本文深入探討了升壓PFC電感上的二極管在電源設(shè)計(jì)中的真正作用。通過重新解析有關(guān)二極管D2的觀點(diǎn)與解釋，我們明確了其在保護(hù)開關(guān)管、減少浪涌電壓以及維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面的關(guān)鍵作用。此外，文章通過理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為這一爭議提供了新的解決方案。
相信很少有朋友關(guān)心PFC功率矯正電路中電感之后的那個(gè)二極管，但是從事電路設(shè)計(jì)多年的高手一定能夠看出此二極管的作用。實(shí)際上，此二極管的作用在電路中非常重要，其能夠在一定程度上避免電感自感產(chǎn)生反向電流，對(duì)電路造成破壞。
此二極管的作用是開機(jī)時(shí)對(duì)電容進(jìn)行充電，而不是經(jīng)過電感。因?yàn)殚_機(jī)時(shí)充電電流大，無此二極管會(huì)造成電感飽和，如果這時(shí)PFC啟動(dòng)的話必將炸機(jī)，電源運(yùn)行后后級(jí)電壓高于前級(jí)，二極管失去作用。
AC上電時(shí)，如果角度在90度，輸入電壓瞬間有220*1.414=310v，沿路電感走線阻抗很低，小余1ohm，熱敏電阻阻抗視溫度而定，如果25c時(shí)4ohm，80c時(shí)一般根本達(dá)不到0.4ohm。
假設(shè)機(jī)器運(yùn)行了一段時(shí)間，熱敏電阻達(dá)到80度，這種溫度并不夸張，在實(shí)際運(yùn)行中是常見的。并且遭遇突然停電又在1分鐘內(nèi)恢復(fù)電力的情況，來電的角度達(dá)到了90度，那么50hz pk沖擊電流就有310/1.5ohm=200a。持續(xù)時(shí)間可能4ms。
此外，這個(gè)二極管還有著正向?qū)ǖ墓δ?，反向電流是通不過的。其主要作用是穩(wěn)定電流，防止電感自感產(chǎn)生反向電流，對(duì)電路產(chǎn)生影響，或?qū)ζ骷衅茐摹?
在電源設(shè)計(jì)中，升壓PFC電路是實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和減少電磁干擾的關(guān)鍵部分。然而，對(duì)于其中的一個(gè)元件——升壓PFC電感上的二極管D2的作用，在業(yè)界存在著眾多不同的觀點(diǎn)和解釋。本文將深入探討并重新解析這個(gè)問題，以揭示二極管D2的真正作用。
1. 二極管D2的保護(hù)功能
該二極管被廣泛認(rèn)為是為了保護(hù)升壓二極管D1和PFC開關(guān)管而設(shè)置的。當(dāng)電源開機(jī)瞬間或負(fù)載短路等異常情況發(fā)生時(shí)，二極管D2提供了一個(gè)充電路徑，防止PFC電感飽和對(duì)開關(guān)管造成的危害。此外，二極管D2還能減輕PFC電感和升壓二極管的負(fù)擔(dān)，從而起到保護(hù)作用。
2. 減少浪涌電壓的沖擊
有些觀點(diǎn)認(rèn)為，二極管D2的作用是減少浪涌電壓對(duì)濾波電容的沖擊。然而，這種解釋有一定的爭議。在實(shí)際情況中，PFC電感L的電流不能突變，因此不會(huì)出現(xiàn)某些觀點(diǎn)所提到的“電源開機(jī)瞬間電感L產(chǎn)生極大自感電勢(shì)的現(xiàn)象”。事實(shí)上，由于PFC電感本身對(duì)大濾波電容C的浪涌電流起到限制作用，這種現(xiàn)象并不會(huì)發(fā)生。
3. 對(duì)升壓二極管的分流保護(hù)
另一個(gè)廣泛提及的觀點(diǎn)是，二極管D2能夠分流一部分PFC電感和升壓二極管支路的電流，從而保護(hù)升壓二極管。然而，在實(shí)踐中，由于并聯(lián)二極管D2取消了PFC電感L的限制作用，反而會(huì)增加對(duì)濾波電容的沖擊。因此，這種觀點(diǎn)在實(shí)際中并不成立。
4. 新的解決方案：保護(hù)開關(guān)管與穩(wěn)定系統(tǒng)
基于以上分析，我們提出了一個(gè)新的解決方案，以更準(zhǔn)確地解釋升壓PFC電感上的二極管D2的作用。首先，D2的存在是為了在電源開機(jī)瞬間防止PFC電感飽和對(duì)開關(guān)管造成過流的風(fēng)險(xiǎn)。其次，二極管D2的引入可以確保系統(tǒng)中各部分電壓及時(shí)建立并穩(wěn)定，從而保持PFC電路的工作正常。最后，D2對(duì)升壓二極管的分流保護(hù)作用相對(duì)較小。
5. 保護(hù)開關(guān)管的重要性
對(duì)于升壓PFC電路中的開關(guān)管來說，保護(hù)是至關(guān)重要的。在開機(jī)瞬間或負(fù)載突變的情況下，PFC電感L上的電流可能會(huì)快速增加，導(dǎo)致開關(guān)管承受過大的電流壓力，甚至引發(fā)故障。而二極管D2的作用就在于提供一個(gè)可靠的充電路徑，使得電感L上的電流能夠得到良好的限制和調(diào)節(jié)，從而保護(hù)開關(guān)管不受損害。
6. 抑制浪涌電壓對(duì)系統(tǒng)的影響
除了保護(hù)開關(guān)管外，二極管D2還可以減少浪涌電壓對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的不良影響。在電源開關(guān)接通瞬間，由于輸入電容需要快速充電，通過PFC電感L的電流會(huì)相對(duì)較大。若沒有二極管D2的存在，這種情況下PFC電感可能會(huì)飽和，導(dǎo)致開關(guān)管工作異常，甚至損壞其他元件。然而，二極管D2的引入能夠提供額外的充電路徑，迅速建立濾波電容上的電壓，使PFC電路能夠正常工作，同時(shí)減少對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的浪涌電壓沖擊。
揭示二極管D2的重要作用
通過以上分析，我們可以得出結(jié)論：升壓PFC電感上的二極管D2在電源設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵的保護(hù)作用。它能夠保護(hù)開關(guān)管、抑制浪涌電壓對(duì)系統(tǒng)的影響，并維持整個(gè)電路的正常穩(wěn)定運(yùn)行。盡管對(duì)于D2的作用存在不同觀點(diǎn)和解釋，但通過深入分析和理論推導(dǎo)，我們揭示了二極管D2的真正作用，為電源設(shè)計(jì)提供了更準(zhǔn)確的指導(dǎo)和優(yōu)化方案。
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