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利用具有显著介电极化的高介电常数BaTiO3提升常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT性能
Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization
Lin Hao · Ke Xu · Hui Guo · Pengfei Shao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
本文报道了一种通过引入高介电常数（extreme-k）且具有显著介电极化的钛酸钡（BaTiO3）绝缘层来显著提升常关型AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）性能的新方法。BaTiO3的强极化效应有效增强了栅控能力，提高了器件的阈值电压稳定性和开关比。实验结果表明，该器件展现出优异的常关特性、低亚阈值摆幅和高跨导，同时漏电流抑制能力显著改善。该策略为实现高性能、高可靠性GaN基功率电子器件提供了新的技术路径。
解读: 该BaTiO3栅极工艺创新对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要价值。通过提升GaN器件的阈值电压稳定性和开关特性,可显著优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频开关性能,提高系统功率密度。特别是在1500V高压系统中,改进的漏电流抑制能力有助于提升产品可靠性。这种高介电常数栅极技术也可用于...
用于高频电流谐波抑制的双三相电机驱动可变开关序列PWM策略
Variable Switching Sequence PWM Strategy of Dual Three-Phase Machine Drive for High-Frequency Current Harmonic Suppression
Donglin Ye · Jian Li · Ronghai Qu · Dong Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
双三相电机存在固有的环流谐波问题，导致铜损增加、电流畸变及高频开关纹波。传统策略多关注低次谐波，本文提出一种可变开关序列PWM策略，旨在抑制高频谐波并优化单个PWM周期内的驱动性能。
解读: 该研究提出的可变开关序列PWM策略主要针对多相电机驱动，虽然阳光电源核心业务聚焦于光伏逆变器和储能变流器（PCS），但该控制思想在提升功率密度和降低开关损耗方面具有通用参考价值。在阳光电源的风电变流器产品线中，大功率发电机侧变流器常涉及多相电机控制，该技术可用于优化变流器输出电流质量，减少谐波损耗。...
基于解析子电路模型的SiC功率MOSFET动态开关特性研究
Dynamic Switching of SiC Power MOSFETs Based on Analytical Subcircuit Model
Vishank Talesara · Diang Xing · Xiangxiang Fang · Lixing Fu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
与硅器件相比，碳化硅(SiC)功率MOSFET具有更低的导通电阻和更快的开关速度，是高压功率开关应用的理想选择。本文针对SiC功率器件开发了一种解析子电路模型，旨在解决现有物理模型计算复杂、参数获取困难的问题，为高频电力电子变换器的设计与优化提供高效的仿真手段。
解读: SiC技术是阳光电源提升产品功率密度与效率的核心驱动力。该解析模型能有效辅助研发团队在组串式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及电动汽车充电桩的开发阶段，快速评估SiC器件的动态开关损耗与电磁干扰特性。建议将此模型集成至iSolarCloud的数字孪生仿真平台中，优化高频功率模块的驱动电路设...
共源共栅GaN HEMT短路失效机理研究
Exploring Short-Circuit Failure Mechanism of Cascode GaN HEMT
Sheng Li · Qinhan Wang · Weihao Lu · Leke Wu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文通过仿真分析与实验验证，深入揭示了共源共栅（Cascode）氮化镓器件在单脉冲短路事件下的失效机理。研究发现了一种独特的“恢复”失效现象，并明确了器件内部两个主要的烧毁区域：栅极指状结构包围的漏极拐角处及其他关键区域。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的Cascode GaN短路失效机理及“恢复”现象，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、短路保护策略及热管理方案具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器件在极端工况...
