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不同P阱离子注入设计对1.2kV SiC MOSFET体二极管第三象限导通退化特性的影响研究
Degradation Evaluation for Ion Implantation Doping in 1.2kV SiC MOSFET Body Diode Under Third Quadrant Conduction
Xinbin Zhan · Yanjing He · Tongtong Xia · Song Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文系统研究了不同P阱离子注入设计对1.2kV SiC MOSFET第三象限导通特性及浪涌可靠性的影响。通过调节峰值浓度与注入深度,设计了四种P阱结构(A–D),以调控P阱电阻及源漏电流传输。实验结果表明,P阱电阻增大导致浪涌能力下降,其中P阱A退化率达7.8%,P阱D最低为4.7%。当VGS=0V时,沟道与体二极管的并联导通路径削弱了P阱设计引起的源漏压降差异;关断沟道后浪涌能力进一步降低。重复浪涌测试表明,陷阱空穴累积与封装热机械疲劳是器件退化主因,而高能离子注入引入的深能级缺陷通过载流子俘...
解读: 该研究对阳光电源SiC器件应用具有重要指导价值。在ST储能变流器和电动汽车驱动系统中,SiC MOSFET频繁工作在第三象限导通模式(如能量回馈、制动工况),体二极管浪涌可靠性直接影响系统寿命。研究揭示P阱离子注入设计对浪涌能力的影响机制:优化P阱浓度分布可降低退化率至4.7%,为阳光电源功率模块选...
MoS2/SiC异质结的能带对齐及其超高整流比和光伏效应
Band alignment of MoS2/SiC heterojunctions with ultrahigh rectifying ratio and photovoltaic effect
Binbin Ding · Qian Liu · Yu Zhou · Boyi Bai 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文研究了MoS2/SiC异质结的能带对齐特性,该结构表现出极高的整流比和显著的光伏效应。通过精确调控界面特性,实现了优异的电学性能和光响应特性。实验结果表明,该异质结具有清晰的能带偏移和良好的载流子分离效率,在可见光至近红外波段展现出高效的光电转换能力。该研究为二维/宽禁带半导体异质结构在高性能光电器件中的应用提供了重要依据。
解读: 该MoS2/SiC异质结研究对阳光电源SiC功率器件应用具有重要参考价值。超高整流比特性可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的SiC MOSFET性能,降低反向漏电流,提升系统效率。能带工程方法为功率模块界面优化提供理论依据,可改善器件开关特性和热稳定性。光伏效应研究启发在三电平拓扑中探索...
一种用于反激变换器轻载功率降低的新型控制方案
A Novel Control Scheme for Light Load Power Reduction of Flyback Converter
Qifan Liu · Xi Jiang · Xiaowu Gong · Song Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
降低功耗是反激式转换器设计与开发中的首要考虑因素。然而,现有文献尚未对反激式转换器在轻载情况下的功耗进行广泛研究。鉴于反激式转换器的快速普及,有必要开发一种在轻载条件下降低反激式转换器功耗的新技术。本文介绍了一种采用平均功率降低策略的反激式转换器新型功率损耗降低方法。采用台积电 0.5 微米双极 - 互补金属氧化物半导体 - 双扩散金属氧化物半导体(BCD)混合信号工艺制造了一款控制集成电路,并通过一个 15 瓦/15 伏的原型实验测试板进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项反激变换器轻载功耗降低技术具有显著的应用价值。反激变换器作为辅助电源广泛应用于我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品中,为控制电路、通信模块、传感器等提供低压供电。在实际运行场景中,这些辅助电源长期处于轻载或待机状态,其能效直接影响系统整体待机功耗和能效等级认证。 该论...
