列に接続され、ファンモータとは異なる負荷を駆動する。

例えば、ファンモータ駆動用の第１インバータと、圧縮機モータ駆動用の第２インバータとがＧＮＤ電位を共有している場合、圧縮機モータの駆動用インバータの運転によってＧＮＤ電位が変動するので、電圧検出への影響が懸念されるが、このヒートポンプ装置では、ファンモータの巻線間電圧から推定されるので、ＧＮＤ電位変動の影響を受けることなく回転数が推定される。

本発明の第１観点に係るモータ駆動装置では、巻線間電圧検出部はＤＣバスＧＮＤと接続されないので、ＤＣバスＧＮＤ電位変動の影響を受けず、また、コモンモード電位変動の影響も受けない。それゆえ、安定した電圧検出が行われる。

本発明の第２観点に係るモータ駆動装置では、起動前のモータの回転数に応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動・運転による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第３観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、巻線間の電圧を分圧して回転数推定部へ出力するので、回転数推定部側の部品定格を小さくすることができ、その分、小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第４観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、第１信号および第２信号が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第５観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、推定回転数に応じた出力電圧が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第６観点に係るモータ駆動装置ではモータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第７観点から第９観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、絶縁変圧器で絶縁されているので、絶縁性がより向上する。

本発明の第１０観点に係るモータ駆動装置では、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第１１観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、一周期毎に電圧が変動する交流電圧から回転数を求めるよりも、整流後の電圧を検出する方が、信号としては安定する。

本発明の第１２観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、第１信号および第２信号が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第１３観点に係るモータ駆動装置では、安定した電圧検出が行われる上に、推定回転数に応じた出力電圧が電気的に絶縁されて出力されるので、耐ノイズ性も向上する。

本発明の第１４観点に係るモータ駆動装置では、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

本発明の第１５観点に係るモータ駆動装置では、ブラシレスＤＣファンモータの起動前の回転数が、簡単に推定される。

本発明の第１６観点に係るモータ駆動装置では、起動後のモータは、ロータ位置センサレス駆動が正常になされる。

本発明の第１７観点に係るモータ駆動装置では、巻線間電圧検出部がＤＣバスＧＮＤと接続されていないので、ブートストラップ回路の影響を受けない。

本発明の第１８観点に係るヒートポンプ装置では、モータ駆動装置が、ＤＣバスＧＮＤ電位変動の影響を受けず、ファンモータの回転数の推定がより正確に行われる。

本発明の第１９観点に係るヒートポンプ装置では、ファンモータの巻線間電圧から推定されるので、ＧＮＤ電位変動の影響を受けることなく回転数が推定される。

本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置が採用されるシステムの全体構成と、モータ駆動装置の内部構成とを示すブロック図。 ヒートポンプ装置の室外機の構成図。 巻線間電圧検出部および回転数推定部の回路図。 起動前のファンモータの回転数と巻線間電圧との関係を表す概念図。 一例としてのセンサレス制御回路の構成図。 モータ駆動装置が行う動作を示すフロー図。 モータ駆動装置が行う動作を示すフロー図。 第１変形例に係る巻線間電圧検出部および回転数推定部の回路図。 第２変形例に係る巻線間電圧検出部および回転数推定部の回路図。 第３変形例に係る巻線間電圧検出部および回転数推定部の回路図。 第４変形例に係る巻線間電圧検出部および回転数推定部の回路図。 第５変形例に係る巻線間電圧検出部および回転数推定部の回路図。 第６変形例に係るモータ駆動装置が採用されるシステムの全体の構成と、モータ駆動装置の内部構成とを示すブロック図。 第６変形例に係るファンモータ側の駆動ＩＣ内の機能部を表すブロック図。 第６変形例に係る圧縮機モータ側の駆動ＩＣ内の機能部を表したブロック図。 第７変形例に係るモータ駆動装置の主要部の回路図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）概要
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置が採用されるシステム１００の全体構成と、モータ駆動装置２０の内部構成とを示すブロック図である。図１において、ファンモータ５１は、ヒートポンプ装置の室外機１０（図２参照）に搭載される室外ファン１５駆動用のブラシレスＤＣモータである。モータ駆動装置２０も、室外機１０内に搭載される。

（１−１）室外機１０
図２は、ヒートポンプ装置の室外機１０の構成図である。図２において、室外機１０は、ヒートポンプ式給湯器の室外機であって、圧縮機１１、水熱交換器１２、膨張弁１３、蒸発器１４及び室外ファン１５を有している。圧縮機１１、水熱交換器１２、膨張弁１３及び蒸発器１４は順次接続され、冷凍サイクルが構成されている。

圧縮機１１は、冷凍サイクル内を循環する冷媒を圧縮する。水熱交換器１２には、室外機１０の外部から供給される水が通る熱交換水路１６が設けられており、熱交換水路１６中を流れる水と冷媒との間で熱交換が行なわれる。膨張弁１３は、電気的に制御される電動弁であって、冷凍サイクル内を循環する冷媒を減圧する。蒸発器１４は、冷媒サイクル内の冷媒と空気との間で熱交換を行わせ、冷媒を蒸発させる。室外ファン１５は、プロペラファンであって、回転により室外機１０外部からの空気を蒸発器１４に案内する。

室外機１０では、圧縮機１１が駆動し冷媒が循環することにより、水熱交換器１２が凝縮器として機能し、熱交換水路１６中を通る水が加熱される。

（１−２）ファンモータ５１
ファンモータ５１は、３相のブラシレスＤＣモータであって、ステータ５２と、ロータ５３とを備えている。ステータ５２は、スター結線されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを含む。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一方端は、それぞれインバータ２５から延びるＵ相、Ｖ相及びＷ相の各配線の駆動コイル端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに接続されている。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他方端は、互いに端子ＴＮとして接続されている。これら３相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗは、ロータ５３が回転することによりその回転速度とロータ５３の位置に応じた誘起電圧を発生させる。

ロータ５３は、Ｎ極及びＳ極からなる複数極の永久磁石を含み、ステータ５２に対し回転軸を中心として回転する。ロータ５３の回転は、この回転軸と同一軸心上にある出力軸（図示せず）を介して室外ファン１５に出力される。

（２）モータ駆動装置２０の構成
モータ駆動装置２０は、図１に示すように、商用電源９１、整流部２１及び平滑コンデンサ２２により構成された直流電源供給部と、電圧検出部２３と、電流検出部２４と、インバータ２５と、ゲート駆動回路２６と、巻線間電圧検出部２７と、回転数推定部２８と、センサレス制御回路２９と、マイクロコンピュータ３０とを備えている。これらは、例えば１枚のプリント基板上に実装される。

（２−１）整流部２１
整流部２１は、４つのダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂによってブリッジ状に構成されている。具体的には、ダイオードＤ１ａとＤ１ｂ、Ｄ２ａとＤ２ｂは、それぞれ互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１ａ，Ｄ２ａの各カソード端子は、共に平滑コンデンサ２２のプラス側端子に接続されており、整流部２１の正側出力端子として機能する。ダイオードＤ１ｂ，Ｄ２ｂの各アノード端子は、共に平滑コンデンサ２２のマイナス側端子に接続されており、整流部２１の負側出力端子として機能する。

ダイオードＤ１ａ及びダイオードＤ１ｂの接続点は、商用電源９１の一方の極に接続されている。ダイオードＤ２ａ及びダイオードＤ２ｂの接続点は、商用電源９１の他方の極に接続されている。整流部２１は、商用電源９１から出力される交流電圧を整流して直流電源を生成し、これを平滑コンデンサ２２へ供給する。

（２−２）平滑コンデンサ２２
平滑コンデンサ２２は、一端が整流部２１の正側出力端子に接続され、他端が整流部２１の負側出力端子に接続されている。平滑コンデンサ２２は、整流部２１によって整流された電圧を平滑する。以下、説明の便宜上、平滑コンデンサ２２による平滑後の電圧を“平滑後電圧Ｖｆｌ”という。

平滑後電圧Ｖｆｌは、平滑コンデンサ２２の出力側に接続されるインバータ２５へ印加される。言い換えれば、商用電源９１、整流部２１、及び平滑コンデンサ２２は、インバータ２５に対する直流電源供給部を構成している。

なお、コンデンサの種類としては、電解コンデンサやセラミックコンデンサ、タンタルコンデンサ等が挙げられるが、本実施形態においては、平滑コンデンサ２２として電解コンデンサが採用される。

