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600V以下IGBT概念研究
Conceptual Study of Sub-600 V IGBTs
Friedhelm D. Bauer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文通过混合模式数值器件仿真，对比了60-600V低压IGBT与传统及超结功率MOSFET的性能。研究背景聚焦于电动汽车/混合动力汽车中400V等级IGBT的应用，探讨了此前作为IGBT与MOSFET性能分界线的600V电压等级的演变。
解读: 该研究探讨的低压IGBT技术对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着400V平台在电动汽车领域的普及，优化功率器件选型对于提升充电桩的转换效率和功率密度至关重要。虽然阳光电源目前在光伏逆变器中多采用高压IGBT或SiC器件，但针对充电桩产品线，评估低压IGBT与超结MOSFET在不同工况...
软开关、高频及超高频功率变换器中600V GaN功率半导体的Coss损耗
COSS Losses in 600 V GaN Power Semiconductors in Soft-Switched, High- and Very-High-Frequency Power Converters
Grayson Zulauf · Sanghyeon Park · Wei Liang · Kawin North Surakitbovorn 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了额定电压超过600V的氮化镓（GaN）功率器件中寄生输出电容（Coss）充放电产生的损耗。在兆赫兹（MHz）开关频率的软开关电路中，该损耗至关重要，因为器件输出电容在每个开关周期内都会进行充放电。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对高功率密度和高效率的追求，开关频率的提升成为技术演进的关键。GaN器件凭借优异的开关特性，是实现MHz级高频变换的核心。本文对Coss损耗的深入分析，有助于研发团队在设计高频DC-DC变换器（如微型逆变器或小型储能模块）时，更精准地评估软开关效率，优...
不同芯片尺寸和厚度的600V氧化镓二极管的开关特性
Switching Properties of 600 V Ga2O3 Diodes With Different Chip Sizes and Thicknesses
Florian Wilhelmi · Yuji Komatsu · Shinya Yamaguchi · Yuki Uchida 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文研究了氧化镓（Ga2O3）器件在电力电子领域的应用，重点分析了600V β-Ga2O3肖特基二极管的开关特性。文章首次评估了其作为续流二极管在400V转200V、功率达2kW的Buck变换器中的表现，为超宽禁带半导体在功率转换中的应用提供了实验依据。
解读: 氧化镓作为超宽禁带半导体材料，具备极高的击穿电场强度，在未来高压、高效率功率变换领域具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，可显著提升组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）的功率密度与效率，进一步降低损耗。建议研发团队持续跟踪其在高温环境下的可靠性表现及封装散热技术，评估其在下一代高频、...
圆形利兹线高频变压器双二维漏感解析计算模型
A Dual Two-Dimensional Analytical Model for Leakage Inductance Calculation of High-Frequency Transformers with Litz Wire
张鹏宁 · 李朋阳 · 刘泽 · 张荐 等6人 · 高电压技术 · 2025年1月 · Vol.51
针对圆形利兹线高频变压器漏感精确计算问题，提出基于镜像法的双二维解析模型。该模型通过双二维等效简化三维漏场分布，综合考虑高频涡流效应下利兹线内漏磁能量的影响，并分析气隙与绕组换位对漏感的特性影响。模型应用于200 V/200 V和300 V/600 V样机设计，实验测得漏感与计算值平均偏差小于2%，验证了模型准确性。适用性分析表明，计算精度与镜像层数及网格密度正相关，为高频变压器优化设计提供了理论依据。
解读: 该双二维漏感解析模型对阳光电源高频隔离变压器设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，高频变压器是实现电气隔离和电压变换的核心部件，其漏感直接影响系统效率、电压尖峰和EMI特性。该模型可精确预测利兹线变压器在高频（20-100kHz）下的漏感参数，综合考虑涡流效应和绕组换位影...
基于GaN的隔离谐振变换器作为汽车子网备用电源
GaN-Based Isolated Resonant Converter as a Backup Power Supply in Automotive Subnets
Stefano Cabizza · Giorgio Spiazzi · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文设计并实现了一种2 MHz、12 V、600 mA的GaN基有源钳位隔离SEPIC变换器（ACISC）。该变换器在9-18 V汽车电压范围内实现了全零电压开关（ZVS），旨在为12 V电池与低功率子网之间提供隔离及电源接口，并采用谐振断续导通模式（DCM）运行。
解读: 该研究展示了高频GaN器件在小型化、高功率密度隔离电源中的应用潜力。对于阳光电源而言，虽然该特定拓扑主要针对汽车子网，但其高频化设计思路与GaN器件的应用经验对公司现有产品线具有参考价值：1. 在电动汽车充电桩及车载电源模块中，可借鉴其高频ZVS控制技术提升功率密度；2. 在储能系统（如PowerS...
