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2018.10.25 Si功率元件

臨界模式PFC : 利用二極體提高效率的例子

發揮其特長的應用事例

在實際的應用電路中,二極體和電晶體因其特性和性能不同而需要區分使用。在電源類應用中區分使用的主要目的是提高效率。本文將介紹PFC(功率因數校正)的一個例子,即利用二極體的特性差異來改善臨界模式(BCM)PFC的效率的例子。關於PFC,請參考上一篇文章的介紹。

臨界模式PFC:液晶電視電路示例

該電路是液晶電視的PFC單元,是單級PFC的臨界模式(BCM)控制方式示例。PFC電路的二極體D1使用的是快速恢復二極體(以下簡稱“FRD”)。

對該二極體使用正向電壓VF低的類型、和反向恢復時間trr快的類型時實施了損耗類比。下面是所使用的兩種二極體的主要規格。除VF和trr外,其他規格基本同等。

  RFNL10TJ6S 低VF RFV8TJ6S 高速trr 單位
VRM 600 600 V
IF 10 8 A
VF 1.25 @IF=8A 3 @IF=8A Vmax
IR 10 10 µA
trr 65 20 ns max

兩者的類比結果如下。

中段波形表示二極體的功率損耗。上段波形表示線圈電流=二極體的IF,下段波形表示輸出電壓=對二極體外加的電壓。二極體的功率損耗如波形所示,低VF的RFNL10TJ6S的功率損耗很低。以平均值看,低VF、標準trr的RFNL10TJ6S為0.23W,高速trr、標準VF的RFV08TJ6S為0.41W。VF的不同會帶來1.25V對3V(IF=8A時)的不同結果。

從這個結果可以看出,在PFC臨界模式下,二極體VF的不同對損耗會產生很大影響,而trr的影響則較小。這是因為在臨界模式下,電流的流動是從零升至峰值,如果二極體的VF較大則相應的傳導損耗也將增大。

對於臨界模式控制的PFC,儘量選擇VF小的二極體可改善電路效率。

下一篇文章將介紹在連續模式(CCM)下二極體的影響。

重點:

・臨界模式PFC的二極體VF對損耗影響較大,而trr對損耗的影響則較小。

・對於臨界模式控制的PFC,選用VF小的二極體可改善電路效率。

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