磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊的制作方法
【專利摘要】磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊。涉及一種車用整流、電壓調節功部件，尤其涉及一種磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊。提供了一種成本低、功耗小、性能穩定、加工效率高、工作量小、結構緊湊，能夠適應流水線加工且進行模塊化制作的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊。所述基板上設有正極引出端子、負極引出端子、兩個交流引出端子和兩個門極引出端子、一個接地端子。所述正極引出端子、負極引出端子、交流引出端子在伸出封裝體之前的部分設有段差面。采用全封裝結構，工作環境穩定，對性能影響小，避免了現有技術中半封裝結構存在的環境濕度大導致工作不穩定的問題。
【專利說明】
磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種車用整流、電壓調節功部件，尤其涉及磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊。
【背景技術】
[0002]整流、電壓調節器一般應用于汽車電路中，汽車電路中一般利用磁電機為為附設電路提供電能，整流、電壓調節器置于磁電機與附設電路之間，將磁電機發出的電能轉化為穩定的直流電源為附設電路供電。所以整流、電壓調節器的質量直接關系到整個汽車電路的安全與穩定。整流、電壓調節器內部電路中的整流電路和可控硅芯片調節電路工作時均有較大的電流通過，其功耗較大。
[0003]現有技術中磁電機用整流電壓調節器的功率部分普遍使用整流二極管單元器件(gpCELL)和T0-220封裝可控硅芯片器件，通過回流焊接工藝安裝在鋁基敷銅板上。現有工藝技術產品的整流電路部分，均采用單元整流二極管(即CELL)組成，該單元整流二極管是半封裝外形，用酸腐蝕工藝制成。使用中因環境濕度大，焊接溫度高等因素，經常發生電氣性能衰降的不穩定情況;磁電機用整流電壓調節器電路對可控硅芯片器件的部分參數有配對要求，由于使用了單體的T0-220封裝的可控硅芯片，因此需要對可控硅芯片器件進行人工測量篩選配對;增加配對測量的工序及工作量。
[0004]磁電機用整流電壓調節器中電路板采用鋁基敷銅底板與二極管、可控硅芯片進行焊接，其元器件位置及功率總成的引出端子之間位置尺寸不一致，造成功率底板和控制PCB板對接端子不能準確對位，給生產操作帶來難度，影響生產效率。半封裝外形的二極管和可控硅器件經過與鋁基敷銅板的高溫焊接(可達250°C)，其電器性能會發生一定比例的變化，且在線器件難以通過測量進行篩選，容易造成隱患產品流入市場。
[0005]現有技術在生產過程中，需要采用單元二極管(CELL)、可控硅器件、鋁基敷銅板、焊錫膏和銅質引出端子，進行裝配焊接，無法實現自動化生產，耗費較多的人工，生產成本較高。形成的產品功耗大、性能不穩定(環境濕度和溫度變化大)。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型針對以上問題，提供了一種成本低、功耗小、性能穩定、加工效率高、工作量小、結構緊湊，能夠適應流水線加工且進行模塊化制作的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊。
[0007]本實用新型的技術方案是:磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，包括封裝體，以及伸出封裝體的若干接線用的引出端子，在封裝體內設有基板，在所述基板上設置低功耗整流、電壓調節電路，所述整流、電壓調節電路固定于所述基板上；
[0008]所述基板上設有正極引出端子、負極引出端子、兩個交流引出端子、兩個門極引出端子和一個接地端子。
[0009]所述正極引出端子、負極引出端子、交流引出端子在伸出封裝體之前的部分設有段差面。
[0010]所述基板上設有若干通孔。
[0011 ] 所述基板分割為相互絕緣的區域一 A、區域二 A、區域三A、區域四A和區域五A，
[0012]所述區域一A上設二極管芯片一 A焊接位和二極管芯片二 A焊接位，且區域一 A包括伸出封裝體的正極引出端子A;
[0013]所述區域二A上設二極管芯片四A焊接位，且區域二 A包括伸出封裝體的交流引出端子一 A ；
[0014]所述區域三A上設二極管芯片三A焊接位和可控硅芯片一 A焊接位，且區域三A包括伸出封裝體的交流引出端子二 A;
[0015]所述區域四A上設有可控硅芯片二 A焊接位；
[0016]所述區域五A包括伸出封裝體的負極引出端子A和接地端子A;
[0017]所述區域四A和區域二A通過上層電路連接片相連；
[0018]所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一A、二極管芯片二 A、二極管芯片三A、二極管芯片四A、可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A;
[0019]所述二極管芯片一A的負極向下焊接于所述二極管芯片一 A焊接位上；
[0020]所述二極管芯片二A的負極向下焊接于所述二極管芯片二 A焊接位上；
[0021]所述二極管芯片三A的負極向下焊接于所述二極管芯片三A焊接位上；
[0022]所述二極管芯片四A的負極向下焊接于所述二極管芯片四A焊接位上；
