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在大功率輸出的開關(guān)電源中，PFC的效率是極其重要的，在輸入電橋中，來自AC端通過大電容的脈沖電流不僅含有基波(50-60HZ)，而且含有各次諧波成分(主要是奇數(shù)倍諧波)，這使得功率因數(shù)降低，通常約為0.7。
PFC(功率因數(shù)效正器)電路可解決上述的問題，如圖1所示，在典型的PFC升壓電路中，其優(yōu)點(diǎn)如下：
·體積小
·輸出電壓大于輸入電壓(一般輸入)
·控制過程簡單
·輸入電感對(duì)AC端信號(hào)像一個(gè)濾波器
·許多l(xiāng)C控制器可從市場得到
·有0.95或更高的PFC值
在這類電路中主要是用兩種類型，即不連續(xù)電流模式和連續(xù)電流模式，它們的主要區(qū)別是：在不連續(xù)電流模式中的MOSFET管僅在感應(yīng)器電流達(dá)到零值時(shí)導(dǎo)通，而在連續(xù)電流模式中，MOSFET管要在感應(yīng)電流上升到零值以上才導(dǎo)通。因此所有的反向恢復(fù)能量必須在MOSFET中被釋放。
不連續(xù)電流模式
這種控制方法對(duì)工作于200W以下的PFC電路較適用，其主要優(yōu)點(diǎn)是控制過程極其簡單，電路組成簡單。其較大的峰值電流使之不適用于200W以上的電路，在不連續(xù)電流模式中，二極管的開關(guān)損耗是可以忽略的，因此可用快速二極管代替超快二極管。
連續(xù)電流模式
這種控制形式普遍用于1.5kW以上的電路中，當(dāng)二極管被斷開時(shí)，它的前向電流可能是幾個(gè)安培，而電流斜率diF/dt很高100~250A/ms，另外MOSFET管及寄生元件組成的輸出回路像一個(gè)調(diào)諧電路(濾波器)，諧振頻率由反向二極管電容量及輸出電容器的寄生參量決定。典型的諧振頻率大約為100MHz，而這將引起EMI輻射。
在這種電路中，升壓二極管是最關(guān)鍵的部件，為了避免大功率損耗及EMl(電磁干擾)，必須謹(jǐn)慎地選擇它。
海飛樂技術(shù)推出的Qlong™系列超快軟恢復(fù)二極管解決了這個(gè)問題，這種新型二極管的推出使PFC電路的性能大大改善了。
超快軟恢復(fù)二極管及其應(yīng)用
海飛樂技術(shù)推出Qlong™系列超快軟恢復(fù)二極管，在離線式開關(guān)電源連續(xù)模式的PFC升壓電路中，這種新型的二極管可以提高其工作效率及功率密度，這種器件的電流為8、15及30A，適用于輸出功率達(dá)15kW的PFC電路。
Qlong™系列600V超快軟恢復(fù)整流管，具有低前向電壓降和反向恢復(fù)電流(Irr)及減少傳輸和開關(guān)損耗的臨界參數(shù)值，充分運(yùn)用鉑擴(kuò)散的工藝過程，在很寬的溫度范圍內(nèi)保證其有一個(gè)不陡峭的、釘狀光滑的反向恢復(fù)波形，這樣減少了電子輻射(見圖1、2、3、4)，即其具有軟恢復(fù)波形以釋放最少的電子輻射，而且這類新型PFC二極管只有30ns的反向恢復(fù)時(shí)間(trr)，增加了功率密度而使其達(dá)到高速開關(guān)速度。另外，這類器件最高結(jié)溫有175℃，為之提供了一個(gè)很寬的工作范圍。
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| 圖2 | 圖3 |
在離線式開關(guān)電源的連續(xù)電流模式PFC升壓電路中，采用Qlong™系列的600V超快軟恢復(fù)二極管，可以降低超過30%的功率損耗(見圖5)，該器件的突出優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：1.超快軟恢復(fù)特性，顯著降低對(duì)磁性元件的要求和系統(tǒng)成本。2.軟恢復(fù)特性降低EMI，提高可靠性。3.適用于250W以上連續(xù)電流模式PFC設(shè)計(jì)。
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| 圖4 PF二極管反向恢復(fù)電流 | 圖5 500W PFC升壓電路的功率損耗 |
結(jié)束語
在離線式開關(guān)電源的連續(xù)電流模式PFC升壓電路中，采用海飛樂Qlong™的600V超塊軟恢復(fù)二極管，配合相應(yīng)的功率管MOSFET使用，可以得到較高的PFC效率，減小了超過30%功率損耗，并降低了EMI而使電路的可靠性得到提高，同時(shí)減少了系統(tǒng)成本，使其應(yīng)用得到有效的推廣。
