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1、PFC电路防浪涌二极管的选用PFC电路防浪涌二极管的选用 摘要：本文主要介绍了采用BOOST拓扑结构的PFC电路在浪涌二极管上的选用，对有浪涌二极管和无浪涌二极管的PFC电路进行了相应的试验验证。 关键词：BOOST PFC电路，浪涌二极管。 在目前常用的PFC电路中大多是采用BOOST拓扑结构，BOOST拓扑结构的PFC电路能够起到很好的功率因素矫正和输出预稳压的作用，有利于较少交流输入电网的电流谐波分量，同时输出的预稳压对后的设计起到一个优化的作用。 在我们常用的BOOST PFC电路中常会用到一个浪涌二极管，如图1中的VD15,该二极管跨接在升压电感和升压二极管两端。浪涌的二极管的作用在
2、理论上主要为在交流输入端存在有电压尖峰浪涌时，二极管能够在输入尖峰浪涌到达时导通，利用PFC输出的滤波电容对尖峰浪涌进行吸收，避免尖峰浪涌通过升压电感冲击到开关管，起到保护开关管的作用。但在实际应用中浪涌二极管的作用存在有一定的质疑，下面主要对有浪涌二极管和没有浪涌二极管的BOOST PFC电路进行比较试验。 如图1中的BOOST PFC电路，输入电压范围为154Vac310Vac，输出为410Vdc，输出功率2KW，PFC输出过压保护点为440Vdc，控制电路采用UC3854B的平均电路控制模式。在电路中的VD15为浪涌二极管，在有浪涌二极管的PFC电路和无浪涌二极管的PFC电路进行比较试验
3、，试验的内容主要考核在高压输入和浪涌输入时的PFC开关管保护能力。 图1 带有防浪涌二极管的PFC电路 在图1中PFC电路的正常工作输入电压范围达到300Vac以上，VD15使用的是RS806， 针对在高压输入时RS806导通问题进行相应的试验，PFC输出电压为410Vdc，带额定负载，但输入电压调高到295Vac以上时浪涌二极管开始导通，同时PFC电路的功率因素开始降低，试验结果如下： 输入电压 220Vac 300Vac 305Vac 310Vac 图1 CH1：升压电感电流 CH2：VD15电流 图2 CH1：升压电感电流 CH2：VD15电流 PFC输出电压 410Vdc 415Vdc
4、 416Vdc 421Vdc VD15电流 0 Peak:21.5A Peak:28.3A Peak:29.3A 电流波形 图2 图3 图4 图5 备注 PFC输出1.5KW 图3 CH1：升压电感电流 CH2：VD15电流 图4 CH1：升压电感电流 CH2：VD15电流 当输入电压上升到295V以上时，浪涌二极管开始导通电流，可以看出浪涌二极管的电流峰值较大，而且存在有一个热耗散问题。在相同的条件下对没有VD15浪涌二极管的PFC电路进行相同试验。在试验过程中可以看到PFC电路的输入功率因素、效率和输出稳压精度和有浪涌二极管时是一样的。当输入电压升高到295Vac以上，部分工频电流通过升压
5、二极管给PFC输出滤波电容充电，由于升压电感是高频电感对工频电流几乎没有抑制作用，试验过程PFC电路工作稳定。由于少了浪涌二极管，就不存在浪涌二极管损坏导致PFC电路损坏的问题，同时提高了PFC电路的可靠性。 对在相同工作条件下有浪涌二极管和无浪涌二极管的PFC电路进行电快速脉冲串和雷击浪涌冲击试验。 在电快速脉冲串试验中，两种PFC电路都能够承受4KV的脉冲串试验。 在输入外接防雷器件的情况下两种PFC电路都能够承受6KV的电压浪涌冲击，在浪涌冲击时PFC电路过压保护，冲击过后两种PFC电路都能自动回复正常。在没有外接防雷器件的情况下进行相同的雷击浪涌冲击试验，试验电压从1KV开始往上加，两种PFC电路都在浪涌电压升高到2KV时，PFC开关管损坏。 总结：带有浪涌二极管和无浪涌二极管的PFC电路在高压输入工作、电快速脉冲串和雷击浪涌试验中表现出相同的特性，在高压输入工作时由于工频电压直接通过升压电感和升压二极管给PFC输出滤波电容充电，避免了浪涌二极管的损坏问题。在无浪涌二极管的PFC电路中开关管的驱动和控制上应做到反应快捷，当有浪涌电压输入时关闭开关管，避免在浪涌冲击时导致开关管的损坏，同时PFC电路需有输出过压保护电路。有关无浪涌二极管的PFC电路在实际应用中的可靠性需进一步加以考证。
