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基于芯片级串联SiC MOSFET的2.4 kV半桥功率模块设计
Design of a 2.4 kV Half-Bridge Power Module With Chip-Level Series-Connected SiC MOSFETs
Tobias Nieckula Ubostad · Yoganandam Vivekanandham Pushpalatha · Frank Mauseth · Dimosthenis Peftitsis · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文介绍了一种由两个芯片级串联连接的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）构成的功率模块封装工艺。通过优化芯片布局、互连结构及封装材料，实现了高压条件下良好的电压均衡与热管理性能。该模块无需外部均压电阻即可在2.4 kV工作电压下稳定运行，显著提升了功率密度与开关速度。实验验证了其在高温、高频工况下的可靠性，适用于高效率、高功率密度的电力电子系统。
解读: 该芯片级串联SiC MOSFET功率模块技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。2.4kV耐压等级可直接应用于ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器系统，无需外部均压电阻的设计简化了功率模块外围电路，提升系统可靠性。芯片级串联方案实现的高功率密度与快速开关特性，可优化PowerTitan储能系统...
一种具有钳位功能的GaN器件栅源电压振荡抑制方法
A Suppression Method for Gate-Source Voltage Oscillation With Clamping Function for GaN Devices
Jian Chen · Jianping Xu · Wensheng Song · Quanming Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
由于开关速度极快，氮化镓（GaN）器件比硅MOSFET更容易产生严重的开关振荡。不同于硅和碳化硅器件，GaN器件的栅极电压额定值较低（通常驱动电压为5V，最大额定值仅为6V）。本文提出了一种具有钳位功能的栅极驱动电路，以有效抑制GaN器件的栅源电压振荡，确保其在高速开关过程中的可靠性。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品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。该文献提出的栅极电压钳位技术，直接解决了GaN器件在高速开关过程中因电压过冲导致的栅极击穿风险，对提升阳光电源户用逆变器及电动汽车充电桩产品的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在下一代高频化...
面向中压电机驱动的7-kV 1-MVA碳化硅模块化多电平变换器原型
7-kV 1-MVA SiC-Based Modular Multilevel Converter Prototype for Medium-Voltage Electric Machine Drives
Jianyu Pan · Ziwei Ke · Muneer Al Sabbagh · He Li 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文介绍了一款基于1.7-kV碳化硅（SiC）MOSFET的7-kV直流母线、1-MVA、0-1000 Hz模块化多电平变换器（MMC）原型，旨在满足高速中压变频驱动需求。文章详细阐述了子模块、桥臂电感及系统集成的设计方案。
解读: 该研究采用的SiC模块化多电平拓扑（MMC）在高压大功率变流领域具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术路线可为公司未来的中压大功率储能变流器（PCS）或大型工业驱动产品提供技术储备。SiC器件的应用能有效提升系统功率密度并降低开关损耗，有助于优化PowerTitan系列等大型储能系统的散热设计与体积...
1200V沟槽型SiC MOSFET重复雪崩应力下的失效机理研究
Investigation of Failure Mechanisms of 1200 V Rated Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Avalanche Stress
Xiaochuan Deng · Wei Huang · Xu Li · Xuan Li 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文通过实验研究了非对称沟槽（AT）和双沟槽（DT）结构碳化硅（SiC）MOSFET的重复雪崩耐受能力。研究揭示了不同结构的失效机理：AT-MOSFET主要表现为热诱导疲劳或场氧化层击穿，而DT-MOSFET则表现为电场诱导的栅氧化层退化或击穿。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS实现高功率密度和高效率的核心器件。1200V SiC器件在复杂工况下的雪崩耐受能力直接决定了系统的可靠性。本文揭示的AT与DT结构失效机理，对阳光电源在器件选型、驱动电路保护设计及功率模块封装优化具有重要指导意义。建议研发...
900 V 10 mΩ SiC MOSFET的精确量热开关损耗测量
Accurate Calorimetric Switching Loss Measurement for 900 V 10 mΩ SiC mosfets
Jon Azurza Anderson · Christoph Gammeter · Lukas Schrittwieser · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出并评估了三种精确（±20%）的量热法开关损耗测量方法，相比传统量热法，该方法能以更快的速度（20-25分钟/点）测量硬开关和软开关损耗。文中对开关损耗测量数据的准确性进行了全面分析，为后续开关损耗数据的准确性评估设定了基准。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和转换效率，开关损耗的精确评估至关重要。该文献提出的高精度量热测量方法，能够有效解决SiC器件在高频、高压工况下损耗测量误差大的痛点。建议研发团队将其应用于新一代高频功率模块的...
