CN106253641A - 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路 - Google Patents

一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN106253641A
CN106253641A CN201610734419.9A CN201610734419A CN106253641A CN 106253641 A CN106253641 A CN 106253641A CN 201610734419 A CN201610734419 A CN 201610734419A CN 106253641 A CN106253641 A CN 106253641A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
commutation diode
bleed
switching tube
reverse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610734419.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106253641B (zh
Inventor
张真荣
范麟
王露
刘永光
余晋川
贺旭东
万天才
徐骅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHONGQING SOUTHWEST INTEGRATED-CIRCUIT DESIGN Co Ltd
Original Assignee
CHONGQING SOUTHWEST INTEGRATED-CIRCUIT DESIGN Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHONGQING SOUTHWEST INTEGRATED-CIRCUIT DESIGN Co Ltd filed Critical CHONGQING SOUTHWEST INTEGRATED-CIRCUIT DESIGN Co Ltd
Priority to CN201610734419.9A priority Critical patent/CN106253641B/zh
Priority to EP16914061.3A priority patent/EP3416277B1/en
Priority to PCT/CN2016/111191 priority patent/WO2018036041A1/zh
Publication of CN106253641A publication Critical patent/CN106253641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106253641B publication Critical patent/CN106253641B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/083—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04—Modifications for accelerating switching
    • H03K17/042—Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04206—Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/30—Modifications for providing a predetermined threshold before switching
    • H03K2017/307—Modifications for providing a predetermined threshold before switching circuits simulating a diode, e.g. threshold zero

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路；一种具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路,包括整流二极管电路和反偏截止驱动电路，其特征在于：反偏截止驱动电路对整流二极管电路两端的电压进行检测，当阴极电位高于阳极电位时：反偏截止驱动电路在功率MOS管的栅极形成快速的电荷泻放通道，使功率MOS管截止；或者，反偏截止驱动电路在储能电容器的两端形成快速的电荷泻放通道，使储能电容器通过反偏截止驱动电路放电，当储能电容器两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路的输出电压时，迟滞比较器输出关断信号，并通过驱动放大器放大后，使功率MOS管截止；本发明可使整流二极管电路从正向偏置转为反向偏置后，快速截止。

Description

一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路
技术领域
本发明涉及整流二极管,具体涉及一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路。
背景技术
二极管是电源系统中的核心器件，通常情况下使用专用半导体器件或采用功率MOSFET加开关控制电路来提升二极管性能的二极管电路。
专用半导体器件可以采用在硅衬底上进行P型杂质扩散和N型杂质扩散生长PN结的方法，形成PN结硅二极管，或者通过在硅表面进行金属与硅结合的加工工艺，形成金属-硅结的方法形成肖特基二极管。二极管的正向压降受限于材料和器件的结构，在8A左右的电流下，PN结硅二级管正向电压0.6V左右，肖特基二极管正向电压约为0.4V，很难通过工艺的调整再降低正向电压。而最新的技术是二极管电路的采用，二极管电路是通过控制电路控制MOSFET的导通与截止，来实现二极管特性的电路。
