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基于金刚石散热器封装的热-力分析与优化以提升GaN HEMT性能
Thermal-Mechanical Analysis and Optimization of Diamond Heat Sink Packaging for Enhancing GaN HEMT Performance
Peng Pan · Zujun Peng · Ke Li · Wei Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
本研究分析了以金刚石为散热基板的功率芯片封装结构的热-力特性，显著提升了GaN HEMT的性能。通过优化纳米银焊膏焊接工艺，实现了芯片与金刚石散热体间的可靠集成，有效增强了热点区域的散热能力。理论模拟表明，相较于传统MoCu散热器，金刚石散热器具有更优的散热性能和更低的热应力。实验结果表明，在27.3 W功耗下，结到壳的热阻降低53.4%，芯片表面最高温度下降45.3%，直流输出电流提升9.2%，且功率循环寿命超过33万次无失效，验证了金刚石散热封装在提升高功率器件热电性能与可靠性方面的有效性。
解读: 该金刚石散热封装技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN HEMT器件的高功率密度应用面临严峻散热挑战。研究展示的金刚石散热方案可使结壳热阻降低53.4%、芯片温度下降45.3%，直接提升器件电流输出能力9.2%，这对提高PowerTitan储...
1200V E型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计以提升击穿电压和动态稳定性
Charge Balance Design of 1200-V E-Mode p-GaN Gate HEMT Toward Enhanced Breakdown Voltage and Dynamic Stability
Junjie Yang · Jingjing Yu · Jiawei Cui · Sihang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
本研究探究了蓝宝石衬底上1200 V增强型横向超结p-GaN栅高电子迁移率晶体管（SJ - HEMT）的电荷平衡设计。电荷平衡通过交替的p柱和n柱形成，其中p柱为减薄的p - GaN条带，n柱为二维电子气条带。通过调节p柱和n柱的宽度，研究了电荷平衡设计对SJ - HEMT静态和动态性能的影响。具有电荷平衡的SJ - HEMT的击穿电压（BV）达到2655 V，且击穿电压与栅漏间距（${L}_{\text {GD}}$）之比高达1.56 MV/cm。值得注意的是，SJ - HEMT能有效抑制俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V增强型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计研究具有重要的战略价值。该技术通过创新的横向超结结构设计，在蓝宝石基底上实现了2655V的击穿电压和1.56 MV/cm的高BV/LGD比，这一性能突破对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接应用意义。 当前阳光...
一种基于GAN隐写术的物联网轻量级图像伪造防护方案
A Lightweight Image Forgery Prevention Scheme for IoT Using GAN-Based Steganography
Xiao Li · Liquan Chen · Ju Jia · Zhongyuan Qin 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年10月
计算机视觉（CV）应用赋能了各种物联网（IoT）场景。然而，图像生成和处理工具的发展使得制作极具欺骗性的伪造图像变得越来越容易，从而加剧了图像伪造的风险。基于密码学的方法可以保障图像安全，但由于会损害图像的视觉清晰度，无法直接支持计算机视觉应用。现有的基于生成对抗网络（GAN）的隐写方法能够有效促进计算机视觉应用和图像伪造防范，且隐写图像与原始图像之间具有很高的不可区分性。然而，在资源受限的物联网场景中，这些方法效率低下。因此，我们提出了一种基于生成对抗网络隐写技术的轻量级物联网图像伪造防范方案...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项基于GAN的轻量级图像防伪技术具有重要的潜在应用价值。在光伏电站运维、储能系统监控等场景中，我们大量依赖物联网设备采集的图像数据进行设备状态诊断、故障检测和运维决策。随着AI视觉技术的普及，图像篡改风险日益增加，可能导致误判设备状态、影响运维决策准确性，甚至引发安全事故...
具有独立源极通孔的硅衬底多栅指微波GaN HEMT
Multi-Gate Finger Microwave GaN HEMTs on Si Substrates With Individual Source Vias
Lu Hao · Zhihong Liu · Jin Zhou · Xiaoyan Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
在这篇快报中，我们在 6 英寸硅衬底上制造了多栅指氮化镓（GaN）微波高电子迁移率晶体管（HEMT），采用独立源通孔（ISV）实现源极焊盘的互连。与空气桥相比，独立源通孔技术表现出更低的寄生电容，并且有可能提高大规模制造的良品率。该器件采用 T 形栅，栅脚长度 ${L}_{\text {g}}$ 为 $0.5~\mu $ 米，栅宽为 ${4}\times {100}~\mu $ 米，其最大漏极电流（ ${I}_{\text {dmax}}$ ）达到 600 毫安/毫米，峰值跨导（ ${g}_{\...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于硅基GaN HEMT器件的个体源极通孔（ISV）技术具有重要的战略价值。GaN功率器件是新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术，直接影响系统的功率密度、转换效率和可靠性。 该技术的核心创新在于用硅通孔替代传统空气桥结构实现源极互联，这为阳光电源带来三方面优势：首先...
