升壓PFC電感上的二極管(通常稱為旁路二極管)主要作用是?在開機瞬間或異常情況下分流電流，防止電感飽和和開關管損壞?，同時減輕升壓二極管的負擔。

核心功能

?防止電感飽和?：開機時濾波電容未充電，輸入電流直接通過電感充電，可能導致電感飽和。旁路二極管提供另一充電路徑，限制電感電流，避免飽和引發(fā)開關管過流損壞 。 ?

?保護開關管?：通過分流電流，降低開關管在啟動時的導通電流應力，防止因電感飽和導致的過流故障 。 ?

其他作用

?減少浪涌電壓沖擊?：分流部分電流，降低對升壓二極管的反向恢復壓力，但實際對濾波電容的浪涌抑制效果有限 。 ?

?加速系統啟動?：幫助電容快速充電，使PFC電路電壓反饋環(huán)路及時工作，縮短啟動時間 。 ?

爭議點

部分觀點認為該二極管可保護濾波電容，但實際中電感的限流作用已限制浪涌電流，旁路二極管反而可能增加電容沖擊 。 ?

升壓PFC電感上的二極管(通常稱為旁路二極管)主要有以下作用：

限制浪涌電流

在電源開機瞬間，輸出電容電壓尚未建立，此時通過旁路二極管對電容充電可減少電感電流突變，從而降低浪涌電流對功率開關管(如MOSFET)的沖擊。 ?

保護主開關管

旁路二極管分流部分電流，避免功率開關管因過大電流損壞。尤其在輸入電壓正弦波峰值附近開機時，電感飽和會導致電流劇增，通過二極管將能量轉移到輸出電容，減少開關管的過流風險。 ?

提升系統穩(wěn)定性

通過快速導通特性，使輸出電壓更快建立，減少電感飽和的可能性，增強系統對雷擊等瞬態(tài)干擾的抵抗能力。 ?

優(yōu)化電磁兼容性

旁路二極管可降低電感飽和時產生的反向電流，減少電磁干擾(EMI)問題，提升電源整體穩(wěn)定性。 ?

為了提高電網的功率因數，減少干擾，平板電視的大多數電源都采用了有源PFC電路，盡管電路的具體形式繁多，不盡相同，工作模式也不一樣(CCM電流連續(xù)型、DCM不連續(xù)型、BCM臨界型)，但基本的結構大同小異，都是采用BOOST升壓拓撲結構。如下圖所示，這是一典型的升壓開關電源，基本的思想就是把整流電路和大濾波電容分割，通過控制PFC開-關管的導通使輸入電流能跟蹤輸入電壓的變化，獲得理想的功率因數，減少電磁干擾EMI和穩(wěn)定開關電源中開關管的工作電壓。

觀點眾說紛紜

關于這個二極管的作用，在電源工程師中有一些不同的看法，摘錄如下：

說法一：減少浪涌電壓對電容的沖擊在開機瞬間限制PFC電感L因浪涌電流產生巨大的自感電勢，從而造成電路故障。每次電源開關接通瞬間加到電感上的可以是交流正弦波的任意瞬時值，如果在電源開關接通的瞬間是在正弦波的最大值峰點附近，那么給電感所加的是一個突變的電壓，會引起電感L上產生極大的自感電勢，該電勢是所加電壓的兩倍以上，并形成較大的電流對后面的電容充電，輕則引起輸入電路的保險絲熔斷，重則引起濾波電容及斬波開關管Q擊穿。設置保護二極管D2后在接通電源的瞬間，由D2導通并對C充電，使流過PFC電感L的電流大大減小，產生的自感電勢也要小得多，對濾波電容和開關管的危害及保險絲的熔斷可能要小得多。

說法二：減少浪涌電壓對升壓二極管的沖擊該二極管分流一部分PFC電感和升壓二極管支路的電流，因而能對升壓二極管起保護作用。

誤區(qū)解析

以上的觀點都提到了該二極管D2的保護作用，都有一定的道理，但上述的有些解釋有值得商榷的地方。

大家知道：PFC電路后面大的儲能濾波電容C和PFC電感L是串聯的，由于電感L上的電流不能突變.PFC電感本身對大的濾波電容C的浪涌電流起限制作用，不會出現觀點一提到的“電源開關接通的瞬間電感L1上產生極大的自感電勢時電容的充電的情況，”因為自感電勢的方向也是左正右負，此觀點令人費解。并聯保護分流二極管D2以后，這一路由于沒有電感的限制作用，對濾波電容的沖擊反而會更大，不會減小。實踐也證明，去掉二極管D2后，電容C上的浪涌沖擊反而減小。觀點二保護升壓管D1說法，有一定的道理，因為D1是快速恢復二極管，承受浪涌電流的能力較弱，減小反向恢復電流和提高浪涌電壓承載力是相互牽制的，而D1所采用的普通整流二極管承受浪涌電流的能力很強，如1N5407的額定電流3A，浪涌電流可達200A。不過由于升壓二極管D1有串接的PFC電感L的限流作用，筆者認為保護二極管D2的最主要作用還不僅僅是保護升壓管D1。一些資料也有說明并聯二極管D2是減少開機過程的浪涌電壓，這個總體的說法沒錯，但我認為該保護二極管D2表面降低的是對PFC電感和升壓二極管的浪涌沖擊，但實際上還有一個重要的作用：保護PFC開關管。

在開機的瞬間，濾波電容的電壓尚未建立，由于要對大電容充電，通過PFC電感的電流相對比較大，有可能在電源開關接通的瞬間是在正弦波的最大值，在對電容充電的過程中PFC電感L有可能會出現磁飽和的情況，如果此時PFC電路工作，就麻煩了，流過PFC開關管的電流就會失去限制，燒壞開關管。為防止悲劇發(fā)生，一種方法是對PFC電路的工作時序加以控制，即當對大電容的充電完成以后，再啟動PFC電路;另一種比較簡單的辦法就是并接在PFC線圈和升壓二極管上一個旁路二極管，啟動瞬間給大電容的充電提供另一個支路，防止大電流流過PFC線圈造成飽和，避免PFC電路工作瞬間造成開關管過流，保護開關管，同時該保護二極管D2也分流了升壓二極管D1上的電流，保護了升壓二極管。另外，D2的加入使得對大電容充電過程加快，其上的電壓及時建立，也能使PFC電路的電壓反饋環(huán)路及時工作，減小開機時PFC開關管的導通時間，使PFC電路盡快正常工作。

綜上所述，以上電路中二極管D2的作用是在開機瞬間或負載短路、PFC輸出電壓低于輸入電壓的非正常狀況下給電容提供充電路徑，防止PFC電感磁飽和對PFCMOS管造成的危險，同時也減輕了PFC電感和升壓二極管的負擔，起到保護作用。該二極管的作用仍然可以說是減少浪涌電壓的沖擊，但主要是為了減少浪涌電壓對開關管造成的威脅，對升壓二極管也有分流保護作用，而不是保護濾波電容的。在開機正常工作以后，由于D2右面為B+PFC輸出電壓，電壓比左面高，D2呈反偏截止狀態(tài)，對電路的工作沒有影響，D2可選用可承受較大浪涌電流的普通大電流的整流二極管。

在有些電源中，PFC后面的電容容量不大，也有的沒有接入保護二極管D2，但如果PFC后面是使用大容量的濾波電容，此二極管是不能減少的，對電路的安全性有著重要的意義。

為提升電網功率因數并降低干擾，平板電視電源多采用有源PFC電路。盡管具體電路形式和工作模式各異，但它們大多基于BOOST升壓拓撲結構。在這一結構中，整流電路與大濾波電容被分隔，通過控制PFC開-關管的導通，輸入電流得以追蹤輸入電壓，從而實現理想的功率因數，同時減少電磁干擾EMI并穩(wěn)定開關管工作電壓。

