CN107482937A - 一种桥式整流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥式整流器，通过对桥式整流电路、开关模块和控制模块的设置，使得控制模块根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向开关模块发送控制信号，使得开关模块将桥式整流电路导通，进而使得电压信号通过开关模块传输，避免了电压信号在流经桥式整流电路中的整流二极管时产生电能损耗；并且，通过各开关模块和控制模块的控制，使电压信号输入不受端口的限制，仅需要判断电压信号与预设的电压信号的关系，即可实现电压信号的传输，实现了双向整流和双向输入，保证了电压信号的有效传输。

Description

一种桥式整流器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤指一种桥式整流器。

背景技术

桥式整流器是电力传输***中常用的一个组件，其主要作用是将输入的负压信号转变成正压信号并输出，而输入正压信号时，仍然输出原正压信号，以实现将交流电信号转变成直流电信号；具体的桥式整流器的结构如图1所示，由四个整流二极管(D1-D4)组成；由于二极管的单向导通性，使得桥式整流器也是单向导通的，因此，桥式整流器只能将电压信号从信号输入端传输至信号输出端(即整流输入)，却不能从信号输出端传输至信号输入端(即反向输出)，进而使得在实际的使用过程中受到很大的限制。

目前，为了能够使桥式整流器具有双向整流的功能，通常在桥式整流器的输出端增加两个开关，如图2所示，如开关S1和开关S2，当需要整流输入时，开关S1切换至2端，开关S2切换至3端；当需要反向输出时，开关S1切换至1端，开关S2切换至4端，将信号输入端与信号输出端直接电连接。但上述桥式整流器的工作过程，需要电力传输***提前识别当前为整流输入还是反向输出，而实现此识别功能一般需要软件参与，使得电力传输***的复杂度大大增加，进而增加电力传输***的功耗；并且，在通过开关S1和开关S2的切换使得信号输入端与信号输出端直接电连接时，若信号输入端输入正压信号，信号输出端输入负压信号，则会导致提供正压信号和负压信号两个电源短路，给电力传输***造成损害。

基于此，如何在不增加电力传输***的复杂度和功耗的同时，实现桥式整流器的双向整流，并且不会引起电力传输***的短路，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种桥式整流器，用以解决如何在不增加电力传输***的复杂度和功耗的同时，实现桥式整流器的双向整流，并且不会引起电力传输***的短路的问题。

本发明实施例提供了一种桥式整流器，包括：由四个整流二极管构成的桥式整流电路、开关模块和控制模块；其中，

所述控制模块，用于根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向所述开关模块发送控制信号；

所述开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的控制信号的控制下，将所述桥式整流电路导通，以使输入的电压信号输出。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述开关模块包括：第一开关模块和第二开关模块；所述第一开关模块的第一端与所述控制模块的第一端电连接，第二端与所述桥式整流电路的第一信号端电连接，第三端与所述桥式整流电路的第二信号端电连接；所述第一开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第一控制信号的控制下，将所述第一信号端与所述第二信号端导通；

所述第二开关模块的第一端与所述控制模块的第二端电连接，第二端与所述桥式整流电路的第三信号端电连接，第三端与所述桥式整流电路的第四信号端电连接；所述第二开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第二控制信号的控制下，将所述第三信号端与所述第四信号端导通；

所述控制模块的第三端与所述第一信号端电连接，第四端与所述第三信号端电连接，第五端与所述第二信号端电连接，第六端与所述第四信号端电连接；所述控制模块，用于根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述控制模块，具体用于在确定所述电压信号通过所述第一信号端和所述第三信号端输入，且所述电压信号的电压大于预设的第一电压时，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号；或，

所述控制模块，具体用于在确定所述电压信号通过所述第二信号端和所述第四信号端输入，且所述电压信号的电压大于预设的第二电压时，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号；或，

所述控制模块，具体用于在确定通过所述第一信号端和所述第三信号端，以及通过所述第二信号端和所述第四信号端输入相同绝对值的所述电压信号，且所述电压信号的电压大于预设的第三电压时，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述控制模块，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述第一电阻与所述第二电阻串联连接于所述第一信号端与所述第二信号端之间；

所述第三电阻与所述第四电阻串联连接于所述第三信号端与所述第二信号端之间；

所述第五电阻与所述第六电阻串联连接于所述第一信号端与所述第四信号端之间；

所述第七电阻与所述第八电阻串联连接于所述第三信号端与所述第四信号端之间。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述第一电阻至所述第八电阻均具有预设阻值；且至少部分电阻的预设阻值相同。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述第一开关模块，包括：第一开关晶体管；

所述第一开关晶体管的栅极与所述控制模块的第一端电连接，源极与所述第二信号端电连接，漏极与所述第一信号端电连接。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述第二开关模块，包括：第二开关晶体管；

所述第二开关晶体管的栅极与所述控制模块的第二端电连接，源极与所述第四信号端电连接，漏极与所述第三信号端电连接。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述开关模块还包括：第三开关模块与第四开关模块；

