找到 35 条结果 · 储能系统技术
串联SiC MOSFET的主动电压平衡技术以实现中压SRDAB在各种关断条件下的安全运行
Active Voltage Balancing of Series-Connected SiC MOSFETs Enabling Safe Operation Under Various Turn-Off of MV SRDAB Conditions
Przemysław Trochimiuk · Rafał Miśkiewicz · Shirin Askari · Dimosthenis Peftitsis 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文针对用于电池储能系统（BES）的中压双向串联谐振双主动桥（SRDAB）变换器，提出了一种串联SiC MOSFET的主动电压平衡方案。仿真研究表明，在BES充放电过程中，电池电压的变化会导致不同的关断条件，该技术能有效保障串联器件在动态工况下的电压均衡与安全运行。
解读: 该技术对阳光电源PowerTitan及ST系列大功率储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向更高直流侧电压等级发展，采用SiC MOSFET串联技术可有效提升功率密度并降低损耗。该主动电压平衡方案能解决高压环境下器件动态均压难题，提升系统在宽电压范围（如电池SOC变化）下的可靠性。建议研...
一种基于低温无压纳米铜烧结的高性能大功率双面冷却碳化硅功率模块
A Novel High-Performance, High-Power Double-Sided Cooling SiC Power Module Based on Low-Temperature Pressureless Nano-Cu Sintering
Haobin Chen · Haidong Yan · Chaohui Liu · Shuai Shi 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
由于纳米铜烧结膏成本低、具有优异的电学和热学性能、高可靠性以及抗电迁移能力，它被视为用于宽带隙半导体应用的下一代芯片互连材料。然而，目前尚无关于纳米铜烧结在高功率双面冷却（DSC）碳化硅（SiC）功率模块中应用的实验报告。本研究通过展示一种基于纳米铜烧结的新型高功率DSC碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）模块的设计、制造和性能，填补了这一空白。利用自制的铜膏和甲酸辅助低温无压铜烧结工艺，制造出了一款1200 V/600 A的DSC功率模块。在250°C的甲酸气氛中烧结...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该纳米铜烧结技术在高功率双面冷却SiC功率模块上的应用具有重要战略价值。当前光伏逆变器和储能变流器正朝着高功率密度、高效率、高可靠性方向发展，SiC器件已成为我们新一代产品的核心器件，而封装技术的突破将直接影响系统级性能提升。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，功率密...
一种改进JFET区描述的SiC功率MOSFET模型
A SiC Power MOSFET Model With an Improved Description of the JFET Region
Xiangzhen Li · Manhong Zhang · Yumeng Cai · Xiaoguang Wei 等7人 · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出了一种针对JFET区中栅极电压VG控制的耗尽层的新物理模型。详细讨论了扩散电流的影响、采用漂移近似的结果，以及JFET区电场相关电子迁移率的新型双段模型性能。建立了偏置相关电流路径与JFET区未耗尽部分电阻分量之间的直接联系，并提出了精确的漏源电容Cds、栅源电容Cgs和栅漏电容Cgd的表达式，且进行了验证。
解读: 该SiC MOSFET精确建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。改进的JFET区物理模型和寄生电容精确表达式可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC器件选型与电路仿真优化。通过准确描述栅压控制下的耗尽层特性和电场相关迁移率，可提升三电平拓扑中SiC器件的开关损耗预测精度，优化...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
重离子辐照引起SiC功率MOSFET栅氧损伤的研究
Investigation on Gate-Oxide Damage of SiC Power MOSFETs Induced by Heavy Ion
Ziwen Chen · Yuxiao Yang · Ruize Sun · Yijun Shi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
近期研究表明，碳化硅（SiC）功率MOSFET在重离子辐照后，在极低的漏极应力水平下就会出现故障，且结构损伤主要集中在氧化层。然而，其损伤机制尚未得到精确分析。本研究考察了器件在不同漏极偏置条件下的栅极损伤机制。在200 V漏极偏置下，1200 V SiC功率MOSFET的栅极结构未出现损伤。漏极偏置高于200 V时，器件的损伤位置集中在沟道区上方的氧化层。在以往的研究中，栅极电介质内皮秒级的瞬态电场被认为是氧化层损伤的主要原因；然而，仅这一机制无法解释本文所报道的现象。因此，本文通过计算重离子...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET栅氧化层重离子损伤机制的研究具有重要的战略意义。SiC器件已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行。 该研究揭示了一个关键发现：在200V以上漏极偏置条件下，重离子辐照会在沟道区域上方的氧化层造...
