一种整流电路及其整流方法

文档序号:8474741阅读:468来源:国知局
一种整流电路及其整流方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有源以太网技术领域,具体涉及一种应用于有源以太网受电端设备端的整流电路及其整流方法。
【背景技术】
[0002]在有源以太网(PowerOver Ethernet,POE)受电端设备(Powered Device,PD)端的应用中,为了适应不同的供电端设备(Power Sourcing Equipment, PSE),会在输入端加入整流桥,以将方向不确定的直流电源整流成方向确定的直流。现有的硅整流桥的正向压降会达到0.9-1.5V ;而POE AT协议中,流过整流桥的电流会达到700mA以上,这样在整流桥上的功率损耗将达到0.6~1W,并且在未来更高规格协议中,POE的功率将达到60W~150W,流过整流桥的电流将达到2-4A,此时在整流桥上的功耗会达到3W以上。
[0003]目前,在实际应用中,整流桥通常放置在PCB的净空区,散热不良,这样会给整个产品的带来过热的问题。在Poe ro的应用中,基本都是采用二极管整流桥,压降固定,方案功耗大,热问题严重,导致其越来越不适应大功率POE的应用。

【发明内容】

[0004]本发明提供一种整流电路及其整流方法,实现有源以太网受电端设备端的整流,并降低整个系统的功耗以及热量。
[0005]为实现上述目的,本发明提供一种整流电路,其特点是,该整流电路包含依次连接成环路的第一桥臂、第二桥臂、第四桥臂和第三桥臂;第一桥臂与第二桥臂之间接至整流电路的第一输入端,第三桥臂与第四桥臂之间接至整流电路的第二输入端,第一桥臂与第三桥臂之间接至整流电路的第一输出端,第二桥臂与第四桥臂之间接至整流电路的第二输出端;
上述第一桥臂包含串联连接的第一 MOS管和第二 MOS管,第一 MOS管和第二 MOS管的栅极连接有第一控制信号;
上述第二桥臂包含串联连接的第三MOS管和第四MOS管,第三MOS管和第四MOS管的栅极连接有第二控制信号;
上述第三桥臂包含串联连接的第五MOS管和第六MOS管,第五MOS管和第六MOS管的栅极连接有第三控制信号;
上述第四桥臂包含串联连接的第七MOS管和第八MOS管,第七MOS管和第八MOS管的栅极连接有第四控制信号;
上述整流电路还包含控制模块;当第一输入端为正极,第二输入端为负极时,控制模块控制第一桥臂和第四桥臂导通,第二桥臂和第三桥臂截止;当第二输入端为正极,第一输入端为负极时,控制模块控制第一桥臂和第四桥臂截止,第二桥臂和第三桥臂导通。
[0006]上述整流电路设置于有源以太网的受电端设备端中。
[0007]上述第一桥臂中,第一 MOS管和第二 MOS管为PMOS管;第一 MOS管和第二 MOS管的源极相连,漏极分别连接至整流电路的第一输入端和第一输出端。
[0008]上述第二桥臂中,第三MOS管和第四MOS管为NMOS管,第三MOS管和第四MOS管的源极相连,漏极分别连接至整流电路的第一输入端和第二输出端。
[0009]上述第三桥臂中,第五MOS管和第六MOS管为PMOS管,第五MOS管和第六MOS管的源极相连,漏极分别连接至整流电路的第二输入端和第一输出端。
[0010]上述第四桥臂中,第七MOS管和第八MOS管为NMOS管,第七MOS管和第八MOS管的源极相连,漏极分别连接至整流电路的第二输入端和第二输出端。上述控制模块包含第一控制电路,所述第一控制电路包含:
第一控制三极管,其发射极接收第四控制信号;集电极接第一输入端,基极接第一控制信号;第一控制三极管发射极与第一输入端之间接有二极管,二极管正极接第一控制三极管发射极;
第一电阻,其电路连接在第一输入端与第一控制信号之间;
第一齐纳管,其正极接第二输出端,负极接第一控制三极管的基极。
[0011]上述控制模块包含第二控制电路,所述第二控制电路包含:
第二控制三极管,其发射极接收第二控制信号;集电极接第二输入端,基极接第三控制信号;第二控制三极管发射极与第二输入端之间接有二极管,二极管正极接第二控制三极管发射极;
第二电阻,其电路连接在第二输入端与第三控制信号之间;
第二齐纳管,其正极接第二输出端,负极接第二控制三极管的基极。
[0012]一种整流电路的整流方法,其特点是,该整流方法包含:
第一输入端为正极,且第二输入端为负极时,第一输入端输入的电流传输至第一齐纳管,第四控制信号电压和第一控制三极管的发射极电压跟随第一齐纳管电压,第四桥臂导通,并且第一控制信号电压小于第一输入端电压,第一桥臂导通;第二控制信号和第三控制信号电压为零,第二桥臂和第三桥臂截止;
