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MDD肖特基二极管在光伏与车载 OBC 的应用场景及案例
MDD辰达 | 2025-08-13 09:51:15    阅读:9   发布文章

MDD肖特基二极管 因其低正向压降(VF)、无明显反向恢复时间(trr)和高频特性,在高效率电源领域有着不可替代的作用。随着新能源产业的高速发展,光伏发电系统与车载 OBC(On-board Charger,车载充电机)对功率器件提出了更高的效率、耐温和可靠性要求。作为FAE,在项目支持中我们发现,SBD在这两类应用中虽场景不同,但核心需求高度一致:降低功耗、提升效率、提高长期可靠性。

二、光伏应用场景
典型电路位置
在光伏逆变器和光伏并网系统中,SBD常用作自由轮二极管(Freewheeling Diode)或防反二极管(Blocking Diode):
自由轮二极管:用于 Boost、Buck-Boost 等直流变换电路,抑制开关管关断时的电压尖峰。
防反二极管:防止夜间或阴影条件下电池板被逆向放电。
技术挑战
光伏场景的主要挑战是高温+高电流:
白天阳光直射,组件环境温度可达 70℃,加上功率损耗产生的结温,SBD需具备高耐温(TJmax ≥ 175℃)特性。
电流密度大,需低VF以降低导通损耗,同时抑制高温漏电流(IR)。
FAE选型建议
电压等级:常用 45V~150V 硅 SBD,或 600V 以上 SiC SBD(适合Boost/PFC环节)。
封装选择:高功率可用TO-247、TO-220,低功率用DPAK/TO-252。
案例:某 5kW 光伏逆变器,原方案用硅 SBD 600V,在高温条件下 IR 过大导致效率下降,改用 SiC SBD(650V/10A),效率提升约 1.2%,散热压力显著减小。

三、车载 OBC 应用场景
典型电路位置
OBC 是将交流电网电(AC)转换为高压直流(DC)给动力电池充电的关键模块,SBD常用于:
PFC(功率因数校正)阶段:SiC SBD 替代超快恢复二极管,消除反向恢复损耗。
DC/DC 隔离阶段:在 LLC 谐振或全桥电路中作为整流器件,提升转换效率。
技术挑战
OBC 长时间满载运行,热管理压力大。
车载环境需满足 -40℃~150℃ 的宽温范围,且抗振动、抗冲击能力强。
对 EMI 抑制有严格要求,高频特性好的 SBD 可减小EMI滤波压力。
FAE选型建议
SiC优先:600V~1200V SiC SBD 几乎无反向恢复电流(Qrr ≈ 0),适合高频 PFC 与 LLC 整流。
封装选型:车载常用Kelvin源引脚封装(如TO-247-4L)降低寄生电感,减少开关尖峰。
案例:某 6.6kW OBC,原方案PFC二极管为Si超快恢复二极管,满载效率94.3%,改用 650V SiC SBD 后效率提升至95.8%,器件温升降低约 12℃,EMI测试裕度增加2dB。

四、光伏 vs 车载 OBC 的选型差异
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无论是在光伏系统还是车载 OBC 中,肖特基二极管都承担着高频、高效率的整流任务。在光伏中,低VF和低IR是关键;在OBC中,低Qrr与高频特性是重点。随着 SiC SBD 技术成熟,越来越多设计正从传统硅 SBD 过渡到 SiC SBD,以满足高效率、长寿命和高可靠性要求。FAE 在实际支持中,应结合应用工况和客户的效率目标,提供数据化的选型建议与实测对比,从而帮助客户快速优化系统性能。


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