一种用于电机发电的整流电路制造技术

本发明专利技术属于电子电路技术，具体的说是涉及一种用于电机发电的整流电路。本发明专利技术主要通过电荷泵的方式实现自驱动；其中包括比较器、VDMOS、驱动模块、检测模块、LDMOS、电阻R1、电容C1、逻辑模块、振荡器模块、电荷泵模块、负载。本发明专利技术中整流管VDMOS工作在反向电阻区，实现整流。采用电荷泵将VDMOS寄生二极管的导通电压泵升至规定值，通过逻辑控制模块等的处理，实现同步整流电路的自驱动。其驱动方式的简单性可同硅整流方案媲美，同时实现较低的导通损耗，提高发电机整体效率，起到节约能源，清洁环保的作用。

Rectifying circuit for electric generator

The invention belongs to the technical field of electronic circuit, in particular to a rectifying circuit used for generating electricity of an electric motor. The invention is mainly realized by the way of self driving charge pump; including comparator, VDMOS, driver module, detection module, LDMOS, resistor R1 and capacitor C1, logic module, oscillator module, charge pump module, load. The rectifying tube VDMOS of the invention is operated in the reverse resistance area. The charge pump is used to transfer the turn-on voltage of the VDMOS parasitic diode to the specified value, and the logic control module is adopted to realize the self driving of the synchronous rectification circuit. The simplicity of the driving mode can be compared with that of the silicon rectifying scheme, at the same time, the utility model can realize low conduction loss and improve the overall efficiency of the generator.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电路技术，具体的说是涉及一种用于电机发电的整流电路。
技术介绍
目前发电机整流器主要使用硅二极管作为整流元件，硅二极管正向压降大约为0.4～1V，大电流时通态功耗很大。随着汽车的大量普及，由硅二极管整流带来的功耗不容忽视。同步整流技术(Synchronous Rectification，SR)采用低电压功率MOS管作为整流器件。利用其较低的正向压降和很小的通态电阻，可以很好的降低整流器模块的整体功耗。采用同步整流技术的主要难度在于其整流管的栅极控制。整流管的驱动主要采用PWM方式，其实现较为复杂，需要建立空间矢量数学模型，进行复杂的变换求解。电路组成上需要大量的逻辑处理，增加技术难度和成本。汽车发电机受汽车转速影响，更增加了控制算法的难度。应用成本太高，不利于同步整流技术的普及。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对目前同步整流技术的上述问题，提出一种用于电机发电的整流电路。