因此专用半导体器件存在正向电压高，而二极管电路存在反向截止时间长的问题。虽然无法有效的通过工艺的改善而降低半导体器件的正向电压高的问题，但可通过电路结构降低二极管电路存在的反向截止时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路,包括整流二极管电路和反偏截止驱动电路，整流二极管电路包括储能电容器、低压时钟发生器、电荷泵电路、带隙基准电路、迟滞比较器、驱动放大器和功率MOS管；
低压时钟发生器检测整流二级管两端的电压，并产生时钟信号驱动电荷泵电路；
电荷泵电路检测整流二极管电路两端的电压并放大后将电荷存储在储能电容器中；
储能电容器上存储的电压与带隙基准电路输出的基准电压分别输出到迟滞比较器进行比较；当储能电容器上存储的电压大于带隙基准电路输出的基准电压时，迟滞比较器输出开启信号，并经驱动放大器放大后输出到功率MOS管，驱动功率MOS管导通；
其特征在于：反偏截止驱动电路对所述整流二极管电路两端的电压进行检测，当阴极电位高于阳极电位时：
反偏截止驱动电路在功率MOS管的栅极形成快速的电荷泻放通道，使功率MOS管截止；达到使整流二极管电路反偏时快速反转的目的。
或者，反偏截止驱动电路在储能电容器的两端形成快速的电荷泻放通道，使储能电容器通过反偏截止驱动电路放电，储能电容器两端电压快速降低，当储能电容器两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路的输出电压时，迟滞比较器输出关断信号，并通过驱动放大器放大后，使功率MOS管截止，同样达到使整流二极管电路反偏时快速反转的目的。
由于整流二极管电路在正向偏置的时候，分为两种工作状态，充电状态和放电状态。充电时，功率MOS管处于沟道截止状态，当整流二极管电路由正向偏置转为反向偏置的时候，整流二极管电路可以快速截止。但是当处于放电状态时，由于为了达到低的平均正向导通电压，储能电容器C取值较大，因此放电时间较长，达到几十～几百ms。本发明解决了整流二极管电路在放电状态时从正向偏置转为反向偏置的情况下，整流二极管电路不能迅速截止，需要完成整个放电周期后才能进入反偏截止状态的问题，该发明可使整流二极管电路从正向偏置转为反向偏置后，截止时间不超过1ms，同时不影响整流二极管电路的正向工作性能，仍保持原本具有的低平均正向导通电压的优势。
根据本发明所述的具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路的优选方案，所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管，泻放开关管与储能电容器并联连接，且泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断，在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管电路的阳极之间连接有传输开关管；传输开关管由整流二极管电路控制通断；所述第二迟滞比较器对整流二极管电路两端的电压进行检测，当整流二极管电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器控制泻放开关管导通，使储能电容器通过泻放开关管放电，当储能电容器两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路的输出电压时，整流二极管电路输出控制信号使功率MOS管截止。
发明技术方案通过对整流二极管电路两端电压K、A进行比较监测，当整流二级管电路在放电状态由正向偏置转为反向偏置的情况下，K端电位高于A端电位，本发明电路中的第二迟滞比较器输出高电平，并驱动泻放开关管导通，在储能电容器的两端形成快速的电荷泻放通道，使整流二级管电路在充电周期中对电容充电积累的电荷迅速的泻放，从而储能电容器两端电压快速降低，当储能电容器两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准输出电压时，迟滞比较器输出电压变低，驱动放大器输出电平变低，驱动功率MOS管关断，使整流二极管电路可实现快速截止，本发明技术方案通过主动性实时对二级管电路两端电压进行检测，在二极管电路由正向偏置转为反向偏置时，在储能电容器两端产生一条快速的放电通道，极大缩短放电周期，使整流二极管电路迅速截止，达到二极管电路反偏时快速反转的目的。
根据本发明所述的具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路的优选方案，所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管；泻放开关管并联连接在功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断，在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管电路的阳极之间连接有传输开关管；传输开关管由整流二极管电路控制通断；所述第二迟滞比较器对整流二极管电路两端的电压进行检测，当整流二极管电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器控制泻放开关管导通，在功率MOS管的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管截止。
本发明还可以当整流二级管电路在放电状态由正向偏置转为反向偏置的情况下，K端电位高于A端电位，第二迟滞比较器输出高电平，驱动泻放开关管导通，在功率MOS管的栅极形成快速的电荷泻放通道，使功率MOS管截止。同样能达到二极管电路反偏时快速反转的目的。
根据本发明所述的具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路的技术方案，传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；第一MOSFET管的栅极连接驱动放大器的输出，第二MOSFET管的源极和漏极并联在储能电容器两端，第二MOSFET管的栅极连接第二迟滞比较器的输出。
