技术领域
[0001] 本
发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种无桥整流电路以及
开关电源。
背景技术
[0002] 随着绿色环保节能观念的深入普及，供电系统中的电源转换效率要求越来越高，传统的桥式整流成为限制开关电源转换效率提升的一个主要
瓶颈之一。由于转换效率低，导致电路产生过多
热能，影响使用寿命。
[0003] 故，
现有技术中存在转换效率低、电路
散热效果差以及使用寿命短的问题。
发明内容
[0004] 本发明
实施例提供了一种无桥整流电路以及开关电源，旨在解决现有技术中存在的转换效率低、电路散热效果差以及使用寿命短的问题。
[0005] 本发明实施例的第一方面提供了一种无桥整流电路，用于连接输出交流电的外部交流电源，所述无桥整流电路包括电感储能模
块、
电流流向控
制模块、开关模块和电容储能模块。
[0006] 电感储能模块的第一端与外部交流电源的第一端和电流流向
控制模块的第一输入端共接，开关模块的第一端接外部交流电源的第二端，开关模块的第二端与电感储能模块的第二端和电流流向控制模块的第二输入端共接，电流流向控制模块的第一输出端接电容储能模块的第一端，电流流向控制模块的第二输出端接电容储能模块的第二端。
[0007] 开关模块接入PWM控制
信号，并根据PWM
控制信号执行导通或者断开。
[0008] 当开关模块导通时，电感储能模块与电容储能模块之间断开，由交流电给电感储能模块充电。
[0009] 当开关模块断开时，电感储能模块与电容储能模块之间导通，电感储能模块通过电流流向控制模块向电容储能模块放电，电容储能模块充电。
[0010] 在一个实施例中，电流流向控制模块包括第一单向导通单元、第二单向导通单元、第三单向导通单元和第四单向导通单元。
[0011] 第一单向导通单元的输入端与第三单向导通单元的输出端共接形成电流流向控制模块的第一输入端，第二单向导通单元的输入端与第四单向导通单元的输出端共接形成电流流向控制模块的第二输入端，第一单向导通单元的输出端与第二单向导通单元的输出端共接形成电流流向控制模块的第一输出端，第三单向导通单元的输入端与第四单向导通单元的输入端共接形成电流流向控制模块的第二输出端。
[0012] 在交流电的正半周，当开关模块断开时，电感储能模块由其第二端输出第一放电电流，第一放电电流经第二单向导通单元流入电容储能模块，以对电容储能模块进行充电。
[0013] 在交流电的负半周，当开关模块断开时，电感储能模块由其第一端输出第二放电电流，第二放电电流经第一单向导通单元流入电容储能模块，以对电容储能模块进行充电。
[0014] 在一个实施例中，第一单向导通单元包括第一
二极管，第一二极管的
阳极为第一单向导通单元的输入端，第一二极管的
阴极为第一单向导通单元的输出端。
[0015] 在一个实施例中，第二单向导通单元包括第二二极管，第二二极管的阳极为第二单向导通单元的输入端，第二二极管的阴极为第二单向导通单元的输出端。
[0016] 在一个实施例中，第三单向导通单元包括第三二极管，第三二极管的阳极为第三单向导通单元的输入端，第三二极管的阴极为第三单向导通单元的输出端。
[0017] 在一个实施例中，第四单向导通单元包括第四二极管，第四二极管的阳极为第四单向导通单元的输入端，第四二极管的阴极为第四单向导通单元的输出端。
[0018] 在一个实施例中，开关模块包括第一开关管和第二开关管。
[0019] 第一开关管的漏极为开关模块的第一端，第一开关管的源极接第二开关管的源极，第一开关管的栅极与第二开关管的栅极共接形成开关模块的受控端，第二开关管的漏极为开关模块的第二端。
[0020] 在一个实施例中，电感储能模块包括储能电感。
[0021] 在一个实施例中，电容储能模块包括储能电容。
[0022] 本发明实施例的第二方面提供了一种开关电源，包括如上所述的无桥整流电路，还包括
电压转换模块和脉冲宽度调制模块。
[0023] 无桥整流电路的输出端接电压转换模块的输入端，电压转换模块的电压反馈端接脉冲宽度调制模块的输入端，脉冲宽度调制模块的输出端接无桥整流电路的受控端。
[0024] 无桥整流电路接入交流电进行整流后输出整流信号至电压转换模块，电压转换模块接收整流信号进行电压转换后得到
输出电压，脉冲宽度调制模块根据电压转换模块的输出电压和交流电输出PWM控制信号。
[0025] 本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：当开关模块导通时，电感储能模块与电容储能模块之间断开，由交流电给电感储能模块充电；当开关模块断开时，电感储能模块与电容储能模块之间导通，电感储能模块通过电流流向控制模块向电容储能模块放电，电容储能模块充电。通过电感和电容的交替储能，实现了整流功能，电路具有结构简单、控制方便和转换效率高的优点。
附图说明
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027] 图1为本发明的一个实施例提供的无桥整流电路的模块结构示意图；
[0028] 图2为本发明的一个实施例提供的无桥整流电路的电路结构示意图；
[0029] 图3为本发明的一个实施例提供的
波形时序示意图；
[0030] 图4为本发明的一个实施例提供的无桥整流电路的工作过程示意图；
