DE10007209A1 - Halbleiter-Leistungsbauelement mit Schmelzsicherung - Google Patents
Halbleiter-Leistungsbauelement mit SchmelzsicherungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Leistungsbauelement (Diode 18) mit einem Anschlußdraht (11) und mit einer im Hauptstrompfad liegenden, bei thermischer Überlastung ansprechenden Schmelzsicherung (12), insbesondere für den Einsatz im Bordnetz von Kraftfahrzeugen. Um bei Überlastungen von Halbleiter-Leistungsbauelementen zur Vermeidung von Folgeschäden eine vorab bestimmte, gezielte Abschaltung des gefährdeten Bauelementes zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß ein Teilabschnitt (11b) des Anschlußdrahtes (11) und/oder dessen Kontaktstellen im Hauptstrompfad des Halbleiters als eine auf einen vorgegebenen, stromabhängigen Temperaturwert ansprechende Schmelzsicherung (12) ausgebildet ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Leistungsbauelement
mit einer in seinem Hauptstrompfad liegenden
Schmelzsicherung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Die zur Zeit verwendeten elektrischen Halbleiter-
Leistungsbauelemente wie Dioden, Zenerdioden oder
Transistoren, können aufgrund von Fertigungsfehlern,
elektrischer Überlastung oder thermischer Überlastung an
ihrer Schaltstrecke durchlegieren und damit zu einem
elektrischen Kurzschluß führen. Bei Gleichrichteranordnungen
an Drehstromgeneratoren im Kraftfahrzeugbau können
Kurzschlüsse außerdem durch verpolt angeschlossene Batterien
oder durch eine verpolt angeschlossene Ladevorrichtung einer
Kraftfahrzeug-Batterie auftreten, was zu einem unzulässig
hohen Strom im Hauptstrompfad der Halbleiter-
Leistungsbauelemente führt. Der Kurzschlußstrom führt dabei
in den meisten Fällen bereits nach kurzer Zeit zur
Zerstörung der Halbleiter-Leistungsbauelemente sowie
umliegender Komponenten, zum Beispiel der Zuleitungen oder
Abdeckungen. Im Extremfall können durch solche Ereignisse
aber auch Überhitzungen mit Folgeschäden im Kraftfahrzeug
entstehen, bevor der Überstrom durch die Zerstörung des
Halbleiters unterbrochen wird.
Zum Schutz von Halbleitern werden gegebenenfalls Sicherungen
verwendet. Handelsübliche Schmelzsicherungen, die
grundsätzlich zu den Halbleiter-Leistungsbauelementen
elektrisch in Reihe geschaltet werden können, bedürfen
jedoch eines besonderen Bauraumes mit entsprechendem
Konstruktionsaufwand. Sie ergeben zusätzlich einen
elektrischen Reihenwiderstand, der stromabhängige
Verlustwärme erzeugt.
Aus der DE 30 01 522 C2 ist bereits bekannt, in einer
Gleichrichteranordnung zwischen den Verbindungen der Plus-
und Minus-Leistungsdioden der Gleichrichterbrücken jeweils
ein Sicherungselement anzuordnen. Die Sicherungen werden
dabei durch schleifenförmig aus Ausnehmungen einer
Schaltungsplatine der Gleichrichteranordnung herausgebogene
Leiterabschnitte gebildet, die im Falle einer elektrischen
Überbelastung durchschmelzen. Aufgrund der
Fertigungstoleranzen ergeben sich hierbei jedoch unzulässig
große Unterschiede in der Ansprechcharakteristik derartiger
Schmelzsicherungen, so daß sie zumindest bei Generatoren mit
hoher Leistungsdichte ungeeignet sind.
Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, bei
Halbleiter-Leistungsbauelementen eine Sicherung gegen eine
elektrische oder thermische Überbelastung zu integrieren,
die möglichst einfach in der Herstellung und zuverlässig im
Ansprechverhalten auf einen vorgegebenen Temperatur-
Grenzwert ist.
Das erfindungsgemäße Halbleiter-Leistungsbauelement mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den
Vorteil, daß durch die Ausbildung des Halbleiter-
Anschlußdrahtes oder dessen Kontaktstellen als
Schmelzsicherung weder ein zusätzliches Bauteil noch ein
zusätzlicher Platz sondern nur ein geringer zusätzlicher
Materialaufwand erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß mit der Schmelzsicherung kein
zusätzlicher Widerstand mit zusätzlicher Verlustwärme im
Hauptstrompfad des Halbleiter-Leistungsbauelementes
eingefügt werden muß.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben
sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten
Merkmalen. Da die thermische Belastung von Transistoren in
der Regel durch eine Steuerung der Stromstärke durch den
Leistungstransistor selbst zu begrenzen ist, wird
zweckmäßiger Weise die vorgeschlagene Lösung bei passiven
Halbleitern, vorzugsweise bei Dioden oder Zenerdioden
verwendet. Ihr Einsatz ist besonders geeignet bei den
passiven Halbleitern in einem Brückengleichrichter eines
Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge. Dort ist das
Halbleiter-Leistungsbauelement, das mit seinem dem
Anschlußdraht abgewandten weiteren Anschluß in an sich
bekannter Weise aus einem Metallgehäuse besteht, in einem
Kühlkörper strom- und wärmeleitend befestigt.
Eine besonders einfache und zuverlässige Lösung ergibt sich
dadurch, daß der als Schmelzsicherung ausgebildete
Teilabschnitt des Anschlußdrahtes beziehungsweise dessen
Kontaktstellen in einem strom- und wärmeisolierenden,
temperaturbeständigen, Material eingebettet ist. Im
konkreten Fall kann das Gleichrichter-Leistungsbauelement
bereits unmittelbar nach seiner Herstellung mit einer
Schmelzsicherung aufgerüstet werden, indem der
Kontaktbereich des Halbleiters mit dem Anschlußdraht, auch
Kopfdraht genannt, von einer Vergußmasse aus Silikon
abgedeckt wird. Alternativ dazu kann jedoch auch das obere
Ende des Anschlußdrahtes, und zwar sein Kontaktbereich mit
einem Verbindungsleiter im Hauptstrompfad, von einer
Vergußmasse aus Silikon abgedeckt werden. Dies ist besonders
vorteilhaft bei einer nachträglichen Absicherung,
beispielsweise bei Brückengleichrichtern an
Drehstromgeneratoren von Kraftfahrzeugen. Montagetechnisch
ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn der zwischen den
beiden Enden liegende mittlere Abschnitt des Anschlußdrahtes
zur Bildung der Sicherung von einer Hülse, vorzugsweise aus
Keramik umgeben wird. Um sie gegen Schüttelbeanspruchungen
ausreichend zu sichern, ist es vorteilhaft, wenn die Hülse
auf dem Anschlußdraht klemmend aufgeschoben wird.
Eine anspruchsvolle und auf einen vorab bestimmbaren
Temperatur-Grenzwert ansprechende gezielte Abschaltung von
Überströmen läßt sich durch eine Lösung realisieren, bei der
der mittlere Abschnitt des Anschlußdrahtes als
Schmelzsicherung mit einer zweistufigen
Ansprechcharakteristik ausgebildet ist. In zweckmäßiger
Weise wird dabei der mittlere Abschnitt des Anschlußdrahtes
durch plastisches Verformen zu einem ersten
Widerstandselement im Querschnitt verringert und zu einem
zweiten Widerstandselement parallel geschaltet, dessen
Schmelztemperatur geringer als die des Anschlußdrahtes ist.
Eine besonders einfach herzustellende Lösung sieht vor, daß
der mittlere Abschnitt des Anschlußdrahtes halbkreisförmig
verformt ist und daß in der dadurch gebildeten
halbkreisförmigen Ausformung das zweite Widerstandselement
eingesetzt ist. In besonders zweckmäßiger Weise besteht
dabei das zweite Widerstandselement aus Zinn, welches in
einem Lötbad in den halbkreisförmigen Raum eingeschwemmt
wird. Eine genaue Dosierung der Materialanhäufung und
Materialverteilung läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch
erreichen, daß das zweite Widerstandselement eine aus Zinn
bestehende Lötpille vorgegebener Größe ist, welche in die
Ausformung des mittleren Abschnittes eingelötet wird.
