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增强型GaN p型场效应晶体管中的极化增强电导
Polarization-enhanced conductivity in enhancement-mode GaN p-FET
Hengyuan Qi · Teng Li · Jingjing Yu · Jialin Duan 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本文报道了一种通过极化工程实现高电导率的增强型GaN p型场效应晶体管。利用AlN/GaN超晶格中的自发和压电极化效应，显著增强了空穴载流子浓度与迁移特性，从而在常关型器件中实现了优异的导通性能。实验结果表明，极化诱导的二维空穴气有效调制了p型沟道电导，提升了器件的电流开关比和阈值电压稳定性。该策略为高性能GaN基互补电路的发展提供了可行路径。
解读: 该GaN p-FET极化增强技术对阳光电源的功率变换产品具有重要价值。通过AlN/GaN超晶格结构提升的载流子特性，可显著改善SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的导通性能，有助于降低开关损耗。特别是在1500V高压系统中，该技术可提升GaN器件的可靠性和效率。同时，增强型p-FET的...
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...
并联谐振直流环节逆变器的无环流换流调制策略
No-Circulation Current Commutation Modulation Strategy for Parallel Resonant DC Link Inverter
Jingjing Li · Enhui Chu · Jiaxiang Song · Wei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
针对并联谐振直流环节逆变器中存在的环流损耗大问题，提出了一种基于SVPWM的无环流换流调制策略。该策略在保持主开关管原有调制序列的基础上，优化了辅助换流电路的动作逻辑，有效降低了功率损耗，提升了逆变效率。
解读: 该研究提出的无环流换流调制策略对于提升逆变器的转换效率具有重要参考价值。阳光电源的组串式逆变器和集中式逆变器在追求高功率密度和高效率的过程中，对开关损耗的控制至关重要。虽然目前主流产品多采用常规PWM调制，但该技术在降低谐振环节损耗、提升软开关性能方面的思路，可为公司下一代高频化、高效率逆变器拓扑的...
一种针对直流侧电压不平衡的五电平飞跨电容整流器多零序分量注入算法
A Multizero-Sequence Component Injection Algorithm for a Five-Level Flying Capacitor Rectifier Under Unbalanced DC-Link Voltages
Peng Zhang · Xuezhi Wu · Zhen Chen · Wenzheng Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文详细分析了直流侧电压不平衡下五电平飞跨电容整流器的电流畸变机理，提出了一种基于移相PWM的多零序分量注入调制算法。该算法将基波周期划分为钳位区间和连续区间，有效抑制了不平衡电压带来的电流失真。
解读: 该技术对于阳光电源的高功率密度整流及逆变系统具有重要参考价值。五电平飞跨电容拓扑在提升功率密度和降低输出谐波方面优势显著，该算法能有效解决多电平拓扑中常见的直流侧电容电压不平衡难题，提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队将其应用于大功率组串式逆变器或储能变流器（PCS）的前端整流级，以优化在...
一种针对直流侧电压不平衡的五电平飞跨电容整流器载波基不连续PWM方法
A Carrier-Based Discontinuous PWM Method for a Five-Level Flying Capacitor Rectifier With Unbalanced DC-Link Voltages
Peng Zhang · Xuezhi Wu · Shan He · Wenzheng Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
针对五电平飞跨电容（5L-FC）整流器在双直流负载电压不平衡工况下的应用，本文提出了一种载波基不连续PWM（DPWM）控制策略。相比传统的连续PWM，该方法通过减少开关次数，显著提升了高频、大功率应用场景下的系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在多电平拓扑应用中，直流侧电压平衡是提升系统可靠性与效率的关键。该DPWM方法通过降低开关损耗，可进一步优化阳光电源大功率变换器的热设计与效率指标。建议研发团队评估该算法在多电平PCS架构中的移植可行性，特别...
一种用于五电平飞跨电容整流器的最优PWM序列载波调制方案
A Carrier-Based Discontinuous PWM Scheme With Optimal PWM Sequences for a Five-Level Flying Capacitor Rectifier
Peng Zhang · Xuezhi Wu · Jing Wang · Wenzheng Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
五电平飞跨电容（5L-FC）整流器因其器件数量少、功率密度高及可靠性好等优势，在单向功率应用中表现突出。为进一步提升效率，本文研究了适用于5L-FC整流器的载波基不连续PWM（DPWM）方法，通过优化PWM序列有效降低了开关损耗。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大功率整流应用具有重要参考价值。五电平飞跨电容拓扑能显著提升功率密度并降低开关损耗，有助于优化阳光电源大功率产品（如PowerTitan储能系统或大型集中式逆变器）的散热设计与效率指标。建议研发团队关注该DPWM优化算法在多电平拓扑中的工程化落地，以进一步提升产品...
