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功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 5.0

一种针对SiC MOSFET的新型主动温度管理策略

A Novel Active Temperature Management Strategy for SiC MOSFETs

Ruoyin Wang · Hong Zheng · Xiaoyong Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月

SiC MOSFET的可靠性受非稳态工况下结温波动的影响。本文提出了一种等效栅极电阻控制方法,通过动态调节开关损耗实现器件的主动热管理(ATM)。该方法仅使用两个离散电阻,相比传统多路复用方案更具优势,有效提升了功率器件在复杂工况下的热稳定性与可靠性。

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。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向高功率密度、高频化发展,SiC MOSFET的应用已成为主流。该主动热管理策略能有效抑制器件结温波动,直接提升逆变器在极端环境下的寿命与可靠性。建议研发团队在下一代高压SiC功率模块设计中引入该控制...

功率器件技术 IGBT 可靠性分析 功率模块 ★ 5.0

基于峰值栅极电流的IGBT结温测量

IGBT Junction Temperature Measurement via Peak Gate Current

Nick Baker · Stig Munk-Nielsen · Francesco Iannuzzo · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月

本文提出了一种用于MOS门控功率半导体器件结温测量的电气方法。该方法通过检测IGBT或MOSFET在导通期间外部栅极电阻上的峰值电压来实现。该电压与峰值栅极电流成正比,并因栅极驱动回路中与温度相关的参数波动而随温度变化。

解读: 结温监测是提升阳光电源逆变器及储能PCS可靠性的核心技术。该方法无需额外传感器,通过监测栅极驱动回路即可实现实时结温感知,极大地降低了硬件成本。对于PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器,该技术可精准评估功率模块在极端工况下的热应力,从而优化热管理策略,延长IGBT使用寿命。建议研发团队将...

可靠性与测试 功率模块 可靠性分析 故障诊断 ★ 5.0

基于双扩展卡尔曼滤波的变任务剖面下MOSFET实时状态监测

Real-Time MOSFET Condition Monitoring for Variable Mission Profiles With a Dual Extended Kalman Filter

Martijn Deckers · Leander Van Cappellen · Jens Moschner · Michaël Daenen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种在变任务剖面应用中,利用外部可测电气参数实时检测功率MOSFET退化的方法。该方法通过监测对损伤和温度敏感的漏源导通电阻及栅极电阻,克服了现有文献仅适用于固定工况的局限性,为电力电子器件的健康管理提供了实时监测方案。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统)具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度和长寿命设计演进,功率器件(尤其是SiC/GaN等宽禁带半导体)的可靠性是核心竞争力。该方法无需额外传感器即可实现器件健康状态的在线监测,有助于iS...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

共源共栅GaN HEMT短路振荡研究

Investigation on the Short-Circuit Oscillation of Cascode GaN HEMTs

Peng Xue · Luca Maresca · Michele Riccio · Giovanni Breglio 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月

本文研究了共源共栅(Cascode)氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)在短路条件下产生的自激振荡现象。研究发现,该振荡在短路事件中被激发,且栅极电阻RG对抑制该振荡的效果并不显著。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频化功率变换器中对GaN器件的应用探索,该研究具有重要参考价值。Cascode GaN器件在极端短路工况下的自激振荡可能导致器件失效,影响逆变器可靠性。建议研发团队在设计驱动电路及短路保护策略时,不能仅依赖增加栅极电阻,需结合寄生参数优化PCB布局,或采用更先进的快速...

功率器件技术 SiC器件 IGBT 功率模块 ★ 4.0

栅极电阻对改善硅/碳化硅混合开关动态过流应力的影响

Impact of Gate Resistance on Improving the Dynamic Overcurrent Stress of the Si/SiC Hybrid Switch

Xiaofeng Jiang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Hua Mao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月

硅/碳化硅(Si/SiC)混合开关(HyS)结合了高电流Si IGBT与低电流SiC MOSFET的优势,在轻载和重载下均能实现更低的导通损耗。然而,为避免器件损坏,必须解决HyS在重载条件下所面临的动态过流应力问题。本文研究了栅极电阻对缓解该过流应力的影响。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升,Si/SiC混合开关技术可在保持成本优势的同时,有效降低系统损耗。通过优化栅极驱动电路(如动态调整栅极电阻),可以显著改善功率模块在重载工况下的动态过流应力,从而提升逆变器和PCS的...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

衬底偏压对欧姆p型栅GaN高电子迁移率晶体管非钳位感性开关能力的影响

Effect of Substrate Bias in Ohmic p-Gate GaN-HEMTs on Unclamped Inductive Switching Capability

Wataru Saito · Shin-Ichi NIshizawa · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本文测量了欧姆 p 栅氮化镓(GaN)-高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同衬底偏置条件下的非钳位电感开关(UIS)能力。GaN-HEMT 的一个关键缺点是其 UIS 能力极低,因为没有用于消除碰撞电离产生的空穴的结构。因此,过电压应力导致的失效位置在很大程度上取决于碰撞电离产生的空穴的电流路径。本文报道,通过调制空穴电流路径,浮动或正偏置衬底条件可以提高欧姆 p 栅 GaN-HEMT 的 UIS 能力。此外,在浮动衬底条件下增加栅极电阻会减缓电压变化率(dV/dt),导致在半导通状态下消耗更多...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心应用场景来看,这项关于欧姆p栅GaN-HEMT器件非钳位感性开关能力的研究具有重要的技术参考价值。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗等优势,正逐步成为我司下一代高效率逆变器和储能变流器的关键技术路线,但其固有的低UIS能力一直是制约大规模应用的瓶颈。 该...