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功率器件技术 DC-DC变换器 GaN器件 宽禁带半导体 ★ 4.0

利用GaN/Si混合开关抑制动态导通电阻以提升Buck变换器效率

Enhancing Buck Converter Efficiency by Using GaN/Si Hybrid Switches to Suppress Dynamic On-State Resistance

Gaoqiang Deng · Xihao Bi · Jingyu Shen · Renkuan Liu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月

本文证明了采用GaN/Si混合开关的Buck变换器比同规格纯GaN开关具有更高的转换效率。通过将并联GaN HEMT中的一个替换为同电压等级但电阻稍高的Si超结MOSFET,可显著降低总导通损耗并抑制动态导通电阻效应。

解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要参考价值。在追求高功率密度和高效率的趋势下,GaN器件的动态导通电阻(Current Collapse)一直是限制其在功率变换中应用的关键痛点。通过GaN/Si混合拓扑,可以在不显著增加成本的前提下,优化变换器在不同负载下的效率表现。建议研...

功率器件技术 IGBT 功率模块 热仿真 ★ 5.0

基于液态金属热界面材料的压接式IGBT器件热接触电阻优化

Thermal Contact Resistance Optimization of Press-Pack IGBT Device Based on Liquid Metal Thermal Interface Material

Xiao Wang · Hui Li · Ran Yao · Wei Lai 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

在压接式IGBT(PP-IGBT)器件中,热接触电阻通常占总热阻的50%以上,严重影响散热并导致结温升高。本文提出了一种通过填充液态金属热界面材料来优化PP-IGBT热接触电阻的方法,旨在降低器件热阻,提升散热性能。

解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大功率储能系统(如PowerTitan系列)至关重要。PP-IGBT作为高压大功率应用的核心器件,其散热性能直接决定了系统的功率密度和长期运行可靠性。通过引入液态金属优化热接触电阻,可有效降低器件结温,从而提升逆变器在极端工况下的输出能力,或在同等散热条件下实现更紧凑...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

通过针对性优化封装提升压接式IGBT模块的短路耐受能力

Improving Short-Circuit Withstand Capability by Targeted Optimization Package for Press-Pack IGBT Module

Renkuan Liu · Hui Li · Xiaorong Luo · Ran Yao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文针对压接式IGBT(PP-IGBT)模块提出了一种电-热-机械(ETM)多物理场瞬态有限元模型,并设计了一种针对性优化封装(TOP)以提升其短路耐受能力(SCWC)。通过对3.3kV/50A PP-IGBT的建模与耦合关系分析,验证了该优化方案在极端工况下的可靠性提升效果。

解读: 压接式IGBT(PP-IGBT)因其高可靠性和失效短路特性,是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及PowerTitan系列大型储能PCS的核心功率器件。本文提出的ETM多物理场耦合建模方法,能够精准评估高压大功率器件在短路故障下的热机械应力,对提升阳光电源核心产品的极端工况可靠性具有重要指导意义。建议研...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 4.0

负栅压关态下p-GaN HEMT重离子辐照硬度的实验研究

Experimental Study of Heavy Ion Irradiation Hardness for p-GaN HEMTs Under Off-State With Negative Gate Voltage

Xintong Xie · Shuxiang Sun · Jingyu Shen · Renkuan Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

本研究首次证明,关态时施加负栅极电压( ${V} _{\text {GS}}$ )可提高 100 V 增强型 p 型氮化镓高电子迁移率晶体管(E - mode p - GaN HEMTs)的单粒子效应(SEE)抗扰度。当受到线性能量转移为 78.40 MeV/(mg/cm²)的钽离子辐照时,与施加零 ${V} _{\text {GS}}$ 相比,施加负 ${V} _{\text {GS}}$ 可显著降低辐照期间的单粒子瞬态(SET)电流峰值。此外,负 ${V} _{\text {GS}}$ 可抑...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于p-GaN HEMT器件抗辐射加固技术的研究具有重要的战略参考价值。GaN基功率器件因其高频、高效、高功率密度特性,正逐步成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向。 该研究首次验证了在关断状态下施加负栅压可显著提升p-GaN HEMT的抗单粒子效应能力,...