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BTI引起的阈值电压漂移对SiC MOSFET串扰直通电流的影响
Impact of BTI-Induced Threshold Voltage Shifts in Shoot-Through Currents From Crosstalk in SiC MOSFETs
Jose Orti Gonzalez · Olayiwola Alatise · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种评估SiC MOSFET在栅极电压应力下阈值电压（VTH）漂移影响的方法。通过利用同一桥臂内两个器件间的米勒耦合效应，该技术利用寄生导通产生的直通电荷来表征偏置温度不稳定性（BTI）引起的VTH漂移及其对电路可靠性的影响。
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 MOSFET以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性至关重要。本文提出的BTI效应评估方法，能够帮助研发团队在产品设计阶段更精准地预测SiC器件在高温高压环境下的阈值漂移风险，从而优化驱动电路设计，抑制寄生导通引起...
基于动态阈值电压提取的SiC MOSFET在线结温测量
Online Junction Temperature Measurement for SiC MOSFET Based on Dynamic Threshold Voltage Extraction
Xi Jiang · Jun Wang · Hengyu Yu · Jianjun Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种基于动态阈值电压的SiC MOSFET在线结温监测方法。该方法不依赖于负载电流变化，消除了复杂校准过程，为关键电力电子变换器的可靠运行提供了有效的结温估计方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式逆变器、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，结温的精准在线监测是提升系统可靠性、实现预测性维护的关键。该方法无需负载电流校准，易于集成至iSolarCloud平台或嵌入式控制系统中...
基于PCB罗氏线圈的SiC MOSFET模块有源驱动器，用于优化过冲与开关损耗之间的权衡
An Active Gate Driver of SiC MOSFET Module Based on PCB Rogowski Coil for Optimizing Tradeoff Between Overshoot and Switching Loss
Pengfei Xiang · Ruixiang Hao · Jingxian Cai · Xiaojie You · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
SiC MOSFET凭借优异特性提升了电力电子系统的效率与功率密度，但其高开关速度带来的电压过冲、振荡及电磁干扰（EMI）问题亟待解决。本文提出了一种基于PCB罗氏线圈的新型有源驱动技术，旨在平衡开关损耗与电压过冲，从而优化SiC功率模块的整体性能。
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）具有极高应用价值。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成趋势。该有源驱动方案能有效抑制SiC高频开关产生的电压尖峰，在不牺牲效率的前提下提升系统可靠性，并降低EMI滤波器的设计难度。建议研发团队在...
具有可控误差边界的SiC MOSFET功率模块低阶热模型自动提取
Automated Extraction of Low-Order Thermal Model With Controllable Error Bounds for SiC MOSFET Power Modules
Cameron Entzminger · Wei Qiao · Liyan Qu · Jerry L. Hudgins · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文探讨了通过基于有限元分析（FEA）的全阶热模型（FOM）对SiC MOSFET功率模块进行热过程建模，并利用混合模型降阶（MOR）方法降低FEA热模型阶数。该方法结合了Krylov子空间投影技术，在保证误差可控的前提下，实现了功率模块热特性的高效精确模拟。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率器件，热管理已成为提升功率密度和可靠性的核心挑战。该研究提出的低阶热模型提取方法，能够显著提升系统级仿真效率，助力研发团队在设计阶段更精准地预测SiC模块在极端工况下的结温波动。建议将此降阶建模技术集...
基于无线电能传输的SiC MOSFET开关振荡缓冲电路优化设计
Optimum Design of Wireless Power Transfer-Based Snubbers for SiC MOSFET Switching Oscillations
Bowang Zhang · Wei Han · Binhong Cao · Weikang Hu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种基于无线电能传输（WPT）的新型缓冲电路，旨在抑制SiC MOSFET在开关过程中因寄生参数引起的振荡。核心创新点在于通过磁谐振耦合，将振荡能量高效转移至优化设计的接收端，从而显著缩短开关振荡时间，提升高频功率变换器的性能。
解读: 该技术对于阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩）具有极高的应用价值。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC MOSFET的应用日益广泛，但其带来的高频振荡和EMI问题是设计难点。该WPT缓冲方案提供了一种非接触式的能量耗散思路，有助于在...
开关应力下SiC MOSFET阈值电压迟滞的精确评估
Accurate Evaluation of Threshold Voltage Hysteresis in SiC MOSFET Under Switching Stress
Xu Li · Xiaochuan Deng · Jingyu Huang · Xuan Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种评估SiC MOSFET在开关应力下瞬态可恢复阈值电压（Vth）漂移的新方法。该方法基于带有级联栅极驱动模块的电阻负载电路，实现了从高频双极性开关栅极偏置应力到Vth获取的快速切换，为研究SiC器件的迟滞效应提供了精确的测试手段。
解读: SiC MOSFET是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提升功率密度与效率的核心器件。阈值电压（Vth）的迟滞效应直接影响器件的开关损耗与长期可靠性。该研究提出的快速评估方法，有助于阳光电源在研发阶段更精准地筛选SiC器件，优化栅极驱动电路设计，从而提升逆变器和P...
