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基于FPGA的电力电子变换器SiC MOSFET瞬态行为实时仿真等效开关模型
An Equivalent Switching Model for FPGA-Based Real-Time Simulation of SiC MOSFET Transient Behaviors in Power Electronic Converters
Shinan Wang · Xizheng Guo · Kai Li · Yongjie Yin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种创新的SiC MOSFET瞬态行为模型，旨在实现电力电子变换器的小步长实时仿真（RTS）。该模型将MOSFET表示为等效电导，并考虑了开关结电容及栅极驱动电路对开关瞬态行为的影响，显著提升了仿真精度与效率。
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功率器件，提升功率模块的研发效率与可靠性至关重要。该模型通过FPGA实现高精度实时仿真，能够有效辅助研发团队在产品设计阶段精确评估SiC器件的开关损耗与电磁干扰（EMI）特性，缩短开发周期。建议将此仿...
10kV碳化硅(SiC) MOSFET的短路特性与保护研究
Short-Circuit Characterization and Protection of 10-kV SiC mosfet
Shiqi Ji · Marko Laitinen · Xingxuan Huang · Jingjing Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的短路性能。文章详细介绍了包含桥臂配置、高速10kV固态断路器及温控系统的测试平台，并提出了一种响应时间仅为1.5μs的新型FPGA短路保护电路。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高效率功率变换的需求日益增长，SiC器件的应用已成为提升功率密度和系统效率的关键。10kV SiC MOSFET技术若成熟，将极大简化中高压光伏并网及储能PCS的拓扑结构，减少变压器级联需求。本文提出的高速短路保护方案对于提...
碳化硅MOSFET第三象限特性研究
Investigation Into the Third Quadrant Characteristics of Silicon Carbide MOSFET
Lei Tang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Guanqun Qiu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
由于碳化硅（SiC）MOSFET性能优越，其应用日益广泛。为提升功率密度，研究倾向于利用MOSFET的第三象限特性替代外并肖特基二极管进行死区续流。本文深入探讨了SiC MOSFET第三象限的导通特性、体二极管行为及其对系统效率和可靠性的影响。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品线至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，利用SiC MOSFET的第三象限特性替代外置二极管，可有效减小模块体积并降低损耗。建议研发团队在设计高频DC-DC及逆变电路时，重点评估该特性在不同死区时间下的导通损耗与可靠性，优化驱...
多芯片SiC MOSFET功率模块中用于电流平衡的源极电感优化铜夹片键合方法
Cu Clip-Bonding Method With Optimized Source Inductance for Current Balancing in Multichip SiC MOSFET Power Module
Laili Wang · Tongyu Zhang · Fengtao Yang · Dingkun Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
铜夹片键合（Cu clip-bonding）相比传统打线键合具有更低的电阻、电感及更高的可靠性。针对多芯片SiC MOSFET模块中存在的电流不均和热耦合挑战，本文提出了一种优化源极电感的新型铜夹片键合方法，有效提升了多芯片并联运行的性能与可靠性。
解读: 该技术直接关联阳光电源的核心功率器件封装工艺。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向高功率密度、高效率演进，SiC MOSFET的应用已成为主流。多芯片并联的电流均衡与热管理是提升模块可靠性的关键。建议研发团队关注该优化方法，将其应用于下一代高频、高功率密度逆变器及PCS功率模块设...
基于声发射技术的夹片键合SiC MOSFET功率组件焊料疲劳在线状态监测
Online Condition Monitoring of Solder Fatigue in a Clip-Bonding SiC mosfet Power Assembly via Acoustic Emission Technique
Zheng Zhang · Chuantong Chen · Aiji Suetake · Hiroshi Ishino 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文采用声发射（AE）技术对夹片键合SiC MOSFET功率组件在功率循环测试（PCT）过程中的焊料疲劳进行在线状态监测。通过扫描声学断层扫描和扫描电子显微镜识别焊料疲劳，并利用基于AE的在线监测方法实现了对疲劳损伤的有效诊断。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan等储能系统中大规模应用SiC功率模块，提升功率器件的可靠性至关重要。该研究提出的声发射（AE）在线监测技术，能够实时捕捉功率模块内部焊料疲劳的微小信号，为高功率密度产品的寿命预测提供了新手段。建议研发团队关注该技术在iSolarCloud平台中的集成潜...
