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三端Si/SiC混合开关
Three-Terminal Si/SiC Hybrid Switch
Xiaoqing Song · Liqi Zhang · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种Si/SiC混合开关，通过并联Si IGBT与SiC器件（MOSFET或JFET）实现。该技术结合了Si IGBT的高导通能力与SiC器件的高速开关特性，有效提升了功率变换器的效率与性能，是功率半导体领域的重要创新。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重大价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）中，通过Si/SiC混合开关技术，可以在不显著增加成本的前提下，显著降低开关损耗并提升功率密度。建议研发团队在下一代高效率逆变器拓扑中评估该方案，特别是在大功率工商业及地面电站场景下，利用该技术...
通过低压GaN HEMT级联配置改善Si SJ-MOSFET的反向恢复性能
Improving the Reverse-Recovery Performance of Si SJ-MOSFETs With a Low-Voltage GaN HEMT in a Cascode Configuration
Ji Shu · Jiahui Sun · Zheyang Zheng · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
Si超结（SJ）MOSFET体二极管的高反向恢复电荷（Qrr）会导致开关损耗增加甚至动态雪崩失效。本文提出了一种将高压Si SJ-MOSFET与低压GaN HEMT相结合的GaN/Si-SJ级联结构。得益于GaN HEMT的引入，该结构在中等电流下实现了零反向恢复电荷，显著提升了开关性能。
解读: 该技术对于阳光电源的功率变换产品具有重要参考价值。在组串式光伏逆变器和储能变流器（PCS）中，Si SJ-MOSFET常作为核心开关器件，其反向恢复损耗是提升效率的瓶颈。通过GaN/Si-SJ级联技术，可以在不完全放弃Si器件成本优势的前提下，显著降低开关损耗并提升可靠性。建议研发团队在下一代高功率...
用于无桥PFC的混合低频开关
Hybrid Low-Frequency Switch for Bridgeless PFC
Qingyun Huang · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
针对传统无桥PFC电路中低导通电阻Si SJ MOSFET成本高的问题，本文提出了一种混合低频开关方案。该方案通过并联高导通电阻、低成本的Si SJ MOSFET与大电流、低成本的Si二极管，在保证效率的同时显著降低了系统成本。
解读: 该技术主要针对PFC（功率因数校正）环节的成本优化，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在户用产品中，成本控制是核心竞争力，通过采用这种混合开关方案，可以在不牺牲效率的前提下，有效降低整机物料成本（BOM）。建议研发团队评估该混合开关在单相逆变器及小功率PFC电路中...
用于WBG/Si混合半桥变换器功率损耗优化的自适应功率分配与开关频率控制
Adaptive Power Sharing and Switching Frequency Control for Power Loss Optimization in WBG/Si Hybrid Half-Bridge Converters
Chao Zhang · Xufeng Yuan · Jun Wang · Weibin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文针对基于宽禁带（WBG）/硅（Si）混合半桥（HHB）的电力变换器，提出了一种新型自适应功率分配与开关频率控制策略。该方法旨在通过优化开关频率及WBG与Si相之间的功率分配比例，实现变换器效率的最大化与安全运行，为提升电力电子变换系统的综合性能提供了有效方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着碳化硅（SiC）等宽禁带器件成本下降，混合半桥拓扑在提升功率密度和转换效率方面潜力巨大。建议研发团队关注该自适应控制策略，将其应用于PowerTitan等储能变流器或新一代高功率密度光伏逆变器中，通过动态分配功率和优化开关频率，在...
Si/SiC混合开关的自适应门极延迟时间控制以提升逆变器效率
Adaptive Gate Delay-Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Efficiency Improvement in Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对Si/SiC混合开关在不同结温和电流工况下的时变特性，本文提出了一种基于群智能算法的自适应门极延迟时间控制方法。该方法旨在优化混合开关的开关过程，从而显著提升逆变器在全工况下的转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，Si/SiC混合开关方案能有效平衡成本与效率。通过引入自适应门极延迟控制，可进一步挖掘SiC器件的性能潜力，降低开关损耗，提升整机功率密度。建议研发团队在下一代高压大功率...
氧化硅与氢终端金刚石p沟道的集成用于常关型高压金刚石功率器件
Integration of Oxidized Silicon- and Hydrogen- Terminated Diamond p-Channels for Normally-Off High-Voltage Diamond Power Devices
作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
表面附近具有致密二维空穴气（2DHG）p 型导电层的氢终端（C - H）金刚石金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）呈现出典型的常开工作特性和高击穿电压（ ${V}_{\text {BR}}$ ）。由于具有高质量的 MOS 界面，氧化硅终端（C - Si–O）金刚石 MOSFET 具备出色的常关特性，例如高阈值电压（ ${V}_{\text {TH}}$ ）。然而，已报道的 C - Si–O 金刚石 MOSFET 均采用重叠栅结构，因此无法承受高电压。在这项工作中，我们展示了一...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项金刚石功率器件技术代表了超宽禁带半导体在高压电力电子领域的重要突破，与公司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品的技术演进方向高度契合。 该研究通过创新的C-H/C-Si-O/C-H混合沟道结构，成功解决了金刚石MOSFET常关型器件耐压能力不足的关键瓶颈。实现-8.6V...
