Matthias Sinnwell · Michael Dammann · Rachid Driad · Michael Mikulla 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

本研究报告了在蓝宝石衬底上制备垂直氮化镓（GaN）鳍式场效应晶体管（FinFET）的情况。FinFET概念可实现具有密集多沟道结构的常关型晶体管。然而，使用耗时的电子束光刻技术是在晶圆级实现高效器件生产的一大障碍。因此，本研究探讨了利用i线光刻技术制造宽度小于200纳米的亚微米级细鳍片的可能性。从较宽的鳍片开始，通过湿法蚀刻使其变薄，会导致鳍片长度意外缩短，因此需要将鳍片宽度制作得远小于所使用的波长。我们的工艺证明能够实现100纳米左右的鳍片宽度。该FinFET至少由100个鳍片组成，其最大平均...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于蓝宝石基底的垂直GaN FinFET技术具有重要的战略价值。该技术实现了常关型（Normally-Off）器件，这是光伏逆变器和储能系统功率转换中的关键安全特性，可有效降低待机损耗并提升系统可靠性。 该研究最具突破性的贡献在于采用i-line光刻工艺实现了100纳...

Cheng-Hsien Lin · Chien-Hung Yeh · Po-Hsun Chen · Ting-Chang Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

本研究聚焦于D模式氮化镓基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）实际运行过程中出现的异常击穿问题。测量统计结果显示，体浮空器件的击穿电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${V}_{\text {BD}}\text {)}$ </t...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN基MIS-HEMT器件绝缘层击穿机理的研究具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统的功率密度提升和成本优化。 该研究揭示的体接地耦合效应对我们的产品设计具有关键...

Nagamalleswararao Kamarajugadda · Baylon G. Fernandes · Kishore Chatterjee · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

本文提出了一种用于电动汽车（EV）的多功能车载充电器（MOC），该充电器可实现从单相电网对主电池进行充电（MBC）。它还能向单相负载供电或向电网回馈电能，并且可作为辅助电源模块（APM），为车辆的辅助系统提供低压直流（LVDC）电源。所提出的充电器是一种两级转换器，其中第一级由前端图腾柱功率因数校正（PFC）电路和集成的纹波功率补偿（RPC）电路组成，用于吸收二次谐波纹波功率。第二级是双有源桥（DAB），用于控制流入/流出主电池的功率。为实现APM运行模式，对第一级电路进行重新配置，形成交错式降...

解读: 从阳光电源新能源业务协同视角看，这项GaN基多功能车载充电器技术具有显著的战略价值。该技术通过两级拓扑架构实现了主电池充电、V2G双向功率流动以及辅助电源模块功能的集成，这与我司在光储充一体化解决方案中的技术路线高度契合。 技术亮点方面，前级Totem-pole PFC电路集成纹波功率补偿回路，有...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

超结（SJ）通过多维静电工程打破了传统功率器件的性能极限。继在硅材料中取得商业成功后，最近在包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和氧化镓（Ga₂O₃）等宽带隙（WBG）和超宽带隙（UWBG）半导体中也实现了超结结构。与基于本征 p - n 结的传统超结设计不同，在氮化镓和氧化镓中报道的垂直超结器件是基于包含异质 p 型材料的异质结构建的。这种异质超结对于难以实现双极掺杂的超宽带隙材料尤为有前景。在此，我们全面探讨了新兴异质超结器件的性能极限、设计和特性。在进行通用的性能极限分析之后，我们以超宽...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项异质超级结（Hetero-SJ）技术代表了功率半导体器件的重要突破方向，对我们的核心产品线具有战略意义。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率器件的性能直接决定系统效率、功率密度和成本竞争力。该论文展示的Ga2O3/NiO超级结二极管实现了2kV耐压和0.7 mΩ·cm...

