[发明专利]整流器以及使用了该整流器的交流发电机

说明书

本发明涉及整流器以及使用了该整流器的交流发电机。即使高电压施加于同步整流MOSFET的漏极也不引起高电压施加所致的特性变动而进行正常的整流动作。整流器具备进行整流的整流MOSFET和控制电路，该控制电路包括将整流MOSFET的漏极连接于非反转输入端子IN+并将源极连接于反转输入端子IN－的比较器，用比较器的输出控制整流MOSFET的导通及截止。控制电路具备：切断MOSFET，在整流MOSFET的漏极与比较器的非反转输入端子IN+之间进行切断；切断控制电路，在整流MOSFET的漏极的电压为第1规定电压以上时使切断MOSFET截止，将整流MOSFET的漏极与比较器的非反转输入端子IN+间电切断。

技术领域

本发明涉及自主型的同步整流MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)的整流器以及使用了该整流器的交流发电机。

背景技术

在汽车中进行发电的交流发电机此前使用二极管作为整流元件。二极管虽然廉价，但存在正向电压下降，损耗大。相对于此，近年来，开始使用MOSFET作为交流发电机用的整流元件来代替二极管。通过对MOSFET进行同步整流，没有正向电压下降，正向电流从0V起上升，能够实现损耗少的整流元件。

作为进行交流发电机的同步整流MOSFET的导通及截止控制的方法，已知有使用霍尔元件探测马达的位置来进行MOSFET的控制的方法。在此，将利用这样的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，需要利用控制电路进行复杂的控制，所以交流发电机的整流部昂贵。

在专利文献1中，作为进行交流发电机的同步整流MOSFET的导通及截止控制的其它方法，公开了利用同步整流MOSFET的源极及漏极间的电压进行判定来进行MOSFET的控制的方法。在此，将这样的没有来自外部的信号而根据内部的电压来进行控制的方法称为自主型。自主型的同步整流MOSFET不需要霍尔元件等传感器，控制电路一般也简单，所以能够使交流发电机的整流部廉价。进而，通过内置作为电源的电容器，能够使外部端子的数量为两个。由此，能够形成为与二极管相同的端子结构，能够代替在交流发电机中使用的极管而直接使用交流发电机的电路结构。

在交流发电机中，当产生在进行发电动作时交流发电机的输出端子、电池的端子脱落的被称为负载突降的现象时，需要在内部消耗通过发电产生的能量，避免对交流发电机的输出端子输出高电压。在使用二极管作为以往的整流元件的情况下，使二极管还具有作为齐纳二极管的钳位的功能，利用二极管消耗负载突降时的能量。

相对于此，消耗代替二极管而使用同步整流MOSFET的情况下的负载突降时的能量的方法记载于专利文献2。在专利文献2所记载的方法中，通过在负载突降时使低端的MOSFET或高端的MOSFET的一方导通，使电流在桥电路以及发电机内循环、衰减，消耗负载突降时的能量。在使低端的MOSFET导通的情况下，当在负载突降时定子线圈的电压上升时，控制器探测其异常电压，使低端的MOSFET导通并使高端的MOSFET截止。通过将低端的MOSFET和高端的MOSFET合起来控制，能够避免使电流贯通高端和低端的MOSFET地流动。另外，还公开有如下实施方式：为了在负载突降时持续向与交流发电机连接的电气负载供电，当定子线圈的电压成为向电气负载的供给所需的电压以下时，相反地使低端侧的MOSFET截止并使高端侧的MOSFET导通。此时，反复进行低端的MOSFET的截止、高端的MOSFET的导通以及低端的MOSFET的导通、高端的MOSFET的截止，将定子线圈的电压保持为所需的电压以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2011-507468号公报

专利文献1：日本特表2009-524403号公报

发明内容