專利名稱：高效率有源整流電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種交流整流技術，尤指開關電源的整流技術，特別 適用于低電壓、大電流的高效率整流。
背景技術：
目前的各種整流電路都由二極管組成，二極管是無源元件，它具 有成本低、電路簡單的優點，在較高電壓的整流電路中，也有很高的 整流效率，深受大家的喜愛，并被廣泛地使用。它的不足之處是，二 極管的整流損耗是以相對固定的壓降形式出現的，在高頻整流電路
中，最低的整流損耗也有0. 5V左右，這在大電流的整流電路中功耗 很大，整流管需要配置很大的散熱板，導致整體體積增大、熱穩定性 差。例如，5V的電源其整流損耗可達9-15y。， 5V 200W的電源，整流 損耗達18-30W。若能將其整流壓降降到G. IV，則其整流損耗就會降 至為4-8W。如果整流壓降為0. 05V,則整流損耗只有2-4W,這樣只 需很小的散熱片，或幾個的管子并聯，不加散熱片也可以。這樣一來， 電源的溫升大大降低，電源的體積大大減小。
場效應管正向電阻小，可使正向導通壓降<0. IV,但大功率場效 應管均接有反向保護二極管，即反向電壓只有0. 6V。因而，場效應 管不能用常規的接法實現交流整流。
發明內容
本發明的主要目的，在于提供一種高效率有源整流電路，其適用 于大電流的整流電路，取代現有技術中采用二極管整流時整流損耗 大、發熱量大、需要散熱板的體積大的不足，打破常規采用場效應管 實現交流整流，整流損耗小，發熱量低，減小產品體積。
為了達成上述目的，本發明的解決方案是 一種高效率有源整流電路，包括一反接的場效應管和其驅動控制 電路。
上述場效應管為N型場效應管，所述整流電i 各還包括一二極管和 一濾波電容，二極管正向連接在場效應管的漏極和源極之間，濾波電 容的一端與該場效應管的源極連接，該場效應管的漏極及濾波電容的 另 一端為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流輸出端。
上述場效應管為P型場效應管，所述整流電路還包括一二極管和 一濾波電容，二極管正向連接在場效應管的源極和漏極之間，濾波電 容的一端與該場效應管的漏極連接，該場效應管的源極及濾波電容的 另 一端為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流輸出端。
采用上述方案后，本發明使用場效應管這種有源元件進行交流整 流，利用其特殊的工作特性，將漏極和源極反向連接，當場效應管導 通時，DS的電流方向與常規使用時的電流流向相反，由此實現高效 率整流。雖然場效應管是個有源元件，單價比二極管貴，而且還要配 置相應的驅動控制電路，元件成本增加很多，但由于其整流損耗小， 因此只需很小的散熱片，甚至不使用散熱片也可以，且無需傳統結構 中布設二極管等所用的電路板、外殼等部件，節省成本，整體上使電 源濃度總成本增加不多，因而，對于輸出電壓低、功率大、體積小、性能要求高的開關電源來說，使用場效應管比二極管有著無可比擬的 優勢。
圖l是本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
以下結合附圖及具體實施例對本發明的工作原理及連接結構進 4亍詳細i兌明。
參考圖l所示，是本發明高效率有源整流電路的連接結構圖，其 包含反接的場效應管l和與其配合的驅動控制電路l,具體而言，還
包括二極管Dl和濾波電容Cl,且該實施例是以N型場效應管為例進 行說明，使用P型場效應管的連接結構與此恰好相反，在此不再贅述。
驅動控制電路1包括與場效應管Ql配備的相位檢測、驅動、控 制等輔助電路。確保場效應管Ql處于正確的通斷整流狀態，此為常 規結構，圖中僅以方框圖簡要表示，且由電源輸入端V2為驅動控制 電路1提供電源，通過驅動控制輸出端V3連接場效應管Ql的柵極G， 還具有交流相位輸入端VI。
二極管Dl正向連接在場效應管Ql的漏極D和源極S之間，濾波 電容C1的一端與場效應管Ql的源極S (即圖1中的B處)連接，該 場效應管Q1的漏極D(即圖1中的A處)及濾波電容C1的另一端(即 圖1中的C處)為整流交流輸入端，而濾波電容C1的兩端(B、 C) 為整流交流輸出端。
