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用于并联SiC-MOSFET电流补偿的全模拟栅极驱动器设计与实现
Design and implementation of a full analogue gate driver for current compensation of paralleled SiC-MOSFETs
Adel Rezaeian · Ahmad Afifi · Hamid Bahrami · IET Power Electronics · 2024年12月 · Vol.18
本文设计并实现了一种用于并联碳化硅MOSFET电流补偿的全模拟栅极驱动器。由于单个碳化硅MOSFET的额定电流不足以满足高功率变换器的需求，通常需将多个器件并联以提升整体电流传导能力。然而，并联运行时易因参数差异导致电流分配不均，影响系统可靠性。为此，本文提出一种无需数字控制单元的全模拟驱动方案，通过实时检测各支路电流并动态调节栅极驱动信号，实现并联MOSFET间的电流均衡。实验结果表明，该驱动器能有效改善静态与动态电流分配不均问题，提高并联系统的稳定性和效率。
解读: 该全模拟栅极驱动电流补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。在大功率储能PCS中，多个SiC-MOSFET并联是实现高电流等级的关键方案，但参数离散性导致的电流不均衡会引发局部过热和可靠性下降。该技术通过实时模拟反馈动态调节各支路栅极驱动，无需复杂数字...
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...
栅氧退化对功率MOSFET电气参数的影响
Effect of Gate-Oxide Degradation on Electrical Parameters of Power MOSFETs
Ujjwal Karki · Fang Zheng Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了功率MOSFET中栅氧化层的长期退化机制。研究表明，栅氧退化会导致氧化层内陷阱电荷及氧化层-半导体界面陷阱电荷的积累，进而显著改变器件的电气参数。该研究对于理解功率器件的长期可靠性及失效机理具有重要意义。
解读: 功率器件是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心部件。栅氧退化直接影响器件的阈值电压和导通电阻，是导致逆变器在全生命周期内性能衰减甚至失效的关键因素。建议研发团队将此研究成果应用于功率模块的寿命预测模型中，通过iSolarCloud平台监测关键电气参数的漂移...
基于源极直连策略的并联SiC MOSFETs动态均流方法
Dynamic Current Sharing Method for Paralleled SiC MOSFETs Based on Source Direct-Connection Strategy
陈浩斌 · 闫海东 · 马凯 · 郭清 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
并联SiC MOSFETs是提升大功率电力电子系统电流容量的高效方案，但多芯片模块中易出现动态电流不均。本文提出一种源极直连的动态均流方法，通过电路建模与理论分析揭示电流不平衡机理及均流机制。仿真与实验结果表明，该方法可使并联器件的动态电流差异和开关损耗差异降低超过50%，且在多芯片模块中仍有效。相比传统方法，无需额外元件或DBC布局修改，兼容现有工艺，实现简单、成本低，满足极简封装需求。
解读: 该源极直连均流技术对阳光电源大功率产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST2752XP储能变流器、SG350HX光伏逆变器等大功率产品的SiC功率模块设计，优化并联器件的动态电流分配。该方法无需额外器件，与现有DBC工艺兼容，可降低50%以上的动态电流差异和开关损耗差异，有助于提升产品可靠性并降低成...
短路运行下SiC MOSFET的栅极氧化层可靠性问题
Gate Oxide Reliability Issues of SiC MOSFETs Under Short-Circuit Operation
Thanh-That Nguyen · Ashraf Ahmed · T. V. Thang · Joung-Hu Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
由于材料特性，SiC MOSFET的栅极氧化层更薄且电场强度更高，导致其在异常工况下的可靠性较Si MOSFET更差，易产生更高的漏电流。本文研究了SiC MOSFET栅极氧化层在标准短路运行条件下的可靠性问题。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，该研究至关重要。SiC MOSFET在短路工况下的栅极可靠性直接影响产品的长期运行寿命与故障保护策略。建议研发团队在驱动电路设计中优化短路保护响应时间，并在功率模块封装设计中引入更严苛...
