Sihui Zhang · Wensheng Song · Zhiwei Zhang · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

针对工业保密性和知识产权限制导致控制参数难以获取的问题，现有单相脉宽调制（PWM）整流器的白箱数字孪生（DT）模型在实际应用中受限。为此，本文提出一种可克服未知控制参数限制且精度更高的灰箱DT模型。该模型引入死区效应和电容等效串联电阻（ESR），提升了准确性，并更贴近实际系统运行特性，具备更全面的健康状态监测能力。基于实测动静态工况数据，模型部署于独立服务器，结合粒子群与鲸鱼优化混合算法实现关键参数精确在线监测。实验验证了模型在不同工况、参数及控制策略下的有效性，并分析了误差影响。本研究推动了非...

解读: 该灰箱数字孪生建模技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器和车载OBC充电机中，PWM整流器是核心功率单元，该技术可在无需获取控制参数的情况下实现精确建模，特别适用于第三方设备集成场景。引入死区效应和电容ESR的建模方法可提升SiC器件应用的精度，支持iSolarCloud平台的非...

Diego Bernal Cobaleda · Fanghao Tian · Wilmar Martinez · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

本文提出一种面向高自由度电力变换器的物理信息神经网络（PINN）建模方法。该方法综合考虑占空比、相移及功率关系，突破传统调制策略对谐波近似或时域分析的依赖，有助于识别更高效的运行工作点。以一种原边五电平T型逆变器、副边级联双单元多电平逆变器的谐振多输出变换器为案例，实现高低压侧隔离并降低变压器匝数比，提升功率密度潜力。结合粒子群优化（PSO）算法对PINN预测结果进行优化，进一步挖掘性能潜力。通过低功率样机验证，轻载效率显著提升。结果表明人工智能驱动建模在拓展变换器全负载效率方面具有前景，并探讨...

解读: 该PINN建模方法对阳光电源多端口变换器产品具有重要价值。在ST储能系统中，可优化多电池簇并联的SIMO拓扑建模，突破传统谐波分析局限，实现宽SOC范围高效运行；结合PSO算法可动态寻优调制策略，提升轻载效率。在车载OBC及充电桩产品中，五电平T型逆变器与级联多电平拓扑的结合可降低变压器匝数比、提升...

Fengtao Yang · Laili Wang · Zizhen Cheng · Mengyu Zhu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

功率器件的高温能力是提升变换器功率密度的有效途径之一。热失控是线性模式下硅基MOSFET高温运行中的常见问题，但在碳化硅（SiC）器件中的表现尚不明确。本文首次系统研究了SiC功率MOSFET在25°C至375°C结温范围内线性模式下的电热相互作用机制，建立了理论模型，并通过半导体物理仿真与实验验证了其有效性。同时分析了封装参数对高温转换性能的影响，提出一种热敏感度控制方法，有望实现高灵敏度结温检测，为高温及超高温SiC应用提供理论依据与设计指导。

解读: 该SiC MOSFET高温电热相互作用机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件的高温运行能力直接影响系统功率密度和可靠性。研究提出的25-375°C全温域理论模型和热敏感度控制方法，可指导阳光电源优化功率模块设计，避免线性模式下的热失控风险。...

Huapping Jiang · Yao Li · Xinxin Li · Mengya Qiu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）因其卓越的性能而广受青睐。然而，可靠性问题阻碍了其快速发展，其中阈值电压漂移是关键问题之一。尽管静态和动态栅极应力下的阈值电压漂移已得到广泛研究，但漏极应力引起的阈值电压漂移却很少受到关注。在本研究中，开发了一个专门用于碳化硅 MOSFET 的测试平台，该平台能够独立且解耦地施加栅极和漏极应力。此外，漏极应力可进一步分解为电压和电流分量，以便进行更详细的分析。另外，采用技术计算机辅助设计（TCAD）仿真来研究不同应力模式引起...

解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在产品设计中大量采用碳化硅（SiC）MOSFET以提升系统效率和功率密度。该论文揭示的漏极应力导致的阈值电压漂移现象，对我司产品的长期可靠性具有重要指导意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中，SiC MOSFET不仅承受高频栅极开关应力，更面临复杂...