根据本发明所述的具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路的优选方案，传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；第一MOSFET管的栅极连接驱动放大器的输出，第二MOSFET管的源极和漏极并联在在功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，第二MOSFET管的栅极连接第二迟滞比较器的输出。
本发明的第二个技术方案是，一种整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，其特点是：所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管；泻放开关管与整流二极管替代电路中的储能电容器并联连接，且泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断；在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管替代电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管替代电路的阳极之间连接有传输开关管；所述第二迟滞比较器对整流二极管替代电路两端的电压进行检测，当整流二极管替代电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器控制泻放开关管导通，使储能电容器通过泻放开关管放电，当储能电容器C两端电压低于整流二极管替代电路内部的带隙基准电路的输出电压时，整流二极管替代电路输出控制信号使功率MOS管截止。
根据本发明述的整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路的优选方案，传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；传输开关管的栅极连接驱动放大器的输出，泻放开关管的源极和漏极并联在储能电容器的两端，泻放开关管栅极连接第二迟滞比较器的输出。
根据本发明述的整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路的优选方案，所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管；泻放开关管并联连接在整流二极管替代电路中的功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，且泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断；在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管替代电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管替代电路的阳极之间连接有传输开关管；所述第二迟滞比较器对整流二极管替代电路两端的电压进行检测，当整流二极管替代电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器7控制泻放开关管导通，在功率MOS管的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管截止。
根据本发明述的整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路的优选方案，传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；传输开关管的栅极连接驱动放大器的输出，泻放开关管的源极和漏极并联连接在功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，泻放开关管的栅极连接第二迟滞比较器的输出。
本发明所述的一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路的有益效果是：本发明解决了整流二极管电路在放电状态时从正向偏置转为反向偏置的情况下不能迅速截止的问题，本发明可使整流二极管电路从正向偏置转为反向偏置后，快速截止，同时不影响整流二极管电路的正向工作性能，仍保持原本具有的低平均正向导通电压的优势，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中一种整流二极管替代电路的原理框图。
图2是实施例2一种整流二极管替代电路的原理框图。
图3是反偏截止驱动电路的原理框图。
图4是整流二极管替代电路的等效电路图。
具体实施方式
实施例1，参见图1、图3和图4，一种具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路,包括整流二极管电路和反偏截止驱动电路6；所述整流二极管电路包括储能电容器C、低压时钟发生器1、电荷泵电路2、带隙基准电路3、迟滞比较器4、驱动放大器5和功率MOS管Q；
低压时钟发生器1检测整流二级管电路A、K两端的电压，并产生时钟信号驱动电荷泵电路2；
电荷泵电路2检测整流二极管电路A、K两端的电压并放大后将电荷存储在储能电容器C中；
储能电容器C上存储的电压与带隙基准电路3输出的基准电压分别输出到迟滞比较器4进行比较；当储能电容器C上存储的电压大于带隙基准电路3输出的基准电压时，迟滞比较器4输出开启信号，并经驱动放大器5放大后输出到功率MOS管Q，驱动功率MOS管Q导通；
反偏截止驱动电路6对所述整流二极管电路A、K两端的电压进行检测，当阴极电位高于阳极电位时：
反偏截止驱动电路6在功率MOS管Q的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管Q截止。
