专利名称：交流发电机的整流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及装在车辆用交流发电机上的整流器。
如图8-10所示，装在交流发电机上的现有整流器包括与Y形接法定子绕组各输出端连接的交流输入端头101-103、与该定子绕组的中点连接的中点端头104、一固定在该交流发电机后盖105上的负极冷却翅片106、其阳极接至该负极翅片106而其阴极分别接至交流输入端头101-103和中点端头104的整流装置107-110以及其阳极分别接至交流输入端头101-103和中点端头104其阴极接至一正极翅片111的整流元件112-115。
该正极翅片111与一接线柱螺栓电连接，而该负极翅片106固定在发电机外壳上而接地。
JP-Y2-41-8169、JP-U-58-59363、JP-A-56-29441和JP-U-56-54871公开了一种整流器，它包括用作各交流输入端头的电极翅片和一用作中点端头的电极翅片、与各电极翅片连接的整流元件、一互连各整流元件阳极的负极端头以及一互连各整流元件阴极的正极端头。
但是，在上述整流器中，一对连接到输出翅片和电极翅片的整流元件(例如图9中的整流元件110和115)的极性布置是互不相同的。
因此，若把密封二极管用作整流元件，就必须提供二种二极管(一种的阳极为外壳，另一种的阳极为一端头)并在装配时不能放错位置。
若用硅片作为整流元件，必须首先看清极性，然后以相同方向或相反方向把它们装入该整流器中。
因此不管是自动还是手工装配，上述装配过程大大降低了生产率。
而且，整流元件的散热是由架接在发电机外壳上方的四个电极翅片实现的。因此，为了散热良好，电极翅片的尺寸无法做得很小。
而且，在进行维修或检测时(发动机停转)，检测工具、测试棒等等一旦在正极翅片111与发电机外壳之间造成导电通路，短路电流就会烧坏导线和电瓶。
因此，本发明的主要目的是提供一种新的改进的车辆交流发电机用整流器，它的整流元件的极性一致，从而提高生产率。
本发明的另一个目的是提供一种交流发电机用整流器，该交流发电机有一定子绕组，该整流器包括若干分别接到该定子绕组各输出端的交流输入端头；一正极输出端头；一负极输出端头；若干分别装在各交流输入端头上的第一整流元件，每一个第一整流元件的输入电极接至交流输入端头而其输出电极接至正极输出端头；以及若干装到负极输出端头上的第二整流元件，每一个第二整流元件的输入电极接至负极输出端头而其第二电极接至交流输入端头之一。
因此，第一和第二整流元件具有相同的极性方向，从而可以同一方向装配结构都相同的所有整流元件，从而简化装配工作而提高生产率。此外，无需生产和处置两种整流元件。
在上述整流器中，每一个交流输入端头可有一第一冷却翅片，而负极输出端头可有第二冷却翅片。
因此可提高翅片布置的自由度(因为交流输入翅片可做得更小)并减小整流元件所占空间(可有效利用死空间而减小交流发电机的体积)，即使在维修和检测时检测工具、测试棒等在交流输入翅片与外壳之间造成导电通路，但由于有第一整流元件的存在，因此不会短路而烧坏导线和电瓶。此外，由于当交流发电机不发电时在交流输入端子上没有电压，所以在没有特殊的绝缘措施下就可以避免电解腐蚀，从而提高了冷却效果。
该整流器还可包括一装到外壳上的冷却翅片，可通过一绝缘体把各交流输入端头和负极输出端头设置在该冷却翅片上，各第一整流元件可装在各交流输入端头上，而各第二整流元件可装在负极输出端头上。第二冷却翅片在尺寸上优选比第一冷却翅片大而且厚，从而增强了抗震性。
由于多个整流元件装在同一冷却翅片上，因此可减小整流器所占体积(从而减小交流发电机体积)而提高抗震性。
这一结构特别适用于使用硅片之类又薄又轻的整流元件的场合。
