CN106171052A - B+安装的集成有源整流器电子设备 - Google Patents

Abstract

一种使交流发电机(13)的电子设备(12)冷却的方法，所述方法包括将电子设备安装到导电的电子设备底座(87、125)上，以及将电子设备底座电连接到交流发电机的正直流(B+)输出电压端子，由此电子设备底座与接地电位电绝缘并且与交流发电机壳体(80)导热隔离。交流发电机包括处于接地电位的壳体(80)、处于B+电位的电子设备底座以及安装的电子设备。电子设备底座与壳体电绝缘并且导热隔离。电机包括具有电子设备安装表面以及对流表面的电子设备底座，并且限定用于传导B+电位的电气总线。电子设备底座组件(106、117)具有固定在处于接地电位的壳体和电子设备底座之间的绝缘体(113)。

Description

B+安装的集成有源整流器电子设备

(一个或多个)相关申请的优先权要求

此申请要求于2014年1月22日提交的题目为“B+MOUNTED INTEGRATED ACTIVERECTIFIER ELECTRONICS”的美国专利申请序列No.14/160,990的优先权，该美国专利申请的整个公开通过引用明确并入本文。

背景技术

本申请涉及提高发电机的效率和可靠性，并且更具体地涉及在引导包括整流器电子设备的集成系统中的热传递的同时减小电阻。

交流发电机为车辆将机械能转换为电能。汽车交流发电机的转子通常由皮带和滑轮系统驱动来在盘绕在层叠铁芯上的定子绕组内转动。来自转动转子的磁场感应出进入定子绕组的交流电压。然后，该交流电压(AC)通常被整流电路转换为直流(DC)电压，该整流电路向一个或多个电池以及车辆的电气装置输出DC电压。

整流电路可以使用二极管、MOSFET装置或者由其它结构来形成。整流电路以及相关的控制部件可以位于交流发电机壳体中。

现代的汽车交流发电机通常需要供应越来越大量的电流。例如，混合动力和电动车辆可以使用电力取代内燃来驱动车轮，并且交流发电机可以与轻度混合动力配置(诸如带式交流发电机起动机(BAS)系统)中的起动机相结合。来自空调、电动助力转向器以及各种车辆系统的其它电气负载进一步增大了所需的交流发电机发电能力。因此，需要优化汽车交流发电机的效率。效率通常由风扇冷却损耗、轴承损耗、铁损耗、铜损耗以及整流器桥中的压降所限制。使用永磁体可以通过提供不依赖固有产生欧姆损耗的绕磁场(woundfield)的场通量来增大效率。交流发电机可以具有双内部风扇来提高操作效率和耐久 性以及降低热相关的故障。很多常规的交流发电机系统处理这样的问题。然而，希望额外的提高。

由于制造商力图在最大化功率及效率的同时减小车辆的大小，所以机动车发动机舱内的可用空间是受限制的。由于在相对小的空间中填塞了多个部件，由多个装置生成的热增大了在发动机舱内的温度。此外，紧凑填塞的发动机舱可能具有可用于冷却空气流动来降低部件温度的受限的空间。过高的发动机舱温度可能不利地影响装置性能，包括交流发电机的性能。

多种因素影响发电装置的效率和可靠性，包括输出电路系统的总电阻和构造方法。减小整流电路的电阻并控制热流提供了提高的发电机效率和可靠性。

发明内容

因此，期望通过提供诸如交流发电机的电机和使诸如电机冷却的方法来消除上述弊端。

根据示例性实施例，使具有处于电气接地电位的壳体的交流发电机的电子设备冷却的方法包括：将电子设备安装到导电的电子设备底座上，以及将电子设备底座电连接到交流发电机的正直流输出电压(B+)，其中电子设备底座与接地电位电绝缘，并且与壳体导热隔离。

根据另一个示例性实施例，交流发电机包括处于接地电位的壳体、电连接到交流发电机的正直流输出电压(B+)的电子设备底座以及安装到电子设备底座的电子设备，其中电子设备底座与接地电位电绝缘，并且与壳体导热隔离。

