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基于GaN FET和平面磁性元件的1 MHz半桥谐振DC/DC变换器
A 1 MHz Half-Bridge Resonant DC/DC Converter Based on GaN FETs and Planar Magnetics
Yueshi Guan · Yijie Wang · Dianguo Xu · Wei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种基于GaN FET和平面磁性元件的1 MHz半桥谐振DC/DC变换器，旨在提升系统效率与功率密度。通过优化谐振网络，实现了小阻抗角下的软开关特性，显著降低了开关管与二极管的损耗。
解读: 该研究聚焦于高频化与高功率密度设计，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能PCS产品具有重要参考价值。GaN器件的应用能有效减小磁性元件体积，提升整机功率密度，符合当前户用产品轻量化、小型化的发展趋势。建议研发团队关注该拓扑在小功率DC-DC级中的应用，通过平面变压器技术优化散热与EMI设计，进一步...
一种基于子模块集成变换器的新型光伏系统配置
A New PV System Configuration Based on Submodule Integrated Converters
Omair Khan · Weidong Xiao · Mohamed Shawky El Moursi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种新型子模块集成变换器（subMIC）配置，旨在通过细粒度最大功率点跟踪（MPPT）显著降低光伏组件间失配造成的功率损耗。该方案采用氮化镓（GaN）场效应管构建，实现了高效的太阳能采集。
解读: 该研究提出的子模块级MPPT技术对于提升光伏系统在复杂阴影环境下的发电效率具有重要参考价值。对于阳光电源而言，该技术可探索应用于户用光伏及工商业光伏的组串式逆变器产品线，通过引入细粒度功率优化技术，进一步提升系统在复杂屋顶环境下的能量产出。同时，文中采用的GaN器件技术与阳光电源追求高功率密度、高效...
氮化镓场效应管功率变换器开关损耗的时频域表征
Time- and Frequency-Domain Characterization of Switching Losses in GaN FETs Power Converters
Marco A. Azpurua · Marc Pous · Ferran Silva · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文提出了一种用于表征氮化镓（GaN）场效应管在电力电子应用（特别是DC-DC变换器）中开关损耗的时频域分析方法。传统方法主要通过时域内瞬时电压电流乘积的积分来测量开关损耗，而本文通过引入时频分析技术，更精确地评估了高频开关条件下的损耗特性。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是实现高功率密度和高效率的关键。阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中，正逐步探索GaN器件的应用以提升转换效率并减小体积。该研究提出的时频域表征方法，有助于研发团队更精准地评估GaN器件在复杂工况下的损耗，优化高频驱动电路设计，从而提升产品在轻载效率和热管理方面的竞争...
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...
一种用于优化宽禁带半导体场效应管瞬态和色散行为预测的自动化模型调优程序
An Automated Model Tuning Procedure for Optimizing Prediction of Transient and Dispersive Behavior in Wide Bandgap Semiconductor FETs
Andrew J. Sellers · Michael R. Hontz · Raghav Khanna · Andrew N. Lemmon 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种自动化程序，用于开发能够捕捉下一代电力电子应用中高频效应的宽禁带半导体器件模型。该研究采用无导数全局优化算法，自主建模功率半导体器件的静态和动态行为，为高频电力电子系统的精确仿真提供了有效手段。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，高频开关带来的瞬态效应和电磁干扰成为提升功率密度的瓶颈。该自动化建模方法可显著缩短器件驱动电路的设计周期，提升仿真精度，从而优化逆变器和PCS的效率...
一种用于GaN FET的6.7-GHz有源栅极驱动器，旨在抑制过冲、振铃和EMI
A 6.7-GHz Active Gate Driver for GaN FETs to Combat Overshoot, Ringing, and EMI
Harry C. P. Dymond · Jianjing Wang · Dawei Liu · Jeremy J. O. Dalton 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
有源栅极驱动技术在Si和SiC功率变换器中已证明能有效优化开关波形。然而，针对亚10ns开关瞬态的GaN器件，现有变参数驱动技术多局限于单次调整。本文提出了一种新型栅极驱动器，通过高频有源控制进一步提升GaN器件在高速开关过程中的EMI抑制能力及波形质量。
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高，GaN器件的应用已成为提升效率的关键。该文献提出的高频有源栅极驱动技术，能够有效解决GaN器件在高速开关过程中带来的电磁干扰（EMI）和电压振铃问题，这对于优化阳光电源新一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的PCB布局与电磁兼容...
