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用于降低三相电压源逆变器电流纹波和开关损耗的灵活主动矢量分配策略
Flexible Active Vector Distribution Strategy for Current Ripple and Switching Loss Reduction in Three-Phase Voltage Source Inverter
Haotian Ren · Chun Gan · Kai Ni · Haochen Shi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）方案时，矢量分布直接影响电流纹波。此外，矢量分布还决定了开关序列，进而影响开关损耗。基于这些特性，本文提出一种新型灵活矢量分布策略，旨在同时降低电压源逆变器（VSI）的三相电流纹波和开关损耗。在该策略中，除传统序列外，还设计了两种新的矢量序列。根据三相电流幅值顺序，进一步选择其中一种新序列以实现更低的开关损耗。然后，为降低电流纹波，定量推导了所选序列下三相电流纹波峰值与电压矢量各段持续时间之间的关系。在此基础上，提出一种新型在线灵活有源矢量分布方法，用于计算各段...
解读: 该灵活主动矢量分配策略对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器产品具有重要应用价值。通过优化SVPWM的矢量分配方式，可同时实现电流纹波抑制和开关损耗降低的双重目标。这对于提升大功率产品(如SG350HX)的转换效率和输出电能质量尤为关键。该技术可直接应用于现有产品的控制算法升级，有助于进...
负偏压下阈值电压不稳定性和具有铁电电荷俘获栅堆叠的GaN三栅HEMT器件的栅极可靠性
Negative bias threshold voltage instability and gate reliability in GaN tri-gate HEMTs with ferroelectric charge-trap gate stack
Rahul Rai · Khanh Quoc Nguyen · Hung Duy Tran · Viet Quoc Ho · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本文研究了采用铁电电荷俘获栅堆叠的GaN三栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在负偏压应力下的阈值电压不稳定性及栅极可靠性。实验结果表明，负栅偏压导致显著的阈值电压漂移，主要源于栅介质中电荷俘获态的动态响应及铁电层的极化翻转。通过温度依赖性和时间演化分析，揭示了界面态和体陷阱的协同作用机制。该工作为理解高密度电荷俘获栅堆叠中的可靠性退化机理提供了依据，并对增强型GaN功率器件的稳定性优化具有指导意义。
解读: 该研究对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。铁电电荷俘获栅堆叠结构的阈值电压稳定性问题直接影响SG系列高频逆变器和ST系列储能变流器的可靠性。研究发现的界面态和体陷阱协同作用机理,有助于优化我司新一代GaN器件的栅极设计,提升产品稳定性。特别是对1500V大功率系统和车载OBC等高频应用场...
具有1.2 GW/cm² Baliga品质因数和高鲁棒性TDDB稳定性的高阈值电压三栅混合铁电栅堆叠GaN HEMT的实现
Demonstration of high threshold voltage Tri-gate hybrid ferroelectric gate stack GaN HEMT with 1.2 GW/cm2 Baliga's figure-of-merit and highly robust TDDB stability
Rahul Rai · Hung Duy Tran · Tsung Ying Yang · Baquer Mazhari 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
本文报道了一种基于三栅结构的混合铁电栅堆叠GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT），实现了高阈值电压、优异的击穿性能与可靠性。器件展现出1.2 GW/cm²的Baliga品质因数，表明其在高功率应用中的巨大潜力。同时，通过引入铁电材料增强栅控能力，有效提升了阈值电压稳定性。时间依赖介质击穿（TDDB）测试结果显示器件具有高度鲁棒的长期可靠性，满足功率电子器件的严苛要求。该结构为高性能、高可靠GaN功率器件的设计提供了新思路。
解读: 该高性能三栅混合铁电GaN HEMT技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。1.2 GW/cm²的Baliga品质因数和优异TDDB稳定性,可显著提升SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率密度与可靠性。其高阈值电压特性有助于简化驱动电路设计,适合应用于车载OBC等对体积要求严格的场景。该技...
用于提升GaN MIS-HEMT阈值电压热稳定性的NiOx栅氧化层
NiOx gate oxide for enhanced thermal stability of threshold voltage in GaN MIS-HEMTs up to 400 °C
Mritunjay Kumar · Ganesh Mainali · Vishal Khandelwal · Saravanan Yuvaraja · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126
本文报道了一种基于NiOx栅氧化层的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），在高达400 °C的工作温度下仍表现出优异的阈值电压热稳定性。通过反应溅射法制备的NiOx薄膜具有高介电常数、良好的界面特性及高温下化学稳定性，有效抑制了高温工作时的界面态生成与电荷退极化效应。实验结果表明，器件在400 °C高温退火及动态偏置应力下，阈值电压漂移显著减小，稳定性明显优于传统Al2O3或SiNx栅介质器件。该研究为高温、高功率电子器件提供了可行的栅氧化方案。
解读: 该NiOx栅氧化层GaN器件技术对阳光电源高温应用场景的功率器件设计具有重要参考价值。可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频开关电路,特别适合沙漠、高原等高温环境下的产品。其400℃高温下的阈值电压稳定性优势,有助于提升逆变器的可靠性和转换效率。建议在下一代1500V系统的GaN功率模...
