DE1564257A1

DE1564257A1 - Halbleiter-Gleichrichter und ein darauf aufgebauter Doppelweg-Gleichrichter-Zusammenbau

Info

Publication number: DE1564257A1
Application number: DE19661564257
Authority: DE
Inventors: Frank Hudman
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1965-04-27
Filing date: 1966-04-21
Publication date: 1969-08-28
Also published as: NL6605519A; US3489960A; GB1132847A

Description

Joseph Lucas (industries) Ltd, 2o. April 1966 Great King Street

Birmingham / England ' 1564257

Halbleiter-Gleichrichter und ein darauf aufgebauter Doppelweg-Gleichrichter-Zusammenbau,

Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiter-Gleichrichter und auf einen ^Doppelweg-Gleichrichter-Zusarnmenbau, der aus diesen Gleichrichtern aufgebaut ist.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, einen besonders einfachen Aufbau eines Halbleiter-Gleichrichters und einen Doppelweg-Gleichrichter-Zlusammenbau aus solchen Gleichrichters in einer besonders einfachen und'zweckmäßigen Art zu schaffen.

Ein AusfiÜirungsbeisplel der vorliegenden Erfindung ist in beiliegenden Zeichnungen gezeigt, in denen:

Fig; 1 eine Seitenansicht eines Gleichrichters im Schnitt zeigt,

Fig. 2 eine Ansicht des rechten Endes von Fig. 1 darstellt,' bei der die· Platte 11 entfernt ist,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Doppblweg-Glei'chrichtef-Zusammenbau darstellt, in dem die Gleichrichternach Fig.⁵ 1 und 2 eingebaut sind, .--'■■

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Pig. 4 eine Draufsicht auf den Zusammenbau, der in Fig. 3 dargestellt ist, zeigt,

Pig· 5* 6, 7 und 8 sind Draufsichten auf Teile des Zusammenbaus, der in Fig. 3 gezeigt ist und

Fig. 9 ist ein Schaltungsschema eines Doppelweg-Gleichrichters nach Fig. 3·

In Fig. 1 und 2 der Zeichnungen sind ein Paar Platten 10, 11 vorgesehen, die aus Metall hergestellt sind und die in einer Entfernung voneinander mittels eines Isolierkörpers 13 gehalten werden, der aus einem entsprechenden Isolationsmaterial hergestellt ist.

Die Platten 10, 11 besitzen aus einem Stück mit den Plat· ten hergestellte und sich nach auswärts erstreckende Ansätze 12, 13, der Körper 14 ist hohl ausgebildet· Die Platten 10, 11 werden am Körper 14 mittels eines Paares diametral angeordneter Laschen iOa_, 11a_ befestigt, die während der Herstellung des Gleichrichters umgebogen und gegen schräg ausgebildete Flächen des Körpers 14 zur Anlage gebracht werden. Die beiden Laschen Paare sind gegeneinander um 90° versetzt, so daß die Gefahreines elektrischen Kontaktes zwischen den beiden Platten mit Sicherheit vermieden wird. Der Körper 14 und die Platten 10, 11 bilden zusammen einen abgedichteten Raum 15.

Innerhalb des Raumes 15 ist eine quadratische Halbleiter-Scheibe 16 angeordnet, die Bereiche von entgegengesetzt gerichteter Leitfähigkeit aufweist. Die Seheibe ist beispielsweise durch Löten an einer bearbeiteten Fläche der Platte 10 so befestigt, daß die Platten 10 eine elektrische Verbindung mit einem der leitenden

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Bereiche der Scheibe 16 bildet. Der andere Bereich der Scheibe 16 ist elektrisch mit der anderen Platte 11 über ein Metallbrückenstück verbunden. Das Metallbrückenstück enthält einen Basisteil 17 von dem sich aus, aus einem Stück mit dem Basisteil bestehende, federnde Schenkel 18, erstrecken, deren freie Enden gegen die andere Platte 11 anstoßen. Im Betrieb wird aufgrund einer guten elektrischen Verbindung mit der Platte mit- den Schenkeln die liärmeausdehnung aufgenommen, die infolge der Erwärmung der Scheibe 16 auftritt. Darüberhinaus sind, um die Bestimmung der Polarität der Platten 10, 11 zu erleichtern, die Ansätze 12, 15 mit einer unterschiedlichen Querschnittsgestalt versehen. In diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Ansatz 12 mi^inem sechseckigen Querschnitt versehen, während der Ansatz 13 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Weiterhin ist der Isolierkörper 1^1 vorzugsweise aus Aluminium- oder Beryllium-Oxyd hergestellt.

