[發明專利]有源橋式整流

有效

• 申請號: 201310052899.7
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號: CN103259428B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 杰弗里·林恩·希斯;柯克·蘇;約翰·史汀曼
• 申請（專利權）人: 凌力爾特有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及電源供應系統，尤其涉及包括兩對晶體管的基于不同標準控制的有源橋式整流器電路。

背景技術

交流電電源輸送系統是發電地點和耗電地點之間的主要的能源輸送系統。另一方面，大多數電子系統需要直流電源。將交流電轉換為直流電的最常見的方法是利用二極管半波橋式整流方案或二極管全波橋式整流方案整流。

在任意一種將交流電轉換為直流電的二極管橋式整流方案中，由于二極管固有的壓降，損失了功率，產生了廢熱。連接在合適的控制電路上的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)對于全橋整流器系統中的二極管是減少能量消耗的有吸引力的替代物。然而，例如系統噪聲的因素使得非常難以控制整流器電路中的晶體管的轉換以實現有效的整流。而錯誤地打開本不應該打開的晶體管會導致晶體管、控制器和輸入交流電源、還有由輸出直流電供應的電路的災難性故障。因此，市場上沒有商業化可用的MOSFET橋控制器。

需要一種新技術以在將交流輸入電壓轉換為直流輸出電壓的整流器電路中提供晶體管的有源控制。

發明內容

按照一方面，本專利申請說明書提供將交流輸入電壓轉換為直流輸出電壓的電路的一種控制方法，該電路具有第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和所述第二晶體管設置在第一晶體管對中，具有第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管和所述第四晶體管設置在第二晶體管對中。該方法包括按照所述交流輸入電壓控制第一晶體管對的晶體管，并基于所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值控制所述第二晶體管對的晶體管。

特別地，當所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值超過開啟閾值時，所述第二晶體管對的晶體管被開啟，當所述交流輸入電壓和直流輸出電壓之間的差值低于關閉閾值時，所述第二晶體管對的晶體管被關閉。所述關閉閾值低于所述開啟閾值。

按照本專利申請說明書的另一方面，將交流輸入電壓轉換為直流輸出電壓的系統包括：第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和所述第二晶體管設置在第一晶體管對中；第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管和所述第四晶體管設置在第二晶體管對中；以及控制器，所述控制器響應于輸入電壓和輸出電壓以對所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管和所述第四晶體管進行開關控制。該控制器包括交流極性檢測電路，所述交流極性檢測電路用于確定交流輸入電壓的極性以生成使所述第一晶體管開啟的第一使能信號。

同樣地，所述交流極性檢測電路可以確定所述交流輸入電壓的極性以生成使所述第二晶體管開啟的第二使能信號。所述交流極性檢測電路構造用于當第一晶體管開啟時防止第二晶體管開啟。

控制器可進一步包括晶體管控制電路，所述晶體管控制電路響應于所述第一使能信號以能夠控制所述第三晶體管，并響應于所述第二使能信號以能夠控制所述第四晶體管。

該晶體管控制電路可以感應所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓以基于所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值確定跨過所述第三晶體管的電壓和跨過所述第四晶體管的電壓。

特別地，當所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值超過調節閾值時，該晶體管控制電路可以調節應用到所述第三晶體管的控制電壓。

進一步地，當所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值超過開啟閾值時，該晶體管控制電路可以開啟所述第三晶體管，所述開啟閾值高于所述調節閾值。

當所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值低于關閉閾值時，所述晶體管控制電路可以關閉所述第三晶體管，所述關閉閾值低于所述調節閾值。

同樣地，當所述第三晶體管開啟時，所述晶體管控制電路可產生鎖定信號以防止所述第四晶體管開啟。所述鎖定信號可以在所述交流輸入電壓和所述直流輸出電壓之間的差值超過鎖定閾值時產生，所述鎖定閾值低于所述調節閾值。

在一個示例性的實施例中，所述第一晶體管至所述第四晶體管可以是MOSFET，最好是N溝道(N-channel)MOSFET。