Yuchuan Ma · Hang Chen · Shuhui Zhang · Huantao Duan 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127

本文报道了基于6英寸低阻Si衬底上生长的7.6 μm厚NPN外延结构的全垂直式GaN-on-Si功率MOSFET，器件具有优异的关断特性。该结构省去了传统n+-GaN漏极接触层，有效缓解了GaN生长过程中硅掺杂引起的拉应力，从而实现了在Si衬底上构建7 μm厚n--GaN漂移层的设计空间。器件在1 mA/cm²的低关态漏电流密度下实现567 V的高击穿电压，同时展现4.2 V阈值电压的增强型工作模式、7.8 mΩ·cm²的低比导通电阻和高达8 kA/cm²的导通电流密度。结果表明，在低成本Si衬...

解读: 该全垂直GaN-on-Si功率MOSFET技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。567V击穿电压和7.8mΩ·cm²超低导通电阻特性，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的DC-DC变换级，相比现有Si MOSFET显著降低开关损耗。基于低成本6英寸Si衬底的工艺路线，为阳光电源功率...

Aneel Ahmed · Sang-Wook Ryu · Hyunghu Park · Irfan Ali 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年7月

本文提出了一种高效的突发模式控制算法（BMCA），旨在降低单端感应加热器（SE - IH）功率控制中的开关导通电流尖峰。现代 SE - IH采用两种控制模式：重载时采用方波控制，轻载时采用突发模式控制，以有效控制流向感应加热负载的功率。首先，方波控制通过适当控制开关频率或占空比，在较高负载条件下实现软开关，即零电压开关。其次，突发模式控制在较低负载条件下，由于直流母线电容通过谐振电容突然放电，常常会在开关导通瞬间产生电流尖峰，从而导致效率低下和潜在危险。这些电流尖峰造成显著的功率损耗和热应力，最...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于单端感应加热器突发模式控制算法的研究虽然聚焦于感应加热领域，但其核心技术原理对我们在光伏逆变器和储能系统中的功率控制策略具有重要借鉴价值。 该论文解决的核心问题——轻载工况下开关器件导通瞬间的电流尖峰问题，与我们逆变器产品在低功率运行时面临的挑战高度相似。在分布式...

Menaouar Berrehil El Kattel · Kassio Derek Nogueira Cavalcante · Paulo Peixoto Praça · Demercil de Souza Oliveira 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文提出一种用于水电解应用的磁性元件减少型多臂交错直流-直流变换器，通过降低磁性元件体积、减少功率损耗和应力，提升效率与性能。采用短臂结构简化设计，无需电感数量与臂数成正比。输出电流与电压纹波频率达开关频率的六倍，电感电流纹波频率为三倍，显著减小无源器件体积与质量，实现电流均衡分配并提高功率密度。文中详述了连续导通模式下的稳态工作原理、设计准则、数学推导及与现有拓扑的对比分析。实验研制的10 kW样机在满载下实现98.42%的高效率，并附有验证性能的演示视频。

解读: 该多臂交错DC-DC变换器技术对阳光电源储能与氢能产品线具有重要应用价值。其磁性元件减少设计可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC级联环节，通过六倍开关频率的纹波抑制能力，显著减小滤波电感体积，提升PowerTitan储能系统的功率密度。98.42%的满载效率与短臂均流设计可优化阳光电源电解制氢...

Peng Pan · Zujun Peng · Ke Li · Wei Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本研究分析了以金刚石为散热基板的功率芯片封装结构的热-力特性，显著提升了GaN HEMT的性能。通过优化纳米银焊膏焊接工艺，实现了芯片与金刚石散热体间的可靠集成，有效增强了热点区域的散热能力。理论模拟表明，相较于传统MoCu散热器，金刚石散热器具有更优的散热性能和更低的热应力。实验结果表明，在27.3 W功耗下，结到壳的热阻降低53.4%，芯片表面最高温度下降45.3%，直流输出电流提升9.2%，且功率循环寿命超过33万次无失效，验证了金刚石散热封装在提升高功率器件热电性能与可靠性方面的有效性。

解读: 该金刚石散热封装技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN HEMT器件的高功率密度应用面临严峻散热挑战。研究展示的金刚石散热方案可使结壳热阻降低53.4%、芯片温度下降45.3%，直接提升器件电流输出能力9.2%，这对提高PowerTitan储...

