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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...
谐振双脉冲测试装置
Resonant Double Pulse Test Setup
Jiasheng Huang · Celia Hermoso Díaz · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种新型谐振双脉冲测试方法，用于在真实的谐振变换器工作条件下评估功率半导体器件。该测试装置能够精确评估功率损耗和开关行为，特别适用于LLC谐振变换器，并充分考虑了器件寄生电容及谐振参数的影响。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要价值。阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统及高效光伏逆变器广泛采用LLC等谐振拓扑以提升功率密度和效率。传统的双脉冲测试难以完全模拟谐振变换器中复杂的软开关环境，本研究提出的测试方法能更精准地评估SiC/G...
一种基于参数提取的简化MOSFET行为模型用于电路仿真
A Simplified Behavioral MOSFET Model Based on Parameters Extraction for Circuit Simulations
Marek Turzynski · Wlodek J. Kulesza · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种通用MOSFET的行为建模方法，旨在满足电力电子系统在稳态和开关条件下的高精度仿真需求。该方法基于厂商数据手册，通过提取包括寄生电容非线性及稳态特性在内的关键参数，实现了高效且准确的电路仿真。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及电动汽车充电桩）具有极高的应用价值。在功率密度不断提升的背景下，高精度的MOSFET行为模型能显著优化开关损耗分析与电磁兼容（EMC）设计，缩短研发周期。建议研发团队将此参数提取方法集成至iSolarClou...
电压源并联谐振E类逆变器
Voltage-Source Parallel Resonant Class E Inverter
Akinobu Shigeno · Hirotaka Koizumi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种电压源并联谐振E类逆变器。该电路利用开关器件的寄生电容，实现了与传统E类逆变器相同的零电压开关（ZVS）和零电压导通导数开关（ZVDS）特性，从而在高频运行下实现了高功率转换效率。
解读: 该研究提出的高频E类逆变器拓扑在提升功率密度方面具有潜力。对于阳光电源而言，该技术可关注其在户用光伏逆变器或微型逆变器中的应用，通过高频化减小磁性元件体积，从而提升产品功率密度。然而，E类逆变器通常适用于小功率、窄负载范围场景，对于阳光电源主流的组串式逆变器及大功率储能PCS（如PowerTitan...
单层环形电感寄生电容的建模与最小化
Modeling and Minimization of the Parasitic Capacitances of Single-Layer Toroidal Inductors
Florentin Salomez · Arnaud Videt · Nadir Idir · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
高频功率变换器需使用低寄生电容的共模和差模电感以满足电磁兼容（EMC）标准。本文提出了一种环形磁芯电感寄生电容的建模方法，并探讨了降低该电容的优化设计方案，旨在提升高频变换器的电磁干扰抑制能力。
解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及充电桩模块中的核心磁性元件。随着功率密度提升，开关频率不断提高，电感的寄生电容直接影响EMI滤波性能及高频损耗。本文提出的建模与优化方法，可指导研发团队在设计阶段精确预测磁性元件的高频特性，减少样机调试中的EMC整改周期。建议在下一代高功率...
气隙对磁性元件寄生电容的影响
Effects of Airgaps on Parasitic Capacitance of Magnetic Components
Shaokang Luan · Zhixing Yan · Hongbo Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文研究了磁芯部件间气隙对磁性元件寄生电容的影响，弥补了以往研究的空白。基于气隙中电场的物理机制，将传统的单理想导体假设改进为多理想导体模型，从而更精确地分析磁性元件的寄生参数。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及DC-DC变换器的核心部件。高频化趋势下，寄生电容引起的EMI及高频损耗问题日益突出。本文提出的多导体模型改进了传统设计中对气隙效应的简化处理，有助于研发团队在磁性元件设计阶段更精确地预测寄生参数，从而优化高功率密度产品的...
