高效率pfc电路二极管选择方案计划资料.pdfVIP

高效率PFC 电路二极管选择方案 关键词：功率因数校正（PFC），二极管，开关 PFC 中二极管的新选择 在功率因数校正（PFC）电路中，600V 升压二极管是关键元件，特别是工作在连续模式和苛刻开关条件下的PFC 更是这样。 在每一个开关周期，二极管的恢复电流流经MOS 晶体管，这导致开关中高的开关通导功率损耗。对于这种应用，需要最快的 600V 二极管。 为了提高PFC 的效率，通常的方法是把三个200V 外延恢复二极管串联起来。这必须增加一个平衡网络（每一个二极管并联一 个电容和一个电阻），以确保每一个二极管工作在其额定电压内。 ST Microelectronics 公司提供一个新颖的解决方案：两个300V 二极管串联在一起封装在绝缘的TO-220 封装中构成600V Tandem( 串联二极管）。这种硅器件是一种超高速二极管，在绝大多数情况下可以对平衡网络加以抑制。 与普通二极管的比较 工作在连续模式和苛刻开关条件下的PFC （图1）当晶体管导通时二极管中的电流减少很快（几百安培/微秒）。 在此有两种功耗： 在二极管中的导电和开关功耗； 由于二极管的反向恢复电流引起的在晶体管中的功耗。 图2 示出同一PFC 用不同的二极管（普通的600V 二极管STTA806D 或600V Tandem STTH806 TTI)的功耗比较，这些结果 是在如下工作条件下得到的：Pout=400W,Fs=150kHz,dI/dt=200A/μs,Tj=125℃，Vmains=110V 。从图2 可清楚地看到：开关功 耗的主要部分是在MOS 晶体管中；用600V Tandem(STTH806TTI)的总功耗比用普通600V 二极管（STTA806D ）要低，这是 由于二极管的小恢复电流所致。 Tandem 二极管选择指标 600V Tandem 和普通600V 二极管之间的选择主要取决于下面的参数： 开关频率Fs; 最小和最大电源电压Vmains; 二极管的工作结温Tj 。 1.开关频率Fs 的影响 开关频率越高，超高速STTH806TTI 比普通的600V 二极管更优越。 2. 电源电压Vmains 的影响 图3 示出普通600V 二极管（STTA806D ）和SSTH806TTI 之间功耗差（DeltaP）与电源电压的关系，PFC 处在条件： Pout=330W,Fs=110kHz,dI/dt=165A/μs,Tj=125℃。从图可见，在最低的电压电压Tandem 二极管最好。这是由于当晶体管导通 时较高的电流所致。Tandem 二极管对于工作在110V 电源电压下的PFC 是更适宜的。 3.结温的影响 最大反向恢复电流随结温而增加，所以STTA806D 和STTH806TTI 之间的功耗差随结温增加。图4 示出STTA806D 和 STTH806TTI 之间的功耗差与二极管工作结温的曲线图，得到此结果的工作条件是： Pout=330W,F=110kHz,Vmains=85V,dI/dt=165A/μs 。 结论 600V Tandem 二极管是现在市场上最快的硅600V 二极管。本文的分析表明Tandem 二极管与普通二极管的性能关系依赖于 PFC 电路的应用参数。 Tandem 二极管最适合对于低输入电压（110V）、高结温和高开关频率。 可靠性测试表明，在传统的PFC 设计中采用Tandem 二极管时不需要平衡网络。 来源：STMicroelectronics: