CN110912426B - 整流电路和直流功率生成电路 - Google Patents

整流电路和直流功率生成电路 Download PDF

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Abstract

一种整流电路和相关的直流功率生成电路，整流电路包括N个输入端子、一对输出端子、N个第一有源开关、N个第二有源开关以及控制电路。所述N个输入端子被设置为用于分别接收具有不同相位的N个交流(AC)电压信号。N是大于1的整数。所述一对输出端子具有第一输出端子和第二输出端子，被设置为输出直流(DC)电压信号。所述N个第一有源开关被配置为根据N个第一控制信号将所述第一输出端子分别选择性地耦合到所述N个输入端子。所述N个第二有源开关被配置为根据N个第二控制信号将所述第二输出端子分别选择性地耦合到所述N个输入端子。所述控制电路根据所述N个AC电压信号产生所述N个第一控制信号和所述N个第二控制信号。

Description

整流电路和直流功率生成电路
技术领域
本公开涉及功率整流，更具体地说，涉及一种利用有源开关进行直流 (direct-current，DC)转换的整流电路和相关的DC功率生成电路。
背景技术
传统的整流电路使用二极管将交流电(alternating current，AC)转换为直流电(direct current，DC)。然而，这些二极管在整流电路的运行过程中需要冷却，因为每个导电二极管都有一个压降，这会导致开关损耗并产生大量热量。例如，高功率车辆中的导电二极管的压降为1-1.2V，由于两个二极管同时导电，整个***的损耗为2-2.4V。在大功率车辆的发电机功率为1KW(83A，12V)的情况下，两个二极管的功耗范围为166-200W，最高效率为84％，浪费了发电机提供电力的大约五分之一。
发明内容
本公开的一些实施例可以包括具有N个输入端子、一对输出端子、N 个第一有源开关、N个第二有源开关以及控制电路的整流电路。N个输入端子分别被设置为接收N个具有不同相位的交流(AC)电压信号，其中 N是大于1的正整数。具有第一输出端子和第二输出端子的一对输出端子，被设置为输出直流(DC)电压信号。N个第一有源开关被配置为分别接收 N个第一控制信号，并根据N个第一控制信号将第一输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子。N个第二有源开关被配置为分别接收N个第二控制信号，并根据N个第二控制信号将二输出端子分别选择性地耦合到N 个输入端子。控制电路与N个第一有源开关和N个第二有源开关耦合，并被配置为根据N个AC电压信号生成N个第一控制信号和N个第二控制信号。
本公开的一些实施例可以包括具有发电机和整流电路的直流(DC) 功率生成电路。发电机被配置为提供N个交流(AC)电压信号，其中N 是大于1的正整数，N个AC电压信号各自的相位不同。整流电路与发电机耦合，并被配置为将发电机产生的N个AC电压信号转换为DC电压信号。该整流电路包括N个输入端子、一对输出端子、N个第一有源开关、 N个第二有源开关和控制电路。N个输入端子被设置为接收N个AC电压信号。一对输出端子具有第一输出端子和第二输出端子，并被设置为输出 DC电压信号。N个第一有源开关被配置为分别接收N个第一控制信号，并根据N个第一控制信号将第一输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子，N个第二有源开关被配置为分别接收N个第二控制信号，并根据N 个第二控制信号将二输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子。控制电路与N个第一有源开关和N个第二有源开关耦合，并被配置为根据N个 AC电压信号生成N个第一控制信号和N个第二控制信号。
附图说明
本公开的各个方面，结合附图一起阅读后续的详细描述将易于理解。需要注意的是，根据行业标准惯例，各特征并未按比例绘制。事实上，为了更加清楚地讨论，各特征的尺寸可以任意增大或减小。