1200V E型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计以提升击穿电压和动态稳定性
Charge Balance Design of 1200-V E-Mode p-GaN Gate HEMT Toward Enhanced Breakdown Voltage and Dynamic Stability
Junjie Yang · Jingjing Yu · Jiawei Cui · Sihang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
本研究探究了蓝宝石衬底上1200 V增强型横向超结p-GaN栅高电子迁移率晶体管（SJ - HEMT）的电荷平衡设计。电荷平衡通过交替的p柱和n柱形成，其中p柱为减薄的p - GaN条带，n柱为二维电子气条带。通过调节p柱和n柱的宽度，研究了电荷平衡设计对SJ - HEMT静态和动态性能的影响。具有电荷平衡的SJ - HEMT的击穿电压（BV）达到2655 V，且击穿电压与栅漏间距（${L}_{\text {GD}}$）之比高达1.56 MV/cm。值得注意的是，SJ - HEMT能有效抑制俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V增强型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计研究具有重要的战略价值。该技术通过创新的横向超结结构设计，在蓝宝石基底上实现了2655V的击穿电压和1.56 MV/cm的高BV/LGD比，这一性能突破对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接应用意义。 当前阳光...
X射线辐照诱导的p-GaN肖特基栅HEMT阈值电压不稳定性
X-Ray Irradiation-Induced VTH Instability in Schottky-Gate p-GaN HEMTs
Yu Rong · Feng Zhou · Wenfeng Wang · Can Zou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
p型氮化镓（p - GaN）肖特基栅结构增强型（E - mode）高电子迁移率晶体管（HEMT）在辐照应用方面具有巨大潜力，但其阈值电压（$V_{TH}$）的不稳定性仍在研究之中。在这项工作中，通过构建一个剂量可调且集成了外围偏置电路的X射线辐照在线监测系统，全面研究了阈值电压（$V_{TH}$）的不稳定性与辐照剂量和漏极偏置的关系。在仅进行辐照的条件下，该器件在低剂量辐照时呈现出负的$V_{TH}$漂移，随后在高剂量辐照时出现正的$V_{TH}$漂移。通过进行数值模拟、霍尔测量和电容 - 电压...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN肖特基栅结构HEMT器件在X射线辐照下阈值电压稳定性的研究具有重要的战略参考价值。GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）作为第三代宽禁带半导体器件，在光伏逆变器和储能变流器的功率转换环节具有显著优势，其高频开关特性和低导通损耗可直接提升系统效率和功率密度。...
基于磁耦合限流与耗散的直流断路协调方法
Coordinated DC Interruption Method Based on Magnetic Coupling Current-Limiting and Dissipation
Zhizheng Gan · Zhanqing Yu · Zipan Nie · Lu Qu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
柔性直流电网对大规模新能源接入至关重要。为保障直流电网稳定运行，需利用直流断路器（DCCB）进行故障隔离。针对当前DCCB成本高、断流能力受限的问题，本文提出了一种故障限流器（FCL）与DCCB的协调控制方法，通过磁耦合限流与耗散技术，有效提升了直流电网的故障处理能力与经济性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及大型储能系统（ESS）具有重要参考价值。随着储能电站直流侧电压等级的提升，直流侧故障保护成为系统安全的核心。该研究提出的限流与断路协调方案，可优化阳光电源大功率PCS的直流侧保护逻辑，降低对昂贵直流断路器的依赖，提升系统整体经济性。建议研发团队关注该磁耦合限流...
一种用于VSC直流电网的新型磁耦合故障限流器拓扑建模与设计
Topology Modeling and Design of a Novel Magnetic Coupling Fault Current Limiter for VSC DC Grids
Zipan Nie · Zhanqing Yu · Zhizheng Gan · Lu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
在电压源换流器（VSC）直流电网中，直流故障限流器（FCL）是关键设备。它能在故障发生时有效抑制瞬态短路电流，保护换流器等核心设备，同时要求在正常运行下对系统影响最小。本文提出了一种新型磁耦合故障限流器拓扑，并对其建模与设计方法进行了深入研究。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型直流微网解决方案具有重要参考价值。随着直流电网规模扩大，直流侧故障保护是提升系统可靠性的核心挑战。该磁耦合限流器拓扑可优化PCS的短路保护策略，降低对功率器件的冲击，提升系统在极端工况下的生存能力。建议研发团队关注其在...