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一种具有无损电流检测和无缝切换的高效率四开关Buck-Boost变换器控制方法
A High-Efficiency Control Method With Lossless Current Sensing and Seamless Transition for Four-Switch Buck–Boost Converter
Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种针对四开关Buck-Boost变换器的四边形控制方法，通过实现所有功率开关的零电压开关（ZVS）来提升功率密度。针对传统电流检测带来的额外损耗问题，本文引入了无损电流检测技术，在确保ZVS实现的同时显著提升了系统效率，并优化了Buck与Boost模式间的无缝切换性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerStack、PowerTitan系列）及户用光伏逆变器中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。四开关Buck-Boost拓扑常用于宽电压范围的电池侧接口，通过实现ZVS和无损电流检测，可有效降低变换器损耗，提升整机效率，并提高在复杂工况下的功率密度。建议研发团...
基于步进控制红外热成像法的硅超结MOSFET与碳化硅MOSFET单脉冲雪崩失效研究
Single-Pulse Avalanche Failure Investigations of Si-SJ-mosfet and SiC-mosfet by Step-Control Infrared Thermography Method
Siyang Liu · Xin Tong · Jiaxing Wei · Weifeng Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种步进控制红外热成像方法，用于深入研究Si超结（SJ）MOSFET和SiC MOSFET的单脉冲雪崩失效机理。该方法能够实时观测整个雪崩过程中损伤位置及其演变。研究表明，Si-SJ-MOSFET的雪崩损伤区域会从单元区向外扩展，揭示了不同功率器件在极端工况下的失效特征。
解读: 功率器件是阳光电源逆变器及储能PCS的核心。随着公司在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中大规模应用SiC器件以提升效率和功率密度，器件的可靠性至关重要。该研究提出的红外热成像失效分析方法，可直接应用于公司功率模块的可靠性验证与故障诊断流程，帮助研发团队优化器件选型与驱动保护电路设计，有效...
一种用于四开关Buck-Boost变换器的改进四边形控制方法，具有低损耗和解耦策略
An Improved Quadrangle Control Method for Four-Switch Buck-Boost Converter With Reduced Loss and Decoupling Strategy
Qi Liu · Qinsong Qian · Min Zheng · Shengyou Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
四开关Buck-Boost（FSBB）变换器因其结构简单及优异的升降压性能，广泛应用于电池储能领域。四边形控制方法虽能实现所有功率开关的零电压开关（ZVS），以适应高频化趋势，但传统方法存在损耗与控制耦合问题。本文提出了一种改进的四边形控制策略，旨在降低变换器损耗并实现解耦控制。
解读: FSBB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）中DC-DC变换环节的核心拓扑之一。该文献提出的改进四边形控制方法通过优化ZVS实现和解耦策略，能够显著提升变换器的转换效率，降低功率器件发热，从而提升储能系统的功率密度。建议研发团队评估该控制策略在兆瓦级储能PCS...
双轴和单轴机械应力下4H-SiC功率MOSFET电学特性的实验研究
Experimental Investigations on the Electrical Properties of 4H-SiC Power MOSFETs Under Biaxial and Uniaxial Mechanical Strains
Wangran Wu · Hongyu Wei · Pengyu Tang · Guangan Yang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文全面研究了1200V平面栅4H-SiC功率MOSFET在机械应力下的电学特性。通过晶圆弯曲系统，实验分析了双轴应力、平行于栅极沟道的单轴应力以及垂直于栅极沟道的单轴应力对器件性能的影响。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能系统功率密度与效率的核心。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向高压、高功率密度方向演进，功率模块在封装及运行过程中承受的机械应力对SiC MOSFET的长期可靠性至关重要。本研究揭示了不同应力方向对器件电学性能的影响，为阳光电源在功率模块封装工...