图1是根据一些实施例说明示例性整流电路的示意图。
图2是根据一些实施例说明图1所示整流电路的示例性开关运行的示意图。
图3是根据一些实施例说明示例性车辆驱动***的示意图。
图4是根据一些实施例说明图3所示的AC电压信号和控制信号的相对时间的时序示意图。
图5根据一些实施例示出了图3所示控制电路的示例性实施方式。
具体实施方式
以下公开提供了实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或示例。为简化本公开，下文描述了部件及布局的具体示例。当然，这些只用作举例，并不是为了限制。例如，后续描述中的在第二特征上或在第二特征之上的第一特征的形成，可以包括第一和第二特征直接接触形成的实施例，也可以包括其他附加特征在第一和第二特征之间形成的实施例，也就是第一和第二特征可能并不直接接触。此外，本公开可能重复提及各个示例中的附图标记和/或字母缩写。这种重复的是以简单清晰为目的，并且本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
本公开描述了使用有源开关进行整流的示例性整流电路(或交流(AC) 到直流(DC)转换器)，并描述了包括这些整流电路的示例性DC功率生成电路。在一些情况下，可以通过涉及输入到这些整流电路的AC电压信号的信号信息来控制有源开关，由此示例性整流电路的一个输出端子通过一个有源开关耦合到一个AC电压信号，而示例性整流电路的其他输出端子通过其他有源开关耦合到其他AC电压信号。在一些情况下，输入到示例性整流电路的AC电压信号由发电机生成，整流电路的有源开关可根据发电机的转子位置来控制。
图1是根据本公开一实施例说明示例性整流电路的示意图。整流电路 102可用于各种应用，例如车辆驱动***或其他类型的电力***，并可以包括N个输入端子IP1–IPN、一对输出端子、N个第一有源开关SW11–SWN1、 N个第二有源开关SW12–SWN2和一个控制电路110，其中N是大于1的正整数。N个输入端子IP1–IPN被设置为分别接收N个AC电压信号VI1–VIN，其中N个AC电压信号VI1–VIN具有不同的相位。在一些情况下，AC电压信号VI1–VIN可能由发电机或N相发电机/交流发电机提供(图1中未示出)。在一些情况下，N个AC电压信号VI1–VIN的幅度可能相同，但连续相位之间的相位差为360°/N。然而，本领域技术人员能够知晓，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，N个AC电压信号VI1–VIN可以由其他类型的电源提供，N个AC电压信号VI1–VIN中的至少两个可能具有不同的幅度，和/或连续相位之间的相位差也可以不同。
一对输出端子包括输出端子OP1和输出端子OP2，其被设置为输出DC 电压信号VO。在一些情况下，DC电压信号VO可用于给电池充电。在一些情况下，DC电压信号VO可用作驱动电子设备和/或机械设备(例如车辆的电机)的源电压。
在图1所示的实施例中，N个第一有源开关SW11–SWN1被配置为分别接收N个控制信号CS11–CSN1，并根据N个控制信号CS11–CSN1将输出端子OP1分别选择性地耦合到N个输入端子IP1–IPN。例如，第一有源开关 SW11被配置为根据控制信号CS11将输出端子OP1选择性地耦合到输入端子在IP1，第一有源开关SW12被配置为根据控制信号CS12将输出端子OP1选择性地耦合到输入端子在IP2，以此类推。类似地，N个第二有源开关 SW12–SWN2被配置为分别接收N个控制信号CS12–CSN2，并根据N个控制信号CS12–CSN2将输出端子OP2分别选择性地耦合到N个输入端子IP1–IPN。例如，第二有源开关SW12被配置为根据控制信号CS12将输出端子OP2选择性地耦合到输入端子IP1，第二有源开关SW22被配置为根据控制信号 CS22将输出端子OP2选择性地耦合到输入端子IP2，以此类推。