Luowei Wen · Wensong Yu · John Geiger · Iqbal Husain · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

本文提出一种基于实时前馈控制的多电平选择性栅极驱动（SGD）策略，通过单路数字信号实现64级开通与关断栅极电阻选择，显著提升系统级逆变器性能。该前馈控制依据逆变器运行状态，在PWM开关周期层面实施，可在数十微秒的子开关周期内有效降低开关能量损耗，同时将漏源电压过冲限制在允许范围内，无需超高速动态调控。建立了四种基于时间尺度的仿真模型，分析栅极电阻及SGD在开关瞬态、开关周期、基波周期和驾驶循环中的影响。所设计的SGD硬件已在单相全桥逆变器中验证。实验与基波周期仿真结果表明，相较于传统栅极驱动（C...

解读: 该多电平选择性栅极驱动技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。其64级栅极电阻实时选择策略可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC模块驱动优化，通过PWM周期级前馈控制在降低开关损耗的同时抑制电压过冲，无需超高速动态调控即可提升系统效率。该技术对PowerTitan大型储能系...

Kartikay Mani Tripathi · Madhav Pathak · Sanjeev Manhas · Anand Bulusu · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.228

摘要 本文提出一种自适应体偏置（ABB）技术，用于在负载电流需求发生阶跃增加时改善数字低压差稳压器（DLDO）的瞬态响应性能。所提出的ABB技术能够检测输出电压的下冲，并动态调节DLDO开关阵列中pMOSFET的体偏置电压，从而降低其阈值电压，提升电流供给能力，以更好地满足瞬态负载需求。在28 nm FDSOI（RVT）工艺下设计并仿真的集成ABB技术的DLDO结果显示，与未采用ABB技术的DLDO相比，峰值输出电压下冲和恢复时间分别减少了21.23%和41.13%。为验证该方法在体硅CMOS工...

解读: 该自适应体偏置DLDO技术对阳光电源电动汽车驱动系统和储能变流器具有重要应用价值。在ST系列PCS和车载OBC充电机中,负载瞬态响应直接影响系统稳定性。该技术通过动态调节体偏置降低阈值电压,可使电压下冲减少21%、恢复时间缩短41%,有效提升SiC/GaN功率器件驱动电路的瞬态性能。可应用于Powe...

Swati Agarwal · Ranjana Sodhi · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年6月

本文提出一种识别关键攻击路径（CAP）的新方法，该路径由攻击者可能依次利用的多个网络和物理组件组成，旨在对系统造成最大程度的破坏。所提出的关键攻击路径检测框架（CAPDF）考虑了干扰攻击，这种攻击会在各个网络层和物理层引发级联故障。该框架包含三个阶段，其中，阶段 1 识别系统中的关键物理线路和网络节点。由于网络组件和物理组件相互依赖，阶段 2 评估关键组件故障的级联效应。最后，阶段 3 根据多因素决策分析对关键故障序列进行排序。此外，利用随机模型和集成机制，使所提出的关键攻击路径检测框架能够有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对信息物理融合电力系统（CPS）的关键攻击路径检测技术具有重要的战略价值。随着公司光伏逆变器、储能系统等产品日益智能化和网联化，设备通过SCADA系统、云平台进行实时监控和调度，信息层与物理层的深度耦合使系统面临新型网络安全威胁。 该论文提出的CAPDF框架通过三阶...

Wenxing Jiang · Fangfang Wan · Qiqi Wan · Endao Zhang 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 直接硼氢化物燃料电池（DBFC）因其高能量密度而受到广泛关注。然而，其功率密度仍不足以满足商业应用的需求。目前已有大量研究聚焦于阳极反应动力学，但对阴极水管理的关注较少，而阴极水管理对于直接液体燃料电池除了至关重要。本文开发了一种具有异质结双微孔层（HJD-MPL）结构的新型气体扩散层（GDL）。利用该HJD-MPL结构，在80 °C下实现了688 mW cm−2的峰值功率密度，超过了文献报道值（453 mW cm−2）。由于具有更高的孔隙率、渗透性以及更强的梯度毛细力，氧气传输阻力从商用...

