随着PFC拓扑中采用SiC 肖特基二极管，旁路二极管被用来限制通过 SiC 二极管的正向电流，以防浪涌电流影响电源干线。图 1 说明了旁路二极管通常如何在经典 PFC 中实现。仅当整流电压高于输出电压时（例如浪涌事件），旁路二极管才会导通。

图 1：经典 PFC 的简化电路

个测试使用 800W PFC 评估板1 的原始设置，并在实施旁路二极管的情况下执行。为了显示糟糕的浪涌电流条件，选择了以下测试设置：

输入电压：Vin=90V交流

开关频率：fsw = 130kHz

输出功率：Pout=800W

浪涌脉冲：Vsurge = 4kV，Z = 2 Ω，φ = 90°，LN 配置

浪涌抗扰度测试

浪涌抗扰度测试在90°（即在正弦波顶部添加正电压脉冲）进行。具体而言，选择使用1.2/50μs、峰值4kV的脉冲电压波的组合波试验。该测试由适用于电信要求的 IEC 61000-4-5 标准定义。

这项研究包括 PFC 电路中与浪涌抗扰度有关的坏可能条件。当施加输入电压时，进入电路的电流。在此工作点，电流流过 PFC 扼流圈并使其饱和。这种饱和导致电感减小和扼流圈特性降低。饱和扼流圈对这个环节的贡献不大。

限制浪涌电流脉冲

限制浪涌发生时的浪涌电流脉冲。这会导致升压二极管承受更高的应力，同时更多的浪涌电流会流经升压二极管，而不是通过旁路二极管。在这种的情况下，升压二极管承受的应力（流经升压二极管的电流）。

张电流波形屏幕截图是在升压二极管 和旁路二极管 (S5K) 上捕获的，以显示浪涌事件期间这两个二极管之间的电流分配。当浪涌脉冲施加到电源输入（800 W PFC）时捕获波形。两个二极管在峰值电流值下同时导通约 80μs：

升压二极管 (IDH06G65C6): IF,max = 23.4A,

旁路二极管 (S5K)：IF,max = 308A。

电流波形也被捕获，输入电压在浪涌脉冲处迅速增加。测试板具有 MOV（金属氧化物变阻器），可在浪涌事件期间钳位高电压。 MOV 影响流经旁路二极管和升压二极管的电流。施加了差模浪涌脉冲，导致流经旁路二极管的电流出现特殊行为。

浪涌事件后的两个电流脉冲

浪涌事件后有两个电流脉冲。个脉冲出现在施加浪涌脉冲时。第二个脉冲是 MOV 钳位的二次效应。当MOV钳位时，整流电压下降，旁路二极管停止导通。当 MOV 释放时，输入电压增加，并通过旁路二极管注入第二个脉冲。

由于 PFC 扼流圈限制了快速瞬变，因此流经升压二极管的电流很平稳。在工作条件下，升压二极管（碳化硅二极管）没有看到任何额外的应力。通过二极管的电流在规格范围内。第二种场景考虑电路中没有旁路二极管的浪涌抗扰度测试。

旁路二极管的功能被禁用

旁路二极管已从 800 W PFC 板上拆焊。这意味着旁路二极管的所有功能都被禁用。为了获得与之前场景相同的测试条件，我们应用了相同的输入电压、输出负载和浪涌电流。

当浪涌脉冲通过电路时，通过升压二极管的电流增加到24A。该电流值仍然在数据表中给出的浪涌电流规格范围内。升压二极管通过了测试，但桥式整流器由于电压应力过高而失败。

即使不使用旁路二极管，CoolSiC G6 二极管也不会限制 PFC 级的浪涌抗扰度。带旁路和不带旁路的设计之间的比较表明了旁路二极管的明显优势。它可以充分保护 PFC 电路免受高浪涌电流的影响，并且在稳态条件下不会产生任何额外的功率损耗，因为它仅在阳极上的电压高于阴极上的电压时才导通。因此，它是一种在浪涌电流等条件下很少导通的安全元件。