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功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

“4H-SiC功率MOSFET雪崩诱导退化建模”一文的勘误

Erratum to “Modeling Avalanche Induced Degradation for 4H-SiC Power MOSFETs”

Jiaxing Wei · Siyang Liu · Xiaobing Zhang · Weifeng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月

本文是对原论文作者单位信息的更正说明,原论文主要研究了4H-SiC功率MOSFET在雪崩应力下的退化机理及建模方法。

解读: SiC功率器件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与转换效率的核心。雪崩诱导退化直接影响SiC器件在极端工况下的寿命与可靠性。该研究提供的退化建模方法,有助于公司研发团队在产品设计阶段更精准地评估SiC器件的鲁棒性,优化驱动电路保护策略,从而提升光伏逆变器...

功率器件技术 功率模块 可靠性分析 宽禁带半导体 ★ 4.0

利用自动微分加速功率MOSFET模型参数提取

Accelerating Parameter Extraction of Power MOSFET Models Using Automatic Differentiation

Michihiro Shintani · Aoi Ueda · Takashi Sato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月

模型参数提取对仿真精度至关重要。本文提出了一种针对功率MOSFET紧凑模型的高效参数提取方法,利用自动微分技术显著提升了参数优化过程的效率与准确性,为电力电子器件建模提供了新思路。

解读: 该技术对阳光电源的逆变器及储能PCS产品研发具有重要意义。在组串式逆变器和PowerTitan储能系统设计中,高精度的功率器件(SiC/IGBT)模型是实现精确热仿真和效率优化的基础。自动微分技术能显著缩短器件建模周期,提升仿真与实测的一致性,有助于优化驱动电路设计及开关损耗评估,从而进一步提升产品...

可靠性与测试 功率模块 可靠性分析 宽禁带半导体 ★ 5.0

栅氧退化对功率MOSFET电气参数的影响

Effect of Gate-Oxide Degradation on Electrical Parameters of Power MOSFETs

Ujjwal Karki · Fang Zheng Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月

本文研究了功率MOSFET中栅氧化层的长期退化机制。研究表明,栅氧退化会导致氧化层内陷阱电荷及氧化层-半导体界面陷阱电荷的积累,进而显著改变器件的电气参数。该研究对于理解功率器件的长期可靠性及失效机理具有重要意义。

解读: 功率器件是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心部件。栅氧退化直接影响器件的阈值电压和导通电阻,是导致逆变器在全生命周期内性能衰减甚至失效的关键因素。建议研发团队将此研究成果应用于功率模块的寿命预测模型中,通过iSolarCloud平台监测关键电气参数的漂移...

功率器件技术 功率模块 宽禁带半导体 DC-DC变换器 ★ 5.0

功率MOSFET零电压开关

ZVS)的再探讨

Matthias Kasper · Ralph Burkat · Ferald Deboy · Johann Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月

本文针对高效率、高功率密度变换器对零电压开关(ZVS)的需求,指出判断ZVS实现的关键在于考虑MOSFET内部存储电荷。文中提出了LI²≥2Qoss的判定条件,并分析了软开关不完全时的损耗情况,为功率变换器的设计提供了理论依据。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及DC-DC变换模块)的效率提升与功率密度优化。随着SiC等宽禁带半导体在阳光电源产品中的广泛应用,准确评估Qoss对实现ZVS至关重要。建议研发团队在设计高频DC-DC变换级(如储能PCS的升压电路)时,严格遵循LI²≥...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

极端工况下SiC功率MOSFET的精确温度估计

Accurate Temperature Estimation of SiC Power mosfets Under Extreme Operating Conditions

Alexander Tsibizov · Ivana Kovacevic-Badstubner · Bhagyalakshmi Kakarla · Ulrike Grossner · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月

本文研究了SiC功率器件电热建模中,假设热导率和热容为常数对温度预测精度的影响。针对极端工况,分析了材料参数随温度变化对器件结温估计的偏差,旨在提升SiC器件在高温高压环境下的建模准确性与可靠性。

解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块,提升功率器件在极端工况下的热管理精度至关重要。本文提出的非线性电热建模方法,有助于优化逆变器和PCS的过温保护策略,延长器件寿命。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中引入此类高精度...