面向锂离子电池跨域荷电状态估计的温度自适应迁移网络
Temperature Adaptive Transfer Network for Cross-Domain State-of-Charge Estimation of Li-Ion Batteries
Liyuan Shen · Jingjing Li · Jieyan Liu · Lei Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
荷电状态（SOC）估计是电池管理系统（BMS）的核心，对保障电池安全至关重要。现有的数据驱动方法依赖大量标注数据，且假设训练与测试数据分布一致。然而，实际应用中往往缺乏标注数据且存在分布差异。本文提出一种温度自适应迁移网络，旨在解决不同工况及温度下的跨域SOC估计难题。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack等储能系统具有极高价值。目前储能电站面临不同温度环境及电池老化带来的数据分布偏移问题，导致BMS估算精度下降。引入温度自适应迁移网络，可显著提升iSolarCloud平台在复杂工况下的SOC估算准确度，减少对大规模离线训练数据的依赖。建议研...
一种基于混合调制的补偿分量注入法，用于最小化五电平飞跨电容整流器的中点电压振荡
A Compensation Component Injection Method Based on a Hybrid Modulation for Minimizing the Neutral-Point Voltage Oscillations in a Five-Level Flying Capacitor Rectifier
Peng Zhang · Xuezhi Wu · Wenzheng Xu · Jingdou Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
针对多电平变换器直流侧电容中点电压振荡问题，本文提出了一种基于混合调制的补偿分量注入法。该方法通过获取等效调制波，有效抑制了五电平飞跨电容整流器中的中点电压波动，提升了系统输出电能质量与运行稳定性。
解读: 该技术对于阳光电源的高功率密度逆变器及大功率储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级和多电平拓扑演进，中点电压平衡是提升系统可靠性和效率的关键。该混合调制与补偿注入方法可优化阳光电源PowerTitan等大功率储能系统的控制策略，减少电容纹波，从而降低对直流侧电容的选型...
一种具有可变电压比的多模式谐振开关电容DC/DC变换器
A Multiple-Modes Resonant Switched Capacitor DC/DC Converter With Variable Voltage Ratios
Jingjing Qi · Xuezhi Wu · Long Jing · Wenzheng Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文提出了一种新型谐振开关电容DC/DC变换器，旨在满足数据中心、直流配电网及混合动力汽车对高降压比、高效率和高功率密度的需求。该变换器支持多模式运行以实现多种电压比，通过灵活分配占空比，有效提升了系统在不同工况下的转换效率与灵活性。
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参考价值。在储能PCS中，高效率的DC/DC变换级是提升系统整体能效的关键，该多模式谐振拓扑有助于在电池电压波动较大的场景下保持高效转换。此外，在充电桩产品中，该方案的高降压比特性可优化功率模块设计...
一种无环流损耗的高效并联谐振直流链逆变器
An Efficient Parallel Resonant DC-Link Inverter without Circulation Current Loss
Jingjing Li · Enhui Chu · Wei Liu · Jiaxiang Song · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
为消除谐振直流链逆变器中的环流损耗，本文提出一种无环流损耗的高效并联谐振直流链逆变器。辅助电路换流结束后，无持续电流在主电路或辅助电路中自由循环。当母线电压为零时，无需根据负载电流设定谐振元件阈值，降低了控制难度，提升了系统可靠性。同时，抑制了谐振电感的峰值电流，减小了开关器件的电流应力，进一步降低辅助电路损耗。所有开关均实现软开关：主开关实现零电压开通与关断，辅助开关实现零电流开通与关断。实验样机验证了所提拓扑结构与调制策略的有效性。
解读: 该无环流损耗并联谐振直流链逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其核心创新在于：1）消除环流损耗可直接提升系统效率1-2%，符合储能系统降本增效需求；2）主开关零电压开关（ZVS）和辅助开关零电流开关（ZCS）技术可降低SiC/GaN功率器件的开关损耗，延长器件...
