一种有源全桥整流器制造技术

本发明专利技术公开了一种有源全桥整流器，所述整流器包括：2个有源同步整流半桥控制器、4个NMOSFET管、4个二极管、电容；4个NMOSFET管分别为：QAH、QBH、QAL、QBL；4个二极管分别为第一至第四二极管；该整流桥堆采用了感应控制IC，驱动NMOSFET管作为开关控制电流的导通与截止整流桥的发热大幅度降低，提升了效率，降低了散热成本。

An Active Full Bridge Rectifier

The invention discloses an active full-bridge rectifier, which comprises two active synchronous rectifier half-bridge controllers, four NMOSFET tubes, four diodes and capacitors; four NMOSFET tubes are QAH, QBH, QAL and QBL; four diodes are first to fourth diodes respectively; the rectifier bridge stack adopts induction control IC and drives NMOSFET tube as the conduction and interception of switching control current. The heat generation of the stop rectifier bridge is greatly reduced, the efficiency is improved and the cost of heat dissipation is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种有源全桥整流器
本专利技术涉及整流器领域，具体地，涉及一种有源全桥整流器。
技术介绍
全波整流桥是一种被大量使用的电子元件，其主要用途有：1.用于AC/DC电源中，主要用作在AC输入端，作为整流器，将交流电整流为直流电，用于做后续的处理，如PFC，产生5V，12V等直流电，以做后续处理。2.对于一些直流供电的电子设备中，实现无极性输入。请参考图1，传统的全波整流桥通常由四个功率二极管构成，这些二极管主要有肖特基二极管(SS54)，雪崩二极管等等，低压直流输入的电子设备常使用肖特基二极管。而汽车和大型家电等用电设备中常使用雪崩二极管。1.在低压电子设备中通常使用肖特基二极管做反接保护或者全波整流，以提供无极性供电功能，肖特基二极管的导通电压在0.4～0.7V左右，当通过2A电流的情况下，会使得肖特基二极管的功耗高达0.8～1.4W，如果电流增加，二极管整流桥的功耗也会相应增加，该增加的功耗对低压供电设备来说，可能占到整个设备耗电的10％。一方面降低了设备的效率，另外一方面增加了散热设计的难度。另外肖特基二极管在高温下，存在反向漏电的问题，该漏电会进一步增加设备的功耗，降低用电设备的可靠性。2.汽车发电机整流桥中，通常使用雪崩二极管，该二极管的导通压降高达1.2V，在30A的电流下，单颗二极管的功耗高达40W，整流桥的功耗更是高达80W，将降低汽车的碳排放性能。最新的MCD(MOSControlledDiode)二极管能够将导通压降降低至0.6V，但是仍然存在高功耗的问题。3.在大功率用电设备如电动汽车充电桩、电焊机和大型空调当中，也需要使用二极管作为整流桥使用，其耐压可以达到750V，通过电流30A时，其导通压降高达1.5V，功率损耗较大，散热设计复杂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种有源全桥整流器，能够大幅度降低整流桥的导通压降，从而降低整流桥堆的功耗和发热，提升整流桥的效率。为实现上述专利技术目的，本申请提供了一种有源全桥整流器，所述整流器包括：有源同步整流半桥控制器、4个NMOSFET管、4个二极管、电容；4个NMOSFET管分别为：QAH、QBH、QAL、QBL；4个二极管分别为第一至第四二极管；有源同步整流全桥控制器的VCC端与整流器的VDC输出端连接；有源同步整流全桥控制器的VSA端与整流器的VAC+输入端连接，有源同步整流全桥控制器的VSB端与整流器的VAC-输出端连接；有源同步整流全桥控制器的AGND端接地；第一二极管的正极、QAH的源极均与整流器的VAC+输入端连接，第一二级管的负极和QAH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QAH的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVAH端连接；第二二极管的正极、QBH的源极均与整流器的VAC-输出端连接，第二二级管的负极和QBH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QBH的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVBH端连接；第三二极管的正极、QAL的源极均接地，第三二级管的负极和QAL的漏极均与整流器的VAC+输入端连接，QAL的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVAL端连接；第四二极管的正极、QBL的源极均接地，第四二级管的负极和QBL的漏极均与整流器的VAC-输出端连接，QBL的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVBL端连接；电容一端与整流器的VDC输出端连接，电容另一端接地。