解读: 该燃料电池阴极水管理技术对阳光电源储能及充电桩产品具有重要借鉴价值。其异质结双微孔层结构通过梯度毛细力优化传质过程,将氧传递阻抗降低67%,功率密度提升52%。该思路可应用于ST系列PCS的液冷散热优化和充电桩热管理系统,通过仿生梯度孔隙结构改善冷却液流动特性,降低热阻抗,提升SiC功率器件散热效率...

Pranav Achary · Vihar Georgie · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.228

摘要 本文研究了具有界面粗糙度（IR）的共振隧穿二极管（RTD）作为物理不可克隆功能（PUF）组件的潜力。将具有IR的RTD与无IR的“平滑”器件进行比较，结果表明，共振峰电流与谷电流Ir/Iv之间的峰值-谷值电流比（PVCR）以及电流均有所降低。此外，IR导致电流-电压（IV）特性中负微分电阻区域（NDR）向更高偏压方向移动。这种扰动源于IR实际上增厚了势垒，从而压缩了量子阱（QW）宽度，并提高了量子阱的基态能量。针对由25个随机生成的具有IR的RTD组成的批次，改变其相关长度LC和粗糙度起伏...

解读: 该共振隧穿二极管界面粗糙度研究对阳光电源SiC/GaN功率器件开发具有启示意义。文中界面粗糙度导致的势垒增厚、量子阱窄化现象,类似于SiC器件中界面缺陷对载流子输运的影响。其峰谷电流比(PVCR)退化机理可指导ST系列储能变流器和SG逆变器中SiC MOSFET的界面质量控制。虽然PUF物理不可克隆...

Guopei Zhang · Xiaohui Wang · Feng Gao · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

随着可再生能源发电大规模接入，现代电力系统呈现出日益复杂和脆弱的特征。可再生能源电站的集体响应在动态研究中起着重要作用。然而，传统上将整个电站视为一次性同时脱网的处理方式，过度简化了站内的局部内在动态，可能导致对系统级动态的估计不可靠。本文考虑站内多阶段动态特性，提出了一种描述光伏电站在电网扰动下聚合集体响应的外部表达式。该表达式为闭式形式，无需迭代。它是在合理简化的基础上对电压分布模型中的状态变量进行解耦，并随后进行修正而得到的。所提出的表达式形式简洁，若将其融入系统级研究中，可提高仿真的真实...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项研究针对光伏电站低电压穿越（LVRT）期间的集群响应建模具有重要的工程应用价值。 传统电力系统仿真中，光伏电站常被简化为单一节点的同步脱网模型，这种处理方式忽略了站内电压分布、逆变器响应时序差异等本质动态特性。该论文提出的多阶梯式集群响应数学模型，通过解耦电压分布模型...

Xinxin Long · Yuanzheng Li · Yang Li · Yun Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月

氢能数据中心（HEDC）作为新兴清洁能源基础设施，具备负荷灵活性，可参与电力需求响应（DR）。本文提出基于DR的调度策略，通过非凸区间优化（NSIO）方法协同优化电能成本与可再生能源（RE）利用率。该方法具有效率优先建模、精确凸松弛及全局最优显式建模优势，有效应对HEDC复杂负荷特性、动态电价与可再生能源不确定性。在改进IEEE 24节点系统上的仿真表明，所提策略显著降低运行成本并提升RE消纳能力，相较五种主流不确定优化方法性能提升2.3%～20.0%。

解读: 该氢能数据中心柔性负荷调度技术对阳光电源储能系统产品线具有重要应用价值。文章提出的非凸区间优化方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的能量管理策略，通过精确建模氢储能系统的非线性效率特性，优化电解槽/燃料电池的功率调度曲线。该方法处理可再生能源不确定性的能力可增强iSo...