[0023]所述二極管芯片一A的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域三A，同時連接所述交流引出端子二 A;
[0024]所述二極管芯片二A的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域二A，同時連接所述交流引出端子一 A;
[0025]所述二極管芯片三A的正極與所述區域五A通過上層電路連接片相連，
[0026]所述二極管芯片四A的正極與所述區域五A通過上層電路連接片相連;使得二極管芯片三A的正極和二極管芯片四A的正極連通至負極引出端子；
[0027]所述可控硅芯片一A的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一連接;所述可控硅芯片一 A的陰極通過鋁絲鍵合連通區域四A;
[0028]所述可控硅芯片二 A的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二連接;可控硅芯片二 A的陰極通過鋁絲鍵合連通區域三A。
[0029 ] 所述基板分割為相互絕緣的區域一 B、區域二 B、區域三B、區域四B、區域五B和區域六，
[0030]所述區域一B上設有二極管芯片一 B焊接位和二極管芯片二 B焊接位，且所述區域一B上包括伸出封裝體的正極引出端子B，
[0031]所述區域二B上設有二極管芯片三B焊接位和二極管芯片四B焊接位，且所述區域二B上包括伸出封裝體的負極引出端子B和接地端子B，
[0032]所述區域三B上設有可控硅芯片二 B焊接位，
[0033]所述區域四B上設有可控硅芯片一 B焊接位，
[0034]所述區域五B上包括伸出封裝體的交流引出端子一B，
[0035]所述區域六上包括伸出封裝體的交流引出端子二B;
[0036]所述區域四B和所述區域五B通過上層電路連接片相連，
[0037]所述區域三B和所述區域六B通過上層電路連接片相連；
[0038]所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一B、二極管芯片二 B、二極管芯片三B、二極管芯片四B、可控硅芯片一 B和可控硅芯片二 B，
[0039]所述二極管芯片一B的負極向下焊接于所述二極管芯片一 B焊接位上；
[0040]所述二極管芯片二B的負極向下焊接于所述二極管芯片二 B焊接位上；
[0041]所述二極管芯片三B的負極向下焊接于所述二極管芯片三B焊接位上；
[0042]所述二極管芯片四B的負極向下焊接于所述二極管芯片四B焊接位上；
[0043]所述二極管芯片一 B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域五B再連通所述交流引出端子一 B，
[0044]所述二極管芯片二 B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域六再連通所述交流引出端子二 B，
[0045]所述二極管芯片三B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域五B再連通所述交流引出端子一 B，
[0046]所述二極管芯片四B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域六再連通所述交流引出端子二 B，
[0047]所述可控硅芯片一 B的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一 B連接;所述可控硅芯片一 B的陰極通過鋁絲鍵合連通區域二 B;
[0048]所述可控硅芯片二 B的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二 B連接;可控硅芯片二 B的陰極通過鋁絲鍵合連通區域二 B。
[0049]所述二極管芯片三和二極管芯片四為反極性二極管芯片。
[0050]所述基板分割為相互絕緣的區域一 C、區域二 C、區域三C、區域四C、區域五C，
[0051]所述區域一C上設有二極管芯片一 C焊接位，且所述區域一 B上包括伸出封裝體的交流引出端子一 C，
[0052]所述區域二C上設有二極管芯片二 C焊接位和可控硅芯片二 C焊接位，且所述區域二 C上包括伸出封裝體的交流引出端子二 C，
[0053]所述區域三C上設有可控硅芯片一 C焊接位，
[0054]所述區域四包括伸出封裝體的負極引出端子C和接地端子C，
[0055]所述區域五C上包括伸出封裝體的正極引出端子C，
[0056]所述區域四C和所述區域一C通過上層電路連接片相連，
[0057]所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一C、二極管芯片二 C、可控硅芯片一C和可控娃芯片二C，
[0058]所述二極管芯片一C的負極向下焊接于所述二極管芯片一 C焊接位上；
[0059]所述二極管芯片二C的負極向下焊接于所述二極管芯片二 C焊接位上；
[0060]所述二極管芯片一C的正極和二極管二 C的正極分別通過上層電路連接片連通基板上的區域四C再連通所述負極引出端子C，
[0061]所述可控硅芯片一C的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一 C連接;所述可控硅芯片一 C的陰極通過鋁絲鍵合連通區域五C;
[0062]所述可控硅芯片二C的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二 C連接;可控硅芯片二 C的陰極通過鋁絲鍵合連通區域五C。