多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块反向耦合低感封装方法
A Low-Inductance Packaging Method for Multi-Chip Monolithic SiC Power Modules with Clip Interconnection Based on Reverse Coupling
张彤宇 · 王来利 · 苗昱 · 裴云庆 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
碳化硅功率器件因性能优异成为替代传统硅器件的重要选择，但封装中键合线和端子引入的寄生电感导致开关过冲与振荡，制约其优势发挥。本文提出一种多芯片整体式Clip互连封装方法，采用Clip取代键合线，并通过优化陶瓷基板布局实现内部电流反向耦合，降低寄生电感。结合电容直连结构抑制外部回路电感。仿真结果显示模块内部寄生电感为3.8 nH，功率回路电感5.0 nH；实验测得1 200 V/600 A样机功率回路电感4.53 nH，换流回路总电感5.87 nH，较传统模块降低44.6%。
解读: 该低感封装技术对阳光电源的SiC功率模块应用具有重要价值。通过Clip互连和反向耦合设计将功率回路电感降低44.6%，可显著提升公司SG350HX等大功率光伏逆变器的开关频率和效率。该技术尤其适用于PowerTitan储能系统的高频双向变流应用，有助于降低开关损耗和EMI干扰。对于快充桩等对功率密度...
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...
具备600V/10A开关能力的氮化镓结势垒肖特基二极管的雪崩与浪涌电流鲁棒性验证
Demonstration of Avalanche and Surge Current Robustness in GaN Junction Barrier Schottky Diode With 600-V/10-A Switching Capability
Feng Zhou · Weizong Xu · Fangfang Ren · Dong Zhou 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文通过选择性镁离子注入技术，显著提升了氮化镓（GaN）结势垒肖特基（JBS）二极管的雪崩鲁棒性和浪涌电流能力。该器件实现了830V击穿电压、150mΩ导通电阻及0.5V导通电压，为高可靠性电力电子应用提供了优异的静电性能。
解读: GaN器件在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势，是阳光电源下一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的关键技术储备。本文提出的JBS二极管通过镁离子注入技术解决了GaN器件在雪崩和浪涌电流方面的可靠性痛点，这对于提升户用光伏逆变器和电动汽车充电桩在极端工况下的鲁棒性至关重要。建议研发团队关注该技术在...
基于Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT的单相T型逆变器性能基准测试
Single-Phase T-Type Inverter Performance Benchmark Using Si IGBTs, SiC MOSFETs, and GaN HEMTs
Emre Gurpinar · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文对600V等级的Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT功率开关在单相T型逆变器中的性能进行了基准测试。评估了各技术的驱动要求、开关性能、逆变器效率、散热器体积、输出滤波器体积及死区效应。研究表明，GaN器件在驱动损耗方面表现最优。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器及储能变流器（PCS）的功率密度提升。T型三电平拓扑是阳光电源组串式逆变器和储能PCS的主流技术路线。通过对比Si、SiC和GaN在600V等级下的性能，为公司下一代高功率密度产品（如户用光伏及小型工商业储能）的选型提供了关键参考。建议研发团队重点关注G...
车载碳化硅功率模块的射流冲击冷却研究
Liquid Jet Impingement Cooling of a Silicon Carbide Power Conversion Module for Vehicle Applications
Kyle Gould · Steve Q. Cai · Charles Neft · Avijit Bhunia · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
针对军用混合动力车辆中功率电子器件在高温环境下的散热难题，本文开发了一种用于600V/50A碳化硅（SiC）功率模块的高热通量射流冲击冷却换热器。该技术有效解决了高功率密度模块在极端工况下的热管理问题，提升了系统的可靠性与运行效率。
解读: 随着阳光电源在电动汽车充电桩及高功率密度光伏/储能逆变器领域的持续深耕，SiC功率器件的应用已成为提升产品效率与功率密度的关键。本文提出的射流冲击冷却技术，对于解决PowerTitan等大功率储能系统及车载充电模块在高环境温度下的散热瓶颈具有重要参考价值。建议研发团队关注该高效热管理方案，探索将其应...
