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采用背沟道SnO/a-GaOₓ p-n异质结结构的p型SnO薄膜晶体管氧化物PMOS反相器
Oxide-PMOS Inverter Using p-SnO Thin-Film Transistors With Back-Channel SnO/a-GaOₓ p-n Heterojunction Structure
Yong Zhang · Sashank Sriram · Kenji Nomura · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
增强型（E 型）p 沟道氧化物薄膜晶体管（TFT）的缺失限制了 p 沟道氧化物 TFT 的应用。为克服这一挑战，针对 E 型 p 沟道 SnO-TFT 开发了一种利用 n 型非晶 GaOx 的低温背沟道 pn 异质结结构。这种方法将工艺对 p 沟道 SnO 的损伤降至最低，在不影响器件性能的情况下实现了稳定的 E 型工作模式。E 型 SnO-TFT 的阈值电压为 -4.7 V，空穴场效应迁移率为 2.6 cm²/(V·s)，其器件性能与耗尽型（D 型）器件相当。对 pn 二极管进行的器件实验和仿...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氧化物p型薄膜晶体管（TFT）技术虽然目前聚焦于显示和集成电路领域，但其底层创新理念对我们的功率电子产品具有潜在的启发价值。 该研究通过背沟道p-n异质结构实现了增强型p沟道氧化物TFT，解决了长期困扰业界的p型氧化物半导体器件性能瓶颈。其核心价值在于：首先，低温工艺...
狄拉克源场效应晶体管中的耗散输运与自加热效应
Dissipative Transport and Self-Heating Effects in Dirac-Source FETs
Zeyu Zhang · Yunxiang Yang · Jing Guo · Fei Liu · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
狄拉克源场效应晶体管（DSFET）被认为是未来低功耗电子器件的一个有前景的候选方案。然而，电子 - 声子（e - ph）散射效应和自热效应（SHE）对亚阈值摆幅（SS）和电子电流的影响尚未得到全面研究。在本文中，我们使用非平衡格林函数（NEGF）方法研究了DSFET中的e - ph散射效应和SHE。我们模拟了一种以二硫化钼（MoS₂）作为沟道和漏极材料的特定DSFET。结果表明，在偏置电压 ${V} _{\text {d}}=0.5$ V时，e - ph散射使DSFET的亚阈值摆幅从48 mV/...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Dirac源场效应晶体管（DSFET）的研究揭示了未来低功耗电子器件的重要技术路径，对我们在光伏逆变器和储能系统的功率半导体应用具有前瞻性参考价值。 该研究深入分析了电子-声子散射和自热效应对DSFET性能的影响，发现其亚阈值摆幅（SS）仅为58 mV/decad...
基于动态模态分解的IGBT模块降阶温度场预测方法
Dynamic Mode Decomposition Based Reduced-Order Temperature Field Prediction Method for IGBT Module
Jiahao Geng · Fujin Deng · Kai Hou · Qiang Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对高功率IGBT模块的温度场分布分析，本文提出了一种基于动态模态分解（DMD）的降阶温度场预测方法。该方法利用有限元仿真获取的快照数据，在保证高精度的前提下，显著降低了计算复杂度，为电力电子系统的热设计与可靠性评估提供了高效的分析手段。
解读: 热管理是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统核心竞争力的关键。该研究提出的DMD降阶模型能显著提升热仿真效率，缩短产品研发周期。在实际应用中，该技术可集成至iSolarCloud平台或嵌入式控制系统中，实现对IGBT模块结温的实时高精度预测，从而优化功率器件的过温保护策略，提升...
垂直结构氮化镓鳍式结型场效应管
Fin JFET）短路鲁棒性的突破
Ruizhe Zhang · Jingcun Liu · Qiang Li · Subhash Pidaparthi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
当前商用氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）短路鲁棒性不足，在400V总线电压下短路耐受时间通常小于1μs，远低于汽车动力总成要求的10μs以上。本文展示了一种垂直结构GaN Fin JFET，通过器件结构创新显著提升了短路耐受能力，为GaN器件在高性能电力电子系统中的应用提供了新路径。
解读: 该研究针对GaN器件短路耐受力弱这一行业痛点，提出了垂直结构GaN Fin JFET方案。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，将极大提升公司在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器中的竞争力。特别是在户用光伏逆变器和充电桩产品线中，利用高鲁棒性的GaN器件可进一步减小磁性元件体积，提升整机效率与可靠...
