[發(fā)明專利]一種由二極管和開關管組合的整流橋的控制方法

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• 申請日: 2020-09-12
• 公開（公告）號: CN112072937A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 譚清林;吳學祥
• 申請（專利權）人: 深圳市小小黑科技有限公司;深圳市喜微科技有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 深圳眾邦專利代理有限公司 44545
• 代理人: 羅川

本發(fā)明提供一種由二極管和開關管組合的整流橋的控制方法。隨著新的能效規(guī)范生效，對電源效率的要求越來越高，整流橋上的導通損耗也被重視起來，采用兩顆開關管替代二極管整流橋上的兩個下臂的二極管，利用開關管比二極管低的導通壓降來降低損耗，最高可減小近50％的整流橋損耗。本發(fā)明使用極簡的控制線路來控制該組合整流橋中的開關管，可降低輸入整流損耗，提高效率。本發(fā)明提供的控制方法相比其他采用芯片控制或分立器件的方案，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可靠性高等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及交流輸入電源應用技術領域，尤其涉及開關電源中一種由二極管和開關管組合的整流橋的控制方法。

背景技術

降低輸入整流橋損耗在低壓輸入時尤為重要，以100W交流轉(zhuǎn)直流開關電源為例，100V輸入時的輸入電流有效值為1A，半波周期平均電流0.9A，如橋臂二極管平均壓降為0.9V，總損耗即為1.62W。如采用二極管和開關管組合的整流橋方案，所選開關管導通電阻為0.2歐姆，總損耗為1.01W，比二極管整流橋可降低0.61W損耗，提高0.6％的整機效率。目前針對降低整流橋損耗的方案有:適合1KW功率以上的無橋PFC；用專用控制IC控制的全MOS管整流橋；用IC控制的半MOS管整流橋等。

無橋PFC方案效率最高，但控制最復雜，成本高，對設計者的技術要求也很高，適合1KW大功率以上的高端電源使用；

用IC控制的全MOS管整流橋方案，一般用常見的同步整流控制IC來搭建，電路結(jié)構(gòu)復雜，控制IC相互之間也很難做到統(tǒng)一控制，容易共通，可靠性不太高；

用IC控制半MOS管整流橋方案，采用兩顆MOS替代下橋臂的兩個二極管，其驅(qū)動簡單，容易做到互鎖，可防共通，但結(jié)構(gòu)相對復雜，成本也高。

因此，有必要提供一種更簡單可靠的方案來實現(xiàn)上述功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種由二極管和開關管組合的整流橋的控制方法，采用非常簡單的電路設計，利用開關管比二極管低的導通壓降來降低損耗，提高效率。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的由二極管和開關管組合的整流橋的控制方法包括：VDC和GND，所述VDC與所述GND之間電性連接有C1，所述C1的兩端并聯(lián)有等效負載Rload；D1與D3串聯(lián)，D2與D4串聯(lián)，再與所述C1并聯(lián)；D3兩端并聯(lián)有開關管S1，D4兩端并聯(lián)有開關管S2；D1與D3的串聯(lián)中間結(jié)點接輸入AC1，D2與D4的串聯(lián)中間結(jié)點接輸入AC2，S1的輸入極1腳與S2的控制極3腳并聯(lián)有關斷與互鎖電路；S2的輸入極1腳與S1的控制極3腳也并聯(lián)有關斷與互鎖電路；S1的控制極3腳與S2的控制極3腳連到驅(qū)動控制。所述的關斷與互鎖通過檢測其中一個開關管的輸入電壓，控制另一個開關管的關斷；所述的驅(qū)動控制提供一電壓分別控制兩個開關管的開通與關斷。

優(yōu)選的，所述開關管可以是硅MOS管，三極管，IGBT,碳化硅MOS，氮化鎵開關管等具有開關特性的受控半導體器件。

優(yōu)選的，所述關斷與互鎖可由附圖6中R3,D5或R4,D6組成，所述驅(qū)動控制可由附圖6中R1,R5,R2,R6和電壓V1組成。

優(yōu)選的，所述關斷與互鎖通過檢測其中一個開關管輸入極的電壓來關斷另一個開關管，使同一時刻只有一個開關管處于完全導通狀態(tài)，實現(xiàn)互鎖功能，防止共通。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動控制提供一個電壓和驅(qū)動電路來驅(qū)動兩個開關管的開通與關斷，為降低系統(tǒng)待機時功耗，該驅(qū)動電壓可由來自后級的PWM驅(qū)動輸出提供，亦可在輕載或待機狀態(tài)下根據(jù)應用需要被關斷。

與相關技術相比較，本發(fā)明提供的二極管和開關管組合的整流橋的控制方法具有如下有益效果：