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...

Yuting Sun · Hefei National Laboratory · Xianke Li · Qingyu Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126

宽带量子极限放大器对量子信息处理至关重要，但其设计与制备仍面临挑战。本文提出一种宽带合并元件约瑟夫森参量放大器，将并联离散电容直接集成于约瑟夫森结中。该设计消除了分立电容的缺陷，简化了制备工艺，降低了对高精度光刻设备的需求，并兼容标准超导量子比特制备流程。实验结果显示，在500 MHz带宽内增益达15 dB，平均饱和功率为−116 dBm，噪声性能接近量子极限。该放大器结构鲁棒、易于实现，有望广泛应用于超导量子信息与量子计算领域。

解读: 该宽带约瑟夫森参量放大器技术虽属量子计算领域，但其核心设计理念对阳光电源功率器件与控制技术具有启发价值。其宽带低噪声放大特性可借鉴至ST储能变流器的微弱信号检测电路，提升电网谐波与故障信号的识别精度；合并元件设计简化制备工艺的思路，可应用于SiC/GaN功率模块的集成化设计，降低寄生参数影响，提高开...

A.Asher · Solid-State Electronics · 2025年12月 · Vol.230

摘要 Ag/Al/SiO2/Si/Ag金属-绝缘体-半导体（MIS）结构展现出显著的介电与电学特性，使其成为下一代电子器件应用的有力候选者。本研究通过阻抗谱、介电分析以及宽频范围（1 kHz–20 MHz）、温度范围（80–400 K）和电压范围（±5 V）内的交流电导率测量，系统地探究了该双金属MIS结构的巨介电常数、缺陷介导的导电行为及弛豫动力学。关键结果表明，Ag/Al电极构型诱导出独特的界面极化效应，从而产生超高的介电常数（低频下ε′ > 10³）和低损耗正切值（tanδ < 0.1），...

解读: 该MIS结构的超高介电常数和低损耗特性对阳光电源储能系统具有重要价值。其巨介电常数(ε'>10³)和低损耗角(tanδ<0.1)可优化ST系列PCS的直流母线电容和EMI滤波器设计,提升功率密度。缺陷工程调控的导电机制为SiC/GaN功率器件的栅极介质优化提供思路。RRAM的低压切换特性(<3V)可...

Yunsong Xu · Ang Li · Fan Li · Guohao Yu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月

双向开关在电力应用中得到了广泛应用，特别是在交 - 交矩阵变换器和固态断路器中。本研究展示了一种基于氮化镓（GaN）的单片集成双向开关，其特点是采用了双栅高电子迁移率晶体管（HEMT），并且驱动器也集成在同一芯片上。所提出的双向 GaN 开关的实验结果（包括静态和瞬态特性）表明，该开关在高达 250 °C 的温度下具有稳定性。在 10 V 电压下，其工作频率已提高到 1 MHz。据我们所知，首次报道了该开关在 1 kHz 频率下作为 ±311 V 交流功率斩波器可在高达 250 °C 的高温下运...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN基单片集成双向开关技术具有重要的战略价值。该技术实现了增强型GaN双向开关与驱动电路的单片集成，并展现出250°C高温稳定运行能力，这对我们在光伏逆变器、储能变流器及矩阵变换器等核心产品的性能提升具有显著意义。 技术价值方面，该双向开关在1 MHz高频运行和±3...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

在本文中，提出了一种新颖的参数设计方法，以实现具有准恒定电压（CV）输出的 E 类逆变器的全范围软开关。通过提出一种更精确的建模方法，分析了金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）体二极管的提前导通以及开关关断期间并联电容的再充电现象。通过优化谐振参数，可以避免由于 MOSFET 并联电容再充电而导致的硬开关。因此，与负载无关的零电压开关可扩展至整个负载范围。此外，利用所提出的参数设计方法，可在一定范围内获得适应负载变化的准 CV 输出。搭建了一个工作频率为 1 MHz 的实验平台，实验结果...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项E类逆变器全范围软开关技术具有显著的应用潜力，尤其在高频化、小型化的新能源转换系统中价值突出。 该技术的核心创新在于通过优化谐振参数设计，解决了传统E类逆变器在宽负载范围内难以保持软开关的技术瓶颈。论文提出的精确建模方法有效分析了MOSFET体二极管提前导通和并联电容...

