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用于WBG/Si混合半桥变换器功率损耗优化的自适应功率分配与开关频率控制
Adaptive Power Sharing and Switching Frequency Control for Power Loss Optimization in WBG/Si Hybrid Half-Bridge Converters
Chao Zhang · Xufeng Yuan · Jun Wang · Weibin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文针对基于宽禁带(WBG)/硅(Si)混合半桥(HHB)的电力变换器,提出了一种新型自适应功率分配与开关频率控制策略。该方法旨在通过优化开关频率及WBG与Si相之间的功率分配比例,实现变换器效率的最大化与安全运行,为提升电力电子变换系统的综合性能提供了有效方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着碳化硅(SiC)等宽禁带器件成本下降,混合半桥拓扑在提升功率密度和转换效率方面潜力巨大。建议研发团队关注该自适应控制策略,将其应用于PowerTitan等储能变流器或新一代高功率密度光伏逆变器中,通过动态分配功率和优化开关频率,在...
宽禁带器件特性表征的新型实践课程
A New Hands-On Course in Characterization of Wide-Bandgap Devices
Zheyu Zhang · Leon M. Tolbert · Daniel Costinett · Fei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
随着宽禁带(WBG)器件从利基市场走向主流,培养相关领域人才至关重要。本文介绍了一门针对WBG器件特性表征的实践课程,通过“讲座-仿真-实验”相结合的教学模式,旨在帮助工程师掌握WBG技术的核心基础,推动该领域的持续发展。
解读: 宽禁带半导体(SiC/GaN)是阳光电源提升逆变器功率密度与效率的核心技术路径。目前,公司在组串式逆变器(如SG系列)及储能PCS(如PowerTitan)中已广泛应用SiC器件。该文献强调的器件特性表征方法,对于公司研发部门优化功率模块的开关损耗、热管理及驱动电路设计具有直接参考价值。建议研发团队...
基于耦合电感的Si/WBG混合半桥变换器用于电能质量提升与控制简化
Si/WBG Hybrid Half-Bridge Converter Using Coupled Inductors for Power Quality Improvement and Control Simplification
Chao Zhang · Xufeng Yuan · Jun Wang · Bo Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
针对Si/WBG混合半桥变换器在混合频率交错运行(HFIO)中存在的电能质量波动及控制复杂问题,本文提出了一种Si/宽禁带(WBG)耦合半桥(CHB)拓扑。该方案通过协调混合频率交错控制,有效改善了功率质量并简化了控制设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)具有重要参考价值。通过引入Si/WBG混合拓扑与耦合电感技术,可以在保持成本竞争力的同时,进一步提升功率密度和转换效率,特别适用于PowerTitan等储能系统及新一代组串式光伏逆变器。建议研发团队关注该拓扑在降低开关损耗及优化电磁兼容性(EMC)...
面向效率、电能质量与成本最优权衡的WBG与Si混合半桥功率处理技术
WBG and Si Hybrid Half-Bridge Power Processing Toward Optimal Efficiency, Power Quality, and Cost Tradeoff
Chao Zhang · Jun Wang · Kun Qu · Bo Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
宽禁带(WBG)半导体具备高开关频率和低损耗优势,但成本高昂。本文提出一种WBG与Si混合半桥(HHB)功率处理方案,通过结合WBG的高频性能与Si器件的低成本优势,在效率、电能质量与系统成本之间实现最优平衡。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式光伏逆变器和PowerStack/PowerTitan储能变流器(PCS)中,通过采用SiC/GaN与Si IGBT的混合拓扑,可以在不显著增加BOM成本的前提下,有效提升功率密度并降低开关损耗。建议研发团队在下一代高功率密度逆变器设计中评估该...
超)宽禁带半导体在极端环境电子学中的应用 ((Ultra)wide-bandgap semiconductors for extreme environment electronics
Rongming Chu · Kevin Chen · Hong Kong · Ronald Schrimpf · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126
宽禁带(WBG)半导体如SiC和GaN因其高击穿电场而在功率电子领域广泛应用。除功率电子外,WBG半导体在辐射、高能粒子及高温等极端环境下电子器件的应用也日益受到关注。为进一步发挥宽禁带优势,Ga2O3、B-Al-Ga-N和金刚石等超宽禁带(UWBG)半导体亦成为研究热点。本专题涵盖(U)WBG半导体的辐射效应、极端温度下的器件性能,以及材料生长、器件制备、电学与结构表征等方面的最新进展。
解读: 该(超)宽禁带半导体极端环境应用研究对阳光电源多产品线具有重要价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统,UWBG器件(Ga2O3、金刚石)的高温特性可提升沙漠、热带等高温环境下的系统可靠性,降低散热成本。辐射耐受性研究为光储系统在高海拔、航天等特殊场景应用提供技术支撑。SiC/...