4H-SiC电荷平衡浮动结势垒肖特基二极管的高Baliga品质因数验证
Demonstration of 4H-SiC Charge Balance Floating Junction Barrier Schottky Diode With High Baliga Figure of Merit
Jingyu Li · Qingwen Song · Hao Yuan · Fengyu Du 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
降低比导通电阻(Ron,sp)和提高击穿电压(BV)是碳化硅(SiC)功率器件的主要目标。本文基于电荷平衡理论建立了多层浮空结器件模型,并通过实验验证了一种优化的4H - SiC浮空结肖特基势垒二极管(CB - FJJBS)。利用电荷平衡理论,该器件实现了更均衡的电场(EF)分布,从而改善了其击穿特性。值得注意的是,该器件的巴利加优值(BFOM,即4V<sup>2</sup>/Ron,sp)达到12.1GW/cm²,比导通电阻(Ron,sp)为4.9mΩ·cm²,击穿电压(BV)为3.85kV,...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项4H-SiC电荷平衡浮结势垒肖特基二极管技术具有重要的战略价值。该器件实现了12.1 GW/cm²的Baliga品质因数,导通电阻仅4.9 mΩ·cm²,击穿电压达3.85 kV,这些指标直接关系到我们核心产品的性能提升空间。 在光伏逆变器应用中,该技术的低导通电阻特...
结合数据驱动和等效电路模型的无线电力传输系统互感和负载识别
Mutual Inductance and Load Identification of Wireless Power Transfer Systems Combining Data-Driven and Equivalent Circuit Models
Tong Gao · Hong Cheng · Wei Yuan · Qianqian Song 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
提出结合支持向量回归数据驱动模型和等效电路模型的联合互感识别方法,准确识别系统互耦合和负载变化不同条件。该混合方法提高了参数识别精度和鲁棒性,为WPT系统自适应控制提供了可靠输入。实验验证该方法在多种工况下的有效性。
解读: 该混合识别方法研究对阳光电源无线充电智能控制有重要价值。数据驱动和等效电路模型结合的技术可应用于阳光iSolarCloud平台无线充电系统参数自适应,提升控制精度和系统鲁棒性。...
一种基于耦合电感的可扩展高电压增益软开关双向DC-DC变换器
An Extendable High-Voltage Gain Soft-Switching Bidirectional DC–DC Converter With Coupled Inductor
Fan Yuan · Ruixiang Hao · Jingqi Song · Xiaojie You · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种适用于高电压增益和大功率应用的非隔离式可扩展软开关双向直流 - 直流变换器。所提出的变换器采用低压侧(LVS)交错并联、高压侧(HVS)串联的结构,具有开关和电容电压应力低以及均流的特点。此外,通过将耦合电感与谐振槽路相结合,该变换器能够在宽电压范围内的轻载和满载条件下实现所有开关的软开关,并且可以控制漏感能量。详细讨论了其工作原理、器件电压应力、软开关条件以及对比分析。此外,还给出了所提出变换器的参数设计。最后,搭建了一台低压侧电压为 40 - 90 V、高压侧电压为 400 V...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项高增益软开关双向DC-DC变换器技术与我们在储能系统和光伏发电领域的核心需求高度契合。该技术采用低压侧交错并联、高压侧串联的拓扑结构,实现了40-90V到400V的宽范围电压转换,这正是我们储能变流器(PCS)和光储融合系统中连接电池组与直流母线的关键技术环节。 该技...
基于LCC辅助二极管整流器的构网型海上风电场并网技术
Grid-Forming Offshore Wind Farm Integration Through LCC-Assisted Diode Rectifier
Kailun Wang · Zhiyong Yuan · Qiang Song · Qingming Xin 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年10月
提出一种线路换相换流器(LCC)辅助二极管整流器(LCCA-DR)用于海上风电场(OWF)并网。该结构在直流侧将小容量LCC与二极管整流器串联,为高压直流(HVdc)输电提供有功功率调控自由度,实现风电场本地功率平衡。风电机组变流器可采用经典的P/f和Q/V型构网控制,作为虚拟同步机(VSG)运行,而LCCA-DR则充当虚拟调速器(VG),调节海上交流电网频率,实现同步运行。VSG-VG协同控制实现功率解耦,提升控制性能与系统稳定性。由于HVdc有功调节仅需微小直流电压变化,LCC容量占比低,相...
