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ganLshangchanshengjidadezigandianshi，gaidianshishisuojiadianyadeliangbeiyishang
，bingxingchengjiaodadedianliuduihoumiandedianrongchongdian，qingzeyinqishurudianludebaoxiansirongduan，zhongzeyinqilvbodianrongjizhanbokaiguanguanQ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(yu)D2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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