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可靠性与测试 LLC谐振 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

谐振双脉冲测试装置

Resonant Double Pulse Test Setup

Jiasheng Huang · Celia Hermoso Díaz · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月

本文提出了一种新型谐振双脉冲测试方法,用于在真实的谐振变换器工作条件下评估功率半导体器件。该测试装置能够精确评估功率损耗和开关行为,特别适用于LLC谐振变换器,并充分考虑了器件寄生电容及谐振参数的影响。

解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)产品线具有重要价值。阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统及高效光伏逆变器广泛采用LLC等谐振拓扑以提升功率密度和效率。传统的双脉冲测试难以完全模拟谐振变换器中复杂的软开关环境,本研究提出的测试方法能更精准地评估SiC/G...

功率器件技术 功率模块 可靠性分析 有限元仿真 ★ 5.0

一种基于参数提取的简化MOSFET行为模型用于电路仿真

A Simplified Behavioral MOSFET Model Based on Parameters Extraction for Circuit Simulations

Marek Turzynski · Wlodek J. Kulesza · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月

本文提出了一种通用MOSFET的行为建模方法,旨在满足电力电子系统在稳态和开关条件下的高精度仿真需求。该方法基于厂商数据手册,通过提取包括寄生电容非线性及稳态特性在内的关键参数,实现了高效且准确的电路仿真。

解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及电动汽车充电桩)具有极高的应用价值。在功率密度不断提升的背景下,高精度的MOSFET行为模型能显著优化开关损耗分析与电磁兼容(EMC)设计,缩短研发周期。建议研发团队将此参数提取方法集成至iSolarClou...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

用于碳化硅MOSFET自适应运行的栅极驱动电路

Gate-Drive Circuits for Adaptive Operation of SiC mosfets

Gard Lyng Rødal · Dimosthenis Peftitsis · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

本文提出了两种用于碳化硅(SiC)MOSFET的自适应栅极驱动新概念。第一种基于自适应过驱动原理,分别以新型自适应电压源过驱动器(AVSOD)和传统自适应电流源过驱动器形式实现。这些自适应驱动器能够独立调节开关特性,有效优化SiC器件在不同工况下的开关损耗与电磁干扰(EMI)表现。

解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能变流器(PCS)功率密度的核心。随着PowerTitan等储能系统及组串式逆变器向更高电压、更高开关频率演进,SiC MOSFET的开关损耗与EMI抑制成为技术瓶颈。该研究提出的AVSOD自适应驱动技术,能够根据负载动态调整驱动强度,在保证开关速度的同时抑制电...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

一种经实验验证的GaN HD-GIT晶体管行为模型

An Experimentally Verified Behavioral GaN HD-GIT Transistor Model

Ander Udabe · Igor Baraia-Etxaburu · David Garrido Diez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)凭借优异的导通电阻和开关速度,成为硅(Si)和碳化硅(SiC)器件的有力竞争者。本文重点研究了商业化增强型GaN晶体管的建模方法,通过实验验证了HD-GIT晶体管的行为模型,为高频功率变换器的设计与仿真提供了精确的理论支撑。

解读: GaN作为宽禁带半导体技术,是提升功率密度和转换效率的关键。对于阳光电源而言,该研究对户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有重要参考价值。通过引入高精度的GaN行为模型,研发团队可在设计阶段更准确地评估高频开关损耗与电磁干扰(EMI),从而优化PCB布局与散热设计。建议在下一代高频、高功率密度户用逆...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

IGBT开关引起的辐射干扰特性及影响因素研究

Characteristics and Influence Factors of Radiated Disturbance Induced by IGBT Switching

Jian Zhang · Tiebing Lu · Weidong Zhang · Xingming Bian 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月

本文建立了IGBT及其辅助电路的辐射干扰测试平台,实验研究了辅助电路的辐射干扰特性及抑制方法。研究发现,辅助电路的辐射电磁干扰(EMI)带宽主要集中在30-300 MHz范围内。

解读: 该研究对阳光电源的核心产品线(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统)具有重要意义。随着功率密度提升,IGBT开关频率及dv/dt增加,电磁兼容性(EMC)设计成为产品认证与稳定运行的关键。研究中关于30-300 MHz频段辐射干扰的分析,可直接指导研发团队优化逆变器及PCS的PC...

功率器件技术 功率模块 宽禁带半导体 PWM控制 ★ 5.0

一种增强型电流源栅极驱动器中的新型驱动电流控制方法

A Novel Driving Current Control Approach in Enhanced Current-Source Gate Driver

Qiaozhi Yue · Han Peng · Qiaoling Tong · Yong Kang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月

有源栅极驱动器(AGD)因其灵活控制功率晶体管开关行为的能力而备受关注。然而,现有AGD通常需要复杂的开关、电阻或额外电压/电流源,增加了成本、尺寸和复杂度。本文提出了一种增强型电感式电流源栅极驱动器,通过创新的驱动电流控制方法,有效简化了驱动电路架构,降低了系统成本与体积,提升了功率器件的开关性能。

解读: 该技术直接优化了功率模块(IGBT/SiC)的驱动控制逻辑,对阳光电源的核心产品线具有重要价值:1. 光伏逆变器:在组串式及集中式逆变器中,通过优化开关行为可进一步降低开关损耗,提升整机效率;2. 储能系统(PowerTitan/PowerStack):该驱动方案有助于提升PCS在高频工作下的可靠性...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

考虑温度依赖性的场截止型IGBT解析瞬态模型

Analytical Transient Model of Field-Stop IGBT Accounting for Temperature Dependence

Peng Xue · Pooya Davari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

场截止(FS)IGBT已成为中高功率应用的主流器件。本文提出了一种考虑温度依赖性的FS IGBT解析瞬态模型,旨在实现对器件开关行为的快速且精确的仿真,为功率电子系统的设计与优化提供理论支撑。

解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。作为光伏逆变器和储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)的供应商,IGBT是核心功率开关器件。该解析模型能够提升研发阶段对逆变器开关损耗和热特性的仿真精度,特别是在高温工况下,有助于优化散热设计和驱动电路参数。这不仅能缩短产品开发周期,还能提升组串式逆变...

功率器件技术 宽禁带半导体 SiC器件 GaN器件 ★ 4.0

基于PCB的平面电容电压测量系统的紧凑化设计

Compact Design of PCB-Based Planar Capacitive Voltage Measurement System for WBG Devices

Yiyang Wei · Qianming Xu · Peng Guo · Jiayu Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月

针对宽禁带(WBG)器件开关特性的在线监测,本文提出了一种基于PCB平面电容的电压测量系统。该系统利用平面电容分压器(PCVD)实现紧凑化设计,有效解决了功率变换器中电压监测的集成难题,提升了高频开关状态下的测量精度与可靠性。

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等宽禁带半导体,高频开关下的电压应力监测对提升系统可靠性至关重要。该平面电容测量技术具有体积小、易于PCB集成的优势,非常适合集成在阳光电源的高功率密度功率模块驱动板中。建议研发团队评估该方案在SiC模块驱动保护电路中的应用潜...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

高压IGBT器件中PETT振荡的电磁干扰特性及影响因素研究

Electromagnetic Disturbance Characteristics and Influence Factors of PETT Oscillation in High-Voltage IGBT Devices

Jiayu Fan · Zhibin Zhao · Jinqiang Zhang · Cheng Peng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月

本文研究了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)关断过程中产生的等离子体抽取渡越时间(PETT)振荡。该振荡频率可达数百MHz,不仅会引发严重的电磁干扰(EMI)问题,还可能导致器件电磁发射超过IEC相关标准限值。作为IGBT内部主要的电磁骚扰源,PETT振荡的机理与影响因素对电力电子系统的电磁兼容性设计至关重要。

解读: PETT振荡是高压IGBT在快速开关过程中常见的寄生现象,直接影响阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack等大功率储能变流器(PCS)的电磁兼容性(EMC)表现。随着产品功率密度提升和开关频率优化,该研究有助于研发团队在功率模块选型与驱动电路设计阶段,通过优化栅极驱动参数或布...

拓扑与电路 光伏逆变器 PWM控制 功率模块 ★ 4.0

任意占空比下D类零电压开关逆变器的稳态分析与设计

Steady-State Analysis and Design of Class-D ZVS Inverter at Any Duty Ratio

Xiuqin Wei · Hiroo Sekiya · Tomoharu Nagashima · Marian K. Kazimierczuk 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月

本文提出了任意占空比下D类零电压开关(ZVS)逆变器的稳态解析表达式及设计实例。研究涵盖了稳态电压电流波形、输出功率能力、开关管峰值电压与电流、输出功率及转换效率随占空比变化的函数关系,并探讨了开关时序特性。

解读: 该研究针对D类ZVS逆变器的稳态特性分析,对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在组串式光伏逆变器和户用逆变器中,通过优化占空比下的ZVS实现,可显著降低开关损耗,提升整机效率。此外,该分析方法有助于优化逆变器功率模块的设计,特别是在追求高功率密度和高效率的下一代逆变器研发中,能为开关管选型及驱动...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

