找到 11 条结果 · IEEE Transactions on Power Electronics
用于15 kV SiC MOSFET功率模块电场缓解的高介电常数与高介电强度聚合物涂层
High Dielectric Constant and High Dielectric Strength Polymer Coating for Electric Field Mitigation in 15 kV SiC MOSFET Power Modules
Tianshu Yuan · Jia Lixin · Yuan Xi · Dingkun Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
中压（MV）碳化硅（SiC）功率器件正在兴起，有望应用于电网、高压脉冲电源等领域。然而，功率模块的高绝缘电压与高功率密度之间的矛盾需要新型绝缘材料来缓解。与传统使用复合材料提高介电常数的方法不同，本文介绍了一种具有高介电常数和高介电强度的单一均质材料聚合物涂层，并证明该涂层可降低模块内硅胶的最大电场。对该涂层的电气性能进行了测量，结果表明与常见聚合物材料相比，它具有高介电常数和高介电强度。电场模拟显示，该涂层可使硅胶中的最大电场强度降低57%。工艺稳定后，涂层厚度可保证约为80μm，可沿直接键合...
解读: 从阳光电源中压产品线的战略视角来看，这项针对15kV SiC MOSFET功率模块的高介电聚合物涂层技术具有显著的应用价值。当前我们在1500V光伏逆变器和中压储能变流器领域正面临功率密度提升与绝缘可靠性的矛盾，该技术提供了一个切实可行的解决路径。 技术核心价值体现在三个维度：首先，单一均质材料涂...
高功率密度功率模块的均匀高效嵌入式微流道冷却
Uniform and Efficient Embedded Microfluidic Cooling for High-Power-Density Power Modules
Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zhixin Chen · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
碳化硅（SiC）功率模块功率密度的不断增加给实现均匀的高热通量热管理带来了重大挑战，而这往往受限于传统封装。为解决这一问题，本文开发了一种嵌入式微流体冷却碳化硅功率模块，将嵌入式微通道与纳米银烧结相结合，以实现高效且均匀的冷却。利用皮秒激光蚀刻技术，在直接键合铜基板的芯片下方直接加工出微通道，并在基板中集成了交叉双层歧管，以促进大面积液体分配。首先使用碳化硅热测试芯片（SiC TTC）验证了所提出设计的热性能和温度均匀性。结果表明，该设计的结到流体的热阻超低，仅为0.064 K/W，性能系数大于...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项嵌入式微流道冷却技术为我们在高功率密度产品开发上提供了重要的技术突破方向。当前，我们的光伏逆变器和储能变流器正朝着更高功率密度和更紧凑设计演进，SiC功率模块的散热问题已成为制约产品性能提升的关键瓶颈。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，0.064 K/W的超低热...
基于物理信息神经网络的参数化热仿真方法用于快速功率模块热设计
A Parameterized Thermal Simulation Method Based on Physics-Informed Neural Networks for Fast Power Module Thermal Design
Yayong Yang · Zhiqiang Wang · Yu Liao · Wubin Kong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化三维热仿真方法，以实现功率模块热设计的快速设计空间探索。利用PINNs能够快速逼近描述功率模块热行为的参数化偏微分方程解的能力，开发了用于碳化硅（SiC）三相半桥功率模块的热场仿真框架，以进行参数化仿真。经过一次无监督训练后，基于PINNs的模型可以快速预测不同输入参数组合下功率模块的热场分布结果。对比结果表明，在不同组合情况下，PINNs的预测结果与COMSOL数值模拟和实验测量结果大致相符。此外，在用于参数优化的大规模设计空间探索任务中，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化热仿真技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在功率模块热设计方面面临着日益严峻的挑战：一方面，碳化硅（SiC）等新型功率器件的广泛应用使得热管理复杂度显著提升；另一方面，市场对产品快速迭代和定...
用于电力电子模块局部放电检测的高频电流互感器设计与分析
High-Frequency Current Transformer Design and Analysis for Partial Discharge Detection of Power Electronic Modules
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在中压应用中，碳化硅因其更高的开关速度、更高的热导率和更高的电压等级而具有广阔的应用前景。与此同时，更高的电压等级和更高的功率密度给绝缘结构带来了巨大的压力。局部放电（PD）是衡量绝缘结构性能的一个重要指标。然而，针对局部放电电流传感系统的专门设计研究有限，且缺乏对局部放电和系统噪声频域特性的分析。鉴于这种情况，首先，提出了高频电流互感器（HFCT）系统，并建立电路模型来分析参数对频率响应和增益的影响。其次，基于上述分析，针对电力电子功率模块局部放电的特性设计了一种专用的高频电流互感器系统，包括...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高频电流互感器（HFCT）局部放电检测技术具有重要的战略价值。随着公司在中压光伏逆变器、储能变流器及电动汽车充电设备领域的持续深耕，碳化硅（SiC）功率器件的应用已成为提升产品竞争力的关键路径。该技术针对SiC器件在高电压、高功率密度工况下的绝缘可靠性监测需求，提供了精...
