電力変換から効率最適化へ：電力システムにおけるショットキーダイオード

I. 構造と今後の特徴

ショットキー ダイオードは金属半導体接合を形成し、PN 接合遅延を回避し、順方向電圧降下を低く抑えます (通常 0.2～0.4 V)。

これにより、特に低電圧および高速アプリケーションにおいて、伝導損失が大幅に削減され、変換効率が向上します。

II. 高周波整流における重要な役割

これらは、高速回復および降圧変換用の出力整流器として AC-DC SMPS で広く使用されています。

ノートパソコンのアダプターや USB PD 充電器などの熱に敏感なデバイスでは、熱抵抗が低いため熱設計が簡素化されます。

III. DC-DCモジュールと同期整流

ショットキー ダイオードは MOSFET と同期してフリーホイール パスとして機能し、DC-DC モジュールの逆導通を防止します。

このトポロジは、自動車用電源、LED ドライバ、組み込み産業用システムでよく使用されます。

IV. 逆極性保護とサージ抑制

ショットキー ダイオードはスイッチングが高速で電圧降下が低いため、バッテリーの逆極性保護と誘導エネルギーの放散に不可欠です。

インダクタ間に接続することで逆エネルギーを急速に放出し、MOSFET の破壊を防ぐことができます。

V. 将来展望：GaN/SiCの相乗効果と双方向の拡大

GaN と SiC は高電圧領域で台頭していますが、ショットキー ダイオードは低電圧設計において依然としてコスト効率と効率に優れています。

将来のトレンドとしては、統合電源モジュール、双方向ショットキー設計、コンパクトで高性能なシステムのためのアレイ パッケージングなどが挙げられます。

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