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串联SiC MOSFET及体二极管的电压均衡分析
Analysis of Voltage Sharing of Series-Connected SiC MOSFETs and Body-Diodes
Xiang Lin · Lakshmi Ravi · Yuhao Zhang · Rolando Burgos 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
近年来，SiC MOSFET在中压电力转换应用中备受关注。为提升阻断电压等级，串联SiC MOSFET是一种极具吸引力的方案，但常面临严重的电压不平衡问题。本文详细研究了寄生电容对电压不平衡的影响，为解决该问题提供了深入见解。
解读: 随着阳光电源在大型地面电站及储能领域向更高电压等级（如1500V及以上）迈进，SiC器件的应用已成为提升功率密度和效率的关键。该研究针对串联SiC MOSFET的电压不平衡问题，对公司在研发高压组串式逆变器及PowerTitan系列大功率储能变流器（PCS）时，优化功率模块驱动电路设计、提升系统可靠...
基于栅极电荷时间的平面型SiC MOSFET栅氧化层退化在线监测
Online Gate-Oxide Degradation Monitoring of Planar SiC MOSFETs Based on Gate Charge Time
Minghang Xie · Pengju Sun · Kaihong Wang · Quanming Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
栅氧化层退化是SiC MOSFET面临的关键可靠性问题之一。本文提出了一种通过提取特定栅极电压范围内的栅极电荷时间，对平面型SiC MOSFET进行在线栅氧化层退化监测的方法，为功率器件的健康状态评估提供了有效手段。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性成为核心竞争力。该研究提出的在线监测方法无需额外复杂硬件，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台或逆变器控制板中，实现对SiC...
面向直流固态功率控制器
DC-SSPC）应用的改进型加速功率循环测试下SiC MOSFET退化特征的实时提取
Bin Yu · Li Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
SiC MOSFET是直流固态功率控制器（DC-SSPC）的核心组件。通过实时在线监测SiC MOSFET的退化状态，可显著提升DC-SSPC的可靠性。目前，利用热敏电参数（TSEPs）间接监测退化存在测量误差，本文提出了一种改进的加速功率循环测试方法，旨在实现SiC MOSFET退化特征的实时提取，为电力电子系统的健康管理提供技术支撑。
解读: 该研究聚焦于SiC MOSFET的在线退化监测与可靠性评估，对阳光电源的功率器件应用具有重要参考价值。在阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及电动汽车充电桩产品中，SiC器件已成为提升效率与功率密度的关键。通过引入该文提出的改进型功率循环测试与退化特征提取技术，可优化iSolarC...
电动汽车充电系统中宽禁带器件维也纳整流器的可靠性测试
Reliability Test on Vienna Rectifier for Wide Bandgap Devices in EV Charging Systems
Bharaneedharan Balasundaram · P. Suresh · Parvathy Rajendran · It Ee Lee 等5人 · IEEE Access · 2024年12月
本研究考察维也纳整流器配置中几种电子元件的可靠性，这是功率转换系统的关键拓扑。由于当今电力电子对效率、功率密度和运行可靠性要求更高，元件选择越来越重要。研究包括极端可靠性测试如温度循环、电气过载和高频长时间运行。GaN MOSFET在多方面优于Si和SiC MOSFET，如降低导通和开关损耗、更好热管理和随时间更一致的性能。虽然GaN MOSFET总体和特别在高频高温下性能更好，SiC MOSFET相比传统Si器件显示一些改进。电容、二极管、MOSFET和电感在不同应力条件下测试可靠性。二极管和...
解读: 该宽禁带器件可靠性研究对阳光电源充电桩产品具有核心价值。阳光在电动汽车充电领域布局快充桩和充电站，GaN和SiC器件是关键技术。该维也纳整流器可靠性测试结果验证了阳光SiC/GaN器件应用策略的正确性。阳光可优化充电模块设计，采用GaN器件提升高频性能和功率密度，降低热应力和提升系统可靠性，支持80...
