已經做出巨大努力來改進功率開關——MOSFET 和 IGBT——以減少正向壓降以及降低關斷能量。在開關感性負載中,導通損耗在很大程度上取決于配套續流二極管的行為,現在構成了總功率損耗的主要部分。單個封裝中的串聯二極管等新發展可以極大地改進給定的設計。本文以 PFC 電路為例,說明如何選擇最佳二極管。
介紹
在具有感性負載的硬開關應用中,續流二極管會在電源開關的導通轉換期間造成高損耗。非諧振模式下的功率因數校正是這種硬電感開關的典型例子。一種非常常見的拓撲結構是升壓配置(圖 1),在較高頻率下使用 MOSFET 作為通常的電源開關。
圖 1 升壓轉換器,例如用于功率因數校正
圖 2 顯示了二極管關斷和 MOSFET 導通期間的理想電流和電壓波形。這些波形也適用于逆變器設計,其中二極管和電源開關是相腿的一部分。因此,通過該示例獲得的結果也可用于設計驅動逆變器、開關模式電源、線路逆變器和其他類似應用。
圖 2 理想化的電流和電壓波形;電流從二極管換向開關
在給定的阻斷電壓下實現整流器更好性能的一種已知方法是串聯連接低壓二極管 [1]。對于均壓,有時需要將 RC 緩沖網絡并聯連接到每個單個二極管,因此很少使用這種解決方案。新開發的外殼可以在一個封裝內串聯連接兩個或多個二極管。匹配和測試用于電壓共享的管芯允許用戶在這些二極管中進行設計,而無需任何額外的緩沖電路。如果單芯片或串聯二極管是更好的選擇,現在取決于應用及其開關頻率。
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