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基于非线性谐振的晶体管大信号COSS及损耗测量
Measurement of Large-Signal COSS and COSS Losses of Transistors Based on Nonlinear Resonance
Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种基于待测器件输出电容与已知电感之间非线性谐振的新型测量技术，用于评估晶体管的大信号输出电容（COSS）及能量损耗（EDISS）。该方法简单稳健，仅需单次电压测量即可提取大信号COSS特性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC和GaN等宽禁带半导体器件，准确评估器件在大信号下的开关损耗和电容特性对提升整机效率至关重要。该测量方法能够更精确地表征功率器件的动态特性，有助于优化逆变器及PCS的软开关设计，减少开关损耗，从而提升系统整体转换效率。建议研发...
最小化氮化镓功率HEMT的输出电容损耗
Minimizing Output Capacitance Loss in GaN Power HEMT
Qihao Song · Adam Briga · Valery Veprinsky · Roman Volkov 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
输出电容（COSS）损耗（EDISS）源于功率器件在充放电循环中的非理想特性。尽管理想状态下该过程应无损耗，但研究表明，对于高频软开关应用中的宽禁带半导体器件，该损耗已成为关键的效率瓶颈。本文探讨了其物理起源及降低该损耗的优化策略。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用已成为技术迭代的关键。该研究针对GaN器件在高频软开关下的COSS损耗优化，直接关系到逆变器在轻载及高频工作模式下的转换效率提升。建议研发团队在下一代高频组串式逆变器及微型逆变器设计中，引入该损耗模型进行电路参...
宽禁带晶体管输出电容损耗的新见解
New Insights on Output Capacitance Losses in Wide-Band-Gap Transistors
Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
宽禁带（WBG）晶体管的低导通电阻是实现高效功率变换的关键，但其输出电容（COSS）中的异常损耗严重限制了高频下的性能。本文探讨了基于大信号测量方法表征COSS损耗的复杂性，并针对不同工作点下的损耗特性提供了新的分析视角。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中全面引入SiC和GaN功率器件，提升开关频率以实现高功率密度成为核心竞争力。COSS损耗是限制高频效率的关键瓶颈，本文的研究有助于研发团队更精准地评估宽禁带器件在实际工况下的损耗，优化驱动电路设计与死区时间控制。建议...
高频与超高频功率变换器中的有源功率器件选型
Active Power Device Selection in High- and Very-High-Frequency Power Converters
Grayson Zulauf · Zikang Tong · James D. Plummer · Juan Manuel Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文旨在为兆赫兹（MHz）频率下的软开关功率变换器提供功率器件选型指南。在超高频应用中，功率半导体寄生输出电容（COSS）的充放电损耗是制约效率的关键因素，但该损耗通常未在厂商数据手册中明确标注。本文通过分析与测量，为高频变换器的器件评估与选型提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及户用储能系统向高功率密度、小型化方向发展，开关频率的提升已成为技术演进的必然趋势。本文关于MHz级频率下COSS损耗的分析，对公司研发下一代基于SiC/GaN的宽禁带半导体功率模块具有重要指导意义。建议研发团队在PowerTitan等储能系统及新一代组串式逆变器的拓扑设计中...
共源共栅GaN HEMT在高频软开关应用中输出电容损耗的起源
Origin of Soft-Switching Output Capacitance Loss in Cascode GaN HEMTs at High Frequencies
Qihao Song · Ruizhe Zhang · Qiang Li · Yuhao Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文研究了GaN HEMT在高频软开关应用中输出电容（COSS）损耗（EDISS）的物理机制。研究指出，共源共栅（Cascode）结构的GaN器件在充放电过程中存在非理想损耗，这成为限制高频功率变换效率的关键瓶颈。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩领域对功率密度要求的不断提升，高频化已成为核心技术趋势。GaN器件凭借优异的开关特性成为提升效率的关键，但共源共栅GaN在高频软开关下的损耗问题直接影响整机效率与热设计。建议研发团队在开发下一代高频紧凑型逆变器或充电模块时，重点评估该损耗机制对系统效率的影响...
