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基于步进控制红外热成像法的硅超结MOSFET与碳化硅MOSFET单脉冲雪崩失效研究
Single-Pulse Avalanche Failure Investigations of Si-SJ-mosfet and SiC-mosfet by Step-Control Infrared Thermography Method
Siyang Liu · Xin Tong · Jiaxing Wei · Weifeng Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种步进控制红外热成像方法，用于深入研究Si超结（SJ）MOSFET和SiC MOSFET的单脉冲雪崩失效机理。该方法能够实时观测整个雪崩过程中损伤位置及其演变。研究表明，Si-SJ-MOSFET的雪崩损伤区域会从单元区向外扩展，揭示了不同功率器件在极端工况下的失效特征。
解读: 功率器件是阳光电源逆变器及储能PCS的核心。随着公司在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中大规模应用SiC器件以提升效率和功率密度，器件的可靠性至关重要。该研究提出的红外热成像失效分析方法，可直接应用于公司功率模块的可靠性验证与故障诊断流程，帮助研发团队优化器件选型与驱动保护电路设计，有效...
一种采用专用调制策略的SiC MOSFET与Si IGBT混合模块化多电平变换器
A SiC MOSFET and Si IGBT Hybrid Modular Multilevel Converter With Specialized Modulation Scheme
Tianxiang Yin · Chen Xu · Lei Lin · Kaiyuan Jing · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种SiC MOSFET与Si IGBT混合的模块化多电平变换器（MMC）拓扑。该方案旨在解决全SiC方案在高功率等级下成本过高及导通损耗较大的问题，通过结合SiC的高频特性与Si IGBT的低成本优势，优化了变换器的整体性能与经济性。
解读: 该混合拓扑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。在高功率密度应用场景下，全SiC方案成本压力巨大，而混合拓扑通过在子模块中引入SiC器件，可在保持高效率的同时降低系统总成本。建议研发团队关注该调制策略在大型储能变流器（PCS）中的应用，以提升系统在复杂...
利用低压硅MOSFET组成的多电平变换器提高汽车逆变器整体效率
Improving the Overall Efficiency of Automotive Inverters Using a Multilevel Converter Composed of Low Voltage Si mosfets
Fengqi Chang · Olga Ilina · Markus Lienkamp · Leon Voss · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
为提升电动汽车续航里程并降低成本，本文提出在电驱动系统中采用基于低压硅MOSFET的多电平变换器。通过对多电平硅MOSFET逆变器、传统IGBT逆变器及碳化硅（SiC）MOSFET逆变器进行建模，并在参考车型上进行对比分析。
解读: 该研究探讨的多电平拓扑与低压MOSFET应用，对阳光电源电动汽车充电桩及车载电源产品线具有重要参考价值。随着高压平台趋势，多电平技术能有效降低开关损耗并提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在充电桩功率模块中的应用潜力，以优化转换效率并降低系统成本。同时，该研究对比SiC与Si MOSFET的思路，可...
用于无桥PFC的混合低频开关
Hybrid Low-Frequency Switch for Bridgeless PFC
Qingyun Huang · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
针对传统无桥PFC电路中低导通电阻Si SJ MOSFET成本高的问题，本文提出了一种混合低频开关方案。该方案通过并联高导通电阻、低成本的Si SJ MOSFET与大电流、低成本的Si二极管，在保证效率的同时显著降低了系统成本。
解读: 该技术主要针对PFC（功率因数校正）环节的成本优化，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在户用产品中，成本控制是核心竞争力，通过采用这种混合开关方案，可以在不牺牲效率的前提下，有效降低整机物料成本（BOM）。建议研发团队评估该混合开关在单相逆变器及小功率PFC电路中...
基于驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制
Smooth Control of Junction Temperature Fluctuation in Si/SiC Hybrid Devices Based on Active Switching of Gate Voltage
白丹涂春鸣龙柳肖凡肖标 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
Si/SiC混合器件兼具低成本与低损耗优势，是实现大容量、高可靠性电力电子装备的关键。然而，负载电流变化导致SiC MOSFET结温剧烈波动，限制了器件整体寿命提升。本文分析驱动电压对开关过程及损耗的影响，提出一种基于驱动电压主动切换的结温波动平滑控制策略。该策略在轻载时采用高损耗驱动模式以补偿温升，在重载时采用低损耗模式以抑制温升，显著平滑SiC MOSFET结温波动，减小其与Si IGBT的温差波动幅值。实验结果表明，所提方法可使SiC MOSFET结温波动降低30%以上，与Si IGBT的...
