PFC电路中旁路二极管的作用是什么

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功率因数校正PFC电路,通常在PFC电感和PFC输出滤波电容端有一只二极管,如下图,那么它存在的作用是什么?我们往下看。

旁路二极管

典型的反激式开关电源

首先我们看一下,如下是常见而又典型的离线式开关电源原理,我们可以将电源电路归纳为主功率电路和控制电路;其中主功率电路包含了AC-DC变换(整流+功率因数校正PFC,通常输入功率大于75W,如CE或CCC认证中需要测试谐波,所以会加一个PFC电路,目的是符合谐波要求)和DC-DC变换(主功率变换拓扑Flyback);控制回路包含了采样反馈(采样+误差放大电路+光耦)和电源管理(电源管理芯片IC及外围电路)。主功率电路和控制电路相辅相成构成一个稳定电源系统。

旁路二极管

PFC电路的浪涌电流

在交流电源快速通断期间,如下图如果电容C1(Bulk capacitor)的电压相比交流AC输入的电压低,且当PFC电路还未进入正常工作状态(无开关动作),那么将会有浪涌电流(Inrush Current)流入PFC电感L1。那么当PFC MOSFET开通瞬间就会有大电流流入MOSFET,这样的话,我们还得选择一个合适的MOSFET来适应这个浪涌电流,避免损坏开关管。

旁路二极管

浪涌电流示意图如下,如同交流源对PFC电路的输出电容充电

旁路二极管

如何避免?

外置一个旁路二极管来限制PFC电感的浪涌电流来最小化这种过电流的应力风险

旁路二极管

浪涌电流回路如下,改变了浪涌电流回路

旁路二极管

实际电路中二极管的位置,如下图红圈中的旁路二极管

旁路二极管
责任编辑人:CC

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