所述第三开关模块的第一端与所述控制模块的第七端电连接，第二端与所述第二信号端电连接，第三端与所述第三信号端电连接；所述第三开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第三控制信号的控制下，将所述第三信号端与所述第二信号端导通；

所述第四开关模块的第一端与所述控制模块的第八端电连接，第二端与所述第四信号端电连接，第三端与所述第一信号端电连接；所述第四开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第四控制信号的控制下，将所述第一信号端与所述第四信号端导通。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述控制模块，还用于在确定所述电压信号通过所述第一信号端和所述第三信号端输入，且所述电压信号的电压小于预设的第四电压时，或在确定所述电压信号通过所述第二信号端和所述第四信号端输入，且所述电压信号的电压大于预设的第五电压时，向所述第三开关模块发送所述第三控制信号，以及向所述第四开关模块发送所述第四控制信号。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述第三开关模块，包括：第三开关晶体管；

所述第三开关晶体管的栅极与所述控制模块的第七端电连接，源极与所述第二信号端电连接，漏极与所述第三信号端电连接。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述第四开关模块，包括：第四开关晶体管；

所述第四开关晶体管的栅极与所述控制模块的第八端电连接，源极与所述第四信号端电连接，漏极与所述第一信号端电连接。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述第一开关晶体管与所述第三开关晶体管均为P型晶体管；所述第二开关晶体管与所述第四开关晶体管均为N型晶体管；或，

所述第一开关晶体管与所述第三开关晶体管均为N型晶体管；所述第二开关晶体管与所述第四开关晶体管均为P型晶体管。

在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，所述桥式整流电路，包括：第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；其中，

所述第一整流二极管的阳极与所述第一信号端电连接，阴极与所述第二信号端电连接；

所述第二整流二极管的阳极与所述第四信号端电连接，阴极与所述第一信号端电连接；

所述第三整流二极管的阳极与所述第三信号端电连接，阴极与所述第二信号端电连接；

所述第四整流二极管的阳极与所述第四信号端电连接，阴极与所述第三信号端电连接。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的一种桥式整流器，通过对桥式整流电路、开关模块和控制模块的设置，使得控制模块根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向开关模块发送控制信号，使得开关模块将桥式整流电路导通，进而使得电压信号通过开关模块传输，避免了电压信号在流经桥式整流电路中的整流二极管时产生电能损耗；并且，该桥式整流器通过开关模块和控制模块的控制，不受电压信号输入的端口的限制，仅需要判断电压信号与预设的电压信号之间的关系，即可实现电压信号的传输，因此，该桥式整流器实现了双向整流和双向输入，保证了电压信号的有效传输，提高了电力传输***的传输能力。

附图说明

图1为现有技术中的桥式整流器的结构示意图；

图2为现有技术中的双向整流器的结构示意图；

图3和图4分别为本发明实施例中提供的桥式整流器的结构示意图；

图5和图6分别为本发明实施例中提供的另一桥式整流器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例提供的一种桥式整流器的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种桥式整流器，如图3所示，可以包括：由四个整流二极管构成的桥式整流电路、开关模块100和控制模块200；其中，

控制模块200，用于根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向开关模块100发送控制信号；

开关模块100，用于在接收到的控制模块200发送的控制信号的控制下，将桥式整流电路导通，以使输入的电压信号输出。

在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，通过对桥式整流电路、开关模块和控制模块200的设置，使得控制模块200根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向开关模块100发送控制信号，使得开关模块100将桥式整流电路导通，进而使得电压信号通过开关模块100传输，避免了电压信号在流经桥式整流电路中的整流二极管时产生电能损耗；并且，该桥式整流器通过开关模块100和控制模块200的控制，不受电压信号输入的端口的限制，仅需要判断电压信号与预设的电压信号之间的关系，即可实现电压信号的传输，因此，该桥式整流器实现了双向整流和双向输入，保证了电压信号的有效传输，提高了电力传输***的传输能力。

在具体实施时，为了实现开关模块100和控制模块200的功能，本发明实施例提供的上述桥式整流器中，开关模块100可以包括：第一开关模块101和第二开关模块102；第一开关模块101的第一端与控制模块200的第一端电连接，第二端与桥式整流电路的第一信号端a电连接，第三端与桥式整流电路的第二信号端b电连接；第一开关模块101，用于在接收到的控制模块200发送的第一控制信号的控制下，将第一信号端a与第二信号端b导通；

第二开关模块102的第一端与控制模块200的第二端电连接，第二端与桥式整流电路的第三信号端c电连接，第三端与桥式整流电路的第四信号端d电连接；第二开关模块102，用于在接收到的控制模块200发送的第二控制信号的控制下，将第三信号端c与第四信号端d导通；

