二端整流器件及具有二端整流器件的电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及整流技术领域，特别涉及一种二端整流器件及具有二端整流器件的电路。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗，但也给电源设计提出了新的难题。开关电源的损耗主要由3部分组成:功率开关管的损耗、高频变压器的损耗、输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0?1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管(SBD)，也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。
[0003]由于低压功率场效应晶体管(MOSFET)具有很小的导通电阻，在有电流流过时产生的电压降很小，可以替代二极管作为整流器件，大大提高电源变换的效率。使用功率MOSFET做整流器时，栅-源极间电压必须和被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称为同步整流技术。同时，MOSFET是电压控制型开关器件，必须在其栅-源极之间加上驱动电压来控制器漏极和源极之间的导通和关断。因此在现有技术中，通常采用外加的驱动电路对同步整流的MOSFET进行驱动，当通常需要较为复杂的控制电路，有时还需要专门的驱动芯片，电路复杂，成本较高，且有些情况下主开关管和同步整流管之间有变压器，同步整流管侧要获得主开关管的开关信号，需要越过隔离变压器，比较困难。对于非隔离的情况，如果工作电压比较高，则同步整流管和主开关管开关信号之间的电压差比较大。同步整流管要获得主开关管的开关信号，需要越过比较高的电压差，也比较困难。因此，对于隔离或高电压的情况，同步整流MOSFET的控制电路都难以获得主开关管的开关信号。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型解决的问题是提供一种二端整流器件及具有二端整流器件的电路，在不需要原边主开关管开关信号的情况下，也可以进行同步整流控制，控制电路的供电由内部充电，结构简单，使用方便。
[0005]为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种二端整流器件，包括:整流MOS管、整流MOS管控制电路、充电电路，所述整流MOS管的源极和漏极作为二端整流器件的一端和另一端，所述整流MOS管控制电路分别与整流MOS管的源极、漏极和栅极相连，控制整流MOS管的开启或关闭；所述充电电路的第一端与二端整流器件的一端相连，所述充电电路的第二端与二端整流器件的另一端相连，利用所述充电电路为整流MOS管控制电路供电。
[0006]可选的，所述整流MOS管为功率PMOS管或功率NMOS管。
[0007]可选的，所述充电电路包括充电模块和储能电容，所述充电模块具有可控电流源，当储能电容上的电压低于第一基准电压，且当整流MOS管的漏极电压高于储能电容电压时，可控电流源开通对储能电容进行充电；当储能电容上的电压高于预设电压，或整流MOS管漏极电压低于储能电容电压时，可控电流源断开。
[0008]可选的，所述充电电路包括可控电流源、第一电压比较器、第二电压比较器、与门、充电开关、基准电压源、储能电容，所述可控电流源的一端与整流MOS管的漏极相连，所述可控电流源的另一端与充电开关的一端相连，所述充电开关的另一端与储能电容的第一端相连，所述储能电容的第二端与整流MOS管的源极相连，所述第一电压比较器、第二电压比较器的第一输入端相连且与储能电容的第一端相连，所述第一电压比较器的第二输入端与整流MOS管的漏极相连，所述第二电压比较器的第二输入端通过第一基准电压源相连，所述第一电压比较器、第二电压比较器的输出端通过一与门与充电开关的控制端相连。
[0009]可选的，所述整流MOS管控制电路包括:电压检测电路、电流检测电路和MOS管驱动电路，利用电压检测电路检测到整流MOS管漏极电压低于源极电压一定值时，MOS管驱动电路开通整流MOS管，并在MOS管开通之后利用电流检测电路检测整流MOS管的电流；当整流MOS管的电流低于一设定值时，MOS管驱动电路关断整流MOS管。
[0010]可选的，所述整流MOS管控制电路包括:第一电流比较器、第三电压比较器、RS触发器、MOS管驱动模块，所述第一电流比较器的一端连接基准电流，所述第一电流比较器的另一端对整流MOS管的电流进行采样，所述第一电流比较器的输出端与RS触发器的R输入端相连接，所述第三电压比较器的第一输入端与整流MOS管的漏极相连，所述第三电压比较器的第二输入端与第二基准电压源相连，所述第三电压比较器的输出端与RS触发器的S输入端相连接，所述RS触发器的输出端通过MOS管驱动模块与整流MOS管的栅极相连。
