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。