在具体实施例中，所述反偏截止驱动电路6包括传输开关管M1、第二迟滞比较器7和泻放开关管M2；泻放开关管M2并联连接在功率MOS管Q的栅极与储能电容器C的负端之间，且泻放开关管M2由第二迟滞比较器7控制通断；在第二迟滞比较器7的正输入端与整流二极管电路的阴极之间连接有传输开关管M1，或者在第二迟滞比较器7的负输入端与整流二极管电路的阳极之间连接有传输开关管M1；传输开关管M1由整流二极管电路控制通断；所述第二迟滞比较器7对整流二极管电路A、K两端的电压进行检测，当整流二极管电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器7控制泻放开关管M2导通，在功率MOS管Q的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管Q截止。
更进一步，传输开关管M1和泻放开关管M2由MOSFET管构成；传输开关管M1的栅极连接驱动放大器5的输出，泻放开关管M2的源极和漏极并联连接在功率MOS管Q的栅极与储能电容器C的负端之间，泻放开关管M2的栅极连接第二迟滞比较器7的输出。
实施例2：参见图2、图3和图4，一种具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路,包括整流二极管电路和反偏截止驱动电路6；所述整流二极管电路包括储能电容器C、低压时钟发生器1、电荷泵电路2、带隙基准电路3、迟滞比较器4、驱动放大器5和功率MOS管Q；
低压时钟发生器1检测整流二级管电路A、K两端的电压，并产生时钟信号驱动电荷泵电路2；
电荷泵电路2检测整流二极管电路A、K两端的电压并放大后将电荷存储在储能电容器C中；
储能电容器C上存储的电压与带隙基准电路3输出的基准电压分别输出到迟滞比较器4进行比较；当储能电容器C上存储的电压大于带隙基准电路3输出的基准电压时，迟滞比较器4输出开启信号，并经驱动放大器5放大后输出到功率MOS管Q，驱动功率MOS管Q导通；
反偏截止驱动电路6对所述整流二极管电路A、K两端的电压进行检测，当阴极电位高于阳极电位时：反偏截止驱动电路6在储能电容器C的两端形成电荷泻放通道，储能电容器通过反偏截止驱动电路放电,使储能电容器C两端电压快速降低，当储能电容器C两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路3的输出电压时，迟滞比较器4输出关断信号，使功率MOS管Q截止。
在具体实施例中，所述反偏截止驱动电路6包括传输开关管M1、第二迟滞比较器7和泻放开关管M2；泻放开关管M2与储能电容器C并联连接，且泻放开关管M2由第二迟滞比较器7控制通断；在第二迟滞比较器7的正输入端与整流二极管电路的阴极之间连接有传输开关管
M1，或者在第二迟滞比较器7的负输入端与整流二极管电路的阳极之间连接有传输开关管M1，传输开关管M1由整流二极管电路控制通断；所述第二迟滞比较器7对整流二极管电路两端的电压进行检测，当整流二极管电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器7控制泻放开关管M2导通，使储能电容器C通过泻放开关管M2放电，当储能电容器C两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路3的输出电压时，整流二极管电路输出控制信号使功率MOS管Q截止。
更进一步，传输开关管M1和泻放开关管M2由MOSFET管构成；传输开关管M1的栅极连接驱动放大器5的输出，泻放开关管M2的源极和漏极并联在储能电容器C的两端，泻放开关管M2栅极连接第二迟滞比较器7的输出。
在上述实施例1和实施例2中，其平均正向电压仅为150mV左右。因此二极管电路具有较专用半导体器件明显的优势。但如果没有反偏截止驱动电路，就会存在着反向偏置时不能快速截止的问题，需要等到其电容上电压降到低于带隙基准输出电压是时才完成整个放电周期，关断功率MOSFET，才能进入反偏截止状态。
如果没有反偏截止驱动电路，以8A电流时功率MOSFET导通下的正向电压落差为80mV，可计算出功率MOSFET的导通电阻为10mΩ，对于10mΩ数量级别的功率MOSFET的栅极输入电容约几个nF，为了使功率MOSFET的开关电荷损耗对电路性能的影响可以忽略不计，那么储能电容器C的电容值通常都应该取100nF甚至更高，导致二极管电路充放电时间均会较大，充电时间T1＝5ms的情况下，T2为放电时间，按照T1/(T1+T2)＝10％计算，则放电时间为45ms，平均导通电压为152mV，若按照T1/(T1+T2)＝99％的计算则放电时间为500ms，平均导通电压为87.2mV，由此可见为了获得更低的平均导通电压，放电时间长则会更为明显，那么二极管电路在由正向偏置放电状态转为反向偏置后，所需要的截止时间也会更长。这一问题将严重影响到二极管电路的应用。
本发明技术方案通过主动性实时对二级管电路两端电压进行检测，在二极管电路由正向偏置转为反向偏置时，产生一条快速的放电通道，极大缩短放电周期，使二极管电路迅速截止。
实施例3，一种整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，所述反偏截止驱动电路包括传输开关管M1、第二迟滞比较器7和泻放开关管M2；泻放开关管M2与整流二极管替代电路中的储能电容器C并联连接，且泻放开关管M2由第二迟滞比较器7控制通断；在第二迟滞比较器7的正输入端与整流二极管替代电路的阴极之间连接有传输开关管M1，或者在第二迟滞比较器7的负输入端与整流二极管替代电路的阳极之间连接有传输开关管M1，所述第二迟滞比较器7对整流二极管替代电路两端的电压进行检测，当整流二极管替代电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器7控制泻放开关管M2导通，使储能电容器C通过泻放开关管M2放电，当储能电容器C两端电压低于整流二极管替代电路内部的带隙基准电路3的输出电压时，整流二极管替代电路输出控制信号使功率MOS管Q截止。
在具体实施例中，传输开关管M1和泻放开关管M2由MOSFET管构成；传输开关管M1的栅极连接驱动放大器5的输出，泻放开关管M2的源极和漏极并联在储能电容器C的两端，泻放开关管M2栅极连接第二迟滞比较器7的输出。
