[发明专利]应用在PFC电源转换器的桥式整流器

说明书

技术领域

本发明系有关一种交流转直流的整流电路，特别是关于一种桥式整流器(bridge rectifier)。

背景技术

在功率因数校正(Power Factor Correction；PFC)电源转换器的应用中，需要桥式整流器将交流波形转换为直流波形。如图1所示，传统的桥式整流器10使用四个二极管D1、D2、D3及D4架桥，将交流电压VACIN整流成为直流电压VIN给PFC电源转换器12。二极管的顺向偏压约为0.6V，假设通过二极管D1、D2、D3及D4的电流峰值为0.2A，则二极管导通时将造成0.076W的功率损失。

为了降低桥式整流器的功率损失以提高效能，已经有部分的桥式整流器使用金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)取代二极管，例如美国专利号7,411,768及美国专利公开号2009/0257259。一般而言，MOSFET的导通阻值为mΩ等级，假设MOSFET的导通阻值为1Ω，而通过MOSFET的电流峰值为0.2A，则MOSFET消耗的功率为0.02W，因此以MOSFET取代二极管可以降低功率损失，得到较佳的效能。然而，现有的MOSFET桥式整流器在高侧需要使用高压的PMOSFET，例如参照美国专利号7,411,768及美国专利公开号2009/0257259，因此成本较高。

再者，使用MOSFET的桥式整流器需要判断交流电压VACIN的正负半周以控制MOSFET的切换，因此也需要能准确控制MOSFET的电路。

发明内容

本发明的目的之一，在于提出一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器。

本发明的目的之一，在于提出一种能准确控制MOSFET切换的桥式整流器。

本发明的目的之一，在于提出一种在高侧使用NMOSFET的桥式整流器。

根据本发明，一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器包括第一MOSFET连接在该桥式整流器的第一交流输入端及直流输出端之间，第二MOSFET连接在该第一交流输入端及地端之间，第三MOSFET连接在该桥式整流器的第二交流输入端及该直流输出端之间，第四MOSFET连接在该第二交流输入端及该地端之间，检测器检测该第一交流输入端的第一电压及该第二交流输入端的第二电压，并在该第一电压大于第一预设值时产生第一检测信号，在该第二电压大于第二预设值时产生第二检测信号，以及浮动闸驱动器根据该第一检测信号控制该第一及第四MOSFET，根据该第二检测信号控制该第二及第三MOSFET。由于浮动闸驱动器可以提供高压的控制信号，因此在高侧的第一及第三MOSFET可以使用NMOSFET以减少成本。

根据本发明，一种应用在PFC电源转换器的桥式整流器包括第一MOSFET连接在该桥式整流器的第一交流输入端及直流输出端之间，受控于第一控制信号，第二MOSFET连接在该第一交流输入端及地端之间，受控于第二控制信号，第三MOSFET连接在该桥式整流器的第二交流输入端及该直流输出端之间，受控于第三控制信号，第四MOSFET连接在该第二交流输入端及该地端之间，受控于第四控制信号，检测器检测该第一交流输入端的第一电压及该第二交流输入端的第二电压产生该第二及第四控制信号，以及准位平移器平移该第二及第四控制信号产生该第一及第三控制信号。当该第一电压大于第一预设值时，该第一及第四MOSFET导通，当该第二电压大于第二预设值时，该第二及第三MOSFET导通。

本发明的桥式整流器使用MOSFET取代二极管，因此具有较佳的效能，而且藉检测第一及第二交流输入端的电压来判断交流电压的正负半周，因而可以准确控制这些MOSFET的切换。

附图说明

图1系传统的桥式整流器；

图2系本发明的桥式整流器的第一实施例；

图3系图2电路的波形图；

图4系图2中高侧浮动电路及准位平移器的实施例；

图5系图2中检测器的第二实施例；

图6系图2中检测器的第三实施例；以及

图7系本发明的桥式整流器的第二实施例。

主要元件符号说明：

10  桥式整流器

12  PFC电源转换器

20  桥式整流器

22  PFC电源转换器

24  浮动闸驱动器

26  检测器

28  交流输入端

30  交流输入端

32  直流输出端

34  高侧浮动电路

36  准位平移器

38  低侧电路