基于多保真度代理模型的抗辐射SiC MOSFET功率器件设计
Design of radiation tolerant SiC MOSFET power devices with multi-fidelity surrogate model
Weijie Wu · Zengquan Yao · Shan Xie · Hanyan Huang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年4月 · Vol.36.0
具有抗辐射性能的半导体器件对于航空航天应用至关重要，而多缓冲层结构（由三个N型掺杂层组成，掺杂浓度范围为5 × 10^16至1 × 10^19 cm^−3，厚度为0–2 μm）通过调制电场分布来增强器件的抗辐射能力。该结构优化了垂直方向的电场分布，降低了N型漂移区与N+衬底结处的峰值电场，从而有效抑制了辐射诱导的电流倍增效应。然而，器件结构的优化过程耗时较长。在本研究中，我们提出了一种基于非平稳分层Kriging模型的抗辐射SiC UMOSFET结构设计方法。该模型采用“数据-物理”协同驱动的方...
解读: 该抗辐射SiC MOSFET设计技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器产品具有重要价值。多缓冲层结构通过电场调控提升器件可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS和SG系列逆变器的SiC功率模块优化设计中。基于Kriging代理模型的快速仿真方法能显著缩短器件结构开发周期,降低TCAD仿真成本,加速三电平...
基于铜夹连接的多芯片SiC功率器件电-热-力性能研究
Investigation on the Electrical–Thermal–Mechanical Performance of Multichip SiC Power Device With Cu-Clip Interconnect
Ping Wu · Yi Fan · Xiaoyang Mei · Haoquan Qian 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
传统铝线键合封装存在寄生电感高和可靠性差等问题，制约了碳化硅（SiC）功率器件的发展。铜夹（Cu-clip）互连技术可改善散热性能，提升功率密度，但多芯片结构下的应力集中与电气性能问题仍具挑战。本文提出一种带卸荷槽的拱形铜夹（Arch-G）结构，相较于传统平面铜夹，应力降低39.1%；相比线键合器件，导通损耗更低，寄生电感减少32.6%。通过功率循环试验验证了其可靠性，为高性能Cu-clip功率器件设计提供了重要参考。
解读: 该Cu-clip互连技术对阳光电源功率器件封装升级具有重要价值。拱形卸荷槽设计可降低39.1%应力、减少32.6%寄生电感，直接适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC模块优化。低寄生电感特性可提升开关速度、降低导通损耗，增强三电平拓扑效率；优异的热-力性能可提高PowerTitan大型...
不同Al/Cu缓冲层比例下SiC MOSFET功率模块在功率循环中退化特性的对比分析
Comparative Analysis of Degradation of SiC MOSFET Power Module With Different Proportions of Al/Cu Buffer Under Power Cycling
Yunhui Mei · Songmao Zhang · Yuan Chen · Longnv Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月
由于碳化硅（SiC）芯片与键合线之间的热膨胀系数（CTE）不匹配，键合界面处会产生严重的热机械应力，导致键合线的可靠性显著降低。通过使用烧结银在芯片顶部连接铝/铜缓冲层，可以改善键合线与芯片之间的热膨胀系数不匹配问题，大大提高键合线的可靠性。缓冲层与银烧结技术的结合显著提高了功率模块的可靠性并增强了功率密度。此外，缓冲层增加了热容量，从而降低了半导体器件的工作温度。在本研究中，通过亚秒级功率循环测试（PCT）研究了不同比例的铝/铜应力缓冲层对采用铝键合线的单面模塑碳化硅功率模块可靠性的影响，并对...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项关于SiC MOSFET功率模块中Al/Cu缓冲层的研究具有重要的战略意义。SiC器件是我们光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率的核心技术，而键合线可靠性一直是制约产品寿命的关键瓶颈。 该研究通过在芯片顶部采用银烧结技术集成Al/Cu缓冲层，有效缓解了SiC芯片...
