PFC电路应用参数对二极管的重要性

功率因数校正对于电子电路设计来说较为重要，其能够证明电力是否已经被进行了有效的利用。是电路设计中的一项重要参考指标，因此PFC的效率大大影响着产品的最终表现。在本文中，小编将为大家介绍高效率PFC电路中的二极管选择。

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600VTandem（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

图1

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

图2示出同一PFC用不同的二极管（普通的600V二极管STTA806D或600VTandemSTTH806TTI）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600VTandem（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

600VTandem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

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。

结温的影响

图4

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

600VTandem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。

可以看到，PFC电路的应用参数对于二极管的影响之大是非常明显的。所以不仅是在选择二极管时，即便在二极管出现问题时，应当将PFC电路参数的问题考虑一下，看看是否是在此重要环节出现了问题。