Shivendra Kumar Singh · Bich-Ngoc Chu · Ka Hou Lam · Ming-Yueh Huang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本文提出了一种基于物理的全面紧凑模型，用于β - 氧化镓（Ga₂O₃）肖特基势垒二极管（SBD），该模型专为电路仿真而设计，并通过Verilog - A代码与基于SPICE的仿真器兼容。该模型在考虑高电平注入和电流相关串联电阻的同时，能够捕捉与温度相关的特性以及反向恢复效应。该模型已针对我们自行制作的直径为100μm和250μm的肖特基势垒二极管的直流特性进行了验证。该模型还能准确模拟直径为250μm的肖特基势垒二极管在100 Hz至1 MHz频率范围内、峰 - 峰值为10 V和20 V的正弦输...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项β-Ga₂O₃肖特基二极管（SBD）的SPICE紧凑模型研究具有重要的战略参考价值。氧化镓作为第四代超宽禁带半导体材料，其理论击穿场强达8 MV/cm，远超碳化硅和氮化镓，这为我们在高压大功率应用场景中实现更高功率密度和效率提供了新的技术路径。 在光伏逆变器和储能变流...

Ahmed Reda Mohamed · Abdulaziz A. Al-Khulaifi · Munir A. Al-Absi · IEEE Access · 2025年5月

提出了一种具有双动态栅极/体偏置网络设计的高效CMOS整流器以提高功率转换效率PCE和灵敏度。采用180nm CMOS工艺设计，芯片面积102μm×78μm。在920MHz频率下，输入功率-18.9dBm时实现78.5%的高PCE，动态范围DR为26.1dB，灵敏度为-18.4dBm，在100kΩ负载上输出1V电压。与传统整流器相比，该整流器的DR提高29%，灵敏度提高27%，在PCE、灵敏度和动态范围方面均优于现有单级整流器。

解读: 该CMOS整流器研究对阳光电源无线充电和能量采集技术有重要参考价值。78.5%的高PCE和优异的低功耗性能与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的效率优化需求一致。双动态偏置技术提升的灵敏度和动态范围为阳光iSolarCloud物联网平台的低功耗传感器节点供电提供了技术路径。该整流器在920MHz的工作...

Zhaobo Zhang · Wenzhi Zhou · Xibo Yuan · Elaheh Arjmand 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月

本信函提出采用陶瓷散热片上芯片封装方式，以在封装层面降低共模（CM）噪声，同时改善碳化硅（SiC）功率模块的热性能。该封装方式将碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）直接连接到金属化氮化铝（AlN）陶瓷散热片上，减少了开关节点与地之间的共模电容耦合，从而降低了共模噪声。搭建了一个400至200V的直流 - 直流降压转换器，以验证该封装方式在抑制共模噪声方面的有效性。实验结果表明，共模电流有所降低，与传统无基板模块相比，陶瓷散热片上芯片功率模块在5至20MHz频谱范围内的共...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项芯片直接封装于陶瓷散热器的SiC功率模块技术具有重要的战略价值。该技术通过减少开关节点与地之间的共模电容耦合，在5-20 MHz频段实现了超过5 dB的共模噪声抑制，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有直接应用意义。 在光伏逆变器领域，随着SiC器件的广泛应用，高...

