整流器以及使用了该整流器的交流发电机制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
整流器以及使用了该整流器的交流发电机
本专利技术涉及自主型的同步整流MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，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。
技术介绍
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
技术实现思路
在外部端子为两个的自主型的同步整流MOSFE中，无法进行使用外部的控制器的MOSFET的导通及截止控制或无法进行使用外部信号的MOSFET的导通及截止控制。因而，无法在负载突降时探测到异常电压并根据该探测将低端的MOSFET和高端的MOSFET合起来控制。结果是难以避免电流贯通高端侧和低端的MOSFET而流动。特别是难以防止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而反复进行低端的MOSFET的截止、高端的MOSFET的导通以及低端的MOSFET的导通、高端的MOSFET的截止时的贯通电流。进而，在反复进行低端的MOSFET的截止、高端的MOSFET的导通以及低端的MOSFET的导通、高端的MOSFET的截止时，在MOSFET的栅极驱动的反复中持续消耗在外部端子为两个的自主型的同步整流MOSFET中用作控制电路的电源的电容器的电荷，所以电容器的电荷不足而无法充分地驱动MOSFET的栅极，其结果，无法使MOSFET导通。因而，本专利技术的课题在于提供能够使负载突降时的电流在桥电路以及发电机内循环、衰减来消耗能量的自主型同步整流MOSFET的整流器、特别是外部端子为两个的自主型同步整流MOSFET的整流器以及使用了该整流器的交流发电机。为了解决所述课题，本专利技术的整流器，具备：进行整流的MOSFET；控制电路，输入所述MOSFET的一对主端子间的电压，根据所输入的所述一对主端子间的电压来驱动所述MOSFET的导通及截止；以及电源，对所述控制电路供给电源电压，所述整流器的特征在于，具有保持电路，该保持电路在所述控制电路的内部的触发电压为第1电压以上时使所述MOSFET的栅极升压，在与所述一对主端子间的大小独立的期间保持该升压状态或者保持因升压而导通的所述MOSFET的该升压状态。另外，本专利技术的交流发电机具备整流电路，所述交流发电机的特征在于，在所述整流电路的低端以及高端中的任意一方具备本专利技术的上述整流器作为第1整流器。根据本专利技术，能够提供能够通过使进行整流的MOSFET成为导通状态并进行保持来消耗在负载突降时产生的能量的自主型同步整流MOSFET的整流器、特别是外部为两个端子的自主型同步整流MOSFET的整流器以及使用了该整流器的交流发电机。附图说明图1是示出第1实施方式中的自主型的同步整流MOSFET的整流器的电路图。图2是示出第1实施方式的整流器所具备的过电压探测栅极驱动电路的电路图。图3是示出第1实施方式的过电压探测栅极驱动电路所具备的保持电路的电路图。图4是用于说明第1实施方式的过电压探测栅极驱动电路的动作的曲线图。图5是示出使用了第1实施方式中的整流器的交流发电机的概略结构的电路图。图6是示出在与本专利技术的整流器成对的端使用的自主型的同步整流MOSFET的整流器的电路图。图7是示出使用了第1实施方式中的整流器的交流发电机中的负载突降时的整流MOSFET的栅极电压的波形的曲线图。图8是示出使用了第1实施方式中的整流器的交流发电机中的负载突降时的电容器电压的波形的曲线图。图9是示出使用了第1实施方式中的整流器的交流发电机中的负载突降时的整流MOSFET的漏极电流的波形的曲线图。图10是示出使用了第1实施方式中的整流MOSET的导通期间thold短的整流器的交流发电机中的负载突降时的整流MOSFET的栅极电压的波形的曲线图。图11是示出使用了第1实施方式中的整流MOSET的导通期间thold短的整流器的交流发电机中的负载突降时的电容器电压的波形的曲线图。图12是示出使用了第1实施方式中的整流MOSET的导通期间thold短的整流器的交流发电机中的负载突降时的整流MOSFET的漏极电流的波形的曲线图。图13是示出第2实施方式中的自主型的同步整流MOSFET的整流器的电路图。图14是示出第3实施方式中的自主型的同步整流MOSFET的整流器的电路图。图15是示出第3实施方式的整流器所具备的过电压探测栅极驱动电路的电路图。图16是示出第4实施方式中的自主型的同步整流MOSFET的整流器的电路图。图17是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整流器，具备：进行整流的MOSFET；控制电路，输入所述MOSFET的一对主端子间的电压，根据所输入的所述一对主端子间的电压来驱动所述MOSFET的导通及截止；以及电源，对所述控制电路供给电源电压，所述整流器的特征在于，具有保持电路，该保持电路在所述控制电路的内部的触发电压为第1电压以上时使所述MOSFET的栅极升压，在所述控制电路的内部的触发电压为比所述第1电压小的第2电压以上的期间，不管所述一对主端子间的电压大小的变化如何都保持该升压的状态。

【技术特征摘要】
2016.11.28 JP 2016-2296561.一种整流器，具备：进行整流的MOSFET；控制电路，输入所述MOSFET的一对主端子间的电压，根据所输入的所述一对主端子间的电压来驱动所述MOSFET的导通及截止；以及电源，对所述控制电路供给电源电压，所述整流器的特征在于，具有保持电路，该保持电路在所述控制电路的内部的触发电压为第1电压以上时使所述MOSFET的栅极升压，在所述控制电路的内部的触发电压为比所述第1电压小的第2电压以上的期间，不管所述一对主端子间的电压大小的变化如何都保持该升压的状态。2.一种整流器，具备：进行整流的MOSFET；控制电路，输入所述MOSFET的一对主端子间的电压，根据所输入的所述一对主端子间的电压来驱动所述MOSFET的导通及截止；以及电源，对所述控制电路供给电源电压，所述整流器的特征在于，所述整流器具有保持电路，该保持电路在所述控制电路的内部的触发电压为第1电压以上时使所述MOSFET的栅极升压而使所述MOSFET导通，在所述控制电路的内部的触发电压为比所述第1电压小的第2电压以上的期间，不管所述一对主端子间的电压大小的变化如何都保持该导通的状态。3.根据权利要求1或者2所述的整流器，其特征在于，所述电源为电容器。4.根据权利要求3所述的整流器，其特征在于，所述整流器仅具有与所述进行整流的MOSFET的一对主端子连接的一对外部端子。5.根据权利要求3所述的整流器，其特征在于，所述触发电压为所述电容器的电压。6.根据权利要求5所述的整流器，其特征在于，在所述电容器的电压为比所述第1电压小的第2电压以下时使所述MOSFET的栅极降压。7.根据权利要求1或者2所述的整流器，其特征在于，所述控制电路具备齐纳二极管，通过所述齐纳二极管的驱动来探测所述触发电压为所述第1电压以上这一情况。8.根据权利要求1或者2...

【专利技术属性】
技术研发人员：石丸哲也，森睦宏，栗田信一，
申请(专利权)人：株式会社日立功率半导体，
类型：发明
国别省市：日本,JP