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基于双面布局的低寄生电感SiC功率模块
A Low Parasitic Inductance SiC Power Module Based on Double-Sided Layout
马浩浩 · 杨媛 · 郭孙毓 · Santiago 等6人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
碳化硅（SiC）功率模块因高开关速度对寄生电感敏感，导致电压应力和开关损耗增加。本文提出一种双面布局SiC功率模块结构，通过在DBC基板上对称布置器件与端子，并利用穿孔实现三维电流路径，显著降低寄生电感与体积。仿真表明，相较传统二维键合线封装，寄生电感降低95%；实验验证显示，电压超调减少37%，开关损耗下降14%，动态性能优于商用模块，有效提升电气性能与开关特性。
解读: 该双面布局SiC功率模块技术对阳光电源产品线具有重大应用价值。95%的寄生电感降低可直接优化SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器的开关特性,提升系统效率。37%的电压超调降低有助于提高PowerTitan等大功率产品的可靠性。该技术特别适用于新一代1500V系统和车载OBC等对功率密度要...
SiC MOSFET结温监测与控制技术综述
A Review of Junction Temperature Monitoring and Control Techniques for SiC MOSFETs
张擎昊 · 郑大勇 · 张品佳 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45
碳化硅（SiC）金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）因其优异性能在工业领域广泛应用，其可靠性与结温密切相关，结温监测与控制成为研究热点。本文将该技术分为经典结温监测、考虑老化影响的监测及结温控制三类。综述了热模型法与热敏电参数法的原理与发展，分析老化对监测精度的影响及补偿必要性，并探讨内部控制与外部控制方法的优劣。最后指出当前关键问题与未来发展方向，为相关研究提供参考。
解读: 该研究对阳光电源SiC器件应用产品线具有重要指导价值。结温监测与控制技术可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和电动汽车充电桩等高功率密度产品,有助于提升SiC MOSFET的可靠性和使用寿命。特别是考虑器件老化影响的监测方法,可用于iSolarCloud平台的预测性维护,实现产品全生命...
基于POD热网络模型的SiC MOSFET浪涌安全工作区评估
Surge Safe Operating Area Evaluation of SiC MOSFET Based on POD Thermal Network Model
赵耀刘征王志强王进君李国锋 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45
碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在实际运行中常面临浪涌工况，易导致器件失效，其浪涌安全工作区（SOA）是可靠性评估的关键指标。传统评估方法依赖多次破坏性实验，成本较高。为此，提出一种低成本评估方法：首先建立考虑温度非线性影响的降阶热网络模型，并结合体二极管电路模型构建电热耦合模型；进而生成多工况下器件温度数据集，采用Kriging代理模型建立工况与结温的映射关系，实现SOA快速预测；最后通过破坏性实验验证了该方法的有效性。
解读: 该SiC MOSFET浪涌SOA评估技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC器件常面临电网故障、负载突变等浪涌工况，传统破坏性测试成本高昂。该研究提出的POD降阶热网络模型结合Kriging代理模型方法，可快速预测器件在多工况下的结温与SOA边界，显著降低可...
基于芯片级串联SiC MOSFET的2.4 kV半桥功率模块设计
Design of a 2.4 kV Half-Bridge Power Module With Chip-Level Series-Connected SiC MOSFETs
Tobias Nieckula Ubostad · Yoganandam Vivekanandham Pushpalatha · Frank Mauseth · Dimosthenis Peftitsis · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文介绍了一种由两个芯片级串联连接的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）构成的功率模块封装工艺。通过优化芯片布局、互连结构及封装材料，实现了高压条件下良好的电压均衡与热管理性能。该模块无需外部均压电阻即可在2.4 kV工作电压下稳定运行，显著提升了功率密度与开关速度。实验验证了其在高温、高频工况下的可靠性，适用于高效率、高功率密度的电力电子系统。
解读: 该芯片级串联SiC MOSFET功率模块技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。2.4kV耐压等级可直接应用于ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器系统，无需外部均压电阻的设计简化了功率模块外围电路，提升系统可靠性。芯片级串联方案实现的高功率密度与快速开关特性，可优化PowerTitan储能系统...