一种紧凑型、单级、>1 kV中压线路阻抗稳定网络
A Compact, Single Stage, >1 kV Medium-Voltage Line Impedance Stabilization Network
Tahmid Ibne Mannan · Ashik Amin · Seungdeog Choi · Mostak Mohammad · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种用于中压(MV)应用的单相单级线路阻抗稳定网络(LISN)。随着宽禁带(WBG)功率半导体器件在电力电子系统中的广泛应用,其高速开关特性带来了电磁兼容(EMC)测试的挑战。本文设计的LISN旨在满足中压环境下的高压测试需求,为评估高功率密度变换器的电磁干扰特性提供关键测试手段。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件,系统开关频率和dv/dt显著提升,电磁兼容(EMC)设计难度加大。该研究提出的中压LISN技术对于阳光电源的研发测试中心至关重要,能够有效支撑高压、高功率密度产品的传导干扰测试与合规性验证。建议研发团队引入该紧凑...
SiC MOSFET的近似SPICE建模
Approximate SPICE Modeling of SiC MOSFETs
Pawel Piotr Kubulus · Janus Dybdahl Meinert · Szymon Beczkowski · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
宽禁带半导体(WBG)的应用对SPICE电路仿真提出了更高要求,需在保证计算效率的同时准确评估快速振荡瞬态。由于现有软件缺乏内置模型,本文提出了一种基于非线性行为建模的近似SPICE仿真方法,旨在解决WBG器件仿真中的计算瓶颈与精度平衡问题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率电子技术。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率,高精度的器件建模对于优化开关瞬态、抑制EMI及提升系统可靠性至关重要。建议研发团队利用该近似建模方法优化驱动电路设计,减少高频振荡带来的电...
基于调谐栅极RLC滤波器的宽禁带半导体高频振荡抑制方法
Wide-Bandgap Semiconductor HF-Oscillation Attenuation Method With Tuned Gate RLC Filter
Iker Aretxabaleta · Inigo Martinez de Alegria · Jose Ignacio Garate · Asier Matallana 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
宽禁带(WBG)器件凭借极短的开关时间,在提升电力电子系统效率和功率密度方面具有显著优势。然而,开关瞬态过程中的高频振荡限制了其性能的充分发挥。本文提出了一种通过调谐栅极RLC滤波器来抑制高频振荡的方法,旨在解决WBG器件在高速开关应用中的电磁干扰与电压应力问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的参考价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack系列储能变流器(PCS)向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC等宽禁带器件的应用已成为主流。开关过程中的高频振荡不仅影响电磁兼容性(EMC),还可能导致功率模块过压击穿。本文提出的栅极RL...
用于宽禁带器件开关特性精确表征的高带宽差分电压探头
High-Bandwidth Differential Voltage Probe for Accurate Switching Characterization of WBG Devices
Yulei Wang · Jiakun Gong · Liang Wang · Mingrui Zou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对宽禁带(WBG)功率器件高频开关特性的精确表征需求,本文提出了一种高带宽、宽动态范围且具备电气隔离能力的差分测量方法。该方法凭借其结构简单、成本效益高及浮地测量能力,为提升WBG器件在电力电子系统中的测试精度与抗干扰性能提供了有效解决方案。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器(如组串式、集中式)及储能系统(如PowerTitan、PowerStack)中大规模应用SiC等宽禁带器件,提升开关过程的测试精度对于优化效率和降低EMI至关重要。该差分探头技术可直接应用于研发阶段的功率模块特性评估,帮助工程师更准确地捕捉高频开关瞬态,从而优化驱动电路设计...
具备高共模抑制比和强dv/dt抗扰性的灵活1.5GHz探头隔离扩展技术,赋能下一代宽禁带
WBG)测量
Yulei Wang · Jiakun Gong · Zheng Zeng · Liang Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
随着宽禁带(WBG)功率器件向更高阻断电压和更快开关速度发展,超高dv/dt对测量系统提出了严苛要求。本文深入探讨了在WBG器件高速开关过程中,测量系统面临的共模干扰及抗扰性挑战,并提出了一种高带宽、高共模抑制比的隔离测量方案,以实现对下一代电力电子系统精确的动态性能评估。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件,开关频率的提升带来了极高的dv/dt,这对研发阶段的功率模块测试与驱动电路验证提出了巨大挑战。该文章提出的高CMRR测量技术,能够有效解决SiC/GaN器件在高速开关下的波形畸变与干扰问题,有助于提升研发团队对功...
