磁电机用单相整流、电压调节功率模块的制作方法
【专利摘要】磁电机用单相整流、电压调节功率模块。涉及一种车用整流、电压调节功部件，尤其涉及一种磁电机用单相整流、电压调节功率模块。提供了一种成本低、功耗小、性能稳定、加工效率高、工作量小、结构紧凑，能够适应流水线加工且进行模块化制作的磁电机用单相整流、电压调节功率模块。所述基板上设有正极引出端子、负极引出端子、两个交流引出端子和两个门极引出端子、一个接地端子。所述正极引出端子、负极引出端子、交流引出端子在伸出封装体之前的部分设有段差面。采用全封装结构，工作环境稳定，对性能影响小，避免了现有技术中半封装结构存在的环境湿度大导致工作不稳定的问题。
【专利说明】
磁电机用单相整流、电压调节功率模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种车用整流、电压调节功部件，尤其涉及磁电机用单相整流、电压调节功率模块。
【背景技术】
[0002]整流、电压调节器一般应用于汽车电路中，汽车电路中一般利用磁电机为为附设电路提供电能，整流、电压调节器置于磁电机与附设电路之间，将磁电机发出的电能转化为稳定的直流电源为附设电路供电。所以整流、电压调节器的质量直接关系到整个汽车电路的安全与稳定。整流、电压调节器内部电路中的整流电路和可控硅芯片调节电路工作时均有较大的电流通过，其功耗较大。
[0003]现有技术中磁电机用整流电压调节器的功率部分普遍使用整流二极管单元器件(gpCELL)和T0-220封装可控硅芯片器件，通过回流焊接工艺安装在铝基敷铜板上。现有工艺技术产品的整流电路部分，均采用单元整流二极管(即CELL)组成，该单元整流二极管是半封装外形，用酸腐蚀工艺制成。使用中因环境湿度大，焊接温度高等因素，经常发生电气性能衰降的不稳定情况;磁电机用整流电压调节器电路对可控硅芯片器件的部分参数有配对要求，由于使用了单体的T0-220封装的可控硅芯片，因此需要对可控硅芯片器件进行人工测量筛选配对;增加配对测量的工序及工作量。
[0004]磁电机用整流电压调节器中电路板采用铝基敷铜底板与二极管、可控硅芯片进行焊接，其元器件位置及功率总成的引出端子之间位置尺寸不一致，造成功率底板和控制PCB板对接端子不能准确对位，给生产操作带来难度，影响生产效率。半封装外形的二极管和可控硅器件经过与铝基敷铜板的高温焊接(可达250°C)，其电器性能会发生一定比例的变化，且在线器件难以通过测量进行筛选，容易造成隐患产品流入市场。
[0005]现有技术在生产过程中，需要采用单元二极管(CELL)、可控硅器件、铝基敷铜板、焊锡膏和铜质引出端子，进行装配焊接，无法实现自动化生产，耗费较多的人工，生产成本较高。形成的产品功耗大、性能不稳定(环境湿度和温度变化大)。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型针对以上问题，提供了一种成本低、功耗小、性能稳定、加工效率高、工作量小、结构紧凑，能够适应流水线加工且进行模块化制作的磁电机用单相整流、电压调节功率模块。
[0007]本实用新型的技术方案是:磁电机用单相整流、电压调节功率模块，包括封装体，以及伸出封装体的若干接线用的引出端子，在封装体内设有基板，在所述基板上设置低功耗整流、电压调节电路，所述整流、电压调节电路固定于所述基板上；
[0008]所述基板上设有正极引出端子、负极引出端子、两个交流引出端子、两个门极引出端子和一个接地端子。
[0009]所述正极引出端子、负极引出端子、交流引出端子在伸出封装体之前的部分设有段差面。
[0010]所述基板上设有若干通孔。
[0011 ] 所述基板分割为相互绝缘的区域一 A、区域二 A、区域三A、区域四A和区域五A，
[0012]所述区域一A上设二极管芯片一 A焊接位和二极管芯片二 A焊接位，且区域一 A包括伸出封装体的正极引出端子A;
[0013]所述区域二A上设二极管芯片四A焊接位，且区域二 A包括伸出封装体的交流引出端子一 A ；
[0014]所述区域三A上设二极管芯片三A焊接位和可控硅芯片一 A焊接位，且区域三A包括伸出封装体的交流引出端子二 A;
[0015]所述区域四A上设有可控硅芯片二 A焊接位；
[0016]所述区域五A包括伸出封装体的负极引出端子A和接地端子A;
[0017]所述区域四A和区域二A通过上层电路连接片相连；
[0018]所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一A、二极管芯片二 A、二极管芯片三A、二极管芯片四A、可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A;
[0019]所述二极管芯片一A的负极向下焊接于所述二极管芯片一 A焊接位上；
[0020]所述二极管芯片二A的负极向下焊接于所述二极管芯片二 A焊接位上；
[0021]所述二极管芯片三A的负极向下焊接于所述二极管芯片三A焊接位上；
[0022]所述二极管芯片四A的负极向下焊接于所述二极管芯片四A焊接位上；
[0023]所述二极管芯片一A的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域三A，同时连接所述交流引出端子二 A;
[0024]所述二极管芯片二A的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域二A，同时连接所述交流引出端子一 A;
[0025]所述二极管芯片三A的正极与所述区域五A通过上层电路连接片相连，
[0026]所述二极管芯片四A的正极与所述区域五A通过上层电路连接片相连;使得二极管芯片三A的正极和二极管芯片四A的正极连通至负极引出端子；
