要设计出具有最佳效率和外形尺寸的开关电源电路，二极管必须具有以下特点：反向恢复和正向恢复时间短，存储电荷最少的Qrr，泄漏电流和开关损耗小。过压和浪涌电流容量是非常重要的，它们可以用于处理PFC中由于起动和交流下降而产生的浪涌和过电流。只有使用SiC肖特基二极管才能实现这些特性。

    碳化硅肖特基二极管(SiC-SBD)相对传统的采用Si或GaAS技术的功率二极管(GaAS)而言，能显著降低开关损耗，提高开关频率，同时比采用Si技术的肖特基二极管具有更高的工作电压范围。在诸如PC、服务器和移动电话基站等系统中，可以使用碳化硅肖特基二极管作为可靠、紧凑、开关频率高的开关模式电源(SMPS)。由于碳化硅肖特基二极管缺少前向和后向恢复电荷，所以可以通过使用较小的MOSFET来降低成本，降低器件温度，提高SMPS的可靠性。这些二极管可以在高开关频率运行，不需要复杂的谐振开关电路或缓冲器，因为开关损耗小。较低的开关损耗使得SMPS不需要使用散热片和风扇。这种二极管在设计中被广泛应用，因为碳化硅肖特基二极管的开关行为独立于正向电流、开关速度(di/dt)和温度。本设计采用SiC肖特基二极管，使开关工作频率达到最大(最大可达1MHz)，因此可以使用体积较小的无源器件。

    本文通过碳化硅肖特基二极管在开关电源中的应用(并联)实例，说明碳化硅肖特基二极管的优良性能。

    一、碳化硅肖特基二极管实验模组。

    图显示了碳化硅肖特基二极管实验的电路模型。该装置由8个碳化硅肖特基二极管组成，它们安装在以Au-Si为焊剂的铜负极以及以铝为等电位连接线的铜正极和陶瓷基片(AIN)上，并且用硅橡胶隔热。试验中这八种二极管的固有参数并不完全相同。

    二、平行联结试验分析。

    对于碳化硅肖特基二极管，采用平行分流，碳化硅肖特基二极管的开关损耗很小，只考虑直流电流。基于最坏的考虑，模拟了碳化硅肖特基二极管的并联二极管共振。图2是暂态分析的模型。

    由于碳化硅肖特基二极管模块内各二极管的电流不能直接测量，为了验证各二极管的直流电流分流情况，因此对碳化硅肖特基二极管模块各二极管的表面温度进行了改测。芯片间的谐振现象也需要验证，同样，二极管的电流和电压不能被测量，所以需要测量模块的电压和电流。试验结果表明，各二极管在节温升高方面差异很小，如表1所示。采用碳化硅肖特基二极管后，使整个开关系统的损耗大大降低；同时，即使电路分流不均匀，也不会对谐振产生很大影响。

    三、结论。

    对于电力电子设备来说，SiC材料的优点不只是提高其抗压性能。硅基电力电子器件要想真正进入市场，与硅基器件竞争，更重要的是它在大幅降低功耗方面有很大的潜力。目前市场上的肖特基势垒二极管以及其它一些仍在试验中的碳化硅功率器件都证明了这一点。作为一种新型的电力电子器件材料，碳化硅的节能优势在电力电子技术中得到了快速的发展。在电力电子技术领域，SSiC与Si的另一个竞争优势是，它能兼顾器件的功率、频率和耐热。这正是电力电子技术的进一步发展对器件提出的基本要求，而Si和GaAs在这方面均有其局限性。

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