可解释性增强模糊集用于配电鲁棒最优调度中区域风电不确定性量化
Interpretable Augmented Ambiguity Set for Quantifying Regional Wind Power Uncertainty in Distributionally Robust Optimal Dispatch
Zhuo Li · Lin Ye · Ming Pei · Xuri Song 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
大规模风电并网给电力系统运行带来严峻的不确定性挑战。本文提出一种基于深度学习的可解释增强模糊集，用于分布鲁棒优化框架下的两阶段经济调度，以精确刻画区域风电不确定性。该模糊集融合各风电场细粒度误差模型及站点间交互依赖关系。首次提出多教师知识蒸馏-时间生成对抗网络（MKD-time GAN），通过级联学习机制构建单风电场预测误差的球形模糊集；进一步结合Nataf变换将多个模糊集映射为表征区域联合误差分布的增强模糊集，并推导出可 tractable 的两阶段调度求解算法。IEEE 118节点系统验证了...
解读: 该研究提出的深度学习增强模糊集方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。具体而言：1) 可应用于ST系列储能变流器的调度优化,提升大规模风储联合系统的经济性和可靠性；2) 其多教师知识蒸馏框架可优化PowerTitan储能系统的功率预测算法,提高调度精度；3) 研究的区域联合误差建模方法可用...
稀土氧化物-GaN异质结界面工程用于提升真空紫外探测性能
Interface Engineering of Rare-Earth Oxide-GaN Heterojunction for Improving Vacuum-Ultraviolet Photodetection
Dan Zhang · Jiarong Liang · Han Cai · Weisen Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
氧化镥（Lu₂O₃）是一种超宽带隙（UWB）（5.5 - 6.2 电子伏特）的稀土氧化物，已被提议作为构建真空紫外（VUV）光电探测器的潜在材料。在这项工作中，在 Lu₂O₃/GaN 异质结界面沉积了一层超薄（4 纳米）的氧化铝（Al₂O₃）层，以制备高性能的 Lu₂O₃ 真空紫外光伏探测器。在 0 伏偏压和真空紫外光照下，Lu₂O₃/Al₂O₃/GaN 光电探测器在 192 纳米处的光响应度为 17.2 毫安/瓦，衰减时间为 54.9 毫秒，探测率为 1.2×10¹² 琼斯。该器件的优异性能源...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于稀土氧化物-氮化镓异质结真空紫外光探测器的研究虽属于前沿半导体光电领域，但与公司核心业务的直接关联度相对有限。该技术主要聚焦于真空紫外波段（192nm）的光电探测，其应用场景更多集中在紫外消毒、火焰监测、天文探测等特殊领域，与光伏发电和储能系统的可见光-近红外光谱范...
利用AlGaN背势垒中的二维空穴气实现GaN-on-Si HEMT衬底损耗抑制与射频性能提升
2DHG in AlGaN Back-Barrier for Substrate Loss Suppression and RF Performance Enhancement in GaN-on-Si HEMTs
Yeke Liu · Po-Yen Huang · Chun Chuang · Sih-Han Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
对于射频应用的硅基氮化镓（GaN-on-Si）高电子迁移率晶体管（HEMT）而言，衬底损耗仍是一项关键挑战。在本研究中，我们通过实验验证了氮化镓/铝镓氮（GaN/AlGaN）背势垒（BB）界面处二维空穴气（2DHG）的形成，并首次证明了其在抑制射频衬底损耗方面的重要作用。我们提出了一种二维空穴气屏蔽模型，并通过技术计算机辅助设计（TCAD）仿真进行了验证。此外，我们引入了前偏置技术，可在工作偏置条件下直接观测二维空穴气。小信号建模和S参数测量显示，与无铝镓氮背势垒的器件相比，具有铝镓氮背势垒的器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-on-Si HEMT器件的2DHG背势垒技术具有重要的战略价值。该技术通过在GaN/AlGaN界面形成二维空穴气体来抑制衬底损耗，使器件的截止频率和最大振荡频率分别提升7 GHz和15 GHz，同时改善了功率增益、功率附加效率和线性度指标。 对于阳光电源的核心...