根据进一步示例性实施例，电机包括定子芯和电子设备底座，定子芯上缠绕有多个相位线圈，以及电子设备底座具有电子设备安装表面、具有对流表面以及限定用于传导B+电位的电气总线。电子设备结构化为从相应的相位线圈输入交流电压并将此交流电压整流成限定在B+电位和接地电位之间的直流电压，电子设备被直接安装到电子设备安装表面。电机还包括耦接到接地电位的壳体，以及固定在壳体和电 子设备底座之间的绝缘体。

前面的概要不限制本发明，本发明由所附权利要求来限定。同样地，题目和摘要两者也不作为以任何方式限制要求保护的发明的范围。

附图说明

通过参考实施例的以下描述连同附图，示例性实施例的上面提到的方面将会变得更加明显并且将会更好理解，其中：

图1是示例性电机的示意图；

图2是用于三相交流发电机的示例性电子电路的简化电气示意图；

图3是用于单相的示例性MOSFET整流器电路的俯视图；

图4是用于三相交流发电机的整流和控制电子设备的示例性总体布局的俯视图；

图5是示例性交流发电机壳体的一个轴端的局部透视图；

图6是根据示例性实施例的包括电子设备底座的电子设备底座组件的对流热交换侧的俯视图；

图7是图6的电子设备底座组件的对流热交换侧的透视图；

图8是根据示例性实施例的被放置到用于固定到图5的交流发电机壳体的位置中的图6的电子设备底座组件的透视图；

图9是根据示例性实施例的通风绝缘体的透视图；

图10是根据示例性实施例的被放置到用于固定到图5的交流发电机壳体的位置中的电子设备底座组件的局部透视图；

图11是根据示例性实施例的示出接地电位、相位电位以及B+电位被馈送给电力电子板和中央控制电路的电子设备底座组件的俯视图；

图12是根据示例性实施例的示出焊接的双金属相位引线结构在被部分覆盖在模塑成型件中之前该结构的局部透视图；

图13是根据示例性实施例的示出穿过电子设备底座的B+输出端子和B+输出端接收部分的截面的局部透视图；以及

图14是根据示例性实施例的示出穿过接地标签(ground tab)和铝相位棒的截面的局部视图。

在几个附图中对应的附图标记始终指示对应的部分或者相似的部分。

具体实施方式

下面描述的实施例并不意在是详尽的或者将本发明限制为公开的精确形式。而是选择和描述这些实施例以便本领域技术人员可以领会和理解这些教导的原理和实践。

图1是示例性电机1的示意图，该电机1具有包括定子绕组3(诸如一个或多个线圈)的定子2。环形转子4也可以包括诸如由压铸工艺形成的那些导体棒和/或永磁体和/或绕组。转子4包括由前轴承组件6和后轴承组件7支撑的输出轴5。轴承组件6、7被固定到壳体8。通常，定子2和转子4形状大体上是圆柱形，且与中央纵轴9同心。尽管转子4示出为在定子2的径向向内，在各种实施例中，转子4可以替换地在定子2的径向向外形成。电机1可以是电动机/发电机或者其它装置。在示例性实施例中，电机1可以是交流发电机。壳体8可以具有多个纵向延伸的鳍(未示出)，鳍在壳体外表面上彼此间隔形成，以消散在定子绕组3中产生的热。可以邻近壳体8的轴端提供外部电子设备空间10和/或在壳体8内提供内部电子设备空间11，以用于包括整流电路系统、控制电路系统以及其它相关的部件。

