低损耗无极性大功率MOS管整流电路的制作方法

本发明属于整流电路技术领域，尤其涉及低损耗无极性大功率mos管整流电路。

背景技术：

普通dc-dc整流电路多采用4个整流二极管进行桥式整流，图1中，两种电流回路如图中虚线所示：

当vin_1为正，vin_2为负时，电流回路为：vin_1→d1→vout_+→vout_-→d4→vin_2；

当vin_2为正，vin_1为负时，电流回路为：vin_2→d3→vout_+→vout_-→d2→vin_1；

无论哪种回路，都要经过两个二极管，通常二极管的压降为0.7v，那单个二极管的功率损耗p＝二极管压降0.7v*负载电流，整个电路功耗损耗需要乘以2，这些功率损耗将全部转换为热，增加产品的散热负担。在大功率大电流场合，当负载电流为数安培甚至数十安培时，常用的二极管桥式整流不但会带来巨大的功率损耗，而且会增加产品的散热负担。现有的dc-dc整流领域普通桥式整流存在损耗大、效率低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种低损耗无极性大功率mos管整流电路，能够减少整流损耗，提高整流效率。

本发明实施例是这样实现的：

低损耗无极性大功率mos管整流电路，包括：pmos管m1、pmos管m2、nmos管m3、nmos管m4、第一控制电路和第二控制电路，输入电压第一端via通过第一控制电路连接pmos管m2的栅极和nmos管m4的栅极，输入电压第二端vib通过第二控制电路连接pmos管m1的栅极和nmos管m3的栅极，输入电压第一端via连接pmos管m1的源极和nmos管m3的漏极，输入电压第二端vib连接pmos管m2的源极和nmos管m4的漏极，pmos管m1的漏极和pmos管m2漏极连接，并作为输出电压第一端vo+，nmos管m3的源极和nmos管m4的源极连接，并作为输出电压第二端vo-；当所述第一控制电路控制nmos管m4和第二控制电路控制pmos管m1同时导通时，所述第一控制电路控制pmos管m2和第二控制电路控制nmos管m3同时截止；当所述第一控制电路控制nmos管m4和第二控制电路控制pmos管m1同时截止时，所述第一控制电路控制pmos管m2和第二控制电路控制nmos管m3同时导通。

其中，所述第一控制电路和第二控制电路为mos管栅极电压控制芯片。

其中，所述第二控制电路包括电阻r6和电阻r8，电阻r6的一端连接输入电压第一端via，另一端与电阻r8连接，并通过电阻r8连接输入电压第二端vib，电阻r6和电阻r8的连接点连接pmos管m1的栅极和nmos管m3的栅极，第一控制电路包括电阻r7和电阻r9，电阻r9的一端连接输入电压第一端via，另一端与电阻r7连接，并通过电阻r7连接输入电压第二端vib，电阻r7和电阻r9的连接点连接pmos管m2的栅极和nmos管m4的栅极；电阻r6和电阻r7的阻值为百k级别，电阻r8和电阻r9的阻值为k级别。

本发明实施例通过mos管和控制电路的配合方式进行整流，使得电路回路中只经过两个mos管，控制电路采用软件方式加数字电路的方式或者采用百k级别和k级别的电阻组成的分压电路来实现，使得控制电路的损耗很低，这样使整体的整流电路的损耗极低，尤其在大功率场合更加明显，从而使整个电路的散热负担得以减轻，减少了整流损耗，提高了整流效率。

