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Si/SiC混合开关在宽功率范围下结温平衡的主动栅极延迟时间控制
Active Gate Delay Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Junction Temperature Balance Over a Wide Power Range
Zongjian Li · Jun Wang · Linfeng Deng · Zhizhi He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文研究了Si/SiC混合开关的栅极延迟时间控制策略。针对传统固定延迟时间方案在不同工况下性能受限的问题，提出了一种主动控制方法，旨在优化混合开关的电气与热性能，实现宽功率范围内的结温平衡，从而提升功率变换器的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着碳化硅（SiC）器件在高性能逆变器中的渗透率提升，Si/SiC混合封装方案是平衡成本与效率的有效路径。通过主动栅极延迟控制实现结温平衡，可显著提升功率模块的可靠性，延长产品寿命，并优化...
基于SiC器件的混合级联多电平变换器无变压器6.6-kV STATCOM
A Transformerless 6.6-kV STATCOM Based on a Hybrid Cascade Multilevel Converter Using SiC Devices
Yushi Koyama · Yosuke Nakazawa · Hiroshi Mochikawa · Atsuhiko Kuzumaki 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文开发了一种基于SiC器件的混合级联多电平变换器无变压器静止同步补偿器（STATCOM）原型，额定电压6.6kV，功率100kVA。该拓扑结合了多电压变换器单元、Si与SiC半导体器件以及混合调制技术，旨在提升中高压并网设备的效率与功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的中高压储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网设备具有重要参考价值。采用SiC器件与混合级联拓扑可显著降低系统体积与损耗，实现无变压器化，从而提升系统功率密度和并网效率。建议研发团队关注该混合调制策略，探索其在阳光电源高压PCS产品中的应用潜力，以进一步优化中高压电网...
宽输入电压范围下Si与SiC多电平双有源桥
DAB）拓扑的η-ρ-σ帕累托优化对比
Ralph M. Burkart · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
本文针对5kW、100-700V宽输入电压范围的直流微电网应用，对Si和SiC双有源桥（DAB）变换器进行了成本感知对比。研究对比了传统三电平DAB（3LDAB）与先进五电平DAB（5LDAB）拓扑，后者在宽电压范围内有效降低了RMS电流，并评估了损耗与性能指标。
解读: 该研究直接关联阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案中的核心DC-DC变换环节。随着储能系统向高压化、宽电压范围输入发展，文中提到的五电平DAB拓扑及SiC器件应用，对于提升PCS（储能变流器）的功率密度和转换效率具有重要参考价值。建议研发团队关注5LD...
基于新型三态PWM方法的高频SiC三相电压源逆变器共模电压抑制与性能提升
High-Frequency SiC Three-Phase VSIs With Common-Mode Voltage Reduction and Improved Performance Using Novel Tri-State PWM Method
Junzhong Xu · Jingwen Han · Yong Wang · Muhammad Ali 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
针对高频SiC三相电压源逆变器（VSI）中严重的共模电压（CMV）问题，传统基于Si器件的抑制策略往往难以实施且牺牲了系统性能。本文提出了一种新型三态PWM调制方法，在有效抑制CMV的同时，显著提升了逆变器的综合性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）向高频化、高功率密度发展的趋势。随着SiC器件在PowerTitan等储能系统及新一代组串式逆变器中的广泛应用，高频开关带来的共模干扰（EMI）已成为产品设计的核心挑战。该新型三态PWM方法无需增加额外硬件成本即可优化CMV，有助于提升阳光...
关于单片集成GaN-on-AlN/SiC晶体管的实验研究
Experimental Investigation of GaN-on-AlN/SiC Transistors With Regard to Monolithic Integration
Xiaomeng Geng · Nick Wieczorek · Mihaela Wolf · Carsten Kuring 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文介绍了新型GaN-on-AlN/SiC功率HEMT器件。相比传统的GaN-on-Si HEMT，该器件有效克服了公共衬底引起的背栅效应，显著提升了器件性能，为实现功率器件的单片集成提供了技术路径。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及电动汽车充电桩领域对高功率密度和小型化的追求，GaN器件的应用至关重要。该研究提出的GaN-on-AlN/SiC技术通过抑制背栅效应，解决了单片集成中的关键瓶颈，有助于进一步减小逆变器及充电模块的体积，提升开关频率。建议研发团队关注该技术在下一代高频、高效率功率模块中的...
