四.器件應力的分析

1. PFC電感應力

從上面的工作狀態(tài)，我們可以知道，PFC電感的前端接輸入，后端電壓在開關不同的狀態(tài)分別接PFC電容三個電位，P，O，N，我們以輸入的三相中點為基準， PFC母線電壓是波動的，三個狀態(tài)的電壓分別為：

其中Vu，Vv，Vw為三相開關端點相對母線電容中點的電壓，以A相為例，當Va>0時，Vu可以取0，400V，而其余B，C相可以取除（400V，400V）以外的任意向量，因B，C相不可能同時為正，所以此時PFC電感右端的電壓范圍-266～533V。

同理當Va<0時Vu可以取0，-400V，而其余B，C相可以取除（-400V，-400V）以外的任意向量，所以此時PFC電感右端的電壓范圍-533～266V。電感兩端的電壓峰值出現在該相60度時（大于60度后其余兩相為負，GND到O的電壓最大值變成了133V，所以從仿真上可以看出峰值電壓的跌落，最大值為：

2. MOSFET和二極管應力

如圖1所示，每相的兩個二極管跨接在正負母線之間，其中點的電平可以為0，-400V，400V，所以對于二極管，其兩端承受的最大平臺電壓為輸出PFC輸出電壓，800V母線電壓考慮MOS開關帶來的電壓尖峰，二極管的最大尖峰電壓會接近1000V，其電流應力可以通過控制方程計算出來。

其實考慮整流二極管不僅要考慮耐壓、通流能力，還有一個很重要的參數是抗浪涌沖擊的能力。在實際調試的過程中，有嘗試選擇用SiC二極管，但是SiC二極管的抗浪涌沖擊電流的能力比較弱，所以一般都是采用超快恢復的高壓二極管，比如Microsemi的ATP30DQ1200B系列。我們知道，當模塊在打浪涌的時候，電流都是走低阻抗的路徑，一般前級的壓敏電阻會泄流一部分電流，但是壓敏電阻不會泄放所有的電流，依然會有大量的電流留到后級電流中。對于單相模塊，一般的做法是在PFC電感前面增加一個二極管到PFC母線電容，這樣，浪涌電流就會通過防雷二極管引入到PFC母線電容，保護了功率器件。但是對于三相PFC而言，PFC電容是一個五電平的波動，無法采用這種方法。否則，電路正常工作時就會有電流流過該二極管而導致Vienna無法工作。所以，大電流會通過電感、PFC Diode進入母線電容，這個時候就要求PFC Diode抗浪涌電流的能力比較強。

MOSFET的VDS電壓，由于采用三電平技術，使MOSFET電壓只有三相PFC 800V母線電壓的一半，考慮尖峰，這個電壓會接近600V。對于MOS電壓應力我們最關心的是對頂MOS的中點相對三相輸入的參考地的電位差，如果采用隔離光耦進行驅動，這個電壓決定隔離驅動光耦的選型。