Xiangwei Rong · Dehua Shi · Shaohua Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

本文针对功率分流式混合动力汽车模式转换过程（MTP）中严苛的瞬态性能要求和控制输入饱和挑战展开研究。提出了一种具有预设性能的固定时间控制器，该控制器可平衡动态响应和模式转换质量。所设计的控制器能确保模式转换过程系统的速度和角度跟踪误差在固定时间内收敛，同时被限制在预设性能函数范围内。引入非线性平滑饱和函数以满足更高的控制输入需求，并采用神经网络估计系统的未知部分。由此构建了一种具有预设性能和抗饱和能力的自适应固定时间控制器。李雅普诺夫稳定性分析证明了系统误差可实现实际固定时间稳定。最后，硬件在环...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的自适应抗饱和固定时间控制技术虽聚焦于混合动力汽车模式切换，但其核心控制理论对我司储能系统和新能源车载电源业务具有重要借鉴价值。 在储能系统应用层面，该技术的预定性能控制和抗饱和机制可直接迁移至我司储能变流器（PCS）的工况切换场景。当储能系统在充电、放电、并网...

Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本信函提出了一种简单可靠的短路保护（SCP）方法，称为 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ - SCP，用于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该方法通过同时监测 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 来实现。当 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 均超过各自的预设阈值时，保护功能启动，从而能够有效抵御硬开关故障（HSF）和负载下故障（FUL）。与现有方法相比，所提出的电路设计结构更简单，且不受封装类型的限制。搭建了一个测试平台来验证所提出的 $v_{g...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET短路保护技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在大功率电力电子变换器中广泛采用SiC MOSFET器件，以实现更高的效率和功率密度。然而，SiC器件的短路耐受能力较传统IGBT更弱，通常仅为3-5微秒，这对保护电路的响...

Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

快速准确地感测导通状态电压是功率半导体器件特性表征的重要组成部分。虽然文献中有许多不同的方法和电路，但结果往往难以比较，这阻碍了评估过程。为了能够与其他电路进行明确的比较，本文提出了一种全面的评估方法，用于评估和比较导通状态电压测量电路。此外，还提出了两种定制的钳位电路，并使用所开发的基准测试方案对其进行了评估。这两种电路的 3 分贝频率分别达到 54.6 MHz 和 250.9 MHz，平均响应时间分别为 41.1 ns 和 23.1 ns，可用于 1200 V 功率器件的特性表征。

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于功率晶体管导通态电压快速精确感测技术具有重要的战略意义。作为光伏逆变器和储能系统的核心企业，我们的产品性能很大程度上取决于功率半导体器件的精确表征和可靠运行。 该论文提出的先进钳位电路能够实现高达250.9 MHz的3-dB频率和23.1纳秒的平均响应时间，这对于...

Xingchu Lv · Xin Dai · Fengye Yu · Xiaofei Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种用于无人机（UAV）无线充电应用的单电容耦合无线电能传输（SCC - WPT）系统。通过利用无人机固有的停机坪作为中继板，实现了恒定电压输出。此外，本文详细介绍并分析了SCC - WPT系统电路，该系统在水平和旋转情况下均能有效实现较强的抗偏移性能。研制了实验样机，实验结果验证了该系统不仅能在极强的偏移条件下（当系统的接收器放置在中继板<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http:/...

解读: 从阳光电源新能源业务布局来看，这项基于单电容耦合的无线充电技术具有重要的战略参考价值。该技术利用无人机停机坪作为中继板实现恒压输出，在极端错位条件下（水平任意位置、360°旋转）仍能保持稳定充电性能，这一特性与我们在储能系统和电动汽车充电领域面临的实际应用场景高度契合。 从产品延伸角度，该技术可为...

Zhigang Yao · Linglong Jiang · Tengfei Sun · Ziheng Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

T 型三电平 LLC 变换器将两电平拓扑的低传导损耗优势与三电平拓扑的低开关电压应力特点相结合。然而，由于在以往研究中，该变换器的电压增益不如全桥和堆叠半桥 LLC 变换器宽，因此它并未得到应有的关注。本文提出了一种适用于 T 型 LLC 变换器的上下半桥交替（AUL - HB）模式，以实现 0.25 的增益。AUL - HB 模式在模式切换和电容电压平衡方面存在挑战。为解决这些问题，本文开发了一种无需额外传感器的简单轨迹控制方法，以消除模式切换期间的浪涌电流和电压尖峰，确保平稳快速的过渡。此外...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的T型三电平LLC谐振变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过交替上下半桥（AUL-HB）模式实现了0.25的电压增益，有效拓展了传统增益范围，这对我们在光伏逆变器和储能系统中面临的宽范围电压变换需求具有重要意义。 在光伏发电场景中，组串电压随光照条件和温度变化...

Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

宽带隙半导体的应用给功率模块在高d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">V</i>/d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">t</i>方波电压和高温条件下的封装可靠性带来了挑战。灌封材...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于宽禁带半导体功率模块封装绝缘老化的研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模采用SiC、GaN等宽禁带器件以提升功率密度和转换效率，高dV/dt应力下的局部放电问题已成为制约产品可靠性的关键瓶颈。 该研究揭示的局部放电演化规律对阳光电源的产品设...

Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

摘要：氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）器件在高母线电压条件下承受反复短路（SC）应力后容易迅速失效。衬底界面处的位错缺陷在引发器件退化和热击穿失效方面起着关键作用。然而，短路应力下位错缺陷的形成机制及其对氮化镓高电子迁移率晶体管短路能力的影响仍不明确。本文提出一种基于瞬态热阻表征的新方法，用于监测氮化镓高电子迁移率晶体管器件内部位错缺陷的演变。同时，建立了一个热模型来阐明位错缺陷对器件热特性的影响。通过分析短路应力前后氮化镓高电子迁移率晶体管的结构函数，将先前难以察觉的缺陷累积转化...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件短路应力下位错缺陷演化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关选择，特别是在高压大功率应用场景中。 该研究揭示的位错缺陷累积机制直接关系到产品可靠性这...

Xiang Zheng · Lijun Hang · Sai Tang · Yandong Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

与传统的硅（Si）器件相比，碳化硅（SiC）器件能够以更快的开关速度运行。因此，在汽车行业中，碳化硅作为硅器件的替代品更受欢迎。然而，开关速度的提高不可避免地会导致更高的 $dv/dt$，从而引发更严重的串扰问题。本文提出了一种具有可调负电压和米勒钳位电路的新型栅极驱动器。首先，采用由低成本无源元件组成的电平转换电路来产生可调负电压。其次，提出了一种包含两个 n 沟道 MOSFET 的无源触发米勒钳位电路，为串扰电流 $i_{gd}$ 提供低阻抗路径。这部分电路具有成本低、实现和设计复杂度低的优...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET的新型电平位移驱动技术具有重要的战略价值。当前，我们在光伏逆变器和储能系统中正加速推进碳化硅器件的应用，以提升系统功率密度和转换效率。然而，SiC器件高速开关特性带来的dv/dt问题和串扰现象，一直是制约其性能充分发挥的关键瓶颈。 该技术的核心...

Yali Mao · Haochen Zhang · Yunliang Ma · Hongyue Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

对于氮化镓（GaN）器件而言，同时具备高空间分辨率和高时间分辨率的沟道温度表征方法需求迫切，但目前仍较为缺乏。在这项工作中，我们开发了一种基于多波长激光的瞬态热反射技术（MWL - TTR），利用320纳米连续波（CW）激光监测沟道温度，532纳米连续波激光监测金属触点，实现了亚微米级空间分辨率和纳秒级时间分辨率。我们对以往常被忽略的320纳米带隙以上激光在温度监测中引起的光电流效应进行了定量研究并予以消除。通过MWL - TTR实现了热反射系数（<inline - formula xmlns:...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项多波长激光瞬态热反射技术对我们的核心产品具有重要的战略价值。GaN HEMT（氮化镓高电子迁移率晶体管）是光伏逆变器和储能变流器中功率转换模块的关键器件，其热管理性能直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。 该技术的核心价值在于实现了亚微米空间分辨率和纳秒级时间分辨率的沟...

Biao Zhao · Lin Wang · Xueyin Zhang · Ruihang Bai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种用于高压直流输电的具有高过载能力的新型模块化换流变换器。单开关器件模块（SDM）和高开关频率SDM的组合利用了拓扑的软开关特性以及集成门极换流晶闸管的高浪涌电流能力，使该变换器能够以较低的成本和体积实现短期高过载能力。文中详细介绍了该变换器的拓扑结构、工作原理和器件特性。研制了兆瓦级工程样机，实验结果验证了该方案的可行性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化换相变流器技术在高压直流输电领域的创新具有重要的战略意义。该技术通过单开关器件模块（SDM）与高频开关SDM的组合设计，巧妙利用软开关特性和集成门极换相晶闸管（IGCT）的高浪涌电流能力，实现了短时高过载能力，这与我们在大规模新能源并网和储能系统中面临的核心挑战高...

