碳化硅肖特基二极管在电源中的应用

主动PFC有两种通用模式：使用三角形和梯形电流波形的不连续电流模式(DCM)和连续电流模式(CCM)。DCM模式一般用于输出功率在75W到300W之间的应用,CCM模式用于输出功率大于300W的应用。当输出功率超过250W时，PFC具有成本效益，因为其它方面(比如效率)得到了补偿性的提高，因此实际上不增加额外的成本。

主动PFC是服务器系统架构(SSI)一致性的要求：供电模块应该采用带主动功率因数校正的通用电源输入，从而可以减少谐波，符合EN61000-3-2和JEIDAMITI标准。这就需要高功率密度应用能够提供较宽的输入电压范围(85~265V)，从而给PFC级电路使用的半导体提出了特殊的要求。

在输入85V交流电压时，必须有最低的Rdson，因为传导热损失与输入电压的3次方成反比关系。这种MOSFET管的高频工作能够显著减少升压抑制。因此晶体管的快速开关特性是必须的。升压二极管应该具有快速开关、低Vf和低Qrr特性。为了减少MOSFET在接通时的峰值电流压力，低Qrr是必须的。如果没有这一特性，升压MOSFET将增加温度和Rdson，导致更多的功率损失，从而降低效率。在高功率密度应用中效率是取得较小体积(30W/cm3英寸)和减少无源器件尺寸的关键因素。因此高的开关频率必不可少。

为了设计效率和外形尺寸最优的CCMPFC，升压肖特基二极管还必须具备以下一些特性：较短的反向恢复和正向恢复时间;最小的储存电荷Q;低的漏电流和最低的开关损耗。过压和浪涌电流能力非常重要，它们能够用来处理PFC中由启动和交流回落引起的浪涌和过电流。这些特性只有用碳化硅肖特基二极管(SiC肖特基二极管)才能实现。

由于SiC肖特基二极管中缺少正向和反向恢复电荷，因此可以用更小的升压MOSFET。这样做除了成本得到降低外，器件温度也会降低，从而使SMPS具有更高的可靠性。

由于SiC肖特基二极管的开关行为独立于正向电流(Iload)、开关速度(di/dt)和温度，因此这种肖特基二极管在设计中很容易使用。在设计中采用SiC肖特基二极管能够实现最大的开关工作频率(最高可达1MHz)，从而可以使用更小体积的无源器件。

最低的开关损耗和低的Vf能使用更小的散热器或风扇。另外，由于具有正的温度系数，SiC肖特基二极管能够非常方便地并行放置。

审核编辑 ：李倩