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低温应用下SiC平面/沟槽MOSFET雪崩工作边界的综合评估
Comprehensive Assessment of Avalanche Operating Boundary of SiC Planar/Trench MOSFET in Cryogenic Applications
Jinwei Qi · Xu Yang · Xin Li · Wenjie Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文系统评估了SiC平面及沟槽型MOSFET在90K至340K温度范围内的雪崩耐受能力。研究揭示了极端温度条件下功率器件的雪崩机制及其温度依赖性，对于提升电力转换系统在严苛环境下的安全运行及可靠性设计具有重要指导意义。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，器件在极端环境下的可靠性至关重要。该研究揭示的雪崩边界特性，可直接指导研发团队在进行高压大功率模块设计时，优化驱动电路保护策略及热管理方案。特别是在高寒地区运行的户外光伏及储能设备，该研究提供...
考虑无米勒平台效应的SiC MOSFET零关断损耗转换的确定与实现
Determination and Implementation of SiC MOSFETs Zero Turn-off Loss Transition Considering No Miller Plateau
Shijie Song · Han Peng · Xinbo Chen · Qing Xin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文探讨了在零电压开关（ZVS）变换器中实现SiC MOSFET零关断损耗（ZTL）的方法。针对现有研究中对ZTL现象量化模型缺失及开关瞬态假设不准确的问题，本文提出了新的分析模型，旨在突破开关频率限制，进一步提升电力电子变换器的功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的核心产品线具有重大意义。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC MOSFET的应用已成为提升功率密度和效率的关键。通过实现零关断损耗（ZTL），可以显著降低高频开关下的发热，从而缩小散热器体积，提升整机功率密度。建议研发团队在...
基于PCB型罗氏线圈电流传感器的SiC MOSFET短路保护：设计指南、实用方案与性能验证
Short-Circuit Protection for SiC MOSFET Based on PCB-Type Rogowski Current Sensor: Design Guidelines, Practical Solutions, and Performance Validation
Ju-A Lee · Dong Hyeon Sim · Byoung Kuk Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于SiC MOSFET功率转换系统的鲁棒短路保护电路，该电路基于PCB型罗氏线圈（RCS）电流传感器。文章详细阐述了RCS的理论设计准则，旨在降低传感误差并提升检测性能，并通过双脉冲测试进行了验证。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，短路保护的可靠性成为核心挑战。传统的去饱和检测法在高速开关下易受干扰，本文提出的PCB型罗氏线圈方案具有高带宽、抗电磁干扰强等优势，能有效提升SiC功率模块在极端工况下...
基于场路耦合的SiC MOSFET电热耦合建模及其在浪涌结温计算中的应用
Electrical-Thermal Coupling Modeling of SiC MOSFETs Based on Field-Circuit Coupling and Its Application in Junction Temperature Calculation During Surges
Yao Zhao · Zhiqiang Wang · Jinjun Wang · Yingbo Tang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
芯片温度对于评估SiC MOSFET的浪涌可靠性至关重要。与常规工况下依赖虚拟结温不同，评估浪涌条件下芯片内部的非均匀温度分布对于提升器件鲁棒性和现场可靠性至关重要。本文提出了一种基于场路耦合的SiC MOSFET电热耦合建模新方法，用于精确计算浪涌过程中的结温分布。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）中SiC器件的选型与可靠性设计。随着公司产品向高功率密度、高效率演进，SiC器件在极端浪涌工况下的热应力分析成为提升系统鲁棒性的关键。该电热耦合建模方法可应用于研发阶段的功率模块仿真，优化散热设计与驱动保护...
开关损耗大小对SiC MOSFET开关模式功率循环测试寿命的影响
Influence of Switching Loss Magnitude on Lifetime During a Switch-Mode Power Cycling Test of SiC MOSFETs
James Abuogo · Jörg Franke · Josef Lutz · Thomas Basler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
为使功率循环测试更贴近实际应用，本文研究了开关损耗对离散型SiC MOSFET功率循环寿命的影响。通过在不同开关损耗量级下进行四种开关模式功率循环测试，分析了开关损耗对器件失效机理及寿命的影响，为宽禁带器件的可靠性评估提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET已成为核心功率器件。本文提出的开关模式功率循环测试方法，比传统测试更真实地模拟了逆变器在实际工况下的热应力，对优化阳光电源产品的功率模块设计、提升系统在复杂电网环境下的长期可靠性...
