赵耀刘征王志强王进君李国锋 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在实际运行中常面临浪涌工况，易导致器件失效，其浪涌安全工作区（SOA）是可靠性评估的关键指标。传统评估方法依赖多次破坏性实验，成本较高。为此，提出一种低成本评估方法：首先建立考虑温度非线性影响的降阶热网络模型，并结合体二极管电路模型构建电热耦合模型；进而生成多工况下器件温度数据集，采用Kriging代理模型建立工况与结温的映射关系，实现SOA快速预测；最后通过破坏性实验验证了该方法的有效性。

解读: 该SiC MOSFET浪涌SOA评估技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC器件常面临电网故障、负载突变等浪涌工况，传统破坏性测试成本高昂。该研究提出的POD降阶热网络模型结合Kriging代理模型方法，可快速预测器件在多工况下的结温与SOA边界，显著降低可...

Ameer Janabi · Luke Shillaber · Wucheng Ying · Wei Mu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

本文提出了一种用于分立芯片的新型电力电子封装方案——标准单元。该方案由阶梯蚀刻活性金属钎焊（AMB）基板和柔性印刷电路板（flex-PCB）组成。该标准单元具有高导热性、完全电气绝缘和低杂散电感等优势，有效提升了SiC MOSFET器件的整体性能。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的赋能作用。SiC MOSFET是提升组串式光伏逆变器功率密度和效率的关键，而封装技术直接决定了器件在高频开关下的散热能力与杂散电感表现。采用AMB基板和柔性PCB的嵌入式封装方案，可显著降低寄生参数，减少开关损耗，这对阳光电源的PowerTitan储能系统及新一...

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...

Roger Stark · Alexander Tsibizov · Neha Nain · Ulrike Grossner 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月

本文全面分析了具有横向沟道的垂直结构碳化硅（SiC）功率MOSFET的非线性电压相关电容，重点研究了快速开关瞬态过程。通过二维TCAD仿真提取了依赖于栅源电压（Vgs）和漏源电压（Vds）的电容特性（Cgs, Cgd, Cds），并评估了三种不同模型在高速开关环境下的精度。

解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器功率密度和转换效率的核心。随着组串式逆变器及PowerTitan储能系统向更高开关频率发展，精确的电容模型对于优化驱动电路设计、抑制电压尖峰及降低电磁干扰（EMI）至关重要。本文提出的建模方法可直接应用于阳光电源功率模块的选型与驱动参数优化，有助于提升系统在极端工况下的...

Ho-Tin Tang · Henry Shu-Hung Chung · John Wing-To Fan · Ryan Shun-Cheung Yeung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月

针对桥臂电路中不可避免的串扰现象，本文提出了一种无源谐振电平移位器。该电路通过提供较低的关断栅源电压，有效抑制了串扰效应，并降低了SiC MOSFET体二极管的正向压降损耗，从而提升了功率变换器的效率与可靠性。

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。随着公司产品向高功率密度、高开关频率的SiC方案演进，桥臂串扰和体二极管损耗是制约效率提升的关键瓶颈。该无源谐振方案无需复杂有源控制即可优化栅极驱动特性，不仅能降低SiC模块的开关损耗，还能提升系统在...

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...

Carsten Kempiak · Andreas Lindemann · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月

本文探讨了宽禁带器件（如SiC MOSFET）在功率循环测试中的特殊性。测试中载流子俘获等器件内部变化会干扰封装老化评估，导致阈值电压漂移。文章提出了一种测量方法，旨在准确区分器件级退化与封装级失效，以优化功率循环测试的有效性。

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，器件的长期可靠性至关重要。传统的功率循环测试往往混淆了器件内部载流子俘获效应与封装老化，导致误判。该研究提出的测量方法能帮助研发团队更精准地评估SiC器件在极端工况下的...

Cen Chen · Ziqi Tao · Sibao Ding · Lianyu Su 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月

在高功率应用中，SiC MOSFET并联技术常用于提升电流容量。然而，开关过程中的动态电流不平衡会导致功率和热分布不均，影响系统稳定性。本文提出了一种带辅助支路的主动门极驱动电路（AGD），旨在解决并联SiC MOSFET的电流不平衡问题，提升系统整体可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有极高价值。随着大功率逆变器和PCS模块向更高功率密度演进，SiC器件的并联应用已成为主流。该主动门极驱动方案能有效解决并联器件间的动态电流不平衡，降低开关损耗并提升热管理水平，从而显著提高高功率密度产品的可靠性与寿...