桥臂电路中同步SiC MOSFET体二极管引起的负偏置阈值电压不稳定性
Body Diode Induced Negative-Bias Vth Instability of Synchronous SiC MOSFET in Bridge-Leg Circuit
Peixuan Wang · Yunhong Lao · Youyi Yin · Meng Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文报道了桥臂电路中同步SiC MOSFET因体二极管引起的负偏置阈值电压（Vth）不稳定性。在反向恢复阶段，体二极管注入的空穴向源极/栅极侧移动，部分空穴轰击栅氧化层，导致栅氧化层缺陷/陷阱产生，进而引起Vth漂移。
解读: 该研究直接关系到阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中SiC功率模块的长期可靠性。随着公司产品向高功率密度、高开关频率演进，SiC器件的应用日益广泛。该文揭示的体二极管反向恢复导致的Vth漂移机制，对公司在高温、高频工况下的驱动电路设计及栅极保护策略具有重要指导意义。建...
用于先进功率转换应用的1700V/50A SiC功率MOSFET相较于Si IGBT/BiMOSFET的高开关性能
High Switching Performance of 1700-V, 50-A SiC Power MOSFET Over Si IGBT/BiMOSFET for Advanced Power Conversion Applications
Samir Hazra · Ankan De · Lin Cheng · John Palmour 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
由于碳化硅（SiC）比硅（Si）具有更宽的带隙，SiC MOSFET显著降低了高压功率器件中的漂移区电阻。凭借极低的导通电阻和固有的低开关损耗，SiC MOSFET能够显著提升变换器效率并实现更紧凑的系统设计，是替代传统Si器件的理想选择。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的战略价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，采用1700V SiC MOSFET可显著提升系统功率密度，减少散热器体积，从而降低整机重量与成本。特别是在高压储能系统应用中，SiC器件能有效降低开关损耗，提升系统...
一种SiC MOSFET与Si二极管混合的三相大功率三电平整流器
An SiC MOSFET and Si Diode Hybrid Three-Phase High-Power Three-Level Rectifier
Chushan Li · Qing-xin Guan · Jintao Lei · Chengmin Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种高效且低成本的混合三相三电平整流器。通过利用宽禁带器件（SiC MOSFET）与硅基器件的混合配置，在提升功率密度和效率的同时，有效解决了全SiC方案成本过高的问题，为大功率电力电子变换器提供了更具经济性的设计方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大功率储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在追求高功率密度的同时，成本控制是产品竞争力的核心。该混合拓扑方案通过SiC与Si器件的优化组合，能够在保证高效率的前提下降低BOM成本，非常适合应用于PowerTitan等大功率储能系统及大型地面光伏逆变器。建议研发团队评...
中压SiC MOSFET功率模块米勒区持续振荡的建模与稳定性分析
Modeling and Stability Analysis of Sustained Oscillations During the Miller Region for Medium-Voltage SiC MOSFET Power Modules
Zhixing Yan · Gao Liu · Thore Stig Aunsborg · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文针对10 kV SiC MOSFET功率模块在米勒区出现的持续振荡现象进行了研究。这种振荡会降低模块的鲁棒性甚至导致失效，且随栅极对底板寄生电容的增加而加剧。文章揭示了寄生电容参与振荡的内在机理，为高压功率模块的设计提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率组串式/集中式光伏逆变器至关重要。随着公司产品向更高电压等级（如1500V及以上）和SiC器件应用演进，栅极驱动电路的稳定性直接影响系统可靠性。文章提出的寄生电容振荡机理分析，可指导研发团队在功率模块选型、PCB布局设计及驱动电路优...
