一种高效桥式整流驱动控制电路制造技术

一种高效桥式整流驱动控制电路，有功率电路和电流检测及驱动控制电路，其特征在于；整流MOS管Q1，整流MOS管Q2，整流MOS管Q3，整流MOS管Q4组成一个高效桥式主功率电路，整流二极管D3，三极管Q7组成整流MOS管Q1电流方向检测及驱动控制电路，整流二极管D4，三极管Q10组成另一个整流MOS管Q3电流方向检测及驱动控制电路，其中整流MOS管Q2，整流MOS管Q4的导通是分别与整流MOS管Q3，整流MOS管Q1同相位。在输入电压不高的情况下，有明显的效率优势。本电路适合交流和直流同时输入，通过检测功率管的电流方向自动控制驱动电路的开关，防止了电流的反向流动，提高了可靠性。本实用新型专利技术发明专利技术安全可靠，驱动简单，对传统的桥式整流来讲是一种全新的创新。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高效桥式整流驱动控制电路，适用于开关电源中交流和直流均有可能同时输入的情况下使用，并且输入电压不是很高的情况，效率有明显的优势。
技术介绍
目前，在很多常规交流输入的设备中，开关电源输入整流通常采用二极管实现桥式整流，对于功率较小的电源，整流二极管上产生的损耗，对整机效率是有影响的。对于功率较大的电源，整流二极管上产生的损耗则对整机效率的影响比重明显增加，如果散热措施不够好，甚至影响到整个产品可靠性。另一种桥式整流电路采用两个二极管作为上管，另外两个MOS管作为下管的混合整流方式，这种方式有效改善了两个二极管压降大所产生的散热及损耗的问题，提高了产品效率。相比于简单的桥式二极管整流，下管驱动相对比较容易，且上管是二极管，不会产生电流反向流动，也不存在桥臂直通的风险。但是这种方式还是不能完全的解决剩余的两个二极管上管产生损耗的问题。在对于要求体积小，电流较大，功率密度高的产品上还是不太适用。电源产品，常见的有交流输入电压和直流输入电压两种，但是也有要求交流直流输入均可工作的要求，例如有的产品24VAC输入和12VDC输入要求兼容设计，功率在20-40W之间，甚至更高的功率要求，此时我们提到的输入端整流部分对整机效率的影响至关重要，如果使用桥式整流，假定二极管压降在0. 7V，输入电流为IA则平均损耗为Pa = 0. 7X2 =1. 4W，如果使用两个二极管作为上管和两个MOS管作为下管的混合整流方式，整流桥臂上损耗几乎降低一半，显然为了彻底降低桥臂损耗，明显的提高效率，我们可采用全部MOS管整流的方式来实现整机效率有明显提升。但将上管改为MOS管，存在驱动难的问题，主要是需要检测桥臂电流。常规方法是增加取样电阻，通过判断电阻上的电流方向决定是否开通及开通哪对桥臂，这样增加了损耗，也增加了复杂性。如果设计不好会明显降低效率，并且会降低系统可靠性。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种高效桥式整流驱动控制电路，它能将常规的整流二极管使用高效的MOS管整流进行替代，以满足在输入电流较大的情况下，极大的提高电源工作效率，提闻可罪性。为了解决上述任务，本专利技术的解决方法是；一种高效桥式整流驱动控制电路，有功率电路和电流检测及驱动控制电路，其特征在于；整流MOS管Q1，整流MOS管Q2，整流MOS管Q3，整流MOS管Q4组成一个高效桥式主功率电路，整流二极管D3，三极管Q7组成整流MOS管Ql电流方向检测及驱动控制电路，整流二极管D4，三极管QlO组成另一个整流MOS管Q3电流方向检测及驱动控制电路，其中整流MOS管Q2，整流MOS管Q4的导通是分别与整流MOS管Q3，整流MOS管Ql同相位。控制电路部分是由Rl，R2，ZDl, ZD2组成的两个下端MOS整流控制电路，VCCl供电，D3，Q7和驱动控制电路组成对Ql进行驱动控制，同样VCC2供电，D4，QlO和驱动电路组成对Q2进行驱动控制；电流检测电路主要是检测上管MOS电流方向，有效地控制其对应MOS管开通。例如，输入为交流输入供电，当L正N负，且正旋波形输入电压高于C3电压VDC+时，Ql，Q4对管导通，，L电压经过R2，ZD2组成稳压电路加在Q4基极，使其导通。Ql体内二极管压降为Vql，D3的压降为VF1，Q7的B，E极压降为Vbel，此时Ql体内二极管流过电流，Vfi < Vbel+Vql,VCCl电流经R3，D3通过，Q7关断，驱动电路工作，Ql开通。