1200V E型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计以提升击穿电压和动态稳定性
Charge Balance Design of 1200-V E-Mode p-GaN Gate HEMT Toward Enhanced Breakdown Voltage and Dynamic Stability
Junjie Yang · Jingjing Yu · Jiawei Cui · Sihang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
本研究探究了蓝宝石衬底上1200 V增强型横向超结p-GaN栅高电子迁移率晶体管（SJ - HEMT）的电荷平衡设计。电荷平衡通过交替的p柱和n柱形成，其中p柱为减薄的p - GaN条带，n柱为二维电子气条带。通过调节p柱和n柱的宽度，研究了电荷平衡设计对SJ - HEMT静态和动态性能的影响。具有电荷平衡的SJ - HEMT的击穿电压（BV）达到2655 V，且击穿电压与栅漏间距（${L}_{\text {GD}}$）之比高达1.56 MV/cm。值得注意的是，SJ - HEMT能有效抑制俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V增强型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计研究具有重要的战略价值。该技术通过创新的横向超结结构设计，在蓝宝石基底上实现了2655V的击穿电压和1.56 MV/cm的高BV/LGD比，这一性能突破对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接应用意义。 当前阳光...
采用刻蚀停止工艺制备的高性能增强型GaN p-FET
High-Performance Enhancement-Mode GaN p-FET Fabricated With an Etch-Stop Process
Hengyuan Qi · Teng Li · Jingjing Yu · Jiawei Cui 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
增强型（E 型）氮化镓（GaN）p 沟道场效应晶体管（p - FET）的栅极凹槽工艺预计会产生高密度的晶体缺陷；因此，较大的 $\vert {V}_{\text {th}} \vert $ 往往伴随着较差的导通电流（Ion）。为应对这一挑战，在本工作中，开发了一种刻蚀停止工艺，即在 p - GaN 层中插入一层 1.5 纳米厚的 AlN 层，使基于干法刻蚀的栅极凹槽刻蚀在 AlN 层终止。然后使用湿法刻蚀去除凹槽区域的 AlN，从而在干法刻蚀过程中保护栅极沟道表面免受等离子体轰击。所制备的刻蚀停...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氮化镓（GaN）增强型p-FET的刻蚀停止工艺技术具有重要的战略价值。该技术通过在p-GaN层中插入1.5nm的AlN层作为刻蚀停止层，有效解决了传统栅极凹槽工艺中等离子体轰击导致的晶体缺陷问题，实现了阈值电压与导通电流之间的性能平衡突破。 对于我司的核心业务而言，这...
增强型GaN p-FET及互补逻辑电路的偏振增强设计与开发
Design and Development of Polarization-Enhanced E-Mode GaN p-FET and Complementary Logic (CL) Circuits
Teng Li · Jingjing Yu · Sihang Liu · Yunhong Lao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
p型氮化镓（GaN）层中镁（Mg）受主的低电离率是导致增强型（E-mode）GaN p沟道场效应晶体管（p-FET）电流密度较低的关键因素。在本研究中，采用极化增强技术来提高p-GaN沟道的电离率。为实现GaN互补逻辑（CL）电路，制备了高性能的凹槽栅E-mode GaN p-FET。在制备过程中，发现沟道厚度（$t_x$）是影响器件性能指标的关键参数。随着$t_x$减小（即凹槽深度增大），可获得更负的阈值电压（$V_{th}$）；然而，代价是导通电阻（$R_{on}$）增大。沟道厚度$t_x$...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氮化镓（GaN）互补逻辑电路技术具有显著的战略价值。该研究通过极化增强技术突破了p型GaN器件的电流密度瓶颈，实现了17.7 mA/mm的高电流密度和6.9×10^7的开关比，为GaN功率集成电路（PIC）的商业化应用奠定了重要基础。 对于阳光电源的核心产品线，该技术...
面向P-GaN栅HEMT的物理基础紧凑模型：完整Q–VD与C–VD响应
Physics-Based Compact Model for P-GaN-Gate HEMT Featuring Complete Responses of Q–VD and C–VD
Kaiyuan Zhao · Huolin Huang · Luqiao Yin · Aiying Guo 等7人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年12月 · Vol.73
本文提出一种物理基础P-GaN栅HEMT紧凑模型，首次实现栅电荷Qg与栅-漏电压VD的显式关联，并精确分解Cgg为Cgs与Cgd，支撑E-mode GaN器件在高频高效率变换器中的精准建模与SPICE仿真。
解读: 该模型显著提升GaN器件在高频光伏逆变器（如SG320HX组串式逆变器）和储能变流器（ST系列PCS）中的动态特性建模精度，尤其利于优化开关损耗、dv/dt抑制及EMI预测。阳光电源可基于此模型加速GaN基高效拓扑（如图腾柱PFC、双向LLC）在户用光储系统中的工程落地，并为PowerTitan下一...