Matthieu Beley · Loris Pace · Arnaud Bréard · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

Class E逆变器因驱动简单、效率高且元件数量少，广泛应用于甚高频功率变换领域。本文提出一种适用于任意负载阻抗、输出功率和开关频率的通用设计方法，并引入可视化工具辅助设计者确定最优工作点。根据不同应用需求，可对多个工作点的性能进行评估。以40.68 MHz、50 W、5 Ω无线功率传输负载为例，设计三种满足相同指标的方案，制作样机并实验验证。充分考虑氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的非线性输出电容特性，实测逆变器在额定工作点的效率达到87.7%至89.8%。

解读: 该甚高频Class E逆变器通用设计方法对阳光电源GaN器件应用具有重要参考价值。文中针对GaN HEMT非线性输出电容特性的建模与优化设计思路，可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的高频化设计，提升功率密度。40.68MHz频率下87.7%-89.8%的效率表现，验证了负载导向设计方法的有效...

Mohammad Sajid Nazir · Mir Mohammad Shayoub · Nivedhita Venkatesan · Patrick Fay 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

本文提出了一种对极化渐变氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）进行建模的方法。与传统的GaN HEMT不同，传统GaN HEMT在势垒层 - 沟道层界面形成二维电子气（2DEG），而渐变结构具有三维电子分布。本文使用半导体工艺及器件模拟软件（TCAD）模拟来提取载流子密度和能带图，以此作为模型开发的基础。推导过程采用了对费米 - 狄拉克积分解的精细近似，通过使用电势平衡，在确保可微性的同时，准确地将载流子密度与施加的栅极偏置关联起来。随后，采用基于表面电势的方法对终端电流和电荷进行建模。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项极化梯度GaN HEMT紧凑模型技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的三维电子分布结构显著提升了器件线性度，这直接对应我们在高功率光伏逆变器和储能变流器中面临的核心技术挑战。 在光伏逆变器领域，传统GaN HEMT器件虽然具备高开关频率和低损耗优势，但线性度不足常导...

Wenhao Yang · Yuyin Sun · Mengnan Qi · Shikai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本研究提出了一种基于高精度人工神经网络（ANN）的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）建模框架，该框架在较宽的温度范围（27 °C - 500 °C）内实现了误差小于1.2%的高精度建模。所开发的模型可对碳化硅集成电路进行可靠的SPICE仿真，有助于高温模拟电路的设计和实验验证。采用pMOS电流源负载的单级共源（CS）放大器在500 °C时的最大低频增益达到25.5 dB，而两级放大器在500 °C时可实现52.5 dB的增益，单位增益带宽（UGBW）为220...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的SiC MOSFET建模技术具有重要的战略价值。该研究实现了27°C至500°C宽温度范围内误差小于1.2%的高精度器件模型，为极端环境下的功率电子应用提供了可靠的设计工具。 对于光伏逆变器和储能系统而言，该技术的核心价值体现在三个层面：首先，高温工...

Ze Zhou · Jingxin Li · Jianlong Kang · Zhen Xin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

提出基于空心线圈的可集成三维磁场扫描方法,用于功率模块电磁兼容评估、可靠性设计和芯片选型。针对多场源强耦合环境下现有技术带宽、尺寸和成本的挑战,设计可集成三维磁场探头,通过捕获x/y/z轴磁场分布重构器件内部三维磁场图。开发多脉冲平台验证,实验样机带宽达30MHz,灵敏度约10V/T(0.2mm处0.01V/(A/m))。

解读: 该三维磁场扫描技术对阳光电源功率模块设计和测试具有重要应用价值。可用于ST储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/IGBT功率模块的电磁特性评估,优化器件布局和EMC设计。高频高灵敏度磁场探头技术可集成到阳光电源功率模块封装中实现在线监测,提升产品可靠性。该方法对PowerTitan等大功率储能系统的多...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

