电容或电感的电压_【这观点我服】升压PFC电感上面的二极管的真正作用！

摘要

为了提高电网的功率因数，减少干扰，平板电视的大部分电源都是有源的PFC虽然电路的具体形式不同，但工作模式也不同(CCM电流连续，DCM不连续型、BCM临界型)，但基本结构相似，均采用BOOST升压拓扑结构。如下图所示，这是一种典型的升压开关电源，其基本思想是通过控制将整流电路和大滤波电容器分开PFC输入电流可以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开关管在稳定开关电源中的工作电压。

下图是广泛使用的升压开关电源拓扑，相信大家都很熟悉。在这条电路中，PFC电感L在MOS开关管Q导通时储存能量。开关管截止时，电感L感应右正左负电压，导通时储存的能量通过升压二极管D一对大滤波器电容器充电，输出能量。Boost升压PFC电感L与二极管相连D2。

观说纷纭

电源工程师对这种二极管的作用有不同的看法，摘录如下：

说法一:在启动瞬间限制浪涌电压对电容的影响PFC由于浪涌电流，电感L产生巨大的自感电势，导致电路故障。每次电源开关打开时，交流正弦波的任何瞬时值都可以添加到电感上。如果电源开关打开的瞬间接近正弦波的最大峰值点，则给电感增加一个突变电压，这将导致电感L上产生一个巨大的自感电位。电位是增加电压的两倍以上，并形成较大的电流向后电容器充电，从而导致输入电路的保险丝熔断，重则导致滤波电容和斩波开关管Q击穿。设置保护二极管D2后在接通电源的瞬间，由D2通并给C充电，使流过PFC电感L的电流大大降低，产生的自感电势要小得多，对滤波电容和开关管的危害和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影响。二极管分流的一部分PFC电感和升压二极管支路的电流可以保护升压二极管。

误区解析

上述观点都提到了二极管D2的保护作用有一定的道理，但上述一些解释值得商榷。

大家知道：PFC电路后面的大储能滤波电容器C和PFC由于电感L上的电流不能突变，电感L是串联的。PFC电感本身限制了大滤波电容C的浪涌电流，不会出现电源开关连接的瞬时电感L由于自感电势的方向也是左正右负，这种观点令人费解。并联保护分流二极管D2之后，由于没有电感限制，对滤波电容的影响会更大，不会减少。实践也证明，去除二极管D2后，电容C上的浪涌冲击减小。观点二:保护升压管D1.有一定的道理，因为D1.快速恢复二极管，承受浪涌电流能力弱，减少反向恢复电流，提高浪涌电压承载力相互约束，D1.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。但由于升压二极管D1有串接的PFC电感L的限流作用，笔者认为保护二极管D2的主要作用不仅仅是保护升压管D1。也有一些资料说明并联二极管D2是降低启动过程中的浪涌电压，这是正确的，但我认为应该保护二极管D表面降低正确PFC电感和升压二极管的浪涌冲击实际上起着重要的作用：保护PFC开关管。

在启动时，滤波电容器的电压尚未建立，因为大电容器需要充电，通过PFC电感的电流相对较大，在电源开关连接的瞬间可能是正弦波的最大值，在电容充电的过程中PFC如果此时电感L可能出现磁饱和，PFC电路工作，麻烦，流过PFC开关管的电流会失去限制，开关管会烧坏。一种防止悲剧发生的方法是正确的PFC控制电路的工作时间，即在大电容器充电后启动PFC电路；另一种简单的方法是并联PFC线圈和升压二极管上的旁路二极管为大电容器充电提供了另一个支路，以防止大电流流过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，保护二极管D2也分流了升压二极管D1上电流保护升压二极管。另外，D2的增加加速了大电容器的充电过程，及时建立了其上部电压，也使其加快了PFC及时工作电路电压反馈环路，减少启动时间PFC开关管的导通时间使PFC尽快正常工作。

综述

综上所述，上述电路中的二极管D2的功能是在启动瞬间或负载短路，PFC在输出电压低于输入电压的异常情况下，为电容器提供充电路径，防止输出电压低于输入电压PFC电感磁饱和对PFCMOS管道造成的危险也减少了PFC电感和升压二极管的负担起到保护作用。二极管的作用仍然可以说是为了降低浪涌电压的影响，但主要是为了降低浪涌电压对开关管的威胁，分流保护升压二极管，而不是保护滤波器电容器。正常启动后，因为D2右面为B PFC输出电压，电压侧，D2为反偏截止状态，对电路工作无影响，D2.整流二极管可承受大浪涌电流。

在某些电源中，PFC后电容量不大，有的没有接入保护二极管D2，但如果PFC采用大容量滤波电容，这种二极管不能减少，对电路安全具有重要意义。

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