图2是用于三相交流发电机13的示例性电子电路12的简化电气示意图。交流发电机13在相应的相位引线14、15、16处输出交流(AC)电压。相位引线14-16各自连接到整流器电路17内分开的半桥整流器，整流器电路17将AC相位电压转换为提供给DC总线18的DC电压。在例示的实施例中，每个半桥包括高侧MOSFET和低侧MOSFET，由此相位引线14连接到高侧MOSFET电路19的源极并且连接到低侧MOSFET电路20的漏极，相位引线15连接到高侧MOSFET电路21的源极并且连接到低侧MOSFET电路22的漏极，以及相位引线 16连接到高侧MOSFET电路23的源极并且连接到低侧MOSFET电路24的漏极。在各种实施例中，MOSFET电路19-24中的任何一个可以是N沟道装置或者P沟道装置。MOSFET电路19-24通常包括如图所示的续流二极管。尽管MOSFET电路19-24被例示为单个装置，但每个MOSFET电路可以包括任意数量的MOSFET装置。例如，每个MOSFET电路19-24可以包括并联连接的数个MOSFET装置，由此所有的栅极端子被连接，所有的漏极端子被连接以及所有的源极端子被连接到一起。在这种情况下，对于每个MOSFET电路19-24可以获得更高的电流容量。

控制电路25控制整流器电路17和其它装置，并且包括控制块26和MOSFET驱动器27。控制电路25可以接收来自传感器(未示出)的各种信号、来自相位引线14-16的相位信号以及控制信号，并且可以发送用于实现各种功能的控制和信息信号，其中各种功能包括控制交流发电机操作的功能。控制电路25可以被配置来与一个或多个远程装置通信，这一个或多个远程装置诸如是接着经由一个或多个模拟或者数字总线电路29与其它远程装置(未示出)通信的微控制器28。这种通信可以包括发送的/接收的控制消息、诸如软件或固件升级的体系架构修改、错误监测、电压和电流调节信息、电气负载信息、配置文件信息和诸如用于实现动态控制的控制以及其它。因为在各种实施例中可以简化交流发电机自身的操作，所以可以使用模拟控制来形成控制电路25。例如，可以直接从相位电压获得定时感测。当需要更复杂的控制时，这种控制电路系统可以包括数字装置。可以实现任何合适的技术用于控制电路系统，包括分立装置、(一个或多个)处理器、和/或诸如(一个或多个)专用集成电路(ASIC)的组合电路系统。

可以取决于特定的交流发电机应用来修改电子电路12的操作和配置。例如，控制电路25可以耦接到外部电源，整流器电路17可以包括任意数量的MOSFET、二极管以及其它部件。术语“MOSFET”已经变得有些通用。例如，以前的金属栅极材料现在通常是多晶硅层(多晶硅)。术语“增强型”指的是电导率随着向沟道添加载流子的 氧化物场的增大而增大，沟道也称作反型层。沟道可以包括与衬底类型相反的电子(叫做nMOSFET或者nMOS)，或者空穴(叫做pMOSFET或者pMOS)，所以nMOS利用p型衬底制成，并且pMOS利用n型衬底制成。在耗尽型MOSFET中，沟道包括在表面杂质层中与衬底类型相反的载流子，并且通过施加耗尽该表面层的载流子的电场，电导率减小。如在此使用的，MOSFET还可以指绝缘栅场效应晶体管(IGFET)。

图3是用于单相的MOSFET整流器的示例性电力电子板30的俯视图。可以使用诸如厚膜、导线接合、半导体工艺及其它的技术的组合来在陶瓷衬底31上形成电力电子板30。例如，可以使用薄膜技术将MOSFET装置分开地形成作为半导体芯片。电力电子板30包括使用诸如银、金或者其它的导电材料形成为通常矩形、厚膜、低侧岛状物32的低侧。低侧岛状物32经由相应的接合的导线组35、36在衬垫33、34处电连接到单相。在给定连接中使用的单独的接合的导线的数量与它们的电流承载容量相对应。例如，当接合的导线组35、36各自包括8个导线时，由此可以提供大约375安培的峰值电流的典型电流容量。在典型实施例中，单独的接合线可以是0.015到0.020英寸的铝，但是可以替换地使用任何其它尺寸和材料类型。

