Sneha Narasimhan · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

电流源逆变器（CSI）因其具备四象限运行、短路保护能力以及直流链路无需电解电容等固有优势，常用于大功率中压场合。宽禁带（WBG）器件的兴起推动了CSI在中压固态变压器、电动汽车、牵引系统及可再生能源系统中的重新应用。然而，直流链路电感电流突变引发的过电压问题严重影响系统可靠性，尤其在快速开关器件下需在数微秒内完成保护。本文分析现有过电压保护（OVP）方案的局限性，提出两种可在三相上实现更低钳位电压的OVP方案，并确保系统电压不超额定值。基于SiC MOSFET和二极管搭建了3.3 kV CSI实...

解读: 该SiC电流源逆变器过电压保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，CSI拓扑的四象限运行和短路保护能力可提升系统可靠性，所提OVP方案能有效抑制直流侧电感电流突变引发的过电压，保障SiC器件安全运行。在PowerTitan大型储能系统中，无电解电容的直流链路设计可延长系...

C. Bharatiraja · Aganti Mahesh · Bradley Lehman · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

电动汽车无线充电系统有望革新传统插电式充电方式，其中谐振感应电能传输（R-IPT）因高效率和较低工作频率在电动汽车中备受关注。电力电子变换器在实现高频与谐振运行中起关键作用，开关器件与补偿网络对谐振变换器设计至关重要。本文强调了变换器的重要性，探讨其选型因素与分类，综述无线电力传输各阶段的变换器拓扑及其特性，并分析宽禁带器件与半导体开关在R-IPT系统中的优缺点。此外，还总结了各类补偿拓扑的特征与局限性，为新型拓扑设计提供参考，并讨论了未来挑战与发展前景。

解读: 该文章对阳光电源新能源汽车业务线具有重要参考价值。文中系统梳理的R-IPT变换器拓扑与补偿网络设计方法，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机的无线化升级，推动从传统插电式向感应式充电技术演进。宽禁带器件（SiC/GaN）在高频谐振变换器中的应用分析，与阳光电源功率器件技术路线高度契合，可优化充电桩产...

Philip Korta · Animesh Kundu · Lakshmi Varaha Iyer · Narayan C. Kar · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

宽禁带半导体器件在电动汽车牵引逆变器中因具备更高的能效和功率密度而受到广泛关注。本文研究利用氮化镓（GaN）器件的快速开关特性，进一步提升牵引逆变器的效率与功率密度。建立了GaN逆变器的电热耦合模型，并通过实验验证了其精度，在多数工况下效率误差不超过0.3%或损耗偏差小于100 W。提出一种考虑直流母线电压纹波限制的新型可变开关频率策略，相较固定开关频率方案最高可提升效率5%。结合GaN的高速开关能力，该方法使电容体积减小35.7%，同时提高了驾驶循环效率和逆变器功率密度。

解读: 该GaN可变开关频率控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的电热耦合建模方法和考虑母线纹波约束的变频策略，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动系统的优化设计。通过动态调整开关频率，在轻载工况降频减少开关损耗，重载时提频保证性能，可使驱动系统效率提升最高5%，同时电容体...

Buck F. Brown · Zheyu Zhang · Johan H. Enslin · Cheng Wan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

摘要：如果变换器功率器件的短路和开路故障不能在亚微秒时间内被检测到并采取相应措施，往往会导致整个系统发生灾难性故障，对于新兴的宽禁带（WBG）功率半导体而言更是如此。虽然在短路故障的快速准确保护与检测方面已经开展了大量研究，但在开路故障方面的研究成果相对较少。常见的问题包括保护和检测方法过于特定于应用场景、耗时超过几微秒且成本效益不高。本文提出了一种新的开路故障保护与检测系统，该系统与现有的名为去饱和保护的短路系统相结合。首先，进行文献综述以确认新的保护与检测方案的必要性。其次，讨论新提出的保护...

解读: 该通用型功率器件故障保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可实现IGBT/SiC模块的亚毫秒级短路开路故障检测，提升系统安全性并降低灾难性失效风险。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，无需额外传感器即可基于现有电流电压信号实现...

Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度，常采用碳化硅（SiC）等宽禁带器件，但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位（ANPC）变换器，仅含两个Si/SiC混合开关，其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略，将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析，深入研究混合开关的特性，并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势，适用于现代航空高功率变流器。

解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计，可在保持三电平拓扑高效率优势的同时，显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件，低频开关由IGBT承担...

Ashish Kumar · Apurv Kumar Yadav · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

传统电流源逆变器（CSI）采用硅基反向阻断（RB）开关，存在导通损耗高、开关频率受限等问题。基于宽禁带材料（如GaN和SiC）的四象限（FQ）开关具有低导通损耗和反向耐压能力，适用于高效CSI。本文针对H7拓扑CSI，通过新增开关S7为直流链电流提供旁路，实现S1a-S6a的零电流关断。传统调制策略将零状态分为四段，导致频繁切换与高开关损耗。本文提出一种优化矢量排列的新调制方案，减少开关动作次数，降低损耗。通过PLECS仿真对比分析不同CSI拓扑（3ϕ, 400 V, 8 kW）下的损耗与效率，...

解读: 该H7电流源逆变器最小化开关损耗PWM方案对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器，该技术通过优化矢量排列减少开关动作次数，可显著降低SiC/GaN宽禁带器件的开关损耗，提升系统效率。零电流关断技术可减轻功率模块热应力，延长器件寿命。该方案在直流侧旁路开...

Ioannis Nikiforidis · Konstantinos Bampouras · Prateek Wagle · David C. Yates 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在低千瓦功率范围内，无线电力传输（WPT）在工业场景中具有广泛应用，如为机械供电和自动导引车（AGV）充电。高频感应式电力传输（HF-IPT）结合轻量化紧凑线圈与高效谐振变换器，实现高功率密度。然而，采用传统半桥或多谐振Class E类拓扑及宽禁带（WBG）器件，在数MHz频率下实现千瓦级输出仍具挑战。本文提出一种9 kW、3.47 MHz的直流至三相无线电力传输系统，可在12 cm气隙下稳定提供50 Hz、400 V工频电源，适用于无法直接插电的工业设备。系统在整个负载范围内运行稳定，输出电压...

解读: 该9kW高频无线电力传输技术对阳光电源工商业储能及充电业务具有重要参考价值。其并联差分Class E逆变器在3.47MHz高频下实现95% dc-dc效率和4.8W/cm³功率密度，可借鉴应用于：1）ST系列储能变流器的SiC器件高频化设计，提升功率密度；2）AGV充电场景的无线充电方案开发，解决工...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

我们提出了一种氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件，该器件用高质量的氮化镓二维电子气（2DEG）沟道取代了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）中对性能和可靠性限制最大的低迁移率MOS沟道。与SiC MOSFET相比，GaN/SiC共源共栅器件的p - GaN栅极堆叠结构具有更低的栅极电荷 ${Q}_{\text {G}}$ 、热稳定的阈值电压 ${V}_{\text {TH}}$ 、更小的比导通电阻 $...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC共栅极级联器件技术具有重要的战略价值。该技术通过将GaN HEMT的高质量二维电子气沟道与SiC JFET结合，有效规避了传统SiC MOSFET低迁移率MOS沟道的性能瓶颈，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有显著的性能提升潜力。 该技术的核心优...

Souhila Bouzerd · Laurent Dupont · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月

本文提出并讨论了一种评估集成到印刷电路板基板中的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）三维电力电子组件中焊点分层起始情况的方法，旨在设计更高效的半桥电路。该组件需要焊接两个金属部件，并且要解决有源芯片尺寸较小而散热器尺寸较大的集成问题，以实现仅依靠对流冷却系统运行。这一技术发展是评估宽带隙组件新组装模型技术选择稳健性工作的一部分。然而，由于采用了优化的电热组件设计，传统方法无法有效满足检测焊点分层起始情况的需求。该方法基于电位差测量，其在检测焊点分层起始方面具有...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET三维PCB组装焊点脱层检测的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，碳化硅MOSFET的可靠性直接影响产品的全生命周期表现，而焊点失效是功率电子系统最常见的故障模式之一。 该技术的核心价值在于通过电位差测量实现焊点脱层的...

Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月 · Vol.14

针对沟槽栅Si MOSFET（U-MOSFET）体二极管在逆变器半桥中反向恢复阶段（RRS）因结电容非线性导致的电流/电压轨迹失真问题，提出基于Coss-V特性的优化反向恢复模型，显著提升RRS瞬态仿真精度，di/dt和损耗误差分别降低≥49.7%和73.8%。

解读: 该研究直接提升组串式光伏逆变器和ST系列储能变流器（PCS）中Si基功率模块的开关过程建模精度，尤其在低频硬开关工况下可优化死区时间设计、降低EMI与开关损耗。建议阳光电源在iSolarCloud平台的器件级数字孪生模型及PowerStack系统热-电协同仿真中集成该模型，增强对U-MOSFET体二...

Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

沟槽栅功率硅MOSFET（U-MOSFET）在低压低频应用中因高电流密度、低导通电阻、成本效益和可靠性而相对宽禁带器件具有显著优势。然而在逆变器半桥中，U-MOSFET体二极管BD的反向恢复特性和结电容非线性影响反向恢复阶段RRS的漏源电流和电压轨迹，导致高di/dt变化和损耗。RRS中电流和电压轨迹的准确性对评估U-MOSFET开通瞬态至关重要。SPICE模型描述的RRS电流和电压轨迹因对结电容非线性特性关注不足而与实际结果偏离。为解决该问题，提出使用结电容Coss的电容-电压C-V特性描述R...

解读: 该U-MOSFET反向恢复模型研究对阳光电源功率器件选型和建模有重要参考价值。虽然阳光电源主推SiC/GaN宽禁带器件，但在低压大电流应用（如12V/48V储能系统、车载DC-DC变换器）中硅MOSFET仍有成本优势。优化模型通过结电容C-V特性精确描述反向恢复过程，di/dt误差和损耗误差相比SP...

Lisheng Wang · Junyun Deng · Keqiu Zeng · Haoguan Cheng 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

摘要：与传统的引线键合技术相比，宽带隙（WBG）功率模块的嵌入式封装具有更低的寄生电感、更高的开关频率和更低的功率损耗。然而，目前的嵌入式技术存在激光钻孔工艺窗口较窄且可靠性未知的问题。本文提出了一种新的嵌入式封装技术，该技术可使热机械界面应力最小化，并放宽工艺窗口。为此，采用了预烧结芯片顶部系统（DTS）层，以改善激光钻孔工艺窗口，并使顶部互连处的界面应力最小化。为了设计和制造所提出的新型嵌入式功率模块，还研究了不同陶瓷与层压树脂之间的相互作用。此外，通过有限元多物理场模拟分析并比较了所提出的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于陶瓷基板的SiC功率模块嵌入式封装技术具有重要的战略价值。该技术通过预烧结顶层系统（DTS）实现了更低的寄生电感、更高的开关频率和更低的功率损耗，这直接契合了我们光伏逆变器和储能变流器向高功率密度、高效率方向发展的核心需求。 在技术价值层面，该嵌入式封装相比传统引...

Majid T. Fard · JiangBiao He · Lulu Wei · Reza Ilka 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

虽然宽带隙（WBG）开关彻底改变了电力电子和电机驱动系统，但与这些快速开关半导体相关的高 $dv/dt$ 很容易在电机定子端子上诱发反射高频过电压尖峰。在实际应用中，电压脉冲较短的上升时间限制了逆变器与电机之间的电缆长度，以避免电机定子绕组出现过电压。即便使用较短的电缆，变速驱动器产生的电压尖峰仍可能导致绝缘过早失效，并缩短电机的剩余使用寿命。虽然传统方法（如 $dv/dt$ 无源滤波器或有源栅极驱动器）有效，但通常体积庞大和/或效率低下。为解决这一问题，本文介绍了一种名为“智能线圈”的过电压抑...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于"智能线圈"的电机反射过电压抑制技术具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器、储能变流器及电动汽车驱动系统中大规模采用SiC等宽禁带半导体器件，快速开关带来的高dv/dt问题已成为制约系统性能和可靠性的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于其创新的拓扑结构和部署方式。传...