上一篇文章中介紹了在LED照明電路中提升效率并降低噪聲的案例，本文將介紹在空調中的案例。近年來，隨著表示全年能效比的APF（Annual Performance Factor）在行業中引入實施，提高空調等家電的效率已成為重要課題之一。

空調用電流連續模式PFC電路：利用MOSFET和二極管提高效率的案例

下面的電路是空調的電流連續模式（CCM）PFC電路示例。接下來是在該電路中，將原始設計中使用的FRD（快速恢復二極管）變更為SiC SBD（肖特基勢壘二極管）“SCS112AM”和另外的FRD“RFUS20TF6S”后，此外，將開關晶體管由原始的IGBT變更為Hybrid MOS“R6035GN”后，以及同時變更晶體管和二極管后，對效率進行比較的結果。

將原始設計中的FRD變更為SiC SBD

將原來使用的FRD變更為SiC SBD后的效率和損耗比較數據如下：

以上是一組實際測量數據。在效率方面，有0.1%～0.2%左右的提升；在損耗方面，當Po＝2094W時有約4.2W的差異。

該差異的主要原因是相比原FRD，所替換的SiC SBD的trr（反向恢復時間）更短。在“電流連續模式PFC：利用二極管提高效率的例子”一文中已經介紹過，在電流連續模式PFC中，二極管的trr（反向恢復時間）特性在高速時效率更好。另外，關于SiC-SBD和FRD的反向恢復特性的區別，在“所謂SiC-SBD－與Si-PND的反向恢復特性比較”中有詳細說明，請參考。

將原始設計中的IGBT變更為Hybrid MOS

接下來是開關晶體管的不同所帶來的損耗比較數據。此時的二極管為SiC SBD。

通過以上比較可以確認，將開關晶體管從IGBT變更為Hybrid MOS“R6035GN”后，在輸出功率1000W的條件下，損耗可以降低4W。

其原因有兩個。一個是Hybrid MOS的開關速度快，因此開關損耗小；另一個是導通電阻小，傳導損耗也小。

從該波形數據可以看出，Hybrid MOS的上升變化速度很快，在○圈出來的部分，損耗比IGBT少。順便提一下，該IGBT是超高速型產品，但還是不及比較對象Hybrid MOSFET。

右側的圖表表示晶體管單體的Ic（Id）對應的導通電阻特性。在20A以上的范圍，Hybrid MOSFET的導通電阻與IGBT幾乎相同；在20A以下的范圍，導通電阻低于IGBT，整體上有望實現更低的損耗。

綠線所表示的R6035GN是標準的超級結MOSFET（SJ MOSFET），低電流時的導通電阻較低，但在高電流時導通電阻略高于IGBT。這是標準的SJ MOSFET的特性。因這些特性差異，在大電流應用中一般選用IGBT，然而IGBT具有在低電流范圍的損耗較大且效率較差的問題。

Hybrid MOS是SJ MOSFET的衍生產品，是具備SJ MOSFET的高速開關性能和低電流時的低導通電阻、以及與IGBT相匹敵的大電流時的低導通電阻性能的MOSFET。欲了解更詳細信息，請參考“同時具備MOSFET和IGBT優勢的Hybrid MOS”。

變更為Hybrid MOSFET＋SiC SBD，效率更高

最后是二極管和開關晶體管這一組合的效率數據。

“原始”是指原設計中使用的IGBT和FRD的組合。“SJ MOS＋FRD”是ROHM生產的三款標準的SJ MOSFET和ROHM生產的一款FRD的組合。“Hybrid MOS＋FRD”均為ROHM生產的產品。使用綠色背景色的“Hybrid MOSFET＋SiC SBD”也均為ROHM生產的產品。

曲線圖是根據表格中的數據繪制而成的，從結果看出，Hybrid MOSFET＋SiC SBD的組合可以獲得最高的效率。

關于PFC，在電流連續模式（CCM）和臨界模式（BCM）中介紹過，降低損耗的方法略有不同。在改善效率時，需要考慮到這一點。

　　審核編輯：湯梓紅