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基于HfAlOx电荷俘获层介质与原位O3处理的InAlN/GaN MIS-HEMT器件栅极漏电流和击穿电压的改善
Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment
Fangzhou Du · Yang Jiang · Hong Kong · Peiran Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种通过引入HfAlOx基电荷俘获层介质并结合原位O3处理，显著改善InAlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）性能的方法。该工艺有效抑制了栅极漏电流，同时提升了器件的击穿电压。HfAlOx层可捕获界面正电荷，降低电场峰值，而原位O3处理则优化了介质/半导体界面质量，减少缺陷态密度。实验结果表明，器件的栅极泄漏电流显著降低，反向击穿电压大幅提高，为高性能GaN基功率器件的研制提供了可行的技术路径。
解读: 该研究的HfAlOx介质与O3处理工艺对阳光电源的GaN功率器件开发具有重要参考价值。通过降低栅极漏电流和提高击穿电压,可显著提升GaN器件在高频应用场景下的可靠性,特别适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC-DC模块。该技术可优化阳光电源产品的功率密度和转换效率:在光伏逆变器中可实...
死区时间内自适应同步整流导通时间控制以改善LLC谐振变换器轻载性能
Adaptive Synchronous Rectifier On-Time Control Within Dead-Time for Improving Light-Load Performance of LLC Resonant Converters
Chenghao Sun · Qiuye Sun · Tianhua Zhu · Rui Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
LLC谐振变换器在轻载下表现出非单调电压增益特性，可能导致传统脉冲频率调制（PFM）策略失效，并因开关频率过高导致效率下降。为此，本文提出了一种在死区时间内进行自适应同步整流（SR）导通时间控制的方法，以实现LLC变换器电压增益的归一化，从而优化轻载效率。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统（如ST系列PCS）具有重要参考价值。在户用及工商业场景中，设备常处于轻载运行状态，LLC拓扑作为DC-DC级核心，其轻载效率直接影响整机能效指标。通过引入死区内的自适应SR控制，可有效抑制轻载下的频率漂移，提升系统在宽负载范围内的转换效率。建议研发团队在下...
刚性电网中构网型变流器的功率动态解耦控制
Power Dynamic Decoupling Control of Grid-Forming Converter in Stiff Grid
Fangzhou Zhao · Xiongfei Wang · Tianhua Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种基于构网型（GFM）的解耦控制方法，有效缓解了有功与无功功率之间的动态耦合，特别适用于短路比超过30的超强电网系统稳定性控制。文中通过解析研究揭示了物理耦合行为，并识别出分别位于40-50Hz和0-10Hz的两种潜在谐振。
解读: 该研究直接服务于阳光电源构网型（GFM）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏电站在全球电网中占比提升，电网强度变化带来的振荡问题日益突出。该解耦控制策略可优化阳光电源组串式逆变器及储能变流器（PCS）的控制算法，提升在强电网及复杂电网环境下的运行稳定性，减少功率交互引起的谐振...
构网型变流器中的低频谐振：成因与阻尼控制
Low-Frequency Resonances in Grid-Forming Converters: Causes and Damping Control
Fangzhou Zhao · Tianhua Zhu · Zejie Li · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文深入研究了构网型电压源变流器（GFM-VSC）在输出功率中出现的同步谐振（SR）和次同步谐振（SSR）现象。文章分析了谐振产生的机理，重点探讨了控制交互对系统稳定性的影响，并提出了相应的阻尼控制策略以抑制低频振荡，提升系统并网稳定性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及大型光伏电站向构网型（GFM）技术演进，系统在弱电网下的稳定性成为核心挑战。本文研究的低频谐振抑制技术对优化PCS控制算法至关重要。建议研发团队将文中提出的阻尼控制策略集成至iSolarCloud智能运维平台及PCS底层控制逻辑中，以...