宽禁带半导体器件级热管理技术研究进展
Recent Advances in Device-Level Thermal Management Technologies for Wide Bandgap Semiconductor: A Review
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
与硅基器件相比,宽禁带(WBG)和超宽禁带(UWBG)半导体器件具有更高的击穿电压和更低的导通电阻,性能优越,使其在电能转换和通信领域极具竞争力。特别是,作为宽禁带半导体代表性材料之一的氮化镓(GaN)已发展到产业化阶段,而诸如氧化镓(Ga₂O₃)等新一代超宽禁带半导体在过去十年中成为电力电子应用领域的热门研究焦点。然而,这些先进半导体器件面临的主要挑战是热管理,尤其是在高功率应用中,热管理问题会导致器件电气性能严重下降和长期可靠性降低。因此,迫切需要有效的热管理技术。本文全面总结了宽禁带和超宽...
解读: 作为光伏逆变器和储能系统的核心供应商,阳光电源产品的功率密度提升与可靠性保障高度依赖于宽禁带半导体器件的热管理技术突破。该综述系统梳理的GaN、Ga2O3等宽禁带及超宽禁带半导体热管理技术,对我司新一代高功率密度逆变器和储能变流器的研发具有重要指导意义。 从业务价值看,这些器件级热管理技术直接关系...
宽禁带功率半导体封装顶部互连技术综述
Review of Topside Interconnections for Wide Bandgap Power Semiconductor Packaging
Lisheng Wang · Wenbo Wang · Raymond J. E. Hueting · Gert Rietveld 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
宽禁带(WBG)半导体凭借优异的材料特性,在高温、高频和高效率应用中表现卓越。然而,传统的铝线键合互连技术限制了其性能发挥,主要受限于寄生参数等问题。本文综述了针对WBG器件的先进顶部互连技术,旨在提升功率模块的整体性能与可靠性。
解读: 该技术直接影响阳光电源核心产品线的竞争力。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中加速导入SiC器件,传统的铝线键合已成为提升功率密度和开关频率的瓶颈。采用先进的顶部互连技术(如铜夹片、烧结技术等)可显著降低寄生电感,减小开关损耗,并提升模块在高温环境下的可靠性。建议研发团...
基于宽禁带半导体的二极管钳位多电平逆变器中开关电压不平衡问题的表征
Characterization of Switch Voltage Unbalance Issue in WBG-Based Diode Clamped Multilevel Inverters
Ali Halawa · Kangbeen Lee · Mikayla Benson · Jinyeong Moon 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
基于宽禁带(WBG)半导体的多电平逆变器,特别是氮化镓(GaN)基中点钳位(NPC)拓扑,因其高开关速度、高效率和高功率密度而备受关注。然而,研究发现该拓扑存在独立于直流侧电容电压不平衡之外的开关器件电压不平衡问题,这可能影响系统的可靠性与性能。
解读: 该研究针对GaN器件在NPC多电平拓扑中的电压不平衡问题,对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及户用光伏逆变器研发具有重要参考价值。随着阳光电源在产品中逐步引入宽禁带半导体以提升效率和功率密度,解决开关电压不平衡问题是确保系统长期可靠性的关键。建议研发团队在设计高频NPC拓扑时,重点优化驱动电路布局与...
用于宽禁带功率模块的石墨嵌入式高性能绝缘金属基板
Graphite-Embedded High-Performance Insulated Metal Substrate for Wide-Bandgap Power Modules
Emre Gurpinar · Shajjad Chowdhury · Burak Ozpineci · Wei Fan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
宽禁带(WBG)半导体器件(如SiC MOSFET)凭借优异的材料特性,能在更小的面积内处理更高功率。然而,WBG转换器功率密度提升导致热管理挑战加剧。本文提出一种石墨嵌入式绝缘金属基板,旨在优化WBG功率模块的散热性能,以应对高功率密度下的热损耗问题。
解读: 该技术对阳光电源的SiC应用至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向更高功率密度演进,SiC MOSFET的热管理成为提升效率与可靠性的核心。石墨嵌入式基板能显著降低热阻,有助于减小逆变器和PCS的体积,提升散热极限。建议研发部门关注该基板在高温高压环境下的长期可靠性,并评...
寄生振荡对宽禁带器件开关损耗贡献的评估
Evaluation of Switching Loss Contributed by Parasitic Ringing for Fast Switching Wide Band-Gap Devices
Zheyu Zhang · Ben Guo · Fei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
宽禁带(WBG)器件在高速开关过程中常伴随寄生振荡,这在高频应用中会显著增加开关损耗。本文研究了桥臂配置下寄生振荡对WBG器件开关损耗的影响,并建立了一个考虑寄生参数的分析模型,旨在准确评估和优化高频电力电子变换器的效率。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。随着SiC等宽禁带器件在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器(PCS)中的广泛应用,开关频率的提升是实现产品高功率密度和小型化的关键。然而,寄生振荡带来的额外损耗和电磁干扰(EMI)是设计难点。本文提出的分析模型可指导研发团队在PCB布局和驱动电路...
