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电感失配下多相功率变换器的优化开关序列
Optimized Switching Sequence for Multiphase Power Converters Under Inductance Mismatch
Pablo Antoszczuk · Paula Cervellini · Rogelio Garcia Retegui · Marcos Funes · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文研究了多相功率变换器在电感参数失配情况下的优化开关策略。多相并联技术通过分担电流降低了半导体应力，并通过交错控制提升了纹波频率并降低了纹波幅值。针对实际应用中电感不一致导致的纹波性能恶化问题，文章提出了一种优化开关序列，以改善变换器的整体性能。
解读: 多相交错并联技术是阳光电源大功率组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的核心拓扑基础。在实际生产中，电感参数的微小偏差会直接影响纹波抑制效果及并网电流质量。该研究提出的优化开关序列策略，有助于提升阳光电源产品在复杂工况下的电流均衡度，降低磁性元件的损耗，并进一步优化高功率密度设计...
基于倍频功率控制的两级单相变换器直流母线电压纹波与DAB电流应力优化与权衡
Optimization and Tradeoff of DC Bus Voltage Ripple and DAB Current Stress in Two-Stage Single-Phase Converter by Double-Line-Frequency Power Control
Fei Xiong · Peng Wu · Hongyu Yang · Kaibi Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
针对两级单相系统中存在的倍频瞬时功率问题，本文提出了一种倍频功率控制方法。该方法旨在实现双有源桥（DAB）DC/DC变换器的电流应力与直流母线电压纹波之间的优化与权衡，通过调节DAB中的不同倍频功率分量，有效改善系统性能。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是户用光伏逆变器及储能变流器（PCS）。在单相储能系统中，直流母线电压纹波与DAB变换器的电流应力是影响系统效率、电容寿命及功率密度的关键因素。该控制策略能够优化DAB的运行特性，有助于提升阳光电源户用储能系统（如PowerStack系列）的转换效率，并降低对...
用于更多电飞机应用中保持时间扩展的双有源桥变换器混合相位-频率控制
A Hybrid Phase-Frequency Control of Dual Active Bridge Converters for Hold-Up Time Extension in More Electric Aircrafts Applications
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对更多电飞机（MEA）应用中的双有源桥（DAB）变换器，提出了一种混合相位-频率控制策略。该方法旨在解决保持时间（Hold-up time）扩展过程中，传统移相控制导致的电压增益与电流应力耦合问题，有效降低高电压增益下的电流应力，提升变换器在极端工况下的可靠性与安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流充电桩核心DC-DC环节的关键拓扑。该文提出的混合相位-频率控制策略，能够有效优化DAB在宽电压范围下的电流应力，这对于提升阳光电源储能变流器（PCS）在电网电压波动或电池电压变化时的效率和可靠性具有重要参考价值...
用于移相全桥变换器中降低导通损耗的低压额定二极管耦合电感整流器
New Coupled Inductor Rectifier With Low Voltage-Rated Diode for Low Conduction Losses in Phase-Shift Full-Bridge Converter
Jae-Hyun Ahn · Ji-Yeon Kim · Seok-Woo Jeong · Dae-Hun Kwon 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文提出了一种新型耦合电感整流器（CIR），旨在消除移相全桥变换器中的原边环流并降低整流二极管的电压应力。针对传统拓扑中因ZVS电流需求导致励磁电感较小及二极管高压应力问题，该方案通过优化电路结构，有效提升了变换效率，降低了导通损耗。
解读: 该技术主要针对DC-DC功率变换环节，对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要参考价值。在光伏逆变器和储能系统中，DC-DC级效率是提升整机效率的关键。通过引入耦合电感整流技术，可以有效降低二极管电压应力，从而允许选用更低额定电压、更低导通电阻的功率器件，显著降低导通损耗并提...
