CN110995026B - 一种有源整流器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种有源整流器，包括：脉冲模块，用于根据输入电压产生脉冲信号；整流模块，与所述脉冲模块连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。本发明提供的一种有源整流器，通过使用脉冲信号对输入电压进行整流稳定，解决了现有技术中有源整流器存在漏电流和转换效率低的问题，实现了消除漏电流和提升转换效率的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电子技术，尤其涉及一种有源整流器。
背景技术
整流器广泛应用于针对物联网、可植入式医疗设备以及可穿戴设备的无线充电系统。其中功率转换效率(PCE)决定了整流器整体性能的优劣。现有技术中通常使用比较器来产生脉冲信号，但是在实际应用中，比较器需要一定时间才能输出结果。这个延迟会导致实际中MOS管的打开和关断会慢于理想情况。这意味着当输入电压已经大于接地极的时候MOS管没有被关断，那么就会有漏电流从输入电压+流向接地极，导致效率的下降。
发明内容
本发明提供一种有源整流器，以实现消除漏电流和提升转换效率的效果
本发明实施例提供了一种有源整流器，包括：脉冲模块，用于根据输入电压产生脉冲信号；
整流模块，与所述脉冲模块连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。
可选的，所述整流模块模块包括：MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4；所述MOS管Q1的栅极连接到所述脉冲模块，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极连接电压输入端VAC+；所述MOS管Q2的栅极连接到所述脉冲模块，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极连接电压输入端VAC-；所述MOS管Q3的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q3的栅极连接到电压输入端VAC-，所述MOS管Q3的漏极连接到电压输入端VAC+；所述MOS管Q4的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q4的栅极连接到电压输入端VAC+，所述MOS管Q4的漏极连接到电压输入端VAC-。
可选的，所述脉冲模块包括：第一脉冲模块和/或第二脉冲模块，所述第一脉冲模块或第二脉冲模块包括：
控制模块，用于根据所述输入电压产生控制信号；
延迟模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号产生脉冲信号。
可选的，所述控制模块包括：采样模块、比较模块、时钟模块和移位寄存模块。
可选的，所述采样模块包括第一采样模块和第二采样模块，所述第一采样模块连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块、所述比较模块和所述整流模块；所述第二采样模块连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块和所述比较模块。
可选的，所述比较模块包括第一比较模块和第二比较模块，所述第一比较模块与所述第一采样模块、接地端VSS和所述移位寄存模块连接；所述第二比较模块与所述第二采样模块、接地端VSS和所述移位寄存模块连接。
可选的，所述时钟模块与所述整流模块、所述第一采样模块、所述第二采样模块和所述移位寄存模块连接。
可选的，所述移位寄存模块包括第一移位寄存模块和第二移位寄存模块，所述第一移位寄存模块与所述第一比较模块、所述时钟模块和所述延迟模块连接；所述第二移位寄存模块与所述第二比较模块、所述时钟模块和所述延迟模块连接。
可选的，所述延迟模块与所述控制模块和所述整流模块连接。
可选的，还包括缓冲模块，连接于所述脉冲模块和整流模块之间，用于稳定电路和保证脉冲信号同步传输。
本发明实施例公开了一种有源整流器，包括：脉冲模块，用于根据输入电压产生脉冲信号；整流模块，与所述脉冲模块连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。本发明提供的一种有源整流器，通过使用脉冲信号对输入电压进行整流稳定，解决了现有技术中有源整流器存在漏电流和转换效率低的问题，实现了消除漏电流和提升转换效率的效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种有源整流器的模块连接图；
图2为本实施例中脉冲模块的电路图；
图3为本实施例中整流模块的电路图；
图4为本发明实施例二提供的一种有源整流器的模块连接图；
图5为本实施例中脉冲模块的电路图；
图6为本实施例中整流模块和缓冲模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一模块为第二模块，且类似地，可将第二模块称为第一模块。第一模块和第二模块两者都是模块，但其不是同一模块。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种有源整流器的模块连接图，适用于对输入电压进行整流稳定的情况，包括脉冲模块1和整流模块2，具体地：
