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采用有源钝化技术抑制浮动Si衬底诱导背栅效应的900-V p-GaN栅HEMT
900-V active-passivation p-GaN gate HEMT with suppressed floating Si substrate induced back-gating effect
Hao Chang · Junjie Yang · Jingjing Yu · Jiawei Cui · Applied Physics Letters · 2025年4月 · Vol.126
本文报道了一种采用有源钝化技术的900-V p-GaN栅高电子迁移率晶体管(HEMT),有效抑制了由浮动Si衬底引起的背栅效应。通过引入深沟槽隔离与介质填充的有源钝化结构,显著降低了漏极对衬底的电场耦合,从而消除背栅导致的阈值电压不稳定性与动态导通电阻退化。器件在高压关断状态下表现出优异的可靠性与稳定性,同时保持良好的开关性能。该设计为高压p-GaN栅HEMT在功率集成应用中的性能优化提供了有效解决方案。
解读: 该900-V p-GaN栅HEMT的有源钝化技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。通过深沟槽隔离抑制背栅效应,解决了GaN器件阈值电压漂移和动态导通电阻退化问题,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频开关电路。900V耐压等级匹配1500V光伏系统和储能系统的母线电压需求,有源钝...
基于互补型GaN HEMT的高频脉冲激光驱动器
High-Frequency Pulsed Laser Driver Using Complementary GaN HEMTs
Ching-Yao Liu · Chun-Hsiung Lin · Hao-Chung Kuo · Li-Chuan Tang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于高频激光雷达(LiDAR)的高效激光驱动器,旨在满足20MHz重复频率、10ns脉宽及50W瞬时功率的严苛要求。针对自动驾驶领域对高功率效率的需求,该驱动器通过互补型GaN HEMT技术优化了开关性能,显著提升了系统整体能效。
解读: 该文献探讨了GaN器件在高频脉冲应用中的性能优势。虽然阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器和储能系统,但随着电力电子技术向高频化、高功率密度方向演进,GaN等宽禁带半导体在辅助电源、高频驱动电路及未来小型化储能控制模块中具有应用潜力。建议研发团队关注GaN器件在高频开关下的损耗特性与可靠性评估,这有助...
通过柔性电压调节和动态电压调节技术在笔记本电脑中实现87%的整体高效率和11μA超低待机电流
87% Overall High Efficiency and 11 μA Ultra-Low Standby Current Derived by Overall Power Management in Laptops With Flexible Voltage Scaling and Dynamic Voltage Scaling Techniques
Shang-Hsien Yang · Chao-Chang Chiu · Chih-Wei Chang · Chen-Min Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种笔记本电脑整体电源管理方案,通过柔性电压调节(FVS)与动态电压调节(DVS)技术协同,提升了电源转换效率。FVS技术将控制器分为两部分,一部分作为简单的初级侧控制器,另一部分集成于笔记本电源管理单元中,从而优化了整体功耗表现。
解读: 该文献聚焦于消费电子领域的低功耗电源管理与电压调节技术,与阳光电源的核心业务(大功率光伏逆变器、储能系统及充电桩)在应用场景和功率等级上存在较大差异。然而,文中所述的柔性电压调节(FVS)与动态电压调节(DVS)协同控制策略,对于阳光电源户用光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台中的低功耗待...
高压射频应力下GaN HEMT中阻抗依赖性退化:电热与陷阱机制
Impedance-dependent degradation in GaN HEMTs under high-voltage RF stress: Electro-thermal and trap mechanisms
Linling Xu · Hui Guo · Nanjing Electronic Devices Institute · Jiaofen Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
研究了在高压射频应力下,不同负载阻抗条件下GaN高电子迁移率晶体管的退化行为。实验发现器件退化程度显著依赖于负载阻抗,低阻抗时退化更严重。结合电学与热学分析,表明高阻抗下自热效应更强,但低阻抗时更大的漏极电流导致焦耳热集中和电场加速,加剧了缺陷生成与载流子俘获。通过瞬态电流与脉冲I-V测试,识别出浅能级陷阱的激活是退化主因,并揭示了电热耦合与陷阱响应的协同作用机制。
解读: 该GaN HEMT阻抗依赖性退化机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的低阻抗下电流集中导致焦耳热与电场协同加速陷阱生成机制,可直接指导ST储能变流器和SG光伏逆变器中GaN器件的阻抗匹配设计。通过优化负载阻抗避开高退化区域,可提升PowerTitan储能系统和充电桩中GaN功率模块的...