一种用于相腿配置中具有快速开关瞬态的SiC MOSFET的改进型串扰抑制驱动拓扑
An Improved Crosstalk Suppression Driver Topology for SiC MOSFET With Fast Switching Transient in the Phase-Leg Configuration
Jiaxing Ye · Mingyi Wang · Sihang Cui · Chengming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
随着SiC MOSFET在高功率转换器中的广泛应用，其高速开关特性带来的栅源极串扰电压问题日益突出，易导致误导通及桥臂直通故障。本文提出了一种改进的驱动拓扑，旨在有效抑制串扰电压，提升高频开关下功率转换系统的可靠性与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC MOSFET的应用已成为主流。该驱动拓扑能有效解决高频开关下的串扰问题，直接提升逆变器和PCS的功率密度与转换效率，同时降低因误导通导致的故障风险，显著增强产品的可...
全垂直式GaN-on-SiC沟槽MOSFET
Fully-Vertical GaN-on-SiC Trench MOSFETs
Jialun Li · Renqiang Zhu · Ka Ming Wong · Kei May Lau · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本文首次展示了由导电 AlGaN 缓冲层实现的全垂直型碳化硅基氮化镓沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。该器件展现出良好的导通状态性能，包括 2.43 kA/cm² 的最大漏极电流密度和 5 V 的高阈值电压。在低 ${\boldsymbol {V}}_{\text {DS}}$ 下相对较高的比导通电阻是由尚未优化的 AlGaN/碳化硅异质结所引起的膝电压导致的。测得该器件的击穿电压为 334 V。与准垂直型硅基氮化镓沟槽 MOSFET 相比，全垂直型碳化硅基氮化镓沟槽 MOSFE...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全垂直GaN-on-SiC沟槽MOSFET技术具有重要的战略意义。该器件实现了2.43 kA/cm²的高电流密度和5V的高阈值电压，这对于我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有直接价值。高阈值电压意味着更强的抗干扰能力和更高的系统可靠性，这在大功率应用场景中至关重要。 ...
重复应力条件下沟槽型碳化硅MOSFET短路安全工作区的确定
Determination of Short-Circuit Safe Operating Area of Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Stress Conditions
Renze Yu · Saeed Jahdi · Phil Mellor · Olayiwola Alatise 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
在本研究中，对对称双沟槽和非对称沟槽碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在不同短路持续时间（ ${t} {_{\text {sc}}}$ ）和漏源电压（ ${V} {_{\text {ds}}}$ ）下进行了重复短路测量。对碳化硅MOSFET的短路安全工作区（SCSOA）进行了表征。结果表明，在所有测试条件下失效的器件均出现栅源短路故障。失效循环次数与短路能量（ ${E} {_{\text {sc}}}$ ）有关，而短路能量受 ${t} {_{\text {s...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于沟槽型SiC MOSFET短路安全工作区（SCSOA）的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响系统的安全性和全生命周期成本。 该研究揭示了重复短路应力下器件失效的关键机理，特别是栅源短路失效模式与...
针对带有开尔文源极的SiC桥臂功率模块中失配引起的虚假栅源电压的分析与抑制
Analysis and Mitigation on Mismatch-Induced Spurious Gate–Source Voltages in SiC Bridge-Leg Power Modules With Kelvin Sources
Cheng Zhao · Laili Wang · Junhui Yang · Shijie Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
在桥臂结构中，虚假栅源电压（串扰电压）可能导致一个开关在其互补开关开通期间误触发。现有研究多将开关视为单芯片，但在大电流SiC功率模块中，每个开关由多个并联SiC MOSFET（PSMs）构成，其串扰特性与单管存在差异。本文通过理论分析与实验研究发现，电源网络失配引起的不平衡电压会在PSMs的串扰电压中引入额外的差模振荡分量，该分量无法被有源密勒钳位（AMC）有效抑制。为此提出两种抑制方法：一是在驱动回路中集成小型共模电感（CM），二是在PSMs两端并联额外SiC肖特基二极管（SBD）。通过基准...
解读: 该研究针对SiC桥臂功率模块的串扰抑制技术，对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块设计具有重要价值。文中提出的共模电感集成和SBD并联方案，可直接应用于PowerTitan大型储能系统中多芯片并联SiC模块的桥臂设计，有效抑制电源网络失配导致的差模振荡，降低误触发风险。该技术可提...
