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10 kV E模式GaN HEMT：击穿电压提升的物理机制
10 kV E-mode GaN HEMT: Physics for breakdown voltage upscaling
Yijin Guo · Yuan Qin · Matthew Porter · Zineng Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
本文报道了一种实现10 kV高击穿电压的增强型（E-mode）GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）。通过优化器件结构与材料生长工艺，结合电场调制技术，有效提升了器件的耐压能力。研究系统分析了影响击穿电压的关键物理机制，包括二维电子气分布、缓冲层设计及表面电场调控。实验结果表明，该器件在保持低导通电阻的同时实现了超过10 kV的击穿电压，为高压功率电子器件的应用提供了可行方案。
解读: 该10kV E模式GaN HEMT技术对阳光电源的高压产品线具有重要应用价值。高击穿电压特性可显著提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率密度,有助于实现1500V以上高压系统设计。低导通电阻特性可降低PowerTitan等大功率产品的开关损耗,提高系统效率。此外,该GaN器件的电场调制技术...
一种用于虚拟同步机控制稳定性增强的混合功率同步方案
A Hybrid Power Synchronization Scheme for Stability Enhancement of Virtual Synchronous Generator Control
Yang Shao · Yi Xiao · Yongheng Yang · Lunbo Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
针对串联补偿输电系统中虚拟同步机（VSG）控制引发的次同步振荡（SSO）问题，本文分析了其产生机理，即电容性串补线路与感性VSG之间的阻抗谐振。为解决该问题，提出了一种混合功率同步方案，旨在提升VSG在弱电网及复杂输电环境下的并网稳定性。
解读: 随着阳光电源PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在大型地面电站和弱电网环境下的广泛应用，构网型（GFM）技术已成为核心竞争力。本文提出的混合功率同步方案直接针对VSG在串补电网下的次同步振荡问题，对阳光电源提升储能PCS及大型光伏逆变器的电网适应性具有重要参考价值。建议研发团队将该同步控制...
基于切换式自抗扰的永磁同步电机无差拍预测电流控制
Switching Active Disturbance Rejection Based Deadbeat Predictive Current Control for Permanent Magnet Synchronous Motors
Zhengjie Hao · Yang Yang · Keyong Shao · Yuanhong Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
针对永磁同步电机（PMSM）驱动系统在控制延迟和扰动影响下预测精度与跟踪性能不足的问题，本文提出了一种基于切换式自抗扰的无差拍预测电流控制（SADR-DPCC）策略。该方法通过引入自抗扰控制技术，有效提升了系统对参数摄动和外部扰动的鲁棒性，优化了电流环的动态响应能力。
解读: 该技术主要应用于电机驱动领域，与阳光电源的电动汽车充电桩（内部功率模块控制）及风电变流器业务具有技术同源性。无差拍预测控制（DPCC）结合自抗扰（ADR）能够显著提升电机控制的动态响应速度和抗扰动能力。建议研发团队关注该算法在风电变流器电机侧控制及充电桩功率模块高频化控制中的应用，以提升系统在弱电网...
基于级联多电平逆变器的无变压器统一潮流控制器
Transformer-Less Unified Power-Flow Controller Using the Cascade Multilevel Inverter
Fang Zheng Peng · Yang Liu · Shuitao Yang · Shao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
传统的统一潮流控制器（UPFC）通常依赖笨重的隔离变压器来满足高压需求。本文提出了一种基于两个级联多电平逆变器（CMI）的无变压器UPFC创新架构。该配置通过独特的电路设计与控制策略，有效实现了潮流控制，并显著优化了系统的体积与复杂性。
解读: 该技术主要针对电网侧的潮流控制，虽然与阳光电源现有的组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS（如PowerTitan系列）在拓扑结构上存在差异，但其核心的“级联多电平（CMI）”技术与高压大功率变换器的设计理念高度契合。对于阳光电源而言，该无变压器拓扑可为未来研发更高电压等级、更轻量化的电网侧辅助服务设...