基于DC-DC变换器的燃料电池电化学阻抗谱在线监测
Online Monitoring of Fuel Cell Electrochemical Impedance Spectrum with Multi-stages Multi-sine Signals Based on DC–DC Converter
Zhaoming Liu · Xueyuan Wang · Guofeng Chang · Hao Yuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对传统电化学阻抗谱(EIS)测试成本高、耗时长的问题,本文提出了一种基于DC-DC变换器的燃料电池在线EIS监测方法。该方法利用多级多正弦信号注入技术,实现了燃料电池状态评估、故障诊断及健康管理,为燃料电池系统的在线工业化应用提供了低成本、高效率的解决方案。
解读: 该技术通过复用DC-DC变换器实现燃料电池的在线EIS监测,对于阳光电源在氢能业务领域的布局具有参考价值。虽然目前阳光电源核心业务集中在光伏与储能,但随着公司向氢能领域拓展,该技术可集成至电解槽电源或燃料电池配套变换器中,提升系统运行的可靠性与故障预警能力。建议研发团队关注该拓扑复用技术,将其作为提...
一种具有自适应DCM控制和GIPD无源元件的两相全集成DC-DC变换器
A Two-Phase Fully-Integrated DC–DC Converter With Self-Adaptive DCM Control and GIPD Passive Components
Chu-Hsiang Chia · Robert Chen-Hao Chang · Pui-Sun Lei · Hou-Ming Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文提出了一种用于系统级封装(SiP)的两相全集成DC-DC变换器,采用玻璃基集成无源器件(GIPD)工艺制造。通过引入自适应断续导通模式(DCM)控制器和低摆幅/全摆幅缓冲器,有效降低了开关损耗,并在高开关频率下保持了高效率。
解读: 该文献聚焦于芯片级集成DC-DC技术及高频化控制,主要应用于消费电子或小型化电源模块。对于阳光电源而言,该技术在现有的光伏逆变器(组串式/集中式)或大型储能系统(PowerTitan/PowerStack)中应用空间有限,因为这些产品更侧重于高功率密度、高可靠性及大电流处理能力。然而,该研究中关于自...
一种用于无线电能传输系统中多边形磁耦合器的互感简化综合解析模型
A Simplified and Comprehensive Analytical Model of Mutual Inductance for the Polygonal Magnetic Couplers in WPT Systems
Tianyi Zhang · Lingjun Hao · Guo Wei · Xin Gao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种等效耦合面积(ECA)方法和几何感知校正因子(GACF),用于推导具有有限磁芯的多边形磁耦合器(MC)的互感解析模型。ECA方法将多边形MC的互感模型转化为等效圆形求解区域,结合基于空芯线圈互感比推导出的GACF,实现了对互感的快速精确计算。
解读: 该研究提出的多边形磁耦合器互感解析模型,能够显著提升无线电能传输(WPT)系统磁路设计的计算效率与精度。对于阳光电源的电动汽车充电桩产品线,尤其是未来探索大功率无线充电技术时,该模型可用于优化耦合机构的几何参数设计,缩短研发周期。此外,该解析方法在有限元仿真(FEA)辅助设计中具有参考价值,有助于降...
基于非差分交流斩波器的无换流问题双极性Buck-Boost AC-AC变换器
Nondifferential AC Choppers Based Identical Bipolar Buck–Boost AC–AC Converter Without Commutation Issue
Hafiz Furqan Ahmed · Chang Hao Chung · Ashraf Ali Khan · Zeeshan Aleem 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种基于非差分交流斩波器的新型H桥结构双极性PWM Buck-Boost AC-AC变换器。该拓扑通过单一控制占空比调制单相桥臂,即可实现同相和反相的Buck-Boost电压输出,并有效解决了传统AC-AC变换器中的换流问题,具有控制简单、灵活性高等特点。
解读: 该研究提出的新型AC-AC变换拓扑在功率变换效率和控制简易性方面具有创新性。虽然阳光电源目前的核心产品线(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)主要基于DC-AC架构,但该拓扑中关于“无换流问题”的调制策略和非差分斩波技术,可为公司未来研发更高功率密度、更低开关损耗的电力电子变换器提供技术参...