用于全桥CLLC谐振变换器的扩展移相控制优化及轻载效率提升
Optimization of Extended Phase-Shift Control for Full-Bridge CLLC Resonant Converter With Improved Light-Load Efficiency
Tianhua Zhu · Fang Zhuo · Fangzhou Zhao · Feng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
CLLC谐振变换器因其软开关特性、宽输出范围及双向对称运行优势备受关注，但在轻载条件下存在电压调节性能不佳及效率低下的问题。本文提出了一种针对扩展移相控制的优化策略，旨在解决上述问题，提升变换器在全负载范围内的运行效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及电动汽车充电桩业务。CLLC拓扑是实现高效双向DC-DC变换的核心，对于提升储能PCS的充放电效率及充电桩的功率密度至关重要。通过优化扩展移相控制，可显著改善产品在轻载工况下的能效表现，符合阳光电源追求极致能效的产...
基于有源电纳的鲁棒构网型控制
Robust Grid-Forming Control With Active Susceptance
Fangzhou Zhao · Xiongfei Wang · Zichao Zhou · Yin Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种针对宽范围短路比（SCR）具有鲁棒性的构网型控制方案。通过在传统功率同步控制中引入有源电纳环，增强了系统阻尼，实现了高稳定性，并支持使用标准的电压定向矢量电流控制，避免了复杂控制带来的局限性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有极高应用价值。随着全球电网SCR水平不断降低，弱电网下的稳定性成为核心痛点。该方案通过有源电纳环增强阻尼，能够显著提升阳光电源构网型（GFM）产品的并网适应性，特别是在高比例可再生能源接入的弱电网场景下。建议研发团...
轻载下Boost PFC变换器的自适应谐波电导控制
Adaptive Harmonic Conductance Control for Boost PFC Converters at Light Loads
Tianhua Zhu · Fangzhou Zhao · Xiongfei Wang · Grover Victor Torrico-Bascopé · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
数据中心电源系统在轻载下易出现严重的谐波畸变。由于PFC变换器前端二极管整流器的反向阻断效应，传统增加输入电导的谐波阻尼方法效果受限。本文提出了一种自适应谐波电导控制策略，旨在解决轻载条件下Boost PFC变换器的谐波抑制难题，提升系统电能质量。
解读: 该技术主要针对PFC变换器在轻载下的电能质量优化。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器和储能PCS，但该研究涉及的PFC拓扑控制逻辑与阳光电源的户用光伏逆变器、电动汽车充电桩（EV Charger）的前端整流级设计高度相关。在充电桩产品中，轻载效率与谐波合规性是关键指标，该自适应控制策略可提升充电...
数据中心并联功率因数校正(PFC)变换器的阻抗建模聚合方法
Impedance-Based Aggregation of Paralleled Power Factor Correction Converters in Data Centers
Tianhua Zhu · Xiongfei Wang · Fangzhou Zhao · Grover Victor Torrico-Bascope · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对大规模数据中心电源系统中并联功率因数校正(PFC)变换器存在的异构性问题，本文提出了一种基于阻抗的聚合方法。该方法考虑了功率等级、导通模式及线路阻抗的差异，有效提升了聚合模型在小信号动态分析中的准确性，为复杂电力电子系统的稳定性评估提供了理论支持。
解读: 该研究聚焦于多台电力电子变换器并联运行时的阻抗建模与稳定性分析，这对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器在多机并联场景下的电网适应性研究具有重要参考价值。随着阳光电源在工商业及大型地面电站中并联设备数量的增加，系统级的小信号稳定性分析至关重要。建议研发团队...
基于基频动态的电压源变换器阻抗建模参考坐标系选择
Reference-Frame Selection on Impedance Modeling of VSCs With Fundamental Frequency Dynamics
Yang Wu · Heng Wu · Fangzhou Zhao · Zichao Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
电力电子化电力系统的基频易偏离额定值，且受变换器控制动态影响显著。为捕捉基频动态，本文探讨了电压源变换器（VSC）阻抗建模中参考坐标系选择的两种方法，旨在更准确地分析变换器在变频条件下的稳定性与交互特性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器）在弱电网或高比例电力电子化系统中的并网稳定性。随着电网频率波动加剧，传统的固定坐标系建模已不足以支撑高精度控制。建议研发团队将该基频动态建模方法应用于iSolarCloud智能运维平台的仿真模型优化中，并针...
