桥式整流电路制造技术

本申请公开了一种桥式整流电路。该桥式整流电路包括：成电桥连接的整流部分(501，502，503，504)，包括位于电桥下侧的整流开关器件(503，504)；以及驱动部分(505a)，接收各整流开关器件(503，504)的相应驱动电压，并将上限值受限的驱动电压输出至相应整流开关器件(503，504)的控制端子。

Bridge rectifier circuit

The present invention discloses a bridge rectifier circuit. The bridge type rectifier circuit includes: a bridge connected rectifier (501502503504), including the rectifier switch device is located in the lower side of the bridge (503504); and a driving part (505a), receiving the rectifier switching device (503504) corresponding to the driving voltage, and the maximum driving voltage to the corresponding rectifier switching device (limited 503504) control terminal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路领域，具体地，涉及一种桥式整流电路，该桥式整流电路中所含开 关器件的驱动电压受到限制。
技术介绍
桥式整流电路广泛用于各种应用中，特别是用来将交流(AC)电流整流为直流 (DC)电流。附图1中示出了一种常规的桥式整流电路。如图1所示，该桥式整流电路包括 4个二极管101、102、103、104，这四个二极管成电桥连接。在第一输入1附和第二输入IN2 处输入的AC电流，通过该桥式整流电路，可以在第一输出OUTl和0UT2处变换为DC电流。 通常，例如可以在输出OUTl和0UT2之间连接电容器Cl以便提供稳定的DC输出电压。输出OUTl和0UT2之间的输出电压Vout可以如下计算Vout = MAX (ABS (Vini-Vin2) ) _2*Vdiode，其中，MAX(x)表示取“X”的最大值，ABS(X)表示取“X”的绝对值，Vini和Vin2分别 表示输入INl和IN2处的电压，以及Vdiode表示二极管(101，102，103，104)导通时的压降。如果输入电压足够高(即，Vini和Vin2相差足够大)，则输出电压也足够大，二极管 上的压降Vdiode可以忽略不计。此时，电路的转换效率较高。然而，当前的电路应用，特别是集成电路应用，趋向于使用小的DC电压。因此，在 这种低输出电压应用中，二极管上的压降相对较大，从而导致电路的转换效率降低。为了提高电路的转换效率，可以使用导通时压降较小的肖特基二极管。图2中示 出了这样一种桥式整流电路，与图1所示的电路相比，其中的整流二极管均替换为肖特基 二极管 201、202、203、204。为进一步提高电路的效率，还可以使用开关器件如金属氧化物半导体场效应晶体 管(MOSFET)来代替桥式整流电路中的二极管元件。图3中示出了这样一种桥式整流电路， 与图2所示的电路相比，以两个NM0SFET (N型M0SFET) 303和304代替了两个下侧肖特基二 极管203和204，在电桥上侧则仍然采用了两个肖特基二极管301和302。在图3所示的桥式整流电路中，当输入mi与IN2之间的电压差大于输出电压时， 二极管301将被正向偏置并因此导通。因此，电流从第一输入mi通过二极管301而对电 容器Cl充电，并通过NM0SFET 304而返回到第二输入IN2。同样，当输入IN2与1附之间的 电压差大于输出电压时，二极管302将导通。此时，电流从第二输入IN2通过二极管302而 对电容器Cl充电，并通过NM0SFET 303而返回到第一输入INl。如果将NM0SFET 303和304的导通电阻做得极低(这是可以通过当前的半导体工 艺实现的)，那么整个整流电路上的压降可以仅为一个二极管(301或30 上的电压，从而 可以进一步提升电路的转换效率。图3所示的电路当以分立器件来实现时，可以很好地工作。但是，如果需要将这种 电路集成到芯片中，则可能存在问题。具体来说，在当前的集成电路工艺中，晶体管的栅介 质层做得越来越薄，以实现更好的源漏导通电阻性能。这使得MOSFET的栅源电压(Vgs)存在上限，否则栅介质层将可能击穿。因此，当图3的电路实现为集成电路时，如果输入mi和 IN2之间的电压差相对于Vgs的上限过大时，将不能如图3所示那样来直接驱动M0SFET。