1200V/150A SiC MOSFET在重复脉冲过流条件下的失效分析
Failure Analysis of 1200-V/150-A SiC MOSFET Under Repetitive Pulsed Overcurrent Conditions
James A. Schrock · Bejoy N. Pushpakaran · Argenis V. Bilbao · William B. Ray 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
SiC MOSFET是提升电力电子功率密度的关键器件。为使其全面替代IGBT，需深入研究其特性。本文针对两款1200V/150A SiC垂直平面栅D-MOSFET，通过重复脉冲过流测试，评估其在极端工况下的失效模式及机理。
解读: 该研究对阳光电源核心产品线具有极高参考价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度演进，SiC器件已成为主流选择。过流条件下的失效分析直接关系到产品在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队参考该失效机理，优化驱动保护电路设计及短路保护逻辑，以提升SiC功...
一种由SiC和Si混合功率级组成的高效率三电平有源中点钳位变换器
An Extremely High Efficient Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Converter Comprising SiC and Si Hybrid Power Stages
Qing-Xin Guan · Chushan Li · Yu Zhang · Shuai Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
三电平变换器具有开关损耗低、滤波器尺寸小的优点。为实现高功率密度，常选用SiC MOSFET替代Si IGBT，但全SiC方案成本高昂。本文提出一种SiC MOSFET与Si器件混合的有源中点钳位（ANPC）变换器拓扑，在保证高效率的同时有效降低了系统总成本。
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）具有重要参考价值。通过在ANPC拓扑中采用SiC与Si混合功率级，可以在不显著增加成本的前提下，提升逆变器效率并缩小功率模块体积，从而进一步优化产品的功率密度。建议研发团队评估该混合方案在兆瓦级储能PCS中的应用潜力，以平衡...
一种具有自动参数提取功能的统一物理PSPICE碳化硅MOSFET模型
A Unified Physical PSPICE Model of SiC MOSFET With Automatic Parameter Extraction
Xin Yang · Qing Li · Xiaodi Wang · Shiwei Liang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
碳化硅功率器件的端电容显著影响其开关特性，准确表征其非线性电容特性至关重要。本文提出一种基于非线性端电容物理特性的统一PSPICE碳化硅MOSFET建模方法，考虑了平面栅器件工作过程中耗尽区变化及电容结构的影响。通过分析栅源电压Vgs和漏源电压Vds的双重依赖关系计算端电容，并提出自动参数提取方法，使模型参数与实验特性匹配。该方法精确描述了三种端电容与Vgs、Vds之间的关系，避免了获取C-V曲线的复杂过程。通过对C2M0080120D和SCT30N120两种器件的双脉冲实验验证，模型结果与测量...
解读: 该SiC MOSFET统一物理模型及自动参数提取技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，精确的非线性电容模型可优化开关损耗计算和EMI设计，提升1500V高压系统的可靠性。自动参数提取方法可加速新型SiC器件的选型验证流程，缩短PowerTitan等大功率产品的研...
基于SiC MOSFET的三相两电平逆变器最优非对称变死区时间建模与实现
Modeling and Implementation of Optimal Asymmetric Variable Dead-Time Setting for SiC MOSFET-Based Three-Phase Two-Level Inverters
Lei Zhang · Xibo Yuan · Jiahang Zhang · Xiaojie Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
死区时间设置直接影响SiC MOSFET电压源变换器的效率、电能质量及可靠性。传统固定死区时间在SiC器件输出电容及体二极管续流作用下，会导致严重的输出电压畸变和额外损耗。本文提出了一种最优非对称变死区时间设置方法，通过建模分析有效降低了开关损耗与电压失真，提升了变换器整体性能。
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）具有重要意义。随着公司产品全面向SiC功率器件切换以提升功率密度和效率，非对称变死区控制技术能有效解决SiC器件在高频开关下的电压畸变问题，进一步降低损耗并提升电能质量。建议研发团队在下一代高频化逆变器及P...
