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通过瞬态热特性分析理解GaN HEMT在短路应力下的位错缺陷作用
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11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在高压短路应力下易发生快速失效。研究表明，衬底界面的位错缺陷在诱导器件退化和热击穿失效中起关键作用。本文探讨了短路应力下位错缺陷的形成机制及其对热性能的影响。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统中对高功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的位错缺陷与短路热失效机制，对公司研发团队在GaN功率模块的选型、驱动保护电路设计及热管理方案优化具有重要参考价值。建议在产品开发中引入该瞬态热特性分析方法，以提升高频化、小型化产品的可靠性设...
硅/碳化硅混合开关的短路耐受能力与失效机理
Short-Circuit Ruggedness and Failure Mechanisms of Si/SiC Hybrid Switch
Jun Wang · Xi Jiang · Zongjian Li · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成的混合开关（HyS），旨在探讨其短路耐受能力、失效机理及性能提升技术。分析了限制混合开关可靠性的关键因素，为优化功率电子设计提供了理论依据。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过引入Si/SiC混合开关，可以在不显著增加成本的前提下，提升系统效率并优化热管理。该研究揭示的短路失效机理对于提升阳光电源功率模块的可靠性设计至关重要。建议研发团队在下...
基于动态阈值电压提取的SiC MOSFET在线结温测量
Online Junction Temperature Measurement for SiC MOSFET Based on Dynamic Threshold Voltage Extraction
Xi Jiang · Jun Wang · Hengyu Yu · Jianjun Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种基于动态阈值电压的SiC MOSFET在线结温监测方法。该方法不依赖于负载电流变化，消除了复杂校准过程，为关键电力电子变换器的可靠运行提供了有效的结温估计方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，结温的精准在线监测是提升系统可靠性、实现预测性维护的关键。该方法无需负载电流校准，易于集成至iSolarCloud平台或嵌入式控制系统中...
一种反激式变换器轻载降功耗控制新方案
A Novel Control Scheme for Light Load Power Reduction of Flyback Converter
Qifan Liu · Xi Jiang · Xiaowu Gong · Song Yuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
反激式变换器在轻载条件下的功耗优化是提升系统能效的关键。本文针对现有文献对轻载功耗研究不足的问题，提出了一种新型控制技术，旨在降低反激式变换器在轻载工况下的损耗，以满足日益增长的高能效设计需求。
解读: 反激式拓扑常用于阳光电源户用光伏逆变器的辅助电源（Auxiliary Power Supply）或小型充电桩的控制电路中。虽然阳光电源的核心产品（如PowerTitan、组串式逆变器）多采用LLC或三电平拓扑，但辅助电源的轻载效率直接影响整机的待机功耗和CEC/欧洲效率指标。该控制方案可优化辅助电源...
一种用于增强长轨道动态无线电能传输系统横向和旋转失调容忍度的多极耦合复合设计
A Multipolarity-Coupling Composite Design for Enhancing Lateral and Rotational Misalignment Tolerance of Long-Track DWPT Systems
Junhua Wang · Leke Wan · Changsong Cai · Ming Xue 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对长轨道动态无线电能传输（DWPT）系统中不可避免的横向及旋转失调导致的传输性能下降问题，本文提出了一种基于多极耦合复合设计的接收端（Rx）拓扑。该设计通过优化接收端组件结构，有效提升了系统在复杂失调工况下的抗干扰能力与传输效率。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输（DWPT）的抗失调技术，虽然目前阳光电源的电动汽车充电桩业务主要集中在有线快充领域，但无线充电作为未来电动汽车补能的重要技术储备，具有长远的研究价值。该多极耦合复合设计方案可为公司未来布局高功率、高容错性的无线充电产品提供拓扑参考。建议研发团队关注其在提升耦合系数稳定性方面...
具有原边同步关断控制的宽输出电压范围非对称半桥反激变换器
Wider Output Voltage Range Asymmetrical Half-Bridge Flyback Converter With Primary Side Synchronization Turn-Off Control
Qifan Liu · Xi Jiang · Song Yuan · Xiaowu Gong 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
非对称半桥反激（AHB-Flyback）拓扑在高功率输出及多变输出电压场景下表现优异。然而，单个开关周期内由功率器件控制的实际能量传输时间随输出电压变化，导致能量传输过程的精确控制变得复杂。该文提出了一种原边同步关断控制策略，以优化能量传输效率并提升变换器在宽电压范围下的性能。
解读: 该拓扑结构在宽电压范围下的高效能量转换特性，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack系列）具有重要参考价值。在户用场景中，光伏组件电压波动大且电池电压随SOC变化，AHB-Flyback拓扑通过优化原边控制，可有效提升DC-DC变换级的效率并降低开关损耗。建议研发团队关注该同...