低侧岛状物32包围彼此并联电连接的MOSFET 37-40，由此这四个MOSFET 37-40可以大体上充当具有增大的电流容量的单个装置(例如，图2的MOSFET电路20)。当MOSFET 37-40是N沟道装置时，这种装置的顶部包括如示出的导线接合到处于电气接地电位的衬垫41-43中的一些的相应的源极端子。MOSFET 37-40的单独的栅极端子分别由接合的导线45-48电连接到低侧栅极驱动导体44。MOSFET 37-40的相应的漏极端子通过在围绕每个MOSFET37-40的相应厚膜区49内的导体或者由(一个或多个)其它连接电连接到低侧岛状物32的相位电压。

高侧岛状物50包围彼此并联电连接的MOSFET 51-54，由此这四个MOSFET 51-54可以大体上充当具有增大的电流容量的单个装置 (例如，图2的MOSFET电路19)。当MOSFET51-54是N沟道装置时，这种装置的顶部包括经由接合的导线组60-63导线接合到处于电气相位电位的低侧岛状物32的相应的源极端子。MOSFET 51-54的单独的栅极端子分别由接合的导线56-59电连接到高侧栅极驱动导体55。MOSFET 51-54的相应的漏极端子可以通过在围绕每个MOSFET 51-54的相应厚膜区64内的导体或者由(一个或多个)其它连接电连接到高侧岛状物50的直流总线电压(例如，B+)电位。高侧岛状物50由接合的导线组66、67电连接到直流总线电压(例如，B+电位)底座结构65，其中底座结构65可以形成来完全围绕电力电子板30。电力电子板30具有直流电压端子68、相位端子69、接地端子70、低侧栅极驱动端子71以及高侧栅极驱动端子72，并且此类端子提供便捷位置来提供诸如通过跳接的对应的输入/输出。

图4是用于三相交流发电机的整流和控制电子设备的示例性总体布局的俯视图。每一相具有包括电力电子板30的分开的整流器电路。包括控制板73的控制电路电连接到三个电力电子板30中的每一个，并且控制它们的所有功能。为了方便起见，现在统称用于每一相的每个电力电子板30的端子68-72(图3)。例如，用于相位A的电力电子板30具有由接合的导线跳接到控制板73的对应的相位A端子75的端子74，用于相位B的电力电子板30具有由接合的导线跳接到控制板73的对应的相位B端子77的端子76，以及用于相位C的电力电子板30具有由接合的导线跳接到控制板73的对应的相位C端子79的端子78。控制板73可以具有诸如在图2中作为示例示出的控制电路25的基本配置，或者它可以具有替换的形式。MOSFET通常不直接安装到陶瓷衬底，而是替代地用具有大约0.008英寸高度的单独铜/铁镍合金/铜(copper-invar-copper)导热器(heat spreader)(未示出)固定到陶瓷衬底。

图5是通常由诸如铝、钢之类的金属或者其它形成的示例性壳体80的一个轴端的局部透视图。在多种汽车应用中，壳体80通常处于接地电位。限定B+输出端子81的接线柱从内部安装位置轴向突出， 并且结构化为电连接到大尺寸电池型电缆(未示出)以输出用于对一个或多个电池(未示出)充电以及为各种电气负载供电的直流电压。例如，B+输出端子81可以是螺栓。调压器82、相位引线端子83、84、85以及其它部件在壳体80的轴端90处形成或者附着在壳体80内。这种部件可以定位为使得盖子和/或其它结构(诸如下面描述的电子设备底座的实施例)可以附着到壳体轴端表面86，而无需与轴端电气部件相接触。例如，轴向延伸螺纹接受器122围绕壳体轴端表面86的四周设在设计位置处，并且壳体80的相关周围部分123被结构性地调整来容纳此接受器。