用于可再生能源应用的新型半二次高升压DC/DC变换器
New Semiquadratic High Step-Up DC/DC Converter for Renewable Energy Applications
Sara Hasanpour · Yam P. Siwakoti · Ali Mostaan · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种新型半二次高升压耦合电感DC/DC变换器（SQHSUCI）。该拓扑结构通过耦合电感和双开关同步工作，实现了极高的半二次形式电压增益，同时具备连续输入电流和较低的半导体器件电压应力，有效提升了功率变换效率。
解读: 该拓扑结构的高升压特性非常适合阳光电源的组串式光伏逆变器及户用光伏系统，能够有效降低光伏组件输入电压与直流母线电压之间的变换难度，提升系统整体效率。此外，其低电压应力特性有助于选用更低额定电压的功率器件，从而降低BOM成本并提升可靠性。建议研发团队评估该拓扑在PowerStack等储能系统直流侧升压...
具有低电压应力的软开关交错式超高降压变换器
Soft-Switched Interleaved Ultra-High Step-Down Converter With Low-Voltage Stress
Seyed Ali Mousavi-Rozveh · Amir Khorsandi · Ehsan Adib · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种新型软开关交错式超高降压DC-DC变换器。其核心优势包括：功率开关管和二极管的电压应力极低、占空比范围宽、开关管与二极管均实现软开关、输出电流连续且纹波极小，以及电感体积小、导通损耗低等特点。
解读: 该拓扑结构在超高降压应用中表现出的低电压应力和软开关特性，对阳光电源的户用光伏及工商业光伏产品线具有重要参考价值。在直流侧电压较高的组串式逆变器或储能系统（如PowerStack）的DC-DC变换环节中，采用该技术可有效降低开关器件的电压等级要求，从而选用更低导通电阻的MOSFET，显著提升整机转换...
栅极电阻对改善硅/碳化硅混合开关动态过流应力的影响
Impact of Gate Resistance on Improving the Dynamic Overcurrent Stress of the Si/SiC Hybrid Switch
Xiaofeng Jiang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Hua Mao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
硅/碳化硅（Si/SiC）混合开关（HyS）结合了高电流Si IGBT与低电流SiC MOSFET的优势，在轻载和重载下均能实现更低的导通损耗。然而，为避免器件损坏，必须解决HyS在重载条件下所面临的动态过流应力问题。本文研究了栅极电阻对缓解该过流应力的影响。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，Si/SiC混合开关技术可在保持成本优势的同时，有效降低系统损耗。通过优化栅极驱动电路（如动态调整栅极电阻），可以显著改善功率模块在重载工况下的动态过流应力，从而提升逆变器和PCS的...
商用1.2-kV SiC沟槽型MOSFET在重复短路应力下的失效与退化分析
Failure and Degradation Analysis of Commercial 1.2-kV SiC Trench MOSFETs Under Repetitive Short-Circuit Stress
Hengyu Yu · Michael Jin · Limeng Shi · Monikuntala Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究对承受重复短路（RSC）应力的先进商用1.2 kV碳化硅（SiC）沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的失效机制和退化模式进行了深入分析。对两种商用沟槽MOSFET，即增强型双沟槽MOSFET（RDT - MOS）和非对称沟槽MOSFET（AT - MOS），在最大单次短路（SC）能量的50%、漏源电压为800 V的条件下进行了测试。通过分析漏电流路径确定了失效机制，主要包括介电层的热致破裂以及高温导致的沟槽失效。与单次短路测试中失效主要由热失控驱动不同，重复短路应力下的失效归...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1.2kV SiC沟槽MOSFET在重复短路应力下的失效机制研究具有重要的工程应用价值。SiC功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器核心功率拓扑的关键元件，其可靠性直接影响系统的安全性和全生命周期成本。 该研究揭示了两种商用沟槽型SiC MOSFET在重复短路工况下...
