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宽温度范围内SiC MOSFET负栅压限制的深度解析
Deep Understanding of Negative Gate Voltage Restriction for SiC MOSFETs Under Wide Temperature Range
Ximing Chen · Xuan Li · Bangbing Shi · Junmiao Xiang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文深入揭示了SiC MOSFET在宽温度范围（高达300°C）及不同栅压下的栅极可靠性问题。通过将SiC MOSFET的栅极结构拆解为N型JFET和P型沟道区域，研究了在相同制造工艺和热预算下的物理机制，为提升SiC功率器件在极端工况下的可靠性提供了理论依据。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、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。该研究揭示的负栅压限制与高温可靠性机理，对阳光电源优化驱动电路设计、提升极端环境下的器件寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队在设计高功率密度产品时，参考该研究关于栅极结构与热应力的...
SiC MOSFET并联运行中动态电流平衡的共源电感补偿技术
Common Source Inductance Compensation Technique for Dynamic Current Balancing in SiC MOSFETs Parallel Operations
Boyi Zhang · Ruxi Wang · Peter Barbosa · Qianyi Cheng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
在牵引逆变器等高电流应用中，SiC MOSFET常通过并联以提升电流等级，但不对称布局引起的寄生电感差异会导致动态电流不平衡，进而引发器件及系统故障。本文提出了一种共源电感补偿技术，旨在解决并联SiC MOSFET的动态电流不平衡问题，提升功率模块的运行可靠性。
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。随着公司产品向更高功率密度演进，SiC器件的大规模并联应用日益增多，动态电流不平衡是制约模块可靠性的关键瓶颈。该补偿技术可直接优化公司功率模块的PCB布局设计与驱动电路，降低开关过程中的电压尖...
基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥变换器分析与设计
Analysis and Design for Medium Voltage Dual Active Bridge Converter Based on Series-Connected SiC MOSFETs
Runtian Chen · Chushan Li · Heng Fang · Rui Lu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥（DAB）变换器，旨在实现器件间的低电压差与高效率。通过利用零电压开关（ZVS）特性，重新设计了串联SiC MOSFET的电压平衡缓冲电路，显著降低了缓冲电阻损耗，提升了变换器整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压光伏并网方案具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，通过串联SiC MOSFET实现中压DAB变换器，可有效简化系统拓扑，减少对复杂多电平结构的依赖，并提升功率密度与转换效率。建议研发团队关注该电压平衡控制策略...
基于四相电路的N并联全SiC AC-DC变换器建模
Modeling of N-Parallel Full-SiC AC–DC Converters by Four Per-Phase Circuits
Sungjae Ohn · Ripun Phukan · Dong Dong · Rolando Burgos 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
由于SiC MOSFET电流额定值的限制，需通过并联多个模块化AC-DC变换器来提升功率容量。针对N个并联变换器中电流路径多样化及集成电感等复杂拓扑带来的分析难题，本文提出了一种基于四相电路的建模方法，旨在简化分析过程并优化系统性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品研发。在PowerTitan系列大功率储能变流器及大功率组串式光伏逆变器中，SiC器件的并联应用是提升效率与功率密度的关键。该建模方法有助于优化多模块并联时的环流抑制与均流控制，对于提升大功率变换器在复杂电网环境下的可靠性具有重要意义。建议研发团队将其应用于大...
一种基于内部栅极状态提取的SiC MOSFET栅极开路故障检测方法
A Gate Open-Circuit Failure Detection Method of SiC MOSFETs Based on Internal Gate State Extraction
Shengxu Yu · Zhiqiang Wang · Lingqi Tan · Jingwu Qin 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
栅极键合线断裂导致的栅极开路故障是SiC MOSFET的一种新型失效模式，易引发直通故障及栅极氧化层击穿。为提升SiC器件的可靠性，本文提出了一种快速准确的栅极开路故障检测方案，通过提取内部栅极状态，实现对该失效模式的有效监测与预警。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。随着SiC MOSFET在高性能功率变换器中的广泛应用，其可靠性直接决定了系统的长效运行。该故障检测方法可集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器/PCS的驱动控...
