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: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 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