基于采样校正的Boost PFC变换器阻抗分析与谐振抑制
Impedance Analysis and Resonance Mitigation for Boost PFC Converters Using Sample Correction
Tianhua Zhu · Xiongfei Wang · Fangzhou Zhao · Grover Victor Torrico-Bascopé · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于阻抗的分析方法，研究了采用电流采样校正（SC）技术的Boost PFC变换器。研究发现，SC因子在连续导通模式下会使PFC变换器输入阻抗产生非耗散区域，该区域包含一个阻抗峰值，可能与交流电网系统发生交互并引发谐振。
解读: 该研究针对PFC变换器在弱电网环境下的阻抗特性及谐振问题，对阳光电源的组串式逆变器及户用光伏逆变器产品具有重要参考价值。随着电网环境日益复杂，逆变器与电网间的谐振风险增加，通过优化采样校正算法，可有效提升产品在弱电网下的并网稳定性。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中引入此类阻抗监测模...
锁相环对构网型与跟网型互联变换器稳定性的影响
Influence of PLL on Stability of Interconnected Grid-Forming and Grid-Following Converters
Yang Wu · Heng Wu · Fangzhou Zhao · Zejie Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文分析了锁相环（PLL）对构网型与跟网型（GFL）变换器互联系统小信号稳定性的影响。研究发现，当GFL变换器所采用的PLL带宽较低时，系统极易出现不稳定现象。实验结果验证了上述理论分析的正确性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan储能系统及组串式逆变器在弱电网场景下的应用日益广泛，构网型（GFM）与跟网型（GFL）设备的混合并网成为常态。本文揭示的低带宽PLL导致的失稳机制，对阳光电源优化iSolarCloud智能运维平台下的并网控制策略具有重要指导意义。建议在产品开发中，针对多机并联场景优化...
一种具有可控电流切断能力的新型晶闸管双向固态断路器
A Novel Thyristor-Based Bidirectional SSCB With Controllable Current Breaking Capability
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
针对晶闸管导通损耗低、成本低的优势，本文提出了一种新型双向固态断路器（SSCB）。针对晶闸管半控特性导致的电流切断难题，该拓扑实现了电流的完全可控切断，为电力电子系统提供了一种高效、低成本的保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。目前储能系统直流侧保护多依赖熔断器或机械断路器，存在响应速度慢、寿命有限等问题。采用基于晶闸管的固态断路器（SSCB）方案，可显著降低系统导通损耗，提升大电流工况下的故障切断速度与可靠性。建...
肖特基p-GaN栅HEMT在UIS应力下动态导通电阻异常降低与恢复的研究
On the Abnormal Reduction and Recovery of Dynamic RON Under UIS Stress in Schottky p-GaN Gate HEMTs
Chao Liu · Xinghuan Chen · Ruize Sun · Jingxue Lai 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文研究了肖特基p-GaN栅HEMT在非钳位感性开关（UIS）应力下的动态导通电阻（RON_dyn）异常降低与恢复现象。研究发现RON_dyn的降低与UIS峰值电压呈正相关。通过Sentaurus仿真揭示了其物理机制：UIS应力期间，冲击电离产生的电子-空穴对导致了器件内部电场与载流子分布的动态变化。
解读: GaN器件作为下一代功率半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有极高的应用潜力。该研究揭示了GaN器件在极端感性开关应力下的动态特性变化，对提升阳光电源产品的可靠性设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑设计时，充分考虑UIS应力对器件动态导通电阻的影响，优化驱动电路与保护策...
半桥应用中级联GaN器件误导通的定量模型评估与抑制
Quantitative Model-Based False Turn-on Evaluation and Suppression for Cascode GaN Devices in Half-Bridge Applications
Tianhua Zhu · Fang Zhuo · Fangzhou Zhao · Feng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
由于高开关频率和快速切换速度，氮化镓（GaN）器件易发生误导通现象，导致开关损耗增加、直通甚至持续振荡。目前针对增强型GaN的研究较多，但针对级联（Cascode）结构GaN器件的误导通研究尚显不足。本文提出了基于定量模型的评估方法及抑制策略。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键趋势。级联GaN器件在提高开关频率、降低损耗方面具有显著优势。本文提出的误导通定量评估模型，可直接指导阳光电源研发团队在设计高频功率模块时，优化驱动电路布局与参数匹配，有效规避高频下的直通风险。建议将此评...