用于中压SiC MOSFET的低耦合电容恒压栅极驱动电源
Gate Driver Power Supply With Low-Capacitance-Coupling and Constant Output Voltage for Medium-Voltage SiC MOSFETs
Zhixing Yan · Gao Liu · Shaokang Luan · Yuan Gao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
随着宽禁带器件的发展，10-15 kV电压等级的碳化硅（SiC）器件在中压系统展现出巨大潜力。为确保其可靠运行，栅极驱动电源需满足高压隔离、低耦合电容、抗电压波动干扰等严苛要求。本文提出了一种新型驱动电源拓扑，旨在提升中压SiC MOSFET在高速开关过程中的驱动稳定性与抗干扰能力。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，SiC器件的应用日益广泛。该文提出的低耦合电容驱动电源方案，能有效抑制高频开关带来的共模噪声干扰，提升功率模块的电磁兼容性（EMC）与可靠性。建议研发团队关注该拓...
一种具有分裂谐振槽和矩阵变压器的1-kV输入SiC LLC变换器
A 1-kV Input SiC LLC Converter With Split Resonant Tanks and Matrix Transformers
Xiaoyong Ren · Zhi-Wei Xu · Zhiliang Zhang · Haoran Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种采用矩阵平面变压器的1-kV输入SiC LLC变换器，旨在实现高效率与高功率密度。针对1-kV高压输入下SiC MOSFET快速开关（140 ns）产生的11.8 kV/μs高dv/dt，分析了其通过变压器寄生电容产生的位移电流问题，并提出了优化方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。随着光伏系统向1500V直流侧电压演进，高压SiC器件的应用已成为提升功率密度和效率的关键。文中提到的矩阵变压器技术和对高dv/dt下寄生参数的抑制策略，可直接应用于阳光电源大功率DC-DC变换...
基于高纯度4H-SiC光导半导体开关的低导通电阻与高峰值电压传输效率研究
Low ON-Resistance and High Peak Voltage Transmission Efficiency Based on High-Purity 4H-SiC Photoconductive Semiconductor Switch
Xun Sun · Longfei Xiao · Chongbiao Luan · Zhuoyun Feng 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
碳化硅（SiC）作为宽禁带半导体，在高性能高压器件领域具有显著优势。本文制备了沟道长度为0.5mm的平面结构4H-SiC光导半导体开关（PCSS），通过线性工作模式验证了其在微波产生及高压功率传输中的可行性与卓越性能，为下一代高功率电子器件提供了技术参考。
解读: 该研究聚焦于4H-SiC材料在高压开关领域的应用，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS向更高电压等级（如1500V及以上）和更高功率密度演进，SiC器件已成为提升系统效率的关键。PCSS技术虽目前多用于脉冲功率领域，但其对SiC材料特性的深度挖掘，有助于阳光电源在下一代高...
1.2 kV SiC MOSFET与JBS集成MOSFET高温电学特性对比研究
Comparative Study on High-Temperature Electrical Properties of 1.2 kV SiC MOSFET and JBS-Integrated MOSFET
Zhaoyuan Gu · Mingchao Yang · Yi Yang · Xihao Liu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
针对4H-SiC MOSFET中寄生PiN体二极管在高温下存在正向压降大、反向恢复特性差的问题，本文研究了集成肖特基势垒二极管（JBS）的MOSFET方案。该方案能有效抑制PiN二极管导通，提升高温运行下的电气性能与可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率器件选型与模块设计。随着公司组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和高温环境运行演进，SiC MOSFET的应用已成为提升效率的关键。集成JBS的SiC器件能显著改善体二极管特性，降低开关损耗并提升高温可靠性，这对优化逆变器...
基于碳化硅
SiC）逆变器的感应电机低速无传感器控制
Xiaoliang Bian · Xibo Yuan · Wenzhi Zhou · Shuo Chen 等5人 · IET Power Electronics · 2025年9月 · Vol.18
本文针对感应电机在低速运行下的无传感器控制问题，研究了采用碳化硅（SiC）逆变器的系统性能，并分析了其速度估计精度。首先揭示了SiC器件特性与速度估计误差之间的内在机理关系，以降低估计偏差。进一步提出一种三级自适应补偿方法，综合考虑SiC器件高dv/dt引起的电磁干扰及寄生电容等非理想因素，有效提升了低速工况下的速度估计精度。
解读: 该SiC逆变器低速无传感器控制技术对阳光电源储能与电驱产品具有重要应用价值。针对SiC器件高dv/dt引起的EMI干扰和寄生电容效应，文中提出的三级自适应补偿方法可直接应用于ST系列储能变流器的电机驱动单元（如液冷系统风机、PCS内部电机）和新能源汽车电机控制器，提升低速工况下的速度估计精度和控制稳...