[0027]所述可控硅芯片一A的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一 A焊接位上;所述可控硅芯片一 A的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一连接;所述可控硅芯片一 A的阴极通过铝丝键合连通区域四A;
[0028]所述可控硅芯片二 A的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二 A焊接位上;所述可控硅芯片二 A的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二连接;可控硅芯片二 A的阴极通过铝丝键合连通区域三A。
[0029 ] 所述基板分割为相互绝缘的区域一 B、区域二 B、区域三B、区域四B、区域五B和区域六，
[0030]所述区域一B上设有二极管芯片一 B焊接位和二极管芯片二 B焊接位，且所述区域一B上包括伸出封装体的正极引出端子B，
[0031]所述区域二B上设有二极管芯片三B焊接位和二极管芯片四B焊接位，且所述区域二B上包括伸出封装体的负极引出端子B和接地端子B，
[0032]所述区域三B上设有可控硅芯片二 B焊接位，
[0033]所述区域四B上设有可控硅芯片一 B焊接位，
[0034]所述区域五B上包括伸出封装体的交流引出端子一B，
[0035]所述区域六上包括伸出封装体的交流引出端子二B;
[0036]所述区域四B和所述区域五B通过上层电路连接片相连，
[0037]所述区域三B和所述区域六B通过上层电路连接片相连；
[0038]所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一B、二极管芯片二 B、二极管芯片三B、二极管芯片四B、可控硅芯片一 B和可控硅芯片二 B，
[0039]所述二极管芯片一B的负极向下焊接于所述二极管芯片一 B焊接位上；
[0040]所述二极管芯片二B的负极向下焊接于所述二极管芯片二 B焊接位上；
[0041]所述二极管芯片三B的负极向下焊接于所述二极管芯片三B焊接位上；
[0042]所述二极管芯片四B的负极向下焊接于所述二极管芯片四B焊接位上；
[0043]所述二极管芯片一 B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域五B再连通所述交流引出端子一 B，
[0044]所述二极管芯片二 B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域六再连通所述交流引出端子二 B，
[0045]所述二极管芯片三B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域五B再连通所述交流引出端子一 B，
[0046]所述二极管芯片四B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域六再连通所述交流引出端子二 B，
[0047]所述可控硅芯片一 B的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一 B焊接位上;所述可控硅芯片一 B的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一 B连接;所述可控硅芯片一 B的阴极通过铝丝键合连通区域二 B;
[0048]所述可控硅芯片二 B的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二 B焊接位上;所述可控硅芯片二 B的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二 B连接;可控硅芯片二 B的阴极通过铝丝键合连通区域二 B。
[0049]所述二极管芯片三和二极管芯片四为反极性二极管芯片。
[0050]所述基板分割为相互绝缘的区域一 C、区域二 C、区域三C、区域四C、区域五C，
[0051]所述区域一C上设有二极管芯片一 C焊接位，且所述区域一 B上包括伸出封装体的交流引出端子一 C，
[0052]所述区域二C上设有二极管芯片二 C焊接位和可控硅芯片二 C焊接位，且所述区域二 C上包括伸出封装体的交流引出端子二 C，
[0053]所述区域三C上设有可控硅芯片一 C焊接位，
[0054]所述区域四包括伸出封装体的负极引出端子C和接地端子C，
[0055]所述区域五C上包括伸出封装体的正极引出端子C，
[0056]所述区域四C和所述区域一C通过上层电路连接片相连，
[0057]所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一C、二极管芯片二 C、可控硅芯片一C和可控娃芯片二C，
[0058]所述二极管芯片一C的负极向下焊接于所述二极管芯片一 C焊接位上；
[0059]所述二极管芯片二C的负极向下焊接于所述二极管芯片二 C焊接位上；
[0060]所述二极管芯片一C的正极和二极管二 C的正极分别通过上层电路连接片连通基板上的区域四C再连通所述负极引出端子C，
[0061]所述可控硅芯片一C的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一 C焊接位上;所述可控硅芯片一 C的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一 C连接;所述可控硅芯片一 C的阴极通过铝丝键合连通区域五C;
[0062]所述可控硅芯片二C的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二 C焊接位上;所述可控硅芯片二 C的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二 C连接;可控硅芯片二 C的阴极通过铝丝键合连通区域五C。