控制模块200的第三端与第一信号端a电连接，第四端与第三信号端c电连接，第五端与第二信号端b电连接，第六端与第四信号端d电连接；控制模块200，用于根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向第一开关模块101发送第一控制信号，以及向第二开关模块102发送第二控制信号。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述桥式整流器中，如图3所示，桥式整流电路可以包括四个整流二极管，分别为第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3和第四整流二极管D4；其中，第一整流二极管D1的阳极与第一信号端a电连接，阴极与第二信号端b电连接；第二整流二极管D2的阳极与第四信号端d电连接，阴极与第一信号端a电连接；第三整流二极管D3的阳极与第三信号端c电连接，阴极与第二信号端b电连接；第四整流二极管D4的阳极与第四信号端d电连接，阴极与第三信号端c电连接。具体地，由于上述提及的桥式整流电路属于现有技术，具体的工作原理可以参考现有技术，在此不作赘述。

在具体实施时，为了实现第一开关模块101的功能，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，第一开关模块101，如图4所示，可以包括：第一开关晶体管T1；

第一开关晶体管T1的栅极与控制模块200的第一端电连接，源极与第二信号端b电连接，漏极与第一信号端a电连接。

具体地，第一开关晶体管T1在控制模块200的第一端发送的第一控制信号的控制下，将第二信号端b与第一信号端a导通。

具体地，第一开关晶体管T1可以为P型晶体管，即在第二信号端b的电位Vb与控制模块200的第一端发送的第一控制信号的电位之差大于阈值电压时，第一开关晶体管T1处于导通状态；第一开关晶体管T1还可以为N型晶体管，即在控制模块200的第一端发送的第一控制信号的电位与第二信号端b的电位Vb之差大于阈值电压时，第一开关晶体管T1处于导通状态。

以上仅是举例说明第一开关模块101的具体结构，在具体实施时，第一开关模块101的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，如继电器，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作赘述。

在具体实施时，为了实现第二开关模块102的功能，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，第二开关模块102，如图4所示，可以包括：第二开关晶体管T2；

第二开关晶体管T2的栅极与控制模块200的第二端电连接，源极与第四信号端d电连接，漏极与第三信号端c电连接。

具体地，第二开关晶体管T2在控制模块200的第二端发送的第二控制信号的控制下，将第四信号端d与第三信号端c导通。

具体地，第二开关晶体管T2可以为P型晶体管，即在第四信号端d的电位Vd与控制模块200的第二端发送的第二控制信号的电位之差大于阈值电压时，第二开关晶体管T2处于导通状态；第二开关晶体管T2还可以为N型晶体管，即在控制模块200的第二端发送的第二控制信号的电位与第四信号端d的电位Vd之差大于阈值电压时，第二开关晶体管T2处于导通状态。

以上仅是举例说明第二开关模块102的具体结构，在具体实施时，第二开关模块102的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，如继电器，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作赘述。

在具体实施时，为了能够使控制模块200根据输入的电压信号的电压与预设的电压信号之间的关系，分别向第一开关模块101和第二开关模块102发送相应的控制信号，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，控制模块200，具体用于在确定电压信号通过第一信号端a和第三信号端c输入，且电压信号的电压大于预设的第一电压时，向第一开关模块101发送第一控制信号，以及向第二开关模块102发送第二控制信号；或，

控制模块200，具体用于在确定电压信号通过第二信号端b和第四信号端d输入，且电压信号的电压大于预设的第二电压时，向第一开关模块101发送第一控制信号，以及向第二开关模块102发送第二控制信号；或，

控制模块200，具体用于在确定通过第一信号端a和第三信号端c，以及通过第二信号端b和第四信号端d输入具有相同绝对值的电压信号，且电压信号的电压大于预设的第三电压时，向第一开关模块101发送第一控制信号，以及向第二开关模块102发送第二控制信号。

具体地，在确定电压信号通过第一信号端a和第三信号端c输入时，属于正常的整流输入，即从桥式整流器的第一信号端a和第三信号端c输入电压信号；若此种情况下输入的电压信号的电压大于第一电压，控制模块200则向第一开关模块101发送第一控制信号，通过第一开关模块101使得第一信号端a与第二信号端b导通，并且控制模块200还向第二开关模块102发送第二控制信号，通过第二开关模块102使得第三信号端c与第四信号端d导通，因此，通过对第一开关模块101、第二开关模块102和控制模块200的设置，避免了电压信号在流经桥式整流电路中的整流二极管(D1和D4)时产生电能损耗，节约了电能；并且，为了便于控制模块200控制第一开关模块101和第二开关模块102，减少控制模块200的计算复杂度，可以将第一控制信号和第二控制信号设置为同一控制信号；当然，也可以为不同控制信号，在此不作限定。

具体地，在确定电压信号通过第二信号端b和第四信号端d输入时，属于反向输出，即从桥式整流器的第二信号端b和第四信号端d输入电压信号；并且，第二信号端b和第四信号端d作为设备的内部接口，其接收的电压信号通常只会有正值，所以通过第二信号端b和第四信号端d输入的电压通常为正电压；因此，在输入的电压信号的电压大于预设的第二电压时，控制模块200才会向第一开关模块101发送第一控制信号，向第二开关模块102发送第二控制信号，将电压信号反向输出；因此，该桥式整流器不仅可以实现整流输入，还实现了反向输出，即电压信号的传输不必受到端口的限制，解决了现有技术中通过软件参与实现反向输出时出现的***复杂度过高的问题。

