CN217135384U - 交流发电机用低功耗整流电路 - Google Patents

Abstract

一种交流发电机用低功耗整流电路，包括压装在负极板上的三个负二极管，其特征在于：还包括压装在正极板上的六个正二极管；六个正二极管的阴极管座压装在正极板上；三个负二极管的阳极管座压装在负极板上；第一正二极管的正极与第二正二极管的正极并联，并与第一负二极管的负极电连接，用于作为U相输入端子；第三正二极管的正极与第四正二极管的正极并联，并与第二负二极管的负极电连接，用于作为V相输入端子；第五正二极管的正极与第六正二极管的正极并联，并与第三负二极管的负极电连接，用于作为W相输入端子。该交流发电机用低功耗整流电路可降低正二极管正向耗散功率、从而降低正极板工作温度。

Description

交流发电机用低功耗整流电路

技术领域

本实用新型涉及整流电路技术领域，具体涉及一种交流发电机用低功耗整流电路。

背景技术

现有的交流发电机用整流电路如图1所示，包括三个正二极管和三个负二极管，所述三个正二极管分别为第一正二极管VD1'、第二正二极管VD3'和第三正二极管VD5'，所述三个负二极管分别为第一负二极管VD2'、第二负二极管VD4'和第三负二极管VD6'；所述三个正二极管VD1'、VD3'、VD5'的负极电连接，作为正极输出端子B+'；所述三个负二极管VD2'、VD4'、VD6'的正极电连接，作为负极输出端子B-'；所述第一正二极管VD1'的正极与第一负二极管VD2'的负极电连接，作为U相输入端子U'；所述第二正二极管VD3'的正极与第二负二极管VD4'的负极电连接，作为V相输入端子V'；所述第三正二极管VD5'的正极与第三负二极管VD6'的负极电连接，作为W相输入端子W'。该交流发电机用整流电路的核心部件是二极管，它包含一个PN结，有正极和负极两个端子，由管座加一根引线构成，管座和引线分别为一个极性，引线为正且管座为负的是正二极管，引线为负且管座为正的是负二极管。

上述交流发电机用整流电路的工作原理如下：交流发电机定子的三相绕组切割磁感应线，产生U、V、W三相感应电动势，分别输入交流发电机用低功耗整流电路对应的U'、V'、W'端子中；由于三相感应电动势存在120°相位差，在某瞬时，U相电压最高，V相电压最低，对应的是：第一正二极管VD1'和第二负二极管VD4'同时导通；当U相电压最高，W相电压最低时，对应的是：第一正二极管VD1'和第三负二极管VD6'同时导通；依此类推，同时导通的管子总是两个，正二极管和负二极管各一个，最终在正极输出端子B+'、负极输出端子B-'两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。

但是现有的交流发电机用整流电路存在以下技术问题：由于在实际应用中，三个正二极管VD1'、VD3'、VD5'是通过阴极管座压装到正极板上，实现三个正二极管VD1'、VD3'、VD5'的负极电连接，三个负二极管VD2'、VD4'、VD6'是通过阳极管座压装到负极板上，实现三个负二极管VD2'、VD4'、VD6'的正极电连接，交流发电机工作输出时，二极管会产生发热，使得正极板和负极板均会产生高温，但由于负极板可以直接与大面积金属支撑机构连接，散热效果较好，而正极板通常只能采用空气对流散热或通过导热绝缘材料散热，散热效果较差，从而导致正极板温度过高，降低了交流发电机的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可降低正二极管正向耗散功率、从而降低正极板工作温度的交流发电机用低功耗整流电路。

