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基于半桥功率模块考虑寄生参数的高频开关振荡传导共模电流分析与优化
Analysis and Optimization of High-Frequency Switching Oscillation Conducted CM Current Considering Parasitic Parameters Based on a Half-Bridge Power Module
Qingshou Yang · Laili Wang · Zhiyuan Qi · Xiaohui Lu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文研究了SiC MOSFET与SiC SBD构成的功率模块在开关过程中的高频振荡问题。分析了功率模块寄生参数对共模电流传播路径的影响，并提出了相应的优化策略，以缓解SiC器件高速开关带来的电磁干扰（EMI）挑战。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该研究针对SiC模块高频振荡及EMI问题，直接指导了公司在功率模块选型、PCB布局优化及驱动电路设计方面的工程实践。通过抑制开关振荡，可有效降低EMI滤波器体积，提升系统功率...
用于电流源零电压开关变换器的3.3 kV反向阻断SiC模块特性研究
Characterization of 3.3-kV Reverse-Blocking SiC Modules for Use in Current-Source Zero-Voltage-Switching Converters
Xiangyu Han · Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文研究了3.3 kV至15 kV碳化硅（SiC）MOSFET在高性能变换器中的应用。针对电压源变换器中高dv/dt带来的电磁干扰问题，探讨了电流源零电压开关（ZVS）变换器配置。通过对反向阻断SiC模块的特性表征，验证了其在固态变压器等中压应用中降低开关损耗及提升系统可靠性的潜力。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块，对阳光电源的中压储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压组串式逆变器的技术演进具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级（1500V及以上）发展，SiC器件在提升功率密度和转换效率方面至关重要。建议研发团队关注反向阻断型SiC模块在电流源型拓扑中的...
一种低寄生电感与低热阻的倒装嵌入式SiC功率模块设计与评估
Design and Evaluation of a Face-Down Embedded SiC Power Module With Low Parasitic Inductance and Low Thermal Resistance
Xinnan Sun · Min Chen · Bodong Li · Fengze Hou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种用于高频、高温应用场景的嵌入式碳化硅（SiC）功率模块。通过采用倒装结构及铜连接块，显著降低了寄生电感并提升了散热性能。仿真结果表明，该设计有效优化了开关特性，为提升功率密度提供了技术路径。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS中，高频化与高功率密度是核心竞争力。倒装嵌入式SiC模块能显著降低开关损耗和寄生电感，有助于减小磁性元件体积，提升整机效率。建议研发团队关注该封装技术在下一代高压、大电流PCS产品中的应用，以解决高频化带来的散...
极端工况下SiC功率MOSFET的精确温度估计
Accurate Temperature Estimation of SiC Power mosfets Under Extreme Operating Conditions
Alexander Tsibizov · Ivana Kovacevic-Badstubner · Bhagyalakshmi Kakarla · Ulrike Grossner · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文研究了SiC功率器件电热建模中，假设热导率和热容为常数对温度预测精度的影响。针对极端工况，分析了材料参数随温度变化对器件结温估计的偏差，旨在提升SiC器件在高温高压环境下的建模准确性与可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块，提升功率器件在极端工况下的热管理精度至关重要。本文提出的非线性电热建模方法，有助于优化逆变器和PCS的过温保护策略，延长器件寿命。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中引入此类高精度...
SiC MOSFET在重复短路应力下的阈值电压退化与恢复特性
Threshold Voltage Degradation and Recovery Characteristics of SiC MOSFETs Under Repetitive Short-Circuit Stress
Yifan Wu · Chao Wang · Chi Li · Jianwei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文深入研究了SiC MOSFET在重复短路应力下的阈值电压（VTH）退化机理及其恢复特性。通过实验分析，揭示了短路应力对器件寿命的影响，并探讨了退化后的恢复行为，为电力电子系统设计者评估器件可靠性及寿命预测提供了关键参考。
解读: SiC MOSFET作为阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩的核心功率器件，其可靠性直接决定了产品的全生命周期性能。短路应力是电力电子系统在极端工况下的常见挑战，本文对VTH退化与恢复特性的研究，有助于优化阳光电源的驱动电路保护策略，提升逆变器在复杂电网环境下的鲁棒...