本申请还提供了另外一种有源全桥整流器，所述整流器包括：第一有源同步整流半桥控制器、第二有源同步整流半桥控制器、4个NMOSFET管、4个二极管、电容；4个NMOSFET管分别为：QAH、QBH、QAL、QBL；4个二极管分别为第一至第四二极管；第一有源同步整流半桥控制器的VCC端和第二有源同步整流半桥控制器的VCC端均与整流器的VDC输出端连接；第一有源同步整流半桥控制器的VSENSE端与整流器的VAC+输入端连接，第二有源同步整流半桥控制器的VSENSE端与整流器的VAC-输出端连接；第一有源同步整流半桥控制器的AGND端和第二有源同步整流半桥控制器的AGND端均接地；第一二极管的正极、QAH的源极均与整流器的VAC+输入端连接，第一二级管的负极和QAH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QAH的栅极与第一有源同步整流半桥控制器的DRVH端连接；第二二极管的正极、QBH的源极均与整流器的VAC-输出端连接，第二二级管的负极和QBH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QBH的栅极与第二有源同步整流半桥控制器的DRVH端连接；第三二极管的正极、QAL的源极均接地，第三二级管的负极和QAL的漏极均与整流器的VAC+输入端连接，QAL的栅极与第一有源同步整流半桥控制器的DRVL端连接；第四二极管的正极、QBL的源极均接地，第四二级管的负极和QBL的漏极均与整流器的VAC-输出端连接，QBL的栅极与第二有源同步整流半桥控制器的DRVL端连接；电容一端与整流器的VDC输出端连接，电容另一端接地。进一步的，整流全桥整流器包括2个半桥同步整流器，半桥同步整流器包括：上NMOSFET管QH、下NMOSFET管QL、逻辑控制模块、VAC低电压检测模块、欠压封锁模块、振荡器、稳压电源、电荷泵、电平位移器、电容、高侧栅极驱动、高侧迟滞比较器、低侧迟滞比较器、低侧栅极驱动、上二极管、下二极管；半桥同步整流器的VAC输入端通过VAC低电压检测模块与逻辑控制模块连接，逻辑控制模块与欠压封锁模块连接，欠压封锁模块与半桥同步整流器的VCC端连接；振荡器、电荷泵、电平位移器、高侧迟滞比较器的输出端、低侧迟滞比较器的输出端、低侧栅极驱动的输入端均与逻辑控制模块连接；振荡器与电荷泵和稳压电源均连接，稳压电源与电荷泵和半桥同步整流器的VCC端均连接，电荷泵与电容的正极、高侧栅极驱动均连接，电平位移器与电容的负极、高侧栅极驱动的输入端、上NMOSFET管QH的源极均连接，高侧栅极驱动的输出端与上NMOSFET管QH的栅极连接，上NMOSFET管QH的漏极与半桥同步整流器的VCC端连接，上NMOSFET管QH的源极与半桥同步整流器的VAC输出端连接，上二极管的正极与上NMOSFET管QH的源极连接，上二极管的负极与上NMOSFET管QH的漏极连接；半桥同步整流器的VCC端与高侧迟滞比较器的正输入端连接，高侧迟滞比较器的负输入端和低侧迟滞比较器的正输入端均与半桥同步整流器的VAC输出端连接，低侧迟滞比较器的负输入端接地；低侧栅极驱动的输出端与下NMOSFET管QL的栅极连接，下NMOSFET管QL的源极、下二极管的正极均接地，下NMOSFET管QL的漏极和下二极管的负极均与半桥同步整流器的VAC输出端连接。进一步的，VCC是两个半桥同步整流器的输出端，GND是两个半桥同步整流器的接地点，VAC是前级电源的一个输出端；QH和QL分别用高侧栅极驱动电路和低侧栅极驱动电路进行开启和关断；高侧迟滞比较器检测QH源漏极电压降，当VAC>VCC+400mV，高侧迟滞比较器输出zcd_hs为低电平；当VAC<VCC+10mV，高侧迟滞比较器输出zcd_hs为高电平；低侧迟滞比较器检测QL源漏极电压降，当VAC<-400mV，低侧迟滞比较器输出zcd_ls为低电平；当VAC>-10mV，低侧迟滞比较器输出zc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源全桥整流器，其特征在于，所述整流器包括：有源同步整流全桥控制器、4个NMOSFET管、4个二极管、电容；4个NMOSFET管分别为：QAH、QBH、QAL、QBL；4个二极管分别为第一至第四二极管；有源同步整流全桥控制器的VCC端与整流器的VDC输出端连接；有源同步整流全桥控制器的VSA端与整流器的VAC+输入端连接，有源同步整流全桥控制器的VSB端与整流器的VAC‑输出端连接；有源同步整流全桥控制器的AGND端接地；第一二极管的正极、QAH的源极均与整流器的VAC+输入端连接，第一二级管的负极和QAH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QAH的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVAH端连接；第二二极管的正极、QBH的源极均与整流器的VAC‑输出端连接，第二二级管的负极和QBH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QBH的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVBH端连接；第三