SF6/N2混合气体中金属缺陷环氧绝缘表面在交流与操作冲击叠加电压下的放电特性
Epoxy insulation surface discharge characteristics of metal defect in SF6/N2 gas mixtures under AC/SI superimposed voltages
Yang Zhou · Lin Niu · Na Wang · Xutao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
IEC 60060-1推荐采用复合电压试验方法，本文研究交流与操作冲击（AC/SI）叠加电压下SF6/N2混合气体中金属缺陷环氧绝缘表面的放电特性。分析了叠加电压中操作冲击和交流分量下的局部放电行为。结果表明：叠加相位和操作冲击极性显著影响局部放电起始特性；正极性操作冲击叠加时，后续交流放电激发相位范围为0°∼180°，负极性时为180°∼360°，且后者放电现象更明显。在操作冲击波尾阶段存在反向放电现象，其发生与叠加相位相关。此外，在操作冲击波前或交流电压阶段发生击穿放电后，后续交流周期内局部...
解读: 该研究对阳光电源高压电气设备的绝缘设计具有重要参考价值。在PowerTitan大型储能系统和1500V光伏逆变器中，环氧绝缘材料广泛应用于母排、变压器等高压部件，金属缺陷导致的表面放电是潜在失效模式。研究揭示的AC/SI叠加电压下放电特性，可指导ST系列储能变流器在电网暂态冲击与工频电压叠加工况下的...
栅极电阻对改善硅/碳化硅混合开关动态过流应力的影响
Impact of Gate Resistance on Improving the Dynamic Overcurrent Stress of the Si/SiC Hybrid Switch
Xiaofeng Jiang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Hua Mao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
硅/碳化硅（Si/SiC）混合开关（HyS）结合了高电流Si IGBT与低电流SiC MOSFET的优势，在轻载和重载下均能实现更低的导通损耗。然而，为避免器件损坏，必须解决HyS在重载条件下所面临的动态过流应力问题。本文研究了栅极电阻对缓解该过流应力的影响。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，Si/SiC混合开关技术可在保持成本优势的同时，有效降低系统损耗。通过优化栅极驱动电路（如动态调整栅极电阻），可以显著改善功率模块在重载工况下的动态过流应力，从而提升逆变器和PCS的...
混合SiC-Si直流-交流拓扑：SHEPWM Si-IGBT主单元处理高功率，集成部分功率SiC-MOSFET从单元以提升性能
Hybrid SiC-Si DC–AC Topology: SHEPWM Si-IGBT Master Unit Handling High Power Integrated With Partial-Power SiC-MOSFET Slave Unit Improving Performance
Chuang Liu · Kehao Zhuang · Zhongchen Pei · Di Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文基于部分功率变换概念，提出了一种混合SiC-Si直流-交流拓扑以提升高功率应用性能。主单元（MU）采用低频工作的Si-IGBT处理主要高功率，以发挥其大电流容量优势；从单元（SU）采用SiC-MOSFET补偿MU的低开关频率带来的电能质量问题，从而在保持高效率的同时实现高功率密度。
解读: 该拓扑通过Si-IGBT与SiC-MOSFET的混合应用，巧妙平衡了成本与效率，对阳光电源的组串式逆变器和大型集中式逆变器具有重要参考价值。在高功率密度要求日益严苛的背景下，该技术可显著降低开关损耗并优化电能质量。建议研发团队评估该混合拓扑在PowerTitan系列储能变流器及大功率光伏逆变器中的应...
考虑时变体电阻和反向恢复电导的精确振荡动态Si IGBT模型
Dynamic Si IGBT Model With Accurate Ringing Considering Time-Varying Bulk Resistance and Reverse Recovery Conductance
Yi Yu · Xuejun Pei · Peng Zhou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
作为电力电子系统电磁干扰（EMI）建模的核心，高精度开关器件模型对预测EMI源至关重要。针对现有Si IGBT行为模型在表征开关振荡效应方面精度不足的问题，本文提出了一种动态Si IGBT模型，通过考虑时变体电阻和反向恢复电导，显著提升了对开关过程振荡特性的预测精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器）的EMI优化设计。在兆瓦级储能系统及高功率密度逆变器开发中，开关振荡是导致EMI超标和器件应力过大的关键因素。该高精度模型能有效指导硬件电路的PCB布局与驱动参数优化，减少现场调试中的电磁兼容整改成本。建...