摘要：功率变换器中单个组件（如半导体功率开关和电感器）的在电路阻抗可能会偏离其离线阻抗，从而影响电磁干扰（EMI）估算。现有方法在提取这些组件的在电路阻抗方面存在挑战。为克服这一局限，本文提出了一种基于电容耦合夹具适配器（CFA）的方法，其中紧凑型CFA作为矢量网络分析仪（VNA）与功率变换器被测节点之间的互连。与传统的电容耦合方法不同，CFA由五级结构组成，包括柔性端部（FE）、同轴电缆、直流阻断器、保护器和衰减器；并且便于在运行中的功率变换器中进行配置。此外，FE可以配置成反射、并联直通和串...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电容耦合夹具适配器的在路阻抗提取技术具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件和电感元件的实际工作阻抗特性直接影响传导电磁干扰（EMI）水平，而传统离线测试方法无法准确反映元件在真实工作状态下的阻抗特性，导致EMI仿真与实测存在显著...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

在48 V数据中心电源系统的两级架构中，前端中间总线转换器（IBC）需要同时适应48 V的标称输入电压和备用电池的宽输入电压范围（通常为40 V - 60 V）。为应对这一设计挑战，我们提出了一种基于移相调节谐振开关电容的IBC。在标称输入下，它通过一个 n:1的变压器实现4n:1的电压转换比，并且显著降低了初级开关上的电应力。此外，零电压开关（ZVS）不依赖于变压器的励磁电流。因此，可以抑制励磁电流以优化效率。当连接备用电池时，在堆叠桥之间引入移相以调节宽输入电压。本文提供了理论分析和设计考量...

解读: 从阳光电源储能系统和数据中心能源解决方案的业务视角来看，这项相移调节谐振开关电容中间母线变换器技术具有重要的应用价值和借鉴意义。 该技术针对48V数据中心电源系统的宽输入电压范围（40V-60V）设计挑战，提出了创新的相移调节方案。这与阳光电源在储能系统中面临的电池电压波动问题高度契合。在我们的模...

Waqar Hussain Khan · Dukju Ahn · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出采用螺旋形开槽结构提升电容式无线功率传输的耦合电容，并给出优化参数选择策略以提高整体效率。所设计的电容耦合板采用细密螺旋图案，增加电容内部自感，有效补偿耦合电容，从而在相同物理尺寸下提升净耦合电容值。针对最大化效率的阻抗变换网络，分析了给定耦合电容及其寄生电阻下的最优匹配阻抗，并推导出耦合电容效益饱和的理论极限。相比传统电感-电容混合耦合器，该方案无需利兹线和笨重易碎的铁氧体材料，降低了所需匹配电感值及逆变器与发射端电流，减少发射侧损耗。实验在2.8 MHz频率下实现200 W负载功率，...

解读: 该螺旋电容耦合技术对阳光电源储能及充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于模块间无线功率传输，替代传统接插件连接，提升系统可靠性和维护便捷性。对于充电桩产品，该技术提供了无接触式充电方案，特别适用于恶劣环境下的工业储能充电场景。螺旋结构通过增强自感补偿耦合电容，在2...

Hyuk Leea · Yun-Ho Seoa · Pyung-Sik Mab · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.396

摘要 锂离子电池（LIBs）因其高效率和紧凑的设计，在储能系统和电动汽车等现代技术中具有关键作用。然而，由于过热引发的热失控（TR）风险，特别是在缺乏有效早期安全预警的情况下，严重限制了其更广泛的应用。本研究通过将超声诊断与常规参数（如力、电压和温度）相结合，系统地研究了在不同加热功率下锂离子电池中热失控的发展过程。基于电池内部周期性多层结构的Floquet-Bloch分析，我们采用了覆盖近2 MHz高频色散区域的宽频带超声波，从而显著增强了对热失控初期阶段电池内部微结构变化的敏感性。特别是，该...

解读: 该超声波热失控早期预警技术对阳光电源储能系统安全性提升具有重要价值。可集成至PowerTitan及ST系列PCS的电池管理系统中,在传统温度、电压监测基础上,通过2MHz超声波检测电池内部微结构变化,实现排气前282-953秒、热失控前377-851秒的提前预警,显著优于膨胀力监测。该技术可与iSo...

Ziyan Zhou · Qiang Luo · Yufan Wang · Yuefei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

LLC直流变压器（LLC-DCX）因具备软开关特性，可在高频下实现高效率能量传输，广泛应用于高功率密度场合。然而，传统驱动集成电路的驱动损耗与开关频率成正比，在高频时导致显著的栅极驱动损耗，限制了LLC-DCX开关频率的进一步提升。本文提出一种双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器（DPCRGD），用于驱动LLC-DCX副边MOSFET，可提供两路互补驱动信号。相比传统电压源驱动电路及现有研究，该驱动器具有更低的驱动损耗和更小的占用面积。通过原理分析、损耗建模、参数优化与对比研究，并在1.3 MHz、...

