新能源汽车充电系统中的肖特基二极管应用：如何优化能效？|MDD

随着新能源汽车市场的迅猛发展，充电系统作为其关键组成部分，对效率、体积和可靠性提出了更高要求。肖特基二极管（Schottky Diode）因其低正向压降、快恢复特性、开关速度快等优势，成为新能源汽车充电模块中不可或缺的重要元器件。
一、肖特基二极管在充电系统中的作用
在新能源汽车的车载充电器（OBC）、DC/DC转换器及整流模块中，肖特基二极管主要承担以下功能：
整流功能：在AC-DC整流阶段，肖特基二极管可用作输出整流器，减少导通损耗。
自由wheeling（续流）二极管：在DC/DC降压（Buck）或升压（Boost）拓扑中作为续流二极管，降低反向恢复损耗，提高转换效率。
极性保护：防止电池接反或电路中出现负电压，保护系统安全运行。
二、肖特基二极管如何优化充电能效？
降低正向压降，减少功率损耗
肖特基二极管的正向压降（VF）通常在0.2V~0.5V之间，远低于普通硅整流二极管的0.7V左右。当通过较大的充电电流时，压降越小所带来的导通功耗就越低。以一颗肖特基管承载20A电流为例，若VF为0.4V，则导通损耗为8W，而若使用普通整流二极管（VF约为0.7V），损耗则达到14W，效率差异显著。
快速开关，减少反向恢复损耗
肖特基二极管为金属-半导体结结构，几乎无存储电荷，反向恢复时间（Trr）极短，基本接近零。这一特性使其在高频充电模块中具有更低的开关损耗，适用于数百kHz甚至MHz级别的工作频率，从而帮助提升系统整体转换效率。
降低EMI，提高系统稳定性
肖特基二极管的快速开关特性虽然有助于降低损耗，但也可能引入高频噪声。通过选择低Qrr、低电容封装产品，并配合滤波或软开关技术，可以有效抑制EMI，保障充电系统在复杂工况下的稳定运行。
三、选型与注意事项
耐压裕量要充足：在新能源汽车的OBC或DC-DC电路中，肖特基二极管的耐压需高于输出电压的1.2~1.5倍，避免电压冲击导致击穿。
关注封装与散热：大电流工作时要重视封装热阻，优选TO-220、TO-247、DPAK、MBR等低热阻封装，搭配良好的散热设计可大幅提升器件可靠性。
避免漏电流过大：肖特基二极管在高温下的反向漏电流较大，选型时应考虑Tj与Ir的变化趋势，避免系统待机功耗过高或影响寿命。
综上，肖特基二极管凭借其低VF、快恢复、低损耗等特性，正在新能源汽车充电系统中发挥着越来越重要的作用。通过合理选型与系统级优化，可以有效降低导通与开关损耗，提高能效，延长整机寿命。作为MDD的FAE，我们建议在设计之初就综合考虑工作电压、电流、热设计和EMI等因素，充分发挥肖特基二极管在高效能源转换中的核心优势。