在一些实施例中，N个第一有源开关SW11–SWN1和N个第二有源开关SW12–SWN2中的至少一个是晶体管开关。例如但不限于，N个第一有源开关SW11–SWN1和N个第二有源开关SW12–SWN2中的至少一个可由场效应晶体管(field-effect transistor，FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管 (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)、其他类型的晶体管或其组合来实现。
控制电路110耦合到N个第一有源开关SW11–SWN1和N个第二有源开关SW12–SWN2，并被配置为控制N个第一有源开关SW11–SWN1和N个第二有源开关SW12–SWN2各自的开关状态。在图1所示的实施例中，控制电路110被配置为根据N个AC电压信号VI1–VIN生成N个控制信号CS11–CSN1和N个控制信号CS12–CSN2。在一些情况下，控制电路110可以被配置为确定输入端子处接收到的AC电压信号的信号电平是否大于第一预设阈值，其中当AC电压信号的信号电平大于第一预设阈值时，控制电路110 可以被配置为接通耦合到该输入端子的第一有源开关，如此该输入端子可以耦合到输出端子OP1。例如，当AC电压信号VI1的信号电平大于第一预设阈值时，控制电路110可以接通第一有源开关SW11，将输入端子IP1耦合到输出端子OP1。
附加性地，或者，替代性地，控制电路110可以被配置为确定输入端子处接收到的AC电压信号的信号电平是否小于第二预设阈值，其中当AC 电压信号的信号电平小于第二预设阈值时，控制电路110可以被配置为接通耦合到该输入端子的第二有源开关，如此该输入端子可以耦合到输出端子OP2。例如，当AC电压信号VI2的信号电平小于第二预设阈值时，控制电路110可以接通第二有源开关SW22，将输入端子IP2耦合到输出端子OP2。在一些实施例中，第二预设阈值可以小于第一预设阈值。
在一些实施例中，控制电路110可以被配置为同时接通N个第一有源开关SW11–SWN1其中之一和N个第二有源开关SW12–SWN2其中之一，以使一对输出端子可耦合到N个输入端子IP1–IPN中的两个，从而输出整流电压(DC电压信号VO)。参照图2，图2为根据本公开一实施例说明图1 所示整流电路的示例性开关运行的示意图。如图2所示，第一有源开关 SW11根据控制信号CS11接通，第二有源开关SW22根据控制信号CS22接通，使得电流IO可以通过第一有源开关SW11从输出端子OP1流出至耦合在输出端子OP1和输出端子OP2之间的负载(例如待充电的电池，图2中未示出)，并通过第二有源开关SW22流到输入端子IP2。整流电压(DC电压信号VO)可相应地从一对输出端子输出。例如，在一些情况下，当AC 电压信号VI1的信号电平足够高(例如大于上述第一预设阈值)并且AC 电压信号VI2的信号电平足够低(例如小于上述第二预设阈值)，控制电路 110可以接通第一有源开关SW11和第二有源开关SW22。
但是，此处只是为了说明的目的，并非用于限制本公开。在一些情况下，控制电路110可以被配置为确定N个AC电压信号VI1–VIN中一AC 电压信号的信号电平是否大于N个AC电压信号VI1–VIN中另一AC电压信号的信号电平，并相应地同时接通N个第一有源开关SW11–SWN1其中之一和N个第二有源开关SW12–SWN2其中之一。例如，当AC电压信号 VI1的信号电平比AC电压信号VI2的信号电平高预设阈值时，控制电路 110可以接通第一有源开关SW11，从而将输入端子IP1耦合到输出端子OP1，并接通第二有源开关SW22，将输入端子IP2耦合到输出端子OP2。附加性地，或者替代性地，当AC电压信号VI2的信号电平比AC电压信号VI1的信号电平高上述预设阈值时，控制电路110可以接通第一有源开关SW21，将输入端子IP2耦合到输出端子OP1，并接通第二有源开关SW12，将输入端子IP1耦合到输出端子OP2。