基于高压氮化铝陶瓷基板集成的氮化镓多芯片半桥功率模块
GaN-Based Multichip Half-Bridge Power Module Integrated on High-Voltage AlN Ceramic Substrate
Carsten Kuring · Mihaela Wolf · Xiaomeng Geng · Oliver Hilt 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种集成两个600V/170mΩ氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管的半桥功率模块。该设计通过集成栅极驱动级和部分直流母线电容，有效降低了寄生电路参数，并利用高压氮化铝（AlN）陶瓷基板实现了高效的散热方案，旨在提升电力电子系统的效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN器件在小功率段的应用趋势明显。通过采用AlN基板和集成化设计，可显著降低寄生电感，提升开关频率，从而减小被动元件体积。建议研发团队关注该模块的散热集成方案，将其应用于下一代高频、...
基于GaN HEMT的单相逆变器散热器与输出滤波器体积权衡研究
Tradeoff Study of Heat Sink and Output Filter Volume in a GaN HEMT Based Single-Phase Inverter
Emre Gurpinar · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文研究了基于600V GaN HEMT的单相三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器中，散热器与输出滤波器体积之间的权衡关系。旨在探索GaN器件在宽运行范围内对系统级效率和功率密度的提升潜力，为高功率密度逆变器设计提供理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的户用及工商业组串式逆变器产品线具有重要参考价值。随着GaN等宽禁带半导体技术的成熟，在单相及小功率三相逆变器中应用GaN器件，可显著提升开关频率，从而减小磁性元件体积。本文提出的散热器与滤波器体积权衡模型，可指导阳光电源研发团队在追求极致功率密度的同时，优化热管理方案与EMI滤波设...
一种用于交通电气化的100kW碳化硅开关槽变换器
A 100-kW SiC Switched Tank Converter for Transportation Electrification
Ze Ni · Yanchao Li · Chengkun Liu · Mengxuan Wei 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种用于交通电力电子系统的100kW碳化硅（SiC）开关槽变换器（STC）。该双向DC-DC变换器旨在实现300-600V的电压转换。文中提出了总半导体损耗指数以评估拓扑及器件技术，并利用该指数对升压变换器与单单元STC进行了公平对比。
解读: 该研究提出的高功率密度、高效率SiC开关槽变换器（STC）拓扑，对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。随着PowerTitan等储能系统向更高功率密度演进，该拓扑在DC-DC级的高效转换能力可优化系统体积与散热设计。建议研发团队关注该拓扑在宽电压范围下的效率表现，评估...
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...
考虑温度依赖性的场截止型IGBT解析瞬态模型
Analytical Transient Model of Field-Stop IGBT Accounting for Temperature Dependence
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
如今，场截止（FS）绝缘栅双极型晶体管（IGBT）（FS IGBT）已成为中高功率应用 IGBT 市场的主流产品。FS IGBT 的广泛应用使得人们对该器件进行快速准确的仿真有了强烈需求。本文提出了一种用于 FS IGBT 的解析瞬态模型。基于对 FS IGBT 开关行为的深入理解，推导了开关瞬态时 $V_{\text{ce}}$ 和 $I_{c}$ 的完整解析表达式。确定并建模了依赖于低端 IGBT 结温 $T_{j1}$ 和高端 IGBT 结温 $T_{j2}$ 的关键器件特性。为了提取模型...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对场截止型IGBT的解析瞬态模型研究具有重要的工程应用价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其精确建模直接关系到产品的设计优化和可靠性提升。 该研究的核心价值在于建立了考虑结温依赖性的完整解析模型，这对我司产品开发具有三方面实际意义：首先，在逆变器...