（２−３）電圧検出部２３
電圧検出部２３は、平滑コンデンサ２２の出力側に接続されており、平滑コンデンサ２２の両端電圧、即ち平滑後電圧Ｖｆｌの値を検出するためのものである。電圧検出部２３は、例えば、互いに直列に接続された２つの抵抗が平滑コンデンサ２２に並列接続され、平滑後電圧Ｖｆｌが分圧されるように構成される。それら２つの抵抗同士の接続点の電圧値は、センサレス制御回路２９に入力される。

（２−４）電流検出部２４
電流検出部２４は、平滑コンデンサ２２及びインバータ２５の間であって、かつ平滑コンデンサ２２の負側出力端子側に接続されている。電流検出部２４は、ファンモータ５１の起動後、ファンモータ５１に流れるモータ電流Ｉｍを検出する。

電流検出部２４は、例えば、シャント抵抗及び該抵抗の両端の電圧を増幅させるオペアンプを用いた増幅回路で構成されてもよい。電流検出部２４によって検出されたモータ電流は、センサレス制御回路２９に入力される。

（２−５）インバータ２５
インバータ２５は、平滑コンデンサ２２の出力側に接続される。図１において、インバータ２５は、複数の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタという）Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａ，Ｑ５ｂ及び複数の還流用ダイオードＤ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ，Ｄ５ａ，Ｄ５ｂを含む。

トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂは、それぞれ互いに直列に接続されており、各ダイオードＤ３ａ〜Ｄ５ｂは、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂに、トランジスタのコレクタ端子とダイオードのカソード端子が、また、トランジスタのエミッタ端子とダイオードのアノード端子が接続されるよう、並列接続されている。

インバータ２５は、平滑コンデンサ２２からの平滑後電圧Ｖｆｌが印加され、かつゲート駆動回路２６により指示されたタイミングで各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂがオン及びオフを行うことによって、ファンモータ５１を駆動する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成する。この駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、各トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂの各接続点ＮＵ，ＮＶ，ＮＷからファンモータ５１に出力される。

インバータ２５は、起動前のファンモータ５１の回転数がどのような回転数であるのかを示す回転数推定部２８からの信号に応じて、ファンモータ５１を起動したり起動を見合わせたりする。

具体的には、回転数推定部２８から取得した起動に関する信号が、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数未満であることを示す場合、インバータ２５は、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをファンモータ５１に出力する。これにより、ファンモータ５１は起動し出す。

しかし、その信号が、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上の場合、インバータ２５は、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをファンモータ５１に出力しない。これにより、ファンモータ５１は起動をしないままの状態を保つ。

これは、起動前の時点で、室外ファン１５が風等の影響を受けており既にファンモータ５１が十分な回転数で回転しているのであれば、室外ファン１５の回転によって蒸発器１４には十分な空気が送られていることが想定される。このような場合には、ヒートポンプ装置の蒸発器１４としての機能が損なわれないため、インバータ２５は、あえてファンモータ５１に駆動信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを出力せずとも良い。

他方、起動前のファンモータ５１の回転数が十分でない（起動前のファンモータ５１が回転していない場合を含む）のであれば、蒸発器１４には十分な空気が送られていないことになる。この場合、蒸発器１４として十分機能できない恐れがあるため、インバータ２５は、ファンモータ５１に駆動信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを出力してファンモータ５１を起動させる。

（２−６）ゲート駆動回路２６
ゲート駆動回路２６は、センサレス制御回路２９からの起動指令Ｖｐｗｍに基づき、インバータ２５の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのオン及びオフの状態を変化させる。具体的には、ゲート駆動回路２６は、センサレス制御回路２９によって決定されたデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがインバータ２５からファンモータ５１に出力されるように、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのゲートに印加するゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを生成する。生成されたゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚは、それぞれのトランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのゲート端子に印加される。

（２−７）巻線間電圧検出部２７
巻線間電圧検出部２７は、２つの入力端子がファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵおよびＶ相の駆動コイル端子ＴＶに接続されており、出力が回転数推定部２８に接続されている。巻線間電圧検出部２７は、インバータ２５よりも後段側に位置し、起動前においてファンモータ５１が回転している際に、ファンモータ５１から発生する誘起電圧Ｖｕｖ（図３参照）を検出する。

このような巻線間電圧検出部２７の構成の一例を、図面を用いて説明する。図３は、巻線間電圧検出部２７及び回転数推定部２８の回路図である。図３において、ファンモータ５１のＶ相の駆動コイル端子ＴＶからの入力線には、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２が直列に接続されている。

第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２それぞれの抵抗値をｒ１、ｒ２としたとき、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２それぞれの両端には、[ｒ１・Ｖｕｖ／（ｒ１＋ｒ２）]、[ｒ２・Ｖｕｖ／（ｒ１＋ｒ２）]の電圧が発生しており、両者のうちのいずれか一方の電圧が回転数推定部２８に入力される。

（２−８）回転数推定部２８
回転数推定部２８は、巻線間電圧検出部２７の出力端子及びマイクロコンピュータ３０の入力端子に接続される。回転数推定部２８は、巻線間電圧検出部２７の検出結果に基づいて、起動前のファンモータ５１の回転数を推定する回路である。

ファンモータ５１の起動前の状態では、インバータが動作しておらず、風等の影響により回転しているファンモータ５１には、誘起電圧が発生するので、巻線間電圧検出部２７の検出電圧は、ファンモータ５１の回転数を直接的に表す値となる。

図４は、起動前のファンモータの回転数と巻線間電圧（例えば、実効値、平均値、ピーク値）との関係を表す概念図である。図４において、巻線間電圧は回転数にほぼ比例し、起動前のファンモータ５１の回転数が大きい程、巻線間電圧も大きくなる。回転数推定部２８は、巻線間電圧の大きさと起動前のファンモータ５１の回転数との関係を予め把握しておくことによって、巻線間電圧の大きさから起動前のファンモータ５１の回転数を推定することが可能となる。

図３に示すように、回転数推定部２８は、ツェナダイオードＺＤ１と、フォトカプラ２８０と、第３抵抗Ｒ３とを含んでいる。フォトカプラ２８０は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３及び第４端子Ｔ４を有している。

回転数推定部２８では、巻線間電圧検出部２７の第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との接続点Ｃ１が、ツェナダイオードＺＤ１を介してフォトカプラ２８０の第１端子Ｔ１に繋がっている。具体的には、ツェナダイオードＺＤ１のカソードが接続点Ｃ１に接続され、アノードが第１端子Ｔ１に接続されている。また、第２抵抗Ｒ２の低電位側とＵ相の駆動コイル端子ＴＵからの入力線がフォトカプラ２８０の第２端子Ｔ２と繋がっている。

第３端子Ｔ３は制御用電源Ｖｃ側に接続されており、第４端子Ｔ４は第３抵抗Ｒ３を介してＧＮＤ側に接続されている。また、第３抵抗Ｒ３の高電位側がマイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に繋がっている。

フォトカプラ２８０は、フォトトランジスタ２８１と発光ダイオード２８２を内蔵している。フォトトランジスタ２８１のコレクタと第３端子Ｔ３とが通じ、フォトトランジスタ２８１のエミッタと第４端子Ｔ４とが通じている。

また、発光ダイオード２８２のアノードは第１端子Ｔ１と通じ、発光ダイオード２８２のカソードは第２端子Ｔ２と通じている。

例えば、ファンモータ５１が自然風によって回転するとき、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵとＶ相の駆動コイル端子ＴＶとの間には、誘導起電圧Ｖｕｖが発生する。このときの接続点Ｃ１の電圧がツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を上回っているとき、発光ダイオード２８２が発光してフォトトランジスタ２８１が導通し、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号としてのＨｉｇｈ信号が入力される。

逆に、接続点Ｃ１の電圧がツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を下回っているとき、発光ダイオード２８２は発光しないので、フォトトランジスタ２８１は導通せず、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位は０である。この状態は、第１信号との区別可能な程度に電位が低い第２信号（ここではＬｏｗ信号）が入力されていることと同じ状態である。

