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关于“高频软开关损耗宽禁带技术比较”一文的勘误
Erratum to “Comparison of Wide-Band-Gap Technologies for Soft-Switching Losses at High Frequencies”
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Nirmana Perera · Halil Kerim Yildirim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文是对IEEE电力电子汇刊中关于高频软开关损耗下宽禁带半导体技术对比研究论文的勘误说明，主要修正了原论文中的相关技术数据。
解读: 宽禁带半导体（SiC/GaN）是阳光电源提升逆变器及储能PCS功率密度的核心技术。随着组串式逆变器和PowerTitan等储能系统向高频化、小型化发展，软开关技术下的损耗评估至关重要。该勘误虽为修正性内容，但提醒研发团队在评估SiC/GaN器件在高频应用中的效率时，必须确保基础数据与模型参数的严谨性...
稳态下氮化镓晶体管动态导通电阻的精确测量
Accurate Measurement of Dynamic ON-Resistance in GaN Transistors at Steady-State
Hongkeng Zhu · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
准确表征动态导通电阻（Ron）的退化对于预测氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管的导通损耗至关重要。然而，文献中基于脉冲测量所得的动态Ron结果往往不一致。本文揭示了测试时间不足是导致测量偏差的主要原因，并提出了改进的测量方法以实现更精确的评估。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。动态导通电阻（Ron）的准确测量直接影响产品效率评估与热设计可靠性。本文提出的精确测量方法有助于研发团队优化GaN驱动电路设计，减少因测试偏差导致的损耗计算误差，从而提升户用逆变器及微型逆变器在全工况下...
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...
用于高功率密度变换器的紧凑型流体分配微通道多器件冷却技术
Efficient Microchannel Cooling of Multiple Power Devices With Compact Flow Distribution for High Power-Density Converters
Remco van Erp · Georgios Kampitsis · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种针对多功率器件的高效紧凑冷却方案，通过将多个微流体冷板集成于晶体管表面实现局部热提取。利用3D打印的紧凑型流体分配歧管将冷板并联，有效降低了微通道带来的高压降，在提升功率密度的同时优化了热管理性能。
解读: 随着阳光电源PowerTitan液冷储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，散热已成为制约性能提升的关键瓶颈。该技术提出的微通道局部冷却与3D打印流体分配方案，能显著降低功率模块（如SiC/IGBT）的结温，提升系统可靠性与功率密度。建议研发团队关注该技术在下一代高密度PCS模块中的应用，通过优化...
用于低功率损耗测量的高精度免校准量热仪
High-Accuracy Calibration-Free Calorimeter for the Measurement of Low Power Losses
Armin Jafari · Michael Heijnemans · Reza Soleimanzadeh · Remco van Erp 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
宽禁带半导体技术推动了高频功率转换效率的提升，但传统电测法在极高效率下易产生测量误差。本文提出一种高精度免校准量热仪，旨在解决电流探头带宽限制、时延失配及电磁干扰等导致的效率测量不准问题，为高效率功率电子系统的损耗评估提供精确基准。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，系统效率已接近极限，传统的电测法难以精准捕捉微小的损耗差异。该量热仪技术可作为研发实验室的核心测试手段，用于验证高频功率模块的热设计与损耗模型。通过引入高精度量热法，阳光电源能更准确地评估S...
氮化镓功率器件在低至4.2 K低温环境下的性能研究
Performance of GaN Power Devices for Cryogenic Applications Down to 4.2 K
Luca Nela · Nirmana Perera · Catherine Erine · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
氮化镓（GaN）功率器件因其优异性能被广泛应用，但其在液氮温度（77 K）以下的低温环境（如航空航天、超导系统）下的表现尚不明确。本文深入探讨了主流GaN器件在极低温环境下的电学特性与性能演变。
解读: 该研究探讨了GaN器件在极端低温下的物理特性，虽然阳光电源目前的主流光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan系列）主要运行在常规环境温度下，但随着公司向航空航天电源、极地/高海拔特殊环境光储系统及前沿超导储能技术的探索，该研究具有重要的技术储备价值。GaN器件的高频特性有助于提升未来组串式逆变器...
