CN205509882U - 基于mos管的整流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于MOS管的整流电路，至少包括电容C5、四个MOS管QN1~QN4和四个同步整流芯片U1~U4，在正半周时，电流通过第一交流电输入端L1、MOS管QN1、电容C5、MOS管QN4和第二交流电输入端L2构成回路，在负半周时，电流通过第二交流电输入端L2、MOS管QN2、电容C5、MOS管QN3和第一交流电输入端L1构成回路。本实用新型采用MOS管代替二极管做整流电路，能大幅度地提升整流效率，减小整流过程中的导通损耗，提高电路的稳定度和寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及交流整流电路领域，特别是涉及一种基于MOS管的单相、两相、三相交流整流电路。
背景技术
大多数电路中，一般都是利用整流桥来对两相、三相交流电进行整流，如图1所示，才传统整流电路的工作原理为：交流电源通过整流桥或者4个二极管组成的整流电路（原理一样）,交流电源L1接D1的阳极和D2的阴极，L2接D3的阳极和D4的阳极。D1和D3的阴极接EC1正极，D2和D4的阳极接EC1负极。EC1进行储能和滤波。当L1为正半周时，电流（红色箭头）从D1对EC1充电，再由D4回到L2。当L2为正半周时，电流（绿色箭头）从D3对EC1充电，再由D2回到L1。
现有技术的最大缺点是：当输入平均电流较大时，二极管损失功率较大。
例如，输入平均电流为5A，假设二极管D1压降0.4V ，那么半个周期内，D1和D4损失功率是5A×0.4V*2=4W。导致的后果是：
1）浪费4W的功率；
2）整流桥或整流二极管发热严重，需要很大的散热器；
3）大大降低系统供电使用效率及系统可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于MOS管的整流电路，采用MOS管来代替传统的二极管，能有效减小整流过程中的导通损耗。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于MOS管的整流电路，至少包括电容C5、四个MOS管QN1~QN4和四个同步整流芯片U1~U4，在正半周时，电流通过第一交流电输入端L1、MOS管QN1、电容C5、MOS管QN4和第二交流电输入端L2构成回路，在负半周时，电流通过第二交流电输入端L2、MOS管QN2、电容C5、MOS管QN3和第一交流电输入端L1构成回路。
MOS管QN1的源极和栅极均与第一交流电输入端L1连接，MOS管QN1的漏极分别与同步整流芯片U1的同步计时输入端SRS、MOS管QN2的漏极、同步整流芯片U2的同步计时输入端SRS和电容C5连接，电容C5的另一端与地对接，MOS管QN1的栅极还与同步整流芯片U1的驱动端DRI连接。
MOS管QN2的源极和栅极均与第二交流电输入端L2连接，MOS管QN2的栅极还与同步整流芯片U2的驱动端DRI连接。
MOS管QN3的漏极和同步整流芯片U3的同步计时输入端SRS均与第一交流电输入端L1连接，MOS管QN3的栅极与同步整流芯片U3的驱动端DRI连接。
MOS管QN4的漏极和同步整流芯片U4的同步计时输入端SRS均与第二交流电输入端L2连接，MOS管QN4的栅极与同步整流芯片U4的驱动端DRI连接。
MOS管QN3及MOS管QN4的源极和栅极均与地对接。
在上述技术方案上，进一步的，所述同步整流芯片U1的同步计时输入端SRS通过电容C1与其接地端GND连接，且同步整流芯片U1的接地端GND与第一交流电输入端L1连接；所述同步整流芯片U2的同步计时输入端SRS通过电容C3与其接地端GND连接，且同步整流芯片U2的接地端GND与第二交流电输入端L2连接；所述同步整流芯片U3的同步计时输入端SRS通过电容C7与其接地端GND连接，且同步整流芯片U3的接地端GND与地对接；所述同步整流芯片U4的同步计时输入端SRS通过电容C6与其接地端GND连接，且同步整流芯片U3的接地端GND与地对接。
在上述技术方案上，进一步的，所述电容C1、电容C3、电容C6和电容C7的取值随频率变化而反向变化，即频率增加，容值减小。
在上述任一技术方案上，进一步的，本实用新型还包括与同步整流芯片U1连接的第一自举电路和与同步整流芯片U2连接的第二自举电路。
其中，所述第一自举电路包括二极管D1、电阻R2和电容C2，所述二极管D1的正极与工作电源连接，二极管D1的负极依次通过电阻R2和电容C2与第一交流电输入端L1连接，且电阻R2和电容C2之间还与同步整流芯片U1的电源端VCC连接。
