專利名稱：低能耗場效應(yīng)管整流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流整流技術(shù)，尤指開關(guān)電源的整流技術(shù)，特別適用于低電
壓、大電流的高效率整流。
背景技術(shù)：
目前的各種整流電路都由二極管組成，二極管是無源元件，它具有成本低、電路 簡單的優(yōu)點(diǎn)，在較高電壓的整流電路中，也有很高的整流效率，深受大家的喜愛，并被廣泛 地使用。它的不足之處是，二極管的整流損耗是以相對固定的壓降形式出現(xiàn)的，在高頻整 流電路中，最低的整流損耗也有0. 5V左右，這在大電流的整流電路中功耗很大，整流管需 要配置很大的散熱板，導(dǎo)致整體體積增大、熱穩(wěn)定性差。例如，5V的電源其整流損耗可達(dá) 9-15%，5V 200W的電源，整流損耗達(dá)18-30W。若能將其整流壓降降到0. 1V，則其整流損耗 就會降至為4-8W。如果整流壓降為0. 05V，則整流損耗只有2-4W，這樣只需很小的散熱片， 或幾個的管子并聯(lián)，不加散熱片也可以。這樣一來，電源的溫升大大降低，電源的體積大大 減小。 場效應(yīng)管正向電阻小，可使正向?qū)▔航?lt; 0. 1V，但大功率場效應(yīng)管均接有反向 保護(hù)二極管，即反向電壓只有0. 6V。因而，場效應(yīng)管不能用常規(guī)的接法實(shí)現(xiàn)交流整流。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一種低能耗場效應(yīng)管整流電路，其適用于大電 流的整流電路，取代現(xiàn)有技術(shù)中采用二極管整流時整流損耗大、發(fā)熱量大、需要散熱板的體 積大的不足，打破常規(guī)采用場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)交流整流，整流損耗小，發(fā)熱量低，減小產(chǎn)品體積。 為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是 —種低能耗場效應(yīng)管整流電路，包括一反接的場效應(yīng)管和其驅(qū)動控制電路。 上述場效應(yīng)管為N型場效應(yīng)管，所述整流電路還包括一二極管和一濾波電容，二 極管正向連接在場效應(yīng)管的漏極和源極之間，濾波電容的一端與該場效應(yīng)管的源極連接， 該場效應(yīng)管的漏極及濾波電容的另一端為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流 輸出端。 上述場效應(yīng)管為P型場效應(yīng)管，所述整流電路還包括一二極管和一濾波電容，二 極管正向連接在場效應(yīng)管的源極和漏極之間，濾波電容的一端與該場效應(yīng)管的漏極連接， 該場效應(yīng)管的源極及濾波電容的另一端為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流 輸出端。 采用上述方案后，本實(shí)用新型使用場效應(yīng)管這種有源元件進(jìn)行交流整流，利用其 特殊的工作特性，將漏極和源極反向連接，當(dāng)場效應(yīng)管導(dǎo)通時，DS的電流方向與常規(guī)使用時 的電流流向相反，由此實(shí)現(xiàn)高效率整流。雖然場效應(yīng)管是個有源元件，單價(jià)比二極管貴，而 且還要配置相應(yīng)的驅(qū)動控制電路，元件成本增加很多，但由于其整流損耗小，因此只需很小 的散熱片，甚至不使用散熱片也可以，且無需傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中布設(shè)二極管等所用的電路板、外殼等部件，節(jié)省成本，整體上使電源濃度總成本增加不多，因而，對于輸出電壓低、功率大、體 積小、性能要求高的開關(guān)電源來說，使用場效應(yīng)管比二極管有著無可比擬的優(yōu)勢。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的工作原理及連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。 參考圖1所示，是本實(shí)用新型低能耗場效應(yīng)管整流電路的連接結(jié)構(gòu)圖，其包含反 接的場效應(yīng)管1和與其配合的驅(qū)動控制電路l，具體而言，還包括二極管Dl和濾波電容C1， 且該實(shí)施例是以N型場效應(yīng)管為例進(jìn)行說明，使用P型場效應(yīng)管的連接結(jié)構(gòu)與此恰好相反， 在此不再贅述。 驅(qū)動控制電路1包括與場效應(yīng)管Ql配備的相位檢測、驅(qū)動、控制等輔助電路。確 保場效應(yīng)管Q1處于正確的通斷整流狀態(tài)，此為常規(guī)結(jié)構(gòu)，圖中僅以方框圖簡要表示，且由 電源輸入端V2為驅(qū)動控制電路1提供電源，通過驅(qū)動控制輸出端V3連接場效應(yīng)管Q1的柵 極G，還具有交流相位輸入端VI 。 