SiC半桥功率模块损耗不平衡的发现——分析与验证
Discovery of Loss Imbalance in SiC Half-Bridge Power Modules – Analysis and Validations
Benjamin Futtrup Kjærsgaard · Gao Liu · Thore Stig Aunsborg · Dipen Narendra Dalal 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文揭示了半桥功率模块中高侧与低侧SiC MOSFET开关损耗不一致的现象。研究发现，由于高侧栅极寄生电容的影响，高侧器件的开关损耗比低侧高出40%以上。该发现对中压功率模块的设计与效率优化具有重要参考价值。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要指导意义。随着公司产品向高功率密度、高效率的SiC方案转型，高侧与低侧损耗不平衡问题直接影响模块的热设计与寿命评估。建议研发团队在设计阶段引入该寄生参数模型，优化驱动电路布局与驱动参数，以平衡热应力，...
关态常闭型硼掺杂金刚石MOSFET器件击穿电压超过1.7 kV
Normally-off boron-doped diamond MOSFETs with a breakdown voltage over 1.7 kV
作者未知 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
在150 nm厚的外延层上制备了硼掺杂金刚石（B-diamond）金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。测得其阈值电压为-8.0 V，表现出关态常闭特性。由于硼掺杂剂的高电离能及较薄的外延层，B-diamond中形成的空穴数量有限，且可能被Al2O3/B-diamond界面捕获，导致器件呈现常闭行为。该B-diamond MOSFET的绝对击穿电压超过1.7 kV，在栅-漏电极间距为11.3 μm时，计算得到击穿电场达1.52 MV/cm，超过以往同类器件两倍以上。
解读: 该常闭型金刚石MOSFET技术对阳光电源功率器件应用具有前瞻价值。1.7kV击穿电压和1.52MV/cm击穿电场强度显著超越现有SiC器件性能，可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高压功率模块设计。金刚石材料的超宽禁带特性（5.5eV）可实现更高工作温度和更低导通损耗，优化三电平拓扑效率...
基于热力学有限差分数值建模与原位数字图像相关验证的SiC MOSFET多芯片扇出型面板级封装翘曲优化
Warpage Optimization for SiC MOSFET Multichip Fan-Out Panel-Level Packaging With Thermal–Mechanical Finite-Difference Numerical Modeling and In Situ Digital Image Correlation Validation
Wenyu Li · Wei Chen · Jing Jiang · Wenbo Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
扇出型面板级封装（FOPLP）因其卓越的电热性能和成本效益，成为碳化硅（SiC）MOSFET封装的新趋势。然而，大尺寸多芯片嵌入式FOPLP在样品制备和热机械应力方面面临严峻挑战。本文针对20mm×20mm×0.78mm的大尺寸FOPLP，通过热力学有限差分建模与原位数字图像相关（DIC）技术，研究并优化了其翘曲问题，为提升功率模块的可靠性提供了理论与实验支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率模块技术。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan等储能系统中对高功率密度和高效率的需求不断提升，SiC器件的应用已成为主流。FOPLP封装技术能有效提升SiC模块的散热能力与集成度，但其带来的翘曲与热机械应力问题是影响产品长期可靠性的关键。建议研发团队参考该文的...
6.5kV碳化硅MOSFET栅极偏置对宽温度范围内反向恢复特性的影响
Impact of 6.5-kV SiC MOSFET Gate Bias on Reverse Recovery Over a Wide Temperature Range
Xinyuan Du · Ahmed Ismail · Eric Allee · Abu Shahir Md Khalid Hasan 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文研究了6.5kV碳化硅（SiC）平面MOSFET在室温至175°C范围内，负栅极偏置对其反向恢复行为的影响。文章对比了低压与中压SiC器件在不同栅极偏置下的第三象限特性差异，并深入探讨了负栅极偏置对电导调制及反向恢复过程的作用机制。
解读: 该研究针对6.5kV高压SiC器件，直接关联阳光电源在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中的核心功率模块技术。随着系统电压等级向1500V甚至更高迈进，高压SiC器件的应用是提升功率密度和转换效率的关键。文章关于负栅极偏置对反向恢复影响的分析，对优化阳光电源组串式逆变器及储...
