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7.2 kV三端口SiC单级电流源固态变压器及90 kV防雷保护
7.2 kV Three-Port SiC Single-Stage Current-Source Solid-State Transformer With 90 kV Lightning Protection
Liran Zheng · Xiangyu Han · Chunmeng Xu · Rajendra Prasad Kandula 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种用于光伏、储能、电动汽车快充及数据中心等应用的多端口模块化单级电流源固态变压器（SST）。该7.2 kV/50 kVA系统由五个输入串联输出并联（ISOP）模块组成，每个模块基于3.3 kV SiC反向阻断MOSFET与二极管模块构建，具备高压耐受与高效转换能力。
解读: 该技术在电力电子拓扑领域具有前瞻性，特别是其采用的3.3 kV SiC器件和ISOP模块化架构，对阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流快充技术具有重要参考价值。单级电流源SST架构有助于简化系统复杂度并提升功率密度，建议研发团队关注其在高压直流接入场景下的效率优势。此外，...
一种基于SiC器件外部整形模块的高效混合模块化多电平变换器
A High Efficiency Hybrid Modular Multilevel Converter With a SiC Device-Based External Shaping Module
Peng Ren · Qi Guo · Yuchao Hou · Chunming Tu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
为提升中压模块化多电平变换器（MMC）的波形质量与效率，本文提出了一种带有外部整形模块的混合MMC（HMMC）拓扑。该拓扑在每桥臂采用基于硅基IGBT的半桥子模块（HSM），并在交流侧引入基于碳化硅（SiC）MOSFET的全桥子模块（FSM）进行波形整形，有效优化了变换器性能。
解读: 该研究提出的混合MMC拓扑对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。通过在传统IGBT主功率链中引入SiC器件进行高频整形，可以在不显著增加系统成本的前提下，大幅提升中压并网系统的效率并减小滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器（PCS）...
一种基于宽禁带器件与新型同步整流载波调制的隔离型双向单级DC-AC变换器
An Isolated Bidirectional Single-Stage DC–AC Converter Using Wide-Band-Gap Devices With a Novel Carrier-Based Unipolar Modulation Technique Under Synchronous Rectification
Mengqi Wang · Suxuan Guo · Qingyun Huang · Wensong Yu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种用于隔离型双向单级高频交流链路DC-AC变换器的新型载波单极性SPWM调制技术。该变换器采用SiC MOSFET，由全桥逆变器通过高频变压器与周波变换器级联而成，通过同步整流技术提升了系统效率与功率密度。
解读: 该研究提出的单级隔离型双向变换器拓扑及SiC应用技术，对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光储一体机产品线具有重要参考价值。单级架构能有效减少功率器件数量，提升系统功率密度和转换效率，符合当前光储产品小型化、高效率的发展趋势。建议研发团队关注该调制策略在降低开关损耗方面的潜力，并评估其在高频化设计...
SiC MOSFET用于降低开关损耗的动态dv/dt控制策略
Dynamic dv/dt Control Strategy of SiC MOSFET for Switching Loss Reduction in the Operational Power Range
Zebing Wu · Huaping Jiang · Zhenhong Zheng · Xiaowei Qi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
针对碳化硅（SiC）MOSFET，高dv/dt虽能降低开关损耗，但会引发严重的电磁干扰。本文指出dv/dt随负载电流减小而降低，并提出了一种动态dv/dt控制策略。通过在全工作范围内将dv/dt维持在最大可接受水平，有效降低了开关损耗，并验证了该策略的有效性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC MOSFET的应用日益广泛。动态dv/dt控制策略能有效平衡开关损耗与EMI性能，对于优化逆变器及PCS的散热设计、缩小磁性元件体积具有重要价值。...
采用烧结银中间层的双面冷却SiC MOSFET功率模块用于100-kW/L牵引逆变器
Double-Side Cooled SiC MOSFET Power Modules With Sintered-Silver Interposers for a 100-kW/L Traction Inverter
Chao Ding · Shengchang Lu · Zichen Zhang · Kun Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
为实现高功率密度和高效率，双面冷却功率模块在电驱动逆变器中应用广泛。然而，器件与双基板间的刚性互连带来了热机械可靠性挑战。本文提出使用多孔烧结银中间层来优化双面冷却模块的结构，以提升其热机械可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的功率模块设计具有重要参考价值。高功率密度和高可靠性是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统PCS的核心竞争力。双面冷却与烧结银技术能显著降低SiC模块的热阻，提升散热效率，从而缩小产品体积并延长使用寿命。建议研发团队关注该技术在车载充电桩及高功率密度光伏逆变器中的应用潜...