Alternativ dazu kann je nach dem geforderten
Ansprechverhalten der Schmelzsicherung das zweite
Widerstandselement auch eine Zinkscheibe sein, die mittels
eines Lötbades in die Ausformung des mittleren Abschnittes
eingelötet wird. Für den Anschlußdraht wird dabei
zweckmäßiger Weise ein Runddraht aus Kupfer verwendet.
In jedem dieser Fälle wird durch die vorgegebenen
Schmelztemperaturen der beiden Widerstandselemente
sichergestellt, daß bei einer Überlastung des Halbleiter-
Leistungsbauelementes zunächst das zweite Widerstandselement
aus Zinn oder Zink abschmilzt, wodurch der Strom in dem
verbleibenden ersten Widerstandselement derart stark
ansteigt, daß auch dieses Widerstandselement danach
unverzüglich durchschmilzt und den Hauptstrompfad
unterbricht. Um an der Schmelzsicherung eine Erhöhung des
elektrischen Widerstandes gegenüber dem ursprünglichen
Anschlußdraht zu vermeiden, wird durch die Form und
Materialauswahl der beiden Widerstandselemente der
Schmelzsicherung erreicht, daß sie einen elektrischen
Gesamtwiderstand hat, der nicht größer ist als der eines
unverformten Anschlußdrahtes von entsprechender Länge.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den nachfolgenden
beschriebenen Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild eines Halbleiter-Leistungsbauelements
mit erfindungsgemäß integrierter Schmelzsicherung, Fig. 2
das Schaltbild eines Drehstromgenerators mit
Brückengleichrichter, Fig. 3 die konstruktive Ausbildung
eines Brückengleichrichters aus Fig. 2 für Kraftfahrzeuge
in der Draufsicht, Fig. 4 einen Querschnitt durch den
Brückengleichrichter nach Linie A-A' aus Fig. 3, Fig. 5
als zweites Ausführungsbeispiel einen teilweisen Querschnitt
durch einen Gleichrichter gemäß Fig. 3, Fig. 6 ein drittes
Ausführungsbeispiel mit einem Teilschnitt durch einen
Gleichrichter gemäß Fig. 3, Fig. 7 das Ersatzschaltbild
für eine zweistufige Schmelzsicherung als viertes
Ausführungsbeispiel, Fig. 8 die vergrößerte Darstellung der
zweistufigen Schmelzsicherung und Fig. 9 einen weiteren
Teilquerschnitt durch einen Gleichrichter gemäß Fig. 3 mit
der zweistufigen Schmelzsicherung nach Fig. 8.
In Fig. 1 ist das Schaltbild eines Halbleiter-
Leistungsbauelementes 10 dargestellt, in dessen
Anschlußdraht 11 eine Schmelzsicherung 12 integriert ist.
Die Schmelzsicherung 12 soll bei einer thermischen
Überlastung den Hauptstrompfad zuverlässig beim Erreichen
eines vorgegebenen stromabhängigen Temperatur-Grenzwertes
unterbrechen. Gefährdet sind hierbei insbesondere passive
Halbleiter, wie Dioden und Zenerdioden, deren Stromstärke im
Hauptstrompfad nicht über eine Steuerstrecke des
Leistungsbauelementes begrenzt werden kann. Besonders
kritisch ist dabei die Verwendung derartiger Halbleiter-
Leistungsbauelemente in Kraftfahrzeugen, da dort neben der
Zerstörung des Halbleiterelementes selbst auch noch
umliegende Komponenten zerstört werden können, wobei im
Extremfall weiterführende, thermische Schäden auftreten
können.
Fig. 2 zeigt daher das Schaltbild eines Kraftfahrzeug-
Drehstromgenerators 14 mit angebautem Brückengleichrichter
15, dessen Gleichrichterbrücken 16 jeweils eine Plusdiode 17
und eine dazu in Reihe liegende Minusdiode 18 aufweisen. Die
im Stern geschalteten Generatorwicklungen 19 sind mit je
einem Ende an einer der drei Gleichrichterbrücken 16
angeschlossen. Die Plusdioden 17 sind kathodenseitig mit
einer Plusklemme 20 und die Minusdioden 18 sind anodenseitig
mit einem Masseanschluß 21 verbunden. Beide Anschlüsse 20
und 21 werden über das Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit
dessen Akkumulatorbatterie 22 verbunden. Die Plus- und
Minusdioden 17, 18 bilden jeweils ein Halbleiter-
Leistungsbauelement in Form einer Zenerdiode. Sie besteht in
an sich bekannter Weise aus einem elektrisch leitenden
Metallgehäuse mit einem innen liegenden, vergossenen
Halbleiterchip. Der eine Anschluß wird in einem mit dem Chip
kontaktierten Kopfdraht und der andere Anschluß durch das
elektrisch leitende Metallgehäuse gebildet, welches in einem
Kühlkörper eingepreßt wird. Der Kopfdraht stellt dabei den
Anschlußdraht 11 aus Fig. 1 dar, der durch die
Schmelzsicherung 12 ergänzt wird.
In den Fig. 3 bis 6 und 9 sind verschiedene
Ausführungsformen des Brückengleichrichters 15 dargestellt.
Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf den Brückengleichrichter
15, wobei in Verbindung mit Fig. 4 erkennbar ist, daß die
Plusdioden 17 in einem Pluskühlkörper 25 und die Minusdioden
18 in einem Minuskühlkörper 26 eingepreßt sind. In einer
Schaltungsplatine 27 aus Kunststoff sind Verbindungsleiter
28 eingebettet, welche die Plusdioden 17 anodenseitig mit
dem kathodenseitigen Anschluß der Minusdioden 18, sowie mit
je einem Wicklungsende des Drehstromgenerators 14 zu jeweils
einer Gleichrichterbrücke 16 miteinander verbinden. Die
Verbindungsleiter 28 sind in ihren Anschlußbereichen jeweils
zu einer Schleife 29 gebogen, welche seitlich aus Fenstern
30 der Schaltungsplatine 27 beziehungsweise an deren
Außenseite radial vorstehen. In den Schleifen 29 werden die
Anschlußdrähte 11 der Dioden 17, 18 beziehungsweise die
Enden der Generatorwicklung 19 durch Quetschen, Schweißen
oder Löten kontaktiert. Der Minuskühlkörper 26 wird durch
ein Isolierteil 31 von dem darüber angeordneten
Pluskühlkörper 25 isoliert.
Der in Fig. 4 dargestellte Querschnitt durch den
Gleichrichter nach Fig. 3 zeigt eine Plusdiode 17 und eine
Minusdiode 18, bei dem der Kontaktbereich 32 des im
Metallgehäuse 33 vergossenen Halbleiters mit dem unteren
Ende des Anschlußdrahtes 11 von einer Vergußmasse 34 aus
Silikon abgedeckt ist. Diese Vergußmasse 34 ist eine
temperaturbeständige, nicht brennbare, elektrische und
thermische Isolation des Kontaktbereichs 32, der damit als
Sicherungselement ausgebildet ist, das bei einem
vorgegebenen Ansprechwert des Stromes wegschmilzt und damit
den Hauptstrompfad der Diode 17, 18 unterbricht. Bei einer
allmählich ansteigenden Erwärmung des Kontaktbereiches 32
wird die Wärme jedoch über die Vergußmasse 34 an den
Kühlkörper 25, 26 abgeleitet. Dadurch ergibt sich im
zulässigen Betrieb des Brückengleichrichters 15 eine
annähernd gleichbleibende Diodentemperatur. Bei einem
Kurzschluß oder einem entsprechenden Auslösefall kann jedoch
die im Kontaktbereich 32 entstehende Wärme durch die
Vergußmasse 34 nicht ausreichend abgeführt werden, so daß
der Kontaktbereich 32 durchbrennt und den Strompfad
auftrennt. Somit werden alle auf eine überhöhte
Strombelastung zurückzuführenden Fälle von Überhitzungen
gefährdeter, im Bereich der Dioden liegender Bauteile des
Brückengleichrichters 15 sicher verhindert.