线性区SiC-JFET极间电容表征方法
Characterization Method of SiC-JFET Interelectrode Capacitances in Linear Region
Ke Li · Arnaud Videt · Nadir Idir · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
为研究SiC-JFET的开关波形，必须掌握功率器件在线性区内的极间电容演变特性。本文首先利用多电流探针法表征了反向传输电容Cgd，并通过阻抗分析仪测量进行了验证。同时，采用相同方法对输出电容Coss进行了测量与分析。
解读: 随着阳光电源在高功率密度组串式逆变器及PowerTitan储能系统PCS中对SiC器件应用比例的提升，精确掌握SiC器件在全工作区间（尤其是线性区）的电容特性对于优化开关损耗模型、提升驱动电路设计精度至关重要。该研究提出的表征方法有助于研发团队更准确地评估SiC器件的动态性能，从而优化逆变器及PCS...
基于非线性Coss-VDS特性的双有源桥变换器ZVS范围计算
Nonlinear Coss-VDS Profile Based ZVS Range Calculation for Dual Active Bridge Converters
Bochen Liu · Pooya Davari · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
电力电子变换器通常在额定功率下优化效率，但实际多运行于轻载工况。对于双有源桥（DAB）变换器，轻载下零电压开关（ZVS）条件易失效。本文针对功率器件非线性寄生电容（Coss）特性，提出了一种更精确的ZVS范围计算方法，以优化变换器在宽负载范围下的效率表现。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的储能业务核心技术。DAB拓扑是PowerTitan和PowerStack等储能变流器（PCS）实现双向功率变换的关键电路架构。在储能系统频繁的充放电切换及轻载调频工况下，精确计算ZVS范围对于提升系统全功率段效率、降低开关损耗至关重要。建议研发团队将该非线性电容建模方法引入...
兆赫兹工作条件下GaN HEMT E类功率放大器的优化研究
On the Optimization of a Class-E Power Amplifier With GaN HEMTs at Megahertz Operation
Kawin North Surakitbovorn · Juan M. Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
随着宽禁带半导体器件的普及及对高效率功率放大器需求的增长，E类功率放大器重新受到学术界关注。尽管GaN HEMT在兆赫兹高频运行下表现出色，但其输出电容（Coss）在高频下会产生额外的损耗。本文旨在探讨并优化该类器件在高频应用中的性能表现。
解读: 该研究聚焦于GaN器件在高频（MHz）下的损耗特性与拓扑优化。对于阳光电源而言，虽然目前主流光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan、组串式逆变器）多工作在kHz量级以平衡效率与成本，但随着功率密度要求的不断提升，高频化是未来小型化逆变器及车载充电桩（OBC）的重要趋势。建议研发团队关注GaN...
一种用于功率变换器的低应力零电流开关技术
A Low-Stress Zero-Current Switching Technique for Power Converters
Tiancong Shao · Peiqi Zheng · Hong Li · Yao Xue 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
针对现有零电流开关（ZCS）PWM变换器中辅助开关存在巨大电压尖峰的问题，本文分析了其根源在于谐振电感与辅助开关寄生输出电容（Coss）之间的寄生谐振。该研究提出了一种低应力ZCS技术，旨在抑制电压尖峰，提升变换器在开关过程中的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要参考价值。在PowerTitan等高功率密度储能系统中，DC-DC变换环节广泛采用软开关技术以提升效率。该研究提出的抑制辅助开关电压尖峰的方法，有助于优化高频变换器的电路设计，减少对高耐压等级功率器件的依赖，从而降低系统成本并提升长期...
场效应管的Coss损耗正切：高频软开关损耗的推广
Coss Loss Tangent of Field-Effect Transistors: Generalizing High-Frequency Soft-Switching Losses
Nirmana Perera · Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Luca Nela 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
在MHz级功率变换器中，晶体管输出电容（Coss）谐振充放电引起的耗散能量（Ediss）已成为主要损耗因素。本文引入了一种小信号测量方法，通过频率相关的小信号电阻Rs和有效小信号输出电容来量化Ediss，为高频软开关电路的损耗分析提供了通用模型。
解读: 该研究对于阳光电源在高频化、高功率密度产品设计中至关重要。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高开关频率演进，SiC/GaN等宽禁带半导体应用日益广泛，Coss损耗成为制约效率提升的关键瓶颈。本文提出的损耗量化模型可指导研发团队在电路仿真阶段更精确地评估功率模块损耗，优化软开关控...
