[發明專利]全波整流器

在審

• 申請號: 201410807122.1
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104734544A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: A.毛德
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;胡莉莉

技術領域

本公開涉及全波整流器，特別是涉及橋式整流器。

背景技術

橋式整流器是如下的一種類型的電氣電路：其中四個整流路徑被連接在兩個交流電流（AC）輸入路徑的每個以及兩個直流電流（DC）輸出路徑的每個之間以針對輸入（半波）的任一極性提供相同的輸出極性。整流路徑通常包括一個或更多個二極管，這些二極管十分低效并且相當大地影響從AC能量到DC能量的功率轉換的總體效率。該低效產生自二極管的正向電壓，該正向電壓可能達到1伏或更多。由于在橋式整流器的操作期間的任何時間時至少兩個二極管被串聯連接，因此在其輸入電壓在85和265伏（V）之間某處的普通電源電路中，由二極管引起的電壓損失可能近似地在0.8和2.5%之間。由二極管引起的該低效經常被認為是過分的。

發明內容

全波整流器包括：被配置為接收交流輸入電壓的兩個輸入路徑，被配置為提供直流輸出電壓的兩個輸出路徑，以及被連接在輸入路徑的每個和輸出路徑的每個之間的四個開關模式整流路徑。開關模式整流路徑被配置為在輸入電壓的一個半波期間把一個輸入路徑連接到一個輸出路徑并且把另一個輸入路徑連接到另一個輸出路徑，以及在輸入電壓的另一個半波期間把第一輸入路徑連接到第二輸出路徑并且把第二輸入路徑連接到第一輸出路徑。開關模式整流路徑包括共源共柵電路。

附圖說明

在附圖中圖解這些和其它方面，在附圖中，貫穿不同的視圖，同樣的參考標號指明對應的部分。

圖1是在每個整流路徑中具有兩個晶體管的全波整流器的電路示圖；

圖2是圖解圖1中示出的全波整流器的模擬結果的示圖；

圖3是圖1中示出的全波整流器的簡化的等效電路示圖；

圖4是在每個整流路徑中具有三個晶體管的全波整流器的電路示圖；以及

圖5是在每個整流路徑中具有四個晶體管的全波整流器的電路示圖。

具體實施方式

為了簡單，在以下描述的示例性的雙線路全波整流器中使用的所有晶體管是金屬氧化物半導體場效應晶體管，但是可以各自被雙極晶體管、結型場效應晶體管、碳化硅晶體管、氮化鎵晶體管或任何其它適當的晶體管所替代。

如圖1所示，示例性橋式整流器包括四個整流路徑A，B，C和D，這些整流路徑被連接在兩個AC輸入路徑AC1和AC2（連接到AC源V）中的每個和兩個DC輸出路徑DC1和DC1（連接到負載L）中的每個之間。特別是，整流路徑A被連接在輸入路徑AC1和輸出路徑DC1之間，整流路徑B被連接在輸入路徑AC2和輸出路徑DC1之間，整流路徑C被連接在輸入路徑AC1和輸出路徑DC2之間并且整流路徑D被連接在輸入路徑AC2和輸出路徑DC2之間。圖1的電路中的輸出路徑DC1可以被連接至地G。四個整流路徑A，B，C和D中的每個包括可控制的開關，可以通過常開晶體管和常閉晶體管的共源共柵電路來提供可控制開關。共源共柵電路基本上為由后隨有電流緩沖器的跨導放大器構成的兩級放大器。可以從兩個串聯連接的晶體管構造共源共柵電路，其中一個晶體管操作為共源極（或者共發射極）并且另一個操作為共柵極（或者共基極）。

共源共柵電路可以采用單個導電類型的晶體管（即，p溝道或n溝道場效應晶體管），或者不同導電類型的晶體管（即，p溝道和n溝道場效應晶體管）。在圖1中示出的橋式整流器中，整流路徑A和B僅包括n溝道場效應晶體管，而整流路徑C和D包括n溝道晶體管和p溝道晶體管這兩者。特別是，整流路徑A和B可以被同樣地構造并且可以包括常閉n溝道場效應晶體管Q1或Q2，其源極線被連接至輸出路徑DC1并且其柵極線被連接至相應的其它晶體管Q2或Q1的漏極線（共源共柵電路的共柵極級）。在整流路徑A中，晶體管Q1的漏極線被連接至常開n溝道場效應晶體管Q3的源極線，其柵極被耦接至輸出路徑DC1并且其漏極線被連接至輸入路徑AC1（共源共柵電路的共源極級）。相應地，在整流路徑B中，晶體管Q2的漏極線被連接至常開n溝道場效應晶體管Q4的源極線，其柵極被耦接至輸出路徑DC1并且其漏極線被連接至輸入路徑AC2。