二极管的正极、QAL的源极均接地，第三二级管的负极和QAL的漏极均与整流器的VAC+输入端连接，QAL的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVAL端连接；第四二极管的正极、QBL的源极均接地，第四二级管的负极和QBL的漏极均与整流器的VAC‑输出端连接，QBL的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVBL端连接；电容一端与整流器的VDC输出端连接，电容另一端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种有源全桥整流器，其特征在于，所述整流器包括：有源同步整流全桥控制器、4个NMOSFET管、4个二极管、电容；4个NMOSFET管分别为：QAH、QBH、QAL、QBL；4个二极管分别为第一至第四二极管；有源同步整流全桥控制器的VCC端与整流器的VDC输出端连接；有源同步整流全桥控制器的VSA端与整流器的VAC+输入端连接，有源同步整流全桥控制器的VSB端与整流器的VAC-输出端连接；有源同步整流全桥控制器的AGND端接地；第一二极管的正极、QAH的源极均与整流器的VAC+输入端连接，第一二级管的负极和QAH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QAH的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVAH端连接；第二二极管的正极、QBH的源极均与整流器的VAC-输出端连接，第二二级管的负极和QBH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QBH的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVBH端连接；第三二极管的正极、QAL的源极均接地，第三二级管的负极和QAL的漏极均与整流器的VAC+输入端连接，QAL的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVAL端连接；第四二极管的正极、QBL的源极均接地，第四二级管的负极和QBL的漏极均与整流器的VAC-输出端连接，QBL的栅极与有源同步整流全桥控制器的DRVBL端连接；电容一端与整流器的VDC输出端连接，电容另一端接地。2.一种有源全桥整流器，其特征在于，所述整流器包括：第一有源同步整流半桥控制器、第二有源同步整流半桥控制器、4个NMOSFET管、4个二极管、电容；4个NMOSFET管分别为：QAH、QBH、QAL、QBL；4个二极管分别为第一至第四二极管；第一有源同步整流半桥控制器的VCC端和第二有源同步整流半桥控制器的VCC端均与整流器的VDC输出端连接；第一有源同步整流半桥控制器的VSENSE端与整流器的VAC+输入端连接，第二有源同步整流半桥控制器的VSENSE端与整流器的VAC-输出端连接；第一有源同步整流半桥控制器的AGND端和第二有源同步整流半桥控制器的AGND端均接地；第一二极管的正极、QAH的源极均与整流器的VAC+输入端连接，第一二级管的负极和QAH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QAH的栅极与第一有源同步整流半桥控制器的DRVH端连接；第二二极管的正极、QBH的源极均与整流器的VAC-输出端连接，第二二级管的负极和QBH的漏极均与整流器的VDC输出端连接，QBH的栅极与第二有源同步整流半桥控制器的DRVH端连接；第三二极管的正极、QAL的源极均接地，第三二级管的负极和QAL的漏极均与整流器的VAC+输入端连接，QAL的栅极与第一有源同步整流半桥控制器的DRVL端连接；第四二极管的正极、QBL的源极均接地，第四二级管的负极和QBL的漏极均与整流器的VAC-输出端连接，QBL的栅极与第二有源同步整流半桥控制器的DRVL端连接；电容一端与整流器的VDC输出端连接，电容另一端接地。3.根据权利要求1或2所述的有源全桥整流器，其特征在于，整流全桥整流器包括2个半桥同步整流器，半桥同步整流器包括：上NMOSFET管QH、下NMOSFET管QL、逻辑控制模块、VAC低电压检测模块、欠压封锁模块、振荡器、稳压电源、电荷泵、电平位移器、电容、高侧栅极驱动、高侧迟滞比较器、低侧迟滞比较器、低侧栅极驱动、上二极管、下二极管；半桥同步整流器的VAC输入端通过VAC低电压检测模块与逻辑控制模块连接，逻辑控制模块与欠压封锁模块连接，欠压封锁模块与半桥同步整流器的VCC端连接；振荡器、电荷泵、电平位移器、高侧迟滞比较器的输出端、低侧迟滞比较器的输出端、低侧栅极驱动的输入端均与逻辑控制模块连接；振荡器与电荷泵和稳压电源均连接，稳压电源与电荷泵和半桥同步整流器的VCC端均连接，电荷泵与电容的正极、高侧栅极驱动均连接，电平位移器与电容的负极、高侧栅极驱动的输入端、上NMOSFET管QH的源极均连接，高侧栅极驱动的输出端与上NMOSFET管QH的栅极连接，上NMOSFET管QH的漏极与半桥同步整流器的VCC端连接，上NMOSFET管QH的源极与半桥同步整流器的VAC输...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭卓，陈忠志，赵翔，
申请(专利权)人：成都芯进电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51