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栅极电压跌落作为SiC MOSFET在线健康监测的新指标
Gate Voltage Dip as a New Indicator for Online Health Monitoring of SiC MOSFETS
Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sébastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于SiC/SiO2界面质量及栅氧化层较薄，SiC MOSFET易受电荷俘获机制影响，导致性能下降及损耗增加。本文提出一种模拟方法，通过提取栅极电压跌落特征，实现对SiC MOSFET老化机制的在线监测。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和转换效率，器件的长期可靠性成为关键。该研究提出的栅极电压跌落监测方法，无需复杂计算，易于集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器控制板中。建议研发团队将其转化为在...
基于双端口栅极驱动器的SiC功率MOSFET短路检测准浮动栅概念
Quasi-Flying Gate Concept Used for Short-Circuit Detection on SiC Power MOSFETs Based on a Dual-Port Gate Driver
Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sebastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文提出了一种基于准浮动栅概念的双端口栅极驱动架构，旨在保护SiC功率MOSFET免受短路事件影响。该架构通过监测硬开关故障（HSF）导致的栅极漏电流和负载下故障（FUL）引起的栅极电荷注入，有效识别短路状态，提升了宽禁带半导体器件在极端工况下的可靠性。
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。随着公司在光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中大规模应用SiC器件以提升效率和功率密度，SiC的短路保护成为提升系统可靠性的关键。该准浮动栅驱动方案能够更精准地识别短路故障，减少误触发，延长功率模块...
栅极电压凹陷作为碳化硅MOSFET在线健康监测的新指标
Gate Voltage Dip as a New Indicator for Online Health Monitoring of SiC MOSFETs
Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sébastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
由于碳化硅/二氧化硅界面质量不佳以及其栅氧化层较薄，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）比硅金属氧化物半导体场效应晶体管（Si MOSFET）更易受电荷俘获机制的影响。随着时间的推移，这些现象会加剧，导致晶体管性能下降和损耗增加。为了监测这种老化机制，本文提出了一种模拟方法，用于从栅极电压（$V_{GS}$）波形中提取一个新发现的健康指标。这是通过使用双通道有源栅极驱动器减缓特定的导通过程来实现的。随后，该在线健康监测方法在一台1200 V - 36 A的碳化硅金属氧化物半...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于栅极电压监测的SiC MOSFET在线健康管理技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响系统的整体性能和生命周期成本。 该技术针对SiC器件固有的电荷俘获机制导致的性能退化问题，提出了创新的模拟监测方法。通...