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抑制陷阱效应的氮化镓HEMT沟道温度测量与热阻表征模型
Trap-suppressed channel temperature measurement and thermal resistance characterization model for GaN HEMTs
Suzhou Laboratory · Qing Zhu · Ke Xu · Yue Hao · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
针对氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）中陷阱效应对沟道温度测量的干扰问题，提出了一种抑制陷阱效应的沟道温度提取与热阻表征模型。该模型通过动态栅压调控技术有效抑制表面和界面陷阱的充放电行为，结合电学法精确提取稳态与瞬态沟道温度，并建立与陷阱密度相关的热阻解析模型。实验结果表明，该方法显著降低了传统电学测温中的误差，提升了高温工作条件下器件热特性的表征精度，为GaN HEMTs的热管理设计提供了可靠依据。
解读: 该GaN HEMT热阻精确表征技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN器件因高频高效特性被广泛采用，但陷阱效应导致的温度测量误差直接影响热管理设计可靠性。该模型通过动态栅压调控抑制陷阱充放电，可精确提取沟道温度，为阳光电源优化GaN功率模块散热设计、提升...
一种减少器件数量的三相五电平单向整流器
A Three-Phase Five-Level Unidirectional Rectifier With Reduced Components
Wenyuan Zhang · Xiaonan Zhu · Hongliang Wang · Qing Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种新型三相五电平单向整流器，旨在解决现有拓扑中开关器件或飞跨电容数量过多的问题。该拓扑结构简单、功率密度高且可靠性强，特别适用于电动汽车充电桩、通信电源及激光电源等高功率中压非再生应用场景。
解读: 该拓扑通过减少器件数量实现五电平输出，显著提升了功率密度并降低了系统成本，对阳光电源的电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。在高功率直流快充应用中，采用此类高效率、高功率密度的整流拓扑，可有效减小充电模块体积，提升散热效率。建议研发团队评估该拓扑在模块化充电堆中的应用潜力，通过优化控制策略进一步降低...
级联Buck+Boost变换器实现ZVS与最小电流的闭式解及消除瞬时电感电流检测
Closed-Form Solution for ZVS and Minimum Current of Cascaded Buck + Boost Converters Eliminating Instantaneous Inductor Current Detection
Sirun Zhu · Weijian Han · Jianliang Chen · Qing Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
针对高频应用中级联Buck+Boost变换器（CBBC）依赖瞬时电感电流检测实现零电压开关（ZVS）所带来的高带宽传感器要求及噪声敏感问题，本文提出了一种无需瞬时电流检测的闭式解控制方法，有效提升了高频变换器的鲁棒性与控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。通过消除对高带宽电流传感器的依赖，不仅能降低高频化设计中的硬件成本与噪声干扰，还能提升变换器在宽电压范围下的效率。建议研发团队评估该闭式解算法在双向DC-DC拓扑中的应...
多电平变换器45°坐标系α′β′下的空间矢量调制
Space Vector Modulation in the 45° Coordinates α′β′ for Multilevel Converters
Cui Wang · Qing-Chang Zhong · Nengfei Zhu · Si-Zhe Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
空间矢量调制（SVM）在两电平和三电平变换器中应用广泛，但随着电平数增加，扇区划分、开关状态及序列复杂度呈指数级增长，限制了其在工业高压大功率多电平变换器中的应用。本文提出了一种在45°坐标系下的SVM策略，旨在简化多电平变换器的算法实现难度。
解读: 该研究针对多电平变换器控制算法的简化，对阳光电源的高压大功率产品线（如集中式光伏逆变器、大型储能系统PowerTitan系列）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，降低SVM算法的计算复杂度不仅能提升控制响应速度，还能降低对主控芯片（DSP/FPGA）的算力要求，从而优...
风电渗透率对风火打捆输电系统的影响
Impact of Wind Power Penetration on Wind–Thermal-Bundled Transmission System
Ling Xiang · Hao-Wei Zhu · Yue Zhang · Qing-Tao Yao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文探讨了高风电渗透率下风火打捆输电系统的稳定性问题。重点分析了通过高压直流（HVDC）系统传输时，风能渗透率对系统扭振特性及电气特性的影响，为提升大规模新能源接入电网的稳定性提供了理论支撑。
解读: 该研究关注大规模新能源接入后的电网稳定性，与阳光电源风电变流器及大型储能系统（PowerTitan系列）的并网控制策略高度相关。随着风火打捆及高比例新能源接入，电网强度减弱，阳光电源应持续优化变流器的构网型（GFM）控制技术及虚拟同步机（VSG）算法，以应对高渗透率下的次同步振荡及频率稳定性挑战。建...
利用集成磁技术实现全端口电流纹波消除的三端口DC/DC变换器
Three-Port DC/DC Converter With All Ports Current Ripple Cancellation Using Integrated Magnetic Technique
Hongyu Zhu · Donglai Zhang · Qing Liu · Zhicheng Zhou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
本文提出了一种新型集成磁三端口变换器（IMTPC），旨在实现高功率密度及所有端口的电流纹波消除。该拓扑适用于光伏-储能直流供电系统，可同时连接光伏端口、双向电池端口和负载端口。仅需两个高功率磁性元件即可完成功率转换、纹波抑制及系统集成，有效提升了系统效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光储一体化产品线具有重要参考价值。通过集成磁技术消除电流纹波，可显著减小直流侧电容体积，提升整机功率密度，降低BOM成本。对于PowerStack及户用储能系统中的DC/DC环节，该方案能有效改善电池电流纹波，延长电池寿命并提升系统电磁兼容性（EMC）表现。建议研发团队...