[0011]可选的，所述整流MOS管、整流MOS管控制电路、充电电路集成在同一器件中。
[0012]可选的，所述整流MOS管、整流MOS管控制电路和充电电路集成在同一器件中，但充电电路中的储能电容设置在器件外。
[0013]本实用新型还提供了一种具有二端整流器件的同步整流电路，包括变压器、二端整流器件和滤波电路，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，副边绕组的一端与二端整流器件的一端相连，所述二端整流器件的另一端与滤波电容相连接。
[0014]本实用新型还提供了一种具有二端整流器件的降压式变换电路，包括:第二开关管、二端整流器件、第二电感、第二电容，第二开关管的源极、漏极其中一极分别于与二端整流器件的一端、第二电感的一端相连，所述第二电感的另一端与第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与二端整流器件的另一端相连，且所述第二开关管的源极、漏极中的另一极、第二电容的另一端与电压输入端相连。
[0015]本实用新型还提供了一种具有二端整流器件的开关直流升压电路，包括:第三开关管、二端整流器件、第三电感、第三电容，第三开关管的源极、漏极其中一极分别与所述第三电感的一端、二端整流器件的一端相连，所述二端整流器件的另一端与第三电容的一端相连，所述第三电容的一端与第三开关管的源极、漏极的另一极相连，所述第三电感的另一端、第三电容的另一端与电压输入端相连。
[0016]与现有技术相比，本技术方案具有以下优点:
[0017]由于本实用新型的二端整流器件中的整流MOS管通过二端整流器件内部的整流MOS管控制电路控制，不需要通过原边绕组一侧的主开关管的开关信号控制，也可以进行同步整流控制，电路稳定，成本低。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的二端整流器件第一实施例的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的二端整流器件第二实施例的结构示意图；
[0020]图3是的本实用新型的二端整流器件的充电电路的电路结构示意图；
[0021]图4是的本实用新型的二端整流器件的整流MOS管控制电路的电路结构示意图；
[0022]图5是现有技术的同步整流电路的电路结构示意图；
[0023]图6是本实用新型同步整流电路的第一实施例的电路结构示意图；
[0024]图7是本实用新型同步整流电路的第二实施例的电路结构示意图；
[0025]图8是本实用新型降压式变换电路的电路结构示意图；
[0026]图9是本实用新型开关直流升压电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0028]请参考图1，为本实用新型实施例的一种二端整流器件的结构示意图，所述二端整流器件包括:整流MOS管14、整流MOS管控制电路11、充电电路，所述充电电路包括充电模块12和储能电容13，所述整流MOS管14的源极和漏极作为二端整流器件的一端和另一端，所述整流MOS管控制电路11分别与整流MOS管14的源极、漏极和栅极相连，以提供整流MOS管14所需的驱动电压；所述充电电路的第一端与二端整流器件的一端相连，所述储能电容13的第一端与二端整流器件的另一端相连，充电模块12的第二端和储能电容13的第二端相连，且与整流MOS管控制电路11相连，利用所述充电模块12和储能电容13为整流MOS管充电。
[0029]在本实施例中，所述整流MOS管为功率NMOS管，在其他实施例中，所述整流MOS管为功率PMOS管。
[0030]所述充电模块12具有可控电流源，当储能电容13上的电压低于第一基准电压，且当整流MOS管的漏极电压高于储能电容电压时，可控电流源开通对储能电容进行充电；当储能电容上的电压高于预订电压，或整流MOS管漏极电压低于储能电容电压时，可控电流源断开。
[0031]在本实施例中，所述充电电路请参考图3，具体包括:可控电流源122、第一电压比较器123、第二电压比较器124、与门121、充电开关K1、基准电压源125、储能电容13，所述可控电流源122的一端与整流MOS管的漏极相连，所述可控电流源122的另一端与充电开关Kl的一端相连，所述充电开关Kl的另一端与储能电容13的第一端相连，所述储能电容13的第二端与整流MOS管的源极相连，所述第一电压比较器123、第二电压比较器的124第一输入端相连且与储能电容13的第一端相连，所述第一电压比较器123的第二输入端与整流MOS管的漏极相连，所述第二电压比较器124的第二输入端通过第一基准电压源125相连，所述第一电压比较器123、第二电压比较器124的输出端通过一与门121与充电开关Kl的控制端相连。当储能电容13的电压低于基准电压且低于漏极电压时，充电电流源开启，对储能电容进行充电，；利用所述储能电容对整流MOS管的电流进行充电，否者关断充电开关Kl不充电。
[0032]在本实施例中，