CN1050462C - 具有高温下有效工作的密封整流器的机动车交流发电机 - Google Patents

具有高温下有效工作的密封整流器的机动车交流发电机 Download PDF

Info

Publication number
CN1050462C
CN1050462C CN96106699A CN96106699A CN1050462C CN 1050462 C CN1050462 C CN 1050462C CN 96106699 A CN96106699 A CN 96106699A CN 96106699 A CN96106699 A CN 96106699A CN 1050462 C CN1050462 C CN 1050462C
Authority
CN
China
Prior art keywords
mosfet
positive
negative
alternating current
type
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN96106699A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1146656A (zh
Inventor
谷口真
梅田敦司
草濑新
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN1146656A publication Critical patent/CN1146656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1050462C publication Critical patent/CN1050462C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H01L2924/12036—PN diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Abstract

交流发电机包括用作整流器的用密封件(例如环氧树脂模压的)连同散热片及外部输入/输出端子板一起密封的MOSFET。即使散热片、端子板等以不同的相位振动，密封件也能将应力均匀地耗散。既然即使受到巨大的振动，整流元件也能可靠地固定，故可减少MOSFET的损坏。因为MOSFET为密封件所密封，MOSFET永远不会暴露在大气中。所以这种交流发电机可以改善MOSFET对恶劣工作条件的耐力。

