一种MOS管整流电路及其应用电路及电子装置的制作方法

本实用新型涉及整流电路领域，特别涉及一种mos管整流电路及其应用电路及电子装置。

背景技术：

各行各业只要应用到电子电路均应用到整流电路，整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。

现有技术中普遍采用二极管进行整流，但是采用普通二极管整流对于大电流或消费类产品来说其功耗有比较大的影响影响。

因此现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种mos管整流电路及其应用电路及电子装置，通过偏置电路接入电源输出端电压至电平检测电路，控制放大电路驱动整流mos管实现mos管整流。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型提供一种mos管整流电路，包括：

用于在导通时进行整流的整流mos管；

用于信号放大并为整流mos管供电的放大电路；

用于提供偏置电压的偏置电路；

用于检测偏置电压并根据偏置电压控制放大电路的电平检测电路；

用于放电的放电电路；

用于存储电量及滤波的储能电路；

所述整流mos管的第一端与所述放电电路及所述放大电路连接；所述整流mos管的第二端与所述电平检测电路、放电电路、放大电路、储能电路以及负载负极连接；所述整流mos管的第三端与所述电平检测电路及电源输出端的第二端连接；所述偏置电路、所述放大电路及所述储能电路均与电源输出端的第一端以及负载正极连接。

所述放大电路包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的第一端与所述第二三极管的第一端以及电平检测电路连接，所述第一三极管的第二端与所述偏置电路、所述储能电路、所述电源输出端的第一端以及负载正极连接，所述第一三极管的第三端与所述第二三极管的第二端及整流mos管的第一端连接，所述第二三极管的第三端与所述放电电路、所述整流mos管的第二端、所述储能电路及负载负极连接。

所述电平检测电路包括第三三极管和第四三极管，所述第三三极管的第一端与所述第四三极管的第一端连接，所述第三三极管的第二端与所述第三三极管的第一端及偏置电路连接，所述第三三极管的集电极与所述整流mos管的第三端及电源输出端的第二端连接，所述第四三极管的第二端与所述整流mos管的第二端、所述放电电路、所述放大电路、所述储能电路及负载负极连接，所述第四三极管的第三端与所述偏置电路及所述放大电路连接。

所述偏置电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述电源输出端的第一端、所述第二电阻的一端、所述放大电路、所述储能电路及负载正极连接，所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端均与所述电平检测电路连接。

所述放电电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端与所述放大电路连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端、所述整流mos管的第二端、所述电平检测电路、所述放大电路、所述储能电路及负载负极连接。

所述储能电路包括储能电容，所述储能电容的正极与所述负载正极、所述放大电路、所述偏置电路及所述电源输出端的第一端连接，所述储能电容负极与所述负载负极、所述放大电路、所述放电电路、所述电平检测电路及所述整流mos管的第二端连接。

一种mos管整流电路的应用电路，包括：电源输入电路，负载，以及上文所述的mos管整流电路；所述偏置电路、放大电路、储能电路和负载正极均与所述电源输入电路的电源输出端的第一端连接；所述电平检测电路及所述mos整流管的第三端均与所述电源输入电路的电源输出端的第二端连接。

所述电源输入短路包括：

用于为输入电源进行滤波的输入滤波电路；

用于将输入电源进行隔离传输的变压器；

所述输入滤波电路与电源及变压器初级绕组的输入端连接，所述变压器初级绕组的输出端接地，所述变压器次级绕组的电源输出端的第一端与所述偏置电路、放大电路、储能电路及负载正极连接，所述变压器次级绕组的电源输出端的第二端与所述电平检测电路及整流mos管的第三端连接。