EAST磁体电源三相PWM变换器系统开路故障诊断
Open-Switch Fault Diagnosis of Three-Phase PWM Converter Systems for Magnet Power Supply on EAST
Xi Deng · Chenguang Wan · Li Jiang · Ge Gao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文针对EAST装置中运行于整流与逆变双态的三相两电平PWM变换器，提出了一种通用的开路故障诊断方法。现有方法多局限于单一工作模式，本文方案有效解决了变换器在不同运行状态切换下的故障识别难题，提升了电力电子系统的运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于电力电子变换器的故障诊断技术，对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有重要的工程参考价值。逆变器与PCS在复杂电网环境下常面临频繁的工况切换，该文提出的双态通用诊断逻辑，有助于提升阳光电源iSolarCloud智能运维...
基于机理退化过程模型与粒子滤波的固体氧化物燃料电池故障预测方法
Fault Prognosis Method for Solid Oxide Fuel Cells Based on Mechanism Degradation Process Model and Particle Filtering
Yuanwu Xu · Chang Jiang · Jingxuan Peng · Xiao-Long Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
针对固体氧化物燃料电池（SOFC）的寿命与耐久性问题，本文提出了一种结合机理退化模型与粒子滤波的故障预测方法。该方法通过对退化过程建模，实现了对健康状态（SOH）、寿命终点（EOL）及剩余使用寿命（RUL）的有效评估，为提升燃料电池系统的可靠性提供了理论支撑。
解读: 阳光电源在氢能领域布局了电解槽及制氢电源系统。虽然本文聚焦于SOFC（燃料电池），但其提出的基于机理模型与粒子滤波的故障预测框架，对于阳光电源PEM电解槽系统的全生命周期健康管理（PHM）具有重要的参考价值。建议研发团队借鉴该文的退化建模思路，结合iSolarCloud平台的大数据积累，开发针对电解...
一种基于双目标磁集成的无人机悬停充电无线电能传输链路及高分辨率动态位置检测
A Dual-Objective Magnetic Integration-Based WPT Link for UAV Hover Charging With High-Resolution Dynamic Position Detection
Changsong Cai · Yinfeng Du · Junhua Wang · Yufeng Jiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种基于双目标磁集成的无线电能传输（WPT）链路，用于无人机（UAV）的悬停充电及动态位置检测。通过集成两对正交绕组，该方案实现了能量传输与位置感知的协同，提高了无人机在悬停状态下充电的灵活性与可靠性。
解读: 该技术主要针对无线电能传输（WPT）领域，虽然目前阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及电动汽车有线充电桩，但该研究中涉及的“磁集成技术”与“高精度位置检测”在未来电动汽车无线充电（EV Wireless Charging）及移动储能机器人领域具有潜在的技术储备价值。建议研发团队关注其磁路集...
用于结温平衡与功率损耗降低的Si/SiC混合开关栅极控制优化
Gate Control Optimization of Si/SiC Hybrid Switch for Junction Temperature Balance and Power Loss Reduction
Jun Wang · Zongjian Li · Xi Jiang · Cheng Zeng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
Si/SiC混合开关通过并联大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET，在功率转换器中实现了成本与性能的平衡。现有栅极控制策略多侧重于效率优化，但忽略了器件过热风险。本文提出了一种新的栅极控制策略，旨在实现混合开关内部器件的结温平衡，同时有效降低总功率损耗，提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。随着功率密度要求的不断提升，Si/SiC混合开关方案能在保证成本竞争力的同时，通过优化栅极驱动实现热管理升级。建议研发团队在下一代大功率逆变器及PCS模块设计中引入该控制策略，以解决高功率密度下的局部过热...
用于增强电流平衡和降低寄生电感的SiC功率模块对称与交错端子布局
Symmetric and Staggered Terminal Layouts for Enhanced Current Balance and Reduced Parasitic Inductance in SiC Power Modules
Ying Wang · Xi Jiang · Song Yuan · Runze Ouyang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种用于4并联碳化硅（SiC）MOSFET半桥功率模块的全对称布局方案。该方案使模块内各功率回路在x轴、y轴及中心点均保持物理与电气对称，确保了各回路电感的一致性，从而实现了模块内部电流的均衡分配。
解读: 该技术对阳光电源的SiC组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着公司产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的并联均流与寄生电感抑制是提升效率和可靠性的关键。该对称布局设计可直接应用于公司大功率SiC模块的封装优化，有助于降低开关损耗与电...
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 · 2025年2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...
双模式控制DC/DC-DC/AC变换器系统DC/AC级参数设计方法
DC/AC Stage Parameters Design Method for Dual-Mode Control DC/DC-DC/AC Converter System
Di Kang · Hongliang Wang · Yang Jiang · Yibo Si 等7人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文提出一种针对双模式控制DC/DC-DC/AC变换器系统的DC/AC级参数设计方法，综合优化开关频率、电感与电容参数。分析了开关频率、LC元件取值、结温、总损耗及效率之间的关系。为充分发挥DC/AC级开关器件性能，将开关频率提升至100 kHz，同时保持总损耗与效率基本不变。在1 kW应用中，LC滤波器体积减小超过50%，显著降低系统重量、体积与成本，且无需额外宽禁带器件或辅助电路。
解读: 该双模式DC/DC-DC/AC参数优化设计方法对阳光电源储能与车载产品线具有直接应用价值。在ST储能变流器中，100kHz高频开关设计可显著减小LC滤波器体积50%以上，提升功率密度，契合PowerTitan大型储能系统的集成化需求。对车载OBC充电机，该方法在不增加SiC等宽禁带器件成本前提下，通...