实施例4，一种整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，所述反偏截止驱动电路包括传输开关管M1、第二迟滞比较器7和泻放开关管M2；泻放开关管M2并联连接在整流二极管替代电路中的功率MOS管Q的栅极与储能电容器C的负端之间，且泻放开关管M2由第二迟滞比较器7控制通断；在第二迟滞比较器7的正输入端与整流二极管替代电路的阴极之间连接有传输开关管M1，或者在第二迟滞比较器7的负输入端与整流二极管替代电路的阳极之间连接有传输开关管M1，所述第二迟滞比较器7对整流二极管替代电路两端的电压进行检测，当整流二极管替代电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器7控制泻放开关管M2导通，在功率MOS管Q的栅极形成快速的电荷泻放通道，使功率MOS管Q截止；当储能电容器C两端电压低于整流二极管替代电路内部的带隙基准电路3的输出电压时，整流二极管替代电路输出控制信号使功率MOS管Q截止。
在具体实施例中，传输开关管M1和泻放开关管M2由MOSFET管构成；传输开关管M1的栅极连接驱动放大器5的输出，泻放开关管M2的源极和漏极并联连接在功率MOS管Q的栅极与储能电容器C的负端之间，泻放开关管M2的栅极连接第二迟滞比较器7的输出。
上面对本发明的具体实施方式进行了描述，但是，本发明保护的不仅限于具体实施方式的范围。

Claims (9)

1.一种具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路,包括整流二极管电路和反偏截止驱动电路；所述整流二极管电路包括储能电容器(C)、低压时钟发生器(1)、电荷泵电路(2)、带隙基准电路(3)、迟滞比较器(4)、驱动放大器(5)和功率MOS管(Q)；
低压时钟发生器(1)检测整流二级管电路两端的电压，并产生时钟信号驱动电荷泵电路(2)；
电荷泵电路(2)检测整流二极管电路两端的电压并放大后将电荷存储在储能电容器(C)中；
储能电容器(C)上存储的电压与带隙基准电路(3)输出的基准电压分别输出到迟滞比较器(4)进行比较；当储能电容器(C)上存储的电压大于带隙基准电路(3)输出的基准电压时，迟滞比较器(4)输出开启信号，并经驱动放大器(5)放大后输出到功率MOS管(Q)，驱动功率MOS管(Q)导通；
其特征在于：反偏截止驱动电路(6)对所述整流二极管电路两端的电压进行检测，当阴极电位高于阳极电位时：
反偏截止驱动电路(6)在功率MOS管(Q)的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管(Q)截止；或者，反偏截止驱动电路(6)在储能电容器(C)的两端形成电荷泻放通道，使储能电容器(C)通过反偏截止驱动电路(6)放电，当储能电容器(C)两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路(3)的输出电压时，迟滞比较器(4)输出关断信号，使功率MOS管(Q)截止。
2.根据权利要求1所述的具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路，其特征在于：所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管；泻放开关管与储能电容器(C)并联连接，且泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断，在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管电路的阳极之间连接有传输开关管；传输开关管由整流二极管电路控制通断；所述第二迟滞比较器对整流二极管电路两端的电压进行检测，当整流二极管电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器控制泻放开关管导通，使储能电容器(C)通过泻放开关管放电，当储能电容器(C)两端电压低于整流二极管电路内部的带隙基准电路(3)的输出电压时，整流二极管电路输出控制信号使功率MOS管(Q)截止。
3.根据权利要求1所述的具有反偏截止驱动的整流二极管替代电路，其特征在于：所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管；泻放开关管并联连接在功率MOS管(Q)的栅极与储能电容器(C)的负端之间，泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断，在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管电路的阳极之间连接有传输开关管；传输开关管由整流二极管电路控制通断；所述第二迟滞比较器对整流二极管电路两端的电压进行检测，当整流二极管电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器控制泻放开关管导通，在功率MOS管(Q)的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管(Q)截止。
4.根据权利要求2所述的整流二极管替代电路，其特征在于：传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；传输开关管的栅极连接驱动放大器的输出，泻放开关管的源极和漏极并联在储能电容器的两端，泻放开关管栅极连接第二迟滞比较器的输出。
5.根据权利要求3所述的整流二极管替代电路，其特征在于：传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；传输开关管的栅极连接驱动放大器的输出，泻放开关管的源极和漏极并联连接在功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，泻放开关管的栅极连接第二迟滞比较器的输出。
