超快软恢复二极管的优点及应用

在大功率输出的开关电源中，PFC的效率是极其重要的，在输入电桥中，来自AC端通过大电容的脉冲电流不仅含有基波（50-60HZ），而且含有各次谐波成分（主要是奇数倍谐波），这使得功率因数降低，通常约为0.7。

PFC（功率因数效正器）电路可解决上述的问题，如图1所示，在典型的PFC升压电路中，其优点如下：

体积小

输出电压大于输入电压（一般输入）

控制过程简单

输入电感对AC端信号像一个滤波器

许多lC控制器可从市场得到

有0.95或更高的PFC值

在这类电路中主要是用两种类型，即不连续电流模式和连续电流模式，它们的主要区别是：在不连续电流模式中的MOSFET管仅在感应器电流达到零值时导通，而在连续电流模式中，MOSFET管要在感应电流上升到零值以上才导通。因此所有的反向恢复能量必须在MOSFET中被释放。

图1 PFC升压电路

不连续电流模式

这种控制方法对工作于200W以下的PFC电路较适用，其主要优点是控制过程极其简单，电路组成简单。其较大的峰值电流使之不适用于200W以上的电路，在不连续电流模式中，二极管的开关损耗是可以忽略的，因此可用快速二极管代替超快二极管。

连续电流模式

这种控制形式普遍用于1.5kW以上的电路中，当二极管被断开时，它的前向电流可能是几个安培，而电流斜率diF/dt很高100~250A/ms，另外MOSFET管及寄生元件组成的输出回路像一个调谐电路（滤波器），谐振频率由反向二极管电容量及输出电容器的寄生参量决定。典型的谐振频率大约为100MHz，而这将引起EMI辐射。

在这种电路中，升压二极管是最关键的部件，为了避免大功率损耗及EMl（电磁干扰），必须谨慎地选择它。

推出的Qlong™系列超快软恢复二极管解决了这个问题，这种新型二极管的推出使PFC电路的性能大大改善了。

超快软恢复二极管及其应用

推出Qlong™系列超快软恢复二极管，在离线式开关电源连续模式的PFC升压电路中，这种新型的二极管可以提高其工作效率及功率密度，这种器件的电流为8、15及30A，适用于输出功率达15kW的PFC电路。

Qlong™系列600V超快软恢复整流管，具有低前向电压降和反向恢复电流（Irr）及减少传输和开关损耗的临界参数值，充分运用铂扩散的工艺过程，在很宽的温度范围内保证其有一个不陡峭的、钉状光滑的反向恢复波形，这样减少了电子辐射（见图1、2、3、4），即其具有软恢复波形以释放最少的电子辐射，而且这类新型PFC二极管只有30ns的反向恢复时间（trr），增加了功率密度而使其达到高速开关速度。另外，这类器件最高结温有175℃，为之提供了一个很宽的工作范围。

图2

图3

在离线式开关电源的连续电流模式PFC升压电路中，采用Qlong™系列的600V超快软恢复二极管，可以降低超过30%的功率损耗（见图5），该器件的突出优点表现为：1.超快软恢复特性，显著降低对磁性元件的要求和系统成本。2.软恢复特性降低EMI，提高可靠性。3.适用于250W以上连续电流模式PFC设计。

图4 PF二极管反向恢复电流

图5 500W PFC升压电路的功率损耗

结束语

在离线式开关电源的连续电流模式PFC升压电路中，采用海飞乐Qlong™的600V超块软恢复二极管，配合相应的功率管MOSFET使用，可以得到较高的PFC效率，减小了超过30%功率损耗，并降低了EMI而使电路的可靠性得到提高，同时减少了系统成本，使其应用得到有效的推广。