器件与电路不匹配对碳化硅MOSFET并联的影响

Influences of Device and Circuit Mismatches on Paralleling Silicon Carbide MOSFETs

Helong Li · Stig Munk-Nielsen · Xiongfei Wang · Ramkrishan Maheshwari 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月

本文研究了器件参数与电路布局不匹配对碳化硅(SiC)MOSFET并联运行的影响。通过从分立器件到多芯片功率模块的理论分析与实验验证,揭示了不匹配因素对电流分配及动态特性的影响,为高功率密度电力电子系统的设计提供了参考。

解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式/集中式光伏逆变器中,SiC MOSFET的并联应用是提升功率密度与转换效率的关键。文章深入分析的器件与电路不匹配问题,直接关系到模块内部电流均衡与热应力分布,对优化逆变器及PCS的功率模块设计、提升系统长期运行的...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

一种用于检测快速GaN器件开关电流的高带宽集成电流测量方法

A High-Bandwidth Integrated Current Measurement for Detecting Switching Current of Fast GaN Devices

Kangping Wang · Xu Yang · Hongchang Li · Laili Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月

氮化镓(GaN)器件凭借优异的开关性能适用于高频功率变换器。为充分发挥其性能,需深入研究开关特性,这要求高精度的开关电流测量。然而,GaN器件开关速度极快且对寄生参数敏感,传统的测量方法难以满足需求,本文提出了一种高带宽集成电流测量方案以解决该问题。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对功率密度要求的不断提升,GaN器件的应用成为技术演进的关键方向。该文献提出的高带宽电流测量技术,能够有效解决GaN器件在快速开关过程中的电流采样难题,有助于优化驱动电路设计并降低寄生参数影响。建议研发团队在下一代高频化、小型化户用逆变器及微型逆变器开发...

功率器件技术 IGBT 功率模块 组串式逆变器 ★ 5.0

闭环 di/dt 和 dv/dt IGBT 栅极驱动器

Closed-Loop di/dt and dv/dt IGBT Gate Driver

Yanick Lobsiger · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月

本文提出了一种在感性负载硬开关条件下实现IGBT确定性开关行为的新概念。该技术是优化开关损耗与电磁干扰(EMI)的关键前提。文中首先回顾了现有的IGBT开关瞬态控制驱动技术,并针对其局限性提出了改进方案,旨在通过闭环控制实现对开关过程的精确调节。

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。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,IGBT的开关损耗与EMI水平直接决定了整机的功率密度与电磁兼容性能。通过采用闭环di/dt和dv/dt驱动技术,可以有效抑制开关过程中的电压电流尖峰,在不牺牲开关速...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

宽电压和电流范围内SiC MOSFET开关行为精确建模的测量方法

Measurement Methodology for Accurate Modeling of SiC MOSFET Switching Behavior Over Wide Voltage and Current Ranges

Hiroyuki Sakairi · Tatsuya Yanagi · Hirotaka Otake · Naotaka Kuroda 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月

本文提出两种新型测量方法,用于表征SiC MOSFET器件特性。通过获取的高精度数据,显著提升了定制化器件模型的提取精度,使其能够准确复现器件在宽电压和电流范围内的开关行为,解决了传统建模在复杂工况下精度不足的问题。

解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器及储能PCS功率密度与效率的核心。该研究提出的高精度建模方法,能有效指导组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中SiC模块的选型与驱动电路优化。通过更精准的开关行为仿真,研发团队可降低开关损耗,优化散热设计,并提升在高频工况下的电磁兼容性(E...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

一种用于SiC MOSFET无缝压摆率控制的高性价比有源栅极驱动器

A Cost-Efficient Active Gate Driver for Seamless Slew Rate Control of SiC MOSFETs

Yijun Ding · Chong Zhu · Jiawen Gu · Zhaolin Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

碳化硅(SiC)MOSFET因其优异的开关特性被广泛应用于高性能功率变换器。虽然开关速度的提升提高了系统效率,但也引发了电压尖峰和串扰等问题。现有的栅极驱动方法难以灵活调节开关过程中的压摆率。本文提出了一种高性价比的有源栅极驱动电路,能够实现对SiC MOSFET开关过程的精确控制,有效抑制电压尖峰并降低电磁干扰。

解读: 该技术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)具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度和高效率演进,SiC器件已成为主流选择。该有源驱动方案能有效解决SiC高速开关带来的电压尖峰与EMI挑战,有助于优化逆变器及PCS的输出波形质量,降低滤波器体积,从而提...

