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电力电子系统的多时间尺度耦合仿真框架及分段解析SiC MOSFET瞬态模型

A Multitimescale Coupled Simulation Framework for Power Electronic Systems and the Piecewise Analytical SiC MOSFET Transient Model

作者 Yikang Xiao · Yong Chen · Xu Cheng · Bochen Shi · Jiayao Pei · Shiqi Ji · Zhengming Zhao
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2026年4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 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 电力电子系统 SiC MOSFET 开关瞬态 多时间尺度仿真 宽禁带器件 瞬态建模
语言:

中文摘要

随着碳化硅(SiC)MOSFET等宽禁带器件的广泛应用,开关瞬态对电力电子系统的影响日益显著。本文提出了一种多时间尺度耦合仿真框架,将纳秒至微秒级的器件瞬态行为与毫秒至秒级的系统级运行相结合,通过分段解析模型精确描述SiC MOSFET的开关过程,为电力电子系统的设计与优化提供了高效的仿真工具。

English Abstract

The role of switching transients has become increasingly critical in power electronic systems, particularly with the growing adoption of wide-band-gap devices such as silicon carbide (SiC) metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs). This evolution necessitates the coupled simulation of nanosecond- to microsecond-scale device-level transients alongside millisecond- to second-scale...
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SunView 深度解读

该研究对阳光电源的核心业务具有极高的应用价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和效率演进,SiC器件的应用已成为提升产品竞争力的关键。该多时间尺度仿真框架能有效解决SiC器件在高频开关下的电磁干扰(EMI)与热应力问题,缩短研发周期。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台的数字孪生模型中,通过更精准的器件级瞬态分析,提升逆变器及PCS产品的可靠性评估能力,并优化驱动电路设计,以应对复杂电网环境下的高效运行需求。