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设计?研究De0nat
怎样提高交流发电机用整流桥可靠性
继晓玲,邱侠,拾景华,埜守庭
(徐州整流汽车元件有限公司,江苏徐州221000)
摘要:详细介绍笔者从事汽车整流桥研制开发技术设计各个环节应注意的事项,尤其对大功率整流桥设计中的
机械应力、热应力以及振动等都作了周密考虑。对从事汽车发电机配套的整流桥制造者有一定参考价值。
关键词:汽车发电机;整流桥;可靠性
中图分类号:U463.631文献标识码:A文章编号:1003-8639(2010)02-0006-03
How to mprove the Reliability of Rectifier for Alternator
FAN Xiao-ling, QIU Xia, Shl Jing-hua, FAN Shou-tin
(Xuzhou Rectifier Auto Part Co, Ltd, Xuzhou 221000, China)
Abstract: The author introduces the points for attention of each step in the development and design of automotive
cially the mechanical stress, heat stress and vibration in the design of the high-power rectifier
Key words: automotive alternator; rectifier; reliability
现代汽车的快速发展,推动了机动车的多样线等,这些都要非常明确。
化。不同类型的汽车,电气化和自动化水平(或程
这里需要说明,若顾客能够提供整流桥样品
度)各有所异,都得到了提高。但他们都有一个共电机后盖或图纸是最理想的。
同点,那就是用电量的消耗需求不断増大,从而对
提供电能的交流发电机提出了更高的要求。即增加2整流桥结构形式的确定
交流发电机的输出功率,减小减轻发电机的体积与
整流桥结构形式的确定,应遵守四大原则:①
质量,提高发电机的可靠性和稳定性。众所周知,通风散热要好,适当增加散热孔、散热片或局部折
汽车硅整流桥是汽车交流发电机的三大部件之一,边;②整体结构的机械应力和热应カ要小;③产品
要想提高汽车交流发电机的高性能和高品质,除了抗机械振动要强,不松动,不脱落;④生产组装及
提高定子和转子的性能之外,提高汽车硅整流桥的维护装卸要简单易行。
高可靠性是必须釆取的措施之
与汽车交流发电机相配的硅整流桥的品种结构
面对市场的要求,笔者认真总结了二十几年来从各异,多达400多种。实际上通常使用的结构形式
事汽车整流桥开发研制的经验和教训,在整流桥的新有下列几种,如图1所示,可根据客户电机结构要
品开发、研制、生产以及推广应用的全过程中都把产求从中选取。
品品质的稳定性和可靠性贯穿始终,每一个环节都
1)正负极导电散热板采用半圆形左右对称
問密考虑。本文将笔者在整流桥设计中的一些具体借助绝缘支架将堪连接在一平面上(图1a)。由于
做法提供给大家,共同探讨,谋求和促进汽车零部结构简单被普遍采用。
件行业的快速发展,全面实现汽车整流桥国产化
2)正负极导电散热板采用圆形或正方形、长
方形等上下2层或3层结构,借助绝缘支架或绝缘垫
1设计者亲自进行市场调查
连接(图1b),这种结构获得普遍采用
设计者首先要与客户或顾客的技术和品质部门
3)正负极导电散热板为长方体立体结构,即
进行直接接触、面谈、沟通,因为电机输入有14V极板平面与发电机轴保持一致(图1c)。由于通风
(汽油机)和28(柴油机)之分。①了解他们生散热情况佳,近几年发展很快,被广泛采用。
产的发电机是与什么类型内燃机相配;②电机输出
4)正负极和励磁采用3块导电散热板借助整体
功率的电流大小;③②整流桥安装位置及材质、形状塑料支架置于同一平面结构(图1d),在中大功率
要求等;④有无励磁要求及功率大小;整流桥整的电机中采用较多。
流线路有无特殊要求,如:増加电容、电阻、输出
5)正负极导电散热板半圆形或圆形,通过
修改稿收稿目期;2009-11-09
作者简介:樊晓玲,工程师,公司常务经理,兼技术部经理;邱伙,工程师,公司经理,兼营销部部长;景华,高级
工程师,公司新产品研发部部长;楚守庭,高级程师,公司顾问。
6《汽车电器》2010年第2期
●书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔●
Desian Researcl
设计●研
板(1.2-5.0mm)、铝型材、压铸铝(4.0~20.0mm)。
在形状上要求设计中根据材料性质的不同,在
不影响产品机被强度的情况下,尽可能增加开槽、
醐边、开孔等措施,提高产品的热容量和通风性。
Φ115mm
gomm
4硅整流二极管芯片、单管、励磁管的选择
整流二极管芯片是汽车整流桥的心脏,芯片的
品质尤为重要。由于制造工艺的不同,硅单晶材料
的不同,生产厂家的不同,芯片的品质差异非常
gp83mm
B
大。下列ル家公司的产品可供参考:摩托罗拉公
M635
149mm
(b)
司、博世公司,台湾鹏程公司、元耀公司等。这些
公司的管芯片特性优于国产管芯,主要是正向压降
B
ァaM×25
低,反向漏电流小,高温特性好。其二校管管芯电
性能测试见表1。
表1国际上几取公司汽车二极管管芯(304)
电性能测试值(25C)
B.(M5)
B+
M6)
电性能參数
摩托罗拉博世台湾鹏程台湾元耀
M10
正向平均电压U/
≤0.41≤0.410.415≤0.415
正向峰值电压UwV≤1.05≤1.051.10
1.10
B
反向平均潘电流uA≤1
≤1
120mm
125mm
反向峰值电流mw/uA≤1
≤10
≤10
反向平均电压U/V
≥200≥200≥200
≥200
反向峰偵电压ひV
300300300300
热阻特性值AU/mV≤60≤60≤60
≤60
管芯功率范根据电机功率要求从20A、30A
(f)
(g)
35A、50A、70A中选用。
管芯形状上多采用圆形、六边形、方形。PーN
图1产品典型结构形式
结保护有硅橡胶和玻璃纯化两种,后者最好,成本
高。表面有镀镍、镀金。
绝缘支架内外两圈置同一平面结构(图1e),这种
单管大多为压接式外壳,品种较多。大部分为
新结构已被4kW、5kW特大功率桥采用。
直接压接单管,少数为芯片焊接。还有大功率螺栓
6)电机ABC三相电分别由3块导电散热板组成形单管被大量采用
的整流器整流结构(图1f),这种结构我们称异性
根据励磁电流大小,励磁二极管采用2A、
结构,已被特大功率整流桥采用。
2.5A、3A、6A塑封二极管。电流大的采用10A、
7)模块结构,即正负极导电散热板由2块统
15A、25A钮扣形二极管。
金属或不同金属模块運过绝材料的隔离组成(图
g)。由于体积小,容量大,散