多晶β-Ga2O₃在神经形态信息存储中的应用：载流子陷阱中心导致持续光电导效应
Polycrystalline β-Ga2O3 Used in Neuromorphic Information Storage: Trapping Centers for Carriers Leads to Persistent Photoconductive Effect
Zhao-Ying Xi · Mao-Sheng Liu · Shan Li · Xue-Qiang Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
神经形态视觉传感器（NVSs）凭借突触行为解决了传统设备的瓶颈问题，有助于应对高功耗和处理速度慢的挑战。载流子俘获层在 NVSs 的突触行为中起着重要作用。在这项工作中，我们提出使用多晶 β - Ga₂O₃ 作为光敏和载流子俘获材料，以简化 NVSs 的多层结构。通过利用晶界增强了多晶 β - Ga₂O₃ 光电传感器的持续光电导（PPC）效应。通过表征和电学测试对俘获效应进行了深入研究。此外，研究表明，β - Ga₂O₃ 器件能够模拟生物神经形态行为，展现出多种基本突触行为。最后，已证明该器件能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于多晶β-Ga2O3的神经形态光电传感技术虽属前沿研究，但其核心机制与我们在储能系统和智能化电力电子设备中的技术需求存在潜在契合点。 该技术的持续光电导效应（PPC）和载流子捕获机制，本质上实现了一种无需外部供电的信息存储方式。这与阳光电源储能系统追求的低功耗、高可...
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...
虚拟矢量调制与电容电压控制实现全滞后无功功率流动能力的耦合八开关三相三电平逆变器
Virtual Vector Modulation and Capacitor Voltage Control for Coupled Eight-Switch Three-Phase Three-Level Inverter With Full Lagging Reactive Power Flow Capability
Xiaojun Deng · Hongliang Wang · Yang Jiang · Xi Gui 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对光伏应用对低成本的需求，已提出八开关三相三电平逆变器及其调制策略，但该策略仅适用于高功率因数工况。本文分析了该拓扑下各电压矢量的无功功率流通能力，提出一种新型虚拟空间矢量调制方法，在每个扇区内定义一个虚拟小矢量，并选用可在全滞后功率因数范围内工作的矢量，从而实现完整的滞后无功调节能力。同时提出一种主动中点电压控制策略，仅需计算一个系数，计算简便，并综合考虑虚拟小矢量引入的中点电压波动与中点电流，可提供正、负及零中点电流，实现全功率因数和调制比下的精确中点电位平衡控制，且无明显直流偏移与交流纹...
解读: 该八开关三电平拓扑及虚拟矢量调制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。相比传统十二开关方案，可降低33%功率器件成本，契合分布式光伏降本需求。所提全滞后无功调节能力可增强电网支撑功能，满足新版并网标准对无功补偿的要求。主动中点电压控制策略计算简便、精度高，可直接应用于SG...
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 ${V}_{\text {TH}}$ 和导通电阻 ${R}_{\text {ON}}$ 带来了重大挑战。在本研究中，通过在 p 型氮化镓（p - GaN）帽层和铝镓氮（AlGaN）势垒层之间插入厚度 ${t}_{\text {GaN}}$ 分别为 0 nm、5 nm、10 nm 的 GaN 层来调节 Mg 分布，我们发现：1）p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）的正向栅极泄漏电流与 ${...
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...
基于混合储能系统与工况识别的电动拖拉机多目标能效管理优化
Multi-objective optimization for energy-efficient management of electric Tractors via hybrid energy storage systems and scenario recognition
Qiang Yu · Xionglin He · Yongji Chen · Zihong Jiang 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 电动拖拉机的推广应用面临诸多挑战，包括动力系统对多样化作业工况的适应性，以及能量效率与电池寿命的优化问题。本文提出一种用于电动拖拉机的混合储能系统（HESS）架构，并设计了一种基于犁地作业场景识别的多目标能效管理策略（EMS）。该策略首先利用实际犁地作业数据构建电动拖拉机模型及犁地工况循环（POC）。采用K均值聚类与主成分分析（PCA）进行离线工况分类，同时引入多层感知器神经网络（MLPNN）实现在线实时场景识别。此外，开发了一种多策略改进型黑翅鸢算法（MSIBKA），以高效求解自适应功率...
解读: 该混合储能系统(HESS)技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。论文提出的多目标能量管理策略,通过超级电容承担65%峰值功率、降低电池C-rate超10%,与阳光电源储能PCS的功率分配优化理念高度契合。场景识别与自适应功率分配算法可应用于充电桩产品,提升电池寿...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...