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高效率PFC电路二极管选择方案.doc
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1、 高效率PFC电路二极管选择方案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
2、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 /s,Tj=125,Vmains=11
3、0V。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)
4、与电源电压的关系,PFC处在条件:Pout=330W,Fs=110kHz,dI/dt=165A/s,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/s。 结论 600V Ta
5、ndem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选择正确的功率因数校正(PFC)拓扑 引言 随着减小谐波标准的广泛应用,更多的电源设计结合了功率因数校正 (PFC) 功能。设计人员面对着实现适当的PFC段,并同时满足其它高效能标准的要求及客户预期成本的艰巨任务。许多新型PFC拓扑和元件选择的涌现,有助设计人员优化其特定应用要求的设计。由于有源PFC设计可以让设计人
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