Amirhossein Esteghamat · Zheng Hao · Mohammad Rezaei · Walid El Huni 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6月

在这项工作中，基于 p 型 NiO/SiO₂ 作为栅堆叠结构，展示了一种增强型（E 模式）多通道高电子迁移率晶体管（HEMT），以形成结型三栅结构。NiO 提供了高空穴浓度（≈10¹⁹ cm⁻³），导致栅极下方多个二维电子气（2DEG）通道中的电子被有效耗尽。一层薄的 SiO₂ 层充当牺牲层，防止在沉积 NiO 过程中鳍片受损。因此，与仅使用 SiO₂ 相比，使用尺寸大 3 倍的三栅鳍片可实现 E 模式操作，阈值电压（Vₜₕ）为 0.7 V（在 1 μA/mm 时），阈值电压迟滞可忽略不计（ΔV...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项2.7kV增强型多沟道GaN功率器件技术展现出显著的应用价值。该技术采用p型NiO/SiO2结型三栅结构，成功实现了0.7V的正阈值电压和极低的阈值漂移（0.05V），这对于光伏逆变器和储能变流器的安全可靠运行至关重要，可有效避免误导通风险。 技术性能方面，器件在20...

Jagendra Kumar Narang · Baidyanath Bag · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

尽管现有无模型虚假数据攻击（MFFDA）方法成功率较高，但在大规模可再生能源接入的电力系统中，其针对状态估计（SE）的性能存疑。这些方法缺乏稀疏性，且未考虑发电机和零注入母线情况，容易被控制中心检测到。可再生能源带来的不确定性增加，进一步提高了被检测的风险。本文评估了状态估计在先进无模型虚假数据攻击下的安全性。我们提出了一种结合物理模型与深度学习的自编码器 - 生成对抗网络（AE - GAN）框架，用于捕捉测量数据的内在变异性并生成攻击数据。基于自编码器的代理状态估计模型考虑了不确定测量数据的时...

解读: 该研究揭示的虚假数据攻击机制对阳光电源储能及光伏系统的网络安全防护具有重要警示价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，需在iSolarCloud云平台中强化状态估计数据的物理一致性校验，建立基于功率平衡、电压约束的多维度异常检测机制。对于SG系列光伏逆变器的1500V系统，应...

Wenbo Ye · Junmin Zhou · Han Gao · Haowen Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究针对低噪声放大器（LNA）应用，对氮化镓（GaN）增强型（E 型）凹槽栅高电子迁移率晶体管（HEMT）的器件特性进行了全面表征和研究。通过低损伤的基于氩气的中性束蚀刻（Ar - NBE）技术，凹槽栅 HEMT 实现了 0.5 V 的正电压阈值（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math nota...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于氩离子中性束刻蚀技术的增强型GaN MOSHEMT器件研究具有重要的战略参考价值，但其直接应用价值相对有限。 该论文聚焦于低噪声放大器（LNA）应用的GaN器件优化，实现了1.48 dB的超低噪声系数和0.5V的正阈值电压。从技术角度看，增强型GaN器件的常开特性...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

本研究全面探究了半导通状态条件下AlGaN/GaN金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）的阈值电压（<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">${V}_{\text {th}}\text {)}$ </tex-math></inline-fo...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于AlGaN/GaN MIS-HEMT器件阈值电压稳定性的研究具有重要的技术参考价值。GaN功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器中的核心开关元件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和转换效率。 该研究揭示的半导通状态下阈值电压漂移问题值得高度关注。在实际应用中，我们...

Kuang Wang · Xinbo Ruan · Tao Fu · Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

四开关反激（FSF）变换器具有功率开关管电压应力低和零电压开关（ZVS）的特点。本文对钳位电容进行了合理设计，以避免漏感电流和励磁电流出现多个交汇点。然后，提出了一种脉冲宽度调制（PWM）加伏秒平衡（VSB）控制方法，用于关断钳位开关，以确保励磁电流为负，从而实现零电压开关，且不再需要二次侧整流器电流传感器。分析了FSF变换器的工作原理，给出了设计考虑因素，并阐述了所提出的PWM加VSB控制方法的实现方式。最后，在实验室搭建并测试了一台采用氮化镓（GaN）器件、工作频率为500 kHz、功率为6...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的四开关反激（FSF）变换器改进控制技术具有重要的应用价值。反激拓扑在我司光伏逆变器的辅助电源、储能系统的DC-DC变换以及小功率电源模块中广泛应用，该技术的创新点与我司产品优化方向高度契合。 该技术的核心价值体现在三个方面：首先，通过PWM加伏秒平衡（VSB）...