基于SPWM的D-Σ数字控制的三相背靠背无变压器逆变器环流抑制
Circulating Current Reduction for Three-Phase Back-to-Back Transformerless Inverter With SPWM-Based D-∑ Digital Control
Tsai-Fu Wu · Po-Hung Lee · Li-Chiun Lin · Chih-Hao Chang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种用于在线不间断电源(UPS)的三相背靠背无变压器逆变器。该系统由三相三线整流级和三相四线逆变级组成,且接地线共用。两级均采用基于正弦脉宽调制(SPWM)的除法-求和(D-Σ)数字控制策略,有效抑制了系统中的环流,提升了系统性能。
解读: 该研究关注背靠背无变压器拓扑中的环流抑制问题,这对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在多机并联或共直流母线架构中,环流抑制是提升系统效率和可靠性的关键。文中提出的D-Σ数字控制策略可优化阳光电源现有逆变器产品的控制算法,特别是在高功率密度设计中,有助于减少共模电流干扰...
一种宽功率范围内双向非反相Buck-Boost变换器在线最高效率点跟踪技术
An Online Maximum Efficiency Point Tracking Technique for Bidirectional Noninverting Buck–Boost Converter Over Wide Power Range
Fu-Zen Chen · Hurng-Liahng Jou · Jinn-Chang Wu · Hao-Che Hung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种针对双向非反相Buck-Boost变换器在宽功率范围内进行最高效率点在线跟踪的新方法。该技术通过扰动栅极驱动信号的移相角,并观测输入与输出功率,旨在零电压开关(ZVS)四边形模式及其他工作模式下实现效率最大化。
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重要意义。储能变流器(PCS)在宽功率范围下的高效运行是提升系统全生命周期收益的关键。该在线效率跟踪算法可直接优化PCS内部DC-DC变换级的控制策略,在轻载及变载工况下显著降低损耗。建议研发团队将其集...
水力发电系统中的一次调频性能:宽范围运行下的精确量化与整体提升
Primary frequency regulation performance in hydropower systems: Precise quantification and holistic enhancement under wide-range operation
Xueding Lu · Chaoshun Li · Hao Chang · He Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.389
摘要 随着大量水电机组转向宽范围运行(WRO,即水头变化超过额定水头的7%,功率调节范围超过额定功率的50%),导致其在电网一次调频(PFR)考核中不达标的风险显著增加。为实现PFR性能的精确量化与整体提升,本文首先构建了一个具备模块化子系统切换功能的灵活水轮机调节系统(HTRS)仿真平台,以支持多种工况模拟与对比研究。其次,引入Prony辨识方法确定复杂非线性HTRS的稳定运行范围,相较于传统方法可节省90%以上的计算时间,且精度更高。在此基础上,分析了运行工况及主要非线性因素对系统稳定性的影...
解读: 该水电一次调频优化技术对阳光电源储能调频系统具有重要借鉴价值。研究中的Prony辨识法可应用于ST系列PCS的宽工况稳定域快速评估,节省90%计算时间;提出的调节上升时间、稳定时间及综合电量等性能指标体系,可直接移植到PowerTitan储能系统的调频性能量化评估中;针对低负荷工况的参数优化策略,对...
基于氧化铈电解质的400 °C可工作固体氧化物燃料电池用于物联网无线传感器供电
400 °C operable SOFCs based on ceria electrolyte for powering wireless sensor in internet of things
Muhammad Akbara1 · Qi Ana1 · Yulian Ye · Lichao Wu 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 固体氧化物燃料电池(SOFCs)能够提供高效且清洁的电力,但其高温运行瓶颈限制了广泛应用。如果能够开发出替代性电解质以降低工作温度,则SOFC的应用场景有望进一步拓展,例如应用于物联网(IoT)系统的电源。本文作为概念验证,开发了一种基于沉淀法制备的CeO₂电解质、可在400 °C下工作的SOFC,用于为物联网系统中的无线传感器供电。材料研究表明,CeO₂电解质样品形成一种涂层结构,其中非晶态碳酸盐薄层覆盖在CeO₂颗粒表面,从而促进快速的混合质子与氧离子传输。所制备的基于CeO₂电解质的...
解读: 该400°C低温固体氧化物燃料电池技术为阳光电源储能系统提供创新思路。CeO2电解质实现的快速质子-氧离子混合传输机制,可启发ST系列PCS在多能源耦合场景的控制策略优化。其0.65W/cm²功率密度及150小时稳定性,结合超级电容充电管理,与PowerTitan储能系统的能量管理单元设计理念契合。...