本技術(shù)文章為您提供有關(guān)碳化硅肖特基二極管相對(duì)于硅整流器的優(yōu)勢(shì)以及硅整流器如何與 SiC 二極管競(jìng)爭(zhēng)的信息。它還解釋了為什么升壓二極管性能很重要。
　　功率因數(shù)是實(shí)際使用功率與設(shè)備從交流 (AC) 線(xiàn)路汲取的視在（無(wú)功）功率之比。大電容器或電感器的電抗可能導(dǎo)致從線(xiàn)路汲取的視在功率超過(guò)實(shí)際使用的功率，從而導(dǎo)致功率因數(shù) (PF) 較低。PF 越低，交流電源線(xiàn)上損失的能量就越多。結(jié)果是公用事業(yè)客戶(hù)的電費(fèi)更高。能量損失也會(huì)降低公用事業(yè)分配系統(tǒng)的容量。
　　大多數(shù)現(xiàn)代設(shè)備都使用功率半導(dǎo)體和電抗元件。它們的正常運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生兩種不良的副作用。首先，它們導(dǎo)致設(shè)備功率因數(shù)低。其次，它們會(huì)扭曲線(xiàn)路電流并將高頻電噪聲注入交流電源線(xiàn)上。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)尤其如此。
　　IEC 61000-3-2 等監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種電動(dòng)設(shè)備可接受的線(xiàn)路電流失真和 PF 水平。功率因數(shù)校正（PFC）可以通過(guò)不同的方式實(shí)現(xiàn)。然而，獲得高 PF 和最小化線(xiàn)路電流失真的最有效和最具成本效益的方法是使用升壓轉(zhuǎn)換器級(jí)。升壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生高于輸入電壓的輸出電壓，并且通常按如下方式工作。PFC 控制 IC 以固定開(kāi)關(guān)頻率（通常為 60 kHz 至 100 kHz）打開(kāi)和關(guān)閉升壓開(kāi)關(guān)（MOSFET 或 IGBT）。開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間取決于輸出電壓、通過(guò)開(kāi)關(guān)的電流以及交流輸入電壓的相位角。當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)的電感電流 (IL )，
　　　基本升壓轉(zhuǎn)換器電路圖
　　肖特基二極管的優(yōu)勢(shì)
　　肖特基二極管比標(biāo)準(zhǔn) PN 結(jié)器件更像理想開(kāi)關(guān)，特別是在兩個(gè)性能基準(zhǔn)方面：反向恢復(fù)電荷 (QRR) 和恢復(fù)軟度。在 CCM 升壓轉(zhuǎn)換器中，二極管的 QRR 在很大程度上決定了其 IRR。高軟度可降低關(guān)斷換向產(chǎn)生的 dv/dt 和 EMI 噪聲，以及干擾 PFC 控制 IC 的可能性。肖特基二極管提高了CCM升壓轉(zhuǎn)換器的性能，但硅肖特基二極管的反向電壓限制在250V左右。由于升壓二極管必須承受 500V 或更高的電壓，工程師開(kāi)始使用由碳化硅 (SiC) 制成的肖特基二極管，因?yàn)樗梢猿惺芨叩念~定電壓。然而，由于 SiC 器件成本（是同等硅器件的三到五倍），很少有應(yīng)用能夠負(fù)擔(dān)得起。