[发明专利]电源电路及极性反转保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于升压电路(voltage step-up circuit)的电源电路，其中，电源电路包括二极管和第一可控半导体，在第一可控半导体的主电流方向上，二极管与第一可控半导体串联连接。

本发明进一步涉及一种用于电负载的极性反转保护电路，其中，极性反转保护电路包括输出级和升压电路。

背景技术

US6611410B1描述了一种包括N沟道MOSFET的极性反转保护电路。该MOSFET与负载串联，以使MOSFET的(内部)体二极管在不具有反转极性的常规操作中正向连接，并防止在电源电压端的极性反转的情况下电流流过负载。为获得导通状态下MOSFET的漏极和源极之间的最小可能的电压降，栅极电势须高于极性反转保护电路的电源电势。极性反转保护通过用于MOSFET的栅极的触发电路实现，该触发电路在不具有极性反转的常规操作中仅产生足够高以将MOSFET切换到导通状态的栅极电压。利用直流电动机和相位开关的感应性，触发电路被供应有来自逆变器电路的电力。

如果没有感应性可被用于该目的，则触发电路的电压必须以另一种方式产生。DE19655180C2描述了包括倍压器电路(被实现为充电泵)的极性反转保护电路，其分别用于生成用于功率MOSFET的栅极电压。为开通或关断倍压器电路，提供了也可由MOSFET实现的电子开关。

DE19845673A1描述了一种电路，其中，通过桥电路保护充电泵以防止电源的极性反转。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电源电路，其比传统的电源电路更具能量效率，和/或比传统的电源电路在其生产中更具成本效益。

此外，本发明的一个目的是提供一种具有这种优势的用于电负载的极性反转保护电路。

该目的通过独立权利要求的特征实现。本发明的有益实施例在从属权利要求中被描述。

本发明基于传统的电源电路，其中二极管将第一可控半导体的输出端电连接至电源电路的输出端。以这种方式，电源电路自身可在极性相反的情况下去激活。由于在这里单个二极管的阻塞能力是适当的这一事实，可获得极性反转保护功能的高可靠性。通过两个二极管的串联连接替代单个二极管，在两个二极管中的一个变得不起作用的情况下，极性反转保护电路的可靠性可进一步提高。

电源电路可包括第一电或电子部件，第一电或电子部件将电源电路的电压供给端电连接到电源电路的输出。

第一电或电子部件还可包括第一阻抗。第一阻抗提供差分电压至可能的第一电源电压端子。通过第一用电或电子部件的电子构造，电源电路中的欧姆损耗可被最小化。为此目的，电源电路可被配置为推挽输出级，例如，作为互补的输出级或作为准互补的输出级。此外，如果第一阻抗包括电抗，提供给升压电路的交流电压的信号形式和/或频谱可被第一阻抗影响。

第一阻抗可以包括第一电阻器。MOSFET在非导通状态下在反向具有非常好的禁用(disabling)性能，在导通状态下在正向具有非常好的导通性能。但是，也可使用另一种类型的场效应晶体管、双极晶体管、IGBT或另一种类型的可控半导体开关，代替MOSFET用于第一可控半导体。

第一可控半导体可包括MOSFET，尤其是N沟道MOSFET。

第一可控半导体可包括双极型晶体管，尤其是npn晶体管。

本发明基于传统的极性反转保护电路，其中极性反转保护电路包括根据本发明的电源电路。以这种方式，可在极性反转的情况下，防止电压将施加于输出级的控制输入端，在极性反转的情况下，其可能将输出级切换至导通状态。

极性反转保护电路可包括第二电或电子部件，其将输出级的控制输入端电连接到输出级的电压供给端。利用第二电或电子部件的电子构造，通过增加欧姆导通状态的DC电阻，输出级的欧姆损耗可被最小化，而无需在输出级的控制输入端和电压供给端之间的电压均衡。如果阻抗包括电抗分量，它可用于影响提供给输出级的控制输入端的交流电压的信号形式和/或频谱。

第二电或电子部件可包括第二阻抗。

第二阻抗可包括第二电阻器。

输出级可包括第二可控半导体。

第二可控半导体的源电极或漏电极可电连接到极性反转保护电路的电压供给端。以这种方式，电负载的电源电压也可用于该电源电路。

在输出级的正常工作模式下，第二可控半导体的体二极管被定向于正向。