MDD肖特基二極管在光伏與車載 OBC 的應(yīng)用場景及案例

MDD肖特基二極管 因其低正向壓降（VF）、無明顯反向恢復(fù)時(shí)間（trr）和高頻特性，在高效率電源領(lǐng)域有著不可替代的作用。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，光伏發(fā)電系統(tǒng)與車載 OBC（On-board Charger，車載充電機(jī)）對(duì)功率器件提出了更高的效率、耐溫和可靠性要求。作為FAE，在項(xiàng)目支持中我們發(fā)現(xiàn)，SBD在這兩類應(yīng)用中雖場景不同，但核心需求高度一致：降低功耗、提升效率、提高長期可靠性。

二、光伏應(yīng)用場景
典型電路位置
在光伏逆變器和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，SBD常用作自由輪二極管（Freewheeling Diode）或防反二極管（Blocking Diode）：
自由輪二極管：用于 Boost、Buck-Boost 等直流變換電路，抑制開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰。
防反二極管：防止夜間或陰影條件下電池板被逆向放電。
技術(shù)挑戰(zhàn)
光伏場景的主要挑戰(zhàn)是高溫+高電流：
白天陽光直射，組件環(huán)境溫度可達(dá) 70℃，加上功率損耗產(chǎn)生的結(jié)溫，SBD需具備高耐溫（TJmax ≥ 175℃）特性。
電流密度大，需低VF以降低導(dǎo)通損耗，同時(shí)抑制高溫漏電流（IR）。
FAE選型建議
電壓等級(jí)：常用 45V~150V 硅 SBD，或 600V 以上 SiC SBD（適合Boost/PFC環(huán)節(jié)）。
封裝選擇：高功率可用TO-247、TO-220，低功率用DPAK/TO-252。
案例：某 5kW 光伏逆變器，原方案用硅 SBD 600V，在高溫條件下 IR 過大導(dǎo)致效率下降，改用 SiC SBD（650V/10A），效率提升約 1.2%，散熱壓力顯著減小。

三、車載 OBC 應(yīng)用場景
典型電路位置
OBC 是將交流電網(wǎng)電（AC）轉(zhuǎn)換為高壓直流（DC）給動(dòng)力電池充電的關(guān)鍵模塊，SBD常用于：
PFC（功率因數(shù)校正）階段：SiC SBD 替代超快恢復(fù)二極管，消除反向恢復(fù)損耗。
DC/DC 隔離階段：在 LLC 諧振或全橋電路中作為整流器件，提升轉(zhuǎn)換效率。
技術(shù)挑戰(zhàn)
OBC 長時(shí)間滿載運(yùn)行，熱管理壓力大。
車載環(huán)境需滿足 -40℃~150℃ 的寬溫范圍，且抗振動(dòng)、抗沖擊能力強(qiáng)。
對(duì) EMI 抑制有嚴(yán)格要求，高頻特性好的 SBD 可減小EMI濾波壓力。
FAE選型建議
SiC優(yōu)先：600V~1200V SiC SBD 幾乎無反向恢復(fù)電流（Qrr ≈ 0），適合高頻 PFC 與 LLC 整流。
封裝選型：車載常用Kelvin源引腳封裝（如TO-247-4L）降低寄生電感，減少開關(guān)尖峰。
案例：某 6.6kW OBC，原方案PFC二極管為Si超快恢復(fù)二極管，滿載效率94.3%，改用 650V SiC SBD 后效率提升至95.8%，器件溫升降低約 12℃，EMI測試裕度增加2dB。

四、光伏 vs 車載 OBC 的選型差異

無論是在光伏系統(tǒng)還是車載 OBC 中，肖特基二極管都承擔(dān)著高頻、高效率的整流任務(wù)。在光伏中，低VF和低IR是關(guān)鍵；在OBC中，低Qrr與高頻特性是重點(diǎn)。隨著 SiC SBD 技術(shù)成熟，越來越多設(shè)計(jì)正從傳統(tǒng)硅 SBD 過渡到 SiC SBD，以滿足高效率、長壽命和高可靠性要求。FAE 在實(shí)際支持中，應(yīng)結(jié)合應(yīng)用工況和客戶的效率目標(biāo)，提供數(shù)據(jù)化的選型建議與實(shí)測對(duì)比，從而幫助客戶快速優(yōu)化系統(tǒng)性能。