基于栅极降压的新型SiC MOSFET短路退化抑制驱动电路
A Novel Gate-Buck-Based Drive Circuit for Mitigating the Degradation of SiC MOSFETs During Short Circuit
Xinsong Zhang · Yizhuan Zheng · Lei Zhang · Xibo Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
研究SiC MOSFET短路(SC)容限小导致退化和损坏的主要因素。实验证实短SC时间导致更严重的电压应力,因此仅缩短保护时间不适当。分析硬开关故障(HSF)和负载故障(FUL)差异,单一SC检测难以同时适用两种故障。提出新型栅极降压驱动电路缓解SiC MOSFET退化。该电路将驱动过程分三阶段,通过调整各阶段电压值缓解退化并延长寿命,在短SC保护时间内抑制电压尖峰应力,适用两种SC故障,对开关速度和功率损耗影响最小。
解读: 该SiC短路保护驱动技术对阳光电源SiC器件应用有重要保护价值。栅极降压三阶段驱动方案可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC MOSFET驱动电路设计,提高短路工况下的可靠性和寿命。该技术对PowerTitan大型储能系统和1500V光伏系统的SiC功率模块保护有指导意义,可降低短路故障风险...
用于高压应用中串联SiC-MOSFET的单门极驱动与非隔离供电技术
Single-Gate Driving and Nonisolated Power Supply Technology for Series SiC-MOSFETs in High-Voltage Applications
Yu Xiao · Zhixing He · Zongjian Li · Biao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
串联碳化硅（SiC）MOSFET在简化高压变流器拓扑与控制方面具有显著优势，但其门极信号传输与驱动电源仍面临高隔离要求和信号串扰难题。本文提出一种基于级联自举电路的非隔离门极驱动拓扑，仅需一个非隔离电源和单一门极信号即可驱动多个串联器件，有效降低系统复杂度。门极信号路径采用光耦隔离，避免了信号串扰；同时引入缓冲电路，在开通过程中实现电压钳位与电容电压自动均压。通过构建6 kV至24 V的四管串联反激变换器实验平台验证了该拓扑的可行性，实验结果表明其在6.05 kV输入、32 kHz开关频率下可稳...
解读: 该单门极驱动与非隔离供电技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器中，串联SiC-MOSFET可简化多电平拓扑设计，该技术通过级联自举电路实现单信号驱动多器件，显著降低隔离驱动电源数量和成本，同时光耦隔离方案有效解决高压应用中的信号串扰问题。对PowerTi...
电压控制变换器高带宽零超调性能的直接控制器设计
A Straightforward Controller Design of Voltage-Controlled Converters for High-Bandwidth and Zero-Overshoot Performance
Jiaxing Lei · Jialiang Liu · Guoju Zhang · Xuefeng Ge 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对电压控制变换器(VCC)独立和构网型(GFM)运行的高稳态和动态性能需求,提出配LC滤波器VCC的高带宽零超调直接控制器设计。控制器由外环PI控制器和内环状态反馈(SF)控制器组成。考虑数字延迟构建复系数精确离散传递函数,从极零点位置直接确定期望闭环传递函数。通过等价传递函数获得内环极点和PI参数,然后通过简单极点配置计算内环SF控制参数。设计适当传递函数可轻松实现优越控制性能。SiC MOSFET样机实验证明所提方法优越性,带宽达5kHz,稳定时间小于0.2ms且无超调。
解读: 该高带宽零超调电压控制技术对阳光电源构网型变换器有重要性能提升价值。直接控制器设计方法可应用于ST储能变流器的构网型GFM控制,实现5kHz高带宽和0.2ms快速响应,提高电网支撑能力。SiC MOSFET应用经验对阳光电源SiC功率器件产品线的高频控制算法开发有借鉴意义。该技术对PowerTita...
一种改进的串扰抑制驱动拓扑用于相腿结构中具有快速开关瞬态的SiC MOSFET
An Improved Crosstalk Suppression Driver Topology for SiC MOSFET With Fast Switching Transient in the Phase-Leg Configuration
Jiaxing Ye · Mingyi Wang · Sihang Cui · Chengming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由具有快速开关瞬态特性的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）构成的功率变换器，在高性能、高功率应用中得到了广泛使用。驱动电路中具有高开关频率的宽禁带半导体器件在快速开关瞬态过程中极易受到栅 - 源极串扰电压的影响，这可能会导致互补桥臂出现误导通和直通现象。本文提出了一种基于晶体管和无源元件的改进型串扰抑制栅 - 源极驱动拓扑，以有效抑制电压源逆变器的串扰问题。该拓扑通过在必要时将辅助电路接入或移出栅 - 源极驱动电路，在不影响碳化硅功率器件性能的前提下，确保其正常运行。此...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET相桥臂配置的改进型串扰抑制驱动拓扑技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正面临着功率密度提升和效率优化的双重挑战，而SiC器件的应用是实现这一目标的关键路径。 该技术直击SiC MOSFET在高频开关应用中...