解读: 该研究提出的LCCA-DR构网控制方案对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。其VSG-VG协同控制架构可优化ST系列储能变流器的并网性能,特别是在大规模储能电站中实现更稳定的功率解耦控制。LCC辅助整流的低容量比设计思路,可启发PowerTitan系统的拓扑优化,降低成本。VSG构网控制策略...
过流应力下氮化镓高电子迁移率晶体管失效机制的实验与仿真研究
Experimental and Simulation Study on the Failure Mechanism of GaN HD-GIT Under Overcurrent Stress
Xi Jiang · Jing Chen · Chaofan Pan · Hao Niu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文研究了氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)在过流应力下的失效机制。评估了氮化镓混合漏极嵌入式栅极注入晶体管(HD - GIT)器件在不同应力条件下的过流行为,并确定了主要的失效模式。分阶段分析了GaN器件在过流事件期间的波形,并剖析了每个阶段背后的物理机制。进行了数值技术计算机辅助设计(TCAD)模拟,以分析过流应力期间的电场分布和电子迁移率的变化。通过模拟分析研究了热失控和漏极/衬底击穿失效。结果表明,GaN HEMTs中的热失控失效是由于电子迁移率降低和沟道内电场增加引发的,热...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN HD-GIT器件过流失效机制的研究具有重要的技术价值和应用意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗和高功率密度等优势,已成为光伏逆变器和储能变流器等产品实现高效率、高功率密度的关键技术路径。 该研究通过实验与TCAD仿真相结合,系统揭示了GaN H...
通过瞬态热表征理解短路应力下GaN HEMT位错缺陷的作用
Understanding the Role of Dislocation Defects of GaN HEMT under Short-Circuit Stress Through Transient Thermal Characterization
Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摘要:氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件在高母线电压条件下承受反复短路(SC)应力后容易迅速失效。衬底界面处的位错缺陷在引发器件退化和热击穿失效方面起着关键作用。然而,短路应力下位错缺陷的形成机制及其对氮化镓高电子迁移率晶体管短路能力的影响仍不明确。本文提出一种基于瞬态热阻表征的新方法,用于监测氮化镓高电子迁移率晶体管器件内部位错缺陷的演变。同时,建立了一个热模型来阐明位错缺陷对器件热特性的影响。通过分析短路应力前后氮化镓高电子迁移率晶体管的结构函数,将先前难以察觉的缺陷累积转化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN HEMT器件短路应力下位错缺陷演化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性,正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关选择,特别是在高压大功率应用场景中。 该研究揭示的位错缺陷累积机制直接关系到产品可靠性这...
通过镁掺杂工程平衡p-GaN栅极HEMT的阈值电压与导通电阻
Balancing Threshold Voltage and On-Resistance of p-GaN Gate HEMTs via Mg Doping Engineering
Zhanfei Han · Xiangdong Li · Jian Ji · Tao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
金属有机化学气相沉积(MOCVD)腔室中外延生长期间镁(Mg)的外扩散,给同时实现合适的阈值电压 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">${V}_{\text {TH}}$ </tex-math></inline-formula> 和导通电阻 <inline-formu...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项p-GaN栅极HEMT器件的Mg掺杂工程技术具有重要的战略价值。该研究通过在p-GaN帽层与AlGaN势垒层之间插入5nm GaN中间层,成功实现了阈值电压(2.25V)与导通电阻(9.04Ω·mm)的优化平衡,这直接契合了我们在光伏逆变器和储能变流器中对高性能功率器件...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关,这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性,抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇,涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术(圆柱螺线管耦合...
客座编辑特刊:面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标,电动交通(e-mobility)迅速发展。然而,其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源,因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展,收录43篇高质量论文,涵盖提高能效的多种技术路径,推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率;PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应;谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...