采用准自对准着陆垫实现100 Ω寄生电阻和965 μA/μm导通电流的高性能GAA晶体管
High-Performance GAA FETs With 100 Ω Parasitic Resistance and 965 μA/μm On-State Current Using Quasi-Self-Aligned Landing Pads
R. J. Jiang · P. Wang · J. X. Yao · X. X. Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月
为克服环绕栅场效应晶体管（GAA FETs）中严重的外延缺陷所导致的高寄生电阻和驱动性能不佳的挑战，本文提出了一种准自对准着陆垫（QSA LPs）技术，并展示了在 GAA FETs 中多层堆叠沟道与单晶硅锗/硅超晶格源/漏（SD）结构之间的无缺陷连接。与采用宽间距着陆垫的器件相比，使用 QSA LPs 技术时，N 型场效应晶体管（NFET）和 P 型场效应晶体管（PFET）的寄生源/漏电阻（$R_{SD}$）分别降低了 98.8% 和 96.3%。因此，对于栅长为 180 nm 的 N/PFET...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GAA FET准自对准着陆焊盘技术展现出显著的战略价值。该技术通过创新的工艺方案，将寄生电阻降低超过96%，并实现965 μA/μm的高导通电流，这对我们的核心产品具有重要意义。 在光伏逆变器领域，功率半导体器件的性能直接决定了系统的转换效率和功率密度。GAA FET...
基于单晶GaN衬底的p型场效应晶体管的首次实验实现
First Experimental Realization of a p-FET Based on Single Crystal GaN Substrate
Xu Liu · Shengrui Xu · Huake Su · Hongchang Tao 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
在本研究中，我们首次报道了在单晶氮化镓（GaN）衬底上制备的 p 型沟道场效应晶体管（p-FET）。GaN 衬底上的 p-GaN/u-GaN/AlN/AlGaN 结构展现出优异的晶体质量和界面特性。由于穿线位错（TDs）的减少，氮空位显著降低，空穴补偿减少。基于 GaN 衬底的 p-FET 结构具有更高的面空穴密度。此外，陡峭的界面降低了界面粗糙度散射，保证了迁移率不会下降。基于 GaN 衬底的 p-FET 因更低的薄层电阻率而具有更高的性能。具体而言，与蓝宝石衬底上的 p-FET 相比，GaN...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于单晶GaN衬底的p型场效应晶体管技术具有重要的战略价值。该技术通过在GaN衬底上构建p-FET结构，使饱和电流提升7倍，这对我们的核心产品——光伏逆变器和储能变流器的功率器件性能提升具有突破性意义。 在应用价值层面，GaN功率器件的双向导通能力一直受限于p型沟道性...
基于刻蚀目标层与高选择性刻蚀技术的高产率增强型GaN p-FET
High-Yield Enhancement-Mode GaN p-FET With Etching-Target Layer and High-Selectivity Etching Techniques
Xuanming Zhang · Yuanlei Zhang · Jiachen Duan · Zhiwei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
本文报道了采用p-Al0.05Ga0.95N刻蚀目标层（ETL）的增强型GaN p沟道异质结场效应晶体管（p-FET）。通过优化高选择性刻蚀工艺，实现p-GaN刻蚀速率约1 nm/min，并获得p-GaN与p-Al0.05Ga0.95N之间4:1的选择比。刻蚀工艺窗口扩展至10分钟，显著提高器件制备良率。器件阈值电压为−1.15 V，最大电流密度达6.16 mA/mm，且多器件间阈值电压与导通电流高度一致，展现出优异的重复性与一致性，为互补电路集成提供了重要基础。
解读: 该高产率增强型GaN p-FET技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。p沟道GaN器件可与现有n沟道器件构成互补拓扑，为ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器提供更高集成度的功率模块方案。高选择性刻蚀工艺实现的10分钟工艺窗口和优异一致性，可显著提升GaN器件制造良率，降低成本。阈值电压−1.15...
互补型场效应晶体管中重离子效应引起的单粒子瞬态分析
Analysis on Single-Event Transients in Complementary FETs With Heavy Ion Effects
Jonghwa Jeong · Jang Hyun Kim · Hyunwoo Kim · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究首次报道了重离子在互补型场效应晶体管（CFET）中引发的单粒子瞬态（SET）现象。鉴于α粒子和重离子等辐射粒子在地面环境中亦可导致硅材料内产生电子-空穴对并引发电流扰动，进而造成软错误，本文采用商用TCAD工具对CFET中的SET特性进行了评估。通过对比门极全环绕纳米片FET与CFET在反相器工作下的瞬态响应，发现当重离子垂直入射于沟道中心且轨迹半径小于50 nm时，CFET因垂直堆叠结构而表现出更强的抗辐射能力。进一步研究表明，直接集成于衬底上的晶体管主导了辐射响应行为，而引入底部介质隔...
解读: 该CFET单粒子瞬态抗辐射研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示的垂直堆叠结构抗辐射优势及底部介质隔离（BDI）设计，可指导ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/GaN功率模块的抗干扰设计。高海拔光伏电站和户外储能系统面临宇宙射线引发的软错误风险，该研究提出的CFET架构优化方案...
