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高频谐振与软开关DC-DC变换器中氮化镓晶体管的评估
Evaluation of Gallium Nitride Transistors in High Frequency Resonant and Soft-Switching DC–DC Converters
David Reusch · Johan Strydom · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
氮化镓（GaN）功率器件相比成熟的硅（Si）MOSFET，具有实现更高效率和更高开关频率的潜力。本文评估了GaN晶体管在高频谐振和软开关应用中提升效率与功率密度的能力，并通过实验进行了验证。
解读: GaN作为第三代半导体，是阳光电源提升产品功率密度和转换效率的关键技术储备。在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中，利用GaN的高频特性可显著减小磁性元件体积，从而实现更轻便的产品设计。建议研发团队关注GaN在高频软开关拓扑（如LLC）中的应用，以优化PowerStack等储能系统中的DC-DC变换模...
通过多物理场发光成像显微技术实现氮化镓微米级发光二极管侧壁缺陷的高分辨率可视化
High-resolution visualization of sidewall defects in gallium nitride micro light-emitting diode via multi-physical field luminescence imaging microscopy
Jinjian Yan · Zhuoying Jiang · Linjue Zhang · Mengyu Chen · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本研究提出一种基于多物理场耦合的发光成像显微技术，实现了氮化镓微米级发光二极管（μLED）侧壁缺陷的高分辨率可视化。通过结合电致发光、阴极发光及应变场分布成像，精确识别了刻蚀过程中引入的非辐射复合中心与晶格损伤区域。该方法可有效关联器件局域电学与光学特性退化与侧壁缺陷的分布特征，为空间分辨缺陷表征提供了新途径，并为提升μLED器件性能与可靠性提供了重要依据。
解读: 该μLED缺陷表征技术对阳光电源GaN功率器件的质量控制和可靠性提升具有重要参考价值。通过多物理场发光成像显微技术，可以精确识别GaN器件制造过程中的缺陷，这对提升SG系列逆变器和ST系列储能变流器中GaN功率模块的性能至关重要。特别是在高频化设计和高功率密度应用场景下，该技术有助于优化GaN器件的...
兆赫兹频率下GaN DC-DC升压变换器的动态温度测量
Dynamic Temperature Measurements of a GaN DC–DC Boost Converter at MHz Frequencies
Cristian Matei · Jonas Urbonas · Haris Votsi · Dustin Kendig 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
为了实现可靠性预测，氮化镓（GaN）晶体管需要精确的峰值工作温度估计。本文提出了一种基于热反射技术的温度测量新方法，应用于GaN高电子迁移率晶体管。该测量系统具备亚微米空间分辨率和纳秒级时间分辨率，能够实现对高频开关条件下器件热特性的精确捕捉。
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，高频化（MHz）已成为技术演进趋势。GaN器件作为宽禁带半导体的代表，是实现高频、高效率设计的关键。本文提出的热反射测量技术为GaN器件在极端高频工况下的热设计提供了高精度验证手段，有助于优化阳光电源组串式逆变器及微型逆变器的散...
高频LLC谐振变换器中氮化镓器件的研究
Investigation of Gallium Nitride Devices in High-Frequency LLC Resonant Converters
Weimin Zhang · Fred Wang · Daniel J. Costinett · Leon M. Tolbert 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文研究了氮化镓（GaN）器件在高频LLC谐振变换器中的应用优势。GaN器件凭借超快的开关速度和极低的导通电阻，能显著提升变换器效率。文中定量评估了GaN器件对变换器性能的优化潜力，并探讨了器件特性与变换器设计之间的关系。
解读: GaN作为第三代半导体技术，是阳光电源实现产品高功率密度和高效率的关键路径。在户用光伏逆变器及小型储能变流器（PCS）中，采用GaN器件替代传统硅基MOSFET，可显著减小磁性元件体积，提升整机功率密度，符合当前户用产品轻量化、小型化的趋势。建议研发团队重点关注GaN在高频LLC拓扑中的驱动电路设计...
尖端氮化镓高电子迁移率晶体管如何在允许温度范围内发生灾难性故障？
How Can a Cutting-Edge Gallium Nitride High-Electron-Mobility Transistor Encounter Catastrophic Failure Within the Acceptable Temperature Range?
Sungyoung Song · Stig Munk-Nielsen · Christian Uhrenfeldt · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
商用氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管在电力电子领域表现优于硅基器件，且具备抗辐射能力，是空间等严苛环境下高性能电力系统的关键候选者。然而，理解其在额定温度范围内的潜在失效机理对于确保系统可靠性至关重要。
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要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。该研究揭示了GaN器件在额定温度下的失效机理，对公司研发部门在进行高频拓扑设计、器件选型及热管理设计时具有重要参考价值。建议在产品开发阶段引入该类失效分析模型，优化驱动电路与保护策略，以提升户用逆变器及微...
