【经验】无反向恢复电流的SiC肖特基二极管提升两级光伏逆变器开关频率
随着半导体行业的发展，以SiC和GaN为代表的第三代半导体器件飞速发展，广泛应用于电气行业。其中SiC半导体器件耐压高，功率大，开关频率高，使得产品在效率和功率密度上可以取得很大的提升，非常适合应用在高频变换器中。
图1 LSIC2SD120A15实物图
LITTELFUSE公司是全球领先的电路器件供应商，其产品广泛应用在电子、电信、汽车及电气领域。其中LSIC2SD120A15是Littelfuse公司的一款1200V，15A的SiC肖特基二极管，该系列肖特基二极管几乎无反向恢复电流，可以承受高至120A的浪涌电流，结温也可以高至175℃。使用该款肖特基二极管可以有效提高产品的效率和可靠性。
在光伏发电产品中，根据用户需求会选择不同的电路拓扑。如果采用两级拓扑，前级Boost电路，后级逆变器电路，LSIC2SD120A15可以既应用在Boost电路中，也可以应用在逆变器电路中。
笔者曾经做过一款两级光伏逆变器产品，前级采用的是交错并联Boost电路，后级采用的三相全桥逆变电路。由于产品功率较大，单Boost电路器件选型比较困难，因而选取了交错并联Boost电路，既可以增大功率，同时可以利用耦合电感降低直流输出纹波，实用性较好。
图2为交错并联Boost电路，用作光伏发电变换器的前级，Vin为光伏组串产生的直流输入，经过Boost电路进行升压，将输出的高压直流母线作为逆变器（如图3）的直流输入进行前后级的级联。在Boost变换器和逆变器中有多个MOSFET或者IGBT器件，由于LSIC2SD120A15几乎无反向恢复电流，因而可以作为开关器件的反并联二极管使用，一方面有助于提升开关频率，另一方面可以有效减少开关过程中产生的尖峰，降低开关损耗，简化散热设计，从而进一步缩小产品体积，提升产品的功率密度。此外，LSIC2SD120A15还可以用作Boost变换器中的二极管，该二极管的开关波形与开关器件波形互补，所以没有反向恢复电流的SiC肖特基二极管可以明显地改善开关器件的运行情况。
图2 交错并联Boost电路
图3 并网逆变器电路
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