具有辅助电压输出的整流器制造技术

公开了一种具有辅助电压输出的整流器。整流器包括被配置为接收交流输入电压的两个输入路径、被配置为提供直流输出电压的两个输出路径、和被配置为提供辅助输出电压的辅助输出路径。至少两个整流路径被连接在输入和输出路径中的每个之间。至少两个整流路径是被连接到同一输出路径的开关模式整流路径。两个开关模式整流路径被配置为在输入电压的一个半波期间将一个输出路径连接到一个输入路径，并且在另一半波期间将该一个输出路径连接到另一输入路径。两个开关模式整流路径的每个包括具有可控制的路径的两个半导体元件，可控制的路径通过辅助输出节点而与彼此串联连接。至少一个整流器元件被连接在辅助输出和两个辅助输出节点之间。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及全波整流器，特别是涉及桥式整流器。
技术介绍
桥式整流器是一种类型的电气电路，在该电气电路中，四个整流路径被连接在两个交流电流(AC)输入路径中的每个和两个直流电流(DC)输出路径中的每个之间以针对任一极性的输入(半波)提供相同极性的输出。整流路径通常包括相当低效率并且显著地减少从AC能量到DC能量的电力转换的总体效率的一个或更多个二极管。低效率产生于二极管的正向电压，正向电压可以达到1伏特或更多。由于在桥式整流器的操作期间在任何时间至少两个二极管被串联连接，因此在具有在85和265伏特(V)之间的输入电压的常见的电源电路中，由二极管引起的电压损失可以近似地在0.8%和2.5%之间。在各个应用中，要求附加的辅助电压用于在不牵涉整个桥式整流器的情况下对例如控制电路、备用电路、启动电路等供电。已知的辅助电压供给电路展现显著的功率消耗。与桥式整流器组合，辅助电压供给电路典型地增加还提供辅助电压的整流器系统的整体低效率。由辅助电压供给电路引起的低效率经常被认为是严重的。
技术实现思路
根据实施例，整流器包括被配置为接收交流输入电压的两个输入路径、被配置为提供直流输出电压的两个输出路径、和被配置为提供辅助输出电压的辅助输出路径。至少两个整流路径被连接在输入路径中的每个和输出路径中的每个之间。整流路径中的至少两个是开关模式整流路径。两个开关模式整流路径被连接到一个相同的输出路径。两个开关模式整流路径被配置为在输入电压的一个半波期间将一个输出路径连接到一个输入路径，并且被配置为在输入电压的另一半波期间将该一个输出路径连接到另一输入路径。两个开关模式整流路径每个包括具有可控制的路径的两个半导体元件。两个开关模式整流路径中的每个中的两个半导体元件的可控制的路径经由对应的辅助输出节点而与彼此串联连接。至少一个整流器元件被连接在辅助输出和两个辅助输出节点之间。根据另一个实施例，整流器包括被配置为接收交流输入电压的两个输入路径、被配置为提供直流输出电压的两个输出路径、被配置为提供辅助输出电压的辅助输出路径、和被连接在输入路径中的每个和输出路径中的每个之间的四个整流路径。四个整流路径中的两个是开关模式整流路径。该两个开关模式整流路径被连接到一个相同的输出路径。整流路径被配置为在输入电压的一个半波期间将一个输入路径连接到一个输出路径并且将另一输入路径连接到另一输出路径，并且被配置为在输入电压的另一半波期间将第一输入路径连接到第二输出路径并且将第二输入路径连接到第一输出路径。两个开关模式整流路径的每个包括具有可控制的路径的两个半导体元件。两个开关模式整流路径中的每个中的两个半导体元件的可控制的路径经由对应的辅助输出节点而与彼此串联连接。至少一个整流器元件被连接在辅助输出和两个辅助输出节点中的至少一个之间。【附图说明】在附图中图解这些和其它方面，在附图中，贯穿不同的视图，类似的参考标号指明对应的部分。图1是在每个整流路径中具有两个晶体管的全波整流器的电路图。图2是图解在图1中示出的全波整流器的模拟结果的示图。图3是基于在图1中示出的全波整流器的替换的全波整流器的电路图。图4是在每个整流路径中具有两个晶体管的替换的全波整流器的电路图。图5是在图1中示出的全波整流器的简化的等价电路图。图6是具有附加的辅助电压电路和电压检测器的如图1中示出的全波整流器的电路图。图7是图解相对于输入电压的辅助电压AUX的特性的电压定时图。图8是具有附加的辅助电压电路和替换的电压检测器的如图1中示出的全波整流器的电路图。图9是具有提供两个辅助电压的附加的辅助电压电路的如图1中示出的全波整流器的电路图。图10是作为对在图1中示出的全波整流器的替换的、在每个整流路径中具有三个晶体管的全波整流器的电路图。【具体实施方式】为了简单起见，在下面描述的示例性双线路全波整流器中使用的所有晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管。