电动汽车锂离子电池过放电的数据驱动故障诊断
Data-Driven Fault Diagnosis of Lithium-Ion Battery Overdischarge in Electric Vehicles
Naifeng Gan · Zhenyu Sun · Zhaosheng Zhang · Shiqi Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
过放电会严重缩短锂离子电池寿命。本文提出一种数据驱动方法，旨在检测电池电压低于截止电压的过放电状态，从而预防电池损坏。该研究对于提升电池管理系统（BMS）的安全性与可靠性具有重要意义。
解读: 该研究对于阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack及户用储能系统）具有极高的应用价值。过放电保护是BMS的核心功能，通过引入数据驱动的故障诊断算法，可以显著提升系统在极端工况下的安全性，延长电池组使用寿命。建议将此类机器学习算法集成至iSolarCloud智能运维平台，通过云...
一种集成模型计算与禁忌搜索的高速无刷直流电机自优化换相校正策略
A Self-Optimization Commutation Correction Strategy Integrating Model Calculation and Tabu Search for High-Speed BLDCM
Yanfei Cao · Gan Wang · Jiawei Li · Dong Yan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对高速无刷直流电机（BLDCM）在准电流源逆变器（QCSI）驱动下定子电流与反电动势相位同步困难的问题，本文提出了一种自优化换相校正策略。该策略综合考虑了绕组阻抗特性及滤波电路影响，结合模型计算与禁忌搜索算法，实现了换相时刻的精确校准，有效提升了高速运行下的电机驱动性能与效率。
解读: 该文献聚焦于高速电机驱动的换相控制算法，虽主要针对BLDCM，但其核心的“模型计算+智能搜索”优化思想对阳光电源的电机驱动类产品具有参考价值。在阳光电源的风电变流器及储能系统中的辅助电机控制领域，该策略可用于提升高速工况下的控制精度与效率。建议研发团队关注其禁忌搜索算法在复杂工况下的实时计算开销，评...
一种实现氮化镓单级车载充电机全范围零电压开关的多目标优化调制策略
A Multi-Objective Optimization Modulation Strategy for Achieving Full-Range ZVS in GaN-Based Single-Stage On-Board Charger
Wenhui Li · Yuxuan Li · Jiancheng Zhao · Junzhong Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
为提升电动汽车充电系统的功率密度与效率，Boost型集成双有源桥（BI-DAB）变换器备受关注。然而，传统调制策略的零电压开关（ZVS）范围有限且优化灵活性不足，影响效率并制约其应用。本文提出一种软硬件结合的多目标优化调制策略，通过建立完整的ZVS模型并考虑励磁电感的影响，结合励磁电感优化设计与移相调控，实现全范围ZVS运行。该策略还支持无缝模式切换，有效实现功率因数校正与准最优电流应力。实验研制了2 kW/150 kHz的GaN基BI-DAB样机，峰值效率达96.6%，总谐波畸变率为1.5%。
解读: 该GaN基BI-DAB全范围ZVS调制策略对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。通过软硬件协同的多目标优化，实现全工况ZVS运行，峰值效率96.6%、THD仅1.5%，可直接应用于阳光电源OBC产品的功率密度提升与效率优化。其励磁电感优化设计与移相调控相结合的方法，为ST储能变流器的双向DC-...
开关磁阻电机驱动的灵活容错拓扑
Flexible Fault-Tolerant Topology for Switched Reluctance Motor Drives
Yihua Hu · Chun Gan · Wenping Cao · Jiangfeng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文提出了一种新型灵活的开关磁阻电机（SRM）容错拓扑，集成了故障诊断、容错控制及先进控制功能。该变换器基于传统非对称半桥驱动，通过单相桥和继电器网络实现。该方案提升了SRM驱动系统在故障情况下的可靠性与运行灵活性。
解读: 该文献研究的开关磁阻电机（SRM）驱动及容错拓扑，主要应用于电动汽车牵引电机领域。虽然阳光电源在电动汽车充电桩领域有成熟布局，但目前核心业务集中在电能变换侧（逆变器、PCS、充电桩电源模块），而非电机驱动控制。该研究中提出的“故障诊断”与“容错拓扑”设计思想，可借鉴至阳光电源的充电桩功率模块或储能P...