一种用于SiC MOSFET关断延迟检测的新方法及其在在线结温监测中的应用
A Novel Method for Turn-Off Delay Detection in SiC MOSFETs With Application to Online Junction Temperature Monitoring
Xiaohui Lu · Laili Wang · Lei Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
传统的关断延迟检测方法需测量漏源电压（VDS），在电路设计上需兼顾高压摆幅与低压段的精确测量，难度极大。本文提出了一种测量关断延迟时间的新方法，通过简化测量电路，有效解决了高压环境下的信号检测难题，并将其应用于SiC MOSFET的在线结温监测。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着SiC MOSFET在高效能功率模块中的广泛应用，结温监测是提升系统可靠性与功率密度的核心。该方法无需复杂的VDS高压采样电路，能降低硬件成本并提高在线监测的鲁棒性。建议研发团队将其集成至iSolarCl...
利用开口绕组配置抑制SiC MOSFET驱动的电机过电压
Motor Overvoltage Mitigation on SiC MOSFET Drives Exploiting an Open-End Winding Configuration
Salvatore De Caro · Salvatore Foti · Tommaso Scimone · Antonio Testa 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
由于SiC MOSFET具有极短的开关时间和高开关频率，电力电缆上的电压反射现象对交流电机驱动系统构成严重威胁。传统的RLC抑制网络会增加成本并降低效率。本文提出了一种完全不同的过电压抑制方法，通过采用开口绕组配置来缓解电机端的过电压问题。
解读: 该研究聚焦于SiC器件在高频开关下的电压反射与过电压抑制，这对阳光电源的功率变换技术具有参考价值。虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏逆变器和储能PCS，但随着公司在电动汽车充电桩及风电变流器领域的深入，SiC的应用日益广泛。该文提出的开口绕组配置及无源抑制优化思路，可为公司在开发高功率密度、高开关频率...
用于串联SiC MOSFET电压平衡的关断延迟控制有源驱动器
Active Gate Driver With Turn-off Delay Control for Voltage Balancing of Series–Connected SiC MOSFETs
Myeongsu Son · Younghoon Cho · Seunghoon Baek · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种用于串联SiC MOSFET的有源栅极驱动技术。通过精确控制关断延迟，解决了因器件参数不一致导致的电压失衡问题，避免了过压击穿及热损耗不均，提升了高压功率变换器的可靠性与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的高压组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着光伏系统向1500V甚至更高电压等级演进，SiC器件的应用日益广泛。通过有源驱动技术实现SiC器件的串联应用，可在不依赖昂贵高压器件的前提下提升系统耐压能力，降低损耗并提升功率密度。建议研发团队关注...
基于SiC的零电压开关逆变器抑制电机过电压
Motor Overvoltage Mitigation Using SiC-Based Zero-Voltage Switching Inverter
Suleman Yunus · Wenlong Ming · Carlos E. Ugalde-Loo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文针对碳化硅（SiC）MOSFET在高压变化率（dv/dt）下引起的电机过电压问题，提出了一种新型电感电容参数选择方法。该方法旨在通过零电压开关技术，减轻长电缆驱动系统中电缆和电机绝缘层的压力，避免局部放电和电压分布不均，从而提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器及工业驱动产品线具有重要参考价值。SiC器件的应用虽能提升效率和功率密度，但伴随的高dv/dt会加速电机绝缘老化。通过引入零电压开关（ZVS）拓扑及优化的滤波器参数设计，可在不牺牲效率的前提下降低电机侧电压应力。建议研发团队在下一代高频SiC变流器设计中，将此抑制策略集成...
SiC MOSFET的近似SPICE建模
Approximate SPICE Modeling of SiC MOSFETs
Pawel Piotr Kubulus · Janus Dybdahl Meinert · Szymon Beczkowski · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
宽禁带半导体（WBG）的应用对SPICE电路仿真提出了更高要求，需在保证计算效率的同时准确评估快速振荡瞬态。由于现有软件缺乏内置模型，本文提出了一种基于非线性行为建模的近似SPICE仿真方法，旨在解决WBG器件仿真中的计算瓶颈与精度平衡问题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率电子技术。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，高精度的器件建模对于优化开关瞬态、抑制EMI及提升系统可靠性至关重要。建议研发团队利用该近似建模方法优化驱动电路设计，减少高频振荡带来的电...