具有原位GaN钝化层的p-GaN栅HEMT器件同步提升Baliga品质因数与动态导通电阻鲁棒性
In-situ GaN Passivation p-GaN Gate HEMT with Synchronously Improved Baliga’s Figure-of-merit and Superior Dynamic RON Robustness
Cheng Yu · Wanjun Chen · Guojian Ding · Fangzhou Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月
本文通过实验提出了一种采用原位氮化镓（GaN）钝化技术的新型 p 型 GaN 栅高电子迁移率晶体管（ISGP - HEMT），该晶体管可同步提高巴利加品质因数（B - FOM），并具有出色的动态导通电阻（$R_{ON}$）鲁棒性。ISGP - HEMT 的特点是在沟道区采用高电阻率的原位 GaN 钝化层，以线性化表面电位，这不仅能在关断状态下实现更均匀的电场分布，还能在导通状态下提高二维电子气（2DEG）密度。因此，该晶体管可同时实现击穿电压（$BV$）的提高和导通电阻（$R_{ON}$）的降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项原位GaN钝化p-GaN栅极HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过在沟道接入区引入高阻原位GaN钝化层，实现了表面电势线性化，在关断态优化电场分布的同时增强了导通态的二维电子气密度，这种双重优化机制使得器件的击穿电压和导通电阻同步改善，Baliga品质因数提升494...
首次实验证明采用TiNxOy电阻场板的p-GaN HEMT器件实现BV与Ron的同时提升
First Experimental Demonstration of TiNxOy Resistive Field Plate on p-GaN HEMTs With Simultaneously Enhanced BV and Ron
Zhuocheng Wang · Wanjun Chen · Fangzhou Wang · Cheng Yu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究展示了采用电阻场板（RFP）的 p - GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT），该晶体管可同时改善导通态和关断态性能。RFP - HEMT 的特点是具有高电阻率的氮氧化钛（TiNₓOᵧ）电阻钝化层，该层从源极向漏极延伸。由于表面电场（E 场）调制效应和二维电子气（2 - DEG）增强效应，所设计的 RFP - HEMT 不仅在阻断状态下实现了更高的击穿电压（BV），而且在导通状态下实现了更低的导通电阻（$R_{\text {on}}$）。与传统的绝缘钝化器件相比，栅极 - 漏极间距为 20...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于TiNxOy电阻场板的p-GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的电阻钝化层设计，突破了传统功率器件击穿电压与导通电阻之间的权衡限制，实现了1860V击穿电压提升111%的同时，导通电阻降低25%，功率优值(BFOM)提升近5倍，这对我们的光伏逆变器...
基于基频动态的电压源换流器阻抗建模中的参考系选择
Reference-Frame Selection on Impedance Modeling of VSCs With Fundamental Frequency Dynamics
Yang Wu · Heng Wu · Fangzhou Zhao · Zichao Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
基于交流电力电子技术的电力系统的基波频率可能会偏离其标称值，并且该频率会受到变流器控制动态特性的显著影响。针对系统参考坐标系的选择，本文提出了两种电压源型变流器（VSC）的阻抗建模方法，用以捕捉基波频率的动态特性。第一种方法是在标称频率的参考坐标系下对VSC进行建模，而第二种方法是在基波频率可变的参考坐标系下对VSC进行建模，因此，基波频率在阻抗模型中被表示为一个额外的端口变量。本文从数学上证明，若在第二种方法中对VSC的控制延时和功率级建模时考虑频率动态特性，则这两种阻抗模型在本质上是等效的。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于电压源变流器（VSC）阻抗建模的研究具有重要的工程应用价值。随着公司光伏逆变器和储能系统在新型电力系统中的渗透率不断提升，基频动态特性对系统稳定性的影响日益凸显，特别是在弱电网接入和多机并联场景中。 该论文提出的两种阻抗建模方法——固定标称频率参考系和变频率参考系...