一种面向大电流应用的高性价比混合Si/SiC双桥并联LLC谐振变换器
A Cost-Effective Hybrid Si/SiC Dual Bridge Parallel LLC Resonant Converter for High-Current Application
Zipeng Ke · Jun Wang · Bo Hu · Chao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
基于SiC的双桥并联LLC谐振变换器具有低电流应力和高效率的优点，但成本较高。本文提出一种低成本混合Si/SiC双桥并联LLC变换器，由大电流低成本Si IGBT桥臂与小电流SiC MOSFET桥臂构成，显著降低系统成本。得益于Si IGBT桥臂的软开关特性，该混合结构在开关损耗方面可媲美全SiC设计。同时，通过拓扑重构减少了谐振元件数量，进一步降低损耗与成本。实验研制了6 kW样机，结果表明，在高输出功率下总损耗相当，而开关器件成本降低51.7%，谐振元件成本降低22.9%，总体成本降低31....
解读: 该混合Si/SiC双桥并联LLC技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC/DC隔离级，可采用此混合方案替代全SiC设计，在保持高效率的同时降低31.6%成本，显著提升PowerTitan大型储能系统的性价比。对于大电流充电桩（如液冷超充），该拓扑的低电流应力特性与谐振...
一种用于常用触发模式的低成本紧凑型SiC/Si混合开关栅极驱动电路
A Low Cost Compact SiC/Si Hybrid Switch Gate Driver Circuit for Commonly Used Triggering Patterns
Yongsheng Fu · Zhengrong Ma · Haipeng Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
Si-IGBT与SiC-MOSFET并联构成的混合开关（HyS）因兼具高效率与低成本优势而备受关注，但其复杂的栅极驱动电路限制了实际应用。本文提出了一种低成本、紧凑的栅极驱动电路方案，旨在简化HyS的驱动逻辑与硬件设计，解决传统方案需要多芯片与多信号控制的难题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过SiC与Si的混合封装技术，可以在保证高效率的同时有效降低系统成本，提升产品的市场竞争力。该驱动电路方案简化了控制复杂性，有助于提高功率模块的集成度与可靠性。建议研发团队评...
用于船舶推进直驱多相永磁同步电机的混合SiC-Si牵引逆变器控制策略
Control Strategy of a Hybrid SiC-Si Traction Inverter for Direct-Drive Multiphase PMSMs in Marine Propulsion
Shusen Ni · Chi Li · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种专为船舶推进设计的混合桥臂逆变器结构，集成了SiC-MOS和Si-IGBT器件。该方案通过提高SiC-MOS的开关频率以增强转矩控制性能，同时通过降低Si-IGBT的开关频率来最小化推进系统的损耗。
解读: 该研究采用的SiC与Si混合封装技术，对于阳光电源在提升大功率光伏逆变器及储能变流器（PCS）的效率与成本平衡方面具有参考价值。在PowerTitan等大型储能系统或集中式光伏逆变器中，通过混合使用宽禁带半导体与传统IGBT，可在不显著增加成本的前提下，优化系统损耗并提升功率密度。建议研发团队关注该...
利用低压硅MOSFET组成的多电平变换器提高汽车逆变器整体效率
Improving the Overall Efficiency of Automotive Inverters Using a Multilevel Converter Composed of Low Voltage Si mosfets
Fengqi Chang · Olga Ilina · Markus Lienkamp · Leon Voss · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
为提升电动汽车续航里程并降低成本，本文提出在电驱动系统中采用基于低压硅MOSFET的多电平变换器。通过对多电平硅MOSFET逆变器、传统IGBT逆变器及碳化硅（SiC）MOSFET逆变器进行建模，并在参考车型上进行对比分析。
解读: 该研究探讨的多电平拓扑与低压MOSFET应用，对阳光电源电动汽车充电桩及车载电源产品线具有重要参考价值。随着高压平台趋势，多电平技术能有效降低开关损耗并提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在充电桩功率模块中的应用潜力，以优化转换效率并降低系统成本。同时，该研究对比SiC与Si MOSFET的思路，可...
硅/碳化硅混合开关的功率损耗模型与器件选型优化
Power Loss Model and Device Sizing Optimization of Si/SiC Hybrid Switches
Zongjian Li · Jun Wang · Bing Ji · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了由硅IGBT与碳化硅MOSFET并联组成的混合开关技术。该方案在保持SiC器件大部分性能优势的同时，显著降低了全SiC方案的成本。通过优化混合开关的SiC芯片尺寸，可在满足结温限制的前提下，实现总功率损耗的最小化。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。在当前碳化硅成本依然较高的背景下，Si/SiC混合开关方案是实现高效率与高性价比平衡的有效路径。建议研发团队在下一代大功率PCS及逆变器设计中，评估该拓扑在降低开关损耗...