Description

具有高温下有效工作的密封整流器的机动车交流发电机
本发明涉及一种具有整流器的交流发电机，其中转子绕组上产生的交流输出被整流并转化为直流输出，更具体地说，涉及一种安装在装于车辆上的内燃机上的机动车交流发电机用的整流器。
通常，一般的机动车交流发电机内采用三相全波整流器。如图13所示，整流器200包括一个汇集三个或四个正PN结硅二级管201的电流并辐射其热量的正极散热片202、一个汇集三个或四个负PN结硅二级管203的电流并辐射其热量的负极散热片204、一个将散热片202与204彼此电绝缘并将散热片202与204固定在机动车交流发电机等的外壳上的端接板205。整流器200的端接板205是用绝缘塑料树脂材料整体模压而成的，因为，所述端接板保护着把机动车交流发电机各相的电枢绕组来的交流输出通过导线206和207供给正PN结硅二极管201的各个交流输入端子。
在许多情况下，这样的一般机动车交流发电机都是直接安装在内燃机的机体上的，因而总是受到强烈的振动。特别是三相全波整流器200，其正、负散热片202，204及端接板205没有一个整体的结构，所以由于这些组件之间有着不同的振动方式而产生复杂的振动。结果，造成应力集中在整流元件的导线上，对整流元件造成巨大损伤的问题。
解决这样问题的一个途径是，用树脂材料将整流元件及其导线模压在一起，把它们固定在正、负极散热片上。当整流元件是二极管时，整流元件产生如此多的热量，以致整流元件要依靠传热来冷却，因为热量很难辐射散出，从而造成妨碍交流发电机做得紧凑的问题。
作为另一方案，可以采用以硅为半导体材料、以二氧化硅为表面绝缘材料的MOSFET器件(金属—氧化物—半导体型场效应三极管)作为整流元件，这种器件有降低损耗的能力。尽管每个器件只产生很少的热量，但是这样的器件的温度还是会超过MOSFET器件的耐热温度，因为它们是在温度非常高的环境下工作的。因此，整流器必须与尺寸比较大的冷却装置一起使用，从而妨碍机动车交流发电机做得紧凑。
鉴于先有技术的上述问题，本发明的一个目的是，提供一种即使受到巨大的振动，仍能足够地保证整流元件的强度的交流发电机。
本发明的另一个目的是，提供一种具有较小的散热片、不必为交流发电机的整流器装设较大的散热装置就能工作的交流发电机。
本发明的再一个目的是，提供一种通过防止交流发电机的整流器本身暴露于大气而改善其可靠性的交流发电机。
上述的目的用下列方法达到，即在本发明的第一个方面提供这样的交流发电机，其中在由驱动源驱动的场磁铁旋转时，根据场磁铁的旋转，电枢的一个电枢绕组上感应产生交流电流，从而使电枢绕组上产生的电压急速上升。电枢绕组上产生的交流电流通过外部的输入/输出端子送至MOSFET管，通过整流将交流转换成直流。当产生的电压超过电池电压时，直流电流便送入电池，从而通过流入电池的充电电流对电池进行充电。
使用诸如机动车交流发电机这样的交流发电机时，电枢绕组和场磁铁要处理大量的磁能。为了妥善处理这种磁能迅速释放时出现的问题，整流元件的击穿电压必须设计为至少整流器的直流输出电压的20倍，例如，300伏。此外，由于装在现代的车辆上的电气负载日益增大，故要求有100安培或更大的输出电流。碳化硅(SiC)每微米的击穿电场强度约为400伏，比硅的高出13倍。换句话说，用碳化硅作整流元件时，电功率的损失可以大大减少，因为碳化硅的击穿电场强度比硅的高得多。
使用这样的交流发电机，MOSFET管用密封构件(例如，模压环氧树脂)与散热片和外部输入/输出端子之中的一者或两者密封在一起。即使散热片、端接板等以不同的相位振动，此密封构件也能均匀地将应力分散。既然即使在巨大的振动之下，整流元件也能可靠地固定，整流元件和MOSFET管的损坏就受到抑制。用碳化硅作半导体材料的MOSFET管是一种即使由于密封元件内积聚的热量而达到高温也能工作的整流器件，因为MOSFET具有高的耐热性。因此，这种交流发电机使冷却整流元件的散热片可以做得紧凑，也会使特定尺寸的冷却装置成为不必要。既然MOSFET管用密封元件(例如，模压环氧树脂)与散热片和外部输入/输出端子中的一者或两者密封在一起，故MOSFET管永远不会暴露在大气之中。所以，这种交流发电机就可以改善MOSFET管耐受不利操作环境的能力。
整流器最好做成月牙形，以便与交流发电机外壳的内圆形互补，使得整流器有效地安置在交流发电机的外壳内。正、负极散热片可用双层的方式安装在交流发电机的外壳内，使MOSFET管的冷却能力得到改善，因为双层形式保证正、负极散热片具有足够的面积。既然较小的正、负极散热片也能保证足够的冷却性能，所以交流发电机外壳可以做得比较紧凑，因而允许MOSFET管在正、负极散热片上彼此排得更近。
用碳化硅做的MOSFET与用硅或碳化硅做的pn结二极管可以分别作为正或负整流元件或作为负或正整流元件固定在散热片上，因而可以降低整流器的生产费用。可以装配其他半导体开关元件，例如硅MOSFET管代替pn结二极管。该交流发电机可以使导线粘结、接线和焊接等过程变得容易，从而降低了装配成本，因为，在多个正和负MOSFET的表面上形成有连接到交流输入端子的漏极，电连接到正或负极散片热片的源极以及电连接到控制器的栅极。
在高浓度N型衬底上形成N型防击穿层，然后在碳化硅制N型防击穿层的表面上形成碳化硅制P型陷阱区。在P型陷阱区的表面上形成以碳化硅作为半导体材料制作的高浓度N型漏极区，并经由绝缘层在P型陷阱区的表面上形成构成N型沟道的栅极。源极在高浓度N型衬底的背面上形成，而漏极则在高浓度N型漏极区的表面上形成。结果，碳化硅制MOSFET具有高的耐击穿性能和低的功率损失，而且易于制造。
在机动车交流发电机的整流器中，P型陷阱区不是接在源极上，就是接在漏极上，以便将电压加在P型陷阱区上。但是，如果在P型陷阱区接在源极上的地方源极连接侧的寄生二极管发生短路，那么，如果接到MOSFET的漏极区的发生的电压变得低于电池电压，反向电流就会流过漏极连接侧的寄生二极管。为了防止出现流过漏极连接侧的寄生二极管的反向电流，P型陷阱区可短路到漏极。源极连接侧的寄生二极管可以防止出现流过电池的反向电流。
对于每一相各自的P型陷阱可以单独地在高浓度的N型衬底上形成，后者构成对应于多相电枢绕组而言各自的MOSFET的高浓度N型公共源极区。经由绝缘层在相应的P型陷阱的表面上形成构成N型沟通的每个栅极。所以，正或负的MOSFET可以做在单一个芯片上，从而减少装配的零件数，并缩小多相全波整流器的尺寸。
正的MOSFET及各自的电极，例如，源极、漏极及栅极用密封件(例如，环氧树脂)密封固定在正极散热片上，而负的MOSFET及各自的电极，例如，源极、漏极及栅极用密封件(例如，环氧树脂)密封固定在负极散热片上。所以，即使正、负散热片、端子板等以不同的相位振动，密封件可将应力均匀地分散，从而抑制对正、负的MOSFET及其电极的破坏作用。因为正、负MOSFET及其电极永远不会暴露在大气中，所以，提高了所述交流发电机中MOSFET及其电极耐受恶劣工作条件的能力。