したがって、接続点Ｃ１の電圧がツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を上回るときのファンモータ５１の回転数を所定回転数とするように、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２の抵抗値もしくはツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を選定することによって、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号が入力されているときは、ファンモータ５１の回転数が所定回転数以上になっていると推定できる。逆に、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第２信号（Ｌｏｗ信号）が入力されているときは、ファンモータ５１の回転数が所定回転数未満であると推定できる。

尚、図４に示すような、巻線間電圧の大きさと起動前のファンモータ５１の回転数との関係は、ファンモータ５１の特性や平滑コンデンサ２２の容量等に基づき、机上計算やシミュレーション、実験等によって予め導かれている。

また、Ｖｕｖはその瞬間値が時間の経過と共に変化する交流電圧であるため、入力端子Ｐ１に入力される第１信号は、パルス状の信号となる。

（２−９）センサレス制御回路２９
センサレス制御回路２９は、巻線間電圧検出部２７、電圧検出部２３、電流検出部２４、ゲート駆動回路２６及びマイクロコンピュータ３０と接続されている。センサレス制御回路２９は、マイクロコンピュータ３０から送られてきた回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令に基づいて、ファンモータ５１をロータ位置センサレス方式にて駆動させる回路である。

ロータ位置センサレス方式とは、ファンモータ５１の特性を示す各種パラメータ、ファンモータ５１起動後の巻線間電圧検出部２７の検出結果、電圧検出部２３の結果、電流検出部２４の結果、及びファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデル等を用いて、ロータ位置及び回転数の推定、回転数に対するＰＩ制御、モータ電流に対するＰＩ制御等を行う方式である。ファンモータ５１の特性を示す各種パラメータとしては、使用されるファンモータ５１の巻線抵抗、インダクタンス成分、誘起電圧、極数などが挙げられる。

図５は、一例としてのセンサレス制御回路の構成図である。図５において、センサレス制御回路２９は、主として、モータモデル演算部２９ａ、ロータ位置推定部２９ｂ、運転回転数推定部２９ｃ、ＬＰＦ２９ｄ、回転数制御部２９ｅ及び電流制御部２９ｆによって構成されている。

モータモデル演算部２９ａは、ファンモータ５１の特性を示す各種パラメータをモータモデルとして用いて、モータ５１への指令電圧、推定したロータ位置、推定した回転数から、モータ電流の理想値を演算する。

ロータ位置推定部２９ｂは、この理想値と、電流検出部２４によって実際に検出されたモータ電流Ｉｍとの間で減算処理された結果を入力として、現時点でのロータ位置を推定する。

運転回転数推定部２９ｃは、推定されたロータ位置を用いて、現時点でのファンモータ５１の回転数を推定する。各推定部２９ｂ，２９ｃにおける推定結果は、モータ電流の理想値と実際のモータ電流Ｉｍとの差分を“０”にするべく補正処理が行われ、モータモデルの補正がなされる。ＬＰＦ２９ｄは、推定された回転数からノイズ成分及び高調波成分を除去する。ＬＰＦ２９ｄから出力されたファンモータ５１の回転数は、波形成形部２９ｇによって所望の回転数信号ＦＧとなり、マイクロコンピュータ３０に出力される。

また、ＬＰＦ２９ｄから出力されたファンモータ５１の回転数は、マイクロコンピュータ３０から送られてきた運転指令に含まれる回転数指令Ｖｆｇとの間で減算処理が行われる。回転数制御部２９ｅは、減算処理の結果が入力されると、回転数に対してＰＩ制御を行う。電流制御部２９ｆは、回転数制御部２９ｅによる制御結果であるｄ軸トルク電流指令Ｉｄ*と、例えばｑ軸電流指令Ｉｑが“０”となるような指令“Ｉｑ*＝０”と、巻線間電圧検出部２７により検出された電圧とに基づいて電流制御を行い、これらの指令に基づいた電流となるような指令電圧Ｖｐｗｍを生成する。このような電流制御部２９ｆの制御により、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを含む指令電圧Ｖｐｗｍが生成され、ゲート駆動回路２６に入力される。また、指令電圧Ｖｐｗｍはモータモデル演算部２９ａに入力され、モータモデルの更なる補正がなされる。

このような構成を有するセンサレス制御回路２９は、マイクロコンピュータ３０及びゲート駆動回路２６等によってインバータ２５の制御が行われているときのみ、ロータ位置の推定を行うと言うことができる。インバータ２５の制御が行われているときとは、ファンモータ５１が起動指令によって起動し、駆動中であることに相当する。

言い換えれば、センサレス制御回路２９は、ファンモータ５１の起動前においては、ファンモータ５１の回転数を推定することができない。何故ならば、上述したように、ロータ位置センサレス方式では、推定したロータ位置を回転数の推定に利用するため、起動前のファンモータ５１においてはロータ位置を推定することができないからである。

（２−１０）マイクロコンピュータ３０
マイクロコンピュータ３０は、回転数推定部２８、及びセンサレス制御回路２９と接続されている。また、マイクロコンピュータ３０は、室外機１０の各機器を統括して制御する室外機側制御部とも接続されており、室外機１０を各機器における異常の有無に応じて、ファンモータ５１の駆動を制御する。それゆえ、マイクロコンピュータ３０は、判断部３０ａとして機能する。

なお、このマイクロコンピュータ３０には、インバータ２５とは別の電源が、ファンモータ５１の駆動状態に関係なく常に供給される。

判断部３０ａは、回転数推定部２８によって推定された起動前のファンモータ５１の回転数と所定回転数とを比較し、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上か否かを判断する。

起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上であれば、既に風等の影響によりファンモータ５１が十分な回転数で回転しており、あえてファンモータ５１を起動させずとも蒸発器１４には十分な空気が送られており十分な熱交換ができることから、判断部３０ａは、ファンモータ５１を起動させないままにすると判断する。この場合、マイクロコンピュータ３０からセンサレス制御回路２９へはファンモータ５１の起動指令が送られないため、インバータ２５の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂは、オフの状態を保ったままとなる。

逆に、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数未満であれば、現時点においては蒸発器１４には十分な空気が送られていないこととなるため、判断部３０ａは、ファンモータ５１を起動させると判断する。この場合には、マイクロコンピュータ３０からセンサレス制御回路２９へは、ファンモータ５１の起動指令が送られ、インバータ２５の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂは異なるタイミングでオン及びオフし出す。

なお、上述した所定回転数は、ファンモータ５１、室外ファン１５及び蒸発器１４の特性等に基づいて、机上計算やシミュレーション、実験等によって予め適宜な値に設定されているとする。

（３）動作
図６及び図７は、モータ駆動装置２０が行う動作を示すフロー図である。以下、モータ駆動装置２０の動作について、図６及び図７を用いて説明する。

ステップＳ１〜Ｓ３：室外ファン１５の運転開始指令を室外機１０の室外機側制御部から取得したとき（ステップＳ１のＹｅｓ）、巻線間電圧検出部２７は、ファンモータ５１の巻線間の電圧を検出し（ステップＳ２）、回転数推定部２８は起動前の現時点でのファンモータ５１の回転数を推定する（ステップＳ３）。

ステップＳ４，Ｓ５：判断部３０ａは、ステップＳ３にて推定された起動前のファンモータ５１の回転数を所定回転数と比較する（ステップＳ４）。起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上であれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、判断部３０ａは、現時点においてはファンモータ５１を起動させないと判断する（ステップＳ５）。この場合、インバータ２５からは、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがファンモータ５１に出力されない。

ステップＳ６：ステップＳ２の動作から所定時間が経過する毎に、ステップＳ２以降の動作が繰り返される。つまり、ステップＳ５においてファンモータ５１を起動させないと判断された場合には、ファンモータ５１の巻線間の電圧の検出動作がリトライされる。

ステップＳ７：ステップＳ４において、起動前の現時点でのファンモータ５１の回転数が所定回転数未満であれば（ステップＳ４のＮｏ）、判断部３０ａは、ファンモータ５１を起動させると判断する。この場合、インバータ２５からは、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがファンモータ５１に出力され、ファンモータ５１は起動し出す。

ステップＳ８：ステップＳ７にて起動したファンモータ５１は、センサレス制御回路２９により、ロータ位置センサレス駆動される。

ステップＳ９，Ｓ１０：ファンモータ５１の駆動中に、室外機１０に含まれる機器にて異常が発生した旨を室外機側制御部から取得した場合には（ステップＳ９のＹｅｓ）、インバータ２５による駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのファンモータ５１への出力が停止され、ファンモータ５１は駆動を停止する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１１：ファンモータ５１の駆動中に、室外機１０に含まれる機器にて異常が発生した旨を室外機側制御部から取得しないまま、室外ファン１５の駆動停止指示を取得した場合（ステップＳ９のＮｏ）、インバータ２５による駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのファンモータ５１への出力が停止され、ファンモータ５１は駆動を停止する。