6.一种整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，其特征在于：所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器(7)和泻放开关管；泻放开关管与整流二极管替代电路中的储能电容器并联连接，且泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断；在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管替代电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管替代电路的阳极之间连接有传输开关管；所述第二迟滞比较器对整流二极管替代电路两端的电压进行检测，当整流二极管替代电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器控制泻放开关管导通，使储能电容器通过泻放开关管放电，当储能电容器两端电压低于整流二极管替代电路内部的带隙基准电路的输出电压时，整流二极管替代电路输出控制信号使MOS管(Q)截止。
7.根据权利要求6所述的整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，其特征在于：传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；传输开关管的栅极连接驱动放大器的输出，泻放开关管的源极和漏极并联在储能电容器的两端，泻放开关管栅极连接第二迟滞比较器的输出。
8.一种整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，其特征在于：所述反偏截止驱动电路包括传输开关管、第二迟滞比较器和泻放开关管；泻放开关管并联连接在整流二极管替代电路中的功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，且泻放开关管由第二迟滞比较器控制通断；在第二迟滞比较器的正输入端与整流二极管替代电路的阴极之间或者在第二迟滞比较器的负输入端与整流二极管替代电路的阳极之间连接有传输开关管；所述第二迟滞比较器对整流二极管替代电路两端的电压进行检测，当整流二极管替代电路的阴极电位高于阳极电位时，第二迟滞比较器7控制泻放开关管导通，在功率MOS管的栅极形成电荷泻放通道，使功率MOS管截止。
9.根据权利要求8所述的整流二极管替代电路的反偏截止驱动电路，其特征在于：传输开关管和泻放开关管由MOSFET管构成；传输开关管的栅极连接驱动放大器的输出，泻放开关管的源极和漏极并联连接在功率MOS管的栅极与储能电容器的负端之间，泻放开关管的栅极连接第二迟滞比较器的输出。
CN201610734419.9A 2016-08-26 2016-08-26 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路 Active CN106253641B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610734419.9A CN106253641B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路
EP16914061.3A EP3416277B1 (en) 2016-08-26 2016-12-21 Rectifier diode replacement circuit and reverse bias cut-off drive circuit
PCT/CN2016/111191 WO2018036041A1 (zh) 2016-08-26 2016-12-21 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610734419.9A CN106253641B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106253641A true CN106253641A (zh) 2016-12-21
CN106253641B CN106253641B (zh) 2018-12-28

Family

ID=57597616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610734419.9A Active CN106253641B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3416277B1 (zh)
CN (1) CN106253641B (zh)
WO (1) WO2018036041A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109450416A (zh) * 2018-10-19 2019-03-08 福建和盛高科技产业有限公司 一种基于mos管的大电流低压差二极管等效电路
CN110011523A (zh) * 2019-04-28 2019-07-12 苏州蓝博控制技术有限公司 功率驱动倒相装置及低端驱动转高端驱动电路

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH403944A (de) * 1961-06-12 1965-12-15 Philips Nv Wechselspannungsregler mit vormagnetisierter Drossel
CA963975A (en) * 1971-03-17 1975-03-04 Tektronix Integrating circuit
CN102904421A (zh) * 2012-09-24 2013-01-30 重庆西南集成电路设计有限责任公司 高性能的整流二极管替代电路
CN103597745A (zh) * 2011-03-29 2014-02-19 Et99有限公司 使用mosfet功率晶体管的开关单元
CN103647544A (zh) * 2013-11-27 2014-03-19 无锡中星微电子有限公司 一种双向传输接口转换电路
CN203859683U (zh) * 2014-05-16 2014-10-01 西安唯电电气技术有限公司 同步整流驱动电路
CN104467422A (zh) * 2014-12-22 2015-03-25 英飞特电子（杭州）股份有限公司 恒流Buck变换器及其恒流控制电路