[0063]還包括外設電路，所述外設電路包括磁電機、控制電路、蓄電池和負載，
[0064]所述磁電機的兩個輸出端分別連接交流引出端子一、交流引出端子二；
[0065]所述控制電路的兩個控制端分別連接門極引出端子一、門極引出端子二，所述控制電路的兩個輸入端分別連接正極引出端子、負極引出端子；
[0066]所述蓄電池的負極與所述負極引出端子相連，所述蓄電池的正極與所述正極引出端子相連；
[0067]所述蓄電池的負極與所述正極引出端子之間設有電容；
[0068]所述負載與所述蓄電池連接。
[0069]所述上層電路連接片為橋狀。
[0070]本實用新型中將不同類型的多個器件芯片集成為一個結構緊湊、能適應全天候使用環境的模塊化器件，具有整流、電壓調節功能，具有與外部電路相適配的標準化端口，不需要對器件進行逐一配對，避免了現有技術中生產成本高，耗費人力物力大的弊端。
[0071]本實用新型采用整體封裝的工藝，器件位置固定，易于加工，解決現有技術中并未采用整體封裝的形式，各個器件很難精確定位，加工難度大的問題。
[0072]本實用新型一次焊接加工成型，不需要進行多次焊接，避免了高溫對器件電氣性能的影響，可靠性高，使用壽命長，避免了現有技術中采用回流焊工藝進行加工，需要進行多次高溫焊接，對器件的電性能造成影響，產品可靠性低，壽命短的缺陷。
[0073]本實用新型中一次焊接成型，各器件連接電阻小，功耗低，避免現有技術中因多次焊接導致的內部功耗大的缺陷。
[0074]本實用新型采用全封裝結構，器件工作環境穩定，對器件性能影響小，避免了現有技術中半封裝結構存在的環境濕度大導致器件工作不穩定的問題。
【附圖說明】
[0075]圖1是本實用新型的結構不意圖，
[0076]圖2是圖1的側視圖，
[0077]圖3是本實用新型實施例一的基板結構不意圖，
[0078]圖4是本實用新型實施例一的器件位置排布圖，
[0079]圖5是本實用新型實施例一的連接結構示意圖，
[0080]圖6是圖5的側視圖，
[0081]圖7是本實用新型實施例一的電氣原理圖，
[0082]圖8是本實用新型實施例一的應用電路圖，
[0083]圖9是本實用新型實施例一■的基板結構不意圖，
[0084]圖10是本實用新型實施例二的器件位置排布圖，
[0085]圖11是本實用新型實施例二的連接結構示意圖，
[0086]圖12是圖11的側視圖，
[0087]圖13是本實用新型實施例二的電氣原理圖，
[0088]圖14是本實用新型實施例二的應用電路圖，
[0089]圖15是本實用新型實施例三的基板結構示意圖，
[0090]圖16是本實用新型實施例三的器件位置排布圖，
[0091 ]圖17是本實用新型實施例三的連接結構示意圖，
[0092]圖18是圖17的側視圖，
[0093]圖19是本實用新型實施例三的電氣原理圖，
[0094]圖20是本實用新型實施例三的應用電路圖，
[0095]圖21是本實用新型中上層電路連接片結構示意圖，
[0096]圖22是圖21的俯視圖；
[0097]圖中I是封裝體，
[0098]2是基板，
[0099 ] 21A是區域一A，22A是區域二A，23A是區域三A，24A是區域四A，25A是區域五A，211A是二極管芯片一A焊接位，212A是二極管芯片二A焊接位，221A是二極管芯片四A焊接位，231A是二級管芯片三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是區域一 B，22B是區域二 B，23B是區域三B，24B是區域四B，25B是區域五B，26是區域六，21IB是二極管芯片一 B焊接位，212B是二極管芯片二 B焊接位，221B是二極管芯片三B焊接位，222B是二級管芯片四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是區域一 C，22C是區域二 C，23C是區域三C，24C是區域四C，25C是區域五C，211C是二級管芯片一C焊接位，221C是二級管芯片二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是正極引出端子，32是負極引出端子，33是交流引出端子，34是門極引出端子，35是接地端子，
[0103]31A是正極引出端子A，32A是負極引出端子A，331A是交流引出端子一A，332A是交流引出端子二A，341A是門極引出端子一A，342A是門極引出端子二A，35A是接地端子A
[0104]31B是正極引出端子B，32B是負極引出端子B，331B是交流引出端子一B，332B是交流引出端子二 B，341B是門極引出端子一 B，342B是門極引出端子二 B，35B是接地端子B，
[0105]31C是正極引出端子C，32C是負極引出端子C，331C是交流引出端子一C，332C是交流引出端子二 C，341C是門極引出端子一 C，342C是門極引出端子二 C，35C是接地端子C，
[0106]41A是二級管芯片一 A，42A是二級管芯片二 A，43A是二級管芯片三A，44A是二級管芯片四A，
[0107]41B是二級管芯片一 B，42B是二級管芯片二 B，43B是二級管芯片三B，44B是二級管芯片四B，
[0108]41C是二級管芯片一 C，42C是二級管芯片二 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是斷差面，7是上層電路連接片。
【具體實施方式】
