[发明专利]一种由二极管和开关管组合的整流桥的控制方法

说明书

本发明提供一种由二极管和开关管组合的整流桥的控制方法。随着新的能效规范生效，对电源效率的要求越来越高，整流桥上的导通损耗也被重视起来，采用两颗开关管替代二极管整流桥上的两个下臂的二极管，利用开关管比二极管低的导通压降来降低损耗，最高可减小近50％的整流桥损耗。本发明使用极简的控制线路来控制该组合整流桥中的开关管，可降低输入整流损耗，提高效率。本发明提供的控制方法相比其他采用芯片控制或分立器件的方案，具有结构简单，成本低廉，可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及交流输入电源应用技术领域，尤其涉及开关电源中一种由二极管和开关管组合的整流桥的控制方法。

背景技术

降低输入整流桥损耗在低压输入时尤为重要，以100W交流转直流开关电源为例，100V输入时的输入电流有效值为1A，半波周期平均电流0.9A，如桥臂二极管平均压降为0.9V，总损耗即为1.62W。如采用二极管和开关管组合的整流桥方案，所选开关管导通电阻为0.2欧姆，总损耗为1.01W，比二极管整流桥可降低0.61W损耗，提高0.6％的整机效率。目前针对降低整流桥损耗的方案有:适合1KW功率以上的无桥PFC；用专用控制IC控制的全MOS管整流桥；用IC控制的半MOS管整流桥等。

无桥PFC方案效率最高，但控制最复杂，成本高，对设计者的技术要求也很高，适合1KW大功率以上的高端电源使用；

用IC控制的全MOS管整流桥方案，一般用常见的同步整流控制IC来搭建，电路结构复杂，控制IC相互之间也很难做到统一控制，容易共通，可靠性不太高；

用IC控制半MOS管整流桥方案，采用两颗MOS替代下桥臂的两个二极管，其驱动简单，容易做到互锁，可防共通，但结构相对复杂，成本也高。

因此，有必要提供一种更简单可靠的方案来实现上述功能。

发明内容

本发明提供一种由二极管和开关管组合的整流桥的控制方法，采用非常简单的电路设计，利用开关管比二极管低的导通压降来降低损耗，提高效率。

为解决上述技术问题，本发明提供的由二极管和开关管组合的整流桥的控制方法包括：VDC和GND，所述VDC与所述GND之间电性连接有C1，所述C1的两端并联有等效负载Rload；D1与D3串联，D2与D4串联，再与所述C1并联；D3两端并联有开关管S1，D4两端并联有开关管S2；D1与D3的串联中间结点接输入AC1，D2与D4的串联中间结点接输入AC2，S1的输入极1脚与S2的控制极3脚并联有关断与互锁电路；S2的输入极1脚与S1的控制极3脚也并联有关断与互锁电路；S1的控制极3脚与S2的控制极3脚连到驱动控制。所述的关断与互锁通过检测其中一个开关管的输入电压，控制另一个开关管的关断；所述的驱动控制提供一电压分别控制两个开关管的开通与关断。

优选的，所述开关管可以是硅MOS管，三极管，IGBT,碳化硅MOS，氮化镓开关管等具有开关特性的受控半导体器件。

优选的，所述关断与互锁可由附图6中R3,D5或R4,D6组成，所述驱动控制可由附图6中R1,R5,R2,R6和电压V1组成。

优选的，所述关断与互锁通过检测其中一个开关管输入极的电压来关断另一个开关管，使同一时刻只有一个开关管处于完全导通状态，实现互锁功能，防止共通。

优选的，所述驱动控制提供一个电压和驱动电路来驱动两个开关管的开通与关断，为降低系统待机时功耗，该驱动电压可由来自后级的PWM驱动输出提供，亦可在轻载或待机状态下根据应用需要被关断。

与相关技术相比较，本发明提供的二极管和开关管组合的整流桥的控制方法具有如下有益效果：