[发明专利]同步整流装置以及使用该装置的交流发电机

说明书

技术领域

本发明涉及同步整流MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)的同步整流装置、以及使用该同步整流装置的交流发电机。

背景技术

在汽车中进行发电的交流发电机中，作为整流元件，此前使用二极管。二极管虽然廉价，但存在正向压降，损失大。相对于此，近年来，代替二极管，开始将MOSFET用作交流发电机用的整流元件。通过对MOSFET进行同步整流，无正向压降而正向电流从0V上升，能够实现损失少的整流元件。

商用电源的交流的频率恒定。因此，在作为商用电源的电源装置的整流元件使用MOSFET的情况下，还能够与时钟同步地进行MOSFET的导通/截止控制。但是，交流发电机在线圈中产生的交流电力的频率不恒定。因此，在作为交流发电机的整流元件使用MOSFET的情况下，并非如在电源装置等中使用的情况那样简单地与时钟同步，而需要与其时刻变化的频率同步地进行MOSFET的导通/截止控制。

作为进行交流发电机的同步整流MOSFET的导通/截止控制的方法，已知使用霍尔元件来探测马达的位置而进行MOSFET的控制的方法。此处，将这样的通过霍尔元件等从外部输入信号来进行控制的方法称为外部控制型。外部控制型的同步整流MOSFET需要使用霍尔元件等传感器，需要通过控制电路进行复杂的控制，所以交流发电机的整流部变得昂贵。

在专利文献1中，作为进行交流发电机的同步整流MOSFET的导通/截止控制的其他方法，公开了根据同步整流MOSFET的源极/漏极之间的电压进行判定来进行MOSFET的控制的方法。此处，将这样的从外部没有信号而根据内部的电压进行控制的方法称为自律型。在自律型的同步整流MOSFET中，不需要霍尔元件等传感器，一般控制电路也简单，所以能够使交流发电机的整流部变得廉价。在专利文献1中，作为根据同步整流MOSFET的源极/漏极之间的电压判定MOSFET的导通/截止的电路，使用差动放大器，而且还使用比较器等。

进而，专利文献1公开的交流发电机的同步整流MOSFET的整流器具备供给控制电路的电源的电容器。通过内置作为电源的电容器，能够将外部端子的数量设为2个。由此，能够做成与二极管相同的端子结构，能够替代在交流发电机中使用的二极管来使用。

专利文献1：日本特表2011-507468号公报

发明内容

外部2端子的自律型同步整流MOSFET的整流装置(整流器)由整流MOSFET、控制电路、以及电容器等多个元件构成。自律型同步整流MOSFET的整流装置如果对外部端子之间施加正的电压，则自动地在电容器中累积电荷而将电容器作为电源，使用该电源的控制电路使整流MOSFET导通、截止。由此，能够以在对外部端子之间施加了负的电压时流过电流的方式自动地动作。

在控制电路中，同步整流MOSFET自动地动作。对在其中包含的同步整流MOSFET进行导通/截止控制的差动放大器或者比较器等判定电路以使电流稳定地流过电流的方式构成电路。因此，即使在电容器中充分地累积了电荷时，仍持续消耗规定的电流。另外，为了应对该电流的消耗，需要搭载规定电容的电容器。在使用该同步整流装置构成交流发电机时，即使在待机状态下也始终稳定地流过电流，所以需要另外设置开关、继电器等。

外部2端子的自律型同步整流MOSFET的整流装置由整流MOSFET、控制电路、以及电容器等多个元件构成。通过在组装到该整流装置之前，使各元件独立地筛查，能够去除组装之前的各元件的不合格品。但是，在组装到该整流装置之后，必须通过外部2端子进行对整流装置的不良的筛查。特别，电容器有可能在锡焊、树脂的固化等热工序中变得不良，组装之后的筛查的必要性高。

通过对外部2端子施加电压，并测定在两个端子之间流过的电流，进行该筛查。在外部2端子的自律型同步整流MOSFET的整流装置中，整流MOSFET和控制电路被并联地连接。电容器经由控制电路内的二极管与控制电路并联地连接。因此，当在筛查中对外部2端子施加了电压时，在该2端子之间流过的电流成为在整流MOSFET中流过的泄漏电流、在控制电路中流过的电流、以及在电容器中流过的泄漏电流之和。此处，在控制电路中，通过以使同步整流MOSFET自动地动作的方式对在其中包含的同步整流MOSFET进行导通/截止控制的差动放大器或者比较器等判定电路，以使电流稳定地流过的方式构成电路。