新能源汽車充電系統中的肖特基二極管應用：如何優化能效？|MDD

隨著新能源汽車市場的迅猛發展，充電系統作為其關鍵組成部分，對效率、體積和可靠性提出了更高要求。肖特基二極管（Schottky Diode）因其低正向壓降、快恢復特性、開關速度快等優勢，成為新能源汽車充電模塊中不可或缺的重要元器件。

一、肖特基二極管在充電系統中的作用

在新能源汽車的車載充電器（OBC）、DC/DC轉換器及整流模塊中，肖特基二極管主要承擔以下功能：

整流功能：在AC-DC整流階段，肖特基二極管可用作輸出整流器，減少導通損耗。

自由wheeling（續流）二極管：在DC/DC降壓（Buck）或升壓（Boost）拓撲中作為續流二極管，降低反向恢復損耗，提高轉換效率。

極性保護：防止電池接反或電路中出現負電壓，保護系統安全運行。

二、肖特基二極管如何優化充電能效？

降低正向壓降，減少功率損耗

肖特基二極管的正向壓降（VF）通常在0.2V~0.5V之間，遠低于普通硅整流二極管的0.7V左右。當通過較大的充電電流時，壓降越小所帶來的導通功耗就越低。以一顆肖特基管承載20A電流為例，若VF為0.4V，則導通損耗為8W，而若使用普通整流二極管（VF約為0.7V），損耗則達到14W，效率差異顯著。

快速開關，減少反向恢復損耗

肖特基二極管為金屬-半導體結結構，幾乎無存儲電荷，反向恢復時間（Trr）極短，基本接近零。這一特性使其在高頻充電模塊中具有更低的開關損耗，適用于數百kHz甚至MHz級別的工作頻率，從而幫助提升系統整體轉換效率。

降低EMI，提高系統穩定性

肖特基二極管的快速開關特性雖然有助于降低損耗，但也可能引入高頻噪聲。通過選擇低Qrr、低電容封裝產品，并配合濾波或軟開關技術，可以有效抑制EMI，保障充電系統在復雜工況下的穩定運行。

三、選型與注意事項

耐壓裕量要充足：在新能源汽車的OBC或DC-DC電路中，肖特基二極管的耐壓需高于輸出電壓的1.2~1.5倍，避免電壓沖擊導致擊穿。

關注封裝與散熱：大電流工作時要重視封裝熱阻，優選TO-220、TO-247、DPAK、MBR等低熱阻封裝，搭配良好的散熱設計可大幅提升器件可靠性。

避免漏電流過大：肖特基二極管在高溫下的反向漏電流較大，選型時應考慮Tj與Ir的變化趨勢，避免系統待機功耗過高或影響壽命。

綜上，肖特基二極管憑借其低VF、快恢復、低損耗等特性，正在新能源汽車充電系統中發揮著越來越重要的作用。通過合理選型與系統級優化，可以有效降低導通與開關損耗，提高能效，延長整機壽命。作為MDD的FAE，我們建議在設計之初就綜合考慮工作電壓、電流、熱設計和EMI等因素，充分發揮肖特基二極管在高效能源轉換中的核心優勢。