本专利技术技术方案：一种用于电机发电的整流电路，包括依次连接的发电机绕组、整流电路模块和负载模块；所述整流电路模块包括多个整流电路，每个整流电路分别连接发电机绕组输出的不同相电压，每个整流电路包括多个整流单元；所述整流单元由比较器、整流管、电荷泵单元、逻辑控制模块、电压检测模块、驱动模块、振荡器模块、LDMOS、VDMOS、电容和电阻构成；其中，VDMOS的源极接比较器的正输入端，VDMOS的漏极接比较器的负输入端，比较器的输出端接逻辑控制模块的第一输入端；VDMOS的漏极接负载模块；VDMOS的漏极接LDMOS的源极，LDMOS的栅极通过电阻后接VSMOS的源极，LDMOS的漏极接电容的下极板；驱动模块的输出端接VDMOS的栅极，驱动模块的电源端接电容的上极板，驱动模块的地端接电容的下极板；检测模块的电源端接电容的上极板，检测模块的地端接电容的下极板，检测模块的输出端接逻辑控制模块的第二输入端；逻辑控制模块的电源端接电容的上极板，逻辑控制模块的地端接电容的下极板，逻辑控制模块的输出端接振荡器的使能信号端，逻辑控制模块的第三输入端接电荷泵的输出端；振荡器模块的电源端接VDMOS的源极，振荡器模块的地端接LDMOS的漏极，振荡器的输出端接电荷泵的输入端；电荷泵的电源端接VDMOS的源极，电荷泵的地端接LDMOS的漏极；所述逻辑控制模块用于控制振荡器的工作，所述振荡器用于控制电荷泵的工作，所述电荷泵用于通过逻辑模块向电容充电，所述电容通过驱动模块为VDMOS提供栅极驱动。本专利技术的有益效果为：不使用复杂的PWM驱动方式，利用VDMOS的寄生二极管，使用电荷泵为VDMOS提供驱动，可以实现整流电路的自驱动。附图说明图1是本专利技术的逻辑结构示意图；图2是发电机二次侧绕组电压波形图，也即整流电路的输入电压波形；图3是电荷泵的逻辑结构示意图；图4是逻辑模块的框架图；图5是电压检测的框架图；图6是电荷泵基本单元的电路图；图7是驱动模块的框架图；图8是振荡器模块的框架图。具体实施方式下面结合附图，详细描述本专利技术的技术方案：如图1所示，本专利技术的一种用于电机发电的整流电路，采用电荷泵来代替传统的PWM驱动方式。其特征在于，包括比较器、VDMOS、驱动模块、检测模块、LDMOS、电阻R1、电容C1、逻辑模块、振荡器模块、电荷泵模块、负载。VDMOS的S端接比较器COMP的+端，VDMOS的D端接比较器COMP的—端，比较器COMP的输出接逻辑模块的C1控制端。VDMOS的D端接负载的正端。VDMOS的D端接LDMOS的S端，LDMOS的栅极G端接电阻R1，R1接VSMOS的S端，LDMOS的D端接电容C1的下极板。驱动模块的DG端接VDMOS的栅极G端，驱动模块的DVDC端接电容C1的上极板，驱动模块的DVGND接电容C1的下极板。检测模块的TVDC接电容C1上极板，检测模块的TGND接电容C1的下极板，检测模块的CTRL端接逻辑模块的C2端。逻辑模块的LVDC接电容C1的上极板，逻辑模块的LGND接电容C1的下极板，逻辑模块的EN使能端，接振荡器的E端，逻辑模块的CH端接电荷泵的OUT端。振荡器模块的OVDC接VDMOS的S端，振荡器模块的OGND接LDMOS的D端，振荡器的OSC端接电荷泵IN端。电荷泵的PVDC端接VDMOS的S端，电荷泵的PGND端接VDMOS的LDMOS的D端。VDMOS寄生二极管有电流流过时产生的压降作为逻辑控制模块和电荷泵模块的电源，VDMOS的D端作为逻辑控制模块和电荷泵模块的地。电容C1上储存的电能为电压检测模块、控制模块、驱动模块提供电源，电容的下极板为电压检测模块、控制模块。驱动模块的地。检测模块检测电容C1的上极板电压，通过逻辑控制模块控制振荡器的工作，从而控制电荷泵的工作，电荷泵通过逻辑模块向电容C1充电，电容C1通过驱动模块为VDMOS提供栅极驱动。图1中显示的是三相全波同步整流电路的电路架构，完成整流功能，需要对VDMOS的栅极进行控制，本专利技术中采用电荷泵方式对整流管进行控制，从而实现自驱动。本实施例包括三角形绕组、发电机星形绕组、3组整流电路共6个整流单元、电荷泵模块、汽车蓄电池负载。其中将S1、S3、S5三个VDMOS称为共阴极组，S2、S4、S6三个VDMOS称为共阳极组。VDMOS应当按照S1-S2-S3-S4-S5-S6的顺序导通。VDMOS的S端接比较器COMP的+端，VDMOS的D端接比较器COMP的—端，比较器COMP的输出接逻辑模块的C1控制端。VDMOS的D端接负载的正端。VDMOS的D端接LDMOS的S端，LDMOS的栅极G端接电阻R1，R1接VSMOS的S端，LDMOS的D端接电容C1的下极板。