0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

Boost升压PFC电感L上都并连着一个二极管D2,有什么作用呢?

凡亿PCB 来源:凡亿PCB 2020-08-25 14:29 次阅读

为了提高电网的功率因数,减少干扰,平板电视的大多数电源都采用了有源PFC电路,尽管电路的具体形式繁多,不尽相同,工作模式也不一样(CCM电流连续型、DCM不连续型、BCM临界型),但基本的结构大同小异,都是采用BOOST升压拓扑结构。如下图所示,这是一典型的升压开关电源,基本的思想就是把整流电路和大滤波电容分割,通过控制PFC开-关管的导通使输入电流能跟踪输入电压的变化,获得理想的功率因数,减少电磁干扰EMI和稳定开关电源中开关管的工作电压。

上图是一个广泛应用的升压型开关电源拓扑,相信大家并不陌生。在这个电路中,PFC电感L在MOS开关管Q导通时储存能量,在开关管截止时,电感L上感应出右正左负的电压,将导通时储存的能量通过升压二极管D1对大的滤波电容充电,输出能量。Boost升压PFC电感L上都并连着一个二极管D2。

观点众说纷纭

关于这个二极管的作用,在电源工程师中有一些不同的看法,摘录如下:

说法一:减少浪涌电压对电容的冲击在开机瞬间限制PFC电感L因浪涌电流产生巨大的自感电势,从而造成电路故障。每次电源开关接通瞬间加到电感上的可以是交流正弦波的任意瞬时值,如果在电源开关接通的瞬间是在正弦波的最大值峰点附近,那么给电感所加的是一个突变的电压,会引起电感L上产生极大的自感电势,该电势是所加电压的两倍以上,并形成较大的电流对后面的电容充电,轻则引起输入电路的保险丝熔断,重则引起滤波电容及斩波开关管Q击穿。设置保护二极管D2后在接通电源的瞬间,由D2导通并对C充电,使流过PFC电感L的电流大大减小,产生的自感电势也要小得多,对滤波电容和开关管的危害及保险丝的熔断可能要小得多。

说法二:减少浪涌电压对升压二极管的冲击该二极管分流一部分PFC电感和升压二极管支路的电流,因而能对升压二极管起保护作用。

误区解析

以上的观点都提到了该二极管D2的保护作用,都有一定的道理,但上述的有些解释有值得商榷的地方。

大家知道:PFC电路后面大的储能滤波电容C和PFC电感L是串联的,由于电感L上的电流不能突变.PFC电感本身对大的滤波电容C的浪涌电流起限制作用,不会出现观点一提到的“电源开关接通的瞬间电感L1上产生极大的自感电势时电容的充电的情况,”因为自感电势的方向也是左正右负,此观点令人费解。并联保护分流二极管D2以后,这一路由于没有电感的限制作用,对滤波电容的冲击反而会更大,不会减小。实践也证明,去掉二极管D2后,电容C上的浪涌冲击反而减小。观点二保护升压管D1说法,有一定的道理,因为D1是快速恢复二极管,承受浪涌电流的能力较弱,减小反向恢复电流和提高浪涌电压承载力是相互牵制的,而D1所采用的普通整流二极管承受浪涌电流的能力很强,如1N5407的额定电流3A,浪涌电流可达200A。不过由于升压二极管D1有串接的PFC电感L的限流作用,笔者认为保护二极管D2的最主要作用还不仅仅是保护升压管D1。一些资料也有说明并联二极管D2是减少开机过程的浪涌电压,这个总体的说法没错,但我认为该保护二极管D2表面降低的是对PFC电感和升压二极管的浪涌冲击,但实际上还有一个重要的作用:保护PFC开关管。

在开机的瞬间,滤波电容的电压尚未建立,由于要对大电容充电,通过PFC电感的电流相对比较大,有可能在电源开关接通的瞬间是在正弦波的最大值,在对电容充电的过程中PFC电感L有可能会出现磁饱和的情况,如果此时PFC电路工作,就麻烦了,流过PFC开关管的电流就会失去限制,烧坏开关管。为防止悲剧发生,一种方法是对PFC电路的工作时序加以控制,即当对大电容的充电完成以后,再启动PFC电路;另一种比较简单的办法就是并接在PFC线圈和升压二极管上一个旁路二极管,启动瞬间给大电容的充电提供另一个支路,防止大电流流过PFC线圈造成饱和,避免PFC电路工作瞬间造成开关管过流,保护开关管,同时该保护二极管D2也分流了升压二极管D1上的电流,保护了升压二极管。另外,D2的加入使得对大电容充电过程加快,其上的电压及时建立,也能使PFC电路的电压反馈环路及时工作,减小开机时PFC开关管的导通时间,使PFC电路尽快正常工作。

综上所述,以上电路中二极管D2的作用是在开机瞬间或负载短路、PFC输出电压低于输入电压的非正常状况下给电容提供充电路径,防止PFC电感磁饱和对PFCMOS管造成的危险,同时也减轻了PFC电感和升压二极管的负担,起到保护作用。该二极管的作用仍然可以说是减少浪涌电压的冲击,但主要是为了减少浪涌电压对开关管造成的威胁,对升压二极管也有分流保护作用,而不是保护滤波电容的。在开机正常工作以后,由于D2右面为B+PFC输出电压,电压比左面高,D2呈反偏截止状态,对电路的工作没有影响,D2可选用可承受较大浪涌电流的普通大电流的整流二极管。