一种采用最优开关策略的混合三级混合开关
Hybrid2）有源中点钳位变换器
Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度，常采用碳化硅（SiC）等宽禁带器件，但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位（ANPC）变换器，仅含两个Si/SiC混合开关，其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略，将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析，深入研究混合开关的特性，并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势，适用于现代航空高功率变流器。
解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计，可在保持三电平拓扑高效率优势的同时，显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件，低频开关由IGBT承担...
多兆赫多千瓦碳化硅全桥逆变器零电压开通挑战及面向高功率电容式电力传输系统的设计
Challenges in Zero-Voltage-Switched-On Multi-MHz Multi-kW SiC Full-Bridge Inverter and Oriented Design for High-Power Capacitive Power Transfer System
Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...
解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...
电动汽车充电系统中宽禁带器件维也纳整流器的可靠性测试
Reliability Test on Vienna Rectifier for Wide Bandgap Devices in EV Charging Systems
Bharaneedharan Balasundaram · P. Suresh · Parvathy Rajendran · It Ee Lee 等5人 · IEEE Access · 2024年12月
本研究考察维也纳整流器配置中几种电子元件的可靠性，这是功率转换系统的关键拓扑。由于当今电力电子对效率、功率密度和运行可靠性要求更高，元件选择越来越重要。研究包括极端可靠性测试如温度循环、电气过载和高频长时间运行。GaN MOSFET在多方面优于Si和SiC MOSFET，如降低导通和开关损耗、更好热管理和随时间更一致的性能。虽然GaN MOSFET总体和特别在高频高温下性能更好，SiC MOSFET相比传统Si器件显示一些改进。电容、二极管、MOSFET和电感在不同应力条件下测试可靠性。二极管和...
解读: 该宽禁带器件可靠性研究对阳光电源充电桩产品具有核心价值。阳光在电动汽车充电领域布局快充桩和充电站，GaN和SiC器件是关键技术。该维也纳整流器可靠性测试结果验证了阳光SiC/GaN器件应用策略的正确性。阳光可优化充电模块设计，采用GaN器件提升高频性能和功率密度，降低热应力和提升系统可靠性，支持80...
级联GaN HEMT短路失效的物理机理研究
Physical Understanding on Short-Circuit Failure for Cascode GaN HEMTs
Xuanting Song · Jun Wang · Gaoqiang Deng · Yongzhou Zou 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
短路耐受能力是开关电源中功率器件的重要指标。针对硅基和碳化硅MOSFET已有广泛研究，但对由硅MOSFET与耗尽型GaN HEMT（DHEMT）构成的级联GaN高电子迁移率晶体管，其短路失效机制尚不明确。本文通过实验与数值模拟相结合的方法，分别提取两种器件的电学特性，揭示级联结构在短路过程中的电热失效机制。结果表明，DHEMT承受的电热应力远高于硅MOSFET，更易发生热失效。进一步的热-力耦合仿真显示，异质结层间热膨胀系数差异引发的机械应力是导致DHEMT失效的根源。此外，分析了栅极控制机制对...
解读: 该级联GaN HEMT短路失效机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要指导价值。研究揭示的DHEMT热应力集中和异质结热膨胀失配机制，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN器件选型与保护设计。针对短路鲁棒性与导通电阻的折衷设计指导，有助于优化PowerTitan大型储能系统的功率模块热...
基于外壳温度波形相似性的SiC MOSFET加速功率循环试验在线老化监测
Case Temperature Waveform Similarity-Based Online Aging Monitoring for SiC MOSFETs of Accelerated Power Cycling Tests for DC-SSPCs
Bin Yu · Xingjian Shi · Ze Zhou · Enyao Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
针对直流固态功率控制器（dc-SSPC）中SiC MOSFET的在线状态监测对提升系统可靠性至关重要。传统电参数监测方法需高精度电路与复杂控制系统，易干扰正常运行。本文提出一种基于绝缘温度传感器测量的非电参量——外壳温度，用于在线监测SiC MOSFET老化状态。通过改进的余弦相似性分析温度波形，定义了meacosk与stdcosk两个老化特征参数，可有效追踪器件整体老化趋势，并灵敏反映键合线与焊料层严重老化，无需依赖电参数。实验验证了该方法的有效性，提升了无损、在线监测的实用性，为故障诊断与预...