值得一提的是，升壓型開關電源拓撲被廣泛應用，其工作原理大家或許并不陌生。在電路中，PFC電感L在MOS開關管Q導通時儲存能量。當開關管截止時，電感L上感應出右正左負的電壓，利用這一電壓，導通時儲存的能量通過升壓二極管D1被輸送到大的濾波電容中進行充電。此外，Boost升壓PFC電感L上還并聯著一個二極管D2，它在電路中發(fā)揮著至關重要的作用。

關于升壓PFC電感上二極管D2的作用，電源工程師們持有不同觀點。一種說法是，它能夠減少浪涌電壓對電容的沖擊。在電源開關接通瞬間，PFC電感L可能會因浪涌電流而產生巨大的自感電勢，從而造成電路故障。然而，通過二極管D2的導通，可以在接通電源的瞬間對電容C進行充電，從而顯著減小流過PFC電感L的電流和產生的自感電勢，降低對濾波電容和開關管的潛在危害，甚至避免保險絲的熔斷。

另一種說法則強調了二極管D2在減少浪涌電壓對升壓二極管沖擊方面的作用。它能夠分流一部分PFC電感和升壓二極管支路的電流，從而對升壓二極管起到保護作用。

然而，值得注意的是，盡管這些觀點都強調了二極管D2的保護作用，但某些解釋可能存在誤導。因此，在理解和應用這些觀點時，需要謹慎分析并結合具體的電路情況進行判斷。

PFC電路中，大的儲能濾波電容C與PFC電感L是串聯連接的。由于電感L的電流無法突變，它對濾波電容C的浪涌電流起到了限制作用。因此，在電源開關接通的瞬間，電感L上并不會產生極大的自感電勢來沖擊電容C。實際上，自感電勢的方向是左正右負，這與某些觀點中描述的情況并不一致，可能令人感到困惑。

在并聯保護分流二極管D2之后，由于失去了電感的限制作用，這一路對濾波電容的沖擊可能會增大，并不會減小。實際上，去掉二極管D2后，電容C上的浪涌沖擊反而會減小。

關于保護升壓管D1的說法

雖然有一定的道理，但二極管D2的作用并不僅限于此。D1作為快速恢復二極管，其承受浪涌電流的能力較弱，因此減小反向恢復電流和提高浪涌電壓承載力是相互關聯的挑戰(zhàn)。然而，由于升壓二極管D1受到串接的PFC電感L的限流保護，二極管D2的最主要作用并不僅僅是保護升壓管D1。

一些資料指出，并聯二極管D2的作用是減少開機過程中的浪涌電壓

雖然這個總體說法是正確的，但我認為二極管D2不僅降低了對PFC電感和升壓二極管的浪涌沖擊，更重要的是，它還起到了保護PFC開關管的作用。

在開機的一剎那，由于大電容需要充電，PFC電感中的電流會相對增大。特別是在電源開關接通時，如果正弦波恰好處于峰值，電流會更大。此時，PFC電感L有可能進入磁飽和狀態(tài)，這將導致流過PFC開關管的電流失去控制，從而可能燒毀開關管。為了避免這種情況，我們可以采取兩種措施：一是控制PFC電路的工作時序，等待大電容充電完成后再啟動PFC;二是通過并聯一個旁路二極管(如D2)在PFC線圈和升壓二極管之間，為電容充電提供一個額外的路徑。這樣，大電流就不會直接流過PFC線圈，從而防止了磁飽和和開關管過流的問題。同時，這個保護二極管D2還能夠分流升壓二極管D1上的電流，進一步保護了這兩個元件。此外，D2的加入還能加速大電容的充電過程，使PFC電路的電壓反饋環(huán)路能更快地工作，從而縮短了開機時PFC開關管的導通時間，使PFC電路能更快地進入正常工作狀態(tài)。