具有降低电流应力的可级联增强型准Z源逆变器
Cascadable Enhanced Quasi-Z-Source Inverter with Reduced Current Stress
Ahmad Mahdave · Mohammad Monfared · Ali Nikbahar · Wahid Eskandary · IET Power Electronics · 2025年7月 · Vol.18
提出了一种具有钳位直流链电压的新型磁耦合阻抗源（MCIS）逆变器。该拓扑通过磁耦合电感与有源阻抗网络相结合，实现了升压能力与稳定的直流链电压控制。通过引入钳位结构，有效降低了开关器件的电压应力和输入电流纹波，同时提升了系统效率与可靠性。该逆变器具备良好的级联扩展性，适用于中高压功率变换场合。仿真与实验结果验证了所提拓扑的可行性与优越性能。
解读: 该磁耦合阻抗源逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器具有重要应用价值。其钳位直流链电压结构可有效降低开关器件电压应力，与阳光电源现有的SiC功率器件应用形成协同优化，提升系统可靠性。降低输入电流纹波特性可改善PowerTitan储能系统的电池侧电流质量，延长电池寿命。级联扩展能力适配...
高增益PWM方法及器件电压应力更低的有源开关升压Z源逆变器
High Gain PWM Method and Active Switched Boost Z-Source Inverter With Less Voltage Stress on the Devices
Milad Abbasi Shahabi · Mohammad Mardaneh · Eshan Jamshidpour · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种新型高电压增益有源开关升压准Z源逆变器（qZSI）拓扑及相应的PWM控制技术。该结构具有升压能力强、元件数量少、源电流连续、器件电压应力低及共地等显著优势。
解读: 该拓扑通过优化Z源网络实现了更高的电压增益和更低的器件电压应力，这对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）和户用光伏逆变器具有重要参考价值。在光伏组件电压波动较大或需要更高升压比的应用场景中，该技术能有效降低对功率器件耐压等级的要求，从而降低成本并提升效率。建议研发团队评估该拓扑在提升逆变器功率密度方...
SiC MOSFET开关运行中栅极氧化层退化研究
Investigation on Gate Oxide Degradation of SiC MOSFET in Switching Operation
Yumeng Cai · Peng Sun · Cong Chen · Yuankui Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文研究了SiC MOSFET在开关运行过程中的栅极氧化层退化问题。通过搭建Buck变换器，重点分析了动态漏源电压（VDS）和负载电流（IL）对栅极氧化层可靠性的影响，旨在建立有效的SiC器件栅极可靠性评估方法，为高压功率器件的应用提供理论支撑。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度与效率的核心器件。栅极氧化层可靠性直接关系到产品在复杂工况下的长期寿命。本文提出的动态应力评估方法对于阳光电源在器件选型、驱动电路优化以及功率模块的寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队将此研究成果应...
一种用于可再生能源系统的具有耦合电感和倍压单元的新型高升压双开关变换器
A Novel High Step-Up Dual Switches Converter With Coupled Inductor and Voltage Multiplier Cell for a Renewable Energy System
Hongchen Liu · Fei Li · JIan Ai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种适用于可再生能源系统的新型高升压变换器。该变换器采用双开关结构、三绕组耦合电感和两个倍压单元，实现了高电压增益。双开关结构有效降低了开关管的电压和电流应力，提升了系统效率与可靠性。
解读: 该拓扑结构通过耦合电感和倍压单元实现高增益，非常契合阳光电源组串式逆变器（String Inverter）在低压光伏组件接入时的升压需求。其降低开关管电压/电流应力的特性，有助于提升逆变器在极端工况下的效率，并降低对高压功率器件的依赖，从而优化成本。建议研发团队评估该拓扑在户用及工商业光伏逆变器中的...
风力发电用90-kW高功率LLC变换器优化设计
Optimization Design of 90-kW High-Power LLC Converter for Wind Power Applications
Gesi Tang · Yibo Wang · Junlong Lu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
风电直流升压汇集技术是当前备受关注的研究方向，其中直流升压变换器被视为核心转换装置。LLC变换器因开关损耗低而具有应用潜力，但在宽输入电压范围内存在谐振电容电压应力大、开关器件电流应力高及磁性元件损耗显著等问题。为此，本文提出一种适用于风电直流汇集场景的高功率、高效率LLC变换器优化设计方法，综合考虑开关器件选型、磁性元件损耗、器件电压/电流应力及电路实际运行工况。研制了5 kV–90 kW样机，实验结果验证了该设计方法的有效性。
解读: 该LLC变换器优化设计技术对阳光电源储能和光伏产品线具有重要参考价值。其宽输入电压范围和高效率特性可直接应用于ST系列储能变流器的DC/DC级，优化PowerTitan大型储能系统的能量转换效率。同时，该设计方法在开关器件选型和磁性元件损耗优化方面的经验可用于SG系列光伏逆变器的功率级设计，特别是在...
