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基于SiC导通比例与开关频率协同调控的Si/SiC混合器件综合热管理方法
A Comprehensive Thermal Management Method for Si/SiC Hybrid Devices Based on Coordinated Regulation of SiC Conduction Ratio and Switching Frequency
韩硕涂春鸣龙柳肖凡肖标郭祺 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45
Si/SiC混合器件结合了Si IGBT载流能力强、成本低与SiC MOSFET高频、低开关损耗的优点，但在非平稳工况下存在结温波动不均及SiC MOSFET老化过快问题。现有热管理策略难以有效调节其内部温差。本文提出一种基于SiC导通比例DSiC与开关频率f协同调控的综合热管理方法，通过构建f-DSiC参数域并规划最短调节路径，实现双器件结温波动同步平滑。实验结果表明，相较变频控制，该方法使最大结温波动降低24.31%，显著提升器件寿命与热稳定性。
解读: 该Si/SiC混合器件热管理技术对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品线具有重要应用价值。通过SiC导通比例与开关频率的协同调控，可显著优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的功率模块温控性能。这一方法能有效降低器件结温波动，提升PowerTitan等大型储能系统的可靠性和使用寿命。对于...
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。...
在SiC基逆变器中使用反并联SiC SBD的准则
Criteria for Using Antiparallel SiC SBDs With SiC mosfets for SiC-Based Inverters
Koji Yamaguchi · Kenshiro Katsura · Tatsuro Yamada · Yukihiko Sato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文证实，在基于碳化硅（SiC）的逆变器中移除反并联SiC肖特基势垒二极管（SBD）不仅不会对逆变器损耗和电磁干扰（EMI）产生负面影响，反而能在多数情况下降低损耗并减少噪声排放，从而为提升功率密度提供了技术路径。
解读: 该研究对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要指导意义。通过优化SiC功率模块的内部封装设计，去除冗余的SBD，不仅能降低物料成本，还能显著提升整机效率和功率密度，助力产品小型化。建议研发团队在下一代高频SiC逆变器设计中评估该方案，利用SiC MOSFET...
基于分立式SiC器件重构的高性能SiC功率模块
High Performance SiC Power Module Based on Repackaging of Discrete SiC Devices
Zibo Chen · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
随着电动汽车、光伏及储能系统的快速发展，市场对大电流SiC功率模块的需求日益增长。然而，现有的多芯片模块成本远高于IGBT模块。本文提出了一种基于分立式SiC器件的高功率智能功率模块（IPM）低成本封装方法，旨在提升性能的同时降低成本。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。在光伏逆变器（尤其是组串式与集中式）及储能系统（PowerTitan/PowerStack）中，SiC器件的应用是提升功率密度与转换效率的关键。目前SiC模块成本较高，该研究提出的分立器件重构封装方案，为阳光电源在高性能、低成本功率模块的定制化开发上提供...
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...
通过在漂移区考虑3C-SiC夹层对4H-SiC功率MOSFET双极性退化建模
Modeling of Bipolar Degradations in 4H-SiC Power MOSFET Devices by a 3C-SiC Inclusive Layer Consideration in the Drift Region
Amel Lachichi · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
4H-SiC功率器件的可靠性不仅取决于封装，还受材料缺陷影响。双极性退化是制约高功率MOSFET发展的关键缺陷，主要由六方SiC晶体内的肖克利堆垛层错（SFs）引起。本文通过引入3C-SiC夹层模型，深入分析了该缺陷对器件性能的影响。
解读: SiC器件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度和效率的核心。双极性退化直接影响SiC MOSFET的长期运行寿命与可靠性。该研究提出的建模方法有助于研发团队在器件选型与模块设计阶段，更精准地评估SiC芯片在复杂工况下的退化风险。建议将此模型应用于高压SiC...