Jiayi Geng · Riccardo Mandrioli · C. Q. Jiang · Mattia Ricco · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

数据中心不断增加的功耗促使直流配电网络系统朝着高效率、高功率密度、具备冗余性和低成本设计的方向发展。为顺应这一趋势，本文提出一种用于数据中心大电流供电的双母线48 V转12/4 V背靠背转换器，采用垂直组装结构设计。该转换器采用模块化方法实现，由一个四相交错降压转换器与一个开关电容电压选择器级联组成。四个降压转换器并联，并采用交错控制调制来分配电流，为第二级的开关电容转换器提供稳定的电压。开关电容转换器的每个桥臂中并联了四个金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），以承受高输出电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的垂直堆叠双总线DC-DC变换器技术具有重要的借鉴价值，特别是在储能系统和数据中心供电领域的应用拓展方面。 该技术采用四相交错并联Buck变换器级联开关电容变换器的拓扑结构，实现48V到12V/4V的高效率转换，输出电流达200A。其核心优势在于：0.34mΩ...

Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

为充分挖掘氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件的快速开关潜力，采用三维堆叠共封装结构来最小化寄生互连电感。这种结构具有降低开关损耗和抑制振荡的优点。配备三维共封装结构后，通过给低压氮化镓高电子迁移率晶体管引入一个额外的栅 - 漏电容 \(C_{GD - LV}\)，增强了氮化镓/碳化硅共源共栅器件的 \(dv/dt\) 控制能力。这个额外的 \(C_{GD - LV}\) 改善了输入控制栅电压与结型场效应晶体管栅电压之间的耦...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC级联器件的3D协同封装技术具有重要的战略价值。该技术通过三维堆叠封装显著降低寄生电感，并引入额外栅漏电容实现精确的dv/dt控制，为我们的核心产品带来多重技术突破机遇。 在光伏逆变器领域，该技术可直接提升产品的功率密度和转换效率。快速开关能力意味着更低的...

Ning Wang · Binbin Li · Yulong Wang · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在铁路系统、数据中心、电动汽车充电站和氢电解槽等各类应用中，对直流电力负载的需求不断增加，这就需要高效的整流器，能够将中压交流（MVac）转换为低压直流（LVdc），同时适应较宽的直流电压范围。本文提出了一种新型大功率中压交流 - 低压直流整流器，该整流器集成了子模块（SM）臂、晶闸管、单片式中频变压器（MMFT）和二极管桥。子模块臂能够精确控制晶闸管换相、中压交流电流和直流电流，同时在中压交流侧和低压直流侧都保持较高的波形质量。通过调节臂电压，该整流器可实现从零到额定值的宽直流电压范围。与传统...

解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项MVac-LVdc整流技术与公司在储能系统、电动汽车充电和氢能业务的战略方向高度契合。该技术通过创新性地整合子模块臂、晶闸管、单体中频变压器和二极管桥，实现了中压交流到低压直流的高效转换，特别是其宽电压范围调节能力（从零到额定值），这对我们的多场景应用具有重要价值。 ...

Jiakun Gong · Yulei Wang · Liang Wang · Mingrui Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

为确保耐用性有限的昂贵中压（MV）器件安全切换，基于罗氏线圈电流传感器（RCCS）的过流保护方案是一种很有前景的方法，具有响应速度快和电气隔离的特点。然而，要使罗氏线圈电流传感器同时具备高抗噪能力和高带宽性能存在固有矛盾。此外，积分器不理想的直流和低频特性会导致漂移和下垂误差。为应对上述挑战，本文研制了宽带罗氏线圈电流传感器，并将其集成到中压碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的过流保护电路中。基于传输线理论设计了新型线圈，以克服寄生元件对带宽的限制。所设计的...

解读: 从阳光电源的业务角度分析，这项基于罗氏线圈电流传感器的过流保护技术对我们的中压光伏逆变器和储能系统具有重要战略价值。随着1500V直流系统在大型地面电站的普及，以及储能系统向更高电压等级发展，中压SiC MOSFET正成为我们功率变换拓扑的核心器件。然而，这类器件价格昂贵且耐受能力有限，快速可靠的过...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本信函介绍了一种基于无源导通延迟时间（$t_{d,on}$）积分器的新型非侵入式高精度中压碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在线结温（$T_j$）测量方法。与以往研究不同，所提出的基于无源$t_{d,on}$积分器的方法无需使用大栅极电阻即可实现高精度的在线$T_j$测量。此外，该方法倾向于跟踪多芯片功率模块中所有芯片的最高$T_j$。最后，在自主研发的 3.3 kV 半桥 SiC MOSFET 模块上进行的实验验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于被动开通延迟时间积分器的中压SiC MOSFET结温在线测量技术具有重要的应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，功率器件的热管理一直是影响系统可靠性和寿命的关键因素，特别是随着3.3kV及以上中压SiC器件在1500V光伏系统和中压储能系统中的广泛应用。 ...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