解读: 该研究对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率器件应用具有重要价值。Si/SiC混合器件方案可有效平衡成本与效率,特别适合大功率产品如SG350HX和PowerTitan。通过驱动电压主动切换技术,可显著改善SiC MOSFET的温度稳定性,这对提升产品可靠性和使用寿命具有积极意义。...
三端Si/SiC混合开关
Three-Terminal Si/SiC Hybrid Switch
Xiaoqing Song · Liqi Zhang · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种Si/SiC混合开关，通过并联Si IGBT与SiC器件（MOSFET或JFET）实现。该技术结合了Si IGBT的高导通能力与SiC器件的高速开关特性，有效提升了功率变换器的效率与性能，是功率半导体领域的重要创新。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重大价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）中，通过Si/SiC混合开关技术，可以在不显著增加成本的前提下，显著降低开关损耗并提升功率密度。建议研发团队在下一代高效率逆变器拓扑中评估该方案，特别是在大功率工商业及地面电站场景下，利用该技术...
一种用于常用触发模式的低成本紧凑型SiC/Si混合开关栅极驱动电路
A Low Cost Compact SiC/Si Hybrid Switch Gate Driver Circuit for Commonly Used Triggering Patterns
Yongsheng Fu · Zhengrong Ma · Haipeng Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
Si-IGBT与SiC-MOSFET并联构成的混合开关（HyS）因兼具高效率与低成本优势而备受关注，但其复杂的栅极驱动电路限制了实际应用。本文提出了一种低成本、紧凑的栅极驱动电路方案，旨在简化HyS的驱动逻辑与硬件设计，解决传统方案需要多芯片与多信号控制的难题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过SiC与Si的混合封装技术，可以在保证高效率的同时有效降低系统成本，提升产品的市场竞争力。该驱动电路方案简化了控制复杂性，有助于提高功率模块的集成度与可靠性。建议研发团队评...
硅IGBT+碳化硅MOSFET混合开关的实用设计考量：寄生互连影响、成本及电流比优化
Practical Design Considerations for a Si IGBT + SiC MOSFET Hybrid Switch: Parasitic Interconnect Influences, Cost, and Current Ratio Optimization
Amol Deshpande · Fang Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于大电流高功率变换器的混合开关（HyS），由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成。文章系统分析了寄生参数对开关性能的影响，并推导了SiC/Si电流比的优化边界，旨在平衡成本与效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大功率储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在追求高功率密度的同时，全SiC方案成本压力较大，而混合开关方案能在保证高效率（利用SiC的开关特性）和低成本（利用Si IGBT的通态特性）之间取得平衡。建议研发团队重点关注寄生电感对混合开关...
一种由SiC和Si混合功率级组成的高效率三电平有源中点钳位变换器
An Extremely High Efficient Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Converter Comprising SiC and Si Hybrid Power Stages
Qing-Xin Guan · Chushan Li · Yu Zhang · Shuai Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
三电平变换器具有开关损耗低、滤波器尺寸小的优点。为实现高功率密度，常选用SiC MOSFET替代Si IGBT，但全SiC方案成本高昂。本文提出一种SiC MOSFET与Si器件混合的有源中点钳位（ANPC）变换器拓扑，在保证高效率的同时有效降低了系统总成本。
解读: 该技术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。通过在ANPC拓扑中采用SiC与Si混合功率级，可以在不显著增加成本的前提下，提升逆变器效率并缩小功率模块体积，从而进一步优化产品的功率密度。建议研发团队评估该混合方案在兆瓦级储能PCS中的应用潜力，以平衡...