包含载流子陷阱影响的高压SiC-MOSFET电路功率损耗预测紧凑模型
Power-Loss Prediction of High-Voltage SiC-mosfet Circuits With Compact Model Including Carrier-Trap Influences
Yuta Tanimoto · Atsushi Saito · Kai Matsuura · Hideyuki Kikuchihara 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文旨在阐明载流子陷阱效应对碳化硅（SiC）功率MOSFET电气特性的影响，并将其纳入电路仿真中。重点研究了SiC/SiO2界面缺陷导致的开关特性退化。文章提出了一种考虑陷阱密度的SiC功率MOSFET紧凑模型，用于精确预测高压电路中的功率损耗。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高电压等级和更高功率密度演进，SiC器件已成为提升效率的关键。载流子陷阱导致的长期可靠性退化是影响产品全生命周期性能的核心挑战。建议研发团队将此紧凑模型集成至iSolarCloud智能运...
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...
SiC功率MOSFET栅极漏电流监测：一种智能栅极驱动器的估算方法
Monitoring of Gate Leakage Current on SiC Power MOSFETs: An Estimation Method for Smart Gate Drivers
Julien Weckbrodt · Nicolas Ginot · Christophe Batard · Stephane Azzopardi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
碳化硅（SiC）功率器件因其高频、高温特性被广泛应用于电能转换系统。本文针对SiC MOSFET的栅极漏电流监测问题，提出了一种适用于智能栅极驱动器的估算方法，旨在提升SiC器件在电力电子系统中的运行可靠性与状态监测能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源在光伏逆变器和储能PCS中对SiC器件的应用趋势。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度和高频化演进，SiC MOSFET的长期可靠性至关重要。该栅极漏电流监测方法可集成至阳光电源的智能栅极驱动电路中，实现对功率模块早期失效的预警，从而提升iSolar...
基于改进开关模型的SiC MOSFET超低关断损耗现象研究
Investigation on Ultralow Turn-off Losses Phenomenon for SiC MOSFETs With Improved Switching Model
Yue Xie · Cai Chen · Yiyang Yan · Zhizhao Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
传统SiC MOSFET开关模型在小驱动电阻和小负载电流条件下无法精确预测关断损耗，原因在于未考虑SiC MOSFET在二极管进入续流状态前关闭沟道的特殊情况。本文提出了一种改进的SiC MOSFET关断模型，以解决这一预测偏差问题。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器实现高功率密度和高效率的核心器件。该研究提出的改进开关模型能更精准地评估器件在轻载及特定驱动条件下的损耗，有助于优化逆变器和PCS的驱动电路设计，提升整机效率。建议研发团队将该模型集成至仿真平台，以优化高...
一种结合表面复合效应的SiC BJT改进SPICE模型
An Improved SPICE Model of SiC BJT Incorporating Surface Recombination Effect
Jun Wang · Shiwei Liang · Linfeng Deng · Xin Yin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
SiC双极结型晶体管（BJT）是SiC MOSFET的重要替代方案。为推动其在电力电子领域的应用，建立精确的SPICE模型至关重要。本文针对SiC BJT在高电流和高温下电流增益显著下降的问题，重点研究了表面复合效应对器件性能的影响，并提出了一种改进的SPICE建模方法。
解读: SiC BJT作为宽禁带半导体器件，在高压、高温及高频应用中具有独特优势。对于阳光电源而言，该研究有助于提升组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率密度与效率。通过引入表面复合效应的精确SPICE模型，研发团队可在仿真阶段更准确地预测SiC器件在极端工况下的热特性与电流增益衰...
一种低功耗的硅-碳化硅达林顿晶体管对
A Si-SiC Darlington Transistor Pair With Low Consumption
Linyuan Liao · Zhenhui Wu · Zhixiong Yang · Rongzhou Zeng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
碳化硅双极型晶体管（SiC BJT）作为第三代半导体器件，因其高驱动损耗限制了商业化应用。本文提出了一种由输入硅（Si）BJT和输出SiC BJT组成的硅-碳化硅混合达林顿晶体管对（HDTP），通过共射极连接，旨在有效降低开关损耗，提升功率转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重大意义。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，降低开关损耗是提升整机效率和功率密度的关键。Si-SiC混合拓扑通过结合Si器件的驱动优势与SiC器件的高效开关特性，有望在不显著增加成本的前提下，优化逆变器及PCS的散热...