高降压双向多端口变换器
High Step-Down Bidirectional Multiport Converter
Kavitha Murugan · Praneeth Kumar Pedapati · Hema Chander Allamsetty · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文介绍了一种采用三个开关的高降压比双向多端口变换器。所提出的变换器有一个单一电源、一个储能装置和一个负载，构成了多端口结构。该结构有三种不同的工作模式，并对每种模式进行了稳态分析。此外，借助小信号建模开发了一个控制器来调节负载电压。所提出的变换器在一个 600 瓦的实验室样机上进行了实验验证，输入电压为 270 伏，输出电压转换为 28 伏，开关频率为 25 千赫。对变换器在各种特性方面的性能进行了评估并给出了结果。此外，还将所提出的变换器与已报道的类似变换器进行了比较。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高降压比双向多端口变换器技术具有显著的应用价值。该技术实现了270V到28V的高降压比转换，这与我们在光储系统中面临的典型电压等级匹配需求高度契合，特别是在直流母线与低压储能单元或辅助电源系统的接口场景中。 该变换器的核心优势在于仅使用三个开关实现多端口功能，集成了电...
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...
基于平面罗氏线圈的串联谐振直流变压器谐振电容短路检测与部分开路恢复
Planar Rogowski Coil Based Short-Circuit Detection and Partial Open-Circuit Recovery of the Resonant Capacitor in Series-Resonant DC Transformers
Rachit Pradhan · Shreyas B. Shah · Yulei Wang · Ahmed Elezab 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文研究了10kW串联谐振直流变压器（SR-DCX）的故障模式，提出了一种基于平面罗氏线圈的谐振电容短路检测方法，并实现了部分开路故障下的系统恢复。该技术通过提升SR-DCX在复杂工况下的可靠性，为双向两级DC-DC变换器提供了更稳健的拓扑设计方案。
解读: 该研究涉及的高频隔离DC-DC变换技术与阳光电源的储能变流器（PCS）及光储一体化系统中的核心功率变换模块高度相关。SR-DCX拓扑有助于提升功率密度，而文中提出的故障检测与容错控制策略，对于提升PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器在极端工况下的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队关注该...
重离子辐照下SiC MOSFET中单粒子泄漏电流II的微观结构损伤
Microstructure Damage for Single-Event Leakage Current II in SiC MOSFETs Induced by Heavy Ion
Leshan Qiu · Yun Bai · Jieqin Ding · Zewei Dong 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
本文研究了181Ta重离子辐照下硅碳化物（SiC）MOSFET中单粒子泄漏电流II（SELC II）退化相关的电学特性及微观结构损伤。在1200 V器件中，当漏极偏压介于450至600 V时观察到SELC II退化现象。辐照后施加漏极偏压，发现两条独立的漏电流路径，其中漏源漏电路径在超过特定电压阈值后出现，且与栅氧损伤无关。辐照前后SiC MOSFET与p-i-n二极管表现出相似电学行为，表明p-n结在SELC II退化中起关键作用。高分辨率透射电镜首次揭示SELC II引起的微结构损伤（包括空...
解读: 该研究揭示SiC MOSFET单粒子泄漏电流的微观损伤机理，对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC MOSFET工作于高压大功率场景，研究发现的450-600V电压窗口SELC II退化现象及P阱/N外延层界面损伤机制，可指导器件选型时的耐压裕量设计和失...
Ge²⁺掺杂全无机钙钛矿太阳能电池全光谱光吸收性能的优化
Optimization of full-spectrum light absorption performance in all-inorganic perovskite solar cells doped with Ge2+
Zhihao Zhang · Hongzhe Tang · Lei Yuab · Jiayi Lud 等5人 · Solar Energy · 2025年9月 · Vol.298
摘要 全光谱光吸收对于提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）至关重要。本研究采用密度泛函理论和第一性原理计算，探讨了Ge²⁺掺杂对基于Cs的全无机钙钛矿在紫外-可见-近红外（UV–可见–NIR）区域光吸收性能的影响。四种Ge²⁺掺杂钙钛矿（CsSn₀.₅Ge₀.₅I₂.₂₅Cl₀.₇₅、CsSn₀.₇₅Ge₀.₂₅I₂Cl、CsPb₀.₂₅Ge₀.₇₅I₂.₇₅Cl₀.₂₅和CsSn₀.₅Ge₀.₅IBr₂）在从紫外到近红外波段均表现出显著的光吸收能力。其中，CsSn₀.₇₅G...
解读: 该Ge2+掺杂全光谱钙钛矿技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究实现的29.23%转换效率和全光谱吸收特性,可显著提升组件发电能力,优化MPPT算法效能。载流子迁移率提升与缺陷密度控制机制,为逆变器输入端宽电压范围设计提供理论支撑。全光谱吸收特性可增强弱光发电性能,提升iSolarC...
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