应用在PFC电源转换器的桥式整流器制造技术

本发明专利技术公开了一种桥式整流器，以MOSFET取代二极管，因此具有较佳的效能。该桥式整流器藉检测其交流输入端的电压来判断交流电压的正负半周，因而可以准确的控制这些MOSFET的切换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系有关一种交流转直流的整流电路，特别是关于一种桥式整流器(bridgerectifier)。
技术介绍
在功率因数校正(Power Factor Correction ；PFC)电源转换器的应用中，需要桥式整流器将交流波形转换为直流波形。如图1所示，传统的桥式整流器10使用四个二极管D1、D2、D3及D4架桥，将交流电压VACIN整流成为直流电压VIN给PFC电源转换器12。二极管的顺向偏压约为0.6V，假设通过二极管D1、D2、D3及D4的电流峰值为0.2A，则二极管导通时将造成0.076W的功率损失。为了降低桥式整流器的功率损失以提高效能，已经有部分的桥式整流器使用金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)取代二极管，例如美国专利号7，411，768及美国专利公开号2009/0257259。一般而言，MOSFET的导通阻值为ι Ω等级，假设MOSFET的导通阻值为I Ω，而通过MOSFET的电流峰值为0.2Α，则MOSFET消耗的功率为0.02W,因此以MOSFET取代二极管可以降低功率损失，得到较佳的效能。然而，现有的MOSFET桥式整流器在高侧需要使用高压的PM0SFET，例如参照美国专利号7，411，768及美国专利公开号2009/0257259，因此成本较高。再者，使用MOSFET的桥式整流器需要判断交流电压VACIN的正负半周以控制MOSFET的切换，因此也需要能准确控制MOSFET的电路。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，在于提出一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器。本专利技术的目的之一，在于提出一种能准确控制MOSFET切换的桥式整流器。本专利技术的目的之一，在于提出一种在高侧使用NM0SFET的桥式整流器。根据本专利技术，一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器包括第一 MOSFET连接在该桥式整流器的第一交流输入端及直流输出端之间，第二 MOSFET连接在该第一交流输入端及地端之间，第三MOSFET连接在该桥式整流器的第二交流输入端及该直流输出端之间，第四MOSFET连接在该第二交流输入端及该地端之间，检测器检测该第一交流输入端的第一电压及该第二交流输入端的第二电压，并在该第一电压大于第一预设值时产生第一检测信号，在该第二电压大于第二预设值时产生第二检测信号，以及浮动闸驱动器根据该第一检测信号控制该第一及第四M0SFET，根据该第二检测信号控制该第二及第三M0SFET。由于浮动闸驱动器可以提供高压的控制信号，因此在高侧的第一及第三MOSFET可以使用NM0SFET以减少成本。根据本专利技术，一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器包括第一 MOSFET连接在该桥式整流器的第一交流输入端及直流输出端之间，受控于第一控制信号，第二 MOSFET连接在该第一交流输入端及地端之间，受控于第二控制信号，第三MOSFET连接在该桥式整流器的第二交流输入端及该直流输出端之间，受控于第三控制信号，第四MOSFET连接在该第二交流输入端及该地端之间，受控于第四控制信号，检测器检测该第一交流输入端的第一电压及该第二交流输入端的第二电压产生该第二及第四控制信号，以及准位平移器平移该第二及第四控制信号产生该第一及第三控制信号。当该第一电压大于第一预设值时，该第一及第四MOSFET导通，当该第二电压大于第二预设值时，该第二及第三MOSFET导通。本专利技术的桥式整流器使用MOSFET取代二极管，因此具有较佳的效能，而且藉检测第一及第二交流输入端的电压来判断交流电压的正负半周，因而可以准确控制这些MOSFET的切换。附图说明图1系传统的桥式整流器；图2系本专利技术的桥式整流器的第一实施例；图3系图2电路的波形图；图4系图2中高侧浮动电路及准位平移器的实施例；图5系图2中检测器的第二实施例；图6系图2中检测器的第三实施例；以及图7系本专利技术的桥式整流器的第二实施例。