綜上所述，二極管D2在電路中的作用至關重要。它不僅在開機瞬間或負載短路等非正常狀況下為電容提供充電路徑，防止PFC電感磁飽和帶來的危險，還能減輕PFC電感和升壓二極管的負擔，起到保護作用。雖然D2也能減少浪涌電壓的沖擊，但其主要目的是保護開關管免受浪涌電壓的威脅。在電路正常工作后，由于D2右側為B+PFC輸出電壓，電壓高于左側，D2呈反偏截止狀態(tài)，對電路工作無影響。因此，選用時可選擇能承受較大浪涌電流的普通大電流整流二極管。特別需要注意的是，如果PFC后面接有大容量的濾波電容，這個二極管是必不可少的，因為它對電路的安全性至關重要。

在電源設計中，升壓PFC電路是實現功率因數校正和減少電磁干擾的關鍵部分。然而，對于其中的一個元件——升壓PFC電感上的二極管D2的作用，在業(yè)界存在著眾多不同的觀點和解釋。本文將深入探討并重新解析這個問題，以揭示二極管D2的真正作用。

1. 二極管D2的保護功能

該二極管被廣泛認為是為了保護升壓二極管D1和PFC開關管而設置的。當電源開機瞬間或負載短路等異常情況發(fā)生時，二極管D2提供了一個充電路徑，防止PFC電感飽和對開關管造成的危害。此外，二極管D2還能減輕PFC電感和升壓二極管的負擔，從而起到保護作用。

2. 減少浪涌電壓的沖擊

有些觀點認為，二極管D2的作用是減少浪涌電壓對濾波電容的沖擊。然而，這種解釋有一定的爭議。在實際情況中，PFC電感L的電流不能突變，因此不會出現某些觀點所提到的“電源開機瞬間電感L產生極大自感電勢的現象”。事實上，由于PFC電感本身對大濾波電容C的浪涌電流起到限制作用，這種現象并不會發(fā)生。

3. 對升壓二極管的分流保護

另一個廣泛提及的觀點是，二極管D2能夠分流一部分PFC電感和升壓二極管支路的電流，從而保護升壓二極管。然而，在實踐中，由于并聯二極管D2取消了PFC電感L的限制作用，反而會增加對濾波電容的沖擊。因此，這種觀點在實際中并不成立。

4. 新的解決方案：保護開關管與穩(wěn)定系統

基于以上分析，我們提出了一個新的解決方案，以更準確地解釋升壓PFC電感上的二極管D2的作用。首先，D2的存在是為了在電源開機瞬間防止PFC電感飽和對開關管造成過流的風險。其次，二極管D2的引入可以確保系統中各部分電壓及時建立并穩(wěn)定，從而保持PFC電路的工作正常。最后，D2對升壓二極管的分流保護作用相對較小。

5. 保護開關管的重要性

對于升壓PFC電路中的開關管來說，保護是至關重要的。在開機瞬間或負載突變的情況下，PFC電感L上的電流可能會快速增加，導致開關管承受過大的電流壓力，甚至引發(fā)故障。而二極管D2的作用就在于提供一個可靠的充電路徑，使得電感L上的電流能夠得到良好的限制和調節(jié)，從而保護開關管不受損害。

6. 抑制浪涌電壓對系統的影響

除了保護開關管外，二極管D2還可以減少浪涌電壓對整個系統的不良影響。在電源開關接通瞬間，由于輸入電容需要快速充電，通過PFC電感L的電流會相對較大。若沒有二極管D2的存在，這種情況下PFC電感可能會飽和，導致開關管工作異常，甚至損壞其他元件。然而，二極管D2的引入能夠提供額外的充電路徑，迅速建立濾波電容上的電壓，使PFC電路能夠正常工作，同時減少對整個系統的浪涌電壓沖擊。

揭示二極管D2的重要作用

通過以上分析，我們可以得出結論：升壓PFC電感上的二極管D2在電源設計中起著關鍵的保護作用。它能夠保護開關管、抑制浪涌電壓對系統的影響，并維持整個電路的正常穩(wěn)定運行。盡管對于D2的作用存在不同觀點和解釋，但通過深入分析和理論推導，我們揭示了二極管D2的真正作用，為電源設計提供了更準確的指導和優(yōu)化方案。