Fig. 5 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung einen Querschnitt durch den Teil mit der Plusdiode
17 des Brückengleichrichters 15 nach dem Schnitt A-A' aus
Fig. 3, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen
versehen sind. Dort bildet eine Quetsch- und
Schweißverbindung 36 am oberen Ende des Anschlußleiters 11
mit einer Schleife 29 des Verbindungsleiters 28 in der
Schaltungsplatine 27 einen Kontaktbereich 36a im
Hauptstrompfad 13 einer Gleichrichterbrücke 16, der in einer
Vergußmasse 34a aus Silikon eingebettet ist. Auch hier wird
durch die thermische Isolation des Kontaktbereiches 36a
dieser als Schmelzsicherung ausgebildet, der beim
Überschreiten eines vorgegebenen, maximal zulässigen Stromes
durchschmilzt und damit den Hauptstrompfad des Halbleiter-
Leistungsbauelementes unterbricht. Im Normalbetrieb erhöht
sich dagegen die Temperatur des Kontaktbereiches 36 auf
Grund der Vergußmasse 34a und der dortigen
Übergangswiderstände nur geringfügig, so daß dies im
Normalfall auf Grund der Auswahl der geeigneten Vergußmasse
und deren Dosierung unkritisch bleibt. Bei elektrischer
Überlastung verursacht jedoch die Vergußmasse 34a eine
Wärmeanhäufung, die das Wegschmelzen des Kontaktbereichs 36a
zur Folge hat.
Fig. 6 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel einen
Querschnitt durch den Teil mit der Minusdiode 18 des
Brückengleichrichters 15 gemäß A-A' aus Fig. 3, wobei auch
hier gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen sind.
Bei dieser Lösung ist ein Teilabschnitt 11a des
Anschlußdrahtes 11 als Schmelzsicherung ausgebildet, indem
dieser zwischen den beiden Enden liegende mittlere
Teilabschnitt von einer thermisch isolierenden Hülse 37
umgeben ist. Als temperaturbeständiges Material kann dabei
eine Keramik oder ein Kunststoff aus duroplatischem Material
verwendet werden. Die Hülse 37 kann dabei lose auf den
Anschlußdraht 11 aufgeschoben sein, damit im Auslösefall
beim Überschreiten der maximal zulässigen Stromstärke dieser
Teilabschnitt 11a des Anschlußdrahtes wegschmelzen und damit
den Hauptstrompfad der Plusdiode unterbrechen kann. Zur
Vermeidung von Beschädigungen des Anschlußdrahtes durch
Schüttelbeanspruchungen ist jedoch die Bohrung 38 der Hülse
37 im oberen Bereich enger ausgebildet, so daß sie dort auf
den Anschlußdraht klemmend aufgeschoben ist.
In einem vierten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, den
mittleren Abschnitt 11b eines als Plus- oder Minusdiode
eingesetzten Halbleiter-Leistungsbauelementes 10 als
Schmelzsicherung 12 mit einer zweistufigen Ansprech-
Charakteristik auszubilden.
Fig. 7 zeigt hierfür das Ersatzschaltbild, wobei der
mittlere Abschnitt 11b des Anschlußdrahtes 11 zu einem
ersten Widerstandselement 40 ausgebildet ist, zu dem ein
zweites Widerstandselement 41 mit geringerer
Schmelztemperatur parallel geschaltet ist. Durch Form und
Materialauswahl der beiden Widerstandselemente 40, 41 der
Schmelzsicherung 12 wird ein elektrischer Gesamtwiderstand
erzielt, der nicht größer ist als der eines geraden
Anschlußdrahtes von entsprechender Länge. Dadurch ergibt
sich am Halbleiter-Leistungsbauelement 10 durch die
Integration der zweistufigen Schmelzsicherung 12 keine
Erhöhung des Widerstandes und somit keine Erhöhung der
Verlustleistung.