一种改善Si/SiC混合开关逆变器效率与SiC MOSFET过流应力权衡的变频电流相关开关策略
A Variable-Frequency Current-Dependent Switching Strategy to Improve Tradeoff Between Efficiency and SiC MOSFET Overcurrent Stress in Si/SiC-Hybrid-Switch-Based Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对Si/SiC混合开关在传统开关策略下，SiC MOSFET在重载工况下承受过流应力导致可靠性下降的问题，本文提出了一种变频电流相关开关策略。该方法在不增加额外功率损耗的前提下，有效缓解了SiC MOSFET在栅极延迟期间的过流应力，提升了混合开关系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack储能系统具有重要价值。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，Si/SiC混合开关技术是平衡成本与性能的关键路径。本文提出的变频策略能有效解决混合开关在重载下的可靠性痛点，延长核心功率模块寿命。建议研发团队在下一代高压组串式逆变器及大功率PCS模块设...
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...
避免硅MOSFET雪崩并实现级联GaN器件的零电压开关
Avoiding Si MOSFET Avalanche and Achieving Zero-Voltage Switching for Cascode GaN Devices
Xiucheng Huang · Weijing Du · Fred C. Lee · Qiang Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文探讨了高压常开型宽禁带器件与低压常关型硅MOSFET组成的级联结构。分析了关断过程中的电压分布原理及开通时的零电压开关（ZVS）机制，旨在解决级联结构中可能出现的硅MOSFET雪崩击穿问题，并优化开关性能。
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）中对高功率密度和高效率的需求日益增长，GaN器件的应用潜力巨大。级联GaN结构是目前实现高压应用的主流方案，但其可靠性（如Si MOSFET雪崩风险）是工程化落地的关键。本文提出的ZVS实现策略和电压应力优化方法，对阳光电源研发团...
避免共源共栅
Cascode）GaN器件在大电流关断条件下的发散振荡
Xiucheng Huang · Weijing Du · Fred C. Lee · Qiang Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
共源共栅结构常用于高压常开型GaN器件。然而，高压GaN器件与低压常关型Si MOSFET之间的电容失配会导致不良特性，如Si MOSFET在关断期间进入雪崩状态，以及高压GaN器件内部丢失软开关条件等。本文针对大电流关断下的发散振荡问题进行了深入分析。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。该研究揭示了Cascode GaN在极端工况下的振荡机理，对公司优化高频功率模块设计、提升驱动电路可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在开发下一代高功率密度组串式逆变器时，重点评估该电容失配效...
高功率SiC MOSFET模块与Si IGBT模块的性能评估
Performance Evaluation of High-Power SiC MOSFET Modules in Comparison to Si IGBT Modules
Lei Zhang · Xibo Yuan · Xiaojie Wu · Congcong Shi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文对比了SiC MOSFET与Si IGBT在功率电子应用中的性能。通过对325A、1700V SiC MOSFET模块在不同负载电流、母线电压及栅极电阻条件下的全面特性测试，分析了SiC器件在提升中低压、高功率应用效率及开关速度方面的潜力，为替代传统Si IGBT提供了实验依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率器件选型策略。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，SiC MOSFET替代Si IGBT是提升系统效率、减小散热器体积的关键路径。建议研发团队参考文中的特性测试方法，针对1700V SiC模块在高温、高频工况下的损耗特性进行深入评估，...
一种用于并联SiC JFET/Si MOSFET共源共栅结构的低成本新型拓扑以平衡开通电流与结温
A Low-Cost Novel Structure for Paralleled SiC JFET/Si MOSFET Cascodes to Balance Turn-on Current and Junction Temperature
Cheng Zhao · Laili Wang · Xu Yang · Yongmei Gan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
SiC JFET/Si MOSFET共源共栅结构（SSC）因其低导通电阻和快速开关特性在电力电子领域极具潜力。针对大电流应用中多SSC并联时，由于布局不对称导致的开通电流不平衡及结温差异问题，本文提出了一种低成本的新型结构，旨在优化并联器件间的电流分配，提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着碳化硅（SiC）在光伏和储能领域的高频化应用，多管并联是提升功率密度的关键。该研究提出的电流平衡技术可有效解决并联器件因布局寄生参数不匹配导致的应力集中问题，有助于提升阳光电源大功率模...
