本實用新型涉及一種車用整流器裝置，尤其涉及一種具有拋載防護元件的車用整流器裝置的封裝結構。

背景技術：

在發(fā)電機的技術領域中，為進行交流-直流間的轉換動作，常通過設置整流橋的方式來進行。在現(xiàn)有的技術領域中，整流橋可以由晶體管或是二極管來構成，并用以提供整流后的電壓以作為驅動負載的依據(jù)。

在當發(fā)電機的負載被瞬間移除時，會產(chǎn)生所謂的拋載(load dump)現(xiàn)象。而在拋載現(xiàn)象發(fā)生時，整流橋所提供的直流電壓會產(chǎn)生較大的振幅擺動的情況，這個電壓振幅的瞬間變化，可能造成其中的晶體管或二極管的損毀。因此，在整流橋上設置拋載現(xiàn)象的防護機制，成為重要的課題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種車用整流器裝置，降低晶體管在拋載(load dump)動作下產(chǎn)生損毀的可能。

本實用新型的車用整流器裝置包括導線架、多數(shù)個晶體管以及多數(shù)個基納二極管。晶體管配置在導線架的第一表面上，各晶體管具有第一端、第二端以及控制端。基納二極管配置在導線架的第二表面上。基納二極管分別串接在晶體管的第一端及第二端間。其中，第一表面相對于所述第二表面，且各基納二極管反向偏壓于對應的各晶體管的第一端與第二端間。

在本實用新型的一實施例中，上述的導線架包括多數(shù)個區(qū)塊，區(qū)塊彼此間相互隔離。其中，各晶體管跨接在相鄰的區(qū)塊間。

在本實用新型的一實施例中，上述的區(qū)塊中的第一區(qū)塊的第一表面上具有至少一承載部，用以承載第一晶體管并電性連接第一晶體管的第一端。第一晶體管的第二端通過第一導電結構電性連接至相鄰于第一區(qū)塊的第二區(qū)塊的第一表面。

在本實用新型的一實施例中，上述的第一基納二極管的第一端電性連接至第一區(qū)塊的第二表面，第一基納二極管的第二端通過第二導電結構電性連接至第二區(qū)塊的第二表面。

在本實用新型的一實施例中，上述的第一導電結構與第二導電結構為銅材質的夾片(clip)。

在本實用新型的一實施例中，車用整流器裝置還包括控制器芯片。控制器芯片配置在導線架上，通過多數(shù)條封裝導線耦接至晶體管的控制端，控制器芯片并通過封裝導線分別傳送多數(shù)個控制信號至晶體管的控制端。

在本實用新型的一實施例中，車用整流器裝置還包括二極管。二極管配置在導線架的相鄰的二接腳區(qū)塊間。其中，控制器芯片通過多數(shù)條電源傳輸導線使導線架的電源接腳電性連接至二極管的陽極，并使二極管的陰極耦接至控制器芯片的電源接收端。

在本實用新型的一實施例中，上述的控制器芯片包括第一焊墊以及第二焊墊。第一焊墊通過第一傳輸導線電性連接至導線架的電源接腳。第二焊墊通過形成于控制器芯片上的第二傳輸導線電性連接至第一焊墊，第二焊墊并通過第三傳輸導線電性連接至二極管的陰極。

在本實用新型的一實施例中，車用整流器裝置還包括多數(shù)個溫度檢測元件，配置于第一表面上，并分別鄰近晶體管以進行配置。

在本實用新型的一實施例中，上述的導線架具有電源接腳、多數(shù)個相位輸出接腳以及至少一參考接地接腳。電源接腳耦接至車用電池，相位輸出接腳分別產(chǎn)生多數(shù)個整流后信號，至少一參考接地接腳耦接至參考接地端。

在本實用新型的一實施例中，上述的晶體管包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管以及第四晶體管。第一晶體管的第一端耦接至電源接腳，第一晶體管的第二端耦接至第一相位輸出接腳。第二晶體管的第一端耦接至電源接腳，第二晶體管的第二端耦接至第二相位輸出接腳。第三晶體管的第一端耦接至第一相位輸出接腳，第三晶體管的第二端耦接至第一參考接地接腳。第四晶體管的第一端耦接至第二相位輸出接腳，第四晶體管的第二端耦接至第二參考接地接腳。

