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碳化硅半导体器件在高压直流输电电压源换流器中的对比评估
Comparative Evaluation of Voltage Source Converters With Silicon Carbide Semiconductor Devices for High-Voltage Direct Current Transmission
Keijo Jacobs · Stefanie Heinig · Daniel Johannesson · Staffan Norrga 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文探讨了碳化硅（SiC）功率半导体技术在高压直流（HVDC）输电领域的应用前景。相比传统的硅（Si）基器件，SiC器件结合新型模块化多电平换流器（MMC）拓扑，能显著提升高功率转换系统的效率与功率密度，是未来电力电子技术升级的重要方向。
解读: 该研究对于阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及未来大功率电力电子设备具有重要参考价值。SiC器件在高压、高频场景下的低损耗特性，能够显著提升PCS的转换效率，减小散热系统体积，从而提升系统功率密度。建议研发团队关注SiC在高压模块化多电平拓扑中的应用，这不仅有助于优化大型储能电站的...
SiC MOSFET瞬态解析建模方法综述：原理、现状与参数建模
A Brief Review of SiC MOSFET Transient Analytical Modeling Methods: Principles, Current Status, and Parameters Modeling
Lina Wang · Zezhuo Yuan · Junming Chang · Zaiqia Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文综述了SiC MOSFET开关瞬态的解析建模方法。相比硅基器件，SiC器件具有更高的开关速度，但也带来了更复杂的电磁干扰和应力问题。解析模型因其简洁、直观和实用性，在评估和优化功率器件开关性能方面受到广泛关注，对于提升电力电子系统的功率密度和效率具有重要意义。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器及储能PCS功率密度的核心技术路径。该文献提出的瞬态解析建模方法，可直接应用于阳光电源组串式逆变器（如SG系列）及PowerTitan/PowerStack储能系统的功率模块设计中。通过更精确的开关瞬态建模，研发团队能有效优化驱动电路参数，在提升开关频率以减小磁性元件体...
用于功率半导体器件热稳定性增强的有源珀尔帖效应散热器
Active Peltier Effect Heat Sink for Power Semiconductor Device Thermal Stability Enhancement
Lijian Ding · Ruya Song · Shuang Zhao · Jianing Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
针对功率半导体器件因周期性热应力导致的累积疲劳失效问题，本文提出了一种新型热抑制方法。通过在功率器件基板间嵌入珀尔帖效应散热器（PEHS），主动调节芯片温度波动，从而显著提升IGBT/MOSFET的运行可靠性与使用寿命。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中，IGBT模块的结温波动是限制功率密度提升和寿命的关键瓶颈。引入珀尔帖主动散热技术，可有效平抑极端工况下的热应力，显著提升变流器在高温或高频切换环境下的可靠性。建议研发团队评估该方案在...
一种具有低电压振铃的ZVT DC-DC变换器系列
A Family of ZVT DC–DC Converters With Low-Voltage Ringing
Hai N. Tran · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了一种用于非隔离DC-DC变换器的新型低电压振铃零电压转换（ZVT）单元。该拓扑实现了所有半导体器件在开通和关断时的软开关，解决了现有技术中主开关实现ZVS开通需要在线计算的难题。
解读: 该技术提出的ZVT软开关方案能有效降低开关损耗并抑制电压振铃，对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS中的DC-DC升压电路具有重要参考价值。通过减少开关应力和EMI干扰，该拓扑有助于提升功率密度并优化散热设计。建议研发团队评估该ZVT单元在PowerStack或组串式逆变器DC-DC级中的应用潜力...
超宽禁带半导体器件的新兴热学计量技术
Emerging thermal metrology for ultra-wide bandgap semiconductor devices
Van De Walle · El Sachat · Sotomayor Torres · De La Cruz 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126
β-Ga2O₃、AlN、AlGaN和金刚石等超宽禁带（UWBG）半导体材料因其优异的电子特性，成为高功率、高频器件的关键候选材料。然而，除金刚石和AlN外，这些材料普遍具有较低的热导率，难以满足高功率密度下的散热需求，带来严峻的热管理挑战。因此，亟需结合新型器件结构的先进热管理方案以抑制器件峰值温度过度升高。同时，具备高空间和时间分辨率的精确器件级热表征技术对于验证和优化热设计、提升器件性能与可靠性至关重要。本文综述了当前应用于UWBG半导体器件的主要热学计量方法。
解读: 该超宽禁带半导体热学计量技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC/GaN等宽禁带器件的热管理直接影响系统功率密度和可靠性。文中提出的高时空分辨率热表征方法可用于优化PowerTitan储能系统的三电平拓扑功率模块设计，精确定位热点并验证散热方案。对于15...
