最高能效，最低成本: BC2

圖9:在90 VRMS時的能效對比

圖10:在VmainsRMS = 90 V時，450 W功率因數校正器的三個不同的輸出功率和三個開關頻率的能效對比

圖10 突出了BC2電路軟開關法和COSS 放電省電的優勢，特別是在低負載下這種優勢更加明顯。

3.4. 熱測量

電流軟開關法能夠降低開關晶體管的功率損耗，圖11所示是在一個功率因數校正應用中，BC2解決方案與碳化硅二極管在功率MOSFET晶體管上產生的溫度差(18 °C)。

如果功率MOSFET晶體管的工作結溫相同，(Tj(avg))BC2解決方案可以讓散熱器變得更小。

這樣，節省的空間抵消了BC2電路的小線圈L所占的空間。因此，BC2電路擁有與碳化硅二極管解決方案相同的功率密度。

雖然采用熱優化技術，但是，當功率MOSFET的RDS(on)導致結溫Tj(avg) 上升到 90 °C時，采用BC2的解決方案的能效略有降低，不過BC2概念的能效還是高于碳化硅二極管。因此，在圖11和圖9所 示的90 VRMS能效比較中，應該從Pout x [1/(SiC_efficiency) – 1/(BC2_ efficiency)]= 5.4 W的省電數值中扣除 0.75 W。

總之，BC2電路的功率密度和能效均優于碳化硅二極管。

圖11:溫度測比較

另一種優化BC2概念的方法是縮減功率MOSFET晶體管的有效面積，獲得與碳化硅二極管相同的能效。

在圖11所給的示例中，至少可以去除一個功率 MOSFET開關管。這樣，隨著導通電阻RDS(on) 增加，開關管的功率損耗不必再乘以2。實際上，整體功率損耗降低的另一個原因是MOSFET等效電容COSS 也被削減一半。

在圖11的示例中，一個導通電阻RDS(on)小于0.46 ?的、輸出功率450 W的功率MOSFET與一個碳化硅二極管和兩個并聯功率MOSFET的結構的能效相同。

這個功耗優化方法對大眾市場應用有吸引力:BC2解決方案應考慮到意法半導體的能效概念和節省一支功率MOSFET。

BC2概念的成本效益高于碳化硅二極管解決方案。

3.5. BC2設計工具

意法半導體開發出一個軟件工具，能夠幫助設計人員根據電源規格快速確定BC2拓撲的規格。

圖12:BC2設計工具

該軟件設計工具可以提供微型線圈和主功率因數校正器的輔助線圈的參數、二極管選型和功率MOSFET的RDS(on)。還可算出每個組件的功率損耗，并與使用一個碳化硅二極管的功率因數校正器對比。


4. 結論

BC2電路使用一個軟開關法，通過一個獨特的無損恢復電路幫助電源設計人員實現最高能效目標。

意法半導體推出了BC22概念專用二極管，以提高連續導通功率因數校正器（CCM PFC）的性能，如表4所示。

表4:BC2電路在450 W 140 kHz功率因數校正器中的優點

此外，把BC2概念用于大眾市場和高端功率因數校正器是設計人員支持現有市場能效推薦標準的理想選擇，例如，在電源額定功率20%、50%和100%負載下能效高于80%的銅牌、銀牌和金牌80 Plus能效標準。

此外，BC2及其功率組件特別適用于升壓或降壓轉換器，這兩種器件是太陽能逆變器或計算機和電信設備的開關電源（SMPS）的常用功率器件。

5. 參考文獻
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