应注意，控制电路110可以被配置为通过直接或间接检测N个AC电压信号VI1–VIN各自的信号电平来控制N个第一有源开关SW11–SWN1和N 个第二有源开关SW12–SWN2各自的开关状态。在一些实施例中，控制电路 110可以被配置为接收N个AC电压信号VI1–VIN，以直接检测其各自的信号电平，从而控制N个第一有源开关SW11–SWN1和N个第二有源开关 SW12–SWN2各自的开关状态。在一些实施例中，控制电路110可以被配置为接收N个AC电压信号VI1–VIN以检测其各自的相位，从而确定N个 AC电压信号VI1–VIN各自的信号电平。在一些实施例中，控制电路110 可以被配置为检测电源的运行(图2中未示出)，该电源提供N个AC电压信号VI1–VIN，从而间接检测N个AC电压信号VI1–VIN各自的信号电平。例如但不限于，在一些情况下，N个AC电压信号VI1–VIN由发电机 (如交流发电机)提供，控制电路110可以被配置为检测发电机的转子位置，从而确定N个AC电压信号VI1–VIN各自的信号电平(或各自的相位)。本领域技术人员能够知晓，此类等效结构并不脱离本公开的精神和范围。
通过在功率整流中使用有源开关而不是无源部件(例如二极管)，整流电路100可以具有高功率效率。例如，在一些情况下，整流电路100应用于高功率车辆，且该高功率车辆的发电机具有1kW(12V，83A)功率，当N个第一有源开关SW11–SWN1和N个第二有源开关SW12–SWN2中的每一个均使用接通态压降小于0.1V的晶体管开关实现时，相关的功耗约为 8W(即整流效率为99％)。功率损耗可以大大降低。
图3是根据本公开一实施例说明示例性车辆驱动***的示意图。车辆驱动***300可以包括但不限于DC功率生成电路301、转换电路306和发动机308。DC功率生成电路301被配置为向转换电路306输出DC电压信号VD，转换电路306被配置为将DC电压信号VD转换成多个不同相位的AC电压信号VM1–VM3。发动机308可以是电动机或引擎，例如内燃机(图3中未示出)，并且被配置为根据AC电压信号VM1–VM3运行。
在图3所示的实施例中，DC功率生成电路301可包括整流电路302 和发电机304。整流电路302可以代表上述图1所示的整流电路102的示例性实施例。因此，多个晶体管开关T11–T31可以代表上述图1所示的第一有源开关SW11–SWN1的示例性实施例(即该实施例中N等于3)，多个晶体管开关T12–T32可以代表上述图1所示的第二有源开关SW12–SWN2的示例性实施例，以及控制电路310代表上述图1所示的控制电路110的示例性实施例。控制电路310可以被配置为根据多个AC电压信号VE1–VE3生成多个控制信号CG11–CG31和多个控制信号CG12–CG32，从而控制晶体管开关T11–T31和晶体管开关T12–T32各自的开关状态。
发电机304可以被配置为生成AC电压信号VE1–VE3，其中AC电压信号VE1–VE3各自的相位不同。在图3所示的实施例中，发电机304可由三相永磁无刷发电机实现。然而，本领域技术人员能够知晓，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，发电机304可以通过其他类型的交流发电机、发电机或无刷发电机来实现。
参照图4和图3。图4是根据本公开一实施例说明图3所示的AC电压信号VE1–VE3、控制信号CG11–CG31以及控制信号CG12–CG32的相对时间的时序示意图。为了说明的目的，在本实施例中，AC电压信号VE1–VE3具有相同幅度而连续相位之间的相位差为120°。这并非对本公开范围的限定。
在图4所示的示例性实施例中，当AC电压信号(AC电压信号VE1– VE3中的一个)的信号电平大于预设阈值VT1时，图3所示的控制电路 310可以被配置为将晶体管开关T11–T31其中之一接通，以将输入端子(输入端子IP1–IP3中对应的一个)耦合到输出端子OP1；当A该C电压信号的信号电平小于预设阈值VT2时，图3所示的控制电路310可以被配置为将晶体管开关T12–T32其中之一接通，以将该输入端子耦合到输出端子OP2。