基于GaN器件的MagCap DC-DC变换器：设计考量与准谐振运行
MagCap DC–DC Converter Utilizing GaN Devices: Design Consideration and Quasi-Resonant Operation
Jong-Won Shin · Masanori Ishigaki · Ercan M. Dede · Jae Seung Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种利用GaN半导体器件的MagCap DC-DC变换器，旨在提升车载电源系统的效率与模块化水平。该拓扑结构类似于反激变换器，但所有开关管均能实现软开关。文章针对变压器和电容提出了设计指南，综合考虑了导通损耗及开关管的电压应力。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统（如PowerStack/PowerTitan中的DC-DC环节）具有重要参考价值。GaN器件的应用能显著提升变换器的功率密度和效率，符合公司产品向小型化、高频化发展的趋势。建议研发团队关注该拓扑的软开关特性，评估其在车载充电模块或小型化储能PCS中的应用潜...
半导体器件中电压驱动的反向恢复：SiC MOSFET的扩散电容视角与行为模型
Voltage-Driven Reverse Recovery in Semiconductor Devices: A Diffusion Capacitance Perspective and Behavioral Model for SiC MOSFETs
Xiaobo Dong · Laili Wang · Qi Zhou · Haoyuan Jin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
反向恢复是半导体器件开关损耗的关键因素。传统观点将其描述为漂移区少数载流子的随时间扫出过程，本文提出该过程本质上是由电压变化引起的电容效应，并据此建立了SiC MOSFET的行为模型，为优化开关损耗提供了新视角。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET已成为主流选择。该模型揭示了反向恢复的电压驱动本质，有助于研发团队在设计高频功率模块时，更精确地评估开关损耗，优化驱动电路参数，从而提升逆变...
基于高纯度4H-SiC光导半导体开关的低导通电阻与高峰值电压传输效率研究
Low ON-Resistance and High Peak Voltage Transmission Efficiency Based on High-Purity 4H-SiC Photoconductive Semiconductor Switch
Xun Sun · Longfei Xiao · Chongbiao Luan · Zhuoyun Feng 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
碳化硅（SiC）作为宽禁带半导体，在高性能高压器件领域具有显著优势。本文制备了沟道长度为0.5mm的平面结构4H-SiC光导半导体开关（PCSS），通过线性工作模式验证了其在微波产生及高压功率传输中的可行性与卓越性能，为下一代高功率电子器件提供了技术参考。
解读: 该研究聚焦于4H-SiC材料在高压开关领域的应用，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS向更高电压等级（如1500V及以上）和更高功率密度演进，SiC器件已成为提升系统效率的关键。PCSS技术虽目前多用于脉冲功率领域，但其对SiC材料特性的深度挖掘，有助于阳光电源在下一代高...
高热流密度功率半导体器件冷却专利技术综述
A Review of Select Patented Technologies for Cooling of High Heat Flux Power Semiconductor Devices
Shailesh N. Joshi · Feng Zhou · Yanghe Liu · Danny J. Lohan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
过去二十年，宽禁带功率电子器件的发展推动了针对高热流密度（200–1000 W/cm²）功率半导体器件的高性能液冷解决方案研究。本文通过对电子冷却技术的专利文献检索，梳理了具有应用前景的高性能热管理技术。
解读: 随着阳光电源PowerTitan液冷储能系统及高功率密度组串式逆变器的迭代，功率器件的热管理已成为提升系统功率密度和可靠性的核心瓶颈。本文探讨的高热流密度冷却技术，对优化我司SiC/IGBT功率模块的散热设计、提升液冷系统效率具有重要参考价值。建议研发团队关注文中提及的先进微通道或相变冷却专利，以进...
利用低介电常数材料降低共模电磁干扰的功率半导体模块
Power Semiconductor Module With Low-Permittivity Material to Reduce Common-Mode Electromagnetic Interference
Jong-Won Shin · Chi-Ming Wang · Ercan M. Dede · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文提出了一种在功率半导体模块中布局低介电常数材料的设计方案，旨在降低寄生共模（CM）电容，从而抑制共模电流。在不牺牲半导体器件与散热器之间热性能的前提下，通过将直接键合铜（DBC）基板底部部分铜层替换为空气，有效降低了寄生电容，优化了模块的电磁兼容性（EMC）。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要应用价值。随着功率密度不断提升，高频开关带来的EMI问题已成为系统设计的瓶颈。该方案通过优化DBC基板结构降低寄生电容，在不影响散热的前提下改善EMC性能，有助于减小滤波器体积，提升整机功率密度。建议研发...