硅IGBT+碳化硅MOSFET混合开关的实用设计考量：寄生互连影响、成本及电流比优化
Practical Design Considerations for a Si IGBT + SiC MOSFET Hybrid Switch: Parasitic Interconnect Influences, Cost, and Current Ratio Optimization
Amol Deshpande · Fang Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于大电流高功率变换器的混合开关（HyS），由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成。文章系统分析了寄生参数对开关性能的影响，并推导了SiC/Si电流比的优化边界，旨在平衡成本与效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大功率储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在追求高功率密度的同时，全SiC方案成本压力较大，而混合开关方案能在保证高效率（利用SiC的开关特性）和低成本（利用Si IGBT的通态特性）之间取得平衡。建议研发团队重点关注寄生电感对混合开关...
一种全集成异构Si-CMOS/GaN 500 MHz 6 V-to-18 V升压转换器芯片
A Fully Integrated Heterogenous Si-CMOS/GaN 500 MHz 6 V-to-18 V Boost Converter Chip
Ziheng Liu · Zhen Lin · Jinyan Wang · Kaixue Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文提出了一种采用异构集成氮化镓（GaN）和Si-CMOS技术的全集成500 MHz单开关谐振升压转换器。为实现高集成度与瓦级功率传输，驱动电路采用Si-CMOS工艺并定制片上电感，功率开关则采用GaN器件，实现了高性能功率转换。
解读: 该研究展示了GaN与Si-CMOS异构集成在超高频（500 MHz）功率转换中的潜力，对阳光电源的功率密度提升具有前瞻性参考价值。虽然目前阳光电源的组串式逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）主要采用SiC器件以平衡效率与成本，但随着未来户用光伏及微型逆变器对极致体积和功率密度的需求增加，...
基于耦合电感的Si/WBG混合半桥变换器用于电能质量提升与控制简化
Si/WBG Hybrid Half-Bridge Converter Using Coupled Inductors for Power Quality Improvement and Control Simplification
Chao Zhang · Xufeng Yuan · Jun Wang · Bo Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
针对Si/WBG混合半桥变换器在混合频率交错运行（HFIO）中存在的电能质量波动及控制复杂问题，本文提出了一种Si/宽禁带（WBG）耦合半桥（CHB）拓扑。该方案通过协调混合频率交错控制，有效改善了功率质量并简化了控制设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。通过引入Si/WBG混合拓扑与耦合电感技术，可以在保持成本竞争力的同时，进一步提升功率密度和转换效率，特别适用于PowerTitan等储能系统及新一代组串式光伏逆变器。建议研发团队关注该拓扑在降低开关损耗及优化电磁兼容性（EMC）...
一种采用专用调制策略的SiC MOSFET与Si IGBT混合模块化多电平变换器
A SiC MOSFET and Si IGBT Hybrid Modular Multilevel Converter With Specialized Modulation Scheme
Tianxiang Yin · Chen Xu · Lei Lin · Kaiyuan Jing · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种SiC MOSFET与Si IGBT混合的模块化多电平变换器（MMC）拓扑。该方案旨在解决全SiC方案在高功率等级下成本过高及导通损耗较大的问题，通过结合SiC的高频特性与Si IGBT的低成本优势，优化了变换器的整体性能与经济性。
解读: 该混合拓扑对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在高功率密度应用场景下，全SiC方案成本压力巨大，而混合拓扑通过在子模块中引入SiC器件，可在保持高效率的同时降低系统总成本。建议研发团队关注该调制策略在大型储能变流器（PCS）中的应用，以提升系统在复杂...
基于驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制
Smooth Control of Junction Temperature Fluctuation in Si/SiC Hybrid Devices Based on Active Switching of Gate Voltage
白丹涂春鸣龙柳肖凡肖标 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
Si/SiC混合器件兼具低成本与低损耗优势，是实现大容量、高可靠性电力电子装备的关键。然而，负载电流变化导致SiC MOSFET结温剧烈波动，限制了器件整体寿命提升。本文分析驱动电压对开关过程及损耗的影响，提出一种基于驱动电压主动切换的结温波动平滑控制策略。该策略在轻载时采用高损耗驱动模式以补偿温升，在重载时采用低损耗模式以抑制温升，显著平滑SiC MOSFET结温波动，减小其与Si IGBT的温差波动幅值。实验结果表明，所提方法可使SiC MOSFET结温波动降低30%以上，与Si IGBT的...
解读: 该研究对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率器件应用具有重要价值。Si/SiC混合器件方案可有效平衡成本与效率,特别适合大功率产品如SG350HX和PowerTitan。通过驱动电压主动切换技术,可显著改善SiC MOSFET的温度稳定性,这对提升产品可靠性和使用寿命具有积极意义。...
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