准两电平串联SiC MOSFET的浪涌电流分析与抑制方法
Analysis and Mitigation Method of Inrush Current for Quasi-Two-Level Series-Connected SiC mosfets
Yangjian Li · Jun Zeng · Yue Li · Jinghao Zheng 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
串联SiC MOSFET是中压直流应用中平衡成本与性能的有效方案。本文针对准两电平（Q2L）调制策略下的混合钳位结构，分析了其在间接串联连接时的浪涌电流问题，并提出了相应的抑制方法，利用其固有的电压自平衡能力，无需额外复杂电路即可实现可靠运行。
解读: 该研究对于阳光电源在中压光伏逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）的功率模块设计具有重要参考价值。随着光伏系统向更高直流电压等级发展，SiC器件的串联应用是提升效率和功率密度的关键路径。该文提出的Q2L调制及浪涌抑制方法，能够有效解决多管串联带来的电压应力与可靠性挑战，有助于优化公司...
基于SiC器件的混合级联多电平变换器无变压器6.6-kV STATCOM
A Transformerless 6.6-kV STATCOM Based on a Hybrid Cascade Multilevel Converter Using SiC Devices
Yushi Koyama · Yosuke Nakazawa · Hiroshi Mochikawa · Atsuhiko Kuzumaki 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文开发了一种基于SiC器件的混合级联多电平变换器无变压器静止同步补偿器（STATCOM）原型，额定电压6.6kV，功率100kVA。该拓扑结合了多电压变换器单元、Si与SiC半导体器件以及混合调制技术，旨在提升中高压并网设备的效率与功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的中高压储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网设备具有重要参考价值。采用SiC器件与混合级联拓扑可显著降低系统体积与损耗，实现无变压器化，从而提升系统功率密度和并网效率。建议研发团队关注该混合调制策略，探索其在阳光电源高压PCS产品中的应用潜力，以进一步优化中高压电网...
非对称与双沟槽SiC MOSFET在雪崩条件下的失效模式研究
Investigation and Failure Mode of Asymmetric and Double Trench SiC mosfets Under Avalanche Conditions
Xiaochuan Deng · Hao Zhu · Xuan Li · Xing Tong 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文通过实验与有限元仿真，研究了来自两家厂商的1200V非对称及双沟槽碳化硅（SiC）MOSFET在单脉冲非钳位感性开关（UIS）应力下的表现。分析了雪崩时间随雪崩能量的变化规律，以及临界雪崩能量对温度的依赖性，揭示了其失效机理。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan等储能系统中大规模应用1200V SiC MOSFET，器件的鲁棒性直接决定了系统可靠性。本文研究的UIS雪崩失效模式对逆变器在极端电网波动或短路故障下的保护策略设计具有重要指导意义。建议研发团队参考该失效机理，优化驱动电路的退饱和保护阈值，并在功...
通过增加等离子体扩展层提高SiC MPS二极管的浪涌电流能力
Improving Surge Current Capability of SiC Merged PiN Schottky Diode by Adding Plasma Spreading Layers
Na Ren · Jiupeng Wu · Li Liu · Kuang Sheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种在碳化硅（SiC）MPS二极管中引入等离子体扩展层（PSL）的新型结构设计。与传统MPS二极管中孤立的P+岛设计不同，该结构通过P+等离子体扩展层连接P+岛，有效促进了双极电流的扩展，从而显著提升了器件的浪涌电流承受能力。
解读: 该研究直接针对SiC功率器件的核心痛点——浪涌电流能力，这对阳光电源的高功率密度光伏逆变器和储能变流器（PCS）至关重要。在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中，SiC器件常面临电网侧故障带来的浪涌冲击。采用具备PSL结构的SiC MPS二极管，可提升系统在极端工况下的可靠性，降低对过流保...
