二端整流器件及具有二端整流器件的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及整流技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種二端整流器件及具有二端整流器件的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使得電路的工作電壓越來越低、電流越來越大。低電壓工作有利于降低電路的整體功率消耗，但也給電源設(shè)計(jì)提出了新的難題。開關(guān)電源的損耗主要由3部分組成:功率開關(guān)管的損耗、高頻變壓器的損耗、輸出端整流管的損耗。在低電壓、大電流輸出的情況下，整流二極管的導(dǎo)通壓降較高，輸出端整流管的損耗尤為突出?？旎謴?fù)二極管(FRD)或超快恢復(fù)二極管(SRD)可達(dá)1.0?1.2V，即使采用低壓降的肖特基二極管(SBD)，也會(huì)產(chǎn)生大約0.6V的壓降，這就導(dǎo)致整流損耗增大，電源效率降低。
[0003]由于低壓功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)具有很小的導(dǎo)通電阻，在有電流流過時(shí)產(chǎn)生的電壓降很小，可以替代二極管作為整流器件，大大提高電源變換的效率。使用功率MOSFET做整流器時(shí)，柵-源極間電壓必須和被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，故稱為同步整流技術(shù)。同時(shí)，MOSFET是電壓控制型開關(guān)器件，必須在其柵-源極之間加上驅(qū)動(dòng)電壓來控制器漏極和源極之間的導(dǎo)通和關(guān)斷。因此在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用外加的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)同步整流的MOSFET進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)通常需要較為復(fù)雜的控制電路，有時(shí)還需要專門的驅(qū)動(dòng)芯片，電路復(fù)雜，成本較高，且有些情況下主開關(guān)管和同步整流管之間有變壓器，同步整流管側(cè)要獲得主開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)，需要越過隔離變壓器，比較困難。對(duì)于非隔離的情況，如果工作電壓比較高，則同步整流管和主開關(guān)管開關(guān)信號(hào)之間的電壓差比較大。同步整流管要獲得主開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)，需要越過比較高的電壓差，也比較困難。因此，對(duì)于隔離或高電壓的情況，同步整流MOSFET的控制電路都難以獲得主開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型解決的問題是提供一種二端整流器件及具有二端整流器件的電路，在不需要原邊主開關(guān)管開關(guān)信號(hào)的情況下，也可以進(jìn)行同步整流控制，控制電路的供電由內(nèi)部充電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種二端整流器件，包括:整流MOS管、整流MOS管控制電路、充電電路，所述整流MOS管的源極和漏極作為二端整流器件的一端和另一端，所述整流MOS管控制電路分別與整流MOS管的源極、漏極和柵極相連，控制整流MOS管的開啟或關(guān)閉；所述充電電路的第一端與二端整流器件的一端相連，所述充電電路的第二端與二端整流器件的另一端相連，利用所述充電電路為整流MOS管控制電路供電。
[0006]可選的，所述整流MOS管為功率PMOS管或功率NMOS管。
[0007]可選的，所述充電電路包括充電模塊和儲(chǔ)能電容，所述充電模塊具有可控電流源，當(dāng)儲(chǔ)能電容上的電壓低于第一基準(zhǔn)電壓，且當(dāng)整流MOS管的漏極電壓高于儲(chǔ)能電容電壓時(shí)，可控電流源開通對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電；當(dāng)儲(chǔ)能電容上的電壓高于預(yù)設(shè)電壓，或整流MOS管漏極電壓低于儲(chǔ)能電容電壓時(shí)，可控電流源斷開。
[0008]可選的，所述充電電路包括可控電流源、第一電壓比較器、第二電壓比較器、與門、充電開關(guān)、基準(zhǔn)電壓源、儲(chǔ)能電容，所述可控電流源的一端與整流MOS管的漏極相連，所述可控電流源的另一端與充電開關(guān)的一端相連，所述充電開關(guān)的另一端與儲(chǔ)能電容的第一端相連，所述儲(chǔ)能電容的第二端與整流MOS管的源極相連，所述第一電壓比較器、第二電壓比較器的第一輸入端相連且與儲(chǔ)能電容的第一端相連，所述第一電壓比較器的第二輸入端與整流MOS管的漏極相連，所述第二電壓比較器的第二輸入端通過第一基準(zhǔn)電壓源相連，所述第一電壓比較器、第二電壓比較器的輸出端通過一與門與充電開關(guān)的控制端相連。
[0009]可選的，所述整流MOS管控制電路包括:電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和MOS管驅(qū)動(dòng)電路，利用電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到整流MOS管漏極電壓低于源極電壓一定值時(shí)，MOS管驅(qū)動(dòng)電路開通整流MOS管，并在MOS管開通之后利用電流檢測(cè)電路檢測(cè)整流MOS管的電流；當(dāng)整流MOS管的電流低于一設(shè)定值時(shí)，MOS管驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷整流MOS管。
[0010]可選的，所述整流MOS管控制電路包括:第一電流比較器、第三電壓比較器、RS觸發(fā)器、MOS管驅(qū)動(dòng)模塊，所述第一電流比較器的一端連接基準(zhǔn)電流，所述第一電流比較器的另一端對(duì)整流MOS管的電流進(jìn)行采樣，所述第一電流比較器的輸出端與RS觸發(fā)器的R輸入端相連接，所述第三電壓比較器的第一輸入端與整流MOS管的漏極相連，所述第三電壓比較器的第二輸入端與第二基準(zhǔn)電壓源相連，所述第三電壓比較器的輸出端與RS觸發(fā)器的S輸入端相連接，所述RS觸發(fā)器的輸出端通過MOS管驅(qū)動(dòng)模塊與整流MOS管的柵極相連。