完成MOSFET开关控制功能用的控制器可以装在装MOSFET的同一块板上，从而缩短MOSFET与控制器之间的接线，并使交流发电机做得更加紧凑。密封件防止连接MOSFET和控制器的接线暴露，从而避免发生接线被水腐蚀的情况，因此改善器件对恶劣工作条件的耐受力。另外，对于相同的击穿电压，碳化硅制的MOSFET功率损失比硅制的MOSFET小。
本发明的其他目的及特点将在下面对其描述的过程中显露出来。
本发明的其他目的和优点，在下面参照附图就最佳实施例的详细描述时会显得更加清楚。其中
图1是截面图，表示本发明一个最佳实施例的机动车交流发电机的三相全波整流器的一部分；
图2是平面视图，表示图1的三相全波整流器；
图3是截面图，表示该实施例机动车交流发电机的整个结构；
图4是电路图，表示图1的三相全波整流器及其三相转子绕组；
图5A及5B是截面图，表示该实施例的正MOSFET的例子；
图6A及6B是图4所示三相全波整流器U分量逆变器电路的等效电路；
图7-9是曲线图，分别说明作为对比例的普通PN结硅二极管、硅MOSFET以及本实施例碳化硅MOSFET的电压与电流的关系；
图10是曲线图，表示作为对比例的硅MOSFET与本实施例碳化硅MOSFET的击穿电压与通道电阻之间的关系；
图11是曲线图，表示采用硅MOSFET类型及碳化硅MOSFET类型的三相全波整流器时，速度与交流发电机的输出电流以及速度与其效率之间的关系；
图12是曲线图，表示采用硅MOSFET类型及碳化硅MOSFET类型的三相全波整流器时，噪声电压与机动车交流发电机的速度之间的关系；以及
图13是先有技术整流器。
参照图1-4，图中详细展示了本发明一个实施例的机动车交流发电机。汽车交流发电机装置1(示于图3)是一种为装在汽车上向电气设备(亦即车辆的电气负载)馈送电能的电池2(示于图4)充电用的车辆充电设备。汽车交流发电机装置1包括附于内燃机(未示出)上并用支撑装于内燃机室内的机动车交流发电机3，以及检测三相转子绕组25的输出电压并通过把一部分输出电流供给磁场绕组11来控制激励电流，进而调节机动车交流发电机3的三相转子绕组25的输出电压用的电压调节器8等等。
参照图3，图中详细示出了汽车交流发电机系统1的机动车交流发电机3。机动车交流发电机3包括转子4、与转子相对旋转的定子5、将转子4与定子5包含于其中的外壳6、将定子5的交流输出整流从而把交流转换成直流的三相全波整流器7、等等。
如图3所示，转子4是与转子轴9一起旋转用作场磁铁的构件。转子4包括，例如，一个Lundell型磁极铁心(有时称为场磁极、磁场铁心、转子铁心或转子芯)10、磁场绕组(有时称为转子绕组、转子线圈或磁场线圈)11，以及两个滑环12。
转子轴9可以转动地支撑在外壳6的内圆周侧上的两个滚珠轴承13上。在转子轴的一端(末端)用宽底螺帽15固定一个有多个三角皮带槽的皮带轮或三角皮带组用的皮带轮14，以传递发动机的旋转动力。此三角皮带组皮带轮14用传动手段，例如三角皮带组，与固定在发动机输出轴上的三角皮带组皮带轮接合。转子轴9可与发动机的输出轴直接啮合，并且，传动装置，例如，单级或多级齿轮传动或皮带传动也可以在转子轴9与发动机输出轴之间进行连接。
磁极铁心10具有绕在铁芯中心的磁场绕组11。当激励电流流过磁场绕组11时，爪形磁极部件假定为磁北极，而另一爪形磁极部件假定为磁南极。冷却风机(亦即轴流式风机)16焊在一个爪形磁极部件的前端面，例如用来把冷却空气吸入外壳6。另一个冷却风机(亦即离心式风机)17固定在，例如，焊在另一个爪形磁极部件的后端面，用来把冷却空气吸入外壳6，并将冷却空气鼓入定子5。磁场绕组11用绕线槽18绕在铁芯的中心。磁场绕组11的两端分别电气连接至轴接线棒(例如，滑环端子)19。绝缘材料20覆盖着磁场绕组11线头与轴连接棒19的连接部分。
两个滑环12装在轴9另一端(后端)的外圆周部分。滑环12的每个外圆柱面与两个电刷21之一接触。两个电刷21支持在电刷架22内，并用螺旋弹簧23压在两个滑环12的外圆柱面上。两个电刷21电气连接至插入电刷架22内并与之模压在一起的端子上。橡皮制成的密封件23装在电刷架22后端与外壳6之间，以防止水和湿气进入电刷架22内，所以两个滑环12和两个电刷21总是接触不到水和湿气的。
如图3所示，定子5是起电枢作用的固定部件。定子5包括对着磁极铁心10的一对爪形磁极组件的外圆柱面的电枢铁心(有时称为定子铁心)24、绕在电枢铁心24上的三相电枢绕组25(有时称为定子绕组或定子线圈)25等等。电枢铁心24是装在外壳6内的由许多磁性材料薄钢板层叠而成为一个整体的多层铁心。电枢铁心24构成磁通通路，使得从磁极铁芯10的一对爪形磁极组件出来的磁通与三相电枢的绕组25有效地切割。在电枢铁芯24的内圆柱面上每隔相同距离形成许多线槽(未示出)。
如图4所示，三相电枢绕组25包括U-相电枢绕组、V-相电枢绕组和W-相电枢绕组，按三角形接法连接。三相电枢绕组25起随着转子4的旋转而感应产生三相交流输出的绕组的作用，并且，该绕组被嵌入沿着电枢铁芯24内圆柱面而形成的多个线槽中。作为另一方案，三相电枢绕组25也可以采用Y型接法连接。
如图3所示，外壳6用作机动车交流发电机3的外壳。外壳6包括驱动框(有时称为前壳)26、后框(有时称为后壳)27及后罩(亦称端罩)28等等。驱动框26用铝模铸成一个整体。驱动框26通过滚珠轴承13可旋转地支承转子4的前端，并与把外壳6固定在发动机上用的撑条29和30形成一个整体。在驱动框26上设置用来让冷却风机16及17旋转而送出的冷却空气通过的许多放气孔31。后框27是用铝模铸而成的一个整体。后框27通过滚珠轴承13可旋转地支承转子4的后端，并与把外壳6固定在发动机上用的撑条32形成一个整体。在后框27上设置用来让冷却风机16及17旋转而送出的冷却空气通过的许多放气孔33。后框27用多个连接器，例如柱头螺栓和螺帽与驱动框26固定在一起。后罩28是用金属板，例如铝板整体模压而成的。后罩28在它本身与后框27之间装有调压器8、轴9的另一端、两个滑环12、两个电刷21及电刷架22。在后罩28上设置用来让冷却风机16及17旋转时送出的冷却空气通过用的许多放气孔(未示出)。后罩28把机体接地并构成三相全波整流器7的直流输出端子。
现在来描述机动车交流发电机8的三相全波整流器7。三相全波整流器7包括直流输出端子41、正极散热片42、负极散热片43、端子板44、导框45、三个正碳化硅基MOSFET(″SiC-MOSFETS″)51-53以及三个正—负碳化硅基MOSFET(″SiC-MOSFETS″)54-56。
如图2至4所示，直流输出端子(有时亦称直流输出正端子或B端子螺栓)41的一端通过导线46电气连接至电池2。直流输出端子41的另一端电气连接至电刷21的一个端子、正极散热片42，并如下所述通过自攻螺纹(未示出)连接至导线架45。直流输出端子41是向电池2提供充电电流的端子并构成汽车交流发电机系统的B端子。
正极散热片42是对电池2正极具有汇流作用和热辐射作用的散热片。正极散热片42整体地作成月牙形，以便与后罩28的内圆柱面一致并环绕电刷架22。正极散热片42与后框26的后侧面一致并与后罩28装配在一起。