Armin Ebrahimian · Seyed Iman Hosseini Sabzevari · Waqar A. Khan · Nathan Weise · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

集成模块化电机驱动（IMMD）架构是交通电气化的关键解决方案，具备高功率密度、高效率和高可靠性等优势，适用于全电飞机推进系统。本文设计并测试了一种用于250 kW IMMD的单个逆变器模块，该模块集成功率变换器、直流母线电容组和本地微控制器，可独立运行与控制。所有模块结构相同，便于故障替换并降低制造复杂性与成本。实验结果表明，所研制模块实现了43.96 kW/kg的比功率和98.65%的转换效率，验证了其在紧凑空间下高性能运行的能力。

解读: 该GaN基高功率密度逆变器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在**新能源汽车驱动**领域，43.96 kW/kg比功率和98.65%效率的模块化设计可直接应用于车载OBC和电机驱动系统，显著提升功率密度并降低重量。在**ST储能变流器**中，GaN器件的高频特性和模块化架构可优化PowerT...

Qing Cai · Saisai Wang · Huiqin Zhao · Jinjie Zhu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6月

多维检测与信号放大的结合为高灵敏度光电检测提供了新机遇。据我们所知，在这项工作中，我们首次展示了一种基于氮化镓（GaN）的双向雪崩光电探测器，其具备双波段紫外探测能力。该器件的特点是两个雪崩光电二极管相对设置且共享一个公共p层，使得其在正向和反向偏置电压下均能实现雪崩倍增。在正向模式下，该器件的探测截止波长为365 nm；而在反向偏置模式下，其截止波长为281 nm，处于日盲紫外波段。同时，我们也清晰地阐述了双向工作模式下的载流子倍增和输运机制。这种双波段探测方法对准确的信号识别具有显著的促进作...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN的双向雪崩光电探测器技术虽然属于半导体光电探测领域，但其核心设计理念与我们在光伏逆变器和储能系统中的光电转换、信号检测需求存在潜在关联性。 该技术的双波段紫外探测能力（365nm和281nm可切换）为光伏系统的智能化监测提供了新思路。在大型光伏电站运维中，紫...

Tyler McGrew · Xingyu Chen · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

功率半导体技术的持续改进使得电源能够日益小型化和集成化。然而，必须谨慎操作，以确保转换器的开关噪声不会干扰其传感电路、栅极驱动器或电磁干扰（EMI）滤波器。先前的研究已表明，开关噪声如何通过电容耦合到 EMI 滤波器并显著增加传导共模（CM）噪声。本文旨在通过在开关和印制电路板（PCB）绕线电感器周围集成导电屏蔽层，来抑制前端功率因数校正（PFC）转换器的开关电场。本文提出了一种新型平面电感器结构，可在不显著增加涡流损耗的情况下屏蔽电感器的电场。所提出的屏蔽层能有效抑制基于氮化镓（GaN）的图腾...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项PCB集成屏蔽电感技术对我们的光伏逆变器和储能系统产品具有重要应用价值。该技术针对功率因数校正（PFC）变换器中的共模（CM）噪声问题，通过在开关器件和PCB绕组电感周围集成导电屏蔽层，有效抑制开关电场的耦合干扰，在GaN基图腾柱PFC拓扑中实现了高达28dB的CM噪声...

Guangyu Wang · Huiqing Wen · Wen Liu · Fan Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

双向开关（BiSs）具有优异的特性，在导通期间允许双向电流流动，关断时能够承受双向电压。然而，传统的双向开关通常由单向分立器件组合实现，例如两个有源器件和两个二极管的串联与反并联连接。由于导通状态下的电压偏移，这些传统双向开关的器件尺寸相对较大，且存在较大的导通损耗。随着碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带（WBG）半导体材料的普及，迫切需要设计出导通压降更低、导通损耗更小、器件尺寸更小，从而功率密度更高的双向开关。因此，通过将多个功率晶体管集成到单个芯片中，基于宽禁带半导体材料的单片式双...