一种用于SiC-MOSFET串联的新型有源电压钳位电路拓扑
A Novel Active Voltage Clamping Circuit Topology for Series-Connection of SiC-MOSFETs
Fan Zhang · Yu Ren · Xu Yang · Wenjie Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
SiC-MOSFET串联是实现高压、高速开关功率器件的有效途径。针对串联应用中电压不均衡问题，本文提出了一种新型有源电压钳位电路拓扑，能够有效钳位串联SiC-MOSFET的最大漏源电压。
解读: 该技术对阳光电源的高压光伏逆变器（如1500V及以上组串式逆变器）和大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要意义。随着光伏系统电压等级不断提升，SiC器件的应用已成为提升功率密度和效率的关键。通过该有源电压钳位技术，可以解决高压场景下SiC器件串联的均压难题，从而在不依赖超高压单管的情况下...
一种适用于宽可调脉宽范围的串联MOSFET隔离驱动方法
An Isolated Gate-Drive Method for Series MOSFETs in a Wide Adjustable Pulsewidth Range
Yanchao Zhang · Chensui Ouyang · Zhiquan Zhou · Libao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种新型隔离驱动方法，旨在实现高压串联MOSFET在宽脉宽调节范围下的高频重复脉冲输出。该技术在激光技术、X射线断层扫描及离子注入等领域具有重要应用价值，解决了高压开关应用中驱动同步性与脉宽灵活性的技术难题。
解读: 该技术主要针对高压串联MOSFET的驱动控制，对于阳光电源而言，其核心价值在于提升高压功率变换系统的可靠性与效率。在阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，若需进一步提升直流侧电压等级以降低系统成本，该串联驱动技术可为高压功率模块的设计提供参考。此外，该技术在提升开...
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...
用于SiC MOSFET瞬态仿真的一种快速准确的混合数据驱动建模方法
Hybrid Data-Driven Modeling Methodology for Fast and Accurate Transient Simulation of SiC MOSFETs
Peng Yang · Wenlong Ming · Jun Liang · Ingo Ludtke 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
为实现SiC MOSFET瞬态仿真的快速与高精度，本文提出了一种混合数据驱动建模方法。不同于基于复杂非线性方程的传统建模，该方法利用人工神经网络（ANN）进行建模。通过在全工作区域测量I-V特性来训练模型，从而在保证精度的同时显著提升了仿真效率。
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和效率的核心器件。该建模方法利用机器学习替代复杂的物理方程，能显著缩短研发阶段的电路仿真周期，并提升对高频开关瞬态过程的预测精度。建议研发团队将其应用于高频功率模块的优化设计中，以辅助评估SiC器...
碳化硅功率MOSFET高频应用下的栅极氧化层退化状态监测技术
Gate Oxide Degradation Condition Monitoring Technique for High-Frequency Applications of Silicon Carbide Power MOSFETs
Javad Naghibi · Sadegh Mohsenzade · Kamyar Mehran · Martin P. Foster · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
栅极氧化层退化是碳化硅（SiC）MOSFET的主要失效模式之一。由于SiC器件栅极氧化层较薄，其退化会显著影响开关动态特性。本文提出了一种针对高频应用场景的监测技术，旨在解决SiC器件在长期运行中的可靠性评估难题。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和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效率，SiC器件的长期可靠性至关重要。该技术提出的栅极氧化层退化监测方法，可集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器及PCS核心功率器件的早期故障预警。建议研发团...
基于开关瞬态的SiC MOSFET结温估计及老化补偿方法
Switching Transient-Based Junction Temperature Estimation of SiC MOSFETs With Aging Compensation
Masoud Farhadi · Rahman Sajadi · Bhanu Teja Vankayalapati · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种SiC MOSFET在线结温（Tj）测量新方法。通过捕捉共源极杂散电感中的电压尖峰，获取SiC MOSFET的开关瞬态信息，进而提取与温度相关的特征参数，并实现了对器件老化效应的补偿，提高了结温估计的准确性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，精准的在线结温监测是实现器件健康管理和寿命预测的关键。该方法无需额外传感器，通过提取开关瞬态即可实现结温感知，有助于优化逆变器...