解读: 该双通道谐振栅极驱动技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。LLC-DCX拓扑广泛应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级、PowerTitan储能系统的电池接口变换器，以及充电桩的功率变换模块。该驱动器在1.3MHz高频下实现88%驱动损耗降低和49%面积缩减，可直接应用于：1）储能PCS...

Prahalad Murali · Pragna Bhaskar · C. Charlotte Buchanan · Dustin A. Gilbert 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年10月

随着人工智能和数据中心应用对电力需求的不断增加，直流 - 直流转换器必须靠近小芯片放置，以实现高效供电。这些转换器电路中使用的电感器有着严格的要求，仅通过修改电感器设计无法满足这些要求。需要在磁性材料方面取得进展，以确保转换器电路达到高效率。本研究探讨了由铁 - 6.5 重量百分比硅和双苯并环丁烯（BCB）组成的金属 - 聚合物复合材料（MPC）系统中金属填料的形状、晶体结构和退火处理对磁导率、饱和特性、小信号损耗（ $r_{acx}$ ）和大信号损耗（ $R_{acx}$ ）的影响。在 5 兆...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于封装嵌入式集成稳压器环形电感器的金属填料改性研究具有重要的战略意义。该技术针对AI和数据中心应用中DC-DC转换器的高功率密度需求，通过优化Fe-6.5wt%Si与BCB聚合物复合材料的金属填料特性，实现了15.4-18.67的磁导率和0.016-0.032的低损耗...

Weihua Chen · Chao Wang · Xiaoheng Yan · Feiyu Zhu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

针对心脏起搏器无线能量传输系统传输效率低、偏移容忍度差和磁泄漏严重的问题,提出基于多重磁负材料(Multi-MNG)的新型无线电能传输系统。基于MNG等效介质理论和磁场分布,设计三种不同磁导率超材料单元混合排列,确保磁场有效会聚、屏蔽磁泄漏并降低比吸收率(SAR)。8.94MHz仿真验证了Multi-MNG系统的准确性、高效率、鲁棒性和安全性,最大SAR值0.0000504。实验验证系统最大输出功率1.323W,传输效率峰值72.1%,温升2.9°C,满足人体安全标准。

解读: 该磁负材料无线电能传输技术对阳光电源植入式医疗设备和小功率无线充电产品线有创新启发。Multi-MNG磁场会聚和泄漏屏蔽技术可应用于新能源汽车小功率无线充电场景,如车内手机无线充电,提高安全性和效率。超低SAR设计理念对阳光电源拓展可穿戴设备和医疗电子领域无线电能传输解决方案有参考价值。该技术对户用...

Ping Wang · Yanming Liu · Qian Li · Zixu Pang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

本文提出一种新型二次侧可重构S/SP（R-S/SP）补偿网络及参数设计方法。该网络通过开关切换实现无需通信的负载无关恒流模式（CCM）与恒压模式（CVM）重构。基于双端口网络传输矩阵法，详细推导了通用设计方法。通过调节参数因子，R-S/SP拓扑可在宽负载范围内维持零电压开关特性，并在偏移容忍条件下保持电压与电流增益稳定，且增益可调。实验研制了0.6 MHz、108 W的IPT样机，CVM输出72 V，CCM输出1.5 A。结果表明，系统在全阻抗范围内实现了CCM与CVM的负载无关切换，在±21%...

解读: 该可重构S/SP补偿IPT技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其负载无关CC/CV模式切换特性可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩设计，实现无通信协议的恒流预充与恒压充电自动切换，简化控制系统。0.6MHz高频化设计与ZVS软开关技术可借鉴至SiC/GaN功率器件应用，提升ST储能变...