功率场效应管硬开关损耗：输出电容的作用
Hard-Switching Losses in Power FETs: The Role of Output Capacitance
Nirmana Perera · Armin Jafari · Reza Soleimanzadeh · Nicolas Bollier 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文探讨了软开关操作中场效应管（FET）输出电容（Coss）的大信号行为与数据手册标称值的偏差。这种偏差会显著影响硬开关损耗，特别是在输出电荷量与电压关系不一致时。此外，文章指出标准硬开关测试方法在评估此类损耗时存在局限性。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品线（如PowerTitan储能系统及组串式逆变器）至关重要。随着SiC和GaN等宽禁带半导体在PCS及逆变器中的广泛应用，准确评估Coss对硬开关损耗的影响，能有效提升系统转换效率并优化热设计。建议研发团队在功率模块选型及驱动电路设计中，摒弃仅依赖数据手册静态参数的习...
用于车载充电机的高效率高功率密度兆赫兹蜂窝式DC/DC变换器
High-Efficiency High-Density MHz Cellular DC/DC Converter for On-Board Charger
Gao Fan · Xinke Wu · Tianji Liu · Yuhao Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种用于车载充电机（OBC）的高效率、高功率密度稳压直流变压器（RDCX）。该电路通过低压器件串联来承受高输入输出电压，利用低压器件优异的品质因数（NFoM）特性，有效降低了开关导通损耗，实现了高频化与高功率密度的设计目标。
解读: 该技术对阳光电源电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着车载充电机向高频化、高功率密度方向演进，文中提出的RDCX拓扑及低压器件串联技术，可助力阳光电源优化充电桩功率模块设计，提升转换效率并缩小体积。建议研发团队关注该拓扑在兆赫兹开关频率下的电磁兼容（EMC）及驱动电路设计，探索其在下一代高压快充桩...
基于GaN器件输出电容
Coss）老化原位检测的DC-DC变换器健康状态评估
Samantha K. Murray · Tudor Sigmund · Sara S. Zia · Olivier Trescases · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种在DC-DC变换器运行期间原位检测GaN器件健康状态（SOH）的方法。通过监测GaN器件在大信号下的输出电容（Coss）变化，实现对器件老化程度的实时评估，从而预测潜在失效，提升系统可靠性。该方法解决了现有文献中GaN老化指标难以在实际运行中测量的难题。
解读: 随着阳光电源在户用光伏及小型工商业储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN等宽禁带半导体器件的应用前景广阔。该研究提出的原位Coss监测技术，可直接应用于阳光电源的微型逆变器或高频DC-DC变换器模块中。通过在iSolarCloud智能运维平台集成此类健康状态评估算法，可实现对核心功率器件的预防性维...
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...
变频及漏源偏置应力下p-GaN HEMT输出电容提取方法
Output Capacitance Extraction of p-GaN HEMTs Under Multi Pulse Switching Across Variable Frequencies and Drain-Bias Stress
Xinzhi Liu · Junting Chen · Shanshan Wang · Sijiang Wu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种在多脉冲开关条件下提取200V肖特基p-GaN HEMT输出电容（COSS）的方法。通过栅源短路配置，在开关瞬态期间捕获CGD和CDS。为减少振荡，设计了低寄生电感的四层PCB，并分析了不同频率和偏置电压下的电容特性。
解读: GaN作为宽禁带半导体，在阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中具有提升功率密度和转换效率的巨大潜力。本文提出的COSS精确提取方法，有助于优化高频开关下的损耗模型，对提升阳光电源下一代高频化、小型化逆变器及充电桩的驱动电路设计及EMI抑制具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频功率模块设计中...
沟槽栅功率硅MOSFET体二极管优化反向恢复模型
An Optimized Reverse Recovery Model of Trench Gate Power Si MOSFET Body Diode
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...