从下述详细说明，后附权利要求书和附图中可清楚看出本发明的其它目的、特征和特性以及有关部件的作用。
附图中
图1为其上装有本发明第一实施例整流器的交流发电机的局部剖视图；图2为第一实施例整流器的平面图；图3为沿图2中III-III线剖取的局部剖面图；图4为第一实施例整流器的电路图5为本发明第二实施例整流器主要部分的局部剖面图；图6为本发明第三实施例整流器主要部分的局部剖面图；图7为第三实施例整流器的电路图；图8为现有整流器的平面图；图9为沿图8中IX-IX线剖取的局部剖面图；图10为现有整流器的电路图。
下面结合附图1-4说明本发明第一实施例。
图1所示装在交流发电机A上的整流器B包括一负极翅片3、交流输入翅片41、42、43和44、作为第一整流元件的密封二极管51、52、53和54以及作为第二整流元件的密封二极管61、62、63和64。
由转子71、定子72和外壳73组成的交流发电机A受发动机驱动而发电并对一汽车电瓶充电，从而把电力供给电负载。
提供磁场的转子71与轴74一起转动。该转子71包括—Lundell型磁极铁芯711、一励磁绕组712和滑环713。
一用来传递发动机的转动力的V形肋状皮带轮741装在轴74的前端。该V形肋状皮带轮741由一皮带连接到一装在发动机输出轴上的皮带轮上。
磁极铁芯711中装有励磁绕组712，其前部和后部分别有冷却风扇714和715。
滑环713位于轴74后端，其上有可滑动的电刷。
定子72由围住磁极铁芯711外周的一定子铁芯721和绕制在该定子铁芯721中的Y接法三相定子绕组722构成。
定子铁芯721用磁性材料制成的许多铁片叠成，然后压接在前部外壳731的内周中。磁极铁芯711的磁通量切割定子绕组722而产生电动势。
三相交流电从Y接法的定子绕组722的各输出端和中点供应到分别与之连接的交流输入翅片41、42、43和44的交流输入端头411、421、431和441。
外壳73包括都由铝模铸成的一前部外壳731、一后部外壳732和一装到后部外壳732上的后盖733。前部外壳731和后部外壳732用若干双头螺栓734和螺母735夹紧。
一对轴承736和737分别位于前部外壳731的前部和后部外壳732的后部而支撑转轴74。
由铜之类高传热金属制成的负极翅片3一般呈马蹄形并接地固定在后盖733上。该负极翅片3的下凹部31用来安装图3所示密封二极管62以及二极管61、63和64。
由铜之类高传热金属制成的交流输入翅片41-44一般呈扇形而通过下文要交代的一绝缘件400而与负极翅片3相对并相间距地布置在一径向平面中。由于交流输入翅片41-44与后盖733电绝缘，因此依靠后盖的传热散发的热量不会太多。因此这些翅片布置在可有效地用风扇715冷却的位置上。
如图3所示，交流输入翅片42(以及图2所示翅片41、43和44)有一用来安装密封二极管52(以及密封二极管51，53和54)的下凹部420。此外，交流输入翅片41-44上还有用来连接定子绕组722各输出端和中点的交流输入端头411、421、431和441。
密封二极管52(以及二极管51、53和54)包括一由铜之类高传热金属制成的外壳521以及用硅橡胶气密地封装在该外壳中的一整流装置。该外壳521用作阳极，而引线电极522用作阴极。
密封二极管52(51、53、54)的外壳底部521钎焊到下凹部420上，而各引线电极522焊接到一接线条401上，该接线条401与一正极螺栓501电连接。
使交流输入翅片41-44与负极翅片3绝缘的绝缘件400和用来绝缘并且支撑接线条401的接线板402用从接线板402穿入翅片3中的铆管403固定在负极翅片3上。负极翅片3在尺寸上比任一交流输入翅片41-44大而厚。
