Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明，PCM响应时间为秒级，而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻，降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低，结温降低最显著，且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动，延长了器件寿命。

解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化，有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案，热管技术可显著降低结温波动，延长功率器件寿命，提升Powe...

Wei Zhang · Kailong Yao · Xin Yin · Jishuang Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

轴向磁场磁通切换永磁电机（AFFSPMM）因低速大转矩和空间利用率高而适用于新能源汽车。然而，其显著的谐波含量在提升输出转矩的同时增加了损耗，因此需研究效率优化控制方法以满足节能需求。本文建立了基于解析与实验方法的铜耗、铁耗及永磁体涡流损耗模型，并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识电感、电阻和磁链参数，提高损耗模型精度。在此基础上，通过重新分配d轴和q轴电流实现损耗最小化，从而提升电机运行效率。实验结果表明，所提方法相比id=0、最大转矩每安培（MTPA）和损耗最小化控制（LMC）具有更优的...

解读: 该AFFSPMM效率优化控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文中提出的多损耗模型（铜耗、铁耗、永磁体涡流损耗）建模方法及递推最小二乘在线参数辨识策略，可应用于阳光电源电机驱动控制器和OBC充电机的效率优化。相比传统id=0和MTPA控制，该损耗最小化控制（LMC）通过动态重分配d-q...

Chung-Wei Wu · Po-Hsun Chen · Ming-Chen Chen · Yu-Hsuan Yeh 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

本研究探讨了 p 型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在关态应力（OSS）下的非均匀电子俘获行为。亚阈值摆幅（SS）退化是由电子非均匀俘获到 AlGaN 层所诱导的穿通电流引起的。进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真，以重现器件在关态应力下的电场分布以及沿沟道的电势分布。仿真结果表明，在漏极侧的栅极/p - GaN/AlGaN 叠层处存在强电场。相应地，p - GaN 层中会产生一个耗尽区，导致电子在漏极侧的 AlGaN 层中被俘获。随后，提出了一个物理模型来解释这种俘获机制。此...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMT器件非均匀电子陷阱效应的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频开关、低导通损耗和高温特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统效率和可靠性指标。 该研究深入揭示了p-GaN HEMT在关断状态应力下的退化...

Zihan Sun · Jian Chen · Yang Chen · Wen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

与可再生能源集成的电氢耦合系统（EHCSs）在提供清洁能源方面具有显著优势，但在不同时间尺度上面临供需不平衡问题。本文提出了一种用于电氢储能的两层多步优化定容框架，以满足多尺度储能需求。第一步为优化定容层，通过遗传粒子群优化算法（GPSO）确定初始储能容量和聚类数量。第二步为运行层，在年度尺度上对长时储氢进行优化，以最小化不平衡风险并确定每日净氢能。将第二步得到的每日净氢能与原始可再生能源和负荷数据一起，采用基于优化的时间序列方法，并结合验证和补充技术，生成短时典型场景。最后一步是基于这些典型日...

解读: 该双层多步优化方法对阳光电源PowerTitan储能系统和光储一体化解决方案具有重要应用价值。研究提出的多尺度储能需求分析框架，可直接应用于ST系列储能变流器与电解制氢系统的容量配置优化，通过上层经济性优化与下层时序运行验证的迭代机制，能够精准匹配不同时间尺度的功率波动需求。该方法可集成到iSola...

Panbao Wang · Dongxin Guo · Zehua Zhang · Wei Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

针对单级单相高频隔离型矩阵式逆变器（HFIMI）在常规控制下电感峰值电流过高的问题，提出一种无需额外辅助电路的变频移相（VFPS）调制策略。该单级功率变换结构由直流侧全桥逆变器和交流侧矩阵变换器（MC）组成，结合扩展移相、脉宽调制与变频调制形成混合控制策略，实现线性功率调节并简化控制器设计。MC采用高低频交错控制以降低高频导通损耗。所提VFPS策略下，设计了最小电感峰值电流的控制路径，使HFIMI在整个负载范围内实现全软开关运行，效率显著提升。实验搭建500W样机验证了该策略的有效性与可行性。

解读: 该变频移相调制与软开关技术对阳光电源车载OBC充电机和储能变流器具有重要应用价值。文章提出的单级高频隔离拓扑与VFPS策略可直接应用于：1）车载OBC产品线，通过全软开关运行降低高频导通损耗，提升功率密度，满足车载轻量化需求；2）ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，优化电感峰值电流控制路径，降低磁...

