利用二极管改善电流连续模式PFC电路效率示例

继上一篇临界模式pfc的例子之后,本文将探讨电流连续模式pfc的二极管特性差异带来的效率差异。
利用二极管改善电流连续模式pfc电路效率示例
这是以前介绍pfc时用过的简化的pfc电路示例。下面来探讨一下在pfc输出端的基本构成–二极管和mosfet的组合部分中,二极管的特性是怎样影响效率的。二极管使用frd(快速恢复二极管),给出了3种特性不同的二极管的效率测量结果。
右图表示各frd的电路效率与frd的trr(反向恢复时间)的关系。如图所示,在使用trr最低的frd时效率最高。下表是各frd的主要特性和效率测量值。
frd if (a) vf (v)
typ. @if max trr (ns)
typ. @if max, vr=400v 效率 (%)
rfnl10tj6s 10 1.1 100 (dif/dt=-100a) 89.10
rfv8tg6s 8 2.3 25 (dif/dt=-200a) 93.59
rfvs8tg6s 8 2.5 20 (dif/dt=-200a) 93.87
电路条件:连续模式,po=300w,fsw=200khz,vin=115vrms,vo=390v
rfnl10tj6s和rfv08tj6s是上一篇文章中的临界模式pfc损耗仿真所用的frd,rfnl10tj6s是由于vf低而在临界模式pfc中实现最高效率的frd。相反,rfv08tj6s由于vf比rfnl10tj6s高而在临界模式pfc中出现效率最低的结果。
然而,关于电流连续模式pfc的效率,vf的影响微乎其微,主要是受trr的影响。从波形图即可看出trr慢导致效率下降的原因。
在frd的波形中,frd导通时流过5a左右的正向电流if,然后关断时流过18a左右的反向电流ir。这个ir是trr期间流动的电流,在连续模式pfc中,会对mosfet的开关产生影响。如波形所示,在mosfet导通时流过尖峰状大电流,这会成为损耗,导致电路整体的效率下降。关于frd的trr详细介绍,请参考这里。
结论是,在电流连续模式pfc中,二极管的trr越快效率越高。基本上不受vf影响。

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