基于高质量叠层栅介质的Si衬底高效率AlN/GaN HEMT及其在K波段和Ka波段的应用
High-Efficiency AlN/GaN HEMTs With High-Quality Stacked Gate Dielectrics on Si Substrate for K- and Ka-Band Applications
Lingjie Qin · Jiejie Zhu · Qing Zhu · Bowen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
在本文中，我们报道了采用优化的 Al₂O₃/原位 SiN 堆叠栅介质、在 6 英寸硅衬底上制备的用于 K 波段和 Ka 波段应用的高性能 AlN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）。这些 MIS - HEMT 的栅长小于 0.2 微米，漏源间距为 3 微米，经频率相关的电容 - 电压（C - V）测量验证，其展现出卓越的电学特性和优异的界面质量。此外，通过应力测试证实了器件的可靠性。在 18 GHz 的大信号射频（RF）工作条件下，当漏极电压为 8 V...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文展示的AlN/GaN MIS-HEMT技术虽然聚焦于K/Ka波段射频应用，但其核心技术突破对我们在功率电子领域具有重要的参考价值和潜在协同效应。 该研究在6英寸硅基底上实现的高性能氮化镓器件，与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中大量使用的功率半导体技术路线高度相关...
具备鲁棒频率调节能力的动态虚拟电厂
Dynamic Virtual Power Plants with Robust Frequency Regulation Capability
Xiang Zhu · Hua Geng · Hongyang Qing · Grant Ruan 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
基于逆变器的电源（IBR）快速接入电力系统，由于系统惯性降低和负荷波动性增加，带来了频率安全挑战。本文提出了一种适用于动态虚拟电厂（DVPP）的鲁棒电力备用决策方法，以应对这些挑战，尤其是在时序性和不确定性扰动情况下。本文建立了一个分析模型来描述系统的频率响应动态特性，从而能够量化虚拟惯性和虚拟阻尼需求，以满足频率变化率（RoCoF）、频率最低点和稳态偏差约束。通过解析推导调节功率动态特性，以鲁棒的方式确定了DVPP所需的虚拟惯性和阻尼参数。然后，通过优化分配这些参数并计算IBR的实际电力备用，...
解读: 该DVPP架构对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的频率调节功能优化,提升GFM/VSG控制性能;同时可集成至SG系列光伏逆变器的并网控制中,增强IBR设备的动态响应能力。该技术通过模型预测与鲁棒优化的结合,可显著提升iSolarClo...
能带工程双向雪崩光电探测器的设计实现可切换双波段紫外检测
Design of Band-Engineered Bidirectional Avalanche Photodetector Enabling Switchable Dual-Band Ultraviolet Detection
Qing Cai · Saisai Wang · Huiqin Zhao · Jinjie Zhu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
多维检测与信号放大的结合为高灵敏度光电检测提供了新机遇。据我们所知，在这项工作中，我们首次展示了一种基于氮化镓（GaN）的双向雪崩光电探测器，其具备双波段紫外探测能力。该器件的特点是两个雪崩光电二极管相对设置且共享一个公共p层，使得其在正向和反向偏置电压下均能实现雪崩倍增。在正向模式下，该器件的探测截止波长为365 nm；而在反向偏置模式下，其截止波长为281 nm，处于日盲紫外波段。同时，我们也清晰地阐述了双向工作模式下的载流子倍增和输运机制。这种双波段探测方法对准确的信号识别具有显著的促进作...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN的双向雪崩光电探测器技术虽然属于半导体光电探测领域，但其核心设计理念与我们在光伏逆变器和储能系统中的光电转换、信号检测需求存在潜在关联性。 该技术的双波段紫外探测能力（365nm和281nm可切换）为光伏系统的智能化监测提供了新思路。在大型光伏电站运维中，紫...
基于高质量超薄缓冲层的高射频性能增强型GaN-on-Si HEMT器件，输出功率达5.32 W/mm
High RF Performance E-Mode GaN-on-Si HEMTs With Pₒᵤₜ of 5.32 W/mm Using High-Quality Ultrathin Buffer
Jiale Du · Bin Hou · Ling Yang · Yachao Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
在本文中，我们报道了一种在高质量超薄缓冲层上制备的高性能增强型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT），该超薄缓冲层是通过在高电阻率（HR）硅衬底上采用两步渐变（TSG）过渡结构实现的。由于TSG过渡结构能够使位错迅速湮灭，该超薄缓冲层的总位错密度（TDD）低至 ${1}.{7}\times {10} ^{{9}}$ cm $^{-{2}}$ ，这有助于改善电流和射频功率性能。因此，在该结构上制备的增强型GaN HEMT的最大漏极电流达到620 mA/mm，阈值电压（ ${V}_{\tex...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于硅基衬底的增强型GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的两步梯度过渡结构实现了超薄缓冲层的高质量外延生长，将位错密度降低至1.7×10⁹ cm⁻²，这为功率器件性能的突破奠定了基础。 在光伏逆变器和储能变流器领域，该技术展现的5.32 W/mm输出...