Weili Guo · Guochun Xiao · Laili Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

在大电流、高功率应用中，与分立器件相比，设计人员往往更倾向于使用半导体功率模块。引线键合功率模块是应用最为广泛的类型。引线键合功率模块内部集成了多个功率半导体芯片。该器件呈现出复杂的多物理场耦合特性，其中热量和机械应力的不均匀分布会导致电流分布不均。因此，对功率模块进行实时电流监测是提高其可靠性的有效途径。然而，传统的电流测量方法是监测功率模块的外部电流，无法实时检测流经每个功率半导体芯片的电流，且难以集成到模块内部。本文介绍了一种利用磁阻 - 罗氏线圈型混合传感器实现的键合线非接触式电流传感技...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合传感器的功率模块非接触式电流测量技术具有重要的应用价值。我司光伏逆变器和储能变流器产品中大量采用大功率IGBT/SiC模块，这些模块内部多芯片并联工作时的电流不均衡问题一直是影响系统可靠性和寿命的关键因素。 该技术的核心创新在于通过磁阻-罗氏线圈混合传感器实现...

Dingxiang Ma · Ming Qiao · Yangjie Liao · Yixun Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

本文提出了一种基于55纳米BCD平台的超级分裂栅横向双扩散金属氧化物半导体（SSG LDMOS）器件，旨在克服击穿电压（BV）、比导通电阻（$R_{SP}$）和栅漏电荷（$Q_{GD}$）之间的折衷关系，同时满足高频功率片上系统（PwrSoC）应用的需求。该器件采用极短的栅极1以实现极低的$Q_{GD}$，并采用偏置的栅极2以实现低$R_{SP}$。测量数据证实，对于7 - 16伏的低压器件，$R_{SP}$和BV之间实现了最优折衷。值得注意的是，与传统的低$C_{GD}$ LDMOS相比，16...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于55纳米BCD平台的超级分栅LDMOS技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的双栅极结构，实现了击穿电压、导通电阻和栅漏电荷之间的优化平衡，这直接契合我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高频、高效功率器件的迫切需求。 该器件在16V应用场景下实现79.5%的栅漏电荷...

Sritam Jena · Saurabh Kumar · Akshay Vijayrao Deshmukh · Ahmet M. Hava 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月

空心永磁同步电机(PMSM)因更高效率、更轻重量和优越性能而受关注,在工业应用中潜力巨大。但有效利用该潜力需克服驱动硬件和控制挑战。提出基于SiC的两相交错Buck变换器馈电准电流源逆变器(准CSI)驱动,专为驱动低电感空心PMSM设计,适合重载风机泵应用。在不连续电流模式(DCM)下运行,有效开关频率1MHz,旨在解决效率和超低成本市场约束,同时降低高开关频率相关控制复杂度。分析两个关键控制挑战:抑制低电感导致的高电流尖峰,以及克服微控制器在中断子程序(ISR)执行时间关键功能的资源限制。构建...

解读: 该空心PMSM高频驱动技术对阳光电源电机驱动产品有创新应用价值。SiC两相交错Buck准CSI拓扑可应用于工商业储能系统的高效电机驱动,提升效率并降低体积。1MHz高频DCM运行技术对阳光电源高功率密度电机控制器设计有借鉴意义。2%效率提升和50%体积减小对阳光电源在风机泵等工业应用领域的市场竞争力...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年5月 · Vol.36.0

开发使用电化学能量存储（EES）的超高性能能源系统是21世纪工业面临的重要挑战。本文采用水热法制备了用于超级电容器应用的Mn3O4/纳米氧化石墨烯（GO）纳米复合电极材料，该方法可获得更安全、更高效且响应更快的电能系统材料。Mn3O4与氧化石墨烯电极的复合降低了其扩散特性，并增强了其电容行为。通过X射线衍射分析对材料的晶粒尺寸和晶体结构进行了测定。扫描电子显微镜（SEM）结果显示，纳米氧化石墨烯/Mn3O4半导体在太阳能电池、光电子及电子器件领域具有应用前景。采用循环伏安法在1 M KOH电解液...

解读: 该GO/Mn3O4纳米复合材料超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其139.95 Fg⁻¹比电容和优异循环伏安特性可应用于ST系列PCS的直流侧缓冲电容优化,提升PowerTitan储能系统的功率响应速度和循环寿命。纳米材料的宽频介电特性与GaN器件的高频开关特性协同,可为三电平拓扑和...