图6是根据示例性实施例的包括电子设备底座87的电子设备底座组件106的热交换侧的俯视图。电子设备底座87可以由铝或者其它导电材料形成。由于铝的轻重量以及对诸如钎焊或者导线接合的电气接合点的连接结构的适应性，通常使用铝。如下进一步描述的，电子设备底座87连接到直流电压(B+)电位。以散热针89形式的散热突出的阵列一体形成来从铝电子设备底座87的轴向向内的对流热交换侧上的对流表面110轴向向内延伸。诸如凹陷或突出之类的中心特征91可以提供来允许邻近结构(诸如毂或者轴组件)的间隙。电子设备底座87具有轴向与其对流表面110相对的电子设备安装表面88。电子设备安装表面88可以包括一个或多个B+连接孔92，连接孔92可以在(一个或多个)B+端子部分115中形成以用于电连接以及结构上容纳相关端子(未示出)、紧固件、导线等。电子设备底座87的B+输出端子接收部分114中的钻孔93具有比限定B+输出端子81(图5)的接线柱的直径稍小的直径，由此在组装期间，B+输出端子81可以过盈配合到钻孔93中，并且因此实现B+电连接。此B+连接还可以包括钎焊或焊接的接合点。底座表面88、110可以具有与一个或多个电绝缘部分相连的连续外边缘94-98，所述电绝缘部分非常接近于外边缘94-98固定接地电位和相位电位。铝接地标签99-101、铜相位连接器102-104以及电子设备底座87都用诸如塑料的电绝缘材料结合到一起，由此接地电位和多个相位电位接近于电子设备底座87的B+电位 放置。接地标签99-101各自具有用于将电子设备底座组件106在壳体80中形成的对应的螺纹接受器(未示出)处安装到壳体80的安装孔105。铜相位连接器102-104可以是钎焊或者焊接到具有连接衬垫(下面进一步描述)的铝端子接线柱的铜引线，并且这些铜到铝的接合点每个都通常被包围在相应的模塑成型部分107-109内。

图7是根据示例性实施例的电子设备底座组件106的对流热交换侧的透视图。散热针89的阵列一体形成为从铝电子设备底座87的对流表面110轴向延伸。散热针89具有取决于壳体80内邻近结构的接近度的多个高度。由于电子设备底座87的散热针89和其它部分处于B+电位，散热针89的高度被选择来避免散热针89与其它部件或者接地的短路或者其它方式的接触。当电子设备底座组件106安装到壳体80时，提供中心凹进112来容纳毂或者轴组件(未示出)的轴向突出。由包括模塑成型部分107-109的模塑成型件113限定绝缘体。B+输出端子接收部分114和B+端子部分115可以在沿着电子设备底座87的周边的任何合适的位置处形成。

图8是根据示例性实施例的被放置到用于固定到壳体80的位置中的电子设备底座组件106的透视图。诸如螺钉等的紧固件(未示出)可以将接地标签99-101固定到在相应的底座支撑部分116中形成的螺纹接受器。电子设备安装表面88可以形成为包括用于将B+接合线附着到其上的任意数量的机械加工部分，可以以任意合适形状配置以用于配合到壳体80的轴端上，可以结构化为包括任意数量的电子装置(诸如陶瓷衬底)，以及可以包括用于将相位电位、接地电位、B+电位以及(一个或多个)任何其它电位彼此电绝缘并且提供结构支撑/完整性的任意数量的模塑成型部分。

图9是根据示例性实施例的通风绝缘体126的透视图。通风绝缘体126通常由薄塑料形成，并且可以放置在电子设备底座和壳体80的轴端90处的周围部分之间的电子设备底座87、125(图10)的轴向内侧上。例如，通风绝缘体126可以具有在其中心形成的相应的第一和第二凸起部分127、128，以用于空间地容纳交流发电机的下面的觳 和/或轴组件。通风绝缘体126可以包括结构化为接入和/或空间容纳诸如相位端子接线柱的附加部件的开口129、130。通风孔131-134被提供来引导冷却空气从其穿过并且引导冷却空气以特定模式流动来辅助散热针89(图7)的对流冷却。可以在通风绝缘体126中形成诸如夹子135和其它的附加特征。