10-kV 10-A SiC MOSFET的短路退化研究
Short-Circuit Degradation of 10-kV 10-A SiC MOSFET
Emanuel-Petre Eni · Szymon Bęczkowski · Stig Munk-Nielsen · Tamas Kerekes 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文研究了10-kV 10-A 4H-SiC MOSFET在6-kV直流母线电压下的短路退化行为。旨在分析器件在寿命周期内承受多次短路脉冲时的瞬态特性变化，为电力电子变换器的设计及故障保护策略提供理论依据。
解读: 随着阳光电源在高压光伏及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压SiC器件的应用探索，理解超高压SiC MOSFET的短路失效机理至关重要。该研究揭示了器件在极端工况下的退化规律，对于优化逆变器及PCS的驱动保护电路、提升系统可靠性具有直接指导意义。建议研发团队参考该退化模型，在iSolarC...
基于本征谐振与耦合电感的高效光伏功率优化器
High-Efficient Photovoltaic Power Optimizer Based on the Intrinsic Resonance and Coupled Inductors
Reza Sangrody · Shamsodin Taheri · Edris Pouresmaeil · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
通过谐振降低开关损耗是提高太阳能功率优化器效率的有效途径。事实上，与传统转换器相比，如果去除基于谐振的太阳能功率优化器结构中不必要的元件，它可以以更低的成本提供相当高的可靠性和效率。本文介绍了一种新型光伏升压功率优化器，其基于转换器电感与MOSFET输出电容之间的谐振，从而降低了MOSFET的开关损耗。与采用额外元件来利用系统谐振的传统方法相比，该方法降低了转换器的成本。在所提出的转换器中，当MOSFET两端的谐振电压达到零或最小值时，MOSFET导通，因此开关损耗显著降低。此外，所提出的升压功...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这篇论文提出的基于本征谐振和耦合电感的光伏功率优化器技术具有重要的战略价值。该技术通过利用转换器电感与MOSFET输出电容之间的固有谐振实现零电压或最小电压开关，显著降低了开关损耗，这与我司在组串式逆变器和MLPE（模块级电力电子）产品线的技术发展方向高度契合。 该技术的...
基于FDR的SiC-MOSFET栅极氧化层失效无损检测方法研究
Non-destructive Detection Method for Gate Oxide Failure in SiC-MOSFET Based on FDR
张俊杰 · 贠明辉 · 谭亮 · 韩兴国 等5人 · 电子元件与材料 · 2025年3月 · Vol.44
针对栅极氧化层失效的无损检测对提升SiC-MOSFET可靠性具有重要意义。本文基于器件物理模型建立小信号等效电路，并转化为T形网络的频域阻抗模型，结合频域反射（FDR）技术实现寄生参数精确表征。通过高温栅偏老化实验开展阈值电压退化研究，结果表明老化导致VGS(th)正向漂移，CGS增大、CGD显著减小，CDS变化微弱。退化严重器件的频域阻抗参数谐振频率上移，Z22在100 kHz低频段阻抗明显下降，呈现出与栅氧失效强相关的特征响应。该方法无需导通器件或额外测试电路，可实现快速、无损、通用的失效检...
解读: 该SiC-MOSFET栅极氧化层无损检测技术对阳光电源产品可靠性提升具有重要价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC功率模块的质量筛选和在线监测,尤其适用于PowerTitan等大功率产品的预防性维护。通过FDR技术实现栅氧失效的早期预警,可有效降低高温、大电流工况下的器件失...
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