另一方面，负极散热片43是对电池2负极具有汇流作用和热辐射作用的散热片。负极散热片43类似于正极散热片42，整体地作成月牙形，以便与后罩28的圆形内表面一致并环绕例如电刷架22。负极散热片43处在后罩28中比正极散热片42更深的位置，并在不同的平面上与正极散热片42重叠或形成双层结构。负极散热片42通过与后罩28接触而与机体连通接地。负极散热片43与正极散热片42一起构成电动势部分。
正、负极散热片42，43用具有优异的导热率的导电金属例如铜板或铝板制成。正、负极散热片42，43具有垂直壁47，48，迎着冷却空气的流动方向而立，使热量容易从三个正SiC-MOSFET51-53及三个负SiC-MOSFET54-56辐射出去。三个正SiC-MOSFET51-53及三个负SiC-MOSFET54-56分别沿着各自的园弧以预定的间距装在正、负极散热片42和43的表面上，使互补的各对正、负碳化硅MOSFET排在一条半径线上。在正、负极散热片42和43上形成两个穿透的孔。正、负极散热片42和43用两个空心铆钉穿过穿透的孔并借助端子板44互相联结，使得彼此绝缘又保持预定距离。诸如双头螺栓等紧固件穿过两个空心铆钉49将正、负极散热片42和43以及端子板44固定在后框上。
如图1至3所示，端子板44是由绝缘树脂材料，例如，刚性强尺寸稳定的聚硫化丙烯(PPS)制成，并整体地模压成月牙形薄板。端子板44比正极散热片放在离后框27更近的地方，并有两个圆柱件(未示出)和三个圆柱部分(临时啮合部分)57由此伸向负极散热片43，用以临时将正极散热片42与负极散热片啮合。
两个圆柱件穿过正极散热片42上的穿透孔。所述圆柱件的顶端插在负极散热片43与空心铆钉49之间。三个圆柱形部分用穿过圆柱形部分内部的螺丝与正极散热片42或负极散热片43结合，以保持正、负极散热片42和43之间的绝缘距离。三个圆柱形的正臂58从端子板44的外圆周伸出。三个负臂59从圆柱形部分57的内圆周伸出。在调压器8的一侧的端子板44一端，或端子板直流输出端子41的相反一端整体地形成连接器60，用以包围三个正栅信号输入端(未示出)和三个负栅信号输入端(未示出)。连接器60可以用绝缘树脂材料作为单独的部件形成。
如图2及图4至6所示，导电框45是由铜、铝等金属做的导电薄板制成，并与三个交流输入端61至63、三个正栅信号输入端、三个负栅信号输入端等一起形成。。
如图2至6所示，三个交流输入端61至63构成本发明的外部输入/输出端子，也是把三相电枢绕组25电气连接至相应正SiC-MOSFET51-53以及相应负SiC-MOSFET54-56的导体。交流输入端61至63密封在端子板44内，所以除了U-相端子64、V-相端子65及W-相端子66之外，这些端子几乎整个被端子板44盖住。三个正栅信号输入端构成本发明的外部输入/输出端子，也是如下所述把调压器8电气连接至正SiC-MOSFET51-53的栅极用的导体(正栅信号传输线)。各正栅信号输入端密封在端子板44内，使得除连接器60中调压器8的连接部分以外，这些端子几乎整个地被端子板44及正臂58盖住。三个负栅信号输入端构成本发明的外部输入/输出端子，也是如下所述把调压器8电气连接至负SiC-MOSFET54-56的栅极用的导体(负栅信号传输线)。各负栅信号输入端密封在端子板44内，使得除连接器60中调压器8的连接部分以外，这些端子几乎整个地被端子板44及负臂59盖住。
现参照图1至图6描述三相全波整流器7的三个正SiC-MOSFET51-53及三个负SiC-MOSFET54-56。三个正SiC-MOSFET51-53及三个负SiC-MOSFET管54-56是通过对输出的整流，把三相电枢绕组25的交流输出转变为直流输出用的整流元件(三相全波整流器7的半导体元件)。
三个正SiC-MOSFET51-53用焊接等方法电气连接至正极散热片42的表面(前侧面)。三个负SiC-MOSFET54-56用焊接等方法电气连接至负散热片43的表面(前侧面)。三个正SiC-MOSFET51-53中的每一个都包括正MOSFET管体71和用来把正MOSFET管体71整个密封的密封件72。密封件72用绝缘高粘结力的树脂材料，例如，环氧树脂做成，并将正MOSFET管体以及漏极D、源极S及栅极G密封在正极散热片42上。三个负SiC-MOSFET54-56中的每一个都包括负MOSFET管体73和用来把负MOSFET管体73整个密封的密封件74。密封件74与密封件72类似，是用绝缘高粘结力的树脂材料，例如，环氧树脂做成，并将负MOSFET管体以及漏极D、源极S及栅极G密封在正极散热片43上。
如图1和2所示，三个正SiC-MOSFET51-53的正MOSFET管体71的漏极D用导线75电气连接至相应的交流输入端61至63。正MOSFET管体71的源极S用焊接的方法电气连接至正极散热片42的表面。正MOSFET管体71的栅极G用导线76电气连接至相应的栅极信号输入端。类似地，三个负SiC-MOSFET54-56的负MOSFET管体73的漏极D用焊接的方法电气连接负极散热片43的表面。负MOSFET管体73的源极S用导线77连接至相应的交流输入端61至63。就是说，负MOSFET管体73的栅极G用导线76电气连接至相应的栅极信号输入端。就是说，三个负SiC-MOSFET54-56的负MOSFET管体73的源极S通过交流输入端子51至53电气连接至正SiC-MOSFET51-53的正MOSFET管体71的相应的漏极D。负MOSFET管体73的栅极G用导线78电气连接至相应的负栅信号输入端。
现参照图5描述正SiC-MOSFET51-53的制造方法。为了制造正MOSFET管体71，首先，在用SiC做的高浓度N型衬底101(n+型半导体)上用外延生长法形成SiC型防击穿层(n型半导体)102。在N型防击穿层102的表面上，用铝离子的离子注入法形成SiC做的P型陷阱区(亦即P型半导体区)103。在P型陷阱区103上用氮的离子注入法形成SiC做的高浓度N型漏极区(亦即，n+型半导体区)104。标号107代表N型防击穿层102的耗尽层。
用抗蚀剂或绝缘层将所述表面掩蔽，使表面上与沟槽对应的区域显露出来，用诸如RIE(活性离子蚀刻法)等众所周知的干法蚀刻技术在晶片表面形成沟槽105。在沟槽105的表面用加热氧化法形成一氧化硅的栅极绝缘层106之后，在沟槽105上形成由掺杂的多晶硅做的栅极G。形成与高浓度N型漏极区104及P型陷阱区103的表面接触的由导电金属做的漏极D。最后，形成与高浓度N型衬底101的背面接触的导电金属制的源极S。
图6A及6B表示换流器电路，它包括以SiC材料为正、负半导体材料、以氧化硅为表面上的栅极绝缘层的SiC-MOSFET型三相全波整流器的U-相部分。
如图6A所示，在n沟道型SiC-MOSFET换流器电路100中，正MOSFET51的MOSFET管体71的漏极D与负MOSFET54的MOSFET管体73的源极S通过交流输入端子61连接至三相电枢绕组25的U-相输出端。负MOSFET54的MOSFET管体73的漏极D连接到电池2的负端，而正MOSFET51的MOSFET管体71的源极S连接到电池2的正端。在图6A的N型沟道的情况下，与图6B的P型沟道的情况正相反，给电池充电的充电电流是与电子的迁移方向相反的，给电池充电时，源极S是供应充入沟道的载流子电荷的电极。
