CN209200953U - 一种整流电路、充电电路以及电器设备 - Google Patents

一种整流电路、充电电路以及电器设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型实施方式涉及整流技术领域，特别是涉及一种整流电路、充电电路以及电器设备。该整流电路包括：第一P型MOS管、第二P型MOS管、第一N型MOS管和第二N型MOS管；该整流电路通过第一P型MOS管、第二P型MOS管、第一N型MOS管和第二N型MOS管来实现全桥同步整流电路，MOS管具有导通内阻小的特性，一般可达几十毫欧，甚至几毫欧，也有热稳定度好的特性，当环境温度变化时，内阻变化也很小，由于整流电路不再设置有整流二极管，避免了整流二极管带来的较大压降以及损耗。

Description

一种整流电路、充电电路以及电器设备
技术领域
本实用新型实施方式涉及整流技术领域，特别是涉及一种整流电路、充电电路以及电器设备。
背景技术
整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。目前，由整流二极管组成的整流电路已经广泛运用于各种电器。
但是发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在以下技术问题：在现有技术中，一般传统隔离式电源的次级整流二极管存在较大的压降，有严重的二极管正向损耗。当系统功率较大时，将损耗较大的能量,这部分能量损失使得在设计系统时需进行额外的散热处理,导致产品的体积增大，产品的效率难以满足日趋严格的能源标准要求。
实用新型内容
本实用新型实施方式主要解决的技术问题是提供一种整流电路、充电电路以及电器设备，旨在解决现有整流电路中存在的整流二极管存在较大的压降，有严重的二极管正向损耗的问题。
第一方面，为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种整流电路，包括：
第一P型MOS管、第二P型MOS管、第一N型MOS管和第二N型MOS管；
所述第一P型MOS管的漏极连接交流电源的一端，所述第一P型MOS管的源极分别与外界负载的一端、所述第二P型MOS管的源极连接，所述第一P型MOS管的栅极分别与所述第一N型MOS管的栅极、所述交流电源的另一端、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接，所述第一N型MOS管的漏极分别与所述交流电源的一端、所述第二P型MOS管的栅极、所述第二N型MOS管的栅极连接，所述第一N型MOS管的源极分别与所述外界负载的另一端、所述第二N型MOS管的源极连接。
可选的，所述整流电路还包括第一滤波电路；
所述第一滤波电路的一端分别与所述第一P型MOS管的漏极、第一N型MOS管的漏极、所述交流电源的一端连接，所述第一滤波电路的另一端分别与所述第一P型MOS管的栅极、所述第一N型MOS管的栅极、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接。
可选的，所述第一滤波电路包括第一电容；
所述第一电容的一端分别与所述第一P型MOS管的漏极、第一N型MOS管的漏极、所述交流电源的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一P型MOS管的栅极、所述第一N型MOS管的栅极、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接。
第二方面，为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种充电电路，包括：
负载；
上述的整流电路，所述整流电路与所述负载连接；
其中，所述负载包括可充电电池，交流电源通过所述整流电路为所述可充电电池进行充电。
可选的，所述充电电路还包括第二滤波电路；
所述第二滤波电路的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端连接，所述第二滤波电路的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端连接。
可选的，所述第二滤波电路包括第二电容；
所述第二电容的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端连接。
可选的，所述充电电路还包括保护电路；
所述保护电路的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端、所述第二滤波电路的一端连接，所述保护电路的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端、所述第二滤波电路的另一端连接。
可选的，所述保护电路包括瞬态抑制二极管；
所述瞬态抑制二极管的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端、所述第二滤波电路的一端连接，所述瞬态抑制二极管的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端、所述第二滤波电路的另一端连接。