[0063]还包括外设电路，所述外设电路包括磁电机、控制电路、蓄电池和负载，
[0064]所述磁电机的两个输出端分别连接交流引出端子一、交流引出端子二；
[0065]所述控制电路的两个控制端分别连接门极引出端子一、门极引出端子二，所述控制电路的两个输入端分别连接正极引出端子、负极引出端子；
[0066]所述蓄电池的负极与所述负极引出端子相连，所述蓄电池的正极与所述正极引出端子相连；
[0067]所述蓄电池的负极与所述正极引出端子之间设有电容；
[0068]所述负载与所述蓄电池连接。
[0069]所述上层电路连接片为桥状。
[0070]本实用新型中将不同类型的多个器件芯片集成为一个结构紧凑、能适应全天候使用环境的模块化器件，具有整流、电压调节功能，具有与外部电路相适配的标准化端口，不需要对器件进行逐一配对，避免了现有技术中生产成本高，耗费人力物力大的弊端。
[0071]本实用新型采用整体封装的工艺，器件位置固定，易于加工，解决现有技术中并未采用整体封装的形式，各个器件很难精确定位，加工难度大的问题。
[0072]本实用新型一次焊接加工成型，不需要进行多次焊接，避免了高温对器件电气性能的影响，可靠性高，使用寿命长，避免了现有技术中采用回流焊工艺进行加工，需要进行多次高温焊接，对器件的电性能造成影响，产品可靠性低，寿命短的缺陷。
[0073]本实用新型中一次焊接成型，各器件连接电阻小，功耗低，避免现有技术中因多次焊接导致的内部功耗大的缺陷。
[0074]本实用新型采用全封装结构，器件工作环境稳定，对器件性能影响小，避免了现有技术中半封装结构存在的环境湿度大导致器件工作不稳定的问题。
【附图说明】
[0075]图1是本实用新型的结构不意图，
[0076]图2是图1的侧视图，
[0077]图3是本实用新型实施例一的基板结构不意图，
[0078]图4是本实用新型实施例一的器件位置排布图，
[0079]图5是本实用新型实施例一的连接结构示意图，
[0080]图6是图5的侧视图，
[0081]图7是本实用新型实施例一的电气原理图，
[0082]图8是本实用新型实施例一的应用电路图，
[0083]图9是本实用新型实施例一■的基板结构不意图，
[0084]图10是本实用新型实施例二的器件位置排布图，
[0085]图11是本实用新型实施例二的连接结构示意图，
[0086]图12是图11的侧视图，
[0087]图13是本实用新型实施例二的电气原理图，
[0088]图14是本实用新型实施例二的应用电路图，
[0089]图15是本实用新型实施例三的基板结构示意图，
[0090]图16是本实用新型实施例三的器件位置排布图，
[0091 ]图17是本实用新型实施例三的连接结构示意图，
[0092]图18是图17的侧视图，
[0093]图19是本实用新型实施例三的电气原理图，
[0094]图20是本实用新型实施例三的应用电路图，
[0095]图21是本实用新型中上层电路连接片结构示意图，
[0096]图22是图21的俯视图；
[0097]图中I是封装体，
[0098]2是基板，
[0099 ] 21A是区域一A，22A是区域二A，23A是区域三A，24A是区域四A，25A是区域五A，211A是二极管芯片一A焊接位，212A是二极管芯片二A焊接位，221A是二极管芯片四A焊接位，231A是二级管芯片三A焊接位，232A是可控硅芯片一 A焊接位241A是可控硅芯片二 A焊接位，
[0100]21B是区域一 B，22B是区域二 B，23B是区域三B，24B是区域四B，25B是区域五B，26是区域六，21IB是二极管芯片一 B焊接位，212B是二极管芯片二 B焊接位，221B是二极管芯片三B焊接位，222B是二级管芯片四B焊接位，23IB是可控硅芯片二 B焊接位，241B是可控硅芯片一B焊接位，
[0101]21C是区域一 C，22C是区域二 C，23C是区域三C，24C是区域四C，25C是区域五C，211C是二级管芯片一C焊接位，221C是二级管芯片二C焊接位，222C是可控硅芯片二C焊接位，231C是可控硅芯片一 C焊接位，
[0102]31是正极引出端子，32是负极引出端子，33是交流引出端子，34是门极引出端子，35是接地端子，
[0103]31A是正极引出端子A，32A是负极引出端子A，331A是交流引出端子一A，332A是交流引出端子二A，341A是门极引出端子一A，342A是门极引出端子二A，35A是接地端子A
[0104]31B是正极引出端子B，32B是负极引出端子B，331B是交流引出端子一B，332B是交流引出端子二 B，341B是门极引出端子一 B，342B是门极引出端子二 B，35B是接地端子B，
[0105]31C是正极引出端子C，32C是负极引出端子C，331C是交流引出端子一C，332C是交流引出端子二 C，341C是门极引出端子一 C，342C是门极引出端子二 C，35C是接地端子C，
[0106]41A是二级管芯片一 A，42A是二级管芯片二 A，43A是二级管芯片三A，44A是二级管芯片四A，
[0107]41B是二级管芯片一 B，42B是二级管芯片二 B，43B是二级管芯片三B，44B是二级管芯片四B，
[0108]41C是二级管芯片一 C，42C是二级管芯片二 C，
[0109]51A是可控硅芯片一 A，52A是可控硅芯片二 A，
[0110]51B是可控硅芯片一 B，52B是可控硅芯片二 B，
[0111]51C是可控硅芯片一 C，52是可控硅芯片二 C，
[0112]6是断差面，7是上层电路连接片。
【具体实施方式】
[0113]本实用新型如图所示1-20所示，包括封装体I，以及伸出封装体的若干接线用的引出端子，在封装体内设有基板2，在所述基板2上设置低功耗整流、电压调节电路，所述整流、电压调节电路固定于所述基板2上。形成模块化设计，为设在封装体内的整流、电压调节电路提供一个温度和湿度相对稳定的工作环境，避免了现有技术在使用过程中中因环境湿度大，焊接温度高等因素，克服了现有技术经常发生的电性能衰降情况。延长了整流、电压调节电路的使用寿命，保证整流、电压调节电路在使用过程中的稳定性。
[0114]所述基板2上设有正极引出端子31、负极引出端子32、两个交流引出端子33、两个门极引出端子34和一个接地端子35，方便与外设电路连接。其中两个门极引出端子34和一个接地端子35为控制板提供电源基准(电源地线)。
[0115]如图2所示，所述正极引出端子31、负极引出端子32、两个交流引出端子33和两个门极引出端子34在伸出封装体之前的部分设有段差面6，减少基板应力，增加基板使用寿命O
[0116]所述基板2上设有若干通孔。基板中间设置的通孔，给封装后的器件提供了散热渠道，便于在工作状态下散热，防止器件过热影响性能。在基板上还有其余通孔，方便封装时对器件及基板进行定位，同时，封装后能够固定器件位置，防止封装体内部的电路因碰撞出现断点或者短路的状况。
[0117]如图21-22所示，上层电路连接片7采用导电性能好的金属制作，两端均成方形两端低而中间高，成桥状。搭接在需要连通的区域和器件之间，中间高的设计能够避免电路连接片在搭接过程中跨越不需要连接的器件，防止连接出现不必要的短路事故。
[0118]实施例一
[0119]如图3-5所示，所述基板分割为相互绝缘的区域一 21A、区域二 22A、区域三23A、区域四24A和区域五A。各区域间相互绝缘，保证了器件之间的绝缘性能，防止出现不必要的短路。
[0120]所述区域一A上设二极管芯片一 A焊接位211A和二极管芯片二 A焊接位212A，所述区域二 A上设二极管芯片四A焊接位221A，所述区域三A上设二极管芯片三A焊接位231A和可控硅芯片一 A焊接位232A，所述区域四A上设有可控硅芯片二 A焊接位241A;每个区域内的焊接位位置固定，方便进行流水线加工和精确定位，解放了劳动力资源，降低生产成本。
[0121]区域一A包括伸出封装体的正极引出端子A;区域二A包括伸出封装体的交流引出端子一A;区域三A包括伸出封装体的交流引出端子二A;所述区域五A包括伸出封装体的负极引出端子和接地端子A;所述区域四A和区域二A通过上层电路连接片相连；引出端子用于与外设电路进行连接，发挥电路功能。且引出端子与基板一体制造，减少不必要的焊点，降低整个电路的电阻，从而降低功耗。上层电路连接片将有连通需要的区域进行连通，保证各器件的连通性。
[0122]所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一A、二极管芯片二 A、二极管芯片三A、二极管芯片四A、可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A。
[0123]所述二极管芯片一A的负极向下焊接于所述二极管芯片一 A焊接位上；
[0124]所述二极管芯片二A的负极向下焊接于所述二极管芯片二 A焊接位上；
[0125]所述二极管芯片三A的负极向下焊接于所述二极管芯片三A焊接位上；
[0126]所述二极管芯片四A的负极向下焊接于所述二极管芯片四A焊接位上；
[0127]所述二极管芯片一 A的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域三A再连通所述交流引出端子二 A;
[0128]所述二极管芯片二 A的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域二 A再连通所述交流引出端子一 A;
[0129]所述二极管芯片三A的正极与所述区域五A通过上层电路连接片相连，
[0130]所述二极管芯片四A的正极与所述区域五A通过上层电路连接片相连;使得二极管芯片三A的正极和二极管芯片四A的正极连通至负极引出端子；
[0131]所述可控硅芯片一A的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一 A焊接位上;所述可控硅芯片一 A的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一连接;所述可控硅芯片一 A的阴极通过铝丝键合连通区域四A;
[0132]所述可控硅芯片二A的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二 A焊接位上;所述可控硅芯片二 A的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二连接;可控硅芯片二 A的阳极通过铝丝键合连通区域三A。
[0133]在相应焊接位内铺满焊膏，将所有器件一次性焊接完毕，避免了现有技术中进行多次焊接影响器件性能和电路稳定性的缺陷，提升了电路稳定性，延长了器件更换时间，延长了电路使用寿命。
[0134]如图7所示，是实施例一相对应的电气原理图，由图7可以直观的了解焊接在基板上的各个器件的连接方式，二极管芯片一A和二极管芯片三A正向串联，二极管芯片二A和二极管芯片四A正向串联，二极管芯片一 A的负极和二极管芯片二 A的负极相连，二极管芯片三A的正极与二极管芯片四A的正极连接，四个二极管芯片构成一个单相整流桥，将交流电转化为相应等级的直流电，可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A反向并联后串接于二极管芯片一的正极管芯片二的正极之间，在单相整流桥整流的同时进行调压，将电压调整至需要等级，共同构成了整流、电压调节电路，实现整流、电压调节的功能。
[0135]如图8所示，是本实用新型实际应用时的电路连接图，磁电机发出正弦波交流电，经四个二极管芯片进行整流，在整流时，两个可控硅芯片的门极受控制电路的控制，交替通断，即可同时实现整流、电压调节功能。
[0136]本实用新型将整流电路和调压电路合并成一个电路，简化了电路结构，并进行了模块化封装，封装后的整流、电压调节电路工作环境(温度、湿度)稳定，受外部环境影响小，性能稳定，在模块化制作过程中进行一次性焊接，减少焊点，降低整个整流、电压调节电路的功耗，进行模块化制作后，安装以及更换方便，提升了用户体验。
[0137]实施例二
[0138]如图9-11所示，所述基板分割为相互绝缘的区域一 B、区域二 B、区域三B、区域四B、区域五B和区域六，各区域相互绝缘，保证各个器件以及各个区域之间的绝缘良好，避免不必要的短路事故的发生。
[0139]如图10所示，所述区域一B上设有二极管芯片一 B焊接位211B和二极管芯片二 B焊接位212B，且所述区域一B上包括伸出封装体的正极引出端子B，
[0140]所述区域二 B上设有二极管芯片三B焊接位221B和二极管芯片四B焊接位222B，且所述区域二B上包括伸出封装体的负极引出端子B和接地端子B，
[0141]所述区域三B上设有可控硅芯片二 B焊接位231B，
[0142]所述区域四B上设有可控硅芯片一 B焊接位241B，
[0143]所述区域五B上包括伸出封装体的交流引出端子一B，
[0144]所述区域六上包括伸出封装体的交流引出端子二B;
[0145]所述区域四B和所述区域五B通过上层电路连接片7相连，
[0146]所述区域三B和所述区域六B通过上层电路连接片7相连；
[0147]各器件的焊接位固定，方便进行精准定位，方便进行流水线加工和精确定位，解放了劳动力资源，降低生产成本。利用上层电路连接片在需要进行连接的器件之间搭建通路，避免不必要的材料浪费，同时减小整个基板的体积。基板与引出端子一体制作减少了焊点，降低了整个电路的功耗。
[0148]如图11所示，所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一B、二极管芯片二
B、二极管芯片三B、二极管芯片四B、可控硅芯片一 B和可控硅芯片二 B，
[0149]所述二极管芯片一B的负极向下焊接于所述二极管芯片一 B焊接位上；
[0150]所述二极管芯片二B的负极向下焊接于所述二极管芯片二 B焊接位上；
[0151]所述二极管芯片三B的负极向下焊接于所述二极管芯片三B焊接位上；
[0152]所述二极管芯片四B的负极向下焊接于所述二极管芯片四B焊接位上；
[0153]所述二极管芯片一 B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域五B再连通所述交流引出端子一 B，
[0154]所述二极管芯片二 B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域六再连通所述交流引出端子二 B，
[0155]所述二极管芯片三B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域五B再连通所述交流引出端子一 B，
[0156]所述二极管芯片四B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域六再连通所述交流引出端子二 B，
[0157]所述可控硅芯片一B的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一 B焊接位上;所述可控硅芯片一 B的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一 B连接;所述可控硅芯片一 B的阴极通过铝丝键合连通区域二 B;
[0158]所述可控硅芯片二B的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二 B焊接位上;所述可控硅芯片二 B的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二 B连接;可控硅芯片二 B的阴极通过连接片连通区域二 B。
[0159]各个需要连接的器件通过上层电路连接片连接，避免了不需要连接的器件之间出现误连接的几率。
[0160]在相应焊接位内铺满焊膏，将所有器件一次性焊接完毕，避免了现有技术中进行多次焊接影响器件性能和电路稳定性的缺陷，提升了电路稳定性，延长了器件更换时间，延长了电路使用寿命。
[0161]所述二极管芯片三和二极管芯片四为反极性二极管芯片。二极管芯片三和二极管芯片四为反极性二极管芯片，反极性二极管芯片即在正常的芯片放置位置的前提下，二极管芯片的正极发挥负极的功能而负极发挥正极的功能。利用反极性二极管芯片，能够便捷的在不需要增加其他器件数量的前提下实现电路功能，降低生产成本，减少单个成品的生广时间，提尚生广效率。
[0162]如图13所示，是实施例二相应的电气原理图，二极管芯片一B和二极管芯片三B正向串联，二极管芯片二 B和二极管芯片四B正向串联，二极管芯片一 B的负极和二极管芯片二B的负极相连，二极管芯片三B的正极与二极管芯片四B的正极连接，可控硅芯片一 B和二极管芯片三B反向并联，可控硅芯片二 B和二极管芯片四B反向并联，四个二极管芯片构成一个单相整流桥，将交流电转化为相应等级的直流电，可控硅芯片一和可控硅芯片二反向并联后串接于二极管芯片一的正极管芯片二的正极之间，在单相整流桥整流的同时进行调压，将电压调整至需要等级，共同构成了整流、电压调节电路，实现整流、电压调节的功能。
[0163]如图14所示，是实施例二在实际应用时的电路接线图，磁电机的两个输出和整流、电压调节电路的两个交流引出端子连接，控制电路分别正极引出端子、负极引出端子、可控硅芯片的门极、蓄电池，蓄电池给控制电路供电，在单相整流桥与其中一个可控硅芯片(如可控硅芯片一)构成完整的整流电路，在进行整流的过程中，可控硅芯片一的门极形成一个脉冲信号，控制电路将可控硅芯片一给的脉冲信号传递给可控硅芯片二的门极，控制可控硅芯片二导通和关断动作，当电压波形为上半周时，可控硅芯片二关断，由于在蓄电池的正负极不能形成完整额回路，蓄电池放电，电压等级逐渐降低，整流、电压调节电路的整体输出功率降低；当电压波形为下半周时，可控硅芯片二导通，在蓄电池的正负极形成完整额回路，为蓄电池充电，蓄电池电压等级升高，整流、电压调节电路整体的带载能力增强，即随着可控硅芯片一和可控硅芯片二的交替导通，蓄电池重复进行充放电动作，在负载一定的前提下能够实现调压。