在本實用新型的一實施例中，上述的晶體管包括金屬氧化物半導體場效晶體管。

基于上述，本實用新型使形成整流橋的晶體管配置于導線架的第一表面，并使對應晶體管的基納二極管配置于導線架的第二表面，其中，基納二極管用以在拋載狀態(tài)下針對晶體管進行保護的作用，并有效防止晶體管產(chǎn)生損毀。其中，本實用新型的基納二極管不需要導線架提供額外的面積來進行配置，有效降低生產(chǎn)成本。

為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1示出本實用新型一實施例的車用整流器裝置的示意圖。

圖2示出依據(jù)線段A-A’的車用整流器裝置100的剖面示意圖。

圖3示出圖1實施例的等效電路示意圖。

圖4A示出本實用新型另一實施例的車用整流器裝置的示意圖。

圖4B則示出依據(jù)線段B-B’的車用整流器裝置400的剖面示意圖。

圖5示出本實用新型又一實施例的車用整流器裝置的示意圖。

附圖標記說明：

100、400、500：車用整流器裝置；

10：導線架；

T1～T4：晶體管；

D1～D4：基納二極管；

11～14：區(qū)塊；

B+：電源接腳；

P1、P2：相位輸出接腳；

E1、E2：參考接地接腳；

Z1～Z4：承載部；

C11、C12、C13、C14、C21、C22、C23、C24：導電結構；

W1～W6：封裝導線；

SF1：第一表面；

SF2：第二表面；

S1～S12、S41：導電粘接層；

TS1～TS4：溫度檢測元件；

110、550：控制器芯片；

RD1：二極管；

510、520：接腳區(qū)塊；

PD1～PD4：焊墊；

WI1、WA1、WA2、WA3、WA4：傳輸導線；

A-A’、B-B’：線段。

具體實施方式

以下請參照圖1，圖1示出本實用新型一實施例的車用整流器裝置的示意圖。車用整流器裝置100包括導線架10、晶體管T1～T4以及基納二極管D1～D4。在本實施例中，導線架10區(qū)分為多個區(qū)塊11～14。其中，區(qū)塊11～14兩兩間相互隔離。此外，導線架10具有第一表面(正面)以及第二表面(背面)，第一表面相對于第二表面。在本實施例中，晶體管T1～T4設置在導線架10的第一表面上，而基納二極管D1～D4則設置在導線架10的第二表面上。并且，基納二極管D1～D4分別設置在晶體管T1～T4的第一端(例如為漏極)以及第二端(例如為源極)間，并且，基納二極管D1～D4分別反向偏壓于晶體管T1～T4的第一端與第二端間。其中，晶體管T1～T4可形成整流橋電路，而基納二極管D1～D4并分別作為晶體管T1～T4的防護元件。

在另一方面，區(qū)塊12具有電源接腳B+，區(qū)塊11以及13則分別具有相位輸出接腳P1以及P2，區(qū)塊14則具有參考接地接腳E1以及E2。其中，電源接腳B+可耦接至車用電池，相位輸出接腳P1、P2分別產(chǎn)生多數(shù)個整流后信號，參考接地接腳E1、E2則可耦接至參考接地端。

關于元件的配置上，在本實施例中，區(qū)塊12的第一表面上具有承載部Z1以及Z2，并分別用以承載晶體管T1以及T2，并與晶體管T1以及T2電性連接。區(qū)塊12的一側與區(qū)塊11相鄰，區(qū)塊12的另一側則與區(qū)塊13相鄰。晶體管T1跨接在區(qū)塊12與區(qū)塊11間，而晶體管T2則跨接在區(qū)塊12與區(qū)塊13間。其中，晶體管T1通過導電結構C11電性連接至區(qū)塊11，而晶體管T2則通過導電結構C12電性連接至區(qū)塊13。

在另一方面，區(qū)塊11的第一表面上并具有承載部Z3以承載晶體管T3。區(qū)塊13的第一表面上則具有承載部Z4以承載晶體管T4。晶體管T3以及T4并分別通過導電結構C13、C14電性連接區(qū)塊14的不同位置。