In Fig. 8 ist ein solcher Anschlußdraht 11 einer
zweistufigen Schmelzsicherung 12 in stark vergrößerter
Darstellung erkennbar. Der mittlere Abschnitt 11b des
Anschlußdrahtes 11 ist hier durch plastisches Verformen zu
dem ersten Widerstandselement 40 im Querschnitt verringert
und halbkreisförmig gebogen. In der dadurch gebildeten
halbkreisförmigen Ausformung 42 ist das zweite
Widerstandselement 41 eingesetzt. Das zweite
Widerstandselement 41 besteht hier aus einer Zinkscheibe,
die in einem Lötbad in die Ausformung 42 des mittleren
Abschnittes 11b am Anschlußdraht 11 eingelötet ist.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Ausformung des
Anschlußdrahtes 11 so zu gestalten, daß sich in einem Lötbad
darin anstelle der Zinkscheibe eine ausreichende Menge Zinn
ansammelt, welche nach Abkühlung dann das zweite
Widerstandselement 41 bildet. Schließlich ist es auch
möglich, eine dosierte Menge Zinn in Form einer Lötpille
vorgegebener Größe in die Ausformung 42 einzulöten. In allen
Fällen wird für den Anschlußdraht 11 ein Draht aus Kupfer
vorgesehen. Denkbar ist jedoch auch die Verwendung eines
Anschlußdrahtes 11 mit einer Kupferoberfläche.
In Fig. 9 ist schließlich in einem Ausschnitt eines
Brückengleichrichters gemäß A-A' aus Fig. 3 eine Minusdiode
18 mit einer Schmelzsicherung 12 gemäß Fig. 8 in ihrem
Anschlußdraht 11 dargestellt.
Durch die Querschnittsverringerung des Anschlußdrahtes 11 in
seinem mittleren kleinen Abschnitt 11b ist dessen
elektrischer Widerstand je Längeneinheit einstellbar und
zwar größer als der des unverformten Anschlußdrahtes 11.
Seine Schmelztemperatur ist jedoch höher als die des zweiten
Widerstandselementes 41. Bei einem unzulässig hohen Strom im
Hauptstrompfad der Minusdiode 18 schmilzt somit das zweite
Widerstandselement 41 auf, Grund der geringeren
Schmelztemperatur. Da sodann der Gesamtstrom von dem ersten
Widerstandselement 40 übernommen wird, schmilzt anschließend
sogleich auch der Teilabschnitt 11b des Anschlußdrahtes 11
und schaltet den Strom der Minusdiode 18 ab. Im
Beispielsfall hat die durch ein Lötbad eingelötete
Zinkscheibe des ersten Widerstandselementes 41 eine
Schmelztemperatur von etwa 420°C und einen spezifischen
Widerstand von etwa 0,0625 Ωmm2/m. Bei der Verwendung von
Zinn als zweites Widerstandselement beträgt die
Schmelztemperatur etwa 232°C; der spezifische Widerstand
beträgt etwa 0,1150 Ωmm2/m. Der Anschlußleiter 11 aus
Kupferrunddraht hat eine Schmelztemperatur von etwa 1083°C
und einen spezifischen Widerstand von 0,0179 Ωmm2/m.
Bei einem Einsatz der integrierten Schmelzsicherung in allen
sechs Halbleiter-Leistungsbauelementen einer
Gleichrichterbrücke von Drehstromgeneratoren für
Kraftfahrzeuge ergibt sich als weiterer Vorteil, daß die
Zenerdioden bei Überstrom selektiv abgeschaltet werden, so
daß eine Weiterversorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes - wenn
auch mit eingeschränkter Leistung- und Spannungsqualität -
möglich ist. Das Kraftfahrzeug ist somit nicht nur gegen
Folgeschäden geschützt, sondern es ist auch noch
vorübergehend fahrbereit, um eine Werkstatt aufsuchen zu
können.