驱动模块的DG端接VDMOS的栅极G端，驱动模块的DVDC端接电容C1的上极板，驱动模块的DVGND接电容C1的下极板。检测模块的TVDC接电容C1上极板，检测模块的TGND接电容C1的下极板，检测模块的CTRL端接逻辑模块的C2端。逻辑模块的LVDC接电容C1的上极板，逻辑模块的LGND接电容C1的下极板，逻辑模块的EN使能端，接振荡器的E端，逻辑模块的CH端接电荷泵的OUT端。振荡器模块的OVDC接VDMOS的S端，振荡器模块的OGND接LDMOS的D端，振荡器的OSC端接电荷泵IN端。电荷泵的PVDC端接VDMOS的S端，电荷泵的PGND端接VDMOS的LDMOS的D端。为说明工作原理，结合图2进行具体叙述。图2是典型的发电机二次侧绕组输出电压波形。触发角a＝0°。根据电子电路原理，整流管VDMOS在自然换相点换相。对于共阴极组的3个VDMOS，其S端(也即寄生二极管的阳极)所接交流电压最高时导通，对于共阴极组的3个VDMOS，其D端(也即寄生二极管的阴极)所接交流电压最低时(绝对值最高时)导通。任意时刻共阴极组和共阳极组中分别只有一个VDMOS导通，从而实现整流。如图3所示，以共阳极组的S1为例并结合图2，在wt1时刻，Ua交流电压升为最高，O1点电位同前一时刻输出电压Ub相同，Ua>Ub，此时LDMOS的VGS>0，因此LDMOS导通。S1并未导通，共阴极组寄生二极管D1上产生正向压降，D1的阳极接电荷泵模块的PVDC，D1的阴极接电荷泵模块的PGND，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机发电的整流电路，包括依次连接的发电机绕组、整流电路模块和负载模块；所述整流电路模块包括多个整流电路，每个整流电路分别连接发电机绕组输出的不同相电压，每个整流电路包括多个整流单元；所述整流单元由比较器、整流管、电荷泵单元、逻辑控制模块、电压检测模块、驱动模块、振荡器模块、LDMOS、VDMOS、电容和电阻构成；其中，VDMOS的源极接比较器的正输入端，VDMOS的漏极接比较器的负输入端，比较器的输出端接逻辑控制模块的第一输入端；VDMOS的漏极接负载模块；VDMOS的漏极接LDMOS的源极，LDMOS的栅极通过电阻后接VSMOS的源极，LDMOS的漏极接电容的下极板；驱动模块的输出端接VDMOS的栅极，驱动模块的电源端接电容的上极板，驱动模块的地端接电容的下极板；检测模块的电源端接电容的上极板，检测模块的地端接电容的下极板，检测模块的输出端接逻辑控制模块的第二输入端；逻辑控制模块的电源端接电容的上极板，逻辑控制模块的地端接电容的下极板，逻辑控制模块的输出端接振荡器的使能信号端，逻辑控制模块的第三输入端接电荷泵的输出端；振荡器模块的电源端接VDMOS的源极，振荡器模块的地端接LDMOS的漏极，振荡器的输出端接电荷泵的输入端；电荷泵的电源端接VDMOS的源极，电荷泵的地端接LDMOS的漏极；所述逻辑控制模块用于控制振荡器的工作，所述振荡器用于控制电荷泵的工作，所述电荷泵用于通过逻辑模块向电容充电，所述电容通过驱动模块为VDMOS提供栅极驱动。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电机发电的整流电路，包括依次连接的发电机绕组、整流电路模块和负载模块；所述整流电路模块包括多个整流电路，每个整流电路分别连接发电机绕组输出的不同相电压，每个整流电路包括多个整流单元；所述整流单元由比较器、整流管、电荷泵单元、逻辑控制模块、电压检测模块、驱动模块、振荡器模块、LDMOS、VDMOS、电容和电阻构成；其中，VDMOS的源极接比较器的正输入端，VDMOS的漏极接比较器的负输入端，比较器的输出端接逻辑控制模块的第一输入端；VDMOS的漏极接负载模块；VDMOS的漏极接LDMOS的源极，LDMOS的栅极通过电阻后接VSMOS的源极，LDMOS的漏极接电容的下极板；驱动模块的输出端接VDMOS的栅极，驱动模块的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽宏，万佳利，张明，汪榕，黄孟意，苏志恒，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51