解读: 单片式双向开关（MBS）技术对阳光电源在光伏逆变器、储能系统等核心产品领域具有重要战略价值。该技术基于SiC和GaN等宽禁带半导体材料，通过将多个功率晶体管集成于单一芯片，能够显著降低导通压降和传导损耗，这直接契合我司提升系统效率和功率密度的技术路线。 从业务应用角度看，MBS技术在我司三大核心领...

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

与传统反激式转换器相比，有源钳位（AC）反激式转换器因能降低开关损耗且体积小，在笔记本电脑、手机和便携式电脑等适配器领域极具吸引力。为消除光耦合器并简化结构，可进一步采用原边调节（PSR）有源钳位反激式转换器，其输出电压通常从转折点处的辅助绕组电压推导得出。然而，在高频有源钳位反激式转换器中，现有的转折点采样方法受寄生参数影响，无法实现高精度采样，导致输出偏差约为 5%。本文针对有源钳位反激式转换器提出了一种带有误差补偿策略的高精度原边调节恒压（CV）控制方法。该方法在副边绕组电流峰值点对辅助绕...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对有源钳位反激变换器的高精度原边控制技术具有重要的应用价值。该技术通过创新的峰值点采样和电流预测补偿策略，将输出电压精度提升至1.6%以内，相比传统膝点采样方法的5%偏差有显著改进，且无需光耦实现电气隔离，简化了电路结构。 对于阳光电源的产品线而言，这项技术在多个领...

Shuman Mao · Xiang Su · Ruimin Xu · Bo Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

准确建模非线性电容对于基于物理的氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）紧凑模型至关重要。对于传统方法而言，由于缺乏有效的边界电势模型，在非线性电容模型中往往难以实现电子速度饱和效应（VSE）的物理建模。本文基于准物理区域划分（QPZD）模型理论，提出了一种改进的电容建模方法，该方法将漂移 - 扩散区域内的速度饱和效应纳入其中。首先，推导了一个由速度饱和效应引起的沟道饱和区的偏置相关等效长度模型。然后将该模型集成到边界电势计算中，以充分考虑速度饱和效应。接着，通过在有效栅长模型和积分边界中全面考虑速...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT器件非线性电容建模的研究具有重要的战略意义。氮化镓（GaN）功率器件凭借其高开关频率、低导通电阻和优异的热性能，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向。 该研究提出的基于速度饱和效应（VSE）的物理建模方法，通过准物理区域划分（QPZ...

Hans Wouters · Wout Vanderwegen · Cédric Keibeck · Marek Ryłko 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

平面磁元件因其紧凑性被广泛应用于高频隔离型DC-DC变换器，如电动汽车充电机。印刷电路板绕组可显著降低成本并提升可制造性。本文提出一种三维矩阵电感-变压器（3D-MIT），融合了以往被认为不兼容的两种平面磁设计方法。首先，采用新型三维磁芯与绕组结构，集成CLLC谐振变换器的串联谐振电感与变压器；其次，引入分数匝交错结构，使绕组周围涡流感应场强较全交错结构降低50%，显著减少高频下的铜损。二者结合实现了首个可完全交错绕组的集成电感-变压器方案。文中给出了建模与设计方法，并配套提供软件实现。所研制的...

解读: 该3D-MIT磁集成技术对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。文中提出的分数匝交错结构可使高频铜损显著降低，结合GaN器件在500kHz开关频率下实现4.0kW/L功率密度和97.5%峰值效率，直接适用于阳光电源OBC产品的小型化设计。该磁集成方案将CLLC谐振电感与变压器合一，可减少磁性元件...