Claims (17)
1. Halbleiter-Leistungsbauelement (10) mit einem
Anschlußdraht (11) in dessen Hauptstrompfad (13) und mit
einer im Hauptstrompfad liegenden, bei thermischer
Überlastung ansprechender Schmelzsicherung (12),
vorzugsweise für den Einsatz im Bordnetz von
Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Teilabschnitt (11a; 11b) des Anschlußdrahtes (11) und/oder
dessen Kontaktstellen (32; 36) im Hauptstrompfad (13) als
eine auf einen vorgegebenen, stromabhängigen Temperaturwert
ansprechende Schmelzsicherung (12) ausgebildet ist.
2. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein passiver Halbleiter, vorzugsweise
eine Diode oder Zenerdiode (17, 18) ist.
3. Halbleiter-Leistungsbauelement dadurch gekennzeichnet,
daß die passiven Halbleiter (17, 18) in einem
Brückengleichrichter (15) eines Drehstromgenerators (14) für
Kraftfahrzeuge eingesetzt sind.
4. Halbleiter-Leistungsbauelement nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit seinem dem
Anschlußdraht (11) abgewandten weiteren Anschluß in an sich
bekannter Weise aus einem Metallgehäuse (33) besteht, das in
einem Kühlkörper (25, 26) strom- und wärmeleitend befestigt
ist.
5. Halbleiter-Leistungsbauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als
Schmelzsicherung (12) ausgebildete Teilabschnitt (11a; 11b)
des Anschlußdrahtes (11) und/oder dessen Kontaktstellen (32,
36) in einem strom- und wärmeisolierenden,
temperaturbeständigen Material (34) eingebettet ist.
6. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle (32) des
Halbleiterelementes (35) mit dem Anschlußdraht (11) von
einer Vergußmasse (34), vorzugsweise aus Silikon abgedeckt
ist.
7. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle (36) des
Anschlußleiters (11) mit einem Verbindungsleiter (28) im
Hauptstrompfad (13) von einer Vergußmasse (34a),
vorzugsweise aus Silikon abgedeckt ist.
8. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Enden liegende
mittlere Abschnitt (11a) des Anschlußdrahtes (11) von einer
Hülse (37), vorzugsweise aus Keramik umgeben ist.
9. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (37) auf dem Anschlußdraht
(11) klemmend aufgeschoben ist.
10. Halbleiter-Leistungsbauelement nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt
(11b) des Anschlußdrahtes (11) als Schmelzsicherung (12) mit
einer zweistufigen Ansprechcharakteristik ausgebildet ist.
11. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (11b) durch
plastisches Verformen zu einem ersten Widerstandselement
(40) im Querschnitt verringert und zu einem zweiten
Widerstandselement (41) parallel geschaltet ist, dessen
Schmelztemperatur geringer als die des Anschlußdrahtes (11)
ist.
12. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß durch die Form und
Materialauswahl der beiden Widerstandselemente (40, 41) die
Schmelzsicherung (12) einen elektrischen Gesamtwiderstand
hat, der nicht größer ist als der eines Anschlußdrahtes (11)
von entsprechender Länge.
13. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (11b)
halbkreisförmig verformt ist und daß in der dadurch
gebildeten Ausformung (42) das zweite Widerstandselement
(41) angeordnet ist.
14. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Widerstandselement (41) eine
Zinkscheibe ist, die mittels eines Lötbades in die
Ausformung (42) des mittleren Abschnittes (11b) eingelötet
ist.
15. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Widerstandselement (41) aus
Zinn besteht.
16. Halbleiter-Leistungsbauelement nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zinn des zweiten
Widerstandselementes (41) als Lötpille vorgegebener Größe in
die Ausformung (42) des mittleren Abschnittes (11b)
eingelötet ist.
17. Halbleiter-Leistungsbauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anschlußdraht (11) ein Runddraht aus Kupfer ist.
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