重點在于，基納二極管D1～D2分別設置在區(qū)塊12的第二表面上的不同區(qū)域。其中，基納二極管D1～D2的一端電性連接至區(qū)塊12的第二表面。另外，基納二極管D1～D2的另一端分別通過導電結構C21以及C22以分別電性連接至區(qū)塊11以及區(qū)塊13的第二表面上。如此一來，基納二極管D1～D2可分別連接在晶體管T1以及T2的源極以及漏極間。與上述說明相類似的，基納二極管D3～D4分別設置在區(qū)塊11、13的第二表面上。其中，基納二極管D3～D4的一端分別電性連接至區(qū)塊11、13的第二表面。另外，基納二極管D3～D4的另一端分別通過導電結構C23以及C24以分別電性連接至區(qū)塊14的第二表面的不同區(qū)域上。如此一來，基納二極管D3～D4可分別連接在晶體管T3以及T4的源極以及漏極間。

上述的導電結構C11～C14以及C21～C24可以通過銅材質的夾片(clip)來建構。另外，以晶體管T1以及基納二極管D1為范例，晶體管T1以及基納二極管D1間的相對位置關系并沒有固定的限制，其中，設置于不同表面的晶體管T1以及基納二極管D1可完全相互重疊、部分重疊或是不相重疊。

區(qū)塊14的第一表面并可用以承載控制器芯片110。控制器芯片110可通過封裝導線W1～W6與導線架10或導線架10上的元件電性連接。其中，控制器芯片110可通過封裝導線W1～W4分別電性連接至晶體管T1～T4的控制端，并通過封裝導線W1～W4分別傳送多個控制信號至晶體管T1～T4的控制端。

以下請參照圖2，圖2示出依據(jù)線段A-A’的車用整流器裝置100的剖面示意圖。其中，區(qū)塊11～13各具有第一表面SF1以及第二表面SF2。區(qū)塊12的第一表面SF1上承載晶體管T1以及T2。區(qū)塊12的第一表面通過導電粘接層S1以及S2分別電性連接至晶體管T1以及T2的第一端。晶體管T1、T2的第二端并分別通過導電粘接層S3、S4電性連接至導電結構C11以及C12的一端。導電結構C11以及C12的另一端則分別通過導電粘接層S5以及S6電性連接至區(qū)塊11以及13的第一表面SF1上。

此外，區(qū)塊12的第二表面SF2上通過導電粘接層S7以及S9電性連接至基納二極管D1以及D2的陰極?；{二極管D1以及D2的陽極則分別通過導電粘接層S8以及S10電性連接至導電結構C21以及C22的一端，導電結構C21以及C22的另一端則分別通過導電粘接層S11以及S12電性連接至區(qū)塊11及13的第二表面SF2上。

在本實施例中，導電粘接層S1～S12可以由焊錫所構成，或利用其他本領域具通常知識者所熟知的具導電性的粘接材料所構成，沒有固定的限制。

以下請參照圖3，圖3示出圖1實施例的等效電路示意圖。其中，車用整流器裝置100包括晶體管T1～T4以及分別對應的基納二極管D1～D4。晶體管T1的第一端耦接至電源接腳B+，晶體管T1的第二端耦接至相位輸出接腳P1，晶體管T1的控制端接收控制信號CT1。晶體管T2的第一端耦接至電源接腳B+，晶體管T2的第二端耦接至相位輸出接腳P2，晶體管T2的控制端接收控制信號CT2。晶體管T3的第一端耦接至相位輸出接腳P1，晶體管T3的第二端耦接至參考接地接腳E1，晶體管T3的控制端接收控制信號CT3。晶體管T4的第一端耦接至相位輸出接腳P2，晶體管T4的第二端耦接至參考接地接腳E2，晶體管T4的控制端則接收控制信號CT4。

