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碳化硅MOSFET栅极开路故障的研究与在板检测
Investigation and On-Board Detection of Gate-Open Failure in SiC MOSFETs
Bhanu Teja Vankayalapati · Shi Pu · Fei Yang · Masoud Farhadi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文针对离散型碳化硅（SiC）MOSFET中栅极键合线断裂或脱落导致的栅极开路故障进行了深入研究。该故障在封装器件中常表现为间歇性，极难检测。文章分析了故障机理，并提出了一种有效的在板检测方法，以提升电力电子系统的可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的可靠性成为核心竞争力。栅极开路故障是SiC器件失效的重要模式，且具有隐蔽性。本文提出的在板检测技术可集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器驱动电路中，实现对S...
不同功率循环导通模式下商用SiC MOSFET老化前兆与失效机理的对比研究
Comparative Investigation on Aging Precursor and Failure Mechanism of Commercial SiC MOSFETs Under Different Power Cycling Conduction Modes
Mei Wang · Yuan Chen · Zhiyuan He · Zhaohui Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
功率循环测试（PCT）是评估SiC MOSFET长期可靠性的关键方法。本文探讨了在多种失效机理竞争环境下，单一老化前兆失效的问题，并深入分析了不同导通模式对封装可靠性的影响，旨在优化SiC器件在电力电子系统中的寿命预测与可靠性评估。
解读: SiC器件是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升效率与功率密度的核心。该研究关于SiC MOSFET在复杂功率循环下的老化机理分析，对阳光电源提升产品在极端工况下的可靠性至关重要。建议研发团队利用该研究成果优化功率模块的封装设计与热管理策略，并将其转化为iSol...
考虑动态传输特性和米勒斜坡的SiC MOSFET串扰峰值精确预测方法
An Accurate Predictive Method of Crosstalk Peaks Considering Dynamic Transfer Characteristics and Miller Ramp for SiC MOSFETs
Hao Yue · Jian Chen · Wensheng Song · Haoyang Tan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
碳化硅（SiC）MOSFET因低导通电阻和寄生参数优势被广泛应用，但其串扰现象易导致误导通或栅极氧化层损坏。本文提出了一种精确预测SiC MOSFET串扰峰值的方法，通过考虑器件动态传输特性及米勒斜坡效应，有效提升了功率变换器设计的可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的高功率密度产品至关重要。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器件，串扰问题直接影响系统的开关频率提升与可靠性。该预测方法可集成至研发仿真流程中，优化驱动电路设计，降低误导通风险，从而提升产品在极端工况下的稳定性。建议研发团队将其应用于...
基于改进模型的考虑寄生互感的并联SiC MOSFET动态均流机制分析
Dynamic Current Sharing Mechanism Analysis of Paralleled SiC MOSFETs Considering Parasitic Mutual Inductances Based on an Improved Model
Jianwei Lv · Cai Chen · Baihan Liu · Yiyang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
并联SiC MOSFET间的动态电流不平衡会导致开关损耗差异并限制电流容量。本文旨在研究电路参数，特别是寄生互感不平衡及并联参数共用值对电流分配的影响。通过建立改进的电路模型，揭示了寄生参数对动态均流的具体作用机制，为高功率密度变换器的设计提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品研发。在PowerTitan储能系统及大功率组串式/集中式光伏逆变器中，SiC MOSFET的并联应用是提升效率和功率密度的关键。研究中关于寄生互感对动态均流的影响分析，对于优化功率模块布局、降低开关损耗以及提升系统长期可靠性具有直接指导意义。建议研发团队在后...
基于无源开通延迟时间积分器的中压SiC MOSFET高精度在线结温测量
High-Accuracy Online Junction Temperature Measurement of Medium-Voltage SiC MOSFETs Based on Passive Turn-On Delay Time Integrator
Jialong Dou · Zhiqiang Wang · Guoqing Xin · Xiaojie Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种基于无源开通延迟时间（td,on）积分器的中压SiC MOSFET非侵入式在线结温（Tj）测量方法。该方法无需大栅极电阻即可实现高精度结温监测，有效解决了传统测量方案在功率密度和电路设计上的局限性，为电力电子器件的实时热管理提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司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，实时、高精度的结温监测是提升系统功率密度和可靠性的关键。该无源积分方案无需额外复杂电路，易于集成至驱动板中，有助于实现更精准的过温保护策略，延长SiC器...