CN205430205U (zh) * 2016-01-21 2016-08-03 唐柯 光耦隔离场管驱动电路
CN106664014A (zh) * 2014-09-01 2017-05-10 三菱电机株式会社 Dc－dc转换器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08317656A (ja) * 1995-05-19 1996-11-29 Nippondenso Co Ltd 整流回路
JP4442226B2 (ja) * 2004-01-05 2010-03-31 富士電機システムズ株式会社 同期整流回路および電力変換器
CN200976577Y (zh) * 2006-11-29 2007-11-14 青岛海信电器股份有限公司 Mos管驱动电路及具有所述mos管驱动电路的电视机
DE102015001705B3 (de) * 2015-02-13 2016-06-23 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Stromgesteuerte aktive Diode
CN104953859B (zh) * 2015-07-06 2019-03-22 安徽省东科半导体有限公司 一种同步二极管

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH403944A (de) * 1961-06-12 1965-12-15 Philips Nv Wechselspannungsregler mit vormagnetisierter Drossel
CA963975A (en) * 1971-03-17 1975-03-04 Tektronix Integrating circuit
CN103597745A (zh) * 2011-03-29 2014-02-19 Et99有限公司 使用mosfet功率晶体管的开关单元
CN102904421A (zh) * 2012-09-24 2013-01-30 重庆西南集成电路设计有限责任公司 高性能的整流二极管替代电路
CN103647544A (zh) * 2013-11-27 2014-03-19 无锡中星微电子有限公司 一种双向传输接口转换电路
CN203859683U (zh) * 2014-05-16 2014-10-01 西安唯电电气技术有限公司 同步整流驱动电路
CN106664014A (zh) * 2014-09-01 2017-05-10 三菱电机株式会社 Dc－dc转换器
CN104467422A (zh) * 2014-12-22 2015-03-25 英飞特电子（杭州）股份有限公司 恒流Buck变换器及其恒流控制电路
CN205430205U (zh) * 2016-01-21 2016-08-03 唐柯 光耦隔离场管驱动电路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109450416A (zh) * 2018-10-19 2019-03-08 福建和盛高科技产业有限公司 一种基于mos管的大电流低压差二极管等效电路
CN110011523A (zh) * 2019-04-28 2019-07-12 苏州蓝博控制技术有限公司 功率驱动倒相装置及低端驱动转高端驱动电路
CN110011523B (zh) * 2019-04-28 2023-12-29 苏州蓝博控制技术有限公司 功率驱动倒相装置及低端驱动转高端驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
EP3416277B1 (en) 2020-09-23
CN106253641B (zh) 2018-12-28
EP3416277A4 (en) 2019-10-09
WO2018036041A1 (zh) 2018-03-01
EP3416277A1 (en) 2018-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103199579B (zh) 电池组单元电池均衡充电控制器
CN201898330U (zh) 一种防反接电路
CN101944715A (zh) 负载短路保护电路
CN112152288A (zh) 一种电池保护电路
CN102904421B (zh) 整流二极管替代电路
CN101577419A (zh) 具有自锁功能的直流电源短路保护电路
CN202384752U (zh) 开关电源过流保护电路
CN202663092U (zh) 一种电池过充电保护电路
EP2779250A2 (en) Photovoltaic bypass and output switching
CN213402499U (zh) 一种电池保护电路
CN102403770A (zh) 超级电容器的充电装置及充电方法
CN103795051A (zh) 一种过压保护电路及灯具
CN110676918A (zh) 一种电池开关电路、供电管理系统及方法
CN103151815A (zh) 一种电池组单元电池均衡充电控制方法
CN104426138A (zh) 可充电电池的过放保护电路
CN201966576U (zh) 负载短路保护电路
CN102904329A (zh) 电源管理电路
CN103117581A (zh) 太阳能移动电源
CN204408184U (zh) 一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路
CN204633464U (zh) 双路电源自动投切供电电路
CN106253641A (zh) 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路
CN104111397A (zh) 一种断电检测电路及灯具
CN105356564B (zh) 无线能量接收系统
CN104506044A (zh) 一种变换器同步整流驱动电路
CN104467067A (zh) 充放电控制电路以及电池装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant