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基于开关电容的实时栅源漏电流检测与间接键合线脱落监测栅极驱动器
Switched-Capacitor-Based Gate Driver With Real-Time Gate–Source Leakage Current Detection and Indirect Bond Wire Liftoff Monitoring
Ho-Tin Tang · Henry Shu-Hung Chung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种SiC MOSFET栅极驱动器,通过生成自适应负压曲线,有效抑制桥式电路中的串扰引起的误导通。该驱动器具备实时栅源漏电流测量功能,并能间接监测功率模块键合线脱落故障,显著提升了宽禁带半导体器件在电力电子系统中的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统中,SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。该驱动器提出的自适应负压技术可有效解决高频开关下的串扰问题,提升系统抗干扰能力。此外,其集成的键合线脱落监测功能,为iSolarCloud智能运维...
一种具有更高效率和均匀电流应力分配的无桥Cuk AC-DC变换器
A Bridgeless Cuk AC–DC Converter With Improved Efficiency and Uniform Current Stress Sharing
Hafiz Furqan Ahmed · Alireza Lahooti Eshkevari · Iman Abdoli · Mohsin Jamil · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种具备固有功率因数校正(PFC)功能的无桥Cuk AC-DC变换器。该拓扑利用标准的工业全桥IGBT/MOSFET模块替代传统二极管整流桥,结合新型调制方案,有效降低了导通损耗并实现了输入输出电流的连续性,显著提升了变换效率与电流应力分配的均匀性。
解读: 该无桥Cuk拓扑在提升PFC效率和优化电流应力方面具有显著优势,对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。在户用逆变器中,采用该拓扑可进一步减小体积并提升整机效率,满足高端市场对高功率密度和高能效的需求。在充电桩领域,该技术有助于优化AC-DC前端模块的散热设计,降低功率器件...
三相隔离Buck矩阵式整流器的最优PWM调制与换流方案
The Optimal PWM Modulation and Commutation Scheme for a Three-Phase Isolated Buck Matrix-Type Rectifier
Jahangir Afsharian · Dewei Xu · Bin Wu · Bing Gong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文回顾了三相隔离Buck矩阵式整流器的常用PWM方案,并提出了一种最优的“Type A”六段式PWM方案。分析表明,在采用MOSFET器件时,该方案相较于其他方案具有更低的占空比损耗、更小的输出电感电流纹波以及更低的开关损耗。
解读: 该研究提出的最优PWM调制方案及换流策略,对阳光电源的电力电子变换器设计具有重要参考价值。特别是在高功率密度、高效率要求的组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)领域,优化PWM策略能显著降低开关损耗并减小输出滤波电感体积。对于PowerTitan等储能系统中的DC-DC变换环节,采用该类高性能调制方...
用于高频ZVS全桥变换器的双通道推挽隔离谐振栅极驱动器
Dual-Channel Push–Pull Isolated Resonant Gate Driver for High-Frequency ZVS Full-Bridge Converters
Qunfang Wu · Qin Wang · Jinyi Zhu · Xiao Lan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种新型零电流开关(ZCS)双通道推挽隔离谐振栅极驱动器(DPIRGD),旨在驱动高频开关全桥变换器桥臂中的一对功率MOSFET。该驱动器具备提供两路隔离互补驱动信号、低栅极驱动损耗及高关断可靠性等特性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在高频化趋势下,组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)对开关频率的要求不断提升,以实现更高功率密度。该驱动电路通过降低栅极驱动损耗和提升关断可靠性,可直接优化功率模块的效率与热管理。建议研发团队评估该拓扑在SiC/G...
一种用于SiC MOSFET短路保护的改进型di/dt-RCD检测方法
An Improved di/dt-RCD Detection for Short-Circuit Protection of SiC mosfet
Ju Xue · Zhen Xin · Huai Wang · Poh Chiang Loh 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
碳化硅(SiC)MOSFET因短路耐受时间短,亟需更快速、精准的保护方案。本文提出一种结合快速di/dt检测与积分电路的方法,旨在通过检测短路电流的极速上升,实现对SiC器件的高效保护,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储能系统及风电变流器中大规模应用SiC功率模块以提升功率密度和效率,该技术具有极高的应用价值。SiC器件短路耐受能力弱是系统设计的痛点,该改进型di/dt检测方法能显著缩短故障响应时间,有效降低器件失效风险。建议研发团队在下一代高频、高功率密度逆变器及...
考虑栅漏电容非线性的SiC MOSFET串扰峰值预测算法
A Predictive Algorithm for Crosstalk Peaks of SiC MOSFET by Considering the Nonlinearity of Gate-Drain Capacitance
Hong Li · Yanfeng Jiang · Zhidong Qiu · Yuting Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种精确预测SiC MOSFET串扰峰值的算法,该算法首次考虑了栅漏电容(Cgd)的非线性特性。通过对Cgd微分表达式的分析,该方法能更准确地指导SiC MOSFET驱动电路与保护电路的设计,有效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,串扰问题成为影响系统可靠性的关键挑战。该算法通过精确建模Cgd非线性,能够优化驱动电路设计,减少误导通风险,从而提升阳光电源核心功率模块的抗干扰能力。建议研发团队将其集成至驱...
兼容硅超结器件10V栅极驱动的先进650V碳化硅功率MOSFET
Advanced 650 V SiC Power MOSFETs With 10 V Gate Drive Compatible With Si Superjunction Devices
Aditi Agarwal · Ajit Kanale · B. Jayant Baliga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文介绍了一种在6英寸商业代工厂制造的先进SiC平面栅功率MOSFET。该器件结构经过优化,支持10V栅极驱动电压,使其能与现有的硅超结(Si SJ)器件驱动电路兼容。文章详细对比了三种先进SiC MOSFET的电气特性与当前主流硅器件的性能差异。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。10V栅极驱动兼容性意味着在现有硅基逆变器平台(如户用光伏逆变器、组串式逆变器及充电桩模块)升级至SiC方案时,无需大幅更改驱动电路设计,可显著降低研发成本与技术门槛。对于阳光电源的PowerTitan储能系统及高功率密度组串式逆变器,采用此类SiC MOSF...
一种用于中压SiC MOSFET的信号-功率集成传输MHz脉冲变压器隔离栅驱动器
A MHz-Pulse-Transformer Isolated Gate Driver With Signal-Power Integrated Transmission for Medium-Voltage SiC MOSFETs
Zhehui Guo · Hui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
针对中压SiC MOSFET传统栅极驱动器(GD)信号与功率传输分离、电源体积庞大的问题,本文提出了一种紧凑型信号-功率集成栅极驱动器。该方案利用20MHz调制E类谐振反激电路,实现了PWM信号与驱动电源的同步传输,有效减小了驱动电路的占用空间。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司在中压光伏逆变器及PowerTitan系列大功率储能系统(PCS)中加速应用SiC MOSFET,驱动电路的集成度与可靠性成为提升功率密度的关键。该方案提出的信号-功率集成技术可显著缩小驱动板尺寸,降低寄生参数影响,从而提升高频开关下的系统效率与EMI...
碳化硅(SiC) MOSFET在极端高温下温度敏感电参数的调查与比较
Investigation and Comparison of Temperature-Sensitive Electrical Parameters of SiC mosfet at Extremely High Temperatures
Xiaohui Lu · Laili Wang · Qingshou Yang · Fengtao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
得益于碳化硅(SiC)材料的优异特性,SiC MOSFET可在极端高温及恶劣环境下运行。为确保电力电子系统的可靠性,本文研究了利用温度敏感电参数(TSEPs)进行在线结温监测的方法,旨在通过监测器件健康状态提升系统运行的安全性与稳定性。
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和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更小体积演进,SiC器件的应用已成为主流。在高温环境下对SiC MOSFET进行精准的结温监测,是提升系统可靠性、实现预测性维护的关键。建议研发团队将TSEPs监测技术集...