面向高温应用的一款SiC CMOS线性稳压器
A SiC CMOS Linear Voltage Regulator for High-Temperature Applications
Robert C. Murphree · Sajib Roy · Shamim Ahmed · Matthew Barlow 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文研制了首款集成碳化硅（SiC）CMOS线性稳压器。该设计在20至30V输入电压下可提供15V输出，持续负载电流超过100mA。稳压器反馈环路基于两级SiC运算放大器构建，并结合了内部与外部无源元件进行频率补偿。
解读: 该研究展示了SiC CMOS工艺在高温集成电路领域的突破，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS功率密度的不断提升，内部控制电路面临严苛的热环境挑战。SiC集成电路技术可显著提升驱动电路和辅助电源在高温下的可靠性，减少对外部散热设计的依赖。建议研发团队关注SiC CMOS在...
通过3D共封装与增强dv/dt控制能力释放GaN/SiC共源共栅器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
为充分发挥GaN-HEMT/SiC-JFET共源共栅器件的快速开关潜力，本文提出了一种3D堆叠共封装配置，以最小化寄生互连电感。该方案有效降低了开关损耗并抑制了振荡。基于此3D封装，该器件的dv/dt控制能力得到显著增强，为高频功率变换应用提供了更优的性能表现。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。在光伏逆变器（尤其是组串式和户用机型）及储能系统（如PowerStack/PowerTitan）中，提升功率密度和转换效率是核心竞争力。3D共封装技术能有效解决宽禁带半导体在高频应用中的寄生参数问题，有助于进一步缩小逆变器体积并提升效率。建议研发团队关注...
用于混合动力航空应用的碳化硅推进驱动器的开发、集成与飞行测试
Development, Integration, and Flight Testing of a Silicon Carbide Propulsion Drive for a Hybrid Electric Aerospace Application
Chris Farnell · Anna Corbitt · Wesley G. Schwartz · Asif Faruque 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文详细介绍了为混合动力飞机推进系统设计的800V、250kW碳化硅（SiC）逆变器的开发与飞行测试。该逆变器采用定制的1200V SiC模块、针翅式底板及集成CMOS栅极驱动器，实现了高性能与高可靠性，并通过直接冷却技术达到了极高的功率密度。
解读: 该文献展示了SiC技术在极端高功率密度和高可靠性场景下的应用，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，文中提到的针翅式散热设计与集成化驱动技术，可优化阳光电源产品的热管理方案，提升功率密度。此外，该航空级...
考虑米勒电容分层耗尽的数据手册驱动型SiC MOSFET模型
A Data-Sheet-Driven SiC MOSFET Model Considering Layered Depletion of Miller Capacitance
王乐衡孙凯郑泽东李驰巫以凡毕大强 · 高电压技术 · 2025年2月 · Vol.51
随着碳化硅MOSFET功率器件的广泛应用，亟需高精度、高收敛性的电路仿真模型。针对现有模型在米勒电容低电压区域建模误差大、电流-电压特性准确性不足的问题，提出一种考虑米勒电容分层耗尽特性的数据手册驱动型SiC MOSFET模型。通过修正电流源表达式提升静态特性精度，结合物理机制建立全偏压范围电容模型，并实现参数全源自数据手册提取。基于C3M0021120D器件在LTspice中验证，静态与双脉冲测试结果表明模型预测误差低于10%，有效兼顾准确性与实用性，适用于碳化硅电力电子变换器的设计与评估。
解读: 该SiC MOSFET建模技术对阳光电源高频化产品设计具有重要价值。精确的米勒电容建模可提升SG系列1500V组串式逆变器、ST系列储能变流器和充电桩等产品的开关损耗预测精度。模型在低电压区的高精度特性有助于优化三电平拓扑的死区时间设计，提升系统效率。数据手册驱动的特点便于工程实践，可用于Power...