本实用新型的技术解决方案是：一种交流发电机用低功耗整流电路，包括压装在负极板上的三个负二极管，分别为第一负二极管、第二负二极管和第三负二极管，其特征在于：还包括压装在正极板上的六个正二极管，分别为第一正二极管、第二正二极管、第三正二极管、第四正二极管、第五正二极管和第六正二极管；所述六个正二极管的阴极管座压装在正极板上，以使六个正二极管的负极电连接并作为正极输出端子；所述三个负二极管的阳极管座压装在负极板上，以使三个负二极管的正极电连接并作为负极输出端子；所述第一正二极管的正极与第二正二极管的正极并联，并与第一负二极管的负极电连接，用于作为U相输入端子；所述第三正二极管的正极与第四正二极管的正极并联，并与第二负二极管的负极电连接，用于作为V相输入端子；所述第五正二极管的正极与第六正二极管的正极并联，并与第三负二极管的负极电连接，用于作为W相输入端子。

本实用新型交流发电机用低功耗整流电路的工作原理：在某瞬时，U相电压最高，V相电压最低，对应的是：第一正二极管、第二正二极管和第二负二极管同时导通；当U相电压最高，W相电压最低时，对应的是：第一正二极管、第二正二极管和第三负二极管同时导通，同时导通的管子总是正二极管两个，负二极管一个……依此连续循环往复，使得正极输出端子和负极输出端子之间得到一个比较平稳的脉动直流电压。

采用上述结构后，本实用新型具有以下优点：

本实用新型交流发电机用低功耗整流电路在每一相的正二极管上均并联了另一个正二极管，即每一相均采用两个并联的正二极管进行整流，这样流经每个正二极管的负载电流减小了，相应地，每个正二极管的正向耗散功率相对电流呈平方递减，从而对应各相的两个正二极管的正向耗散功率的总和也是减小的，即正极板上的正二极管的整体功耗降低了，继而正二极管传递到正极板上的热量也必然减小，从而可以降低正极板的工作温度；其次，每相均采用两个并联的正二极管，对应各相的电流容量增大了，从而使得整个电路的额定功率增大了，应用于发电机的功率范围理论上也相应提升了；最后，该电路在不改变输入与输出端子的条件下，通过内部线路的变化，很好地解决了正极板工作温度过高的问题，改造方便，实用性较高，非常有利于推广应用。

作为优选，所述六个正二极管均为硅整流二极管。硅整流二极管耐压高、成本低廉、在整流电路中的应用较为成熟。

作为优选，所述三个负二极管均为硅整流二极管。硅整流二极管耐压高、成本低廉、在整流电路中的应用较为成熟。

作为优选，所述六个正二极管分散布设在正极板上。该设置可使正二极管散热更均衡，散热效果更好，可有效避免正极板局部温度过高影响产品性能。

作为优选，所述三个负二极管分散布设在负极板上。该设置可使负二极管散热更均衡，散热效果更好，可有效避免负极板局部温度过高影响产品性能。

作为优选，所述六个正二极管的正向整流电流均相同。该设置可使电路简化、设计成本降低。

作为优选，并联在U相输入端子上的第一正二极管和第二正二极管的正向整流电流不同，还包括与第一正二极管串联的第一分流电阻、以及与第二正二极管串联的第二分流电阻，所述第一分流电阻设置在第一正二极管的正极与U相输入端子之间，所述第二分流电阻设置在第二正二极管的正极与U相输入端子之间，所述第一分流电阻和第二分流电阻的阻值分别与第一正二极管和第二正二极管的正向整流电流相匹配，且满足U相输入端子上的第一正二极管和第二正二极管的正向耗散功率总和加第一分流电阻和第二分流电阻的热损耗总和小于第一设定值。设置第一正二极管和第二正二极管的正向整流电流不同，可以灵活设计组合参数，有利于功率的选型，另外限制正二极管的正向耗散功率和分流电阻的热损耗，更有利于降低正极板的工作温度。