例如，当电压信号VE1的信号电平大于预设阈值VT1时，耦合到输入端子IP1的晶体管开关T11根据控制信号CG11(在时间点T8)接通；当电压信号VE2的信号电平大于预设阈值VT1，耦合到输入端子IP2的晶体管开关T21根据控制信号CG21(在时间点T1)接通；当电压信号VE3的信号电平大于预设阈值VT1时，耦合到输入端子IP3的晶体管开关T31根据控制信号CG31(在时间点T4)接通。此外，当电压信号VE1的信号电平小于预设阈值VT2时，耦合到输入端子IP1的晶体管开关T12根据控制信号CG12(在时间点T2)接通；当电压信号VE2的信号电平小于预设阈值VT2时，耦合到输入端子IP2的晶体管开关T22根据控制信号CG22(在时间点T6)接通；当电压信号VE3的信号电平小于预设阈值VT2时，耦合到输入端子IP3的晶体管开关T32根据控制信号CG32(在时间点T10) 接通。
在一些情况下，当AC电压信号(AC电压信号VE1–VE3中的一个) 的信号电平小于预设阈值VT1时，图3所示的控制电路310可以被配置为将对应晶体管开关(晶体管开关T11–T31其中一个)断开，以将输入端子 (输入端子IP1–IP3中对应的一个)与输出端子OP1解耦；当该AC电压信号的信号电平大于预设阈值VT2时，图3所示的控制电路310可以被配置为将对应晶体管开关(晶体管开关T12–T32其中一个)断开，以将该输入端子与输出端子OP2解耦。
例如，当电压信号VE1的信号电平小于预设阈值VT1时，耦合到输入端子IP1的晶体管开关T11根据控制信号CG11(在时间点T11)断开；当电压信号VE2的信号电平小于预设阈值VT1，耦合到输入端子IP2的晶体管开关T21根据控制信号CG21(在时间点T3)断开；当电压信号VE3的信号电平小于预设阈值VT1时，耦合到输入端子IP3的晶体管开关T31根据控制信号CG31(在时间点T7)断开。此外，当电压信号VE1的信号电平大于预设阈值VT2时，耦合到输入端子IP1的晶体管开关T12根据控制信号CG12(在时间点T5)断开；当电压信号VE2的信号电平大于预设阈值VT2时，耦合到输入端子IP2的晶体管开关T22根据控制信号CG22(在时间点T9)断开；当电压信号VE3的信号电平大于预设阈值VT2时，耦合到输入端子IP3的晶体管开关T32根据控制信号CG32(在时间点T12) 断开。
在图4所示的示例性实施例中，预设阈值VT1和预设阈值VT2的各自大小可以相同或实质上相同。然而，本领域技术人员能够知晓，在不脱离本公开精神和范围的情况下，预设阈值VT1的大小和预设阈值VT2的大小可以根据设计要求进行设置。
在一些实施例中，图3所示的控制电路310可以被配置为确定AC电压信号VE1–VE3其中的两个各自的信号电平(和/或各自的相位)之间的差值是否满足接通判据，并相应地控制晶体管开关T11–T31和晶体管开关 T12–T32各自的开关状态。例如但不限于，当AC电压信号VE1的信号电平比AC电压信号VE2的信号电平高预设阈值时(例如，在时间点T7和时间点T9之间)，控制电路310可以确定接通判据满足，因此接通晶体管开关T11以将输入端子IP1耦合到输出端子OP1，并接通晶体管开关T22将输入端子IP2耦合到输出端子OP2。附加性地，或者替代性地，当上述AC 电压信号VE2的信号电平比上述AC电压信号VE1的信号电平高上述预设阈值时(例如，在时间点T2和时间点T4之间)，控制电路310可确定接通判据满足，因此接通晶体管开关T21以将输入端子IP2耦合到输出端子 OP1，并接通晶体管开关T12将输入端子IP1耦合到输出端子OP2。
在一些实施例中，控制电路310可检测AC电压信号的相位以确定接通判据是否满足。例如但不限于，当AC电压信号VE2的相位在第一预设范围内时(例如，在时间点T1和时间点T3之间)，控制电路310可以确定接通判据满足，从而接通晶体管开关T21以将输入端子IP2耦合到输出端子OP1。附加性地，或者替代性地，当AC电压信号VE2的相位在第二预设范围内时(例如，在时间点T6和时间点T9之间)，控制电路310可以确定接通判据满足，从而接通晶体管开关T22以将输入端子IP2耦合到输出端子OP2。
