高效率PFC电路二极管选择方案

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作者：STMicroelectronics 时间：2007-01-26 来源：《EDN电子设计技术》

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pfc中二极管的新选择

本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/21192.htm

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/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）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。

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/μs。