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全垂直式GaN-on-SiC沟槽MOSFET
Fully-Vertical GaN-on-SiC Trench MOSFETs
Jialun Li · Renqiang Zhu · Ka Ming Wong · Kei May Lau · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本文首次展示了由导电 AlGaN 缓冲层实现的全垂直型碳化硅基氮化镓沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。该器件展现出良好的导通状态性能，包括 2.43 kA/cm² 的最大漏极电流密度和 5 V 的高阈值电压。在低 ${\boldsymbol {V}}_{\text {DS}}$ 下相对较高的比导通电阻是由尚未优化的 AlGaN/碳化硅异质结所引起的膝电压导致的。测得该器件的击穿电压为 334 V。与准垂直型硅基氮化镓沟槽 MOSFET 相比，全垂直型碳化硅基氮化镓沟槽 MOSFE...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全垂直GaN-on-SiC沟槽MOSFET技术具有重要的战略意义。该器件实现了2.43 kA/cm²的高电流密度和5V的高阈值电压，这对于我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有直接价值。高阈值电压意味着更强的抗干扰能力和更高的系统可靠性，这在大功率应用场景中至关重要。 ...
安全工作区外重复过电压硬开关下SiC MOSFET参数退化特性与机理
Parameter Degradation Characteristics and Mechanisms of SiC MOSFETs under Repetitive Overvoltage Hard-Switching Beyond Safe Operating Area
张岩薛少鹏李阳李现亭刘进军 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
受寄生电感或串联器件分压不均影响，SiC MOSFET可能承受超出安全工作区的短时过电压硬开关应力，导致参数退化或失效。现有可靠性研究多集中于安全工作区内长期静态工况，难以准确评估实际寿命。本文研究两种额定电压SiC MOSFET在过电压硬开关下的退化机制，并与栅极开关应力及静态过电压实验结果对比。结果表明：第一象限工作器件因栅氧化层退化，阈值电压Vth和导通电阻RDS(on)下降，栅极漏电流IGSS与漏极截止电流IDSS上升，动态特性随之改变；第三象限工作器件因堆垛层错扩展导致体二极管正向压降...
解读: 该研究揭示的SiC MOSFET过电压硬开关退化机理对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，母线电压波动、寄生电感振荡及串联器件分压不均常导致SiC器件承受瞬态过电压应力。研究发现的热载流子注入导致Vth和RDS(on)退化、体二极管压降增加等机制，可指导Po...
重复应力条件下沟槽型碳化硅MOSFET短路安全工作区的确定
Determination of Short-Circuit Safe Operating Area of Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Stress Conditions
Renze Yu · Saeed Jahdi · Phil Mellor · Olayiwola Alatise 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
在本研究中，对对称双沟槽和非对称沟槽碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在不同短路持续时间（ ${t} {_{\text {sc}}}$ ）和漏源电压（ ${V} {_{\text {ds}}}$ ）下进行了重复短路测量。对碳化硅MOSFET的短路安全工作区（SCSOA）进行了表征。结果表明，在所有测试条件下失效的器件均出现栅源短路故障。失效循环次数与短路能量（ ${E} {_{\text {sc}}}$ ）有关，而短路能量受 ${t} {_{\text {s...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于沟槽型SiC MOSFET短路安全工作区（SCSOA）的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响系统的安全性和全生命周期成本。 该研究揭示了重复短路应力下器件失效的关键机理，特别是栅源短路失效模式与...
针对带有开尔文源极的SiC桥臂功率模块中失配引起的虚假栅源电压的分析与抑制
Analysis and Mitigation on Mismatch-Induced Spurious Gate–Source Voltages in SiC Bridge-Leg Power Modules With Kelvin Sources
Cheng Zhao · Laili Wang · Junhui Yang · Shijie Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
在桥臂结构中，虚假栅源电压（串扰电压）可能导致一个开关在其互补开关开通期间误触发。现有研究多将开关视为单芯片，但在大电流SiC功率模块中，每个开关由多个并联SiC MOSFET（PSMs）构成，其串扰特性与单管存在差异。本文通过理论分析与实验研究发现，电源网络失配引起的不平衡电压会在PSMs的串扰电压中引入额外的差模振荡分量，该分量无法被有源密勒钳位（AMC）有效抑制。为此提出两种抑制方法：一是在驱动回路中集成小型共模电感（CM），二是在PSMs两端并联额外SiC肖特基二极管（SBD）。通过基准...
解读: 该研究针对SiC桥臂功率模块的串扰抑制技术，对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块设计具有重要价值。文中提出的共模电感集成和SBD并联方案，可直接应用于PowerTitan大型储能系统中多芯片并联SiC模块的桥臂设计，有效抑制电源网络失配导致的差模振荡，降低误触发风险。该技术可提...