主要元件符号说明:10桥式整流器12 PFC电源转换器20桥式整流器22 PFC电源转换器24浮动闸驱动器26检测器28交流输入端30交流输入端32直流输出端34高侧浮动电路36准位平移器38低侧电路40高侧浮动电路42准位平移器44低侧电路46比较器48比较器50电压过低关闭电路52 SR 正反器54驱动器56 节点57反相器58节点59反相器60电流感测器62电流感测器64电流源66电流 源68节点70节点具体实施例方式参照图2，根据本专利技术的桥式整流器20具有交流输入端28及30供连接交流电压源VACIN以及直流输出端32供连接PFC电源转换器22。桥式整流器20包括NMOSFET Ml、M2、M3及M4、浮动闸驱动器24以及检测器26。NMOSFET Ml连接在直流输出端32及交流输入端28之间，受控于控制信号UGl ；NMOSFET M2连接在交流输入端28及地端GND之间，受控于控制信号LG2 ；NMOSFET M3连接在直流输出端32及交流输入端30之间，受控于控制信号UG2 ；NMOSFET M4连接在交流输入端30及地端GND之间，受控于控制信号LGl。检测器26检测交流输入端28及30的电压Vl及V2分别产生检测信号Scl及Sc2，浮动闸驱动器24根据检测信号Scl产生控制信号UGl及LGl，根据检测信号Sc2产生控制信号UG2及LG2，控制信号UG1、LG2、UG2及LGl分别控制NMOSFET M1、M2、M3及M4的切换，将交流电压VACIN转换为直流电压VIN给PFC电源转换器22。如图3的波形所示，当交流输入端28的电压Vl大于预设值Vth时，检测器26发出检测信号Scl，浮动闸驱动器24将导通(turnon) NMOSFET Ml及M4 ;当交流输入端30的电压V2大于预设值Vth时，检测器26发出检测信号Sc2，浮动闸驱动器24将导通NMOSFET M2及M3。在图2的实施例中，桥式整流器20使用浮动闸驱动器24提供高压的控制信号UGl及UG2，因而可以在高侧使用NMOSFET Ml及M3以减少成本。图2的浮动闸驱动器24包括高侧浮动电路34及40、准位平移器36及42、低侧电路38及44、电容Cbl及Cb2以及二极管Dl及D2。二极管Dl连接在电源电压端Vcc及高侧浮动电路34的电源输入端342之间；二极管D2连接在电源电压端Vcc及高侧浮动电路40的电源输入端402之间；电容Cbl连接在交流输入端28及高侧浮动电路34的电源输入端342之间，使电压Vcl随电压Vl变化；电容Cb2连接在交流输入端30及高侧浮动电路40的电源输入端402之间，使电压Vc2随电压V2变化。低侧电路38根据检测信号Scl产生控制信号LG1、设定信号Ssl及重置信号Sri。准位平移器36平移设定信号Ssl及重置信号Srl产生设定信号Ss2及重置信号Sr2。高侧浮动电路34根据设定信号Ss2及重置信号Sr2决定控制信号UG1，高侧浮动电路34的电源输入端342及344分别接收电压Vcl及VI，以使其所输出的控制信号UGl可以驱动NMOSFET Ml。低侧电路44根据检测信号Sc2产生控制信号LG2、设定信号Ss3及重置信号Sr3。准位平移器42平移设定信号Ss3及重置信号Sr3产生设定信号Ss4及重置信号Sr4。高侧浮动电路40根据设定信号Ss4及重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器，其特征在于，所述的桥式整流器包括：第一及第二交流输入端，供连接交流电源；直流输出端，供连接所述的PFC电源转换器；第一MOSFET，连接在所述的第一交流输入端及所述的直流输出端之间；第二MOSFET，连接在所述的第一交流输入端及地端之间；第三MOSFET，连接在所述的第二交流输入端及所述的直流输出端之间；第四MOSFET，连接在所述的第二交流输入端及所述的地端之间；检测器，连接所述的第一及第二交流输入端，检测所述的第一交流输入端的第一电压及所述的第二交流输入端的第二电压，并在所述的第一电压大于第一预设值时产生第一检测信号，在所述的第二电压大于第二预设值时产生第二检测信号；以及浮动闸驱动器，连接所述的检测器、第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET及第四MOSFET，根据所述的第一及第二检测信号控制所述的第一、第二、第三及第四MOSFET。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾培凯，何峻彻，唐健夫，陈曜洲，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：