碳化硅二極管廣泛用于追求高效率和功率密度的不同應(yīng)用。 CoolSiC G6（新型第六代碳化硅肖特基二極管）背后的優(yōu)化工藝降低了傳導(dǎo)損耗，但同時(shí)導(dǎo)致某些區(qū)域的浪涌電流參數(shù)降低。然而，CoolSiC G6 的最終性能可以很好地滿足應(yīng)用要求。
　　隨著PFC拓?fù)渲胁捎肧iC 肖特基二極管，旁路二極管被用來(lái)限制通過(guò) SiC 二極管的正向電流，以防浪涌電流影響電源干線。圖 1 說(shuō)明了旁路二極管通常如何在經(jīng)典 PFC 中實(shí)現(xiàn)。僅當(dāng)整流電壓高于輸出電壓時(shí)（例如浪涌事件），旁路二極管才會(huì)導(dǎo)通。
　　　圖 1：經(jīng)典 PFC 的簡(jiǎn)化電路
　　第一個(gè)測(cè)試使用 800W PFC 評(píng)估板1 的原始設(shè)置，并在實(shí)施旁路二極管的情況下執(zhí)行。為了顯示最糟糕的浪涌電流條件，選擇了以下測(cè)試設(shè)置：
　　輸入電壓：Vin=90V交流
　　開(kāi)關(guān)頻率：fsw = 130kHz
　　輸出功率：Pout=800W
　　浪涌脈沖：Vsurge = 4kV，Z = 2 Ω，φ = 90°，LN 配置
　　浪涌抗擾度測(cè)試
　　浪涌抗擾度測(cè)試在90°（即在正弦波頂部添加正電壓脈沖）進(jìn)行。具體而言，選擇使用1.2/50μs、峰值4kV的脈沖電壓波的組合波試驗(yàn)。該測(cè)試由適用于電信要求的 IEC 61000-4-5 標(biāo)準(zhǔn)定義。
　　這項(xiàng)研究包括 PFC 電路中與浪涌抗擾度有關(guān)的最壞可能條件。當(dāng)施加最低輸入電壓時(shí)，進(jìn)入電路的電流最高。在此工作點(diǎn)，最高電流流過(guò) PFC 扼流圈并使其飽和。這種飽和導(dǎo)致電感減小和扼流圈特性降低。飽和扼流圈對(duì)這個(gè)環(huán)節(jié)的貢獻(xiàn)不大。
　　限制浪涌電流脈沖
　　限制浪涌發(fā)生時(shí)的浪涌電流脈沖。這會(huì)導(dǎo)致升壓二極管承受更高的應(yīng)力，同時(shí)更多的浪涌電流會(huì)流經(jīng)升壓二極管，而不是通過(guò)旁路二極管。在這種精確的情況下，升壓二極管承受最高的應(yīng)力（流經(jīng)升壓二極管的電流最高）。
　　第一張電流波形屏幕截圖是在升壓二極管 (IDH06G65C6) 和旁路二極管 (S5K) 上捕獲的，以顯示浪涌事件期間這兩個(gè)二極管之間的電流分配。當(dāng)浪涌脈沖施加到電源輸入（800 W PFC）時(shí)捕獲波形。兩個(gè)二極管在峰值電流值下同時(shí)導(dǎo)通約 80μs：
　　升壓二極管 (IDH06G65C6): IF,max = 23.4A,
　　旁路二極管 (S5K)：IF,max = 308A。
　　電流波形也被捕獲，輸入電壓在浪涌脈沖處迅速增加。測(cè)試板具有 MOV（金屬氧化物變阻器），可在浪涌事件期間鉗位高電壓。 MOV 影響流經(jīng)旁路二極管和升壓二極管的電流。施加了差模浪涌脈沖，導(dǎo)致流經(jīng)旁路二極管的電流出現(xiàn)特殊行為。
　　浪涌事件后的兩個(gè)電流脈沖
　　浪涌事件后有兩個(gè)電流脈沖。第一個(gè)脈沖出現(xiàn)在施加浪涌脈沖時(shí)。第二個(gè)脈沖是 MOV 鉗位的二次效應(yīng)。當(dāng)MOV鉗位時(shí)，整流電壓下降，旁路二極管停止導(dǎo)通。當(dāng) MOV 釋放時(shí)，輸入電壓增加，并通過(guò)旁路二極管注入第二個(gè)脈沖。
　　由于 PFC 扼流圈限制了快速瞬變，因此流經(jīng)升壓二極管的電流很平穩(wěn)。在工作條件下，升壓二極管（碳化硅二極管）沒(méi)有看到任何額外的應(yīng)力。通過(guò)二極管的電流在規(guī)格范圍內(nèi)。第二種情況考慮了電路中沒(méi)有旁路二極管的浪涌抗擾度測(cè)試。
　　旁路二極管的功能被禁用
　　旁路二極管已從 800 W PFC 板上拆焊。這意味著旁路二極管的所有功能都被禁用。為了獲得與之前場(chǎng)景相同的測(cè)試條件，我們應(yīng)用了相同的輸入電壓、輸出負(fù)載和浪涌電流。
　　當(dāng)浪涌脈沖通過(guò)電路時(shí)，通過(guò)升壓二極管的電流增加到24A。該電流值仍然在數(shù)據(jù)表中給出的浪涌電流規(guī)格范圍內(nèi)。升壓二極管（CoolSiC G6）通過(guò)了測(cè)試，但橋式整流器（LVB2560）由于電壓應(yīng)力過(guò)高而失敗。
　　即使不使用旁路二極管，CoolSiC G6 二極管也不會(huì)限制 PFC 級(jí)的浪涌抗擾度。帶旁路和不帶旁路的設(shè)計(jì)之間的比較表明了旁路二極管的明顯優(yōu)勢(shì)。它可以充分保護(hù) PFC 電路免受高浪涌電流的影響，并且在穩(wěn)態(tài)條件下不會(huì)產(chǎn)生任何額外的功率損耗，因?yàn)樗鼉H在陽(yáng)極上的電壓高于陰極上的電壓時(shí)才導(dǎo)通。因此，它是一種在浪涌電流等條件下很少導(dǎo)通的安全元件。