碳化硅功率MOSFET模型：一种基于Levenberg-Marquardt算法的精确参数提取方法
Silicon Carbide Power MOSFET Model: An Accurate Parameter Extraction Method Based on the Levenberg–Marquardt Algorithm
Wadia Jouha · Ahmed El Oualkadi · Pascal Dherbecourt · Eric Joubert 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种基于Levenberg-Marquardt算法的碳化硅（SiC）功率MOSFET模型参数提取方法。通过改进的紧凑模型，研究了SiC MOSFET在不同温度和输入电压下的静态特性。仿真结果与实测数据吻合度极高，验证了该方法的准确性。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器和储能系统功率密度与效率的核心技术。该研究提出的高精度参数提取方法，能够显著提升SiC MOSFET在仿真环境下的模型保真度，对公司研发组串式光伏逆变器（如SG系列）及大功率储能变流器（如PowerTitan）具有重要意义。通过更精确的静态特性建模，研发团队可优化驱动电...
一种基于响应面模型和非线性优化的开尔文连接并联SiC MOSFET动态电流平衡方法
A Method to Balance Dynamic Current of Paralleled SiC MOSFETs With Kelvin Connection Based on Response Surface Model and Nonlinear Optimization
Cheng Zhao · Laili Wang · Fan Zhang · Fengtao Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
针对大容量高频应用中带开尔文源极连接的多芯片SiC功率模块，由于布局不对称导致的并联芯片间动态电流不平衡问题，本文提出了一种通过调整键合线和铜走线连接点来缓解电流失配的方法，并结合响应面模型与非线性优化技术进行验证。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan系列大功率储能变流器（PCS）具有重要意义。随着产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的应用日益广泛。并联均流是提升功率模块可靠性和利用率的关键，该研究提出的布局优化与建模方法，可直接指导阳光电源研发团队在设计高功率密度功率模块时，通过优...
基于数据手册的SiC MOSFET开关损耗、开通/关断过电压、di/dt及dv/dt预测方法
Datasheet Driven Switching Loss, Turn-ON/OFF Overvoltage, di/dt, and dv/dt Prediction Method for SiC MOSFET
Cheng Qian · Zhiqiang Wang · Guoqing Xin · Xiaojie Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种基于器件数据手册的SiC MOSFET开关损耗、开通/关断过电压、di/dt及dv/dt的快速解析预测方法。通过电荷守恒和磁通守恒原理简化开关过程分析，建立了相应的解析方程，为电力电子变换器的设计与优化提供了高效的理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。随着SiC MOSFET在组串式光伏逆变器（如SG系列）和储能变流器（如PowerTitan系列）中的广泛应用，高频化带来的开关损耗和EMI问题日益突出。本文提出的解析预测方法，能够帮助研发团队在产品设计初期快速评估SiC器件的动态性能，无需繁琐的仿真即可优化驱动...
用于三相碳化硅逆变器的带偏移补偿罗氏线圈开关电流传感器设计
Design of Rogowski Switch-Current Sensor With Offset Compensation for Three-Phase SiC Inverter
Sang Min Kim · Rolando Burgos · Taesuk Kwon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种用于三相碳化硅（SiC）逆变器电流控制的带偏移补偿罗氏线圈开关电流传感器（RSCS）。该传感器集成于四层PCB驱动板中，利用Ansys软件（Maxwell和Q3D）分析线圈参数并与实测结果对比。文章详细介绍了模拟信号处理电路的设计，旨在提升SiC高频开关环境下的电流检测精度。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器具有重要参考价值。随着SiC器件在阳光电源产品中的广泛应用，高频开关带来的EMI干扰和电流检测精度问题日益突出。将电流传感器集成于驱动板（PCB）的设计方案，有助于缩小逆变器功率模块体积，提升系统集成度。建议研发团队关注该传...
高温应用下SiC MOSFET反向恢复现象的研究
Investigation of Reverse Recovery Phenomenon for SiC MOSFETs in High-Temperature Applications
Cheng Qian · Zhiqiang Wang · Da Zhou · Yuxin Ge 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文研究了SiC器件在25°C至250°C高温环境下的反向恢复现象。文章分析了反向恢复机制及其影响因素，提出了分段等效电路模型，并探讨了两种可能加剧反向恢复的不匹配工况，为高温功率电子系统的设计提供了理论依据。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度与效率的核心。随着PowerTitan等储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，器件在高温下的热应力与开关特性至关重要。本文提出的高温反向恢复模型及不匹配工况分析，可直接指导阳光电源研发团队在高温高频工况下的驱动电路优化与功率模块热设计，有效降...