硅基IGBT与碳化硅MOSFET交叉开关混合技术特性研究
Characterization of a Silicon IGBT and Silicon Carbide MOSFET Cross-Switch Hybrid
Munaf Rahimo · Francisco Canales · Renato Amaral Minamisawa · Charalampos Papadopoulos 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文实验验证了一种硅基IGBT与碳化硅（SiC）MOSFET并联的交叉开关（XS）混合方案。该技术旨在通过结合双极型Si IGBT的低导通损耗优势与单极型SiC MOSFET的快速开关特性，优化功率器件的静态与动态损耗，从而提升整体电气与热性能。
解读: 该混合开关技术对阳光电源的核心产品线具有重要战略意义。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过Si IGBT与SiC MOSFET的混合应用，可以在不完全依赖昂贵全SiC方案的前提下，显著降低开关损耗并提升功率密度，从而优化系统散热设计和整机效率。建...
宽温应用下1.2kV SiC功率MOSFET与Si IGBT动态性能温度依赖性对比研究
Temperature Dependence of Dynamic Performance Characterization of 1.2-kV SiC Power mosfets Compared With Si IGBTs for Wide Temperature Applications
Jinwei Qi · Xu Yang · Xin Li · Kai Tian 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文研究了1.2kV SiC MOSFET在宽温条件下的动态性能，并与Si IGBT进行了对比。由于SiC材料的优越性，其在实现高功率密度和高效率转换方面具有巨大潜力。研究极端温度下的开关特性对于保障电力转换系统的安全与持续运行至关重要。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率变换技术。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，理解SiC在极端温度下的动态特性对于优化驱动电路设计、提升系统热管理能力及可靠性至关重要。建议研发团队利用该研究结论，完善SiC模块的选型标准及驱动参...
采用外部吸收电容与升压电容的SiC JFET/Si IGBT级联器件开关可控性
Switching Controllability for SiC JFET/Si IGBT Cascode With External Absorption and Boost Capacitors
Zhenhui Wu · Rongzhou Zeng · Shengchang Lei · Linyuan Liao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
硅绝缘栅双极型晶体管（Si IGBT）在高功率系统中至关重要，但其较大的开关损耗限制了应用。本文受SiC JFET/Si MOSFET级联结构启发，提出并验证了一种SiC JFET与低压Si IGBT级联结构（L.SSIC）。该结构在导通状态下具有更强的电流导通能力，但仍存在严重的关断拖尾电流。为此，引入吸收电容和升压电容以优化开关瞬态并抑制拖尾电流。实验与TCAD仿真表明，在600 V/60 A条件下，L.SSIC的开关损耗较传统Si IGBT降低42.5%；在80 A、200 kHz下，其功...
解读: 该SiC JFET/Si IGBT级联结构技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。L.SSIC方案在600V/60A工况下开关损耗降低42.5%，在高频应用中功率损耗优于传统方案，可直接应用于ST系列储能变流器和车载OBC充电机的功率模块设计。外部吸收电容与升压电容抑制拖尾电流的方法，为阳光电源...
用于牵引逆变器的3.3kV Si-SiC混合功率模块特性研究
Characterization of a 3.3-kV Si-SiC Hybrid Power Module in Half-Bridge Topology for Traction Inverter Application
Daohui Li · Xiang Li · Guiqin Chang · Fang Qi 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文介绍了一种用于下一代轨道交通牵引逆变器的3.3kV/450A混合功率模块。该模块采用半桥拓扑，通过结合硅(Si)IGBT与碳化硅(SiC)肖特基势垒二极管(SBD)芯片，在同等电压等级下实现了性能优化，有效提升了功率密度与效率。
解读: 该研究涉及的高压Si-SiC混合功率模块技术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。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，利用SiC SBD替代传统硅二极管以降低开关损耗和反向恢复损耗，是提升系统效率和功率密度的关键路径。建...
一种基于数据手册的统一Si/SiC紧凑型IGBT模型
A Datasheet Driven Unified Si/SiC Compact IGBT Model for N-Channel and P-Channel Devices
Sonia Perez · Ramchandra M. Kotecha · Arman Ur Rashid · Md Maksudul Hossain 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种用于电路仿真的统一物理基IGBT紧凑模型，能够预测Si和SiC、N沟道和P沟道器件的性能。该模型基于电荷公式，可精确预测不同功率器件技术的详细开关波形，并结合了独特的数据手册驱动参数提取方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线至关重要。随着光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用日益广泛。该统一模型能显著提升研发阶段的仿真精度，缩短从器件选型到电路设计的周期。通过数据手册驱动的参数提取，研发团队可更快速地评估不同供应商Si/Si...