当然，当电力传输***中的电源出现错接时，对于桥式整流器来讲会出现双向输入，即整流输入和反向输出同时出现；由于第二信号端b和第四信号端d作为设备的内部接口，其接收的电压信号通常只会有正值，并且第二信号端b和第四信号端d通常对接的是另一个相同的桥式整流器整流之后的输出，且在电力传输***中，电压信号的来源为同一个电源，所以，在出现双向输入时，通过第一信号端a和第三信号端c输入的电压的绝对值，与通过第二信号端b和第四信号端d输入的电压的绝对值相同；例如，若将通过第一信号端a和第三信号端c输入的电压表示为Vac，将通过第二信号端b和第四信号端d输入的电压表示为Vbd，则只有Vac＝Vbd，或-Vac＝Vbd两种情况；因此，在Vac＝Vbd时，通过控制模块200、第一开关模块101和第二开关模块102的控制，可以保证电压信号的正常传输；而在-Vac＝Vbd时，通过控制模块200、第一开关模块101和第二开关模块102的控制，不仅可以有效避免短路的出现，还可以保证电压信号的正常传输，提高了电力传输***的传输性能。

具体地，由于控制模块200需要根据输入的电压信号的电压与预设的电压之间的关系，向第一开关模块101发送第一控制信号，向第二开关模块102发送第二控制信号，因此，为了便于比较和计算，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，将预设的电压中包括的第一电压、第二电压和第三电压的数值设置为正值，且它们的数值大小不仅与各开关模块本身的性质有关(如晶体管的阈值电压)，还与控制模块200本身的性质有关(如下面即将描述的各电阻的预设阻值)。

具体地，为了实现控制模块200的功能，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，控制模块200，如图4所示，可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

第一电阻R1与第二电阻R2串联连接于第一信号端a与第二信号端b之间；

第三电阻R3与第四电阻R4串联连接于第三信号端c与第二信号端b之间；

第五电阻R5与第六电阻R6串联连接于第一信号端a与第四信号端d之间；

第七电阻R7与第八电阻R8串联连接于第三信号端c与第四信号端d之间。

进一步地，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，第一电阻R1至第八电阻R8均具有预设阻值，该预设阻值可以根据实际需要进行调整，具体数值在此不作限定；而为了减少控制模块200的计算量和复杂度，提高控制模块200的工作效率，至少部分电阻的预设阻值相同；当然，八个电阻的预设阻值可以全部相同(如将八个电阻的阻值均预设为20K)，也可以部分相同(如将部分电阻的阻值预设为20K，部分电阻的阻值预设为1K)，在此不作限定。

在具体实施时，为了进一步减少桥式整流器的功耗，避免电压信号通过整流二极管时产生压降，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，如图5所示，开关模块100还可以包括：第三开关模块103与第四开关模块104；

第三开关模块103的第一端与控制模块200的第七端电连接，第二端与第二信号端b电连接，第三端与第三信号端c电连接；第三开关模块103，用于在接收到的控制模块200发送的第三控制信号的控制下，将第三信号端c与第二信号端b导通；

第四开关模块104的第一端与控制模块200的第八端电连接，第二端与第四信号端d电连接，第三端与第一信号端a电连接；第四开关模块104，用于在接收到的控制模块200发送的第四控制信号的控制下，将第一信号端a与第四信号端d导通。

具体地，在开关模块100还包括第三开关模块103与第四开关模块104时，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，控制模块200，还用于在确定电压信号通过第一信号端a和第三信号端c输入，且电压信号的电压小于预设的第四电压时，或在确定电压信号通过第二信号端b和第四信号端d输入，且电压信号的电压大于预设的第五电压时，向第三开关模块103发送第三控制信号，以及向第四开关模块104发送第四控制信号。

具体地，在确定电压信号通过第一信号端a和第三信号端c输入时，属于正常的整流输入，即从桥式整流器的第一信号端a和第三信号端c输入电压信号；若此种情况下输入的电压信号的电压小于第四电压，控制模块200则向第三开关模块103发送第三控制信号，通过第三开关模块103使得第三信号端c与第二信号端b导通，并且控制模块200还向第四开关模块104发送第四控制信号，通过第四开关模块104使得第一信号端a与第四信号端d导通，因此，通过对第三开关模块103、第四开关模块104和控制模块200的设置，避免了电压信号在流经桥式整流电路中的整流二极管(D2和D3)时产生电能损耗，节约了电能；并且，为了便于控制模块200控制第三开关模块103和第四开关模块104，减少控制模块200的计算量，可以将第三控制信号和第四控制信号设置为同一控制信号；当然，也可以为不同控制信号，在此不作限定。