一种基于单片Si-RC缓冲器的并联SiC MOSFET动态均流方法
A Dynamic Current Balancing Method for Paralleled SiC MOSFETs Using Monolithic Si-RC Snubber Based on a Dynamic Current Sharing Model
Jianwei Lv · Cai Chen · Baihan Liu · Yiyang Yan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
并联SiC MOSFET间的动态电流不平衡会导致损耗不均并降低电流容量。现有均流方法存在电路复杂或设计实现困难的问题。本文提出了一种通过在并联MOSFET间连接单片Si-RC缓冲器的动态均流方法，在保持电路结构简单的同时，有效解决了动态电流不平衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。随着功率密度要求的不断提升，SiC MOSFET并联技术已成为大功率变换器的必然选择。该研究提出的单片Si-RC缓冲器方案结构简单且易于集成，能够有效解决并联器件间的动态电流不平衡问题，从而降低开关损...
一种基于非接触式PCB罗氏线圈的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 With Contactless PCB Rogowski Coil Approach
Jianlong Kang · Ankang Zhu · Yu Chen · Haoze Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
SiC MOSFET栅极氧化层的实时退化监测是提升功率变换器可靠性的关键。现有监测方法多需直接电气连接，降低了系统可靠性。本文提出一种基于开通瞬态电流变化率的非接触式监测方法，通过PCB罗氏线圈实现，有效避免了对主电路的干扰，提升了监测的安全性与准确性。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块，器件的长期可靠性成为核心竞争力。该非接触式监测技术无需改变主电路拓扑，即可实现对SiC器件栅极健康状态的实时评估，极大地降低了系统故障风险。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运...
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...
基于新型Fowler–Nordheim定位方法研究浪涌电流引起的SiC MOSFET沟槽栅极退化
Investigation of Inrush Current Induced Trench Gate Degradation Inside SiC Mosfet by New Fowler–Nordheim Localization Methodology
Hanqing Zhao · Xuan Li · Yifan Wu · Rui Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文深入研究了不同关断栅源电压（VGS）下，SiC MOSFET沟槽栅极在浪涌电流作用下的退化机制。通过引入预处理技术确保栅极相关参数测量的准确性，排除了可恢复成分的干扰。同时，提出了一种新的Fowler–Nordheim定位方法，用于分析栅极氧化层的退化特性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan等储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性至关重要。浪涌电流引起的栅极退化直接影响产品在复杂电网环境下的寿命。本文提出的Fowler–Nordheim定位方法可作为研发阶段功率模块可靠性评估的有效手段，帮助优化驱动...
利用开关振荡幅度特征实现DC-DC变换器中SiC MOSFET开关时间的非接触式监测
Noncontact SiC MOSFET Switching Time Monitoring in DC–DC Converter Using Switching Oscillation Amplitude Feature
Dawei Xiang · Yipeng Li · Hao Li · Yunpeng Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
SiC MOSFET的开关时间是评估其运行性能与健康状态的关键参数。然而，直接测量漏源或栅源电压存在安全与精度挑战。本文提出了一种基于开关振荡幅度特征的非接触式监测方法，有效解决了上述难题，为功率器件的在线状态监测提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要价值。随着SiC器件在高效能变换器中的广泛应用，开关时间的精准监测直接关联到功率模块的健康管理与寿命预测。通过非接触式监测技术，阳光电源可在iSolarCloud平台中集成更高级的预测性维护功能，在不增加额...
三电平交错式DC-DC中压SiC变换器中的共腿耦合电感配置
Common-Leg Coupled Inductor Configuration in a Three-Level Interleaved DC–DC Medium Voltage SiC-Based Converter
Michał Harasimczuk · Rafał Kopacz · Rafał Miśkiewicz · Radosław Sobieski 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种三电平交错式DC-DC变换器中的新型共腿耦合电感结构。研究分析了该结构的调制方法，重点探讨了其对电流纹波、功率损耗及共模噪声的影响。该概念通过基于SiC器件的中压双向变换器原型进行了验证。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率组串式逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（1500V及以上）演进，利用SiC器件配合三电平拓扑可显著提升功率密度和效率。文中提出的共腿耦合电感技术能有效优化电流纹波并抑制共模噪声，有助于降低滤波器体积，...