[0113]本實用新型如圖所示1-20所示，包括封裝體I，以及伸出封裝體的若干接線用的引出端子，在封裝體內設有基板2，在所述基板2上設置低功耗整流、電壓調節電路，所述整流、電壓調節電路固定于所述基板2上。形成模塊化設計，為設在封裝體內的整流、電壓調節電路提供一個溫度和濕度相對穩定的工作環境，避免了現有技術在使用過程中中因環境濕度大，焊接溫度高等因素，克服了現有技術經常發生的電性能衰降情況。延長了整流、電壓調節電路的使用壽命，保證整流、電壓調節電路在使用過程中的穩定性。
[0114]所述基板2上設有正極引出端子31、負極引出端子32、兩個交流引出端子33、兩個門極引出端子34和一個接地端子35，方便與外設電路連接。其中兩個門極引出端子34和一個接地端子35為控制板提供電源基準(電源地線)。
[0115]如圖2所示，所述正極引出端子31、負極引出端子32、兩個交流引出端子33和兩個門極引出端子34在伸出封裝體之前的部分設有段差面6，減少基板應力，增加基板使用壽命O
[0116]所述基板2上設有若干通孔。基板中間設置的通孔，給封裝后的器件提供了散熱渠道，便于在工作狀態下散熱，防止器件過熱影響性能。在基板上還有其余通孔，方便封裝時對器件及基板進行定位，同時，封裝后能夠固定器件位置，防止封裝體內部的電路因碰撞出現斷點或者短路的狀況。
[0117]如圖21-22所示，上層電路連接片7采用導電性能好的金屬制作，兩端均成方形兩端低而中間高，成橋狀。搭接在需要連通的區域和器件之間，中間高的設計能夠避免電路連接片在搭接過程中跨越不需要連接的器件，防止連接出現不必要的短路事故。
[0118]實施例一
[0119]如圖3-5所示，所述基板分割為相互絕緣的區域一 21A、區域二 22A、區域三23A、區域四24A和區域五A。各區域間相互絕緣，保證了器件之間的絕緣性能，防止出現不必要的短路。
[0120]所述區域一A上設二極管芯片一 A焊接位211A和二極管芯片二 A焊接位212A，所述區域二 A上設二極管芯片四A焊接位221A，所述區域三A上設二極管芯片三A焊接位231A和可控硅芯片一 A焊接位232A，所述區域四A上設有可控硅芯片二 A焊接位241A;每個區域內的焊接位位置固定，方便進行流水線加工和精確定位，解放了勞動力資源，降低生產成本。
[0121]區域一A包括伸出封裝體的正極引出端子A;區域二A包括伸出封裝體的交流引出端子一A;區域三A包括伸出封裝體的交流引出端子二A;所述區域五A包括伸出封裝體的負極引出端子和接地端子A;所述區域四A和區域二A通過上層電路連接片相連；引出端子用于與外設電路進行連接，發揮電路功能。且引出端子與基板一體制造，減少不必要的焊點，降低整個電路的電阻，從而降低功耗。上層電路連接片將有連通需要的區域進行連通，保證各器件的連通性。
[0122]所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一A、二極管芯片二 A、二極管芯片三A、二極管芯片四A、可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A。
[0123]所述二極管芯片一A的負極向下焊接于所述二極管芯片一 A焊接位上；
[0124]所述二極管芯片二A的負極向下焊接于所述二極管芯片二 A焊接位上；
[0125]所述二極管芯片三A的負極向下焊接于所述二極管芯片三A焊接位上；
[0126]所述二極管芯片四A的負極向下焊接于所述二極管芯片四A焊接位上；
[0127]所述二極管芯片一 A的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域三A再連通所述交流引出端子二 A;
[0128]所述二極管芯片二 A的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域二 A再連通所述交流引出端子一 A;
[0129]所述二極管芯片三A的正極與所述區域五A通過上層電路連接片相連，
[0130]所述二極管芯片四A的正極與所述區域五A通過上層電路連接片相連;使得二極管芯片三A的正極和二極管芯片四A的正極連通至負極引出端子；
[0131]所述可控硅芯片一A的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一連接;所述可控硅芯片一 A的陰極通過鋁絲鍵合連通區域四A;
[0132]所述可控硅芯片二A的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二連接;可控硅芯片二 A的陽極通過鋁絲鍵合連通區域三A。
[0133]在相應焊接位內鋪滿焊膏，將所有器件一次性焊接完畢，避免了現有技術中進行多次焊接影響器件性能和電路穩定性的缺陷，提升了電路穩定性，延長了器件更換時間，延長了電路使用壽命。
[0134]如圖7所示，是實施例一相對應的電氣原理圖，由圖7可以直觀的了解焊接在基板上的各個器件的連接方式，二極管芯片一A和二極管芯片三A正向串聯，二極管芯片二A和二極管芯片四A正向串聯，二極管芯片一 A的負極和二極管芯片二 A的負極相連，二極管芯片三A的正極與二極管芯片四A的正極連接，四個二極管芯片構成一個單相整流橋，將交流電轉化為相應等級的直流電，可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A反向并聯后串接于二極管芯片一的正極管芯片二的正極之間，在單相整流橋整流的同時進行調壓，將電壓調整至需要等級，共同構成了整流、電壓調節電路，實現整流、電壓調節的功能。
