CN1897436A - 电流驱动同步整流电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电流驱动同步整流电路，包括：4个连接成桥式整流电路的MOS场效应晶体管，该电路还包括：(1)互感元件，互感元件的初级线圈绕组串接在交流输入回路中，次级线圈绕组并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极—源极之间；(2)电压限幅元件，分别并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极—源极之间；(3)波形整形电路，连接在交流输入电压中的一个端子和对应的MOS场效应晶体管的栅极之间。本发明具有电路结构简单、无需辅助直流电源即可独立工作、负载导线长等特点，广泛应用于低压、高频的交流输入电压的同步整流中，尤其应用于低压、高频输出的电子变压器的后续装置中。
Description
技术领域
本发明涉及同步整流电路，尤其涉及电流驱动的同步整流电路。
背景技术
近年来，电子技术的发展，很多场合要求电路的工作电压越来越低、电流越来越大。在要求输出直流低电压、大电流的情况下，即使采用低导通压降的肖特基二极管(SBD)来作整流器件，也会产生大约0.5V的压降，若电流达到10A，甚至20A以上时，一只整流二极管的管耗将达到10W左右。管耗十分突出，使电源整流输出效率极低。因此，传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流整流的需要。
同步整流是采用通态电阻极低的大功率MOS场效应晶体管，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。用功率MOS场效应晶体管构成整流器时，要求栅极驱动电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。为满足高频、大电流同步整流电路的需要，近年来一些大电流低导通电阻MOS场效应晶体管不断问世，它们的通态电阻一般为0.01欧姆以下至几个毫欧，在通过20A电流时的导通压降还不到0.3V。从而大大降低了电流通过整流器件所消耗能量，提高了整个电源系统的变换效率。
现有技术中的一例，中国专利号02121622.3，名称为《利用滞后驱动器进行能量恢复的电流驱动同步整流器》，如图1所示，该电路主要包括：一个低损耗开关(通常为MOS场效应晶体管)、一个变压器，该变压器包括多组线圈：至少一个用于电流检测的线圈，一个用于电流检测能量恢复的线圈，一个与滞后驱动器相连的驱动线圈。其中，滞后驱动器向同步整流器提供驱动信号和功率。该电路的不足之处在于：如图1所示，该电路需要辅助的直流电源162。该电路需要专门的驱动电路，一组必需绕在主输出变压器上用来检测信号的线圈，即它必需与主回路整合在一起，而不能独立的作为一个部件或一个电路进行运作，同时增加了电路的复杂性，降低了电路的可靠性。
现有技术中的另一例，中国专利号96107652.6，名称为《全波桥式整流电路》，如图2所示，该电路主要包括：两个P型MOS场效应晶体管管MP1及MP2、两个N型MOS场效应晶体管管MN1及MN2、两个高电平比较电路COMH1及COMH2、两个低电平比较电路COML1及COML2。该电路同样需要直流辅助电源Vdd，才能正常工作，另外，该电路需要设置电平比较电路，而一个电平比较电路就由7个MOS管和一个反相器组成，该电路共需要四个电平比较电路，这样，导致电子元气件的个数太多，成本偏高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明特提出一种电路结构简单、成本低、使用方便的电流驱动同步整流电路。
为了达到上述目的，本发明采取了下述技术方案：
电流驱动同步整流电路，包括：4个连接成桥式整流电路的MOS场效应晶体管，所述的MOS场效应晶体管用于对交流输入电流的导通与关断，执行同步整流功能，该电路还包括：(1)互感元件，互感元件的初级线圈绕组串接在交流输入回路中，次级线圈绕组并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极-源极之间，所述的互感元件用于对交流输入的电流取样，以电流驱动所述的MOS场效应晶体管的导通与关断；(2)电压限幅元件，分别并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极-源极之间，用于对来自互感元件次级感应的交流驱动电压进行限幅，确保所述的MOS场效应晶体管的工作安全；(3)波形整形电路，连接在电流互感元件次级线圈和对应的MOS场效应晶体管的栅极之间，用于对次级线圈感应的驱动电压进行波形整形，有利于所述的MOS场效应晶体管的导通与关断。
上述的同步整流元件为MOS场效应晶体管，数目为4个，为增大通过电流，也可并联增加为多个，它们组成桥式整流电路。MOS场效应晶体管的型号和极性没有具体的限制，我们会在后面的实施例中给出详尽的连接关系。