基于氮化镓的全桥变换器PCB寄生电容损耗研究
Research on Losses of PCB Parasitic Capacitance for GaN-Based Full Bridge Converters
Wuji Meng · Fanghua Zhang · Guangdong Dong · Jianping Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
宽禁带半导体器件的应用提升了功率变换器的开关频率与功率密度，但PCB寄生参数的影响随之凸显，导致性能下降及额外损耗。本文重点研究了PCB寄生电容引起的额外损耗，为高频功率电路设计提供了理论支撑。
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器件的应用日益广泛。PCB寄生参数在高频开关工况下对效率和EMI性能影响显著。本研究对于优化阳光电源新一代高频组串式逆变器及微型逆变器的PCB布局设计具有重要参考价值，有助于降低高频损耗，提升整机效率。建议研发团队在后续设计...
面向区域风电不确定性量化的可解释增强型模糊集构建方法
Interpretable Augmented Ambiguity Set for Quantifying Regional Wind Power Uncertainty in Distributionally Robust Optimal Dispatch
Zhuo Li · Lin Ye · Ming Pei · Xuri Song 等7人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
本文提出基于深度学习的可解释增强模糊集，用于分布鲁棒两阶段经济调度，精准刻画区域风电不确定性。创新性设计MKD-time GAN生成单风电场误差分布球形模糊集，并通过Nataf变换构建多站点联合概率空间，提升调度鲁棒性与计算效率。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器及风光储协同控制系统具有重要参考价值：其MKD-time GAN驱动的模糊集建模方法可迁移至iSolarCloud平台的风电功率预测模块，提升ST系列PCS在风储联合调频场景下的不确定性响应能力；建议将Nataf变换耦合的多点相关性建模嵌入PowerTitan系统能量管理算...
无人机电机驱动与云台系统的三阶段系统性安全增强方法
A Systematic Three-Stage Safety Enhancement Approach for Motor Drive and Gimbal Systems in Unmanned Aerial Vehicles
Huamin Jie · Zhenyu Zhao · Hong Li · Theng Huat Gan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
电磁兼容性（EMC）对电力电子资产的可靠性至关重要。本文针对无人机（UAV）中敏感控制与传感模块的电磁敏感性（EMS）问题，提出了一种三阶段系统性安全增强方法，旨在提升电力电子系统在复杂电磁环境下的运行稳定性与抗干扰能力。
解读: 该研究关注电力电子系统的电磁兼容性（EMC）与电磁敏感性（EMS），这对阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan储能系统及iSolarCloud智能运维平台等高集成度产品具有参考意义。随着产品功率密度提升，内部控制电路易受高频开关干扰。建议将该三阶段安全增强方法引入研发流程，优化功率模块与控制板...
通过具有BN插入层的范德华外延GaN实现高开/关电流比AlGaN/GaN HEMT
High-On/Off-Current-Ratio AlGaN/GaN HEMTs via Van Der Waals Epitaxy GaN With a BN Inset Layer
Haoran Zhang · Jing Ning · Shiyu Li · Xue Shen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
在氮化物异质外延中，晶格失配和热应力不可避免地会导致位错增殖和缺陷形成，从而严重降低器件的可靠性。在本文中，我们展示了通过范德瓦尔斯外延在二维高质量氮化硼（h - BN）材料上实现氮化物异质结结构的高质量外延生长。此外，利用氮化硼的超宽带隙特性，其在制备的金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）中还可作为栅极电介质。缓冲层辅助异质结构与超宽带隙氮化硼电介质的综合优势使栅极泄漏电流降低了 $10^{{3}}$ 倍。此外，所提出的器件展现出 $10~^{\mathbf ...
解读: 从阳光电源功率器件应用角度来看，这项基于范德华外延和BN插入层的AlGaN/GaN HEMT技术展现出显著的战略价值。该技术通过二维六方氮化硼(h-BN)作为缓冲层和栅介质，有效解决了传统氮化物异质外延中晶格失配和热应力导致的位错增殖问题，这直接关系到我司光伏逆变器和储能变流器中功率器件的长期可靠性...
用于开关磁阻电机(SRM)应用的中心抽头节点链路模块化容错拓扑
Central-Tapped Node Linked Modular Fault-Tolerance Topology for SRM Applications
Yihua Hu · Chun Gan · Wenping Cao · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）能有效减少温室气体排放，而开关磁阻电机（SRM）是该领域极具潜力的驱动方案。本文提出了一种新型SRM故障诊断与容错运行方案。该方案基于传统的非对称半桥驱动拓扑，通过SRM绕组的中心抽头模块化设计，实现了电机驱动系统的故障容错能力。
解读: 该文献聚焦于电机驱动系统的容错拓扑与故障诊断，与阳光电源的电动汽车充电桩及电驱系统业务具有一定的技术关联。虽然阳光电源目前主要聚焦于光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品，但随着公司在新能源汽车配套设施及电力电子变换技术领域的深化，该研究中涉及的模块化容错设计和故障诊断算法，可为公司提升充电桩功率模块的...