在其他一些实施例中，控制电路310可检测如图3所示的发电机304 的运行，以确定接通判据是否满足。参照图5和图3。图5示出了根据本公开一实施例的图3所示的控制电路310的示例性实施方式。在图5所示的实施例中，控制电路310可以包括但不限于位置传感设备512和控制器 514。位置传感设备512与发电机304耦合，并被配置为检测发电机304 的转子位置以产生检测结果DR，其中发电机304的转子位置可用于确定发电机304生成的各AC电压信号(如图3所示的AC电压信号VE1–VE3) 的相位。
在一些情况下，位置传感设备512可包括多个霍尔效应传感器，以检测发电机304的转子位置。例如但不限于，在某些示例中，当发电机304 由三相无刷发电机实现时，位置传感设备512可包括三个霍尔效应传感器，其可布置在三相无刷发电机的定子上。然而，本领域技术人员能够知晓，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他位置传感技术/设备检测发电机304的转子位置。例如，控制电路310可以被配置为测量与 AC电压信号相关的电流水平和电压水平，以检测AC电压信号的相位角，其中位置传感设备512可省略。
控制器514与位置传感设备512耦合，并被配置为根据检测结果 (detectionresult，DR)生成控制信号CG11–CG31和CG12–CG32。在一些实施例中，当检测结果DR指示转子位置在一个角度范围内时，控制器514 可以接通晶体管开关T11-T31中的之一，将输入端子与输出端子OP1耦合；当检测结果DR指示转子位置在另一个角度范围内时，控制器514可以接通晶体管开关T12-T32中的一个，将该输入端子与输出端子OP2耦合。例如，当检测结果DR指示转子位置在一个角度范围内(例如图4所示的时间点 T1和时间点T3之间)，控制器514可以接通晶体管开关T21，将输入端子 IP2与输出端子OP1耦合；当检测结果DR指示转子位置在另一角度范围内 (例如图4所示的时间点T6和时间点T9之间)时，控制器514可以接通晶体管开关T22，将输入端子IP2与输出端子OP2耦合。
在一些实施例中，控制器514可以被配置为同时接通晶体管开关 T11-T31其中之一和晶体管开关T12-T32其中之一。例如，在一些情况下，当检测结果DR指示转子位置在第一角度范围内时，控制器514可以接通晶体管开关T11-T31其中之一，以将第一输入端子(输入端子IP1–IP3其中之一)耦合到输出端子OP1，并接通晶体管开关T12-T32其中之一，以将第二输入端子(输入端子IP1–IP3其中另一)耦合到输出端子OP2。附加性地，或者替代性地，当检测结果DR指示转子位置在与第一角度范围不同的第二角度范围内时，控制器514可以接通晶体管开关T11-T31中的另一个，以将第二输入端子耦合到输出端子OP1，并接通晶体管开关T12-T32中的另一个，以将第一输入端子耦合到输出端子OP2。在这些情况的一些例子中，对于包括输入端子IP1和IP2的整流路径，当检测结果DR指示转子位置在一个角度范围内时，控制器514可以接通晶体管开关T11，将输入端子IP1与输出端子OP1耦合，并接通晶体管开关T22，将输入端子IP2与输出端子 OP2耦合；当检测结果DR显示转子位置在另一角度范围内时，控制器514 可以接通晶体管开关T21，以将输入端子IP2与输出端子OP1耦合，并接通晶体管开关T12，将输入端子IP1与输出端子OP2耦合。
再次参照图3，发动机308的启动可由控制电路310控制。例如但不限于，控制电路310可以检测发动机308的转子位置，以控制转换电路306 (例如，使用脉宽调制(pulsewidth modulation，PWM)控制)以生成AC 电压信号VM1–VM3。发动机308(例如内燃机；图3中未示出)启动后，发动机308可能处于空转状态。当发动机308加热时，发电机304可在不进行主动整流的情况下加载。首先，电流开始流向耦合在输出端子OP1和 OP2之间的电池。当流动电流量达到预定量时，可以启动有源整流。如果电流降低或发动机308停转，控制电路310可以立即停止有源整流。