在有些电源中,PFC后面的电容容量不大,也有的没有接入保护二极管D2,但如果PFC后面是使用大容量的滤波电容,此二极管是不能减少的,对电路的安全性有着重要的意义。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 二极管
    +关注

    关注

    148

    文章

    9815

    浏览量

    168000
  • 电磁干扰
    +关注

    关注

    36

    文章

    2342

    浏览量

    105729
  • PFC电感
    +关注

    关注

    0

    文章

    8

    浏览量

    8824

原文标题:揭秘!升压PFC电感上的二极管原来是这个作用

文章出处:【微信号:FANYPCB,微信公众号:凡亿PCB】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    相关推荐

    二极管反接有电压吗?二极管在电子电路中有哪些应用?

    特性就是开关的速度很快。这是传统开关所无法比拟的。 (2)限幅电路在电子电路中,常用限幅电路对各种信号进行处理。它是用来让信号在预置的电平范围内,选择地传输部分信号。大多数
    发表于 02-12 16:42

    Zener二极管作用与应用

    阳极。这种特性使得Zener二极管在电压调节和参考电路中非常有用。 1. 电压稳定 Zener二极管能够提供非常稳定的电压,即使输入电压或负载电流发生变化,Zener
    的头像 发表于 02-07 09:38 176次阅读

    整流二极管与稳压二极管的区别

    在现代电子技术中,半导体二极管是不可或缺的基础元件之。它们以其独特的单向导电特性,在各种电路中发挥着重要作用。整流二极管和稳压二极管是两种
    的头像 发表于 01-14 18:11 521次阅读

    二极管作用和工作原理

    星海二极管SF16 1A 400V DO-41   二极管FR107 SOD-123FL 1A 1000V 二极管作用
    的头像 发表于 01-10 15:20 720次阅读
    <b class='flag-5'>二极管</b>的<b class='flag-5'>作用</b>和工作原理

    二极管桥式整流电路需要什么二极管

    二极管桥式整流电路需要 四整流二极管 。这些二极管通常被连接成桥型结构,以实现交流电到直流
    的头像 发表于 10-09 11:43 787次阅读

    面接触二极管为什么基座的作用

    面接触二极管在电子学中扮演着重要角色,而关于其“基座”的提法,实际可能是在类比或隐喻地描述其结构或功能上的某种支撑作用。然而,在二极管的标准术语中,并不直接提及“基座”这
    的头像 发表于 09-24 09:55 355次阅读

    二极管跟电容串联起什么作用

    材料组成,通过扩散和结的形成,形成PN结。当正向偏置时,二极管导通;当反向偏置时,二极管截止。二极管的主要参数包括正向压降、反向恢复时间、最大电流等。 2. 电容的基本原理 电容是
    的头像 发表于 08-27 09:06 1574次阅读

    稳压二极管可以代替普通二极管

    击穿效应。 能在特定的反向电压下工作维持稳定的反向电压,这被称为稳压效应。 反向工作时,当反向电压达到某个临界值时,稳压二极管会进行反向击穿,但此时它不会损坏,而是保持
    的头像 发表于 08-16 15:42 1710次阅读

    二极管与电阻并联,且二极管的阴极与PMOS的门级连接,其中二极管起什么作用

    二极管与电阻并联,且二极管的阴极与PMOS的门级连接,其中二极管起什么作用
    发表于 08-07 15:52

    图腾柱PFC IGBT对二极管的要求

    PFC电路是种基于Boost电路的功率因数校正技术,其主要结构包括输入滤波器、升压变压器、IGBT开关器件、二极管
    的头像 发表于 08-01 16:27 1184次阅读

    续流二极管作用和应用

    续流二极管,也称为飞轮二极管、snubber二极管、自由轮二极管、保护二极管或反向回馈二极管,是
    的头像 发表于 07-26 17:35 4176次阅读

    boost升压电路原理和占空比的关系

    将输入电压升高到更高的输出电压。具体来说,当开关导通时,输入电压对电感进行充电,电感储存能量,此时二极管截止,防止电容对地放电;当开关
    的头像 发表于 07-14 09:55 4625次阅读

    稳压二极管为什么需要和二极管串联使用?

    我们经常会在些电路中看到稳压二极管串联小信号二极管使用?这是为什么
    的头像 发表于 05-11 11:42 2118次阅读
    稳压<b class='flag-5'>二极管</b>为什么需要和<b class='flag-5'>二极管</b>串联使用?

    钳位二极管的工作原理 钳位二极管作用

    钳位二极管的工作原理 钳位二极管作用  钳位二极管种用于电路保护的元件,也称为二极管钳位器
    的头像 发表于 03-06 16:07 3897次阅读

    实战讲解:为什么MOS要并联二极管

    可以看到,MOS在D、S之间并联了二极管,有人说这个二极管是寄生
    的头像 发表于 03-06 08:37 4293次阅读
    实战讲解:为什么MOS<b class='flag-5'>管</b>要并联<b class='flag-5'>个</b><b class='flag-5'>二极管</b>?