图10是根据示例性实施例的包括电子设备底座125并且被放置到用于固定到壳体80的位置的电子设备底座组件117的局部透视图。电子设备底座组件117的形状大体上符合三个整流器电力电子板30和陶瓷控制板73(图4)的结合放置的形状。通过此配置，轴向朝外的电子设备安装表面88(具有B+电位)的暴露的铝的量可以被最小化。此外，可以向诸如B+输出端子81、相位端子83-85、调压器82等的部件提供额外空间，并且该额外空间可以减小或者消除电子设备底座组件117和壳体轴端90的表面之间的进一步电绝缘的需求。例如，模塑成型构件118可以由充当电力电子板表面31和其上安装的电子设备部件的保护屏障的轴向延伸壁形成，由此该电子设备和电力电子板表面31是轴向凹进的。接地标签119-121可以由周边接地构件124一体形成。在此情况中，模塑成型构件118将周边接地构件124与铝电子设备底座125分开，由此电子设备底座125的唯一暴露的B+电位大体上是轴向朝内形成的散热针(例如图7)。由此配置提供的附加的空间可以允许更多冷却空气流动。

图11是根据示例性实施例的示出接地电位、相位电位以及B+电位被馈送给电力电子板30和控制板73的电子设备底座组件106的俯视图。电子设备底座87处于B+电位。表面88、137、138是底座87的一体部分，并且因此也处于B+电位。接地标签99-101与暴露的接地表面139-141成一体，全部处于接地电位。相位连接衬垫142、143是铝并且通过钎焊结合到铜相位连接器104。相位连接衬垫144、145是铝并且通过钎焊结合到铜相位连接器103。相位连接衬垫146、147是铝并且通过钎焊结合到铜相位连接器102。这种钎焊连接通常包围在模塑成型件113内。接地表面139-141、相位连接衬垫142-147以及 电子设备底座87的电子设备安装表面88大体上全都是共面的，以使得来自电力电子板30和来自控制板73的各个部分的接合线可以轻易地附着到其上。此外，任何相关的附着位置可以是机械加工或者以其它方式准备来提供可靠的导线接合表面。例如，电子设备安装表面88包括机械加工的B+导线接合衬垫158。

图12是根据示例性实施例的示出焊接的双金属相位引线结构在被部分覆盖在模塑成型件中之前该结构的局部透视图。相位引线具有在焊接/钎焊的接合点149处结合到一起的铜相位连接器102(图11)和铝相位引线多分支件(manifold)148。相位引线多分支件148一体形成为包括相位衬垫146、147，相位衬垫146、147可以具有适合于导线接合到位于底座87的电子设备安装表面88上的邻近电路30的抛光的或者机械加工的表面。相位衬垫146、147(诸如通过叉指的)插在接地标签101的接地衬垫150-152之间并且与接地衬垫150-152间隔开。衬垫146、147以及150-152的顶部可以与电子设备底座表面88大体上共面。以同样的方式，铜相位连接器103和铝相位引线多分支件153在焊接/钎焊的接合点154处结合到一起。

图13是根据示例性实施例的示出穿过B+输出端子81(图5)和B+输出端子接收部分114(图7)的截面的局部视图。通风绝缘体126(图9)被插在电子设备底座87和周围金属结构之间以阻止处于B+电压的电子设备底座87与周围金属结构短路。一个或多个盖板155可以固定到电机1的轴端。如上所述，模塑成型件113可以形成来使各种部件电绝缘并为各种部件提供结构支撑。B+输出端子81可以安置到壳体80中，并且通过模塑成型的插入件156与壳体80电绝缘，并且限定B+输出端子81的接线柱的轴向向外部分可以用螺纹防松螺母157固定到B+输出端子接收部分114，由此保持B+输出端子81固定在合适的位置。

图14是根据示例性实施例的示出穿过接地标签101(图11)和由相位引线多分支件148(图12)形成的铝相位条的截面的局部视图。导线接合衬垫146、150与电子设备底座87的电子设备安装表面88 大体上共面。取决于邻近结构的接近度和穿过散热针89的期望的冷却空气流动，电子设备底座87的散热针89可以具有不同长度。模塑成型件113阻止电子设备底座87、相位引线多分支件148和接地标签101之间的电传导。