参阅图2，图2为本实施例中脉冲模块1的电路图，本实施例中所述脉冲模块1包括第一脉冲模块11，所述第一脉冲模块11包括：控制模块111和延迟模块112。
控制模块111，用于根据所述输入电压产生控制信号；所述控制模块111包括：采样模块1111、比较模块1112、时钟模块1113和移位寄存模块1114。所述采样模块1111包括第一采样模块11111和第二采样模块11112，所述第一采样模块11111连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块1113、所述比较模块1112和所述整流模块2；所述第二采样模块11112连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块1113和所述比较模块1112。所述比较模块1112包括第一比较模块11121和第二比较模块11122，所述第一比较模块11121与所述第一采样模块11111、接地端VSS和所述移位寄存模块1114连接；所述第二比较模块11122与所述第二采样模块11112、接地端VSS和所述移位寄存模块1114连接。所述时钟模块1113与所述整流模块2、所述第一采样模块11111、所述第二采样模块11112和所述移位寄存模块1114连接。所述移位寄存模块1114包括第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142，所述第一移位寄存模块11141与所述第一比较模块11121、所述时钟模块1113和所述延迟模块112连接；所述第二移位寄存模块11142与所述第二比较模块11122、所述时钟模块1113和所述延迟模块112连接。
在本实施例中，采样模块1111包括采样电路，用于保持信号稳定。比较模块1112包括比较器，用于将采样模块1111输出的信号与接地端VSS比较后输出电平高的信号。时钟模块1113包括时钟信号电路，用于产生时钟信号和保持信号。移位寄存模块1114包括移位寄存器，移位寄存器用于产生数字信号并输出到延迟模块112。在本实施例中，第一采样模块11111和第二采样模块11112连接电压输入端VAC+或电压输入端VAC-，在电压输入端VAC+有信号输入时输入VAC+信号，在电输入端VAC-有信号输入时输入VAC-信号。第一采样模块11111还接收延迟模块112输出的OF反馈信号和时钟模块1113产生的HOLD保持信号，并将输出信号。第二采样模块11112还接收时钟模块1113产生的ON信号和HOLD保持信号，ON信号用于判断控制整流模块2工作时间是否合适。第一采样模块11111和第二采样模块11112的输出信号分别输入到第一比较模块11121和第二比较模块11122中与接地端VSS比较，若VAC+信号或者VAC-信号的电平高于接地端VSS，则输出VAC+信号或者VAC-信号分别到第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142中。第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142通过Enable端口控制器是否正常工作，当第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142正常工作时，输出的数字信号输入到延迟模块112中。OF反馈信号控制会作为采样信号采样VAC+信号，以判断关断整流模块2的开关时间是否合适，如果采样到大于接地端VSS的信号时，证明整流模块2被关断，那么比较结果会输入进去移位寄存模块1114中，产生一个更小的数字信号，使下个周期的OF反馈信号提前关断。
延迟模块112，与所述控制模块111和整流模块2连接，用于根据所述控制信号产生脉冲信号。
本实施例中，延迟模块112接收数字信号并产生脉冲信号，脉冲信号通过两个端口OF分别输入到整流模块2中，控制整流模块2工作。经过数个周期之后，OF信号最终会最优化，并且消除漏电流。
参阅图3，图3为本实施例中整流模块2的电路图，整流模块2，与所述脉冲模块1连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。所述整流模块2模块包括：MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4；所述MOS管Q1的栅极连接到所述脉冲模块1，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极连接电压输入端VAC+；所述MOS管Q2的栅极连接到所述脉冲模块1，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极连接电压输入端VAC-；所述MOS管Q3的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q3的栅极连接到电压输入端VAC-，所述MOS管Q3的漏极连接到电压输入端VAC+；所述MOS管Q4的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q4的栅极连接到电压输入端VAC+，所述MOS管Q4的漏极连接到电压输入端VAC-。