[0164]本实用新型将整流电路和调压电路合并成一个电路，简化了电路结构，并进行了模块化封装，封装后的整流、电压调节电路工作环境(温度、湿度)稳定，受外部环境影响小，性能稳定，且原件固定于封装体内，碰撞对整流、电压调节电路影响小，提升了稳定性，降低生产过程中的废品率。在模块化制作过程中进行一次性焊接，减少焊点，降低整个整流、电压调节电路的功耗，进行模块化制作后，安装以及更换方便，提升了用户体验。
[0165]实施例三
[0166]如图15-18所示，所述基板分割为相互绝缘的区域一 C、区域二 C、区域三C、区域四
C、区域五C，各区域之间相互绝缘，保证各区域之间的绝缘性能，防止出现不必要的短路事故。
[0167]如图16所示，所述区域一C上设有二极管芯片一 C焊接位，且所述区域一 B上包括伸出封装体的交流引出端子一C，
[0168]所述区域二C上设有二极管芯片二 C焊接位和可控硅芯片二 C焊接位，且所述区域二C上包括伸出封装体的交流引出端子二 C，
[0169]所述区域三C上设有可控硅芯片一 C焊接位，
[0170]所述区域四包括伸出封装体的负极引出端子C和接地端子C，
[0171]所述区域五C上包括伸出封装体的正极引出端子C，
[0172]所述区域四C和所述区域一C通过上层电路连接片相连，
[0173]各器件的焊接位的位置固定，方便进行精准定位和流水线生产，减少人工配对的工作量，解放了劳动力。在需要连通的区域之间设有上层电路连接片，既能满足电路连接需求，又能满足各区域之间的绝缘性能。各引出端子与基板一体制作，减少不必要的焊点，减少了整流、电压调节电路的功耗，满足低功耗的需求。
[0174]如图17所示所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一C、二极管芯片二 C、可控硅芯片一 C和可控硅芯片二 C，
[0175]所述二极管芯片一C的负极向下焊接于所述二极管芯片一 C焊接位上；
[0176]所述二极管芯片二C的负极向下焊接于所述二极管芯片二 C焊接位上；
[0177]所述二极管芯片一C的正极和二极管二 C的正极分别通过上层电路连接片连通基板上的区域四C再连通所述负极引出端子C，
[0178]所述可控硅芯片一C的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一 C焊接位上;所述可控硅芯片一 C的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一 C连接;所述可控硅芯片一 C的阴极通过铝丝键合连通区域五C;
[0179]所述可控硅芯片二C的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二 C焊接位上;所述可控硅芯片二 C的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二 C连接;可控硅芯片二 C的阴极通过铝丝键合连通区域五C。
[0180]如图19所示，是实施例三相应的电气原理图，可控硅芯片一 C和二极管芯片一 C正向串联，可控硅芯片二 C和二极管芯片二 C正向串联，可控硅芯片一 C的负极和可控硅芯片二C的负极相连，二极管芯片一 C的正极和二极管芯片二 C的正极相连。两个可控硅芯片和两个二极管芯片构成一个单相整流桥，将交流电转化为相应等级的直流电，且进通过两个可控硅芯片进行调压，将电压调整至需要等级，共同构成了整流、电压调节电路，实现整流、电压调节的功能。
[0181 ]如图20所示，还包括外设电路，所述外设电路包括磁电机、控制电路、蓄电池和负载，
[0182]所述磁电机的两个输出端分别连接交流引出端子一C、交流引出端子二 C;
[0183]所述控制电路的两个控制端分别连接门极引出端子一C、门极引出端子二C，所述控制电路的两个输入端分别连接正极引出端子C、负极引出端子C;
[0184]所述蓄电池的负极与所述负极引出端子C相连，所述蓄电池的正极与所述正极引出端子C相连；
[0185]所述蓄电池的负极与所述正极引出端子C之间设有电容；
[0186]所述负载与所述蓄电池连接。
[0187]蓄电池给控制电路供电，在整流、电压调节过程中，当电压波形处于正半周时，可控硅芯片一C接受控制电路发出的触发信号和二极管二C承受正向电压导通，当电压波形处于负半周时，可控硅芯片二C接受控制电路发出的触发信号和二极管一C承受正向电压导通，由于触发信号有滞后性，且交替导通，实现了整流、电压调节功能。为了强化整流效果，在蓄电池的负极与所述正极引出端子C之间设有电容，电容能够实现简单的滤波功能，使得输出波形更加稳定。
[0188]本实用新型将整流电路和调压电路合并成一个电路，简化了电路结构，并进行了模块化封装，封装后的整流、电压调节电路工作环境(温度、湿度)稳定，受外部环境影响小，性能稳定，且原件固定于封装体内，碰撞对整流、电压调节电路影响小，提升了稳定性，降低生产过程中的废品率。在模块化制作过程中进行一次性焊接，减少焊点，降低整个整流、电压调节电路的功耗，进行模块化制作后，安装以及更换方便，提升了用户体验。相较于实施例一和实施例二，实施例三需要用到的器件更少，电路连接更简单，成本低，简单易操作。
[0189]磁电机用单相整流、电压调节功率模块的加工方法，包括如下步骤:
[0190]I)基板制作；
[0191]1.1)基板按照需通过冲切形成下层电路；