具体地，在确定电压信号通过第二信号端b和第四信号端d输入时，属于反向输出，即从桥式整流器的第二信号端b和第四信号端d输入电压信号；若此种情况下输入的电压信号的电压大于预设的第五电压时，控制模块200才会向第三开关模块103发送第三控制信号，向第四开关模块104发送第四控制信号，将电压信号反向输出；因此，该桥式整流器不仅可以实现整流输入，还实现了反向输出，即电压信号的传输不必受到端口的限制，解决了现有技术中通过软件参与实现反向输出时出现的***复杂度过高的问题。

具体地，为了实现第三开关模块103的功能，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，第三开关模块103，如图6所示，可以包括：第三开关晶体管T3；

第三开关晶体管T3的栅极与控制模块200的第七端电连接，源极与第二信号端b电连接，漏极与第三信号端c电连接。

具体地，第三开关晶体管T3在控制模块200的第七端发送的第三控制信号的控制下，将第二信号端b和第三信号端c导通。

具体地，第三开关晶体管T3可以为P型晶体管，即在第二信号端b的电位Vb与控制模块200的第七端发送的第三控制信号的电位之差大于阈值电压时，第三开关晶体管T3处于导通状态；第三开关晶体管T3还可以为N型晶体管，即在控制模块200的第七端发送的第三控制信号的电位与第二信号端b的电位Vb之差大于阈值电压时，第三开关晶体管T3处于导通状态。

以上仅是举例说明第三开关模块103的具体结构，在具体实施时，第三开关模块103的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，如继电器，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作赘述。

在具体实施时，为了实现第四开关模块104的功能，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，第四开关模块104，如图6所示，可以包括：第四开关晶体管T4；

第四开关晶体管T4的栅极与控制模块200的第八端电连接，源极与第四信号端d电连接，漏极与第一信号端a电连接。

具体地，第四开关晶体管T4在控制模块200的第八端发送的第四控制信号的控制下，将第四信号端d与第一信号端a导通。

具体地，第四开关晶体管T4可以为P型晶体管，即在第四信号端d的电位Vd与控制模块200的第八端发送的第四控制信号的电位之差大于阈值电压时，第四开关晶体管T4处于导通状态；第四开关晶体管T4还可以为N型晶体管，即在控制模块200的第八端发送的第四控制信号的电位与第四信号端d的电位Vd之差大于阈值电压时，第四开关晶体管T4处于导通状态。

以上仅是举例说明第四开关模块104的具体结构，在具体实施时，第四开关模块104的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，如继电器，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作赘述。

在具体实施时，为了简化制作工艺，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，第一开关晶体管T1与第三开关晶体管T3可以均为N型晶体管；第二开关晶体管T2与第四开关晶体管T4可以均为P型晶体管；或，

如图6所示，第一开关晶体管T1与第三开关晶体管T3可以均为P型晶体管；第二开关晶体管T2与第四开关晶体管T4可以均为N型晶体管。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，上述各开关晶体管可以是薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)，也可以是金属氧化物半导体场效应管(MOS，Metal Oxide Scmiconductor)，在此不作限定。在具体实施中，这些晶体管的源极和漏极可以互换，不做具体区分。

具体地，由于MOS晶体管在设置时，通常会内置体二极管，所以在本发明实施例提供的上述桥式整流器中，因已存在整流二极管，所以只需在桥式整流电路的基础上增加四个开关晶体管，以实现开关模块的功能；并且，在各开关晶体管开启时，对于电压信号的传输可以不受端口的限制，实现双向输入；而在各开关晶体管关闭时，则各开关晶体管则完全与整流二极管断开，不影响整流二极管的正常工作，因此，该桥式整流器大大增加了电力传输的能力，提高了电力传输***的性能。

下面就以具体实施例对本发明实施例提供的上述桥式整流器的具体工作过程进行详细描述。

具体地，以图6所示的结构为例进行说明，其中，第一开关晶体管T1和第三开关晶体管T3为P型晶体管，第二开关晶体管T2和第四开关晶体管T4为N型晶体管，且各开关晶体管的阈值电压为0.7V；并且，控制模块200中的第一电阻R1的预设阻值为1K，即R1＝1K，同理，R2＝1K，R3＝20K，R4＝20K，R5＝20K，R6＝20K，R7＝1K，R8＝1K。