基于刻蚀目标层与高选择性刻蚀技术的高产率增强型GaN p-FET
High-Yield Enhancement-Mode GaN p-FET With Etching-Target Layer and High-Selectivity Etching Techniques
Xuanming Zhang · Yuanlei Zhang · Jiachen Duan · Zhiwei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
本文报道了采用p-Al0.05Ga0.95N刻蚀目标层（ETL）的增强型GaN p沟道异质结场效应晶体管（p-FET）。通过优化高选择性刻蚀工艺，实现p-GaN刻蚀速率约1 nm/min，并获得p-GaN与p-Al0.05Ga0.95N之间4:1的选择比。刻蚀工艺窗口扩展至10分钟，显著提高器件制备良率。器件阈值电压为−1.15 V，最大电流密度达6.16 mA/mm，且多器件间阈值电压与导通电流高度一致，展现出优异的重复性与一致性，为互补电路集成提供了重要基础。
解读: 该高产率增强型GaN p-FET技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。p沟道GaN器件可与现有n沟道器件构成互补拓扑，为ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器提供更高集成度的功率模块方案。高选择性刻蚀工艺实现的10分钟工艺窗口和优异一致性，可显著提升GaN器件制造良率，降低成本。阈值电压−1.15...
一种用于GaN HEMT中肖特基型pGaN栅极的综合寿命模型
A Comprehensive Lifetime Model for Schottky-Type pGaN Gate of GaN HEMTs
Siddhesh Gajare · Han Gao · Christopher Wong · Shengke Zhang · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本文对增强型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在不同加速栅极电压和温度条件下开展了系统的随时间变化的栅极击穿研究。碰撞电离（I.I.）被确定为导致 p-GaN 栅极击穿失效的主要老化机制。基于碰撞电离机制，本文建立了一个全面的栅极寿命模型，以定量描述平均失效时间（MTTF）与电压和温度的关系。在不同温度范围内观察到两种不同的激活能（$E_{\mathbf {a}}$）。在较低温度下，平均失效时间对温度的依赖性主要受碰撞电离系数温度依赖性的影响，导致激活能为负值。在较高温度下，热电子发...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于增强型GaN HEMT器件pGaN栅极寿命模型的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品实现技术跃升的关键使能技术。 该研究系统揭示了pGaN栅极的失效机制，确认碰撞电离是主要退化路径，并建立了...
高温电力电子变换器综述
Review of High-Temperature Power Electronics Converters
Yudi Xiao · Zhe Zhang · Martijn Sebastiaan Duraij · Tiberiu-Gabriel Zsurzsan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文综述了高温环境下电力电子变换器的性能退化问题，包括效率下降、抗噪能力减弱及系统可靠性降低。分析了在深地钻探、航空航天及汽车等严苛环境下，高温对变换器设计与运行的挑战及应对策略。
解读: 高温运行能力是提升阳光电源产品功率密度与可靠性的关键。对于PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器，在极端环境下的热管理直接影响器件寿命。文章提到的高温性能退化分析，对公司优化功率模块封装、散热设计及SiC/GaN等宽禁带半导体在高温场景下的应用具有重要指导意义。建议研发团队结合多物理场耦合...
高温增强型Ga₂O₃单片双向开关，击穿电压超6.5 kV
High-Temperature Enhancement-Mode Ga₂O₃ Monolithic Bidirectional Switch With >6.5 kV Breakdown Voltage
Yuan Qin · Chongde Zhang · Matthew Porter · Xin Yang 等9人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
本文报道了一种增强型Ga₂O₃单片双向开关，在150°C下实现双向>6.5 kV击穿电压，200°C时仍达4.7 kV；阈值电压1.9 V，比导通电阻1755 mΩ·cm²，高温下性能稳定。为超宽禁带双向器件首次实现200°C工作。
解读: 该Ga₂O₃ MBDS器件在高温高电压下的优异性能，可提升阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统的高压直流侧开关可靠性与功率密度，尤其适用于沙漠/热带等高温场景的光储电站。建议在下一代1500V+高压储能变流器中评估其替代SiC MOSFET用于直流耦合双向拓扑的可行性，并联合开展高温...
基于滑模观测器的永磁同步电机机械参数估计
Sliding-Mode Observer-Based Mechanical Parameter Estimation for Permanent Magnet Synchronous Motor
Xiaoguang Zhang · Zhengxi Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机（PMSM）驱动系统机械参数估计算法。通过构建扩展滑模机械参数观测器（ESMMPO），实现对系统扰动的实时跟踪，进而精确提取机械参数信息，提升电机驱动系统的控制性能与鲁棒性。
解读: 该技术主要应用于高性能电机驱动控制，与阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能PCS）虽非直接对应，但其核心的滑模观测与参数辨识算法在风电变流器（风机侧电机控制）及电动汽车充电桩的功率模块散热风扇控制中具有潜在应用价值。建议研发团队关注该算法在提高变流器控制鲁棒性及电机故障诊断方面的潜力，特别是在风电变...