在本实施例中，MOS管Q1和MOS管Q2为NMOS管，MOS管Q3和MOS管Q4为PMOS管，当MOS管Q1的栅极接收到脉冲信号时，MOS管Q1导通，电流从接地端流向MOS管Q3，电压输出端VOUT输出稳定电压；同理当MOS管Q2的栅极接收到脉冲信号时，MOS管Q2导通，电流从接地端流向MOS管Q4，电压输出端VOUT输出稳定电压。
本发明实施例公开了一种有源整流器，包括：脉冲模块，用于根据输入电压产生脉冲信号；整流模块，与所述脉冲模块连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。本发明提供的一种有源整流器，通过使用脉冲信号对输入电压进行整流稳定，解决了现有技术中有源整流器存在漏电流和转换效率低的问题，实现了消除漏电流和提升转换效率的效果。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种有源整流器的模块连接图，适用于对输入电压进行整流稳定的情况，包括脉冲模块1、整流模块2和缓冲模块3，具体地：
参阅图5，图5为本实施例中脉冲模块1的电路图，本实施例中所述脉冲模块1包括第一脉冲模块11和第二脉冲模块12，所述第一脉冲模块11和第二脉冲模块12包括：控制模块111和延迟模块112。
控制模块111，用于根据所述输入电压产生控制信号；所述控制模块111包括：采样模块1111、比较模块1112、时钟模块1113和移位寄存模块1114。所述采样模块1111包括第一采样模块11111和第二采样模块11112，所述第一采样模块11111连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块1113、所述比较模块1112和所述整流模块2；所述第二采样模块11112连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块1113和所述比较模块1112。所述比较模块1112包括第一比较模块11121和第二比较模块11122，所述第一比较模块11121与所述第一采样模块11111、接地端VSS和所述移位寄存模块1114连接；所述第二比较模块11122与所述第二采样模块11112、接地端VSS和所述移位寄存模块1114连接。所述时钟模块1113与所述整流模块2、所述第一采样模块11111、所述第二采样模块11112和所述移位寄存模块1114连接。所述移位寄存模块1114包括第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142，所述第一移位寄存模块11141与所述第一比较模块11121、所述时钟模块1113和所述延迟模块112连接；所述第二移位寄存模块11142与所述第二比较模块11122、所述时钟模块1113和所述延迟模块112连接。
在本实施例中，采样模块1111包括采样电路，用于保持信号稳定。比较模块1112包括比较器，用于将采样模块1111输出的信号与接地端VSS比较后输出电平高的信号。时钟模块1113包括时钟信号电路，用于产生时钟信号和保持信号。移位寄存模块1114包括移位寄存器，移位寄存器用于产生数字信号并输出到延迟模块112。在本实施例中，第一采样模块11111和第二采样模块11112连接电压输入端VAC+或电压输入端VAC-，在电压输入端VAC+有信号输入时输入VAC+信号，在电输入端VAC-有信号输入时输入VAC-信号。第一采样模块11111还接收延迟模块112输出的OF反馈信号和时钟模块1113产生的HOLD保持信号，并将输出信号。第二采样模块11112还接收时钟模块1113产生的ON信号和HOLD保持信号，ON信号用于判断控制整流模块2工作时间是否合适。第一采样模块11111和第二采样模块11112的输出信号分别输入到第一比较模块11121和第二比较模块11122中与接地端VSS比较，若VAC+信号或者VAC-信号的电平高于接地端VSS，则输出VAC+信号或者VAC-信号分别到第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142中。第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142通过Enable端口控制器是否正常工作，当第一移位寄存模块11141和第二移位寄存模块11142正常工作时，输出的数字信号输入到延迟模块112中。OF反馈信号控制会作为采样信号采样VAC+信号，以判断关断整流模块2的开关时间是否合适，如果采样到大于接地端VSS的信号时，证明整流模块2被关断，那么比较结果会输入进去移位寄存模块1114中，产生一个更小的数字信号，使下个周期的OF反馈信号提前关断。
延迟模块112，与所述控制模块111和整流模块2连接，用于根据所述控制信号产生脉冲信号。
本实施例中，延迟模块112接收数字信号并产生脉冲信号，脉冲信号通过两个端口OF分别输入到整流模块2中，控制整流模块2工作。经过数个周期之后，OF信号最终会最优化，并且消除漏电流。