可选地，通过第一信号端a和第三信号端c输入正电压V1时，则通过第二信号端b和第四信号端d输出电压信号，所以Vac＝Va-Vc＝V1，假设Vc＝0，则Va＝V1；因此，按照正电压输入流的方向，从第一信号端a到第三信号端c产生两条并行电阻分压路径，即第一条路径：R1→R2→R3→R4，第二条路径：R5→R6→R7→R8；由于第一整流二极管D1和第四整流二极管D4的存在，正压供电相当于短路了第一信号端a和第二信号端b(即R1和R2被短路)，以及短路了第三信号端c和第四信号端d(即R7和R8被短路)，所以Va＝Vb＝Ve＝V1(公式1)，Vc＝Vd＝Vg＝0(公式2)，此时，对于第一条路径变为R1→R4，第二条路径变为R5→R6；根据上述分析并通过欧姆定律可以换算得出，Vf＝[(Va-Vc)×R4/(R3+R4)]+Vc＝V1×R4/(R3+R4)(公式3)，Vh＝[(Va-Vc)×R6/(R5+R6)]+Vc＝V1×R6/(R5+R6)(公式4)。对于第一开关晶体管T1，在Vb-Vf＞0.7V时处于导通状态，将公式1带入公式3时，Vb-Vf＝V1-V1×R4/(R3+R4)＞0.7V，根据前述给出的各电阻的阻值可得，V1＞1.4V；同理，对于第二开关晶体管T2，在Vh-Vd＞0.7V时处于导通状态，将公式2带入公式4中，Vh-Vd＝V1×R6/(R5+R6)＞0.7V，根据前述给出的各电阻的阻值可得，V1＞1.4V；基于此，在控制模块200中的各电阻的阻值为上述数值时，且在通过第一信号端a和第三信号端c输入的正电压V1＞1.4V时，第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2导通，实现了将电压信号的整流输入；而对于第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4，由于Vb-Ve＝0，Vg-Vd＝0，所以，第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4在输入的电压大于1.4V时一直处于截止状态，所以不会干扰电压信号的传输，保证了电压信号的正常传输。

同理，通过第一信号端a和第三信号端c输入负电压-V1时，则通过第二信号端b和第四信号端d输出电压信号，所以Vac＝Va-Vc＝-V1，假设Va＝0，则Vc＝V1；由于输入的是负电压，所以按照负电压输入流的方向，从第三信号端c到第一信号端a产生两条并行电阻分压路径，即第一条路径：R4→R3→R2→R1，第二条路径：R8→R7→R6→R5；由于第二整流二极管D2和第三整流二极管D3的存在，负压供电相当于短路了第三信号端c和第二信号端b(即R3和R4被短路)，以及短路了第一信号端a和第四信号端d(即R5和R6被短路)，所以Vc＝Vb＝Vf＝V1(公式5)，Va＝Vd＝Vh＝0(公式6)，此时，对于第一条路径变为R2→R1，第二条路径变为R8→R7；根据上述分析并通过欧姆定律可以换算得出，Ve＝V1×R1/(R2+R1)(公式7)，Vg＝V1×R7/(R7+R8)(公式8)；对于第三开关晶体管T3，在Vb-Ve＞0.7V时处于导通状态，将公式5带入公式7时，Vb-Ve＝V1-V1×R1/(R2+R1)＞0.7V，根据前述给出的各电阻的阻值可得，V1＞1.4V；同理，对于第四开关晶体管T4，在Vg-Vd＞0.7V时处于导通状态，将公式6带入公式8中，Vg-Vd＝V1×R7/(R7+R8)＞0.7V，根据前述给出的各电阻的阻值可得，V1＞1.4V；基于此，在控制模块200中的各电阻的阻值为上述数值时，且在通过第一信号端a和第三信号端c输入的负电压-V1＜-1.4V时，第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4导通，实现了将电压信号的整流输入；而对于第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2，由于Vb-Vf＝0，Vh-Vd＝0，所以，第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2在输入的电压小于-1.4V(因V1＞1.4V，且输入的电压为-V1)时一直处于截止状态，所以不会干扰电压信号的传输，保证了电压信号的正常传输。

通过以上工作过程可知，预设的第一电压为1.4V，预设的第四电压为-1.4V，且不管通过第一信号端a和第三信号端c输入的是正电压还是负电压，只要保证电压的数值大于1.4V，即可实现电压信号的整流输入，并避免了电压信号流经整流二极管而产生电能损耗，提高了电压传输的能力。当然，若通过第一信号端a和第三信号端c输入的电压大于-1.4V且小于1.4V，此时第一开关晶体管T1至第四开关晶体管T4均处于截止状态，使得桥式整流器中只有四个整流二极管可以完成电压信号的整流输入，其工作原理与现有的整流器的工作原理相同，重复之处不再赘述。

可选地，通过第二信号端b和第四信号端d输入正电压V2时，则通过第一信号端a和第三信号端c输出电压信号，所以Vbd＝Vb-Vd＝V2，假设Vd＝0，则Vb＝V2；此时，从第二信号端b到第四信号端d产生两条并行电阻分压路径，即第一条路径：R3→R4→R8→R7，第二条路径：R2→R1→R5→R6；由于Vbd为正电压，四个整流二极管均处于截止状态，所以Vf＝V2*(R4+R7+R8)/(R3+R4+R7+R8)(公式9)，Vg＝V2*R7/(R3+R4+R7+R8)(公式10)，Ve＝V2*(R1+R5+R6)/(R1+R2+R5+R6)(公式11)，Vh＝V2*R6/(R1+R2+R5+R6)(公式12)；为了能够将电压信号反向输出，需要将第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2打开，将第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4截止，所以需要满足以下条件：对于第一开关晶体管T1，Vb-Vf＞0.7V，对于第二开关晶体管T2，Vh-Vd＞0.7V，对于第三开关晶体管T3，Vb-Ve＜0.7V，对于第四开关晶体管T4，Vg-Vd＜0.7V；因此，将上述公式9-12带入不等式中，可得1.47V＜V2＜29.4V，即在V2满足该条件时，第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2开启，第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4截止，实现电压信号的反向输出。

