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一种基于栅极电流检测的SiC MOSFET超快通用短路保护技术
An Ultrafast Universal Short-Circuit Protection Technique Based on Gate Current Detection for SiC MOSFET
Zipeng Ke · Jun Wang · Bo Hu · Xuanting Song 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对SiC MOSFET短路故障，本文提出了一种基于栅极电流检测的超快通用短路保护方法。该方法利用短路发生时栅极电流的特征变化，实现对故障的快速响应，显著提升了功率器件在极端工况下的可靠性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC MOSFET的应用日益广泛。该技术通过栅极电流检测实现超快短路保护，能有效解决SiC器件短路耐受时间短的痛点，提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队在下一代高频功率模块驱动电...
级联GaN HEMT短路失效的物理机理研究
Physical Understanding on Short-Circuit Failure for Cascode GaN HEMTs
Xuanting Song · Jun Wang · Gaoqiang Deng · Yongzhou Zou 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
短路耐受能力是开关电源中功率器件的重要指标。针对硅基和碳化硅MOSFET已有广泛研究，但对由硅MOSFET与耗尽型GaN HEMT（DHEMT）构成的级联GaN高电子迁移率晶体管，其短路失效机制尚不明确。本文通过实验与数值模拟相结合的方法，分别提取两种器件的电学特性，揭示级联结构在短路过程中的电热失效机制。结果表明，DHEMT承受的电热应力远高于硅MOSFET，更易发生热失效。进一步的热-力耦合仿真显示，异质结层间热膨胀系数差异引发的机械应力是导致DHEMT失效的根源。此外，分析了栅极控制机制对...
解读: 该级联GaN HEMT短路失效机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要指导价值。研究揭示的DHEMT热应力集中和异质结热膨胀失配机制，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN器件选型与保护设计。针对短路鲁棒性与导通电阻的折衷设计指导，有助于优化PowerTitan大型储能系统的功率模块热...