（４）特徴
（４−１）
モータ駆動装置２０では、回転数推定部２８が、ファンモータ５１の起動前に、巻線間電圧検出部２７による検出値からファンモータ５１の回転数を推定する。マイクロコンピュータ３０が、起動前のファンモータ５１の推定回転数が所定回転数未満と判断したとき、駆動電圧がファンモータ５１に出力される。また、マイクロコンピュータ３０が、起動前のファンモータ５１の推定回転数が所定回転数以上と判断したとき、駆動電圧はファンモータ５１に出力されない。

このモータ駆動装置では、巻線間電圧検出部はＤＣバスＧＮＤと接続されないので、ＤＣバスＧＮＤ電位変動の影響を受けず、また、コモンモード電位変動の影響も受けない。それゆえ、安定した電圧検出が行われる。

（４−２）
また、起動前のファンモータ５１の回転数に応じてファンモータ５１の起動実行が制御されるため、ファンモータ５１の起動・運転による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

（４−３）
また、巻線間電圧検出部２７は、ファンモータ５１の巻線間の電圧を分圧して回転数推定部２８へ出力するので、回転数推定部２８側の部品定格を小さくすることができ、その分、小型化、低コスト化を図ることができる。

（４−４）
また、回転数推定部２８が、推定回転数が所定値以上のときは第１信号を出力し、推定回転数が所定値未満のときは第２信号を出力する。回転数推定部２８は、第１信号および第２信号を巻線間電圧検出部２７に対して電気的に絶縁してマイクロコンピュータ３０へ出力するので、耐ノイズ性も向上する。

（４−５）
モータ駆動装置２０では、ファンモータ５１が、ブラシレスＤＣファンモータであり、その起動前の回転数が簡単に推定される。

（４−６）
モータ駆動装置２０では、起動後のファンモータ５１は、ロータ位置センサレス駆動が正常になされる。

（４−７）
ヒートポンプ装置では、モータ駆動装置２０の巻線間電圧検出部２７がＤＣバスＧＮＤと接続されないので、ＤＣバスＧＮＤ電位変動の影響を受けず、安定した電圧検出が行われる。それゆえ、ファンモータ５１の回転数の推定がより正確に行われる。

（５）変形例
上記実施形態では、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号が入力されているとき、ファンモータ５１の回転数が所定回転数以上になっていると推定しているが、ファンモータ５１の回転数を推定する手段は、それに限定されるものではない。以下、ファンモータ５１の回転数を推定する他の手段を第１−第５変形例として説明する。

（５−１）第１変形例
図８は、第１変形例に係る巻線間電圧検出部２７及び回転数推定部２８の回路図である。図８において、フォトカプラ２８０は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３及び第４端子Ｔ４を有している。

ファンモータ５１のＶ相の駆動コイル端子ＴＶからの入力線には、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２が直列に接続されている。また、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との接続点Ｃ１が、第１端子Ｔ１に繋がっている。また、第２抵抗Ｒ２の低電位側とＵ相の駆動コイル端子ＴＵからの入力線がフォトカプラ２８０の第２端子Ｔ２と繋がっている。

第３端子Ｔ３は制御用電源Ｖｃ側に接続されており、第４端子Ｔ４は第３抵抗Ｒ３を介してＧＮＤ側に接続されている。また、第３抵抗Ｒ３の高電位側がマイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に繋がっている。

フォトカプラ２８０は、フォトトランジスタ２８１と発光ダイオード２８２を内蔵している。フォトトランジスタ２８１のコレクタと第３端子Ｔ３とが通じ、フォトトランジスタ２８１のエミッタと第４端子Ｔ４とが通じている。

発光ダイオード２８２のアノードは第１端子Ｔ１と通じ、発光ダイオード２８２のカソードは第２端子Ｔ２と通じている。

例えば、ファンモータ５１が自然風によって回転するとき、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵとＶ相の駆動コイル端子ＴＶとの間には、誘導起電圧Ｖｕｖが発生する。このときの接続点Ｃ１の電圧に応じて発光ダイオード２８２は発光するので、フォトトランジスタ２８１が導通する。

ファンモータ５１の回転数が大きいほど誘導起電圧Ｖｕｖが大きく、その分、接続点Ｃ１の電圧が大きくなる。接続点Ｃ１の電圧が大きくなると、発光ダイオード２８２に流れる電流が増大し、フォトトランジスタ２８１に流れる電流も増大する。その結果、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位が高くなる。

ここでＶｕｖはその瞬間値が時間の経過と共に変化する交流電圧であるため、予め、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位のピーク値あるいは平均値などとファンモータ５１の回転数との相関をマイクロコンピュータ３０又は判断部３０ａに記憶させておくことによって、ファンモータ５１の回転数の推定が可能となる。あるいは、変動するＰ１の電位の変動周期を測定することによって、回転数を推定することができる。

なお、回転数推定部２８は、推定回転数に応じた出力電圧を、巻線間電圧検出部２７に対して電気的に絶縁してマイクロコンピュータ３０へ出力するので、耐ノイズ性が高い。

（５−２）第２変形例
図９は、第２変形例に係る巻線間電圧検出部２７及び回転数推定部２８の回路図である。図９において、絶縁変圧器２７０は、第１端子Ｔ２１、第２端子Ｔ２２、第３端子Ｔ２３及び第４端子Ｔ２４を有している。

ファンモータ５１のＶ相の駆動コイル端子ＴＶからの入力線は、絶縁変圧器２７０の第１端子Ｔ２１に接続されている。また、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵからの入力線が、絶縁変圧器２７０の第２端子Ｔ２２に接続されている。

絶縁変圧器２７０の第３端子Ｔ２３には、ツェナダイオードＺＤ１９、ダイオードＤ２０、及び抵抗Ｒが直列に接続されている。具体的には、第３端子Ｔ２３にツェナダイオードＺＤ１９のカソードが接続され、ツェナダイオードＺＤ１９のアノードにダイオードＤ２０のアノードが接続され、ダイオードＤ２０のカソードに抵抗Ｒが接続されている。

ダイオードＤ２０のカソードと抵抗Ｒとの接続点Ｃ２は、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に繋がっている。また、絶縁変圧器２７０の第４端子Ｔ２４と第２抵抗Ｒ２の低電位側とがＧＮＤ側に接続されている。

例えば、ファンモータ５１が自然風によって回転するとき、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵとＶ相の駆動コイル端子ＴＶとの間には、誘導起電圧Ｖｕｖが発生する。この誘導起電力Ｖｕｖは絶縁変圧器２７０の第１端子Ｔ２１と第２端子Ｔ２２との間に一次電圧として印加され、絶縁変圧器２７０の第３端子Ｔ２３と第４端子Ｔ２４との間に変成比に応じた２次電圧が出力される。このときのツェナダイオードＺＤ１９の両端にかかる電圧がツェナ電圧を上回っているとき、抵抗Ｒに電流がながれ、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号としてのＨｉｇｈ信号が入力される。

逆に、ツェナダイオードＺＤ１９の両端にかかる電圧がツェナ電圧を下回っているとき、抵抗Ｒに電流がながれず、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位は０である。この状態は、第１信号との区別可能な程度に電位が低い第２信号が入力されていることと同じ状態である。

したがって、ツェナダイオードＺＤ１９の両端にかかる電圧がツェナ電圧を上回るときのファンモータ５１の回転数を所定回転数とすることによって、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号が入力されているときは、ファンモータ５１の回転数を所定回転数以上になっていると推定できる。逆に、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第２信号が入力されているときは、ファンモータ５１の回転数を所定回転数未満であると推定できる。

なお、第２変形例では、巻線間電圧検出部２７と回転数推定部２８とが絶縁変圧器２７０で絶縁されているので、絶縁性が高い。また、Ｖｕｖはその瞬間値が時間の経過と共に変化する交流電圧であるため、入力端子Ｐ１に入力される第１信号は、パルス状の信号となる。