所述第二自举电路包括二极管D2、电阻R4和电容C4，所述二极管D2的正极与工作电源连接，二极管D2的负极依次通过电阻R4和电容C4与第二交流电输入端L2连接，且电阻R4和电容C4之间还与同步整流芯片U2的电源端VCC连接。
在上述任一技术方案上，进一步的，所述同步整流芯片U3的电源端VCC通过电阻R11与工作电源连接，还通过电容C8与地对接。
在上述任一技术方案上，进一步的，所述同步整流芯片U4的电源端VCC通过电阻R12与工作电源连接，还通过电容C9与地对接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用MOS管代替二极管做整流电路，能大幅度地提升整流效率，减小整流过程中的导通损耗，提高电路的稳定度和寿命。
附图说明
图1为现有技术中的整流电路；
图2为本实用新型所提出的整流电路。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图2所示，该实施例描述了一种基于MOS管的整流电路，其至少包括电容C5、四个MOS管QN1~QN4和四个同步整流芯片U1~U4。
其中，MOS管QN1的源极和栅极均与第一交流电输入端L1连接，MOS管QN1的漏极分别与同步整流芯片U1的同步计时输入端SRS、MOS管QN2的漏极、同步整流芯片U2的同步计时输入端SRS和电容C5连接，电容C5的另一端与地对接，MOS管QN1的栅极还与同步整流芯片U1的驱动端DRI连接。
MOS管QN2的源极和栅极均与第二交流电输入端L2连接，MOS管QN2的栅极还与同步整流芯片U2的驱动端DRI连接。
MOS管QN3的漏极和同步整流芯片U3的同步计时输入端SRS均与第一交流电输入端L1连接，MOS管QN3的栅极与同步整流芯片U3的驱动端DRI连接。
MOS管QN4的漏极和同步整流芯片U4的同步计时输入端SRS均与第二交流电输入端L2连接，MOS管QN4的栅极与同步整流芯片U4的驱动端DRI连接。
MOS管QN3及MOS管QN4的源极和栅极均与地对接。
在上述技术方案上，进一步的，所述同步整流芯片U1的同步计时输入端SRS通过电容C1与其接地端GND连接，且同步整流芯片U1的接地端GND与第一交流电输入端L1连接；所述同步整流芯片U2的同步计时输入端SRS通过电容C3与其接地端GND连接，且同步整流芯片U2的接地端GND与第二交流电输入端L2连接；所述同步整流芯片U3的同步计时输入端SRS通过电容C7与其接地端GND连接，且同步整流芯片U3的接地端GND与地对接；所述同步整流芯片U4的同步计时输入端SRS通过电容C6与其接地端GND连接，且同步整流芯片U3的接地端GND与地对接。
在上述技术方案上，进一步的，所述电容C1、电容C3、电容C6和电容C7的取值随频率变化而反向变化，即频率增加，容值减小。
在上述任一技术方案上，进一步的，本实用新型还包括与同步整流芯片U1连接的第一自举电路和与同步整流芯片U2连接的第二自举电路。
其中，所述第一自举电路包括二极管D1、电阻R2和电容C2，所述二极管D1的正极与工作电源连接，二极管D1的负极依次通过电阻R2和电容C2与第一交流电输入端L1连接，且电阻R2和电容C2之间还与同步整流芯片U1的电源端VCC连接。
所述第二自举电路包括二极管D2、电阻R4和电容C4，所述二极管D2的正极与工作电源连接，二极管D2的负极依次通过电阻R4和电容C4与第二交流电输入端L2连接，且电阻R4和电容C4之间还与同步整流芯片U2的电源端VCC连接。
在上述任一技术方案上，进一步的，所述同步整流芯片U3的电源端VCC通过电阻R11与工作电源连接，还通过电容C8与地对接。
在上述任一技术方案上，进一步的，所述同步整流芯片U4的电源端VCC通过电阻R12与工作电源连接，还通过电容C9与地对接。
本实用新型中，用四颗NMOS替代图1中的四颗二极管，其中，MOS管可采用IPP076N12N3G元器件，同步整流芯片U1~U4均可采用TEA1792TS芯片，TEA1792TS芯片结构简单，只有4个引脚需要外接电路，便于进行小体积封装。
当L1为正半周时，刚开始电流通过MOS管QN1、电容C5和MOS管QN4构成回路，对电容C5充电。当L2为正半周时，刚开始电流通过MOS管QN2、电容C5和MOS管QN3构成回路，对电容C5充电。
由于一般NMOS管的导通电压为1V左右，当同步整流芯片检测到其SRS端的电压小于GND端的电压0.22V时，其DRI端输出高电平，驱动NMOS管导通。当同步整流芯片检测到SRS端的电压小于GND端的电压0.012V时，其DRI端输出低电平。