基于电流纹波估计的死区补偿方法
Dead-Time Compensation Method Based on Current Ripple Estimation
Tomoyuki Mannen · Hideaki Fujita · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
本文探讨了电压源PWM变换器中死区引起的电压误差。通过分析开关器件寄生输出电容的影响，揭示了关断电流或开关电流纹波对电压误差的显著作用。研究提出了一种基于电流纹波估计的补偿策略，旨在提升变换器的输出波形质量与控制精度。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品（如组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan储能变流器）中广泛使用的PWM控制技术。死区效应是影响逆变器输出电流谐波和低功率段线性度的关键因素。通过引入电流纹波估计补偿，可显著提升阳光电源产品在弱电流工况下的电流质量，降低谐波畸变率，从而优化并网性能。建议研发团...
高频变压器寄生电容的实验提取方法
Experimental Extraction of Parasitic Capacitances for High-Frequency Transformers
Chen Liu · Lei Qi · Xiang Cui · Xiaoguang Wei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
高频变压器是DC-DC变换器的核心组件，其寄生电容直接影响变换器的谐波分析及系统交互。本文针对传统开路/短路阻抗特性法在某些谐振频率下难以获取的问题，提出了一种改进的寄生电容实验提取方法，旨在提升高频变压器建模的准确性，从而优化变换器的设计与控制。
解读: 该研究对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）中的DC-DC变换级具有重要意义。随着功率密度提升，变压器高频化趋势明显，寄生参数对EMI干扰及开关损耗影响显著。通过更精确的寄生电容提取方法，研发团队可优化高频磁性元件的绕组设计与屏蔽策略，减少谐振尖峰...
宽禁带半导体器件开关振荡综述
A Review of Switching Oscillations of Wide Bandgap Semiconductor Devices
Jian Chen · Xiong Du · Quanming Luo · Xinyue Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
宽禁带（WBG）器件凭借高频、高效及高功率密度优势，成为电力电子转换器的核心。然而，其极低的寄生电容与极快的开关速度导致开关振荡问题突出，易引发电压电流过冲、直通故障及电磁干扰，影响系统稳定性与可靠性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度与高频化演进，SiC等宽禁带器件的应用已成必然。开关振荡不仅影响电磁兼容性（EMC），还可能导致功率模块失效，降低系统可靠性。建议研发团队在设计阶段利用该文献的理论基础，优化PCB布局以降低寄生参数，并结合有源门...
用于驱动介电弹性体执行器的双向DC-DC变换器超高压开关
Ultrahigh-Voltage Switch for Bidirectional DC–DC Converter Driving Dielectric Elastomer Actuator
Lucas Pniak · Morgan Almanza · Yoan Civet · Yves Perriard · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
针对介电弹性体执行器（DEA）等应用，现有半导体器件的额定电压难以满足需求。本文提出一种超高压开关方案，旨在降低高压开关的并联寄生电容，从而提升双向DC-DC变换器的能量传输效率，解决高压驱动下的功率转换难题。
解读: 该研究聚焦于超高压开关技术及寄生电容优化，虽然主要针对DEA等特种负载，但其核心的功率变换效率提升思路对阳光电源的电力电子技术储备具有参考价值。在储能系统（如PowerTitan系列）或未来高压直流变换场景中，降低功率器件寄生参数是提升开关频率与系统功率密度的关键。建议研发团队关注该拓扑在减小开关损...
一种利用超薄纳米晶叠片集成感应电能与电容数据传输的系统
An Integrated Inductive Power and Capacitive Data Transfer System Using Ultrathin Nanocrystalline Laminated Sheets
Guangyu Yan · Binhong Cao · Jie Deng · Zhicheng Guo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种利用0.9毫米厚纳米晶（NC）叠片将感应电能传输（IPT）与电容数据传输相结合的新型系统。NC叠片在增强感应耦合和提供磁屏蔽的同时，还利用高电导率特性通过寄生电容实现数据传输，有效提升了系统集成度。
解读: 该技术主要涉及磁性材料在功率传输与信号通信集成方面的应用。对于阳光电源而言，该技术在当前主流的光伏逆变器或储能PCS产品中应用有限，但在未来高功率密度、高集成度的无线充电桩或特定工业场景的非接触式电力传输研发中具有参考价值。其核心价值在于利用纳米晶材料的电磁特性实现“电力+数据”的复用，有助于减小模...