作为优选，并联在V相输入端子上的第三正二极管和第四正二极管的正向整流电流不同，还包括与第三正二极管串联的第三分流电阻、以及与第四正二极管串联的第四分流电阻，所述第三分流电阻设置在第三正二极管的正极与V相输入端子之间，所述第四分流电阻设置在第四正二极管的正极与V相输入端子之间，所述第三分流电阻和第四分流电阻的阻值分别与第三正二极管和第四正二极管的正向整流电流相匹配，且满足V相输入端子上的第三正二极管和第四正二极管的正向耗散功率总和加第三分流电阻和第四分流电阻的热损耗总和小于第二设定值。设置第三正二极管和第四正二极管的正向整流电流不同，可以灵活设计组合参数，有利于功率的选型，另外限制正二极管的正向耗散功率和分流电阻的热损耗，更有利于降低正极板的工作温度。

作为优选，并联在W相输入端子上的第五正二极管和第六正二极管的正向整流电流不同，还包括与第五正二极管串联的第五分流电阻、以及与第六正二极管串联的第六分流电阻，所述第五分流电阻设置在第五正二极管的正极与W相输入端子之间，所述第六分流电阻设置在第六正二极管的正极与W相输入端子之间，所述第五分流电阻和第六分流电阻的阻值分别与第五正二极管和第六正二极管的正向整流电流相匹配，且满足W相输入端子上的第五正二极管和第六正二极管的正向耗散功率总和加第五分流电阻和第六分流电阻的热损耗总和小于第三设定值。设置第五正二极管和第六正二极管的正向整流电流不同，可以灵活设计组合参数，有利于功率的选型，另外限制正二极管的正向耗散功率和分流电阻的热损耗，更有利于降低正极板的工作温度。

作为优选，还包括一汇流板、以及设置在汇流板上的多个汇流连接片，所述第一分流电阻、第二分流电阻、第三分流电阻、第四分流电阻、第五分流电阻、第六分流电阻均设置在汇流板上，所述正极板和负极板均为导热导电材料制成，所述汇流板为导热绝缘材料制成，所述汇流连接片为导电材料制成，所述正极板、负极板和汇流板组装在一起，并通过汇流板上的汇流连接片实现线路的电连接。该设置不仅可将第一分流电阻、第二分流电阻、第三分流电阻、第四分流电阻、第五分流电阻、第六分流电阻设置在汇流板上，通过汇流板散热，从而可以减小分流电阻的热量传递到正极板上，进一步降低正极板的工作温度；另外采用多板件分层叠加设置，更有利于板件散热，且设置汇流板也方便实现各板上的电子元件的连接。

附图说明：

图1为现有交流发电机用整流电路的电路图；

图2为实施例1中的交流发电机用低功耗整流电路的电路图；

图3为实施例2中的交流发电机用低功耗整流电路的电路图；

现有技术图中：VD1'-第一正二极管，VD2'-第一负二极管，VD3'-第二正二极管，VD4'-第二负二极管，VD5'-第三正二极管，VD6'-第三负二极管，B+'-正极输出端子，B-'-负极输出端子，U'-U相输入端子，V'-V相输入端子，W'-W相输入端子。

本实用新型图中：VD1-第一正二极管，VD2-第二正二极管，VD3-第三正二极管，VD4-第四正二极管，VD5-第五正二极管，VD6-第六正二极管，VD7-第一负二极管，VD8-第二负二极管，VD9-第三负二极管，B+-正极输出端子，B--负极输出端子，U-U相输入端子，V-V相输入端子，W-W相输入端子，R1-第一分流电阻，R2-第二分流电阻，R3-第三分流电阻，R4-第四分流电阻，R5-第五分流电阻，R6-第六分流电阻。

