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利用去饱和保护电路在不增加dv/dt的情况下降低10 kV SiC MOSFET的开通损耗
Turn-on Switching Loss Reduction for 10 kV SiC mosfets Without Increasing dv/dt Using Desat Protection Circuits
Ruirui Chen · Fred Wang · Hua Bai · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
得益于10 kV SiC MOSFET的快速开关能力，中压（MV）功率变换器可显著降低功率损耗。然而，其高dv/dt也给中压变换器设计带来挑战。本文提出了一种简单方法，在不增加dv/dt的前提下降低10 kV SiC MOSFET的开通损耗，该方法利用了广泛使用的去饱和保护电路。
解读: 随着阳光电源在储能系统（如PowerTitan系列）及中压光伏并网领域对高压功率器件需求的增长，10 kV SiC MOSFET的应用潜力巨大。该技术通过优化去饱和保护电路平衡了开关损耗与dv/dt，有助于提升高压变换器的效率并降低电磁干扰（EMI）设计难度。建议研发团队关注该电路拓扑在兆瓦级储能变...
10kV碳化硅(SiC) MOSFET的短路特性与保护研究
Short-Circuit Characterization and Protection of 10-kV SiC mosfet
Shiqi Ji · Marko Laitinen · Xingxuan Huang · Jingjing Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的短路性能。文章详细介绍了包含桥臂配置、高速10kV固态断路器及温控系统的测试平台，并提出了一种响应时间仅为1.5μs的新型FPGA短路保护电路。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高效率功率变换的需求日益增长，SiC器件的应用已成为提升功率密度和系统效率的关键。10kV SiC MOSFET技术若成熟，将极大简化中高压光伏并网及储能PCS的拓扑结构，减少变压器级联需求。本文提出的高速短路保护方案对于提...
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...
具有降低共模噪声和电场强度的10kV SiC MOSFET功率模块
10-kV SiC MOSFET Power Module With Reduced Common-Mode Noise and Electric Field
Christina M. DiMarino · Bassem Mouawad · C. Mark Johnson · Dushan Boroyevich 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
随着电压等级超过10kV的碳化硅（SiC）器件发展，中高压系统将迎来变革。然而，现有功率模块封装限制了这些器件的性能。本研究旨在突破高密度、高速10kV功率模块的封装瓶颈，重点解决共模噪声抑制及电场优化问题。
解读: 该研究针对10kV级SiC功率模块的封装优化，对阳光电源的中高压储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）演进，减小功率模块的共模噪声和电场强度是提升系统功率密度与电磁兼容性（EMC）的关键。建议研发团队关注...
一种具有优化系统接口和电场分布的10 kV SiC MOSFET功率模块
A 10 kV SiC MOSFET Power Module With Optimized System Interface and Electric Field Distribution
Xiaoling Li · Yuxiang Chen · Hao Chen · Riya Paul 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种针对10 kV碳化硅（SiC）MOSFET功率模块的系统化设计方法。通过多目标优化，实现了电场分布的增强、共模寄生电容的最小化以及系统级寄生电感的降低，为高压功率模块的设计提供了创新技术路径。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块的封装与电磁优化，对阳光电源的核心业务具有极高价值。10 kV SiC器件是实现中压直挂（MV-grid）光伏逆变器和储能PCS的关键，能显著减少变压器体积并提升系统效率。该模块的电场优化与寄生参数控制技术，可直接应用于PowerTitan等大功率储能系统及集中式光伏逆...
10 kV, 100 A 碳化硅MOSFET功率模块评估
Assessment of 10 kV, 100 A Silicon Carbide mosfet Power Modules
Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · Kalle Ilves · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文对配备第三代芯片且无外置续流二极管的10 kV SiC MOSFET功率模块进行了全面表征。通过在不同温度下测量静态性能（如IDS-VDS、C-V特性、漏电流及体二极管特性），验证了利用SiC MOSFET体二极管的可行性。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块，对阳光电源的未来产品布局具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，高压SiC器件是提升组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）功率密度与效率的关键。特别是利用SiC体二极管替代外置二极管的方案，有助于进一步简化电路...
10-kV 10-A SiC MOSFET的短路退化研究
Short-Circuit Degradation of 10-kV 10-A SiC MOSFET
Emanuel-Petre Eni · Szymon Bęczkowski · Stig Munk-Nielsen · Tamas Kerekes 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文研究了10-kV 10-A 4H-SiC MOSFET在6-kV直流母线电压下的短路退化行为。旨在分析器件在寿命周期内承受多次短路脉冲时的瞬态特性变化，为电力电子变换器的设计及故障保护策略提供理论依据。
解读: 随着阳光电源在高压光伏及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压SiC器件的应用探索，理解超高压SiC MOSFET的短路失效机理至关重要。该研究揭示了器件在极端工况下的退化规律，对于优化逆变器及PCS的驱动保护电路、提升系统可靠性具有直接指导意义。建议研发团队参考该退化模型，在iSolarC...