所述输入滤波电路包括滤波电容，所述滤波电容的正极与所述电源及变压器初级的输入端连接，所述滤波电容的负极接地。

所述控制电路包括第一晶体管，所述第一晶体管的第一端与所述控制信号端连接，所述第一晶体管的第二端与所述变压器初级的输出端连接，所述第一晶体管的第三端与接地端连接。

一种电子装置，包括装置本体，所述装置本体中设置有电路板，所述电路板上设置有如上文所述的mos管整流电路，或者设置有如上文所述的mos管整流电路的应用电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的mos管整流电路及其应用电路及电子装置，包括用于在导通时进行整流的整流mos管；用于信号放大并为整流mos管供电的放大电路；用于提供偏置电压的偏置电路；用于检测偏置电压并根据偏置电压控制放大电路的电平检测电路；用于放电的放电电路；用于存储电量及滤波的储能电路；整流mos管的第一端与放电电路及放大电路连接；整流mos管的第二端与电平检测电路、放电电路、放大电路、储能电路及负载负极连接；整流mos管的第三端与电平检测电路及电源输出端的第二端连接；偏置电路、放大电路及储能电路均与电源输出端的第一端及负载正极连接。本实用新型通过偏置电路接入电源输出端电压至电平检测电路，控制放大电路驱动整流mos管实现mos管整流。

附图说明

图1为本实用新型提供的mos管整流电路的结构框图；

图2为本实用新型提供的mos管整流电路及其应用电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种mos管整流电路及其应用电路及电子装置，通过偏置电路接入电源输出端电压至电平检测电路，控制放大电路驱动整流mos管实现mos管整流。

本实用新型的具体实施方式是为了便于对本实用新型的技术构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果做更为详细的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的解释说明并不构成对本发明的保护范围的限定。此外，下文所述的实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

为了方便理解本申请实施例，首先在此介绍本申请实施例涉及到的相关要素。

整流电路(rectifier)是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛。电路形式各种各样，按组成的器件可分为不可控、半控和全控三种，按电路结构可分为桥式电路和零式电路，按交流输入相数分为单相电路和多相电路，按变压器二次侧电流的方向是单相或双相，又分为单拍电路和双拍电路；实用电路是上述的组合结构。

传统的整流电路一般都是通过二极管进行整流，即整流二极管。整流二极管(rectifierdiode)一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件。二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。通常它包含一个pn结，有正极和负极两个端子。p区的载流子是空穴，n区的载流子是电子，在p区和n区间形成一定的位垒。外加电压使p区相对n区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降(典型值为0.7v)，称为正向导通状态。若加相反的电压，使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流(称反向漏电流)，称为反向阻断状态。

而目前的mos驱动要么就是用芯片控制，要么就是用二极管整流，而采用专门的控制芯片则其成本高且应用不够灵活，二极管整流的话会使得效率低。

鉴于现有技术存在的上述问题，请参阅图1，本实用新型提供一种mos管整流电路10，包括：用于在导通时进行整流的整流mos管q11；用于信号放大并为整流mos管q11供电的放大电路100；用于提供偏置电压的偏置电路200；用于检测偏置电压并根据偏置电压控制放大电路100的电平检测电路300；用于放电的放电电路400；用于存储电量及滤波的储能电路500；所述整流mos管q11的第一端与所述放电电路400及所述放大电路100连接；所述整流mos管q11的第二端与所述电平检测电路300、放电电路400、放大电路100、储能电路500以及负载负极连接；所述整流mos管q11的第三端与所述电平检测电路300及电源输出端的第二端连接；所述偏置电路200、所述放大电路100及所述储能电路500均与电源输出端的第一端以及负载正极连接。

电源输出端为电源电压的输出端口，所述电源压可以是正弦波交流电，也可以是脉冲波交流电。所述整流mos管q11的第一端为栅极，所述整流mos管q11的第二端为源极，所述整流mos管q11的第三端为漏极。