当然，若V2＜1.47V时，各开关晶体管均处于截止状态，所以无法电压信号的反向输出；若V2＞29.4V时，即可满足Vb-Ve＞0.7V，Vg-Vd＞0.7V，使得第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4打开，而且此时第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2也处于打开状态，使得在此种情况下由于各开关晶体管均打开，很容易造成各开关晶体管之间短路，进而使得电压信号无法传输出去；所以，为了实现对外反向的正常供电，需要电力传输***中采用的电源电压小于29.4V大于1.47V。

通过以上工作过程可知，预设的第二电压为1.47V，预设的第五电压为29.4V，在通过第二信号端b和第四信号端d输入的电压大于1.47V且小于29.4V时，通过第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2，即可实现对外反向的正常供电，保证电力传输***的正常工作，且不会给电力传输***增加复杂度，解决了现有技术中通过软件参与实现反向输出时出现的***复杂度过高的问题。

可选地，若出现双向输入时，即通过第一信号端a和第三信号端c输入正电压V3，同时通过第二信号端b和第四信号端d输入正电压V3，该情况下的分压路径与前述通过第二信号端b和第四信号端d输入正电压V2时的分压路径相同；并且，由于此时双向正压输入，同样地可以使得Va＝Vb＝V3，Vd＝Vc＝0，所以R1和R2被短路，R7和R8被短路，此时Vf＝V3×R4/(R3+R4)，Vg＝0，Ve＝V3，Vh＝V3×R6/(R5+R6)；由于Vb-Ve＝0，Vg-Vd＝0，所以第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4截止；若要第一开关晶体管T1开启，则Vb-Vf＞0.7V，第二开关晶体管T2开启时，Vh-Vd＞0.7V，通过换算可知，V3＞1.4V，即输入电压大于1.4V时，第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2均开启，实现了电压信号的双向同时输入。

可选地，若在双向输入时，通过第一信号端a和第三信号端c输入负电压-V3，通过第二信号端b和第四信号端d输入正电压V3时，则该情况下的分压路径同样与前述通过第二信号端b和第四信号端d输入正电压V2时的分压路径相同，只是此时R3和R4被短路，R5和R6被短路，同样地可以使得Vb＝Vc＝V3，Va＝Vd＝0；所以Ve＝V3*R1/(R1+R2)，Vg＝V3*R7/(R7+R8)，Vf＝V3，Vh＝0；由于Vb-Vf＝0，Vh-Vd＝0，所以第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2均截止；若要第三开关晶体管T3开启，则Vb-Ve＞0.7V，若要第四开关晶体管T4开启，则Vg-Vd＞0.7V，通过换算可知，V3＞1.4V，即通过第一信号端a和第三信号端c输入负电压小于-1.4V，通过第二信号端b和第四信号端d输入的正电压大于1.4V时，第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4均开启，实现了电压信号的双向同时输入。

通过以上工作过程可知，预设的第三电压为1.4V，在双向输入时，通过第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2的控制，即可实现电压信号的双向同时输入，保证电力传输***的正常工作，且不会给电力传输***增加复杂度，解决了现有技术中通过软件参与实现反向输出时出现的***复杂度过高的问题。

本发明实施例提供了一种桥式整流器，通过对桥式整流电路、开关模块和控制模块的设置，使得控制模块根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向开关模块发送控制信号，使得开关模块将桥式整流电路导通，进而使得电压信号通过开关模块传输，避免了电压信号在流经桥式整流电路中的整流二极管时产生电能损耗；并且，该桥式整流器通过开关模块和控制模块的控制，不受电压信号输入的端口的限制，仅需要判断电压信号与预设的电压信号之间的关系，即可实现电压信号的传输，因此，该桥式整流器实现了双向整流和双向输入，保证了电压信号的有效传输，提高了电力传输***的传输能力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种桥式整流器，其特征在于，包括：由四个整流二极管构成的桥式整流电路、开关模块和控制模块；其中，

所述控制模块，用于根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向所述开关模块发送控制信号；

所述开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的控制信号的控制下，将所述桥式整流电路导通，以使输入的电压信号输出。

2.如权利要求1所述的桥式整流器，其特征在于，所述开关模块包括：第一开关模块和第二开关模块；所述第一开关模块的第一端与所述控制模块的第一端电连接，第二端与所述桥式整流电路的第一信号端电连接，第三端与所述桥式整流电路的第二信号端电连接；所述第一开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第一控制信号的控制下，将所述第一信号端与所述第二信号端导通；