Yongpeng Shen · Haidong Guo · Keyi Guo · Pu Liu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

针对T型三电平逆变器中性点电流传感器相电流重构方法存在的不可观测区域及相位延迟误差问题，分析了基本电压矢量对应的三相电流斜率及相位延迟误差产生机理。基于伏秒平衡与合成零矢量原则，优化开关序列以获得充足采样窗口，消除中性点电流不可观测区域；通过引入第三次电流采样并结合动态电流双采样机制构建误差分量，在载波周期内实时补偿重构电流，实现相位延迟误差补偿。实验结果表明，该方法有效解决了不可观测区域与相位延迟误差问题，重构误差最低达2.85%，具有相位延迟小、重构精度高、无额外开关损耗等优点。

解读: 该相电流重构技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过优化开关序列消除不可观测区域，结合动态双采样机制实现相位延迟补偿，可将重构误差降至2.85%，直接提升三电平拓扑产品的电流检测精度。该方法无需增加硬件传感器，仅用中性点电流即可重构三相电流，降低成本的同时提高系统可...

Qingju Luo · Jizhong Zhu · Di Zhang · Haohao Zhu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 集成电-气系统（IEGS）的协调运行可带来显著的经济与环境效益。本文采用非凸的交流（AC）电力潮流模型和动态气体模型，以精确刻画IEGS的物理特性，并提出一种改进的分解-协调内点法（IDIPM），用于高效求解非凸IEGS调度问题的分布式优化。不同于传统的分布式算法，分解-协调内点法（DIPM）在数学上等价于集中式内点法（CIPM），从而保证了非凸分布式优化问题的局部收敛性。本文通过修正牛顿矩阵，并引入舒尔补（Schur complement）与矩阵分解技术对DIPM进行改进，使所提IDIP...

解读: 该电-气综合能源系统分布式优化技术对阳光电源多能互补解决方案具有重要价值。其非凸AC潮流建模与改进内点法可应用于ST系列储能变流器与SG逆变器的协同调度,特别是在工业园区多能源场景中,通过分布式优化算法实现光伏-储能-燃气发电的经济调度。该方法较传统集中式算法效率提升4倍,可集成至iSolarClo...

Dongbin Kima · Jongsu Baeka · Yoonho Choia · Junghun Kimb 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.229

摘要：在本研究中，我们展示了一种通过自对准氮（SA-N2）等离子体处理NiO/β-Ga2O3异质结二极管实现的新型掺杂工艺。经SA-N2等离子体处理后的异质结二极管，其击穿电压从1080 V提高至1731 V，同时保持了超过10^11的高开关电流比（ION/IOFF），并实现了降低的比导通电阻（Ron,sp）。研究发现，SA-N2等离子体处理在阳极周围的β-Ga2O3中形成一个具有电阻特性的区域，起到浅层保护环的作用。此外，确认了掺杂的氮在NiO中充当浅受主，而在β-Ga2O3中则充当深能级受主...

解读: 该NiO/β-Ga2O3异质结氮掺杂技术对阳光电源功率器件研发具有重要参考价值。其通过等离子体处理实现耐压提升60%至1731V,同时降低导通电阻,与阳光电源ST系列储能变流器及SG光伏逆变器中的宽禁带器件应用方向高度契合。该自对准掺杂工艺可为公司下一代SiC/GaN器件的边缘终端优化提供新思路,有...

Yue Xia · Zhaoran Wang · Shaahin Filizadeh · Juan Su 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年9月

电磁暂态程序（EMTP）广泛用于电力系统电磁暂态仿真。近年来，电解槽作为实现可再生能源制氢及提升系统灵活性的可控负荷，其在电力系统中的应用备受关注。为拓展EMTP对电解槽多物理场暂态过程的模拟能力，本文提出了一种适用于质子交换膜电解槽（PEMEL）的等效电路模型。通过电、质量传递与热力学量之间的类比，构建了包含电流、电压、物质传输、压力、热传递和温度动态的电路模型，并利用标准元件库在EMTP中实现。模型在稳态与暂态条件下均与实验数据吻合良好，并应用于电-气综合系统，验证了其有效性与实用性。

解读: 该PEMEL等效电路建模技术对阳光电源氢能储能系统开发具有重要价值。可直接应用于：1）ST储能系统与电解槽耦合的电-氢综合储能方案，通过EMTP仿真优化变流器与电解槽的暂态交互特性；2）光伏制氢系统中SG逆变器的协调控制策略设计，基于多物理场模型预测电解槽动态响应，提升MPPT算法在波动工况下的适配...