[0192]1.2)按照电气原理图在下层电路周期设计各板块的工艺连接条；
[0193]2)整流电压调节器的制作；
[0194]2.1)在基板需要固定器件的部位印刷焊膏；
[0195]2.2)将各个器件分别放置在对应的焊膏上;该步骤可以用自动拾片机完成，节约了劳力，降低成本且可实现流水线生产，提高生产效率。
[0196]2.3)在二极管芯片的正极上涂焊膏；
[0197]2.4)将上层电路的连接片放置在对应位置；
[0198]2.5)在惰性气体和的保护下，通过加热，将各器件焊接固定在铜底板上，形成上层电路;采用惰性气体保护焊接，防止器件以及各个引出端子在高温下与氧气接触氧化，保证各个器件之间的电气性能。
[0199]2.6)将可控硅芯片的极性与封装体上对应的各个引出端子进行连接;利用连接片将基板上的器件与各个相对应的引出端子连接，主要是可控硅芯片的门极和阴极。
[0200]3)进行整流电压调节器的模块化制作;将整个整流、电压调节电路进行封装，使整流、电压调节电路在工作时具有相对稳定的温度以及湿度，提高整流、电压调节电路的稳定性。
[0201]3.1)将步骤2)中完成的整流电压调节器放入塑封模具中；
[0202]3.2)用改型环氧树脂对整流电压调节器进行注塑封装；
[0203]3.3)对多余部分进行切除，使各端子实现电路分离，并进行端子成形，模块化制作完成;
[0204]4)对步骤3)中封装的整流电压调节器进行性能测试，筛选出不合格品，提高产品质量。完毕。
[0205]本实用新型本实用新型中将不同类型的多个器件集成为一功率模块，具有特定的电气功能，具有与外部电路相适配的标准化端口，不需要对器件进行逐一配对，可实现流水线生产，生产成本低。
[0206]本实用新型采用整体封装的工艺，器件位置固定，易于加工。本实用新型一次焊接加工成型，不需要进行多次焊接，避免了高温对器件电气性能的影响，可靠性高，使用寿命长，避免了现有技术中采用回流焊工艺进行加工，需要进行多次高温焊接，对器件的电性能造成影响，产品可靠性低，寿命短的缺陷。
[0207]本实用新型中一次焊接成型，焊点少，各器件连接电阻小，功耗低，避免现有技术中因多次焊接导致的内部功耗大的缺陷。
[0208]本实用新型采用全封装结构，器件工作环境稳定，对器件性能影响小，避免了现有技术中半封装结构存在的环境湿度大导致器件工作不稳定的问题。
【主权项】
1.磁电机用单相整流、电压调节功率模块，包括封装体，以及伸出封装体的若干接线用的引出端子，其特征在于，在封装体内设有基板，在所述基板上设置低功耗整流、电压调节电路，所述整流、电压调节电路固定于所述基板上； 所述基板上设有正极引出端子、负极引出端子、两个交流引出端子、两个门极引出端子和一个接地端子。2.根据权利要求1所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于，所述正极引出端子、负极引出端子、交流引出端子在伸出封装体之前的部分设有段差面。3.根据权利要求1所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于，所述基板上设有若干通孔。4.根据权利要求1所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于， 所述基板分割为相互绝缘的区域一 A、区域二 A、区域三A、区域四A和区域五A， 所述区域一 A上设二极管芯片一 A焊接位和二极管芯片二 A焊接位，且区域一 A包括伸出封装体的正极引出端子A; 所述区域二A上设二极管芯片四A焊接位，且区域二A包括伸出封装体的交流引出端子一A; 所述区域三A上设二极管芯片三A焊接位和可控硅芯片一 A焊接位，且区域三A包括伸出封装体的交流引出端子二 A; 所述区域四A上设有可控硅芯片二 A焊接位； 所述区域五A包括伸出封装体的负极引出端子A和接地端子A; 所述区域四A和区域二 A通过上层电路连接片相连； 所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一 A、二极管芯片二 A、二极管芯片三A、二极管芯片四A、可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A; 所述二极管芯片一 A的负极向下焊接于所述二极管芯片一 A焊接位上； 所述二极管芯片二 A的负极向下焊接于所述二极管芯片二 A焊接位上； 所述二极管芯片三A的负极向下焊接于所述二极管芯片三A焊接位上； 所述二极管芯片四A的负极向下焊接于所述二极管芯片四A焊接位上； 所述二极管芯片一A的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域三A，同时连接所述交流引出端子二 A; 所述二极管芯片二A的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域二A，同时连接所述交流引出端子一 A; 所述二极管芯片三A的正极与所述区域五A通过上层电路连接片相连， 所述二极管芯片四A的正极与所述区域五A通过上层电路连接片相连;使得二极管芯片三A的正极和二极管芯片四A的正极连通至负极引出端子； 所述可控硅芯片一A的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一A焊接位上;所述可控硅芯片一A的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一连接;所述可控硅芯片一A的阴极通过铝丝键合连通区域四A; 所述可控硅芯片二A的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二A焊接位上;所述可控硅芯片二A的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二连接;可控硅芯片二A的阴极通过铝丝键合连通区域三A。