一种抑制SiC基单相驱动器电机过电压的准三电平PWM方案
A Quasi-Three-Level PWM Scheme to Combat Motor Overvoltage in SiC-Based Single-Phase Drives
Mohamed S. Diab · Xibo Yuan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
宽禁带(WBG)功率器件的应用提升了电机驱动的功率密度与效率,但其高电压变化率(dv/dt)引发了严重的电机过电压振荡问题。本文提出了一种准三电平PWM调制方案,旨在有效抑制SiC器件在单相驱动应用中的电压尖峰,缓解电磁干扰及绝缘应力挑战。
解读: 该技术对阳光电源的功率器件应用及电机驱动类产品具有重要参考价值。随着SiC器件在光伏逆变器及储能PCS中的广泛应用,高dv/dt带来的EMI及绝缘老化问题日益突出。该准三电平PWM方案可优化逆变器输出波形,降低对电机或变压器绕组的电压应力,有助于提升阳光电源户用及工商业逆变器、电动汽车充电桩功率模块...
一种基于氮化镓器件的开关电容多端口多电平UPS变换器
A Gallium-Nitride-Device-Based Switched Capacitor Multiport Multilevel Converter for UPS Applications
Mohammed Alsolami · Karun Arjun Potty · Jin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种基于开关电容电路和宽禁带(WBG)器件的模块化不间断电源(UPS)系统拓扑。该研究开发了一种多电平、多端口、单相、无变压器在线式UPS,适用于120-240V通用输入/输出电压及200-400V电池组,旨在提升变换效率与功率密度。
解读: 该研究采用GaN器件与开关电容拓扑,显著提升了变换器的功率密度与效率,对阳光电源的户用储能系统(如iHome系列)及小型化UPS产品具有重要参考价值。GaN的应用能有效降低开关损耗,减小磁性元件体积,符合当前户用储能追求极致紧凑与高效率的趋势。建议研发团队关注该拓扑在双向DC-DC变换环节的工程化应...
高频软开关下宽禁带半导体技术的损耗对比研究
Comparison of Wide-Band-Gap Technologies for Soft-Switching Losses at High Frequencies
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Nirmana Perera · Halil Kerim Yildirim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文探讨了基于宽禁带(WBG)器件的软开关变换器在提升效率与功率密度方面的优势。研究重点分析了在高频工作条件下,不同WBG技术(如SiC与GaN)在导通损耗、动态导通电阻(RDS(ON))退化以及输入电容充放电损耗等方面的差异,为高频电力电子系统的设计提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的参考价值。随着光伏逆变器(如组串式逆变器)和储能变流器(如PowerTitan系列)向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC和GaN器件的应用已成为提升效率的关键。文章关于动态导通电阻退化及电容损耗的分析,直接指导了阳光电源在功率模块选型、驱动电路优化及散热设计...
三相三线制混合频率并联逆变系统及其无线同步技术
3P3W Grid-Connected Hybrid-Frequency Parallel Inverter System With Wireless Synchronization
Tsai-Fu Wu · Temir Sakavov · Chien-Chih Hung · Jui-Yang Chiu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文探讨了宽禁带/硅(WBG/Si)混合家族中的混合频率并联逆变系统(HbFPIS)。该系统由两个并联逆变器组成:低频大功率逆变器负责高功率输出,高频小功率逆变器负责补偿。通过无线同步技术,该架构优化了系统效率与功率密度,为高性能并网逆变技术提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及集中式逆变器产品线具有重要参考价值。通过结合SiC(宽禁带)与Si(硅基)器件的混合并联架构,可以在不显著增加成本的前提下,提升逆变器的功率密度和转换效率。建议研发团队关注该拓扑在大型地面光伏电站中的应用潜力,特别是如何通过高频小功率模块补偿低频大功率模块的谐波,从而...
一种基于晶闸管结构的低功耗解调电路,用于高可靠性和短路电流抑制
A Thyristor-Structured-Based Low-Power Demodulator Circuit for High Reliability and Short-Circuit Current Reduction
Donggeon Chae · Wanyeong Jung · Kihyun Kim · Wonil Seok 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带(WBG)器件凭借高开关频率和高功率密度优势,广泛应用于高压电力电子系统。然而,多器件并联系统面临源极电压波动大及驱动电路可靠性挑战。本文提出一种基于晶闸管结构的解调电路,旨在提升驱动可靠性并有效抑制短路电流。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品竞争力。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向更高功率密度和更高电压等级(如1500V/2000V系统)演进,SiC器件的应用已成主流。该解调电路提出的短路电流抑制技术,能显著提升驱动电路在极端工况下的鲁棒性,有效降低功率模块失效风险。建议研发团队...
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