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混合器件并网逆变器的效率提升
Efficiency Improvement of Grid Inverters With Hybrid Devices
Ye Wang · Min Chen · Cheng Yan · Dehong Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文在三相T型三电平并网逆变器中,采用大电流硅(Si)IGBT与小电流碳化硅(SiC)MOSFET组合的混合开关方案。该方案在保证高效率的同时,有效优化了系统成本。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有极高的应用价值。通过在T型三电平拓扑中引入Si/SiC混合开关,可以在不完全替换为昂贵全SiC器件的前提下,显著降低开关损耗,提升整机效率,同时控制物料成本。建议研发团队在下一代高功率密度逆变器设计中评估该方案,特别是在追求极致效率的工商业及地面电...
基于多尺度电热仿真的混合开关软开关逆变器设计优化
Design Optimization of Hybrid-Switch Soft-Switching Inverters Using Multiscale Electrothermal Simulation
John Reichl · Jih-Sheng Lai · Allen Hefner · Jose M. Ortiz-Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种多尺度电热仿真方法,用于优化混合开关软开关逆变器的设计。该方法利用基于电气、结构和材料属性参数化的动态电热组件模型库,通过调整单个器件面积、缓冲电容和门极驱动时序,旨在最小化软开关逆变器模块的总损耗。
解读: 该研究聚焦于逆变器损耗优化与多物理场仿真,对阳光电源的核心业务具有极高价值。首先,在组串式和集中式光伏逆变器中,通过混合开关技术(如Si/SiC混用)与软开关拓扑的结合,可显著提升功率密度并降低散热成本;其次,该多尺度电热仿真方法可直接应用于PowerTitan等储能变流器(PCS)的功率模块设计,...
硅/碳化硅混合开关的短路耐受能力与失效机理
Short-Circuit Ruggedness and Failure Mechanisms of Si/SiC Hybrid Switch
Jun Wang · Xi Jiang · Zongjian Li · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成的混合开关(HyS),旨在探讨其短路耐受能力、失效机理及性能提升技术。分析了限制混合开关可靠性的关键因素,为优化功率电子设计提供了理论依据。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,通过引入Si/SiC混合开关,可以在不显著增加成本的前提下,提升系统效率并优化热管理。该研究揭示的短路失效机理对于提升阳光电源功率模块的可靠性设计至关重要。建议研发团队在下...
一种用于SiC+Si混合开关的变触发模式新型单门极驱动电路
A Novel Single-Gate Driver Circuit for SiC+Si Hybrid Switch With Variable Triggering Pattern
Yongsheng Fu · Haipeng Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
混合开关因其高效率和低成本而备受关注。传统方案通常需要两个独立的驱动器和信号,增加了成本与控制复杂度。本文提出了一种仅需单驱动信号和单驱动器的新型SiC+Si混合开关驱动电路,通过简单的电阻网络实现变触发模式,有效简化了电路设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器(PCS)具有重要参考价值。通过SiC与Si混合开关技术,可以在保证高效率的同时降低系统整体成本,特别是在大功率储能变流器中,利用该单驱动电路方案可显著简化PCB布局并降低驱动成本。建议研发团队评估该方案在提升功率密度方面的潜力,并针对高...
具有反向导通IGBT的SiC MOSFET混合开关:损耗与浪涌电流分析
SiC MOSFET Hybrid Switches With Reverse Conducting IGBTs: Loss and Surge Current Analysis
Arkadeep Deb · Jose Ortiz Gonzalez · Saeed Jahdi · Ruizhu Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
混合开关(HS)通过结合SiC MOSFET的开关性能与Si-IGBT的导通性能,在不牺牲性能的前提下降低了成本。然而,鉴于SiC MOSFET额定电流较小,在省去SiC肖特基二极管(SBD)的情况下,其损耗特性及第三象限浪涌电流的鲁棒性亟需深入研究。
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,通过混合开关技术,可以在保证高频开关效率的同时,利用Si-IGBT降低大电流工况下的导通损耗,从而优化散热设计并降低BOM成本。特别是在高功率密度设计趋势下,该方案为平衡S...