上述的电流互感元件为一通过磁路耦合多绕组线圈变换器，其初级线圈即较少的绕组串接在交流输入回路中，对输入回路基本无影响，用于对输入电流的取样，次级各线圈绕组分别并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极-源极之间，次级感应电压即引用为MOS场效应晶体管驱动电压，若MOS场效应晶体管的数目为4个，则需要四个次级线圈绕组。
上述的电压限幅元件可以为双向稳压二极管，双向稳压二极管分别并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极-源极之间。当然，也可以采取其它形式的替代电路，来完成限幅的功能，在此处，本发明的具体电路并没有限制为双向稳压二极管。
上述的交流输入波形整形电路可以为RC并联回路，所述的RC并联回路连接在对应的MOS场效应晶体管的栅极回路上。同样的，也可以采取其它形式的替代电路，来完成波形整形的功能，在此处，本发明的具体电路并没有限制为RC并联回路。如电流互感器件的次感应电压波形适合MOS场效应晶体管驱动，也可不用此波形整形电路。
相比于现有技术，本发明的优势在于：(1)电路的结构更加简单，采用的电子元器件的个数少，成本更加低廉；(2)本发明形成产品可以独立的工作，无需辅助直流电源，使用十分方便，可以制造为独立的产品而独立工作，在本发明的交流输入端子输入低压、高频的交流输入电压，在本发明的直流输出端就能得到低电压大电流的脉动直流电。(3)负载连接导线可延长，扩展了其使用范围。一般的电子变压器，如果直接接负载，由于是高频交流电其负载连接导线一般不能超过2-3米，否则，会因为高频交流电流流过过长的负载导线产生过大的感抗而导致负载获得的电压很低，达不到负载所需的工作电压，同时由于改变了负载特性而影响前级电路匹配的工作状态，轻则造成温升高，效率低，重则使整个产品烧毁。而采用本发明装置，由于直流输出端为单向直流电，负载导线的高频感抗很小，这样，在本发明装置的后面再接低压负载，其负载导线允许的长度可以大大增加，可以达到20-30米，拓展了低压、高频输出的电子变压器的使用范围。
本发明可广泛应用于开关工作模式电源输出的高频低电压的同步整流中，尤其应用于低压、高频输出的以高频开关模式工作的电子变压器的后续整流变换装置中。
附图简要说明
图1是专利号为02121622.3的现有技术的电原理图，图中标号为162的是辅助直流电源；
图2是专利号为96107652.6的现有技术的电原理图，图中标号为Vdd是辅助直流电源；
图3是本发明的一个实施例的电路图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步说明本发明实施例的具体工作过程。
如图3所示，电流驱动同步整流电路，由四个NMOS场效应晶体管组成桥式同步整流电路，它们的标号分别是：N1、N2、N3、N4。具体的电路连接关系为：N1的源极和N3的漏极通过变换器的初级绕组线圈T1-5电连接于交流输入电压的端子1；N2的源极和N4的漏极电连接于交流输入电压的端子1’；N1、N2的漏极电连接于直流输出电压的端子2；N3、N4的源极电连接于直流输出电压的端子2’。
双向稳压二极管D1和T1-1并联后，再串联R1、C1所组成的RC并联回路后，最终，并联在N1的栅极和源极之间；同样的，双向稳压二极管D2、D3、D4和T1-2、T1-3、T1-4的连接关系同上，在图3中，已经描述得十分清楚，不再赘述。
值得注意的是，变换器的绕组线圈的同名端的位置关系，T1-1和T1-4的同名端的位置在上端，T1-2和T1-3的同名端的位置在下端，T1-5的同名端的位置在左侧。
本实施例的工作过程是这样的：
本实施例的输入电压可来自高频、低压的电子变压器的输出，电压的波动范围可以不限，只要不超过MOS场效应晶体管工作安全区即可，输入的交流输入电压的波形不限。当在交流输入1、1’端子输入上述的高频、低压交流电压时：若1端在时间序列上为高频交流电的正脉冲时，则通过初级线圈T1-5的电流取样后，次级线圈T1-1、T1-2、T1-3、T1-4产生感应电压，由于各次级线圈的同名端的位置设置不同，在次级线圈T1-1和T1-4得到上正下负的交流电压；在次级线圈T1-2和T1-3得到上负下正的交流电压，此交流驱动电压经过双向稳压管的双向限幅、RC并联回路的整形后，使得四个桥式整流MOS管中的N2、N3关断，MOS管中的N1、N4导通；使2端输出正电压，2’端输出负电压，若1’端在时间序列上为高频交流电正脉冲时，则在次级线圈T1-1和T1-4得到上负下正的交流电压；在次级线圈T1-2和T1-3得到上正下负的交流电压，此交流电压经过双向稳压管的双向限幅、RC并联回路的整形后，使得四个桥式整流MOS管中的N1、N4关断，MOS管中的N2、N3导通，也使得2端输出正电压，2’端输出负电压。这样，在直流输出端子2、2’之间就可以得到2为“+”，2’为“一”的脉动的低压直流电压输出。
需要说明的是，本发明并不局限于本实施例，只要包含有本发明的几个功能模块电路，而所做的一些电子元气件或功能电路的替代，都应视做本发明的保护范围。
Claims (4)
1、电流驱动同步整流电路，包括：4个连接成桥式整流电路的MOS场效应晶体管，所述的MOS场效应晶体管用于对交流输入电流的导通与关断，执行同步整流功能，其特征在于：