Xuchi Xue · Zhitao Liu · Weihan Li · Hongye Su · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种具备离网负载能力的单级双有源桥（DAB）直流 - 交流转换器的优化设计方案。DAB 转换器因其双向功率传输和高功率密度特性而备受关注。然而，储能装置在离网运行时需要具备对负载的适应性。本文基于控制变量的线性化，建立了一个新的控制回路。其目标是最小化电流应力和均方根电流，这会对外部相移角进行约束，从而提高系统效率。此外，从损耗模型的角度出发，基于所选的开关器件研究了系统的最佳工作频率范围。结合绕组方式，对磁性元件的参数进行了优化，这进一步提高了系统效率。搭建了一台 600 W 的 D...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单级双有源桥（DAB）微逆变器技术具有重要的战略价值。该技术通过损耗优化实现了97.89%的峰值效率，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求的高效率目标高度契合。 该技术的核心创新在于通过控制变量线性化建立新型控制环路，有效降低电流应力和均方根电流，这对我司储能变流器...

Xiu Zhang · Wei Ling · Junchen Liu · Hu Tao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127

宽禁带半导体因其优异的电学与机械特性，在柔性电子器件中展现出巨大潜力。本文报道了通过深硅刻蚀和晶圆级衬底转移工艺制备的柔性AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）阵列。器件在_VGS_＝1 V时实现最高饱和漏极电流密度达166.5 mA/mm，在_VDS_＝5 V时峰值跨导为42.6 mS/mm，并表现出良好的抗机械变形能力。此外，在面内拉伸应变下，器件性能进一步提升，归因于应变诱导的压电极化调控AlGaN/GaN异质界面二维电子气密度。该结果凸显HEMT在下一代柔性电子，尤其是生物电子...

解读: 该柔性GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有前瞻价值。研究中应力工程调控二维电子气密度提升器件性能的机制，可为ST系列储能变流器和SG逆变器中GaN器件的封装应力优化提供理论指导，通过合理设计功率模块封装结构实现应变调控以提升开关特性。柔性HEMT阵列的抗机械变形能力对新能源汽车OBC和电机...

Qiang Li · Yuan Yang · Yang Wen · Guoliang Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有开关速度快、击穿电压高和导热性能优异等特点，广泛应用于功率变换器中，以提高其转换效率、功率密度和可靠性。然而，高电压变化率（dv/dt）和高电流变化率（di/dt），再加上寄生电容和电感，使得电压和电流更易出现过冲和振荡，这可能导致电应力、电磁干扰（EMI）和额外的能量损耗。本文提出一种具有过冲和振荡独立抑制功能的有源栅极驱动器（IS - AGD），以改善碳化硅MOSFET模块的开关性能。建立了过冲和振荡的等效模型。基于...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET主动栅极驱动技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正面临更高功率密度、更高效率和更严格EMI标准的市场需求，而SiC器件的应用是实现这些目标的关键路径。 该技术针对SiC MOSFET开关过程中的过冲和振荡问题...

Sudeep Shetty · A M Prahllada · U Vinatha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

高效电能转换对燃料电池混合动力汽车至关重要，要求高电压增益、少开关器件、高效率及低输入电流纹波。本文提出一种适用于燃料电池汽车的高增益二次升压DC-DC变换器，采用带钳位电路的开关电感电容技术，在降低电压应力的同时保持共地结构。详细分析了其工作原理、元件设计与控制器实现，并与现有高增益拓扑进行比较。实验搭建400V/200W样机，在不同工况下测试，额定功率58%时增益达13.33，最高效率93.5%。输入电压突变20%时表现出良好动态响应，符合燃料电池系统实际运行特性。实验验证了该变换器在车用燃...

解读: 该单开关高增益DC-DC变换器技术对阳光电源车载电源产品线具有直接应用价值。其共地拓扑结构和开关电感电容技术可应用于车载OBC充电机，实现燃料电池低压侧（30V）到动力电池高压侧（400V）的高效升压，13.33增益比和93.5%效率指标满足车规要求。单开关设计降低控制复杂度和成本，连续输入电流特性...