为了避免MOSFET的驱动电压过高而导致其栅介质击穿，已经提出了使用单独的 驱动电路来为MOSFET提供较低驱动电压。这种驱动电路需要单独的电源来为其供电。而 且由于通常需要MOSFET进行快速开关，因此这种电源应当是强电源。此外，驱动电路的时 序需严格控制，以避免2个MOSFET 303和304同时导通。因此，这种驱动电路及相应电源 的实现成本较高。有鉴于此，有必要提供一种新颖的桥式整流电路，该电路使用开关器件以增加转 换效率，同时又以简单的配置实现开关器件的驱动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种桥式整流电路，该电路可以以简单的配置实现，且其 中所含的开关器件的驱动电压可以受到限制。根据本专利技术的一个方面，提供了一种桥式整流电路，包括成电桥连接的整流部 分，包括位于电桥下侧的整流开关器件；以及驱动部分，接收各整流开关器件的相应驱动电 压，并将上限值受限的驱动电压输出至相应整流开关器件的控制端子。优选地，驱动部分还接收参考电压，并根据接收到的参考电压来限制驱动电压的 上限值。例如，该桥式整流电路可以包括参考电压生成部分，用于生成参考电压。这种参考 电压生成部分可以包括串联连接的电流源和齐纳二极管，其中所述电流源的电流流过所 述齐纳二极管而生成所述参考电压。优选地，驱动部分可以包括开关器件。驱动部分根据参考电压，并利用开关器件的 阈值电压，来将驱动电压的上限值限制为等于参考电压减去阈值电压的值。这种开关器件可以包括第一开关器件，连接在相应的整流开关器件的控制端子 及针对该整流开关器件的驱动电压之间，且该第一开关器件的控制端子接收参考电压；以 及第二开关器件，连接在相应的另一整流开关器件的控制端子以及针对该另一整流开关器 件的驱动电压之间，且该第二开关器件的控制端子接收参考电压。优选地，第一开关器件可以包括第一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)， 该第一 MOSFET的栅极接收参考电压，源极连接至相应的整流开关器件的控制端子，以及漏 极连接至针对该整流开关器件的驱动电压；以及第二开关器件可以包括第二 M0SFET，该第 二 MOSFET的栅极接收参考电压，源极连接至相应的另一整流开关器件的控制端子，以及漏 极连接至针对该另一整流开关器件的驱动电压。进一步优选地，该桥式整流电路还可以包括与第一 MOSFET并联的第一二极管； 以及与第二 MOSFET并联的第二二极管。优选地，整流部分可以包括第一二极管，连接在第一输入与第一输出之间；第 二二极管，连接在第二输入与第一输出之间；第一整流开关器件，连接在第一输入与第二输 出之间，其控制端子连接至驱动部分以接收相应的驱动电压；以及第二整流开关器件，连接 在第二输入与第二输出之间，其控制端子连接至驱动部分以接收相应的驱动电压，其中，第 一二极管、第二二极管、第一开关器件和第二开关器件的电流传导路径构成电桥连接。第一整流开关器件可以包括第一 NM0SFET，其漏极连接至第一输入，源极连接至第二输出。第二整流开关器件可以包括第二 NM0SFET，其漏极连接至第二输入，源极连接至第 二输出。优选地，驱动部分接收第二输入处的电压作为第一整流开关器件的驱动电压；以 及驱动部分接收第一输入处的电压作为第二整流开关器件的驱动电压。根据本专利技术，以一种简单的配置，实现了对驱动电压具有限压作用的驱动部分，从 而可以容易地驱动桥式整流电路下侧所包含的开关器件，而不会由于过高的驱动电压而造 成开关器件损坏。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和 有点将更为清楚，在附图中图1 3出了根据现有技术的桥式整流电路的示意图；图4示出了根据本专利技术一个实施例的桥式整流电路的示意图；以及图5示出了根据本专利技术另一实施例的桥式整流电路的示意图。具体实施例方式以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是 示例性的，而并非要限制本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥式整流电路，包括：成电桥连接的整流部分（５０１，５０２，５０３，５０４），包括位于电桥下侧的整流开关器件（５０３，５０４）；以及驱动部分（５０５ａ），接收各整流开关器件（５０３，５０４）的相应驱动电压，并将上限值受限的驱动电压输出至相应整流开关器件（５０３，５０４）的控制端子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伊珂，陈长江，王锐，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90