基于片上嵌入式温度传感器在高电流密度下微凸点电迁移诱导退化的表征
Characterization of Electromigration-induced degradation in Micro Bumps Via On-Chip Embedded Temperature Sensors Under High Current Density
Zhenwen Pu · Yuexing Wang · Linwei Cao · Jichao Qiao 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月
本研究通过实验与计算相结合的方法，研究了微凸点中电迁移引起的退化问题。在倒装芯片试样中嵌入了铂薄膜温度传感器，以实现实时热监测。利用这些传感器测量封装内部温度，并通过红外热成像进行验证，从而定量表征高电流密度条件下的焦耳热效应。对经过加速电流应力测试的试样进行横截面扫描电子显微镜（SEM）分析后发现，在电热耦合环境中，电迁移会引发两种并发的失效机制：（1）空洞在金属间化合物（IMC）/焊料界面形核并扩展；（2）焊料加速消耗导致的缩颈现象。本研究开发了一个多物理场建模框架，将统一蠕变塑性（UCP）...
解读: 从阳光电源功率电子产品的可靠性角度审视，该研究针对微凸点电迁移失效的表征方法具有重要参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率模块的封装互连结构长期承受高电流密度和温度循环应力，电迁移导致的微观失效是影响系统25年以上生命周期的关键因素。 该论文提出的片上嵌入式温度传感技术为我们提供了实...
低温预应力下p-GaN HEMT中陷阱解冻引起的阈值电压不稳定性
Trap Thawing-Induced Threshold Voltage Instability in p-GaN HEMTs at Cryogenic Temperatures During Pre-Stress
Chuan Song · Wen Yang · Weijian Wang · Jianlang Liao 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
本文研究了低温下 p - 氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）中的预应力，揭示了陷阱解冻效应：被冻结的空穴陷阱从高能电子处获取能量，导致其解冻并引起阈值电压（VTH）正向漂移。预应力激活了额外的空穴陷阱，这导致了由普尔 - 弗兰克尔（PF）发射引起的栅极泄漏电流（IGSS）。通过对栅极泄漏电流、电容深能级瞬态谱（C - DLTS）进行分析以及开展 TCAD 仿真，以确定其潜在机制。我们的研究结果完善了低温下陷阱的整体行为，为 p - GaN HEMT 在超导系统和空间电子学等广泛低温应...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMTs在极低温环境下阈值电压不稳定性的研究具有重要的前瞻性意义。GaN基功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，已成为我司新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向。该研究揭示的"陷阱解冻效应"及其导致的阈值电压漂移机制，为我们在极端工况下的产品...
高温高频关态应力对AlGaN/GaN HEMT器件陷阱演化的影响
Effect of the High-Temperature and High-Frequency Off-State Stresses on the Evolution of Traps in AlGaN/GaN HEMTs
Fengyi Li · Juan Xue · Xu Hou · Aoran Fan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月
本文通过光电联合测量技术，研究了器件陷阱在高温、高频关态电应力下的演变过程及其精确位置。瞬态电流分析揭示了四种不同类型陷阱的存在。具有微秒级时间常数的陷阱在高温应力下呈现出显著的演变。高温条件还会导致表面态陷阱出现预填充现象，从而使器件的开态电流持续减小。实验结果将有助于优化器件性能。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件陷阱演化机制的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低损耗特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术路径。该研究通过光电联合测量技术揭示了器件在高温高频断态应力下的陷阱演化规律，直接关系到产品的长期可靠性。 研究发...