Liting Li · Mei Su · Guo Xu · Li Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

针对单向低功率应用，提出了一种带有耦合电感的半双有源半桥（DAHB）变换器。与传统的 DAHB 变换器相比，该拓扑结构由三个有源开关和一个二极管组成，减少了所需有源开关的数量。此外，集成了一个耦合电感，以同时实现隔离和能量传输，从而无需单独的输入电感、漏电感以及变压器。为优化性能，还提出了一种混合调制策略，该策略采用无缝控制律，结合了脉冲宽度调制（PWM）和脉冲宽度调制加相移（PPS）两种模式。PWM 模式可使变换器具有较低的电流应力，而 PPS 模式则增强了功率传输能力。所提出的控制律确保了两...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项半双主动半桥（Semi-DAHB）耦合电感变换器技术在分布式光伏和储能系统的DC-DC变换环节具有显著应用价值。 **技术创新与成本优势**：该拓扑通过三个主动开关加一个二极管的简化结构，相比传统DAHB减少了一个功率开关器件，这直接降低了物料成本和驱动电路复杂度。更...

Yuzhen Xu · Yueling Zhang · Mingzhu Zhou · Ronghuan Xie 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于Y源耦合电感的零输入电流纹波（ZICR）高电压增益DC-DC变换器。通过引入由电感、电容和耦合电感串联构成的辅助电路实现ZICR，其中电容使ZICR支路平均电流为零，从而可采用小磁芯设计，减小磁性元件体积与铜损。结合Y源耦合电感与倍压结构实现高电压增益，固有无源钳位电路有效抑制开关管关断电压尖峰与应力。利用电容吸收漏感能量，实现所有二极管的零电流关断，缓解反向恢复问题。实验研制了200 W、32–380 V、50 kHz样机，验证了方案可行性。在40–200 W输出功率范围内，带...

解读: 该零输入电流纹波高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。Y源耦合电感与倍压结构实现的高电压增益特性，可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC前级，优化低压电池（48V/96V）到高压母线（1500V）的升压方案，减少级联级数。零输入电流纹波特性显著降低对电池侧滤波需求，...

Huu-Phuc Kieu · Ngoc-Quy Do · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种新型隔离式三端口直流 - 直流变换器（TPC），名为双浮动双有源桥（DAB）三端口变换器。所提出的变换器将一个隔离式 DAB 变换器和一个交错非隔离式双浮动升压（DFB）变换器相结合。由于自动驾驶和娱乐系统的发展，车辆中辅助负载的功率需求迅速增加，因此引入了双辅助电压（48 V 和 12 V）系统以减轻大电流负担。DFB 变换器的高电压增益特性确保其工作占空比保持在 0.5 左右，从而减小滤波器尺寸、关断电流和环流，并提高高压侧的功率传输能力。此外，低压侧开关上较低的电压应力允许使...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双浮地三端口DC-DC转换器技术具有重要的战略价值，特别是在电动汽车电源管理和储能系统领域。该技术通过集成隔离型双有源桥（DAB）与交错式双浮地升压转换器，实现了400-840V高压端、48V中压端和12V低压端的高效能量管理，这与阳光电源在新能源汽车动力系统和储能变流...

Ziheng Xiao · Yu Jiang · Lei Zhang · Zhigang Yao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

实现同步升压变换器平滑、高效且快速的启动对降低元件应力与功率损耗、抑制浪涌电流及防止系统损坏至关重要。传统方法无法逐周期优化启动过程中的开关模式，导致电感电流控制不佳和启动时间延长。由于问题复杂性，启动阶段开关模式优化属于NP完全问题。为此，本文提出一种基于加权伪随机决策的ε-贪心算法，结合“超越最优”策略的启发式蒙特卡洛仿真，以寻找最快启动路径。实验结果表明，相较于传统逐周期与非逐周期启动方法，该方法显著提升了启动速度与平稳性。

解读: 该同步升压变换器快速启动优化技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，快速平滑启动可降低DC/DC变换模块的电感电流冲击，减少IGBT/SiC器件应力，提升PowerTitan系统并网响应速度。对于SG系列光伏逆变器的Boost升压电路，该ε-贪心算法可优化MPPT启动过...

