尽可能降低功耗、在节约本钱的前提下进步功率密度，是现代高效开关电源所面临的重要应战。开关电源的规划方针是下降功率的通态损耗和开关损耗[1]。
不影响功率密度和本钱而且能够优化功率通态损耗的意图很难完成，因为这需求许多资料和元件，需求各种晶片，或增大铜线面积。与通态损耗不同，下降功率开关损耗而不大幅进步电源本钱比较简单做到。本文要点论说的电路选用软开关法，能效比优于碳化硅二极管。
1 能量康复电路
该电路参照软开关[2]要求而规划，如图1所示。为了康复线圈L贮存的能量，在升压线圈LB邻近新增加了两个二极管 D1和D2，别的还有两个辅佐线圈NS1和NS2。
1.1 概念描绘
在晶体管TR导通时，线圈NS1能够康复升压二极管DB上流过的反向康复电流IRM[3]。沟通输入电压还调制升压二极管电流IDB及其相关的反向康复电流IRM。该调制进程让流经线圈L的反向康复电流IRM被线圈NS1重置。当晶体管关断时，辅佐线圈NS2把小线圈L的额定电流注入到输出电容。流经小线圈L的电流经过二极管D2消失在体电容内。当dI/dt斜率较低时，如在开关变换器断续状况下，附加线圈NS1和NS2将影响到关断二极管D1和D2；二极管反向康复电流IRM也不会影响电路特性。
1.2 相位时序描绘
变压比m1和m2是线圈NS1和NS2别离与NP的比值。
在t0前，康复电路的特性与传统升压转换器的特性相同。
在t0时，功率晶体管导通，DB的电流等于I0。在t0+时，电流软开关发动，无开关损耗。在t0后，流经DB的电流线性降至-IRM。
在t1+时，升压二极管DB关断。因为反射电压VNS1低，为了消除二极管D1上的反向康复电流发生的不良效应，需求坚持dI/dt_D1为低斜率。可是，在这个相位期间，升压二极管DB被施加了一个高反向电压。这个特性需求这种运用加上一个二极管，以使得二极管反向康复电流IRM与击穿电压坚持准确平衡。
在t2时，二极管D1上的电流为0 A，康复电路变成了一个比较传统的功率升压变换器。
在t3时，功率晶体管关断。与此一起，主线圈上的电压极性也发生改变，直到DB二极管从头导通。
在t4时，二极管D2上的电流到达0 A，康复电路又变成一个传统的功率升压变换器，仅有升压二极管DB导通。
电路需用到一个击穿电压高于600 V的特别二极管。此外，还需优化这个二极管的反向康复电流，避免功率晶体管TR在t1～t2相序期间内遭到较高的电流的冲击。
1.3 核算m2和m1变压比
为了在t1～t2和t3～t4相序期间能够契合断续形式，图2显现的时刻td1和td2应为正值。依据接连导通作业形式CCM（Continuous Conduction Mode）功率因数校对的原理和tD1_ON、tD2_ON的成果，能够确认变压比m1和m2。
其间，PIN是功率因数校对电路（PFC）[4]的输入功率，FS是开关频率；VmainsRMSmax是电路电压最大值；IRMmax是在导通电流改变率和最高作业结温条件下的反向康复电流最大值。
2 450 W功率因数校对电路的电能康复电路
为展现康复电路的长处，制作了一个VmainsRMS为90～260 V的通用系列450 W功率因数校对器，该系列产品选用硬开关形式和一个规范均流式 PWM控制器。从导通状况、能效比较和热量丈量3个方面将电能康复电路和碳化硅肖特基二极管进行了比较。
2.1 康复电路规划
在丈量电能康复电路时运用了特定的二极管，图1中DB选用STTH8BC065DI，D2选用STTH8BC060D，D1选用STTH5BCF060。
2.2 康复电路的典型波形
图3所示是200 kHz的功率因数校对电路的典型电能康复电路波形。每次功率晶体管导通时，就会发生一次电流软开关操作。这条曲线杰出标明D1、D2两个二极管总是处于断续状况；D1康复DB的IRM电流；而D2则经过功率因数校对电路中的体电容发送线圈L贮存的电流。在t0～t1和t4～t5相序期间，一旦D2关断，功率晶体管的漏极电压将当即下降，一起消除了关断损耗。
2.3 能效比较
在两个相同的Vmains电压和140 kHz相同开关频率的条件下对电能康复电路和SiC肖特基二极管进行了能效比较，如图4和图5所示。当电源电压为230 VRMS时，在加全负载的条件下，康复电路比8 A SiC二极管省电约2.25 W，在负载100 W时省电约1 W。
在加低负载的条件下，因为康复电路关断损耗比SiC二极管低，NS2 发生的反射电压依然能够进步电能康复电路的能效。但若功率因数校对电路作业于断续形式（<100 W），电能康复电路将与SiC二极管的能耗相同，如图4所示。
在电压为90 VRMS时，软开关办法的优势与功率晶体管体%&&&&&%COSS放电节约的能量加在一起进一步杰出了电能康复电路的长处。在输出功率到达450 W时，电能康复电路相比较SiC二极管省电约5.4 W；在低负载的状况下，因为没有关断损耗，电能康复电路比SiC二极管省电约1.7%。加强了软开关法电能康复电路和COSS放电下降能耗的优势，尤其是在低负载的条件下这种优势将更为显着。
2.4 热丈量
电流的软开关法能够下降功率晶体管的功率损耗，图6所示是在一个功率因数校对电路中，电能康复电路的解决方案与SiC二极管在功率晶体管上发生的温度差(18 ℃)。假如功率晶体管的PN结温度相同，电能康复电路应该能够进一步减小散热器的体积。这样，节约的空间就抵消了电能康复电路的微型线圈L所占的空间。而且，康复电路具有了与SiC二极管相同的功率密度。
尽管选用了热量优化技能，但假如功率晶体管的RDS(on)致使PN结温度上升到90 ℃时，选用电能康复电路的能效就会有所下降，不过仍是高于SiC二极管。因而，在图5和图6所示的90 VRMS能效比较中，有必要从节约的电能Pout×[1/(SiC_efficiency)-1/(BC2_efficiency)]=5.4 W中减去0.75 W。总而言之，电能康复电路的节能作用和功率密度均优于SiC二极管。
电能康复电路运用电流软开关法，能够经过一个特有的无损康复电路协助电源规划人员完成进步能效的方针。运用专用的二极管能够进步接连导通作业形式下功率因数校对电路的功能。
参考文献
[1] 罗萍，李强，熊富有，等．新式开关电源的关键技能[J]．微电子学，2005，35(1)：63-66．
[2] 齐群，张波．软开关PWM变换器开展总述[J]．电路与体系学报，2000(3)：50-56．
[3] 李思奇，郭犇，蒋晓华，等．动态死区按捺MOSFET反向康复电流的研讨[J]．电力电子技能，2010，44(7)：91-93．
[4] 林维明，汪晶慧，黄俊来，等．一种高效倍压升压型软开关功率因数校对电路[J]．我国电机工程学报，2008(36)：62-67．
