CN104638954B - 一种 mosfet 桥电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种MOSFET桥电路，电位提取电路、MOS管驱动电路、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管。所述电位提取电路与所述MOS管驱动电路连接，所述MOS管驱动电路分别与所述第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管连接。本发明提供的MOSFET桥电路，结构简单、容易实现大规模量产，能够降低功耗和减小发热量。

Description

一种MOSFET桥电路
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种MOSFET桥电路。
背景技术
目前业界使用在PoE上的二极管整流桥电路，存在效率低、输出功率越大发热越高的缺点，无法在大功率的PD设备上使用。随着通信产品的功能越来越多，产品的功耗也跟着越来越大，如PoE+、PoE++等产品的应用。同时，随着全球气候变暖，全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，既危害自然生态***的平衡，更威胁人类的生存。MOSFET桥的应用可以大大提高效率、节约能源、降低温室效应、缓解全球变暖趋势。目前PoE设备上使用的桥电路主要有两种：二极管整流桥堆。和以Linear公司为代表的PDBC器件。二极管整流桥堆只能应用在低功耗的产品上，随着产品功耗的增加效率越低，发热量越大，整流桥堆上的功耗为P(W)＝1.4(V)*Iout(A)。PDBC器件价格昂贵，其电路内部使用升压方式处理，来驱动8个N-channel MOSFET，原理复杂不易实现，难以大规模量产使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、容易实现，能够降低功耗和减小发热量的MOSFET桥电路。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种MOSFET桥电路，包括：电位提取电路、MOS管驱动电路、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管。
所述电位提取电路设置有正极电源输入端口、负极电源输入端口、高电位提取输出端口及低电位提取输出端口。
所述MOS管驱动电路上设置有高电位输入端口、低电位输入端口、第一PMOS管栅极驱动端口、第一PMOS管源极驱动端口、第二PMOS管栅极驱动端口、第二PMOS管源极驱动端口、第一NMOS管栅极驱动端口、第一NMOS管源极驱动端口、第二NMOS管栅极驱动端口及第二NMOS管源极驱动端口。
所述高电位提取输出端口与所述高电位输入端口连接；所述低电位提取输出端口与所述低电位输入端口连接。
所述第一PMOS管栅极驱动端口与所述第一PMOS管的栅极连接；所述第一PMOS管源极驱动端口与所述第一PMOS管的源极连接；所述第二PMOS管栅极驱动端口与所述第二PMOS管的栅极连接；所述第二PMOS管源极驱动端口与所述第二PMOS的源极连接；所述第一NMOS管栅极驱动端口与所述第一NMOS管的栅极连接；所述第一NMOS管源极驱动端口与所述第一NMOS管的源极连接；所述第二NMOS管栅极驱动端口与所述第二NMOS管的栅极连接；所述第二NMOS管源极驱动端口与所述第二NMOS管的源极连接。
所述第一PMOS管的漏极与所述第二PMOS管的漏极连接形成PoE电源正极输出端；所述第一NMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极连接形成PoE电源负极输出端。
进一步地，还包括：PoE电源正极输出端口及PoE电源负极输出端口；
所述PoE电源正极输出端口与所述PoE电源正极输出端连接；所述POE电源负极输出端口与所述PoE电源负极输出端连接。
本发明提供的MOSFET桥电路，当正极电源输入端口与PoE供电电源的正极连接，负极电源输入端口与PoE供电电源的负极连接时，第一PMOS管和第一NMOS管打开，PoE电源正极输出端输出整流后的PoE电源正极，PoE电源负极输出端输出整流后的PoE电源负极。当正极电源输入端口连接PoE供电电源负极，负极电源输入端口连接PoE供电电源正极时，第二PMOS管和第二NMOS管打开，PoE电源正极输出端输出整流后的PoE电源负极，PoE电源负极输出端输出整流后的PoE电源正极。本发明提供的MOSFET桥电路具备以下有益效果：
1、采用四个MOS管形成MOSFET桥，由于MOS管导通压降小，避免了采用二极管整流桥时产生的功率耗散失，减小了发热量及噪声。
2、采用四个MOS管形成MOSFET桥，其本身耗散功率低，因此实现了能量的高效转化，并且工作电流小于1mA。
3、本发明提供几个简单的输入输出端口(分别为正极电源输入端口、负极电源输入端口、PoE电源正极输出端口及PoE电源负极输出端口)，结构简单，可以大规模量产使用。
4、完全兼容IEEE802.3af/at/PoE+/PoE++等PD设备，通过MOS管等的器件选型，本发明甚至能兼容更高功率的设备。
5、能够同时兼容RJ45两对和四对线的应用，即当采用RJ45两对线(线1和线2，线3和线6)进行供电时，使用一组本发明电路即可输出整流后的正负电源；当采用RJ45四对线(线1和线2，线3和线6，线4和线5，线7和线8)进行供电时，使用两组本发明电路即可输出整流后的正负电源。
6、根据器件的耐压值，本发明可以支持最大100V的设备，选择耐压值较高的器件，本发明甚至能支持更高需求的电压。可以支持1500V的Surge电压。可以在125℃，甚至更高的温度下工作。本发明仅采用2个PMOS和2个NMOS，成本低，采用分压降压方式驱动MOS管更可靠。
附图说明
图1为本发明实施例提供的MOSFET桥电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例提供了一种MOSFET桥电路，包括：电位提取电路3、MOS管驱动电路4、第一PMOS管5、第二PMOS管6、第一NMOS管7及第二NMOS管8。
