AC/DC拓?fù)洌篠peedFit示例

為了便于說明，本文比較了三種不同的 PFC 拓?fù)?。本?jié)包含有關(guān)這些拓?fù)涞闹匾f明和觀察結(jié)果，重點介紹如何利用SpeedFit 比較這些不同的拓?fù)洹?/p>

傳統(tǒng)升壓 PFC

傳統(tǒng)升壓拓?fù)溆捎扇ㄕ髌骱蜕龎鹤儞Q器組成。整流二極管中只流過工頻電流；因此，Si 整流二極管可以用于該整流級。因此，通過整流級的電流只會增加轉(zhuǎn)換器中的傳導(dǎo)損耗。因此，Vf 和 Ron 參數(shù)足以確定這些二極管中的損耗。從圖 6 中可以看出，整流二極管是損耗最大的器件，影響該拓?fù)涞恼w效率。因此，在評估拓?fù)湫蕰r，觀察系統(tǒng)所有組件中的損耗至關(guān)重要。由于傳統(tǒng)升壓 PFC 效率較低，因此適用于低功耗應(yīng)用。該拓?fù)溥m用于符合 80 Plus Silver 或 Gold 標(biāo)準(zhǔn)。

在 SpeedFit 中，用戶可以對整流二極管的正向壓降Vf 和 導(dǎo)通電阻Ron進行配置。圖 6 顯示的“器件概覽”表顯示了不同器件中損耗的分布，即 MOSFET、二極管（升壓級）和整流二極管（整流級）。

圖騰柱轉(zhuǎn)換器 – LF 二極管

具有低頻率（LF）二極管的圖騰柱轉(zhuǎn)換器由兩個以開關(guān)頻率運行的 MOSFET 和兩個工作在工頻的二極管組成。用戶可以從“Device”（器件）選項卡中選擇 Wolfspeed MOSFET，還可以根據(jù)客戶所用的Si或SIC二極管的規(guī)格書配置仿真用的二極管的正向電壓 (Vf) 和 Ron （導(dǎo)通電阻）。這是一種開關(guān)器件用量最少的低成本拓?fù)?。由于減少了工頻整流橋，所以它相對于傳統(tǒng)生涯PFC拓?fù)湫实玫搅颂嵘?，但由于工頻整流器支路中的傳導(dǎo)損耗較高，其效率略低于具有 LF MOSFET 的圖騰柱轉(zhuǎn)換器。

圖騰柱轉(zhuǎn)換器 – LF MOSFET

具有低頻率（LF）MOSFET 的圖騰柱轉(zhuǎn)換器采用兩個高頻率 MOSFET 和兩個低頻率（LF）MOSFET。該拓?fù)湮词褂萌魏握鞫O管。與整流二極管相比，LF MOSFET 中產(chǎn)生的導(dǎo)通損耗要低得多。因此，這是最高效的拓?fù)洹５?，這里需要更多的柵極驅(qū)動器，會增加轉(zhuǎn)換器的尺寸和成本。

總結(jié)

表 3 總結(jié)了考慮的三種拓?fù)涞脑敿毿畔ⅰ１砀裰辛谐隽怂褂玫钠骷?，并對效率進行了對比。

表 3：三種拓?fù)渲g進行對比：傳統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器、圖騰柱轉(zhuǎn)換器 - LF 二極管、圖騰柱轉(zhuǎn)換器 - LF MOSFET

請注意：圖騰柱轉(zhuǎn)換器 – LF MOSFET 的參考設(shè)計中所注的峰值效率（>99%）包括輔助電源和轉(zhuǎn)換器其他組件中的損耗，而上述效率僅包括功率半導(dǎo)體器件中的損耗。

SpeedFit 仿真軟件 2.0 允許用戶進行其應(yīng)用的不同拓?fù)浜驮O(shè)計的對比。用戶可以靈活選擇最優(yōu)的 SiC MOSFET 和 SiC 肖特基二極管，還可以配置低頻率硅二極管的規(guī)格，以幫助估計轉(zhuǎn)換器效率的實際值?！癝imulation”（仿真）選項卡上的“系統(tǒng)”和“器件概覽”表（如圖 6 - 8 所示）總結(jié)了 HF MOSFET、LF MOSFET 和 SiC/Si 整流二極管等不同組件中的損耗，便于分別分析每個器件中的損耗并優(yōu)化設(shè)計。

審核編輯：郭婷