无线大功率传输中SiC MOSFET结温波动抑制策略的分析、设计与实现
Analysis, Design, and Implementation of Junction Temperature Fluctuation Tracking Suppression Strategy for SiC MOSFETs in Wireless High-Power Transfer
Ruoyin Wang · Linlin Tan · Chengyun Li · Tianyi Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
为提升电动汽车无线充电（WPT）系统的可靠性并减少SiC MOSFET的热疲劳失效，本文提出了一种结温波动抑制策略。针对当前WPT系统缺乏主动热管理的问题，文章分析并设计了相应的控制方案，旨在通过抑制结温波动来延长功率器件的使用寿命。
解读: 该研究聚焦于SiC MOSFET的主动热管理，对阳光电源的功率器件应用具有重要参考价值。在阳光电源的电动汽车充电桩及高功率密度光伏/储能逆变器（如PowerTitan系列）中，SiC器件已广泛应用。通过引入结温波动抑制策略，可有效降低器件热应力，显著提升系统在极端工况下的可靠性与使用寿命。建议研发团...
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...
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...
阈值电压离散度演变对并联SiC MOSFET电流分配的影响
Impact of the Threshold Dispersity Evolution on the Current Sharing of Parallel SiC MOSFETs
Lei Tang · Huaping Jiang · Ruijin Liao · Yihan Huang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
SiC MOSFET并联是实现大容量功率变换的有效方案，但芯片参数离散度会导致电流不平衡。本文重点研究了动态阈值电压漂移现象，分析了阈值电压离散度演变对并联SiC MOSFET电流分配的影响，为提升大功率变换器的均流性能提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关系到阳光电源大功率组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的核心可靠性。在这些产品中，SiC MOSFET的并联应用是提升功率密度和效率的关键。阈值电压的动态漂移会导致并联芯片间电流失衡，长期运行可能引发局部过热及器件失效。建议研发团队在模块选型及驱动电路设计中，引入阈...
嵌入式肖特基势垒二极管的1200 V碳化硅MOSFET在短路条件下的失效机制
Failure Mechanism of 1200-V SiC MOSFET With Embedded Schottky Barrier Diode Under Short-Circuit Condition
Xu Li · Xiaochuan Deng · Zhengxiang Liao · Xuan Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本文对一款带有嵌入式肖特基势垒二极管的商用碳化硅（SiC）MOSFET（SBD - MOS）的短路鲁棒性和失效机制进行了评估和揭示。与传统平面型SiC MOSFET（C - MOS）相比，在短路条件下，SBD - MOS的失效现象存在显著差异。当SBD - MOS在600 V母线电压下的短路耐受时间（ ${t}_{\text {sc}}$ ）超过 $3.5~\mu $ s时，即使栅极关断，该器件也无法关断。在短暂下降后，短路电流会再次上升并持续一段时间，最终导致器件发生破坏性失效。相比之下，C ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1200V SiC MOSFET短路失效机制的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响产品的安全性和市场竞争力。 该研究揭示了嵌入式肖特基势垒二极管（SBD-MOS）在短路条件下的独特失效模式：当短路...
重复非钳位感性开关应力下1.2-kV 4H-SiC MOSFET退化机理的深入研究
A Deep Insight Into the Degradation of 1.2-kV 4H-SiC MOSFETs Under Repetitive Unclamped Inductive Switching Stresses
Xintian Zhou · Hongyuan Su · Ruifeng Yue · Gang Dai 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文通过实验评估了商用1.2-kV 4H-SiC MOSFET在重复非钳位感性开关（UIS）应力下的长期可靠性。研究观察了器件在经历8万次雪崩循环后，阈值电压（Vth）、漏电流（Idss）及导通电阻（Ron）的退化特性。通过电荷泵（CP）测量技术，揭示了器件内部缺陷的演变规律。
解读: SiC器件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。随着公司产品向高压化、高频化演进，SiC MOSFET在极端工况下的雪崩耐受能力直接决定了系统的长期可靠性。本文对UIS应力下器件退化机理的深入分析，对公司功率模块的选型验证、驱动电路设计以及...