附图说明

图1是现有技术中整流电路的电路示意图；

图2是本发明的mos管整流电路框图；

图3是本发明的mos管整流电路的电流回路示意图；

图4是本发明的mos管整流电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

图2和图3所示，低损耗无极性大功率mos管整流电路，包括：pmos管m1、pmos管m2、nmos管m3、nmos管m4、第一控制电路和第二控制电路，输入电压第一端via通过第一控制电路连接pmos管m2的栅极和nmos管m4的栅极，输入电压第二端vib通过第二控制电路连接pmos管m1的栅极和nmos管m3的栅极，输入电压第一端via连接pmos管m1的源极和nmos管m3的漏极，输入电压第二端vib连接pmos管m2的源极和nmos管m4的漏极，pmos管m1的漏极和pmos管m2漏极连接，并作为输出电压第一端vo+，nmos管m3的源极和nmos管m4的源极连接，并作为输出电压第二端vo-；当所述第一控制电路控制nmos管m4和第二控制电路控制pmos管m1同时导通时，所述第一控制电路控制pmos管m2和第二控制电路控制nmos管m3同时截止；当所述第一控制电路控制nmos管m4和第二控制电路控制pmos管m1同时截止时，所述第一控制电路控制pmos管m2和第二控制电路控制nmos管m3同时导通。所述第一控制电路和第二控制电路为mos管栅极电压控制芯片，只要控制电路能够控制mos管的导通即可，因为芯片本身的电流损耗在大功率的环境下可以忽略不计，所以采用芯片控制的方式，即采用软件方式加数字电路的方式，同样能够实现本发明的目的。

图中，采用nmos管(n型金属氧化物半导体场效应晶体管)和pmos管(p型金属氧化物半导体场效应晶体管)组合方法，图中m1和m2为pmos管，m3和m4为nmos管。m1接在via与vo+之间，m2接在vib与vo+之间，m3接在via与vo-之间，m4接在vib与vo-之间；m1和m3共栅极电压，m2和m4共栅极电压。第一控制电路和第二控制电路用做栅极电压控制，使栅源电压控制在最大允许范围内。

图3中，为了清晰表达电流回路的路径，省略了第一控制电路和第二控制电路，两种电流回路如虚线箭头所示：

当via为正电平，vib为负电平时：

控制电路1输出高，使m4导通，m2截止，从而vib和vo-导通；

控制电路2输出低，使m1导通，m3截止，从而via和vo+导通；

电流回路为via→m1→vo+→vo-→m4→vib；

当via为负电平，vib为正电平时：

控制电路1输出低，使m2导通，m4截止，从而vib和vo+导通；

控制电路2输出高，使m3导通，m1截止，从而via和vo-导通；

电流回路为vib→m2→vo+→vo-→m3→via；

这两个回路，只需经过两个mos管，mos的压降为mos导通时源极和漏极的阻抗乘以通过的电流，mos管的导通阻抗rds一般为0.01欧姆以下，单个mos管的功率损耗p＝rds*(负载电流的平方)，其损耗远远小于整流二极管。

如图4所示，第一控制电路和第二控制电路可以用分压电路的方式来实现，所述第二控制电路包括电阻r6和电阻r8，电阻r6的一端连接输入电压第一端via，另一端与电阻r8连接，并通过电阻r8连接输入电压第二端vib，电阻r6和电阻r8的连接点连接pmos管m1的栅极和nmos管m3的栅极，第一控制电路包括电阻r7和电阻r9，电阻r9的一端连接输入电压第一端via，另一端与电阻r7连接，并通过电阻r7连接输入电压第二端vib，电阻r7和电阻r9的连接点连接pmos管m2的栅极和nmos管m4的栅极。当via为正，vib为负时，电阻r6和r8(r6＞＞r8)进行分压，m1gs＜0，m1导通，m3gs＞0，但不足以打开，此时，via通过m1和vo+连通。同时，电阻r7和r9进行分压(r7＞＞r9)，m4gs＞0，m4导通，m2gs＞0，m2截止，vib通过m4和vo-连通。当vib为正，via为负时，电阻r6和r8(r6＞＞r8)进行分压，m1gs＞0，m1截止，m3gs＞0，m3打开，此时，via通过m3和vo-连通。同时，电阻r7和r9进行分压(r7＞＞r9)，m2gs＜0，m2导通，m4gs＞0，但不足以打开，vib通过m2和vo+连通。图4的电路损耗：2个mos管损耗+两组控制电阻上的损耗，其中，r6和r7为百k级别，r8和r9为k级，电阻阻值较大，其功率损耗很低。

本发明的实施例中，通过mos管和控制电路的配合方式进行整流，使得电路回路中只经过两个mos管，控制电路采用软件方式加数字电路的方式或者采用百k级别和k级别的电阻组成的分压电路来实现，使得控制电路的损耗很低，这样使整体的整流电路的损耗极低，尤其在大功率场合更加明显，从而使整个电路的散热负担得以减轻，减少了整流损耗，提高了整流效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。