为了提高电网的效率并降低电磁干扰,现代平板电视的电源系统普遍采用有源PFC技术。这些电路虽各异但共同采纳了BOOST升压拓扑结构。电路的核心思想在于将整流器与滤波电容隔开,通过控制PFC开关管的导通,实现输入电流与电压的同步变化,从而优化功率因数并稳定开关电源的工作电压,减少电磁干扰。
PFC电路中的二极管D2在PFC电感L与MOS开关管Q之间并联,起着至关重要的保护作用。在开关管导通期间,PFC电感L储存能量,并在导通结束时通过升压二极管D1向滤波电容充电。而在开关管截止期间,电感L上的感应电压会逆向,此时二极管D2的并联设置可以有效地分流一部分电流,减少对升压二极管D1的冲击,同时在电路开启瞬间保护滤波电容不受巨大电流冲击。
许多电源工程师对于二极管D2的具体作用有不同的解释。其中一种观点认为,D2的主要功能是在电源启动瞬间限制由PFC电感L产生的巨大自感电势,从而保护电路不发生故障。还有观点指出,移除D2后,电容上的浪涌冲击反而会减少,这表明并联二极管D2可能在实际应用中起到了反效果。
另一方面,有资料称D2能在开机和负载短路情况下为电容提供一个额外的充电路径,从而避免了PFC电感磁饱和对MOS管的潜在危害。这种保护作用对于维护开关管的稳定性至关重要,尤其在PFC电路正常工作之前。
综合以上分析,二极管D2的设置在电源设计中扮演了复杂但关键的角色。其主要目的是在特定条件下保护电路免受高电流冲击的威胁,尽管某些情况下可能会带来一些负面影响。因此,电源设计师在选择是否使用D2时需考虑电路的具体应用需求和电容的容量,以确保电路的整体性能和安全。
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