一种用于直流断路器应用中串联功率器件的单无源栅极驱动器
A Single Passive Gate-Driver for Series-Connected Power Devices in DC Circuit Breaker Applications
Jian Liu · Lakshmi Ravi · Dong Dong · Rolando Burgos · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种用于直流断路器（DCCB）的创新型单无源栅极驱动方案，通过无源器件实现串联功率半导体器件的电压均衡。该方案利用金属氧化物压敏电阻（MOV）等瞬态抑制器件，在实现串联器件间自然电压平衡的同时，为上管栅极电容提供放电路径，有效简化了高压串联应用中的驱动电路设计。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。在直流侧高压应用中，通过无源器件实现串联器件的电压均衡，可显著降低驱动电路的复杂度和成本，提升系统可靠性。建议研发团队评估该方案在直流断路器及高压直流侧保护电路中的可行性，以优化大功率变流器...
功率半导体器件芯片表面横向温度梯度估计方法
An Estimation Method for Lateral Temperature Gradient on Chip Surface of Power Semiconductor Devices
Maoyang Pan · Erping Deng · Xia Wang · Yushan Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
如今芯片表面严重的横向温度梯度可显著降低功率半导体器件寿命。目前提取芯片表面横向温度梯度的主要方法包括红外IR相机和有限元仿真。然而前者需要破坏封装，后者可能耗时费力且精度存在挑战。本文推导了横向温度梯度的表达式，研究了影响因素及其含义。以常见三类线键合功率半导体器件为例，提出一种估计横向温度梯度的方法。实验验证了该方法的有效性和准确性，分立器件误差在13%以内，模块误差在1%以内。尽管验证需要破坏性封装进行IR测量，但后续应用可通过主要取决于器件类型的预校准有效性因子实现非破坏性估计。实际应用...
解读: 该功率器件横向温度梯度估计研究对阳光电源功率模块可靠性设计有重要参考价值。非破坏性估计方法通过预校准有效性因子避免开封测试可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块在线健康监测。1%模块误差和13%分立器件误差的高精度估计为阳光iSolarCloud平台的数字孪生热管...
基于POD算法的电力电子器件多时间尺度热网络模型
Multitimescale Thermal Network Model of Power Devices Based on POD Algorithm
Yao Zhao · Zhiqiang Wang · Dan Luo · Cuili Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
针对传统热网络模型难以准确预测电力电子器件多时间尺度温度信息的问题，本文提出了一种基于本征正交分解（POD）算法的热网络模型。以MOSFET为例，该模型通过POD算法有效捕捉了器件在不同时间尺度下的热响应特性，显著提升了温度预测的精度与效率，为电力电子系统的热设计提供了新方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。在功率密度不断提升的背景下，精确的热管理是保证IGBT/SiC功率模块可靠性的关键。POD算法能够实现计算效率与精度的平衡，建议将其集成至iSolarCloud智能运维...
变换器PWM开关
CPS）：一种新的PWM开关概念
Alex Q. Huang · Chen Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
脉宽调制（PWM）是现代电力电子技术的基础。本文提出了一种全新的PWM开关概念——变换器PWM开关（CPS）。该概念旨在通过重构功率变换中的开关机制，优化高频开关过程，为电力电子变换器的设计与控制提供了一种创新的理论框架。
解读: 作为全球领先的逆变器供应商，阳光电源的核心竞争力在于高效的功率变换技术。CPS概念作为一种底层PWM开关理论的创新，若能有效降低开关损耗或提升功率密度，将直接利好阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan系列）。建议研发团队关注该拓扑在提升整机效率、减小磁性元件体积方面...
基于数据手册参数的半桥MOSFET开关损耗分析建模
Analytical Switching Loss Modeling Based on Datasheet Parameters for mosfets in a Half-Bridge
Daniel Christen · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
现代宽禁带器件（如SiC或GaN）显著降低了开关损耗，引发了对软开关模式必要性的探讨。由于大多数半导体器件仅提供有限的损耗估算信息，在宽运行范围内进行精确损耗评估通常需要大量实验测量。本文提出了一种基于数据手册参数的分析建模方法，旨在简化开关损耗的评估过程。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET，精确的损耗建模能显著提升产品效率评估的准确性，并缩短研发周期。通过该分析模型，研发团队可在设计阶段快速评估不同SiC器件在宽电压范围下的表现...
