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键合线半桥SiC多芯片功率模块的寄生电感建模与优化
Parasitic Inductance Modeling and Reduction for Wire-Bonded Half-Bridge SiC Multichip Power Modules
Boyi Zhang · Shuo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文建立了包含SiC多芯片功率模块并联电流路径间互感的寄生电感模型。基于该模型,分析了SiC模块的瞬态响应,识别了关键寄生电感,并据此优化了封装布局,有效降低了模块的寄生参数。
解读: 该研究对于提升阳光电源核心产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器)的功率密度和开关性能至关重要。SiC功率模块的寄生电感直接影响开关损耗、电压过冲及电磁干扰(EMI)。通过优化封装布局,可显著降低SiC器件在高速开关下的电压尖峰,从而提升系统可靠性并减小滤波器体积。建议研发团...
高功率SiC模块中多层聚酰亚胺基板的电热设计空间
Electro-Thermal Design Space for Multilayer Polyimide Substrates in High-Power SiC Modules
Narayanan Rajagopal · Taha Moaz · Christina DiMarino · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文探讨了用于高功率SiC转换器(如iPEBB)的新型聚酰亚胺基有机直接覆铜(ODBC)基板技术。该技术通过提升设计灵活性与可靠性,旨在实现更高的功率密度。文章重点分析了ODBC介电材料的电热特性,为高功率密度电力电子模块的封装设计提供了理论依据与优化空间。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中对高功率密度和高效率的极致追求,SiC器件的应用已成为核心竞争力。本文研究的ODBC基板技术能显著改善SiC模块的散热性能与电气布局,直接助力提升阳光电源逆变器及PCS产品的功率密度。建议研发团队关注聚酰亚胺基板在高温、高压环境下的长期可...
用于脉冲应用的碳化硅堆叠电容变换器
SiC Stacked-Capacitor Converters for Pulse Applications
Xiaoyong Ren · Zhi-Wei Xu · Ke Xu · Zhiliang Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
脉冲功率变换器在高温及强辐射环境下对高压大电流波形有严苛要求,通常需50%-75%的电压降额。碳化硅(SiC)MOSFET凭借宽禁带特性在提升辐射可靠性方面展现出巨大潜力。本文探讨了传统变换器在极端环境下的局限性,并提出了基于SiC器件的堆叠电容变换器解决方案。
解读: 该研究关注SiC器件在极端环境(高温、辐射)下的可靠性及高压脉冲应用,对阳光电源的功率器件选型及高可靠性设计具有参考价值。虽然阳光电源的核心业务(光伏、储能)主要面向民用及工业环境,但该技术对于提升PowerTitan等大型储能系统在极端气候或特殊工业场景下的功率密度和器件耐受性有借鉴意义。建议研发...
基于电致发光的碳化硅功率MOSFET结温测量方法
Electroluminescence-Based Junction Temperature Measurement Approach for SiC Power MOSFETs
Jonathan Winkler · Jan Homoth · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种用于碳化硅(SiC)MOSFET在线结温测量的新型电气隔离传感方法。该方法利用SiC器件在工作过程中发光光谱随温度变化的特性,实现了对功率半导体器件运行状态的实时监测,为电力电子应用中的高效热管理提供了新思路。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块以提升功率密度和转换效率,结温的精确监测对提升系统可靠性至关重要。该电致发光测量技术提供了一种非侵入式的在线监测手段,有助于优化逆变器及PCS的散热设计与热保护策略。建议研发团队关注该技术在功率模块...
消除米勒电容以提升SiC MOSFET在桥臂配置中的性能
Miller Capacitance Cancellation to Improve SiC MOSFET's Performance in a Phase-Leg Configuration
Boyi Zhang · Shuo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
SiC MOSFET的漏源极电容(米勒电容)在开关瞬态过程中会引发米勒效应。在桥臂配置中,该电容会导致开关间的串扰及米勒平台现象,从而降低开关速度、影响可靠性并增加电磁干扰。本文研究了通过抵消米勒电容来优化SiC MOSFET开关性能的方法。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器)具有重大意义。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC器件的应用日益广泛。米勒效应引起的串扰是导致桥臂直通风险和开关损耗增加的主要因素。通过采用米勒电容抵消技术,可以显著提升SiC模块的开关速度,...
