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低温电力电子中单极性功率半导体的热失控现象
The Thermal Runaway Phenomenon of Unipolar Power Semiconductors in Cryogenic Power Electronics
Julius Zettelmeier · Raffael Schwanninger · Martin März · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）和硅MOSFET在低温环境下导通损耗显著降低，因此在航空航天领域备受关注。然而，低温环境会导致一种此前被忽视的安全关键现象——热失控，本文对此进行了深入探讨。
解读: 该研究探讨了宽禁带半导体（GaN）在极端低温下的热失控机制，这对阳光电源未来探索高海拔、极寒地区（如高寒山区光伏电站或特殊环境储能项目）的电力电子设计具有参考意义。虽然目前阳光电源的主流产品（如PowerTitan、组串式逆变器）多运行于常规环境，但随着公司向航空电源或极端环境能源系统拓展，理解Ga...
降低导通损耗的软开关固态变压器
Soft-Switching Solid-State Transformer With Reduced Conduction Loss
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
固态变压器（SST）在光伏、风电、储能及电动汽车快充等领域应用前景广阔。传统三级式SST（级联整流器+DAB变换器）存在无源器件体积大、效率低等问题。本文提出一种新型软开关SST拓扑，旨在通过优化开关策略降低导通损耗，提升系统整体功率密度与转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度战略价值。首先，SST拓扑优化直接赋能PowerTitan及PowerStack系列储能PCS，通过降低DAB级损耗，可显著提升系统能效并减小散热器体积，从而提高整机功率密度。其次，在电动汽车快充领域，该软开关技术能有效提升充电桩的转换效率，降低运营成本。建议研发团...
无桥星型功率因数校正架构
Bridgeless Star Power Factor Correction Architecture
Lei Wang · Sinan Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
两级无桥功率因数校正（PFC）架构广泛应用于高功率AC/DC领域。然而，该架构前端常面临连续导通模式（CCM）下开关损耗高，或在临界导通模式及其他软开关模式下导通与磁损耗大的挑战，限制了系统效率与功率密度的进一步提升。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着充电桩向高功率密度和高效率演进，无桥PFC架构的优化直接关系到产品体积与散热成本。建议研发团队关注该架构在降低开关损耗方面的潜力，并结合SiC/GaN等宽禁带半导体器件的应用，进一步提升充电桩及户用储能系统前端AC/DC变换级...
稳态下氮化镓晶体管动态导通电阻的精确测量
Accurate Measurement of Dynamic ON-Resistance in GaN Transistors at Steady-State
Hongkeng Zhu · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
准确表征动态导通电阻（Ron）的退化对于预测氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管的导通损耗至关重要。然而，文献中基于脉冲测量所得的动态Ron结果往往不一致。本文揭示了测试时间不足是导致测量偏差的主要原因，并提出了改进的测量方法以实现更精确的评估。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。动态导通电阻（Ron）的准确测量直接影响产品效率评估与热设计可靠性。本文提出的精确测量方法有助于研发团队优化GaN驱动电路设计，减少因测试偏差导致的损耗计算误差，从而提升户用逆变器及微型逆变器在全工况下...
一种低导通损耗的改进型零开关损耗逆变器
An Improved Zero-Switching-Loss Inverter With Low Conduction Loss
Yun Liu · Huafeng Xiao · Wei Hua · Ming Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对分布式光伏发电系统中零开关损耗（ZSL）无变压器逆变器存在的导通损耗高的问题，本文提出了一种改进型零开关损耗H6逆变器（IZSL-H6）。该拓扑通过解耦谐振槽与主功率回路，在保持零开关损耗特性的同时，显著降低了导通损耗，提升了逆变器的整体转换效率。
解读: 该研究直接针对光伏逆变器的核心痛点——效率提升与损耗优化。对于阳光电源的组串式逆变器产品线（如SG系列），在追求更高功率密度和更高开关频率的趋势下，该改进型H6拓扑具有极高的应用价值。通过解耦谐振回路降低导通损耗，有助于进一步提升逆变器在全功率范围内的效率，特别是在工商业光伏应用场景中，能显著降低系...
