下圖是一個廣泛應用的升壓型開關電源拓撲，相信大家並不陌生。在這個電路中，PFC電感L在MOS開關管Q導通時儲存能量，在開關管截止時，電感L上感應出右正左負的電壓，將導通時儲存的能量通過升壓二極管D1對大的濾波電容充電，輸出能量。Boost升壓PFC電感L上都並連著一個二極管D2。

 

觀點眾說紛紜

 

 

關於這個二極管的作用，在電源工程師中有一些不同的看法，摘錄如下：

 

說法一：減少浪湧電壓對電容的衝擊在開機瞬間限製PFC電感L因(yin)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)巨(ju)大(da)的(de)自(zi)感(gan)電(dian)勢(shi)
，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)電(dian)路(lu)故(gu)障(zhang)。每(mei)次(ci)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)瞬(shun)間(jian)加(jia)到(dao)電(dian)感(gan)上(shang)的(de)可(ke)以(yi)是(shi)交(jiao)流(liu)正(zheng)弦(xian)波(bo)的(de)任(ren)意(yi)瞬(shun)時(shi)值(zhi)
，如(ru)果(guo)在(zai)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)的(de)瞬(shun)間(jian)是(shi)在(zai)正(zheng)弦(xian)波(bo)的(de)最(zui)大(da)值(zhi)峰(feng)點(dian)附(fu)近(jin)，那(na)麼(me)給(gei)電(dian)感(gan)所(suo)加(jia)的(de)是(shi)一(yi)個(ge)突(tu)變(bian)的(de)電(dian)壓(ya)，會(hui)引(yin)起(qi)電(dian)感(gan)L上shang產chan生sheng極ji大da的de自zi感gan電dian勢shi，該gai電dian勢shi是shi所suo加jia電dian壓ya的de兩liang倍bei以yi上shang，並bing形xing成cheng較jiao大da的de電dian流liu對dui後hou麵mian的de電dian容rong充chong電dian，輕qing則ze引yin起qi輸shu入ru電dian路lu的de保bao險xian絲si熔rong斷duan，重zhong則ze引yin起qi濾lv波bo電dian容rong及ji斬zhan波bo開kai關guan管guanQ擊穿。設置保護二極管D2後在接通電源的瞬間，由D2導通並對C充電，使流過PFC電感L的電流大大減小

，產生的自感電勢也要小得多，對濾波電容和開關管的危害及保險絲的熔斷可能要小得多。

 

說法二：減少浪湧電壓對升壓二極管的衝擊該二極管分流一部分PFC電感和升壓二極管支路的電流，因而能對升壓二極管起保護作用。
 

誤區解析

 

以上的觀點都提到了該二極管D2的保護作用，都有一定的道理，但上述的有些解釋有值得商榷的地方。

 

大家知道：PFC電路後麵大的儲能濾波電容C和PFC電感L是串聯的，由於電感L上的電流不能突變．PFC電感本身對大的濾波電容C的浪湧電流起限製作用，不會出現觀點一提到的“電源開關接通的瞬間電感L1上產生極大的自感電勢時電容的充電的情況
，”因為自感電勢的方向也是左正右負

，此觀點令人費解。並聯保護分流二極管D2以後，這一路由於沒有電感的限製作用，對濾波電容的衝擊反而會更大，不會減小。實踐也證明，去掉二極管D2後，電容C上的浪湧衝擊反而減小。觀點二保護升壓管D1說法，有一定的道理，因為D1是快速恢複二極管
，承受浪湧電流的能力較弱，減小反向恢複電流和提高浪湧電壓承載力是相互牽製的
，而D1所采用的普通整流二極管承受浪湧電流的能力很強
，如1N5407的額定電流3A
，浪湧電流可達200A。不過由於升壓二極管D1有串接的PFC電感L的限流作用，筆者認為保護二極管D2的最主要作用還不僅僅是保護升壓管D1。一些資料也有說明並聯二極管D2是減少開機過程的浪湧電壓，這個總體的說法沒錯，但我認為該保護二極管D2表麵降低的是對PFC電感和升壓二極管的浪湧衝擊，但實際上還有一個重要的作用：保護PFC開關管。

 

在開機的瞬間
，濾波電容的電壓尚未建立，由於要對大電容充電

，通過PFC電感的電流相對比較大，有可能在電源開關接通的瞬間是在正弦波的最大值，在對電容充電的過程中PFC電感L有可能會出現磁飽和的情況，如果此時PFC電路工作，就麻煩了，流過PFC開關管的電流就會失去限製，燒壞開關管。為防止悲劇發生，一種方法是對PFC電路的工作時序加以控製，即當對大電容的充電完成以後
，再啟動PFC電路；另一種比較簡單的辦法就是並接在PFC線圈和升壓二極管上一個旁路二極管，啟動瞬間給大電容的充電提供另一個支路
，防止大電流流過PFC線圈造成飽和，避免PFC電路工作瞬間造成開關管過流，保護開關管，同時該保護二極管D2也分流了升壓二極管D1上的電流

，保護了升壓二極管。另外
，D2的加入使得對大電容充電過程加快，其上的電壓及時建立
，也能使PFC電路的電壓反饋環路及時工作
，減小開機時PFC開關管的導通時間
，使PFC電路盡快正常工作。

 

綜述

 

綜上所述，以上電路中二極管D2的作用是在開機瞬間或負載短路
、PFC輸出電壓低於輸入電壓的非正常狀況下給電容提供充電路徑
，防止PFC電感磁飽和對PFCMOS管造成的危險
，同時也減輕了PFC電dian感gan和he升sheng壓ya二er極ji管guan的de負fu擔dan
，起qi到dao保bao護hu作zuo用yong。該gai二er極ji管guan的de作zuo用yong仍reng然ran可ke以yi說shuo是shi減jian少shao浪lang湧yong電dian壓ya的de衝chong擊ji，但dan主zhu要yao是shi為wei了le減jian少shao浪lang湧yong電dian壓ya對dui開kai關guan管guan造zao成cheng的de威wei脅xie，對dui升sheng壓ya二er極ji管guan也ye有you分fen流liu保bao護hu作zuo用yong，而er不bu是shi保bao護hu濾lv波bo電dian容rong的de。在zai開kai機ji正zheng常chang工gong作zuo以yi後hou
，由you於yuD2右麵為B+PFC輸出電壓，電壓比左麵高
，D2呈反偏截止狀態
，對電路的工作沒有影響，D2可選用可承受較大浪湧電流的普通大電流的整流二極管。

 

在有些電源中

，PFC後麵的電容容量不大，也有的沒有接入保護二極管D2，但如果PFC後麵是使用大容量的濾波電容，此二極管是不能減少的
，對電路的安全性有著重要的意義。

 

 

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