一种用于兆赫兹运行的高压共源共栅氮化镓器件新封装
A New Package of High-Voltage Cascode Gallium Nitride Device for Megahertz Operation
Wenli Zhang · Xiucheng Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
相比硅基器件，横向氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）具备高电流密度、高开关速度和低导通电阻等优势，是实现高频、高效功率转换的理想选择。本文针对GaN HEMT在高频运行下的封装技术进行了研究，旨在解决高频开关带来的寄生参数影响，提升功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有重要战略意义。随着电力电子技术向高频化、高功率密度方向演进，GaN器件的应用能显著减小磁性元件体积，提升整机效率。建议研发团队关注该新型封装技术在兆赫兹级开关频率下的热管理与电磁兼容性能，将其引入下一代轻量化户用逆变器或便携式储能产品的研发中，...
氮化镓功率半导体器件动态导通电阻的表征与建模
Characterisation and Modeling of Gallium Nitride Power Semiconductor Devices Dynamic On-State Resistance
Ke Li · Paul Leonard Evans · Christopher Mark Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN-HEMT）存在陷阱效应，导致其导通电阻（RDS(on)）高于理论值。该电阻的增加与器件关断状态下的直流偏置电压及偏置时间密切相关。本文对不同商业化GaN-HEMT的动态导通电阻进行了表征与建模研究。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对功率密度和效率要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。动态导通电阻（Dynamic RDS(on)）是影响GaN器件在高频开关应用中可靠性与效率的核心因素。该研究提供的表征与建模方法，可指导研发团队在设计高频功率模块时，更准确地评估GaN器...
肖特基型P-GaN栅极HEMT的电气开关安全工作区特性研究
Characterization of Electrical Switching Safe Operation Area on Schottky-Type P-GaN Gate HEMTs
Yifei Huang · Qimeng Jiang · Sen Huang · Xinhua Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在消费电子领域表现优异，但在长寿命应用中仍面临可靠性挑战，特别是硬开关条件下的导通电阻退化问题。本文通过四种测试模式，深入研究了肖特基型P-GaN栅极HEMT的电气开关安全工作区（SOA），旨在提升其在电力电子系统中的可靠性。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是实现逆变器高功率密度和高效率的关键技术。阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩领域对高频化有迫切需求。本文研究的P-GaN栅极HEMT可靠性及SOA特性，对于公司优化高频功率模块设计、提升产品在严苛工况下的长效运行能力具有重要参考价值。建议研发团队关注其在硬开关条件下的导通...
一种基于氮化镓
GaN）的多频率交流输出单电感多输出
Weijian Jin · Albert Ting Leung Lee · Siew-Chong Tan · Shu Yuen Hui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种基于氮化镓（GaN）器件的单电感多输出（SIMO）直流-交流逆变器，能够同时产生多种频率的类正弦交流输出。利用GaN晶体管无寄生体二极管的特性及特定的时分复用开关序列，该拓扑实现了多频率输出，显著提升了功率密度与电路集成度。
解读: 该技术主要涉及功率电子拓扑创新，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack）具有潜在参考价值。GaN器件的高频特性有助于进一步缩小逆变器体积，提升功率密度。SIMO拓扑在多路输出场景下可减少磁性元件数量，降低系统成本。建议研发团队关注该拓扑在微型逆变器或小型化储能变流器中的应用...
基于改进斑马算法的GaN HEMT混合小信号建模
Hybrid Small-Signal Modeling of GaN HEMT Based on Improved Zebra Optimization Algorithm
李畅王军 · 电子元件与材料 · 2025年1月 · Vol.44
为提升半导体器件小信号建模精度并避免优化过程陷入局部最优，提出一种基于改进斑马优化算法（IZOA）的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）混合小信号建模方法。结合数学修正法与直接提取法建立初始模型，通过引入混沌映射、反向学习策略及动态概率机制的IZOA进一步优化参数。实验结果表明，该方法将平均误差由3.47%降至0.19%，较GWO和标准ZOA分别降低0.76%和0.33%，显著提升了建模精度与算法收敛性。
解读: 该GaN HEMT精确建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN器件可实现更高开关频率和功率密度，但需精确小信号模型支撑电路设计。该IZOA优化方法将建模误差降至0.19%，可显著提升GaN功率模块的仿真精度，优化三电平拓扑设计中的寄生参数补偿和EMI抑制...
一种用于6.78 MHz应用的同步整流方法
A Synchronous Rectification Method for 6.78 MHz Applications
Israel Yepez Lopez · Jiasheng Huang · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
随着氮化镓（GaN）器件的发展，高频开关技术在感应电能传输等领域展现出巨大潜力。本文提出了一种针对6.78 MHz超高频应用的同步整流方法，旨在解决传统整流方案在高频下的损耗问题，提升功率变换效率。
解读: 该技术主要涉及超高频功率变换，虽然目前阳光电源的主流光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）工作频率较低，但随着电力电子技术向高功率密度方向演进，GaN器件的应用是未来提升产品效率和减小体积的关键。建议研发团队关注该同步整流方法在小型化辅助电源或未来高频充电桩模块中的应用潜力，以进一步优...