一种用于常用触发模式的低成本紧凑型SiC/Si混合开关栅极驱动电路
A Low Cost Compact SiC/Si Hybrid Switch Gate Driver Circuit for Commonly Used Triggering Patterns
Yongsheng Fu · Zhengrong Ma · Haipeng Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
Si-IGBT与SiC-MOSFET并联构成的混合开关(HyS)因兼具高效率与低成本优势而备受关注,但其复杂的栅极驱动电路限制了实际应用。本文提出了一种低成本、紧凑的栅极驱动电路方案,旨在简化HyS的驱动逻辑与硬件设计,解决传统方案需要多芯片与多信号控制的难题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,通过SiC与Si的混合封装技术,可以在保证高效率的同时有效降低系统成本,提升产品的市场竞争力。该驱动电路方案简化了控制复杂性,有助于提高功率模块的集成度与可靠性。建议研发团队评...
硅IGBT+碳化硅MOSFET混合开关的实用设计考量:寄生互连影响、成本及电流比优化
Practical Design Considerations for a Si IGBT + SiC MOSFET Hybrid Switch: Parasitic Interconnect Influences, Cost, and Current Ratio Optimization
Amol Deshpande · Fang Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于大电流高功率变换器的混合开关(HyS),由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成。文章系统分析了寄生参数对开关性能的影响,并推导了SiC/Si电流比的优化边界,旨在平衡成本与效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大功率储能变流器(PCS)具有极高的应用价值。在追求高功率密度的同时,全SiC方案成本压力较大,而混合开关方案能在保证高效率(利用SiC的开关特性)和低成本(利用Si IGBT的通态特性)之间取得平衡。建议研发团队重点关注寄生电感对混合开关...
用于结温平衡与功率损耗降低的Si/SiC混合开关栅极控制优化
Gate Control Optimization of Si/SiC Hybrid Switch for Junction Temperature Balance and Power Loss Reduction
Jun Wang · Zongjian Li · Xi Jiang · Cheng Zeng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
Si/SiC混合开关通过并联大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET,在功率转换器中实现了成本与性能的平衡。现有栅极控制策略多侧重于效率优化,但忽略了器件过热风险。本文提出了一种新的栅极控制策略,旨在实现混合开关内部器件的结温平衡,同时有效降低总功率损耗,提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)具有极高的应用价值。随着功率密度要求的不断提升,Si/SiC混合开关方案能在保证成本竞争力的同时,通过优化栅极驱动实现热管理升级。建议研发团队在下一代大功率逆变器及PCS模块设计中引入该控制策略,以解决高功率密度下的局部过热...
硅基IGBT与碳化硅MOSFET交叉开关混合技术特性研究
Characterization of a Silicon IGBT and Silicon Carbide MOSFET Cross-Switch Hybrid
Munaf Rahimo · Francisco Canales · Renato Amaral Minamisawa · Charalampos Papadopoulos 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文实验验证了一种硅基IGBT与碳化硅(SiC)MOSFET并联的交叉开关(XS)混合方案。该技术旨在通过结合双极型Si IGBT的低导通损耗优势与单极型SiC MOSFET的快速开关特性,优化功率器件的静态与动态损耗,从而提升整体电气与热性能。
解读: 该混合开关技术对阳光电源的核心产品线具有重要战略意义。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,通过Si IGBT与SiC MOSFET的混合应用,可以在不完全依赖昂贵全SiC方案的前提下,显著降低开关损耗并提升功率密度,从而优化系统散热设计和整机效率。建...
面向硬开关应用的GaN/Si混合开关设计与优化:考虑动态导通电阻与功率损耗
Design and Optimization of GaN/Si Hybrid Switch for Hard-Switching Application Considering Dynamic On-Resistance and Power Loss
Chen Song · Hui Li · Shan Yin · Yingzhe Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
针对GaN器件单管尺寸受限及并联应用挑战,本文研究了GaN/Si混合开关技术。通过分析动态导通电阻及功率损耗,优化了硬开关应用下的驱动与拓扑设计,为高功率密度变换器提供了一种兼顾成本与性能的解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及户用储能系统具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升,GaN/Si混合开关方案有望在小功率段替代纯Si或纯GaN方案,在降低成本的同时提升效率。建议研发团队关注该混合开关在微型逆变器及高频DC-DC变换器中的应用潜力,通过优化驱动电路解决并联均流与动态导通电阻问题,从...
