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基于电致发光的碳化硅功率MOSFET结温测量方法
Electroluminescence-Based Junction Temperature Measurement Approach for SiC Power MOSFETs
Jonathan Winkler · Jan Homoth · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）MOSFET在线结温测量的新型电气隔离传感方法。该方法利用SiC器件在工作过程中发光光谱随温度变化的特性，实现了对功率半导体器件运行状态的实时监测，为电力电子应用中的高效热管理提供了新思路。
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功率模块以提升功率密度和转换效率，结温的精确监测对提升系统可靠性至关重要。该电致发光测量技术提供了一种非侵入式的在线监测手段，有助于优化逆变器及PCS的散热设计与热保护策略。建议研发团队关注该技术在功率模块...
用于快速非侵入式量热法软开关损耗表征的热阻抗校准
Thermal Impedance Calibration for Rapid and Noninvasive Calorimetric Soft-Switching Loss Characterization
Julian Weimer · Ruben Schnitzler · Dominik Koch · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
随着功率电子应用对效率和功率密度要求的提升，精确的半导体损耗模型至关重要。本文提出了一种用于软开关损耗表征的量热法，通过热阻抗校准实现快速且非侵入式的测量，解决了传统硬开关双脉冲测试在软开关场景下的局限性，为功率器件的高效建模提供了新方法。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高价值。通过非侵入式量热法精确表征软开关损耗，可显著提升SiC/IGBT功率模块在虚拟原型设计阶段的损耗模型精度，从而优化逆变器和PCS的散热设计与效率。建议研发团队将其应用于高功率密度产品的热管理优化中，...
快速开关功率晶体管的通态电压检测：评估、挑战与先进设计考量
On-State Voltage Sensing of Fast-Switching Power Transistors: Evaluation, Challenges, and Advanced Design Considerations
Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
快速且准确的通态电压检测对于功率半导体器件的特性表征至关重要。尽管文献中存在多种方法和电路，但由于缺乏统一的评估标准，结果难以横向对比。本文提出了一种综合评估方法，旨在为通态电压检测电路的性能比较提供基准，并探讨了在快速开关环境下实现高精度测量的挑战与设计考量。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器（如组串式SG系列）和储能系统（如PowerTitan）中大规模应用SiC等宽禁带半导体器件，开关频率的提升对器件的通态损耗监测提出了更高要求。本文提出的通态电压检测评估方法，有助于公司研发团队在功率模块设计阶段更精准地评估器件损耗，优化驱动电路保护逻辑（如短路保护），从而提...
一种扩展BSIM3模型以适用于碳化硅功率MOSFET的紧凑模型
A Compact Model Extending the BSIM3 Model for Silicon Carbide Power MOSFETs
Lixi Yan · Kanuj Sharma · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种基于行业标准BSIM3模型进行扩展的方法，旨在为1.2kV碳化硅（SiC）功率MOSFET构建高精度的紧凑模型。该方法利用BSIM3模型描述功率MOSFET的受控沟道部分。与器件厂商提供的模型相比，该标准模型在仿真中展现出更高的保真度。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器及储能系统功率密度与效率的核心技术路径。该研究提出的高精度紧凑模型，能够显著优化公司在组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan系列）设计阶段的仿真准确性，减少样机迭代成本。通过更精准的器件建模，研发团队可更有效地评估SiC MOSFET在极端工况下...
一种具有单因素实验能力的GaN HEMT动态导通电阻测量灵活装置
A Flexible Setup for Dynamic On-State Resistance Measurements of GaN HEMTs With One-Factor-at-a-Time Capability
Mathias C. J. Weiser · Viktor Köhnlein · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种用于表征GaN HEMT陷阱效应的测量电路。该电路通过将高压源与负载电流生成分离，实现了极高的灵活性。该装置支持任意脉冲配置，适用于单脉冲及连续脉冲工作模式，能够有效评估GaN器件在实际功率变换过程中的动态导通电阻特性。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。该研究提出的动态导通电阻测量方法，能够精准评估GaN器件在高速开关过程中的损耗与陷阱效应，对于优化逆变器及充电桩的功率模块设计、提升整机效率具有重要参考价值。建议研发团队将其引入功率器件选型测试流程，以应...
基于PCB嵌入式GaN-on-Si半桥及驱动IC与片上栅极和直流母线电容
PCB-Embedded GaN-on-Si Half-Bridge and Driver ICs With On-Package Gate and DC-Link Capacitors
Stefan Moench · Richard Reiner · Patrick Waltereit · Fouad Benkhelifa 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种通过将两个GaN-on-Si IC嵌入PCB中，实现低电感半桥及驱动器封装的方法，并集成了片上栅极和直流母线电容。该技术解决了传统单片集成方案中外部电容互连寄生参数大的难题，有效降低了功率回路电感，提升了高频开关性能。
解读: 该技术通过PCB嵌入式封装显著降低了寄生电感，是提升功率密度和开关频率的关键路径。对于阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能系统，采用GaN器件并优化封装设计，可进一步减小体积、提升转换效率。建议研发团队关注该嵌入式封装工艺在下一代高频化、小型化逆变器中的应用潜力，特别是在追求极致功率密度的户用产品线...
快速开关功率晶体管导通电压检测：评估、挑战与先进设计考虑
On-State Voltage Sensing of Fast-Switching Power Transistors: Evaluation, Challenges, and Advanced Design Considerations
Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
快速准确地感测导通状态电压是功率半导体器件特性表征的重要组成部分。虽然文献中有许多不同的方法和电路，但结果往往难以比较，这阻碍了评估过程。为了能够与其他电路进行明确的比较，本文提出了一种全面的评估方法，用于评估和比较导通状态电压测量电路。此外，还提出了两种定制的钳位电路，并使用所开发的基准测试方案对其进行了评估。这两种电路的 3 分贝频率分别达到 54.6 MHz 和 250.9 MHz，平均响应时间分别为 41.1 ns 和 23.1 ns，可用于 1200 V 功率器件的特性表征。
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于功率晶体管导通态电压快速精确感测技术具有重要的战略意义。作为光伏逆变器和储能系统的核心企业，我们的产品性能很大程度上取决于功率半导体器件的精确表征和可靠运行。 该论文提出的先进钳位电路能够实现高达250.9 MHz的3-dB频率和23.1纳秒的平均响应时间，这对于...