共源共栅晶体管中的负电阻现象
Negative Resistance in Cascode Transistors
Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
共源共栅（Cascode）拓扑结合了高压GaN和低压Si晶体管的优势，既具备GaN的低导通电阻，又兼容Si栅极驱动器，且具有较高的阈值电压。然而，该拓扑在功率电路中表现出的不稳定性（如负电阻现象）限制了其在高频功率变换中的应用。
解读: 共源共栅GaN技术是提升光伏逆变器和储能PCS功率密度的关键路径。阳光电源在户用光伏及小型储能产品中已积极布局宽禁带半导体应用。本文揭示的负电阻现象与不稳定性是工程化应用中的核心痛点，直接影响系统可靠性。建议研发团队在设计高频功率模块时，重点评估Cascode结构的寄生参数匹配与驱动电路阻尼设计，以...
利用可调抽头高频变压器实现效率保持的增强型DAB变换器
Enhanced DAB for Efficiency Preservation Using Adjustable-Tap High-Frequency Transformer
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Furkan Karakaya · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
针对双有源桥（DAB）变换器在轻载或宽电压范围下软开关失效、效率下降的问题，本文提出一种基于可调抽头高频变压器的增强型DAB拓扑。通过调节变压器匝数比，该方案有效优化了变换器的增益特性，在宽电压调节范围内实现了效率的显著提升，适用于电池充电器及直流配电系统。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有极高的参考价值。DAB是双向DC-DC变换的核心拓扑，直接决定了储能PCS的充放电效率。通过引入可调抽头变压器技术，可解决储能系统在电池电压波动范围大时的效率瓶颈，显著提升系统全工况下的转换效率。建议研...
GaN HEMT中输出电容磁滞损耗的软开关测量：一种谐振Sawyer-Tower测量方法
Soft-Switching CO Hysteresis Losses in GaN HEMTs: A Resonant-Sawyer-Tower Measurement Method
Hongkeng Zhu · Yuan Zong · Yassin AlNuaimee · Yoan Codjia 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文针对GaN HEMT在软开关应用中输出电容（CO）充放电循环产生的固有耗散能量（Ediss）进行了研究。由于现有测量方法难以在真实工况下准确表征Ediss，本文提出了一种谐振Sawyer-Tower测量方法，旨在精确量化这些损耗，为功率器件选型及损耗机理分析提供理论支撑。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及电动汽车充电桩领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的CO损耗测量方法，能帮助研发团队更精准地评估GaN器件在软开关拓扑（如LLC、DAB）中的实际表现，从而优化逆变器及充电桩的效率设计。建议在后续的高频化产品研发中，引入该测量方法以建立更...
高频软开关下宽禁带半导体技术的损耗对比研究
Comparison of Wide-Band-Gap Technologies for Soft-Switching Losses at High Frequencies
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Nirmana Perera · Halil Kerim Yildirim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文探讨了基于宽禁带（WBG）器件的软开关变换器在提升效率与功率密度方面的优势。研究重点分析了在高频工作条件下，不同WBG技术（如SiC与GaN）在导通损耗、动态导通电阻（RDS(ON)）退化以及输入电容充放电损耗等方面的差异，为高频电力电子系统的设计提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的参考价值。随着光伏逆变器（如组串式逆变器）和储能变流器（如PowerTitan系列）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC和GaN器件的应用已成为提升效率的关键。文章关于动态导通电阻退化及电容损耗的分析，直接指导了阳光电源在功率模块选型、驱动电路优化及散热设计...