用于开关磁阻电机插电式混合动力卡车的模块化三端口大功率变换器
Modular Tri-Port High-Power Converter for SRM Based Plug-in Hybrid Electrical Trucks
Yihua Hu · Chun Gan · Qingguo Sun · Peng Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
插电式混合动力卡车（PHETs）是减少温室气体排放的新兴交通方案。开关磁阻电机（SRM）因其无稀土、启动转矩大、调速范围宽及容错性好等特点，成为PHETs的理想选择。本文提出一种模块化三端口大功率变换器，旨在实现PHETs中多能源流的灵活高效转换与管理。
解读: 该研究涉及的模块化三端口变换器技术，与阳光电源的电动汽车充电桩及车载电力电子集成业务具有技术相关性。虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏与储能，但三端口变换器在实现“光储充”一体化系统中的多端口能量管理方面具有借鉴意义。建议关注该拓扑在提升充电桩功率密度及多能源协同控制方面的应用，可为公司未来探索车网...
多相感应电机开路故障下空间谐波磁场耦合对转矩脉动影响的研究
Investigation of Spatial Harmonic Magnetic Field Coupling Effect on Torque Ripple for Multiphase Induction Motor Under Open Fault Condition
Wubin Kong · Min Kang · Dawei Li · Ronghai Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文研究了多相感应电机在开路故障下空间谐波磁场耦合对转矩脉动的影响。该耦合效应由椭圆异步磁动势引起，导致严重的转矩脉动。文中利用电流空间矢量在多平面内对耦合现象进行分析，并提出了最优电流空间矢量控制策略以抑制脉动。
解读: 该研究聚焦于电机故障下的转矩脉动抑制与容错控制，虽然阳光电源核心业务为光伏逆变器与储能PCS，但该技术对风电变流器及未来可能涉及的电机驱动类产品具有参考价值。风电变流器在面对发电机侧故障时，类似的谐波抑制与容错控制算法可提升系统的可靠性与平稳运行能力。建议研发团队关注文中提出的电流空间矢量优化方法，...
面向更高直流母线电压应用的新型非对称六相开绕组永磁同步电机驱动器的拓扑与电压平衡控制
Topology and Voltage-Balancing Control of Novel Asymmetrical Six-Phase OEW-PMSM Drives Toward Higher DC-Link Voltage Applications
Shusen Ni · Lie Xu · Chi Li · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种用于非对称六相开绕组永磁同步电机（PMSM）的三级串联直流母线逆变器。该方案旨在解决碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件的电压限制问题，降低高直流母线电压系统中的局部放电风险，适用于中压直流系统。文中还提出了一种电压控制算法以实现母线电压平衡。
解读: 该研究关注高压直流母线下的多电平拓扑与宽禁带半导体应用，对阳光电源的电力电子技术储备具有参考价值。虽然文章侧重于电机驱动，但其提出的三级串联直流母线拓扑及电压平衡控制策略，可为阳光电源在大型地面光伏电站的高压组串式逆变器（如1500V/2000V系统）以及大功率储能变流器（PCS）的拓扑优化提供思路...
具有有源自举和无限CMTI电平移位器的双NMOS氮化镓栅极驱动器，用于可配置dV/dt和MHz级运行
Dual-NMOS GaN Gate Driver With Active Bootstrap and Infinite-CMTI Level Shifter for Configurable dV/dt and MHz Operation
Yuhao Xiong · Xihao Liu · Wenxing Cao · Zhuoqi Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种新型双NMOS氮化镓（GaN）栅极驱动器，集成了有源自举（BST）电路和高共模瞬态抗扰度（CMTI）电容式电平移位器（LS）。该设计利用双向NMOS BST开关对及专用控制电路，替代了传统PMOS方案，实现了更可靠的浮动栅极电压控制，支持MHz级高频开关及可配置的dV/dt，提升了功率变换器的效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的高频化、高功率密度产品研发具有重要意义。随着光伏逆变器（尤其是组串式逆变器）和储能PCS向更高功率密度演进，GaN器件的应用已成趋势。该驱动器方案通过提升CMTI和实现MHz级开关，能有效解决高频切换下的电磁干扰和驱动可靠性问题，有助于优化阳光电源下一代小型化、高效率逆变器及储能变...
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