一种具有改进调制方案的硅/碳化硅混合五电平有源中点钳位逆变器
A Si/SiC Hybrid Five-Level Active NPC Inverter With Improved Modulation Scheme
Li Zhang · Zhongshu Zheng · Chushan Li · Ping Ju 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种2-SiC混合五电平有源中点钳位（5L-ANPC）全桥逆变器。该方案通过结合硅基（Si）与碳化硅（SiC）功率器件，在性能与成本之间取得了平衡，旨在优化多电平逆变器的效率与功率密度，并提出了相应的改进调制策略。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器产品线具有重要参考价值。通过采用Si/SiC混合拓扑，可以在不大幅增加成本的前提下，显著提升逆变器的转换效率和功率密度，这对于追求极致效率的PowerTitan储能变流器及新一代大功率光伏逆变器具有显著的竞争优势。建议研发团队评估该五电平拓扑在降低开关...
用于高功率密度不同Si/SiC混合三电平有源NPC逆变器的评估
Evaluation of Different Si/SiC Hybrid Three-Level Active NPC Inverters for High Power Density
Li Zhang · Xiutao Lou · Chushan Li · Feng Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
相比全SiC MOSFET转换器，Si/SiC混合方案是平衡性能与成本的有效途径。本文提出了一种系统性方法，基于续流路径排列，从两种开关单元生成了2-SiC和4-SiC混合三电平有源中点钳位（3L-ANPC）逆变拓扑，旨在实现高功率密度设计。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力——高功率密度逆变器设计。3L-ANPC拓扑广泛应用于阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器中。通过Si/SiC混合技术，公司可以在保持高性能的同时，显著降低大功率光伏逆变器和储能变流器（PCS）的成本，提升市场竞争力。建议研发团队评估该拓扑在PowerTita...
并联SiC MOSFET在第三象限运行下的浪涌电流分布
Surge Current Distribution in Paralleled SiC MOSFETs Under Third-Quadrant Operation
Man Zhang · Helong Li · Zhiqing Yang · Shuang Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文研究了并联SiC MOSFET在第一和第三象限运行时的浪涌电流承受能力。针对第三象限运行模式下浪涌电流分布缺乏深入研究的问题，文章建立了一个SiC MOSFET源漏电阻模型，分析了并联器件间的电流不平衡机制，为提升功率模块的鲁棒性提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的SiC应用至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向高功率密度、高效率演进，SiC MOSFET被广泛采用。第三象限运行常出现在逆变器死区时间或双向DC-DC变换器中，浪涌电流分布不均直接影响功率模块的可靠性与寿命。建议研发团队利用该模型优化并联驱动电路设计...
SiC IGBT综述：模型、制造、特性与应用
A Review of SiC IGBT: Models, Fabrications, Characteristics, and Applications
Lubin Han · Lin Liang · Yong Kang · Yufeng Qiu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
随着宽禁带半导体材料与工艺的成熟，SiC IGBT作为功率器件的顶尖技术已成功实现制造。本文全面回顾了过去30年SiC IGBT的发展历程，重点分析了其模型构建、结构设计及性能演进，探讨了该技术在电力电子领域的应用潜力与挑战。
解读: SiC IGBT作为下一代高压、高频功率器件的核心，对阳光电源的产品竞争力至关重要。在光伏逆变器领域，SiC IGBT有助于进一步提升组串式及集中式逆变器的功率密度与转换效率，减小散热器体积。在储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及风电变流器中，该技术能显著降低开关损耗，提升系统...
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...
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...
研究碳化硅MOSFET与肖特基二极管硬关断开关动态的分析模型
Analytical Model to Study Hard Turn-off Switching Dynamics of SiC mosfet and Schottky Diode Pair
Shamibrota Kishore Roy · Kaushik Basu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
SiC MOSFET的快速开关瞬态可能导致振荡、误导通、器件应力增大及电磁干扰。为优化布局与驱动设计，本文提出了一种能够捕捉SiC MOSFET与SiC肖特基二极管（SBD）硬关断开关动态的分析模型。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度、高效率方向演进，SiC器件已成为主流选择。该分析模型有助于研发团队在设计阶段精确预测开关过程中的电压电流应力，从而优化驱动电路布局，有效抑制电磁干扰（EMI）并...
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