整流桥模块

原理

　　其内部主要是由四个二极管组成的桥路来实现把输入的交流电压转化为输出的直流电压。

　　在整流桥的每个工作周期内，同一时间只有两个二极管进行工作，通过二极管的单向导通功能，把交流电转换成单向的直流脉动电压。对一般常用的小功率整流桥（如：RECTRON SEMICONDUCTOR的RS2501M）进行解剖会发现，其内部的结构如图2所示，该全波整流桥采用塑料封装结构（大多数的小功率整流桥都是采用该封装形式）。桥内的四个主要发热元器件——二极管被分成两组分别放置在直流输出的引脚铜板上。在直流输出引脚铜板间有两块连接铜板，他们分别与输入引脚（交流输入导线）相连，形成我们在外观上看见的有四个对外连接引脚的全波整流桥。由于该系列整流桥都是采用塑料封装结构，在上述的二极管、引脚铜板、连接铜板以及连接导线的周围充满了作为绝缘、导热的骨架填充物质——环氧树脂。然而，环氧树脂的导热系数是比较低的（一般为0.35℃W/m，为2.5℃W/m），因此整流桥的结--壳热阻一般都比较大（通常为1.0~10℃/W）。通常情况下，在元器件的相关参数表里，生产厂家都会提供该器件在自然冷却情况下的结—环境的热阻（Rja）和当元器件自带一散热器，通过散热器进行器件冷却的结--壳热阻（Rjc）。

特点

　　1、铝基导热底板：其功能为陶瓷覆铝板(DBC基板)提供联结支撑和导热通道，并作为整个模块的结构基础。因此，它必须具有高导热性和易焊性。由于它要与DBC基板进行高温焊接，又因它们之间热线性膨胀系数铝为16．7×10-6／℃，DBC约不5．6×10-6／℃)相差较大，为此，除需采用掺磷、镁的铜银合金外，并在焊接前对铜底板要进行一定弧度的预弯，这种存在s一定弧度的焊成品，能在模块装置到散热器上时，使它们之间有充分的接触，从而降低模块的接触热阻，保证模块的出力。

　　2、DBC基板：它是在高温下将氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)基片与铜箔直接双面键合而成，它具有优良的导热性、绝缘性和易焊性，并有与硅材料较接近的热线性膨胀系数(硅为4．2×10-6／℃，DBC为5．6×10-6／℃)，因而可以与硅芯片直接焊接，从而简化模块焊接工艺和降低热阻。同时，DBC基板可按功率电路单元要求刻蚀出各式各样的图形，以用作主电路端子和控制端子的焊接支架，并将铜底板和电力半导体芯片相互电气绝缘，使模块具有有效值为2．5kV以上的绝缘耐压。

　　3、电力半导体芯片：超快恢复二极管(FRED)和晶闸管(SCR)芯片的PN结是玻璃钝化保护，并在模块制作过程中再涂有RTV硅橡胶，并灌封有弹性硅凝胶和环氧树脂，这种多层保护使电力半导体器件芯片的性能稳定可靠。半导体芯片直接焊在DBC基板上，而芯片正面都焊有经表面处理的钼片或直接用铝丝键合作为主电极的引出线，而部分连线是通过DBC板的刻蚀图形来实现的。根据三相整流桥电路共阳和共阴的连接特点，FRED芯片采用三片是正烧(即芯片正面是阴极、反面是阳极)和三片是反烧(即芯片正面是阳极、反面是阴极)，并利用DBC基板的刻蚀图形，使焊接简化。同时，所有主电极的引出端子都焊在DBC基板上，这样使连线减少，模块可靠性提高。

　　4、外壳：壳体采用抗压、抗拉和绝缘强度高以及热变温度高的，并加有40％玻璃纤维的聚苯硫醚(PPS)注塑型材料组成，它能很好地解决与铜底板、主电极之间的热胀冷缩的匹配问题，通过环氧树脂的浇注固化工艺或环氧板的间隔，实现上下壳体的结构连接，以达到较高的防护强度和气闭密封，并为主电极引出提供支撑。

优点

　　整流桥模块有着体积小、重量轻、结构紧凑、外接线简单、便于维护和安装等优点。

分类

　　整流桥模块有全桥和半桥之分。