关于最先进1200V双沟槽SiC MOSFET短路失效机理的深入研究
An In-Depth Investigation Into Short-Circuit Failure Mechanisms of State-of-the-Art 1200 V Double Trench SiC MOSFETs
Xuan Li · Yifan Wu · Zhao Qi · Zhen Fu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文全面研究了1200V增强型双沟槽结构SiC MOSFET（RDT-MOS）的短路能力，分析了在不同直流母线电压和栅极驱动电压下的最大短路时间和能量，并深入探讨了其失效机理。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器（如SG系列组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和转换效率，该研究对提升产品可靠性至关重要。双沟槽SiC MOSFET的短路耐受能力直接影响逆变器在电网故障或负载短路时的保护策略。建议研发团队参考该失效机理，优化驱动电...
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...
具有低热阻和寄生电感的PCB嵌入式SiC半桥封装单元的设计与分析
Design and Analysis of PCB Embedded SiC Half-Bridge Packaging Cells With Low Thermal Resistance and Parasitic Inductance
Chao Gu · Wei Chen · Hao Guan · Jing Jiang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文设计并评估了三种PCB嵌入式1200V SiC MOSFET半桥封装单元，采用重布线层（RDL）技术替代传统引线键合工艺。研究重点在于降低寄生参数与热阻，并通过综合评估验证了其在电气性能与热管理方面的优越性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有深远影响。随着光伏逆变器（尤其是组串式）和储能系统（如PowerTitan系列）向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的封装优化至关重要。PCB嵌入式封装技术能显著降低寄生电感，从而减少开关损耗和电压尖峰，提升系统效率。同时，优化的热阻设计有助于提升功率模块的散热能...
包含MOSFET非线性栅漏和漏源电容的Class-EM功率放大器占空比效应分析与研究
Analysis and Study of the Duty Ratio Effects on the Class-EM Power Amplifier Including MOSFET Nonlinear Gate-to-Drain and Drain-to-Source Capacitances
Mohsen Hayati · Hamed Abbasi · Marian K. Kazimierczuk · Hiroo Sekiya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了占空比变化对Class-EM功率放大器的影响，重点考虑了MOSFET非线性寄生电容（栅漏和漏源电容）。占空比是影响开关电压电流波形、输出功率、效率、功率损耗及输出相移的关键参数。
解读: Class-EM功率放大器属于高频软开关技术范畴，其对MOSFET寄生参数的精确建模与占空比优化对提升变换器效率至关重要。对于阳光电源而言，该研究中关于非线性电容建模的方法论，可应用于高频化趋势下的组串式光伏逆变器及微型逆变器研发，有助于优化功率模块的开关损耗，提升整机效率。此外，在电动汽车充电桩的...
考虑共源极电感的SiC MOSFET有源栅极驱动耦合噪声建模与优化算法
Modeling and Optimization Algorithm of Coupling Noise for SiC MOSFET Active Gate Driver Considering Common-Source Inductance
Hengyang Liu · Wubin Kong · Gen Long · Hangchuan Lou 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
SiC MOSFET的高开关速度受限于桥臂配置中的耦合噪声。传统方法主要关注由栅漏电容引起的噪声，并通过有源栅极驱动（AGD）降低栅极阻抗来抑制。然而，当存在共源极电感（Ls）时，噪声尖峰并不随栅极阻抗严格增加。本文针对该现象提出了新的建模与优化算法。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及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。该研究深入分析了共源极电感对SiC开关噪声的影响，对于优化高频功率模块的驱动电路设计具有极高参考价值。建议研发团队在下一代高频逆变器及PCS产品开发中，引入该动态建模方法，以...
