肖特基勢壘整流器一般用在單晶硅和多晶硅光伏(PV)面板的旁路二極管中，在出現低分流和高分流阻抗時，保護過熱點的光伏電池(參考圖1)。

　　圖1A，電池板中的低分流阻抗單元

　　圖1B，電池板中的高分流阻抗單元

　　在旁路應用中，肖特基勢壘整流器可發揮低正向電壓降的優勢，而且比普通P-N結整流器的功率耗散更小。然而，這種器件也具有低反向電壓擊穿的缺點，很容易因ESD(靜電放電)的電過應力(EOS)和感應的高電壓而損壞。圖1顯示的是，一個肖特基整流器在250V電壓下施加高電壓8/20 μs脈沖后失效的測試結果。

　　圖1，肖特基整流器在250V電壓和一個8/20 μs脈沖(2-Ω線阻)情況下失效。

　　ESD——靜電放電

　　光伏電池是用層壓膜與玻璃或透明的二氧化硅板壓到一起，或是用環氧樹脂材料粘在一起。玻璃、化學材料平板和層壓薄膜都很容易產生ESD，ESD的強度取決于表面直徑。ESD可能損壞肖特基整流器的芯片端，主要是通過過熱失效的方式(圖2A和2B)。

　　圖2A和2B：在肖特基芯片由ESD造成的過熱痕跡。

　　大多數旁路二極管的最大擊穿電壓只有45V到60V。然而，它們能處理的ESD也較低。Vishay的SB15H45和150SQ045的典型ESD為25KV(空氣放電)，采用10個100pF/1.5KΩ(per IEC61000-4-2)的脈沖。這些器件的測試結果參見表1。

　　表 1: SB15H45和 150SQ045的25KV 戶外空氣放電測試結果

　　這種ESD防護能力還不足以在為所有ESD狀況或從電源線和其他來源感應的高電壓提供保護。一個脈沖寬度為60ns的典型ESD波形如圖3所示。

　　由ESD和浪涌造成失效之間的區別是，他們涉及的失效器件的數量是不同的。在大多數由ESD引起的失效故障中，在接線盒里的兩個或三個器件當中的某一個會失效。而浪涌會損毀所有的旁路二極管。

　　圖3：典型的ESD波形。

　　反應能量和感應能量

　　當高功率電纜與太陽能電池板的電纜交錯或是平行擺放時，反應能量和感應能量也可能引起旁路二極管的失效。這種情況非常少見，也很難通過標準化的措施加以避免。

　　當接線盒與電路斷開，存儲在電纜里的能量會反作用到接線盒里的旁路二極管，這時就會產生反應能量。能量等級取決于電纜的長度和供電電壓。

　　大多數肖特基整流器的雪崩容量低于20mJ，還不足以應付反應能量。但Vishay的瞬態電壓抑制器(TVS)的雪崩能量可以從1/4焦耳到2焦耳。

　　圖4，標準8/20 μs IEC61000-4-5波形與350V和2-Ω線路阻抗條件下的旁路二極管

　　圖4顯示給接線盒中的3個旁路二極管施加350V(2-Ω線路阻抗)的測試結果。由于產生了電短路，所有3個旁路二極管都失效了。

　　TVS硅雪崩擊穿二極管可以用來保護旁路二極管免受來自閃電、高電荷的表面能量，以及高壓電源線等其他來源的感應電的高功率瞬態和浪涌的損害。為保護二極管免受此類瞬態和浪涌的損害，最好能在每個旁路二極管旁邊并聯一個TVS器件，如圖5所示。

　　圖5，Vishay TVS器件與每個旁路二極管并聯

　　上面的電路結構能夠在光伏電池板的生產、現場安裝過程中，以及驅動光伏系統時發生任何瞬態和浪涌的情況下，極好地保護旁路二極管。另一種解決辦法是在每個接線盒上加上一個TVS器件，如圖6所示。這種辦法也能保護旁路二極管免遭大多數瞬態和浪涌。

　　圖6，TVS器件與每個旁路二極管串并聯

　　為旁路二極管保護選擇TVS

　　在為光伏電池板和接線盒里的旁路二極管選擇TVS時，有幾個因素需要加以考慮。首先是TVS的耐壓。耐壓的意思是施加到器件上的電壓沒達到這個電壓時，TVS器件是不工作的。這個電壓比光伏電池板在瞬間高壓試驗的VOC高，是常規峰值VOC的1.4到1.6倍。

　　常規Voc與瞬間高壓試驗時的Voc

　　而且，TVS的功率等級應當根據應用的瞬態和浪涌能量的級別而定。軸向的P6KE和SMBJ系列表面貼裝器件的雪崩容量是1/4焦耳，足以對ESD和來自短電纜的反應能量提供保護。出于為旁路二極管和太陽能電池面板提供高功率瞬態和浪涌保護的目的，1.5KE和5KP系列軸向SMCJ器件針對出現的多數ESD、反應和感應浪涌，以及瞬態情況，提高了接線盒的可靠性。

　　測試結果

　　下表比較了在標準和非標準ESD測試條件下，肖特基整流器的旁路二極管功能。

　　表2是在標準IEC61000-4-5 ESD測試條件下肖特基整流器的ESD測試結果，器件是在懸浮條件下測試。

　　表2：肖特基整流器的ESD測試結果

　　表3顯示的是在非標準IEC61000-4-5 ESD測試條件下，一個肖特基整流器和一個并聯了TVS的肖特基整流器的ESD測試結果，整流器的一個引線接地。

　　表3：肖特基整流器和TVS的ESD測試結果

　　圖7是3個在750V和2 Ω線路阻抗條件下失效的3個旁路二極管與600-W P6KE52A TVS并聯的測試結果。

　　圖7，P6KE52A TVS與3個串聯的旁路二極管并聯

　　圖8顯示的是3個旁路二極管與一個5,000-W 5KP85A TVS并聯的測試結果。器件在1000V和2 Ω線路阻抗的條件下也沒有失效，流過TVS的電流大于417A。

　　圖8：5KP85A TVS與3個傳兩的旁路二極管并聯