在正及负的SiC-MOSFET51及54的MOSFET管体71及73中，尽管如图5A-6B所示，在P型陷阱区103和源极S或漏极D(或紧靠着栅极G下面的区域)之间，在源极耦合侧形成寄生二极管Ds，而在漏极耦合侧形成寄生二极管Dd，由于在P型陷阱区103需要加上电动势，故P型陷阱区103与漏极D短路。换句话说，采用机动车交流发电机3的三相全波整流器7时，一般都需要给P型陷阱区加上电动势，故P型陷阱区103不是耦合到源极S，就是耦合到漏极D。在P型陷阱区103接到源极S，从而使源极耦合侧的寄生二极管Ds短路时，当发出的电压加在正SiC-MOSFET51的MOSFET管体71的漏极D变得低于电池电压时，就会有反向电流流过漏极耦合侧寄生二极管Dd。类似地，当发出的电压加在负SiC-MOSFET53的MOSFET管体73的源极S变得高于电池负端的电位(地电位)时，就会有反向电流流过漏极耦合侧寄生二极管Dd。为了防止这样的反向电流流过漏极耦合侧的寄生二极管Dd，将P型陷阱区103与漏极D短路，从而使源极侧的寄生二极管Ds不再有反向电流从电池2流出。这对于图6BP沟道的情况同样适用。
现参照图3及4描述调压器8。调压器8是所谓M型IC调压器，包括用聚硫化丙烯(PPS)等绝缘树脂材料制成的屏蔽外壳90、密封以使其一部分覆盖在屏蔽外壳90之中的发电功率检测端91至93、外部输入/输出端子94及95以及激励电流输出端子96，97用的导电框、控制器98及散热片(未示出)。
发出功率检测端子91至93是电气连接至U-相输出端Vu、V-相输出端Vv、W-相输出端Vw的端子(有时亦称外部端子或IG端子)，这些端子除了它们的连接部分之外，几乎整个覆盖在屏蔽外壳90之中。外部输入/输出端子94是这样的端子(有时亦称外部输入端子或IG端子)，其一端电气连接至控制器98，其另一端通过一条电线(未示出)电气连接至点火开关。外部输入/输出端子94除其连接部分以外，几乎整个地密封在屏蔽外壳90内。外部输入/输出端子95是供检测电池电压的调压器的传感器用的，是一个VB端子(有时亦称电池电压输入端子、外部输入端子或S端子)，其一端电气连接至控制器98，其另一端通过一条电线(未示出)电气连接至电池2的正极。外部输入/输出端子95除其连接部分以外，几乎整个地密封在屏蔽外壳90内。激励电流输出端子96，97是这样的端子(有时亦称F端子)，其一端电气连接至控制器98，其另一端通过自攻螺丝电气连接至电刷的端子21。外部输入/输出端子96，97除其连接部分以外，几乎整个地密封在屏蔽外壳90内。
控制器98包括集成电路及功率三极管(亦即激励电流输出三极管)、诸如吸收反向电动势用的晶体管等半导体开关元件，以及诸如电阻等其他电子元件。
现参照图1至12描述汽车交流发电机系统1的工作原理。当打开点火开关时，电力从电池送到发动机的起动器，从而使发动机的起动器启动，进而使发动机启动。发动机的转动功率经传动装置，例如三角皮带组传到三角皮带轮14，从而使可旋转地支承在驱动框26及后框27的两个滚珠轴承13上的轴9旋转，带动转子4旋转。这时，磁极铁芯10、磁场绕组11以及两个滑环12跟着轴9一起转动。
控制器98的功率晶体管(未示出)由于点火开关打开而连续导通，从而使激励电流从电池2经直流输出端子41、电刷21、滑环12、轴连接棒19、磁场绕组11、轴连接棒19、滑环12、电刷21、激励电流输出端子96，97、控制器98的功率晶体管、接地端子及后罩28流到机体。相应地，当电压从电池2加在磁场绕组11上，从而使激励电流流过磁场绕组11时，磁极铁芯10的一对爪形磁极组件被激励。一个爪形磁极组件整个地具有北极的极性，而另一个爪形磁极组件整个地具有南极的极性。在绕在与转子4发生相对转动的定子5的电枢磁极上的三相电枢绕组25上感应出交流电流，从而使发出的电压迅速提高。三相交流电流通过交流输入端子61至63送到三相全波整流器7上。就是说，三相交流电流送到三个正SiC-MOSFET51至53及三个负SiC-MOSFET54至56，并经整流而被转换成直流。
当三相电枢绕组25(或直流输出端子或B端子)上发出的电压超过电池电压时，经整流的直流电流或电池的充电电流，通过三个正SiC-MOSFET51至53、正极散热片42和直流输出端子41，送到电池2。充电电流向电池充电。
当正、负SiC-MOSFET51至56工作时，正SiC-MOSFET51至53及负SiC-MOSFET54至56按下列定时导通和截止。就是说，当三相电枢绕组25的某一相输出电压超过电池电压VB时，相应的正SiC-MOSFET51，52或53导通。当三相电枢绕组25的该相输出电压下降到低于电池电压VB时，相应的MOSFET截止。类似地，负SiC-MOSFET54至56按下列定时导通和截止。就是说，当三相电枢绕组25的某一相输出电压低于地电压VE时，相应的负SiC-MOSFET54，55或56导通。当三相电枢绕组25的输出电压超过地电压VE时，相应的MOSFET管截止。这样，SiC-MOSFET型三相全波整流器7就基本上完成一般的采用硅二极管的三相全波整流器的功能。
汽车交流发电机系统1的转子4、定子5及三相全波整流器7当电流从其中流过时会产生热量。由于磁极铁芯10的旋转，按装在一对爪形磁极组件上的冷却风机16，17旋转而将冷却空气鼓入外壳6，使这些热量耗散掉。特别是，如图3所示，转子4的磁场绕组11和定子5的三相电枢绕组25，直接被冷却风机16，17通过在驱动框26、后框27以及后罩28上形成的众多的透气孔31，33送入的冷却空气冷却。如图3所示，三相全波整流器7的三个正SiC-MOSFET51至53及三个负SiC-MOSFET54至56所产生的热量，是通过被穿过在后罩28上形成的众多的透气孔吹到正、负极散热片42，43上的冷却风或冷却空气冷却的正、负极散热片42，43耗散掉的。
如上所述，用诸如环氧树脂等树脂模压而成的密封件72，将汽车交流发电机系统1的三相全波整流器7的正SiC-MOSFET51至53，连同相应的正MOSFET管体71，包括漏极D、源极S及栅极G一起密封在正极散热片42的表面上。类似地，用诸如环氧树脂等树脂模压而成的密封件73，将汽车交流发电机系统1的三相全波整流器7的负SiC-MOSFET54至56，连同相应的负MOSFET管体73，包括漏极D、源极S及栅极G一起密封在负极散热片43的表面上。
结果，即使汽车交流发电机系统1的正、负极散热片42，43与直接装在发动机上可能接受发动机的振动的端子板44，可能具有彼此不同的振动方式，密封件72，73也能将其应力耗散掉。既然正、负MOSFET管体71，73的刚性即使在强烈的振动下也肯定有保证，汽车交流发电机系统1就能避免正、负MOSFET管体71，73发生破坏。另外，正、负MOSFET管体71，73及其相应的电极永远不暴露的大气中，所以正、负MOSFET管体71，73及其相应的电极抵抗恶劣工作条件的能力得到改善。