Nophadon Wiwatcharagoses · Sambit Kumar Ghosh · Premjeet Chahal · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月

结合超表面（MS）单元的复合左右手传输线（CRLH TL）概念被重新提出，以设计平面可调谐且小型化的功率分配器和移相器器件。其制作涉及单层金属图案化和变容二极管。通过改变直流偏置电压可以改变其电学特性。本文提出了一种具有等功率分配和不等功率分配特性的平面X波段功率分配器。实验结果证实，该功率分配器具有140 MHz的中心频率调谐能力。在性能无显著变化的情况下，两个输出端口之间的功率传输最大差值达到4.5 dB。另外，还提出了一种结合变容二极管、谐振频率分别为8.95 GHz和10.25 GHz的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于超表面单元的可调谐功率分配器和移相器技术具有重要的潜在应用价值，特别是在光伏逆变器和储能系统的射频控制与通信模块方面。 该技术采用复合左右手传输线（CRLH TL）结合超表面概念，实现了器件的小型化和可调谐特性。在X波段140MHz的中心频率调谐能力和45°宽线性...

Ning Liu · Xinbo Ruan · Danhui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

并联式开关 - 线性混合包络跟踪电源通常由采用滞环电流控制（HCC）的降压转换器和电压控制线性放大器（VLA）并联组成。降压转换器旨在提供大部分负载电流，以最小化VLA的输出电流，从而降低其功率损耗。然而，当负载电压摆幅较大时，VLA两端的电压较高，因此其功率损耗仍然显著。本文提出了一种边界调整HCC方法，以降低工作功率器件两端的电压，从而降低VLA的功率损耗并提高整体效率。制作了一个输出电压为10 - 27 V、平均输出功率为14 W的原型，并分别使用恒定电阻和实际功率放大器对其进行测试，以跟...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的边界调整滞环电流控制技术虽然聚焦于射频功率放大器的包络跟踪电源，但其核心理念与我们在光伏逆变器和储能变流器中面临的效率优化挑战高度契合。 该技术的核心价值在于通过改进混合拓扑控制策略，在宽电压摆幅工况下显著降低线性放大器的功耗。这一思路可直接迁移至我们的多电...

Chenda Zhang · Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zan Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14

本文建立了集成液冷SiC功率模块的多物理场耦合模型，并通过热实验验证（误差<4%），提升了电-热耦合、非等温流体及热膨胀模拟可靠性；揭示了2 MHz高频下DBC铜层涡流损耗达48.5 W，致芯片结温升高4.3°C，且涡流损耗随频率呈先增后减趋势。

解读: 该研究直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG225HX）、ST系列储能PCS及PowerTitan系统中高功率密度SiC功率模块的热设计与高频电磁优化。液冷+嵌入式散热结构可提升ST 3.0/PowerTitan在高过载工况下的可靠性；涡流与结温量化模型有助于优化PCB布局与DBC层设计，降低SiC器...

Matthieu Beley · Loris Pace · Arnaud Bréard · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

Class E逆变器因驱动简单、效率高且元件数量少，广泛应用于甚高频功率变换领域。本文提出一种适用于任意负载阻抗、输出功率和开关频率的通用设计方法，并引入可视化工具辅助设计者确定最优工作点。根据不同应用需求，可对多个工作点的性能进行评估。以40.68 MHz、50 W、5 Ω无线功率传输负载为例，设计三种满足相同指标的方案，制作样机并实验验证。充分考虑氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的非线性输出电容特性，实测逆变器在额定工作点的效率达到87.7%至89.8%。

解读: 该甚高频Class E逆变器通用设计方法对阳光电源GaN器件应用具有重要参考价值。文中针对GaN HEMT非线性输出电容特性的建模与优化设计思路，可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的高频化设计，提升功率密度。40.68MHz频率下87.7%-89.8%的效率表现，验证了负载导向设计方法的有效...