在并联功率FET桥臂中实现谐振换相极
Enabling Resonant Commutated Pole in Parallel Power FET Bridge Legs
Yanfeng Shen · Yunlei Jiang · Hui Zhao · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
为满足更高电流等级和更低热阻需求，并联功率FET成为一种经济且必要的方案。然而，并联会增加硬开关应用中的开关损耗。本文提出了一种通用的软开关调制策略，旨在解决并联FET桥臂中的开关损耗问题，提升功率变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，为了实现高功率密度，并联功率器件（如SiC MOSFET）是主流方案，但往往伴随着开关损耗和EMI挑战。本文提出的谐振换相极技术可有效降低并联器件的开关损耗，提升系统整体效率。建议研...
基于多变量调制的三端口有源桥变换器导通损耗最小化研究
Multivariable-Modulation-Based Conduction Loss Minimization in a Triple-Active-Bridge Converter
Saikat Dey · Ayan Mallik · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文针对由三个全桥模块及高频平面变压器构成的隔离型双向三端口有源桥（TAB）DC-DC变换器，提出了一种旨在降低导通损耗的脉宽调制（PWM）优化策略。通过引入多变量控制方法，有效提升了TAB变换器的整体转换效率。
解读: TAB变换器是多端口能量管理的核心拓扑，与阳光电源的PowerTitan、PowerStack等储能系统及光储一体化解决方案高度相关。该研究提出的导通损耗优化调制策略，可直接应用于储能变流器（PCS）的DC-DC级设计，通过提升变换效率，降低散热需求，从而提升系统功率密度。建议研发团队将该多变量调制...
基于数字控制的兆赫兹谐振变换器同步整流器
Synchronous Bridge Rectifier for MHz Resonant Converter Based on Digital Control
Xinlin Wang · Siyi Yao · Xufeng Kou · Haoyu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文开发了一种适用于谐振变换器的通用兆赫兹同步整流器（SR）。文章详细分析了非理想SR的损耗构成，包括驱动损耗、导通损耗、开关损耗及体二极管损耗。针对利用漏源电压进行同步控制的方案，研究了检测器、驱动器及相关电路引入的信号延迟与失配问题。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。随着功率密度提升，MHz级高频变换技术是实现设备小型化、轻量化的关键。文章提出的高频同步整流优化策略，可有效降低DC-DC环节损耗，提升整机效率。建议研发团队关注该数字控制方案在宽禁带半导体（GaN/SiC）应...
无换流问题的单相高效率AC-AC变换器
High-Efficiency Single-Phase AC–AC Converters Without Commutation Problem
Ashraf Ali Khan · Honnyong Cha · Hafiz Furqan Ahmed · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一系列单相直接PWM降压、升压及升降压型AC-AC变换器。通过采用串联续流二极管与MOSFET对的结构，有效降低了半导体器件的开关损耗与导通损耗，并解决了MOSFET体二极管的反向恢复问题，提高了变换效率。
解读: 该研究提出的AC-AC变换拓扑及减小开关损耗的驱动策略，对阳光电源的电力电子技术储备具有参考价值。虽然阳光电源核心业务集中在DC-AC逆变与DC-DC储能变换，但该拓扑中关于抑制MOSFET体二极管反向恢复及优化开关损耗的设计思路，可迁移应用于户用光伏逆变器或小型化充电桩的功率模块设计中，有助于进一...
基于对称半桥子模块与无传感器电压平衡的多电平变换器
Multilevel Converters With Symmetrical Half-Bridge Submodules and Sensorless Voltage Balance
Jingyang Fang · Zhongxi Li · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文探讨了基于半桥子模块的多电平变换器。相比传统的级联H桥变换器，该拓扑通过减少开关器件数量，降低了系统复杂性、成本及导通损耗。文章重点研究了在无需电压传感器的情况下实现子模块电容电压平衡的控制策略，提升了系统的可靠性与经济性。
解读: 该研究提出的无传感器电压平衡多电平拓扑，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。通过减少开关器件数量和传感器依赖，可显著降低大功率变换器的硬件成本并提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级PCS中的应用潜力，利用无传感器控制技术简化控制电路，进一...