具体实施时，本实施例中，请一并参阅图2，当接入正弦波交流电时，a点和b点的相位会发生变化。当a点为正极，b点为负极时，从电源偏置电路200接入电源输出端的第一端输出的电源电压，然后向电平检测电路300提供偏置电压，所述电平检测电路300检测到所述偏置电压后控制所述放大电路100开始工作，由所述放大电路100接入所述电源电压进行放大，并将放大后的电源电压输出至所述整流mos管q11的第一端，控制所述整流mos管q11开启，由所述整流mos管q11进行整流。当相位发生变化，使得所述a点变为负极，所述b点变为正极时，从电平检测电路300接入b点输出的电源电压，此时，由所述储能电路500为偏置电路200提供输入电压，使得所述电平检测电路300导通，由所述电平检测电路300接入b点输出的电源电压，再反向输出至所述偏置电路200，为储能电路500和负载供电，并由所述电平检测电路300控制所述放大电路100关闭，使得所述整流mos管q11的第一端为低电平，此时，所述整流mos管q11第三端的d点电压高于所述整流mos管q11第二端的c点，从而所述mos管和其体二极管均截止。本实施例能够对交流电进行整流，无论正相反相电压，均可以从同一输出端输出，进而为负载供电，实现了mos管整流功能。

进一步的，当接入的上脉冲波交流电时，由于脉冲波为方波，因此只有在高电平时电路才工作。当输入高电平时，a点为正极，b点为负极，其工作情况与输入交流电a点为正极、b点为负极的情况一致，在此不再赘述。当输入低电平时，a点和b点均无电压输出，此时，后级的负载由储能电路500供电。本实施例通过在接入高电平时进行整流为负载供电，在接入低电平时则通过储能电路500为负载供电，实现了mos管整流功能。

具体的，请继续参阅图2，所述偏置电路200包括第一电阻r1和第二电阻r2，所述第一电阻r1的一端与所述电源输出端的第一端、所述第二电阻r2的一端、所述放大电路100、所述储能电路500及负载正极连接，所述第一电阻r1的另一端和所述第二电阻r2的另一端均与所述电平检测电路300连接。

具体实施时，本实施例中，当a点为正极、b点为负极时，由所述第一电阻r1和第二电阻r2接入电源电压，经过第一电阻r1和第二电阻r2分压后，为电平检测电路300提供偏置电压。当a点为负极、b点为正极时，由所述第一电阻r1和第二电阻r2接入所述储能电路500提供的储能电压，进而激活电平检测电路300，以进行后续的整流步骤。

具体的，所述电平检测电路300包括第三三极管q3和第四三极管q4，所述第三三极管q3的第一端与所述第四三极管q4的第一端连接，所述第三三极管的第二端与所述第三三极管q3的第一端及偏置电路200连接，所述第三三极管q3的集电极与所述整流mos管q11的第三端及电源输出端的第二端连接，所述第四三极管的第二端与所述整流mos管q11的第二端、所述放电电路400、所述放大电路100、所述储能电路500及负载负极连接，所述第四三极管q4的第三端与所述偏置电路200及所述放大电路100连接。

具体实施时，本实施例中，所述第三三极管q3的第一端为基极，所述第三三极管q3的第二端为发射极，所述第三三极管q3的第三端为集电极，所述第四三极管q4的第一端为基极，所述第四三极管q4的第二端为发射极，所述第四三极管q4的第三端为集电极。

具体的，请继续参阅图2，所述第三三极管q3的第一端与第三端以及第四三极管q4的第一端互连，当a点为正极、b点为负极时，由所述第三三极管q3接收的第一端、第三端以及第四三极管q4的第一端从第一电阻r1接入偏置电压，所述第四电阻r4的第二端从第二电阻r2接入分压电压。由于所述第三三极管q3和第四三极管q4的连接方式，因此相当于第三三极管q3和第四三极管q4分别设置有一个体二极管，第三三极管q3的发射极电压被钳位至比第三三极管q3的集电极高一个体二极管的电压，因此第三三极管q3不导通。又由于整流mos管q11有电流流过，因此第四三极管q4截止，进而控制所述放大电路100导通，输出放大后的电源电压至所述整流mos管q11，使得所述整流mos管q11导通，实现mos管整流。

当a点为负极、b点为正极时，则d点电压高于c点电压，从而使得第三三极管q3导通，进而使得第三三极管q3的基极电压增大，使得第四三极管q4导通，进而将所述放大电路100的电平拉低，使得所述放大电路100关闭，因此所述整流mos管q11不导通，只能通过第三三极管q3输出电压为负载和储能电路500供电。