用于300-kHz SiC双向CLLC变换器数字同步整流的考虑MOSFET结电容的多谐波频域模型
Multiharmonic Frequency-Domain Model With MOSFET Junction Capacitance for Digital Synchronous Rectification in 300-kHz SiC Bidirectional CLLC Converters
Haoran Li · Xin Wang · Cungang Hu · Xirui Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
传统CLLC同步整流（SR）依赖硬件检测或时域模型，易受SiC器件高dv/dt干扰且精度受限。本文提出一种考虑MOSFET结电容的多谐波频域模型，旨在解决高频下SiC体二极管导通压降高带来的损耗问题，实现高精度同步整流控制。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用储能中的双向DC-DC变换器具有重要价值。随着储能系统向高功率密度和高效率演进，300kHz高频化是必然趋势。该模型通过精确的频域建模优化同步整流，能显著降低SiC MOSFET在高频运行下的开关损耗和体二极管导通损耗，...
堆叠式强耦合GaN/SiC级联器件及其快速开关与可回收强dv/dt控制
Stacked Strongly Coupled GaN/SiC Cascode Device With Fast Switching and Reclaimed Strong dv/dt Control
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
我们提出了一种氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件，该器件用高质量的氮化镓二维电子气（2DEG）沟道取代了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）中对性能和可靠性限制最大的低迁移率MOS沟道。与SiC MOSFET相比，GaN/SiC共源共栅器件的p - GaN栅极堆叠结构具有更低的栅极电荷 ${Q}_{\text {G}}$ 、热稳定的阈值电压 ${V}_{\text {TH}}$ 、更小的比导通电阻 $...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC共栅极级联器件技术具有重要的战略价值。该技术通过将GaN HEMT的高质量二维电子气沟道与SiC JFET结合，有效规避了传统SiC MOSFET低迁移率MOS沟道的性能瓶颈，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有显著的性能提升潜力。 该技术的核心优...
基于能量回馈缓冲电路的串联SiC MOSFET电压均衡控制
Voltage Balancing Control of Series-Connected SiC MOSFETs by Using Energy Recovery Snubber Circuits
Fan Zhang · Xu Yang · Wenjie Chen · Laili Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
为实现更高阻断电压，功率开关常采用串联方式。然而，由于电压分配不均，SiC器件因其超快开关速度，串联应用面临更大挑战。本文提出了一种新型能量回馈缓冲电路拓扑，通过有效的电压均衡控制策略，解决了串联SiC MOSFET在高速开关过程中的电压应力不平衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的高压组串式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏系统向1500V甚至更高电压等级演进，利用SiC器件串联技术可有效提升系统功率密度并降低损耗。该能量回馈缓冲电路能解决高压下SiC器件动态均压难题，有助于优化高压功率模块设计。建议研发团队关注该拓...
一种采用直流电容分布式布置的并联SiC MOSFET半桥单元设计
Design of a Paralleled SiC MOSFET Half-Bridge Unit With Distributed Arrangement of DC Capacitors
Jianzhen Qu · Qianfan Zhang · Xue Yuan · Shumei Cui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
离散式SiC MOSFET并联使用可提升载流能力，但开关损耗不均和瞬态电流过冲限制了开关频率与电流容量。本文提出一种并联半桥单元设计，通过分布式直流电容布置优化，显著改善了瞬态电流共享性能。
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。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，随着功率密度的不断提升，SiC器件的并联应用已成为主流。该文献提出的分布式电容布置方案能有效降低杂散电感，抑制瞬态过冲，对于提升大功率SiC模块的可靠性、降低开关损耗...
考虑非线性栅极电容的碳化硅MOSFET同步开关死区时间优化
Dead Time Optimization for Synchronous Switching of SiC MOSFETs Considering Nonlinear Gate Capacitance
Yimin Zhou · Zhiqiang Wang · Guoqing Xin · Jun Yuan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对高频碳化硅（SiC）转换器在同步整流模式下的死区时间优化问题，本文指出传统基于数据手册恒定输入电容（Ciss）的计算方法存在偏差。研究提出了一种考虑SiC MOSFET非线性栅极电容特性的优化方法，旨在提升高频电力电子变换器的效率与可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的高频化产品线至关重要。随着公司组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为主流。传统的死区设置往往留有较大裕量以牺牲效率换取安全，而本文提出的非线性电容建模方法，能有效降低死区损耗，提升整机效率。建议研发团队在下一代S...
