DE1638058A1

DE1638058A1 - Verfahren zur Herstellung eines Spannungsreglers fuer Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1638058A1
Application number: DE19681638058
Authority: DE
Inventors: Nolan Roger William
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1967-01-16
Filing date: 1968-01-16
Publication date: 1971-02-25
Also published as: US3564569A; JPS4949441B1; FR1551496A; GB1195721A; ES349773A1

Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd.

Great King Street,

Birmingham / England 15. Januar 1968

Verfahren zur Herstellung eines Spannungsreglers für Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen

Bekannte Spannungsregler, wie sie für Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen verwendet werden, arbeiten in der Regel mit elektromechanischen Bauelementen. Diese elektromechanisch arbeitenden Spannungsregler haben sich in der Funktionsweise bestens bewährt, sie sind jedoch in der Fertigung verhältnismäßig teuer. Während für verschiedene Einrichtungen der elektrischen Ausrüstung eines Kraftfahrzeuges, z.B. für die Zündeinrichtung, mit Erfolg auf Leiterplatten aufgebaute Schaltungen verwendet werden, ist es bisher nicht gelungen, einen sicher arbeitenden und in der Fertigung billigen Spannungsregler für Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines sicher arbeitenden und in der Fertigung billigen Spannungsregler aus Halbleiterbauelementen zu entwickeln.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spannungsreglers für Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen. Die Erfindung besteht darin, daß

a) die aktiven Bauelemente des Spannungsreglers in einem Dickschichtleiterkreis (thick film printed circuit) eingebaut werden, der einen Abgleichwiderstand besitzt,

b) der Spannungsregler durch weitere notwendige Verbindungen vervollständigt und geprüft wird,

c) der Abgleichwiderstand bei einem fehlerfreien Spannungsregler eo weit durch Abschaben o. dgl. verkleinert wird,

109809/0548

- 2 COPY BAD ORIGINAL

bis der Spannungsregler mit der gewünschten Spannung arbeitet und

d) der Spannungsregler an einem Wärmeableiter befestigt und

e) eingekapselt wird.

Es ist sehr wichtig, daß der Spannungsregler im Verfahrensschritt b), also nach dem Aufbau der aktiven Bauelemente, geprüft wird, da der Dickschichtleiterkreis die meisten Kosten des Spannungsreglers ausmacht. Ist z.B. der Spannungsregler fehlerhaft, dann ist es eine einfache Sache, die aktiven Bauelemente wieder zu entfernen und den Dickschichtleiterkreis weiter zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Spannungsreglers, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig, I eine Schaltung eines Spannungsreglers

für Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen,

Pig. 2 einen Wärmeableiter, in den der Spannungsregler eingebaut ist im Seitenschnitt und

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 während eines

Verfahrensschrittes in perspektivischer Darstellung.

Der in den Zeichnungen dargestellte Spannungsregler ist für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Wechselstromgenerator bestimmt. Der Wechselstromgenerator speist über einen Vollwellengleichrichter die Batterie, die eine positive Anschlußklemme 12 und eine negative Anschlußklemme hat, die mit einer Erdnungsleitung 13 verbunden ist. Der Wechselstromgenerator gibt seine Leistung über eine

COPY _ ₃ _ 109809/0548

BAD ORIGINAL

oder mehrere Hilfsdioden an eine positive Versorgungsleitung 11 ab. Zwiechen der Anschlußklemme 12 und der Leitung 13 liegen zwei in Reihe geschaltete Widerstände 14, 15. Der Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände ist über einen Kondensator l6 mit der Leitung 15 verbunden. Weiter ist an diesem Verbindungspunkt eine Zenerdiode 17 angeschlossen, deren Anode einerseits über einen Widerstand l8 mit der Leitung 13 und andererseits mit der Basis eines n-p-n-Transistors 19 verbunden ist. Während der Emitter dieses Transistors 19 mit der Leitung 13 verbunden ist, ist der Kollektor an der Leitung 11 über einen Widerstand 21 angeschlossen. Eine weitere Verbindung des Kollektors des Transistors 19 führt zu der Basis eines zweiten n-p-n-Transistors 22. Der Emitter des Transistors 22 ist an der Leitung 13 angeschlossen. Der Kollektor dieses Transistors liegt an der Leitung 11 über eine Feldwicklung 23 des Wechselstromgenerators. Die Feldwicklung 23 wird durch eine Diode 24 überbrückt. Der Kollektor des Transistors 22 ist ferner über einen Widerstand

