提升PFC效率：MOSFET与SiC技术在CCM中的应用

"提高PFC效率的关键在于优化开关器件，如MOSFET和二极管，特别是通过采用先进的材料和技术。在连续传导模式（CCM）功率因数校正（PFC）中，减少开关损耗是提升效率的重要途径。MOSFET的导通电阻降低和开关速度提高能有效降低损耗，而碳化硅（SiC）肖特基二极管因其低反向恢复电荷（QRR）特性，可进一步减少MOSFET的开关损耗。这种新型的MOSFET/SiC二极管组合在高功率应用，如服务器、远程通信电源和平面显示器电源中，展示了显著的性能提升和效率优化。此外，相比于非连续传导模式（DCM）和临界传导模式（CRM），CCM的波纹电流小，有利于EMI滤波器设计和负载稳定性。然而，开关损耗主要由升压二极管的反向恢复特性引起，这与工作电流和二极管温度有关，影响整个变流器的效率。通过对比400W CCM PFC应用中不同二极管/MOSFET组合，可以证实新型组合的优势。" 在功率因数校正电路中，开关损耗是设计者关注的重点，因为它们直接影响转换器的效率。MOSFET作为开关器件，其开关损耗是关键损耗来源之一。为了减少这些损耗，设计者通常会寻求降低MOSFET的导通电阻，提高其开关速度，这些改进可以通过采用更先进的MOSFET技术来实现。同时，二极管的选择同样重要，尤其是当考虑其反向恢复特性时。传统的硅二极管在切换过程中会产生较大的反向恢复电流，从而导致额外的损耗。碳化硅（SiC）二极管因其低QRR特性，可以显著减少这些损耗，特别是在大电流和高温环境下。 CCM PFC拓扑因其在大功率应用中的优势，如较小的波纹电流和简化EMI滤波器设计，被广泛应用。然而，即使在CCM下，开关损耗仍是一个挑战，因为它们主要由升压二极管的反向恢复过程引起。二极管的反向恢复特性不仅与电流和温度相关，还直接影响MOSFET的损耗。因此，选择具有低反向恢复电荷的二极管，如SiC肖特基二极管，可以显著改善整体系统效率。 通过具体的应用案例分析，如图1和图2所示的电流和电压波形，可以看出低QRR二极管对PFC性能的正面影响。这样的比较证明了采用新型MOSFET/SiC二极管组合在实际应用中提高效率和功率密度的有效性。这一方法有助于满足如IEC 61000-4-3等功率因数补偿标准，同时减小系统尺寸、重量，并提升转换效率。