解读: 该基于外壳温度波形相似性的SiC MOSFET在线老化监测技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。相比传统电参数监测，该方法采用非侵入式温度传感器，无需高精度电路改造，可直接集成至PowerTitan储能系统的功率模块中，实现SiC器件键合线与焊料层老化的早期预警。me...
一种用于EMI分析的半桥封装SiC功率MOSFET动态电容一步提取方法
One-Step Method of Dynamic Capacitances Extraction From a SiC Power MOSFET in a Half-Bridge Package for EMI Analysis
Jaewon Rhee · Sanguk Lee · Changmin Lee · Seongho Woo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的电磁干扰（EMI）和动态电容特性是电路设计和电磁兼容性方面的重要考量因素。MOSFET是一种广泛应用于开关领域的半导体器件。MOSFET的动态电容特性与电路的开关行为以及电磁干扰的产生密切相关。因此，为了进行电磁干扰分析和控制功率转换系统，必须准确了解MOSFET的电容。MOSFET的电容会随直流偏置电压而变化。换句话说，这意味着电磁干扰特性可能会因工作条件而异，因此必须基于直流电压来获取电容值。目前已有大量关于单个MOSFET电容提取的研究。然而，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对半桥封装SiC功率MOSFET动态电容提取的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件，而精确掌握其动态电容特性是优化EMI性能和满足电磁兼容标准的前提。 该论文提出的一步法提取技术突破...
一种基于集成高频传感器的电压源逆变器快速鲁棒开路故障检测方法
A Fast and Robust Open-Circuit Fault Detection Method for Voltage-Source-Inverter With Integrated High-Frequency Sensor
Junhao Zhang · Hao Li · Dawei Xiang · Xing Lei · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
高效的故障检测对电压源逆变器（VSI）的安全与可靠性至关重要，尤其在动态工况下实现开路故障（OCF）的快速鲁棒检测。本文提出一种新颖的OCF检测方法，通过在传统霍尔电流传感器中嵌入高频（HF）传感单元，捕获功率器件开关动作引发的高频振荡电流。分析了开关动作与高频振荡事件之间的因果关系，设计了集成化高频电流传感器，无需门极信号即可通过开关振荡信号完整性实现故障检测。在IGBT与碳化硅（SiC）MOSFET平台上的实验验证表明，该方法可在1–2个开关周期内完成OCF的检测与定位，且在动态工况下具备强...
解读: 该集成高频传感器的OCF快速检测技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。当前阳光电源大量采用SiC MOSFET和IGBT功率器件，该方法通过嵌入式高频传感单元在1-2个开关周期内实现故障检测与定位，相比传统门极信号监测方案具有非侵入性优势，可直接集成到现有霍尔电流传感...
针对带有开尔文源极的SiC桥臂功率模块中失配引起的虚假栅源电压的分析与抑制
Analysis and Mitigation on Mismatch-Induced Spurious Gate–Source Voltages in SiC Bridge-Leg Power Modules With Kelvin Sources
Cheng Zhao · Laili Wang · Junhui Yang · Shijie Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
在桥臂结构中，虚假栅源电压（串扰电压）可能导致一个开关在其互补开关开通期间误触发。现有研究多将开关视为单芯片，但在大电流SiC功率模块中，每个开关由多个并联SiC MOSFET（PSMs）构成，其串扰特性与单管存在差异。本文通过理论分析与实验研究发现，电源网络失配引起的不平衡电压会在PSMs的串扰电压中引入额外的差模振荡分量，该分量无法被有源密勒钳位（AMC）有效抑制。为此提出两种抑制方法：一是在驱动回路中集成小型共模电感（CM），二是在PSMs两端并联额外SiC肖特基二极管（SBD）。通过基准...
解读: 该研究针对SiC桥臂功率模块的串扰抑制技术，对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块设计具有重要价值。文中提出的共模电感集成和SBD并联方案，可直接应用于PowerTitan大型储能系统中多芯片并联SiC模块的桥臂设计，有效抑制电源网络失配导致的差模振荡，降低误触发风险。该技术可提...
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