PCB过孔与焊盘的热建模及设计优化
Thermal Modeling and Design Optimization of PCB Vias and Pads
Yanfeng Shen · Huai Wang · Frede Blaabjerg · Hui Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文探讨了安装在PCB上的微型功率半导体器件的散热问题，重点分析了PCB过孔、铜焊盘及散热器的冷却作用。针对目前半导体厂商及研究人员在PCB热设计建议中存在的不一致与非最优问题，本文提出了优化设计方案，旨在为电力电子工程师提供更准确的热设计指导。
解读: 该研究直接关系到阳光电源全线产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统、充电桩等）的核心功率密度提升与可靠性设计。随着功率模块集成度提高，PCB热管理成为限制功率密度的瓶颈。通过优化PCB过孔与焊盘的热设计，可有效降低功率器件（如SiC/IGBT模块）的结温，从而提升产品在极端工况下的寿命与...
用于高效率电压源变换器的混合器件主动强迫换流桥
Active-Forced-Commutated Bridge Using Hybrid Devices for High Efficiency Voltage Source Converters
Peng Li · Stephen J. Finney · Derrick Holliday · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
在高功率变换器中，半导体器件的通态特性决定了效率表现。本文提出了一种主动强迫换流（AFC）桥，利用晶闸管与IGBT组成的混合功率器件，作为电压源变换器或复杂多电平变换器的基础模块，旨在提升高功率密度下的转换效率。
解读: 该技术通过混合器件方案优化了高功率变换器的通态损耗，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在大功率应用场景下，降低器件损耗可直接提升整机效率并减少散热压力。建议研发团队评估该混合桥路在兆瓦级PCS中的应用潜力，特别是在追求极致效率的集中式逆变器拓扑...
一种低损耗的IETO-IGBT混合概念
An IETO-IGBT Hybrid Concept With Reduced Losses
Jakob Teichrib · Shweta Tiwari · Ala Qawasmi · Rik W. De Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
功率电子系统的效率高度依赖于所采用的半导体器件。降低器件损耗不仅能提升投资回报率，还能降低冷却需求并提升功率密度。本文提出了一种用于中压DC-DC变换器的新型功率半导体器件概念，通过集成发射极关断晶闸管（IETO）与IGBT，旨在优化开关损耗与导通损耗的平衡。
解读: 该研究提出的IETO-IGBT混合器件概念对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统以及集中式光伏逆变器中，DC-DC变换级和逆变级的效率直接决定了系统的整体性能与散热成本。若该混合器件能有效降低中压应用下的开关损耗，将有助于进一步提升阳光电...
一种通过PWM零序注入实现NPC变换器功率器件损耗重分配的技术
A Loss Redistribution Technique for the Power Devices in the NPC Converter by PWM Zero-Sequence Injection
Jiuyang Zhou · Shih-cheng Shie · Po-tai Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
针对中点钳位（NPC）变换器在传统调制下功率器件损耗分布不均、影响可靠性的问题，本文提出了一种零序电压注入技术。该方法在不增加额外硬件的前提下，有效实现了功率损耗的重新分配，且其效果不受运行工况限制，显著提升了变换器的可靠性。
解读: NPC三电平拓扑是阳光电源大功率组串式逆变器（如SG系列）及集中式逆变器的核心技术路线。该文献提出的零序注入损耗均衡技术，能够有效解决三电平拓扑中内管与外管热应力不均的问题，直接提升功率模块的寿命与可靠性。在阳光电源的产品研发中，该技术可优化散热设计，降低对IGBT模块的过设计要求，从而降低成本。建...
一种用于兆赫兹运行的高压共源共栅氮化镓器件新封装
A New Package of High-Voltage Cascode Gallium Nitride Device for Megahertz Operation
Wenli Zhang · Xiucheng Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
相比硅基器件，横向氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）具备高电流密度、高开关速度和低导通电阻等优势，是实现高频、高效功率转换的理想选择。本文针对GaN HEMT在高频运行下的封装技术进行了研究，旨在解决高频开关带来的寄生参数影响，提升功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有重要战略意义。随着电力电子技术向高频化、高功率密度方向演进，GaN器件的应用能显著减小磁性元件体积，提升整机效率。建议研发团队关注该新型封装技术在兆赫兹级开关频率下的热管理与电磁兼容性能，将其引入下一代轻量化户用逆变器或便携式储能产品的研发中，...
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