替换地，这些晶体管能够由双极晶体管、结型场效应晶体管、碳化硅晶体管、氮化镓晶体管或任何其它适当的晶体管来单独地替代。如图1中示出的那样，示例性桥式整流器BRB1包括四个整流路径A、B、C和D，四个整流路径A、B、C和D被连接在两个AC输入路径AC1和AC2 (被连接到AC源V)中的每个与两个DC输出路径DC1和DC2 (被连接到负载L)中的每个之间。特别是，整流路径A被连接在输入路径AC1和输出路径DC1之间，整流路径B被连接在输入路径AC2和输出路径DC1之间，整流路径C被连接在输入路径AC1和输出路径DC2之间，并且整流路径D被连接在输入路径AC2和输出路径DC2之间。图1的电路中的输出路径DC1可以被连接到地G。四个整流路径A、B、C和D中的每个包括可控制的开关，可以由常开晶体管和常关晶体管的级联电路来提供可控制的开关。级联电路基本上是由跟随有电流缓冲器的跨导放大器组成的两极放大器。它能够从两个串联连接的晶体管来构造，其中一个作为公共源极(或公共发射极)来操作并且另一个作为公共栅极(或公共基极)来操作。级联电路可以采用单个导电类型的晶体管(S卩，p沟道或η沟道场效应晶体管)或不同导电类型的晶体管(即，Ρ沟道和η沟道场效应晶体管)。在图1中示出的桥式整流器中，整流路径Α和Β仅包括η沟道场效应晶体管，而整流路径C和D包括η沟道晶体管和ρ沟道晶体管两者。特别是，整流路径Α和B可以被同样地构造并且可以包括常关η沟道场效应晶体管Q1或Q2，常关η沟道场效应晶体管Q1或Q2的源极线被连接到输出路径DC1并且常关η沟道场效应晶体管Q1或Q2的栅极线被连接到相应的另一晶体管Q2或Q1的漏极线(级联电路的公共栅极级)。在整流路径A中，晶体管Q1的漏极线被连接到常开η沟道场效应晶体管Q3的源极线，常开η沟道场效应晶体管Q3的栅极被耦合到输出路径DC1并且常开η沟道场效应晶体管Q3的漏极线被连接到输入路径AC1 (级联电路的公共源极级)。相应地，在整流路径Β中，晶体管Q2的漏极线被连接到常开η沟道场效应晶体管Q4的源极线，常开η沟道场效应晶体管Q4的栅极被耦合到输出路径DC1并且常开η沟道场效应晶体管Q4的漏极线被连接到输入路径AC2。整流路径C和D还可以被同样地构造。整流路径C可以包括常关ρ沟道场效应晶体管Q5，常关ρ沟道场效应晶体管Q5的漏极线被连接到输入路径AC1 (公共漏极级)并且常关Ρ沟道场效应晶体管Q5的栅极线被连接到整流路径Α中的晶体管Q1的漏极线。常关η沟道场效应晶体管Q7经由它的源极线而被连接到晶体管Q5的源极线，经由它的栅极线而被连接到输入路径AC1并且经由它的漏极线而被连接到输出路径DC2(公共栅极级)。整流路径D可以包括常关ρ沟道场效应晶体管Q6，常关ρ沟道场效应晶体管Q6的漏极线被连接到输入路径AC2并且常关ρ沟道场效应晶体管Q6的栅极线被连接到整流路径B中的晶体管Q2的漏极线。常开η沟道场效应晶体管Q8经由它的源极线而被连接到晶体管Q6的源极线，经由它的栅极线而被连接到输入路径AC2并且经由它的漏极线而被连接到输出路径DC2。晶体管Q1-Q8可以包括在晶体管Q1-Q8的相应的源极线和漏极线之间的在内部的类似二极管的结构(被提及为体二极管D1-D8)，由此在η沟道晶体管Q1-Q4、Q7和QA8中，类似二极管的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整流器，包括：两个输入路径，被配置为接收交流输入电压；两个输出路径，被配置为提供直流输出电压；辅助输出路径，被配置为提供辅助输出电压；至少两个整流路径，所述至少两个整流路径被连接在所述输入路径中的每个和所述输出路径中的每个之间，其中，所述至少两个整流路径中的两个是开关模式整流路径，所述两个开关模式整流路径被连接到一个相同的输出路径；所述两个开关模式整流路径被配置为在输入电压的一个半波期间将一个输出路径连接到一个输入路径，并且被配置为在输入电压的另一半波期间将所述一个输出路径连接到另一输入路径；所述两个开关模式整流路径的每个包括具有可控制的路径的半导体元件；所述两个开关模式整流路径中的每个中的所述两个半导体元件的可控制的路径经由对应的辅助输出节点而与彼此串联连接；以及至少一个整流器元件被连接在辅助输出和所述两个辅助输出节点中的至少一个之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J巴伦舍恩，A毛德，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT