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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...
一种基于开关电容的可重构纳米卫星电源系统DC-DC变换器
A Switched-Capacitor-Based Reconfigurable DC–DC Converter for Nanosatellite Power System
Yu Fu · Yucheng Zhao · Jingjing Qi · Wenhao Xie 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
随着纳米卫星的快速发展，其电源系统因空间限制趋向于采用非稳压总线和分布式架构。然而，卫星在阴影与光照转换期间母线电压波动剧烈（16–60 V），给下游负载点（POL）变换器带来严峻挑战。本文提出了一种基于开关电容的可重构DC-DC变换器，旨在解决宽输入电压范围下的高效功率转换问题。
解读: 该文献研究的宽输入电压范围DC-DC变换技术，在核心拓扑层面与阳光电源的户用光伏优化器或小型储能DC-DC模块具有一定的技术同源性。虽然纳米卫星应用场景与阳光电源主营的地面光伏及储能业务差异较大，但其提出的开关电容重构技术在提升功率密度、降低无源器件体积方面具有参考价值。建议研发团队关注该拓扑在提升...
多模式谐振开关电容变换器的分阶段软启动策略
A Stage-by-Stage Soft Start-Up Strategy for Multiple-Modes Resonant Switched Capacitor Converter
Jingjing Qi · Kai Zhang · Xuezhi Wu · Kai Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
针对谐振开关电容变换器（ReSCC），本文提出了一种分阶段软启动策略。该策略旨在确保变换器在多工作模式下的安全与快速启动，通过最大化电容电压建立速率，优化了变换器在启动过程中的状态轨迹，从而显著提升了系统的可靠性。
解读: 该研究提出的分阶段软启动策略对于提升阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用储能PCS的可靠性具有重要参考价值。储能变流器在并网或离网启动瞬间，直流母线电容的预充电及谐振电路的平稳建立是防止器件过流损坏的关键。该技术可优化PCS的启动控制算法，减少启动冲击电流，延长功率...
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...
一种用于48V数据中心应用的可重构多谐振开关电容变换器
A Reconfigurable Multiresonant Switched-Capacitor Converter for 48 V Data Center Application
Yu Fu · Yucheng Zhao · Jingjing Qi · Wenhao Xie 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
在数据中心48V电源架构中，备用电池电压波动（36-60V）导致中间母线电压不稳定。本文提出了一种基于多谐振开关电容（SC）的可重构中间母线变换器（IBC），通过实现8:1等多种变比，有效解决了宽电压输入范围下的稳压问题，提升了能量转换效率。
解读: 该技术主要针对数据中心48V电源架构，与阳光电源目前的储能系统（如PowerStack）及工商业储能业务中的DC-DC变换环节有技术重叠。虽然阳光电源目前主攻光储领域，但随着数据中心储能（DC-ESS）市场的兴起，该高效率、高功率密度的多谐振开关电容拓扑可作为未来研发高效率电池侧DC-DC变换器的技...
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...
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...