此外，基納二極管D1～D4分別耦接在晶體管T1～T4的第一端及第二端間，并用以作為晶體管T1～T4的防護元件。其中，當拋載狀態(tài)發(fā)生時，基納二極管D1～D4可在其所承受的電壓差超過一預設范圍時發(fā)生崩潰，并使晶體管T1～T4的兩端間的電壓差被限制在不大于基納二極管D1～D4的崩潰電壓，并避免晶體管T1～T4發(fā)生損毀。

以下請參照圖4A以及圖4B，圖4A示出本實用新型另一實施例的車用整流器裝置的示意圖，圖4B則示出依據(jù)線段B-B’的車用整流器裝置400的剖面示意圖。車用整流器裝置400與前述實施例的車用整流器裝置100間的差異在于，車用整流器裝置400還包括多數(shù)個溫度檢測元件TS1～TS4。溫度檢測元件TS1、TS2可配置在區(qū)塊12的第一表面上，并分別配置在鄰近于晶體管T1以及T2的位置上。溫度檢測元件TS3、TS4則可分別配置在區(qū)塊11、13的第一表面上，并分別配置在鄰近于晶體管T3以及T4的位置上。溫度檢測元件TS1～TS4可通過封裝導線來與控制器芯片110電性連接，并傳送溫度檢測結果至控制器芯片110。

在圖4B中，溫度檢測元件TS1通過導電粘接層S41電性連接至區(qū)塊12的第一表面SF1上鄰近于晶體管T1的位置，用以檢測晶體管T1的溫度變化狀態(tài)。

以下請參照圖5，圖5示出本實用新型又一實施例的車用整流器裝置的示意圖。與前述實施例不相同的，車用整流器裝置500還包括二極管RD1。二極管RD1配置在導線架10中的兩個接腳區(qū)塊510以及520間。其中，二極管RD1跨接在接腳區(qū)塊510以及520間，細節(jié)來說明，二極管RD1的陽極電性連接至接腳區(qū)塊510而二極管RD1的陰極電性連接至接腳區(qū)塊520。另外，控制器芯片550上可具有多個焊墊PD1～PD4。焊墊PD1通過封裝導線WA1以作為傳輸導線電性連接至區(qū)塊12，并與電源接腳B+產(chǎn)生電性連接?？刂破餍酒?50內部并設置傳輸導線WI1以使焊墊PD1與焊墊PD2直接電性連接。而焊墊PD2則另通過封裝導線WA2以作為傳輸導線電性連接至接腳區(qū)塊510，并借此與二極管RD1的陽極電性連接。在另一方面，控制器芯片550可提供焊墊PD3通過封裝導線WA3以作為傳輸導線電性連接至接腳區(qū)塊520，并借此電性連接至二極管RD1的陰極。其中，焊墊PD3連接至控制器芯片550的電源接收端；提供焊墊PD4通過封裝導線WA4電性連接至參考接地接腳E1、E2，其中，焊墊PD3用以提供控制器芯片550內部的電源，焊墊PD4提供接地電壓。如此一來，可使二極管RD1順向偏壓于電源接腳B+以及控制器芯片550的電源接收端間。

值得注意的，當使用者進行車用電池的連接動作時，若不小心發(fā)生反接現(xiàn)象時，被逆向偏壓的二極管RD1可以被斷開，并使反接于電源接腳B+以及參考接地接腳E1間的電壓不至于被提供至控制器芯片550中。如此，使控制器芯片550中的各電路元件不會因車用電池的反接動作而立刻燒毀。在一定的時間區(qū)間中，使用者仍可更正車用電池的錯誤連接，并使車用整流器裝置500仍可維持正常的動作。相對的，若使用者進行的車用電池的連接方向正確時，二極管RD1可以被導通，并使電源可以正常的被提供至車用整流器裝置500中。

于本實用新型的實施例中，晶體管T1～T4例如可為金屬氧化物半導體場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。

綜上所述，本實用新型提供車用整流器裝置，其中，作為整流橋的晶體管配置在導線架的第一表面上，而作為晶體管防護元件的基納二極管則配置在導線架的第二表面。如此一來，晶體管與其對應的基納二極管可以就近進行配置，且不需要擴充導線架的尺寸。在不增加成本的前提下，有效降低晶體管因拋載現(xiàn)象而產(chǎn)生損毀的可能。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。