与密封二极管51-54一样，密封二极管62(以及密封二极管61、63和64)也包括一由铜之类高传热金属制成的外壳621和一用硅橡胶气密地封装在该外壳中的整流装置。该外壳621用作阳极，而一引线电极622用作阴极。
密封二极管62(以及二极管61、63、64)的外壳底部钎焊在负极翅片3的下凹部31上，而引线电极622焊到交流输入翅片42上。
总之，密封二极管52(51、53、54)的外壳底部(阳极)钎焊到交流输入翅片42(41、43、44)上，引线电极522焊到接线条401上，密封二极管62(61、63、64)的外壳底部(阳极)钎焊到负极翅片3上，引线电极622焊到交流输入翅片42上。因此，可以同一方向装配所有相同结构的密封二极管，密封二极管61-64的外壳底部(阳极)钎焊到负极翅片3上，而该负极翅片3接地并固定在后盖733上而散发密封二极管61-64的热量。
此外，密封二极管51-54的散热由受到冷却风扇715有效冷却的四个交流输入翅片41-44实现。因此，可减小交流输入翅片41-44的大小而有效利用死空间。
若检测工具、测试棒等在交流输入翅片41-44与后盖733之类外壳件之间形成导电通路，则因有密封二极管51-54的存在而可防止短路。
下面结合图5说明本发明第二实施例。
如图5所示，一整流器C包括一冷却翅片91；一负极端头93和四个通过一绝缘层92形成在冷却翅片91上的交流输入电极94；四块硅片96，各硅片96的阳极分别钎焊到4个交流输入电极94之一上，而它们的阴极由引线接合到一金属正极接线片95上；以及四个硅片97，它们的阳极都钎焊到负极端头93上，而它们的各阴极与四个交流输入电极94之一电连接。
冷却翅片91为由铜之类高传热金属制成的金属板并且接地并固定在交流发电机的一外壳件上。
绝缘层92由高导热率的环氧树脂薄层或气相沉积陶瓷薄膜构成。
负极端头93和交流输入电极94由铜板、气相沉积铜膜或铜箔之类导电材料制成。
金属正极接线片95模制入一用铆管固定在冷却翅片91上的绝缘接线板751中。
硅片96和97以及引线接合部用硅酮橡胶98密封。
尽管在该实施例中该金属正极接线片95模制入用铆管固定在冷却翅片91上的绝缘接线板751中，但也可以如同负极端头93和交流输入电极94那样，在绝缘层92上形成相当于金属正极接线片95的正极输出电极。此外，可在绝缘层92上形成正极输出电极，而把金属负极接线片模制入绝缘接线板751中。
由于整流元件为又薄又轻的硅片，因此硅片96和97可钎焊到都通过绝缘层92形成在冷却翅片91上的负极端头93和四个交流输入电极94上，该实施例只需一个冷却翅片，从而减少了硅片周围的体积而提高了抗震性。
下面结合图6和图7说明第三实施例。
如图6和7所示，整流器D包括一负极翅片81；交流输入翅片821-824；绝缘并安置栅极端头g1-g8的四个绝缘接线板831，每一栅极端头与一选通电路连接；用来绝缘交流输入翅片821-824与负极翅片81的四个绝缘件832；构成第一整流元件的SiC-MOSFET841-844和构成第二整流元件的SiC-MOSFET851-854。
在交流输入翅片821-824与负极翅片81之间形成绝缘的绝缘件832和用来绝缘并支撑接线片860的接线板831都用从接线板831穿入负极翅片81中的铆管固定到负极翅片81上。
SiC-MOSFET的源极(底部)钎焊到交流输入翅片821-824的下凹部，它们的漏极由引线电连接到金属正极接线片860上，它们的栅极电连接到栅极接头g1-g4。
SiC-MOSFET851-854的源极(底部)都钎焊到负极翅片81的一凹座上，它们的漏极由引线与交流输入端头k1-k4电连接，它们的栅极由引线与栅极端头g5-g8电连接。
在该实施例中源极—漏极关系也可反过来。也即，漏极(底部)钎焊到正极翅片和交流输入翅片上而负极端头位于绝缘接线板上。
