快速軟恢復(fù)二極管(lld)在pfc電路中的應(yīng)用

1、快速軟恢復(fù)二極管（LLD）在PFC電路中的應(yīng)用1、定義PFC(PowerFactCrection)意思是“功率因數(shù)校正”，功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。功率因素可以衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因素值越大，代表其電力利用率越高。2、解析與評(píng)價(jià)（1）理想的二極管在承受反向電壓時(shí)截止，不會(huì)有反向電流通過(guò)。而實(shí)際二極管正向?qū)〞r(shí)，PN結(jié)內(nèi)的電荷被積累，當(dāng)二極管承受反向電

2、壓時(shí)，PN結(jié)內(nèi)積累的電荷將釋放并形成一個(gè)反向恢復(fù)電流，它恢復(fù)到零點(diǎn)的時(shí)間與結(jié)電容等因素有關(guān)。反向恢復(fù)電流在變壓器漏感和其他分布參數(shù)的影響下將產(chǎn)生較強(qiáng)烈的高頻衰減振蕩。因此，輸出整流二極管的反向恢復(fù)噪聲也成為開(kāi)關(guān)電源中一個(gè)主要的干擾源。（2）輸出整流二極管會(huì)產(chǎn)生反向浪涌電流。二極管在正向?qū)〞r(shí)PN結(jié)內(nèi)的電荷積累，二極管加反向電壓時(shí)積累電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電流需經(jīng)二極管整流，二極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟臅r(shí)間很短，在短時(shí)間內(nèi)要讓存儲(chǔ)

3、電荷消失就產(chǎn)生了反向電流的浪涌。由于直流輸出線路中的分布電感，分布電容，浪涌引起了高頻衰減振蕩，這是一種差模噪聲。（3）在反向恢復(fù)期間，由于二極管的反向恢復(fù)特性，二極管的電流不能突變。此效應(yīng)與一個(gè)電感等效。為了抑制二極管尖峰，需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。（4）開(kāi)關(guān)電源中尖峰干擾主要來(lái)自功率開(kāi)關(guān)管和二次側(cè)整流二極管的開(kāi)通和關(guān)斷瞬間。具有容易飽和儲(chǔ)能能力弱等特點(diǎn)的飽和電感能有效抑制這種尖峰干擾。將飽和電感與整流二極管串聯(lián)在電流升

4、高的瞬間它呈現(xiàn)高阻抗抑制尖峰電流而飽和后其飽和電感量很小損耗小。通常將這種飽和電抗器作為尖峰抑制器。（5）輸出整流二極管截止時(shí)有一個(gè)反向電流，其恢復(fù)到零點(diǎn)的時(shí)間與結(jié)電容等因素有關(guān)。它會(huì)在變壓器漏感和其他分布參數(shù)的影響下產(chǎn)生很大的電流變化dirrdt，產(chǎn)生較強(qiáng)的高頻干擾，頻率可達(dá)幾十兆赫茲。（6）一個(gè)好的PFC電路用的升壓二極管，除了對(duì)自身功耗要低之外，更重要的是產(chǎn)生的尖峰電壓要小。APT的DQ系列二極管，在軟恢復(fù)的處理上技術(shù)獨(dú)特，反向恢

5、復(fù)電流小，軟度控制也很好，恢復(fù)無(wú)振蕩，而且有出色的雪崩耐量，可靠性高。最適合用于PFC電路中做升壓二極管。DQ系列二極管的最大缺點(diǎn)Vf是略高，在PFC應(yīng)用中并沒(méi)有造成過(guò)大的功耗，不影響其軟恢復(fù)優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮。APT快速軟恢復(fù)二極管QrrVF的比較：APT15D60B(15A600V40ns)和APT15DQ60B(15A600V15ns)。tb，從而有更小的didt。在寄生電感Ls相等的情況下，要產(chǎn)生更小的Vrp。所以在PFC電路中應(yīng)用DQ

6、二極管，就大大減少電壓尖峰出現(xiàn)的可能性，也擁有更好的EMI特性。二極管反向恢復(fù)的主要指標(biāo)是trrQrr和Irrm。其中trr衡量恢復(fù)的快慢；Qrr衡量反向恢復(fù)需要的電荷，表現(xiàn)為損耗；Irrm大小主要會(huì)影響與之配對(duì)的MOSFETIGBT的電流應(yīng)力和Eon。從上面的波形來(lái)看，APTDQ的FRED的Qrr，Irrm明顯小。trr不是很明顯，但是對(duì)于軟恢復(fù)的FRED，這個(gè)表現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)。軟恢復(fù)的FRED對(duì)EMI和電流電壓的震蕩抑制非常有效。D

7、Q二極管擁有卓越的雪崩耐量（Avalanchecapability），使產(chǎn)品的可靠性更高。雪崩耐量大，承受電路漏電感引起的電壓尖峰的能力就強(qiáng)，不容易被擊穿。雪崩能量額定值是器件可靠性的重要指標(biāo)。二極管雪崩能量測(cè)試電路如下：開(kāi)關(guān)過(guò)程中，電感電流和二極管兩端電壓如上面Oude所提供的雪崩能量曲線DQFREDAvalancheEnergy所示。雪崩擊穿發(fā)生在電感電流開(kāi)始下降、二極管電壓突然上升到其擊穿電壓的時(shí)刻，此時(shí)電感儲(chǔ)能和VDD所提供的能

8、量將轉(zhuǎn)化為雪崩擊穿能量。因此，雪崩能量也可用下式計(jì)算：t2EAVAL=∫V(t)I(t)dt≈12V(t)I(t)(t2－t1)=12800V2A(0.00175－0.0015)=200mJt1所有能量都是由VDD提供的，從VDD的角度出發(fā)，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，VDD電壓始終保持不變，而VDD的電流就是電感電流，電感電流線性變化，整個(gè)測(cè)試過(guò)程中VDD所提供的能量將全部轉(zhuǎn)化為二極管雪崩時(shí)的能量。因此，單獨(dú)要求trr指標(biāo)的不是很切合實(shí)際應(yīng)用的

9、。Tj、Irrm、didt等都會(huì)影響trr的數(shù)值。所以半導(dǎo)體器件的參數(shù)都是在一定的條件下才有具體的意義。3、實(shí)際電路應(yīng)用3.1富士電機(jī)電子技術(shù)株式會(huì)社半導(dǎo)體事業(yè)部（1）LCDTV（液晶電視）LCDTV（液晶電視）和以前的CRT電視相比較，由于體形非常薄，重量輕，耗電量少等特點(diǎn)目前占據(jù)電視機(jī)的市場(chǎng)主導(dǎo)地位。今后會(huì)朝著更大尺寸，更高性能的方向發(fā)展。以下介紹的是最適用于LCDTV（液晶電視）的富士電機(jī)的半導(dǎo)體產(chǎn)品。?LCDTV（液晶電視）：高