具有增强EMI屏蔽功能的1200 V/650 V/160 A SiC+Si IGBT三电平混合T型NPC功率模块
1200 V/650 V/160 A SiC+Si IGBT 3L Hybrid T-Type NPC Power Module With Enhanced EMI Shielding
Asif Imran Emon · Zhao Yuan · Abdul Basit Mirza · Amol Deshpande 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
三电平逆变器因电流换流回路（CCL）中串联开关数量增加，导致寄生电感增大，开关瞬态电压应力和振荡严重。本文提出一种混合T型NPC功率模块，结合SiC与Si IGBT优势，并通过增强EMI屏蔽设计，有效改善了高频开关下的电磁干扰与电压应力问题。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高功率密度和更高开关频率演进，T型三电平拓扑在降低损耗方面优势明显。SiC与Si的混合封装方案能在保证成本竞争力的同时，利用SiC提升效率，利用Si IGBT降低成本。...
硅与碳化硅混合多电平变换器：对航空工业及其他领域的影响
Hybrid Multilevel Converter With Silicon and Silicon Carbide Devices: Impact to Aviation Industry and Beyond
Di Zhang · Xu She · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文介绍了结合硅（Si）和碳化硅（SiC）器件的混合多电平变换器专利技术。该方案通过将高频开关的SiC器件与基频开关的Si器件相结合，在成本与性能之间取得了平衡，并已在多个工业领域得到应用。
解读: 该混合多电平拓扑通过Si与SiC的优势互补，为阳光电源提升逆变器及储能变流器（PCS）的功率密度与效率提供了重要参考。在PowerTitan等大型储能系统或高功率组串式逆变器中，采用该技术可在保证成本竞争力的前提下，显著降低开关损耗并减小磁性元件体积。建议研发团队评估该混合拓扑在兆瓦级PCS中的应用...
混合器件并网逆变器的效率提升
Efficiency Improvement of Grid Inverters With Hybrid Devices
Ye Wang · Min Chen · Cheng Yan · Dehong Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文在三相T型三电平并网逆变器中，采用大电流硅（Si）IGBT与小电流碳化硅（SiC）MOSFET组合的混合开关方案。该方案在保证高效率的同时，有效优化了系统成本。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有极高的应用价值。通过在T型三电平拓扑中引入Si/SiC混合开关，可以在不完全替换为昂贵全SiC器件的前提下，显著降低开关损耗，提升整机效率，同时控制物料成本。建议研发团队在下一代高功率密度逆变器设计中评估该方案，特别是在追求极致效率的工商业及地面电...
多晶硅/4H-SiC功率异质结在反向偏压应力下场致发射隧穿电流的反常减小
Anomalous Decrease of Field-Emission Tunneling Current for Poly-Si/4H-SiC Power Heterojunction Under Reverse Bias Stress
Hao Fu · Zilong Wu · Xiangrui Fan · Xinyu Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
首次通过实验验证了低势垒多晶硅（Poly - Si）/4H - 碳化硅（4H - SiC）异质结的可靠性。该异质结分别在 500 A/cm²的正向电流密度和 1 MV/cm 的反向电场下表现出卓越的长期正向导通和反向阻断可靠性，这对于功率应用至关重要。在 1.2 kV 级 4H - SiC 外延层上制备了纯功率异质结，其势垒高度为 0.804 eV，理想因子为 1.026。创新性地发现，异质结反向电流（ ${I}_{\text {R}}\text {)}$ ）随反向偏置应力时间反常减小，且正向电...
解读: 从阳光电源功率半导体器件应用角度来看，这项Poly-Si/4H-SiC异质结技术具有重要的战略参考价值。该研究首次系统验证了低势垒异质结在1.2kV级应用中的长期可靠性，在500A/cm²正向电流密度和1MV/cm反向电场条件下表现出色的稳定性，这直接契合我司光伏逆变器和储能变流器中功率开关器件的工...
用于高效电机控制的Si晶闸管与SiC FET混合模块固态接触器
Solid-State Contactor With Si Thyristor and SiC FET Hybrid Module for High-Efficiency Motor Control
Chunmeng Xu · Pietro Cairoli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文针对感应电机直接启动中高浪涌电流的挑战，提出了一种新型“ThyFET”混合拓扑固态接触器。该方案结合了Si晶闸管的通流能力与SiC FET的低损耗特性，有效解决了传统Si SCR方案在电机启动应用中的局限性，提升了系统效率与可靠性。
解读: 该技术通过Si与SiC的混合封装，在处理高浪涌电流的同时降低了导通损耗，对阳光电源的产品线具有参考价值。在风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan）的预充电电路或软启动环节中，此类混合模块可替代传统继电器或纯SCR方案，提升系统启动效率并减小体积。建议研发团队关注该混合模块在应对高冲击电流场...