SiC-MOSFET841-844、851-854和引线接合部用硅酮橡胶之类密封材料密封。也可用环氧树脂之类粘性很强的树脂取代硅酮橡胶。
由于SiC-MOSFET的开通电阻小，因此产生的热量少。因此可减小负极翅片81和交流输入翅片821-824的尺寸。
以上结合具体实施例说明了本发明。但显然可知，在后附权利要求书规定的本发明更宽的精神和范围内可对本发明具体实施例作出种种修正和改动。因此，本说明书中对本发明的说明应视作例示性的而非限制性的。
权利要求
1.一种用于一具有定子绕组的交流发电机的整流器，包括若干分别接至所述定子绕组各输出端的交流输入端头；一正极输出端头；一负极输出端头；若干分别装到所述交流输入端头上的第一整流元件，每一个第一整流元件有一接至所述交流输入端头的输入电极和一接至所述正极输出端头的输出电极；以及若干装在所述负极输出端头上的第二整流元件，每一个第二整流元件有一接至所述负极输出端头的输入电极和接至所述交流输入端头之一的输出电极。
2.按权利要求1所述的整流器，其中，每一个所述交流输入端头包括一第一冷却翅片；所述负极输出端头包括第二冷却翅片；所述第二冷却翅片在尺寸上比第一冷却翅片大而且厚。
3.按权利要求1所述的整流器，进一步包括一固定在所述交流发电机外壳上的冷却翅片，其中，所述交流输入端头通过一绝缘件而位于所述冷却翅片上；所述负极输出端头通过一绝缘件而位于所述冷却翅片上；各所述第一整流元件装在所述交流输入端头之一上；以及所述第二整流元件都装在所述负极输出端头上。
4.按权利要求1所述的整流器，其中，每一个所述第一和第二整流元件都为一半导体开关元件。
5.按权利要求4所述的整流器，其中，每一个所述第一和第二整流元件都为一SiC-MOSFET。
6.一种用于交流发电机的整流器，该交流发电机包括一外壳、一多相定子绕组和一冷却风扇，该整流器包括一正极输出件；一具有直接固定在所述外壳上的一般为马蹄形的冷却翅片的负极输出件；若干一般为扇形的交流输入翅片，它们与所述负极端头件相对地布置在一靠近所述冷却风扇的径向平面中并分别接至所述多相定子绕组的各输出端；若干第一整流元件，每一个第一整流元件装在所述交流输入端头之一上并有一接至同一所述交流输入端头的输入电极和一接至所述正极输出件的输出电极；以及若干第二整流元件，每一个第二整流元件装在所述负极输出件上并有一接至所述负极输出件的输入电极和一接至所述交流输入端头之一的第二电极。
7.按权利要求6所述的整流器，其中，每一个所述第一和第二整流元件为一半导体开关元件。
8.按权利要求6所述的整流器，其中，每一个所述第一和第二整流元件为一SiC-MOSFET。
9.按权利要求6所述的整流器，其中，每一个所述第一和第二整流元件为一具有一外壳和一引线的密封二极管。
10.按权利要求9所述的整流器，其中，所述外壳与所述二极管的阳极连接。
11.按权利要求6所述的整流器，进一步包括位于所述交流输入件与所述负极输出件之间的绝缘件、一接线板和一输出螺栓，其中，所述正极输出件包括一由所述接线板支撑、用来连接所述第一整流元件的所述输出电极与所述输出螺栓的接线条。
全文摘要
一种用于交流发电机的整流器，包括与一多相定子绕组各输出端(包括中点)连接的交流输入端头和冷却翅片；一接地并固定在该交流发电机后盖上的负极冷却翅片；其阳极钎焊到交流输入翅片上而其阴极焊接到一正极输出端头上的若干二极管以及其阳极钎焊到负极翅片上而其阴极焊接到交流输入翅片上的若干二极管。
文档编号H02K19/36GK1144984SQ9610530
公开日1997年3月12日 申请日期1996年5月27日 优先权日1995年6月2日
发明者大岩亨 申请人:日本电装株式会社