一种基于双端口S参数测量提取SiC功率MOSFET寄生电感的新表征技术
A New Characterization Technique for Extracting Parasitic Inductances of SiC Power MOSFETs in Discrete and Module Packages Based on Two-Port S-Parameters Measurement
Tianjiao Liu · Thomas T. Y. Wong · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
SiC功率MOSFET的寄生电感严重影响开关性能，导致振荡、损耗及电磁干扰。本文提出了一种基于双端口S参数测量的新技术，可精确表征分立器件及功率模块中的寄生电感，为优化电力电子系统设计提供关键参数支持。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器中，SiC器件的广泛应用对开关速度和损耗控制提出了更高要求。通过精确提取寄生电感，研发团队可优化PCB布局与驱动电路设计，有效抑制开关振荡，提升系统效率并降低EMI风险。建议将此表征技术引入功率模块选型测试及逆变...
用于直流-交流中压功率变换应用的串联SiC MOSFET混合电压平衡方法
Hybrid Voltage Balancing Approach for Series-Connected SiC MOSFETs for DC–AC Medium-Voltage Power Conversion Applications
Xiang Lin · Lakshmi Ravi · Rolando Burgos · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
针对中压高密度功率变换需求，本文研究了串联SiC MOSFET的电压平衡问题。由于SiC器件开关速度极快，电压均衡对寄生参数和门极驱动失配高度敏感。文章提出了一种混合电压平衡方案，以解决高频开关下的电压不均挑战，提升中压功率变换器的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的中压组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS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（如1500V甚至更高）演进，串联SiC技术是提升功率密度和效率的关键路径。该研究提出的电压平衡策略可有效降低高压下器件击穿风险，提升系统可靠性。建议研发团队关注该方案在多电平...
一种基于开尔文源极SiC MOSFET栅极电压控制的超快低侵入式短路限流方法
An Ultrafast and Low-Invasive Short-Circuit Current Limiting Method by Gate Voltage Control for SiC MOSFETs With Kelvin-Source
Yifan Wu · Chi Li · Jianwei Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对SiC MOSFET在短路故障期间保护延迟内出现的大电流尖峰问题，该文提出了一种利用开尔文源极结构进行栅极电压控制的超快限流方法。该方法能有效抑制短路电流峰值，降低器件损坏风险并减缓老化，提升功率模块的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。该研究提出的超快限流技术可直接集成于阳光电源的驱动电路设计中，在短路故障发生时实现毫秒级响应，显著提升系统在极端工况...
基于温度敏感光学参数
TSOP）的SiC功率MOSFET在线结温提取
Chengmin Li · Haoze Luo · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
准确获取SiC功率MOSFET的结温对于保障设备安全运行及可靠性评估至关重要。本文提出了一种基于SiC体二极管电致发光现象的在线结温提取方法。研究发现，在体二极管正向导通期间，器件会发出可见蓝光，其强度与结温具有相关性，可用于实现非接触式在线结温监测。
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、风电变流器）具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度、高效率方向演进，SiC器件的应用日益广泛。该TSOP方法提供了一种非侵入式的在线结温监测手段，能够显著提升逆变器及PCS在极端工况下的热管理精度，优化过温保护策略...
降低SiC MOSFET开通损耗的电荷泵栅极驱动技术
Charge Pump Gate Drive to Reduce Turn-ON Switching Loss of SiC MOSFETs
Handong Gui · Jingjing Sun · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
在硬开关应用中，SiC MOSFET的开通损耗占据了开关损耗的主要部分。受限于栅极电压额定值及较大的内部栅极电阻，传统电压源驱动（VSG）难以有效降低该损耗。本文提出了一种电荷泵栅极驱动（CPG）电路，通过预充电技术有效降低了SiC MOSFET的开通损耗。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的优化价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。通过引入电荷泵栅极驱动技术，可以进一步降低高频开关下的开通损耗，从而提升整机效率，并有效缓解高功率密度设计带来的散热压力...