（５−３）第３変形例
図１０は、第３変形例に係る巻線間電圧検出部２７及び回転数推定部２８の回路図である。図１０において、絶縁変圧器２７０は、第１端子Ｔ２１、第２端子Ｔ２２、第３端子Ｔ２３及び第４端子Ｔ２４を有している。

ファンモータ５１のＶ相の駆動コイル端子ＴＶからの入力線は、絶縁変圧器２７０の第１端子Ｔ２１に接続されている。また、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵからの入力線が、絶縁変圧器２７０の第２端子Ｔ２２に接続されている。

絶縁変圧器２７０の第３端子Ｔ２３には、ダイオードＤ２０、第１抵抗Ｒ２１及び第２抵抗Ｒ２２が直列に接続されている。具体的には、第３端子Ｔ２３にダイオードＤ２０のアノードが接続され、ダイオードＤ２０のカソードに第１抵抗Ｒ２１が接続され、第１抵抗Ｒ２１に第２抵抗Ｒ２２が直列に接続されている。

第１抵抗Ｒ２１と第２抵抗Ｒ２２との接続点Ｃ３は、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に繋がっている。また、絶縁変圧器２７０の第４端子Ｔ２４と第２抵抗Ｒ２２の低電位側とがＧＮＤ側に接続されている。

例えば、ファンモータ５１が自然風によって回転するとき、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵとＶ相の駆動コイル端子ＴＶとの間には、誘導起電圧Ｖｕｖが発生する。この誘導起電力Ｖｕｖは絶縁変圧器２７０の第１端子Ｔ２１と第２端子Ｔ２２との間に一次電圧として印加され、絶縁変圧器２７０の第３端子Ｔ２３と第４端子Ｔ２４との間に変成比に応じた２次電圧が出力される。

ファンモータ５１の回転数が大きいほど誘導起電圧Ｖｕｖが大きく、その分、接続点Ｃ３の電圧が大きくなる。その結果、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位が高くなる。

ここでＶｕｖはその瞬間値が時間の経過と共に変化する交流電圧であるため、予め、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位のピーク値あるいは平均値などとファンモータ５１の回転数との相関をマイクロコンピュータ３０又は判断部３０ａに記憶させておくことによって、ファンモータ５１の回転数の推定が可能となる。あるいは、変動するＰ１の電位の変動周期を測定することによって、回転数を推定することができる。

なお、第３変形例では、巻線間電圧検出部２７と回転数推定部２８とが絶縁変圧器２７０で絶縁されているので、絶縁性が高い。

（５−４）第４変形例
図１１は、第４変形例に係る巻線間電圧検出部２７及び回転数推定部２８の回路図である。図１１において、整流回路２６８は、４つのダイオードＤ４１ａ，Ｄ４１ｂ，Ｄ４２ａ，Ｄ４２ｂによってブリッジ状に構成されている。ダイオードＤ４１ａとダイオードＤ４１ｂとが直列に接続され、ダイオードＤ４２ａとダイオードＤ４２ｂとが直列に接続されている。ダイオードＤ４１ａ及びダイオードＤ４２ａの各カソード端子は、共に平滑コンデンサ２６９のプラス側端子に接続されており、整流回路２６８の正側出力端子として機能する。ダイオードＤ４１ｂ及びダイオードＤ４２ｂの各アノード端子は、共に平滑コンデンサ２６９のマイナス側端子に接続されており、整流回路２６８の負側出力端子として機能する。

ファンモータ５１のＶ相の駆動コイル端子ＴＶからの入力線が、ダイオードＤ４１ａ及びダイオードＤ４１ｂの接続点に接続されている。また、Ｕ相の駆動コイル端子ＴＵからの入力線がダイオードＤ４２ａ及びダイオードＤ４２ｂの接続点に接続されている。整流回路２６８は、ファンモータ５１の巻線間電圧を整流して平滑コンデンサ２６９へ供給する。

また、直列に接続された第１抵抗Ｒ３１及び第２抵抗Ｒ３２が、平滑コンデンサ２６９の両端に並列に接続されている。さらに、第２抵抗Ｒ３２の両端にフォトカプラ２８０が並列に接続されている。具体的には、フォトカプラ２８０は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３及び第４端子Ｔ４を有しており、第１抵抗Ｒ３１と第２抵抗Ｒ３２との接続点Ｃ４が、ツェナダイオードＺＤ１を介してフォトカプラ２８０の第１端子Ｔ１に繋がっている。具体的には、ツェナダイオードＺＤ１のカソードが接続点Ｃ４に接続され、アノードが第１端子Ｔ１に接続されている。また、第２抵抗Ｒ３２の低電位側とフォトカプラ２８０の第２端子Ｔ２と繋がっている。

第３端子Ｔ３は制御用電源Ｖｃ側に接続されており、第４端子Ｔ４は第３抵抗Ｒ３３を介してＧＮＤ側に接続されている。また、第３抵抗Ｒ３３の高電位側がマイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に繋がっている。

フォトカプラ２８０は、フォトトランジスタ２８１と発光ダイオード２８２を内蔵している。フォトトランジスタ２８１のコレクタと第３端子Ｔ３とが通じ、フォトトランジスタ２８１のエミッタと第４端子Ｔ４とが通じている。

発光ダイオード２８２のアノードは第１端子Ｔ１と通じ、発光ダイオード２８２のカソードは第２端子Ｔ２と通じている。

例えば、ファンモータ５１が自然風によって回転するとき、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵとＶ相の駆動コイル端子ＴＶとの間には、誘導起電圧Ｖｕｖが発生する。このときの接続点Ｃ４の電圧がツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を上回っているとき、発光ダイオード２８２が発光してフォトトランジスタ２８１が導通し、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号としてのＨｉｇｈ信号が入力される。

逆に、接続点Ｃ１の電圧がツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を下回っているとき、発光ダイオード２８２は発光しないので、フォトトランジスタ２８１は導通せず、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位は０である。この状態は、第１信号との区別可能な程度に電位が低い第２信号が入力されていることと同じ状態である。

したがって、接続点Ｃ４の電圧がツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧を上回るときのファンモータ５１の回転数を所定回転数とすることによって、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第１信号が入力されているときは、ファンモータ５１の回転数を所定回転数以上になっていると推定できる。逆に、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に第２信号が入力されているときは、ファンモータ５１の回転数を所定回転数未満であると推定できる。

なお、巻線間電圧検出部２７は、ファンモータ５１の巻線間の電圧を整流して回転数推定部２８へ出力するので、一周期毎に電圧が変動する交流電圧から回転数を求めるよりも信号としては安定する。それゆえ、簡単な検出ロジックで安定した電圧検出が行われる上に、耐ノイズ性も高い。

（５−５）第５変形例
図１２は、第５変形例に係る巻線間電圧検出部２７及び回転数推定部２８の回路図である。図１２において、整流回路２６８、平滑コンデンサ２６９、第１抵抗Ｒ３１、第２抵抗Ｒ３２、ファンモータ５１のＶ相の駆動コイル端子ＴＶからの入力線、及びＵ相の駆動コイル端子ＴＵからの入力線の接続形態は、第４変形例と同様であるので、説明を省略する。

図１２において、第２抵抗Ｒ３２の両端にフォトカプラ２８０が並列に接続されている。具体的には、フォトカプラ２８０は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３及び第４端子Ｔ４を有しており、第１抵抗Ｒ３１と第２抵抗Ｒ３２との接続点Ｃ４が、フォトカプラ２８０の第１端子Ｔ１に繋がっている。また、第２抵抗Ｒ３２の低電位側とフォトカプラ２８０の第２端子Ｔ２と繋がっている。

第３端子Ｔ３は制御用電源Ｖｃ側に接続されており、第４端子Ｔ４は第３抵抗Ｒ３３を介してＧＮＤ側に接続されている。また、第３抵抗Ｒ３３の高電位側がマイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１に繋がっている。

フォトカプラ２８０は、フォトトランジスタ２８１と発光ダイオード２８２を内蔵している。フォトトランジスタ２８１のコレクタと第３端子Ｔ３とが通じ、フォトトランジスタ２８１のエミッタと第４端子Ｔ４とが通じている。