当输入正旋波电压低于VDC+时，Ql体二极管没有电流经过，Vfi > Vbel+Vql，VCCl电流经R3，Q7通过，Q7开通，驱动电路关断，Ql关断。这时只有Q4开通，其他三个MOS管关断，不影响桥式电路工作。当N正L负电位Q3，Q2开通原理类似Ql, Q4开通过程。当输入电压为直流供电时，由于输入是桥式整流，对L，N极性无要求。假设输入L正N负，则电流一直通过Ql，Q4，驱动控制电路工作原理同上述一样。本技术的有益效果当出现要求交流输入和直流输入兼容且功率较大的时候，如果采用二极管进行桥式整流，则产品产生的损耗就会过大，使得整机效率低，当产品用于比较恶劣的环境条件下，容易影响产品可靠性。本技术采用新型桥式整流电路有效地将四个二极管整流所产生的损耗通过四个MOS管整流进行替代，极大地提高了效率，降低了整机损耗的同时，发热的减少，提高了产品的可靠性。巧妙地利用电路特性进行合理的进行控制，电路控制器件成本低，同时又将电源的效率提高，有效地为类似相关产品提供了一种节能又可靠的设计方案。附图说明图1常规产品方案设计方框图图2本技术方案设计方框图图3 二极管桥式整流原理图图4M0S管桥式整流原理图图中标号说明参见图1常规产品方案设计方框图，前端采用三极管整流，后端采用DC-DC转换实现整个电源方案。图2采用本技术MOS管整流方式及后端DC-DC转换方案来实现整个电源方案。参见图3常见的二极管桥式整流原理图由Dl，D2，D3，D4，Cl组成，图4M0S管桥式整流原理图有Ql，Q2，Q3，Q4，Cl组成桥式整流，VCCl和VCC2辅助供电及驱动电路，Rl，ZDl和R2，ZD2组成的稳压驱动电路。具体实施方式以下结合图2，图4对本技术作进一步描述。其实施例只是符合本技术
技术实现思路
的一个实例，本技术包含却不限于下述实施例所述内容，即本实施例的内容不是对本技术的进一步限定。为了分析方便，本实施例只对单个闭合回路进行分析，即Ql，Q4，C3组成的闭合回路。本实施例仅作为原理说明和电路分析，对本实施例原理分析，不是对本技术原理的限定。实施例；由Ql，Q4, C3组成的闭合回路中，Q4的导通时靠L网络相对N网络为高电位的时候，此时经过R2和ZD2导通，使得Q4的栅极产生稳定的工作电压使得Q4饱和导通，对于Ql的导通，在稳态时，VCCl辅助电源用于提供Ql导通的能量，此时判定Ql能否导通的关键，是判断其体内二极管是否存在有正向导通电流，如果产生正向导通电流，D3导通则Q7不导通，对应的是Ql导通，Q7导通则Ql不导通。通过巧妙地时序来对Ql进行开关控制，在对Ql, Q4的器件选型上，可以很方便的选择到合适的器件，因为对应于关键的指标在于耐压Vds，导通内阻Rds (on)及对应不同要求情况下的封装选择也是非常丰富的。电容C3的作用主要是用来平滑交流输入时候的工频纹波的，使其作为后端DC-DC模块输入的条件比较稳定。C3器件大小的选择跟实际应用条件相关。Q3，Q2，C3的工作原理和Q1，Q4，C3的工作原理相同，周而复始，达到采用MOS管进行桥式整流的效果。本技术采用新型桥式整流电路，巧妙地利用电路特性进行合理的进行控制，电路控制器件成本低，同时又将电源的效率提高，对传统的桥式整流来讲是一种全新的设计方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效桥式整流驱动控制电路，有功率电路和电流检测及驱动控制电路，其特征在于；整流MOS管Q1，整流MOS管Q2，整流MOS管Q3，整流MOS管Q4组成一个高效桥式主功率电路，整流二极管D3，三极管Q7组成整流MOS管Q1电流方向检测及驱动控制电路，整流二极管D4，三极管Q10组成另一个整流MOS管Q3电流方向检测及驱动控制电路，其中整流MOS管Q2，整流MOS管Q4的导通是分别与整流MOS管Q3，整流MOS管Q1同相位。

【技术特征摘要】
1.ー种高效桥式整流驱动控制电路，有功率电路和电流检测及驱动控制电路，其特征在于；整流MOS管Q1，整流MOS管Q2，整流MOS管Q3，整流MOS管Q4组成ー个高效桥式主功率电路，整流ニ极管D3，三极管Q7组成整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：尧军，苏斯恩，
申请(专利权)人：能极电源深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：