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用于GaN器件串扰抑制且具有低反向导通损耗的三电平栅极驱动电路
Three-Level Gate Drive for Crosstalk Suppression of GaN Devices With Low Reverse Conduction Loss
Yishun Yan · Lurenhang Wang · Mingcheng Ma · Xuchong Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对GaN器件在桥式电路中因串扰问题限制高频应用的情况，本文提出了一种新型三电平栅极驱动电路。该方案在开关管导通和关断的死区时间内，通过电容-NMOS电路提供低阻抗路径以抑制米勒电流，有效抑制了串扰，同时降低了反向导通损耗，提升了高压高频变换器的效率。
解读: 该技术对阳光电源的下一代高频化、高功率密度产品具有重要参考价值。在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中，GaN器件的应用是提升效率和减小体积的关键。该三电平驱动方案能有效解决GaN在高压桥式拓扑中的串扰难题，提升系统可靠性。建议研发团队关注该驱动电路在PowerStack等储能系统辅助电源或高频DC-...
一种基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器以抑制关断漏源电压过冲和EMI
A GaN HEMT Active Gate Driver to Combat Turn-Off Drain-Source Voltage Overshoot and EMI Based on Magnetic Coupling Closed-Loop Control
Lurenhang Wang · Yishun Yan · Mingcheng Ma · Xizhi Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
与传统硅MOSFET相比，氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管具有更快的开关速度。在GaN HEMT关断过程中，电流的快速下降会导致严重的漏源电压过冲和电磁干扰（EMI），限制了其可靠性与应用场景。本文提出了一种基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器，有效解决了上述问题。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）中对高功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为提升效率的关键。该技术通过有源驱动抑制电压过冲和EMI，能够有效降低逆变器输出滤波器的体积，提升系统集成度。建议研发团队关注该磁耦合闭环驱动方案，将其应用于下一代高频紧凑型组串式逆...
用于抑制GaN器件串扰并降低反向导通损耗的三级门极驱动
Three-Level Gate Drive for Crosstalk Suppression of GaN Devices With Low Reverse Conduction Loss
Yishun Yan · Lurenhang Wang · Mingcheng Ma · Xuchong Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
基于氮化镓（GaN）的桥接结构中的串扰问题限制了GaN器件在高电压水平下的高开关速度和高频应用。本文提出了一种三电平栅极驱动方法，用于在开通和关断的两个死区时间内抑制串扰并降低反向导通损耗。电容 - NMOS电路提供了低阻抗的米勒电流路径，以降低正、负串扰电压幅值。通过一个延迟脉冲模块，精确施加负的栅 - 源电压以抑制正串扰电压峰值，并在死区时间内使GaN器件在栅 - 源零电压下关断，从而降低反向导通损耗。负栅 - 源电压的值取决于齐纳二极管，具有灵活可调性。所提出的方法易于控制且成本较低，无需...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三电平栅极驱动技术针对GaN器件串扰抑制的创新方案具有重要的战略价值。当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域正积极推进高频化、高功率密度的技术演进，而GaN功率器件凭借其优异的开关特性和高频能力，是实现这一目标的关键使能技术。 该技术的核心价值在于有效解决了GaN...
基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器以抑制关断时漏源电压过冲及电磁干扰
A GaN HEMT Active Gate Driver to Combat Turn-Off Drain-Source Voltage Overshoot and EMI Based on Magnetic Coupling Closed-Loop Control
Lurenhang Wang · Yishun Yan · Mingcheng Ma · Xizhi Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
与传统的硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（Si MOSFET）相比，氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）具有更快的开关速度。在GaN HEMT的关断过程中，电流的快速下降会导致严重的漏源电压过冲和电磁干扰，这限制了其可靠性和应用场景。为解决这些问题，本文提出了一种基于磁耦合闭环控制（MCCLC）的GaN HEMT有源栅极驱动器。在MCCLC中，布置在功率回路附近的线圈能够在完全电气隔离的条件下，准确地提供功率侧的电流变化率（di/dt）反馈，这比传统方法更可靠。所提出的方法不需...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，GaN功率器件的应用是实现高功率密度、高效率的关键路径，但关断过程中的电压过冲和EMI问题一直制约着其在大功率场景的可靠应用。 该技术通过磁耦合方式实现di/...
沟槽栅功率硅MOSFET体二极管优化反向恢复模型
An Optimized Reverse Recovery Model of Trench Gate Power Si MOSFET Body Diode
Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月 · Vol.14
针对沟槽栅Si MOSFET（U-MOSFET）体二极管在逆变器半桥中反向恢复阶段（RRS）因结电容非线性导致的电流/电压轨迹失真问题，提出基于Coss-V特性的优化反向恢复模型，显著提升RRS瞬态仿真精度，di/dt和损耗误差分别降低≥49.7%和73.8%。
解读: 该研究直接提升组串式光伏逆变器和ST系列储能变流器（PCS）中Si基功率模块的开关过程建模精度，尤其在低频硬开关工况下可优化死区时间设计、降低EMI与开关损耗。建议阳光电源在iSolarCloud平台的器件级数字孪生模型及PowerStack系统热-电协同仿真中集成该模型，增强对U-MOSFET体二...
沟槽栅功率硅MOSFET体二极管优化反向恢复模型
An Optimized Reverse Recovery Model of Trench Gate Power Si MOSFET Body Diode
Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
沟槽栅功率硅MOSFET（U-MOSFET）在低压低频应用中因高电流密度、低导通电阻、成本效益和可靠性而相对宽禁带器件具有显著优势。然而在逆变器半桥中，U-MOSFET体二极管BD的反向恢复特性和结电容非线性影响反向恢复阶段RRS的漏源电流和电压轨迹，导致高di/dt变化和损耗。RRS中电流和电压轨迹的准确性对评估U-MOSFET开通瞬态至关重要。SPICE模型描述的RRS电流和电压轨迹因对结电容非线性特性关注不足而与实际结果偏离。为解决该问题，提出使用结电容Coss的电容-电压C-V特性描述R...
解读: 该U-MOSFET反向恢复模型研究对阳光电源功率器件选型和建模有重要参考价值。虽然阳光电源主推SiC/GaN宽禁带器件，但在低压大电流应用（如12V/48V储能系统、车载DC-DC变换器）中硅MOSFET仍有成本优势。优化模型通过结电容C-V特性精确描述反向恢复过程，di/dt误差和损耗误差相比SP...