発光ダイオード２８２のアノードは第１端子Ｔ１と通じ、発光ダイオード２８２のカソードは第２端子Ｔ２と通じている。

例えば、ファンモータ５１が自然風によって回転するとき、ファンモータ５１のＵ相の駆動コイル端子ＴＵとＶ相の駆動コイル端子ＴＶとの間には、誘導起電圧Ｖｕｖが発生する。このときの接続点Ｃ４の電圧に応じて発光ダイオード２８２は発光するので、フォトトランジスタ２８１が導通する。

ファンモータ５１の回転数が大きいほど誘導起電圧Ｖｕｖが大きく、その分、接続点Ｃ４の電圧が大きくなる。接続点Ｃ４の電圧が大きくなると、発光ダイオード２８２に流れる電流が増大し、フォトトランジスタ２８１に流れる電流も増大する。その結果、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位が高くなる。

予め、マイクロコンピュータ３０の入力端子Ｐ１の電位とファンモータ５１の回転数との相関をマイクロコンピュータ３０又は判断部３０ａに記憶させておくことによって、ファンモータ５１の回転数の推定が可能となる。

なお、巻線間電圧検出部２７が、ファンモータ５１の巻線間の電圧を整流して回転数推定部２８へ出力するので、一周期毎に電圧が変動する交流電圧から回転数を求めるよりも信号としては安定する。それゆえ、簡単なロジックで安定した電圧検出が行われる上に、耐ノイズ性も高い。

（５−６）第６変形例
上記実施形態では、モータ駆動装置２０が、ファンモータ５１のみを駆動する場合について説明した。しかし、上述したモータ駆動装置は、ファンモータ５１が圧縮機モータ６１と並列に接続された構成において、ファンモータ５１及び圧縮機モータ６１を駆動する場合にも適用することができる。

図１３は、第６変形例に係るモータ駆動装置が採用されるシステム２００の全体の構成と、モータ駆動装置の内部構成とを示すブロック図である。なお、図１３では、構成を簡単にするため、整流部１３１及び各インバータ１２５，１３３の内部の詳細な構成は省略しているが、整流部１３１及び各インバータ１２５，１３３の内部の構成は、図１と同様である。

モータ駆動装置１２０は、ファンモータ５１側の構成として、平滑コンデンサ１２２、電流検出部１２４、インバータ１２５、ファンモータ側の駆動用ＩＣ１２６、及び巻線間電圧検出部１２７を備えている。

モータ駆動装置１２０は、圧縮機モータ６１側の構成として、第２インバータ１３３及び駆動用ＩＣ１３６を備えている。また、モータ駆動装置１２０は、圧縮機１１及び室外ファン１５に共通する構成として、商用電源９１に接続された整流部１３１と、第２平滑コンデンサ１３２とを有する。

図１４Ａは、第６変形例に係るファンモータ側の駆動ＩＣ内の機能部を表すブロック図である。図１４Ａにおいて、駆動用ＩＣ１２６は、ゲート駆動回路１２６ａ、回転数推定部１２６ｂ、及びセンサレス制御回路１２６ｃを有する。

また、図１４Ｂは、第６変形例に係る圧縮機モータ側の駆動ＩＣ内の機能部を表したブロック図である。図１４Ｂにおいて、圧縮機モータ６１側の駆動用ＩＣ１３６は、ゲート駆動回路１３６ａ、及びセンサレス制御回路１３６ｃを有する。

平滑コンデンサ１２２、電流検出部１２４、ファン用インバータ１２５、ゲート駆動回路１２６ａ、回転数推定部１２６ｂ、センサレス制御回路１２６ｃ及び巻線間電圧検出部１２７は、上述した実施形態に係る平滑コンデンサ２２、電流検出部２４、インバータ２５、ゲート駆動回路２６、回転数推定部２８、センサレス制御回路２９及び巻線間電圧検出部２７、と同様である。

つまり、平滑コンデンサ１２２は、整流部１３１から供給された直流電源を平滑し、電流検出部１２４は、起動後のファンモータ５１のモータ電流Ｉｍを検出する。ファン用インバータ１２５は、ファンモータ５１を駆動するための駆動電圧ＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１を生成してファンモータ５１に出力する。ゲート駆動回路１２６ａは、ファン用インバータ１２５にゲート制御電圧を出力する。回転数推定部１２６ｂは、巻線間電圧検出部１２７の検出結果に基づいて、起動前のファンモータ５１の回転数を推定する。センサレス制御回路１２６ｃは、起動後のファンモータ５１をロータ位置センサレス方式にて駆動制御する。

整流部１３１は、商用電源９１と接続されており、商用電源９１からの交流の電圧を整流する。第２平滑コンデンサ１３２は、第１平滑コンデンサ１２２及びインバータ１２５に対し並列に接続されており、整流部１３１から供給される直流電源を平滑する。第２平滑コンデンサ１３２によって平滑された電圧は、第２インバータ１３３に供給されると共に、ファン側である平滑コンデンサ１２２側にも供給される。なお、第２平滑コンデンサ１３２の容量は、一般的に平滑コンデンサ１２２の容量よりも大きいが、その容量の大小関係に関わらず、本方式は有用である。第２インバータ１３３は、圧縮機モータ６１を駆動するための駆動電圧ＳＵ２，ＳＶ２，ＳＷ２を生成し、圧縮機モータ６１に出力する。ゲート駆動回路１３６ａは、第２インバータ１３３にゲート制御電圧を出力する。センサレス制御回路１３６ｃは、圧縮機モータ６１をロータ位置センサレス方式にて駆動制御する。

判断部１３０ａａは、推定された起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上か否かを判断する。推定された起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上の場合、判断部１３０ａａは、ファンモータ５１を起動させないと判断する。推定された起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数未満の場合、判断部１３０ａａは、ファンモータ５１を起動させると判断する。判断部１３０ａａがファンモータ５１を起動させると判断したときは、インバータ１２５が駆動電圧ＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１をファンモータ５１に出力し、ファンモータ５１は起動し出す。

また、判断部１３０ａａがファンモータ５１を起動させないと判断した場合には、インバータ１２５は、駆動電圧ＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１をファンモータ５１に出力しないため、ファンモータ５１は起動せず、風等の影響を受けて回転している状態を保つこととなる。

これにより、起動前のファンモータ５１が風等の影響により既に回転している状態において、その回転数が所定回転数以上であれば、室外機１０内の蒸発器１４には既に十分な空気が送られていることとなるため、モータ駆動装置１２０は、あえてファンモータ５１を起動させない。

逆に、回転数が所定回転数未満であれば、仮にファンモータ５１が回転しているとしても、室外機１０内の蒸発器１４に送られている空気の量は不十分であるとして、モータ駆動装置１２０は、ファンモータ５１を起動させる。

このように、起動前のファンモータ５１の回転数に応じて、ファンモータ５１の起動実行の制御がなされるため、ファンモータ５１の起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。

なお、上述した所定回転数は、ファンモータ５１、室外ファン１５及び蒸発器１４の特性等に基づいて、机上計算やシミュレーション、実験等によって予め適宜な値に設定されているとする。

また、マイクロコンピュータ１３０は、図１３に示すように、圧縮機用モータ制御系１３０ｂとして、運転制御部１３０ｂａとして機能する。運転制御部１３０ｂａは、圧縮機モータ６１の駆動の開始及び停止を制御する。

このヒートポンプ装置では、ファンモータ駆動用のインバータ１２５と、圧縮機モータ駆動用の第２インバータ１３３とがＧＮＤ電位を共有しており、一般的にインバータ１２５より大きな出力を要する第２インバータ１３３によるＧＮＤ電位の変動や圧縮機モータのコモンモード電位変動が発生するが、ファンモータ５１の回転数は、ファンモータ５１の巻線間電圧から推定されるので、ＧＮＤ電位変動の影響を受けることなく回転数が推定される。

更に、上記実施形態において、回転数の推定はいずれもモータの起動前にのみ行なうので、起動後は巻線間電圧検出部２７や回転数推定部２８の回路の接続を切り離すようにすれば、より消費電力の少ないモータ駆動装置とすることができる。

（５−７）第７変形例
図１５は、第７変形例に係るモータ駆動装置の主要部の回路図である。図１５において、インバータとして、上記実施形態と同様のインバータ２５が採用されている。また、ゲート駆動回路として、上記実施形態と同様のゲート駆動回路２６が採用されている。なお、インバータ２５及びゲート駆動回路２６以外の部品で、上記実施形態と同機能の部品には上記実施形態と同様の名称および符号をつけて、説明を省略する。