基于器件物理的高压SiC MOSFET短路故障行为模型
A Device-Physics-Based Behavioral Model for Short-Circuit Failure of High-Voltage SiC MOSFETs
巫以凡 · 李驰 · 徐云飞 · 郑泽东 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
针对国产高压SiC MOSFET短路耐受能力差、缺乏精准仿真模型的问题，提出一种基于器件物理特性的行为模型，准确描述短路过程中电流、电压等外部特性。模型修正沟道电流中的电压项，并在元胞层面建模JFET区与漂移区电阻，考虑实际器件设计与工艺影响。关键参数源自器件设计环节，提升短路仿真精度并建立设计与应用间的桥梁。实验验证表明，6.5 kV/400 A器件仿真与实测结果一致性高，短路电流关键特征相对误差小于2.5%。
解读: 该SiC MOSFET短路故障建模研究对阳光电源高压产品线具有重要参考价值。特别是针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的6.5kV SiC器件应用，该模型可提升短路保护设计精度，降低器件失效风险。通过精确的物理建模和参数优化，有助于提高PowerTitan等大功率产品的可靠性设计。对于车载O...
碳化硅功率晶体管的栅极和基极驱动器：综述
Gate and Base Drivers for Silicon Carbide Power Transistors: An Overview
Dimosthenis Peftitsis · Jacek Rabkowski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
碳化硅（SiC）功率晶体管在电力电子领域日益重要，作为硅基器件的替代方案，在追求高效率、高开关频率及高温运行的场景中展现出显著优势。本文综述了SiC功率晶体管驱动电路的设计挑战与技术方案。
解读: SiC器件是阳光电源提升产品功率密度和转换效率的核心技术路径。该文献深入探讨的驱动技术直接关系到公司组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan系列）中SiC模块的可靠性与开关性能。通过优化驱动设计，可进一步降低开关损耗，减小散热器体积，从而提升产品在高温环境下的稳定性和整机效率。...
高压碳化硅MOSFET的实时FPGA仿真
Real-Time FPGA Simulation of High-Voltage Silicon Carbide MOSFETs
Gard Lyng Rodal · Dimosthenis Peftitsis · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种基于FPGA的高压大电流碳化硅（SiC）MOSFET半桥功率模块的实时动态模型。该模型利用Shichman-Hodges方程，结合电压相关的非线性器件电容及模块电气参数，实现了对SiC器件开关过程的精确动态仿真。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，该研究具有极高的应用价值。基于FPGA的实时仿真技术可显著缩短SiC功率模块的研发周期，优化驱动电路设计，并提升对复杂工况下开关瞬态的预测能力。建议研发团队将其引入硬件在环（HIL...
碳化硅MOSFET的短路保护：挑战、方法与展望
Short Circuit Protection of Silicon Carbide MOSFETs: Challenges, Methods, and Prospects
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
随着可再生能源行业的快速增长，碳化硅（SiC）MOSFET在各类电力电子场景中应用日益广泛。为确保其安全运行，开发快速可靠的短路保护技术至关重要。本文详细综述了现有的短路保护方法，分析了其技术挑战，并展望了未来的发展方向。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能系统功率密度与转换效率的核心。随着PowerTitan等储能系统及组串式逆变器向更高电压等级和更高开关频率演进，SiC MOSFET的短路耐受能力成为系统可靠性的关键瓶颈。本文提出的短路保护策略对阳光电源优化驱动电路设计、提升功率模块在极端工况下的生存能力具有...
高功率SiC模块中多层聚酰亚胺基板的电热设计空间
Electro-Thermal Design Space for Multilayer Polyimide Substrates in High-Power SiC Modules
Narayanan Rajagopal · Taha Moaz · Christina DiMarino · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文探讨了用于高功率SiC转换器（如iPEBB）的新型聚酰亚胺基有机直接覆铜（ODBC）基板技术。该技术通过提升设计灵活性与可靠性，旨在实现更高的功率密度。文章重点分析了ODBC介电材料的电热特性，为高功率密度电力电子模块的封装设计提供了理论依据与优化空间。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中对高功率密度和高效率的极致追求，SiC器件的应用已成为核心竞争力。本文研究的ODBC基板技术能显著改善SiC模块的散热性能与电气布局，直接助力提升阳光电源逆变器及PCS产品的功率密度。建议研发团队关注聚酰亚胺基板在高温、高压环境下的长期可...