安全工作区外重复过电压硬开关下SiC MOSFET参数退化特性与机理
Parameter Degradation Characteristics and Mechanisms of SiC MOSFETs under Repetitive Overvoltage Hard-Switching Beyond Safe Operating Area
张岩薛少鹏李阳李现亭刘进军 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
受寄生电感或串联器件分压不均影响，SiC MOSFET可能承受超出安全工作区的短时过电压硬开关应力，导致参数退化或失效。现有可靠性研究多集中于安全工作区内长期静态工况，难以准确评估实际寿命。本文研究两种额定电压SiC MOSFET在过电压硬开关下的退化机制，并与栅极开关应力及静态过电压实验结果对比。结果表明：第一象限工作器件因栅氧化层退化，阈值电压Vth和导通电阻RDS(on)下降，栅极漏电流IGSS与漏极截止电流IDSS上升，动态特性随之改变；第三象限工作器件因堆垛层错扩展导致体二极管正向压降...
解读: 该研究揭示的SiC MOSFET过电压硬开关退化机理对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，母线电压波动、寄生电感振荡及串联器件分压不均常导致SiC器件承受瞬态过电压应力。研究发现的热载流子注入导致Vth和RDS(on)退化、体二极管压降增加等机制，可指导Po...
碳化硅功率MOSFET模型：一种基于Levenberg-Marquardt算法的精确参数提取方法
Silicon Carbide Power MOSFET Model: An Accurate Parameter Extraction Method Based on the Levenberg–Marquardt Algorithm
Wadia Jouha · Ahmed El Oualkadi · Pascal Dherbecourt · Eric Joubert 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种基于Levenberg-Marquardt算法的碳化硅（SiC）功率MOSFET模型参数提取方法。通过改进的紧凑模型，研究了SiC MOSFET在不同温度和输入电压下的静态特性。仿真结果与实测数据吻合度极高，验证了该方法的准确性。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器和储能系统功率密度与效率的核心技术。该研究提出的高精度参数提取方法，能够显著提升SiC MOSFET在仿真环境下的模型保真度，对公司研发组串式光伏逆变器（如SG系列）及大功率储能变流器（如PowerTitan）具有重要意义。通过更精确的静态特性建模，研发团队可优化驱动电...
一种基于响应面模型和非线性优化的开尔文连接并联SiC MOSFET动态电流平衡方法
A Method to Balance Dynamic Current of Paralleled SiC MOSFETs With Kelvin Connection Based on Response Surface Model and Nonlinear Optimization
Cheng Zhao · Laili Wang · Fan Zhang · Fengtao Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
针对大容量高频应用中带开尔文源极连接的多芯片SiC功率模块，由于布局不对称导致的并联芯片间动态电流不平衡问题，本文提出了一种通过调整键合线和铜走线连接点来缓解电流失配的方法，并结合响应面模型与非线性优化技术进行验证。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan系列大功率储能变流器（PCS）具有重要意义。随着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。并联均流是提升功率模块可靠性和利用率的关键，该研究提出的布局优化与建模方法，可直接指导阳光电源研发团队在设计高功率密度功率模块时，通过优...
基于数据手册的SiC MOSFET开关损耗、开通/关断过电压、di/dt及dv/dt预测方法
Datasheet Driven Switching Loss, Turn-ON/OFF Overvoltage, di/dt, and dv/dt Prediction Method for SiC MOSFET
Cheng Qian · Zhiqiang Wang · Guoqing Xin · Xiaojie Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种基于器件数据手册的SiC MOSFET开关损耗、开通/关断过电压、di/dt及dv/dt的快速解析预测方法。通过电荷守恒和磁通守恒原理简化开关过程分析，建立了相应的解析方程，为电力电子变换器的设计与优化提供了高效的理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。随着SiC MOSFET在组串式光伏逆变器（如SG系列）和储能变流器（如PowerTitan系列）中的广泛应用，高频化带来的开关损耗和EMI问题日益突出。本文提出的解析预测方法，能够帮助研发团队在产品设计初期快速评估SiC器件的动态性能，无需繁琐的仿真即可优化驱动...
用于三相碳化硅逆变器的带偏移补偿罗氏线圈开关电流传感器设计
Design of Rogowski Switch-Current Sensor With Offset Compensation for Three-Phase SiC Inverter
Sang Min Kim · Rolando Burgos · Taesuk Kwon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种用于三相碳化硅（SiC）逆变器电流控制的带偏移补偿罗氏线圈开关电流传感器（RSCS）。该传感器集成于四层PCB驱动板中，利用Ansys软件（Maxwell和Q3D）分析线圈参数并与实测结果对比。文章详细介绍了模拟信号处理电路的设计，旨在提升SiC高频开关环境下的电流检测精度。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器具有重要参考价值。随着SiC器件在阳光电源产品中的广泛应用，高频开关带来的EMI干扰和电流检测精度问题日益突出。将电流传感器集成于驱动板（PCB）的设计方案，有助于缩小逆变器功率模块体积，提升系统集成度。建议研发团队关注该传...
