[实用新型]电压极性转换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种电压极性转换电路。

背景技术

目前在便携式电子设备的无线充电领域，接收端普遍受正负极方向性限制，给使用者带来诸多不便。手机等低压设备在供电时，如果输入端正负向接反会导致设备烧毁的严重后果，为此需要在输入端之前设计防反的安全保护电路，且不能影响能量传输及后续电路的正常工作。

目前解决此问题的主要措施是二极管整流方案，也即高压电源领域里的整流器，比较常规的是由四个固态硅半导体二极管或肖特基二极管组成的全桥整流器，无论输入方向正反，经过整流器之后，均能输出所需极性的电压，它们有低的导通压降和较高的反向耐压，如图1所示，由四个二极管D1—D4组成的全桥整流器，由于二极管的单向导电特性，不论输入端输入什么极性的电压，电流都会从输出的正向端流出，负向端流入，从而最终实现同向电源。

但是，对于上述传统的二极管全桥整流器，在低压工作时，导通压降所占比例增大，电能传输效率被大大降低，同时输出的电压甚至会低于用电设备所需的输入电压，导致无法启动工作。另外，热耗散采取的大封装不利于实现终端电子产品的轻薄化，并且较高的反向耐压不被需要，造成高压工艺成本浪费。

例如，整流桥厂家比较成熟优质的有ST、TOSHIBA、ZETEX、IR等品牌，正向电流有0.5A～50A等多种规格，耐压值（最高反向电压）有25V～1000V等多种规格。但它的正向导通电压比较高，例如某厂家的固态硅半导体二极管组成的整流桥正向导通压降为1V/0.5A和1.1V/1.0A等等，另一厂家的肖特基二极管结构的正向导通压降能适当降低些，比如0.52V/0.5A，0.68V/1.0A等等。采用上述的整流桥，在对低压输入情况时（例如：USB=5V）：

综上可以得出：一、目前由二级管组成的整流桥传输效率很低，并且传输电流增大时，效率降低幅度很大，能源被大大浪费；二、较低的输出电压无法满足日常便携式设备最低的输入电压要求，甚至都不能启动电子设备正常工作；三、上述两种二极管的反向耐压通常分别为在几十～上千伏之间，这对于低压设备来说也是一大浪费，并且高压工艺复杂，成本高昂，不便于与低压工艺的IC电路集成；四、芯片自身较大的功耗，需要采用良好散热的大封装，不利于实现产品的轻薄化。

针对相关技术中通过整流桥实现低压极性转换时电压传输效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电压极性转换电路，以解决通过整流桥实现低压极性转换时电压传输效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的电压极性转换电路包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管，其中：第一NMOS管的栅极与第二NMOS管的漏端和第二PMOS管的漏端相连接，第一NMOS管的源端与第二NMOS管的源端相连接；第二NMOS管的栅极与第一NMOS管的漏端和第一PMOS管的漏端相连接；第一PMOS管的栅极与第二NMOS管的漏端和第二PMOS管的漏端相连接，第一PMOS管的源端与第二PMOS管的源端相连接；第二PMOS管的栅极与第一NMOS管的漏端和第一PMOS管的漏端相连接；在第一NMOS管的漏端和第一PMOS管的漏端之间设置有第一节点，在第二NMOS管的漏端和第二PMOS管的漏端之间设置有第二节点，第一节点为电压极性转换电路的第一输入端，第二节点为电路的第二输入端；以及在第一NMOS管的源端与第二NMOS管的源端之间设置有第三节点，在第一PMOS管的源端与第二PMOS管的源端之间设置有第四节点，第三节点为电路的负向输出端，第四节点为电路的正向输出端。

进一步地，第一NMOS管的寄生二极管的正极与第一NMOS管的源端相连接，第一NMOS管的寄生二极管的负极与第一NMOS管的漏端相连接；第二NMOS管的寄生二极管的正极与第二NMOS管的源端相连接，第二NMOS管的寄生二极管的负极与第二NMOS管的漏端相连接；第一PMOS管的寄生二极管的正极与第一PMOS管的漏端相连接，第一PMOS管的寄生二极管的负极与第一PMOS管的源端相连接；以及第二PMOS管的寄生二极管的正极与第二PMOS管的漏端相连接，第二PMOS管的寄生二极管的负极与第二PMOS管的源端相连接。

进一步地，电路采用SMT封装。