900-V硅基与碳化硅MOSFET单粒子烧毁性能在14-MeV中子辐照下的比较
Comparison of 14-MeV Neutron-Induced Damage in Si and SiC Power MOSFETs
Chao Peng · Hong Zhang · Zhangang Zhang · Teng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
利用14 MeV中子辐照对900 V硅（Si）和碳化硅（SiC）MOSFET的单粒子烧毁（SEB）性能进行了比较。当Si MOSFET偏置在额定电压的83%时观察到了SEB现象，而SiC MOSFET偏置在额定电压的94%时未发生SEB。对于900 V级功率MOSFET，平面SiC器件似乎比Si平面超结器件具有更强的抗SEB能力。获得了14 MeV中子核反应在Si和SiC器件中产生的次级离子的线性能量转移（LET）值和射程。在SiC器件中，14 MeV中子诱发的次级离子的最大LET值可达9.85...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于14-MeV中子辐照下Si与SiC功率MOSFET单粒子烧毁（SEB）性能对比的研究具有重要的战略参考价值。 在光伏逆变器和储能系统的核心功率模块中，MOSFET器件的可靠性直接影响系统的长期稳定运行。研究表明，在900V等级的功率器件中，SiC MOSFET在9...
硅/碳化硅混合开关的功率损耗模型与器件选型优化
Power Loss Model and Device Sizing Optimization of Si/SiC Hybrid Switches
Zongjian Li · Jun Wang · Bing Ji · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了由硅IGBT与碳化硅MOSFET并联组成的混合开关技术。该方案在保持SiC器件大部分性能优势的同时，显著降低了全SiC方案的成本。通过优化混合开关的SiC芯片尺寸，可在满足结温限制的前提下，实现总功率损耗的最小化。
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/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。在当前碳化硅成本依然较高的背景下，Si/SiC混合开关方案是实现高效率与高性价比平衡的有效路径。建议研发团队在下一代大功率PCS及逆变器设计中，评估该拓扑在降低开关损耗...
用于先进功率转换应用的1700V/50A SiC功率MOSFET相较于Si IGBT/BiMOSFET的高开关性能
High Switching Performance of 1700-V, 50-A SiC Power MOSFET Over Si IGBT/BiMOSFET for Advanced Power Conversion Applications
Samir Hazra · Ankan De · Lin Cheng · John Palmour 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
由于碳化硅（SiC）比硅（Si）具有更宽的带隙，SiC MOSFET显著降低了高压功率器件中的漂移区电阻。凭借极低的导通电阻和固有的低开关损耗，SiC MOSFET能够显著提升变换器效率并实现更紧凑的系统设计，是替代传统Si器件的理想选择。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的战略价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，采用1700V SiC MOSFET可显著提升系统功率密度，减少散热器体积，从而降低整机重量与成本。特别是在高压储能系统应用中，SiC器件能有效降低开关损耗，提升系统...
混合SiC-Si直流-交流拓扑：SHEPWM Si-IGBT主单元处理高功率，集成部分功率SiC-MOSFET从单元以提升性能
Hybrid SiC-Si DC–AC Topology: SHEPWM Si-IGBT Master Unit Handling High Power Integrated With Partial-Power SiC-MOSFET Slave Unit Improving Performance
Chuang Liu · Kehao Zhuang · Zhongchen Pei · Di Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文基于部分功率变换概念，提出了一种混合SiC-Si直流-交流拓扑以提升高功率应用性能。主单元（MU）采用低频工作的Si-IGBT处理主要高功率，以发挥其大电流容量优势；从单元（SU）采用SiC-MOSFET补偿MU的低开关频率带来的电能质量问题，从而在保持高效率的同时实现高功率密度。
解读: 该拓扑通过Si-IGBT与SiC-MOSFET的混合应用，巧妙平衡了成本与效率，对阳光电源的组串式逆变器和大型集中式逆变器具有重要参考价值。在高功率密度要求日益严苛的背景下，该技术可显著降低开关损耗并优化电能质量。建议研发团队评估该混合拓扑在PowerTitan系列储能变流器及大功率光伏逆变器中的应...
硅/碳化硅混合开关的短路耐受能力与失效机理
Short-Circuit Ruggedness and Failure Mechanisms of Si/SiC Hybrid Switch
Jun Wang · Xi Jiang · Zongjian Li · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成的混合开关（HyS），旨在探讨其短路耐受能力、失效机理及性能提升技术。分析了限制混合开关可靠性的关键因素，为优化功率电子设计提供了理论依据。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过引入Si/SiC混合开关，可以在不显著增加成本的前提下，提升系统效率并优化热管理。该研究揭示的短路失效机理对于提升阳光电源功率模块的可靠性设计至关重要。建议研发团队在下...
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