一种低损耗的IETO-IGBT混合概念
An IETO-IGBT Hybrid Concept With Reduced Losses
Jakob Teichrib · Shweta Tiwari · Ala Qawasmi · Rik W. De Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
功率电子系统的效率高度依赖于所采用的半导体器件。降低器件损耗不仅能提升投资回报率，还能降低冷却需求并提升功率密度。本文提出了一种用于中压DC-DC变换器的新型功率半导体器件概念，通过集成发射极关断晶闸管（IETO）与IGBT，旨在优化开关损耗与导通损耗的平衡。
解读: 该研究提出的IETO-IGBT混合器件概念对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统以及集中式光伏逆变器中，DC-DC变换级和逆变级的效率直接决定了系统的整体性能与散热成本。若该混合器件能有效降低中压应用下的开关损耗，将有助于进一步提升阳光电...
用于模块化多电平串并联变换器导通损耗优化的低频调度器
Low-Frequency Scheduler for Optimal Conduction Loss in Series/Parallel Modular Multilevel Converters
Nima Tashakor · Farzad Iraji · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
模块化多电平变换器（MMC）因其优势备受关注，但模块电压平衡仍是难点。模块化多电平串并联变换器（MMSPC）提供了一种高效解决方案。本文提出了一种低频调度器，旨在通过优化的控制策略实现MMSPC接近最优的运行效率，重点解决导通损耗优化问题。
解读: 该研究针对MMSPC拓扑的损耗优化与电压平衡控制，对阳光电源的集中式逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级和更大功率密度发展，多电平拓扑的效率优化是提升产品竞争力的关键。建议研发团队关注该低频调度策略在降低开关损耗和提升系统整体转换效率方...
基于特性的电容滤波LCC谐振变换器设计
Characteristic-Based Design of an LCC Resonant Converter With a Capacitive Filter
Arkadeb Sengupta · Utsab Kundu · Vinod John · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文针对电容滤波LCC谐振变换器在宽负载范围、软开关及低导通损耗设计上的挑战，提出了一种归一化的面向设计的分析方法，优化了该拓扑在变负载应用中的性能表现。
解读: LCC谐振变换器作为高频DC-DC变换的核心拓扑，在阳光电源的储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩产品中具有重要应用价值。该研究提出的归一化设计方法，有助于优化PowerTitan等储能系统及直流快充桩内部DC-DC模块的效率与功率密度。通过实现更宽负载范围下的软开关，可显著降低变换器在轻载及满载工...
一种具有连续转换比的高效率谐振开关电容变换器
A High-Efficiency Resonant Switched Capacitor Converter With Continuous Conversion Ratio
Alon Cervera · Michael Evzelman · Mor Mordechai Peretz · Shmuel Ben-Yaakov · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文介绍了一种在宽且连续的电压转换比范围内保持高效率的谐振开关电容变换器。该拓扑结构的效率主要取决于导通损耗，且在很大程度上与电压转换比解耦。相比于传统开关电容变换器，该方案有效解决了效率随转换比波动而大幅下降的问题。
解读: 该拓扑通过解耦电压转换比与效率，为阳光电源的DC-DC功率变换环节提供了新的技术路径。在PowerTitan等大型储能系统或户用储能PCS中，电池电压随SOC变化而波动，该技术有助于在全电压范围内提升变换效率，减少散热压力，从而提升系统功率密度。建议研发团队评估该拓扑在小功率DC-DC模块中的应用潜...
一种基于二极管钳位开关的新型晶闸管直流断路器
A New Thyristor-Based DC Circuit Breaker Using Diode Clamping Switching
Kejun Qin · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Ji Shu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种新型直流断路器（DCCB），旨在解决现有方案在绝缘恢复、预充电电源、导通损耗及可靠性方面的局限性。该拓扑通过二极管钳位开关技术，实现了低导通损耗和简化的预充电方案，提升了直流电网故障电流切断的可靠性与效率。
解读: 该技术对于阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。随着直流侧电压等级的提升，储能系统对直流侧故障保护的要求日益严苛。该新型直流断路器拓扑通过降低导通损耗和简化预充电设计，有助于提升大容量储能变流器（PCS）在直流侧短路故障下的保护响应速度与系统整体效率...
