[發(fā)明專利]自驅(qū)動(dòng)的全橋同步整流電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310478761.3
• 申請日: 2013-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN103475241B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小平;劉彥明;謝楷;史軍剛;陳曉東;平鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/217
• 分類號(hào): H02M7/217
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種整流電路，可用于單相到多相的大電流、小體積、高效率的AC-DC功率變換。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的整流橋主要由普通二極管組成，二極管是無源元件，它具有成本低、電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，并且在較高電壓的整流電路中仍有很高的整流效率，因此被人們廣泛地使用。它的不足之處在于，二極管工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)相對較高的導(dǎo)通壓降，在大電流的整流電路中會(huì)產(chǎn)生較大的損耗，這對于需要高效率要求的電路是不能接受的。而且，較大的整流損耗會(huì)加劇器件的溫升，影響電路運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和工作壽命。為此需要加裝大體積的散熱器，不僅導(dǎo)致電路整體體積增加，也增加了額外的成本。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，為解決傳統(tǒng)整流橋損耗過大問題的橋式同步整流技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其基本原理是采用低傳導(dǎo)損耗的有源開關(guān)如MOSFET來替代二極管。在導(dǎo)通期間，MOSFET的內(nèi)部導(dǎo)通阻抗非常低，因此達(dá)到了減小傳導(dǎo)損耗的目的。然而，現(xiàn)有橋式同步整流技術(shù)在驅(qū)動(dòng)問題上還存在一些不足，如需外部輔助繞組控制、需多組隔離輔助電源等，這些較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路很大程度上影響了橋式同步整流技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述傳統(tǒng)整流橋損耗大和現(xiàn)有橋式同步整流驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜的不足，提出了一種自驅(qū)動(dòng)的全橋同步整流電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)，減小橋整流損耗，提高熱穩(wěn)定性。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一.技術(shù)思路

本發(fā)明通過用低導(dǎo)通損耗的MOSFET替代二極管，以減小橋式整流損耗，提高熱穩(wěn)定性；本發(fā)明由于采用帶寄生二極管的MOSFET管替代單一的MOSFET管，從而運(yùn)算放大器的放大寄生二極管D2的導(dǎo)通電壓來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)MOSFET的電壓信號(hào)，因此無需外部輔助繞組控制、需多組隔離輔助電源等來驅(qū)動(dòng)MOSFET，進(jìn)而簡化電路結(jié)構(gòu)。

二.技術(shù)方案

本發(fā)明給出如下兩種技術(shù)方案：

技術(shù)方案1

一種自驅(qū)動(dòng)的全橋同步整流電路，包括：由構(gòu)成橋式連接的四個(gè)開關(guān)管、電源U、濾波電容C和負(fù)載R；其特征在于：四個(gè)開關(guān)管采用四個(gè)完全相同的自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)，每個(gè)自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)，包括電源電路、驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行電路；該電源電路包括第一限流電阻R1、開關(guān)二極管D1、穩(wěn)壓管Z1和儲(chǔ)能電容C1；該驅(qū)動(dòng)電路包括第二限流電阻R2和運(yùn)算放大器Q1；該執(zhí)行電路包括帶有寄生二極管D2的N溝道MOSFET管；

所述第一電阻R1，其連接在開關(guān)二極管D1的正極與N溝道MOSFET管的漏極D之間，儲(chǔ)能電容C1并聯(lián)在穩(wěn)壓管Z1上，穩(wěn)壓管Z1的正極連接在N溝道MOSFET管的源極S，穩(wěn)壓管負(fù)極連接在開關(guān)二極管D1的負(fù)極；

所述運(yùn)算放大器Q1，其反相輸入端通過第二限流電阻R2連接在N溝道MOSFET管的漏極D，其同相輸入端連接在N溝道MOSFET管的源極S，其電源端與穩(wěn)壓管Z1并聯(lián)；

所述含有寄生二極管D2的N溝道MOSFET管，其源極S與寄生二極D2管的正極連接，其漏極D與寄生二極管D2的負(fù)極連接，其柵極G連接于運(yùn)算放大器Q1的輸出端。

上述自驅(qū)動(dòng)的全橋同步整流電路，其特征在于：所述的四個(gè)完全相同的自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)，均通過各自的N溝道MOSFET管相連，即：

第一自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M1，其源極S與第二自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M2的漏極D相連，其漏極D同時(shí)與第三自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M3的漏極D相連；

第四自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M4，其漏極D與第三自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M3的源極S相連，其源極S同時(shí)與第二自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M2的源極S相連；

上述自驅(qū)動(dòng)的全橋同步整流電路，其特征在于：所述的電源，其連接在第一自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M1的源極S與第三自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M3的源極S之間。

上述自驅(qū)動(dòng)的全橋同步整流電路，其特征在于：所述的濾波電容C和負(fù)載R，其并聯(lián)連接在第三自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M3的漏極D與第四自驅(qū)動(dòng)有源開關(guān)中N溝道MOSFET管M4的源極S之間，用于輸出直流電壓。

技術(shù)方案2