硅IGBT、碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT在低至10毫开尔文深低温环境下的首次特性表征
First Characterization of Si IGBT, SiC MOSFET, and GaN HEMT at Deep Cryogenic Temperatures Down to 10 Millikelvins
Xin Yang · Zineng Yang · Matthew Porter · Linbo Shao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文首次研究了Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT在深低温（T < 4.2 K）环境下的电气特性。深低温电力电子转换在量子计算、空间探测等领域具有重要意义，但目前缺乏相关器件在高压及动态开关性能方面的研究数据。
解读: 该研究探讨了功率器件在极低温环境下的极限性能，目前阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电、充电桩）主要运行在常规环境温度下，该技术尚处于基础物理研究阶段。然而，随着量子计算辅助能源管理及极端环境空间能源系统的兴起，宽禁带半导体（SiC/GaN）在极端工况下的可靠性数据可为未来前瞻性技术储备提供参考。建...
用于多并联SiC MOSFET的解耦模块化开关单元对称电路布局
Symmetric Circuit Layout With Decoupled Modular Switching Cells for Multiparalleled SiC mosfets
Yang He · Junming Zhang · Shuai Shao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
碳化硅（SiC）MOSFET的并联在电力电子中应用广泛，但器件参数差异和电路布局不对称导致的电流不平衡严重影响系统可靠性。本文提出了一种解耦模块化开关单元的对称电路布局方法，有效解决了多并联器件的电流不平衡问题，提升了高功率密度变换器的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在PowerTitan系列大功率储能变流器及组串式光伏逆变器中，随着功率密度的提升，多并联SiC MOSFET的应用已成为主流。该文提出的对称布局与解耦设计，能显著降低并联器件间的电流不平衡，减少热应力，从而提升逆变器模块的长期运行可靠性。建议研发团队在下一...
用于高效紧凑型感应电能传输的Recticoil
Recticoil for Efficient Compact Inductive Power Transfer
Zixuan Yi · Yuanyuan Qin · Xue-Xia Yang · Yaoxia Shao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
兆赫兹（MHz）感应电能传输（IPT）系统因其高安全性、长传输距离及抗偏移能力而具有广阔应用前景。然而，频率提升导致外围电路中电感、电容等集总元件损耗增加，从而降低了系统效率。本文针对这一瓶颈问题进行了研究。
解读: 该研究聚焦于高频感应电能传输（IPT）技术，核心在于解决高频下的磁性元件与电路损耗问题。对于阳光电源而言，该技术主要关联电动汽车充电桩业务，特别是无线充电领域。虽然目前阳光电源以有线充电桩为主，但随着未来大功率无线充电技术在乘用车及商用车领域的商业化，该研究中关于高频磁集成与损耗优化的思路，可为公司...
高频变压器损耗测量与建模：一种直流损耗法
High-Frequency Transformer Loss Measurement and Modeling: A DC Loss Method
Deqiu Yang · Binhao Wang · Shuai Shao · Junming Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
高频变压器是电力电子变换器的核心部件，但其损耗建模仍具挑战。本文提出了一种用于双绕组高频变压器损耗建模的新型直流（DC）损耗测量方法。通过多次测试，该方法能够测量变压器在不同工作条件下的等效电阻，从而实现对损耗的精确建模。
解读: 高频变压器是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）及DC-DC变换模块中的核心磁性元件。该研究提出的直流损耗测量方法，能够有效提升变压器损耗建模的精度，对于优化逆变器和PCS的效率设计、提升功率密度具有重要意义。建议研发团队将其应用于高频磁性元件的标...
用于并联SiC MOSFET动态电流平衡的有源栅极驱动器
Active Gate Driver for Dynamic Current Balancing of Parallel-Connected SiC MOSFETs
Yang He · Xun Wang · Shuai Shao · Junming Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
在高功率应用中，并联SiC MOSFET以提升电流等级是必然趋势。然而，开关瞬态过程中的动态电流不平衡会导致功率损耗和热分布不均。本文提出了一种基于新型有源栅极驱动器（AGD）的动态电流平衡方法，有效解决了并联应用中的这一挑战。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品至关重要。在PowerTitan储能系统及大型集中式光伏逆变器中，SiC MOSFET的并联应用是提升效率和功率密度的核心。动态电流平衡技术能显著降低并联器件间的应力差异，提升模块的长期可靠性，并减少因热失配导致的故障风险。建议研发团队评估该有源驱动方案在下一代高功率...
