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一种带有被动触发钳位电路的SiC MOSFET新型电平转换驱动器
A Novel Level Shifter Driver for SiC MOSFET With Passive Triggered Clamping Circuit
Xiang Zheng · Lijun Hang · Sai Tang · Yandong Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
与传统的硅（Si）器件相比，碳化硅（SiC）器件能够以更快的开关速度运行。因此，在汽车行业中，碳化硅作为硅器件的替代品更受欢迎。然而，开关速度的提高不可避免地会导致更高的 $dv/dt$，从而引发更严重的串扰问题。本文提出了一种具有可调负电压和米勒钳位电路的新型栅极驱动器。首先，采用由低成本无源元件组成的电平转换电路来产生可调负电压。其次，提出了一种包含两个 n 沟道 MOSFET 的无源触发米勒钳位电路，为串扰电流 $i_{gd}$ 提供低阻抗路径。这部分电路具有成本低、实现和设计复杂度低的优...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET的新型电平位移驱动技术具有重要的战略价值。当前，我们在光伏逆变器和储能系统中正加速推进碳化硅器件的应用，以提升系统功率密度和转换效率。然而，SiC器件高速开关特性带来的dv/dt问题和串扰现象，一直是制约其性能充分发挥的关键瓶颈。 该技术的核心...
一种具有增强dVSW/dt噪声免疫性、负VSW耐受性和开通dVSW/dt控制的单片GaN功率IC
A Monolithic GaN Power IC with Enhanced dVSW/dt Noise Immunity, Negative VSW Tolerance and Turn-on dVSW/dt Control
Yifei Zheng · Haoran Wang · Boyu Li · Weimin Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种提升单片氮化镓（GaN）半桥功率集成电路在高速开关瞬态电应力下可靠性的方法。通过片上地线分离设计抑制地弹，避免输入级击穿和误触发；采用双共栅差分对结构的鲁棒电平转换器，有效阻断dVSW/dt噪声传播，同时支持负VSW工作并保持低传输延迟；可调驱动强度的栅极驱动电路抑制振铃与过冲，且不引入寄生元件。基于1 μm硅基GaN工艺实现的100 V单片集成芯片实验验证了其对130 V/ns dVSW/dt的免疫能力、低于10.4 ns的延迟，以及-15 V负压耐受性和输出强度可调性。
解读: 该单片GaN功率IC技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的功率密度提升具有重要价值。其130V/ns的dVSW/dt噪声免疫性和10.4ns超低延迟可直接应用于PowerTitan大型储能系统的高频开关电路，提升系统动态响应速度。双共栅差分对电平转换器的-15V负压耐受设计，可增强阳光电...
基于RTL的单片集成逆变器用于采用β-Ga₂O₃ MOSFET的栅极驱动IC
Monolithically Integrated RTL-Based Inverters for Gate Driver IC Using β-Ga₂O₃ MOSFETs
Ganesh Mainali · Dhanu Chettri · Vishal Khandelwal · Glen Isaac Maciel García 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
栅极驱动器通过提供快速开关所需的驱动电流，实现功率金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）与数字控制电路的接口连接。本研究展示了一种基于β - Ga₂O₃电阻 - 晶体管逻辑（RTL）反相器的单片集成栅极驱动器集成电路（IC），该集成电路采用增强型多指（MF）MOSFET和基于凹槽外延的电阻器。这款面积为0.785平方毫米的芯片以同相配置集成了两个RTL反相器，在15 V电源供电下，实现了11.9 V/V和12.2 V/V的电压增益，高/低噪声容限分别为3.4 V/1.3 V和3...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga₂O₃材料的单片集成栅极驱动技术具有重要的战略参考价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，栅极驱动电路的性能直接影响系统的开关损耗、效率和可靠性。 该技术的主要价值在于实现了驱动电路与功率器件的单片集成。传统方案中，栅极驱动IC与功率MOSFET分离封装...
一种集成栅极驱动器的200°C碳化硅半桥功率模块：开发、性能评估与未来路径
A 200 ∘C SiC Phase-Leg Power Module With Integrated Gate Drivers: Development, Performance Assessment, and Path Forward
Pengyu Lai · Sudharsan Chinnaiyan · Zhuowen Feng · Salahaldein Ahmed Rmila 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
为减小电力电子系统的体积、重量和成本，本文提出一种基于高温碳化硅（SiC）的半桥功率模块。通过在低温共烧陶瓷（LTCC）基板上集成两个栅极驱动器，降低栅极回路电感并实现小型化。介绍了LTCC驱动器的设计与制备工艺，并讨论了模块的布局设计、仿真及材料选择。采用耐高温材料使模块可在高达200°C下工作。在25°C至200°C范围内开展双脉冲测试，测得开关dv/dt为10–15 V/ns，高温下性能退化不明显。当前模块温度上限受限于栅极驱动IC，后续将研发高温驱动IC以提升热可靠性，为高密度高温功率模...
解读: 该200°C高温SiC半桥模块技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。LTCC集成栅极驱动方案可降低寄生电感、提升开关速度（dv/dt达10-15V/ns），直接适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块优化，提升功率密度和效率。200°C耐温能力可减少散热系统体积，支持PowerTit...
适用于中压SiC MOSFET的低电容耦合恒定输出电压栅极驱动电源
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6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摘要：随着宽禁带器件的发展，10 - 15 kV 电压等级的碳化硅（SiC）半导体器件在中压（MV）系统中展现出应用潜力。为确保这些中压 SiC 器件可靠运行，栅极驱动电源必须满足特定要求：具备中压隔离能力、低耦合电容、在电压电位波动时性能稳定以及便于组装。本文提出了一种定制的栅极驱动电源解决方案。所提出的磁芯串联耦合平面变压器满足上述特定要求，通过磁芯串联显著降低了共模电容，同时保持了制造的简便性。此外，开环电压调节器电路模型通过考虑绕组电阻和励磁电感，确保了精确的输出电压。本文展示了一款中压...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压SiC MOSFET栅极驱动电源的技术创新具有重要的战略价值。随着公司在1500V光伏系统和中压储能变流器领域的持续拓展，10-15kV级SiC器件的应用将成为突破传统硅基器件限制的关键路径。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，0.42pF的超低耦合电容设...