Si/SiC混合开关的自适应门极延迟时间控制以提升逆变器效率
Adaptive Gate Delay-Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Efficiency Improvement in Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对Si/SiC混合开关在不同结温和电流工况下的时变特性,本文提出了一种基于群智能算法的自适应门极延迟时间控制方法。该方法旨在优化混合开关的开关过程,从而显著提升逆变器在全工况下的转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,Si/SiC混合开关方案能有效平衡成本与效率。通过引入自适应门极延迟控制,可进一步挖掘SiC器件的性能潜力,降低开关损耗,提升整机功率密度。建议研发团队在下一代高压大功率...
提升基于IGCT的高功率应用关断性能——第二部分:集成IGBT的混合开关与实验验证
Enhancing Turn-Off Performance in IGCT-Based High Power Applications—Part Ⅱ: Hybrid Switch With IGBT Integration and Experimental Validation
Lvyang Chen · Jiabin Wang · Xiangyu Zhang · Lin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
集成门极换流晶闸管(IGCT)凭借低通态电压和高浪涌能力在高功率应用中极具潜力,但其电流控制特性限制了关断能力及故障电流处理能力。本文提出了一种集成IGBT的混合开关方案,通过实验验证了该方案在提升IGCT关断性能及系统故障处理能力方面的有效性。
解读: 该研究探讨了IGCT与IGBT混合开关技术,旨在解决高压大功率场景下的关断瓶颈。对于阳光电源而言,目前核心产品(如PowerTitan系列储能PCS及集中式光伏逆变器)主要基于IGBT或SiC模块。虽然IGCT目前在光储领域应用较少,但该混合开关技术为未来超大功率、高压直流(HVDC)及电网侧储能系...
栅极电阻对改善硅/碳化硅混合开关动态过流应力的影响
Impact of Gate Resistance on Improving the Dynamic Overcurrent Stress of the Si/SiC Hybrid Switch
Xiaofeng Jiang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Hua Mao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
硅/碳化硅(Si/SiC)混合开关(HyS)结合了高电流Si IGBT与低电流SiC MOSFET的优势,在轻载和重载下均能实现更低的导通损耗。然而,为避免器件损坏,必须解决HyS在重载条件下所面临的动态过流应力问题。本文研究了栅极电阻对缓解该过流应力的影响。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升,Si/SiC混合开关技术可在保持成本优势的同时,有效降低系统损耗。通过优化栅极驱动电路(如动态调整栅极电阻),可以显著改善功率模块在重载工况下的动态过流应力,从而提升逆变器和PCS的...
利用GaN/Si混合开关抑制动态导通电阻以提升Buck变换器效率
Enhancing Buck Converter Efficiency by Using GaN/Si Hybrid Switches to Suppress Dynamic On-State Resistance
Gaoqiang Deng · Xihao Bi · Jingyu Shen · Renkuan Liu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文证明了采用GaN/Si混合开关的Buck变换器比同规格纯GaN开关具有更高的转换效率。通过将并联GaN HEMT中的一个替换为同电压等级但电阻稍高的Si超结MOSFET,可显著降低总导通损耗并抑制动态导通电阻效应。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要参考价值。在追求高功率密度和高效率的趋势下,GaN器件的动态导通电阻(Current Collapse)一直是限制其在功率变换中应用的关键痛点。通过GaN/Si混合拓扑,可以在不显著增加成本的前提下,优化变换器在不同负载下的效率表现。建议研...
一种用于硅/碳化硅混合开关的主动串扰抑制门极驱动电路
An Active Crosstalk Suppression Gate Driver Circuit for Si/SiC Hybrid Switch
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
由并联的硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和碳化硅(SiC)金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)组成的混合开关(HyS),近年来因其高效率和低成本而受到越来越多的关注。然而,由于器件特性的独特表现和差异,HyS 在运行过程中产生的串扰会显著降低系统可靠性。为解决串扰问题,本文分析了 HyS 中的串扰效应,并建立了 HyS 的串扰模型。设计了一种栅极驱动电路来抑制 HyS 中的串扰,并详细阐述了其工作原理。该驱动电路简化了硬件设计,同时有效解决了 HyS 中的串扰问题。L...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项Si/SiC混合开关的有源串扰抑制技术具有重要的战略价值。当前光伏逆变器和储能变流器正面临效率提升与成本控制的双重压力,纯SiC方案虽然性能优异但成本居高不下,而Si IGBT与SiC MOSFET并联的混合开关方案恰好提供了一条兼顾性能与经济性的技术路径。 该论文针...