利用电容集成逆变器降低信号注入无传感器驱动中的注入电压
Reduction of Injection Voltage in Signal Injection Sensorless Drives Using a Capacitor-Integrated Inverter
Yong-Cheol Kwon · Seung-Ki Sul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
在信号注入无传感器驱动中，逆变器非线性导致注入电压失真，限制了注入电压的下限并影响位置估计性能。本文分析了电压注入期间的逆变器非线性，揭示了寄生电容的影响，并提出了一种集成电容的逆变器拓扑，有效降低了注入电压需求，提升了位置估计精度。
解读: 该研究针对逆变器非线性及寄生参数对位置估计的影响，提出了硬件拓扑优化方案。对于阳光电源而言，该技术在电机驱动控制领域具有参考价值，特别是针对风电变流器及电动汽车充电桩中的电机控制算法优化。通过降低注入电压需求，可以减少高频注入带来的电磁干扰（EMI）和损耗，提升系统在低速或零速运行时的控制精度。建议...
基于测量的无源器件通用阻抗表示
General Impedance Representation of Passive Devices Based on Measurement
Tung Ngoc Nguyen · Handy Fortin Blanchette · Ruxi Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
功率变换器中，高频噪声通过隔离屏障的寄生电容耦合至低压控制板，影响信号完整性。随着SiC和GaN等宽禁带半导体技术的应用，开关频率高达100MHz，使得噪声传播路径分析变得复杂。本文提出了一种基于测量的无源器件通用阻抗表示方法，旨在准确建模高频噪声路径，提升电力电子系统的电磁兼容性与控制稳定性。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着公司全面转向SiC功率器件以提升功率密度和效率，高频开关带来的EMI（电磁干扰）和信号完整性挑战日益严峻。该阻抗建模方法可应用于公司研发阶段的PCB布局优化与滤波器设计，有效抑制高频噪声对控制板...
斐波那契电荷泵开关电容变换器输出特性的通用分析
General Analysis of Fibonacci Charge Pump SSL Output Characteristics With Parasitic Capacitances
Alexander Oliva · Jeffrey H. Lang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文首次推导了在慢开关极限下，适用于任意级数斐波那契电荷泵模型的闭式解析公式。该模型引入了底板寄生电容和闭合开关寄生电容，揭示了寄生参数对变换器输出特性及效率的影响机制。
解读: 该研究聚焦于开关电容（SC）变换器的寄生参数建模，属于电力电子基础拓扑研究。虽然阳光电源目前的主流产品（如PowerTitan储能系统、组串式逆变器）主要采用磁性元件（电感/变压器）的DC-DC拓扑，但随着高功率密度需求提升，开关电容技术在辅助电源、栅极驱动电路或低功率DC-DC变换模块中具有潜在应...
高压高频功率变换器中的二极管评估与串联二极管均压技术
Diode Evaluation and Series Diode Balancing for High-Voltage High-Frequency Power Converters
Yiou He · David J. Perreault · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
高压功率变换器的小型化受限于快速开关、低损耗高压二极管的可用性。本文探讨了在高频应用（数百kHz及以上）中，将多个低压二极管串联以替代单个高压二极管的技术。研究重点在于串联二极管时寄生电容对动态均压的影响。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan等高压储能系统具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，高频化是必然趋势，但高压器件成本与性能往往难以平衡。通过串联低压二极管实现高压耐受，可有效降低器件采购成本并优化损耗特性。建议研发团队在下一代高压PCS及高频光伏逆变器设计中，评估该均压方案在...
