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10 kV, 100 A 碳化硅MOSFET功率模块评估
Assessment of 10 kV, 100 A Silicon Carbide mosfet Power Modules
Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · Kalle Ilves · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文对配备第三代芯片且无外置续流二极管的10 kV SiC MOSFET功率模块进行了全面表征。通过在不同温度下测量静态性能(如IDS-VDS、C-V特性、漏电流及体二极管特性),验证了利用SiC MOSFET体二极管的可行性。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块,对阳光电源的未来产品布局具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)演进,高压SiC器件是提升组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器(PCS)功率密度与效率的关键。特别是利用SiC体二极管替代外置二极管的方案,有助于进一步简化电路...
用于预测功率模块中SiC MOSFET芯片功率损耗与温度的电热联合仿真
Electrothermal Cosimulation for Predicting the Power Loss and Temperature of SiC MOSFET Dies Assembled in a Power Module
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文提出了一种电热联合仿真方法,能够精确复现Buck变换器功率模块中SiC MOSFET芯片的功率损耗与温度。研究重点在于SiC MOSFET体二极管的非理想电流-电压特性,通过电热耦合模型实现了对器件运行状态的准确预测。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务至关重要。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack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,精确的电热联合仿真能显著优化功率模块的热设计与可靠性评估。建议研发团队引入该仿真流程,通过多物理场耦合分析,在产品设计阶段精准预测Si...
利用有源门极驱动器在体二极管关断期间实现串联SiC MOSFET的有源电压平衡
Active Voltage Balancing of Series-Connected SiC MOSFETs During Body-Diode Turn-Off Using an Active Gate Driver
Ajay Rai · P. Ganesan · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
串联SiC MOSFET是提升中压功率变换器效率与功率密度的有效途径。然而,在MOSFET及其体二极管关断过程中,电压不平衡问题极具挑战。本文提出一种有源门极驱动策略,旨在解决串联器件在关断瞬态下的电压应力分配问题,提升高压功率变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压光伏逆变器及大功率储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏系统向更高直流电压等级(如1500V及以上)演进,SiC器件的应用日益广泛。通过串联技术提升耐压能力,可简化拓扑结构并降低损耗。建议研发团队关注该有源门极驱动方案在组串式逆变器及PCS功率模块中的...
基于电致发光效应的SiC MOSFET结温与电流同步提取方法
Online Junction Temperature and Current Simultaneous Extraction for SiC MOSFETs With Electroluminescence Effect
Haoze Luo · Junjie Mao · Chengmin Li · Francesco Iannuzzo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于SiC MOSFET体二极管电致发光机理的结温与电流同步提取方法。通过观测发射光谱中的两个特征峰,证明了可以同时测量结温和漏极电流。该方法通过解耦两者关系,为功率器件的在线监测提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度、高效率方向演进,SiC MOSFET的应用日益广泛。该方法无需额外传感器,即可实现器件结温与电流的实时精准监测,能够显著提升逆变器与PCS系统的可靠性评估精度,优...
基于温度敏感光学参数
TSOP)的SiC功率MOSFET在线结温提取
Chengmin Li · Haoze Luo · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
准确获取SiC功率MOSFET的结温对于保障设备安全运行及可靠性评估至关重要。本文提出了一种基于SiC体二极管电致发光现象的在线结温提取方法。研究发现,在体二极管正向导通期间,器件会发出可见蓝光,其强度与结温具有相关性,可用于实现非接触式在线结温监测。
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、风电变流器)具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度、高效率方向演进,SiC器件的应用日益广泛。该TSOP方法提供了一种非侵入式的在线结温监测手段,能够显著提升逆变器及PCS在极端工况下的热管理精度,优化过温保护策略...
SiC MOSFET体二极管温度相关反向恢复特性用于半桥开关损耗评估
Temperature-Dependent Reverse Recovery Characterization of SiC MOSFETs Body Diode for Switching Loss Estimation in a Half-Bridge
Debiprasad Nayak · Ravi Kumar Yakala · Manish Kumar · Sumit Kumar Pramanick · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
在硬开关MOSFET变换器中,开通损耗是总开关损耗的主要部分。在半桥配置中,随着结温升高,互补MOSFET体二极管的反向恢复效应会导致开通损耗进一步增加。在设计初期准确评估不同工况下的开关损耗对于优化变换器效率和热管理至关重要。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,如组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统。随着公司产品向高功率密度和高效率演进,SiC MOSFET已成为提升逆变器效率的关键。该文献提出的温度相关损耗评估模型,能显著提升研发阶段对SiC功率模块热设计和效率预测的精度,有助于优化散...
一种基于SiC MOSFET集成电流检测FET的死区时间控制栅极驱动器
A Dead-Time-Controlled Gate Driver Using Current-Sense FET Integrated in SiC MOSFET
Akimasa Niwa · Takanori Imazawa · Ryota Kojima · Masahiro Yamamoto 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
相比硅基IGBT,SiC MOSFET能显著降低开关损耗与导通损耗。然而,其体二极管较高的正向压降导致死区时间内损耗增加,削弱了整体效率优势。本文提出一种集成电流检测FET的栅极驱动器,通过精确控制死区时间,有效降低SiC MOSFET的体二极管导通损耗,提升系统效率。
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及PowerTitan储能系统)具有极高价值。随着公司产品向高功率密度、高效率演进,SiC器件已成为主流选择。该研究提出的死区时间优化方案,能直接解决SiC MOSFET体二极管损耗问题,进一步提升逆变器在高温及高频工况下的效率。建议研发团队关注该集成...
