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功率器件技术 宽禁带半导体 GaN器件 SiC器件 ★ 4.0

关于“高频软开关损耗宽禁带技术比较”一文的勘误

Erratum to “Comparison of Wide-Band-Gap Technologies for Soft-Switching Losses at High Frequencies”

Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Nirmana Perera · Halil Kerim Yildirim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月

本文是对IEEE电力电子汇刊中关于高频软开关损耗下宽禁带半导体技术对比研究论文的勘误说明,主要修正了原论文中的相关技术数据。

解读: 宽禁带半导体(SiC/GaN)是阳光电源提升逆变器及储能PCS功率密度的核心技术。随着组串式逆变器和PowerTitan等储能系统向高频化、小型化发展,软开关技术下的损耗评估至关重要。该勘误虽为修正性内容,但提醒研发团队在评估SiC/GaN器件在高频应用中的效率时,必须确保基础数据与模型参数的严谨性...

功率器件技术 宽禁带半导体 GaN器件 SiC器件 ★ 5.0

宽禁带晶体管输出电容损耗的新见解

New Insights on Output Capacitance Losses in Wide-Band-Gap Transistors

Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月

宽禁带(WBG)晶体管的低导通电阻是实现高效功率变换的关键,但其输出电容(COSS)中的异常损耗严重限制了高频下的性能。本文探讨了基于大信号测量方法表征COSS损耗的复杂性,并针对不同工作点下的损耗特性提供了新的分析视角。

解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中全面引入SiC和GaN功率器件,提升开关频率以实现高功率密度成为核心竞争力。COSS损耗是限制高频效率的关键瓶颈,本文的研究有助于研发团队更精准地评估宽禁带器件在实际工况下的损耗,优化驱动电路设计与死区时间控制。建议...

可靠性与测试 可靠性分析 功率模块 宽禁带半导体 ★ 5.0

用于低功率损耗测量的高精度免校准量热仪

High-Accuracy Calibration-Free Calorimeter for the Measurement of Low Power Losses

Armin Jafari · Michael Heijnemans · Reza Soleimanzadeh · Remco van Erp 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月

宽禁带半导体技术推动了高频功率转换效率的提升,但传统电测法在极高效率下易产生测量误差。本文提出一种高精度免校准量热仪,旨在解决电流探头带宽限制、时延失配及电磁干扰等导致的效率测量不准问题,为高效率功率电子系统的损耗评估提供精确基准。

解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件,系统效率已接近极限,传统的电测法难以精准捕捉微小的损耗差异。该量热仪技术可作为研发实验室的核心测试手段,用于验证高频功率模块的热设计与损耗模型。通过引入高精度量热法,阳光电源能更准确地评估S...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

共源共栅晶体管中的负电阻现象

Negative Resistance in Cascode Transistors

Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月

共源共栅(Cascode)拓扑结合了高压GaN和低压Si晶体管的优势,既具备GaN的低导通电阻,又兼容Si栅极驱动器,且具有较高的阈值电压。然而,该拓扑在功率电路中表现出的不稳定性(如负电阻现象)限制了其在高频功率变换中的应用。

解读: 共源共栅GaN技术是提升光伏逆变器和储能PCS功率密度的关键路径。阳光电源在户用光伏及小型储能产品中已积极布局宽禁带半导体应用。本文揭示的负电阻现象与不稳定性是工程化应用中的核心痛点,直接影响系统可靠性。建议研发团队在设计高频功率模块时,重点评估Cascode结构的寄生参数匹配与驱动电路阻尼设计,以...

拓扑与电路 DAB 双向DC-DC 储能变流器PCS ★ 5.0

利用可调抽头高频变压器实现效率保持的增强型DAB变换器

Enhanced DAB for Efficiency Preservation Using Adjustable-Tap High-Frequency Transformer

Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Furkan Karakaya · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月

针对双有源桥(DAB)变换器在轻载或宽电压范围下软开关失效、效率下降的问题,本文提出一种基于可调抽头高频变压器的增强型DAB拓扑。通过调节变压器匝数比,该方案有效优化了变换器的增益特性,在宽电压调节范围内实现了效率的显著提升,适用于电池充电器及直流配电系统。

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极高的参考价值。DAB是双向DC-DC变换的核心拓扑,直接决定了储能PCS的充放电效率。通过引入可调抽头变压器技术,可解决储能系统在电池电压波动范围大时的效率瓶颈,显著提升系统全工况下的转换效率。建议研...

功率器件技术 宽禁带半导体 GaN器件 SiC器件 ★ 5.0

高频软开关下宽禁带半导体技术的损耗对比研究

Comparison of Wide-Band-Gap Technologies for Soft-Switching Losses at High Frequencies

Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Nirmana Perera · Halil Kerim Yildirim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月

本文探讨了基于宽禁带(WBG)器件的软开关变换器在提升效率与功率密度方面的优势。研究重点分析了在高频工作条件下,不同WBG技术(如SiC与GaN)在导通损耗、动态导通电阻(RDS(ON))退化以及输入电容充放电损耗等方面的差异,为高频电力电子系统的设计提供了理论依据。

解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的参考价值。随着光伏逆变器(如组串式逆变器)和储能变流器(如PowerTitan系列)向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC和GaN器件的应用已成为提升效率的关键。文章关于动态导通电阻退化及电容损耗的分析,直接指导了阳光电源在功率模块选型、驱动电路优化及散热设计...

