专利名称：一种实现大电流低压降的单向导电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用功率MOSFET制作大电流低压降的单向导电(电子二极 管)的电路，属电气元件技术领域。
背景技术：
随着电力电子技术的发展，各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的 要求也越来越大，尤其是大规模集成电路的应用，更是向着低压大电流的方向发展。在现代 电力电子技术中，广泛地应用了低压大电流二极管实现各种功能，例如整流、直流隔离等。 随着工作电流的加大，二极管的导通压降成为制约整机效率提高的主要瓶颈之一，一般大 电流整流二极管的导通压降约在0. 7V以上。降低二极管损耗的方法主要有两种一是采用 低压降的二极管，例如肖特基二极管。大功率肖特基二极管的导通压降通常在0.5V左右， 使用时不用增加额外的控制电路，电路简单，方便实现。其缺点是肖特基二极管的导通压 降仍然较大，而且现有肖特基二极管的最大反向电压仅为200V，严重制约了其在高电压场 合的应用。另一种方法是采用低导通电阻的功率MOSFET代替二极管实现整流功能。功率 MOSFET的导通阻抗很小，即使流过很大的电流其压降也很小，有利于效率的提高。但由于功 率MOSFET具有双向导通的特性，采用功率MOSFET整流时须增加控制电路，而现有的MOSFET 控制电路结构复杂，需要的器件较多，一般需要四个运算放大器以及运放周围器件，数量约 为二十多个，不仅成本高，而且控制环路反应速度慢，外灌反向电压时反应时间约为几个毫 秒，且有瞬间电流反灌短路现象，从而降低了工作的稳定性和可靠性。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构简单，工作稳定可靠、 采用功率MOSFET实现大电流低压降的单向导电电路。本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的一种实现大电流低压降的单向导电电路，由内部带有寄生二极管的M0SFET、两个 达林顿三极管和电阻组成，其中，第一达林顿三极管的发射极经第一电阻接MOSFET的源 极，第一达林顿三极管的集电极接MOSFET的栅极；第二达林顿三极管的集电极接MOSFET的 漏极，第一达林顿三极管的基极、第二达林顿三极管的基极与第二达林顿三极管的发射极 均通过第二电阻接驱动电源正极，所述MOSFET的栅极经第三电阻接驱动电源正极。上述实现大电流低压降的单向导电电路，所述MOSFET的栅极与源极之间还接有 防误导通电阻。本实用新型采用两个相同的具有低饱和导通电压的达林顿三极管检测功率 MOSFET漏极和源极之间的电压，然后根据MOSFET漏极和源极之间电压的方向来控制 MOSFET的栅极电压，从而实现MOSFET的单向导通。同传统控制电路相比，本实用新型以两 个达林顿三极管取代了四个运算放大器，实现了电路的单向导电，不仅具有结构简单，成本 低廉的优点，而且反应速度快，反应时间为纳秒级，无反灌电流的现象，工作稳定可靠。以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电原理图。图中各标号为V1、MOSFET ；Q1、第一达林顿三极管；Q2、第二达林顿三极管；Rl R3、第一 第三电阻；R4、防误导通电阻；Dl、MOSFET内部的寄生二极管；VCC2、MOSFET驱动 电源。
具体实施方式
参看图1，本实用新型的工作原理是假设MOSFET未导通，电阻Rl的阻值为0Ω， 此时有电流流过D1，电流方向为源极到漏极，导通压降为二级管Dl的导通压降，约为0. 7V, 假设此时流过的电流为100A，则损耗为0. 7VX100A = 70W,由于此时第一达林顿三极管 Ql的发射极电压高于第二达林顿三极管Q2的集电极电压，第二达林顿三极管Q2的集电 结正向偏置，第二达林顿三极管Q2导通，将第一达林顿三极管Ql的基极电位拉低，此时第 一达林顿三极管Ql截止，VCC2通过第三电阻R3将Vl的栅极置为高电平，Vl导通，Vl的 导通压降等于Vl的导通电阻乘以通过的电流，假设Vl的导通电阻为0. 5毫欧，则损耗为 0. 5 X 1(Γ3Χ IOO2 = 5W，只要有电流从源极流到漏极，则电路一直稳定工作。当源极电压低于 或等于漏极电压时，第二达林顿三极管Q2的集电结反向偏置，第二达林顿三极管Q2截止， 第一达林顿三极管Ql的发射结正向偏置，第一达林顿三极管Ql导通，Vl的栅极相对于源极 的电压为第一达林顿三极管Ql的饱和导通压降，小于0. 2V，Vl截止，Dl反向偏置也截止，所 以反向电流不能流入。通过以上的分析可见，本实用新型具有单向导通特性，而且由于没有 加入电容类的延时电路元件，切换时间极短，降低了二极管导通压降大而造成的损耗，而且 本电路在MOSFET两端电压反向时可以迅速关断M0SFET，防止反向电流流过，具有理想的二 极管的特性。通过调整第一电阻Rl的阻值，可以调整Vl的导通压降，实现小电流工作时， 降低Vl导通压降的功能。
权利要求1.一种实现大电流低压降的单向导电电路，其特征是，它由内部带有寄生二极管的 MOSFET(Vl)、两个达林顿三极管和电阻组成，其中，第一达林顿三极管0)1)的发射极经第 一电阻(Rl)接MOSFET(Vl)的源极，第一达林顿三极管Oil)的集电极接MOSFET(Vl)的栅 极；第二达林顿三极管0^2)的集电极接MOSFET(Vl)的漏极，第一达林顿三极管Oil)的 基极、第二达林顿三极管的基极与第二达林顿三极管的发射极均通过第二电阻 (R2)接驱动电源正极，所述MOSFET (Vl)的栅极经第三电阻(R3)接驱动电源正极。
2.根据权利要求1所述实现大电流低压降的单向导电电路，其特征是，所述 MOSFET(Vl)的栅极与源极之间还接有防误导通电阻(R4)。
专利摘要一种实现大电流低压降的单向导电电路，用于提高整流器件性能。它由内部带有寄生二极管的MOSFET、达林顿三极管和电阻组成，第一达林顿三极管的发射极经第一电阻接MOSFET的源极，第一达林顿三极管的集电极接MOSFET的栅极；第二达林顿三极管的集电极接MOSFET的漏极，第一达林顿三极管的基极、第二达林顿三极管的基极与第二达林顿三极管的发射极先短接在一起，再通过第二电阻接驱动电源正极，所述MOSFET的栅极经第三电阻接驱动电源正极。同传统控制电路相比，本实用新型以两个达林顿三极管取代了四个运算放大器，不仅具有结构简单，成本低廉的优点，而且反应速度快，反应时间为纳秒级，无反灌电流的现象，工作稳定可靠。
文档编号H02M1/08GK201821254SQ201020535809
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者兰建克, 杜文广, 焦海清, 王庆元, 王建廷, 王景民, 马海涛 申请人:深圳市国耀电子科技有限公司, 石家庄国耀电子科技有限公司