基于SiC-MOSFET的九开关矩阵变换器最大功率密度设计方法
A Maximum Power Density Design Method for Nine Switches Matrix Converter Using SiC-MOSFET
Kazuhiro Koiwa · Jun-Ichi Itoh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文提出了一种基于SiC器件的前置设计方法，旨在实现矩阵变换器的最大功率密度。通过理论推导并经仿真和实验验证了变换器的导通损耗与开关损耗，建立了效率与功率密度之间的关系模型，为高性能电力电子变换器设计提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于SiC器件在复杂拓扑（九开关矩阵变换器）中的高功率密度设计，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。首先，该设计方法可直接应用于阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）的功率模块优化，助力提升产品功率密度，降低体积与重量。其次，SiC器件的损耗建模与效率优化策略，有助于提升Powe...
硅基氮化镓高电子迁移率晶体管中的动态导通电阻：起源、依赖性及未来表征框架
Dynamic on-Resistance in GaN-on-Si HEMTs: Origins, Dependencies, and Future Characterization Frameworks
Grayson Zulauf · Mattia Guacci · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文探讨了GaN HEMT器件中存在的动态导通电阻（dRon）现象，即器件开启瞬间的导通电阻高于直流稳态值。该现象会导致传导损耗显著增加，但现有文献对其严重程度的评估存在较大差异。文章分析了dRon的物理起源与影响因素，并提出了标准化的表征框架，旨在解决行业内对该效应评估不一致的问题。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。dRon效应直接影响功率模块的转换效率与热稳定性，是制约GaN在高频、高压场景下可靠应用的关键瓶颈。建议研发团队参考文中的表征框架，建立针对GaN功率模块的动态损耗评估标准，优化驱动电路设计以抑制dRo...
占空比控制H桥LLC谐振变换器中的均等损耗分布
Equal Loss Distribution in Duty-Cycle Controlled H-Bridge LLC Resonant Converters
Jakub Kucka · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
占空比控制是LLC谐振变换器实现限流的常用方法，常用于启动或过载保护。然而，该方法会改变谐振槽电流波形，导致开关损耗和导通损耗增加。本文研究了如何在占空比控制下实现损耗的均匀分布，以提升变换器的安全运行能力。
解读: 该研究针对LLC谐振变换器在限流模式下的损耗优化问题，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及户用光伏逆变器中的DC-DC变换级具有重要参考价值。在储能变流器（PCS）中，LLC拓扑常用于实现高效率的能量转换，通过优化占空比控制下的损耗分布，可有效提升系统在极端工况...
串联IGCT在谐振变换器中的高频运行
High-Frequency Operation of Series-Connected IGCTs for Resonant Converters
Gabriele Ulissi · Umamaheswara Reddy Vemulapati · Thomas Stiasny · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
串联集成门极换流晶闸管（IGCT）常用于兆瓦级硬开关功率变换器。由于IGCT具有低导通损耗的优势，将其应用于中压DC-DC谐振变换器具有重要价值。本文旨在深入研究该器件在串联配置下的高频运行行为。
解读: 该研究探讨的串联IGCT技术主要针对兆瓦级中压应用，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的功率变换技术路径存在交叉。虽然目前阳光电源主流产品多采用IGBT或SiC模块，但随着中压直挂（MV-DC）光储系统需求的增长，IGCT在超大功率、高压场景下的低导通损耗特性具...
一种基于混合器件的双向中压直流固态断路器
A Bidirectional MVDC Solid-State Circuit Breaker Based on Mixture Device
Jin Zhu · Qingpeng Zeng · Xu Yang · Mi Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种基于晶体管（IGBT）与晶闸管混合结构的双向固态断路器（SSCB）。针对传统双向拓扑中IGBT数量倍增导致的导通损耗增加及成本上升问题，该方案通过混合拓扑优化了器件配置，在保证快速切断能力的同时，有效降低了系统损耗与成本。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流并网应用具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，直流侧故障保护至关重要。该混合型SSCB方案通过优化IGBT与晶闸管的组合，能在降低PCS直流侧保护成本的同时提升效率，有助于优化大功率...
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