[发明专利]一种同步整流装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种使用开关管实现的同步整流装置。

背景技术

目前普遍应用的整流桥电路，其是一种把交流电源转换成直流电源的一种电路拓扑。请参考图1，无论是三相整流还是单相整流，无论是半波整流还是全波整流，所用的整流器件都是二极管；二极管整流桥具有电路简单、成本相对低廉的优点，但缺点也非常明显：因为由于二极管的正向导通压降比较大，所以二极管的功耗会很大，电路转换效率低，不符合绿色节能要求，易高温失效降低电路的可靠性和寿命等问题。

为提高效率，现有技术通常选用正向管压降较低的二极管。从降低功耗、提高效率的角度而言，采用快恢复整流二极管的整流桥优于采用普通整流二极管的；而采用肖特基整流二极管的又优于采用快恢复整流二极管。由于二极管正向管压降的存在，这些整流桥电路的功耗还是很大，尤其在大电流应用场合。而且由于整流桥电路的功耗大，显然还会引发整机散热的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种同步整流装置，包括开关管整流桥、电流检测单元、整流驱动单元；其中：

所述开关管整流桥用于将输入的交流电进行整流，并在驱动信号的控制下导通；

所述电流检测单元用于检测流经所述开关管整流桥的电流，并将该电流转换为检测电压输出；

所述整流驱动单元，用于比较检测电压与预设的参考电压，并在所述检测电压大于该参考电压，输出驱动信号到所述开关管整流桥。

对比现有的用二极管构成的整流桥，本发明则采用开关管取代二极管，通过控制电路来精确控制开关管的同步开通与关断，从而实现把交流转换为直流的整流功能，充分利用了开关管极低的导通电阻这一特点来降低电源电路本身的功耗。

附图说明

图1是现有技术采用二极管的普通整流桥电路结构图。

图2是本发明一种实施方式中同步整流装置的结构图。

图3是本发明一种实施方式中同步整流装置的电路图。

图4是本发明另一种实施方式同步整流装置的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种同步整流装置，其包括：开关管整流桥、电流检测单元、整流驱动单元以及参考电压输出单元。请参考图2所示的本发明一种实施方式下同步整流装置的结构图。

请参考图2以及图3的一种具体电路图，在一种优选的实施方式中，开关管整流桥包括上半桥开关管以及下半桥开关管；其中上半桥开关管包括Q1以及Q2两个P沟道MOS管，下半桥开关管包括Q3以及Q4两个N沟道MOS管。其中Q1的栅极连接到Q4的栅极，Q2的漏极连接到Q3的漏极。在成本可接受的前提下，Q 1、Q2、Q3以及Q4可以使用更低导通电阻的开关管，这样可以把整流桥电路的功耗降得很低，从而极大提高转换效率。

在优选的实施方式中，所述电流检测单元包括第一及第二电流检测电路，第一（第二）电流检测电路包括电流检测放大器U1A（U2A）以及检测电阻Rs1（Rs2）；其中U1A（U2A）的两个输入端跨接在检测电阻Rs1（Rs2）两端，检测电阻Rs1串联于Q1与电源正极端之间，检测电阻Rs2则串联于Q2与电源正极端之间。所述整流驱动单元包括：驱动输出子单元以及辅助驱动子单元；驱动输出子单元包括第一以及第二驱动输出电路，第一及第二驱动输出电路包括比较器U4A、U3A，所述比较器是驱动输出电路的主器件；辅助驱动子单元包括第一辅助驱动电路以及第二辅助驱动电路。所述第一以及第二电流检测电路的输出分别连接到第一及第二驱动输出电路的输入。第一驱动输出电路的输出连接到Q4的驱动控制脚（通常是栅极）以及第一辅助驱动电路的输入；第二驱动输出电路的输出连接到Q3驱动控制脚（通常是栅极）以及第二辅助驱动电路的输入。所述第一及第二辅助驱动电路的输出分别连接到Q1及Q2的驱动控制脚（通常是栅极）。

同步整流装置还包括辅助电源单元，该辅助电源单元包括电阻R5、二极管ZD1、滤波电容C1，其输出为VCC作为其他有源器件的电源输入。参考电压输出单元包括分压电路（R6以及R7）；其中R7的电压作为参考电压（Vref）并输出到U3A以及U4A的反向输入端。