谐振脉冲功率变换器中并联SiC MOSFET的电流均衡研究
Current Balancing of Paralleled SiC mosfets for a Resonant Pulsed Power Converter
Qunfang Wu · Mengqi Wang · Weiyang Zhou · Xiaoming Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
针对并联SiC MOSFET在脉冲功率变换器中因器件参数失配及电路布局不对称导致的电流不平衡问题，本文提出了一种被动均衡方案。通过引入耦合电感替代传统谐振电感，有效实现了并联器件间的电流自动均衡，提升了高功率密度变换器的可靠性与性能。
解读: 该技术对阳光电源的功率变换产品具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能变流器（PCS）及组串式光伏逆变器中，为了实现高功率密度，SiC器件的并联应用日益广泛。该文提出的耦合电感均衡方案，能够有效解决多模块并联时的电流不均问题，降低器件应力，提升系统可靠性。建议研发团队在后续高频、高功率密...
一种具有钳位功能及定量设计方法的SiC MOSFET开关振荡抑制技术
A Switching Oscillation Suppression Method With Clamping Function and Quantitative Design for SiC MOSFETs
Jian Chen · Wensheng Song · Jianping Xu · Hao Yue 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
SiC MOSFET凭借高开关速度与低损耗优势，在电力电子领域应用广泛。然而，其高频切换易引发严重的开关振荡与电磁干扰，威胁器件安全。本文提出一种具备钳位功能的开关振荡抑制方案，并给出了定量设计方法，有效提升了SiC器件运行的可靠性。
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。随着公司组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件已成为提升效率的关键。该振荡抑制方案能有效解决高频SiC应用中的电压尖峰与EMI难题，不仅能优化逆变器输出质量，还能降低...
碳化硅MOSFET中分裂栅结构对单粒子栅氧损伤的影响
Effect of Split-Gate Structure in SiC MOSFET on Single-Event Gate Oxide Damage
Leshan Qiu · Yun Bai · Yan Chen · Yiping Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究设计了一种碳化硅（SiC）分裂栅金属氧化物半导体场效应晶体管（SG - MOSFET），以评估分裂栅（SG）结构对重离子辐照下单事件栅氧化层损伤的影响。通过氪（$^{84}$Kr$^{+18}$）离子辐照实验与传统金属氧化物半导体场效应晶体管（C - MOSFET）进行比较，结果表明，SG - MOSFET在单事件漏电流（SELC）退化方面没有显著改善。然而，在漏极偏置为100 V的条件下进行辐照后，SG - MOSFET在辐照后栅极应力（PIGS）测试中达到电流限制时的栅极偏置增加了约6...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET分栅结构抗单粒子辐射损伤的研究具有重要的战略参考价值。SiC MOSFET作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行，尤其在航空航天、高海拔或强辐射环境应用场景中。 研究表明，分栅结构（SG-MOSFET）能够...
一种用于SiC MOSFET中BTI表征的非侵入式新技术
A Novel Non-Intrusive Technique for BTI Characterization in SiC mosfets
Jose Angel Ortiz Gonzalez · Olayiwola Alatise · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
偏置温度不稳定性（BTI）导致的阈值电压（VTH）漂移是SiC MOSFET面临的关键可靠性问题，主要源于SiC/SiO2界面处的氧化层陷阱。相比硅器件，SiC器件的带隙偏移较小且界面陷阱较多，使得该问题更为突出。本文提出了一种非侵入式表征技术，用于在功率器件资格认证前的栅极偏置应力测试中评估其可靠性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC MOSFET已成为核心功率器件。BTI效应直接影响器件的长期可靠性与寿命预测。该非侵入式表征技术能够更精准地评估SiC器件在极端工况下的阈值稳定性，有助于阳光电源在研发阶段筛选高可靠性器件，优化逆变器及P...
非对称布局与不均匀结温对开尔文源极连接并联SiC MOSFET电流分配的影响
Effect of Asymmetric Layout and Unequal Junction Temperature on Current Sharing of Paralleled SiC MOSFETs With Kelvin-Source Connection
Cheng Zhao · Laili Wang · Fan Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
针对高容量应用中并联SiC MOSFET的电流不均问题，本文研究了开尔文源极连接下，非对称布局和结温差异对电流分配的影响。研究旨在优化并联设计，提升开关速度与系统可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品至关重要。在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中，SiC MOSFET的并联应用是提升效率的核心。非对称布局和结温不均直接影响器件的均流特性与寿命，进而影响整机可靠性。建议研发团队在功率模块设计阶段引入该文的仿真模型，优化PCB布线对称性，并结合iSol...