M. Millesimo · C. Fiegna · S. A. Smerzi · F. Iucolano 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

基于氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（HEMT）能够在反向导通模式下高效运行，无需本征反并联二极管，从而降低了功率损耗并实现了更高的开关频率。本研究针对具有不同栅极几何形状的器件，探究了肖特基p - GaN栅极HEMT（SP - HEMT）在反向导通模式下的退化机制。研究评估了阈值电压漂移（$\Delta {V}_{\text {TH}}$）、导通电阻漂移（$\Delta {R}_{\text {ON}}$）以及器件在一系列温度（$10~^{\circ }$C 至 $175~^{\circ ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于650V肖特基p-GaN HEMT器件反向导通可靠性的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其无需反并联二极管即可高效反向导通的特性，能够显著降低功率损耗并提升开关频率，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、高功率密度目标高度契合。 该研究揭示的两...

Parham Mohseni · Saeed Pourjafar · Oleksandr Matiushkin · Oleksandr Husev 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

本文提出了一种电流馈电型隔离式高升压直流 - 直流变换器，该变换器的功率开关管承受的电压应力较低。所提出的拓扑结构利用高频（HF）变压器实现了输入与输出之间的电气隔离。变压器的漏感被用于在功率开关管导通期间实现零电压开关（ZVS），并在较宽的工作范围内使功率二极管实现零电流开关（ZCS）。此外，在该拓扑结构中，功率开关管之间采用适当的调制方式（移相调制（PSM）或移相调制与脉冲频率调制（PFM）相结合），可使初级功率开关管实现软关断。另外，通过这种调制技术，输入电感所经历的有效频率是功率开关管开...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项电流馈电型隔离高升压DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对低压侧到高压侧的能量转换场景，与我司光伏储能系统、氢能电解制氢等业务存在天然契合点。 在技术价值层面，该拓扑实现了20-50V低压输入到360V高压输出的大幅升压，这对于我司分布式储能系统中的电池侧...

Xueliang Wang · Shuo Feng · Tao Luo · Jinyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月

随着微电子器件的小型化和高功率需求，封装结构中互连所承载的电流密度不断增加，并达到了电迁移（EM）失效的阈值。在本研究中，我们研究了铝（Al）互连在三种不同电流密度（1/3/5 MA/cm²）下电迁移过程中的微观结构演变和空洞形成情况，并提出了一种将全耦合理论与优化的原子通量散度法相结合的方法。研究结果如下。首先，对于集成电路中的互连，在一定温度范围内，电流密度是影响互连电迁移寿命的主要因素。随着电流密度的逐渐增加，热传递对电迁移的影响不可忽视。原子浓度梯度和应力梯度可以抑制电迁移失效。其次，互...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铝互连电迁移加速寿命测试与预测的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统的功率电子器件中，铝互连作为关键的封装结构，直接承载着高密度电流传输任务。随着我们产品向高功率密度、小型化方向发展，特别是在1500V及以上高压系统中，互连结构面临的电流密度持续攀升，...

Yu Tang · Haisheng Tong · Raheel Afzal · Yingjun Guo · IEEE Access · 2020年11月

为满足高电压升压和高效率要求，提出基于主动开关电感ASL的新型高升压零电压转换ZVT DC/DC变换器。该变换器结合ASL和耦合电感结构，可降低功率开关的电压和电流应力，主动钳位技术为所有开关提供零电压转换ZVT。耦合电感可通过适当匝数比实现相对高电压增益，同时所有磁性元件可集成在一个磁芯中。此外由于漏感，解决了二极管的反向恢复问题。详细分析所提变换器的工作原理，还讨论包括电压增益、ZVT条件的特性。然后列出并相互比较一系列衍生变换器。根据所提变换器，在实验室建立100kHz开关频率的500W原...

