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基于晶闸管与IGBT半桥子模块串联的新型混合直流断路器
Novel Hybrid DC Circuit Breaker Based on Series Connection of Thyristors and IGBT Half-Bridge Submodules
Fan Zhang · Yu Ren · Zenan Shi · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
混合直流断路器（HCB）是直流电网的关键设备，但因需大量全控型功率器件以承受高浪涌电压电流，成本高昂。本文提出一种结合晶闸管与IGBT半桥子模块的新型HCB拓扑，利用晶闸管低成本、高通流能力的优势，有效降低了系统成本，并解决了晶闸管关断困难的问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，直流侧故障保护成为核心挑战。该拓扑通过晶闸管与IGBT的混合串联，在保证快速切断故障电流的同时显著降低了功率器件成本，有助于提升阳光电源大型储能变流...
一种用于SiC-MOSFET模块快速瞬态测量的集成数字信号反馈传感器
An Integrated Digital Signal Feedback Sensor for Fast Transient Measurements of SiC-MOSFET Modules
Zenan Shi · Fei Xiao · Yifei Luo · Laili Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）MOSFET模块的数字信号反馈传感器设计方法，旨在应用于未来的有源栅极驱动器。该方法实现了高带宽、高集成密度和低延迟的瞬态测量，并针对现有研究的不足提出了创新解决方案，为提升功率模块的驱动性能与保护机制提供了技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该集成传感器技术可显著优化有源栅极驱动电路，提升对SiC模块瞬态过程的实时监测能力，从而在实现更精准的过流/过压保护的同时，进一步压...
IGBT建模中栅漏重叠氧化层电容数据手册驱动提取方法的比较与优化
Comparison and Optimization of Datasheet-Driven Extraction of Gate-Drain Overlap Oxide Capacitance in IGBT Modeling
Yuwei Wu · Laili Wang · Jianpeng Wang · Zenan Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
提取栅漏重叠氧化层电容（Coxd）是IGBT紧凑建模的关键步骤。本文对比了两种通用的数据手册驱动提取方法：基于反向电容电压特性的C-V法和基于栅极电荷特性的Q-V法，旨在揭示其内在机理并进行优化，以提升IGBT模型在电力电子仿真中的准确性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能PCS）中功率模块的精确建模。IGBT作为逆变器和PCS的核心功率开关，其开关损耗和电磁干扰（EMI）特性高度依赖于Coxd等寄生参数。通过优化数据手册驱动的参数提取方法，研发团队能显著提升仿真模型在宽电压、大电流...
基于热平衡的IGBT功率模块安全工作区及其退化评估方法
Thermal Balance-Based Evaluation Method for Safe Operating Areas and Its Degradation of IGBT Power Module
Tongyao Han · Yifei Luo · Binli Liu · Hao Yuan 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
针对IGBT功率模块在短时过载时的热应力和电热特性强非线性,数据手册二维安全工作区(SOA)无法满足可靠性评估需求。提出基于热平衡原理的SOA定量评估方法,建立包含电压、电流和结温的三维SOA防止IGBT热失效。所提SOA表明IGBT可在超额定电流两倍以上安全运行,结温可超448.15K(175°C)而不发生热失效。建立器件热不稳定性表征准则和半导体物理-热传导理论集成的净热流分析模型,考虑长期运行中电热特性退化对SOA的影响。仿真和实验验证了SOA及其退化有效预测短时过载下IGBT可靠性。
解读: 该IGBT三维安全工作区评估技术对阳光电源IGBT功率模块应用有重要可靠性保障价值。热平衡SOA方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的IGBT选型和过载保护设计,提高短时过载能力。电热耦合退化模型对PowerTitan大型储能系统的长期可靠性预测和维护策略制定有指导意义。该技术对阳光电源功率模...