集成于双通道驱动器的SiC MOSFET串联主动均压技术
Active Voltage Balancing With Seamless Integration Into Dual Gate Driver for Series Connection of SiC Mosfets
Rui Wang · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文针对SiC MOSFET半桥模块在串联应用中的电压不平衡问题,提出了一种集成于双通道门极驱动器(D-GD)的主动均压方案。该方法通过优化驱动电路设计,实现了高压转换器应用中SiC器件的高效串联,有效提升了功率模块在高压环境下的可靠性与工作性能。
解读: 该技术对阳光电源的高压储能系统(如PowerTitan系列)及大功率组串式逆变器具有重要意义。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级(如1500V及以上)演进,SiC器件的串联应用成为提升功率密度和效率的关键。该主动均压方案能有效解决串联SiC器件的动态电压不平衡问题,降低对器件筛选的依赖,提升系统可...
第三象限工作条件下并联SiC MOSFET的浪涌电流分布
Surge Current Distribution in Paralleled SiC MOSFETs Under Third-Quadrant Operation
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
在各种应用中,需要碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在第一和第三象限工作时具有并联浪涌电流能力。在第三象限工作期间,并联SiC MOSFET中的浪涌电流分布需要进一步研究。因此,本文建立了浪涌电流范围内不同栅极偏置下SiC MOSFET的源 - 漏电阻模型,揭示了浪涌电流条件下MOS沟道路径和体二极管路径之间的电流“竞争机制”。然后研究了器件参数差异对并联SiC MOSFET中浪涌电流分布的影响。研究发现,体二极管参数的差异在不同栅极偏置下对浪涌电流分布有显著影响,而M...
解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心应用场景来看,这项关于并联SiC MOSFET第三象限浪涌电流分布的研究具有重要的工程价值。在我们的大功率逆变器和双向储能变流器中,SiC MOSFET并联使用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径,而第三象限运行(反向导通)正是这些设备在能量回馈、制动工况和电网...
浸没式冷却SiC T型牵引逆变器——热性能评估
An Immersion Cooled SiC T-Type Traction Inverter–Thermal Performance Evaluation
Yiju Wang · Reza Ilka · James Camp · JiangBiao He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文针对SiC三相三电平T型牵引逆变器,对比评估了新型浸没式冷却技术与传统散热器及冷板冷却方法的性能。研究表明,浸没式冷却在提升功率密度、效率及可靠性方面具有显著优势,为电动汽车驱动系统的热管理提供了优化方案。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及未来车载电力电子产品具有重要参考价值。T型三电平拓扑与SiC器件的结合是提升功率密度的关键路径,而浸没式冷却技术能有效解决高功率密度下的散热瓶颈。建议研发团队关注该冷却技术在充电桩功率模块中的应用潜力,以进一步缩小设备体积并提升转换效率。此外,文中涉及的热性能评估方...
10 kV, 100 A 碳化硅MOSFET功率模块评估
Assessment of 10 kV, 100 A Silicon Carbide mosfet Power Modules
Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · Kalle Ilves · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文对配备第三代芯片且无外置续流二极管的10 kV SiC MOSFET功率模块进行了全面表征。通过在不同温度下测量静态性能(如IDS-VDS、C-V特性、漏电流及体二极管特性),验证了利用SiC MOSFET体二极管的可行性。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块,对阳光电源的未来产品布局具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)演进,高压SiC器件是提升组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器(PCS)功率密度与效率的关键。特别是利用SiC体二极管替代外置二极管的方案,有助于进一步简化电路...
考虑热失控现象的SiC MOSFET雪崩动力学模型
Avalanche Dynamics Model of SiC MOSFET Considering Thermal Runaway Phenomenon
Ning Wang · Jianzhong Zhang · Fujin Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种高精度的平面型SiC MOSFET紧凑型SPICE模型,用于预测雪崩动力学过程。该模型创新性地考虑了动态雪崩电阻,能够准确模拟安全状态下的雪崩轨迹,并描述了器件内部的热失控现象。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度与效率的核心器件。该模型对雪崩动力学及热失控的精确模拟,直接有助于提升阳光电源在极端工况下的功率模块可靠性设计。建议研发团队利用该模型优化逆变器在过压冲击下的保护策略,并将其集成至功率模块的寿命预测与...