可靠性与测试 可靠性分析 功率模块 宽禁带半导体 ★ 5.0

一种基于偏置温度不稳定性

BTI)的功率MOSFET退化路径依赖性识别方法

Xuerong Ye · Qisen Sun · Ruyue Zhang · Yifan Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

偏置温度不稳定性(BTI)是导致功率MOSFET关键运行参数退化的主要可靠性问题。准确识别退化的路径依赖性对于量化任务剖面下的累积退化至关重要,该研究旨在确定应力交互作用对器件退化的具体影响机制。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统)中功率模块的长期可靠性。随着产品向高功率密度和宽禁带半导体(SiC/GaN)应用演进,BTI效应导致的退化评估变得尤为关键。该方法可集成至iSolarCloud智能运维平台,通过对MOSFE...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

功率MOSFET和IGBT晶体管的热阻抗测量仪

Thermal Impedance Meter for Power mosfet and IGBT Transistors

Vitaliy Ivanovich Smirnov · Viacheslav Andreevich Sergeev · Andrey Anatolievich Gavrikov · Anton Mihailovich Shorin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月

本文介绍了一种用于功率MOSFET和IGBT热阻抗测量的调制方法及装置。通过谐波变化的功率对被测器件进行加热,利用脉冲宽度呈谐波变化的加热电流序列,实现了对器件热阻抗的精确测量,并给出了实验验证结果。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线至关重要。功率模块(IGBT/SiC)是光伏逆变器和储能变流器(PCS)中热失效的高发区。通过引入该热阻抗测量方法,研发团队可更精准地评估PowerTitan储能系统及组串式逆变器中功率模块的结温特性,优化散热设计与寿命预测模型。建议将此测试方法集成至iSolarClou...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

碳化硅与硅功率MOSFET栅极电容特性再探

Gate Capacitance Characterization of Silicon Carbide and Silicon Power mosfets Revisited

Roger Stark · Alexander Tsibizov · Ivana Kovacevic-Badstuebner · Thomas Ziemann 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月

本文探讨了功率MOSFET的栅极电容-电压(C-V)特性对器件动态性能的影响。准确的C-V表征对于评估开关行为及校准紧凑模型中的集总等效电容至关重要,本文对此进行了全面分析。

解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线的功率器件选型与驱动优化。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC MOSFET,精确的栅极电容建模对于优化驱动电路设计、降低开关损耗及提升电磁兼容性(EMC)至关重要。建议研发团队利用该研究方法,针对高频化趋势下的SiC器件进行更精细...

可靠性与测试 功率模块 可靠性分析 深度学习 ★ 5.0

基于深度学习的功率MOSFET剩余寿命预测方法

Prediction Method for the Remaining Useful Life of Power MOSFETs Based on Deep Learning

Le Gao · Chaoming Liu · Fengjiang Wu · Yongfeng Qin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月

功率开关器件是电力转换系统的核心,其寿命评估对系统安全可靠运行至关重要。针对现有统计数据驱动方法在处理复杂、非线性及大规模数据时精度低、稳定性差及适应性不足的问题,本研究提出了一种基于深度学习的功率MOSFET剩余寿命(RUL)预测方法,旨在提升器件健康状态监测的准确性与鲁棒性。

解读: 该研究对阳光电源全系列产品(光伏逆变器、储能PCS、风电变流器及充电桩)具有极高应用价值。功率器件(MOSFET/IGBT)是上述产品的核心损耗与故障源,通过深度学习实现器件RUL预测,可将传统的“事后维修”升级为“预测性维护”,显著提升iSolarCloud平台的运维智能化水平。建议研发团队将此算...

拓扑与电路 DC-DC变换器 功率模块 光伏逆变器 ★ 5.0

用于全功率范围效率提升的分裂并联半桥开关单元

Split Parallel Semibridge Switching Cells for Full-Power-Range Efficiency Improvement

Yunlei Jiang · Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Chaoqiang Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月

本文提出了一种基于正向耦合电感(PCI)的半桥开关单元并联方案。通过将半桥开关单元和电感拆分为两个并联部分,在并联单元中点间形成较小的差模电感,利用时间延迟控制技术,有效提升了变换器在全功率范围内的运行效率。

解读: 该技术通过优化开关单元拓扑与电感耦合方式,显著提升了变换器在全功率范围内的效率,这对阳光电源的核心业务具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,DC-DC升压电路是决定整机效率的关键环节。应用该分裂并联方案,可有效降低轻载下的开关损耗并优化重...