Syed Misbah Un Noor · Syed Ahson Ali Shah · Shahid Khan · Izaz Ali Shah 等6人 · IEEE Access · 2024年12月

生物医学工程中无线通信需求增长开辟新研究前沿。本文引入创新微型化（4×9mm²）多输入多输出MIMO圆极化CP可植入天线用于无线胶囊内窥镜WCE系统。所提设备采用两个希尔伯特曲线形状蜿蜒谐振器。希尔伯特曲线固有的空间填充特性有助于小型化和带宽增强达250MHz，以覆盖不同器官间可能失谐。同时，采用曲线固有自然对称性和正交端口排列，显著改善隔离度达27dB，增强增益为-27.9dBi。在胃、小肠和大肠中对天线集成WCE系统在均质和异质环境中进行综合仿真分析。无需外部去耦结构，系统显示良好MIMO特...

解读: 该小型化MIMO天线技术对阳光电源物联网设备和传感器具有借鉴意义。虽然该研究针对医疗设备，但其小型化设计和高隔离度技术可应用于阳光储能系统的无线通信模块。阳光大型储能电站需要部署大量无线传感器监测电池单体状态，该希尔伯特曲线天线的紧凑尺寸（4×9mm²）和宽带特性可优化阳光传感器设计。在电磁复杂环境...

The Chairman · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年7月 · Vol.36.0

开发兼具优异介电性能和电化学性能的多功能纳米材料，对于推动现代电子技术和储能技术的发展至关重要。本研究合成了己二胺功能化的氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），并对其进行了系统性研究。氧化锌纳米颗粒成功地与1,6-己二胺进行了表面功能化，综合分析证实了其结构、光学、化学和形貌特性的改变，验证了功能化过程的有效性。PXRD结果表明，包覆后样品的结晶度提高且晶粒尺寸增大；FTIR谱图通过特征性的NH和CH2振动峰证实了胺基的成功接枝。光学研究表明，由于量子限域效应，包覆后的ZnO纳米颗粒在吸收光谱中表现...

解读: 该六亚甲基二胺改性ZnO纳米材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其优异的介电性能(1MHz下介电常数达115)可优化ST系列PCS的功率器件绝缘设计,提升SiC/GaN模块的散热与电气性能。非对称超级电容器展现的81%容量保持率(15000次循环)和10.94mWh/cm²能量密度,可为Po...

Research Data Policy · Data availability: Data will be made available on reasonable request. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年9月 · Vol.36.0

本研究报道了具有改善的热学和介电性能的交联聚乙烯醇/氧化锌（XLPVA/ZnO）纳米复合薄膜的制备，该材料有望应用于柔性电子器件和储能设备。研究动机在于通过化学交联与纳米粒子增强相结合的方式，开发低成本、柔性且热稳定的介电材料。采用改进的溶胶-凝胶法制备ZnO纳米颗粒，并以不同的质量分数（x = 0、1、2、4和6 wt%）引入经草酸交联（交联度为20%）的PVA基体中。X射线衍射（XRD）结构分析表明，随着ZnO含量的增加，结晶度和晶粒尺寸均有所提高，晶粒尺寸从16 nm增至27 nm。傅里叶...

解读: 该交联PVA/ZnO纳米复合材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。材料展现的宽频介电特性(40Hz-1MHz)和热稳定性提升(残留质量提高60%)可应用于ST系列PCS的柔性电容器和绝缘层设计。其离子导电机制(活化能<1eV)为PowerTitan储能系统的电解质界面优化提供思路。交联改性技术...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2024年12月 · Vol.36.0

全球范围内能源需求的不断增长以及对可持续能源解决方案的迫切需要，推动了先进储能器件的发展。本研究通过溶剂热法合成了一种新型的三元金属-有机框架（MOF）基氧化物Ce–Ni–Cu@MOF，并用于介电性能的研究。所制备的MOF样品采用XRD、SEM、FTIR、HRTEM、UV–vis-DRS和XPS技术进行了表征。XRD分析表明，在CeO2的立方萤石结构基础上形成了多个晶相，其晶胞体积测定为162 ų。由HRTEM图像获得的晶面间距（CeO2 = 0.312 nm）与XRD谱图结果高度一致。SEM...

解读: 该三元MOF基氧化物材料展现的宽频介电特性和多氧化态离子传输机制,对阳光电源ST系列储能变流器的电容器介质优化具有参考价值。其3.13eV带隙和非德拜弛豫特性可启发PowerTitan储能系统中高温工况下的电介质材料选型。晶界导电机制与阻抗分析方法可应用于GaN功率器件的热管理优化,提升三电平拓扑在...