由于利用与电机的接地壳体电隔离且结构隔离的处于B+电位的电子设备底座，直接安装到电子设备底座上的电子设备与壳体热去耦。例如，因为电子设备底座可以以电子设备底座与壳体之间很少或者没有热传导来安装到电机中，因此通常由定子绕组生成的过多热不被传导进安装在电子设备底座上的电子设备中；替代地，冷却空气流动可以进入电机并且由通风绝缘体和其它结构引导来利用对流空气流动首先冷却电子设备并且然后继续行进来冷却定子组件。铝电子设备底座可以容易地形成有大大超过设计的峰值电流容量的(通常在B+输出端子处测量的)电流容量。穿过电子设备的电流的上限可以取决于对来自B+和接地的相应的平行馈送导线接合的数量和大小的物理限制。多个厚膜衬垫和相关导体也可以用于增大电流容量。例如，合适的铝可以是型号50、52、H32、60、61或者其它。

到电子设备的相位连接中的每一个可以被分段为两个或更多个导线接合衬垫，并且给定的相位连接可以在模塑成形件内围绕(一个或多个)接地导体敷设。通过具有在模塑成型件内的钎焊的接合点，相位连接提供了适合于焊接的接合点的铜端，并提供适合于导线接合的一个或多个铝衬垫。通常，以单个加工步骤形成所有塑料。合适的塑料例如可以是聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)等，但是尼龙或任何其它相对强的电绝缘的材料可以使用来取代模塑成型材料。PPS可以具有较好的流动特征，以用于在具有较小间隙空间的位置中形成塑料。玻璃和/或纤维填充材料可以包括在所选塑料中。

公开的实施例提供了用于交流发电机电子设备的减小的空间和零件数、更高效冷却以及改进的组件。例如，由于相关的电阻低并且电子设备底座组件的接地标签不需要长距离来承载电流，接地标签可以保持非常短，并且因此所述接地标签还可以相对薄。通过保持电子设 备在直接安装到电子设备底座的共面衬底上以及通过保持到电子设备的B+连接、相位连接以及接地连接在同样的单个平面上，所有的内连接的长度可以最小化，并且此连接可以由振动型导线接合简单地形成。短导线接合具有与传统设计相比减小的电阻，并且公开的实施例与传统电机相比还减少了接合点和互连的数量，从而进一步减小电阻。电子设备底座消除了否则就太长的B+导体路径并且简化了构造。例如，电子设备底座的B+直接连接到用户B+端子接线柱，而除了传统的B+接线柱紧固螺母(未示出)之外没有任何附加的导体。

电子设备底座的整体的散热针提高了电机的温度相关的性能特性。由于与壳体和其它传导表面结构地分开以及由于放置在电子设备散热针和壳体的轴端之间的通风绝缘体，这些散热针与邻近壳体的热量是热隔离的。通过将散热针并入到电子设备底座中，用于对流热传递的电子设备底座的表面面积以及对应的铝材料的用量/核算大体上是增大的。例如，取决于特定交流发电机配置，可以由位于壳体内和/或壳体外部的一个或多个风扇(未示出)提供对流空气流动。通过公开的实施例，消除了安装在电子设备底座上的电子设备与壳体之间的导热传递路径。

虽然已经详细地描述了并入本发明的各种实施例，但本领域技术人员可以进行本发明的进一步修改和适应。然而，应该明确理解，这样的修改和适应在本发明的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种使交流发电机(13)的电子设备(12)冷却的方法，所述交流发电机(13)具有处于电气接地电位的壳体(80)，所述方法包括：

