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低温电力电子中单极性功率半导体的热失控现象
The Thermal Runaway Phenomenon of Unipolar Power Semiconductors in Cryogenic Power Electronics
Julius Zettelmeier · Raffael Schwanninger · Martin März · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）和硅MOSFET在低温环境下导通损耗显著降低，因此在航空航天领域备受关注。然而，低温环境会导致一种此前被忽视的安全关键现象——热失控，本文对此进行了深入探讨。
解读: 该研究探讨了宽禁带半导体（GaN）在极端低温下的热失控机制，这对阳光电源未来探索高海拔、极寒地区（如高寒山区光伏电站或特殊环境储能项目）的电力电子设计具有参考意义。虽然目前阳光电源的主流产品（如PowerTitan、组串式逆变器）多运行于常规环境，但随着公司向航空电源或极端环境能源系统拓展，理解Ga...
可配置固态变压器与能量路由器的路径：模块化有源单元控制导论
A Path to Configurable Solid State Transformers and Energy Routers: Introduction to Modular Active Cell Control
Raffael Schwanninger · Niklas Stöcklein · Nikolai Weitz · Xiaotian Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种针对模块化多有源桥（MAB）架构的控制策略，通过扩展单移相控制，实现了对单一大功率多绕组变压器上模块化有源单元（MAC）的完全去中心化控制。该方案为固态变压器和能量路由器提供了高度模块化、可配置且可扩展的解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率PCS产品具有重要参考价值。模块化有源单元（MAC）架构能够显著提升多端口能量转换的灵活性与扩展性，特别是在高压直流接入及多源微电网场景中，去中心化控制可增强系统的容错能力与响应速度。建议研发团队关注该拓扑在下一代高压...
低温电力电子中单极功率半导体的热失控现象
The Thermal Runaway Phenomenon of Unipolar Power Semiconductors in Cryogenic Power Electronics
Julius Zettelmeier · Raffael Schwanninger · Martin März · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）和硅金属氧化物半导体场效应晶体管功率器件在低温环境下的传导损耗大幅降低。因此，目前航空研究领域对低温冷却技术展开了广泛研究。然而，这样的低温环境会引发一种此前基本未被关注但对安全至关重要的“热失控”现象，且随着冷却液温度的降低，该现象会愈发严重。这种效应的产生是因为芯片产生的损耗随温度升高而增加的速度，比芯片能够传导出去的热量增加的速度更快。与室温下的常见情况不同，随意增大温度波动幅度并不能实现更高的电流密度。相反，当达到某个临界点后，系统将进入热自...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文揭示的低温功率半导体热失控现象具有重要的前瞻性意义，但也提示了潜在的技术风险。 GaN HEMT等功率器件在低温环境下导通损耗显著降低，这与我们在光伏逆变器和储能变流器中追求的高效率目标高度契合。特别是在大功率集中式逆变器和MW级储能系统中，若能通过低温冷却技术将...