提高功率密度和系统集成度是便携式设备无线电能传输（WPT）的关键关注点。然而，诸如抗偏移能力和功率波动等挑战仍然存在。本文提出了一种采用次级独立脉冲宽度调制（PWM）控制的可靠解决方案。一种结合螺线管和反向绕组的线圈结构确保了无源抗偏移能力，同时带槽磁芯集成了转换器，优化了紧凑性。此外，次级PWM控制无需通信即可实现精确的输出电压调节。一个高功率密度的WPT样机验证了所提出的耦合器和控制方法，结果表明在偏移50%的情况下输出电压波动小于1%，在100 W功率下效率保持在89%以上。次级设备极为紧...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项紧凑型无线电能传输技术具有显著的战略应用价值。该技术通过副边独立PWM控制实现的高功率密度（7.41 W/cm³）和抗偏移特性，与我司在储能系统、电动汽车充电及分布式能源管理领域的产品线存在天然的技术协同。 在储能系统集成方面，该技术的紧凑设计和无通信线路的电压调控能...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本信函提出了一种新型垂直分流电阻器及其封装到功率模块中的方法。与横向分流电阻器相比，所提出的分流电阻器的等效串联电感和热阻显著更低。它采用镍铬基电阻合金，可实现更高的最高工作温度和额定功率。将分流电阻器集成到功率模块中不会影响功率模块的尺寸、布局或可制造性。制作了两种集成分流电阻器的功率模块原型，并给出了降低有效电阻变化和实现低电阻温度系数的指导原则。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项垂直分流电阻器技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。在光伏逆变器和储能变流器中，精确的电流检测是实现高效功率转换和可靠保护的关键环节。传统横向分流电阻器存在的寄生电感和热阻问题，在大功率、高频开关应用中会导致测量延迟和温升过高，直接影响系统的动态响应和可靠性。 该技...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

栅氧化层退化（GOD）是碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管面临的一个可靠性问题，尤其是在高温和高电场条件下。本文提出了一种基于开通时栅极电流变化率峰值（$di_g/dt_{,max}$）的在线状态监测方法。该技术利用非侵入式印刷电路板（PCB）罗氏线圈来测量$di_g/dt_{,max}$，具有很高的实用性。在正、负高温栅极偏置以及高温栅极开关条件下进行的加速老化试验揭示了$di_g/dt_{,max}$与栅氧化层退化之间的相关性，老化160小时后，其变化率分别为5.61%、5%和8...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于开通栅极电流变化率的SiC MOSFET栅氧化层退化在线监测技术具有重要的战略价值。SiC器件作为公司光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，其可靠性直接影响产品全生命周期的性能表现和运维成本。 该技术的核心优势在于其实用性和非侵入性。通过PCB罗氏线圈测量di_g/...

View Document · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文试图揭示一种用于高频光探测与测距（LiDAR）应用中控制激光源的高效激光驱动器。具体的激光雷达要求包括20 MHz的激光重复频率、10 ns的脉冲持续时间以及50 W的瞬时功率。用于自动驾驶车辆的激光雷达的功率效率至关重要，其总输入功率应控制在15 W以内。为提高功率效率，本文提出了一种半桥脉冲激光驱动器，其高端采用耗尽型氮化镓（D 型 GaN）晶体管，低端采用增强型（E 型）GaN 晶体管。此外，还针对 D 型 GaN 晶体管引入并分析了一种高端栅极驱动器，由于不存在体二极管效应，该驱动器...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的互补型GaN HEMT高频脉冲驱动技术具有重要的参考价值和技术延伸意义。虽然研究聚焦于激光雷达应用，但其核心技术路径与我司在高频功率变换领域的技术需求高度契合。 该技术的关键创新在于采用耗尽型GaN（D-mode）与增强型GaN（E-mode）构成的半桥拓扑，...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

芯片温度对于评估碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）的浪涌可靠性至关重要。与正常情况下传统依赖虚拟结温不同，评估浪涌条件下芯片上的非均匀温度分布对于器件的稳健性和现场可靠性至关重要。本文提出了一种用于计算 SiC MOSFET 温度的新型场 - 路耦合模型。所提出的场 - 路耦合模型能够在电路仿真平台内实现温度场和电路的协同计算，捕捉芯片上电气和热特性的空间分布。通过三种不同的测试条件验证了场 - 路耦合计算模型的有效性。分析了不同浪涌电流幅值下 SiC MOS...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET电热耦合建模技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET在电网浪涌、短路故障等极端工况下的可靠性直接关系到产品的现场表现和质量口碑。 该论文提出的场路耦合模型突破了传统虚拟结温计算的局限性，能够精确预测芯片在...