二極管Dl正向連接在場效應(yīng)管Ql的漏極D和源極S之間，濾波電容Cl的一端與 場效應(yīng)管Ql的源極S (即圖1中的B處)連接，該場效應(yīng)管Ql的漏極D (即圖1中的A處) 及濾波電容C1的另一端(即圖1中的C處)為整流交流輸入端，而濾波電容C1的兩端(B、 C)為整流交流輸出端。 再請參考圖1所示，當(dāng)待整流的交流輸入為A端正、C端負(fù)時，V1得到高電位(電位 參考點(diǎn)為"A")，V3輸出高電平，即V3處的電位高出A處10V左右，此時場效應(yīng)管Q1導(dǎo)通， 相當(dāng)于二極管D1正向?qū)?，由于它的壓降很小，?dǎo)通損耗很小，所以它的整流效率很高，電 流從A流向B向?yàn)V波電容Cl充電；而當(dāng)輸入端的電壓為C正A負(fù)時，VI變?yōu)榈碗娢唬琕3輸 出低電平，場效應(yīng)管Ql進(jìn)入截止關(guān)斷狀態(tài)，其反向截止的漏電流很小，其損耗可以忽略；由 此循環(huán)反復(fù)，得到B正C負(fù)的直流電壓，即可實(shí)現(xiàn)用場效應(yīng)管Q代替二極管進(jìn)行高效率整流 的目的。 由于場效應(yīng)管Q1的整流壓降取決于導(dǎo)通時場效應(yīng)管的內(nèi)阻和整流時流過的電 流，且場效應(yīng)管Q1的導(dǎo)通電阻越小，整流損耗就越小，因此可根據(jù)不同的使用需求，選用適 當(dāng)型號的場效應(yīng)管Ql，擴(kuò)大了適用范圍。 綜上所述，本實(shí)用新型靈活地應(yīng)用了場效應(yīng)管的四個重要特性，一是導(dǎo)通電阻小， 二是導(dǎo)通電阻呈現(xiàn)純電阻特性，可雙向?qū)?，三是開關(guān)速度快，四是DS端并接有反向二極 管。上述特性之一表明場效應(yīng)管有了高效率整流的基礎(chǔ)；特性之二表明場效應(yīng)管的DS電流 也可反向流動；特性之三表明場效應(yīng)管可用于高頻整流；特性之四說明場效應(yīng)管必須反向 使用時才能實(shí)現(xiàn)整流的目的。因?yàn)閳鲂?yīng)管Q1的內(nèi)部并接有反向二極管D1，正向使用時相 當(dāng)于整流管的反向耐壓僅O. 6V，不能反向截止，因而達(dá)不到整流效果，本實(shí)用新型將場效應(yīng) 管Q1的DS極反向使用，問題就解決了，其一，正向的導(dǎo)通電阻不變，具備了正向?qū)ǖ某?損耗的條件；其二，內(nèi)部二極管變成了"正向"并聯(lián)，還可兼作輔助整流用；其三，場效應(yīng)管 整流截止時的反向耐壓變成了原場效應(yīng)管最高工作電壓。因而具備了正向?qū)娮栊『头聪蚪刂闺妷焊哌@個整流的必備條件，這正是本實(shí)用新型的巧妙之處，是場效應(yīng)管可作整流 管使用的關(guān)鍵，是本實(shí)用新型的核心。 以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實(shí) 用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種低能耗場效應(yīng)管整流電路，其特征在于包括一反接的場效應(yīng)管和其驅(qū)動控制電路。
2. 如權(quán)利要求l所述的低能耗場效應(yīng)管整流電路，其特征在于所述場效應(yīng)管為N型場效應(yīng)管，所述整流電路還包括一二極管和一濾波電容，二極管正向連接在場效應(yīng)管的漏極和源極之間，濾波電容的一端與該場效應(yīng)管的源極連接，該場效應(yīng)管的漏極及濾波電容的另一端為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流輸出端。
3. 如權(quán)利要求1所述的低能耗場效應(yīng)管整流電路，其特征在于所述場效應(yīng)管為P型場效應(yīng)管，所述整流電路還包括一二極管和一濾波電容，二極管正向連接在場效應(yīng)管的源極和漏極之間，濾波電容的一端與該場效應(yīng)管的漏極連接，該場效應(yīng)管的源極及濾波電容的另一端為整流交流輸入端，而濾波電容的兩端為整流交流輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種低能耗場效應(yīng)管整流電路，包括一反接的場效應(yīng)管和其驅(qū)動控制電路。此整流電路適用于大電流的整流電路，取代現(xiàn)有技術(shù)中采用二極管整流時整流損耗大、發(fā)熱量大、需要散熱板的體積大的不足，采用場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)交流整流，整流損耗小，發(fā)熱量低，減小產(chǎn)品體積。本實(shí)用新型還公開一種使用P型場效應(yīng)管的低能耗場效應(yīng)管整流電路，其與前述結(jié)構(gòu)相反，是將二極管正向連接在場效應(yīng)管的源極和漏極之間，且濾波電容的一端與該場效應(yīng)管的漏極連接。
文檔編號H02M7/155GK201490909SQ20092006251
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者劉開展 申請人:廈門方光電子科技有限公司