一种基于精确过电压时间估计的SiC MOSFET关断过电压预测方法
A Concise Analytical Datasheet-Driven Turn-Off Overvoltage Prediction Method for SiC MOSFET Based on Accurate Overvoltage Timing Estimation
Yunchan Wu · Zhiqiang Wang · Cheng Qian · Yimin Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种基于数据手册的SiC MOSFET关断过电压解析预测方法。通过建立区分过电压点与关断瞬态结束点的线性简化模型,推导了过电压预测的简洁表达式,实现了对关断过电压的精确估计,为功率器件的可靠性设计提供了理论支持。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率,关断过电压问题直接影响系统的可靠性与EMI性能。该方法无需繁琐的实验测试,仅利用数据手册参数即可进行快速预测,有助于研发团队在设计初期优化驱动电路参数(如栅极电阻),降低SiC器件失效风险。...
用于SiC MOSFET功率模块芯片电流测量的紧凑型交错式PCB罗氏线圈阵列
Compact Interleaved PCB Rogowski Coil Array for Chip Current Measuring in SiC MOSFET Power Modules
Yongfan Zhan · Xuebao Li · Xiaofeng Yang · Hao Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种用于功率模块芯片电流测量的紧凑型PCB罗氏线圈阵列。针对SiC MOSFET模块芯片尺寸小、布局紧凑的特点,该方案有效解决了电流不平衡导致的降额或过流失效问题,为高功率密度SiC模块的电流监测提供了高精度的测量手段。
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 MOSFET,模块内部的电流均衡与热管理成为提升功率密度和可靠性的关键。该PCB罗氏线圈阵列技术可直接应用于SiC功率模块的研发测试阶段,帮助工程师精准捕捉芯片级电流分布,优化驱动电路设计,从而降低SiC器件的失效风...
具有降低共模噪声和电场强度的10kV SiC MOSFET功率模块
10-kV SiC MOSFET Power Module With Reduced Common-Mode Noise and Electric Field
Christina M. DiMarino · Bassem Mouawad · C. Mark Johnson · Dushan Boroyevich 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
随着电压等级超过10kV的碳化硅(SiC)器件发展,中高压系统将迎来变革。然而,现有功率模块封装限制了这些器件的性能。本研究旨在突破高密度、高速10kV功率模块的封装瓶颈,重点解决共模噪声抑制及电场优化问题。
解读: 该研究针对10kV级SiC功率模块的封装优化,对阳光电源的中高压储能系统(如PowerTitan系列)及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V甚至更高)演进,减小功率模块的共模噪声和电场强度是提升系统功率密度与电磁兼容性(EMC)的关键。建议研发团队关注...
硅/碳化硅混合开关的功率损耗模型与器件选型优化
Power Loss Model and Device Sizing Optimization of Si/SiC Hybrid Switches
Zongjian Li · Jun Wang · Bing Ji · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了由硅IGBT与碳化硅MOSFET并联组成的混合开关技术。该方案在保持SiC器件大部分性能优势的同时,显著降低了全SiC方案的成本。通过优化混合开关的SiC芯片尺寸,可在满足结温限制的前提下,实现总功率损耗的最小化。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器)具有极高的应用价值。在当前碳化硅成本依然较高的背景下,Si/SiC混合开关方案是实现高效率与高性价比平衡的有效路径。建议研发团队在下一代大功率PCS及逆变器设计中,评估该拓扑在降低开关损耗...
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...
