PFC中二極管的新選擇     

       在功率因數校正（PFC）電路中，600V升壓二極管是關鍵元件，特別是工作在連續模式和苛刻開關條件下的PFC更是這樣。

       在每一個開關周期，二極管的恢復電流流經MOS晶體管，這導致開關中高的"開關通導"功率損耗。對于這種應用，需要最快的600V二極管。        

        為了提高PFC的效率，通常的方法是把三個200V外延恢復二極管串聯起來。這必須增加一個平衡網絡（每一個二極管并聯一個電容和一個電阻），以確保每一個二極管工作在其額定電壓內。        

        ST Microelectronic

s公司提供一個新穎的解決方案：兩個300V二極管串聯在一起封裝在絕緣的TO-220封裝中構成600V Tandem(串聯二極管）。這種硅器件是一種超高速二極管，在絕大多數情況下可以對平衡網絡加以抑制。    

        與普通二極管的比較        

        工作在連續模式和苛刻開關條件下的PFC（圖1）當晶體管導通時二極管中的電流減少很快（幾百安培/微秒）。 

          在此有兩種功耗：    

• 在二極管中的導電和開關功耗；
• 由于二極管的反向恢復電流引起的在晶體管中的功耗。        

         圖2示出同一PFC用不同的二極管（普通的600V二極管STTA806D或600V Tandem STTH806 TTI)的功耗比較，這些結果是在如下工作條件下得到的：Pout=400W,Fs=150kHz,dI/dt=200A/μs,Tj=125℃，Vmains=110V。從圖2可清楚地看到：開關功耗的主要部分是在MOS晶體管中；用600V Tandem(STTH806TTI)的總功耗比用普通600V二極管（STTA806D）要低，這是由于二極管的小恢復電流所致。   Tandem二極管選擇指標

         600V Tandem和普通600V二極管之間的選擇主要取決于下面的參數：   

• 開關頻率Fs;
• 最小和最大電源電壓Vmains;  
• 二極管的工作結溫Tj。      

        1.開關頻率Fs的影響    

        開關頻率越高，超高速STTH806TTI比普通的600V二極管更優越。    

         2.電源電壓Vmains的影響    

         圖3示出普通600V二極管（STTA806D）和SSTH806TTI之間功耗差（DeltaP）與電源電壓的關系，PFC處在條件：Pout=330W,Fs=110kHz,dI/dt=165A/μs,Tj=125℃。從圖可見，在最低的電壓電壓Tandem二極管最好。這是由于當晶體管導通時較高的電流所致。Tandem二極管對于工作在110V電源電壓下的PFC是更適宜的。          3.結溫的影響        

         最大反向恢復電流隨結溫而增加，所以STTA806D和STTH806TTI之間的功耗差隨結溫增加。圖4示出STTA806D和STTH806TTI之間的功耗差與二極管工作結溫的曲線圖，得到此結果的工作條件是：

        Pout="330W",F=110kHz,Vmains=85V,dI/dt=165A/μs。    

         結論        

600V Tandem二極管是現在市場上最快的硅600V二極管。本文的分析表明Tandem二極管與普通二極管的性能關系依賴于PFC電路的應用參數。    

         Tandem二極管最適合對于低輸入電壓（110V）、高結溫和高開關頻率。    

         可靠性測試表明，在傳統的PFC設計中采用Tandem二極管時不需要平衡網絡。