高K介质包裹GaN环栅场效应管在IoT系统中的高频器件设计与分析
Design and Analysis of High-K Wrapped GaN GAA FET as High-Frequency Device in IOT Systems
Sneha Singh · Rudra Sankar Dhar · Amit Banerjee · Vinay Gupta · IEEE Access · 2025年4月
基于氮化镓GaN的栅堆叠GS环绕栅场效应管GAA FET因其卓越材料特性如高电子迁移率、宽禁带和优越热稳定性，成为下一代节能电子设备有前途候选。本研究聚焦GaN基GAA FET的直流和交流性能评估，结合高k介电间隔层和源漏欠覆盖工程。直流分析参数如亚阈值斜率、阈值电压、漏电流、泄漏电流和电流比。相比所提2nm技术节点IRDS2025，关态泄漏电流降低约95%、开关比提升约606%。此外，亚阈值摆幅优化约65mV/decade，表明卓越泄漏控制和开关性能。交流分析评估关键品质因数包括跨导、截止频率...
解读: 该GaN器件技术对阳光电源功率半导体研发具有重要参考价值。阳光在储能变流器和光伏逆变器中应用GaN器件追求更高开关频率和更低损耗。该研究的高k介质间隔层和欠覆盖设计可启发阳光GaN功率器件优化，降低寄生电容，提升开关速度103%。在高频应用中，该器件的低亚阈值摆幅（65mV/decade）和高开关比...
基于氮化镓的单级三相并网光伏逆变器的设计与验证
Design and Verification of a GaN-Based, Single Stage, Grid-Connected Three-Phase PV Inverter
Orkhan Karimzada · Giulio De Donato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本研究介绍了一款基于氮化镓（GaN）的三相光伏（PV）逆变器的研发情况，重点关注氮化镓技术在太阳能应用中的可行性、可靠性和效率。该研究系统地探索了氮化镓场效应晶体管（FET）的应用，特别是其在提高光伏系统效率和功率密度方面的作用。通过全面的实验和设计优化，确定了一种有前景的逆变器拓扑结构并进行了深入分析，最终制成的样机实现了高达 96% 的峰值效率。研究的关键内容包括对氮化镓场效应晶体管的性能进行基准测试、设计并测试用于并网的 LCL 滤波器、考虑三相逆变器的印刷电路板（PCB）设计，以及从功率...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN（氮化镓）技术的三相光伏逆变器研究具有重要的战略参考价值。该研究实现的96%峰值效率虽然与我司现有高端产品相当，但其核心价值在于通过GaN器件显著提升了功率密度，这直接契合我们在分布式光伏和户用储能领域对小型化、轻量化产品的迫切需求。 从技术成熟度评估，该研...
在并联功率FET桥臂中实现谐振换相极
Enabling Resonant Commutated Pole in Parallel Power FET Bridge Legs
Yanfeng Shen · Yunlei Jiang · Hui Zhao · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
为满足更高电流等级和更低热阻需求，并联功率FET成为一种经济且必要的方案。然而，并联会增加硬开关应用中的开关损耗。本文提出了一种通用的软开关调制策略，旨在解决并联FET桥臂中的开关损耗问题，提升功率变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，为了实现高功率密度，并联功率器件（如SiC MOSFET）是主流方案，但往往伴随着开关损耗和EMI挑战。本文提出的谐振换相极技术可有效降低并联器件的开关损耗，提升系统整体效率。建议研...
基于GaN的单级并网三相光伏逆变器的设计与验证
Design and Verification of a GaN-Based, Single Stage, Grid-Connected Three-Phase PV Inverter
Orkhan Karimzada · Giulio De Donato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本研究开发了一款基于氮化镓（GaN）的三相光伏逆变器，旨在验证GaN技术在光伏应用中的可行性、可靠性及效率表现。研究系统探讨了GaN场效应管（FETs）在提升光伏系统效率与功率密度方面的优势，并提出了一种极具潜力的逆变器拓扑结构。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是实现阳光电源下一代高功率密度光伏逆变器（如组串式逆变器）的关键技术路径。通过引入GaN器件，可显著降低开关损耗，提升系统转换效率，并减小磁性元件体积，从而优化产品重量与安装便捷性。建议研发团队关注GaN在单级变换拓扑中的驱动电路设计与EMI抑制方案，以加速其在户用及工商业光...