Mohammad Sajid Nazir · Mir Mohammad Shayoub · Nivedhita Venkatesan · Patrick Fay 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

本文提出了一种对极化渐变氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）进行建模的方法。与传统的GaN HEMT不同，传统GaN HEMT在势垒层 - 沟道层界面形成二维电子气（2DEG），而渐变结构具有三维电子分布。本文使用半导体工艺及器件模拟软件（TCAD）模拟来提取载流子密度和能带图，以此作为模型开发的基础。推导过程采用了对费米 - 狄拉克积分解的精细近似，通过使用电势平衡，在确保可微性的同时，准确地将载流子密度与施加的栅极偏置关联起来。随后，采用基于表面电势的方法对终端电流和电荷进行建模。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项极化梯度GaN HEMT紧凑模型技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的三维电子分布结构显著提升了器件线性度，这直接对应我们在高功率光伏逆变器和储能变流器中面临的核心技术挑战。 在光伏逆变器领域，传统GaN HEMT器件虽然具备高开关频率和低损耗优势，但线性度不足常导...

Wenhao Yang · Yuyin Sun · Mengnan Qi · Shikai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本研究提出了一种基于高精度人工神经网络（ANN）的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）建模框架，该框架在较宽的温度范围（27 °C - 500 °C）内实现了误差小于1.2%的高精度建模。所开发的模型可对碳化硅集成电路进行可靠的SPICE仿真，有助于高温模拟电路的设计和实验验证。采用pMOS电流源负载的单级共源（CS）放大器在500 °C时的最大低频增益达到25.5 dB，而两级放大器在500 °C时可实现52.5 dB的增益，单位增益带宽（UGBW）为220...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的SiC MOSFET建模技术具有重要的战略价值。该研究实现了27°C至500°C宽温度范围内误差小于1.2%的高精度器件模型，为极端环境下的功率电子应用提供了可靠的设计工具。 对于光伏逆变器和储能系统而言，该技术的核心价值体现在三个层面：首先，高温工...

Shiqi Ji · Wenhao Xie · Yikang Xiao · Ran Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

精确的电流测量对于功率半导体特性表征至关重要。近年来，考虑到功率半导体的开关速度变得更快，由于现有电流探头带宽有限，很难用它们有效地测量电流。此外，在很多情况下，有必要在长期运行的实际功率变换器中直接对功率半导体进行特性表征，这就要求电流探头具备其他一些关键特性，包括直流精度、电气隔离、易于安装等。本文提出了一种新颖的混合式电流测量方法，包括基于隧道磁阻的低频测量部分、基于罗氏线圈的高频测量部分，以及用于实现无缝频率组合的信号调理电路。据此，开发了一种基于该方法的电流探头，实现了高带宽、电气隔离...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项直流至200MHz混合电流测量技术对我司在高性能功率半导体器件应用方面具有重要价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器大规模采用SiC和GaN等第三代宽禁带半导体器件，开关频率显著提升至数百kHz甚至MHz级别，传统电流探头的带宽限制已成为精确测量和器件特性分析的瓶颈。 ...

Ze Zhou · Jingxin Li · Jianlong Kang · Zhen Xin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

提出基于空心线圈的可集成三维磁场扫描方法,用于功率模块电磁兼容评估、可靠性设计和芯片选型。针对多场源强耦合环境下现有技术带宽、尺寸和成本的挑战,设计可集成三维磁场探头,通过捕获x/y/z轴磁场分布重构器件内部三维磁场图。开发多脉冲平台验证,实验样机带宽达30MHz,灵敏度约10V/T(0.2mm处0.01V/(A/m))。

解读: 该三维磁场扫描技术对阳光电源功率模块设计和测试具有重要应用价值。可用于ST储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/IGBT功率模块的电磁特性评估,优化器件布局和EMC设计。高频高灵敏度磁场探头技术可集成到阳光电源功率模块封装中实现在线监测,提升产品可靠性。该方法对PowerTitan等大功率储能系统的多...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

