[发明专利]同步桥式整流器，同步桥式整流器的操作方法及其组件

说明书

同步桥式整流器包括多个同步开关元件和多个控制器电路，一个控制电路用于同步开关元件中的一个。同步开关元件可以是场效应晶体管。每个控制器电路被配置为感测相应的同步开关元件两端的电压，以控制同步开关元件的打开和闭合，从而对交流输入信号进行整流以形成直流输出信号。

相关申请

本申请要求于2017年7月2日提交的美国临时申请号62/528,118的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及桥式整流器技术领域，并且更具体地，本发明涉及同步桥式整流器，操作同步桥式整流器的方法以及同步桥式整流器的组件。

背景技术

桥式整流器将交流(AC)信号转换为直流(DC)信号。此过程也称为“整流”。桥式整流器通常用于从正弦AC电源接收电力并提供电压调节的DC输出的离线电源，该电压调节的DC输出可用于为负载供电，例如电子设备。尽管这样的电源通常对整流的DC信号执行后续处理和变换，但桥式整流器执行将AC信号转换为DC信号的基本功能。

图1示出了现有技术的桥式整流器电路。如图1所示，第一二极管D₁的阴极耦合到第二二极管D₂的阴极。第二二极管D₂的阳极耦合到第三二极管D₃的阴极。第三二极管D₃的阳极耦合到第四二极管D₄的阳极。第四二极管D₄的阴极耦合到第一二极管D₁的阳极。第一二极管D₁的阳极与第四二极管D₄的阴极之间的节点为AC电源提供第一输入端子，而第二二极管D₂的阳极与第三二极管D₃的阴极之间的节点为AC电源提供第二输入端子。第一二极管D₁的阴极与第二二极管D₂的阴极之间的节点提供用于DC信号的第一输出端子，而第三二极管D₃的阳极与第四二极管D₄的阳极之间的节点提供用于DC信号的第二输出端子。AC输入信号VAC被施加到输入端子两端，以在输出端子两端产生整流的DC输出信号V_DC。

图2示出了AC正弦波输入信号V_AC和整流的DC输出信号V_DC。如图2所示，AC输入信号V_AC在零伏电平以上和以下交错。产生的脉动DC输出信号V_DC保持在零伏电平以上。图1和图2所示的整流器是全波整流器，这意味着高于和低于零伏电平的AC输入信号的正的和负的部分被转换到输出。其他类型的整流器包括半波整流器，其中AC输入的正半或负半被传递到输出，而另一半被阻塞。

在整流器中使用二极管使得设计相对简单，然而，二极管两端的电压降(约0.7伏特)产生热量并降低效率。因此，需要改进的桥式整流器。

发明内容

本发明提供了一种同步桥式整流器，同步桥式整流器的操作方法以及同步桥式整流器的组件。在一个实施例中，同步桥式整流器包括多个同步开关元件(例如，场效应晶体管)和多个控制器电路，一个控制器电路用于同步开关元件中的一个。每个控制器电路被配置为感测对应的同步开关元件两端的电压，以控制同步开关元件的打开和闭合，从而整流交流输入信号以形成直流输出信号。控制器电路优选地独立于其他控制器操作，而没有集中控制。

附图说明

参考其特定的示例性实施例描述本发明，并且相应地参考附图，其中：

图1示出了现有技术的二极管桥式整流器电路；

图2示出了交流正弦波电压信号和全波整流的正弦波电压信号；

图3示出了根据本发明实施例的同步桥式整流器；

图4示出了根据本发明实施例的用于同步桥式整流器的开关单元的控制电路；