CN111313730A - 一种mos管整流电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MOS管整流电路，包括电源单元、驱动单元、由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管组成的桥式整流单元，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管包括寄生二极管，桥式整流单元的输出端与电源单元电连接，桥式整流单元用于整流以及给电源单元供电，电源单元与驱动单元电连接，用于给驱动单元供电，驱动单元与桥式整流单元电连接，用于向桥式整流单元输出驱动信号。本发明提出的MOS管整流电路中，电源单元与桥式整流电路的输出端电连接，通过桥式整流电路给电源单元供电，驱动单元接收电源单元输出的电信号后再驱动桥式整流电路中的MOS管，整流电路中无外部电源输出端口，整体电路结构简洁。

Description

一种MOS管整流电路

技术领域

本发明实施例涉及整流电路技术，尤其涉及一种MOS管整流电路。

背景技术

随着科学技术的进步，各个行业设备集成化越来越高、电源功率随之增加。整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路，广泛的应用在电源模块中。

现有技术中，整流电路一般由四颗二极管组成、或者由MOS管和集成芯片构成。由二极管构成的整流电路结构简单，成本低，但四颗二极管的压降较大，导致无法应用于大电流场合以及对输入有过欠压要求的电路，会限制后面电源输入范围。采用MOS管和集成芯片构成的整流电路，由于集成芯片耐压较低，只能应用于输入电在80V以下的场合。

因此亟需一种输入电可以超过80V且适用于大电流场合的整流电路。

发明内容

本发明提供一种MOS管整流电路，以实现可以将整流电路应用于大电流场合的效果。

本发明实施例提供了一种MOS管整流电路，包括电源单元、驱动单元、由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管组成的桥式整流单元，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管包括寄生二极管，所述桥式整流单元的输出端与所述电源单元电连接，所述桥式整流单元用于整流以及给所述电源单元供电，所述电源单元与所述驱动单元电连接，用于给所述驱动单元供电，所述驱动单元与所述桥式整流单元电连接，用于向所述桥式整流单元输出驱动信号。

进一步的，所述电源单元包括控制电源、第一隔离电源和第二隔离电源，所述驱动单元包括第一驱动电路和第二驱动电路，所述桥式整流单元的输出端与所述控制电源电连接，所述控制电源的输出端分别与所述第一隔离电源和所述第二隔离电源电连接，所述第一隔离电源与所述第一驱动电路以及所述第二驱动电路电连接，所述第二隔离电源与所述第一驱动电路以及所述第二驱动电路电连接，所述第一驱动电路的输出端分别与所述第一MOS管、所述第二MOS管的控制端电连接，所述第二驱动电路的输出端分别与所述第三MOS管、所述第四MOS管的控制端电连接。

进一步的，所述第一驱动电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一三极管的控制端通过所述第一电阻与所述桥式整流单元的第一输入端电连接，所述第一隔离电源的输出端与所述第二三极管的第一端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第二电阻和第三电阻与所述第一三极管的第二端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第二电阻与所述第二三极管的控制端电连接，所述第二三极管的第二端与所述第一MOS管的控制端电连接。

进一步的，所述第一驱动电路还包括第三三极管、第四电阻、第五电阻和第一二极管，所述第二隔离电源的输出端通过所述第四电阻、第五电阻、第一二极管与所述第一输入端电连接，所述第二隔离电源的输出端通过所述第四电阻与所述第三三极管的控制端电连接，所述第二隔离电源的输出端与所述第三三极管的第一端电连接，所述第三三极管的第二端与所述第二MOS管的控制端电连接。

进一步的，所述第一MOS管的控制端和第一端之间并联第六电阻，所述第二MOS管的控制端和第一端之间并联第七电阻。

进一步的，所述第二驱动电路包括第四三极管、第五三极管、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第四三极管的控制端通过所述第八电阻与所述桥式整流单元的第二输入端电连接，所述第一隔离电源的输出端与所述第五三极管的第一端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第九电阻和第十电阻与所述第四三极管的第二端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第九电阻与所述第五三极管的控制端电连接，所述第五三极管的第二端与所述第三MOS管的控制端电连接。

