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氮化镓功率器件芯片内并发老化预测与介质失效检测
On-Chip Concurrent Device Aging Prognosis and Dielectric Failure Detection for GaN Power Devices
Lixiong Du · Yuanqing Huang · D. Brian Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
尽管氮化镓（GaN）功率器件具有优异的性能，但其可靠性仍面临挑战。本文提出了一种片上状态监测（CM）方法，将器件老化预测与介质失效检测集成于统一电路平台。该方法利用器件关断特性，实现了对GaN器件健康状态的实时评估，为提升宽禁带器件在电力电子系统中的可靠性提供了有效手段。
解读: GaN器件作为宽禁带半导体的代表，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广阔应用前景。该研究提出的片上监测技术，能够有效解决GaN器件在长期运行中的可靠性痛点，通过实时老化预测与故障预警，可显著提升iSolarCloud平台的运维智能化水平。建议研发团队关注该片上集成电路设计，将其...
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...
一种具有超低寄生电感的DPC氮化镓功率模块柔性PCB设计
A Flexible-PCB on DPC GaN Power Module With Ultralow Parasitic Inductance
Hang Kong · Lixin Jia · Laili Wang · Yilong Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
氮化镓（GaN）器件凭借高开关速度和低导通电阻，推动了电力电子变换器向高频高功率密度发展。然而，封装寄生参数限制了其开关性能。本文提出了一种基于直接覆铜陶瓷（DPC）基板和柔性PCB的GaN功率模块封装方案，通过优化电路布局有效降低了寄生电感，从而充分发挥GaN器件的高频优势。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要价值。随着光伏逆变器和储能PCS向高频化、小型化演进，GaN器件的应用已成为提升功率密度的关键。该封装方案通过降低寄生电感，有助于解决高频开关下的电压尖峰和EMI问题，特别适用于阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能变流器（如PowerStack系列）。建议研...
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...
GaN与BCD技术的异构集成及其在高转换比DC-DC升压变换器IC中的应用
Heterogeneous Integration of GaN and BCD Technologies and Its Applications to High Conversion-Ratio DC–DC Boost Converter IC
Fanyi Meng · Don Disney · Bei Liu · Yildirim Baris Volkan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种将氮化镓（GaN）功率器件与硅基控制电路集成的创新技术。通过堆叠GaN功率晶体管与BCD（双极-CMOS-DMOS）电路，充分发挥了GaN器件高压低损耗与BCD电路高集成度的双重优势，为高转换比DC-DC变换器提供了新的设计方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及户用储能系统具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高功率密度、小型化方向发展，GaN与BCD的异构集成能显著提升DC-DC变换级的效率并减小体积。建议研发团队关注该技术在户用光伏逆变器及微型逆变器功率级中的应用潜力，通过提升开关频率降低磁性元件体积，从而优化产品成本与...
基于直接散热层键合的GaN功率器件在供电网络上的三维芯片集成
3-D On-Chip Integration of GaN Power Devices on Power Delivery Network (PDN) With Direct Heat Spreading Layer Bonding for Heterogeneous 3-D (H3D) Stacked Systems
Jaeyong Jeong · Chan Jik Lee · Sung Joon Choi · Nahyun Rheem 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
异构三维（H3D）堆叠系统在高性能计算（HPC）以及人工智能/机器学习（AI/ML）应用方面具有诸多优势。然而，要实现H3D系统，需要重新设计电源分配网络（PDN），以在三维堆叠系统中实现高效的电源传输，并需要热管理解决方案。为了为H3D系统开发高效的PDN，建议采用三维集成片上功率器件。在这项工作中，我们展示了一种通过直接热扩散层键合技术集成在CMOS芯片PDN上的H3D集成氮化镓（GaN）功率器件。该GaN功率器件设计为同时集成增强型（E - 模式）和耗尽型（D - 模式），栅长（$L_{\...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN功率器件三维集成技术虽然目前主要面向高性能计算和AI/ML应用，但其核心创新对我们在光伏逆变器和储能系统领域具有重要的前瞻性价值。 该技术的关键突破在于两个方面：首先，GaN器件实现了22.3Ω·mm的导通电阻和137V的击穿电压，性能显著超越硅基器件，这与我们...