考虑布局主导互感耦合的多芯片并联SiC MOSFET动态均流模型
A Dynamic Current Sharing Model of Multichip Parallel SiC MOSFETs Considering Layout-Dominated Mutual Inductance Coupling
Zexiang Zheng · Cai Chen · Jianwei Lv · Yiyang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
并联SiC MOSFET的动态电流不平衡会导致损耗不均甚至热失控。由布局引起的寄生参数不平衡是主要原因。本文提出了一种定量模型，全面考虑了所有电感及互感耦合，以分析并联SiC MOSFET的动态均流问题。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率等级演进，SiC MOSFET并联应用日益广泛。该模型能精准指导功率模块的PCB布局与叠层设计，有效抑制动态电流不平衡，从而降低开关损耗、提升热稳定性，并延长核心功率器件的使用寿命。建议研发团队将其...
碳化硅高温封装芯片连接材料综述
Review of Die-Attach Materials for SiC High-Temperature Packaging
Fengze Hou · Zhanxing Sun · Meiying Su · Jiajie Fan 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
碳化硅（SiC）器件在高温、高压和高频应用中优于硅器件。为充分发挥SiC的高温潜力，电力电子封装需采用耐高温的芯片连接材料。本文综述了高温芯片连接材料的最新研究进展，分析了其在极端工况下的可靠性与热管理挑战。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC器件的应用已成为核心趋势。芯片连接材料（Die-attach）直接决定了功率模块在高温环境下的热阻与寿命。本文的研究对于公司提升SiC功率模块的封装可靠性、优化热设计具有重要参考价值。建议研发团队关注银烧结（S...
基于栅极电荷注入概念的SiC MOSFET开关过电压与振荡同步抑制技术
Simultaneous Mitigation of Switching Overvoltage and Oscillation for SiC MOSFET via Gate Charge Injection Concept
Peng Sun · Xiaofei Pan · Xudong Han · Huayang Zheng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对SiC MOSFET因寄生电感和高开关速度导致的过电压与振荡问题，本文提出了一种基于栅极电荷注入（GCI）概念的新型辅助电路。该电路通过在漏极与栅极间引入可控电荷，有效抑制了开关过程中的电压尖峰及高频振荡，从而提升了电压裕量并降低了电磁干扰（EMI）。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC MOSFET的应用已成为提升效率的关键。该GCI技术能有效解决高频开关带来的电压应力与EMI难题，有助于优化逆变器功率模块的PCB布局与驱动电路设计，在保证高可靠性的前提下进一步缩小产品体积。建议研发团队...
基于硬件闭环控制的开尔文源极连接SiC MOSFET串扰抑制有源门极驱动器
The Active Gate Driver Based on Hardware Closed-Loop Control for Crosstalk Suppression of SiC MOSFETs With Kelvin-Source Connection
Mingkai Cui · Lei Chen · Yulong Pei · Feng Chai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对桥式电路中SiC MOSFET开尔文源极连接带来的串扰问题，提出了一种基于硬件闭环控制的有源门极驱动器（AGD）。通过设计简单的硬件闭环控制器，有效调节驱动信号，从而抑制电压串扰，提升功率变换器的可靠性与应用潜力。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度、高开关频率演进，SiC MOSFET的应用已成为主流。开尔文源极连接虽能提升开关性能，但带来的串扰问题是制约系统可靠性的关键瓶颈。该有源门极驱动（AGD）方案通过硬件...
栅极回路电感不匹配对并联SiC MOSFET阈值电压离散性演变及电流分配的影响
Influence of Mismatched Gate Loop Inductance on Threshold Dispersity Evolution and Current Sharing of Parallel SiC MOSFETs
Lei Tang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Yihan Huang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
在大功率应用中，SiC MOSFET并联技术至关重要。然而，栅极电路的不对称性会导致栅极电感不匹配，进而引发电流不平衡。本文深入研究了阈值电压离散性的演变规律及其对并联器件电流分配的影响，为提升高功率密度电力电子系统的可靠性提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关系到阳光电源大功率组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan系列）的核心功率模块设计。随着SiC器件在光储产品中的广泛应用，并联均流与长期可靠性是提升系统功率密度和效率的关键。该文献关于栅极回路电感对阈值电压漂移及电流不平衡影响的分析，对优化阳光电源功率模块的PCB...
串联SiC MOSFET的主动电压平衡技术以实现中压SRDAB在各种关断条件下的安全运行
Active Voltage Balancing of Series-Connected SiC MOSFETs Enabling Safe Operation Under Various Turn-Off of MV SRDAB Conditions
Przemysław Trochimiuk · Rafał Miśkiewicz · Shirin Askari · Dimosthenis Peftitsis 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文针对用于电池储能系统（BES）的中压双向串联谐振双主动桥（SRDAB）变换器，提出了一种串联SiC MOSFET的主动电压平衡方案。仿真研究表明，在BES充放电过程中，电池电压的变化会导致不同的关断条件，该技术能有效保障串联器件在动态工况下的电压均衡与安全运行。
解读: 该技术对阳光电源PowerTitan及ST系列大功率储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向更高直流侧电压等级发展，采用SiC MOSFET串联技术可有效提升功率密度并降低损耗。该主动电压平衡方案能解决高压环境下器件动态均压难题，提升系统在宽电压范围（如电池SOC变化）下的可靠性。建议研...