（５−７−１）インバータ２５
インバータ２５は、ファンモータ５１のＵ相に接続される出力線８１、Ｖ相に接続される出力線８２、及びＷ相に接続される出力線８３を含む。

インバータ２５の上アームは、トランジスタＱ３ａ、トランジスタＱ４ａ及びトランジスタＱ５ａによって構成され、トランジスタＱ３ａのエミッタは出力線８１に、トランジスタＱ４ａのエミッタは出力線８２、トランジスタＱ５ａのエミッタは出力線８３に接続されている。

インバータ２５の下アームは、トランジスタＱ３ｂ、トランジスタＱ４ｂ及びトランジスタＱ５ｂによって構成され、トランジスタＱ３ｂのコレクタは出力線８１に、トランジスタＱ４ｂのコレクタは出力線８２、トランジスタＱ５ｂのコレクタは出力線８３に接続されている。

トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａの各コレクタには、ファンモータ５１に電圧を供給するためにモータ用電源Ｖｆｌ（上記実施形態の「平滑後電圧Ｖｆ１」）の正極が接続されている。また、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂの各エミッタには、ファンモータ５１に電圧を供給するためにモータ用電源Ｖｆｌ（上記実施形態の「平滑後電圧Ｖｆ１」）の負極が接続されている。出力線８１は、トランジスタＱ３ａのエミッタとトランジスタＱ３ｂのコレクタとの接続点を通っているので、トランジスタＱ３ａがオンしたとき、モータ用電源Ｖｆｌと出力線８１とが導通し、ファンモータ５１のＵ相に出力電流が流れる。

同様に、出力線８２は、トランジスタＱ４ａのエミッタとトランジスタＱ４ｂのコレクタとの接続点を通っているので、トランジスタＱ４ａがオンしたとき、モータ用電源Ｖｆｌと出力線８２とが導通し、ファンモータ５１のＶ相に出力電流が流れる。

同様に、出力線８３は、トランジスタＱ５ａのエミッタとトランジスタＱ５ｂのコレクタとの接続点を通っているので、トランジスタＱ５ａがオンしたとき、モータ用電源Ｖｆｌと出力線８３とが導通し、ファンモータ５１のＷ相に出力電流が流れる。

（５−７−２）ゲート駆動回路２６
ゲート駆動回路２６は、内部に、上アーム側のトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａを駆動する上アーム側駆動回路２６ａと、下アーム側のトランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂを駆動する下アーム側駆動回路２６ｂとを有し、外部にはＶｃｃ、Ｖｄｄ、Ｈｉｎ、Ｌｉｎ、Ｖｓｓ、Ｖｂｏ、Ｈｏ、Ｖｓ、ＬｏおよびＣＯＭの１０個の端子を有している。

センサレス制御回路２９は、３つのゲート駆動回路２６を介してインバータ２５を制御しており、第１ゲート駆動回路２６１がトランジスタＱ３ａおよびトランジスタＱ３ｂを動作させ、第２ゲート駆動回路２６２がトランジスタＱ４ａおよびトランジスタＱ４ｂを動作させ、第３ゲート駆動回路２６３がトランジスタＱ５ａおよびトランジスタＱ５ｂを動作させる。以後、第１ゲート駆動回路２６１、第２ゲート駆動回路２６２および第３ゲート駆動回路２６３に共通の内容が説明されるときは、ゲート駆動回路２６という表現が使用される。

ゲート駆動回路２６では、トランジスタを駆動する駆動用電源Ｖｂの正極が端子Ｖｃｃに接続され、ロジック用電源Ｖｃの正極が端子Ｖｄｄに接続されている。センサレス制御回路２９からの信号線は端子Ｈｉｎ、端子Ｌｉｎに接続され、駆動用電源Ｖｂおよびロジック用電源Ｖｃの負極は端子Ｖｓｓに接続されるとともに、モータ用電源Ｖｆｌ（上記実施形態の「平滑後電圧Ｖｆ１」）の負極と接続されている。

また、ブートストラップ回路６のコンデンサの高電位側の極から分岐したラインは端子Ｖｂｏと接続され、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａの各エミッタが端子Ｖｓに接続され、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂの各エミッタが端子ＣＯＭに接続されている。さらに、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａのゲートは端子Ｈｏに接続され、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂのゲートは端子Ｌｏに接続されている。

トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂのオン／オフは、ゲート駆動回路２６が端子Ｈｏおよび端子Ｌｏを介してゲート電位を制御することによって行われる。ゲート駆動回路２６の動作は、センサレス制御回路２９から端子Ｈｉｎおよび端子Ｌｉｎに入力されるデューティ比制御信号に基づいて制御される。

（５−７−３）ブートストラップ回路６
ゲート駆動回路２６は、上アーム側のトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａに適切にゲート電位を入力するために、端子Ｖｃｃに接続された駆動用電源Ｖｂの正極と、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａの各エミッタとの間に、ブートストラップ回路６が設けられている。第１ゲート駆動回路２６１に対応する第１ブートストラップ回路６１はコンデンサ６１１、抵抗６１２及びダイオード６１３で構成されている。第２ゲート駆動回路２６２に対応する第２ブートストラップ回路６２はコンデンサ６２１、抵抗６２２及びダイオード６２３で構成されている。第３ゲート駆動回路２６３に対応する第３ブートストラップ回路６３はコンデンサ６３１、抵抗６３２及びダイオード６３３で構成されている。以後、第１ブートストラップ回路６１、第２ブートストラップ回路６２及び第３ブートストラップ回路６３に共通の内容が説明されるときは、ブートストラップ回路６という表現が使用される。

図１５に示すように、コンデンサ６１１，６２１，６３１の一端は、上アーム側のトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａのエミッタと下アーム側のトランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂのコレクタとの接続点に繋がっている。コンデンサ６１１，６２１，６３１の他端は、抵抗６１２，６２２，６３２とダイオード６１３，６２３，６３３を介して駆動用電源Ｖｂの正極と繋がっている。

抵抗６１２，６２２，６３２はコンデンサ６１１，６２１，６３１の充電電流を制限するために設けられ、ダイオード６１３，６２３，６３３は抵抗６１２，６２２，６３２を介してコンデンサ６１１，６２１，６３１が放電されないよう、その順方向を駆動電源Ｖｂの正極側からコンデンサ６１１，６２１，６３１側へと向けている。

ゲート駆動回路２６内部の上アーム側駆動回路２６ａは、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａのオンオフを制御するため、コンデンサ６１１，６１２，６１３から高電位を取り入れる。なお、ゲート駆動回路２６内部の下アーム側駆動回路２６ｂは、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂのオンオフを制御するが、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂのエミッタ側が接地されているので、端子Ｖｃｃに接続された駆動電源Ｖｂの正極の電位だけで制御することができる。

下アーム側駆動回路２６ｂにより下アーム側のトランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂをオンすることによって、駆動電源Ｖｂ（正極）−ダイオード６１３，６２３，６３３−抵抗６１２，６２２，６３２−コンデンサ６１１，６２１，６３１−下アーム側トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂ−駆動電源Ｖｂ（負極）の経路で電流が流れる。このとき、コンデンサ６１１，６２１，６３１が充電されるので、上アーム側駆動用電源として用いることが可能となる。

また、ゲート駆動回路２６（Ｖｂｏ−Ｖｓ間）を併せたブートストラップ回路６により、駆動電源ＶｂとＶｓが所定のインピーダンス（抵抗値）で接続されている、と言うこともできる。ゲート駆動回路２６、ブートストラップ回路６は、通常、各相で同じ回路・素子を用いるため、各相の上記インピーダンス（抵抗値）はほぼ同じ値となる。

（５−７−４）モータ駆動装置２０の動作
センサレス制御回路２９の制御により、ある相に対応する一方のアームのトランジスタがオンしているとき、他方のアームのトランジスタはオフしている。例えば、Ｕ相に対応する上アーム側のトランジスタＱ３ａと下アーム側のトランジスタＱ３ｂが同時にオンすることはなく、トランジスタＱ３ａがオンしているときトランジスタＱ３ｂはオフしている。図１５において、例えば、Ｖ相に対応するトランジスタＱ３ａがオンしトランジスタＱ４ｂがオンすることによって、モータ用電源Ｖｆｌの正極から、トランジスタＱ３ａのコレクタ、トランジスタＱ３ａのエミッタ、出力線８１、ファンモータ５１、出力線８２、トランジスタＱ４ｂのコレクタ、トランジスタＱ４ｂのエミッタ、およびモータ用電源Ｖｆｌの負極、という順で電流が流れる。