进一步的，所述第二驱动电路还包括第六三极管、第十一电阻、第十二电阻和第二二极管，所述第二隔离电源的输出端通过所述第十一电阻、第十二电阻、第二二极管与所述第二输入端电连接，所述第二隔离电源的输出端通过所述第十一电阻与所述第六三极管的控制端电连接，所述第二隔离电源的输出端与所述第六三极管的第一端电连接，所述第六三极管的第二端与所述第四MOS管的控制端电连接。

进一步的，所述第三MOS管的控制端和第一端之间并联第十三电阻，所述第四MOS管的控制端和第一端之间并联第十四电阻。

进一步的，所述控制电源采用的型号为CHB200W-24S15。

进一步的，第一隔离电源和第二隔离电源采用的型号为WIC05S05S-1W。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.电源单元与桥式整流电路的输出端电连接，通过桥式整流电路给电源单元供电，驱动单元接收电源单元输出的电信号后再驱动桥式整流电路中的MOS管，整流电路中无外部电源输出端口，整体电路结构简洁，且具备低导通电阻、低耗散功率、低温升等特点。

2.MOS管导通工作后MOS管的源极、漏级以及输入端IN1、IN2构成电信号回路，可以接入大电流的交流电，且输入电的电压值可以超过80V。

3.整流电路也可以接入直流电，此时整流电路作为防反接电路，当输入电反接时，仍能保证用电负载正常工作。

附图说明

图1是实施例中一种MOS管整流电路；

图2是实施例中另一种MOS管整流电路；

图3是实施例中又一种MOS管整流电路。

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。

实施例一

图1是实施例中一种MOS管整流电路，参考图1，本实施例提出一种MOS管整流电路，包括电源单元100、驱动单元200、由第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4组成的桥式整流单元，第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4包括寄生二极管。桥式整流单元的输出端OUT1、OUT2与电源单元100电连接，桥式整流单元用于整流以及给电源单元100供电，电源单元100与驱动单元200电连接，用于给驱动单元200供电，驱动单元200与桥式整流单元电连接，用于向桥式整流单元输出驱动信号。

示例性的，电源单元100包括DCDC电源模块和LDO电源模块，驱动单元200包括基于三极管的驱动电路以及MOS管驱动芯片。电源单元100用于接收桥式整流单元输出的直流电，并将直流电转化为与驱动单元200相适配的直流电，例如将桥式整流单元输出的直流电进行降压，将经过降压后的直流电作为驱动单元200的工作电源。

本实施提出的整流电路工作时，通过电源输入端IN1、IN2接入交流电，初始时刻时首先接入电流较小的交流电，此时第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4还未导通，因MOS管中含有寄生二极管，因此可将MOS管桥式整流单元看做常规的二极管桥式整流单元，经二极管桥式整流单元整流后的直流电经过输出端OUT1、OUT2接入到电源单元100中，作为电源单元100的输入电，电源单元100启动工作后，对输入电压进行升压变换或者降压变换，进行电压变化后的电信号接入驱动单元200，作为驱动单元200工作时所需的高电平信号，驱动单元200工作后，按周期依次导通第一MOS管T1、第四MOS管T4以及第二MOS管T2、第三MOS管T3，此时通过完整的MOS管实现整流，即通过MOS管的源极、漏级以及输入端IN1、IN2构成电信号回路，此时可以提高输入交流电的电流值，达到将整流电路应用于大电流场合的目的。由于输入电直接加在桥式整流电路中，因此相较于由MOS管和集成芯片构成整流电路，输入电的电压值可以超过80V。本实施例中，电源单元100与桥式整流电路的输出端电连接，通过桥式整流电路给电源单元100供电，驱动单元200接收电源单元100输出的电信号后再驱动桥式整流电路中的MOS管，整流电路中无外部电源输出端口，整体电路结构简洁，且具备低导通电阻、低耗散功率、低温升等特点。