超轻载条件下LLC谐振离子泵电源的PFM-PWM双模控制策略
PFM-PWM Dual-Mode Control Strategy for LLC Resonant Ion Pump Power Supplies Under Ultralight Load Conditions
Shanshan Jin · Songyang Zhao · Haixin Lu · Pingqing Zhou 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对离子泵在超高真空维持阶段的极轻载工况，传统谐振变换器面临频率失控和增益非线性问题。本文提出一种PFM-PWM混合控制策略，有效解决了轻载下的高压输出稳定性和鲁棒性调节难题。
解读: 该研究提出的PFM-PWM双模控制策略对于提升阳光电源在极宽负载范围下的DC-DC变换效率具有参考价值。在阳光电源的户用光伏储能系统（如PowerStack）及组串式逆变器中，DC-DC变换级在待机或极轻载工况下常面临效率低下或控制不稳的问题。该文献的控制思路可优化变换器在轻载下的动态响应与稳压精度...
具备纳秒级反向恢复与强浪涌电流能力的1.37 kV/12 A NiO/β-Ga2O3异质结二极管
1.37 kV/12 A NiO/β-Ga2O3 Heterojunction Diode With Nanosecond Reverse Recovery and Rugged Surge-Current Capability
Hehe Gong · Feng Zhou · Weizong Xu · Xinxin Yu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文展示了一种NiO/Ga2O3 p-n异质结二极管（HJD），在实现快速反向恢复特性与强浪涌电流承受能力之间取得了优异平衡。该器件通过双层p-NiO结构设计，在1.37 kV的高压下表现出优异的动态性能与可靠性，为氧化镓功率电子技术的发展提供了重要参考。
解读: 氧化镓（Ga2O3）作为超宽禁带半导体，在未来高压、高效率功率变换领域具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术目前处于前沿研究阶段，短期内主要影响组串式逆变器及PowerTitan储能变流器（PCS）中功率模块的选型演进。虽然目前SiC和GaN是主流，但Ga2O3在耐压和成本方面具备长期替代优势。建议...
具有98.5%转换效率和百万次过压耐受能力的1.95-kV斜面台面NiO/β-Ga2O3异质结二极管
1.95-kV Beveled-Mesa NiO/β-Ga2O3 Heterojunction Diode With 98.5% Conversion Efficiency and Over Million-Times Overvoltage Ruggedness
Feng Zhou · Hehe Gong · Weizong Xu · Xinxin Yu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年2月
氧化镓（Ga2O3）功率二极管的发展受限于系统级应用性能评估与可靠性验证的缺失。本文通过将斜面台面NiO/Ga2O3 p-n异质结二极管（HJD）应用于500W功率因数校正（PFC）电路，验证了其在高压环境下的优异性能与可靠性，为该器件的商业化进程提供了关键支撑。
解读: 氧化镓作为超宽禁带半导体，在提升功率密度和耐压水平方面具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，可显著优化组串式逆变器及户用储能系统中的PFC级电路效率，进一步缩小功率模块体积。建议研发团队持续关注其在高温、高压下的长期可靠性表现，评估其在未来高压光伏系统及下一代高密度储能变流器（PCS）...
基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...
蓝宝石衬底上高压p-GaN栅HEMT的自增强非钳位感性开关鲁棒性
Self-Enhanced Unclamped-Inductive-Switching Robustness of High-Voltage p-GaN Gate HEMT on Sapphire Substrate
Sheng Li · Yanfeng Ma · Hao Yan · Mingfei Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
首次发现并研究了蓝宝石衬底上高压 p 型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）（蓝宝石衬底 GaN HEMT）一种新颖的自增强非钳位电感开关（UIS）行为。除了传统的硅基 GaN HEMT 类似 LC 的谐振行为外，蓝宝石衬底 GaN HEMT 的 UIS 行为有显著偏差，且呈现出与温度相关的击穿电压，这表明高电场可能会引发碰撞电离，并主导击穿现象。此外，进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真和输出电容表征，共同证实了这一机制。由于电感能量通过碰撞电离电流耗散，蓝宝石衬底 GaN H...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于蓝宝石基GaN功率器件的研究具有重要的战略意义。该技术揭示了p-GaN栅极HEMT在蓝宝石衬底上展现出的自增强型非钳位感性开关（UIS）鲁棒性，这一特性对我们的光伏逆变器和储能变流器等核心产品的可靠性提升具有直接价值。 研究发现，相比传统的硅基GaN器件，蓝宝石基...