拓扑与电路 三电平 单相逆变器 光伏逆变器 ★ 5.0

一种新型单相三电平Dual-Buck逆变器

A Novel Single-Phase Three-Level Dual-Buck Inverter

Tien-The Nguyen · Honnyong Cha · Bang Le-Huy Nguyen · Heung-Geun Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月

本文提出了一种新型单相三电平Dual-Buck逆变器。该拓扑由简化中点钳位(NPC)逆变器演变而来,减少了有源开关数量。与传统逆变器相比,该拓扑具有无直通风险、功率MOSFET体二极管无反向恢复问题等显著优势。

解读: 该拓扑在单相逆变领域具有极高应用价值,特别适用于阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业组串式逆变器产品线。Dual-Buck结构天然规避了桥臂直通风险,显著提升了系统可靠性,且消除了MOSFET体二极管反向恢复损耗,有助于进一步提升逆变器效率并优化散热设计。建议研发团队评估该拓扑在下一代高功率密度户用...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

一种基于电热交互与线性模式电流响应的高灵敏度功率MOSFET在线结温提取方法

A High-Sensitive Online Tj Extracting Method Based on Electrothermal Interaction and Linear-Mode Current Response for Power MOSFET Devices

Fengtao Yang · Laili Wang · Xiaoliang She · Zizhen Cheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

准确的在线结温(Tj)提取对功率MOSFET的可靠性与健康管理至关重要。然而,碳化硅(SiC)功率MOSFET的温度敏感电参数灵敏度较低,限制了提取精度并提高了测量电路的带宽要求。本文提出了一种基于电热交互与线性模式电流响应的高灵敏度在线结温提取方法,有效解决了上述挑战。

解读: 该技术对阳光电源的SiC功率模块应用至关重要。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器件,结温的精确监测直接决定了功率模块的寿命预测与过温保护策略。该方法通过线性模式电流响应提升灵敏度,有助于优化逆变器及PCS的散热设计与热管理算法,从而提升...

拓扑与电路 光伏逆变器 组串式逆变器 多电平 ★ 5.0

减少电感数量的级联双Buck逆变器

Cascaded Dual-Buck Inverter With Reduced Number of Inductors

Ashraf Ali Khan · Honnyong Cha · Jih-Sheng Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月

双Buck逆变器(DBI)因无直通风险且能利用MOSFET提升效率而备受关注,但其电感数量多导致功率密度降低及成本增加。本文提出了一种改进的级联全桥双Buck逆变器,在保留DBI固有优势的同时,有效减少了电感使用数量,提升了系统的功率密度与经济性。

解读: 该拓扑通过优化电感数量解决了双Buck逆变器在功率密度和成本上的痛点,对阳光电源的组串式逆变器产品线具有重要参考价值。在追求更高功率密度和更低度电成本(LCOE)的趋势下,该技术可提升户用及工商业光伏逆变器的市场竞争力。建议研发团队评估该拓扑在宽禁带半导体(如SiC/GaN)应用下的效率表现,并考虑...

拓扑与电路 DC-DC变换器 光伏逆变器 功率模块 ★ 4.0

一种具有内置变压器倍压单元的新型ZVS高升压变换器

A Novel ZVS High-Step-Up Converter With Built-In Transformer Voltage Multiplier Cell

Tohid Nouri · Naser Vosoughi Kurdkandi · Mahdi Shaneh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月

本文提出了一种具有零电压开关(ZVS)特性的新型交错式高升压DC-DC变换器。通过内置变压器倍压单元(VMC),在无需极窄占空比的情况下实现了高电压增益。应用有源钳位技术,所有功率MOSFET均可实现ZVS,从而有效降低了开关损耗。

解读: 该拓扑通过内置倍压单元和有源钳位技术实现高升压与软开关,非常契合阳光电源组串式逆变器(如SG系列)及户用光伏系统中对高效率、高功率密度DC-DC升压电路的需求。在高压光伏组件接入场景下,该方案能有效降低开关损耗并提升整体转换效率。建议研发团队评估其在多路MPPT升压电路中的应用潜力,特别是在追求极致...