中压
3300 V-6500 V）Ga2O3与SiC平面栅MOSFET静态及动态性能的对比研究
Zhenghua Wang · Lei Yuan · Bo Peng · Yuming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文通过TCAD仿真，对比分析了中压（3300-6500V）垂直结构Ga2O3与SiC平面栅MOSFET的结构设计、静态/动态损耗及短路鲁棒性。研究表明，Ga2O3 MOSFET在特定导通电阻方面表现出潜力，为下一代高压功率器件的应用提供了理论依据。
解读: 随着阳光电源在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中对更高功率密度和效率的追求，中压功率器件的选型至关重要。目前SiC器件已在阳光电源的组串式逆变器和PCS中广泛应用，而Ga2O3作为超宽禁带半导体，在3300V及以上的高压领域具备理论上的低损耗优势。建议研发团队持续关注Ga...
一种用于4H-SiC MOSFET动态表征及超高结温电力电子变换器开发的紧凑型交错封装方法
Compact-Interleaved Packaging Method of Power Module With Dynamic Characterization of 4H-SiC MOSFET and Development of Power Electronic Converter at Extremely High Junction Temperature
Fengtao Yang · Laili Wang · Hang Kong · Mengyu Zhu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文针对现有封装技术限制SiC器件高温应用的问题，提出了一种新型气密性金属封装方法。该方法通过优化结构实现了4H-SiC MOSFET在超高结温下的动态表征，并成功开发了相应的电力电子变换器，为提升SiC器件在极端高温环境下的可靠性与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。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更小体积演进，SiC器件的结温管理成为提升系统效率的关键。该封装方法有助于解决SiC器件在高温高频工况下的寄生参数与散热瓶颈，直接支撑公司下一代高功率密度逆变器及PCS产品...
沟槽栅功率硅MOSFET体二极管优化反向恢复模型
An Optimized Reverse Recovery Model of Trench Gate Power Si MOSFET Body Diode
Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
沟槽栅功率硅MOSFET（U-MOSFET）在低压低频应用中因高电流密度、低导通电阻、成本效益和可靠性而相对宽禁带器件具有显著优势。然而在逆变器半桥中，U-MOSFET体二极管BD的反向恢复特性和结电容非线性影响反向恢复阶段RRS的漏源电流和电压轨迹，导致高di/dt变化和损耗。RRS中电流和电压轨迹的准确性对评估U-MOSFET开通瞬态至关重要。SPICE模型描述的RRS电流和电压轨迹因对结电容非线性特性关注不足而与实际结果偏离。为解决该问题，提出使用结电容Coss的电容-电压C-V特性描述R...
解读: 该U-MOSFET反向恢复模型研究对阳光电源功率器件选型和建模有重要参考价值。虽然阳光电源主推SiC/GaN宽禁带器件，但在低压大电流应用（如12V/48V储能系统、车载DC-DC变换器）中硅MOSFET仍有成本优势。优化模型通过结电容C-V特性精确描述反向恢复过程，di/dt误差和损耗误差相比SP...
兆瓦级应用中降低滤波需求的变换器拓扑：由1000Hz运行的IGBT桥与并联部分额定高频SiC MOSFET桥构成
Converter Topology for Megawatt Scale Applications With Reduced Filtering Requirements, Formed of IGBT Bridge Operating in the 000 Hz Region With Parallel Part-Rated High-Frequency SiC MOSFET Bridge
Ning Li · Marlee Basurto Macavilca · Chenqi Wu · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文研究了一种并联混合变换器（PHC），由共直流母线的硅基IGBT桥和部分额定碳化硅（SiC）MOSFET桥并联组成。IGBT桥处理大部分功率并以低频开关以保证效率，而SiC MOSFET桥负责补偿谐波，从而在降低滤波需求的同时提升系统整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的兆瓦级储能系统（如PowerTitan系列）及大功率集中式光伏逆变器具有重要参考价值。通过IGBT与SiC的混合并联，可在不显著增加成本的前提下，利用SiC的高频特性优化输出电流质量，从而减小磁性元件体积，提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在大型储能PCS中的应用潜力，以应对未来...
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...