基于关断延迟时间的SiC MOSFET老化在线结温监测
Turn-OFF Delay Time Based Online Junction Temperature Monitoring for SiC MOSFETs Over Aging
Bolun Zhang · Zheng Wang · Zhixiang Zou · Guanghui Shi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
结温（Tj）是监测功率变换器中半导体工作状态的关键指标。本文研究了利用热敏电参数（TSEPs）实现在线结温测量的方法，重点探讨了关断延迟时间（td_off）作为TSEP在SiC MOSFET老化过程中的适用性，为功率器件的健康状态监测提供了有效手段。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着SiC MOSFET在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器中的广泛应用，实现高精度的在线结温监测对于提升系统可靠性至关重要。该方法通过监测关断延迟时间，无需额外传感器即可实时感知器件热应力，有助于优化逆变器在极端工况下的热管理策略，延长产品...
SiC MOSFET在并网T型逆变器中的优势
The Benefits of SiC mosfets in a T-Type Inverter for Grid-Tie Applications
Alexander Anthon · Zhe Zhang · Michael A. E. Andersen · Donald Grahame Holmes 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文探讨了多电平变换器在谐波性能和开关损耗方面的优势。针对低压应用，分析了中点钳位（NPC）逆变器因电流流经两个开关器件而导致的导通损耗问题，并重点研究了SiC MOSFET在T型逆变器中的应用，旨在通过宽禁带半导体技术提升并网逆变器的效率与功率密度。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式逆变器及户用逆变器的技术演进方向。T型三电平拓扑是阳光电源实现高效率、小体积设计的核心技术之一。引入SiC MOSFET可显著降低开关损耗，提升整机效率，对于优化阳光电源SG系列组串式逆变器的散热设计及功率密度至关重要。建议研发团队在下一代高频化、小型化逆变器产品中，重点...
半桥封装SiC功率MOSFET动态电容的一步提取法用于EMI分析
One-Step Method of Dynamic Capacitances Extraction From a SiC Power MOSFET in a Half-Bridge Package for EMI Analysis
Jaewon Rhee · Sanguk Lee · Changmin Lee · Seongho Woo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种从半桥封装SiC MOSFET中提取动态电容的一步法，旨在优化电路设计与电磁兼容性（EMI）分析。动态电容特性对MOSFET的开关行为至关重要，该方法为高频功率变换器的EMI预测与抑制提供了精确的参数支持。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。随着公司组串式逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为主流。准确的动态电容提取方法能显著提升EMI滤波器设计的精确度，减少反复调试成本，并优化开关损耗。建议研发团队将此方法集成至iSo...
一种基于开通栅极电流变化率的SiC MOSFET栅极氧化层退化在线监测方法
An Online Gate Oxide Degradation Monitoring Method for SiC MOSFETs Based on Turn-ON Gate Current Change Rate
Hui Meng · Junwei Liu · Yi Zhang · Chi Yung Chung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
栅极氧化层退化（GOD）是SiC MOSFET在高压高温环境下运行的主要可靠性挑战。本文提出了一种基于开通栅极电流变化率峰值（dig/dt,max）的在线状态监测方法，利用非侵入式PCB罗氏线圈实现对器件健康状态的实时评估。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC功率模块，提升功率器件的寿命预测能力至关重要。该监测方法无需改变现有电路拓扑，通过非侵入式手段实现栅极氧化层退化的在线诊断，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对核心功率器件的预防性维护。建议研发团...
基于平均栅极驱动电流提取的SiC MOSFET在线栅极漏电流监测
Online Gate Leakage Current Monitoring for SiC MOSFET Based on Average Gate Drive Current Extraction
Wenyuan Ouyang · Tao Fan · Zhijie Qiu · Dan Zheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
针对SiC MOSFET栅极结构脆弱的特点，监测栅极漏电流对其可靠性至关重要。本文提出了一种在线监测方法，通过提取平均栅极驱动电流，实现了高监测分辨率与灵活栅极驱动结构的兼容，有效提升了SiC功率器件的在线健康状态评估能力。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中全面引入SiC功率模块以提升功率密度和转换效率，SiC器件的长期可靠性成为关键。该技术提供了一种无需复杂硬件改动的在线监测方案，可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器核心功率器件的早期故障预警。建议...