用于储能系统的隔离型双向DC-DC变换器的新型调制策略
Novel Modulation of Isolated Bidirectional DC–DC Converter for Energy Storage Systems
Nguyen Anh Dung · Huang-Jen Chiu · Jing-Yuan Lin · Yao-Ching Hsieh 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种用于高压输入至低压输出储能系统的新型三相隔离双向DC-DC变换器调制策略。通过采用变压器星形-三角形（Wye-Delta）连接，有效降低了变压器高压侧的电压应力和低压侧的电流应力。此外，通过频率控制实现了输出电压的精确调节。
解读: 该研究提出的三相隔离双向DC-DC变换器拓扑及调制策略，高度契合阳光电源PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）的技术演进方向。通过Wye-Delta变压器连接优化应力，有助于提升大功率储能系统的功率密度与转换效率，降低核心功率器件的损耗。建议研发团队评估该调制策略在兆瓦级储能系统中的工程...
基于正向衬底偏压的氮化镓高电子迁移率晶体管中的载流子输运特性
Charge Transport in GaN High Electron Mobility Transistor With Positive Substrate Bias
Peng Huang · Matthew D. Smith · Michael J. Uren · Zequan Chen 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
采用高达 +600 V 的正衬底偏压，对额定电压为 650 V 的氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）中的电荷输运进行了研究。正衬底偏压导致沟道电流减小，这归因于缓冲层中存储了负电荷，使得二维电子气（2DEG）沟道密度降低了超过 50%。通过在衬底偏压应力后测量恢复瞬态，研究了累积电荷的动力学特性，当衬底应力偏压 > +200 V 时，恢复时间超过 1000 秒。在正衬底偏压应力之后，立即施加短时间的负衬底偏压，可显著缩短恢复时间。本文给出了全面的解释，这需要详细了解外延层叠结构中各层...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件在正衬底偏压下电荷传输特性的研究具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，已成为我司光伏逆变器和储能变流器产品实现高效率、小型化的关键技术路径。 该研究揭示的正衬底偏压导致沟道电流下降、二维电子气密度降...
一种改善Si/SiC混合开关逆变器效率与SiC MOSFET过流应力权衡的变频电流相关开关策略
A Variable-Frequency Current-Dependent Switching Strategy to Improve Tradeoff Between Efficiency and SiC MOSFET Overcurrent Stress in Si/SiC-Hybrid-Switch-Based Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对Si/SiC混合开关在传统开关策略下，SiC MOSFET在重载工况下承受过流应力导致可靠性下降的问题，本文提出了一种变频电流相关开关策略。该方法在不增加额外功率损耗的前提下，有效缓解了SiC MOSFET在栅极延迟期间的过流应力，提升了混合开关系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack储能系统具有重要价值。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，Si/SiC混合开关技术是平衡成本与性能的关键路径。本文提出的变频策略能有效解决混合开关在重载下的可靠性痛点，延长核心功率模块寿命。建议研发团队在下一代高压组串式逆变器及大功率PCS模块设...
电应力诱导的TiN/Ti/HfO2/W忆阻器损伤：电压极性和真空条件的关键作用
Electrical stress-induced damage in TiN/Ti/HfO2/W memristors: The critical role of voltage polarity and vacuum condition
Thin Solid Films · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
本研究探讨了在斜坡电压应力下，TiN/Ti/HfO2/W忆阻器绝缘层发生灾难性击穿所导致的损伤。结合扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）对损伤区域进行物理与成分表征，并在真空条件下开展原位SEM电流-电压（I–V）测量。结果表明，当负高压施加于TiN顶电极时，通常形成蠕虫状损伤结构，且此类损伤及更严重的断裂、熔融现象仅在负偏压下出现，且不在真空环境中发生；而正向电压应力下，无论外部环境如何，顶电极均未观测到损伤。
解读: 该忆阻器电应力损伤机理研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的电压极性与环境条件对器件失效模式的影响，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC/GaN功率模块的栅极氧化层保护设计。负偏压下的蠕虫状损伤机制提示需在PowerTitan储能系统的功率器件驱动电路中优...
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