通过在功率整流中使用有源开关而不是无源部件(例如二极管)，示例性有源整流电路和相关的直流发生电路可以极大地降低功率损耗并具有高功率效率。进一步地，可以在控制电路/单元内解决主动整流和发动机启动的控制。
本文所述的一些实施例可以包括具有N个输入端子、一对输出端子、 N个第一有源开关、N个第二有源开关以及控制电路的整流电路。N个输入端子分别被设置为接收N个具有不同相位的交流(AC)电压信号，其中N是大于1的正整数。具有第一输出端子和第二输出端子的一对输出端子，被设置为输出直流(DC)电压信号。N个第一有源开关被配置为分别接收N个第一控制信号，并根据N个第一控制信号将第一输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子。N个第二有源开关被配置为分别接收N 个第二控制信号，并根据N个第二控制信号将二输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子。控制电路与N个第一有源开关和N个第二有源开关耦合，并被配置为根据N个AC电压信号生成N个第一控制信号和N个第二控制信号。
本文所述的一些实施例可以包括具有发电机和整流电路的直流(DC) 功率生成电路。发电机被配置为提供N个交流(AC)电压信号，其中N 是大于1的正整数，N个AC电压信号各自的相位不同。整流电路与发电机耦合，并被配置为将发电机产生的N个AC电压信号转换为DC电压信号。该整流电路包括N个输入端子、一对输出端子、N个第一有源开关、 N个第二有源开关和控制电路。N个输入端子被设置为接收N个AC电压信号。一对输出端子具有第一输出端子和第二输出端子，并被设置为输出 DC电压信号。N个第一有源开关被配置为分别接收N个第一控制信号，并根据N个第一控制信号将第一输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子，N个第二有源开关被配置为分别接收N个第二控制信号，并根据N 个第二控制信号将二输出端子分别选择性地耦合到N个输入端子。控制电路与N个第一有源开关和N个第二有源开关耦合，并被配置为根据N个AC电压信号生成N个第一控制信号和N个第二控制信号。
上述概述了一些实施例的特征，以便本领域技术人员能够更好地理解本公开的各个方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地将本公开作为设计或修改其他工艺和结构的基础，以实现与本文所介绍实施例相同的目的和/或达到相同的优点。本领域技术人员还应当认识到，这些等效结构并不脱离本公开的精神和范围，并且他们还可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变、替换和更改。

Claims (7)

1.一种整流电路，包括：
N个输入端子(IP1–IPN)，用于分别接收N个具有不同相位的交流AC电压信号(VI1–VIN)，其中N是大于1的正整数；
一对输出端子，具有第一输出端子和第二输出端子，所述一对输出端子被设置为输出直流DC电压信号VO；
N个第一有源开关(SW11–SWN1)，用于分别接收N个第一控制信号(CS11–CSN1)，并根据所述N个第一控制信号(CS11–CSN1)将所述第一输出端子(OP1)分别选择性地耦合到所述N个输入端子(IP1–IPN)；
N个第二有源开关(SW12–SWN2)，用于分别接收N个第二控制信号(CS12–CSN2)，并根据所述N个第二控制信号(CS12–CSN2)将所述第二输出端子(OP2)分别选择性地耦合到所述N个输入端子(IP1–IPN)；