具体实施方式

下面结合附图，并结合实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

如图2所示，一种交流发电机用低功耗整流电路，包括压装在负极板上的三个负二极管，分别为第一负二极管VD7、第二负二极管VD8和第三负二极管VD9，还包括压装在正极板上的六个正二极管，分别为第一正二极管VD1、第二正二极管VD2、第三正二极管VD3、第四正二极管VD4、第五正二极管VD5和第六正二极管VD6；所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6的阴极管座压装在正极板上，以使六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6的负极电连接并作为正极输出端子B+；所述三个负二极管VD7，VD8，VD9的阳极管座压装在负极板上，以使三个负二极管VD7，VD8，VD9的正极电连接并作为负极输出端子B-；所述第一正二极管VD1的正极与第二正二极管VD2的正极并联，并与第一负二极管VD7的负极电连接，用于作为U相输入端子U；所述第三正二极管VD3的正极与第四正二极管VD4的正极并联，并与第二负二极管VD8的负极电连接，用于作为V相输入端子V；所述第五正二极管VD5的正极与第六正二极管VD6的正极并联，并与第三负二极管VD9的负极电连接，用于作为W相输入端子W。

所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6均为硅整流二极管；所述三个负二极管VD7，VD8，VD9均为硅整流二极管；所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6分散布设在正极板上；所述三个负二极管VD7，VD8，VD9分散布设在负极板上；所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6的正向整流电流均相同。

本实施例中，交流发电机用低功耗整流电路在每一相的正二极管上均并联了另一个正二极管，且两个并联的正二极管的正向整流电流相同，这样流经每个正二极管的负载电流均降低为原来的一半，相应地，每个正二极管的正向耗散功率则降低为原来的1/4，从而对应各相的两个正二极管的正向耗散功率的总和仅为原来的1/2，因此对应各相的两个正二极管的正向耗散功率的总和也是减小的，即正极板上的正二极管的整体功耗降低了。

实施例2：

如图3所示，一种交流发电机用低功耗整流电路，包括压装在负极板上的三个负二极管，分别为第一负二极管VD7、第二负二极管VD8和第三负二极管VD9，还包括压装在正极板上的六个正二极管，分别为第一正二极管VD1、第二正二极管VD2、第三正二极管VD3、第四正二极管VD4、第五正二极管VD5和第六正二极管VD6；所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6的阴极管座压装在正极板上，以使六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6的负极电连接并作为正极输出端子B+；所述三个负二极管VD7，VD8，VD9的阳极管座压装在负极板上，以使三个负二极管VD7，VD8，VD9的正极电连接并作为负极输出端子B-；所述第一正二极管VD1的正极与第二正二极管VD2的正极并联，并与第一负二极管VD7的负极电连接，用于作为U相输入端子U；所述第三正二极管VD3的正极与第四正二极管VD4的正极并联，并与第二负二极管VD8的负极电连接，用于作为V相输入端子V；所述第五正二极管VD5的正极与第六正二极管VD6的正极并联，并与第三负二极管VD9的负极电连接，用于作为W相输入端子W。

所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6均为硅整流二极管；所述三个负二极管VD7，VD8，VD9均为硅整流二极管；所述六个正二极管VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6分散布设在正极板上；所述三个负二极管VD7，VD8，VD9分散布设在负极板上；并联在U相输入端子U上的第一正二极管VD1和第二正二极管VD2的正向整流电流不同，还包括与第一正二极管VD1串联的第一分流电阻R1、以及与第二正二极管VD2串联的第二分流电阻R2，所述第一分流电阻R1设置在第一正二极管VD1的正极与U相输入端子U之间，所述第二分流电阻R2设置在第二正二极管VD2的正极与U相输入端子U之间；并联在V相输入端子V上的第三正二极管VD3和第四正二极管VD4的正向整流电流不同，还包括与第三正二极管VD3串联的第三分流电阻R3、以及与第四正二极管VD4串联的第四分流电阻R4，所述第三分流电阻R3设置在第三正二极管VD3的正极与V相输入端子V之间，所述第四分流电阻R4设置在第四正二极管VD4的正极与V相输入端子V之间；并联在W相输入端子W上的第五正二极管VD5和第六正二极管VD6的正向整流电流不同，还包括与第五正二极管VD5串联的第五分流电阻R5、以及与第六正二极管VD6串联的第六分流电阻R6，所述第五分流电阻R5设置在第五正二极管VD5的正极与W相输入端子W之间，所述第六分流电阻R6设置在第六正二极管VD6的正极与W相输入端子W之间；所述第一分流电阻R1、第二分流电阻R2、第三分流电阻R3、第四分流电阻R4、第五分流电阻R5和第六分流电阻R6的阻值分别与第一正二极管VD1、第二正二极管VD2、第三正二极管VD3、第四正二极管VD4、第五正二极管VD5和第六正二极管VD6的正向整流电流相匹配，且满足U相输入端子U上的第一正二极管VD1和第二正二极管VD2的正向耗散功率总和加第一分流电阻R1和第二分流电阻R2的热损耗总和小于第一设定值，V相输入端子V上的第三正二极管VD3和第四正二极管VD4的正向耗散功率总和加第三分流电阻R3和第四分流电阻R4的热损耗总和小于第二设定值，W相输入端子W上的第五正二极管VD5和第六正二极管VD6的正向耗散功率总和加第五分流电阻R5和第六分流电阻R6的热损耗总和小于第三设定值，第一设定值、第二设定值和第三设定值均要小于原来采用单个正二极管时的正向耗散功率。