并联10 kV SiC MOSFET栅极振荡分析与抑制方法
Analysis and Mitigation Methods of Gate Oscillation in Paralleled 10 kV SiC MOSFETs
Gao Liu · Zhixing Yan · Morten Rahr Nielsen · Thore Stig Aunsborg 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文研究了并联10 kV SiC MOSFET中的栅极振荡问题，这是限制其并联应用的关键瓶颈。研究发现，在开关瞬态过程中，并联SiC MOSFET工作在饱和区，形成了闭环反馈系统，导致了栅极振荡，进而引发误触发及器件损坏风险。
解读: 随着阳光电源在大型地面电站及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高功率密度需求的提升，10 kV SiC器件的应用潜力巨大。该研究揭示的并联栅极振荡机制对于优化大功率PCS模块的驱动电路设计至关重要。建议研发团队在开发高压SiC功率模块时，重点关注饱和区反馈回路的阻尼设计，以提升多管并联...
采用MeV级JFET注入和高效终端结构的高性能10-kV额定175-mΩ 4H-SiC MOSFET
High-Performance 10-kV-Rated, 175-mΩ 4H-SiC MOSFETs With MeV JFET Implantation and Efficient Termination
Lingxu Kong · Sizhe Chen · Na Ren · Manyi Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本文介绍了高性能 10 kV 额定、175 mΩ 4H - SiC 金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的成功研发。该器件的结型场效应晶体管（JFET）设计宽度为 0.8 - 1.2 μm，有源区面积为 0.67 cm²，芯片尺寸为 1 cm²。该器件采用了总长度为 350 μm 的三区结终端扩展（3 - JTE）结构，展现出超过 12 kV 的卓越阻断性能。高压碳化硅（SiC）MOSFET 设计中的一个关键挑战是平衡缩小 JFET 宽度（$W_{JFET}$）——这对于降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项10kV级SiC MOSFET技术突破具有重要的战略价值。该器件实现了175mΩ的超低导通电阻和12kV以上的阻断性能，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求更高功率密度和效率的目标高度契合。 在光伏逆变器应用中，10kV级器件可支持更高的直流母线电压（如1500V系统...
用于增强SiC功率MOSFET短路能力的Si功率MOSFET选择方法及BaSIC(EMM)拓扑研究
Selection Methodology for Si Power MOSFETs Used to Enhance SiC Power MOSFET Short-Circuit Capability With the BaSIC(EMM) Topology
Ajit Kanale · B. Jayant Baliga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文研究了BaSIC(EMM)拓扑在提升1.2kV SiC MOSFET短路能力方面的应用。尽管该拓扑能将短路耐受时间从3.5μs提升至7.4μs，但仍未达到10μs的目标。文章提出了一套系统化的Si MOSFET选型方法，以优化该拓扑的性能，旨在解决SiC器件在极端工况下的可靠性挑战。
解读: 该研究直接针对SiC器件在极端工况下的短路可靠性瓶颈，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。随着公司产品向更高功率密度和更高电压等级（如1500V系统）演进，SiC器件的短路耐受能力是系统安全的核心。该拓扑及选型方法可作为提升功率模块可靠性的技术储备...
中压SiC MOSFET功率模块米勒区持续振荡的建模与稳定性分析
Modeling and Stability Analysis of Sustained Oscillations During the Miller Region for Medium-Voltage SiC MOSFET Power Modules
Zhixing Yan · Gao Liu · Thore Stig Aunsborg · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文针对10 kV SiC MOSFET功率模块在米勒区出现的持续振荡现象进行了研究。这种振荡会降低模块的鲁棒性甚至导致失效，且随栅极对底板寄生电容的增加而加剧。文章揭示了寄生电容参与振荡的内在机理，为高压功率模块的设计提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率组串式/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）和SiC器件应用演进，栅极驱动电路的稳定性直接影响系统可靠性。文章提出的寄生电容振荡机理分析，可指导研发团队在功率模块选型、PCB布局设计及驱动电路优...
1.2–10 kV SiC MOSFET的第三象限导通损耗：栅极偏置控制的影响
Third Quadrant Conduction Loss of 1.2–10 kV SiC MOSFETs: Impact of Gate Bias Control
Ruizhe Zhang · Xiang Lin · Jingcun Liu · Slavko Mocevic 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文探讨了功率MOSFET在第三象限导通时，栅极偏置（VG）对MOS沟道与体二极管电流分配的影响。研究表明，对于1.2 kV SiC平面MOSFET，施加高于阈值电压的正向栅极偏置可实现双通道并联导通，从而有效降低第三象限压降及导通损耗。
解读: 该研究对阳光电源的高效能电力电子产品至关重要。在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中，SiC MOSFET的第三象限导通特性直接影响双向DC-DC变换器及逆变器的效率。通过优化栅极驱动策略（如动态调整VG），可显著降低死区时间内的导通损耗，提升系统整体转换效率。建议...