一种结合Vgs和Vds检测的SiC MOSFET短路保护方法
A Short-Circuit Protection Method for SiC MOSFET Using Combined Vgs and Vds Detection
Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种简单可靠的SiC MOSFET短路保护（SCP）方法，通过同时监测栅源电压（Vgs）和漏源电压（Vds）实现。当Vgs和Vds同时超过预设阈值时触发保护，能有效应对硬开关故障等短路工况。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和效率，SiC的短路耐受能力成为系统可靠性的关键瓶颈。该方法通过双参数监测，能更精准地识别短路故障，避免误触发，对于提升组串式逆变器及PCS模块在极端工况下的鲁棒性具有重要参考价...
商用1200 V/80 mΩ SiC MOSFET的单脉冲雪崩模式鲁棒性
Single-Pulse Avalanche Mode Robustness of Commercial 1200 V/80 mΩ SiC MOSFETs
Mitchell D. Kelley · Bejoy N. Pushpakaran · Stephen B. Bayne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
1200V碳化硅（SiC）MOSFET的商业化显著提升了电力电子系统的效率与功率密度。然而，在电磁阀控制、固态变压器及各类DC-DC变换器应用中，高di/dt与寄生电感耦合产生的高压尖峰可能导致MOSFET进入雪崩模式。本文研究了商用1200V SiC MOSFET在雪崩模式下的鲁棒性，为高可靠性功率变换设计提供理论支撑。
解读: SiC MOSFET是阳光电源新一代组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高压充电桩的核心功率器件。随着系统功率密度不断提升，寄生参数带来的电压尖峰风险增加，研究器件的雪崩鲁棒性对于提升产品在极端工况下的可靠性至关重要。建议研发团队参考该研究，在电路设计中优化PCB布局以降低寄生电感，并结合器...
4H-SiC功率MOSFET雪崩诱导退化建模
Modeling Avalanche Induced Degradation for 4H-SiC Power MOSFETs
Jiaxing Wei · Siyang Liu · Xiaobing Zhang · Weifeng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种预测4H-SiC功率MOSFET在重复雪崩应力下退化的模型。通过分析JFET区域栅氧化层界面的正电荷注入现象，选取栅漏电容（Cgd）作为量化雪崩诱导退化的关键参数，建立了退化模型以评估器件的长期可靠性。
解读: SiC器件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高压充电桩实现高效率、高功率密度的核心。雪崩应力是功率器件在极端工况下的主要失效模式之一。该研究提出的退化模型有助于研发团队在设计阶段更精准地评估SiC MOSFET的寿命，优化驱动电路的保护策略，从而提升阳光电源产品在复杂电网环境下的...
一种基于间接功耗水平的SiC MOSFET快速短路保护方法
A Fast Short-Circuit Protection Method for SiC MOSFET Based on Indirect Power Dissipation Level
Wenyuan Ouyang · Pengju Sun · Minghang Xie · Quanming Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种针对碳化硅（SiC）MOSFET的间接功耗水平短路保护（IPDL-SCP）方法。该方法利用正常导通与短路状态下源极寄生电感（Lss）两端电压振荡（vss）的差异，结合对漏源电压（vds）的直接监测，实现了对SiC器件的快速短路保护，有效提升了功率器件在极端工况下的可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的短路耐受能力成为可靠性设计的核心挑战。该IPDL-SCP方法无需复杂的电流传感器，通过监测寄生电感电压即可实现快速保护，具有低成本、高响应速度的优势。建议研发...
基于4H-SiC MOSFET的ANN建模用于极端温度应用的SiC放大器设计与验证
Design and Verification of SiC Amplifiers for Extreme Temperature Applications Based on ANN Modeling of 4H-SiC MOSFETs
Wenhao Yang · Yuyin Sun · Mengnan Qi · Shikai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本研究提出了一种基于高精度人工神经网络（ANN）的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）建模框架，该框架在较宽的温度范围（27 °C - 500 °C）内实现了误差小于1.2%的高精度建模。所开发的模型可对碳化硅集成电路进行可靠的SPICE仿真，有助于高温模拟电路的设计和实验验证。采用pMOS电流源负载的单级共源（CS）放大器在500 °C时的最大低频增益达到25.5 dB，而两级放大器在500 °C时可实现52.5 dB的增益，单位增益带宽（UGBW）为220...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的SiC MOSFET建模技术具有重要的战略价值。该研究实现了27°C至500°C宽温度范围内误差小于1.2%的高精度器件模型，为极端环境下的功率电子应用提供了可靠的设计工具。 对于光伏逆变器和储能系统而言，该技术的核心价值体现在三个层面：首先，高温工...
