[发明专利]一种BJT型单相桥式全控整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及整流(AC-DC)电路，应用于交流输入、直流输出的电能变换场合，如：微能量收集系统、新能源发电系统、蓄电池充电系统等，尤其是一种单相桥式全控整流电路。

背景技术

整流(AC-DC)电路是一种能将交流电能转换成直流电能的电路，应用十分广泛。按交流输入相数分类，整流电路可分为单相电路和多相电路；按电路结构分类，整流电路可分为桥式电路和零式电路；按组成的器件分类，整流电路可分为不可控电路、半控电路和全控电路。

适用于中小功率应用场合的全控型器件主要有MOSFET和BJT。早期，Si材料的BJT具有较大的驱动损耗、较高的开关损耗、较大的器件动态阻抗等缺点。因此，为了获得低功耗，中小功率的单相桥式全控整流电路大多采用MOSFET。但是，MOSFET是电压型驱动器件，与电流型驱动器件BJT相比，MOSFET的驱动电路要比BJT的驱动电路更复杂。尤其在超低压或高压的工作环境中，MOSFET驱动电路的设计难度相当大。

发明内容

为了克服现有MOSFET型单相桥式全控整流电路中MOSFET驱动电路复杂、驱动效率较低的不足，本发明提供一种简化驱动电路、驱动效率较高的BJT型单相桥式全控整流电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种BJT型单相桥式全控整流电路，所述整流电路包括输入电容Ci、PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、NPN型BJT管Q5、输出电容Co、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和用于通过控制NPN型BJT管Q5的基极电流实现对PNP型BJT管Q1和PNP型BJT管Q2工作状态的控制的受控电流源M1，输入电容Ci的一端同时与单相交流电源vac的正端、二极管D1的阳极、PNP型BJT管Q1的发射极以及NPN型BJT管Q3的发射极相连，PNP型BJT管Q1的集电极同时与电阻R2的一端、PNP型BJT管Q2的集电极、输出电容Co的一端、负载Z1的一端以及输出电压vo的正端相连，PNP型BJT管Q1的基极同时与PNP型BJT管Q2的基极以及电阻R1的一端相连，PNP型BJT管Q2的发射极同时与NPN型BJT管Q4的发射极、二极管D2的阳极、输入电容Ci的另一端以及单相交流电源vac的负端相连，NPN型BJT管Q3的集电极同时与NPN型BJT管Q5的发射极、NPN型BJT管Q4的集电极、输出电容Co的另一端、负载Z1的另一端以及输出电压vo的负端相连，NPN型BJT管Q5的集电极与电阻R1的另一端相连，NPN型BJT管Q5的基极同时与电阻R3的一端以及受控电流源M1的端口a相连，电阻R3的另一端同时与二极管D1的阴极以及二极管D2的阴极相连，NPN型BJT管Q3的基极同时与电阻R2的另一端以及NPN型BJT管Q4的基极相连。

进一步，电阻R1两端并联加速电容C1，电阻R2两端并联加速电容C2，电阻R3两端并联加速电容C3。该优选方案能加速所述BJT型单相桥式全控整流电路的动态特性。

更进一步，所述受控电流源M1包括NPN型BJT管Qa1、电阻Ra1、电阻Ra2、电阻Ra3和电容Ca1，NPN型BJT管Qa1的集电极为受控电流源M1的端口a，NPN型BJT管Qa1的发射极同时与电阻Ra3的一端、电容Ca1的一端以及输出电压vo的负端相连，NPN型BJT管Qa1的基极同时与电阻Ra2的一端以及电阻Ra3的另一端相连，电阻Ra2的另一端同时与电阻Ra1的一端以及电容Ca1的另一端相连，电阻Ra1的另一端与二极管D1的阴极相连。所述BJT型单相桥式全控整流电路具有输入电压过压保护功能。

更进一步，所述受控电流源M1包括NPN型BJT管Qb1、二极管Db1、电阻Rb1、电阻Rb2和电容Cb1，负载Z1的一端与输出电压vo的正端相连，负载Z1的另一端同时与二极管Db1的阳极以及电阻Rb1的一端相连，NPN型BJT管Qb1的集电极为受控电流源M1的端口a，NPN型BJT管Qb1的发射极同时与输出电压vo的负端、电阻Rb2的一端、电容Cb1的一端以及电阻Rb1的另一端相连，NPN型BJT管Qb1的基极同时与电阻Rb2的另一端、电容Cb1的另一端以及二极管Db1的阴极相连。所述BJT型单相桥式全控整流电路具有输出电流限流保护功能。