非线性平面磁性元件模型的实现
Implementation of a Nonlinear Planar Magnetics Model
Lew Andrew Ravelas Tria · Daming Zhang · John E. Fletcher · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文提出了一种用于平面磁性元件的非线性集总参数模型。该技术通过麦克斯韦方程的一维分析，为多层平面磁性元件开发了等效电路模型。导电层被表示为阻抗网络，绝缘区域则建模为空心电感，并进一步扩展以表征磁性材料的非线性特性。
解读: 平面磁性元件是阳光电源组串式逆变器及PowerStack/PowerTitan储能变流器高功率密度设计的核心。该非线性建模方法能更精确地预测高频下的磁芯损耗与绕组效应，有助于优化变压器和电感设计，提升整机效率并降低温升。建议研发团队将其引入磁性元件仿真流程，以缩短高功率密度产品的研发周期，并在应对宽...
并网微电网的高级控制：挑战、进展与趋势
Advanced Control of Grid-Connected Microgrids: Challenges, Advances, and Trends
Oluleke Babayomi · Yu Li · Zhenbin Zhang · Ki-Bum Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文综述了可持续微电网中可再生能源（光伏、风能）的集成技术。重点探讨了先进非线性控制策略在电力变换器中的应用，旨在提升电网可靠性、韧性及脱碳水平，并分析了微电网并网控制的当前挑战与未来发展趋势。
解读: 该文献探讨的非线性控制策略与构网型（GFM）技术高度契合，对阳光电源的PowerTitan储能系统及组串式光伏逆变器在弱电网环境下的稳定性提升具有重要指导意义。随着全球电网对分布式能源支撑能力要求的提高，建议研发团队将文中提到的先进控制算法集成至iSolarCloud平台，优化逆变器在微电网运行模式...
基于双向压电变换器的零电压开关运行分析
Analysis of Bidirectional Piezoelectric-Based Converters for Zero-Voltage Switching Operation
Marzieh Ekhtiari · Zhe Zhang · Michael A. E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文深入分析了基于压电变压器的无电感双向开关电源的零电压开关（ZVS）技术，重点研究了半桥拓扑结构。文章探讨了在双向压电功率变换器中实现全开关管ZVS的挑战，并提供了相应的理论分析方法，旨在优化开关损耗与系统效率。
解读: 该研究探讨了压电变压器在电力电子变换中的应用，属于前沿功率变换技术。目前阳光电源的组串式逆变器、储能PCS及充电桩产品主要基于硅基或碳化硅功率器件的电磁变压器方案。压电变压器具有高功率密度和低电磁干扰潜力，但目前在大功率、高可靠性工业场景下的成熟度尚不足。建议研发团队关注其在小型化辅助电源或低功率充...
永磁同步电机驱动的两级串联模型预测转矩控制
Two-Stage Series Model Predictive Torque Control for PMSM Drives
Xiaoguang Zhang · Kang Yan · Ming Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种用于永磁同步电机驱动的两级串联模型预测转矩控制方法。该方法基于瞬时功率理论，将转矩与磁链控制转化为有功转矩与无功转矩的双转矩控制，从而消除了传统模型预测转矩控制中权重因子的调节难题。
解读: 该算法主要针对电机驱动控制，虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏逆变器和储能PCS，但该技术在电机控制领域的优化思路（如消除权重因子、基于瞬时功率理论的解耦控制）对阳光电源的电动汽车充电桩电机驱动模块、风电变流器以及储能系统中的辅助电机控制具有参考价值。建议研发团队关注其在降低计算复杂度、提升动态响应方...
单相Boost AC/DC变换器的无模型控制
Model-Free Control of Single-Phase Boost AC/DC Converters
Hengguo Zhang · Hongmei Li · Jingkui Mao · Chen Pan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
传统PI控制在单相AC/DC变换器的功率因数校正和电压调节中，易受输入电压波动及负载变化等干扰影响。本文提出一种无模型控制（MFC）策略，旨在提升系统在不确定性扰动下的动态性能与鲁棒性。
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。户用逆变器常面临电网电压波动和非线性负载冲击，传统的PI控制在复杂工况下难以兼顾动态响应与稳定性。引入无模型控制（MFC）可有效增强系统对参数摄动和外部扰动的鲁棒性，减少对精确数学模型的依赖，从而提升产品在弱电网环境下的电能质量。建议研...
基于压电变压器的开关电源动态最优死区时间研究
Dynamic Optimum Dead Time in Piezoelectric Transformer-Based Switch-Mode Power Supplies
Marzieh Ekhtiari · Thomas Andersen · Michael A. E. Andersen · Zhe Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
在高频功率变换器中，软开关技术对于提升效率至关重要。基于压电变压器的变换器可通过软开关显著降低开关损耗与应力。本文提出了一种动态最优死区时间控制策略，旨在确保压电变压器输入电容充放电过程中的能量传递，从而实现零电压开关（ZVS）。
解读: 该研究聚焦于压电变压器（PT）在高频变换器中的死区优化，属于前沿功率电子拓扑研究。目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要基于硅基IGBT或SiC/GaN功率器件，压电变压器技术在功率密度和可靠性方面尚处于实验室探索阶段。建议研发团队关注该技术在超小型化辅助电源或低...