基于高频GaN HEMT的DC-DC变换器设计
Design of High-Frequency GaN HEMT-Based DC–DC Converter
Liron Cohen · Joseph Baruch Bernstein · Ilan Aharon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文探讨了传统硅基功率器件在高频开关应用中的寄生参数限制，提出了一种基于氮化镓（GaN）器件的全功率级DC-DC变换器设计，旨在突破频率限制，实现更高功率密度和效率的电力电子转换。
解读: GaN作为第三代半导体，在高频化、小型化方面具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术可直接赋能户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线，通过提升开关频率显著减小磁性元件体积，从而提升整机功率密度。在PowerStack等储能系统中的辅助电源或小功率DC-DC模块中，引入GaN技术有助于进一步优化系统能效。...
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...
一种基于寄生参数的宽带且易于集成的GaN器件开关电流测量方法
A High-Bandwidth and Easy-to-Integrate Parasitics-Based Switching Current Measurement Method for Fast GaN Devices
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
氮化镓（GaN）器件的高开关速度推动了电力电子变换器向兆赫兹频率发展，但也给开关电流测量带来了巨大挑战。传统测量方法存在带宽不足或改变电路布局电感的问题。本文提出了一种基于寄生参数的电流测量方法，实现了高带宽且对电路布局影响极小，有效提升了GaN器件开关性能的评估精度。
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要求的提升，GaN器件的应用成为技术演进的重要方向。该测量方法能够精准捕捉GaN高速开关过程中的电流波形，有助于研发团队优化驱动电路设计，降低开关损耗与电磁干扰。建议在下一代高频化、小型化逆变器及微型逆变器研发中引入该测试技术，以提升功率模块...
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...
基于氮化镓的模块化多端口多电平飞跨电容变换器通用架构
Generalized Architecture of a GaN-Based Modular Multiport Multilevel Flying Capacitor Converter
Mohamed Tamasas Elrais · Md Safayatullah · Issa Batarseh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种基于氮化镓（GaN）的模块化多端口多电平飞跨电容（FCML）变换器架构。通过结合FCML设计与全桥展开电路，该架构具备高度灵活性，可适配多种应用场景，并支持交流与直流端口的灵活组合，旨在提升功率密度与转换效率。
解读: 该架构利用GaN器件的高频特性与飞跨电容多电平拓扑，能显著提升功率密度并降低无源器件体积，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。多端口设计契合光储一体化趋势，有助于优化系统集成度。建议研发团队评估该拓扑在轻量化、高效率场景下的应用潜力，特别是针对未来高频化、高功率密度要求...
一种经实验验证的GaN HD-GIT晶体管行为模型
An Experimentally Verified Behavioral GaN HD-GIT Transistor Model
Ander Udabe · Igor Baraia-Etxaburu · David Garrido Diez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）凭借优异的导通电阻和开关速度，成为硅（Si）和碳化硅（SiC）器件的有力竞争者。本文重点研究了商业化增强型GaN晶体管的建模方法，通过实验验证了HD-GIT晶体管的行为模型，为高频功率变换器的设计与仿真提供了精确的理论支撑。
解读: GaN作为宽禁带半导体技术，是提升功率密度和转换效率的关键。对于阳光电源而言，该研究对户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有重要参考价值。通过引入高精度的GaN行为模型，研发团队可在设计阶段更准确地评估高频开关损耗与电磁干扰（EMI），从而优化PCB布局与散热设计。建议在下一代高频、高功率密度户用逆...
一种用于混合双面冷却GaN模块的“手拉手”动态均流布局
A “Hand-in-Hand” Dynamic Current-Sharing Layout for Hybrid Double-Sided Cooling GaN Module
Xingyuan Yan · Zhiqiang Wang · Yunchan Wu · Xiaojie Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
氮化镓（GaN）HEMT器件凭借极高的di/dt和dv/dt能力，在高性能功率应用中优势显著，但其布局寄生参数也导致多芯片并联时的均流难题。本文针对垂直换流结构建立了寄生耦合网络模型，提出了一种“手拉手”动态均流布局方案，有效提升了多芯片并联的电流分配均匀性。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用已成为技术演进的重要方向。该研究提出的“手拉手”均流布局方案，直接解决了多芯片并联时的寄生参数不平衡问题，对于优化阳光电源新一代高频、高功率密度逆变器及微型逆变器的功率模块设计具有重要参考价值。建议研发团队在后...
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...
用于宽禁带功率模块的石墨嵌入式高性能绝缘金属基板
Graphite-Embedded High-Performance Insulated Metal Substrate for Wide-Bandgap Power Modules
Emre Gurpinar · Shajjad Chowdhury · Burak Ozpineci · Wei Fan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
宽禁带（WBG）半导体器件（如SiC MOSFET）凭借优异的材料特性，能在更小的面积内处理更高功率。然而，WBG转换器功率密度提升导致热管理挑战加剧。本文提出一种石墨嵌入式绝缘金属基板，旨在优化WBG功率模块的散热性能，以应对高功率密度下的热损耗问题。
解读: 该技术对阳光电源的SiC应用至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向更高功率密度演进，SiC MOSFET的热管理成为提升效率与可靠性的核心。石墨嵌入式基板能显著降低热阻，有助于减小逆变器和PCS的体积，提升散热极限。建议研发部门关注该基板在高温高压环境下的长期可靠性，并评...
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