整流桥并联拓扑结构及功率器件的制作方法

本实用新型涉及整流电路技术领域，特别涉及一种整流桥并联拓扑结构及功率器件。

背景技术：

整流桥作为一种功率元器件，应用非常广泛，其内部由四个参数基本一致的二极管集成，实现将输入的交流电压转化为直流电压进行输出的功能。出于制造工艺、成本、散热、可靠性等原因，在大功率整流电路设计时，常常需要将两个整流桥并联，以提高整流桥的输出能力。

然而，现有的整流桥并联方式通常为两个整流桥PIN对PIN并联，两个并联二极管在不同整流桥内，并联后容易产生温度差，因此也容易出现并联二极管内部电流不均衡的问题，导致流过电流大的二极管容易发生过热损坏。

因此，有必要提出一种新的整流桥并联拓扑结构，在满足大功率电路设计的同时，使并联二极管流过的电流更均衡，能够防止二极管因过热发生的损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种整流桥并联拓扑结构及功率器件，可以将温度因素对整流桥内部并联二极管电流的不利影响降到最低，使并联二极管流过的电流更均衡，能够防止二极管因过热发生的损坏，大幅提高大功率整流电路的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种整流桥并联拓扑结构，包括：四组依次连接成全桥的整流二极管单元，每组整流二极管单元包含两个并联的二极管，且每组整流二极管单元中所述两个并联的二极管的方向一致；其中相邻两组整流二极管单元中的二极管利用阴极相连，阳极与交流输入端一端相连；其余两组的整流二极管单元中的二极管利用阳极相连，阴极与交流输入端另一端相连；在交流输入端的两侧还并联有压敏电阻RV3。

进一步的，所述的整流桥并联拓扑结构中利用阴极相连的相邻两组整流二极管单元的阳极与交流输入火线相连，其余两组的整流二极管单元中的二极管的阴极与交流输入零线相连。

进一步的，所述的交流输入端输入交流信号。

进一步的，所述的整流桥并联拓扑结构中利用阴极相连的相邻两组整流二极管单元的阴极、以及其余两组的整流二极管单元中的二极管的阳极均作为整流输出端。

进一步的，所述的整流输出端的两侧并联有滤波电容C4。

进一步的，所述的四组串联的整流二极管单元包括：第一整流二极管单元，包含并联的二极管A1、D1，所述二极管A1、D1的阳极均与交流输入火线相连；第二整流二极管单元，包含并联的二极管A2、D2，所述二极管A2、D2的阳极均与交流输入零线相连，所述二极管A2、D2的阴极均与所述二极管A1、D1的阴极相连；第三整流二极管单元，包含并联的二极管B2、C2，所述二极管B2、C2的阴极均与交流输入零线相连；以及第四整流二极管单元，包含并联的二极管B1、C1，所述二极管B1、C1的阳极均与所述二极管B2、C2的阳极相连，所述二极管B1、C1的阴极均与交流输入火线相连。

进一步的，所述的二极管A1、D1、C1、B1形成第一整流桥1，所述二极管A2、D2、C2、B2形成第二整流桥2。

进一步的，所述的二极管A1、D1的阴极与整流输出正极相连，所述的二极管B1、C1的阳极与整流输出负极相连。

一种功率器件，包括本实用新型任一项所述的整流桥并联拓扑结构。

相对于现有技术，本实用新型所述的整流桥并联拓扑结构及功率器件具有以下优势：

通过在第一整流桥中将二极管A1和D1、B1和C1分别并联，形成两组整流二极管单元，在第二整流桥中将二极管A2和D2、B2和C2分别并联，形成另两组整流二极管单元，然后连接四组整流二极管单元，搭建成整流桥并联拓扑结构，实现了大功率电路的要求，并且第一整流桥和第二整流桥采用这种并联方式后同一个整流桥内部的两个二极管温度非常接近，使得二极管因PN结温度因素对二极管正向压降产生的影响基本一致，有助于使流过两个并联二极管电流更均衡，能够防止二极管因过热发生的损坏。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的整流桥并联拓扑结构示意图。

图2为本实用新型实施例所述的整流桥并联拓扑结构的等效电路示意图。

附图标记说明：

1-第一整流桥； 2-第二整流桥；

3-压敏电阻RV； 4-滤波电容C；

A1，B1，C1，D1-第一整流桥中的四个二极管；

A2，B2，C2，D2-第二整流桥中的四个二极管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的第一个示例性实施例中，提供了一种整流桥并联拓扑结构。

图1为本实用新型实施例所述的整流桥并联拓扑结构示意图。图2为本实用新型实施例所述的整流桥并联拓扑结构的等效电路示意图。

本实用新型的整流桥并联拓扑结构，包括：四组依次连接成全桥的整流二极管单元，每组整流二极管单元包含两个并联的二极管，且每组整流二极管单元中所述两个并联的二极管的方向一致；其中相邻两组整流二极管单元中的二极管利用阴极相连，阳极与交流输入端一端相连；其余两组的整流二极管单元中的二极管利用阳极相连，阴极与交流输入端另一端相连；在交流输入端的两侧还并联有压敏电阻RV。

其中，整流桥并联拓扑结构中利用阴极相连的相邻两组整流二极管单元的阳极与交流输入火线相连，其余两组的整流二极管单元中的二极管的阴极与交流输入零线相连；整流桥并联拓扑结构中利用阴极相连的相邻两组整流二极管单元的阴极、以及其余两组的整流二极管单元中的二极管的阳极均作为整流输出端。

