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新型600V超快软恢复的PFC二极管
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New 600V Soft Resume PFC Diode
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■解放军电子工程学院 马国胜
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引言
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获60HZ），而且含有各次谐波成分（主要是奇数倍谐波），这使的功率因数降低，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IC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。
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 {dI_{f}}\over{dt}很高({100
250A}\over{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EMI（电磁干扰），必须谨慎地选择它。
国际整流器（IR）公司推出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
2000年10月国际整流器公司（IR)推出一系列新的超快软恢复二极管，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
为8、15及30A，适用于输出功率达1.5kW的PFC电路。
8ETH06、15ETH06、30ETH06及30EPH06都是600V超快软恢复整流管，具有低前向电压降和反向恢复电流（I_{RR}）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（t_{rr}），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。
在离线式开关电源的连续电流模式PFC升压电路中，采用IR公司的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。
结束语
在离线式开关电源的连续电流模式PFC升压电路中，采用国际整流器公司的600V超块软恢复二极管，配合相应的HEXFET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。
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