Bei Kraftfahrzeugen* bei denen ein Viechseistromgenerator zur Aufladung einer Batterie vorgesehen ist, wird an den Generator ein Doppelweg-Gleichrichter, wie er in Pig. 9 gezeigt ist, angeschlossen. Die Phasenpunkte eines Dreiphasen-Generators *werden an die entsprechenden Verbindungspunkte P1, P2 und PJ angelegt und eine gleichgerichtete Spannung wird zwischen einer positiven und einer negativen Klemme 19, 20 abgenommen. Außerdem ist es bekannt, zusätzlich drei Dioden und eine weitere negative Klemme 21 vorzusehen, wobei die Klemme 21 die Eingangsspannung an einen Spannungsregler liefert, der die Ausgangs spannung des w'echselstrom-Generators steuert.

Die Fig. 3 bis 8 zeigen-einen Döppelweg-G-leichrichter-Zusammenbau, der nach dem^!Schaltungsschema nach Fig.. 9 aufgebaut ist und bellen! Halbleitergleichrichter von der Art, wie sie-äM"-FigV 1 und- 2^T gezeigt ist, verwendet 9Ü9835/0834 ^ A .- ■ ■ ■

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werden. In dem Doppelweg-Gleichrichter nach Fig. 3 bis ist ein Rohr 22 vorgesehen, das aus einem elektrischen Isolationsmaterial hergestellt ist und das ein Paar diametral angeordnete Flächen (nicht gezeigt) besitzt. Auf dem Rohr 22 ist eine Mehrzahl von Platten aufgereiht, die mittels isolierender Abstandsscheiben 23 von einer nachfolgenden Scheibe isoliert sind. Die Platten und die Abstandsscheiben werden auf dem Rohr 22 mittels eines Bolzenz 24 gehalten, der sich durch das Rohr erstreckt. An den entgegengesetzten Enden des Bolzens sind Scheiben 25 und eine federnde Unterlagsscheibe 26 vorgesehen, die die Höhe des Druckes, der auf den Stapel der Platten und Scheiben ausgeübt wird, bestimmt.

Beginnend mit der linken Seite des Doppelweg-Gleichrichters nach Fig. 3, ist eine Platte 27 vorgesehen, die elektrisch mit dem Bolzen 24 verbunden ist und die in ihrer Endansicht, in Fig. 8 dargestellt ist. Diese Platte ist mit drei Armen versehen, in denen Öffnungen mit einem sechseckigen Querschnitt vorgesehen sind. Nach einer isolierenden Abstandsscheibe 23 ist eine Platte 28 angeordnet, die ebenfalls drei Arme besitzt, die entsprechend drei Klemmenteile bestimmen, in denen Öffnungen mit einem kreisförmigen Querschnitt vorgesehen sind. Die Platte 28 ist in Fig. 7 gezeigt. Die Arme der Platte 27 sind derart abgewinkelt, wie es- in Fig. 3 gezeigt ist, daß die Klemmenteile der Platte 27 in der gleichen Ebene mit den Klemmenteilen der Platte 28 ausgerichtet sind. Nach einer weiteren isolierenden Abstandsscheibe 23 ist eine Platte 29 vorgesehen, die von einer weiteren isolierenden Abstandsscheibe gefolgt ist, ferner eine Platte 30* *ä±£ eine weitere isolierende Abstandsscheibe und eine Platte 3I. Die Platten 29, 30, 31 sind zusammen in der Endansicht in Fig. 6 dargestellt. Jede der Platten 29, 30, 31 besitzt ein gebogenes Klemmenteil, in dem drei im Winkel unterteilte Öffnungen 909835/0834