考虑磁芯损耗效应的容性负载双向高压反激变换器开关周期解析建模
Analytical Switching Cycle Modeling of Bidirectional High-Voltage Flyback Converter for Capacitive Load Considering Core Loss Effect
Lina Huang · Zhe Zhang · Michael A. E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
随着智能材料的发展，对驱动容性负载的双向高压功率变换器需求日益增长。本文提出了一种基于开关周期的解析模型，用于分析驱动容性负载的高压双向变换器，并重点考虑了磁芯损耗的影响。该模型有助于深入理解变换器在复杂负载下的动态特性与损耗机制，为高压电源系统的优化设计提供理论支撑。
解读: 该研究关注高压双向反激变换器及容性负载驱动，与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及PCS技术存在技术重叠。虽然反激拓扑多用于小功率辅助电源，但其建模方法对提升PCS内部辅助供电系统的效率与可靠性具有参考价值。此外，针对容性负载的建模分析，可为公司在新型储能应用场景（如...
用于宽输出带宽的调制增强型最近电平量化
Modulation-Enhanced Nearest-Level Quantization for a Wide Output Bandwidth
Jinshui Zhang · Xiaoyang Tian · Boshuo Wang · Angel V. Peterchev 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
多电平变换器在高性能应用中展现出巨大潜力，但往往受限于开关频率与输出带宽的折中。本文提出了一种调制增强的最近电平量化（NLQ）方法，旨在提升多电平变换器的输出带宽与信号质量，使其能有效应用于直流电网稳定及高频精密控制等领域。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在大型光伏电站与储能系统中，提升逆变器输出带宽有助于增强系统对电网扰动的动态响应能力，特别是在弱电网环境下，通过优化多电平调制策略，可进一步降低谐波含量并提升电能质量。建议研发团队评估该NLQ方法在IGBT/...
单层共模电感通用分析模型
A General Analytical Model of Single-Layer Common-Mode Chokes
Qiao Li · Biyan Xie · Yechi Zhang · Jun Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
准确建模共模（CM）电感对于EMI滤波器的设计与优化至关重要。本文指出了常用分析模型在应用于CM电感时存在显著误差的局限性，并提出了一种更全面、精确的分析模型，通过考虑时变电场等因素修正了这些误差。
解读: 共模电感是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品中EMI滤波电路的核心组件。随着产品功率密度不断提升，高频开关带来的电磁干扰（EMI）问题日益突出。该模型通过更精确的参数建模，有助于研发团队在设计阶段更准确地预测滤波器性能，减少样机调试次数，缩短研发周期。建议在组串式逆变器和PowerTitan...
基于硅衬底的E模AlN/GaN HEMT在3.6 GHz下实现80.4%功率附加效率用于低电源电压射频功率应用
E-Mode AlN/GaN HEMTs on Si With 80.4% PAE at 3.6 GHz for Low-Supply-Voltage RF Power Applications
Guangjie Gao · Zhihong Liu · Lu Hao · Fang Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月
在硅衬底上制备了具有 160 纳米 T 形凹槽栅的增强型（E 型）AlN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。所制备的器件阈值电压（${V}_{\text {TH}}$）为 +0.35 V，最大漏极电流（${I}_{\text {DMAX}}$）为 1.58 A/mm，导通电阻（${R}_{\text {ON}}$）低至 1.8 Ω·mm，峰值跨导（${G}_{\text {MMAX}}$）超过 580 mS/mm。截止频率（${f}_{\text {T}}$）达到 85 GHz，最大振荡频...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项增强型AlN/GaN HEMT技术展现出显著的战略价值。该器件在低供电电压（6V）下实现80.4%的功率附加效率（PAE），这一突破性指标直接契合我们光伏逆变器和储能变流器对高效功率转换的核心需求。 技术优势方面，该器件的正阈值电压（+0.35V）实现了常关特性，这对...
ZVS Buck变换器的多时间尺度分析模型
A Multitime-Scale Analytical Model of ZVS Buck Converter
Mengjia Wei · Quanming Luo · Jian Chen · Xinyue Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种针对基于低压eGaN HEMT的零电压开关（ZVS）Buck变换器的多时间尺度分析建模方法。该模型综合考虑了寄生电感、非线性结电容及非线性跨导等因素，详细探讨了开关稳态与瞬态模式，为提升高频功率变换器的设计精度提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于GaN器件在Buck电路中的高频建模，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN等宽禁带半导体在小功率变换器中的应用日益广泛。该多时间尺度建模方法有助于优化阳光电源产品中DC-DC级的设计，通过精确预测开关瞬态过程，可有效降低开关损耗、优化EM...
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