一种具有集成双级状态监测机制的智能碳化硅LED驱动IC
A Smart Silicon Carbide LED Driver IC With Integrated Dual-Level Condition-Monitoring Mechanism
Yuanqing Huang · D. Brian Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对碳化硅（SiC）功率器件日益严峻的可靠性挑战，本文提出了一种创新的双级状态监测机制，旨在增强功率电路的鲁棒性。该机制通过芯片级和封装级双重监测，并引入原位可靠性感知调制器，实现了对芯片级退化过程的实时评估与监控。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。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，器件的长期可靠性成为提升产品竞争力的关键。该双级监测机制（芯片级+封装级）可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器及储能PCS内部核心...
基于分立器件的高温栅极驱动与保护电路开发
Development of a High-Temperature Gate Drive and Protection Circuit Using Discrete Components
Feng Qi · Longya Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种完全由商用高温分立元件构建的碳化硅（SiC）功率MOSFET高温栅极驱动及保护电路。通过与基于绝缘体上硅（SOI）集成电路的商用电路进行对比，评估了成本优势。同时，通过高温功率测试验证了该电路的性能。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan系列储能系统中对功率密度和效率要求的不断提升，SiC器件的应用已成为核心趋势。该研究提出的高温驱动电路方案，对于解决高功率密度设计中功率模块局部过热导致的驱动失效问题具有重要参考价值。建议研发团队关注该分立器件方案在极端工况下的鲁棒性，探索其在提升...
基于表面势的碳化硅功率MOSFET电路仿真模型
Surface-Potential-Based Silicon Carbide Power MOSFET Model for Circuit Simulation
Michihiro Shintani · Yohei Nakamura · Kazuki Oishi · Masayuki Hiromoto 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
随着电力电子变换器工作频率的提升，对功率器件模型的物理特性准确性提出了更高要求。本文提出了一种基于表面势的碳化硅（SiC）功率MOSFET综合模型，旨在实现更精确的电路仿真，克服了传统模型在描述物理行为方面的局限性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率器件选型与驱动优化。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC器件以提升功率密度和转换效率，高精度的器件模型对于缩短研发周期、优化开关损耗及电磁兼容（EMC）设计至关重要。建议研发团队将此表面势模型集成至iSol...
用于多并联SiC MOSFET的解耦模块化开关单元对称电路布局
Symmetric Circuit Layout With Decoupled Modular Switching Cells for Multiparalleled SiC mosfets
Yang He · Junming Zhang · Shuai Shao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
碳化硅（SiC）MOSFET的并联在电力电子中应用广泛，但器件参数差异和电路布局不对称导致的电流不平衡严重影响系统可靠性。本文提出了一种解耦模块化开关单元的对称电路布局方法，有效解决了多并联器件的电流不平衡问题，提升了高功率密度变换器的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在PowerTitan系列大功率储能变流器及组串式光伏逆变器中，随着功率密度的提升，多并联SiC MOSFET的应用已成为主流。该文提出的对称布局与解耦设计，能显著降低并联器件间的电流不平衡，减少热应力，从而提升逆变器模块的长期运行可靠性。建议研发团队在下一...
碳化硅MOSFET的并联连接——挑战、机制与解决方案
Parallel Connection of Silicon Carbide MOSFETs—Challenges, Mechanism, and Solutions
Helong Li · Shuang Zhao · Xiongfei Wang · Lijian Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
为提升功率变换系统的额定电流，功率半导体器件常采用并联技术。然而，电路参数失配或制造工艺差异会导致并联器件电流不平衡，进而引发加速老化及可靠性问题。本文重点探讨了碳化硅（SiC）MOSFET因其极快的开关速度而在并联应用中面临的特殊挑战、电流不平衡机制及相应的工程解决方案。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。并联技术是实现大功率模块化设计的核心，但SiC的高开关速度对PCB布局及驱动电路提出了严苛要求。该研究对于优化阳光电源大功率逆变器和PCS的功率模块设计、降低并联均流风险、提升长期运...
一种采用薄膜电容和碳化硅晶体管的无变压器光伏阵列逆变器
A Photovoltaic Array Transformer-Less Inverter With Film Capacitors and Silicon Carbide Transistors
Lloyd Caleb Breazeale · Rajapandian Ayyanar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种新型无变压器光伏逆变器拓扑。该电路通过接地光伏阵列设计，仅使用薄膜电容，旨在降低电路复杂度、消除漏电流并提升可靠性。碳化硅（SiC）晶体管的应用是实现该拓扑高效率的关键技术。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式逆变器及户用光伏产品线的发展趋势。无变压器拓扑结合SiC器件的应用，是实现逆变器高功率密度、高效率及长寿命（通过薄膜电容替代电解电容）的核心路径。对于阳光电源而言，该技术有助于进一步优化SG系列组串式逆变器的体积与散热设计，提升在户用及工商业场景下的可靠性表现。建议研发团...