结合图1和图2所示，本实施例中，第一整流二极管单元，包含并联的二极管A1、D1，所述二极管A1、D1的阳极均与交流输入火线AC_L相连；第二整流二极管单元，包含并联的二极管A2、D2，所述二极管A2、D2的阳极均与交流输入零线AC_N相连，所述二极管A2、D2的阴极均与所述二极管A1、D1的阴极相连；第三整流二极管单元，包含并联的二极管B2、C2，所述二极管B2、C2的阴极均与交流输入零线AC_N相连；以及第四整流二极管单元，包含并联的二极管B1、C1，所述二极管B1、C1的阳极均与所述二极管B2、C2的阳极相连，所述二极管B1、C1的阴极均与交流输入火线AC_L相连。对应的，二极管A1、D1的阴极、及二极管A2、D2的阴极与整流输出正极DC+相连；二极管B1、C1的阳极、及二极管B2、C2的阳极与整流输出负极DC-相连。

其中，二极管A1、D1、C1、B1形成第一整流桥1，二极管A2、D2、C2、B2形成第二整流桥2。

需要说明的是，本实施例中，以第一整流二极管单元中的二极管A1、D1的阳极和第四整流二极管单元中的二极管B1、C1的阴极作为交流输入正极，与交流输入火线相连，以第二整流二极管单元中的二极管A2、D2的阳极和第三整流二极管单元中的二极管B2、C2作为交流输入负极，与交流输出零线相连，仅作为交流输入端的示例，交流输入的正负可以进行交换，比如，在其它实施例中，交流输入火线和交流输出零线的位置可以对调；与之对应的，整流输出端的正负性进行适应性变化。

参照图1所示，本实施例中，在整流桥并联拓扑结构的交流输入端的两侧并联有压敏电阻RV 3，可以防止该整流桥并联拓扑结构受电网浪涌的电压冲击。

在整流桥并联拓扑结构的交流输入端输入交流信号，在一些实施例中，该交流信号为常见的220V/50Hz正弦交流电；在其它一些实施例中，该交流信号为其他非正弦的交流输入信号。由于压敏电阻RV3的存在，该整流桥并联拓扑结构可输入各种频率和电压范围的交流信号，并且不受电网浪涌的电压冲击；因此实际中符合要求的交流信号输入，都在本实用新型的保护范围之内。

参照图1所示，在整流桥并联拓扑结构的整流输出端的两侧并联有滤波电容C 4，该滤波电容C4作为整流桥输出端并联结构，可实现滤波功能。

为了突出本实用新型的有益效果，以现有技术中整流桥的并联方式作为对比，来说明本实用新型的整流桥并联拓扑结构的优势。

现有的整流桥内部由4个参数基本一致的二极管集成，通常两个整流桥并联的方式是将两个整流桥PIN对PIN并联，根据二极管内部PN结温度特性，随着温度升高，二极管正向压降减小，如此一来，两个二极管并联后，温度高、正向压降小的二极管流过的电流会更大，以保证两个并联二极管的压降一致；由于两个并联的二极管在不同的整流桥内，并联后容易产生温度差，因此也容易出现并联二极管内部电流不均衡的间题，流过电流大的二极管则容易发生过热损坏。

而参照如图2所示的本实用新型实施例所述的整流桥并联拓扑结构的等效电路示意图可知，本实用新型的整流桥并联拓扑结构，将第一整流桥1和第二整流桥2中的二极管A1和D1、B1和C1、A2和D2、B2和C2分别并联，使得同一个整流桥内部的两个二极管温度非常接近，因此二极管因PN结温度因素对二极管正向压降产生的影响基本一致，这种并联方式可以使流过两个并联二极管的电流更均衡，能够防止二极管因过热发生的损坏；更进一步的，该整流桥并联拓扑结构的交流输入端的两侧并联有压敏电阻RV3，可以防止该整流桥并联拓扑结构受电网浪涌的电压冲击，拓宽了使用场景。总之，本实用新型的整流桥并联拓扑结构既保证了大功率电路的要求，将温度因素对整流桥内部并联二极管电流的不利影响降到最低，使并联二极管流过的电流更均衡，能够防止二极管因过热发生的损坏，大幅提高大功率整流电路的可靠性，又拓宽了使用场景。

在本实用新型的第二个示例性实施例中，提供了一种功率器件，该功率器件包括本实用新型中任一项所述的整流桥并联拓扑结构。

综上所述，本实用新型提供了一种整流桥并联拓扑结构及功率器件，通过在第一整流桥中将二极管A1和D1、B1和C1分别并联，形成两组整流二极管单元，在第二整流桥中将二极管A2和D2、B2和C2分别并联，形成另两组整流二极管单元，然后连接四组整流二极管单元，搭建成整流桥并联拓扑结构，实现了大功率电路的要求，并且第一整流桥和第二整流桥采用这种并联方式后同一个整流桥内部的两个二极管温度非常接近，使得二极管因PN结温度因素对二极管正向压降产生的影响基本一致，有助于使流过两个并联二极管电流更均衡，能够防止二极管因过热发生的损坏，将温度因素对整流桥内部并联二极管电流的不利影响降到最低，大幅提高大功率整流电路的可靠性，又拓宽了使用场景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。