650V p-GaN HEMT单脉冲非钳位电感开关
UIS）失效机理与分析
Siyang Liu · Sheng Li · Chi Zhang · Ningbo Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文首次揭示了肖特基栅极p-GaN HEMT在单脉冲非钳位电感开关（UIS）下的耐受物理机制与失效机理。与Si/SiC器件不同，p-GaN HEMT通过将负载电感的能量存储在输出电容中来承受浪涌电流，而非通过雪崩击穿。
解读: GaN器件凭借高开关频率和高效率，是阳光电源未来提升户用光伏逆变器及小型化充电桩功率密度的关键技术方向。本文深入分析了p-GaN HEMT在极端工况下的UIS失效机理，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、过压保护策略及可靠性评估具有重要指导意义。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器...
一种具有改进死区时间补偿且适用于高压应用的高速同步整流器
A High-Speed Synchronous Rectifier With Improved Dead Time Compensation and Suitable for High-Voltage Applications
Minggang Chen · Yongjia Li · Jiawei Shi · Song Ding 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
基于漏源电压（VDS）检测的同步整流器因其结构简单和低成本被广泛应用。然而，在高频应用中存在寄生电感导致的过早关断、数十纳秒的导通延迟以及商用芯片耐压通常限制在200V以下等问题。本文提出了一种新型高速同步整流方案，旨在解决上述局限性，提升高压功率变换系统的效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要价值。在光储系统中，DC-DC变换级的高效同步整流是提升整机效率的关键。该方案解决的高压同步整流问题，能够直接优化高压直流母线下的变换效率，减少开关损耗，并提升在高频化趋势下的系统可靠性。建议研...
一种基于P-Sub/P-Epi技术的600V高压栅极驱动IC集成自举二极管仿真器
An Integrated Bootstrap Diode Emulator for 600-V High Voltage Gate Drive IC With P-Sub/P-Epi Technology
Jing Zhu · Weifeng Sun · Yunwu Zhang · Shengli Lu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文首次提出了一种基于P-Sub/P-Epi BCD工艺的集成自举二极管仿真器，包含高压FET、栅极控制及背栅控制电路。通过优化控制策略，在不增加额外复杂性的前提下，自举电容的充电时间缩短了约27%，有效提升了高压栅极驱动电路的性能。
解读: 该技术直接优化了高压栅极驱动电路的核心组件，对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要价值。在逆变器和PCS的功率级设计中，自举电路的充电效率直接影响开关管的驱动可靠性与开关频率上限。采用该集成仿真器技术，可有效缩短驱动电路的响应时间，降低驱...
基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...
1100 V、600 A/cm² 4H-SiC 横向IGBT
1100-V, 600-A/cm2 4H-SiC Lateral IGBT on N-Sub/N-Epi Stack With P-Top Protected Lightly Doped Drift Region
Jie Ma · Mengyao Zhao · Tianchun Nie · Yong Gu 等12人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
本文报道了一种基于N型衬底/N型外延结构的1100 V 4H-SiC横向IGBT，采用P型顶层保护轻掺杂漂移区，实现600 A/cm²高电流密度；低掺杂增强电导调制效应，P-top缓解栅极拐角电场集中，结合场限环提升垂直击穿电压，达到同类SiC横向器件最优BV-Iₛₐₜ折衷。
解读: 该SiC横向IGBT在高压、高电流密度和低导通损耗方面取得突破，可提升阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和ST系列储能PCS中高频开关模块的效率与功率密度。尤其适用于高功率密度、紧凑型单面散热设计场景。建议在下一代1500V+组串逆变器及PowerStack液冷储能变流器中开展SiC IGBT模块替...
用于LLC-DCX副边MOSFET的双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器
A Dual Channel Push Pull Clamped-Interlock Resonant Gate Driver for the Secondary-Side MOSFETs of LLC-DCX
Ziyan Zhou · Qiang Luo · Yufan Wang · Yuefei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
LLC直流变压器（LLC-DCX）因具备软开关特性，可在高频下实现高效率能量传输，广泛应用于高功率密度场合。然而，传统驱动集成电路的驱动损耗与开关频率成正比，在高频时导致显著的栅极驱动损耗，限制了LLC-DCX开关频率的进一步提升。本文提出一种双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器（DPCRGD），用于驱动LLC-DCX副边MOSFET，可提供两路互补驱动信号。相比传统电压源驱动电路及现有研究，该驱动器具有更低的驱动损耗和更小的占用面积。通过原理分析、损耗建模、参数优化与对比研究，并在1.3 MHz、...