如图1所示，电位提取电路3设置有正极电源输入端口1、负极电源输入端口2、高电位提取输出端口11及低电位提取输出端口12。
如图1所示，MOS管驱动电路4上设置有高电位输入端口13、低电位输入端口14、第一PMOS管栅极驱动端口15、第一PMOS管源极驱动端口16、第二PMOS管栅极驱动端口17、第二PMOS管源极驱动端口18、第一NMOS管栅极驱动端口19、第一NMOS管源极驱动端口20、第二NMOS管栅极驱动端口21及第二NMOS管源极驱动端口22。
如图1所示，高电位提取输出端口11与高电位输入端口13连接；低电位提取输出端口12与低电位输入端口14连接。
如图1所示，第一PMOS管栅极驱动端口15与第一PMOS管的栅极连接；第一PMOS管源极驱动端口16与第一PMOS管的源极连接；第二PMOS管栅极驱动端口17与第二PMOS管的栅极连接；第二PMOS管源极驱动端口18与第二PMOS的源极连接；第一NMOS管栅极驱动端口19与第一NMOS管的栅极连接；第一NMOS管源极驱动端口20与第一NMOS管的源极连接；第二NMOS管栅极驱动端口21与第二NMOS管的栅极连接；第二NMOS管源极驱动端口22与第二NMOS管的源极连接。
如图1所示，第一PMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接形成PoE电源正极输出端9；第一NMOS管的漏极与第二NMOS管的漏极连接形成PoE电源负极输出端10。
为使用方便，本发明实施例提供的MOSFET桥电路，还包括：PoE电源正极输出端口及PoE电源负极输出端口。如图1所示，PoE电源正极输出端口与PoE电源正极输出端9连接；PoE电源负极输出端口与PoE电源负极输出端10连接。
本发明实施例提供的MOSFET桥电路，当正极电源输入端口与PoE供电电源的正极连接，负极电源输入端口与PoE供电电源的负极连接时，第一PMOS管和第一NMOS管打开，PoE电源正极输出端输出整流后的PoE电源正极，PoE电源负极输出端输出整流后的PoE电源负极。当正极电源输入端口连接PoE供电电源负极，负极电源输入端口连接PoE供电电源正极时，第二PMOS管和第二NMOS管打开，PoE电源正极输出端输出整流后的PoE电源负极，PoE电源负极输出端输出整流后的PoE电源正极。
本发明实施例提供的MOSFET桥电路具备以下有益效果：
1、采用四个MOS管形成MOSFET桥，由于MOS管导通压降小，避免了采用二极管整流桥时产生的功率耗散失，减小了发热量及噪声。
2、采用四个MOS管形成MOSFET桥，其本身耗散功率低，因此实现了能量的高效转化，并且工作电流小于1mA。
3、本发明提供几个简单的输入输出端口(分别为正极电源输入端口、负极电源输入端口、PoE电源正极输出端口及PoE电源负极输出端口)，结构简单，可以大规模量产使用。
4、完全兼容IEEE802.3af/at/PoE+/PoE++等PD设备，通过MOS管等的器件选型，本发明甚至能兼容更高功率的设备。
5、能够同时兼容RJ45两对和四对线的应用，即当采用RJ45两对线(线1和线2，线3和线6)进行供电时，使用一组本发明电路即可输出整流后的正负电源；当采用RJ45四对线(线1和线2，线3和线6，线4和线5，线7线8)进行供电时，使用两组本发明电路即可输出整流后的正负电源。
6、根据器件的耐压值，本发明可以支持最大100V的设备，选择耐压值较高的器件，本发明甚至能支持更高需求的电压。可以支持1500V的Surge电压。可以在125℃，甚至更高的温度下工作。本发明仅采用2个PMOS和2个NMOS，成本低，采用分压降压方式驱动MOS管更可靠。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种MOSFET桥电路，其特征在于，包括：电位提取电路、MOS管驱动电路、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管；
所述电位提取电路设置有正极电源输入端口、负极电源输入端口、高电位提取输出端口及低电位提取输出端口；
所述MOS管驱动电路上设置有高电位输入端口、低电位输入端口、第一PMOS管栅极驱动端口、第一PMOS管源极驱动端口、第二PMOS管栅极驱动端口、第二PMOS管源极驱动端口、第一NMOS管栅极驱动端口、第一NMOS管源极驱动端口、第二NMOS管栅极驱动端口及第二NMOS管源极驱动端口；
所述高电位提取输出端口与所述高电位输入端口连接；所述低电位提取输出端口与所述低电位输入端口连接；
所述第一PMOS管栅极驱动端口与所述第一PMOS管的栅极连接；所述第一PMOS管源极驱动端口与所述第一PMOS管的源极连接；所述第二PMOS管栅极驱动端口与所述第二PMOS管的栅极连接；所述第二PMOS管源极驱动端口与所述第二PMOS的源极连接；所述第一NMOS管栅极驱动端口与所述第一NMOS管的栅极连接；所述第一NMOS管源极驱动端口与所述第一NMOS管的源极连接；所述第二NMOS管栅极驱动端口与所述第二NMOS管的栅极连接；所述第二NMOS管源极驱动端口与所述第二NMOS管的源极连接；
所述第一PMOS管的漏极与所述第二PMOS管的漏极连接形成PoE电源正极输出端；所述第一NMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极连接形成PoE电源负极输出端。
2.根据权利要求1所述的MOSFET桥电路，其特征在于，还包括：PoE电源正极输出端口及PoE电源负极输出端口；
所述PoE电源正极输出端口与所述PoE电源正极输出端连接；所述PoE电源负极输出端口与所述PoE电源负极输出端连接。
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Denomination of invention: A MOSFET bridge circuit

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