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用于高压SiC MOSFET串联电压平衡的可变关断栅极驱动技术

Variable Turn-OFF Gate Voltage Drive for Voltage Balancing of High-Speed SiC MOSFETs in Series-Connection

作者 Ye Zhou · Liang Xian · Xu Wang
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2022年8月
技术分类 功率器件技术
技术标签 SiC器件 功率模块 宽禁带半导体 拓扑与电路
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 SiC MOSFET 串联连接 电压平衡 有源门极驱动 开关瞬态 电力电子
语言:

中文摘要

针对串联SiC MOSFET电压不平衡问题,本文提出了一种高精度、自适应闭环控制的主动栅极驱动方案。针对Si基驱动芯片在纳秒级开关瞬态下的响应延迟限制,该研究通过优化关断栅极电压调节策略,有效解决了高压应用中器件串联的动态均压难题,提升了功率变换系统的可靠性。

English Abstract

Active gate drive with high accurate and self-adaptive closed-loop control is a promising approach to solving the imbalanced voltage problem of series-connected silicon carbide (SiC) mosfets. However, due to the inherent time propagation mismatching between Si- and SiC-based devices, behavior adjustment through Si-based ICs during the switching transient takes at least tens of nanoseconds, which l...
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SunView 深度解读

该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要意义。随着光伏与储能系统向更高直流母线电压(如1500V及以上)发展,SiC MOSFET串联技术是提升功率密度和效率的关键。该研究提出的主动栅极驱动方案能有效解决高压串联下的均压难题,有助于阳光电源在下一代高压大功率逆变器及PCS产品中更安全地应用SiC器件,降低对昂贵高压单管的依赖,提升系统整体可靠性与成本竞争力。建议研发团队关注该闭环控制算法的工程化实现,以优化高频开关下的电磁兼容性。