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基于漂移阶跃恢复二极管的脉冲发生器输出脉冲过程物理建模
Physical Modeling of Output Pulse Process in Pulse Generator Based on Drift Step Recovery Diodes
Ziwen Chen · Yuxiao Yang · Zao Yang · Binghui Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
漂移阶跃恢复二极管（DSRD）是高功率、高频脉冲发生器的核心组件。现有模型多关注器件结构参数，忽略了输出电流和脉宽等电路参数的影响。本文提出了一种综合考虑器件与电路参数的物理模型，旨在优化脉冲发生器的性能设计。
解读: DSRD主要应用于超高频、超快脉冲功率领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩等主流电力电子产品线存在技术差异。目前阳光电源产品主要基于Si/SiC/GaN功率器件，DSRD的应用场景较窄。但在前沿电力电子技术储备方面，该物理建模方法论可为公司研发团队在处理高频开关瞬态过程、优化功率模块...
一种基于混合器件的高效可靠固态断路器
An Efficient and Reliable Solid-State Circuit Breaker Based on Mixture Device
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种用于直流配电系统的新型混合器件固态断路器（MD-SSCB）。该方案无需额外的晶闸管、充电电源及复杂的充电策略即可主动切断故障电流。此外，其断路能力不受外部电路参数影响，具有极高的可靠性与响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要意义。在大型储能电站中，直流侧故障保护是系统安全的核心。该MD-SSCB拓扑通过简化电路结构提升了可靠性，有助于降低储能变流器（PCS）在直流侧发生短路时的保护成本与响应延迟。建议研发团队评估该混合...
一种具有可控电流切断能力的新型晶闸管双向固态断路器
A Novel Thyristor-Based Bidirectional SSCB With Controllable Current Breaking Capability
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
针对晶闸管导通损耗低、成本低的优势，本文提出了一种新型双向固态断路器（SSCB）。针对晶闸管半控特性导致的电流切断难题，该拓扑实现了电流的完全可控切断，为电力电子系统提供了一种高效、低成本的保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。目前储能系统直流侧保护多依赖熔断器或机械断路器，存在响应速度慢、寿命有限等问题。采用基于晶闸管的固态断路器（SSCB）方案，可显著降低系统导通损耗，提升大电流工况下的故障切断速度与可靠性。建...
GaN增强型器件在UIS应力下的能量损耗分析
Analysis of Energy Loss in GaN E-Mode Devices Under UIS Stresses
Ruize Sun · Jingxue Lai · Chao Liu · Wanjun Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文分析了GaN增强型（E-mode）器件在非钳位感性开关（UIS）应力下的能量损耗（Eloss）。通过二阶电路分析及器件RS和CS串联的等效电路模型，建立了Eloss与RS及器件电流电压时间偏移Δt之间的定量关系模型。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。本文提出的UIS应力下能量损耗模型，对于评估GaN器件在极端工况下的鲁棒性具有重要参考价值。建议研发团队在设计高频功率模块时，利用该模型优化驱动电路参数，降低开关过程中的瞬态损耗，并提升系统在复杂电网环...
串联晶闸管脉冲电流分析的行为模型
A Behavioral Model for Pulse Current Analysis of Series-Connected Thyristors
Pengcheng Xing · Qingbo Wan · Jie Huang · Heng Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
高功率脉冲系统常需串联多个晶闸管以承受高电压，但实现脉冲性能最优化的器件数量尚不明确。本文开发了一种串联晶闸管脉冲电流的行为模型，将器件级的电导调制与电路级的行为联系起来，为高压功率器件的串联应用提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于晶闸管（Thyristor）的串联应用及脉冲特性，虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC MOSFET等全控型功率器件，而非半控型的晶闸管，但该模型中关于“多器件串联均压与电导调制”的分析方法，对于超高压直流输电或特定高...
超高di/dt脉冲应用中绝缘栅触发晶闸管瞬态栅极过压的电压耦合抑制技术
Voltage Coupling Enhancement for Transient Gate Overvoltage Suppression of Insulated Gate Trigger Thyristor in Ultrahigh di/dt Pulse Applications
Chao Liu · Wanjun Chen · Ruize Sun · Xiaorui Xu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种电压耦合增强（VCE）技术，用于抑制绝缘栅触发晶闸管（IGTT）在超高di/dt脉冲应用中的瞬态栅极过压。研究发现，由于IGTT内部栅阴极电容（Cgc）与公共源极电感（LC）产生的栅阴极电压耦合效应，导致栅极电压出现异常波动。该技术通过优化耦合路径，有效提升了器件在极端脉冲工况下的可靠性。
解读: 该研究聚焦于IGTT在超高di/dt脉冲工况下的栅极驱动保护，属于功率半导体器件驱动与保护的前沿技术。虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC MOSFET，但该技术对于提升高功率密度、高开关速度电力电子设备的可靠性具有参考价值。在未来涉及高...
肖特基p-GaN栅HEMT在UIS应力下动态导通电阻异常降低与恢复的研究
On the Abnormal Reduction and Recovery of Dynamic RON Under UIS Stress in Schottky p-GaN Gate HEMTs
Chao Liu · Xinghuan Chen · Ruize Sun · Jingxue Lai 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文研究了肖特基p-GaN栅HEMT在非钳位感性开关（UIS）应力下的动态导通电阻（RON_dyn）异常降低与恢复现象。研究发现RON_dyn的降低与UIS峰值电压呈正相关。通过Sentaurus仿真揭示了其物理机制：UIS应力期间，冲击电离产生的电子-空穴对导致了器件内部电场与载流子分布的动态变化。
解读: GaN器件作为下一代功率半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有极高的应用潜力。该研究揭示了GaN器件在极端感性开关应力下的动态特性变化，对提升阳光电源产品的可靠性设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑设计时，充分考虑UIS应力对器件动态导通电阻的影响，优化驱动电路与保护策...
重离子辐照引起SiC功率MOSFET栅氧损伤的研究
Investigation on Gate-Oxide Damage of SiC Power MOSFETs Induced by Heavy Ion
Ziwen Chen · Yuxiao Yang · Ruize Sun · Yijun Shi 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
近期研究表明，碳化硅（SiC）功率MOSFET在重离子辐照后，在极低的漏极应力水平下就会出现故障，且结构损伤主要集中在氧化层。然而，其损伤机制尚未得到精确分析。本研究考察了器件在不同漏极偏置条件下的栅极损伤机制。在200 V漏极偏置下，1200 V SiC功率MOSFET的栅极结构未出现损伤。漏极偏置高于200 V时，器件的损伤位置集中在沟道区上方的氧化层。在以往的研究中，栅极电介质内皮秒级的瞬态电场被认为是氧化层损伤的主要原因；然而，仅这一机制无法解释本文所报道的现象。因此，本文通过计算重离子...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET栅氧化层重离子损伤机制的研究具有重要的战略意义。SiC器件已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行。 该研究揭示了一个关键发现：在200V以上漏极偏置条件下，重离子辐照会在沟道区域上方的氧化层造...