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基于GaN缓冲层的硅衬底上实现高击穿电压的常关型Ga2O3晶体管
High breakdown voltage normally off Ga2O3 transistors on silicon substrates using GaN buffer
Mritunjay Kumar · Vishal Khandelwal · Dhanu Chettri · Ganesh Mainali · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种在硅衬底上利用GaN缓冲层实现的高性能常关型Ga2O3金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。通过引入GaN缓冲层，有效缓解了Ga2O3与硅衬底之间的晶格失配和热应力问题，显著提升了外延质量与器件耐压能力。该器件表现出优异的开关特性与高击穿电压，同时实现了增强型工作模式，适用于高功率电子应用。研究为在低成本硅衬底上集成高性能氧化镓器件提供了可行路径。
解读: 该研究开发的高击穿电压Ga2O3晶体管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。GaN缓冲层方案可应用于公司SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器的新一代功率模块设计,有望在降低成本的同时提升器件耐压性能。特别是在1500V系统应用场景中,该技术可优化三电平拓扑的开关特性,提高系统效率...
用于提升GaN MIS-HEMT阈值电压热稳定性的NiOx栅氧化层
NiOx gate oxide for enhanced thermal stability of threshold voltage in GaN MIS-HEMTs up to 400 °C
Mritunjay Kumar · Ganesh Mainali · Vishal Khandelwal · Saravanan Yuvaraja · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种基于NiOx栅氧化层的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），在高达400 °C的工作温度下仍表现出优异的阈值电压热稳定性。通过反应溅射法制备的NiOx薄膜具有高介电常数、良好的界面特性及高温下化学稳定性，有效抑制了高温工作时的界面态生成与电荷退极化效应。实验结果表明，器件在400 °C高温退火及动态偏置应力下，阈值电压漂移显著减小，稳定性明显优于传统Al2O3或SiNx栅介质器件。该研究为高温、高功率电子器件提供了可行的栅氧化方案。
解读: 该NiOx栅氧化层GaN器件技术对阳光电源高温应用场景的功率器件设计具有重要参考价值。可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频开关电路,特别适合沙漠、高原等高温环境下的产品。其400℃高温下的阈值电压稳定性优势,有助于提升逆变器的可靠性和转换效率。建议在下一代1500V系统的GaN功率模...
全尺寸光谱分束光伏/热耦合系统的实时性能特征
Real-time performance characteristics of a full-scale spectral splitting hybrid Photovoltaic/thermal system
Munna Kumar · Sanjay Kumar · Satyender Singh · Vishal Bhall 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
摘要 在光伏（PV）/热耦合系统中，为实现较高的热性能，近期已有研究报道采用基于液体吸收体的光谱分束方法。目前此类新型耦合系统的技术水平仍局限于理论研究或实验室规模的原型测试。因此，亟需开展专门针对光谱分束系统实时性能监测的实验研究。本文在印度气候条件下，对一套全尺寸的光谱分束光伏/热耦合系统进行了户外实验测试。在分析该耦合系统性能时，考虑了光伏面板与热系统之间不同空气间隙的情况，并对比了有无背部冷却装置的情形。研究选用了几种常用的液体滤光介质，包括乙二醇/水混合液（50–50 vol%）、乙醇...
解读: 该光谱分离PV/T混合系统技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究实现72.7%综合效率和54.5°C温升,验证了光热解耦设计可有效降低组件温度、提升发电效率。可启发我司在逆变器MPPT算法中集成温度补偿优化策略,并结合iSolarCloud平台实时监测组件温度特性,为分布式光伏系...
基于RTL的单片集成逆变器用于采用β-Ga₂O₃ MOSFET的栅极驱动IC
Monolithically Integrated RTL-Based Inverters for Gate Driver IC Using β-Ga₂O₃ MOSFETs
Ganesh Mainali · Dhanu Chettri · Vishal Khandelwal · Glen Isaac Maciel García 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
栅极驱动器通过提供快速开关所需的驱动电流，实现功率金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）与数字控制电路的接口连接。本研究展示了一种基于β - Ga₂O₃电阻 - 晶体管逻辑（RTL）反相器的单片集成栅极驱动器集成电路（IC），该集成电路采用增强型多指（MF）MOSFET和基于凹槽外延的电阻器。这款面积为0.785平方毫米的芯片以同相配置集成了两个RTL反相器，在15 V电源供电下，实现了11.9 V/V和12.2 V/V的电压增益，高/低噪声容限分别为3.4 V/1.3 V和3...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga₂O₃材料的单片集成栅极驱动技术具有重要的战略参考价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，栅极驱动电路的性能直接影响系统的开关损耗、效率和可靠性。 该技术的主要价值在于实现了驱动电路与功率器件的单片集成。传统方案中，栅极驱动IC与功率MOSFET分离封装...
通过虚拟同步机自适应惯性和阻尼控制增强并网双馈风力发电机的暂态响应
Enhancing Transient Response of Grid Connected DFIG-WT through Adaptive Inertia and Damping Control with Virtual Synchronous
Shwetank Agrawal · Barjeev Tyagi · Vishal Kumar · Pawan Sharma · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
本文提出了一种具有自适应惯性与阻尼控制（AIDC）的虚拟同步（VSync）方法，用于与电网相连的基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组（WT），以增强其暂态响应。所提出的控制策略可在暂态条件下实现虚拟惯性和阻尼调节。VSync方法引入了同步发电机（SG）的摇摆方程，无需锁相环（PLL）即可实现双馈感应风力发电机组（DFIG - WT）的同步。为实现控制动作，开发了一种基于转子磁链的双馈感应发电机建模方法。通过适当的转子磁链幅值控制来调节无功功率。利用AIDC方法调节VSync产生的内电压角...
解读: 该研究提出的VSG自适应惯性阻尼控制技术对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品线具有重要参考价值。特别是对ST系列储能变流器的GFM控制优化,可提升电网支撑能力;对SG系列光伏逆变器的VSG控制实现,有助于增强弱电网适应性。通过动态调节虚拟惯量和阻尼系数,可使产品在电网扰动时表现出更好的暂态响...