还包括一汇流板、以及设置在汇流板上的多个汇流连接片，所述第一分流电阻R1、第二分流电阻R2、第三分流电阻R3、第四分流电阻R4、第五分流电阻R5、第六分流电阻R6均设置在汇流板上，所述正极板和负极板均为导热导电材料制成，所述汇流板为导热绝缘材料制成，所述汇流连接片为导电材料制成，所述正极板、负极板和汇流板组装在一起，并通过汇流板上的汇流连接片实现线路的电连接，所述正极板、负极板和汇流板的组装、以及汇流连接片的线路连接采用现有技术即可，这里不再赘述。

本实施例中，以U相为例，假设通过对第一分流电阻R1和第二分流电阻R2的阻值的设置，使通过第一正二极管VD1上的电流为原电流的2/3，而通过第二正二极管VD2上的电流为原电流的1/3，由于每个正二极管的正向耗散功率相对电流呈平方递减，这样第一正二极管VD1的正向耗散功率降低为原来的4/9，第二正二极管VD2的正向耗散功率降低为原来的1/9，因此U相上的两个正二极管的正向耗散功率的总和仅为原来的5/9，相比原来小很多，只要将第一分流电阻R1和第二分流电阻R2的阻值设计得足够小，仍可保证U相上的两个正二极管的正向耗散功率的总和加两个分流电阻的热损耗总和相比原来小，即正极板上的正二极管的整体功耗降低了，依此类推，在其他参数组合下也能得到相同的结果。

Claims (10)

1.一种交流发电机用低功耗整流电路，包括压装在负极板上的三个负二极管，分别为第一负二极管(VD7)、第二负二极管(VD8)和第三负二极管(VD9)，其特征在于：还包括压装在正极板上的六个正二极管，分别为第一正二极管(VD1)、第二正二极管(VD2)、第三正二极管(VD3)、第四正二极管(VD4)、第五正二极管(VD5)和第六正二极管(VD6)；所述六个正二极管(VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6)的阴极管座压装在正极板上，以使六个正二极管(VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6)的负极电连接并作为正极输出端子B+；所述三个负二极管(VD7，VD8，VD9)的阳极管座压装在负极板上，以使三个负二极管(VD7，VD8，VD9)的正极电连接并作为负极输出端子B-；所述第一正二极管(VD1)的正极与第二正二极管(VD2)的正极并联，并与第一负二极管(VD7)的负极电连接，用于作为U相输入端子(U)；所述第三正二极管(VD3)的正极与第四正二极管(VD4)的正极并联，并与第二负二极管(VD8)的负极电连接，用于作为V相输入端子(V)；所述第五正二极管(VD5)的正极与第六正二极管(VD6)的正极并联，并与第三负二极管(VD9)的负极电连接，用于作为W相输入端子(W)。