与可比较的硅器件相比，使用SiC的正、负MOSFET管体71，73耗散功率较少(结果产生的热量较少)，而其耐热性温度又高。正、负MOSFET管体71，73即使处在由于密封件72，74内部积聚的热量而产生的高温下也能安全地工作，所以不必专为正、负MOSFET管体71，73提供较大的散热器。所以，汽车交流发电机系统1的零件数目可以减少，汽车交流发电机系统1的成本可以降低，装备这种非常便宜的汽车交流发电机系统1的汽车，其成本也可以降低。另外，冷却正、负MOSFET管体71，73用的正、负极散热片42，43也可以做的紧凑。
三相全波整流器7完全可以沿着机动车交流发电机3的后罩28的内壁装配，所以，正、负极散热片42，43可以具有月牙形，并在不同的平面重叠，或具有双层结构。由于可以把正、负极散热片42，43做成具有足够的面积，所以，正、负MOSFET管体71，73的冷却性能得到改善。即使在正、负极散热片42，43做的比较小的情况下，MOSFET管体71，73也能得到足够的冷却，MOSFET管体71，73在正、负极散热片42，43上就可以以较窄的间距对齐，从而使机动车交流发电机3的外壳6的外径可以比较小。
采用这个实施例，若高电压(例如，300伏)加在源极S与漏极D之间，正、负SiC-MOSFET51-56截止时，SiC-MOSFET主要将耗尽层107向N型防击穿层102内部扩展，以抵抗这样的高电压。结果，N型防击穿层102起着源极反馈电阻Rs的作用，可能由于本身的电阻以及沟道电阻的增长效应而造成功率损失。但是，采用这个实施例，与普通的Si-MOSFET管相比，由于采用单晶SiC，N型防击穿层102的厚度及杂质浓度得到显著改善。
现在来考虑N型防击穿层102的击穿电压为300伏时N型防击穿层102的一种设计。在硅的情况下，击穿场强约为30伏/微米。这样，对于300伏的击穿电压，N型防击穿层102的厚度约为20微米，杂质浓度约为1×1015原子/立方厘米，电阻率约为5欧姆厘米。而同时，若SiC的击穿电压为400伏/微米，N型防击穿层102的厚度约为4微米，杂质浓度约为2×1015原子/立方厘米，电阻率约为1.25欧姆厘米。相应地，SiC-MOSFETN型防击穿层102的电阻可以降低到Si-MOSFETN型防击穿层102的电阻的20分之一。最后，本实施例的SiC-MOSFET源极反馈电阻Rs可以降低到Si-MOSFET源极反馈电阻Rs的20分之一，而沟道电阻可以相应地大大降低，从而由这样的协合效应实现损耗极低(亦即，产生热量极少)的机动车交流发电机3三相全波整流器7。就是说，利用SiC作为半导体材料，改善N型防击穿层102的击穿电压，就可以获得一种先有技术无法设想的效率极好的三相全波整流器7。当300伏以上的高压加在N型防击穿层102上时，上述关系也是类似地适用的。
图7至9显示在同样的芯片尺寸按同样的设计规则制造的(普通的)PN结Si二极管的和(实施例的)SiC-MOSFET的电压—电流特性。这些器件的击穿电压设计为250伏。图7是曲线图，显示测试得到的硅PN结二极管的特性；图8是曲线图，显示测试得到的硅制Si-MOSFET的特性；图9是曲线图，显示测试得到的SiC制SiC-MOSFET的特性。从图7至9可以看出，当提供75安培的输出电流时，本实施例的三相全波整流器7与普通的三相全波整流器相比，电功率损失可减小90％或更多。
图10是曲线图，显示在MOSFET要求的电压发生变化时，计算出的导通电阻的实例。虽然导通电阻率是N型防击穿层102的电阻和沟道电阻的总和，但是，尤其是沟道电阻，会依各种因素而变化，正如从图10可以看出的，N型防击穿层102的电阻，控制在一个高的击穿电压区。就是说，虽然即使击穿电压提高了(如果忽略反馈作用造成的沟道电阻在提高了的源极反馈电阻Rs的基础上的增大值)，沟道电阻几乎不会变化，正击穿电压关系维持不变时，N型防击穿层102的电阻还是增大。相应地，在升到250伏击穿电压以前，SiC-MOSFET几乎不允许N型防击穿层102的电阻增大，而当电压超过250伏击穿电压时，导通电阻率只是缓慢增大。
图11，12均为曲线图，显示采用本三相全波整流器7的机动车交流发电机3的特性，其中所装SiC-MOSFET(实施例)的芯片尺寸与Si-MOSFET(对比例)相同。由于整流损失可以忽略不计，输出电流改善了约10％(交流发电机具有12个磁极，运行于5000转/分)，整流效率也改善了3至5％。
按照本实施例，由于三相全波整流器可以大大地减少其发热量，散热片可以做的紧凑，因而允许把三相全波整流器7和控制器98的调压器8作成一个整体。把三相全波整流器7和控制三相全波整流器7的控制器98作成一个整体，就可能消除用于两者耦合的连接，并减少这些连接部发射的电磁噪声。所以，与普通的汽车交流发电机相比，透气孔可以外露，不必用任何后盖板来盖透气孔，结果，在机动车交流发电机中按装三相全波整流器所需的空间可以减小，所以空气阻力和输送空气的功率也都相应减小。
另外，如图12的曲线所示，本实施例(实施例)的SiC-MOSFET型三相全波整流器与普通(先有技术)Si-MOSFET型三相全波整流器相比，当交流发电机有12个电极，在10000转/分的转速下旋转，输出100安培时，整流输出电流中所含的噪声电压可以降低20％左右。这是因为，既然正、负SiC-MOSFET51至56的电阻小，故三相电枢绕组25两端的电动势随着正、负SiC-MOSFET51至56开关操作而发生的变化也受到抑制。
在本实施例中，虽然本实施例是在汽车交流发电机系统1作为车辆交流发电机实现的，本发明同样适用于其他内燃机的整流电压调节器、电动机、以及水轮机及风力发动机等驱动源驱动的其他交流发电机。在本实施例中，虽然控制三相全波整流器7工作的控制器98是装在机动车交流发电机3中的，但也可以提供装在机动车交流发电机3以外的控制器98。控制器98可以装在三相全波整流器7以内或以外。另外，本发明适用于具有三相全波整流器以外的多相全波整流器或单相半波整流器或多相半波整流器的机动车交流发电机。
交流发电机的三相全波整流器一类的多相全波整流器可以包括装在正、负极散热片之一之上的SiC-MOSFET以及装在正、负极散热片中的另一个之上的pn结二极管。pn结二极管可以用硅或碳化硅制造。
高浓度n型衬底101可以构成正SiC-MOSFET51至53相应MOSFET管体71共同的高浓度N型源区。三相电枢绕组25的每一相用的P型陷阱区103可以分别地在高浓度n型衬底101上形成。在这种情况下，高浓度n型漏极区104可以单独地在P型陷阱区103相应的表面上形成。另外，为了建立用于在相应的高浓度N型漏极区104与相应的n型防击穿层102之间单独进行导通的沟道，相应的栅极G可以通过在P型陷阱区103的表面形成栅极绝缘层106一类绝缘层而单独形成。正SiC-MOSFET51至53可以在单一个芯片上形成，使零件数得以减少，使多相全波整流器可以做得紧凑。应该指出，利用碳化硅作为半导体材料，用加热法形成氧化硅作表面绝缘器的SiC-MOSFET可以用作调压器8内的控制器98的功率晶体管。
虽然联系最佳实施例参照附图对本发明进行了全面的描述，但是应该指出，对于熟悉本行的人来说，不同的改变和修改都是很明显的。这样的改变和修改都应理解为包括在后附权利要求书所定义的本发明的范围之内的。

Claims (18)

1.一种用于对电池充电的交流发电机，所述交流发电机包括：
由驱动源驱动而能转动的磁性装置，
具有电枢绕组以便在与所述磁性装置相对转动时产生交流输出的电枢，以及
整流器，它包括：用于通过对所述交流输出进行整流而使交流输出转换成直流输出的整流器件、一个将所述整流期间产生的热量辐射出去用的散热片，以及一个装有多个电气连接至所述整流器件的外部输入/输出端子的端子板，
其特征在于：所述整流器件包括至少一个碳化硅MOSFET和一个电气绝缘的通过将至少一个所述散热片和所述外部输入/输出端子盖住而将至少一个MOSFET和至少所述散热片之一和所述外部输入/输出端子密封用的密封件。
2.根据权利要求1的交流发电机，其特征在于还包括：
所述整流器装于其中的外壳，
所述整流器具有与所述外壳的内部构形相一致的月牙形。
3.根据权利要求2的交流发电机，其特征在于其中的散热片具有双层形式，包括至少两层，所述两层中的一层是准备连接至所述电池的正极的正极散热片，而所述两层中的另一层是准备连接至所述电池的负极的负极散热片。
4.根据权利要求2的交流发电机，其特征在于其中的整流器包括装在所述正极散热片和所述负极散热片之中一个上面的碳化硅MOSFET和装在所述正极散热片和所述负极散热片之中另一个上面的硅或碳化硅制的二极管。
5.根据权利要求2所提出的交流发电机，其特征在于其中的整流器是多相全波整流器，用来通过对所述交流输出的正向部分和负向部分都进行整流，从而将所述交流发电机的多相电枢绕组产生的所述交流输出转变成所述直流输出，
所述至少一个MOSFET包括多个碳化硅制的MOSFET，后者包括多个位于正极散热片上的用所述密封件密封的正MOSFET和多个位于负极散热片上的用所述密封件密封的负MOSFET，
每个正MOSFET在其表面包括电气连接至交流输出端以接收所述电枢绕组产生的所述交流输出的漏极、电气连接至所述正极散热片的源极以及电气连接至控制器的栅极；以及
每个负MOSFET在其表面包括电气连接至所述负极散热片的漏极、电气连接至交流输出端的源极、以及电气连接至所述控制器的栅极。
6.根据权利要求5的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少50伏。
7.根据权利要求5的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少100伏。
8.根据权利要求5的交流发电机，其特征在于其中所述多个正MOSFET和所述多个负MOSFET中的至少一个MOSFET包括
在其背面形成所述负极的高密度N型衬底
在所述高密度N型衬底的主面上形成的N型防击穿层
在所述N型防击穿层的表面上形成的P型陷阱区
在所述P型陷阱区的表面上形成的高密度N型漏极区以及在所述漏极区表面形成的漏极，
其中所述栅极是通过绝缘层在所述P型陷阱区的表面上形成的，以便形成用于所述漏极区与所述N型防击穿层之间的导通的N型沟道。
9.根据权利要求8的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少50伏。
10.根据权利要求8的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少100伏。
11.根据权利要求8的交流发电机，其特征在于其中所述高密度N型漏极区和所述P型陷阱区是彼此短路的。
12.根据权利要求11的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少50伏。
13.根据权利要求11的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少100伏。
14.根据权利要求11所提出的交流发电机，其特征在于其中所述高密度N型衬底构成相应MOSFET的高密度N型公共源极区，
在所述高密度N型衬底上形成对应于所述多相电枢绕组的相的相应的P型陷阱区，
每个P型陷阱区上形成单独的高密度N型漏极区，
每个P型陷阱区上，通过所述绝缘层形成单独的栅极从而形成在对应的高密度N型漏极区与所述N型防击穿层之间单独导通的N型沟道。
15.根据权利要求14的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少50伏。
16.根据权利要求14的交流发电机，其特征在于其中所述正MOSFET及所述负MOSFET的所述源极与所述漏极之间的以及所述漏极与所述栅极之间的的击穿电压至少100伏。
17.根据权利要求5的交流发电机，其特征在于其中
所述多个正MOSFET装在所述正极散热片上，并用所述密封件将所述漏极、所述源极与所述栅极一起盖住。
18.根据权利要求1的交流发电机，其特征在于其中所述至少一个MOSFET装在装有用来对所述至少一个MOSFET进行开关的控制器的板上。
CN96106699A 1995-06-02 1996-05-31 具有高温下有效工作的密封整流器的机动车交流发电机 Expired - Fee Related CN1050462C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13655295A JP3458531B2 (ja) 1995-06-02 1995-06-02 交流発電機
JP136552/95 1995-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1146656A CN1146656A (zh) 1997-04-02
CN1050462C true CN1050462C (zh) 2000-03-15

Family

ID=15177897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96106699A Expired - Fee Related CN1050462C (zh) 1995-06-02 1996-05-31 具有高温下有效工作的密封整流器的机动车交流发电机

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5742498A (zh)
EP (1) EP0751601B1 (zh)
JP (1) JP3458531B2 (zh)
KR (1) KR100275658B1 (zh)
CN (1) CN1050462C (zh)
DE (1) DE69637368T2 (zh)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3575110B2 (ja) * 1995-06-06 2004-10-13 株式会社デンソー 車両用交流発電機
US6137201A (en) * 1997-05-26 2000-10-24 Denso Corporation AC generator for vehicles
WO1998054822A1 (fr) * 1997-05-26 1998-12-03 Denso Corporation Alternateur pour vehicule
BR9801695B1 (pt) * 1997-05-26 2009-08-11 máquina elétrica rotativa.
US5952749A (en) * 1997-05-26 1999-09-14 Denso Corporation Cooling arrangement of alternator
CA2238504C (en) * 1997-05-26 2001-03-13 Atsushi Umeda Stator arrangement of alternator for vehicle
JP3407643B2 (ja) * 1997-05-26 2003-05-19 株式会社デンソー 車両用交流発電機
US6124660A (en) * 1997-05-26 2000-09-26 Denso Corporation AC generator for vehicles
JP3147048B2 (ja) * 1997-09-12 2001-03-19 日本電気株式会社 半導体装置
US5986375A (en) * 1997-09-26 1999-11-16 Denso Corporation Alternator for vehicle
JP3839576B2 (ja) * 1998-02-26 2006-11-01 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の整流器
US6355986B1 (en) * 1998-04-06 2002-03-12 Onan Corporation Generator set control apparatus and method to avoid vehicle resonances
JP3430027B2 (ja) * 1998-09-04 2003-07-28 三菱電機株式会社 車両用交流発電機
JP3199068B2 (ja) 1999-03-31 2001-08-13 株式会社デンソー ステータの製造装置
US6215271B1 (en) 1999-05-11 2001-04-10 Satcon Technology Corporation Charging system having a controlled rectifier bridge and a single voltage sensor
JP3443363B2 (ja) * 1999-05-26 2003-09-02 三菱電機株式会社 車両用交流発電機
US6239582B1 (en) 1999-11-04 2001-05-29 Satcon Technology Corporation Motor vehicle alternator having a single voltage sensor and a half-wave controlled rectifier bridge for increasing output
DE10119776A1 (de) 2000-04-27 2001-11-08 Denso Corp Stator einer Drehfeldmaschine und Verfahren zu seiner Herstellung
US6943477B1 (en) 2000-04-27 2005-09-13 Denso Corporation Stator of rotary electric machine and method for making the same
US6310791B1 (en) * 2001-01-04 2001-10-30 Chin-Feng Lin Power rectifier
JP3511511B2 (ja) * 2001-01-24 2004-03-29 三菱電機株式会社 ブラシ装置を有する過熱保護装置付スタータ
JP4108482B2 (ja) * 2001-03-16 2008-06-25 アルテック・ジェネレイティング・システムズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 交流発電機
FR2842041B1 (fr) * 2002-07-04 2005-04-15 Valeo Equip Electr Moteur Module de controle et de puissance d'un alterno-demarreur integrable
FR2842042A1 (fr) * 2002-07-04 2004-01-09 Valeo Equip Electr Moteur Module de controle et de puissance d'un alterno-demarreur integrale
WO2004038896A1 (ja) * 2002-10-28 2004-05-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 発電電動装置
US7411324B2 (en) * 2002-10-28 2008-08-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Generator-motor
JP4147987B2 (ja) 2003-03-17 2008-09-10 株式会社日立製作所 多相式交流回転電機
JP4239723B2 (ja) * 2003-07-24 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 発電電動装置を備える駆動システムおよび発電電動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP4425006B2 (ja) * 2004-01-19 2010-03-03 三菱電機株式会社 車両用回転電機
US7084609B2 (en) * 2004-01-29 2006-08-01 Visteon Global Technologies, Inc. Alternator controlled rectifier
JP4156542B2 (ja) * 2004-03-03 2008-09-24 三菱電機株式会社 車両用回転電機装置
FR2873869B1 (fr) 2004-07-29 2006-10-06 Valeo Equip Electr Moteur Dispositif de controle et de puissance pour une machine electrique tournante
US7522405B2 (en) 2005-05-23 2009-04-21 Perfect Switch, Llc High current electrical switch and method
DE102005032191A1 (de) * 2005-07-09 2007-02-08 Zf Friedrichshafen Ag Elektromaschine mit integrierter Leistungselektronik und Verfahren zur Herstellung der Kontaktierung der DC Schienen mit den DC Kontaktflächen der Leistungshalbleiter der Leistungselektronik
DE102007041674B4 (de) * 2006-09-21 2017-12-28 Secop Gmbh Elektrischer Schaltkreis mit integriertem Schutz vor Ausgleichsvorgängen
JP4402712B2 (ja) * 2007-11-16 2010-01-20 三菱電機株式会社 制御装置一体形回転電機
JP5770412B2 (ja) * 2008-01-31 2015-08-26 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
JP4650528B2 (ja) * 2008-07-03 2011-03-16 株式会社デンソー 車両用回転電機
JP5133952B2 (ja) * 2009-09-08 2013-01-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用交流発電機の整流装置
US9685900B2 (en) 2010-11-19 2017-06-20 General Electric Company Low-inductance, high-efficiency induction machine and method of making same
US9780716B2 (en) 2010-11-19 2017-10-03 General Electric Company High power-density, high back emf permanent magnet machine and method of making same
US20120126728A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 El-Refaie Ayman Mohamed Fawzi Integrated electric machine and silicon carbide power converter assembly and method of making same
CN102111078A (zh) * 2011-03-01 2011-06-29 锦州海伯伦汽车电子有限公司 汽车交流发电机整流桥
DE102011108000A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg EFI-Zündmodul
WO2013132569A1 (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 三菱電機株式会社 半導体装置
CN104052193A (zh) * 2014-07-01 2014-09-17 柏科（常熟）电机有限公司 一种汽车发电机总成
JP6602263B2 (ja) * 2016-05-30 2019-11-06 株式会社東芝 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機
US10784756B2 (en) 2017-02-02 2020-09-22 Borgwarner Inc. Electric machine with press-fit electronics package
US11923716B2 (en) 2019-09-13 2024-03-05 Milwaukee Electric Tool Corporation Power converters with wide bandgap semiconductors
GB2590948A (en) * 2020-01-08 2021-07-14 Cummins Generator Technologies Rectifier Assembly

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1763157A1 (de) * 1968-04-11 1971-09-16 Bosch Gmbh Robert Spannungsregler
JPS507242B1 (zh) * 1968-04-27 1975-03-24
JPS5241813A (en) * 1975-09-29 1977-03-31 Hitachi Ltd Voltage regulator storing type ac generator
US4168459A (en) * 1977-10-25 1979-09-18 Precise Power Corporation Non-interruptible power supply systems
US4322667A (en) * 1979-08-17 1982-03-30 Shunjiro Ohba DC Machine control circuit
US4451749A (en) * 1981-09-11 1984-05-29 Nippondenso Co., Ltd. AC Generator
US4646131A (en) * 1983-01-28 1987-02-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rectifier device
DE3629976A1 (de) * 1986-09-03 1988-04-07 Hueco Gmbh Fabrik Fuer Interna Spannungsregler fuer generatoren
JPH0297300A (ja) * 1988-09-30 1990-04-09 Aisin Seiki Co Ltd 可搬式エンジン発電装置
JPH03106868A (ja) * 1989-09-18 1991-05-07 Tosoh Corp 光学活性プロピオン酸エステル誘導体の製法
JP2959640B2 (ja) * 1990-09-27 1999-10-06 本田技研工業株式会社 充電回路
JP3374491B2 (ja) * 1993-12-24 2003-02-04 株式会社デンソー 車両用発電電動装置
US5396085A (en) * 1993-12-28 1995-03-07 North Carolina State University Silicon carbide switching device with rectifying-gate

Also Published As

Publication number Publication date
DE69637368D1 (de) 2008-01-31
EP0751601A3 (en) 1998-10-21
JPH08331818A (ja) 1996-12-13
EP0751601B1 (en) 2007-12-19
EP0751601A2 (en) 1997-01-02
DE69637368T2 (de) 2008-12-04
JP3458531B2 (ja) 2003-10-20
CN1146656A (zh) 1997-04-02
KR100275658B1 (ko) 2001-01-15
KR970004234A (ko) 1997-01-29
US5742498A (en) 1998-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1050462C (zh) 具有高温下有效工作的密封整流器的机动车交流发电机
JP4156542B2 (ja) 車両用回転電機装置
JP3458530B2 (ja) 交流発電機の整流電圧調整装置
CN1035350C (zh) 用于车辆的发电·电动装置
EP1331725B1 (en) Automotive electric power supply apparatus
JP4089917B2 (ja) 車両用電動発電機
CN1788405A (zh) 车辆旋转电机设备
US10396636B2 (en) Power converter and rotary electric machine
US5694313A (en) Rectifying unit for AC generator
CN1146655A (zh) 采用SiC开关晶体管的车辆用交流发电机
JP4013744B2 (ja) 車両用交流発電機の電圧制御装置
US20190281733A1 (en) Rotating electric machine
JP2007166900A (ja) 車両用電源装置
KR100573438B1 (ko) 차량용 교류발전기
JP5256892B2 (ja) 車両用回転電機
JP7109587B2 (ja) 回転電機
JP2022552712A (ja) 電気機械に電力を供給するための電子システム、および、そのような電子システムを備える電気アセンブリ
JP2004201467A (ja) 多相交流回転電機搭載インバータ

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20000315

Termination date: 20120531