可靠性与测试 功率模块 可靠性分析 故障诊断 ★ 5.0

基于交错变换器脉宽调整法的热老化功率开关主动寿命延长策略

An Active Life Extension Strategy for Thermally Aged Power Switches Based on the Pulse-Width Adjustment Method in Interleaved Converters

Serkan Dusmez · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月

本文提出了一种针对功率MOSFET的非侵入式早期故障诊断与寿命延长策略。通过监测功率器件的导通电阻作为故障前兆,利用交错变换器的脉宽调整方法,在器件发生热老化时主动优化应力分配,从而延长功率开关的使用寿命,避免昂贵的定期维护与停机损失。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品可靠性提升。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中,功率模块是故障高发点。通过引入文中提出的非侵入式导通电阻监测与脉宽调整策略,可实现对IGBT/MOSFET老化状态的实时评估,并利用交错拓扑的冗余特性主动延长系统寿命。建议研发团队将其...

拓扑与电路 单相逆变器 功率模块 光伏逆变器 ★ 4.0

基于双Buck结构的单相六开关双输出逆变器

Single-Phase Six-Switch Dual-Output Inverter Using Dual-Buck Structure

Bang Le-Huy Nguyen · Honnyong Cha · Heung-Geun Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月

本文提出了一种新型六开关双输出逆变器。该逆变器采用双Buck结构实现三开关桥臂,继承了传统双Buck逆变器的优势,包括因消除了直通短路风险而具备的高可靠性,以及利用功率MOSFET实现的高效率。

解读: 该拓扑结构通过双Buck架构消除了传统逆变器桥臂直通的风险,显著提升了系统的可靠性,这与阳光电源在户用及工商业光伏逆变器中对高可靠性、高功率密度的追求高度契合。其双输出特性可为多负载供电或储能耦合提供新思路,建议研发团队评估该拓扑在户用光储一体机中的应用潜力,特别是利用MOSFET的高频特性进一步缩...

功率器件技术 功率模块 宽禁带半导体 ★ 4.0

基于光控驱动的功率MOSFET关断过程dv/dt与di/dt独立控制

Optically Switched-Drive-Based Unified Independent dv/dt and di/dt Control for Turn-Off Transition of Power MOSFETs

Hossein Riazmontazer · Sudip K. Mazumder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月

本文提出了一种用于光触发混合功率器件的驱动控制机制。该装置由主功率MOSFET和一对基于GaAs的光触发功率晶体管(OTPT)组成。通过该切换控制器,可实现对功率器件关断过程中dv/dt和di/dt的独立调制,从而优化开关动态特性。

解读: 该技术通过光控驱动方案实现了对功率器件开关瞬态的精细化控制,对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能变流器(PCS)的效率与电磁兼容性(EMC)具有重要参考价值。随着碳化硅(SiC)等宽禁带半导体在阳光电源高功率密度产品中的广泛应用,开关过程中的电压电流应力控制是提升系统可靠性的关键。...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

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...

拓扑与电路 PWM控制 功率模块 ★ 3.0

具有反相和同相操作的双Buck交流-交流变换器

Dual-Buck AC–AC Converter With Inverting and Non-Inverting Operations

Usman Ali Khan · Ashraf Ali Khan · Honnyong Cha · Heung-Geun Kim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月

本文提出了一种新型Buck-Boost交流-交流变换器。该变换器的基本开关单元为单向Buck电路,因此不存在直通风险。它无需RC缓冲电路或软开关策略即可实现安全换流,且在实现过程中可避免功率MOSFET体二极管导通,从而提升系统效率与可靠性。

解读: 该拓扑结构通过单向Buck单元消除了直通风险,并优化了换流过程,这对提升阳光电源在电力电子变换领域的功率密度和可靠性具有参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)多为DC-AC或DC-DC架构,但该技术中关于“无直通风险”和“无需复杂缓冲电路”的设计理念,可...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 5.0

交流栅极应力下碳化硅功率MOSFET的偏置温度不稳定性

Bias Temperature Instability of Silicon Carbide Power MOSFET Under AC Gate Stresses

Xiaohan Zhong · Huaping Jiang · Guanqun Qiu · Lei Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月

随着碳化硅(SiC)功率MOSFET应用日益广泛,其可靠性问题备受关注,尤其是栅极阈值电压的长期稳定性。本文通过实验室实验,研究了在不同占空比、开通及关断栅极电压条件下,交流栅极应力对阈值电压不稳定性的影响。

解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器和PowerTitan储能系统功率密度的核心。该研究揭示了交流栅极应力对SiC MOSFET阈值电压的影响,对优化逆变器及PCS的驱动电路设计、提升长期运行可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在设计高频开关电路时,参考该研究的应力测试模型,针对性地优化驱动电压参数...

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