基于寄生参数影响补偿的SiC MOSFET芯片精确提取
Accurate SiC MOSFET Chip Extraction Based on Parasitic Parameter Impact Compensation
Yang Li · Yuan Gao · Yan Zhang · Jinjun Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
随着SiC MOSFET在电力电子设备中的广泛应用,获取精确的器件波形与特性对于制造、变换器设计及运行评估至关重要。本文针对现有测量技术中寄生参数干扰的问题,提出了一种基于寄生参数影响补偿的精确提取方案,旨在提升SiC器件在实际应用中的测量精度与模型准确性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率电子技术领域。随着公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC MOSFET的应用已成为提升效率的关键。该技术能显著提升公司在功率模块选型、驱动电路优化及热仿真模型建立中的精度,有助于缩短研发周期并提升产品可靠性。建议...
一种基于残余电阻的SiC MOSFET栅极退化无关在线结温估计方法
A Gate Degradation Independent Online Junction Temperature Estimation Method for SiC MOSFETs Based on Residual Resistance
Zhigang Zhao · Peng Wang · Tianyuan Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
结温估计对提升SiC MOSFET在实际应用中的可靠性至关重要。热敏电参数(TSEP)常被用于结温监测,但栅极退化会改变TSEP与温度的相关性,从而降低估计精度。本文提出了一种基于残余电阻的在线结温估计方法,该方法能够有效消除栅极退化对结温监测的影响,提高功率器件在长期运行中的可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC功率模块,器件的长期可靠性成为核心竞争力。该研究提出的栅极退化无关结温估计方法,能够解决SiC器件在复杂工况下因老化导致的测温漂移问题。建议将该算法集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器底层控制逻辑中,实...
一种降低自热效应的高压饱和区SiC MOSFET增强表征方法
An Enhanced Characterization Method of SiC MOSFETs in the High-Voltage Saturation Region With Reduced Self-Heating
Enyao Xiang · Chengmin Li · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
SiC MOSFET的精确建模、短路预测及保护依赖于高漏源电压下饱和特性的准确测量。传统曲线追踪仪受功率限制、寄生参数及器件导通时间影响,难以实现高di/dt测量。本文提出一种增强型表征方法,有效降低了器件自热效应,提升了高压饱和区特性的测量精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心功率器件的应用开发。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更高电压等级演进,SiC MOSFET已成为关键功率开关器件。该表征方法能显著提升器件在短路工况下的建模精度,有助于优化阳光电源逆变器及PCS产品的短路保护策略,提...
老化对碳化硅MOSFET温度敏感电参数影响的评估
Evaluation of Aging's Effect on Temperature-Sensitive Electrical Parameters in SiC mosfets
Fei Yang · Enes Ugur · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
温度敏感电参数(TSEPs)常用于碳化硅(SiC)MOSFET的结温监测与过温保护。然而,器件老化会干扰TSEPs的准确性,导致结温测量误差。本文全面研究了老化对多种TSEPs的影响,并提出了相应的评估方法,旨在提升功率器件在长期运行中的状态监测精度与可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC功率器件,提升系统功率密度与效率的同时,如何确保高频高温下的长期可靠性成为关键。本文研究的TSEPs老化补偿技术,可直接应用于iSolarCloud智能运维平台,实现对核心功率模块的在线健康状态(SOH)评估与故障...
半桥配置下SiC MOSFET电路寄生参数的测量
Measurement of Circuit Parasitics of SiC MOSFET in a Half-Bridge Configuration
Shamibrota Kishore Roy · Kaushik Basu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
SiC MOSFET的快速开关瞬态虽降低了开关损耗,但会激发器件及电路寄生参数,导致振荡、器件应力增大、误导通、EMI问题及额外损耗。准确获取电路寄生参数是建立行为模型或解析模型以评估开关损耗及dv/dt、di/dt的关键。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线(如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器)至关重要。随着公司产品向高功率密度和高开关频率演进,SiC器件的应用日益广泛。准确测量并建模电路寄生参数,能够有效优化PCB布局与驱动电路设计,抑制高频振荡带来的EMI干扰及电压尖峰,从而提升PowerTi...
并联SiC MOSFET不平衡开关电流与损耗的定量分析模型
A Quantitative Analytical Model of Paralleled SiC MOSFETs for Calculating Unbalanced Switching Currents and Energy
Jianwei Lv · Cai Chen · Yiyang Yan · Baihan Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
并联SiC MOSFET间的不均匀动态电流会导致开关损耗失衡,影响电路可靠性。本文提出了一种定量评估并联SiC MOSFET开关过程中动态电流不平衡的分析模型,旨在解决现有建模方法在精度与计算复杂度方面的挑战,为电力电子电路的设计与应用提供理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品设计。在PowerTitan储能系统及大功率组串式/集中式光伏逆变器中,SiC MOSFET的并联应用是提升效率和减小体积的关键。该定量模型能够帮助研发团队在设计阶段精确评估电流不平衡带来的热应力分布,优化驱动电路布局与参数匹配,从而提升功率模块在极端工况下的...