一种用于高频磁芯损耗测量的新型直流差分法
A Novel DC Differential Method for High Frequency Core Loss Measurement
Deqiu Yang · Binhao Wang · Shuai Shao · Junming Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
磁芯损耗的精确测量对电力电子变换器中磁性元件的优化设计至关重要。本文提出了一种基于直流（DC）差分原理的新型磁芯损耗测量方法。与传统仅能测量磁性元件总损耗的直流测量法相比，该方法能够有效提取高频下的磁芯损耗特性。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器的核心部件。高频化是提升功率密度和效率的关键趋势，但高频下的磁芯损耗难以精确评估。该测量方法有助于研发团队在设计阶段更准确地建模，优化磁性元件的热设计与效率，从而提升PowerTitan等储能系统及高性能逆变器...
一种基于特殊驱动波形的压电变压器无电感驱动拓扑
A Topology for Inductorless Actuation of Piezoelectric Transformer With Special Driving Waveform
Bin Ju · Weiwei Shao · Dan Huang · Yang Ye 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
压电变压器（PT）驱动电路中电感的存在长期以来是一个技术难题。本文提出了一种无电感驱动拓扑，由驱动电路和置于电路与PT之间的纯压电匹配网络组成。该拓扑通过生成特殊的驱动波形，有效解决了传统方案中电感带来的体积与损耗问题。
解读: 该技术主要针对压电变压器（PT）的驱动优化，旨在通过无电感设计实现功率变换器的小型化与高功率密度。对于阳光电源而言，目前光伏逆变器及储能PCS产品主要基于磁性元件（电感、变压器）的功率变换架构，压电变压器技术尚处于前沿探索阶段。该研究在提升功率密度方面的思路具有参考价值，但短期内难以直接应用于现有的...
一种基于有源副边准谐振回路的隔离型高升压变换器
An Isolated High Step-Up Converter Based on the Active Secondary-Side Quasi-Resonant Loops
Pengyu Jia · Zhe Su · Tiancong Shao · Yang Mei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种新型隔离型高升压变换器，通过在副边引入有源准谐振回路，解决了传统谐振变换器谐振槽位于原边导致的大电流损耗问题，并优化了同步整流（SR）性能，实现了高效的软开关特性，显著提升了变换效率与功率密度。
解读: 该拓扑通过优化副边谐振回路，有效降低了高压侧的开关损耗与导通损耗，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan/PowerStack系列）具有重要的技术借鉴意义。在光伏与储能系统中，DC-DC升压环节是提升系统效率的关键，该技术有助于进一步缩小产品体积并提升整机效率。建...
高压直流输电应用中模块化多电平变换器EMI研究综述
A Review of EMI Research in Modular Multilevel Converter for HVDC Applications
Zuoxing Wang · Hong Li · Zhaoyi Chu · Chongmo Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电的关键技术。由于大量子模块的非线性开关行为，MMC中的电磁干扰（EMI）问题复杂且不可避免。本文综述了MMC中EMI研究的最新进展，分析了其干扰特性及抑制策略。
解读: 虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及风电变流器，尚未直接涉及超高压直流输电（HVDC）领域，但MMC的拓扑结构与高压大功率组串式/集中式逆变器及储能变流器（PCS）在功率器件驱动、高频开关干扰机理及电磁兼容性（EMC）设计上具有底层共性。随着阳光电源向更大功率等级的电站级储能系统（...