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...
SiC和CoolMOS功率MOSFET中双极型闩锁效应的紧凑型电热可靠性建模与实验表征
Compact Electrothermal Reliability Modeling and Experimental Characterization of Bipolar Latchup in SiC and CoolMOS Power MOSFETs
Roozbeh Bonyadi · Olayiwola Alatise · Saeed Jahdi · Ji Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
本文提出并验证了一种用于寄生BJT闩锁效应的紧凑型动态全耦合电热模型。该模型有助于提升商用功率器件的可靠性。BJT闩锁可由体二极管反向恢复硬换流(高dV/dt)或非钳位电感开关(UIS)下的雪崩导通触发。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器)至关重要。随着公司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,其在高dV/dt工况下的闩锁风险是影响系统可靠性的关键瓶颈。该电热耦合模型可集成至研发流程中,用于优化逆变器及PCS的驱动电路设计与保...
功率MOSFET体二极管开关性能与鲁棒性分析:技术评估
An Analysis of the Switching Performance and Robustness of Power MOSFETs Body Diodes: A Technology Evaluation
Saeed Jahdi · Olayiwola Alatise · Roozbeh Bonyadi · Petros Alexakis 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文探讨了1.2kV SiC MOSFET、硅功率MOSFET及900V CoolMOS体二极管在不同温度下的开关损耗与电热鲁棒性权衡。研究发现,所有器件的动态雪崩击穿最大正向电流均随电源电压和温度升高而降低,其中CoolMOS表现出最高的闩锁电流。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中大规模应用SiC MOSFET及高压CoolMOS,体二极管的动态雪崩鲁棒性直接影响系统在极端工况下的可靠性。建议研发团队在功率模块选型及驱动电路设计时,充分考虑温度对雪崩电流的影响,优化死区时间...
桥臂电路中同步SiC MOSFET体二极管引起的负偏置阈值电压不稳定性
Body Diode Induced Negative-Bias Vth Instability of Synchronous SiC MOSFET in Bridge-Leg Circuit
Peixuan Wang · Yunhong Lao · Youyi Yin · Meng Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文报道了桥臂电路中同步SiC MOSFET因体二极管引起的负偏置阈值电压(Vth)不稳定性。在反向恢复阶段,体二极管注入的空穴向源极/栅极侧移动,部分空穴轰击栅氧化层,导致栅氧化层缺陷/陷阱产生,进而引起Vth漂移。
解读: 该研究直接关系到阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中SiC功率模块的长期可靠性。随着公司产品向高功率密度、高开关频率演进,SiC器件的应用日益广泛。该文揭示的体二极管反向恢复导致的Vth漂移机制,对公司在高温、高频工况下的驱动电路设计及栅极保护策略具有重要指导意义。建...
平面栅SiC MOSFET MOS沟道与体二极管耦合导通机制对第三象限浪涌电流能力的影响
Influence of Coupling Conduction Mechanism Between MOS-Channel and Body Diode on 3rd Quadrant Surge Current Capability of Planar-Gate SiC MOSFETs
Man Zhang · Helong Li · Qiang Chen · Haoran Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文研究了平面栅SiC MOSFET中MOS沟道与体二极管之间的耦合导通机制,及其对第三象限浪涌电流能力的影响。研究发现,当MOS沟道开启时,MOS沟道与体二极管并非独立的电流路径,MOS沟道会抑制体二极管的导通能力,从而影响器件在浪涌工况下的可靠性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品(如组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器)中SiC功率模块的选型与可靠性设计。在光储系统中,逆变器常处于双向功率流动状态,SiC MOSFET的第三象限导通特性对提升系统效率和应对电网浪涌冲击至关重要。建议研发团队在设计高功率密度模块...
1.2kV平面型与沟槽型SiC MOSFET体二极管重复脉冲电流应力下的退化研究
Investigation on Degradation of 1.2-kV Planar and Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Pulse Current Stress of Body Diode
Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian · Monikuntala Bhattacharya 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文首次实验研究了1.2kV商用SiC MOSFET(平面栅、增强对称沟槽及非对称沟槽结构)的体二极管可靠性。通过提出的重复脉冲电流测试平台,在保证热限制的前提下实现了高电流测试。研究揭示了不同结构SiC MOSFET在体二极管导通应力下的退化机理,为功率器件选型与可靠性设计提供了重要参考。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及电动汽车充电桩的核心功率器件。随着公司产品向高功率密度、高效率方向演进,SiC器件的应用已成主流。本文针对不同结构SiC MOSFET体二极管在重复脉冲下的退化研究,对公司优化逆变器及PCS的死区时...
用于抑制桥臂SiC MOSFET串扰效应及降低体二极管损耗的无源谐振电平移位器
Passive Resonant Level Shifter for Suppression of Crosstalk Effect and Reduction of Body Diode Loss of SiC MOSFETs in Bridge Legs
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...