5再請參考圖1所示，當待整流的交流輸入為A端正、C端負時， VI得到高電位(電位參考點為"A" ), V3輸出高電平，即V3處的 電位高出A處IOV左右，此時場效應管Ql導通，相當于二極管Dl正 向導通，由于它的壓降很小，導通損耗很小，所以它的整流效率很高， 電流從A流向B向濾波電容C1充電；而當豐命入端的電壓為C正A多 時，VI變為低電位，V3輸出低電平，場效應管Ql進入截止關斷狀態， 其反向截止的漏電流4艮小，其損耗可以忽略；由此循環反復，得到B 正C負的直流電壓，即可實現用場效應管Q代替二極管進行高效率整 流的目的。
由于場效應管Ql的整流壓降取決于導通時場效應管的內阻和整 流時流過的電流，且場效應管Ql的導通電阻越小，整流損耗就越小， 因此可根據不同的使用需求，選用適當型號的場效應管Ql，擴大了 適用范圍。 -
綜上所述，本發明靈活地應用了場效應管的四個重要特性， 一是 導通電阻小，二是導通電阻呈現純電阻特性，可雙向導通，三是開關 速度快，四是DS端并接有反向二極管。上述特性之一表明場效應管 有了高效率整流的基礎；特性之二表明場效應管的DS電流也可反向 流動；特性之三表明場效應管可用于高頻整流；特性之四說明場效應 管必須反向使用時才能實現整流的目的。因為場效應管Q1的內部并 接有反向二極管Dl，正向使用時相當于整流管的反向耐壓僅0. 6V, 不能反向截止，因而達不到整流效果，本發明將場效應管Ql的DS扭 反向使用，問題就解決了，其一，正向的導通電阻不變，具備了正向 導通的超低損耗的條件；其二，內部二極管變成了 "正向"并聯，還 可兼作輔助整流用；其三，場效應管整流截止時的反向耐壓變成了原 場效應管最高工作電壓。因而具備了正向導通電阻小和反向截止電壓
6高這個整流的必備條件，這正是本發明的巧妙之處，是場效應管可作 整流管使用的關鍵，是本發明的核心。
以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的 保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做 的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。
權利要求
1、一種高效率有源整流電路，其特征在于包括一反接的場效應管和其驅動控制電路。
2、 如權利要求1所述的高效率有源整流電路，其特征在于所 述場效應管為N型場效應管，所述整流電if各還包4舌一二^fel管和一濾波 電容，二極管正向連接在場效應管的漏極和源極之間，濾波電容的一 端與該場效應管的源極連接，該場效應管的漏極及濾波電容的另 一端 為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流輸出端。
3、 如權利要求1所述的高效率有源整流電路，其特征在于所 述場效應管為P型場效應管，所述整流電路還包括一二極管和一濾波 電容，二極管正向連接在場效應管的源極和漏極之間，濾波電容的一 端與該場效應管的漏極連接，該場效應管的源極及濾波電容的另一端 為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流輸出端。
全文摘要
本發明公開一種高效率有源整流電路，包括一反接的場效應管和其驅動控制電路。此整流電路適用于大電流的整流電路，取代現有技術中采用二極管整流時整流損耗大、發熱量大、需要散熱板的體積大的不足，打破常規采用場效應管實現交流整流，整流損耗小，發熱量低，減小產品體積。本發明還公開一種使用P型場效應管的高效率有源整流電路，其與前述結構相反，是將二極管正向連接在場效應管的源極和漏極之間，且濾波電容的一端與該場效應管的漏極連接。
文檔編號H02M7/12GK101626198SQ200910041920
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月18日 優先權日2009年8月18日
發明者劉開展 申請人:廈門方光電子科技有限公司