面向未来牵引变流器的双SiC MOSFET模块特性与实现
Characterization and Implementation of Dual-SiC MOSFET Modules for Future Use in Traction Converters
Joseph Fabre · Philippe Ladoux · Michel Piton · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
硅基IGBT在轨道交通变流器中应用广泛。碳化硅（SiC）技术正推动开关器件向更高阻断电压、更高工作温度及更高开关速度发展。本文探讨了首批商用SiC MOSFET模块的特性，分析了其在提升变流器效率与功率密度方面的潜力及面临的挑战。
解读: SiC技术的应用是阳光电源提升产品竞争力的关键。该文章探讨的SiC MOSFET模块特性对公司组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率密度提升具有重要参考价值。随着SiC器件向高压、高温方向演进，建议研发团队重点关注其在高频开关下的电磁兼容性及热管理优化。在未来的高压储能...
面向中压应用基于PCB的电感结构
PCB Based Inductor Structure for MV Applications
Anup Anurag · Peter Barbosa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
碳化硅（SiC）功率器件推动了固态变压器等中压大功率应用的发展。中压系统设计的关键挑战在于电感器的设计，这要求在实现高性能的同时，必须具备可靠的绝缘设计。
解读: 该技术对阳光电源的中压储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压光伏逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，传统电感体积大、绝缘难度高，基于PCB的集成电感技术有助于提升功率密度并优化散热。建议研发团队关注该结构在紧凑型高压PCS中的应用潜力，特别是在提升...
基于旋转滞后控制策略的并联SiC桥臂RMS电流均衡
RMS Current Balancing of Parallel SiC Bridge Arms Based on a Rotational Rest Control Strategy
Ruihao Song · Guangze Chen · Zhenbin Zhang · Zhen Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
碳化硅（SiC）MOSFET因导通电阻差异导致并联桥臂间RMS电流分配不均。本文提出一种旋转滞后控制策略，旨在解决现有被动均流法成本高、灵活性差及主动均流法复杂的问题，实现并联SiC器件的高效电流均衡，提升功率变换器的可靠性与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着阳光电源在组串式逆变器（如SG系列）和大型储能系统（如PowerTitan）中加速应用SiC功率模块以提升功率密度和效率，并联桥臂的均流问题直接影响模块的可靠性与寿命。该旋转滞后控制策略无需增加额外被动元件，通过控制算法即可实现电流均衡，有助于降低系统成本...
高性能碳化硅功率模块寄生参数分析的改进方法
Improved Methodology for Parasitic Analysis of High-Performance Silicon Carbide Power Modules
Brian T. DeBoi · Andrew N. Lemmon · Brice McPherson · Brandon Passmore · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
宽禁带半导体的高开关速度易在封装内部激发谐振，导致电压过冲及电磁干扰。本文提出了一种改进的有限元分析（FEA）方法，用于精确提取功率模块的寄生参数，从而优化器件几何结构并降低寄生效应，提升高性能功率模块的设计可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司组串式逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该改进的寄生参数提取方法可显著优化功率模块的封装设计，有效抑制电压过冲，提升系统在极端工况下的电磁兼容性（EMC）与可靠...
硅与碳化硅混合多电平变换器：对航空工业及其他领域的影响
Hybrid Multilevel Converter With Silicon and Silicon Carbide Devices: Impact to Aviation Industry and Beyond
Di Zhang · Xu She · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文介绍了结合硅（Si）和碳化硅（SiC）器件的混合多电平变换器专利技术。该方案通过将高频开关的SiC器件与基频开关的Si器件相结合，在成本与性能之间取得了平衡，并已在多个工业领域得到应用。
解读: 该混合多电平拓扑通过Si与SiC的优势互补，为阳光电源提升逆变器及储能变流器（PCS）的功率密度与效率提供了重要参考。在PowerTitan等大型储能系统或高功率组串式逆变器中，采用该技术可在保证成本竞争力的前提下，显著降低开关损耗并减小磁性元件体积。建议研发团队评估该混合拓扑在兆瓦级PCS中的应用...
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