而当a点和b点都无电压输出时，则由所述储能电路500为负载供电。

具体的，请继续参阅图2，所述放大电路100包括第一三极管q1和第二三极管q2，所述第一三极管q1的第一端与所述第二三极管q2的第一端以及电平检测电路300连接，所述第一三极管q1的第二端与所述偏置电路200、所述储能电路500、所述电源输出端的第一端以及负载正极连接，所述第一三极管q1的第三端与所述第二三极管q2的第二端及整流mos管q11的第一端连接，所述第二三极管q2的第三端与所述放电电路400、所述整流mos管q11的第二端、所述储能电路500及负载负极连接。

具体实施时，本实施例中，由所述第一三极管q1和所述第二三极管q2组成图腾柱放大电路100，特别的，所述第一三极管q1的第一端为基极，所述第一三极管q1的第二端为集电极，所述第一三极管q1的第三端为发射极，所述第二三极管q2的第一端为基极，所述第二三极管q2的第二端为发射极，所述第二三极管q2的第三端为集电极。

当a点为正极、b点为负极时，由于所述第四三极管q4截止，因此所述第一三极管q1的基极和所述第二三极管q2的基极接入第二电阻r2的分压电压导通，从所述第一三极管q1的发射极和所述第二三极管q2的发射极输出放大后的电源电压至所述整流mos管q11的第一端(本实施例中为栅极)，使得所述整流mos管q11导通进行mos管整流。

当a点为负极、b点为正极时，则由于所述第四三极管q4导通，因此所述第一三极管q1的基极和所述第二三极管q2的基极电位被拉低至低电平，从而截止，使得所述整流mos管q11的第一端为低电平也截止，最后通过第三三极管q3和第一电阻r1输出电压为负载和储能电路500供电。

而当a点和b点都无电压输出时，则由所述储能电路500为负载供电。

具体的，请继续参阅图2，所述放电电路400包括第三电阻r3和第四电阻r4，所述第三电阻r3的一端与所述放大电路100连接，所述第三电阻r3的另一端与所述第四电阻r4的一端、所述整流mos管q11的第二端、所述电平检测电路300、所述放大电路100、所述储能电路500及负载负极连接。

本实施例中，所述第三电阻r3与所述第一三极管q1的基极、第二三极管q2的基极、第四三极管q4的集电极以及第二电阻r2的另一端连接。当a点为正极、b点为负极时，由所述第三电阻r3为基极放电，由所述第四电阻r4将所述整流mos管q11的栅极电压泄放至所述整流mos管q11的源极，以使c点电位保持为高，使得第四三极管q4保持截止。

具体的，请继续参阅图2，所述储能电路500包括储能电容c1，所述储能电容c1的正极与所述负载正极、所述放大电路100、所述偏置电路200及所述电源输出端的第一端连接，所述储能电容c1负极与所述负载负极、所述放大电路100、所述放电电路400、所述电平检测电路300及所述整流mos管q11的第二端连接。

本实施例中，由所述储能电容c1当a点为正极、b点为负极时，储存电量，当正弦波交流电反相时(即a点为负极，b点为正极)则供电激活电平检测电路300，当电源输出端无电压输出时，则为负载供电。

为了本实用新型更加清楚，下面对整个电路的非限定具体连接关系进行描述：

所述第一电阻r1的一端与所述电源输出端的第一端、第二电阻r2的一端、第一三极管q1的集电极、储能电容c1的一端及负载正极连接。所述第一电阻r1的另一端与所述第三三极管q3的发射极、第三三极管q3的基极以及所述第四三极管q4的基极连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第四三极管q4的集电极、所述第一三极管q1的基极、第二三极管q2的基极以及第三电阻r3的一端连接，所述第三三极管q3的集电极与所述电源输出端的第二端及所述整流mos管q11的漏极连接，所述第四三极管q4的发射极与所述整流mos管q11的源极、第三电阻r3的另一端、第四电阻r4的一端、第二三极管q2的集电极、储能电容c1的负极以及负载负极连接，所述第一三极管q1的发射极与所述第二三极管q2的发射极、第四电阻r4的另一端及所述整流mos管q11的栅极连接。