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■vorgesehen sind, von denen die eine öffnung kreisförmig im Querschnitt ist und die anderen beiden öffnungen im Querschnitt sechseckig ausgebildet sind. Darüberhinaus sind die Platten 29 und J1 entsprechend nach rechts und links abgewinkelt sind, wie es in Pig. 4 gezeigt ist, so daß die Klemmenteile der Platten 29, j5Q, 3! alle in der Ebene der Platte J5Q liegen. Ferner sind die Platten 29, 50, 31 mit Laschen PJ, P2, P1 versehen, mit denen diese Platten an die Phasenpunkte des Generators entsprechend angeschlossen werden können. Die Laschen P1, P2, Pj5 entsprechen daher den Phasenpunkten 1, 2 und 5 in Fig. 9. Die verbleibende Platte J2 ist in ihrer Ansicht in Fig. 5 gezeigt und ist mit drei Armen versehen, die Klemmenteile bilden, in denen kreisförmige öffnungen entsprechend vorgesehen sind. Die Platten 28 und 32 besitzen Anschlußteile, die aus einem Stück mit den Platten hergestellt sind und diese bilden die Klemmen 20 bzw. 21. Die Klemme 19 ist eine Erdanschlußklemme und die Platte 27, die durch den Bolzen 24 geerdet ist, erfordert daher kein besonderes Anschlußteil. Die Platten werden auf dem Rohr 22 in den gleichen vfinkelstellungen, in denen sie gezeigt sind, der.art zusammengesetzt, daß je eine sechseckige Öffnung in einem Arm der einen Platte gegenüber einer kreisförmigen Öffnung in einem Arm einer anderen Platte zu stehen kommt. Darüberhinaus werden während des Zusammensatzens der Platten, die Halbleitergleichrichter, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind, zwischen den Platten eingesetzt, wobei die Ansätze 12, 13 in den entsprechenden Öffnungen aufgenommen werden.

Es kann festgestellt werden, daß dieses durch die Tatsache ermöglicht wird, daß die Platten 27, 29, j51 abgewinkelt bzw. verdreht sind, wodurch sichergestellt wird, daß alle Gleichrichter zwischen der Ebene der Platte

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30 und der Ebene einer der anderen Platten 28, 32 liegen, die im gleichen Abstand von der Platte 30 angeordnet sind. Zum Schluß werden die Ansätze 12, 13 angestaucht, um die Gleichrichter in den entsprechenden Platten zu befestigen. Es kann festgestellt werden, daß die Platten 27, 28, 32 dazu dienen, die Dioden in der erforderlichen Art, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, untereinander zu verbinden.

Der Zusammenbau, der in Fig. 3 bis 8 gezeigt, ist, kann selbstverständlich in einfacher i/eise für einen Fall angepaßt werden, in dem die zusätzlichen drei Dioden nicht erforderlich sind. Die abgewinkelte Platte 27 wird dann fortgelassen, die Platte 28 wird geerdet, wobei die entsprechenden Diodenverbindungen hergestellt werden. Darüberhinaus kann der Zusammenbau mit Dioden anderer Bauart bestückt werden, wie die Dioden, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind. In einem besonderen Ausführungsbeispiel, in der eine Diode nicht eine vorgeformte Einheit bildet, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, bei der jedoch die Platte 11 fortgelassen ist. Der Zusammenbau wird in der gleichen V/eise wie in Fig. 3 bis 8 gezeigt ist, zusammengesetzt, jedoch bildet eine der

der Platten 27 und 32 die Platte 11 jeder Dioden. In diesem Fall kann die Platte, die als Platte 11 wirkt, selbstverständlich keinen Ansatz 13 oder eine Lasche 11a aufweisen und der Körper 14 wird an der Platte in irgend einer anderen geeigneten Art befestigt, beispielsweise mittels Zungen, die den Laschen 11a entsprechen und die aus der Platte ausgeschnitten werden.