15-kV SiC SGTO晶闸管在重复性极端脉冲过流条件下的失效模式
Failure Modes of 15-kV SiC SGTO Thyristors During Repetitive Extreme Pulsed Overcurrent Conditions
James A. Schrock · Emily A. Hirsch · Shelby Lacouture · Mitchell D. Kelley 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
SiC SGTO晶闸管是提升中压电力电子设备功率密度的先进方案。为使其在工业应用中替代传统Si晶闸管，必须深入研究其特性及失效机理。本文针对两款15-kV SiC SGTO晶闸管在重复性过流条件下的失效模式进行了实验评估与分析。
解读: 随着阳光电源在大型地面光伏电站及中压储能系统（如PowerTitan系列）中对功率密度和效率要求的不断提升，SiC器件的应用已成为技术演进的关键。15-kV SiC SGTO作为超高压宽禁带器件，未来有望应用于中压直挂式储能系统或高压直流输电接口。本文研究的重复性过流失效模式对阳光电源功率模块的选型...
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...
SiC MOSFET配SiC肖特基二极管半桥配置串扰诱导栅源电压峰值精确预测的改进模型
Improved Model for Crosstalk-Induced Voltage Peaks Prediction
Manish Mandal · Shamibrota Kishore Roy · Kaushik Basu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
SiC MOSFET快速开关瞬态降低开关损耗但产生高dV/dt。有源器件导通时高dV/dt增加互补器件栅源电压可能导致误导通产生正串扰,关断时栅源电压降低导致负串扰。负栅压(NGV)可限制正串扰峰值低于阈值但可能加剧负串扰峰值超出安全范围影响SiC MOSFET可靠性。提出改进模型精确预测SiC MOSFET串扰诱导栅源电压峰值,采用SiC肖特基二极管避免MOSFET体二极管反向恢复。除建模非线性电容、寄生电感和时变dV/dt外,结合详细沟道电流模型和PCB寄生电容增强预测有源器件漏源电压梯度和...
解读: 该SiC串扰预测模型技术对阳光电源SiC功率模块设计有重要应用价值。改进模型可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC半桥设计,优化NGV和栅极电阻选择以抑制串扰并避免误导通。该技术对PowerTitan大型储能系统SiC功率模块的可靠性设计和PCB布局优化有指导意义。精确的串扰预测对阳光电源S...
一种用于22 kW AC-DC变换器的PCB嵌入式1.2 kV SiC MOSFET半桥封装
A PCB-Embedded 1.2 kV SiC MOSFET Half-Bridge Package for a 22 kW AC–DC Converter
Jack S. Knoll · Gibong Son · Christina DiMarino · Qiang Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种双面散热的PCB嵌入式SiC MOSFET半桥封装设计，具有低回路电感和集成栅极驱动器。通过AT&S专利技术将1.2 kV SiC MOSFET芯片嵌入PCB，实现了高效的芯片散热与电气连接，显著提升了功率密度与开关性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的参考价值。首先，在组串式光伏逆变器和PowerStack储能变流器（PCS）中，功率密度是提升竞争力的关键，PCB嵌入式封装能有效降低寄生电感，助力SiC器件在高频下实现更低损耗。其次，该封装的双面散热设计可显著改善模块的热管理，有助于提升产品在极端环境下的可靠性...
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，...
基于SiC MOSFET的高效率能量回馈型宽输入电压直流电子负载架构
Wide Input Voltage DC Electronic Load Architecture With SiC MOSFETs for High Efficiency Energy Recycling
Qi Yang · Mingxie He · Jia-hua Xu · Xiang Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种基于SiC器件的三级能量回馈型直流电子负载架构。通过交错Boost变换器与LLC-DCX级联，利用1200V SiC MOSFET实现高频隔离与预调节，使系统在150-750V宽输入电压范围内保持高效率。该架构在780V母线电压下采用T型三电平逆变器实现电能回馈。
解读: 该技术在测试设备领域具有重要应用价值，直接关联阳光电源的研发测试平台及产线老化测试系统。其采用的SiC MOSFET与LLC-DCX拓扑可显著提升能量回馈效率，降低测试过程中的电能损耗。建议将其应用于阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统的出厂老化测试环节，通过引入高效率能量回馈电子负载...
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