中大功率的AC-DC電源都會(huì)采用有源功率因數(shù)校正PFC電路來(lái)提高其功率因數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的干擾。在PFC電路中，常用的結(jié)構(gòu)是BOOST電路，在實(shí)際的使用中，通常會(huì)加一個(gè)旁路二級(jí)管D2，如下圖所示：

　　U21，S5M就是該APFC電路的旁路二極管。該二極管有如下幾點(diǎn)作用：

　　1.減少PFC的二極管的浪涌電流

　　當(dāng)PFC線路工作在CCM模式的時(shí)候，PFC線路的二極管D1一般會(huì)使用快恢復(fù)二極管，一般是使用T0-220封裝的二極管，一般來(lái)說(shuō)這種類(lèi)型的二極管反向恢復(fù)時(shí)間比較短，但是由于其較短的反向恢復(fù)特性，這一類(lèi)二極管Peak Forward Surge Current的值一般不會(huì)太高。

　　如下二圖是兩種快恢復(fù)二極管的基本參數(shù)圖：

　　我們可以發(fā)現(xiàn)：這兩款快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間Trr都為35ns。但是其抗浪涌電流的能力都不是很強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō)，PFC的旁路二極管都會(huì)采用通用二極管，這種二極管Trr的時(shí)間較長(zhǎng)但是其Peak Forward Surge Current較高，可以抗住開(kāi)機(jī)瞬間較大的浪涌電流。

　　一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)開(kāi)機(jī)瞬間，浪涌電流很大，此時(shí)浪涌電流不經(jīng)過(guò)電感以及快恢復(fù)二極管給輸出電容充電，而是通過(guò)旁路二極管，將PFC輸出電容充滿(mǎn)電，當(dāng)輸出電容充電結(jié)束，此時(shí)輸入電流開(kāi)始給電感儲(chǔ)能，整個(gè)PFC系統(tǒng)開(kāi)始正式工作。

　　2.減少開(kāi)機(jī)瞬間PFC電感和功率MOSFET的峰值電流，防止PFC電感飽和，損壞功率MOSFET。

　　由于系統(tǒng)剛剛上電的時(shí)候輸出電容上的電壓還沒(méi)有建立起來(lái)，此時(shí)輸入電流給輸出電容充電，此時(shí)系統(tǒng)擁有較大的浪涌電流，如果此時(shí)PFC開(kāi)始工作，芯片的Drive腳給MOS管發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此時(shí)MOS管導(dǎo)通，比較大的浪涌電流會(huì)通過(guò)MOS管使得MOS管過(guò)流損壞。

　　但是目前市面上的大部分PFC芯片都帶有軟起動(dòng)以及OCP過(guò)流保護(hù)的功能。以NCP1654為例：

　　當(dāng)系統(tǒng)從欠壓保護(hù)與欠壓鎖定或者芯片VCC供電不足的情況中恢復(fù)時(shí)，因此，只有工作跨導(dǎo)放大器(OTA)提高Vcontrol。Vcontrol緩慢上升。這是為了獲得緩慢增加的占空比，從而降低MOSFET上的電壓和電流應(yīng)力。實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)操作。軟起動(dòng)在輸出電壓正常后才結(jié)束，輸出電壓在軟起動(dòng)時(shí)間沒(méi)有結(jié)束的時(shí)候，已經(jīng)高于輸入電壓，在PFC電感和功率MOSFET達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的最大工作電流之前，PFC電感已經(jīng)進(jìn)入到去磁工作，PFC電感很難進(jìn)入飽和或進(jìn)入深度的飽和。只要PFC電感的電流不走飛(飽和)或不深度走飛(深度飽和)，那么，功率MOSFET的工作就是安全的。

　　對(duì)于在滿(mǎn)載情況下進(jìn)行AC插拔測(cè)試時(shí)，該芯片的Brown-out功能可以在AC供電不足的時(shí)候切斷MOS的驅(qū)動(dòng)，此時(shí)PFC芯片不工作，當(dāng)再次上電時(shí)，雖然芯片的VCC供電可能并未進(jìn)入U(xiǎn)VLO的狀態(tài)，并且當(dāng)輸出電壓不足的時(shí)候，可能會(huì)提高占空以繼續(xù)拉高輸出電壓，但是由于Brown-out功能，不需要擔(dān)心沒(méi)有旁路二極管的情況下，當(dāng)VCC的值比UVLO稍高一點(diǎn)時(shí)，輸入電源AC再加電，PFC控制IC沒(méi)有軟起動(dòng)過(guò)程直接工作，由于輸出電壓比較低，特別是在輸入正弦波峰值點(diǎn)附近開(kāi)通功率MOSFET，PFC電感和功率MOSFET的工作峰值電流非常大，如果電感的飽和電流余量不夠，或PFC的電流取樣電阻選取得過(guò)小時(shí)，PFC電感有可能發(fā)生飽和，功率MOSFET在大電流的沖擊下，就有可能發(fā)生損壞。

　　結(jié)語(yǔ)

　　在設(shè)計(jì)電路時(shí)，旁路二極管還是必要的，因?yàn)椴煌腜FC芯片的保護(hù)功能與控制邏輯有所不同，在設(shè)計(jì)時(shí)需要熟讀芯片手冊(cè)，了解其功能與控制策略，提高PFC電路的工作性能。