SiC低压MOSFET的温度缩放与C–V建模用于IC设计
Temperature Scaling and C–V Modeling of SiC Low-Voltage MOSFETs for IC Design
Abu Shahir Md Khalid Hasan · Md Maksudul Hossain · Md. Zahidul Islam · Muhammad Majharul Islam 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种适用于高温环境的碳化硅（SiC）nMOS和pMOS器件SPICE模型及其瞬态特性。该工作在BSIM4SiC模型基础上扩展，重点研究界面陷阱对高温性能及电容-电压（C–V）特性的影响。提出了模型参数的高温缩放修正方法，并考虑了界面陷阱效应，定义了本征载流子浓度与平带电压偏移方程。针对nMOS和pMOS开发了新的C–V参数提取方法，并描述了用于C–V测量的MOSCAP与多指MOSFET测试结构。仿真结果在高温下与实验数据吻合良好，验证了模型准确性。
解读: 该SiC低压MOSFET高温建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。针对ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，精确的高温C-V特性模型可优化SiC器件驱动电路设计，降低开关损耗并提升高温环境可靠性。界面陷阱效应的温度缩放方法为功率模块热设计提供仿真依据，特别适用于沙漠、热带等极端工况下的Power...
考虑阈值电压不稳定性SiC MOSFET动态分析开关损耗模型
Dynamic Analytical Switching Loss Model of SiC MOSFET Considering Threshold Voltage Instability
Yumeng Cai · Peng Sun · Yuankui Zhang · Cong Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
准确的开关损耗建模对SiC MOSFET及功率变换器至关重要。本文针对长期运行中栅氧化层退化对开关性能的影响，提出了一种考虑阈值电压（VTH）不稳定性导致的“动态”时间相关分析模型，填补了传统静态模型在长期可靠性评估方面的空白。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性成为核心竞争力。该研究提出的动态损耗模型能更精准地预测SiC MOSFET在全生命周期内的性能漂移，有助于优化逆变器及PCS的寿命预测算法。建议研发团队将其引入iSolar...
一种利用源极寄生电阻和电感提取SiC功率MOSFET漏极电流的技术
A Drain Current Extraction Technique Using Source Parasitic Resistance and Inductance in SiC Power MOSFETs
Tiantian Liu · Yuhua Quan · Xuetong Zhou · Yufei Tian 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
为实时监测碳化硅（SiC）功率MOSFET的运行状态，本文提出了一种基于封装寄生参数的在路漏极电流提取技术。通过对开尔文源极与功率源极之间的连接进行建模，将其等效为串联的电阻（RSS）和电感（LSS）。通过对RSS和LSS两端的电压进行积分和采样，可实现对漏极电流的实时重构。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的应用价值。随着公司在光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块，实现对器件电流的实时、高精度监测对于提升系统可靠性和故障诊断能力至关重要。该方法无需额外的电流传感器，有助于降低系统成本并减小体积。建议研发团队将其集成至...
基于SiC MOSFET的半双有源桥DC-DC变换器多模式控制策略
Multimode Control Strategy for SiC mosfets Based Semi-Dual Active Bridge DC–DC Converter
Deshang Sha · Jiankun Zhang · Tengfei Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
为满足半双有源桥（semi-DAB）DC-DC变换器在电池充电应用中的全负载范围运行需求，本文提出了一种多模式控制策略。该策略在重载下采用单移相控制，轻载下结合脉宽调制（PWM）与变频控制，在极轻载下进一步优化PWM策略，有效提升了变换器的效率与运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要意义。半双有源桥拓扑因其高功率密度和双向功率流特性，是储能变流器（PCS）和直流快充模块的核心。文章提出的多模式控制策略能够显著提升SiC器件在宽负载范围下的转换效率，特别是在轻载工况下的效率优化，...
基于SiC的双开关反激变换器中MOSFET的电压分担
Voltage Sharing Between MOSFETs in a SiC-Based Two-Switch Flyback
Joni-Markus Hietanen · Kalyan Gokhale · Brian Veik · Tommi J. Kärkkäinen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
双开关反激变换器通过增加开关管和钳位二极管，将每个开关管的峰值电压限制在输入直流电压水平。这种拓扑结构在关断状态下由两个开关管共同分担电压，从而支持更高的直流输入电压，或允许使用低耐压等级的功率器件，提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究探讨的双开关反激拓扑及SiC器件电压分担技术，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要参考价值。在追求高功率密度和高效率的趋势下，利用SiC器件配合该拓扑，可有效降低开关管电压应力，从而选用更低导通电阻的器件，进一步降低损耗。建议研发团队在小功率辅助电源设计或高压输入DC-DC变...
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