还包括互感元件，所述的互感元件的初级线圈绕组串接在交流输入回路中，所述的互感元件的次级线圈绕组并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极—源极之间，所述的互感元件用于对输入的交流电流取样，以电流驱动所述的MOS场效应晶体管的导通与关断；
还包括电压限幅元件，所述的电压限幅元件分别并联在对应的MOS场效应晶体管的栅极—源极之间，用于对感应的交流驱动电压进行限幅，确保所述的MOS场效应晶体管的工作安全；
还包括波形整形电路，所述的波形整形电路连接在电流互感元件次级线圈和对应的MOS场效应晶体管的栅极之间，用于对次级感应的交流驱动电压进行波形整形，有利于所述的MOS场效应晶体管的导通与关断。
2、根据权利要求1所述的电流驱动同步整流电路，其特征在于：所述的互感元件为一通过磁路耦合多绕组线圈变换器。
3、根据权利要求1所述的电流驱动同步整流电路，其特征在于：所述的电压限幅元件为双向或单向稳压二极管组成。
4、根据权利要求1所述的电流驱动同步整流电路，其特征在于：所述的波形整形电路为电容或电容与电阻的组合而形成的电路。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN101267158B (zh) * | 2008-01-23 | 2010-08-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 同步整流自驱动电路 |
| CN103546047A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-29 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种适用于电子变压器的同步整流电路及开关电源 |
| CN105430792A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-23 | 芜湖锐芯电子科技有限公司 | 一种led同步整流电路 |
| CN106849701A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 四川汇源光通信有限公司 | 一种交流输入mos整流驱动电路及单元模块电路 |
| US10250157B2 (en) | 2013-10-25 | 2019-04-02 | Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. | Synchronous rectification circuit and switching power supply thereof |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101267158B (zh) * | 2008-01-23 | 2010-08-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 同步整流自驱动电路 |
| CN103546047A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-29 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种适用于电子变压器的同步整流电路及开关电源 |
| CN103546047B (zh) * | 2013-10-25 | 2016-04-27 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种适用于电子变压器的同步整流电路及开关电源 |
| US9712078B2 (en) | 2013-10-25 | 2017-07-18 | Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. | Synchronous rectification circuit adapted to electronic transformer and switching power supply thereof |
| US10250157B2 (en) | 2013-10-25 | 2019-04-02 | Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. | Synchronous rectification circuit and switching power supply thereof |
| CN105430792A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-23 | 芜湖锐芯电子科技有限公司 | 一种led同步整流电路 |
| CN106849701A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 四川汇源光通信有限公司 | 一种交流输入mos整流驱动电路及单元模块电路 |
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