25 und über einen dazu in Reihe liegenden Kondensator

26 mit der Kathode der Diode 17 verbunden,

Liegt im Betrieb die Batteriespannung unter einem vorgegebenen Wert, dann ist die Zenerdiode 17 nichtleitend und über die Basis des Transistors 19 fließt kein Strom. Der über den Widerstand 21 fließende Strom öffnet den Transistor 22, so daß durch die Feldwicklung 23 Strom fließen kann. Sobald die vorgegebene Spannung erreicht ist, leitet die Zenerdiode 17 und versorgt die Basis des Transistors 19 mit Strom. Damit wird der der Basis des Transistors 22 zugeführte Strom gesperrt. Aufgrund der Rückkopplung über den Widerstand 25 und den Kondensator 26 schwingt die Schaltung zwischen einem Zustand, in dem der Transistor 19 ganz geöffnet ist und der Transistor 22 gesperrt ist, und einem zweiten Zustand, in dem der Transistor 22 ganz geöffnet ist und der Transistor 19 gesperrt ist. Das Verhältnis Zwischen öffnen und Schließen wird

COPY

durch den über die Zenerdiode 17 fließenden Strom bestimmt, die wiederum von der Batteriespannung gesteuert wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Hauptteil des Stromes in der Feldwicklung 23> die Batteriespannung im wesentlichen konstant hält.

Bei der Fertigung eines derartigen Spannungsreglers wird ein Dickschichtleiterkreis verwendet, auf dem sämtliche in Fig. 1 gezeigten Widerstände mit den meisten Verbindungen zwischen den einzelnen Bauelementen aufgedruckt sind. Die aktiven Bauelemente, insbesondere die Bauelemente 17, 19, 22, 24, werden auf einem Dickschichtleiterkreis aufgebaut. Dazu sind auf dem Dickschichtleiterkreis leitende Felder vorgesehen. Die Kondensatoren 16, 26 werden in entsprechender Weise aufgebaut. Sobald die aktiven Bauelemente auf der Leiterplatte aufgebaut sind, werden zusätzliche Verbindungen hergestellt. Derartige zusätzliche Verbindungen sind erforderlich, weil nur eine Elektrode eines jeden aktiven Bauelementes mit dem Dickschichtleiterkreis elektrisch verbunden werden kann. Z.B. werden die Transistoren 19, 22 auf dem Dickschichtleiterkreis mit ihren Kollektoren an auf dem Dickschichtleiterkreis vorgesehenen Kontaktfeldern elektrisch verbunden. Falls erforderlich, werden weitere Verbindungen vom Emitter und der Basis des Transistors 19 und des Transistors 22 zu einem benachbarten Kontaktfeld auf dem Dickschichtleiterkreis hergestellt. Entsprechendes gilt auch für eine der Elektroden der Diode 24 und der Zenerdiode 17. Der Dickschichtleiterkreis selbst kann irgend eine bekannte Gestalt haben. Es kann z.B. ein Aluminiumsubstrat besitzen. Vorzugsweise verläuft der als Abgleichwiderstand dienende Widerstand 14 längs einer Kante des Substrats.

Nachdem die aktiven Bauelemente auf dem Dickschichtleiterkreis montiert sind und die zusätzlichen Verbindungen her-

109809/0548 -⁵ -

gestellt sind, wird der Spannungsregler geprüft. Arbeitet der Spannungsregler zufriedenstellend, dann wird mittels Abschleifen, Abschaben oder dergleichen des Abgleichwiderstandes 14, wodurch der Wert dieses Widerstandes verändert wird, die gewünschte Spannung eingestellt. Der Spannungsregler wird daran anschließend an einem Wärmeableiter befestigt, wie er in den Fig. 2 und J dargestellt ist. Der Wärmeableiter besitzt eine Einbuchtung, die derart geformt ist, daß in ihr der Spannungsregler Platz hat. In diese Einbuchtung wird der Spannungsregler mit den auf seiner oberen Oberfläche aufgebauten aktiven Bauelemente* wie es in Fig. 3 dargestellt ist, eingesetzt. Die untere Oberfläche des Substrates wird an dem Wärmeableiter mittels eines Klebestoffes befestigt. Als Klebestoff wird vorzugsweise mit Aluminium versetztes Silikongummi verwendet. Durch das Aluminium wird eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Substrat und dem Wärmeableiter hergestellt. In den Fig. nicht dargestellte äußere Anschlüsse müssen selbstverständlich an dem Spannungsregler angeschlossen werden. Schließlich wird der Spannungsregler in Silikongummi 31, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, eingekapselt.

Patentansprüche:

109809/0548

Claims

-O- Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Spannungsreglers für Ladeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß

b) der Spannungsregler durch weitere, notwendige Verbindungen vervollständigt und geprüft wird,

c) der Abgleichwiderstand bei einem fehlerfreien Spannungsregler so weit durch Abschaben oder dergleichen verkleinert wird, bis der Spannungsregler mit der gewünschten Spannung arbeitet und

d) der- Spannungsregler an einem Wärmeableit-er befestigt und

e) eingekapselt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickschichtleiterkreis mittels eines mit Aluminium versetzten Klebestoffes auf einem Wärmeableiter befestigt wird.

109809/0548

Leeseite