光电能量收集硅基LSI中的保护环设计
Guard Ring Designs on Photovoltaic Energy Harvesting Silicon LSIs
Takaya Sugiura · Yuta Watanabe · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年4月
本研究探索了在能量收集应用中保护互补金属氧化物半导体（CMOS）场效应晶体管（FET）和PN二极管免受体载流子污染的策略。能量收集过程会在体区产生过多载流子，这些载流子可能会从p（P型衬底）/n（N阱）结或无三阱结构的NMOSFET进入PMOS区。为解决这一问题，本研究考察了保护环结构通过复合周边载流子来保护CMOSFET和PN二极管的有效性。CMOSFET周围未钝化金属的形成可在载流子进入PMOSFET的N阱区或NMOSFET本身之前促进载流子的消除，从而改善两种场效应晶体管的关态特性。对于P...
解读: 该保护环设计技术对阳光电源功率器件集成方案具有重要参考价值。在SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的ASIC芯片设计中，优化的N/P型保护环结构可有效抑制CMOS器件的寄生闩锁效应，提升功率控制芯片在高压大电流环境下的可靠性。特别是在1500V高压系统中，该技术可降低相邻功率器件间的载流子干扰，减少漏...
用于高频无线电能传输系统的自同步E类整流器占空比与相位控制
Duty and Phase Control of a Self-Synchronized Class E Rectifier for High-Frequency Wireless Power Transfer System
Minki Kim · Jungwon Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种用于高频（>13.56MHz）无线电能传输（WPT）系统的自同步E类整流器控制策略。通过考虑场效应管（FET）的非线性内部电容，利用占空比和相位控制补偿传播延迟，实现了精确的栅极驱动信号，提升了高频整流效率。
解读: 该技术主要针对超高频无线电能传输领域，目前阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能系统、充电桩）主要集中在电力电子变换与并网控制，与无线传输技术存在跨度。然而，该研究中关于高频开关损耗优化、非线性电容建模及精确驱动控制的方法，对阳光电源研发下一代高功率密度、高频化电力电子变换器（如基于GaN/SiC的辅...
60V pLDMOS功率器件漏端调制工程的可靠性设计与布局策略
Design and Layout Strategy in the 60-V Power pLDMOS With Drain-End Modulated Engineering of Reliability Considerations
Shen-Li Chen · Yu-Ting Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文研究了不同漏端布局对60V p沟道横向扩散金属氧化物半导体（pLDMOS）FET可靠性与电气性能的影响。通过在漏极引线中嵌入具有离散调节结构的硅控整流器（SCR），设计了“N-P-N”和“P-N-P”排列的pLDMOS，旨在有效提升器件的可靠性与性能。
解读: 该研究聚焦于中低压功率器件（pLDMOS）的漏端结构优化与可靠性提升，对阳光电源的户用光伏逆变器、电动汽车充电桩及iSolarCloud智能运维平台中的辅助电源模块具有参考价值。虽然阳光电源的核心功率器件多为SiC或IGBT，但该类LDMOS技术常用于驱动电路及控制芯片的集成。建议研发团队关注其漏端...
一种10-MHz eGaN隔离式Class-Φ2直流变压器
A 10-MHz eGaN Isolated Class-Φ2 DCX
Zhiliang Zhang · Xue-Wen Zou · Zhou Dong · Yuan Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
该文提出了一种基于Class-E谐振变换器衍生的隔离式Class-Φ2谐振变换器。通过在开关管并联分流支路，有效降低了控制FET的电压应力。针对高输入电压下功率FET反向导通时间波动及驱动匹配困难的问题，该拓扑展现了在高频化应用中的优势。
解读: 该研究聚焦于MHz级高频功率变换技术，对阳光电源的未来产品研发具有前瞻性参考价值。在高频化趋势下，eGaN器件的应用能显著缩小功率密度，这对户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有潜在的技术迭代意义。然而，目前该拓扑主要针对DCX（直流变压器）应用，在阳光电源现有的组串式逆变器或PowerTitan储...
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...
基于单片双向GaN/分立SiC-FET及平面变压器的宽电压范围可重构DAB变换器
Wide Voltage Range Reconfigurable DAB Converter Realized by Monolithic Bidirectional GaN/Discrete SiC-FETs, and Planar Transformer
Reza Barzegarkhoo · Fabian Groon · Arkadeb Sengupta · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文提出了一种新型双有源桥（DAB）变换器，通过结合单片双向GaN器件、分立SiC-FET及平面变压器技术，解决了传统DAB在宽电压范围（如200-800V）应用中效率下降的问题，显著提升了功率密度与转换效率，适用于车载及低功率电力电子系统。
解读: 该技术对阳光电源的户用光储一体化系统及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着户用储能系统对宽电压范围（适配不同电池电压平台）及高功率密度的需求日益增长，采用GaN与SiC混合功率拓扑可显著减小变换器体积并提升全负载范围效率。建议研发团队评估该可重构DAB拓扑在阳光电源新一代户用储能PCS及直流快充...
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