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SiC MOSFET的短路耐受时间分析及其基于di/dt-PMOS的短路保护
Short-Circuit Withstand Time Analysis of SiC MOSFET and Its Short-Circuit Protection Based on di/dt-PMOS
谢佳明 · 魏金萧 · 吴彬兵 · 丰昊 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
为提升SiC MOSFET的短路可靠性，本文测量了不同母线电压、驱动电压、驱动电阻、主回路寄生电感及栅极阈值电压下的短路电流特性，定量分析各参数对短路电流的影响，进而提出延长短路耐受时间的优化思路。这些参数直接影响短路保护电路的设计裕度。传统方法利用开尔文源极与功率源极间寄生电感的感应电压结合RC滤波实现保护，但在硬开关与负载短路工况下存在保护阈值不一致问题，易导致保护失效。为此，本文提出基于di/dt-PMOS的短路保护策略，确保了触发阈值的一致性，并通过理论推导与实验验证了该方法的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。通过优化短路保护策略，可显著提升ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器及充电桩产品的可靠性。研究发现的参数影响规律有助于指导功率模块设计，特别是在大功率密度场景下的器件选型与驱动电路优化。基于di/dt-PMOS的保护方案可为阳光电源三电平拓扑中的S...
一种用于开尔文源极连接并联SiC MOSFET动态均流的电流平衡驱动器
A Current-Balancing Gate Driver for Dynamic Current Sharing of Paralleled SiC MOSFETs With Kelvin-Source Connection
Che-Wei Chang · Matthias Spieler · Ayman M. EL-Refaie · Renato Amorim Torres 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
并联碳化硅（SiC）MOSFET是提升电流处理能力的经济方案，开尔文源极配置有助于优化开关性能。然而，并联器件间的动态电流不平衡会导致损耗分配不均及结温差异，进而影响系统可靠性。本文提出一种新型电流平衡驱动技术，旨在解决并联SiC器件的动态均流问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器（如SG系列）和储能系统（如PowerTitan系列）向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET的并联应用已成为主流。动态均流技术能有效降低并联器件的应力差异，显著提升功率模块的长期可靠性，并有助于进一步优化散热设计。建议研发团队关注该...
多芯片功率模块中辅助源极连接的影响
Effects of Auxiliary-Source Connections in Multichip Power Module
Helong Li · Stig Munk-Nielsen · Xiongfei Wang · Szymon Beczkowski 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文研究了多芯片功率模块中辅助源极连接（Kelvin连接）的工作机制。研究揭示，辅助源极连接并不能完全解耦功率回路与门极驱动回路。文章分析了其对开关性能及电流分配的影响，为优化功率模块设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，如组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan储能系统中的功率模块设计。在高性能功率模块中，Kelvin连接是提升开关速度和效率的关键，但其带来的寄生参数耦合问题直接影响系统的电磁兼容性（EMC）和开关损耗。建议研发团队在设计高功率密度逆变器及PCS模块时，参考...
一种基于电流检测的SiC MOSFET快速过流保护集成电路
A Fast Overcurrent Protection IC for SiC MOSFET Based on Current Detection
Qiang Li · Yuan Yang · Yang Wen · Xue Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种针对SiC MOSFET的快速过流保护集成电路（IC）。该方案通过片外电阻感测SiC MOSFET开尔文源极与功率源极之间的电压，从而获取与漏极电流成正比的检测电压。通过比较该检测电压实现快速过流保护，有效提升了SiC器件在高频应用下的安全运行能力。
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 MOSFET以提升功率密度和效率，器件的可靠性保护至关重要。SiC器件因其高开关速度，对过流保护的响应时间要求极高。该研究提出的快速过流保护IC方案，能够有效缩短故障响应时间，降低短路应力，对于提升阳光...
一种基于开尔文源极SiC MOSFET栅极电压控制的超快低侵入式短路限流方法
An Ultrafast and Low-Invasive Short-Circuit Current Limiting Method by Gate Voltage Control for SiC MOSFETs With Kelvin-Source
Yifan Wu · Chi Li · Jianwei Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对SiC MOSFET在短路故障期间保护延迟内出现的大电流尖峰问题，该文提出了一种利用开尔文源极结构进行栅极电压控制的超快限流方法。该方法能有效抑制短路电流峰值，降低器件损坏风险并减缓老化，提升功率模块的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。该研究提出的超快限流技术可直接集成于阳光电源的驱动电路设计中，在短路故障发生时实现毫秒级响应，显著提升系统在极端工况...
一种利用源极寄生电阻和电感提取SiC功率MOSFET漏极电流的技术
A Drain Current Extraction Technique Using Source Parasitic Resistance and Inductance in SiC Power MOSFETs
Tiantian Liu · Yuhua Quan · Xuetong Zhou · Yufei Tian 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
为实时监测碳化硅（SiC）功率MOSFET的运行状态，本文提出了一种基于封装寄生参数的在路漏极电流提取技术。通过对开尔文源极与功率源极之间的连接进行建模，将其等效为串联的电阻（RSS）和电感（LSS）。通过对RSS和LSS两端的电压进行积分和采样，可实现对漏极电流的实时重构。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的应用价值。随着公司在光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块，实现对器件电流的实时、高精度监测对于提升系统可靠性和故障诊断能力至关重要。该方法无需额外的电流传感器，有助于降低系统成本并减小体积。建议研发团队将其集成至...