解读: 该双通道谐振栅极驱动技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。LLC-DCX拓扑广泛应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级、PowerTitan储能系统的电池接口变换器，以及充电桩的功率变换模块。该驱动器在1.3MHz高频下实现88%驱动损耗降低和49%面积缩减，可直接应用于：1）储能PCS...
基于浮动N型岛提升沟道载流子迁移率的4H-SiC横向扩散MOSFET技术
Mobility-Boosting Technique With Floating N-Islands for 4H-SiC LDMOS
Yong Gu · Tianchun Nie · Shuqiang Chen · Yawen Xu 等13人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
针对4H-SiC LDMOS因SiC/SiO₂界面质量差导致沟道载流子迁移率低的问题，本文提出在沟道区嵌入浮动N型岛（FN）作为“载流子库”，调控二维静电势与载流子分布，提升载流子发射效率和有效迁移率，降低比导通电阻。实验显示场效应迁移率最高提升86.7%，R_on,sp降低46.2%，且击穿电压几乎不受影响。
解读: 该技术显著提升SiC MOSFET器件的导通性能与高频开关效率，可直接赋能阳光电源组串式逆变器（如SG3125HV）、ST系列储能双向PCS及PowerTitan系统的主功率模块。尤其适用于高功率密度、高温工况下的新一代SiC功率模块设计，建议在下一代1500V+高压平台产品中联合封装厂开展FN结构...
一种具有无损电流检测和无缝切换的四开关Buck-Boost变换器高效率控制方法
A High-Efficiency Control Method WITH Lossless Current Sensing and Seamless Transition for Four-Switch Buck–Boost Converter
Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
四开关 Buck - Boost 变换器的四边形控制方法可使所有功率开关实现零电压开关（ZVS），从而实现高功率密度。然而，为确保 ZVS 的实现，需要对电感电流进行采样和调节，这会引入额外损耗并降低效率。本文提出了一种基于无损电流采样的高效控制策略，该策略可在所有工况下使电感电流幅值最小。此外，为确保不同模式间的平稳切换，当输入电压接近输出电压时，插入了一种过渡模式。最后，搭建了输入电压为 40 - 60V、输出参数为 48V/6A 的实验样机，以验证所提出的采样电路和控制策略的有效性。样机的...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项四开关Buck-Boost变换器的高效控制技术具有显著的应用价值。该技术通过无损电流采样和无缝模式切换实现了98.88%的峰值效率，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接的技术借鉴意义。 在光伏系统应用场景中，该技术的宽输入电压范围（40-60V）和高效率特性与...
具有增强dVSW/dt抗噪能力、负VSW耐受性及开通dVSW/dt可控性的单片GaN功率集成电路
A Monolithic GaN Power IC With Enhanced dVSW/dt Noise Immunity, Negative VSW Tolerance and Turn-On dVSW/dt Control
Yifei Zheng · Haoran Wang · Boyu Li · Weimin Yuan 等11人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月 · Vol.14
本文提出一种单片GaN半桥功率IC可靠性增强方案，包括片上地分离设计、抗dVSW/dt噪声的鲁棒电平移位器及可调驱动强度栅极驱动器。实测验证其在130 V/ns dVSW/dt下无误触发，延迟<10.4 ns，支持−15 V负压耐受。
解读: 该GaN功率IC技术可显著提升阳光电源组串式逆变器和ST系列储能变流器（PCS）的开关可靠性与功率密度。尤其适用于高频化、高效率场景（如PowerTitan液冷储能系统中的紧凑型PCS模块），有助于降低EMI、抑制寄生振荡，延长GaN器件寿命。建议在下一代1500V组串式逆变器及双向储能PCS中开展...
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