图2是实施例中另一种MOS管整流电路，参考图2，优选的，电源单元100包括控制电源101、第一隔离电源102和第二隔离电源103。驱动单元包括第一驱动电路201和第二驱动电路202，桥式整流单元的输出端OUT1、OUT2与控制电源101电连接，控制电源101的输出端分别与第一隔离电源102和第二隔离电源103电连接，第一隔离电源102与第一驱动电路201以及第二驱动电路202电连接，第二隔离电源103与第一驱动电路201以及第二驱动电路202电连接，第一驱动电路201的输出端分别与第一MOS管T1、第二MOS管T2的控制端电连接，第二驱动电路202的输出端分别与第三MOS管T3、第四MOS管T4的控制端电连接。

可选的，控制电源101采用的型号为CHB200W-24S15，第一隔离电源102和第二隔离电源103采用的型号为WIC05S05S-1W。

图2所示的整流电路中采用两个隔离电源分别为两个驱动电路提供工作电平，此时隔离电源选用0.25W-12V小功率电源，可以降低整流电路的成本。

图3是实施例中又一种MOS管整流电路，参考图3，可选的，在图2所示整流电路的基础上，第一驱动电路201包括第一三极管T10、第二三极管T5、第一电阻R5、第二电阻R1和第三电阻R2。

第一三极管T10的控制端通过第一电阻R5与桥式整流单元的第一输入端IN1电连接，第一隔离电源102的输出端a与第二三极管T5的第一端电连接，第一隔离电源102的输出端a通过第二电阻R1和第三电阻R2与第一三极管T10的第二端电连接，第一隔离电源102的输出端a通过第二电阻R1与第二三极管T5的控制端电连接，第二三极管T5的第二端与第一MOS管T1的控制端电连接。

示例性的，第一MOS管T1选用PMOS管，第一三极管T10选用NPN三极管，第二三极管T5选用PNP三极管。当第一输入端IN1为高电平时，第一三极管T10的基极电平被拉高，第一三极管T10导通，第二三极管T5基极的电势由高电平变为低电平，第二三极管T5导通，此时PMOS管的栅极电平被拉低，第一MOS管T1导通。当第一输入端IN1为低电平时，第一三极管T10截止，第一MOS管T1关断。

可选的，第二三极管T5的第二端还可以串联一个二极管D1，此时第二三极管T5的第二端通过二极管D1与第一MOS管的控制端电连接，二极管D1起稳压作用。

第一驱动电路201还包括第三三极管T6、第四电阻R7、第五电阻R8和第一二极管D2，第二隔离电源103的输出端b通过所述第四电阻R7、第五电阻R8、第一二极管D2与第一输入端IN1电连接，第二隔离电源103的输出端b通过第四电阻R7与第三三极管T6的控制端电连接，第二隔离电源103的输出端b与第三三极管T6的第一端电连接，第三三极管T6的第二端与第二MOS管T2的控制端电连接。

示例性的，第三三极管T6选用PNP三极管，第二MOS管T2选用PMOS管。由于第三三极管T6的控制端通过第五电阻R8以及第一二极管D2与第一输入端IN1电连接，因此当第一输入端IN1为高电平时，由于二极管的单向导通性，第三三极管T6截止，第二MOS管T2关断。当第一输入端IN1为低电平时，第三三极管T6基极的电平被拉低，第三三极管T6导通，第二MOS管T2栅极的电平位低电平，第二MOS管T2导通。

可选的，第一MOS管T1的控制端和第一端之间并联第六电阻R3，第二MOS管T2的控制端和第一端之间并联第七电阻R9。

此时第一MOS管T1和第二MOS管T2选用NMOS管，当第二三极管T5导通时，第一MOS管T1栅极电平为高电平，第一MOS管T1导通；当第三三极管T6导通时，第二MOS管T2栅极电平位高电平，第二MOS管T2导通。