[0135]如圖8所示，是本實用新型實際應用時的電路連接圖，磁電機發出正弦波交流電，經四個二極管芯片進行整流，在整流時，兩個可控硅芯片的門極受控制電路的控制，交替通斷，即可同時實現整流、電壓調節功能。
[0136]本實用新型將整流電路和調壓電路合并成一個電路，簡化了電路結構，并進行了模塊化封裝，封裝后的整流、電壓調節電路工作環境(溫度、濕度)穩定，受外部環境影響小，性能穩定，在模塊化制作過程中進行一次性焊接，減少焊點，降低整個整流、電壓調節電路的功耗，進行模塊化制作后，安裝以及更換方便，提升了用戶體驗。
[0137]實施例二
[0138]如圖9-11所示，所述基板分割為相互絕緣的區域一 B、區域二 B、區域三B、區域四B、區域五B和區域六，各區域相互絕緣，保證各個器件以及各個區域之間的絕緣良好，避免不必要的短路事故的發生。
[0139]如圖10所示，所述區域一B上設有二極管芯片一 B焊接位211B和二極管芯片二 B焊接位212B，且所述區域一B上包括伸出封裝體的正極引出端子B，
[0140]所述區域二 B上設有二極管芯片三B焊接位221B和二極管芯片四B焊接位222B，且所述區域二B上包括伸出封裝體的負極引出端子B和接地端子B，
[0141]所述區域三B上設有可控硅芯片二 B焊接位231B，
[0142]所述區域四B上設有可控硅芯片一 B焊接位241B，
[0143]所述區域五B上包括伸出封裝體的交流引出端子一B，
[0144]所述區域六上包括伸出封裝體的交流引出端子二B;
[0145]所述區域四B和所述區域五B通過上層電路連接片7相連，
[0146]所述區域三B和所述區域六B通過上層電路連接片7相連；
[0147]各器件的焊接位固定，方便進行精準定位，方便進行流水線加工和精確定位，解放了勞動力資源，降低生產成本。利用上層電路連接片在需要進行連接的器件之間搭建通路，避免不必要的材料浪費，同時減小整個基板的體積。基板與引出端子一體制作減少了焊點，降低了整個電路的功耗。
[0148]如圖11所示，所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一B、二極管芯片二
B、二極管芯片三B、二極管芯片四B、可控硅芯片一 B和可控硅芯片二 B，
[0149]所述二極管芯片一B的負極向下焊接于所述二極管芯片一 B焊接位上；
[0150]所述二極管芯片二B的負極向下焊接于所述二極管芯片二 B焊接位上；
[0151]所述二極管芯片三B的負極向下焊接于所述二極管芯片三B焊接位上；
[0152]所述二極管芯片四B的負極向下焊接于所述二極管芯片四B焊接位上；
[0153]所述二極管芯片一 B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域五B再連通所述交流引出端子一 B，
[0154]所述二極管芯片二 B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域六再連通所述交流引出端子二 B，
[0155]所述二極管芯片三B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域五B再連通所述交流引出端子一 B，
[0156]所述二極管芯片四B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域六再連通所述交流引出端子二 B，
[0157]所述可控硅芯片一B的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一 B連接;所述可控硅芯片一 B的陰極通過鋁絲鍵合連通區域二 B;
[0158]所述可控硅芯片二B的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二 B連接;可控硅芯片二 B的陰極通過連接片連通區域二 B。
[0159]各個需要連接的器件通過上層電路連接片連接，避免了不需要連接的器件之間出現誤連接的幾率。
[0160]在相應焊接位內鋪滿焊膏，將所有器件一次性焊接完畢，避免了現有技術中進行多次焊接影響器件性能和電路穩定性的缺陷，提升了電路穩定性，延長了器件更換時間，延長了電路使用壽命。
[0161]所述二極管芯片三和二極管芯片四為反極性二極管芯片。二極管芯片三和二極管芯片四為反極性二極管芯片，反極性二極管芯片即在正常的芯片放置位置的前提下，二極管芯片的正極發揮負極的功能而負極發揮正極的功能。利用反極性二極管芯片，能夠便捷的在不需要增加其他器件數量的前提下實現電路功能，降低生產成本，減少單個成品的生廣時間，提尚生廣效率。
[0162]如圖13所示，是實施例二相應的電氣原理圖，二極管芯片一B和二極管芯片三B正向串聯，二極管芯片二 B和二極管芯片四B正向串聯，二極管芯片一 B的負極和二極管芯片二B的負極相連，二極管芯片三B的正極與二極管芯片四B的正極連接，可控硅芯片一 B和二極管芯片三B反向并聯，可控硅芯片二 B和二極管芯片四B反向并聯，四個二極管芯片構成一個單相整流橋，將交流電轉化為相應等級的直流電，可控硅芯片一和可控硅芯片二反向并聯后串接于二極管芯片一的正極管芯片二的正極之間，在單相整流橋整流的同時進行調壓，將電壓調整至需要等級，共同構成了整流、電壓調節電路，實現整流、電壓調節的功能。
