什么是MPS结构？Vishay SiC肖特基二极管如何提升效率与绝缘性？

大家好，今天咱们来聊聊Vishay的那些事儿——具体来说，是他们家新推出的第三代650V和1200V碳化硅（SiC）肖特基二极管。很多工程师朋友可能在追求更高电源效率和更可靠绝缘设计时，遇到过瓶颈。传统器件在高压、高温下表现不佳，或者开关损耗太大，导致系统效率上不去。Vishay的这些新品，据说在提**率的同时，还增强了电绝缘性，这到底是怎么做到的？背后关键的MPS结构又暗藏哪些玄机？咱们今天就掰开揉碎聊一聊。

MPS结构：不只是名字炫酷

MPS，中文叫混合PIN肖特基（Merged PIN Schottky）结构，可不是简单的技术迭代。它巧妙地融合了肖特基二极管和PN结二极管的优势。

• 传统肖特基二极管的缺点：在高电压下，反向漏电流比较大，特别是温度一高，更容易“漏电”，这限制了它在高压场景的应用。

• MPS结构的巧妙之处：它在肖特基接触区域集成了PIN结构。通俗讲，就是让PIN结在高压下帮忙“挡枪”，抑制电场峰值，从而显著降低反向漏电流。同时，在导通大电流时，PIN结构还能注入少数载流子，引起电导调制，降低二极管的正向压降（Vf），从而减少导通损耗。Vishay的这批新品正向压降*低可至1.30V，有的型号甚至能做到1.35V 。

所以，MPS结构本质上是一种“双赢”的设计，兼顾了低压降和高压下的可靠性。

效率提升的秘密武器

Vishay的第三代SiC二极管通过多项改进，实实在在地提升了电源系统的效率。

• 近乎零的反向恢复电荷（Qrr）：这是SiC肖特基二极管相对于传统硅基快恢复二极管（FRD）的一个巨大优势 。硅二极管在开关过程中，会有严重的“反向恢复拖尾”现象，产生很大的开关损耗和噪声。而SiC材料的特性使得Vishay的这些二极管几乎没有恢复尾电流 。这意味着开关速度可以更快，开关损耗显著降低，特别适用于高频硬开关电路。

• 低电容电荷（Qc）：新品电容电荷可低至7.2 nC（小电流型号）。低Qc意味着二极管在开关过程中所需的充放电能量更少，这进一步降低了开关损耗，提升了高频下的工作效率 。

• 正温度系数，便于并联：另一个对系统设计有利的特性是，它的正向压降具有正温度系数 。这意味着当电流增大、温度升高时，它的导通电阻也会增大，从而自然抑制电流继续增大，使得多个二极管并联时，电流能够自动均流，提高了系统的可靠性和功率扩展能力。

电绝缘性如何增强？

高压应用下，爬电距离和封装材料直接决定系统的安全性和可靠性。Vishay在这代产品上也下了功夫。

• SlimSMA HV封装与3.2mm*小爬电距离：针对高压应用，Vishay为一些型号采用了SlimSMA HV (DO-221AC) 封装，并提供了3.2 mm的*小爬电距离 。爬电距离是沿绝缘表面测得的两个导电部件间的*短距离。这个距离越大，在高电压下发生沿面击穿的风险就越低，电绝缘性能自然更好。

• 高CTI模塑化合物：CTI（相对漏电起痕指数）是衡量绝缘材料耐电痕化能力的指标。Vishay在SlimSMA HV封装中采用了CTI ≥ 600的模制化合物 。高CTI值意味着封装材料在潮湿和污秽环境下更能抵抗导电通路的形成，确保了即使在恶劣环境下也能保持出色的电绝缘性能，这对于工业、光伏等应用至关重要。

实际应用在哪里？

了解了这些特性，我们来看看它具体能用在哪些地方，解决哪些实际问题。

• 服务器与数据中心电源：在服务器电源的PFC（功率因数校正）电路、DC/DC转换器中，采用这类**SiC二极管，可以显著降低能耗，提升电源效率（PUE）。对于全年不间断运行的数据中心，哪怕效率提升零点几个百分点，节能效果都非常可观。

• 新能源发电与储能：在光伏逆变器、储能系统（ESS）中，特别是1200V的高压型号，能够有效应对直流侧的高电压，减少开关损耗，提升系统转换效率，同时增强在户外环境下的长期可靠性。

• 工业驱动与工具：工业电机驱动、大功率电动工具等应用环境恶劣，对温度和可靠性要求高。SiC二极管的高温工作能力（+175°C）和强健的浪涌能力（某些型号高达260A）使其能胜任严苛的工业环境 。

• 汽车与充电设施：虽然搜索结果未直接提及车规级应用，但SiC技术是800V平台电动车和直流快充桩的关键。低损耗、高频率的特性有助于实现更小、更轻、更**的车载充电机（OBC）和直流充电模块 。

总结与观点

Vishay的第三代650V和1200V SiC肖特基二极管，通过创新的MPS结构、优化的封装技术，确实在提升效率（尤其是高频开关效率）和增强电绝缘可靠性方面带来了显著价值。

从市场角度看，SiC二极管正在从中高端应用逐渐走向更广泛的普及。其初期成本可能高于传统硅器件，但从整个系统生命周期看，因其**节能带来的综合成本降低和性能提升，使得其性价比越来越有吸引力。

对于工程师而言，在选择或替换二极管时，除了关注电压电流等级，还应深入考察反向恢复特性、开关损耗、封装绝缘性能等参数。Vishay的这款产品系列提供了一个在高频、高压、高温场景下的**解决方案。

*后提醒一点：设计时一定要充分利用其正温度系数便于并联的特性，这可以简化大功率电源的设计，并提高系统的冗余度和可靠性。