参考图3，第二驱动电路202包括第四三极管T8、第五三极管T7、第八电阻R13、第九电阻R10和第十电阻R11，第四三极管T8的控制端通过第八电阻R13与桥式整流单元的第二输入端IN2电连接，第一隔离电源102的输出端a与第五三极管T7的第一端电连接，第一隔离电源102的输出端a通过第九电阻R10和第十电阻R11与第四三极管T8的第二端电连接，第一隔离电源102的输出端a通过第九电阻R10与第五三极管T7的控制端电连接，第五三极管T7的第二端与第三MOS管T3的控制端电连接。

示例性的，第三MOS管T3选用PMOS管，第四三极管T8选用NPN三极管，第五三极管T7选用PNP三极管。当第二输入端IN2为高电平时，第四三极管T8的基极电平被拉高，第四三极管T8导通，第五三极管T7基极的电势由高电平变为低电平，第五三极管T7导通，此时PMOS管的栅极电平被拉低，第三MOS管T3导通。当第二输入端IN2为低电平时，第四三极管T8截止，第三MOS管T3关断。

可选的，第五三极管T7的第二端还可以串联一个二极管D4，此时第五三极管T7的第二端通过二极管D4与第三MOS管T3的控制端电连接，二极管D4起稳压作用。

第二驱动电路202还包括第六三极管T9、第十一电阻R16、第十二电阻R17第二二极管D5，第二隔离电源103的输出端b通过第十一电阻R16、第十二电阻R17、第二二极管D5与第二输入端IN2电连接，第二隔离电源103的输出端b通过第十一电阻R16与第六三极管T9的控制端电连接，第二隔离电源103的输出端b与第六三极管T9的第一端电连接，第六三极管T9的第二端与第四MOS管T4的控制端电连接。

示例性的，第六三极管T9选用PNP三极管，第四MOS管T4选用PMOS管。由于第六三极管T9的控制端通过第十二电阻R17以及第二二极管D5与第二输入端IN2电连接，因此当第二输入端IN2为高电平时，由于二极管的单向导通性，第六三极管T9截止，第四MOS管T4关断。当第二输入端IN2为低电平时，第六三极管T9基极的电平被拉低，第六三极管T9导通，第四MOS管T4栅极的电平位低电平，第四MOS管T4导通。

可选的，第三MOS管T3的控制端和第一端之间并联第十三电阻，第四MOS管T4的控制端和第一端之间并联第十四电阻R18。

此时第三MOS管T3和第四MOS管T4选用NMOS管，当第五三极管T7导通时，第三MOS管T3栅极电平为高电平，第三MOS管T3导通；当第六三极管T9导通时，第四MOS管T4栅极电平位高电平，第四MOS管T4导通。

参考图3，当整流电路的输入端IN1和IN2接入交流电时，交流电处在正半周期时输入端IN1为高电平，输入端IN2为低电平，此时第一MOS管T1和第四MOS管T4导通，交流电处在负半周期时输入端IN1为低电平，输入端IN2为高电平，此时第二MOS管T2和第三MOS管T3导通。通过第一MOS管T1、第四MOS管T4，第二MOS管T2、第三MOS管T3的周期性导通实现对输入电的整流。

参考图3，整流电路的输入端IN1和IN2也可以接入直流电，此时整流电路不再实现整流而是作为防反接电路。若输入端IN1为高电平，输入端IN2为低电平，则第一MOS管T1和第四MOS管T4导通，输入电通过第一MOS管T1和第四MOS管T4构成回路。若输入端IN1为低电平，输入端IN2为高电平，则第二MOS管T2和第三MOS管T3导通，输入电通过第二MOS管T2和第三MOS管T3构成回路。将图3所示的整流电路作为防反接电路时，当输入电反接时，电路仍能导通，可以保证用电负载的正常工作。