混合式中压直流断路器中非对称IGCT器件二极管感应反向电压应力的抑制
Suppression of Diode-Induced Reverse Voltage Stress for the Asymmetric IGCT Device in the Hybrid MVDC Circuit Breaker
Jiayu Fan · Yu Xiao · Xinming Shao · Zhonghao Dongye 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
非对称集成门极换流晶闸管（IGCT）在混合式中压直流（MVDC）断路器中常用于电流分担与续流，以提升真空灭弧室的介电恢复能力。本文针对续流二极管导通期间，非对称IGCT器件承受的反向电压应力问题进行研究，旨在抑制该应力以防止器件失效。
解读: 该研究聚焦于高压大功率电力电子器件（IGCT）在直流断路器中的应用及可靠性。虽然阳光电源目前的主力产品（光伏逆变器、储能PCS）多采用IGBT或SiC模块，但随着公司在大型储能系统及直流输配电领域（如PowerTitan系列、高压直流耦合方案）的深入布局，对高压直流断路技术及功率器件的极端工况保护具...
基于变电感的CRM Boost PFC变换器准固定开关频率控制
Quasi-Fixed Switching Frequency Control of CRM Boost PFC Converter Based on Variable Inductor in Wide Input Voltage Range
Kai Yao · Zhen Zhang · Jian Yang · Jintao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
针对传统恒定导通时间控制下CRM Boost PFC变换器在宽输入电压范围内开关频率变化剧烈的问题，本文提出了一种结合变导通时间和变电感技术的准固定开关频率控制策略，有效优化了变换器在全工作范围内的频率特性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。在户用逆变器和充电桩的前级PFC电路中，宽输入电压范围下的EMI设计和磁性元件优化一直是难点。通过引入变电感技术和准固定频率控制，可以有效缩小磁性元件体积，降低EMI滤波器设计难度，提升整机功率密度和效率。建议研发团队评估该控制策略在小...
面向高安全性万物互联设备Buck DC-DC变换器的真随机数伪滞环控制器
A True-Random-Number-Based Pseudohysteresis Controller for Buck DC–DC Converter in High-Security Internet-of-Everything Devices
Wen-Hau Yang · Shao-Wei Chiu · Chun-Chieh Kuo · Yen-Ting Lin 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
针对高安全性万物互联（IoE）设备，本文提出了一种基于真随机数（TRN）的伪滞环控制器（PHC）。该方法在不牺牲瞬态响应和调节性能的前提下，有效防御了功率侧信道攻击（PSCA）和功率注入攻击（PIA），并降低了电磁干扰（EMI）。
解读: 该技术主要针对高安全等级的微型电子设备，通过随机化开关频率来提升抗攻击能力和EMI性能。对于阳光电源而言，该技术在户用光伏逆变器或iSolarCloud智能运维平台的通信模块、传感器及边缘计算网关中具有潜在的参考价值。随着光伏与储能系统数字化程度提升，设备的信息安全与抗干扰能力日益重要。虽然该技术目...
二维材料基场效应晶体管中的关键问题
Critical issues in 2D-material-based field-effect transistors
Qiming Shao · Mario Lanza · Yang Chai · Taishi Takenobu Taishi Takenobu · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
近十年来，基于超薄材料的电子器件已从实验室新奇研究发展为下一代芯片与传感器的有力竞争者。研究人员已在整片晶圆上生长二维材料、将其像乐高积木般堆叠，并引入功能层以拓展性能。本《应用物理快报》特刊收录的20篇论文系统呈现了该领域进展，展示了材料设计如何揭示新器件物理并推动大面积制造。这些工作凸显了重新审视界面、接触和功能集成的紧迫性：产业路线图预计十年内将进入亚1纳米技术节点，类脑计算亟需非易失性突触器件，而物联网则要求由环境能量驱动的长续航传感器。
解读: 二维材料FET技术对阳光电源功率半导体器件升级具有前瞻价值。虽然当前SiC/GaN器件已在ST储能变流器和SG逆变器中广泛应用，但该研究揭示的亚1纳米工艺和新型界面设计可为下一代功率器件提供技术储备：二维材料的超薄特性可实现更低导通电阻和开关损耗，其优异界面特性有助于提升高温高压工况下的可靠性。特别...