[0031] 图5为本发明的一个实施例提供的无桥整流电路的工作过程示意图；
[0032] 图6为本发明的一个实施例提供的无桥整流电路的工作过程示意图；
[0033] 图7为本发明的一个实施例提供的无桥整流电路的工作过程示意图；
[0034] 图8为本发明的一个实施例提供的开关电源的结构示意图。
具体实施方式
[0035] 为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
[0036] 本方案的
说明书和
权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何
变形，是指“包括但不限于”，意图在于
覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
[0037] 以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述。
[0038] 实施例1：
[0039] 图1示出了本发明一实施例所提供的一种无桥整流电路100的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
[0040] 如图1所示，本发明实施例所提供的一种无桥整流电路100，用于连接输出交流电Vin的外部交流电源AC。
[0041] 无桥整流电路100包括电感储能模块110、电流流向控制模块120、开关模块130和电容储能模块140。
[0042] 电感储能模块110的第一端与外部交流电源AC的第一端和电流流向控制模块120的第一输入端共接，开关模块130的第一端接外部交流电源AC的第二端，开关模块130的第二端与电感储能模块110的第二端和电流流向控制模块120的第二输入端共接，电流流向控制模块120的第一输出端接电容储能模块140的第一端，电流流向控制模块120的第二输出端接电容储能模块140的第二端。
[0043] 开关模块130接入PWM控制信号PWM，并根据PWM控制信号PWM执行导通或者断开。
[0044] 当开关模块130导通时，电感储能模块110与电容储能模块140之间断开，由交流电Vin给电感储能模块110充电。
[0045] 当开关模块130断开时，电感储能模块110与电容储能模块140之间导通，电感储能模块110通过电流流向控制模块120向电容储能模块140放电，电容储能模块140充电。
[0046] 在一个实施例中，开关模块130的受控端接入PWM控制信号PWM。开关模块130的受控端为无桥整流电路100的受控端
[0047] 本发明实施例通过电感和电容的交替储能，实现了整流功能，电路具有结构简单、控制方便和转换效率高的优点。
[0048] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电流流向控制模块120包括第一单向导通单元121、第二单向导通单元122、第三单向导通单元123和第四单向导通单元124。
[0049] 第一单向导通单元121的输入端与第三单向导通单元123的输出端共接形成电流流向控制模块120的第一输入端，第二单向导通单元122的输入端与第四单向导通单元124的输出端共接形成电流流向控制模块120的第二输入端，第一单向导通单元121的输出端与第二单向导通单元122的输出端共接形成电流流向控制模块120的第一输出端，第三单向导通单元123的输入端与第四单向导通单元124的输入端共接形成电流流向控制模块120的第二输出端。
[0050] 在交流电Vin的正半周，当开关模块130断开时，电感储能模块110由其第二端输出第一放电电流，第一放电电流经第二单向导通单元122流入电容储能模块140，以对电容储能模块140进行充电。
[0051] 在交流电Vin的负半周，当开关模块130断开时，电感储能模块110由其第一端输出第二放电电流，第二放电电流经第一单向导通单元121流入电容储能模块140，以对电容储能模块140进行充电。
[0052] 本实施例中，第一单向导通单元121、第二单向导通单元122、第三单向导通单元123和第四单向导通单元124中的电流流向均为输入端流入、输出端流出，只能单向导通。
[0053] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，第一单向导通单元121包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极为第一单向导通单元121的输入端，第一二极管D1的阴极为第一单向导通单元121的输出端。
[0054] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，第二单向导通单元122包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极为第二单向导通单元122的输入端，第二二极管D2的阴极为第二单向导通单元122的输出端。
[0055] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，第三单向导通单元123包括第三二极管D3，第三二极管D3的阳极为第三单向导通单元123的输入端，第三二极管D3的阴极为第三单向导通单元123的输出端。