Heng-Sheng Shan · Yi-Xin Wang · Cheng-Ke Li · Ning Wang 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月

通过在（0001）取向的图案化蓝宝石衬底（PSS）上生长铝镓氮（AlGaN）应变补偿层（SCL），研制出一种高效的氮化铟镓（InGaN）激光光伏电池（LPVC），其光电转换效率（η）达到了23.09%。光致发光光谱证实，插入AlGaN SCL后，峰值分裂现象减少，表明铟（In）分布更加均匀。此外，样品的半高宽变窄，这表明插入AlGaN SCL后晶体质量得到了改善。X射线衍射分析显示，AlGaN SCL能有效调节InGaN材料中的应变弛豫，与未采用AlGaN SCL的材料相比，有源区中阱与垒之间的...

解读: 该InGaN激光光伏技术对阳光电源的功率器件研发具有重要参考价值。研究中AlGaN应变补偿层降低缺陷密度的设计思路，可借鉴至SiC/GaN功率器件的异质外延优化，改善SG系列逆变器和ST储能变流器中GaN器件的晶格失配问题，提升器件可靠性。23.09%的光电转换效率验证了应变工程在III-V族半导体...

Haoquan Zhang · Alexander S. Jurkov · Vladimir Kozitsky · Ky Luu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

摘要：工业射频（RF）功率应用，如用于半导体加工的等离子体产生，需要在较宽的动态功率范围和可变负载阻抗条件下传输射频功率。理想情况下，射频功率系统应在整个工作功率范围内保持高效率、连续功率控制和快速动态响应。本文介绍了一种适用于此类应用的可扩展开关模式功率放大器（PA）架构和控制方法。我们将这种方法称为多逆变器离散回退（MIDB），它以无损方式组合开关模式功率放大器的输出，并对有源功率放大器的数量进行调制，以实现射频输出的离散步进。此外，该方法还采用离散电源调制和功率放大器组间的正交移相技术，以...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的多逆变器离散功率回退（MIDB）架构虽然聚焦于射频功率应用，但其核心技术理念与我们在光伏逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合，具有重要的借鉴价值。 该技术的核心价值在于通过多模块协同控制实现宽范围高效功率输出。论文采用的GaN基零电压开关D类功率放大器...

Hongyu Zhao · Chengzhong Zhang · Chenglin Liao · Liye Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 锂离子电池短路（SC）故障的异常检测对于保障储能系统的安全至关重要。相较于电池组层面的故障诊断，单体电池的故障诊断缺乏参考对象，导致难以有效判断是否存在异常。本文提出了一种基于自编码器策略的数据驱动检测方法，用于在无电池包信息条件下实现电池故障的早期检测。该方法利用自编码器策略对电压进行重构，以识别潜在故障；并通过生成对抗网络（GAN）框架进行模型训练，降低模型过拟合风险，提升检测效率。此外，在异常检测过程中，由于缺乏电池组的参考信息，电流变化可能引起某些异常电压波动，从而导致误诊。为解决...

解读: 该基于自编码器的电池短路故障检测技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。通过混合特征输入和等效电路模型参数,可将单体电池异常检测时间缩短至1.6小时内,显著提升储能系统安全性。该数据驱动方法可集成至iSolarCloud平台,增强预测性维护能力,降低误诊率。对充电...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

与硅基器件相比，宽禁带（WBG）和超宽禁带（UWBG）半导体器件具有更高的击穿电压和更低的导通电阻，性能优越，使其在电能转换和通信领域极具竞争力。特别是，作为宽禁带半导体代表性材料之一的氮化镓（GaN）已发展到产业化阶段，而诸如氧化镓（Ga₂O₃）等新一代超宽禁带半导体在过去十年中成为电力电子应用领域的热门研究焦点。然而，这些先进半导体器件面临的主要挑战是热管理，尤其是在高功率应用中，热管理问题会导致器件电气性能严重下降和长期可靠性降低。因此，迫切需要有效的热管理技术。本文全面总结了宽禁带和超宽...

解读: 作为光伏逆变器和储能系统的核心供应商，阳光电源产品的功率密度提升与可靠性保障高度依赖于宽禁带半导体器件的热管理技术突破。该综述系统梳理的GaN、Ga2O3等宽禁带及超宽禁带半导体热管理技术，对我司新一代高功率密度逆变器和储能变流器的研发具有重要指导意义。 从业务价值看，这些器件级热管理技术直接关系...