采用双栅结构的单片式双向GaN-on-AlN/SiC功率晶体管特性与操作
Characteristics and Operation of a Monolithic Bidirectional GaN-on-AlN/SiC Power Transistor Employing Dual-Gate
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
我们展示了一种新型的 650 V/110 mΩ 单片双向氮化镓（GaN）-氮化铝（AlN）/碳化硅（SiC）开关，该开关具有两个肖特基型栅极，表现出背栅免疫特性，从而能够在不降低性能的情况下实现直接的片上集成。基于氮化镓的单片双向开关（MBDS）作为一种有前景的选择，越来越多地被报道应用于需要具有双向电压阻断和电流传导功能器件的转换器拓扑中，这得益于其快速开关、降低传导损耗和减小芯片面积等优势。与分立单向晶体管不同，两个栅极沉积在一个芯片上，两个子开关共享一个公共衬底。然而，考虑到两个栅极的相互...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN-on-AlN/SiC衬底的双栅极单片双向开关技术具有重要的战略价值。该器件实现了650V耐压和110mΩ导通电阻的优异性能，在T型三电平逆变器原型中验证了400V直流母线、5A交流电流和2MHz开关频率的应用潜力，这与我们光伏逆变器和储能变流器的核心工作场景...
栅极开关不稳定性下1700 V平面栅SiC MOSFET的退化依赖性分析与建模
Degradation Dependency Analysis and Modeling of 1700 V Planar-Gate SiC MOSFETs Under Gate Switching Instability
Cen Chen · Zicheng Wang · Xuerong Ye · Yifan Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在各种电力电子应用中日益普及。然而，与栅极氧化物相关的重大可靠性问题阻碍了它们的广泛应用。交变栅极偏置下的阈值电压漂移，通常称为栅极开关不稳定性（GSI），对可靠性构成了重大挑战。鉴于碳化硅 MOSFET 在功率转换器中广泛使用，与传统的偏置温度不稳定性相比，研究 GSI 具有实际意义。本研究系统地探究了 1700 V 平面栅碳化硅 MOSFET 对栅极偏置、温度和开关时间等因素的依赖性，并基于物理解释给出了加速因子的形式。...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项关于1700V平面栅SiC MOSFET栅极开关不稳定性（GSI）的研究具有重要的工程应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，1700V级SiC MOSFET正逐步替代传统IGBT成为核心功率器件，其高频开关特性和低损耗优势能够显著提升系统效率和功率密度。...
采用可选有源电流均衡的并联SiC MOSFET模块中降低过冲、振荡及dV/dt产生
Reduced Overshoots, Oscillations, and $dV/dt$ Generation in Parallel Connected SiC MOSFET Modules With Optional Active Current Balancing
Mason Parker · Sebastián Neira · Edward L. Horsley · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
与功率转换器中的硅绝缘栅双极型晶体管（IGBT）相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有更高的开关速度、更小的滤波元件尺寸和更低的开关损耗。然而，可用的模块电流额定值、加剧的振荡开关行为、较大的漏源电压过冲以及较高的输出电压 $dV/dt$ 水平，都是其在中高功率应用中推广的限制因素。此前已证明，采用具有开关沿偏斜特性的器件间电感是一种在模块并联时限制电流不平衡的方法。本文表明，通过精确控制此类配置中各模块之间施加的时序偏斜，可以显著降低过冲、振荡以及输...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并联SiC MOSFET模块的优化控制技术具有重要的应用价值。当前我们在大功率光伏逆变器和储能变流器产品中正面临功率等级提升与开关性能优化的双重挑战，该技术提供了一个切实可行的解决方案。 该研究通过精确控制并联模块间的时序偏移和器件间电感，在实现1600A大电流应...