一种用于10kV SiC MOSFET中压模块化多电平变换器的电压平衡控制与dv/dt抑制方法
A Novel Voltage Balancing Control With dv/dt Reduction for 10-kV SiC MOSFET-Based Medium Voltage Modular Multilevel Converter
Shiqi Ji · Li Zhang · Xingxuan Huang · James Palmer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对基于高压SiC功率器件的模块化多电平变换器（MMC），提出了一种新型电压平衡控制策略。该方法在利用SiC器件减少子模块数量和开关损耗优势的同时，有效解决了传统最近电平调制（NL-PWM）带来的电压平衡问题，并降低了dv/dt应力，提升了中压变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直挂式光伏/储能解决方案具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，利用高压SiC器件替代传统IGBT可显著提升系统功率密度并降低损耗。该研究提出的dv/dt抑制与电压平衡控制方法，有助于优...
10kV SiC MOSFET和二极管软开关损耗的精确瞬态量热测量
Accurate Transient Calorimetric Measurement of Soft-Switching Losses of 10-kV SiC mosfets and Diodes
Daniel Rothmund · Dominik Bortis · Johann Walter Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文针对现代高压SiC MOSFET的软开关损耗（SSL）表征难题，提出了一种精确的瞬态量热测量方法。该方法为中压固态变压器等采用软开关技术以提升转换效率的变换器系统建模提供了可靠依据，解决了传统开关损耗测量在宽禁带器件应用中的局限性。
解读: 随着阳光电源在中压光伏接入及大型储能系统（如PowerTitan系列）中对高压功率器件需求的增加，SiC技术的应用已成为提升系统功率密度和效率的关键。本文提出的高压SiC器件软开关损耗精确测量方法，对于优化公司中压变换器拓扑设计、提升系统热管理水平具有重要参考价值。建议研发团队将其应用于高压功率模块...
用于中压SiC MOSFET的低耦合电容恒压栅极驱动电源
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10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
随着宽禁带器件的发展，10-15 kV电压等级的碳化硅（SiC）器件在中压系统展现出巨大潜力。为确保其可靠运行，栅极驱动电源需满足高压隔离、低耦合电容、抗电压波动干扰等严苛要求。本文提出了一种新型驱动电源拓扑，旨在提升中压SiC MOSFET在高速开关过程中的驱动稳定性与抗干扰能力。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，SiC器件的应用日益广泛。该文提出的低耦合电容驱动电源方案，能有效抑制高频开关带来的共模噪声干扰，提升功率模块的电磁兼容性（EMC）与可靠性。建议研发团队关注该拓...
基于10kV SiC MOSFET的固态变压器三相有源前端变换器系统
A Three-Phase Active-Front-End Converter System Enabled by 10-kV SiC MOSFETs Aimed at a Solid-State Transformer Application
Anup Anurag · Sayan Acharya · Nithin Kolli · Subhashish Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文探讨了高压碳化硅（SiC）器件在固态变压器中的应用。通过使用10kV SiC MOSFET，可省去复杂的多电平级联结构，简化三相两电平电压源变换器系统，从而提升系统的可靠性与控制简便性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。10kV SiC器件的应用有望简化高压侧变换器拓扑，减少级联模块数量，从而降低系统复杂度和故障率，提升功率密度。建议研发团队关注超高压SiC器件的封装散热及驱动保护技术，探索其在兆瓦级光储系统中的应用潜力，以...
采用优化平衡寄生电感结构的并联分立式SiC MOSFET三电平T型APF
Three-level T-type APF with Parallelled Discrete SiC MOSFETs Using Optimized-balanced Parasitic Inductance Structure
Hu Tan · Yaqi Zhu · Weiming Tian · Jiaqi Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
针对高功率密度100 kVA有源电力滤波器（APF）在体积、损耗和成本约束下的设计挑战，本文提出了一种拓扑与器件选型的优化方法，并设计了寄生电感最小化且均衡的PCB结构，以抑制关断电压过冲（TTVO）并改善开通瞬态电流均流（TTCS）。通过对三电平T型（3LT²）与中点钳位（NPC）拓扑及多种SiC器件的量化评估，确定了满足综合约束的最优方案。实验结果表明，所提PCB结构将TTVO由1.06 kV降至780 V（降低26.4%），TTCS偏差从82.4%减小至3.7%（DC 800 V，负载电流...
解读: 该并联SiC MOSFET三电平T型拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究提出的寄生电感优化平衡PCB设计可直接应用于功率模块开发，将关断过冲降低26.4%、均流偏差降至3.7%，显著提升器件可靠性。4.27kW/L功率密度和98.16%效率指标契合Power...