可选的，所述可充电电池包括铅酸电池。
第三方面，为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种电器设备，包括：
设备本体；
上述的充电电路，所述充电电路设置于所述设备本体内。
本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式的一种整流电路，包括：第一P型MOS管、第二P型MOS管、第一N型MOS管和第二N型MOS管；所述第一P型MOS管的漏极连接交流电源的一端，所述第一P型MOS管的源极分别与外界负载的一端、所述第二P型MOS管的源极连接，所述第一P型MOS管的栅极分别与所述第一N型MOS管的栅极、所述交流电源的另一端、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接，所述第一N型MOS管的漏极分别与所述交流电源的一端、所述第二P型MOS管的栅极、所述第二N型MOS管的栅极连接，所述第一N型MOS管的源极分别与所述外界负载的另一端、所述第二N型MOS管的源极连接。由此，所述整流电路通过第一P型MOS管、第二P型MOS管、第一N型MOS管和第二N型MOS管来实现全桥同步整流电路，MOS管具有导通内阻小的特性，一般可达几十毫欧，甚至几毫欧，也有热稳定度好的特性，当环境温度变化时，内阻变化也很小，所以所述整流电路不再设置有整流二极管，避免了整流二极管带来的较大压降以及损耗。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本实用新型实施方式整流电路的一结构示意图；
图2是本实用新型实施方式充电电路的一结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施方式一
请参阅图1和图2，本实用新型实施方式一提供一种整流电路100，该整流电路100包括：第一P型MOS管Q1、第二P型MOS管Q2、第一N型MOS管Q3和第二N型MOS管Q4。其中，第一P型MOS管Q1的漏极D1连接交流电源U的一端L0，第一P型MOS管Q1的源极S1分别与外界负载200的一端、第二P型MOS管Q2的源极S2连接，第一P型MOS管Q1的栅极G1分别与第一N型MOS管Q3的栅极G3、交流电源U的另一端L1、第二P型MOS管Q2的漏极D2、第二N型MOS管Q4的漏极D4连接，第一N型MOS管Q3的漏极D3分别与交流电源U的一端、第二P型MOS管Q2的栅极G2、第二N型MOS管Q4的栅极G4连接，第一N型MOS管Q3的源极S3分别与外界负载200的另一端、第二N型MOS管Q4的源极S4连接。
进一步的，为了对交流电源U的输入进行高频滤波，整流电路100还包括第一滤波电路10；第一滤波电路10的一端分别与第一P型MOS管Q1的漏极D1、第一N型MOS管Q3的漏极D3、交流电源U的一端L0连接，第一滤波电路10的另一端分别与第一P型MOS管Q1的栅极G1、第一N型MOS管Q3的栅极G3、第二P型MOS管Q2的漏极D2、第二N型MOS管Q4的漏极D4连接。可选的，第一滤波电路10包括第一电容C1；第一电容C1的一端分别与第一P型MOS管Q1的漏极D1、第一N型MOS管Q3的漏极D3、交流电源U的一端连接，第一电容C1的另一端分别与第一P型MOS管Q1的栅极G1、第一N型MOS管Q3的栅极G3、第二P型MOS管Q2的漏极D2、第二N型MOS管Q4的漏极D4连接。可选的，第一电容C1为高频电容。
为了便于理解本实用新型实施方式的实现过程，以下对本实用新型实施方式一的具体工作过程做进一步说明：
第一种情况：假设交流电源U当前处于正半周，即交流电源U的一端L0输出为正，交流电源U的另一端L1输出为负，此时作用于第一P型MOS管Q1的栅极G1和第一N型MOS管Q3的栅极G3的电平均为低电平，则第一P型MOS管Q1导通，第一N型MOS管Q3截止，与此同时，作用于第二P型MOS管Q2的栅极G2和第二N型MOS管Q4的栅极G4的电平均为高电平，则第二P型MOS管Q2截止，第二N型MOS管Q4导通，在此状态下，电流由交流电源U的一端L0通过第一P型MOS管Q1流向负载200、再通过第二N型MOS管Q4流回交流电源U的另一端L1，形成回路。
第二种情况：假设交流电源U当前处于负半周，即交流电源U的一端L0输出为负，交流电源U的另一端L1输出为正，此时作用于第一P型MOS管Q1的栅极G1和第一N型MOS管Q3的栅极G3的电平均为高电平，则第一P型MOS管Q1截止，第一N型MOS管Q3导通，与此同时，作用于第二P型MOS管Q2的栅极G2和第二N型MOS管Q4的栅极G4的电平均为低电平，则第二P型MOS管Q2导通，第二N型MOS管Q4截止，在此状态下，电流由交流电源U的另一端L1通过第二P型MOS管Q2流向负载200、再通过第一N型MOS管Q3流回交流电源U的一端L0，形成回路。
在上述第一种情况和第二种情况中，交流电源U输出的电流在经过整流电路100的整流处理后，均是由负载的同一端流入，再从另一端流出。