含控制器限幅的多虚拟同步发电机并网系统同步稳定性
Synchronization Stability of Multiple VSGs Embedded Power System With Controller Limits
Yujun Li · Yiyuan Lu · Jialun Yang · Jingrui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
本文研究了考虑电流饱和与频率限幅的多虚拟同步发电机（VSG）并网系统的同步稳定性。建立了含控制器限幅的多VSG系统动态模型，构建了未触及限幅时的暂态能量函数（TEF），并采用最近不稳定平衡点法确定稳定域。研究发现系统在若干“离界点”处脱离频率边界，其中存在两个具有最小暂态能量的特殊离界点，且其位置与切换次数无关。提出一种稳定判据：当这两个特殊离界点的能量低于系统临界能量时，系统全局稳定。临界能量由最近UEP法和避免进入电流限幅控制模式的最大势能中的较小值决定。9节点与39节点系统的仿真验证了理论...
解读: 该研究针对含控制器限幅的多VSG系统同步稳定性分析，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制具有重要应用价值。研究提出的暂态能量函数法和稳定判据可直接应用于：1）优化ST储能变流器的VSG控制参数整定，提升电流饱和与频率限幅工况下的暂态稳定裕度；2）指导多机并联储能...
先进动态耗尽型SOI MOSFET中洛伦兹噪声现象的表征、理解与建模
Characterization, Understanding, and Modeling of Lorentzian Noise Phenomenon in Advanced Dynamically Depleted SOI MOSFET
Haobo Huang · Tianye Yu · Yudi Zhao · Guangxi Hu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本研究对先进动态耗尽（DD）绝缘体上硅（SOI）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的电流噪声功率谱密度（PSD）进行了表征。通过比较体接触（BC）模式和浮体（FB）模式下的功率谱密度，研究了体接触模式下类似洛伦兹型的过量噪声。通过分析各种洛伦兹噪声的物理机制并采用核密度估计（KDE）方法，发现这一独特的噪声现象主要归因于硅膜中陷阱的物理位置，以及不同器件工作模式下各种偏置电压下能态的填充水平。为对这一观测到的现象进行建模，开发了一个基于物理的解析体电势模型，然后基于该体电势建立了一个新...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SOI MOSFET器件噪声特性的研究具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件的噪声特性直接影响系统的电能质量、电磁兼容性能和控制精度。 该研究针对先进动态耗尽型SOI MOSFET的洛伦兹噪声现象建立了基于物理机制的精确模型，这对...
基于分布式近端策略优化的输配电网电动汽车与可变能源调度双层求解策略
A bi-level solution strategy based on distributed proximal policy optimization for transmission and distribution network dispatch with EVs and variable energy
Peng Lu · Hanqing Lan · Qiwei Yuan · Zhihao Jiang 等14人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 将大规模风电与大量电动汽车（EV）负荷接入电力系统，对电网的安全性与经济运行带来显著影响，带来了诸如电网调度指令频繁变动、电动汽车充放电行为无序以及网络损耗增加等一系列挑战。为此，本文建立了一种考虑大规模电动汽车的输配电网双层优化调度策略模型，采用分布式近端策略优化方法，高效管理机组出力及系统的充放电能力，并实时将这些能力分配至各个节点。上层模型以最小化系统总运行成本为目标，优化热电机组的运行状态，并调控输电网络中参与充放电的电动汽车数量；下层模型则通过优化配电网络中电动汽车的充放电功率、...
解读: 该输配电网双层优化策略对阳光电源储能及充电桩业务具有重要价值。文中分布式近端策略优化算法可应用于ST系列储能变流器的多站点协调控制,优化PowerTitan储能系统在电网调度中的充放电策略,降低网损成本。针对大规模电动汽车接入场景,可指导充电桩产品开发智能调度功能,结合iSolarCloud平台实现...