一种基于单片Si-RC缓冲器的并联SiC MOSFET动态均流方法
A Dynamic Current Balancing Method for Paralleled SiC MOSFETs Using Monolithic Si-RC Snubber Based on a Dynamic Current Sharing Model
Jianwei Lv · Cai Chen · Baihan Liu · Yiyang Yan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
并联SiC MOSFET间的动态电流不平衡会导致损耗不均并降低电流容量。现有均流方法存在电路复杂或设计实现困难的问题。本文提出了一种通过在并联MOSFET间连接单片Si-RC缓冲器的动态均流方法，在保持电路结构简单的同时，有效解决了动态电流不平衡问题。
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）具有极高的应用价值。随着功率密度要求的不断提升，SiC MOSFET并联技术已成为大功率变换器的必然选择。该研究提出的单片Si-RC缓冲器方案结构简单且易于集成，能够有效解决并联器件间的动态电流不平衡问题，从而降低开关损...
一种具有间接栅极氧化层健康监测功能的自适应电平移位栅极驱动器，用于抑制SiC MOSFET串扰
Adaptive Level-Shift Gate Driver With Indirect Gate Oxide Health Monitoring for Suppressing Crosstalk of SiC MOSFETs
Ho-Tin Tang · Henry Shu-Hung Chung · Kevin Jing Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种用于桥式SiC MOSFET串扰抑制的自适应栅极驱动器，集成了间接栅极氧化层健康监测功能。通过对短路老化前后SiC MOSFET固有参数变化的全面评估，发现栅极漏电流是反映栅极氧化层退化的有效前兆指标。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，串扰抑制和器件可靠性监测成为关键挑战。该驱动方案不仅能解决高频开关下的串扰问题，提升系统EMC性能，其集成的健康监测功能还可直接赋能iSolar...
一种用于高压脉冲电源开关速度和开关损耗计算的SiC MOSFET精确解析模型
An Accurate Analytical Model of SiC MOSFETs for Switching Speed and Switching Loss Calculation in High-Voltage Pulsed Power Supplies
Zaojun Ma · Yunqing Pei · Laili Wang · Qingshou Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文针对高压脉冲电源（HVPPS）中SiC MOSFET的应用，提出了一种精确的解析模型，用于计算其开关速度和开关损耗。该模型克服了传统双脉冲测试在特定应用场景下的局限性，为实现高压脉冲电源的高效率和纳秒级输出提供了理论支撑。
解读: 该模型对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高电压等级演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该解析模型能够辅助研发团队在设计阶段更精准地评估SiC MOSFET的开关损耗，从而优化散热设计与驱动电路参数，提升产品在极...
基于自适应变步长代谢灰色模型的直流固态功率控制器SiC MOSFET在线短期老化状态预测
Online Short-Term Aging Status Prediction of SiC MOSFETs for DC Solid-State Power Controller Using Adaptive Variable Time-Steps Metabolic Gray Model
Bin Yu · Li Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
SiC MOSFET是直流固态功率控制器（dc-SSPC）的核心器件。为提升dc-SSPC的可靠性，本文提出一种基于自适应变步长代谢灰色模型的在线老化预测方法。该方法无需大量训练数据或精确物理参数，有效降低了计算资源消耗，为功率器件的寿命预测提供了高效解决方案。
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及PowerTitan/PowerStack储能系统全面转向SiC功率器件以提升功率密度和效率，器件的在线健康管理（PHM）成为提升系统可靠性的关键。该研究提出的轻量化预测算法，可集成至iSolarCloud智能运维平台或嵌入式控制板中，实...
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