[發(fā)明專利]與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路及同步整流方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310323655.8
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103391016B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏其萃;翁大豐
• 申請（專利權(quán)）人: 魏其萃
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司33212
• 代理人: 金祺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及同步整流電路，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于可與輸出濾波電容直接并聯(lián)的低成本同步整流電路，即與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路及方法。

背景技術(shù)

在低壓大電流交直流應(yīng)用中，首先需要一個橋式整流器將輸入的交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎辉诮涣鬓D(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞯倪^程中，橋式整流器的損失是降低整個系統(tǒng)效率主要因數(shù)；如通常橋式整流器的輸入電壓為6V，而橋式整流器兩端的電壓降是大約1.5V，即通過橋式整流器后的電位損失可以達到25％。為了減少損失，研究中發(fā)現(xiàn)，通過使用肖特基二極管，可以將損失降低50％左右，而使用如圖1所示的具有MOSFET的同步整流橋，則可以將損失進一步降低（降低到幾乎為零的程度），從而使得系統(tǒng)的效率大大提高。?

如圖1所示的MOSFET同步整流橋由兩個P溝道MOSFET和兩個N溝道MOSFET構(gòu)成，以上所述的四個MOSFET（兩個P溝道MOSFET和兩個N溝道MOSFET）由MOSFET同步整流橋的交流輸入驅(qū)動。這類的MOSFET同步整流橋電路結(jié)構(gòu)十分簡單，且成本低廉，并能在比較寬的輸入電壓范圍內(nèi)使用。

但是此類MOSFET同步整流橋的輸出不能與輸出濾波電容直接并聯(lián)。具體的說，在此類MOSFET同步整流橋中，MOSFET的作用是同步整流橋的交流輸入控制的雙向開關(guān)閥，而不是用于電流流動的單向開關(guān)閥；因此，輸出濾波電容會向同步整流橋反向輸入電流而回饋到交流輸入或被MOSFET短路；由于以上所述的缺陷，導(dǎo)致了此類電路電源應(yīng)用的輸出必須是電感或電阻；并且限制了此類電路在許多場合的應(yīng)用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路及方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路，包括包括MOSFET構(gòu)成的整流電路；所述MOSFET構(gòu)成的整流電路中包括兩個用于電流流動的單向開關(guān)閥和兩個雙向開關(guān)閥。

作為對本發(fā)明的與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路的改進：所述單向開關(guān)閥通過MOSFET和驅(qū)動電路A構(gòu)成；所述驅(qū)動電路A包括依次信號連接的MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)、電平比較器和驅(qū)動器；所述MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包括有電流源、電阻和穩(wěn)壓管；MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸入端與MOSFET構(gòu)成的整流電路的電壓輸入端相連接，所述電阻的一端與MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連接，所述電阻的另外一端與MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連接，所述電流源和穩(wěn)壓管分別在MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸出端與電阻相連接；所述電壓比較器包括參考電壓和比較器；所述參考電壓與比較器的正極輸入端相連接；所述MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸出端與比較器的負極輸入端相連接；所述比較器的輸出端與驅(qū)動器的輸入端相連接；所述驅(qū)動器的輸出端與MOSFET的柵極相連接；所述的電流源通過在參考電壓上外接外接電阻產(chǎn)生。

一種與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路的方法：MOSFET構(gòu)成的整流電路的電壓輸入端向MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)輸入輸入電壓Vin；所述MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)輸出輸出電壓V_O；所述輸出電壓V_O輸入到電壓比較器；電壓比較器通過輸出電壓V_O和參考電壓Vref進行比較后輸出電平信號；所述驅(qū)動器根據(jù)電壓比較器輸出的電平信號控制MOSFET的開通和關(guān)斷。

作為對本發(fā)明的與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路的方法的改進：當輸入電壓Vin大于穩(wěn)壓管電壓V_CLAMP時，MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓V_O是V_CLAMP；當輸入電壓Vin小于穩(wěn)壓管電壓V_CLAMP時，MOSFET檢測網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓V_O=I_SS×R_DET+V_DS；所述V_DS為MOSFET工作于同步整流狀態(tài)時，MOSFET所流過的電流I_DS?在MOSFET的導(dǎo)通電阻R_DSON上的電壓降；所述電流I_DS為負值，所述電壓降V_DS<0。

作為對本發(fā)明的與輸出電容直接并聯(lián)的MOSFET同步整流電路的方法的改進：所述輸出電壓V_O大于參考電壓Vref，比較器輸出低電平；所述參考電壓Vref大于輸出電壓V_O，比較器輸出高電平。