高温应用下SiC MOSFET反向恢复现象的研究
Investigation of Reverse Recovery Phenomenon for SiC MOSFETs in High-Temperature Applications
Cheng Qian · Zhiqiang Wang · Da Zhou · Yuxin Ge 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文研究了SiC器件在25°C至250°C高温环境下的反向恢复现象。文章分析了反向恢复机制及其影响因素，提出了分段等效电路模型，并探讨了两种可能加剧反向恢复的不匹配工况，为高温功率电子系统的设计提供了理论依据。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度与效率的核心。随着PowerTitan等储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，器件在高温下的热应力与开关特性至关重要。本文提出的高温反向恢复模型及不匹配工况分析，可直接指导阳光电源研发团队在高温高频工况下的驱动电路优化与功率模块热设计，有效降...
考虑布局主导互感耦合的多芯片并联SiC MOSFET动态均流模型
A Dynamic Current Sharing Model of Multichip Parallel SiC MOSFETs Considering Layout-Dominated Mutual Inductance Coupling
Zexiang Zheng · Cai Chen · Jianwei Lv · Yiyang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
并联SiC MOSFET的动态电流不平衡会导致损耗不均甚至热失控。由布局引起的寄生参数不平衡是主要原因。本文提出了一种定量模型，全面考虑了所有电感及互感耦合，以分析并联SiC MOSFET的动态均流问题。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率等级演进，SiC MOSFET并联应用日益广泛。该模型能精准指导功率模块的PCB布局与叠层设计，有效抑制动态电流不平衡，从而降低开关损耗、提升热稳定性，并延长核心功率器件的使用寿命。建议研发团队将其...
碳化硅高温封装芯片连接材料综述
Review of Die-Attach Materials for SiC High-Temperature Packaging
Fengze Hou · Zhanxing Sun · Meiying Su · Jiajie Fan 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
碳化硅（SiC）器件在高温、高压和高频应用中优于硅器件。为充分发挥SiC的高温潜力，电力电子封装需采用耐高温的芯片连接材料。本文综述了高温芯片连接材料的最新研究进展，分析了其在极端工况下的可靠性与热管理挑战。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC器件的应用已成为核心趋势。芯片连接材料（Die-attach）直接决定了功率模块在高温环境下的热阻与寿命。本文的研究对于公司提升SiC功率模块的封装可靠性、优化热设计具有重要参考价值。建议研发团队关注银烧结（S...
基于栅极电荷注入概念的SiC MOSFET开关过电压与振荡同步抑制技术
Simultaneous Mitigation of Switching Overvoltage and Oscillation for SiC MOSFET via Gate Charge Injection Concept
Peng Sun · Xiaofei Pan · Xudong Han · Huayang Zheng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对SiC MOSFET因寄生电感和高开关速度导致的过电压与振荡问题，本文提出了一种基于栅极电荷注入（GCI）概念的新型辅助电路。该电路通过在漏极与栅极间引入可控电荷，有效抑制了开关过程中的电压尖峰及高频振荡，从而提升了电压裕量并降低了电磁干扰（EMI）。
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 MOSFET的应用已成为提升效率的关键。该GCI技术能有效解决高频开关带来的电压应力与EMI难题，有助于优化逆变器功率模块的PCB布局与驱动电路设计，在保证高可靠性的前提下进一步缩小产品体积。建议研发团队...
基于硬件闭环控制的开尔文源极连接SiC MOSFET串扰抑制有源门极驱动器
The Active Gate Driver Based on Hardware Closed-Loop Control for Crosstalk Suppression of SiC MOSFETs With Kelvin-Source Connection
Mingkai Cui · Lei Chen · Yulong Pei · Feng Chai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对桥式电路中SiC MOSFET开尔文源极连接带来的串扰问题，提出了一种基于硬件闭环控制的有源门极驱动器（AGD）。通过设计简单的硬件闭环控制器，有效调节驱动信号，从而抑制电压串扰，提升功率变换器的可靠性与应用潜力。
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。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度、高开关频率演进，SiC MOSFET的应用已成为主流。开尔文源极连接虽能提升开关性能，但带来的串扰问题是制约系统可靠性的关键瓶颈。该有源门极驱动（AGD）方案通过硬件...
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