并联SiC MOSFET动态电流均衡的筛选指标选择与聚类方法
Screening Indicator Selection and Clustering Method for Dynamic Current Balancing of Paralleled SiC MOSFETs
Li Zhang · Zhibin Zhao · Rui Jin · Xiaofeng Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
并联SiC MOSFET可提升载流能力，但参数离散性会导致动态电流不平衡。传统仅筛选阈值电压和跨导的静态方法不足以解决该问题。本文提出了一种新的筛选指标和聚类方法，以有效改善并联SiC MOSFET的动态电流均衡性能，提升功率模块的可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要意义。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用日益广泛。并联技术是实现大功率模块的关键，但动态电流不平衡直接影响器件寿命与系统可靠性。建议研发团队引入该文提出的动态参数筛选与聚类算法...
重离子辐照下SiC MOSFET中单粒子泄漏电流II的微观结构损伤
Microstructure Damage for Single-Event Leakage Current II in SiC MOSFETs Induced by Heavy Ion
Leshan Qiu · Yun Bai · Jieqin Ding · Zewei Dong 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
本文研究了181Ta重离子辐照下硅碳化物（SiC）MOSFET中单粒子泄漏电流II（SELC II）退化相关的电学特性及微观结构损伤。在1200 V器件中，当漏极偏压介于450至600 V时观察到SELC II退化现象。辐照后施加漏极偏压，发现两条独立的漏电流路径，其中漏源漏电路径在超过特定电压阈值后出现，且与栅氧损伤无关。辐照前后SiC MOSFET与p-i-n二极管表现出相似电学行为，表明p-n结在SELC II退化中起关键作用。高分辨率透射电镜首次揭示SELC II引起的微结构损伤（包括空...
解读: 该研究揭示SiC MOSFET单粒子泄漏电流的微观损伤机理，对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC MOSFET工作于高压大功率场景，研究发现的450-600V电压窗口SELC II退化现象及P阱/N外延层界面损伤机制，可指导器件选型时的耐压裕量设计和失...
碳化硅MOSFET中由重离子辐照诱发的单粒子漏电流退化的分析
Analysis of Single-Event Leakage Current Degradation Induced by Heavy-Ion Irradiation in SiC MOSFETs
Lei Wu · Fengkai Liu · Shangli Dong · Yadong Wei 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）在空间中的应用受到重离子引发的单粒子烧毁（SEB）和单粒子泄漏电流（SELC）的严重限制，但其损伤机制仍不明确。本研究在不同漏极偏置电压下对SiC MOSFET进行了氪离子辐照。观察到在辐照过程中漏极电流持续增加，表明器件中发生了SELC。通过分析辐照前后SiC MOSFET电气性能的变化，提出SELC的原因可能是器件氧化层受损。利用ERECAD仿真模拟了泄漏路径和损伤机制。通过发射显微镜（EMMI）和透射电子显微镜（TEM）分析对仿真结...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于碳化硅MOSFET单粒子泄漏电流退化机制的研究具有重要的战略参考价值。碳化硅功率器件是我们光伏逆变器和储能系统的核心组件，其可靠性直接影响产品性能和市场竞争力。 该研究揭示了重离子辐照导致的单粒子烧毁（SEB）和单粒子泄漏电流（SELC）机制，虽然聚焦于航天应用场...
串联SiC MOSFET有源钳位拓扑分析及灵活DV/DT控制
Analysis and Flexible DV/DT Control of an Active Clamping Topology for Series-Connected SiC MOSFETs
Fan Zhang · Yuze Zheng · Xuan Zhang · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文针对串联SiC MOSFET在构建中压变换器时面临的电压不均及高dv/dt问题，提出了一种有源钳位拓扑及相应的dv/dt控制方法，旨在实现高效率与高可靠性的功率转换。
解读: 该技术对阳光电源的中压光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要价值。随着系统电压等级向1500V甚至更高演进，SiC器件的串联应用是提升功率密度和效率的关键路径。该有源钳位技术能有效解决串联器件的电压应力不均及EMI问题，有助于优化逆变器及PCS的功率模块设计，提升系统在高压工...