モータ駆動装置２０では、回転数推定部２８（図１参照）が、ファンモータ５１の起動前に、巻線間電圧検出部２７による検出値からファンモータ５１の回転数を推定する。マイクロコンピュータ３０（図１参照）が、起動前のファンモータ５１の推定回転数が所定回転数未満と判断したとき、駆動電圧がファンモータ５１に出力される。また、マイクロコンピュータ３０が、起動前のファンモータ５１の推定回転数が所定回転数以上と判断したとき、駆動電圧はファンモータ５１に出力されない。

（５−７−５）特徴
例えば、特許文献１のようなモータ端子電圧を検出してファンの回転数を推定する方法では、端子電圧を検出する回路を介してブートストラップ回路６に電流が流れてしまうので、回転数が０のときでもモータ端子には駆動電源Ｖｂをブートストラップ回路６と端子電圧検出回路で分圧しただけの直流電圧が発生する。そのため、回転数を正確に検出できない恐れがある。

これに対し、第７変形例に係るモータ駆動装置２０では、巻線間電圧検出部２７がＤＣバスＧＮＤと接続されておらず、巻線端子間電圧すなわち端子電圧の差に基づいて検出を行うため、ブートストラップ回路６の影響をほとんど受けずに回転数を検出することが可能となる。特に、上記変形例のなかでも絶縁変圧器を用いる場合には、巻線端子間電圧の直流成分を除去することができるため、ブートストラップ回路６の影響を全く受けない。

以上のように本発明によれば、起動前のロータ位置が推定されないモータであっても、インバータへの過電圧や過電流、脱調などの異常を発生させずに起動することができるので、起動後にロータ位置センサレス制御で駆動されるモータに有用である。

外力の影響を比較的受けにくいモータにおいては、起動前の回転状態検出回路等を設けなくても、安全に安定した再起動を行なうことができる範囲が広がるため、特に有用である。それゆえ、安定した電圧検出が行われる。

１５ 室外ファン
２０ モータ駆動装置
２２ 平滑コンデンサ
２５ インバータ
２７ 巻線間電圧検出部
２８ 回転数推定部
２９ センサレス制御回路
３０ マイクロコンピュータ（制御部）
３０ａ 判断部
５１ ファンモータ
９１ 商用電源
１２５ 第１インバータ
１３３ 第２インバータ
６１，６２，６３ ブートストラップ回路
２６１，２６２，２６３ ゲート駆動回路
Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａ トランジスタ（上アーム側スイッチング素子）
Ｑ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂ トランジスタ（下アーム側スイッチング素子）

特開平７−３３７０８０号公報

Claims (19)

1. モータ（５１）への出力電圧を制御して前記モータ（５１）の駆動および停止を行うモータ駆動装置であって、
   モータ（５１）の巻線間の電圧を検出する巻線間電圧検出部（２７）と、
   前記モータ（５１）の起動前に、前記巻線間電圧検出部（２７）による検出値に基づいて前記モータ（５１）へ駆動電圧を出力するか否かを判断する制御部（３０）と、
   を備える、
   モータ駆動装置（２０）。
2. 前記モータ（５１）の起動前に、前記巻線間電圧検出部（２７）による検出値から前記モータ（５１）の回転数を推定する回転数推定部（２８）をさらに備え、
   回転数推定部（２８）が推定した起動前の前記モータ（５１）の推定回転数が所定回転数未満の場合には駆動電圧が前記モータ（５１）に出力され、
   回転数推定部（２８）が推定した起動前の前記モータ（５１）の推定回転数が所定回転数以上の場合には駆動電圧が前記モータ（５１）に出力されない、
   請求項１に記載のモータ駆動装置（２０）。
3. 前記巻線間電圧検出部（２７）は、前記モータ（５１）の巻線間の電圧を分圧して前記回転数推定部（２８）へ出力する、
   請求項２に記載のモータ駆動装置（２０）。
4. 前記回転数推定部（２８）は、前記推定回転数が所定値以上のときは第１信号を、前記推定回転数が前記所定値未満のときは前記第１信号とは異なる第２信号を、前記巻線間電圧検出部（２７）に対して電気的に絶縁して前記制御部（３０）へ出力する、
   請求項３に記載のモータ駆動装置（２０）。
5. 前記回転数推定部（２８）は、前記推定回転数に応じた出力電圧を、前記巻線間電圧検出部（２７）に対して電気的に絶縁して前記制御部（３０）へ出力する、
   請求項３に記載のモータ駆動装置（２０）。
6. 前記制御部（３０）は、前記推定回転数が所定回転数以上か否かを判断する判断部（３０ａ）を有する、
   請求項５に記載のモータ駆動装置（２０）。
7. 前記巻線間電圧検出部（２７）と前記回転数推定部（２８）とは絶縁変圧器で絶縁されており、
   前記回転数推定部（２８）は、前記絶縁変圧器の出力電圧から前記モータ（５１）の回転数を推定する、
   請求項２に記載のモータ駆動装置（２０）。
8. 前記回転数推定部（２８）は、前記推定回転数が所定値以上のときは第１信号を、前記推定回転数が前記所定値未満のときは前記第１信号とは異なる第２信号を前記制御部（３０）へ出力する、
   請求項７に記載のモータ駆動装置（２０）。
9. 前記回転数推定部（２８）は、前記推定回転数に応じた出力電圧を前記制御部（３０）へ出力する、
   請求項７に記載のモータ駆動装置（２０）。
10. 前記制御部（３０）は、前記推定回転数が所定回転数以上か否かを判断する判断部（３０ａ）を有する、
    請求項９に記載のモータ駆動装置（２０）。
11. 前記巻線間電圧検出部（２７）は、前記モータ（５１）の巻線間の電圧を整流して前記回転数推定部（２８）へ出力する、
    請求項２に記載のモータ駆動装置（２０）。
12. 前記回転数推定部（２８）は、前記推定回転数が所定値以上のときは第１信号を、前記推定回転数が前記所定値未満のときは前記第１信号とは異なる第２信号を、前記巻線間電圧検出部（２７）に対して電気的に絶縁して前記制御部（３０）へ出力する、
    請求項１１に記載のモータ駆動装置（２０）。
13. 前記回転数推定部（２８）は、前記推定回転数に応じた出力電圧を、前記巻線間電圧検出部（２７）に対して電気的に絶縁して前記制御部（３０）へ出力する、
    請求項１１に記載のモータ駆動装置（２０）。
14. 前記制御部（３０）は、前記推定回転数が所定回転数以上か否かを判断する判断部（３０ａ）を有する、
    請求項１３に記載のモータ駆動装置（２０）。
15. 前記モータ（５１）は、ブラシレスＤＣファンモータである、
    請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のモータ駆動装置（２０）。
16. 前記モータ（５１）は、起動後、ロータ位置センサレス駆動される、
    請求項１５に記載のモータ駆動装置（２０）。
17. 上アーム側スイッチング素子（Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａ）と下アーム側スイッチング素子（Ｑ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂ）とで形成されたインバータ（２５）と、
    前記上アーム側スイッチング素子（Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａ）の低電位側よりも高い電位を生成するブートストラップ回路（６１，６２，６３）と、
    前記ブートストラップ回路（６１，６２，６３）から前記高い電位を取り入れて前記上アーム側スイッチング素子（Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａ）をオンオフさせる駆動回路（２６１，２６２，２６３）と、
    をさらに備える、
    請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置（２０）。
18. ファン（１５）と、
    前記ファン（１５）を回転させるファンモータ（５１）と、
    前記ファンモータ（５１）を駆動する請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置（２０）と、
    を備えるヒートポンプ装置。
19. 前記モータ駆動装置（２０）が、
    直流電源供給部より供給される直流電圧を、前記ファンモータ（５１）を駆動するための駆動電圧に変換して前記ファンモータ（５１）に出力する第１インバータ（１２５）と、
    前記直流電源供給部に対して第１インバータ（１２５）と並列に接続され、前記ファンモータ（５１）とは異なる負荷を駆動する第２インバータ（１３３）と、
    をさらに備える、
    請求項１８に記載のヒートポンプ装置。

Images