第二输入端为正极,且第一输入端为负极时,第二输入端输入的电流传输至第二齐纳管,第二控制信号电压和第二控制三极管的发射极电压跟随第二齐纳管电压,第二桥臂导通,并且第三控制信号电压小于第二输入端电压,第三桥臂导通;第一控制信号和第四控制信号电压为零,第一桥臂和第四桥臂截止。
[0013]本发明整流电路及其整流方法和现有技术有源以太网的整流技术相比,其优点在于,本发明利用受电端设备的整流中没有交流的特点,将MOS整流应用于受电端设备端,并结合相关的控制电路,实现有源以太网受电端设备端的整流,并降低整个系统的功耗以及热量,成本低于现有技术的控制器方案,功耗低于现有技术的整流桥的方案。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种整流电路的电路图;
图2位本发明控制模块中第一控制电路的电路图;
图3为本发明控制模块中第二控制电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图,进一步说明本发明的具体实施例。
[0016]如图1所示,为适用于有源以太网受电端设备中的一种整流电路的实施例。该整流电路包含依次连接成环路的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂。
[0017]第一桥臂与第二桥臂之间接至整流电路的第一输入端CM12,第三桥臂与第四桥臂之间接至整流电路的第二输入端CM36,第一桥臂与第三桥臂之间接至整流电路的第一输出端POE+,第二桥臂与第四桥臂之间接至整流电路的第二输出端POE-。
[0018]第一桥臂包含串联连接的第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2,该第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2为PMOS管,第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的栅极连接有第一控制信号CTLl,第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源极相连,第一 MOS管Ql的漏极连接至整流电路的第一输出端Ρ0Ε+,第二 MOS管Q2的漏极连接至整流电路的整流电路的第一输入端CM12。
[0019]第二桥臂包含串联连接的第三MOS管Q3和第四MOS管Q4,该第三MOS管Q3和第四MOS管Q4为NMOS管,第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的栅极连接有第二控制信号CTL2,第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的源极相连,第三MOS管Q3的漏极连接至整流电路的第一输入端CM12,第四MOS管Q4的漏极连接至整流电路的第二输出端Ρ0Ε-。
[0020]第三桥臂包含串联连接的第五MOS管Q5和第六MOS管Q6,该五MOS管Q5和第六MOS管Q6为PMOS管,第五MOS管Q5和第六MOS管Q6的栅极连接有第三控制信号CTL3,第五MOS管Q5和第六MOS管Q6的源极相连,第五MOS管Q5的漏极接第一输出端Ρ0Ε+,第六MOS管Q6的漏极接第二输入端CM36。
[0021]第四桥臂包含串联连接的第七MOS管Q7和第八MOS管Q8,该第七MOS管Q7和第八MOS管Q8为NMOS管,第七MOS管Q7和第八MOS管Q8的栅极连接有第四控制信号CTL4,第七MOS管Q7和第八MOS管Q8的源极相连,第七MOS管Q7漏极接第二输入端CM36,第八MOS管Q8漏极接第二输出端Ρ0Ε-。
[0022]进一步的,本发明所公开的整流电路还包含控制模块;当第一输入端为正极,第二输入端为负极时,控制模块控制第一桥臂和第四桥臂导通,第二桥臂和第三桥臂截止;当第二输入端为正极,第一输入端为负极时,控制模块控制第一桥臂和第四桥臂截止,第二桥臂和第三桥臂导通。
[0023]如图2所示,为控制模块中第一控制电路的电路原理图,第一桥臂的第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2串联连接,第二 MOS管Q2接第一输入端CM12,第一 MOS管Ql接第一输出端POE+ ;第四桥臂的第七MOS管Q7和第八MOS管Q8串联连接,第七M
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