[0011]可選的，所述整流MOS管、整流MOS管控制電路、充電電路集成在同一器件中。
[0012]可選的，所述整流MOS管、整流MOS管控制電路和充電電路集成在同一器件中，但充電電路中的儲(chǔ)能電容設(shè)置在器件外。
[0013]本實(shí)用新型還提供了一種具有二端整流器件的同步整流電路，包括變壓器、二端整流器件和濾波電路，所述變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，副邊繞組的一端與二端整流器件的一端相連，所述二端整流器件的另一端與濾波電容相連接。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種具有二端整流器件的降壓式變換電路，包括:第二開關(guān)管、二端整流器件、第二電感、第二電容，第二開關(guān)管的源極、漏極其中一極分別于與二端整流器件的一端、第二電感的一端相連，所述第二電感的另一端與第二電容的一端相連，所述第二電容的另一端與二端整流器件的另一端相連，且所述第二開關(guān)管的源極、漏極中的另一極、第二電容的另一端與電壓輸入端相連。
[0015]本實(shí)用新型還提供了一種具有二端整流器件的開關(guān)直流升壓電路，包括:第三開關(guān)管、二端整流器件、第三電感、第三電容，第三開關(guān)管的源極、漏極其中一極分別與所述第三電感的一端、二端整流器件的一端相連，所述二端整流器件的另一端與第三電容的一端相連，所述第三電容的一端與第三開關(guān)管的源極、漏極的另一極相連，所述第三電感的另一端、第三電容的另一端與電壓輸入端相連。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]由于本實(shí)用新型的二端整流器件中的整流MOS管通過二端整流器件內(nèi)部的整流MOS管控制電路控制，不需要通過原邊繞組一側(cè)的主開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)控制，也可以進(jìn)行同步整流控制，電路穩(wěn)定，成本低。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的二端整流器件第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的二端整流器件第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是的本實(shí)用新型的二端整流器件的充電電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是的本實(shí)用新型的二端整流器件的整流MOS管控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是現(xiàn)有技術(shù)的同步整流電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型同步整流電路的第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是本實(shí)用新型同步整流電路的第二實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是本實(shí)用新型降壓式變換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9是本實(shí)用新型開關(guān)直流升壓電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0028]請(qǐng)參考圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種二端整流器件的結(jié)構(gòu)示意圖，所述二端整流器件包括:整流MOS管14、整流MOS管控制電路11、充電電路，所述充電電路包括充電模塊12和儲(chǔ)能電容13，所述整流MOS管14的源極和漏極作為二端整流器件的一端和另一端，所述整流MOS管控制電路11分別與整流MOS管14的源極、漏極和柵極相連，以提供整流MOS管14所需的驅(qū)動(dòng)電壓；所述充電電路的第一端與二端整流器件的一端相連，所述儲(chǔ)能電容13的第一端與二端整流器件的另一端相連，充電模塊12的第二端和儲(chǔ)能電容13的第二端相連，且與整流MOS管控制電路11相連，利用所述充電模塊12和儲(chǔ)能電容13為整流MOS管充電。
[0029]在本實(shí)施例中，所述整流MOS管為功率NMOS管，在其他實(shí)施例中，所述整流MOS管為功率PMOS管。
[0030]所述充電模塊12具有可控電流源，當(dāng)儲(chǔ)能電容13上的電壓低于第一基準(zhǔn)電壓，且當(dāng)整流MOS管的漏極電壓高于儲(chǔ)能電容電壓時(shí)，可控電流源開通對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電；當(dāng)儲(chǔ)能電容上的電壓高于預(yù)訂電壓，或整流MOS管漏極電壓低于儲(chǔ)能電容電壓時(shí)，可控電流源斷開。
[0031]在本實(shí)施例中，所述充電電路請(qǐng)參考圖3，具體包括:可控電流源122、第一電壓比較器123、第二電壓比較器124、與門121、充電開關(guān)K1、基準(zhǔn)電壓源125、儲(chǔ)能電容13，所述可控電流源122的一端與整流MOS管的漏極相連，所述可控電流源122的另一端與充電開關(guān)Kl的一端相連，所述充電開關(guān)Kl的另一端與儲(chǔ)能電容13的第一端相連，所述儲(chǔ)能電容13的第二端與整流MOS管的源極相連，所述第一電壓比較器123、第二電壓比較器的124第一輸入端相連且與儲(chǔ)能電容13的第一端相連，所述第一電壓比較器123的第二輸入端與整流MOS管的漏極相連，所述第二電壓比較器124的第二輸入端通過第一基準(zhǔn)電壓源125相連，所述第一電壓比較器123、第二電壓比較器124的輸出端通過一與門121與充電開關(guān)Kl的控制端相連。當(dāng)儲(chǔ)能電容13的電壓低于基準(zhǔn)電壓且低于漏極電壓時(shí)，充電電流源開啟，對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，；利用所述儲(chǔ)能電容對(duì)整流MOS管的電流進(jìn)行充電，否者關(guān)斷充電開關(guān)Kl不充電。
[0032]在本實(shí)施例中，