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快速开关SiC功率器件与变换器应用中的机遇、挑战及潜在解决方案
Opportunities, Challenges, and Potential Solutions in the Application of Fast-Switching SiC Power Devices and Converters
Xibo Yuan · Ian Laird · Sam Walder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
基于碳化硅(SiC)等宽禁带材料的功率器件相比硅基器件,具有更高的开关速度、耐压能力和工作温度。本文探讨了SiC器件在现有及新兴应用中提升效率与功率密度的潜力,并分析了其在应用过程中面临的挑战及相应的技术解决方案。
解读: SiC器件是阳光电源提升产品竞争力的核心技术路径。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中,应用SiC器件可显著减小磁性元件体积,提升整机功率密度,并降低开关损耗以提高效率。针对文中提到的快速开关带来的EMI干扰、电压过冲及驱动保护挑战,建议研发团队在iSolarCl...
GaN HEMT动态导通电阻及动态应力对电场分布影响综述
A Review of GaN HEMT Dynamic ON-Resistance and Dynamic Stress Effects on Field Distribution
Lee Gill · Sandeepan DasGupta · Jason C. Neely · Robert J. Kaplar 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
氮化镓(GaN)作为宽禁带半导体材料,在提升电力电子设备效率、功率密度及减重方面具有显著优势。本文综述了GaN HEMT器件的动态导通电阻效应及动态应力对电场分布的影响,探讨了其物理机制及可靠性挑战,为高性能功率变换器的设计提供理论支撑。
解读: GaN器件是实现下一代高功率密度光伏逆变器和微型逆变器的关键技术。针对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线,GaN的应用能显著降低开关损耗,缩小磁性元件体积。然而,动态导通电阻(Dynamic Ron)和电场应力导致的可靠性问题是工程化应用的核心瓶颈。建议研发团队重点关注GaN器件的动态特...
一种具有改进回滞特性的高压应用4H-SiC MOSFET静电放电保护装置
A 4H-SiC MOSFET-Based ESD Protection With Improved Snapback Characteristics for High-Voltage Applications
Kyoung-Il Do · Jong-Il Won · Yong-Seo Koo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种基于分段拓扑的n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)的新型静电放电(ESD)保护装置。研究利用了4H-SiC作为宽禁带半导体(3.3 eV)的材料特性,旨在提升高压应用场景下的半导体器件可靠性,并优化了ESD保护装置的回滞特性。
解读: 该研究针对宽禁带半导体SiC在高压功率器件中的ESD保护问题,对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高压充电桩中大规模应用SiC MOSFET,器件的静电防护与可靠性直接影响产品的现场故障率。该分段拓扑设计可提升功率模块在高压环境下的鲁棒性,建...
新型纳米结构Ba2Ni(BO3)2的合成、结构表征、相稳定性及光学性质:面向电子应用的功能性正硼酸盐材料
Synthesis, structural characterization, phase stability, and optical properties of novel nanostructured Ba2Ni(BO3)2: toward functional orthoborates for electronic applications
Lahcen Boudad · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年8月 · Vol.36.0
本研究报道了新型正硼酸盐Ba2Ni(BO3)2作为潜在宽禁带材料的合成及其全面的表征。该化合物通过固相法成功制备为单相产物,结晶于菱方R\(\underline{3}\)m空间群,晶格参数精修值为a = 5.326(6) Å和c = 16.876(2) Å。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实了预期的三角平面[BO3]3−基团以及八面体配位的Ni2+离子,其特征振动模式亦通过拉曼光谱结果得到验证。扫描电子显微镜显示材料具有致密的纳米结构形貌,由针状微晶组成。该材料表现出优异的热稳定性,在600...
解读: 该宽禁带正硼酸盐材料(3.95eV带隙)对阳光电源功率器件研发具有启发价值。其纳米结构形貌和高热稳定性(600°C以上)特性,可为ST系列储能变流器和SG逆变器中的SiC/GaN宽禁带半导体封装材料、高温绝缘层或紫外光传感器提供材料学参考。针状晶体的致密形态有助于提升器件散热性能,其宽带隙特性适用于...
一种用于H7电流源逆变器的最小化开关损耗PWM新方案
A New PWM Scheme for H7 Current Source Inverter with Minimal Switching
Ashish Kumar · Apurv Kumar Yadav · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
传统电流源逆变器(CSI)采用硅基反向阻断(RB)开关,存在导通损耗高、开关频率受限等问题。基于宽禁带材料(如GaN和SiC)的四象限(FQ)开关具有低导通损耗和反向耐压能力,适用于高效CSI。本文针对H7拓扑CSI,通过新增开关S7为直流链电流提供旁路,实现S1a-S6a的零电流关断。传统调制策略将零状态分为四段,导致频繁切换与高开关损耗。本文提出一种优化矢量排列的新调制方案,减少开关动作次数,降低损耗。通过PLECS仿真对比分析不同CSI拓扑(3ϕ, 400 V, 8 kW)下的损耗与效率,...
解读: 该H7电流源逆变器最小化开关损耗PWM方案对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器,该技术通过优化矢量排列减少开关动作次数,可显著降低SiC/GaN宽禁带器件的开关损耗,提升系统效率。零电流关断技术可减轻功率模块热应力,延长器件寿命。该方案在直流侧旁路开...