一种抑制电网谐波的储能变流器陷波控制策略
A Notch Control Strategy of Energy Storage Converter for Suppressing Grid Harmonics
Gaoxiang Li · Yang Shao · Hongzhi Pan · Xiao Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
摘要：非线性负载引入的谐波电流容易导致电网电流畸变。然而，传统的基于滤波器的方法只能抑制滤波器提取的谐波，难以有效抑制不确定负载的谐波，例如脉冲负载引入的耦合谐波。首先，基于阻抗模型揭示了非线性负载导致电网电流畸变的机理。然后，针对储能变流器提出了一种陷波控制策略，该策略可显著降低储能变流器的阻抗，使优化后的变流器更像一个陷波滤波器。此外，还讨论了控制参数对所提出控制策略的影响以及优化后变流器的运行限制。最后，仿真和实验结果验证了所提出的控制策略无需谐波提取滤波器即可有效抑制宽带谐波。
解读: 从阳光电源储能系统业务角度看，该论文提出的陷波控制策略具有重要的工程应用价值。当前新能源场站中，非线性负载（如电弧炉、电气化铁路等）和脉冲型负载引入的耦合谐波问题日益突出，传统基于滤波器的谐波抑制方案存在明显局限性：需要预先提取谐波特征，难以应对不确定性负载的宽频谐波，且增加了系统成本和复杂度。 ...
一种提高能量传输效率的虚拟同步发电机虚拟串联补偿控制
A Virtual Series Compensation Control of Virtual Synchronous Generator for Improving Energy Transmission Efficiency
Gaoxiang Li · Yang Shao · Xiao Liu · Jining Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
目前，串联补偿电容是提升交流能量传输效率的常用方法。然而，虚拟同步发电机（VSG）的串补并网系统易引发阻抗谐振，导致次同步振荡（SSO）。本文首先通过阻抗法揭示该SSO的特性与机理。随着串补度增加，传输效率提高，但SSO风险加剧。为此，通过分析串联补偿电容的工作机制，提出一种VSG的虚拟串联补偿控制策略，并研究了逆变器在该控制下的运行边界。相比传统串补电容方法，所提控制无需额外硬件，且具有更优的稳定性。仿真与实验验证了该控制策略及理论分析的正确性。
解读: 该虚拟串联补偿控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型控制产品具有重要应用价值。当前阳光电源PowerTitan储能系统广泛采用VSG控制实现电网支撑，但在弱电网或长距离传输场景下面临传输效率与次同步振荡的矛盾。该研究提出的虚拟串补策略通过软件算法替代物理电容，可直接集成到ST系列变流器的GFM...
高性能单片钙钛矿/硅 tandem 太阳能电池中电荷传输层的最新进展
Recent Developments of Charge Transporting Layers for High-Performance Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Jiali Xuan · Tianxiang Shao · Yue Zang · Yang Liu 等5人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
高性能、低成本的单片钙钛矿/硅串联太阳能电池（PSTSCs）为光伏产业带来了新的曙光。钙钛矿/硅串联器件的功率转换效率实现了前所未有的快速增长，与此同时，适用于电荷选择性接触的材料也在不断优化。在此，我们对近期关于单片 PSTSCs 的研究进行了综述，重点关注了近年来载流子传输层的发展现状。总结了新型电荷传输材料的潜力和优点，并对各部分进行了简要讨论。通过实验测量性能发现，自组装单分子层展现出最具吸引力的前景。基于这类材料，采用纹理表面及其他策略后，串联太阳能电池的效率已提升至 30%以上。随后...
解读: 该钙钛矿/硅叠层电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有重要战略价值。叠层电池效率突破30%将显著提升系统发电量，要求逆变器优化MPPT算法以适配其独特的I-V曲线特性和更高工作电压。电荷传输层的界面钝化技术可借鉴至功率模块的界面优化设计，提升SiC/GaN器件的载流子传输效率。该技术的商业化...
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