电压相关电容储能的简易计算公式
A Simple Equation for the Energy Stored by Voltage-Dependent Capacitances
Utkarsh Jadli · Faisal Mohd-Yasin · Hamid Amini Moghadam · Jordan R. Nicholls 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
功率半导体器件的寄生电容随电压变化，导致开关损耗计算困难。厂商提供的有效电容值常用于电路设计，但用于计算储能时会产生误差。本文提出了一种简易公式，用于准确计算电压相关电容的储能。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）中功率模块的效率优化。在设计高频化、高功率密度的SiC/GaN功率变换器时，准确评估开关损耗至关重要。该简易公式能帮助研发团队在选型阶段更精准地预估损耗，优化驱动电路设计，从而提升逆变器和PCS的整机效率，并...
光触发自适应零电压开关
Optically Triggered Self-Adaptive Zero Voltage Switching
Borong Hu · Yunlei Jiang · Luke Shillaber · Hengyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
零电压开关（ZVS）能提升电力电子效率，但受功率半导体非线性寄生电容及负载电流变化影响，实现难度较大。本文提出一种利用SiC MOSFET本征电致发光（EL）特性的自适应ZVS方法，通过在每个开关周期自动调节开关频率，实现最优ZVS控制。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC器件已成为提升功率密度和效率的关键。利用SiC本征电致发光实现自适应ZVS，可有效降低开关损耗，解决宽禁带器件在复杂工况下的软开关控制难题。建议研发团队关注该传感机制...
用于中压碳化硅器件精确动态特性表征的改进型双脉冲测试
Improved Double Pulse Test for Accurate Dynamic Characterization of Medium Voltage SiC Devices
Haiguo Li · Zihan Gao · Ruirui Chen · Fei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种改进的双脉冲测试（DPT）方法，用于精确表征中压（MV）碳化硅（SiC）器件的动态特性。文章分析了低压与中压DPT测试平台在接地方式上的差异及其对测量结果的影响，并深入探讨了测试电路中寄生参数对动态测试精度的干扰，为高压功率器件的评估提供了优化方案。
解读: 该研究对阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及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）演进，SiC器件的应用日益广泛。该改进型双脉冲测试方法能有效提升对中压SiC器件开关损耗和动态特性的评估精度，有助于优化逆变器及PCS的功率模块设计，降低开关损耗，...
第三代10kV SiC MOSFET的温度相关特性、建模及开关速度限制分析
Temperature-Dependent Characterization, Modeling, and Switching Speed-Limitation Analysis of Third-Generation 10-kV SiC MOSFET
Shiqi Ji · Sheng Zheng · Fei Wang · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的静态特性（饱和电流、输出特性、反并联二极管、寄生电容）及开关性能。通过构建双脉冲测试平台，分析了器件的开关速度限制，为高压功率变换器的设计与优化提供了理论依据。
解读: 10kV SiC MOSFET代表了高压功率器件的前沿技术，对阳光电源的未来业务具有重要战略意义。在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan）中，采用更高电压等级的器件可显著降低系统电流，减少损耗并提升功率密度。该研究中关于温度特性和开关速度限制的分析，对于优化阳光电源高压PCS模块的...
基于寄生电容模型的光伏逆变器系统漏电流计算
Leakage Current Calculation for PV Inverter System Based on a Parasitic Capacitor Model
Wenjie Chen · Xu Yang · Weiping Zhang · Xiaomei Song · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
光伏系统中的漏电流大小严重依赖于光伏板与地之间的寄生电容值。传统方法多依赖经验估算，本文提出了一种新颖的二维寄生边缘电容模型，并提供了一种准确计算光伏板寄生电容的直接方法。
解读: 漏电流是光伏逆变器（尤其是组串式逆变器）设计中的关键安规指标，直接影响系统并网的合规性及电磁兼容性（EMC）。阳光电源的组串式逆变器在应对复杂安装环境（如高湿度、大面积阵列）时，准确的寄生电容建模能优化漏电流抑制算法，降低因漏电流超标导致的误脱网风险。建议研发团队将此二维模型集成至iSolarClo...
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