中压碳化硅技术推动的高功率电子应用：综述
High-Power Electronic Applications Enabled by Medium Voltage Silicon-Carbide Technology: An Overview
Morten Rahr Nielsen · Shiyue Deng · Abdul Basit Mirza · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
随着社会的电气化和绿色转型，对支持电力需求的高效大功率电子转换器的需求达到了前所未有的高度。关键推动因素是新兴的中压（MV）碳化硅（SiC）半导体器件，与硅基同类器件相比，其静态和动态性能均有所提升。本文全面概述了中压碳化硅技术的最新进展，研究了工业界和学术界现有的半导体器件和功率模块，并通过全面回顾典型的大功率电子应用，将这些器件和模块与它们的适用性直接关联起来。最后，对中压碳化硅技术的适用性和商业普及前景进行了展望。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，中压碳化硅（MV SiC）技术的发展为我们在光伏逆变器、储能系统及新能源解决方案领域带来了重大战略机遇。该技术相较于传统硅基器件在静态和动态性能上的显著提升，直接契合我们产品向高功率密度、高效率方向演进的核心需求。 在光伏逆变器应用场景中，MV SiC器件能够支持更高的直...
一种带有被动触发钳位电路的SiC MOSFET新型电平转换驱动器
A Novel Level Shifter Driver for SiC MOSFET With Passive Triggered Clamping Circuit
Xiang Zheng · Lijun Hang · Sai Tang · Yandong Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
与传统的硅（Si）器件相比，碳化硅（SiC）器件能够以更快的开关速度运行。因此，在汽车行业中，碳化硅作为硅器件的替代品更受欢迎。然而，开关速度的提高不可避免地会导致更高的 $dv/dt$，从而引发更严重的串扰问题。本文提出了一种具有可调负电压和米勒钳位电路的新型栅极驱动器。首先，采用由低成本无源元件组成的电平转换电路来产生可调负电压。其次，提出了一种包含两个 n 沟道 MOSFET 的无源触发米勒钳位电路，为串扰电流 $i_{gd}$ 提供低阻抗路径。这部分电路具有成本低、实现和设计复杂度低的优...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET的新型电平位移驱动技术具有重要的战略价值。当前，我们在光伏逆变器和储能系统中正加速推进碳化硅器件的应用，以提升系统功率密度和转换效率。然而，SiC器件高速开关特性带来的dv/dt问题和串扰现象，一直是制约其性能充分发挥的关键瓶颈。 该技术的核心...
碳化硅功率器件结温提取：全面综述
Junction Temperature Extraction for Silicon Carbide Power Devices: A Comprehensive Review
Huiqing Wen · Xiaoyu Li · Fei Zhang · Zifeng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
考虑到成本较高、结温较高以及结温变化范围更广等因素，用碳化硅（SiC）器件完全取代硅器件仍面临诸多可靠性挑战。因此，近年来，SiC 器件的结温提取显得尤为重要。此外，鉴于最新出现的 SiC 器件结温提取方法，对这些方法进行全面综述，包括对其进行科学分类和系统评估至关重要。本文旨在填补这一空白。首先，将对 SiC 器件的结温提取方法进行分类，包括物理接触法、光学方法、电阻 - 电容热网络法和温度敏感电参数（TSEP）法。然后，从测量精度、适用性、成本、在线实现以及功率集成发展等不同角度，对 SiC...
解读: 碳化硅（SiC）功率器件的结温提取技术对阳光电源的核心业务具有重要战略意义。在光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC器件凭借其高效率、高功率密度的优势正逐步替代传统硅基器件，但其更高的结温工作环境和成本压力也带来了可靠性管理的挑战。精准的结温监测技术是保障产品长期稳定运行、延长使用寿命的关键。 该综...
碳化硅MOSFET瞬态解析建模方法简要综述
A Brief Review of SiC MOSFET Transient Analytical Modeling Methods: Principles, Current Status, and Parameters Modeling
Lina Wang · Zezhuo Yuan · Junming Chang · Zaiqia Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
在评估和优化半导体器件开关瞬态性能领域，解析建模方法因其简单、直观和实际适用性等优点而受到越来越多的关注。与相同功率等级的硅基功率器件相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的开关速度更快，这使得其开关瞬态过程对电路中寄生参数的影响极为敏感。这导致出现更复杂的瞬态特性，给 SiC MOSFET 开关瞬态的解析建模带来了挑战。本文综述了现有的用于分析 SiC MOSFET 与二极管对开关瞬态的解析建模方法。介绍了解析建模过程中采用的几种简化措施，并根据简化程度...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于SiC MOSFET开关瞬态分析建模方法的综述论文具有重要的战略参考价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源正处于功率半导体技术从硅基向碳化硅转型的关键阶段，而精确的瞬态建模能力直接关系到产品性能优化和市场竞争力提升。 该论文系统梳理的分段线性模型...