直流固态功率控制器中SiC MOSFET稳态热阻的在线精确测量
Online Accurate Measurement of Steady-Thermal Resistance of SiC MOSFETs for DC Solid-State Power Controller
Bin Yu · Li Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
稳态热阻（Rth）是SiC MOSFET的关键特性，常作为失效指标。针对直流固态功率控制器（dc-SSPC）的运行模式，本文提出了一种基于导通电阻（Rdson）的结温测量方法，实现了对SiC MOSFET热阻的在线精确测量，为功率器件的健康状态监测提供了技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的功率器件选型与可靠性评估具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的核心器件。通过在线监测热阻，公司可优化iSolarCloud平台的故障预警算法，实现从“事后维护”向“预测性维护”的跨越。建议在研发阶段引入该在线...
碳化硅功率MOSFET的温度相关短路能力
Temperature-Dependent Short-Circuit Capability of Silicon Carbide Power MOSFETs
Zhiqiang Wang · Xiaojie Shi · Leon M. Tolbert · Fred Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文对当前商用碳化硅（SiC）MOSFET的短路耐受能力进行了全面评估与数值研究。在25至200°C的壳温及400至750V的直流母线电压条件下，对三种1200V SiC MOSFET进行了测试，揭示了其短路性能随温度变化的规律，为功率器件的可靠性设计提供了关键数据支持。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度与效率的核心技术。该研究揭示了SiC MOSFET在高温及高压下的短路失效机理，对阳光电源优化组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的驱动保护电路设计至关重要。建议研发团队利用该结论改进短路保护逻辑，在保证高功率密度的同...
一种在高功率电压源变换器中利用有源钳位模块降低串联SiC MOSFET电压纹波的控制策略
A Control Strategy for Reducing Voltage Ripples in Series-Connected SiC MOSFETs Using Active Clamping Modules in High Power VSCs
Zhi Gao · Shuai Shao · Wentao Cui · Yue Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出利用有源钳位模块（ACM）平衡电压源变换器（VSC）中串联SiC MOSFET的电压。在高功率条件下，ACM电容会产生超过SiC MOSFET额定电压的较大纹波。文章分析了VSC中的充电机制，指出该纹波主要由过充引起，并提出了相应的抑制策略。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线（如大功率组串式逆变器、PowerTitan储能变流器）具有重要参考价值。随着SiC器件在光储系统中的普及，在高压直流母线应用中，器件串联技术是提升系统电压等级、降低电流损耗的关键。本文提出的有源钳位控制策略能有效解决串联器件的电压不均及纹波过大问题，有助于提升阳光...
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...
平面栅与沟槽栅SiC功率MOSFET在重复短路应力下退化位置的表征方法
Methodology for Characterizing Degradation Locations of Planar and Trench Gate SiC Power Mosfets Under Repetitive Short-Circuit Stress
Yi Yang · Mingchao Yang · Zhaoyuan Gu · Songquan Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对SiC MOSFET在重复短路应力下的可靠性问题，提出了一种结合深能级瞬态谱（DLTS）与分裂C-V测试的方法，用于分离器件的陷阱特性。研究深入对比了平面栅（PG）与沟槽栅（TG）SiC MOSFET在短路应力下的退化机理与具体位置，为提升功率器件的长期可靠性提供了理论支撑。
解读: SiC器件是阳光电源新一代组串式逆变器、PowerTitan系列储能系统及高压充电桩的核心功率组件。随着产品向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET的短路耐受能力与长期可靠性直接决定了系统的故障保护策略与寿命设计。本文提出的退化机理表征方法，有助于研发团队在器件选型阶段更精准地评估PG与TG结...
基于电流型串联谐振变换器和15kV SiC MOSFET的7.2kV单级固态变压器
7.2-kV Single-Stage Solid-State Transformer Based on the Current-Fed Series Resonant Converter and 15-kV SiC mosfets
Qianlai Zhu · Li Wang · Alex Q. Huang · Kristen Booth 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种新型两电平单级直接AC-AC变换器，旨在利用15kV SiC MOSFET实现7.2kV中压固态变压器（SST）。通过提出电流型串联谐振变换器（CFSRC）拓扑，有效解决了中压AC-AC变换器在宽电压和负载范围内实现高压MOSFET零电压开关（ZVS）的技术挑战。
解读: 该研究聚焦于高压SiC器件在固态变压器中的应用，对阳光电源的电力电子技术储备具有前瞻性参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用低压或中压IGBT/SiC模块，但随着电网接入电压等级的提升及中压直挂式储能/光伏系统的探索，该拓扑中关于高压SiC驱动及Z...
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