一种基于准浮空沟道的SPICE模型，用于提高多结构SiC MOSFET的建模精度
A Quasi-Floating Channel-Based SPICE Model for Improving the Modeling Accuracy of SiC MOSFETs With Multiple Device Structures
Fu-Jen Hsu · Ting-Fu Chang · Cheng-Tyng Yen · Chih-Fang Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种新型准浮空沟道模型，旨在精确模拟碳化硅（SiC）MOSFET在第三象限的工作特性。该模型有效解决了现有模型在负栅源电压（VGS）偏置下模拟精度不足的问题，显著提升了I-V特性的仿真准确性，并通过广泛的实验验证了其有效性。
解读: SiC MOSFET是阳光电源提升光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）功率密度与效率的核心器件。该模型通过精确模拟SiC器件在第三象限的导通特性，能显著优化PCS在双向变换过程中的死区时间设置与开关损耗计算。在产品研发阶段，应用此高精度模型可缩短仿真与实测的偏差，提升高频化...
栅极电压跌落作为SiC MOSFET在线健康监测的新指标
Gate Voltage Dip as a New Indicator for Online Health Monitoring of SiC MOSFETS
Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sébastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于SiC/SiO2界面质量及栅氧化层较薄，SiC MOSFET易受电荷俘获机制影响，导致性能下降及损耗增加。本文提出一种模拟方法，通过提取栅极电压跌落特征，实现对SiC MOSFET老化机制的在线监测。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/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，器件的长期可靠性成为关键。该研究提出的栅极电压跌落监测方法，无需复杂计算，易于集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器控制板中。建议研发团队将其转化为在...
商用1.2-kV碳化硅MOSFET烧入技术的分析与优化
Analysis and Optimization of Burn-In Techniques for Screening Commercial 1.2-kV SiC MOSFETs
Limeng Shi · Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
老化测试技术是一种成熟的筛选方法，旨在消除碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）栅极氧化物中的早期故障。尽管该技术应用广泛，但优化老化测试技术以提高其效率和可行性仍是一项重大挑战。本研究对经过老化测试后的商用1.2 kV SiC平面MOSFET的性能进行了研究，重点关注阈值电压（ ${V}_{\text {th}}\text {)}$ 、导通电阻（ ${R}_{\text {on}}\text {)}$ ）和亚阈值迟滞（Hy）等参数。对SiC MOSFET在老化...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在产品中大量使用1.2kV SiC MOSFET作为核心功率器件。该论文针对SiC MOSFET老化筛选技术的优化研究，对提升我司产品可靠性和降低制造成本具有重要战略意义。 从业务价值角度，该研究直击SiC器件早期失效筛选的核心痛点。传统burn-...
无底板SiC MOSFET功率模块封装方案研究
Investigation of Packaging Solutions for SiC MOSFET Baseplateless Modules
Elena Mengotti · Ivana Kovacevic-Badstuebner · Enea Bianda · Christoph Kenel 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文对四家供应商的1200V碳化硅（SiC）MOSFET无底板功率模块进行了功率循环能力对比研究。通过统计学分析评估了不同封装技术下的长期可靠性表现，旨在客观对比各封装方案的性能差异。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）中功率模块的选型与可靠性设计。随着SiC器件在光伏和储能变流器中的广泛应用，无底板封装技术能有效提升功率密度并降低系统成本。阳光电源应参考该研究的功率循环测试方法，建立针对不同供应商SiC模块的可靠性评估标准，优化模块封...
用于SiC器件快速开关与串扰抑制的智能栅极驱动
Intelligent Gate Drive for Fast Switching and Crosstalk Suppression of SiC Devices
Zheyu Zhang · Jeffery Dix · Fei Fred Wang · Benjamin J. Blalock 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）器件的智能栅极驱动方案，旨在充分发挥其在桥式电路配置中的高开关速度潜力。通过引入包含两个辅助晶体管和两个二极管的栅极辅助电路，该方案能够主动控制桥臂中两个器件的栅极电压和栅极回路阻抗，从而有效抑制串扰并提升开关性能。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成为提升系统效率的关键。该智能驱动技术能有效解决SiC在高频切换下的电压尖峰与串扰问题，有助于优化逆变器及PCS的散热设计，减小磁性元件体积。建议研发团队关注该主动栅极控制策略，将其集成至下一代高...
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