[发明专利]有源桥式整流

说明书

技术领域

本发明涉及电源供应系统，尤其涉及包括两对晶体管的基于不同标准控制的有源桥式整流器电路。

背景技术

交流电电源输送系统是发电地点和耗电地点之间的主要的能源输送系统。另一方面，大多数电子系统需要直流电源。将交流电转换为直流电的最常见的方法是利用二极管半波桥式整流方案或二极管全波桥式整流方案整流。

在任意一种将交流电转换为直流电的二极管桥式整流方案中，由于二极管固有的压降，损失了功率，产生了废热。连接在合适的控制电路上的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)对于全桥整流器系统中的二极管是减少能量消耗的有吸引力的替代物。然而，例如系统噪声的因素使得非常难以控制整流器电路中的晶体管的转换以实现有效的整流。而错误地打开本不应该打开的晶体管会导致晶体管、控制器和输入交流电源、还有由输出直流电供应的电路的灾难性故障。因此，市场上没有商业化可用的MOSFET桥控制器。

需要一种新技术以在将交流输入电压转换为直流输出电压的整流器电路中提供晶体管的有源控制。

发明内容

按照一方面，本专利申请说明书提供将交流输入电压转换为直流输出电压的电路的一种控制方法，该电路具有第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管设置在第一晶体管对中，具有第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管和所述第四晶体管设置在第二晶体管对中。该方法包括按照所述交流输入电压控制第一晶体管对的晶体管，并基于所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值控制所述第二晶体管对的晶体管。

特别地，当所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值超过开启阈值时，所述第二晶体管对的晶体管被开启，当所述交流输入电压和直流输出电压之间的差值低于关闭阈值时，所述第二晶体管对的晶体管被关闭。所述关闭阈值低于所述开启阈值。

按照本专利申请说明书的另一方面，将交流输入电压转换为直流输出电压的系统包括：第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管设置在第一晶体管对中；第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管和所述第四晶体管设置在第二晶体管对中；以及控制器，所述控制器响应于输入电压和输出电压以对所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管进行开关控制。该控制器包括交流极性检测电路，所述交流极性检测电路用于确定交流输入电压的极性以生成使所述第一晶体管开启的第一使能信号。

同样地，所述交流极性检测电路可以确定所述交流输入电压的极性以生成使所述第二晶体管开启的第二使能信号。所述交流极性检测电路构造用于当第一晶体管开启时防止第二晶体管开启。

控制器可进一步包括晶体管控制电路，所述晶体管控制电路响应于所述第一使能信号以能够控制所述第三晶体管，并响应于所述第二使能信号以能够控制所述第四晶体管。

该晶体管控制电路可以感应所述交流输入电压和所述直流输出电压以基于所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值确定跨过所述第三晶体管的电压和跨过所述第四晶体管的电压。

特别地，当所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值超过调节阈值时，该晶体管控制电路可以调节应用到所述第三晶体管的控制电压。

进一步地，当所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值超过开启阈值时，该晶体管控制电路可以开启所述第三晶体管，所述开启阈值高于所述调节阈值。

当所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值低于关闭阈值时，所述晶体管控制电路可以关闭所述第三晶体管，所述关闭阈值低于所述调节阈值。

同样地，当所述第三晶体管开启时，所述晶体管控制电路可产生锁定信号以防止所述第四晶体管开启。所述锁定信号可以在所述交流输入电压和所述直流输出电压之间的差值超过锁定阈值时产生，所述锁定阈值低于所述调节阈值。

在一个示例性的实施例中，所述第一晶体管至所述第四晶体管可以是MOSFET，最好是N沟道(N-channel)MOSFET。