2.根据权利要求1所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：所述六个正二极管(VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6)均为硅整流二极管。

3.根据权利要求1所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：所述三个负二极管(VD7，VD8，VD9)均为硅整流二极管。

4.根据权利要求1所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：所述六个正二极管(VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6)分散布设在正极板上。

5.根据权利要求1所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：所述三个负二极管(VD7，VD8，VD9)分散布设在负极板上。

6.根据权利要求1所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：所述六个正二极管(VD1，VD2，VD3，VD4，VD5，VD6)的正向整流电流均相同。

7.根据权利要求1所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：并联在U相输入端子(U)上的第一正二极管(VD1)和第二正二极管(VD2)的正向整流电流不同，还包括与第一正二极管(VD1)串联的第一分流电阻(R1)、以及与第二正二极管(VD2)串联的第二分流电阻(R2)，所述第一分流电阻(R1)设置在第一正二极管(VD1)的正极与U相输入端子(U)之间，所述第二分流电阻(R2)设置在第二正二极管(VD2)的正极与U相输入端子(U)之间，所述第一分流电阻(R1)和第二分流电阻(R2)的阻值分别与第一正二极管(VD1)和第二正二极管(VD2)的正向整流电流相匹配，且满足U相输入端子(U)上的第一正二极管(VD1)和第二正二极管(VD2)的正向耗散功率总和加第一分流电阻(R1)和第二分流电阻(R2)的热损耗总和小于第一设定值。

8.根据权利要求7所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：并联在V相输入端子(V)上的第三正二极管(VD3)和第四正二极管(VD4)的正向整流电流不同，还包括与第三正二极管(VD3)串联的第三分流电阻(R3)、以及与第四正二极管(VD4)串联的第四分流电阻(R4)，所述第三分流电阻(R3)设置在第三正二极管(VD3)的正极与V相输入端子(V)之间，所述第四分流电阻(R4)设置在第四正二极管(VD4)的正极与V相输入端子(V)之间，所述第三分流电阻(R3)和第四分流电阻(R4)的阻值分别与第三正二极管(VD3)和第四正二极管(VD4)的正向整流电流相匹配，且满足V相输入端子(V)上的第三正二极管(VD3)和第四正二极管(VD4)的正向耗散功率总和加第三分流电阻(R3)和第四分流电阻(R4)的热损耗总和小于第二设定值。

9.根据权利要求8所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：并联在W相输入端子(W)上的第五正二极管(VD5)和第六正二极管(VD6)的正向整流电流不同，还包括与第五正二极管(VD5)串联的第五分流电阻(R5)、以及与第六正二极管(VD6)串联的第六分流电阻(R6)，所述第五分流电阻(R5)设置在第五正二极管(VD5)的正极与W相输入端子(W)之间，所述第六分流电阻(R6)设置在第六正二极管(VD6)的正极与W相输入端子(W)之间，所述第五分流电阻(R5)和第六分流电阻(R6)的阻值分别与第五正二极管(VD5)和第六正二极管(VD6)的正向整流电流相匹配，且满足W相输入端子(W)上的第五正二极管(VD5)和第六正二极管(VD6)的正向耗散功率总和加第五分流电阻(R5)和第六分流电阻(R6)的热损耗总和小于第三设定值。

10.根据权利要求9所述的一种交流发电机用低功耗整流电路，其特征在于：还包括一汇流板、以及设置在汇流板上的多个汇流连接片，所述第一分流电阻(R1)、第二分流电阻(R2)、第三分流电阻(R3)、第四分流电阻(R4)、第五分流电阻(R5)、第六分流电阻(R6)均设置在汇流板上，所述正极板和负极板均为导热导电材料制成，所述汇流板为导热绝缘材料制成，所述汇流连接片为导电材料制成，所述正极板、负极板和汇流板组装在一起，并通过汇流板上的汇流连接片实现线路的电连接。

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