在本实用新型实施方式一中，整流电路100包括第一P型MOS管Q1、第二P型MOS管Q2、第一N型MOS管Q3和第二N型MOS管Q4；第一P型MOS管Q1的漏极D1连接交流电源U的一端，第一P型MOS管Q1的源极S1分别与外界负载200的一端、第二P型MOS管Q2的源极S2连接，第一P型MOS管Q1的栅极G1分别与第一N型MOS管Q3的栅极G3、交流电源U的另一端、第二P型MOS管Q2的漏极D2、第二N型MOS管Q4的漏极D4连接，第一N型MOS管Q3的漏极D3分别与交流电源U的一端、第二P型MOS管Q2的栅极G2、第二N型MOS管Q4的栅极G4连接，第一N型MOS管Q3的源极S3分别与外界负载200的另一端、第二N型MOS管Q4的源极S4连接。由此，整流电路100通过第一P型MOS管Q1、第二P型MOS管Q2、第一N型MOS管Q3和第二N型MOS管Q4来实现全桥同步整流电路，MOS管具有导通内阻小的特性，一般可达几十毫欧，甚至几毫欧，也有热稳定度好的特性，当环境温度变化时，内阻变化也很小，所以整流电路不再设置有整流二极管，避免了整流二极管带来的较大压降以及损耗,另外MOS管不像二极管那样能自动截止反向电流，需要通过控制MOS管栅极的电压来控制其导通和关断，此实用新型实施方式中采用的是自动驱动电路，具有积小、效率高、热稳定性好的优点。
实施方式二
请再参阅图1和图2，本实用新型实施方式二提供一种充电电路300，包括：负载200；如实施方式一所述的整流电路100，整流电路100与负载200连接；其中，负载200包括可充电电池BAT，交流电源U通过整流电路100为可充电电池进行充电。可选的，可充电电池BAT包括铅酸电池。
进一步的，为了对整流电路100整流后的电流进行滤波，因此充电电路300还包括第二滤波电路30；第二滤波电路30的一端分别与第一P型MOS管Q1的源极S1、第二P型MOS管Q2的源极S2、负载200的一端连接，第二滤波电路的另一端分别与第一N型MOS管Q3的源极、第二N型MOS管Q4的源极、负载200的另一端连接。可选的，第二滤波电路30包括第二电容C2；第二电容C2的一端分别与第一P型MOS管Q1的源极S1、第二P型MOS管Q2的源极S2、负载200的一端连接，第二电容C2的另一端分别与第一N型MOS管Q3的源极S3、第二N型MOS管Q4的源极S4、负载200的另一端连接。
进一步的，充电电路300还包括保护电路31；保护电路31的一端分别与第一P型MOS管Q1的源极S1、第二P型MOS管Q2的源极S2、负载200的一端、第二滤波电路30的一端连接，保护电路31的另一端分别与第一N型MOS管Q3的源极S3、第二N型MOS管Q4的源极S4、负载200的另一端、第二滤波电路30的另一端连接。可选的，保护电路31包括瞬态抑制二极管TVS；瞬态抑制二极管TVS的一端分别与第一P型MOS管Q1的源极S1、第二P型MOS管Q2的源极S2、负载200的一端、第二滤波电路30的一端连接，瞬态抑制二极管TVS的另一端分别与第一N型MOS管Q3的源极S3、第二N型MOS管Q4的源极S4、负载200的另一端、第二滤波电路30的另一端连接，其中，瞬态抑制二极管TVS具备稳压作用，当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上,以免电压过高而损坏可充电电池BAT。
为了便于理解本实用新型实施方式的实现过程，以下对本实用新型实施方式一的具体工作过程做进一步说明：
第一种情况：假设交流电源U当前处于正半周，即交流电源U的一端L0输出为正，交流电源U的另一端L1输出为负，此时作用于第一P型MOS管Q1的栅极G1和第一N型MOS管Q3的栅极G3的电平均为低电平，则第一P型MOS管Q1导通，第一N型MOS管Q3截止，与此同时，作用于第二P型MOS管Q2的栅极G2和第二N型MOS管Q4的栅极G4的电平均为高电平，则第二P型MOS管Q2截止，第二N型MOS管Q4导通，在此状态下，电流由交流电源U的一端L0通过第一P型MOS管Q1流向可充电电池BAT的正极、再由可充电电池BAT的负极通过第二N型MOS管Q4流回交流电源U的另一端L1，形成回路。
第二种情况：假设交流电源U当前处于负半周，即交流电源U的一端L0输出为负，交流电源U的另一端L1输出为正，此时作用于第一P型MOS管Q1的栅极G1和第一N型MOS管Q3的栅极G3的电平均为高电平，则第一P型MOS管Q1截止，第一N型MOS管Q3导通，与此同时，作用于第二P型MOS管Q2的栅极G2和第二N型MOS管Q4的栅极G4的电平均为低电平，则第二P型MOS管Q2导通，第二N型MOS管Q4截止，在此状态下，电流由交流电源U的另一端L1通过第二P型MOS管Q2流向可充电电池BAT的正极、再由可充电电池BAT的负极通过第一N型MOS管Q3流回交流电源U的一端L0，形成回路。