[0056] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，第四单向导通单元124包括第四二极管D4，第四二极管D4的阳极为第四单向导通单元124的输入端，第四二极管D4的阴极为第四单向导通单元124的输出端。
[0057] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的开关模块130包括第一开关管Q1和第二开关管Q2。
[0058] 第一开关管Q1的漏极为开关模块130的第一端，第一开关管Q1的源极接第二开关管Q2的源极，第一开关管Q1的栅极与第二开关管Q2的栅极共接形成开关模块130的受控端，第二开关管Q2的漏极为开关模块130的第二端。
[0059] 在一个实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均为NMOS管。
[0060] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电感储能模块110包括储能电感L1。储能电感L1的第一端和第二端与电感储能模块110的第一端和第二端一一对应。
[0061] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电容储能模块140包括储能电容C1。储能电容C1的第一端和第二端与电容储能模块140的第一端和第二端一一对应。
[0062] 本发明实施例的工作过程包括：
[0063] 在交流电Vin的正半周，当PWM控制信号PWM为低电平时，第一开关管Q1和第二开关管Q2均断开，储能电感L1由其第二端输出第一放电电流，第一放电电流通过第二二极管D2流入储能电容C1，以对储能电容C1进行充电。
[0064] 在交流电Vin的负半周，当PWM控制信号PWM为低电平时，第一开关管Q1和第二开关管Q2均断开，储能电感L1由其第一端输出第二放电电流，第二放电电流经第一二极管D1流入储能电容C1，以对储能电容C1进行充电。
[0065] 图3为在交流电Vin的一个完整周期内的相关电压和电流信号的波形时序示意图。其中IL1为流过储能电感L1的电流，IQ为流过第一开关管Q1和第二开关管Q2的电流，ID2为流过第二二极管D2的电流，ID3为流过第三二极管D3的电流，ID1为流过第一二极管D1的电流，ID4为流过第四二极管D4的电流。
[0066] 下面基于图3所示的波形时序图，将实施例1的工作原理按照交流电Vin的正负半周两个期间分别阐述如下：
[0067] 1.在交流电Vin的正半周(t0-t3时间段)内。
[0068] 1)如图4所示，当PWM控制信号PWM为高电平时(例如t0-t1时段)，第一开关管Q1和第二开关管Q2均导通，外部交流电源AC、储能电感L1、第二开关管Q2和第一开关管Q1构成一个闭合回路，其中的电流流向如图4中的虚线所示，此时，储能电感L1充电储能。
[0069] 2)如图5所示，当PWM控制信号PWM为低电平时(例如t1-t2时段)，第一开关管Q1和第二开关管Q2均断开，由于电感电流的连续性，储能电感L1、第二二极管D2、储能电容C1和第三二极管D3构成一个新的闭合回路，储能电感L1由其第二端输出第一放电电流，第一放电电流通过第二二极管D2向储能电容C1充电，其中第一放电电流的电流流向如图5中的虚线所示，此时，储能电感L1放电，储能电容C1充电储能。
[0070] 1.在交流电Vin的负半周(t3-t6时间段)内。
[0071] 1)如图6所示，当PWM控制信号PWM为高电平时(例如t3-t4时段)，第一开关管Q1和第二开关管Q2均导通，外部交流电源AC、第一开关管Q1、第二开关管Q2和储能电感L1构成一个闭合回路，其中的电流流向如图6中的虚线所示，此时，储能电感L1充电储能。
[0072] 2)如图7所示，当PWM控制信号PWM为低电平时(例如t4-t5时段)，第一开关管Q1和第二开关管Q2均断开，由于电感电流的连续性，储能电感L1、第一二极管D1、储能电容C1和第四二极管D4构成一个新的闭合回路，储能电感L1由其第一端输出第二放电电流，第二放电电流通过第一二极管D1向储能电容C1充电，其中第二放电电流的电流流向如图7中的虚线所示，此时，储能电感L1放电，储能电容C1充电储能。
[0073] 实施例2：
[0074] 如图8所示，本发明实施例还提供了一种开关电源，包括如上所述的无桥整流电路100，还包括电压转换模块200和脉冲宽度调制模块300。
[0075] 无桥整流电路100的输出端接电压转换模块200的输入端，电压转换模块200的电压反馈端接脉冲宽度调制模块300的输入端，脉冲宽度调制模块300的输出端接无桥整流电路100的受控端。
[0076] 无桥整流电路100接入交流电Vin进行整流后输出整流信号至电压转换模块200，电压转换模块200接收整流信号进行电压转换后得到输出电压，脉冲宽度调制模块300根据电压转换模块的输出电压和交流电Vin输出PWM控制信号PWM。
[0077] 本实施例中，PWM控制信号PWM的占空比和
频率跟随输出电压和交流电Vin变化。
[0078] 以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