通过优化屏蔽设计降低SiC半桥模块的近场磁辐射与寄生电感
Reducing Near-Field Magnetic Radiation and Parasitic Inductance in SiC Half-Bridge Modules via Optimized Shielding Design
Yi Du · Kai Lu · Boyi Zhang · Atif Iqbal 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
近场辐射和寄生电感是SiC MOSFET应用中的主要挑战。现有降低电感的方法多侧重于减小换流回路面积，但往往导致布局和制造工艺复杂化。本文基于电感由磁能积分决定的物理原理，提出了一种通过优化屏蔽设计来降低SiC半桥模块寄生电感和近场辐射的新方法，在简化工艺的同时提升了模块性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品研发。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高开关频率和更高功率密度演进，SiC器件的应用已成为核心竞争力。该屏蔽设计方法能有效抑制高频开关下的电磁干扰（EMI）并降低寄生电感，有助于优化逆变器及PCS的功率模块封装设计，...
1.2–10 kV SiC MOSFET的第三象限导通损耗：栅极偏置控制的影响
Third Quadrant Conduction Loss of 1.2–10 kV SiC MOSFETs: Impact of Gate Bias Control
Ruizhe Zhang · Xiang Lin · Jingcun Liu · Slavko Mocevic 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文探讨了功率MOSFET在第三象限导通时，栅极偏置（VG）对MOS沟道与体二极管电流分配的影响。研究表明，对于1.2 kV SiC平面MOSFET，施加高于阈值电压的正向栅极偏置可实现双通道并联导通，从而有效降低第三象限压降及导通损耗。
解读: 该研究对阳光电源的高效能电力电子产品至关重要。在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中，SiC MOSFET的第三象限导通特性直接影响双向DC-DC变换器及逆变器的效率。通过优化栅极驱动策略（如动态调整VG），可显著降低死区时间内的导通损耗，提升系统整体转换效率。建议...
串联SiC MOSFET的有源dv/dt平衡建模、设计与评估
Modeling, Design, and Evaluation of Active dv/dt Balancing for Series-Connected SiC MOSFETs
Keyao Sun · Emma Raszmann · Jun Wang · Xiang Lin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
SiC MOSFET串联是实现高阻断电压的有效方案，但开关瞬态下的电压不平衡是关键挑战。本文提出了一种利用可控等效米勒电容的有源dv/dt控制方法，通过调节开关过程中的电压变化率，有效解决了串联器件间的电压不平衡问题，提升了高压功率变换系统的可靠性。
解读: 随着阳光电源在大型地面电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中对更高直流母线电压的需求增加，SiC MOSFET的应用日益广泛。该技术通过有源dv/dt控制解决串联器件电压不平衡，能够有效提升高压功率模块的耐压等级和开关性能，降低对高压单管的依赖。建议研发团队在下一代高压组串式逆变器及大功...
具有闭环时序控制和栅极传感技术的碳化硅功率器件通用有源栅极驱动IC
Universal Active Gate Driver IC With Closed-Loop Timing Control and Gate-Sensing Technique for Silicon Carbide Power Devices
Chia-Wei Kuo · Ting-Wei Wang · Ling-Chia Chen · Chang-Ching Tu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
碳化硅（SiC）功率MOSFET在高性能系统中需求日益增长，但其高开关速度带来的电压过冲、振荡及电磁干扰（EMI）问题亟待解决。本文提出了一种通用有源栅极驱动（AGD）IC，通过闭环时序控制和栅极传感技术，在抑制过冲与优化开关损耗之间实现了更好的平衡。
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PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成趋势。该有源栅极驱动IC能有效解决SiC在高频开关下的振荡与EMI难题，有助于提升逆变器及PCS的效率，同时降低滤波器体积。建议研发团队关注该闭...
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