在本实用新型实施方式二中，充电电路300包括整流电路100、负载200，其中，整流电路100包括第一P型MOS管Q1、第二P型MOS管Q2、第一N型MOS管Q3和第二N型MOS管Q4；第一P型MOS管Q1的漏极D1连接交流电源U的一端，第一P型MOS管Q1的源极S1分别与负载200的一端、第二P型MOS管Q2的源极S2连接，第一P型MOS管Q1的栅极G1分别与第一N型MOS管Q3的栅极G3、交流电源U的另一端、第二P型MOS管Q2的漏极D2、第二N型MOS管Q4的漏极D4连接，第一N型MOS管Q3的漏极D3分别与交流电源U的一端、第二P型MOS管Q2的栅极G2、第二N型MOS管Q4的栅极G4连接，第一N型MOS管Q3的源极S3分别与负载200的另一端、第二N型MOS管Q4的源极S4连接。由此，整流电路100通过第一P型MOS管Q1、第二P型MOS管Q2、第一N型MOS管Q3和第二N型MOS管Q4来实现全桥同步整流电路，MOS管具有导通内阻小的特性，一般可达几十毫欧，甚至几毫欧，也有热稳定度好的特性，当环境温度变化时，内阻变化也很小，所以整流电路不再设置有整流二极管，避免了整流二极管带来的较大压降以及损耗,另外MOS管不像二极管那样能自动截止反向电流，需要通过控制MOS管栅极的电压来控制其导通和关断，此实用新型实施方式中采用的是自动驱动电路，具有积小、效率高、热稳定性好的优点，可用于大电流，小体积，效率高的充电产品。
实施方式三
本实用新型实施方式提供一种电器设备(图未示)，包括设备本体(图未示)；如上述实施方式二的充电电路300，充电电路300设置于设备本体内。可选的，电器设备包括汽车电瓶、电动车电瓶或者家用电瓶等。
以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种整流电路，其特征在于，包括：
第一P型MOS管、第二P型MOS管、第一N型MOS管和第二N型MOS管；
所述第一P型MOS管的漏极连接交流电源的一端，所述第一P型MOS管的源极分别与外界负载的一端、所述第二P型MOS管的源极连接，所述第一P型MOS管的栅极分别与所述第一N型MOS管的栅极、所述交流电源的另一端、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接，所述第一N型MOS管的漏极分别与所述交流电源的一端、所述第二P型MOS管的栅极、所述第二N型MOS管的栅极连接，所述第一N型MOS管的源极分别与所述外界负载的另一端、所述第二N型MOS管的源极连接。
2.根据权利要求1所述的整流电路，其特征在于，所述整流电路还包括第一滤波电路；
所述第一滤波电路的一端分别与所述第一P型MOS管的漏极、第一N型MOS管的漏极、所述交流电源的一端连接，所述第一滤波电路的另一端分别与所述第一P型MOS管的栅极、所述第一N型MOS管的栅极、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接。
3.根据权利要求2所述的整流电路，其特征在于，
所述第一滤波电路包括第一电容；
所述第一电容的一端分别与所述第一P型MOS管的漏极、第一N型MOS管的漏极、所述交流电源的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一P型MOS管的栅极、所述第一N型MOS管的栅极、所述第二P型MOS管的漏极、所述第二N型MOS管的漏极连接。
4.一种充电电路，其特征在于，包括：
负载；
如权利要求1至3任一项所述的整流电路，所述整流电路与所述负载连接；
其中，所述负载包括可充电电池，交流电源通过所述整流电路为所述可充电电池进行充电。
5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，
所述充电电路还包括第二滤波电路；
所述第二滤波电路的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端连接，所述第二滤波电路的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端连接。
6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，
所述第二滤波电路包括第二电容；
所述第二电容的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端连接。
7.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，
所述充电电路还包括保护电路；
所述保护电路的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端、所述第二滤波电路的一端连接，所述保护电路的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端、所述第二滤波电路的另一端连接。
8.根据权利要求7所述的充电电路，其特征在于，
所述保护电路包括瞬态抑制二极管；
所述瞬态抑制二极管的一端分别与所述第一P型MOS管的源极、第二P型MOS管的源极、所述负载的一端、所述第二滤波电路的一端连接，所述瞬态抑制二极管的另一端分别与所述第一N型MOS管的源极、第二N型MOS管的源极、所述负载的另一端、所述第二滤波电路的另一端连接。
9.根据权利要求4至8任一项所述的充电电路，其特征在于，
所述可充电电池包括铅酸电池。
10.一种电器设备，其特征在于，包括：
设备本体；
如权利要求4至9任一项所述的充电电路，所述充电电路设置于所述设备本体内。
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