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 (10)

1.一种MOS管整流电路，其特征在于，包括电源单元、驱动单元、由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管组成的桥式整流单元，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管包括寄生二极管，

所述桥式整流单元的输出端与所述电源单元电连接，所述桥式整流单元用于整流以及给所述电源单元供电，所述电源单元与所述驱动单元电连接，用于给所述驱动单元供电，所述驱动单元与所述桥式整流单元电连接，用于向所述桥式整流单元输出驱动信号。

2.如权利要求1所述的整流电路，其特征在于，所述电源单元包括控制电源、第一隔离电源和第二隔离电源，所述驱动单元包括第一驱动电路和第二驱动电路，

所述桥式整流单元的输出端与所述控制电源电连接，所述控制电源的输出端分别与所述第一隔离电源和所述第二隔离电源电连接，所述第一隔离电源与所述第一驱动电路以及所述第二驱动电路电连接，所述第二隔离电源与所述第一驱动电路以及所述第二驱动电路电连接，所述第一驱动电路的输出端分别与所述第一MOS管、所述第二MOS管的控制端电连接，所述第二驱动电路的输出端分别与所述第三MOS管、所述第四MOS管的控制端电连接。

3.如权利要求2所述的整流电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，

所述第一三极管的控制端通过所述第一电阻与所述桥式整流单元的第一输入端电连接，所述第一隔离电源的输出端与所述第二三极管的第一端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第二电阻和第三电阻与所述第一三极管的第二端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第二电阻与所述第二三极管的控制端电连接，所述第二三极管的第二端与所述第一MOS管的控制端电连接。

4.如权利要求3所述的整流电路，其特征在于，所述第一驱动电路还包括第三三极管、第四电阻、第五电阻和第一二极管，

所述第二隔离电源的输出端通过所述第四电阻、第五电阻、第一二极管与所述第一输入端电连接，所述第二隔离电源的输出端通过所述第四电阻与所述第三三极管的控制端电连接，所述第二隔离电源的输出端与所述第三三极管的第一端电连接，所述第三三极管的第二端与所述第二MOS管的控制端电连接。

5.如权利要求3所述的整流电路，其特征在于，所述第一MOS管的控制端和第一端之间并联第六电阻，所述第二MOS管的控制端和第一端之间并联第七电阻。

6.如权利要求2所述的整流电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括第四三极管、第五三极管、第八电阻、第九电阻和第十电阻，

所述第四三极管的控制端通过所述第八电阻与所述桥式整流单元的第二输入端电连接，所述第一隔离电源的输出端与所述第五三极管的第一端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第九电阻和第十电阻与所述第四三极管的第二端电连接，所述第一隔离电源的输出端通过所述第九电阻与所述第五三极管的控制端电连接，所述第五三极管的第二端与所述第三MOS管的控制端电连接。

7.如权利要求6所述的整流电路，其特征在于，所述第二驱动电路还包括第六三极管、第十一电阻、第十二电阻和第二二极管，

所述第二隔离电源的输出端通过所述第十一电阻、第十二电阻、第二二极管与所述第二输入端电连接，所述第二隔离电源的输出端通过所述第十一电阻与所述第六三极管的控制端电连接，所述第二隔离电源的输出端与所述第六三极管的第一端电连接，所述第六三极管的第二端与所述第四MOS管的控制端电连接。

8.如权利要求6所述的整流电路，其特征在于，所述第三MOS管的控制端和第一端之间并联第十三电阻，所述第四MOS管的控制端和第一端之间并联第十四电阻。

9.如权利要求2所述的整流电路，其特征在于，所述控制电源采用的型号为CHB200W-24S15。

10.如权利要求2所述的整流电路，其特征在于，所述第一隔离电源和第二隔离电源采用的型号为WIC05S05S-1W。

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