拓扑与电路 DC-DC变换器 功率模块 宽禁带半导体 ★ 4.0

基于脉冲整流的千瓦级优化升压变换器,实现52 kW/l功率密度与98.6%效率

Optimized Kilowatt-Range Boost Converter Based on Impulse Rectification With 52 kW/l and 98.6% Efficiency

Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Remco van Erp · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月

本文提出了一种基于脉冲整流技术的兆赫兹级千瓦级升压变换器全方位优化方案。针对变频变换器在宽频率范围内运行的挑战,通过协同优化设计与控制,实现了高达52 kW/l的功率密度和98.6%的转换效率,并重点探讨了增强散热性能的优化方法。

解读: 该研究提出的兆赫兹级高功率密度DC-DC变换技术,对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统(如PowerStack)具有重要参考价值。随着户用产品向更轻量化、更紧凑化方向发展,该技术中关于脉冲整流与高频磁性元件的协同优化,可有效提升产品功率密度,降低散热成本。建议研发团队关注其在宽频率范围下的效率...

拓扑与电路 DC-DC变换器 光伏逆变器 功率模块 ★ 4.0

基于脉冲整流的高升压比Boost变换器高效运行

Efficient High Step-Up Operation in Boost Converters Based on Impulse Rectification

Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月

传统Boost变换器在高升压比下效率较低。本文提出了一种基于脉冲整流技术的新型拓扑,旨在解决高升压比下直流-直流功率变换效率低下的挑战,在保持电路简洁性的同时显著提升了转换效率。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器(如SG系列)及户用光伏逆变器具有重要参考价值。在光伏应用中,随着组件电压等级提升及对高功率密度要求的增加,该拓扑有助于优化DC-DC升压级设计,减少开关损耗,提升整机效率。建议研发团队评估该脉冲整流技术在小功率段的集成可行性,以进一步缩小逆变器体积并降低散热压力,从而...

功率器件技术 宽禁带半导体 功率模块 储能变流器PCS ★ 4.0

场效应管的Coss损耗正切:高频软开关损耗的推广

Coss Loss Tangent of Field-Effect Transistors: Generalizing High-Frequency Soft-Switching Losses

Nirmana Perera · Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Luca Nela 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月

在MHz级功率变换器中,晶体管输出电容(Coss)谐振充放电引起的耗散能量(Ediss)已成为主要损耗因素。本文引入了一种小信号测量方法,通过频率相关的小信号电阻Rs和有效小信号输出电容来量化Ediss,为高频软开关电路的损耗分析提供了通用模型。

解读: 该研究对于阳光电源在高频化、高功率密度产品设计中至关重要。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高开关频率演进,SiC/GaN等宽禁带半导体应用日益广泛,Coss损耗成为制约效率提升的关键瓶颈。本文提出的损耗量化模型可指导研发团队在电路仿真阶段更精确地评估功率模块损耗,优化软开关控...

功率器件技术 宽禁带半导体 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于非线性谐振的晶体管大信号COSS及损耗测量

Measurement of Large-Signal COSS and COSS Losses of Transistors Based on Nonlinear Resonance

Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Nirmana Perera · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月

本文提出了一种基于待测器件输出电容与已知电感之间非线性谐振的新型测量技术,用于评估晶体管的大信号输出电容(COSS)及能量损耗(EDISS)。该方法简单稳健,仅需单次电压测量即可提取大信号COSS特性。

解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC和GaN等宽禁带半导体器件,准确评估器件在大信号下的开关损耗和电容特性对提升整机效率至关重要。该测量方法能够更精确地表征功率器件的动态特性,有助于优化逆变器及PCS的软开关设计,减少开关损耗,从而提升系统整体转换效率。建议研发...

系统集成 微电网 储能系统 光储一体化 ★ 4.0

基于模糊逻辑的多端口多运行模式住宅智能微电网能量管理系统开发

Development of a Fuzzy-Logic-Based Energy Management System for a Multiport Multioperation Mode Residential Smart Microgrid

Mohammad Jafari · Zahra Malekjamshidi · Dylan Dah-Chuan Lu · Jianguo Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月

本文提出了一种并网型住宅智能微电网拓扑,通过电磁总线结合的方式集成光伏、燃料电池和电池组,为本地负载供电。相比传统多变换器架构,采用多端口变换器结合磁总线可有效降低系统复杂性与成本,并提升能量管理效率。

解读: 该研究提出的多端口变换器架构与阳光电源的户用光储一体机(如iHome系列)高度契合。通过磁总线集成多能源输入,可进一步优化系统功率密度和转换效率。模糊逻辑控制策略为iSolarCloud智能运维平台的能量调度提供了算法参考,有助于提升户用场景下的自发自用率及经济性。建议研发团队关注多端口拓扑在降低系...