可靠性与测试 宽禁带半导体 功率模块 可靠性分析 ★ 4.0

用于双脉冲测试的带直流传感功能的PCB罗氏线圈

PCB Rogowski Coil With DC Sensing for Double Pulse Test Applications

Sadia Binte Sohid · Xingyue Tian · Niu Jia · Han Cui 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月

准确测量宽禁带器件的开关电流需要具备从直流到高频宽带宽的电流传感器。传统罗氏线圈缺乏直流测量能力,而引入直流传感器会显著增加插入电感。本文提出了一种结合屏蔽罗氏线圈与直流传感的新型电流传感器方案,旨在解决双脉冲测试中高频电流测量与直流分量监测的矛盾。

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等宽禁带半导体,对功率模块的开关特性评估提出了更高要求。该技术方案通过优化PCB罗氏线圈实现直流与高频电流的同步测量,能有效降低双脉冲测试中的插入电感,提高测试精度。建议研发部门在功率模块测试平台中引入该技术,以更精准地分析S...

功率器件技术 功率模块 可靠性分析 故障诊断 ★ 3.0

IGCT关断失效机理的实验研究

Experimental Investigation on the Turn-Off Failure Mechanism of IGCT

Jiapeng Liu · Jianhong Pan · Jinpeng Wu · Lingyao Meng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文旨在揭示集成门极换流晶闸管(IGCT)的关断失效机理。通过设计消除非理想因素的实验方案,研究人员深入分析了IGCT在关断过程中的物理特性,旨在解决其关断能力受限的问题,为提升大功率电力电子器件的可靠性提供理论支撑。

解读: IGCT作为一种高压大功率电力电子器件,主要应用于超高压输电及大型工业驱动领域。虽然阳光电源目前的核心产品线(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统)主要采用IGBT或SiC MOSFET技术,但随着公司在大型电网侧储能及更高电压等级电力电子装备的探索,深入理解大功率器件的失效机理对于...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 3.0

基于标准恢复二极管的500kV高压直流断路器二极管桥式双向固态开关优化设计

Optimal Design of Diode-Bridge Bidirectional Solid-State Switch Using Standard Recovery Diodes for 500-kV High-Voltage DC Breaker

Xiangyu Zhang · Zhanqing Yu · Zhengyu Chen · Biao Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月

目前,高压直流断路器通常需使用快速恢复二极管配合IGBT等全控型器件。然而,二极管桥式双向固态开关(DBSS)的特殊工况为应用标准恢复二极管提供了可能,这有助于降低成本并优化系统设计。

解读: 该研究探讨了在高压直流断路器中以标准恢复二极管替代快速恢复二极管的可行性,这对电力电子系统的降本增效具有参考价值。虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及充电桩等中低压领域,但随着高压直流输电及大型储能电站直流侧保护需求的增长,该拓扑优化思路可为公司未来布局高压直流保护技术提供技术储...

功率器件技术 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

不同芯片尺寸和厚度的600V氧化镓二极管的开关特性

Switching Properties of 600 V Ga2O3 Diodes With Different Chip Sizes and Thicknesses

Florian Wilhelmi · Yuji Komatsu · Shinya Yamaguchi · Yuki Uchida 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

本文研究了氧化镓(Ga2O3)器件在电力电子领域的应用,重点分析了600V β-Ga2O3肖特基二极管的开关特性。文章首次评估了其作为续流二极管在400V转200V、功率达2kW的Buck变换器中的表现,为超宽禁带半导体在功率转换中的应用提供了实验依据。

解读: 氧化镓作为超宽禁带半导体材料,具备极高的击穿电场强度,在未来高压、高效率功率变换领域具有巨大潜力。对于阳光电源而言,该技术若实现商业化,可显著提升组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)的功率密度与效率,进一步降低损耗。建议研发团队持续跟踪其在高温环境下的可靠性表现及封装散热技术,评估其在下一代高频、...

功率器件技术 功率模块 可靠性分析 ★ 3.0

高压集成门极换流晶闸管

IGCT)开通电压平台的机理解析

Jinpeng Wu · Jianhong Pan · Chunpin Ren · Jiapeng Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

高压集成门极换流晶闸管(IGCT)是混合线路换相变换器中防止换相失败的关键器件。本文针对其在kA/μs级高电流上升率(di/dt)下开通时出现的电压平台现象,深入分析了其微观物理机制及潜在的可靠性风险。

解读: IGCT作为高压大功率电力电子器件,主要应用于超高压直流输电或特大功率工业变流领域。虽然阳光电源目前的核心产品线(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统)主要基于IGBT或SiC功率模块,但该研究揭示的高di/dt下的动态电压特性与器件可靠性分析方法,对公司在研发更高功率密度、更高电压...

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