碳化硅肖特基二极管在电源中的应用

校正功率因数（PFC）市场主要受到真有关的全球规定主要影响市场。欧洲的EN61000-3-2是交直流供电市场的基本规定之一，在英国、日本和中国也有类似的标准。EN61000-3-2规定所有功耗超过75W离线设备谐波标准。因为北美没有管理PFC的规定，能源节省和空间/成本的考虑成为在消费类产品、计算机和通信领域中必须使用PFC的

校正功率因数（PFC）市场主要受到真有关的全球规定主要影响市场。欧洲的EN61000-3-2是交直流供电市场的基本规定之一，在英国、日本和中国也有类似的标准。EN61000-3-2规定所有功耗超过75W离线设备谐波标准。因为北美没有管理PFC在消费品、计算机和通信领域，必须考虑节能和空间/成本PFC附加驱动因素。

主动PFC三角形和梯形电流波形的不连续电流模式有两种通用模式（DCM）连续电流模式（CCM）。DCM输出功率一般为75W到300W之间的应用；CCM输出功率大于300W的应用。当输出功率超过25时W时，PFC由于其他方面(如效率)得到了补偿性的提高，具有成本效益，因此实际上不会增加额外的成本。

主动PFC是服务器系统架构（SSI）一致性的要求：供电模块应该采用带主动功率因数校正的通用电源输入，从而可以减少谐波，符合EN61000-3-2和JEIDA MITI标准。这就要求高功率密度应用提供更宽的输入电压范围(85~265V），从而给PFC半导体电路的半导体提出了特殊要求。

在输入85V交流电压必须是最低的Rdson，传导热损失与输入电压的三次方成反比。这种MOSFET高频的高频工作可显著减少升压抑制。因此，晶体管的快速开关特性是必要的。升压二极管应具有快速开关低开关Vf和低Qrr特性。为了减少MOSFET峰值电流压力低Qrr是必须的。如果没有这个特性，升压MOSFET增加温度和Rdson，导致更多的功率损失，从而降低效率。效率在高功率密度应用中较小(30)W/cm3英寸)和减少无源设备尺寸的关键因素。因此，高开关频率至关重要。

设计效率和尺寸最好CCM PFC，升压二极管还必须具备以下特点：反向恢复和正向恢复时间短；储存电荷最小Q；漏电流低，开关损耗最低。过压和浪涌电流能力非常重要，可用于处理PFC由启动和交流下降引起的浪涌和过电流。只使用碳化硅肖特基二极管（SiC只有肖特基二极管才能实现。

由于SiC肖特基二极管缺乏正反向恢复电荷，因此可以使用较小的升压MOSFET.除了降低成本外，设备温度也会降低，从而降低成本SMPS可靠性更高。

由于SiC肖特基二极管的开关行为独立于正电流（Iload）、开关速度（di/dt）和温度这种二极管在设计中很容易使用。在设计中使用SiC肖特基二极管可以实现最大开关工作频率(最高1MHz），使用体积较小的无源设备。

最低开关损耗和最低开关损耗Vf使用较小的散热器或风扇。另外，由于温度系数正，SiC小特基二极管基二极管非常方便。

thinQ！2G向理想的高压二极管迈进

新一代IFX SiC二极管肖特基（thinQ！2G）融合了普通SiC二极管肖特基和双极pn结构具有很高的浪涌电流承载能力和稳定的过压特性。

图1对SiC肖特基二极管结构与合并pn比较肖特基二极管的概念。p区域优化了发射极效率和电导率，因此正电压超过4V可用作浪涌电流的旁路通道。

图1：（a）传统SiC肖特基二极管截面图；（b）具有合并p掺杂岛的thinQ！2G SiC二极管

提高浪涌电流能力

thinQ！2G为应用中的平均电流条件提供改进的浪涌电流功能，即大多数启动和AC回落引起的浪涌和过流可以很好地处理。图2显示，在正常工作状态下，thinQ！2G行为与具有零反向恢复电荷的普通肖特基二极管没有什么不同。在大电流状态下，向特性与双极相似pn和二极管一样，可以显著减少功率损失。

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