性能均衡的4H-SiC JBSFET:集成JBS二极管与VDMOSFET特性以实现可靠的1700V应用
Well-balanced 4H-SiC JBSFET: Integrating JBS diode and VDMOSFET characteristics for reliable 1700V applications
Chia-Lung Hung · Yi-Kai Hsiao · Jing-Neng Yao · Hao-Chung Kuo · Solid-State Electronics · 2025年6月 · Vol.226
摘要 由于具有更高的击穿电场和热导率,碳化硅(SiC)功率器件适用于高电压和高温应用。近年来,许多SiC肖特基势垒二极管(SBD)和垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(VDMOSFET)已实现商业化生产。与硅基绝缘栅双极型晶体管(Si-IGBT)相比,SiC VDMOSFET固有的体二极管也可用作电感开关电源电路中的续流二极管,从而无需额外封装的二极管,这有助于降低成本并减小整体封装尺寸。然而,当作为续流二极管使用时,SiC VDMOSFET体二极管的双极载流子导通特性和少数载流子注入机制会...
解读: 该JBSFET技术对阳光电源具有重要应用价值。通过将JBS二极管与VDMOSFET单片集成,实现了5.2mΩ-cm²低导通电阻和快速反向恢复特性,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的三电平拓扑中,省去外置续流二极管,降低封装成本和体积。其1700V耐压等级和优异温度特性,特别适合电动...
SiC与Si二极管的EMI产生特性:反向恢复特性的影响
EMI Generation Characteristics of SiC and Si Diodes: Influence of Reverse-Recovery Characteristics
Xibo Yuan · Sam Walder · Niall Oswald · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文研究了碳化硅(SiC)肖特基二极管与传统硅(Si)PIN二极管在电磁干扰(EMI)产生特性上的差异。SiC二极管因无反向恢复电流(RRC)特性,在降低开关损耗的同时,对EMI性能的改善作用是本文分析的核心。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan储能系统等产品中全面推进SiC功率器件的应用,理解其EMI特性对优化高频化设计至关重要。SiC器件虽能显著提升效率并减小磁性元件体积,但其高dv/dt带来的EMI挑战需在PCB布局及滤波器设计中重点考量。建议研发团队利用该研究结论,在下一代高功率密度逆...
线性区SiC-JFET极间电容表征方法
Characterization Method of SiC-JFET Interelectrode Capacitances in Linear Region
Ke Li · Arnaud Videt · Nadir Idir · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
为研究SiC-JFET的开关波形,必须掌握功率器件在线性区内的极间电容演变特性。本文首先利用多电流探针法表征了反向传输电容Cgd,并通过阻抗分析仪测量进行了验证。同时,采用相同方法对输出电容Coss进行了测量与分析。
解读: 随着阳光电源在高功率密度组串式逆变器及PowerTitan储能系统PCS中对SiC器件应用比例的提升,精确掌握SiC器件在全工作区间(尤其是线性区)的电容特性对于优化开关损耗模型、提升驱动电路设计精度至关重要。该研究提出的表征方法有助于研发团队更准确地评估SiC器件的动态性能,从而优化逆变器及PCS...
22 kV碳化硅
SiC)发射极关断
Xiaoqing Song · Alex Q. Huang · Meng-Chia Lee · Chang Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文研究了基于碳化硅(SiC)材料的高压(>10 kV)可控三端功率开关。由于硅基IGBT在阻断电压设计上存在物理局限,SiC器件在超高压应用中备受关注。文章重点探讨了22 kV SiC ETO晶闸管的理论设计与实验验证,展示了其在超高压电力电子转换中的应用潜力。
解读: 该研究涉及超高压(22kV)SiC功率器件,对阳光电源未来布局中高压直流输电(HVDC)及大型储能系统(如PowerTitan系列)的功率密度提升具有前瞻性意义。虽然目前主流光伏和储能系统多采用1500V及以下电压等级,但随着电网侧储能向更高电压等级演进以降低系统损耗,SiC器件在高压领域的突破将助...
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