Patentansprüche: 909835/0834

BAD-OiJGiNAL

Claims

Patentansprüche:.. "

1. Halbleiter-Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet,

' daß ein Paar leitender Platten (10,11) mit einem hohlen elektrischen Isolierkörper (14) derart zusammengebaut sind, daß die Platten sich miteinander nicht berühren'und zwischen dem Isolierkörper (14) und den Platten (10, 11) ein abgedichteter Räum (15) gebildet wird, daß in dem Baum eine quadratische p-n-Halbleiterscheibe (16) eingesetzt ist und der eine Bereich der Leitfähigkeit der Scheibe in Kontakt mit einer der Platten steht und federnde elektrisch leitende "Teile (17, 18) vorgesehen sind, um den anderen

- Bereich der Scheibe (16) mit der anderen Platte in Berührung zu bringen.

2. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (17) als ein Metallbrückenstück ausgebildet ist, das ein Basisteil (17) enthält, das an dem anderen Bereich der Scheibe (16) befestigt ist und aus einem Stück mit dem Basisteil bestehende federnde Schenkel (18) aufweist, die sich von dem Basisteil aus gegen die andere Platte (11) erstrekken..

j5. Gleichrichter· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daß jede' Platte mit je einem Paar diametral entgegengesetzt angeordneter Laschen (10a, 11a) versehen ist, die während des Zusammenbaues des Gleichrichters umgebogen und gegen geneigte Oberflächen, die in dem Körper (14) ausgebildet sind, zur Anlage gebracht werden, um die Platten (10, 11) an dem Körper (14) zu befestigen.

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4. Gleichrichter nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das eine Paar Laschen (1Oa) der einen Platte (10) in einem Winkel von 90 zu dem anderen Paar Laschen (11a) der anderen Platte (11) angeordnet sind.

5» Gleichrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (10, 11) mit aus einem Stück mit den Platten bestehender, sich nach außen erstreckender Ansätze (12, 15) versehen sind, die verschiedene Querschnittsformen aufweisen.

β. Doppelweg-Gleichrichter-Zusammenbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz von Platten (29, 50, 31) deren Anzahl gleich der Anzahl der Phasenpunkte ist, die gleichgerichtet werden sollen, vorgesehen sind, mindestens zwei Klemmenteile aufweisen und der Satz der Platten derart ausgebildet ist, daß die Klemmenteile alle in der gleichen Ebene liegen und daß zusätzlich ein weiteres Paar . Platten (28, 32) an entgegengesetzten Seiten des Satzes der Platten entsprechend angeordnet sind, die Klemmenteile (20, 21) besitzen, die entgegengesetzt und in gleichem Abstande gegenüber den Klemmenteilen des Satzes der Platten angeordnet sind, ferner Gleichrichter zwischen den Klemmenteilen des Satzes der Platten (29, 30, 31) und der Klemmenteile der Platten (28, 32) zwischengesetzt sind, derart, daß wenn der Satz der Platten an die Phasen der Stromzufuhr, die gleichgerichtet werden sollen, angelegt werden, eine gleichgerichtete Spannung zwischen dem Paar der Platten (28, 32) abnehmbar ist.

7· Zusammenbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der Platten (28, 32) ebene Platten sind.

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8. Zusammenbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte in dem Satz von Platten (29, 30, 31) drei Klemmenteile besitzt und drei zusätzliche Platten (27, 28, 32) vorgesehen sind, anstatt der genannten zusätzlichen Platten (28, 32)., die eine an der einen Seite der Platten und die andere am anderen Ende des Satzes der Platten, eine oder die andere der beiden Platten derart abgewinkelt ist, daß deren Klemmenteile in der gleichen Ebene liegen.

9. Zusammenbau nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für eine dreiphasen Stromzufuhr drei Platten (29, 30, 31) einen Satz bilden und die ■ mittlere Platte eben ist und die äußeren Platten (29, 31) abgewinkelt sind, daß deren Klemmenteile in der Ebene der mittleren Platte (30) liegen.

10. Zusammenbau nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß. die Halbleitergleichrichter in dem Doppelweg-Gleichrichter-Zusammenbau, den Ansprüchen 1 bis 5 entsprechen.

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