Hao Yang · Kai Zheng · Wendong Su · Zhenglong Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年7月

潮流（PF）是电力系统稳态分析与控制的基础。传统的基于一组隐式非线性方程构建的模型驱动潮流计算方法采用牛顿 - 拉夫逊法进行迭代求解。然而，潮流计算的速度和收敛性会受到合适初值以及迭代过程效率的影响。数据驱动的潮流回归方法可以通过从潮流数据集学习显式映射函数来克服上述问题。但是，该方法仅实现了从潮流输入到输出的非线性映射，忽略了潮流计算中的物理规则，这可能导致精度和泛化能力较差。本文提出了一种基于物理雅可比信息的编解码器神经网络（NNs）用于潮流非线性回归。基于正向和反向潮流模型，构建了一种采用...

解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项基于物理雅可比信息的神经网络潮流计算技术具有显著的工程应用价值。在新能源电站并网运行中，快速准确的潮流计算是实现主动电压支撑、功率调度优化和故障预判的基础。传统牛顿-拉夫逊迭代方法在高比例新能源接入场景下常面临收敛性问题，特别是在光伏、储能等分布式资源大规模并网时，系统...

Xuanting Song · Jun Wang · Gaoqiang Deng · Yongzhou Zou 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

短路耐受能力是开关电源中功率器件的重要指标。针对硅基和碳化硅MOSFET已有广泛研究，但对由硅MOSFET与耗尽型GaN HEMT（DHEMT）构成的级联GaN高电子迁移率晶体管，其短路失效机制尚不明确。本文通过实验与数值模拟相结合的方法，分别提取两种器件的电学特性，揭示级联结构在短路过程中的电热失效机制。结果表明，DHEMT承受的电热应力远高于硅MOSFET，更易发生热失效。进一步的热-力耦合仿真显示，异质结层间热膨胀系数差异引发的机械应力是导致DHEMT失效的根源。此外，分析了栅极控制机制对...

解读: 该级联GaN HEMT短路失效机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要指导价值。研究揭示的DHEMT热应力集中和异质结热膨胀失配机制，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN器件选型与保护设计。针对短路鲁棒性与导通电阻的折衷设计指导，有助于优化PowerTitan大型储能系统的功率模块热...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

栅氧化层退化（GOD）是碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管面临的一个可靠性问题，尤其是在高温和高电场条件下。本文提出了一种基于开通时栅极电流变化率峰值（$di_g/dt_{,max}$）的在线状态监测方法。该技术利用非侵入式印刷电路板（PCB）罗氏线圈来测量$di_g/dt_{,max}$，具有很高的实用性。在正、负高温栅极偏置以及高温栅极开关条件下进行的加速老化试验揭示了$di_g/dt_{,max}$与栅氧化层退化之间的相关性，老化160小时后，其变化率分别为5.61%、5%和8...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于开通栅极电流变化率的SiC MOSFET栅氧化层退化在线监测技术具有重要的战略价值。SiC器件作为公司光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，其可靠性直接影响产品全生命周期的性能表现和运维成本。 该技术的核心优势在于其实用性和非侵入性。通过PCB罗氏线圈测量di_g/...

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...

Fei Xie · Yonghao Dong · Fa Li · Jiaxing Wei 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

本文提出了一种具有阶梯中心注入（CI）区的两层导电分裂栅 MOSFET（TCSG - CIMOSFET），该器件可提高栅氧化层可靠性并降低栅 - 漏电容（$C_{gd}$）。P 型阶梯 CI 区通过降低最大氧化层电场（$E_{ox}$）来提高器件栅氧化层的可靠性。由于减小了栅 - 漏重叠区域，TCSG - CIMOSFET 的$C_{gd}$较低。此外，TCSG - CIMOSFET 采用了电导调制技术，该技术可增加沟道载流子浓度，从而降低比导通电阻（$R_{on,sp}$）。在 TCAD 仿真...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的分栅CIMOSFET创新技术具有重要的战略价值。该技术通过引入N型埋层和阶梯式中央注入区，在器件性能上实现了多维度突破，与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在技术指标层面，该器件将栅氧化层电场强度降低50%，这直接提升了功率器件的...