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串联SiC MOSFET在高频快速开关下的非均匀电压均衡方法
Non-Uniform Voltage Balancing Methods for Series-Connected SiC MOSFETs in High-Frequency Fast Switching
| 作者 | Yixin Shi · Dingmeng Guo · Xiaoning Zhang · Yaogong Wang · Xiaoqin Ma · Rui Fan |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 SiC器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 碳化硅MOSFET 电压均衡 非均匀电阻电容二极管法 负载侧 寄生参数 |
语言:
中文摘要
针对传统无源均衡方法在串联碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC-MOSFET）电路中难以实现均匀电压均衡的问题，提出一种基于负载侧的非均匀电阻-电容-二极管（NRCD）均衡方法。该方法考虑驱动电路寄生参数的影响，通过计算各SiC-MOSFET的均衡电容值，实现电路电压均衡的最优匹配，有效提升高频快速开关条件下的电压均衡性能。
English Abstract
To address the challenge of non-uniform voltage balancing in series-connected silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (SiC-MOSFETs) circuits using traditional passive balancing methods, a non-uniform resistor-capacitor-diode (NRCD) balancing method on the load side is proposed. Considering the influence of parasitic parameters of the drive circuit, the optimal matching of circuit voltage balancing is realised by calculating the voltage balancing capacitance of each SiC-MOSFET.
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SunView 深度解读
该非均匀电压均衡技术对阳光电源高压大功率产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器中，串联SiC MOSFET是实现高电压等级的关键方案，但传统均压方法难以应对高频快速开关工况。该研究提出的NRCD方法通过优化各器件均衡电容值，可有效改善PowerTitan等大型储能系统中功率模块的动态均压性能，降低器件应力，提升系统可靠性。该技术还可应用于充电桩大功率模块设计，为阳光电源在SiC器件串联应用、三电平拓扑优化及高频化设计方向提供重要参考，助力产品向更高功率密度和效率发展。