基于脉冲整流的千瓦级优化升压变换器，实现52 kW/l功率密度与98.6%效率
Optimized Kilowatt-Range Boost Converter Based on Impulse Rectification With 52 kW/l and 98.6% Efficiency
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Remco van Erp · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种基于脉冲整流技术的兆赫兹级千瓦级升压变换器全方位优化方案。针对变频变换器在宽频率范围内运行的挑战，通过协同优化设计与控制，实现了高达52 kW/l的功率密度和98.6%的转换效率，并重点探讨了增强散热性能的优化方法。
解读: 该研究提出的兆赫兹级高功率密度DC-DC变换技术，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。随着户用产品向更轻量化、更紧凑化方向发展，该技术中关于脉冲整流与高频磁性元件的协同优化，可有效提升产品功率密度，降低散热成本。建议研发团队关注其在宽频率范围下的效率...
集成于GaN功率IC的片上微流体冷却技术实现78 kW/l的高功率密度
In-Chip Microfluidic Cooling Integrated on GaN Power IC Reaching High Power Density of 78 kW/l
Remco van Erp · Nirmana Perera · Luca Nela · Ibrahim Osama Elhagali 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
氮化镓（GaN）半导体的横向结构支持逻辑与功率器件的单片集成，有助于实现变换器的小型化。然而，高密度集成带来的局部热流密度超过1 kW/cm²，超出了现有热管理技术的极限。本文展示了一种集成于GaN功率IC的片上微流体冷却技术，成功实现了78 kW/l的高功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的产品小型化战略具有重要意义。随着组串式逆变器和PowerStack储能系统对功率密度要求的不断提升，GaN器件的散热瓶颈日益凸显。片上微流体冷却技术可有效解决高功率密度下的局部过热问题，助力下一代高频、紧凑型功率模块的开发。建议研发团队关注该技术在户用光伏逆变器及高密度储能PCS中...
基于脉冲整流的高升压比Boost变换器高效运行
Efficient High Step-Up Operation in Boost Converters Based on Impulse Rectification
Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
传统Boost变换器在高升压比下效率较低。本文提出了一种基于脉冲整流技术的新型拓扑，旨在解决高升压比下直流-直流功率变换效率低下的挑战，在保持电路简洁性的同时显著提升了转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及户用光伏逆变器具有重要参考价值。在光伏应用中，随着组件电压等级提升及对高功率密度要求的增加，该拓扑有助于优化DC-DC升压级设计，减少开关损耗，提升整机效率。建议研发团队评估该脉冲整流技术在小功率段的集成可行性，以进一步缩小逆变器体积并降低散热压力，从而...
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...
碳化硅基功率变换器过流能力实现要素综述
Enablers for Overcurrent Capability of Silicon-Carbide-Based Power Converters: An Overview
Shubhangi Bhadoria · Frans Dijkhuizen · Rishabh Raj · Xiongfei Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
随着电力电子变换器在电力系统中的渗透率提高，对故障清除期间的过流/过载能力需求日益增长。本文综述了SiC功率模块在电力电子变换器中实现过流性能的限制因素及最新技术，分析了功率模块层面的局限性及其对系统设计的影响。
解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器（如SG系列）和储能系统（如PowerTitan系列）功率密度与效率的核心。随着电力系统对并网设备故障穿越及过流能力要求提高，SiC模块的短路耐受时间与过流能力成为设计瓶颈。本文的研究有助于优化阳光电源在极端工况下的功率模块驱动保护策略，提升系统在弱电网或故障环境...
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...
基于硅基氮化镓肖特基势垒二极管的超紧凑高频功率集成电路
Ultra-compact, High-Frequency Power Integrated Circuits Based on GaN-on-Si Schottky Barrier Diodes
Luca Nela · Remco Van Erp · Georgios Kampitsis · Halil Kerim Yildirim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文展示了硅基氮化镓（GaN-on-Si）三阳极肖特基势垒二极管（SBDs）的规模化应用。尽管GaN晶体管已广泛应用，但GaN二极管的商业化进程滞后。研究验证了该器件在提升功率电路设计性能及实现超紧凑、高频化方面的潜力。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及户用储能产品具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高功率密度和高频化演进，GaN器件在减小磁性元件体积、提升整机效率方面优势显著。建议研发团队关注GaN-on-Si SBD的可靠性验证，探索其在微型逆变器或高频DC-DC变换器中的应用，以进一步优化PowerStack...