Lingxu Kong · Sizhe Chen · Na Ren · Manyi Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

本文介绍了高性能 10 kV 额定、175 mΩ 4H - SiC 金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的成功研发。该器件的结型场效应晶体管（JFET）设计宽度为 0.8 - 1.2 μm，有源区面积为 0.67 cm²，芯片尺寸为 1 cm²。该器件采用了总长度为 350 μm 的三区结终端扩展（3 - JTE）结构，展现出超过 12 kV 的卓越阻断性能。高压碳化硅（SiC）MOSFET 设计中的一个关键挑战是平衡缩小 JFET 宽度（$W_{JFET}$）——这对于降低...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项10kV级SiC MOSFET技术突破具有重要的战略价值。该器件实现了175mΩ的超低导通电阻和12kV以上的阻断性能，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求更高功率密度和效率的目标高度契合。 在光伏逆变器应用中，10kV级器件可支持更高的直流母线电压（如1500V系统...

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...

Zhou Dong · Ren Ren · Wen Zhang · Fei Fred Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

功率模块中并联芯片在高电流开关瞬态下可能出现不稳定性，这源于并联MOSFET间的差模振荡。传统的稳定性分析通常局限于单一工作点，忽略了开关轨迹和非线性器件参数对稳定性的影响。

解读: 该研究直接关联阳光电源在光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中对SiC功率模块的应用。随着高功率密度需求增加，多芯片并联成为主流，但由此引发的振荡问题直接影响系统可靠性。建议研发团队在设计组串式逆变器及储能变流器时，引入该文提出的动态稳定性分析方法，优化驱动电路布局与寄生参...

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...

Furkan Karakaya · Anuj Maheshwari · Arijit Banerjee · John S. Donnal · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月

尽管碳化硅（SiC）MOSFET性能优越，但其可靠性限制了在高功率应用中的普及。导通电阻（Rds-on）的增加是器件早期失效的关键预兆。本文提出了一种无需电流传感器即可在线监测SiC MOSFET导通电阻的方法，旨在提升功率模块的健康状态监测与可靠性评估能力。

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，提升器件的可靠性评估是实现产品长寿命设计的关键。该方法无需额外电流传感器，降低了硬件成本与系统复杂度，非常适合集成至iSolarCloud平台，通过在线监测Rd...

Michele Riccio · Vincenzo d Alessandro · Gianpaolo Romano · Luca Maresca 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月

本文提出了一种SiC功率MOSFET的温度相关SPICE模型。该模型描述了器件的静态和动态行为，并考虑了漏电流和碰撞电离效应。通过特性测试和数据手册提取与工艺相关的MOSFET参数，并采用SPICE标准组件及模拟行为建模模块实现。

解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成为主流。该温度相关模型能够精确模拟SiC MOSFET在极端工况下的热特性及安全工作区（SOA）表现，有助于优化逆变器及PCS的功率模块设计...

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...

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...

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...

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...

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...

辛振马欣伟赖耀康刘新宇白月 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45

高共模抑制比（CMRR）的浮动测量对功率变换系统评估至关重要。宽禁带器件如SiC MOSFET的高速开关特性引入高dv/dt干扰，给电压测量带来挑战。现有商用探头因对称性缺陷、成本高或温漂问题难以兼顾高CMRR与低成本需求。本文分析隔离探头共模增益机理及CMRR影响因素，提出基于三同轴线缆的扰动抑制方案，并设计采用射频Balun或数字隔离+FPGA的探头结构。实验验证表明，探头带宽达228 MHz，灵敏度误差在81 MHz内低于3%，CMRR达78 dB@1 MHz、65 dB@10 MHz，兼...

解读: 该高CMRR隔离电压探头技术对阳光电源的SiC功率器件测试与产品优化具有重要价值。可直接应用于SG系列光伏逆变器、ST系列储能变流器和充电桩等产品的SiC MOSFET开关特性测试,有助于精确评估dv/dt干扰和开关损耗。其78dB@1MHz的高CMRR性能可显著提升测试精度,而低成本设计也适合产线...