一种基于Qdesat转移检测且具有鲁棒dv/dt抗扰性的高压SiC MOSFET超快短路保护方案
An Ultrafast Short-Circuit Protection for High-Voltage SiC MOSFETs Based on Qdesat-Transfer Detection With Robust dv/dt Noise Immunity
Qiling Chen · Hong Zhang · Dingkun Ma · Tianshu Yuan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种针对高压（>3.3 kV）SiC MOSFET的超快短路保护（SCP）方案。通过引入基于Qdesat转移的传感机制，该方案在面对高dv/dt噪声时表现出极强的抗扰性。该方法利用高dv/dt期间转移的Qdesat间接检测漏源电压降幅，从而判断MOSFET是否处于正常导通状态。
解读: 该技术对于阳光电源的高压功率变换产品至关重要。随着公司在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中逐步引入更高电压等级的SiC器件，短路保护的响应速度与抗干扰能力直接决定了系统的可靠性。该方案提出的Qdesat转移检测技术能有效解决高压SiC器件在高频开关下的误触发问题，建议研发...
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...
一种具有恒流扩展和精密可调电流监测功能的97.1%高效率Buck-Boost电池充电器，可实现2倍快速充电
A 97.1%-Efficient Buck–Boost Battery Charger With Constant Current Extension and Precision-Adjustable Current Monitoring for 2× Faster Battery Charging
Nan-Hsiung Tseng · Chun-Yuan Chen · Fu-Heng Chen · Yu-Tse Shih 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种集成恒流扩展（CCE）技术的Buck-Boost电池充电器，旨在实现快速且精确的充电。通过集成精密可调充电电流监测器，CCE技术显著提升了电流传感精度。此外，自适应晶体管尺寸（ATS）技术通过动态调整功率MOSFET尺寸，有效提升了转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及户用储能系统（如PowerStack系列）具有重要参考价值。Buck-Boost拓扑在宽电压范围电池充电场景下具有天然优势，通过CCE技术提升电流传感精度，可优化BMS的充电策略，缩短充电时间，提升用户体验。ATS技术在轻载与重载下的动态效率优化，有助于降低充电桩及...
一种用于通用串行总线供电设备的高效率Buck变换器动态自举电压技术
A Dynamic Bootstrap Voltage Technique for a High-Efficiency Buck Converter in a Universal Serial Bus Power Delivery Device
Wei-Chung Chen · Ying-Wei Chou · Meng-Wei Chien · Hsin-Chieh Chen 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种动态自举电压（DBV）技术，旨在使大功率USB供电设备在宽负载电流范围内保持高效率。该技术通过在片上系统（SoC）中嵌入电源管理模块，将硅片面积有效减少至传统P型高侧功率MOSFET设计的50%。
解读: 该技术主要针对消费电子领域的USB PD供电优化，与阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能系统、充电桩）存在一定距离。然而，其核心思想——通过动态控制自举电压来优化高侧功率管驱动，从而提升效率并减小芯片面积，对于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台配套的嵌入式控制终端或小型化辅助电源设计具有一...
一种基于等效栅极电阻控制的SiC MOSFET结温波动抑制方法
An Equivalent Gate Resistance Control Method for Junction Temperature Fluctuation Suppression in SiC MOSFETs
王若隐郑宏 · 中国电机工程学报 · 2025年6月 · Vol.45
非平稳工况下的结温波动是影响碳化硅（SiC）MOSFET可靠性的关键因素。本文提出一种等效栅极电阻控制方法，克服了在线连续调节驱动电阻的难题，并在此基础上设计了一种通过调节开关损耗来抑制结温波动的主动热管理策略，推导了结温调节范围。通过搭建逆变器实验平台验证了理论分析的正确性。实验结果表明，该方法可显著降低SiC MOSFET在不同功率波动阶段的结温波动，最大波动由18.83℃降至9.85℃，器件寿命提升约2.18倍。同时，考虑系统效率，引入温控操作区间与结温控制系数概念，并通过实验验证了方法的...
解读: 该等效栅极电阻控制方法对阳光电源SiC器件应用产品线具有重要价值。首先可应用于SG350HX等大功率光伏逆变器，通过主动热管理提升SiC MOSFET可靠性,延长产品寿命。其次可优化ST2752KWH等储能变流器的温度控制策略,在大功率波动工况下保障器件安全。此外,该方法也适用于DC充电桩等快充场景...
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