所述第二开关模块的第一端与所述控制模块的第二端电连接，第二端与所述桥式整流电路的第三信号端电连接，第三端与所述桥式整流电路的第四信号端电连接；所述第二开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第二控制信号的控制下，将所述第三信号端与所述第四信号端导通；

所述控制模块的第三端与所述第一信号端电连接，第四端与所述第三信号端电连接，第五端与所述第二信号端电连接，第六端与所述第四信号端电连接；所述控制模块，用于根据输入的电压信号与预设的电压信号的关系，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号。

3.如权利要求2所述的桥式整流器，其特征在于，所述控制模块，具体用于在确定所述电压信号通过所述第一信号端和所述第三信号端输入，且所述电压信号的电压大于预设的第一电压时，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号；或，

所述控制模块，具体用于在确定所述电压信号通过所述第二信号端和所述第四信号端输入，且所述电压信号的电压大于预设的第二电压时，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号；或，

所述控制模块，具体用于在确定通过所述第一信号端和所述第三信号端，以及通过所述第二信号端和所述第四信号端输入相同绝对值的所述电压信号，且所述电压信号的电压大于预设的第三电压时，向所述第一开关模块发送所述第一控制信号，以及向所述第二开关模块发送所述第二控制信号。

4.如权利要求3所述的桥式整流器，其特征在于，所述控制模块，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述第一电阻与所述第二电阻串联连接于所述第一信号端与所述第二信号端之间；

所述第三电阻与所述第四电阻串联连接于所述第三信号端与所述第二信号端之间；

所述第五电阻与所述第六电阻串联连接于所述第一信号端与所述第四信号端之间；

所述第七电阻与所述第八电阻串联连接于所述第三信号端与所述第四信号端之间。

5.如权利要求4所述的桥式整流器，其特征在于，所述第一电阻至所述第八电阻均具有预设阻值；且至少部分电阻的预设阻值相同。

6.如权利要求2所述的桥式整流器，其特征在于，所述第一开关模块，包括：第一开关晶体管；

所述第一开关晶体管的栅极与所述控制模块的第一端电连接，源极与所述第二信号端电连接，漏极与所述第一信号端电连接。

7.如权利要求6所述的桥式整流器，其特征在于，所述第二开关模块，包括：第二开关晶体管；

所述第二开关晶体管的栅极与所述控制模块的第二端电连接，源极与所述第四信号端电连接，漏极与所述第三信号端电连接。

8.如权利要求7所述的桥式整流器，其特征在于，所述开关模块还包括：第三开关模块与第四开关模块；

所述第三开关模块的第一端与所述控制模块的第七端电连接，第二端与所述第二信号端电连接，第三端与所述第三信号端电连接；所述第三开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第三控制信号的控制下，将所述第三信号端与所述第二信号端导通；

所述第四开关模块的第一端与所述控制模块的第八端电连接，第二端与所述第四信号端电连接，第三端与所述第一信号端电连接；所述第四开关模块，用于在接收到的所述控制模块发送的第四控制信号的控制下，将所述第一信号端与所述第四信号端导通。

9.如权利要求8所述的桥式整流器，其特征在于，所述控制模块，还用于在确定所述电压信号通过所述第一信号端和所述第三信号端输入，且所述电压信号的电压小于预设的第四电压时，或在确定所述电压信号通过所述第二信号端和所述第四信号端输入，且所述电压信号的电压大于预设的第五电压时，向所述第三开关模块发送所述第三控制信号，以及向所述第四开关模块发送所述第四控制信号。

10.如权利要求8所述的桥式整流器，其特征在于，所述第三开关模块，包括：第三开关晶体管；

所述第三开关晶体管的栅极与所述控制模块的第七端电连接，源极与所述第二信号端电连接，漏极与所述第三信号端电连接。

11.如权利要求10所述的桥式整流器，其特征在于，所述第四开关模块，包括：第四开关晶体管；

所述第四开关晶体管的栅极与所述控制模块的第八端电连接，源极与所述第四信号端电连接，漏极与所述第一信号端电连接。

12.如权利要求11所述的桥式整流器，其特征在于，所述第一开关晶体管与所述第三开关晶体管均为P型晶体管；所述第二开关晶体管与所述第四开关晶体管均为N型晶体管；或，

所述第一开关晶体管与所述第三开关晶体管均为N型晶体管；所述第二开关晶体管与所述第四开关晶体管均为P型晶体管。

13.如权利要求1-12任一项所述的桥式整流器，其特征在于，所述桥式整流电路，包括：第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；其中，

所述第一整流二极管的阳极与所述第一信号端电连接，阴极与所述第二信号端电连接；

所述第二整流二极管的阳极与所述第四信号端电连接，阴极与所述第一信号端电连接；

所述第三整流二极管的阳极与所述第三信号端电连接，阴极与所述第二信号端电连接；

所述第四整流二极管的阳极与所述第四信号端电连接，阴极与所述第三信号端电连接。