一种SiC MOSFET栅氧化层退化与结温解耦的在线状态监测方法
An Online Condition Monitoring Method for Gate-Oxide Degradation and Junction Temperature Decoupling of SiC MOSFETs
Jinbo Li · Shilin Shen · Qunfang Wu · Shiyu Qiu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
该文提出了一种实时监测SiC MOSFET结温与栅氧化层退化的方法。现有监测技术常受结温波动影响导致栅氧化层退化指标漂移，从而产生监测误差。本文旨在通过解耦手段实现SiC MOSFET健康状态的精准在线评估。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和效率，器件的可靠性成为核心竞争力。该研究提出的结温与栅氧化层退化解耦监测技术，能够有效解决SiC器件在复杂工况下的老化评估难题，有助于提升iSolarClo...
一种用于LED应用的高压SiC基Boost PFC变换器
A High-Voltage SiC-Based Boost PFC for LED Applications
Antonio Leon-Masich · Hugo Valderrama-Blavi · Josep M. Bosque-Moncusi · Luis Martinez-Salamero · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文提出了一种用于LED应用、由电网供电的单级Boost PFC变换器。该变换器采用碳化硅（SiC）功率器件，工作在连续与断续导通模式的边界，以有效降低开关损耗。系统输入为230V交流电网，输出端可实现1200V直流电压，适用于高压LED阵列驱动。
解读: 该文献探讨的SiC基高压Boost PFC拓扑，在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势。对于阳光电源而言，虽然该文侧重于LED应用，但其核心技术——基于SiC的PFC控制策略及高压变换技术，可直接迁移至阳光电源的户用光伏逆变器（如SG系列）及充电桩产品线中。建议研发团队关注该拓扑在减小无源元件体积...
SiC功率MOSFET温度敏感电参数研究
An Investigation of Temperature-Sensitive Electrical Parameters for SiC Power MOSFETs
Jose Ortiz Gonzalez · Olayiwola Alatise · Ji Hu · Li Ran 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文研究了SiC MOSFET的动态温度敏感电参数（TSEP）。研究表明，在特定工况下，开通期间的漏极电流变化率（dID/dt）与栅极电流平台（IGP）的耦合可作为有效的TSEP。由于负温度系数效应，这两个参数均随结温升高而增加。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度的核心技术。该研究提出的基于dID/dt和IGP的结温监测方法，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统。通过在iSolarCloud平台集成此类在线结温监测算法，可实现对功率模块的实时健康状态（SO...
一种基于双端口S参数测量提取SiC功率MOSFET寄生电感的新表征技术
A New Characterization Technique for Extracting Parasitic Inductances of SiC Power MOSFETs in Discrete and Module Packages Based on Two-Port S-Parameters Measurement
Tianjiao Liu · Thomas T. Y. Wong · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
SiC功率MOSFET的寄生电感严重影响开关性能，导致振荡、损耗及电磁干扰。本文提出了一种基于双端口S参数测量的新技术，可精确表征分立器件及功率模块中的寄生电感，为优化电力电子系统设计提供关键参数支持。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器中，SiC器件的广泛应用对开关速度和损耗控制提出了更高要求。通过精确提取寄生电感，研发团队可优化PCB布局与驱动电路设计，有效抑制开关振荡，提升系统效率并降低EMI风险。建议将此表征技术引入功率模块选型测试及逆变...
面向高dv/dt中压功率器件的创新栅极驱动器设计与开发
Design Considerations and Development of an Innovative Gate Driver for Medium-Voltage Power Devices With High dv/dt
Anup Anurag · Sayan Acharya · Yos Prabowo · Ghanshyamsinh Gohil 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
中压碳化硅（SiC）器件正逐步取代硅基IGBT。本文探讨了中压SiC器件在电力变换器设计中的应用，重点分析了高dv/dt环境下栅极驱动器的设计挑战，旨在简化变换器拓扑结构，提升系统可靠性与功率密度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中对SiC器件应用比例的提升，高dv/dt带来的电磁干扰与绝缘挑战日益突出。本文提出的创新栅极驱动技术，有助于优化SiC模块的开关特性，降低开关损耗，并提升系统在高压工况下的可靠性。建议研发团队关注该驱动...
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