最新開發(fā)的一種 PFC 拓?fù)涫菆D騰柱 PFC。有源無橋拓?fù)涫褂瞄_關(guān)替代前面所示的無源拓?fù)渲械亩O管整流橋。這些附加的電源開關(guān)通常為硅 (Si)、碳化硅 (SiC) 或氮化鎵 (GaN)。這里重點(diǎn)介紹用于此拓?fù)涞?Si 和 SiC FET。碳化硅 (SiC) FET 只有兩個(gè)串聯(lián)的結(jié)（而升壓拓?fù)渲杏腥齻€(gè)）。利用 SiC FET 可實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)和更低的反向恢復(fù)電荷，從而降低開關(guān)損耗。圖 2-4 和圖 2-5 顯示了圖騰柱 PFC 拓?fù)涞膬煞N配置。

圖 2-4 采用二極管進(jìn)行線路整流的圖騰柱 PFC 電路

圖 2-5 采用 MOSFET 進(jìn)行線路整流的圖騰柱 PFC 電路

圖騰柱拓?fù)溆袃蓚€(gè)開關(guān)分支，右側(cè)分支帶有兩個(gè)硅 (Si) MOSFET（圖 2-5 中的 Q3 和 Q4）或兩個(gè)二極管（圖 2-4 中的 D3 和 D4），左分支帶有兩個(gè) SiC FET（圖 2-4 中的 Q1 和圖 2-5 中的 Q2）。右側(cè)分支稱為慢橋臂，能夠以電網(wǎng)頻率（通常為 50Hz 或 60Hz）為交流信號(hào)提供線路整流。慢橋臂采用半橋配置，因此需要一個(gè) 600V 半橋驅(qū)動(dòng)器。之所以出現(xiàn)這種電壓額定值，是因?yàn)檫@些電路通常輸出大約 400V 直流。左側(cè)分支即快速橋臂，以高頻（100kHz 至 250kHz）進(jìn)行開關(guān)，用于升高電壓并調(diào)整輸入電流。在這種高開關(guān)頻率下，產(chǎn)生噪聲的瞬態(tài)會(huì)導(dǎo)致操作困難，從而降低效率。這些瞬變是由兩個(gè)單獨(dú)接地基準(zhǔn)之間的差分電壓引起的。柵極驅(qū)動(dòng)器對(duì)此噪聲的耐受性稱為共模瞬態(tài)抗擾度 (CMTI)。隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器可提供高 CMTI，因此需要隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器來輸出 SiC 功率 FET 所需的高電流并保持高效率。

對(duì)于慢速橋臂，需要一個(gè) 600V 半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器提供高驅(qū)動(dòng)電流和快速開關(guān)特性，以驅(qū)動(dòng)所使用的大功率開關(guān)。UCC27714 是一款 600V 非隔離式驅(qū)動(dòng)器，具有 4A 峰值灌電流和 4A 峰值拉電流的高輸出電流能力。90ns 的低傳播延遲、20ns 的延遲匹配以及 HO 和 LO 15ns 的上升和下降時(shí)間有助于實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)所需的高效率。

快速橋臂上通常使用的 SiC FET 需要低延遲時(shí)間、高 CMTI 和高電流，以更大限度地提高效率。UCC21551 是滿足快速橋臂需求的驅(qū)動(dòng)器示例。UCC21551 的 CMTI 額定值為 125V/ns，驅(qū)動(dòng)電流為 4A 拉電流和 6A 灌電流。UCC21551 還具有所需的快速開關(guān)特性，例如 33ns 傳播延遲和 5ns 最大延遲匹配。UCC21551 的輸入側(cè)隔離額定值為 5kV_RMS 峰值增強(qiáng)型隔離柵以及 12V 或 17V UVLO 保護(hù)。