解读: 该高升压ZVT变换器技术对阳光电源DC-DC变换器产品线有重要参考价值。阳光光伏MPPT升压和储能DC-DC变换器需要高升压比和高效率。零电压转换ZVT技术可降低阳光功率器件的开关损耗和EMI。主动钳位和耦合电感结构对阳光高功率密度变换器设计有借鉴意义。解决二极管反向恢复问题的方法对阳光提升变换器效...

Leshan Qiu · Yun Bai · Yan Chen · Yiping Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究设计了一种碳化硅（SiC）分裂栅金属氧化物半导体场效应晶体管（SG - MOSFET），以评估分裂栅（SG）结构对重离子辐照下单事件栅氧化层损伤的影响。通过氪（$^{84}$Kr$^{+18}$）离子辐照实验与传统金属氧化物半导体场效应晶体管（C - MOSFET）进行比较，结果表明，SG - MOSFET在单事件漏电流（SELC）退化方面没有显著改善。然而，在漏极偏置为100 V的条件下进行辐照后，SG - MOSFET在辐照后栅极应力（PIGS）测试中达到电流限制时的栅极偏置增加了约6...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET分栅结构抗单粒子辐射损伤的研究具有重要的战略参考价值。SiC MOSFET作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行，尤其在航空航天、高海拔或强辐射环境应用场景中。 研究表明，分栅结构（SG-MOSFET）能够...

Yuzhen Xu · Baichuan Ye · Zehong Wu · Yusheng Fang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14

本文提出一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略，用于四电平嵌套中点钳位（4L-NNPC）变换器。通过引入滑模理论设计成本函数并构建预筛选机制，将候选开关状态从216降至64，显著降低计算负担，同时提升电能质量与电容电压平衡性能。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统中高功率多电平拓扑的实时控制优化具有直接参考价值。4L-NNPC结构可提升PCS在高压大容量场景下的效率与谐波性能，而所提轻量化MPC+滑模融合算法有助于在国产MCU/FPGA平台上实现低延时、高鲁棒性控制，建议在下一代S...

Qingxin Tian · Na Wang · Guohua Zhou · Shuhan Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

高增益直流 - 直流转换器是连接光伏等低压可再生能源与高压直流母线的重要环节。本文提出了一种基于三绕组耦合电感的非隔离型超高电压增益转换器，适用于分布式可再生能源应用。输入电感和钳位电容极大地降低了输入电流纹波，因此在输入端口只需使用较小的滤波电容。此外，该转换器分别实现了开关管的零电压开关和二极管的零电流开关，有效提高了所提转换器的效率。与现有拓扑结构相比，半导体器件承受的电压应力较低且元件数量较少也是该转换器的显著优势。上述特性以及输入输出共地的特点，使得所提拓扑结构成为无变压器可再生能源系...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三绕组耦合电感的超高增益DC-DC变换器技术具有显著的应用价值。该技术直接针对光伏等低压可再生能源接入高压直流母线的核心痛点，与我司在分布式光伏、储能系统等领域的产品线高度契合。 该技术的核心优势在于多个维度的性能突破：首先，超高电压增益特性（30-40V输入升压...

Yun Zhang · Shihong Jing · Yihang Wei · Tong Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来发展趋势，但电池性能限制了电动飞机应用。分布式电池组平衡对电动飞机安全有重大影响。提出一种基于模糊逻辑控制和优化可变参数下垂控制的电池组源-负载分离动态功率平衡方法。通过定义源和负载准则设置启停平衡条件，该方法实现更快平衡速度，同时实现电池组间更小能量传输。动态变化的平衡电流防止实现平衡前大电流充电，降低充电期间热应力并减少电池退化。该方法在更少模式下实现飞机电力系统能量平衡，最小化平衡模式间频繁切换。还消除传统下垂控制在电池平衡系统中引起的电压偏差，增强供电可靠性。建立包含四组4...

解读: 该航空电池组平衡研究对阳光电源储能系统管理有重要参考价值。模糊下垂控制和源-负载分离的动态平衡策略可应用于阳光PowerTitan储能系统的多电池簇并联管理，提高平衡效率和降低热应力。动态变化平衡电流减少电池退化和消除直流母线电压偏差的技术可提升阳光ST系列储能变流器的可靠性和电池寿命。更少模式切换...