宽温度范围内SiC MOSFET负栅压限制的深度解析
Deep Understanding of Negative Gate Voltage Restriction for SiC MOSFETs Under Wide Temperature Range
Ximing Chen · Xuan Li · Bangbing Shi · Junmiao Xiang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文深入揭示了SiC MOSFET在宽温度范围（高达300°C）及不同栅压下的栅极可靠性问题。通过将SiC MOSFET的栅极结构拆解为N型JFET和P型沟道区域，研究了在相同制造工艺和热预算下的物理机制，为提升SiC功率器件在极端工况下的可靠性提供了理论依据。
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和效率的核心器件。该研究揭示的负栅压限制与高温可靠性机理，对阳光电源优化驱动电路设计、提升极端环境下的器件寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队在设计高功率密度产品时，参考该研究关于栅极结构与热应力的...
60Co伽马射线总电离剂量辐照下SiC MOSFET的退化机理分析与建模
Degradation Mechanism Analysis and Modeling of SiC MOSFETs Under 60Co Gamma Ray Total Ionizing Dose Irradiation
Runding Luo · Yuhan Duan · Tao Luo · Yifei Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
研究了碳化硅（SiC）垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（VDMOSFET）和沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在 $^{60}$Co $\gamma$ 射线辐照环境下的退化机制。探究了不同总电离剂量（TID）辐照后，处于不同工作状态的 SiC MOSFET 电学特性的退化情况。通过辐照后的退火实验研究了辐照过程中产生的缺陷。揭示了 TID 导致 SiC MOSFET 退化的原因，并提出了阈值电压（$V_{\text {th}}$）漂移的预测模型，且通过 TCAD 仿真进行了验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET在总电离剂量辐射环境下的退化机理研究具有重要的战略参考价值。SiC功率器件已成为我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的关键元件，其可靠性直接影响系统的长期性能表现。 该研究揭示了γ射线辐射导致SiC MOSFET阈值电压漂移、导通电阻增大等退化...
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...
SiC MOSFET短路耐受能力对短路失效时间的依赖性
Dependence of Short-Circuit Withstand Capability of SiC MOSFETs on Short-Circuit Failure Time
Tomoyuki Shoji · Makoto Kuwahara · Masanori Usui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文旨在阐明SiC MOSFET的短路失效机理，特别是栅极相邻层间电介质的机械失效。研究建立了短路耐受能力与短路失效时间之间的关系，并根据失效时间对失效模式进行了分类，为提升功率器件在极端工况下的可靠性提供了理论依据。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的可靠性成为核心挑战。本文揭示的短路失效机理及失效模式分类，对阳光电源研发团队优化驱动保护电路、设定合理的短路保护阈值具有重要指导意义。建议将该研究成果应用于功率模块的选...
考虑高频电磁激励的超高速电动空气压缩机转速波动抑制控制
Speed Fluctuation Suppression Control of Super-High-Speed Electric Air Compressors Considering High-Frequency Electromagnetic Excitation
Donghai Hu · Jiongzhi Zhang · Jixiang Huang · Jianwei Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
随着碳化硅（SiC）MOSFET在超高速电动空气压缩机控制器中的应用，其高开关频率引发了严重的电磁干扰（EMI），进而导致转速波动。传统抑制负载激励的方法仅在低速下有效，本文针对高频电磁激励下的转速波动问题，提出了相应的抑制控制策略。
解读: 该研究聚焦于SiC器件高频开关带来的EMI及控制稳定性问题，这对阳光电源目前在组串式逆变器和PowerTitan储能变流器中广泛应用SiC技术具有重要的参考价值。虽然研究对象为空气压缩机，但其揭示的“高频开关-EMI-控制波动”耦合机理，可为阳光电源优化逆变器功率模块布局、提升EMI滤波设计及改进高...
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