5.根据权利要求1所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于， 所述基板分割为相互绝缘的区域一 B、区域二 B、区域三B、区域四B、区域五B和区域六， 所述区域一 B上设有二极管芯片一 B焊接位和二极管芯片二 B焊接位，且所述区域一 B上包括伸出封装体的正极引出端子B， 所述区域二 B上设有二极管芯片三B焊接位和二极管芯片四B焊接位，且所述区域二 B上包括伸出封装体的负极引出端子B和接地端子B， 所述区域三B上设有可控硅芯片二 B焊接位， 所述区域四B上设有可控硅芯片一 B焊接位， 所述区域五B上包括伸出封装体的交流引出端子一 B， 所述区域六上包括伸出封装体的交流引出端子二 B; 所述区域四B和所述区域五B通过上层电路连接片相连， 所述区域三B和所述区域六B通过上层电路连接片相连； 所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一 B、二极管芯片二 B、二极管芯片三B、二极管芯片四B、可控硅芯片一 B和可控硅芯片二 B， 所述二极管芯片一 B的负极向下焊接于所述二极管芯片一 B焊接位上； 所述二极管芯片二 B的负极向下焊接于所述二极管芯片二 B焊接位上； 所述二极管芯片三B的负极向下焊接于所述二极管芯片三B焊接位上； 所述二极管芯片四B的负极向下焊接于所述二极管芯片四B焊接位上； 所述二极管芯片一 B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域五B再连通所述交流引出端子一 B， 所述二极管芯片二 B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域六再连通所述交流引出端子二 B， 所述二极管芯片三B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域五B再连通所述交流引出端子一 B， 所述二极管芯片四B的正极通过上层电路连接片连通基板上的区域六再连通所述交流引出端子二 B， 所述可控硅芯片一B的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一B焊接位上;所述可控硅芯片一B的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一B连接;所述可控硅芯片一B的阴极通过铝丝键合连通区域二 B; 所述可控硅芯片二B的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二B焊接位上;所述可控硅芯片二B的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二B连接;可控硅芯片二 B的阴极通过铝丝键合连通区域二 B。6.根据权利要求5所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于，所述二极管芯片三和二极管芯片四为反极性二极管芯片。7.根据权利要求1所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于， 所述基板分割为相互绝缘的区域一 C、区域二 C、区域三C、区域四C、区域五C， 所述区域一 C上设有二极管芯片一 C焊接位，且所述区域一 B上包括伸出封装体的交流引出端子一 C， 所述区域二 C上设有二极管芯片二 C焊接位和可控硅芯片二 C焊接位，且所述区域二 C上包括伸出封装体的交流引出端子二 C， 所述区域三C上设有可控硅芯片一 C焊接位， 所述区域四包括伸出封装体的负极引出端子C和接地端子C， 所述区域五C上包括伸出封装体的正极引出端子C， 所述区域四C和所述区域一 C通过上层电路连接片相连， 所述低功耗整流、电压调节电路包括二极管芯片一 C、二极管芯片二 C、可控硅芯片一 C和可控硅芯片二 C， 所述二极管芯片一 C的负极向下焊接于所述二极管芯片一 C焊接位上； 所述二极管芯片二 C的负极向下焊接于所述二极管芯片二 C焊接位上； 所述二极管芯片一 C的正极和二极管二 C的正极分别通过上层电路连接片连通基板上的区域四C再连通所述负极引出端子C， 所述可控硅芯片一C的阳极向下焊接于所述可控硅芯片一C焊接位上;所述可控硅芯片一C的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子一C连接;所述可控硅芯片一C的阴极通过铝丝键合连通区域五C; 所述可控硅芯片二C的阳极向下焊接于所述可控硅芯片二C焊接位上;所述可控硅芯片二C的门极通过铝丝键合与所述门极引出端子二C连接;可控硅芯片二C的阴极通过铝丝键合连通区域五C。8.根据权利要求7所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于，还包括外设电路，所述外设电路包括磁电机、控制电路、蓄电池和负载， 所述磁电机的两个输出端分别连接交流引出端子一、交流引出端子二； 所述控制电路的两个控制端分别连接门极引出端子一、门极引出端子二，所述控制电路的两个输入端分别连接正极引出端子、负极引出端子； 所述蓄电池的负极与所述负极引出端子相连，所述蓄电池的正极与所述正极引出端子相连； 所述蓄电池的负极与所述正极引出端子之间设有电容； 所述负载与所述蓄电池连接。9.根据权利要求4-8任意一项所述的磁电机用单相整流、电压调节功率模块，其特征在于，所述上层电路连接片为桥状。
【文档编号】H02M7/17GK205544967SQ201620352800
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】蒋李望, 郭剑, 高定健
【申请人】蒋李望, 郭剑