功率因數(shù)校正（PFC，Power Factor Correction）電路廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、工業(yè)驅(qū)動、服務(wù)器電源和家用電器中，以提高功率因數(shù)、減少電網(wǎng)諧波污染。在PFC電路中，二極管的選擇至關(guān)重要，因為其反向恢復(fù)特性直接影響開關(guān)損耗、效率和EMI（電磁干擾）。相比普通整流二極管，MDD快恢復(fù)二極管（FRD）因其更短的反向恢復(fù)時間（trr）和更低的反向恢復(fù)電流（Irr），成為降低PFC電路開關(guān)損耗的關(guān)鍵組件。

1.PFC電路中快恢復(fù)二極管的作用

PFC電路主要有被動式PFC（無源PFC）和主動式PFC（有源PFC）兩類，其中主動式PFC又分為臨界導(dǎo)通模式（CrCM）和連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）。在這些拓?fù)渲校O管通常用于以下兩個關(guān)鍵部分：
?升壓（Boost）PFC二極管整流：二極管用于Boost電路的續(xù)流路徑，在功率MOSFET關(guān)斷時導(dǎo)通，將能量輸送到負(fù)載。
?輔助電路的續(xù)流二極管：在臨界模式PFC中，二極管參與共振恢復(fù)過程，影響效率和EMI特性。
如果使用普通整流二極管，如1N4007，由于其較長的反向恢復(fù)時間（trr>2μs），會產(chǎn)生較大的反向恢復(fù)電流（Irr），導(dǎo)致功率MOSFET承受高的反向尖峰電流和電壓，增加開關(guān)損耗。快恢復(fù)二極管（FRD）通過減少trr（一般小于100ns），有效降低此類損耗，提高PFC效率。
2.快恢復(fù)二極管如何降低開關(guān)損耗？
(1)反向恢復(fù)時間（trr）對開關(guān)損耗的影響
快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時間（trr）越短，PFC電路的開關(guān)損耗就越小。當(dāng)MOSFET關(guān)斷時，二極管的反向恢復(fù)電流（Irr）會導(dǎo)致MOSFET承受較大的dv/dt和di/dt，形成尖峰電流和電壓振蕩。較短的trr可以顯著減少這些損耗，提高開關(guān)頻率和轉(zhuǎn)換效率。
例如：
普通整流二極管（如1N5408,trr≈2μs）造成較大開關(guān)損耗，不適合高頻PFC。
標(biāo)準(zhǔn)快恢復(fù)二極管（如UF4007,trr≈75ns）能減少損耗，但在高功率應(yīng)用中仍有改善空間。
超快恢復(fù)二極管（如MUR860,trr≈50ns）進(jìn)一步降低損耗，提高PFC效率。
(2)反向恢復(fù)電流（Irr）對MOSFET的影響
二極管的反向恢復(fù)電流（Irr）越大，MOSFET在關(guān)斷瞬間的應(yīng)力越大，會導(dǎo)致：
??MOSFET損耗增加：高Irr使MOSFET承受更高的dv/dt，應(yīng)力增加。
??EMI增強：大的反向恢復(fù)電流容易產(chǎn)生電磁干擾，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
??溫升加劇：更高的損耗導(dǎo)致二極管自身和MOSFET溫升增加，影響散熱設(shè)計。
快恢復(fù)二極管通過優(yōu)化材料和結(jié)構(gòu)（如PIN結(jié)構(gòu)、場截止技術(shù)），降低Irr，減少PFC電路的開關(guān)噪聲和功率損耗。
(3)適用于PFC電路的快恢復(fù)二極管推薦
不同功率等級的PFC電路對二極管的要求不同，常見型號如下：


3.如何優(yōu)化快恢復(fù)二極管的應(yīng)用以提高PFC效率？
(1)選擇適當(dāng)?shù)亩O管封裝
快恢復(fù)二極管在PFC電路中會承受較高的電流，因此封裝對散熱和可靠性至關(guān)重要。例如：
TO-220和TO-247封裝適用于大功率PFC，可加散熱片增強散熱。
SMA/SMB適用于小功率PFC，體積小但散熱有限。
(2)結(jié)合有源PFC與同步整流
在高功率應(yīng)用（>300W）中，可使用同步整流MOSFET代替快恢復(fù)二極管，進(jìn)一步減少導(dǎo)通損耗和反向恢復(fù)損耗。
(3)使用吸收電路降低EMI
快恢復(fù)二極管雖然能減少反向恢復(fù)損耗，但仍可能產(chǎn)生一定的高頻尖峰。可以并聯(lián)RC吸收電路（Snubber Circuit）降低dv/dt和EMI，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
最后，MDD快恢復(fù)二極管在PFC電路中的作用至關(guān)重要，它能夠減少反向恢復(fù)損耗，提高開關(guān)效率，降低EMI干擾。為了實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計，工程師需根據(jù)PFC拓?fù)洹⒐β实燃壓烷_關(guān)頻率選擇合適的快恢復(fù)二極管，并結(jié)合散熱優(yōu)化、同步整流和吸收電路，進(jìn)一步提升PFC電路的能效和可靠性。