硅IGBT、碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT在低至10毫开尔文深低温环境下的首次特性表征
First Characterization of Si IGBT, SiC MOSFET, and GaN HEMT at Deep Cryogenic Temperatures Down to 10 Millikelvins
Xin Yang · Zineng Yang · Matthew Porter · Linbo Shao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文首次研究了Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT在深低温（T < 4.2 K）环境下的电气特性。深低温电力电子转换在量子计算、空间探测等领域具有重要意义，但目前缺乏相关器件在高压及动态开关性能方面的研究数据。
解读: 该研究探讨了功率器件在极低温环境下的极限性能，目前阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电、充电桩）主要运行在常规环境温度下，该技术尚处于基础物理研究阶段。然而，随着量子计算辅助能源管理及极端环境空间能源系统的兴起，宽禁带半导体（SiC/GaN）在极端工况下的可靠性数据可为未来前瞻性技术储备提供参考。建...
一种采用最优开关策略的混合三级混合开关
Hybrid2）有源中点钳位变换器
Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度，常采用碳化硅（SiC）等宽禁带器件，但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位（ANPC）变换器，仅含两个Si/SiC混合开关，其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略，将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析，深入研究混合开关的特性，并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势，适用于现代航空高功率变流器。
解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计，可在保持三电平拓扑高效率优势的同时，显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件，低频开关由IGBT承担...
用于中压直流电动航空推进的高效七电平变换器：一种Si-IGBT与SiC-MOSFET混合方案
High-Efficiency Seven-Level Converter for MVDC Electric Aircraft Propulsion: A Hybrid Si-IGBT and SiC-MOSFET Approach
Yiming Sun · Chengming Zhang · Zihao Zhu · Mingyi Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
航空电动推进系统是实现高效、低排放的关键趋势。中压直流（MVDC）配电成为有效解决方案。本文研究了七电平变换器在航空电动推进系统中的应用，提出了一种结合Si-IGBT与SiC-MOSFET的混合功率模块方案，旨在提升系统效率并降低损耗。
解读: 该研究提出的Si-IGBT与SiC-MOSFET混合多电平拓扑，在提升功率密度与效率方面具有显著优势。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务聚焦于地面光伏与储能，但该技术在高性能功率模块设计上的思路，可为公司下一代高压大功率储能变流器（如PowerTitan系列）提供技术参考。特别是在追求更高直流母线电...
面向中压高速驱动系统的SiC与Si混合ANPC变换器空间矢量调制
Space Vector Modulation for SiC and Si Hybrid ANPC Converter in Medium-Voltage High-Speed Drive System
Chushan Li · Rui Lu · Chengmin Li · Wuhua Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
中压高速驱动在离心式压缩机和电气化交通领域应用前景广阔，但对变换器设计提出了严峻挑战。本文提出了一种SiC与Si混合ANPC变换器，通过深入研究该混合结构的本质，推导了适用于该拓扑的空间矢量调制策略，旨在优化系统效率并解决高频驱动下的设计难题。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能PCS（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光储系统向高压化、高功率密度方向发展，SiC与Si混合ANPC拓扑能有效平衡成本与效率，降低开关损耗，提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该混合调制策略，将其应用于高压大功率变流器设计中，以提升产品在...
短路运行下SiC MOSFET的栅极氧化层可靠性问题
Gate Oxide Reliability Issues of SiC MOSFETs Under Short-Circuit Operation
Thanh-That Nguyen · Ashraf Ahmed · T. V. Thang · Joung-Hu Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
由于材料特性，SiC MOSFET的栅极氧化层更薄且电场强度更高，导致其在异常工况下的可靠性较Si MOSFET更差，易产生更高的漏电流。本文研究了SiC MOSFET栅极氧化层在标准短路运行条件下的可靠性问题。
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器件以提升功率密度和效率，该研究至关重要。SiC MOSFET在短路工况下的栅极可靠性直接影响产品的长期运行寿命与故障保护策略。建议研发团队在驱动电路设计中优化短路保护响应时间，并在功率模块封装设计中引入更严苛...
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