[0163]如圖14所示，是實施例二在實際應用時的電路接線圖，磁電機的兩個輸出和整流、電壓調節電路的兩個交流引出端子連接，控制電路分別正極引出端子、負極引出端子、可控硅芯片的門極、蓄電池，蓄電池給控制電路供電，在單相整流橋與其中一個可控硅芯片(如可控硅芯片一)構成完整的整流電路，在進行整流的過程中，可控硅芯片一的門極形成一個脈沖信號，控制電路將可控硅芯片一給的脈沖信號傳遞給可控硅芯片二的門極，控制可控硅芯片二導通和關斷動作，當電壓波形為上半周時，可控硅芯片二關斷，由于在蓄電池的正負極不能形成完整額回路，蓄電池放電，電壓等級逐漸降低，整流、電壓調節電路的整體輸出功率降低；當電壓波形為下半周時，可控硅芯片二導通，在蓄電池的正負極形成完整額回路，為蓄電池充電，蓄電池電壓等級升高，整流、電壓調節電路整體的帶載能力增強，即隨著可控硅芯片一和可控硅芯片二的交替導通，蓄電池重復進行充放電動作，在負載一定的前提下能夠實現調壓。
[0164]本實用新型將整流電路和調壓電路合并成一個電路，簡化了電路結構，并進行了模塊化封裝，封裝后的整流、電壓調節電路工作環境(溫度、濕度)穩定，受外部環境影響小，性能穩定，且原件固定于封裝體內，碰撞對整流、電壓調節電路影響小，提升了穩定性，降低生產過程中的廢品率。在模塊化制作過程中進行一次性焊接，減少焊點，降低整個整流、電壓調節電路的功耗，進行模塊化制作后，安裝以及更換方便，提升了用戶體驗。
[0165]實施例三
[0166]如圖15-18所示，所述基板分割為相互絕緣的區域一 C、區域二 C、區域三C、區域四
C、區域五C，各區域之間相互絕緣，保證各區域之間的絕緣性能，防止出現不必要的短路事故。
[0167]如圖16所示，所述區域一C上設有二極管芯片一 C焊接位，且所述區域一 B上包括伸出封裝體的交流引出端子一C，
[0168]所述區域二C上設有二極管芯片二 C焊接位和可控硅芯片二 C焊接位，且所述區域二C上包括伸出封裝體的交流引出端子二 C，
[0169]所述區域三C上設有可控硅芯片一 C焊接位，
[0170]所述區域四包括伸出封裝體的負極引出端子C和接地端子C，
[0171]所述區域五C上包括伸出封裝體的正極引出端子C，
[0172]所述區域四C和所述區域一C通過上層電路連接片相連，
[0173]各器件的焊接位的位置固定，方便進行精準定位和流水線生產，減少人工配對的工作量，解放了勞動力。在需要連通的區域之間設有上層電路連接片，既能滿足電路連接需求，又能滿足各區域之間的絕緣性能。各引出端子與基板一體制作，減少不必要的焊點，減少了整流、電壓調節電路的功耗，滿足低功耗的需求。
[0174]如圖17所示所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一C、二極管芯片二 C、可控硅芯片一 C和可控硅芯片二 C，
[0175]所述二極管芯片一C的負極向下焊接于所述二極管芯片一 C焊接位上；
[0176]所述二極管芯片二C的負極向下焊接于所述二極管芯片二 C焊接位上；
[0177]所述二極管芯片一C的正極和二極管二 C的正極分別通過上層電路連接片連通基板上的區域四C再連通所述負極引出端子C，
[0178]所述可控硅芯片一C的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一 C連接;所述可控硅芯片一 C的陰極通過鋁絲鍵合連通區域五C;
[0179]所述可控硅芯片二C的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二 C連接;可控硅芯片二 C的陰極通過鋁絲鍵合連通區域五C。
[0180]如圖19所示，是實施例三相應的電氣原理圖，可控硅芯片一 C和二極管芯片一 C正向串聯，可控硅芯片二 C和二極管芯片二 C正向串聯，可控硅芯片一 C的負極和可控硅芯片二C的負極相連，二極管芯片一 C的正極和二極管芯片二 C的正極相連。兩個可控硅芯片和兩個二極管芯片構成一個單相整流橋，將交流電轉化為相應等級的直流電，且進通過兩個可控硅芯片進行調壓，將電壓調整至需要等級，共同構成了整流、電壓調節電路，實現整流、電壓調節的功能。
[0181 ]如圖20所示，還包括外設電路，所述外設電路包括磁電機、控制電路、蓄電池和負載，
[0182]所述磁電機的兩個輸出端分別連接交流引出端子一C、交流引出端子二 C;
[0183]所述控制電路的兩個控制端分別連接門極引出端子一C、門極引出端子二C，所述控制電路的兩個輸入端分別連接正極引出端子C、負極引出端子C;
[0184]所述蓄電池的負極與所述負極引出端子C相連，所述蓄電池的正極與所述正極引出端子C相連；
[0185]所述蓄電池的負極與所述正極引出端子C之間設有電容；
[0186]所述負載與所述蓄電池連接。
[0187]蓄電池給控制電路供電，在整流、電壓調節過程中，當電壓波形處于正半周時，可控硅芯片一C接受控制電路發出的觸發信號和二極管二C承受正向電壓導通，當電壓波形處于負半周時，可控硅芯片二C接受控制電路發出的觸發信號和二極管一C承受正向電壓導通，由于觸發信號有滯后性，且交替導通，實現了整流、電壓調節功能。為了強化整流效果，在蓄電池的負極與所述正極引出端子C之間設有電容，電容能夠實現簡單的濾波功能，使得輸出波形更加穩定。
[0188]本實用新型將整流電路和調壓電路合并成一個電路，簡化了電路結構，并進行了模塊化封裝，封裝后的整流、電壓調節電路工作環境(溫度、濕度)穩定，受外部環境影響小，性能穩定，且原件固定于封裝體內，碰撞對整流、電壓調節電路影響小，提升了穩定性，降低生產過程中的廢品率。在模塊化制作過程中進行一次性焊接，減少焊點，降低整個整流、電壓調節電路的功耗，進行模塊化制作后，安裝以及更換方便，提升了用戶體驗。相較于實施例一和實施例二，實施例三需要用到的器件更少，電路連接更簡單，成本低，簡單易操作。
[0189]磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊的加工方法，包括如下步驟:
