图

1 所示的所有拓扑都需要快速转换的功率开关。升压级和全桥变换级需要快速转换二

极管。此外，专门为低频

 (100Hz) 转换而优化的开关对这些拓扑也很有用处。对于任何特定

的硅技术，针对快速转换优化的开关比针对低频转换应用优化的开关具有更高的导通损耗。

II.　用于升压级的开关和二极管

　　升压级一般设计为连续电流模式转换器。根据逆变器所采用的阵列中太阳能模块的数量，
来选者使用

600V 还是 1200V 的器件。

　　功率开关的两个选择是

MOSFET 和 IGBT。一般而言，MOSFET 比 IGBT 可以工作在更

高的开关频率下。此外，还必须始终考虑体二极管的影响：在升压级的情况下并没有什么问
题，因为正常工作模式下体二极管不导通。

MOSFET 的导通损耗可根据导通阻抗 RDS(ON)

来计算，对于给定的

MOSFET 系列，这与有效裸片面积成比例关系。当额定电压从 600V 变

化到

1200V 时，MOSFET 的传导损耗会大大增加，因此，即使额定 RDS(ON) 相当，1200V

的

 MOSFET 也不可用或是价格太高。

　　对于额定

600V 的升压开关，可采用超结 MOSFET。对高频开关应用，这种技术具有最

佳的导通损耗。目前市面上有采用

TO-220 封装、RDS(ON) 值低于 100 毫欧的 MOSFET 和采

用

TO-247 封装、RDS(ON) 值低于 50 毫欧的 MOSFET。

　　对于需要

1200V 功率开关的太阳能逆变器，IGBT 是适当的选择。较先进的 IGBT 技术，

比如

NPT Trench 和 NPT Field Stop，都针对降低导通损耗做了优化，但代价是较高的开关

损耗，这使得它们不太适合于高频下的升压应用。

　　飞兆半导体在旧有

NPT 平面技术的基础上开发了一种可以提高高开关频率的升压电路

效率的器件

FGL40N120AND，具有 43uJ/A 的 EOFF ，比较采用更先进技术器件的 EOFF 为

80uJ/A ， 但 要 获 得 这 种 性 能 却 非 常 困 难 。 FGL40N120AND 器 件 的 缺 点 在 于 饱 和 压 降
VCE(SAT) (3.0V 相对于 125oC 的 2.1V) 较高，不过它在高升压开关频率下开关损耗很低的
优点已足以弥补这一切。该器件还集成了反并联二极管。在正常升压工作下，该二极管不会
导通。然而，在启动期间或瞬变情况下，升压电路有可能被驱使进入工作模式，这时该反并
联二极管就会导通。由于

IGBT 本身没有固有的体二极管，故需要这种共封装的二极管来保

证可靠的工作。

　　对升压二极管，需要

Stealth? 或碳硅二极管这样的快速恢复二极管。碳硅二极管具有很

低的正向电压和损耗。不过目前它们的价格都很高昂。

　　在选择升压二极管时，必须考虑到反向恢复电流

 (或碳硅二极管的结电容) 对升压开关

的影响，因为这会导致额外的损耗。在这里，新推出的

Stealth II 二极管 FFP08S60S 可以提

供更高的性能。当

VDD=390V、 ID=8A、di/dt=200A/us，且外壳温度为 100oC 时，计算得出

的开关损耗低于

FFP08S60S 的参数 205mJ。而采用 ISL9R860P2 Stealth 二极管，这个值则达

225mJ。故此举也提高了逆变器在高开关频率下的效率。

III.　用于桥接和专用级的开关和二极管