参阅图6，图6为本实施例中整流模块2和缓冲模块3的电路图，整流模块2，与所述脉冲模块1连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。所述整流模块2模块包括：MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4；所述MOS管Q1的栅极连接到所述脉冲模块1，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极连接电压输入端VAC+；所述MOS管Q2的栅极连接到所述脉冲模块1，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极连接电压输入端VAC-；所述MOS管Q3的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q3的栅极连接到电压输入端VAC-，所述MOS管Q3的漏极连接到电压输入端VAC+；所述MOS管Q4的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q4的栅极连接到电压输入端VAC+，所述MOS管Q4的漏极连接到电压输入端VAC-。
在本实施例中，MOS管Q1和MOS管Q2为NMOS管，MOS管Q3和MOS管Q4为PMOS管，当MOS管Q1的栅极接收到脉冲信号时，MOS管Q1导通，电流从接地端流向MOS管Q3，电压输出端VOUT输出稳定电压；同理当MOS管Q2的栅极接收到脉冲信号时，MOS管Q2导通，电流从接地端流向MOS管Q4，电压输出端VOUT输出稳定电压。
缓冲模块3，连接于所述脉冲模块1和整流模块2之间，用于稳定电路和保证脉冲信号同步传输。
本实施例中，缓冲模块3用于起到协调和缓冲作用，将脉冲模块1输出的脉冲信号稳定同步传输。
本发明实施例公开了一种有源整流器，包括：脉冲模块，用于根据输入电压产生脉冲信号；整流模块，与所述脉冲模块连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。本发明提供的一种有源整流器，通过使用脉冲信号对输入电压进行整流稳定，解决了现有技术中有源整流器存在漏电流和转换效率低的问题，实现了消除漏电流和提升转换效率的效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (7)
1.一种有源整流器，其特征在于，包括：
脉冲模块，用于根据输入电压产生脉冲信号；所述脉冲模块包括：第一脉冲模块和/或第二脉冲模块，所述第一脉冲模块和第二脉冲模块分别包括：控制模块，用于根据所述输入电压产生控制信号；所述控制模块包括：采样模块、比较模块、时钟模块和移位寄存模块；延迟模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号产生脉冲信号；所述采样模块包括第一采样模块和第二采样模块，所述第一采样模块连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块、所述比较模块和整流模块；所述第二采样模块连接到电压输入端VAC+或电压输入端VAC-、所述时钟模块和所述比较模块；
整流模块，与所述脉冲模块连接，用于根据所述脉冲信号将输入电压维持稳定并输出。
2.根据权利要求1中所述的一种有源整流器，其特征在于，所述整流模块模块包括：MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4；所述MOS管Q1的栅极连接到所述脉冲模块，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极连接电压输入端VAC+；所述MOS管Q2的栅极连接到所述脉冲模块，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极连接电压输入端VAC-；所述MOS管Q3的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q3的栅极连接到电压输入端VAC-，所述MOS管Q3的漏极连接到电压输入端VAC+；所述MOS管Q4的源极连接到电压输出端VOUT，所述MOS管Q4的栅极连接到电压输入端VAC+，所述MOS管Q4的漏极连接到电压输入端VAC-。
3.根据权利要求1中所述的一种有源整流器，其特征在于，所述比较模块包括第一比较模块和第二比较模块，所述第一比较模块与所述第一采样模块、接地端VSS和所述移位寄存模块连接；所述第二比较模块与所述第二采样模块、接地端VSS和所述移位寄存模块连接。
4.根据权利要求3中所述的一种有源整流器，其特征在于，所述时钟模块与所述整流模块、所述第一采样模块、所述第二采样模块和所述移位寄存模块连接。
5.根据权利要求4中所述的一种有源整流器，其特征在于，所述移位寄存模块包括第一移位寄存模块和第二移位寄存模块，所述第一移位寄存模块与所述第一比较模块、所述时钟模块和所述延迟模块连接；所述第二移位寄存模块与所述第二比较模块、所述时钟模块和所述延迟模块连接。
6.根据权利要求5中所述的一种有源整流器，其特征在于，所述延迟模块与所述控制模块和所述整流模块连接。
7.根据权利要求1中所述的一种有源整流器，其特征在于，还包括缓冲模块，连接于所述脉冲模块和整流模块之间，用于稳定电路和保证脉冲信号同步传输。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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