[0190]I)基板制作；
[0191]1.1)基板按照需通過沖切形成下層電路；
[0192]1.2)按照電氣原理圖在下層電路周期設計各板塊的工藝連接條；
[0193]2)整流電壓調節器的制作；
[0194]2.1)在基板需要固定器件的部位印刷焊膏；
[0195]2.2)將各個器件分別放置在對應的焊膏上;該步驟可以用自動拾片機完成，節約了勞力，降低成本且可實現流水線生產，提高生產效率。
[0196]2.3)在二極管芯片的正極上涂焊膏；
[0197]2.4)將上層電路的連接片放置在對應位置；
[0198]2.5)在惰性氣體和的保護下，通過加熱，將各器件焊接固定在銅底板上，形成上層電路;采用惰性氣體保護焊接，防止器件以及各個引出端子在高溫下與氧氣接觸氧化，保證各個器件之間的電氣性能。
[0199]2.6)將可控硅芯片的極性與封裝體上對應的各個引出端子進行連接;利用連接片將基板上的器件與各個相對應的引出端子連接，主要是可控硅芯片的門極和陰極。
[0200]3)進行整流電壓調節器的模塊化制作;將整個整流、電壓調節電路進行封裝，使整流、電壓調節電路在工作時具有相對穩定的溫度以及濕度，提高整流、電壓調節電路的穩定性。
[0201]3.1)將步驟2)中完成的整流電壓調節器放入塑封模具中；
[0202]3.2)用改型環氧樹脂對整流電壓調節器進行注塑封裝；
[0203]3.3)對多余部分進行切除，使各端子實現電路分離，并進行端子成形，模塊化制作完成;
[0204]4)對步驟3)中封裝的整流電壓調節器進行性能測試，篩選出不合格品，提高產品質量。完畢。
[0205]本實用新型本實用新型中將不同類型的多個器件集成為一功率模塊，具有特定的電氣功能，具有與外部電路相適配的標準化端口，不需要對器件進行逐一配對，可實現流水線生產，生產成本低。
[0206]本實用新型采用整體封裝的工藝，器件位置固定，易于加工。本實用新型一次焊接加工成型，不需要進行多次焊接，避免了高溫對器件電氣性能的影響，可靠性高，使用壽命長，避免了現有技術中采用回流焊工藝進行加工，需要進行多次高溫焊接，對器件的電性能造成影響，產品可靠性低，壽命短的缺陷。
[0207]本實用新型中一次焊接成型，焊點少，各器件連接電阻小，功耗低，避免現有技術中因多次焊接導致的內部功耗大的缺陷。
[0208]本實用新型采用全封裝結構，器件工作環境穩定，對器件性能影響小，避免了現有技術中半封裝結構存在的環境濕度大導致器件工作不穩定的問題。
【主權項】
1.磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，包括封裝體，以及伸出封裝體的若干接線用的引出端子，其特征在于，在封裝體內設有基板，在所述基板上設置低功耗整流、電壓調節電路，所述整流、電壓調節電路固定于所述基板上； 所述基板上設有正極引出端子、負極引出端子、兩個交流引出端子、兩個門極引出端子和一個接地端子。2.根據權利要求1所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于，所述正極引出端子、負極引出端子、交流引出端子在伸出封裝體之前的部分設有段差面。3.根據權利要求1所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于，所述基板上設有若干通孔。4.根據權利要求1所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于， 所述基板分割為相互絕緣的區域一 A、區域二 A、區域三A、區域四A和區域五A， 所述區域一 A上設二極管芯片一 A焊接位和二極管芯片二 A焊接位，且區域一 A包括伸出封裝體的正極引出端子A; 所述區域二A上設二極管芯片四A焊接位，且區域二A包括伸出封裝體的交流引出端子一A; 所述區域三A上設二極管芯片三A焊接位和可控硅芯片一 A焊接位，且區域三A包括伸出封裝體的交流引出端子二 A; 所述區域四A上設有可控硅芯片二 A焊接位； 所述區域五A包括伸出封裝體的負極引出端子A和接地端子A; 所述區域四A和區域二 A通過上層電路連接片相連； 所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一 A、二極管芯片二 A、二極管芯片三A、二極管芯片四A、可控硅芯片一 A和可控硅芯片二 A; 所述二極管芯片一 A的負極向下焊接于所述二極管芯片一 A焊接位上； 所述二極管芯片二 A的負極向下焊接于所述二極管芯片二 A焊接位上； 所述二極管芯片三A的負極向下焊接于所述二極管芯片三A焊接位上； 所述二極管芯片四A的負極向下焊接于所述二極管芯片四A焊接位上； 所述二極管芯片一A的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域三A，同時連接所述交流引出端子二 A; 所述二極管芯片二A的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域二A，同時連接所述交流引出端子一 A; 所述二極管芯片三A的正極與所述區域五A通過上層電路連接片相連， 所述二極管芯片四A的正極與所述區域五A通過上層電路連接片相連;使得二極管芯片三A的正極和二極管芯片四A的正極連通至負極引出端子； 所述可控硅芯片一A的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一連接;所述可控硅芯片一A的陰極通過鋁絲鍵合連通區域四A; 所述可控硅芯片二A的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二連接;可控硅芯片二A的陰極通過鋁絲鍵合連通區域三A。