将所述电子设备(12)安装到导电的电子设备底座(87、125)上；以及

将所述电子设备底座(87、125)电连接到所述交流发电机(13)的正直流(B+)输出电压端子(81)；

由此所述电子设备底座(87、125)与接地电位电绝缘并且与所述壳体(80)导热隔离。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括向包括所述电子设备(12)和所述B+输出电压端子(81)的平面提供所述接地电位和多个交流相位电压。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括通过导线接合形成从所述接地电位、所述电子设备底座(87、125)和所述多个相位电压中的每一个到所述电子设备(12)的沿着所述平面的内连接。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括提供用于所述导线接合的多个导线接合衬垫(33、34、41-43、142-147、158)。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供对流空气流动，所述对流空气流动首先冷却所述电子设备底座(87、125)并且然后冷却所述壳体(80)。

6.一种交流发电机(13)，包括：

壳体(80)，所述壳体(80)处于接地电位；

电子设备底座(87、125)，所述电子设备底座(87、125)电连接到所述交流发电机(13)的正直流(B+)输出电压端子(81)；以及

电子设备(12)，所述电子设备(12)安装到所述电子设备底座(87、125)；

其中所述电子设备底座(87、125)与所述接地电位电绝缘并且与所述壳体(80)导热隔离。

7.根据权利要求6所述的交流发电机(13)，进一步包括多个交流相位电压端子(74-79)，其中所述接地电位和所述多个交流相位电压端子(74-79)布置在包括所述电子设备(12)和处于B+电压的所述电子设备底座(87、125)的电子设备安装表面(88)的平面中。

8.根据权利要求7所述的交流发电机(13)，进一步包括通过导线接合形成的从所述接地电位、所述电子设备底座(87、125)和所述多个相位电压中的每一个到所述电子设备(12)的沿着所述平面的内连接。

9.根据权利要求8所述的交流发电机(13)，其中所述电子设备底座(87、125)具有沿着所述平面轴向朝外的电子设备安装表面(88)。

10.根据权利要求9所述的交流发电机(13)，其中所述电子设备底座(87、125)具有轴向朝内的对流表面(110)，所述对流表面(110)具有一体形成的散热突出(89)。

11.根据权利要求10所述的交流发电机(13)，其中所述散热突出(89)包括轴向向内延伸的散热针(89)。

12.一种电机(13)，包括：

定子(2)，所述定子(2)包括芯，所述芯具有缠绕在其上的多个相位线圈(3)；

电子设备底座(87、125)，所述电子设备底座(87、125)具有电子设备安装表面(88)、具有对流表面(110)并且限定用于传导B+电位的电气总线；

电子设备(12)，所述电子设备(12)结构化为从相应的相位线圈(3)输入交流电压，以及结构化为用于将所述交流电压整流成限定在所述B+电位和接地电位之间的直流电压，所述电子设备(12)直接安装到所述电子设备安装表面(88)；

壳体(80)，所述壳体(80)耦接到所述接地电位；以及

绝缘体(113)，所述绝缘体(113)固定在所述壳体(80)和所述电子设备底座(87、125)之间。

13.根据权利要求12所述的电机(13)，其中所述电子设备底座(87、125)包括从所述对流表面(110)突出的多个冷却针(89)。

14.根据权利要求12所述的电机，其中所述绝缘体形成为模塑成型件。

15.根据权利要求14所述的电机(13)，进一步包括多个相位连接装置(102、103、104、148、153)以及至少一个接地标签(99-101、119-121)，每一个都固定在所述绝缘体(113)内。

16.根据权利要求12所述的电机(13)，其中所述电子设备(12)包括用于每一相的多个整流MOSFET装置(19-24、37-40、51-54)。

17.根据权利要求12所述的电机(13)，其中所述电子设备底座(87、125)限定具有正直流电压总线、多个相位电压输入以及接地电位的单个平面。

18.根据权利要求12所述的电机(13)，进一步包括将所述电子设备(12)固定到所述电子设备安装表面(88)的导热粘合剂。

19.根据权利要求12所述的电机(13)，其中所述电子设备(12)包括三个陶瓷电力电子板(30)，并且其中所述电力电子板(30)用导热粘合剂安装到所述电子设备安装表面(88)。

20.根据权利要求12所述的电机(13)，其中所述电子设备(12)所有的内连接都是导线接合的。