基于上述的mos管整流电路10，本实用新型还提供一种mos管整流电路10的应用电路，包括：电源输入电路20，负载，以及上文所述的mos管整流电路10；所述偏置电路200、放大电路100、储能电路500和负载正极均与所述电源输入电路20的电源输出端的第一端连接；所述电平检测电路300及所述mos整流管的第三端均与所述电源输入电路20的电源输出端的第二端连接。

具体实施时，本实施例中，所述电源输入电路20可以是任意的交流电产生电路、装置或设备。所述电源输入电路20包括电源输出端，用于输出相应的电源电压。由所述电源输入电路20向所述mos管整流电路10输出相应的交流电，通过所述mos管整流电路10进行整流，然后输出至所述负载，为所述负载供电。特别的，所述负载可以是任意的器件、电路、装置及设备。

具体的，本实施例中，所述电源输入电路20输入滤波电路21为变压器电路，当然也可以是可控硅电路或者其他类型的电路，在此只做举例，不做限定。

具体实施时，所述电源输入电路20包括：用于为输入电源进行滤波的输入滤波电路21；用于将输入电源进行隔离传输的变压器；所述输入滤波电路21与电源及变压器初级绕组的输入端连接，所述变压器初级绕组的输出端接地，所述变压器次级绕组的电源输出端的第一端与所述偏置电路200、放大电路100、储能电路500及负载正极连接，所述变压器次级绕组的电源输出端的第二端与所述电平检测电路300及整流mos管q11的第三端连接。

本实施例中，由所述输入滤波电路21接入交流电(可以是市电、其他电压的正弦波交流电或者脉冲波交流电等)，经过变压器进行电压转换，得到升压后的电源电压或者降压后的电源电压，通过变压器次级输出端(即电源输出端)进行输出。最后由所述mos管整流电路10进行整流后为负载供电。特别的，当接入的电压为市电时，所述变压器初级的输出端与零线连接。

具体的，所述输入滤波电路21包括滤波电容c2，所述滤波电容c2的正极与所述电源及变压器初级的输入端连接，所述滤波电容c2的负极接地。本实施例中，通过所述滤波电容c2进行电源输入滤波。

具体的，所述电源输入电路还包括用于控制电源输入短路通断的控制电路22，所述控制电路22包括第一晶体管q12，所述第一晶体管q12的第一端与所述控制信号端pwm连接，所述第一晶体管q12的第二端与所述变压器初级的输出端连接，所述第一晶体管q12的第三端与接地端连接。本实施例中，在输入脉冲波时，可由所述第一晶体管q12控制脉冲波形的占空比。

基于上述的mos管整流电路10或mos管整流电路10的应用电路，本实用新型还提供一种电子装置，包括装置本体，所述装置本体中设置有电路板，所述电路板上设置有如上文所述的mos管整流电路10，或者设置有如上文所述的mos管整流电路10的应用电路。由于所述mos管整流电路10及其应用电路均在上文进行了详细描述，在此不再详述。

综上所述，本实用新型提供的一种mos管整流电路及其应用电路及电子装置，包括用于在导通时进行整流的整流mos管；用于信号放大并为整流mos管供电的放大电路；用于提供偏置电压的偏置电路；用于检测偏置电压并根据偏置电压控制放大电路的电平检测电路；用于放电的放电电路；用于存储电量及滤波的储能电路；整流mos管的第一端与放电电路及放大电路连接；整流mos管的第二端与电平检测电路、放电电路、放大电路、储能电路及负载负极连接；整流mos管的第三端与电平检测电路及电源输出端的第二端连接；偏置电路、放大电路及储能电路均与电源输出端的第一端及负载正极连接。本实用新型通过偏置电路接入电源输出端电压至电平检测电路，控制放大电路驱动整流mos管实现mos管整流。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。