5.根據權利要求1所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于， 所述基板分割為相互絕緣的區域一 B、區域二 B、區域三B、區域四B、區域五B和區域六， 所述區域一 B上設有二極管芯片一 B焊接位和二極管芯片二 B焊接位，且所述區域一 B上包括伸出封裝體的正極引出端子B， 所述區域二 B上設有二極管芯片三B焊接位和二極管芯片四B焊接位，且所述區域二 B上包括伸出封裝體的負極引出端子B和接地端子B， 所述區域三B上設有可控硅芯片二 B焊接位， 所述區域四B上設有可控硅芯片一 B焊接位， 所述區域五B上包括伸出封裝體的交流引出端子一 B， 所述區域六上包括伸出封裝體的交流引出端子二 B; 所述區域四B和所述區域五B通過上層電路連接片相連， 所述區域三B和所述區域六B通過上層電路連接片相連； 所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一 B、二極管芯片二 B、二極管芯片三B、二極管芯片四B、可控硅芯片一 B和可控硅芯片二 B， 所述二極管芯片一 B的負極向下焊接于所述二極管芯片一 B焊接位上； 所述二極管芯片二 B的負極向下焊接于所述二極管芯片二 B焊接位上； 所述二極管芯片三B的負極向下焊接于所述二極管芯片三B焊接位上； 所述二極管芯片四B的負極向下焊接于所述二極管芯片四B焊接位上； 所述二極管芯片一 B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域五B再連通所述交流引出端子一 B， 所述二極管芯片二 B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域六再連通所述交流引出端子二 B， 所述二極管芯片三B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域五B再連通所述交流引出端子一 B， 所述二極管芯片四B的正極通過上層電路連接片連通基板上的區域六再連通所述交流引出端子二 B， 所述可控硅芯片一B的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一B連接;所述可控硅芯片一B的陰極通過鋁絲鍵合連通區域二 B; 所述可控硅芯片二B的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二B連接;可控硅芯片二 B的陰極通過鋁絲鍵合連通區域二 B。6.根據權利要求5所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于，所述二極管芯片三和二極管芯片四為反極性二極管芯片。7.根據權利要求1所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于， 所述基板分割為相互絕緣的區域一 C、區域二 C、區域三C、區域四C、區域五C， 所述區域一 C上設有二極管芯片一 C焊接位，且所述區域一 B上包括伸出封裝體的交流引出端子一 C， 所述區域二 C上設有二極管芯片二 C焊接位和可控硅芯片二 C焊接位，且所述區域二 C上包括伸出封裝體的交流引出端子二 C， 所述區域三C上設有可控硅芯片一 C焊接位， 所述區域四包括伸出封裝體的負極引出端子C和接地端子C， 所述區域五C上包括伸出封裝體的正極引出端子C， 所述區域四C和所述區域一 C通過上層電路連接片相連， 所述低功耗整流、電壓調節電路包括二極管芯片一 C、二極管芯片二 C、可控硅芯片一 C和可控硅芯片二 C， 所述二極管芯片一 C的負極向下焊接于所述二極管芯片一 C焊接位上； 所述二極管芯片二 C的負極向下焊接于所述二極管芯片二 C焊接位上； 所述二極管芯片一 C的正極和二極管二 C的正極分別通過上層電路連接片連通基板上的區域四C再連通所述負極引出端子C， 所述可控硅芯片一C的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子一C連接;所述可控硅芯片一C的陰極通過鋁絲鍵合連通區域五C; 所述可控硅芯片二C的陽極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的門極通過鋁絲鍵合與所述門極引出端子二C連接;可控硅芯片二C的陰極通過鋁絲鍵合連通區域五C。8.根據權利要求7所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于，還包括外設電路，所述外設電路包括磁電機、控制電路、蓄電池和負載， 所述磁電機的兩個輸出端分別連接交流引出端子一、交流引出端子二； 所述控制電路的兩個控制端分別連接門極引出端子一、門極引出端子二，所述控制電路的兩個輸入端分別連接正極引出端子、負極引出端子； 所述蓄電池的負極與所述負極引出端子相連，所述蓄電池的正極與所述正極引出端子相連； 所述蓄電池的負極與所述正極引出端子之間設有電容； 所述負載與所述蓄電池連接。9.根據權利要求4-8任意一項所述的磁電機用單相整流、電壓調節功率模塊，其特征在于，所述上層電路連接片為橋狀。
【文檔編號】H02M7/17GK205544967SQ201620352800
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】蔣李望, 郭劍, 高定健
【申請人】蔣李望, 郭劍