摘要：功率变换器中单个组件（如半导体功率开关和电感器）的在电路阻抗可能会偏离其离线阻抗，从而影响电磁干扰（EMI）估算。现有方法在提取这些组件的在电路阻抗方面存在挑战。为克服这一局限，本文提出了一种基于电容耦合夹具适配器（CFA）的方法，其中紧凑型CFA作为矢量网络分析仪（VNA）与功率变换器被测节点之间的互连。与传统的电容耦合方法不同，CFA由五级结构组成，包括柔性端部（FE）、同轴电缆、直流阻断器、保护器和衰减器；并且便于在运行中的功率变换器中进行配置。此外，FE可以配置成反射、并联直通和串...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电容耦合夹具适配器的在路阻抗提取技术具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件和电感元件的实际工作阻抗特性直接影响传导电磁干扰（EMI）水平，而传统离线测试方法无法准确反映元件在真实工作状态下的阻抗特性，导致EMI仿真与实测存在显著...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

在48 V数据中心电源系统的两级架构中，前端中间总线转换器（IBC）需要同时适应48 V的标称输入电压和备用电池的宽输入电压范围（通常为40 V - 60 V）。为应对这一设计挑战，我们提出了一种基于移相调节谐振开关电容的IBC。在标称输入下，它通过一个 n:1的变压器实现4n:1的电压转换比，并且显著降低了初级开关上的电应力。此外，零电压开关（ZVS）不依赖于变压器的励磁电流。因此，可以抑制励磁电流以优化效率。当连接备用电池时，在堆叠桥之间引入移相以调节宽输入电压。本文提供了理论分析和设计考量...

解读: 从阳光电源储能系统和数据中心能源解决方案的业务视角来看，这项相移调节谐振开关电容中间母线变换器技术具有重要的应用价值和借鉴意义。 该技术针对48V数据中心电源系统的宽输入电压范围（40V-60V）设计挑战，提出了创新的相移调节方案。这与阳光电源在储能系统中面临的电池电压波动问题高度契合。在我们的模...

Waqar Hussain Khan · Dukju Ahn · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出采用螺旋形开槽结构提升电容式无线功率传输的耦合电容，并给出优化参数选择策略以提高整体效率。所设计的电容耦合板采用细密螺旋图案，增加电容内部自感，有效补偿耦合电容，从而在相同物理尺寸下提升净耦合电容值。针对最大化效率的阻抗变换网络，分析了给定耦合电容及其寄生电阻下的最优匹配阻抗，并推导出耦合电容效益饱和的理论极限。相比传统电感-电容混合耦合器，该方案无需利兹线和笨重易碎的铁氧体材料，降低了所需匹配电感值及逆变器与发射端电流，减少发射侧损耗。实验在2.8 MHz频率下实现200 W负载功率，...

解读: 该螺旋电容耦合技术对阳光电源储能及充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于模块间无线功率传输，替代传统接插件连接，提升系统可靠性和维护便捷性。对于充电桩产品，该技术提供了无接触式充电方案，特别适用于恶劣环境下的工业储能充电场景。螺旋结构通过增强自感补偿耦合电容，在2...

Hyuk Leea · Yun-Ho Seoa · Pyung-Sik Mab · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.396

摘要 锂离子电池（LIBs）因其高效率和紧凑的设计，在储能系统和电动汽车等现代技术中具有关键作用。然而，由于过热引发的热失控（TR）风险，特别是在缺乏有效早期安全预警的情况下，严重限制了其更广泛的应用。本研究通过将超声诊断与常规参数（如力、电压和温度）相结合，系统地研究了在不同加热功率下锂离子电池中热失控的发展过程。基于电池内部周期性多层结构的Floquet-Bloch分析，我们采用了覆盖近2 MHz高频色散区域的宽频带超声波，从而显著增强了对热失控初期阶段电池内部微结构变化的敏感性。特别是，该...

解读: 该超声波热失控早期预警技术对阳光电源储能系统安全性提升具有重要价值。可集成至PowerTitan及ST系列PCS的电池管理系统中,在传统温度、电压监测基础上,通过2MHz超声波检测电池内部微结构变化,实现排气前282-953秒、热失控前377-851秒的提前预警,显著优于膨胀力监测。该技术可与iSo...