控制电路，与所述N个第一有源开关(SW11–SWN1)和所述N个第二有源开关(SW12–SWN2)耦合，所述控制电路被配置为根据所述N个AC电压信号(VI1–VIN)生成所述N个第一控制信号(CS11–CSN1)和所述N个第二控制信号(CS12–CSN2)；
其中所述N个输入端子中的输入端子被设置为接收所述N个AC电压信号中的AC电压信号，并与所述N个第一有源开关中的一个第一有源开关以及所述N个第二有源开关中的一个第二有源开关耦合；当所述N个AC电压信号(VI1-VIN)中一个电压信号的相位在第一预设范围内时，所述控制电路接通所述第一有源开关(SW11-SWN1)以将所述输入端子(IP1-IPN)与所述第一输出端子(OP1)耦合，当所述N个AC电压信号(VI1-VIN)中所述一个电压信号的相位在第二预设范围内时，所述控制电路接通所述第二有源开关(SW12-SWN2)以将所述输入端子(IP1-IPN)与所述第二输出端子(OP2)耦合；
其中所述N个AC电压信号由发电机生成，并且所述N个AC电压信号中每一个AC电压信号的相位根据所述发电机的转子位置确定；
所述控制电路包括：
位置传感设备，与所述发电机耦合，所述位置传感设备被设置为检测所述发电机的所述转子位置以生成检测结果；以及
控制器，与所述位置传感设备耦合，所述控制器被设置为根据所述检测结果生成所述N个第一控制信号以及所述N个第二控制信号。
2.根据权利要求1所述的整流电路，其中所述位置传感设备包括多个霍尔效应传感器。
3.根据权利要求1所述的整流电路，其中所述N个第一有源开关和所述N个第二有源开关中的至少一个为晶体管开关。
4.一种直流DC功率生成电路，包括：
发电机，被配置为提供N个交流AC电压信号，其中N是大于1的正整数，并且N个AC电压信号各自的相位不同；以及
整流电路，与所述发电机耦合，所述整流电路被配置为将所述发电机生成的所述N个AC电压信号转换为DC电压信号；其中所述整流电路包括：
N个输入端子，用于接收所述N个AC电压信号；
一对输出端子，具有第一输出端子和第二输出端子，所述一对输出端子被设置为输出所述DC电压信号；
N个第一有源开关，用于分别接收N个第一控制信号，并根据所述N个第一控制信号将所述第一输出端子分别选择性地耦合到所述N个输入端子；
N个第二有源开关，用于分别接收N个第二控制信号，并根据所述N个第二控制信号将所述第二输出端子分别选择性地耦合到所述N个输入端子；
控制电路，与所述N个第一有源开关和所述N个第二有源开关耦合，所述控制电路被配置为根据所述N个AC电压信号生成所述N个第一控制信号和所述N个第二控制信号；
其中所述N个输入端子中的输入端子被设置为接收所述N个AC电压信号中的AC电压信号，并与所述N个第一有源开关中的一个第一有源开关以及所述N个第二有源开关中的一个第二有源开关耦合；当所述N个AC电压信号(VI1-VIN)中一个电压信号的相位在第一预设范围内时，所述控制电路接通所述第一有源开关(SW11-SWN1)以将所述输入端子(IP1-IPN)与所述第一输出端子(OP1)耦合，当所述N个AC电压信号(VI1-VIN)中所述一个电压信号的相位在第二预设范围内时，所述控制电路接通所述第二有源开关(SW12-SWN2)以将所述输入端子(IP1-IPN)与所述第二输出端子(OP2)耦合；
其中所述N个AC电压信号中每一个AC电压信号的相位根据所述发电机的转子位置确定；
所述控制电路包括：
位置传感设备，与所述发电机耦合，所述位置传感设备被设置为检测所述发电机的所述转子位置以生成检测结果；以及
控制器，与所述位置传感设备耦合，所述控制器被设置为根据所述检测结果生成所述N个第一控制信号以及所述N个第二控制信号。
5.根据权利要求4所述的DC功率生成电路，其中所述发电机为无刷发电机。
6.根据权利要求4所述的DC功率生成电路，其中所述位置传感设备包括多个霍尔效应传感器。
7.根据权利要求4所述的DC功率生成电路，其中所述N个第一有源开关和所述N个第二有源开关中的至少一个为晶体管开关。
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