用于高重复频率
200 kHz)高压
Hyun-Bin Jo · Seung-Ho Song · Seung-Hee Lee · Hong-Je Ryoo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文开发了一种用于产生高重复频率脉冲的固态脉冲功率调制器。针对等离子体源离子注入、沉积及类金刚石碳涂层等应用需求,该调制器实现了高压与高频脉冲的精确控制,重点解决了高压MOSFET栅极驱动电路的设计挑战,以满足高重复频率下的开关性能与可靠性要求。
解读: 该研究聚焦于高压、高频开关驱动技术,对阳光电源的功率器件应用具有参考价值。虽然目前光伏逆变器和储能PCS(如PowerTitan)主要采用IGBT或SiC模块,开关频率尚未达到200kHz量级,但随着宽禁带半导体(SiC/GaN)在下一代高功率密度逆变器中的普及,栅极驱动电路在高频下的抗干扰、低延迟...
基于SiC-MOSFET的超98%效率四相交错双向DC-DC变换器及其宽电压比特性
Over 98% Efficiency SiC-MOSFET Based Four-Phase Interleaved Bidirectional DC–DC Converter Featuring Wide-Range Voltage Ratio
Shiqiang Liu · Guiyi Dong · Tomokazu Mishima · Ching-Ming Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种新型浮动四相交错电荷泵双向DC-DC变换器(F4P-ICPBDC),具备宽降压/升压电压比。通过交错结构降低了低压侧电容和电感的电流纹波,浮动配置则实现了高电压转换比,并确保了平均电流平衡。
解读: 该拓扑对于阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的应用价值。储能系统在电池侧与直流母线之间需要高效的双向DC-DC变换,该技术采用SiC器件配合四相交错结构,能显著提升转换效率至98%以上,并有效降低电流纹波,从而减小磁性元件体积,提升功率密度。建议研发...
一种基于栅极电流检测的SiC MOSFET超快通用短路保护技术
An Ultrafast Universal Short-Circuit Protection Technique Based on Gate Current Detection for SiC MOSFET
Zipeng Ke · Jun Wang · Bo Hu · Xuanting Song 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对SiC MOSFET短路故障,本文提出了一种基于栅极电流检测的超快通用短路保护方法。该方法利用短路发生时栅极电流的特征变化,实现对故障的快速响应,显著提升了功率器件在极端工况下的可靠性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC MOSFET的应用日益广泛。该技术通过栅极电流检测实现超快短路保护,能有效解决SiC器件短路耐受时间短的痛点,提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队在下一代高频功率模块驱动电...
考虑阈值电压不稳定性SiC MOSFET动态分析开关损耗模型
Dynamic Analytical Switching Loss Model of SiC MOSFET Considering Threshold Voltage Instability
Yumeng Cai · Peng Sun · Yuankui Zhang · Cong Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
准确的开关损耗建模对SiC MOSFET及功率变换器至关重要。本文针对长期运行中栅氧化层退化对开关性能的影响,提出了一种考虑阈值电压(VTH)不稳定性导致的“动态”时间相关分析模型,填补了传统静态模型在长期可靠性评估方面的空白。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率,器件的长期可靠性成为核心竞争力。该研究提出的动态损耗模型能更精准地预测SiC MOSFET在全生命周期内的性能漂移,有助于优化逆变器及PCS的寿命预测算法。建议研发团队将其引入iSolar...
利用串联在发射极的栅源短路耗尽型Si MOSFET增强1.2kV Si IGBT的短路能力
Enhancing Short Circuit Capability of 1.2-kV Si IGBT Using a Gate-Source Shorted Si Depletion Mode MOSFET in Series With the Emitter
Ajit Kanale · B. Jayant Baliga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
短路(SC)能力是现代电力电子器件的关键指标。通常,低导通压降的IGBT往往牺牲了短路耐受能力。本文提出了一种通过在IGBT发射极串联栅源短路的耗尽型Si MOSFET的方法,在不显著增加导通损耗的前提下,有效提升了1.2kV Si IGBT的短路耐受能力,优化了器件的性能权衡。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan储能变流器)具有重要参考价值。目前阳光电源在高功率密度设计中,常面临IGBT短路耐受时间与导通损耗之间的矛盾。通过引入耗尽型MOSFET作为辅助保护电路,可以在不更换更高规格IGBT的前提下,提升系统在极端故障工况下的可...
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...
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