依然以输入平均电流为5A为例。由于MOS管QN1、MOS管QN2、同步整流芯片U1及同步整流芯片U2是浮地设计，因此需要用二极管D1、二极管D2、电容C2及电容C4构成自举电路。电容C2和电容C4的容量可选择10uF左右，以保证在一个工作周期内，同步整流芯片的工作电源的电压不会降到UVLO以下。此刻的损耗为5A*5A*0.01*2=0.5W。远远小于之前的4W，这样，本发明就实现了高效率的交流两相、三相整流。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型的基于MOS管的整流电路。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的基于MOS管的整流电路，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (8)
1.基于MOS管的整流电路，其特征在于：至少包括电容C5、四个MOS管QN1~QN4和四个同步整流芯片U1~U4；
MOS管QN1的源极和栅极均与第一交流电输入端L1连接，MOS管QN1的漏极分别与同步整流芯片U1的同步计时输入端SRS、MOS管QN2的漏极、同步整流芯片U2的同步计时输入端SRS和电容C5连接，电容C5的另一端与地对接，MOS管QN1的栅极还与同步整流芯片U1的驱动端DRI连接；
MOS管QN2的源极和栅极均与第二交流电输入端L2连接，MOS管QN2的栅极还与同步整流芯片U2的驱动端DRI连接；
MOS管QN3的漏极和同步整流芯片U3的同步计时输入端SRS均与第一交流电输入端L1连接，MOS管QN3的栅极与同步整流芯片U3的驱动端DRI连接；
MOS管QN4的漏极和同步整流芯片U4的同步计时输入端SRS均与第二交流电输入端L2连接，MOS管QN4的栅极与同步整流芯片U4的驱动端DRI连接；
MOS管QN3及MOS管QN4的源极和栅极均与地对接。
2.根据权利要求1所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：
所述同步整流芯片U1的同步计时输入端SRS通过电容C1与其接地端GND连接，且同步整流芯片U1的接地端GND与第一交流电输入端L1连接；
所述同步整流芯片U2的同步计时输入端SRS通过电容C3与其接地端GND连接，且同步整流芯片U2的接地端GND与第二交流电输入端L2连接；
所述同步整流芯片U3的同步计时输入端SRS通过电容C7与其接地端GND连接，且同步整流芯片U3的接地端GND与地对接；
所述同步整流芯片U4的同步计时输入端SRS通过电容C6与其接地端GND连接，且同步整流芯片U3的接地端GND与地对接。
3.根据权利要求1或2所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：还包括与同步整流芯片U1连接的第一自举电路和与同步整流芯片U2连接的第二自举电路。
4.根据权利要求3所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：所述第一自举电路包括二极管D1、电阻R2和电容C2，所述二极管D1的正极与工作电源连接，二极管D1的负极依次通过电阻R2和电容C2与第一交流电输入端L1连接，且电阻R2和电容C2之间还与同步整流芯片U1的电源端VCC连接。
5.根据权利要求3所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：所述第二自举电路包括二极管D2、电阻R4和电容C4，所述二极管D2的正极与工作电源连接，二极管D2的负极依次通过电阻R4和电容C4与第二交流电输入端L2连接，且电阻R4和电容C4之间还与同步整流芯片U2的电源端VCC连接。
6.根据权利要求3所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：所述同步整流芯片U3的电源端VCC通过电阻R11与工作电源连接，还通过电容C8与地对接。
7.根据权利要求3所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：所述同步整流芯片U4的电源端VCC通过电阻R12与工作电源连接，还通过电容C9与地对接。
8.根据权利要求2所述的基于MOS管的整流电路，其特征在于：所述电容C1、电容C3、电容C6和电容C7的取值随频率变化而反向变化。
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| 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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