Siqi Wang · Xin Zhang · Min Du · Wei Pei · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月

随着风电大规模接入电力系统，其固有的不确定性与波动性对系统运行安全构成严峻挑战。传统鲁棒优化方法仅考虑最恶劣场景，导致决策过于保守，且对交流网络约束考虑不足。为此，本文提出一种新型自适应鲁棒交流网络约束机组组合（AC-NCUC）模型，兼顾风电出力不确定性与交流网络安全。通过构建凸多面体不确定性集刻画风电不确定性，并可通过调节其规模控制决策保守性。结合Benders分解法与牛顿-拉夫森法求解该模型，获得最优调度方案。基于改进IEEE 6节点与RTS 79系统的仿真结果验证了所提方法的合理性与有效性...

解读: 该研究提出的自适应鲁棒AC-NCUC模型对阳光电源的储能系统和大型电站解决方案具有重要参考价值。其优化算法可应用于ST系列储能变流器的调度控制和PowerTitan系统的容量配置,提升系统经济性。特别是在风电不确定性场景下的交流网络约束处理方法,可用于完善储能系统的GFM控制策略,增强系统稳定性。该...

Longyang Yu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song · Tao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

谐振开关电容变换器具有无电容电流尖峰、实现软开关、高可靠性和高效率的优点，但因使用分立谐振电感而限制了功率密度。为此，本文提出一种基于PCB铜箔走线集成谐振电感的方法，应用于两相谐振开关电容变换器。该方法基于直接耦合理论，利用两相变换器在相内PCB走线的耦合，缩短走线长度并降低铜损，同时消除分立电感的铁芯损耗。所提方法可提升轻载效率与功率密度，并降低分立电感成本。实验搭建了240W GaN基原型样机，对比验证了该集成方法的有效性。结果表明，采用PCB走线电感的样机具有更高的轻载效率和功率密度。

解读: 该PCB走线集成谐振电感技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，可通过PCB走线替代分立电感，显著提升轻载效率和功率密度，降低磁性元件成本。该技术与阳光电源现有GaN器件应用形成协同，特别适用于车载OBC充电机等空间受限场景。两相谐振开关电容拓扑的软开...

Yimin Ruan · Wei Yao · Qihang Zong · Hongyu Zhou 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 随着可再生能源在电力系统中渗透率的不断提高，系统的频率稳定性有所下降。因此，风电场（WFs）等可再生能源电站必须具备足够的频率支撑能力。为了最大化风电场的频率支撑能力，准确确定其频率支撑能力边界（FSCB）至关重要。由于风资源分布不均以及风电机组运行状态复杂，精确评估风电场FSCB具有挑战性。针对这一问题，本文提出一种基于知识与数据驱动融合的Koopman方法，用于评估基于双馈感应发电机（DFIG）的风电场的FSCB。本文分析了FSCB的特性，并构建了一个多维指标体系，从理论和实际两个层面...

解读: 该Koopman融合方法对阳光电源风储协同系统具有重要价值。可应用于ST系列储能变流器与风电场的协调调频控制,通过在线评估风电场频率支撑能力边界,动态优化PowerTitan储能系统的调频响应策略。该方法评估误差小于2%且速度提升10倍,可集成至iSolarCloud平台实现预测性调频资源管理。结合...

Zhikang Shuai · Quanjie Wang · Zhang Hong · Wei Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

模块化级联LLC变换器广泛应用于具有宽电压增益的直流系统高功率场合，其电压耐受能力不受现有器件限制。然而，级联结构导致电容数量增多，一旦单个电容失效可能增加系统整体故障风险。传统监测方法需复杂电路，难以适用。本文提出一种仅基于一次瞬态大信号轨迹的在线多电容监测方法，适用于输入串联输出并联型LLC级联变换器。该方法无需额外传感器，利用现有检测装置同步提取输入、谐振及输出电容参数，不影响变换器正常运行。实验结果验证了该方法在LLC变换器平台上的有效性和准确性。

解读: 该在线多电容监测技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。模块化级联LLC拓扑在储能系统的DC-DC变换环节可实现宽电压范围适配和高功率密度，但多电容失效风险制约系统可靠性。该方案无需额外传感器，仅利用单次瞬态响应即可同步提取输入、谐振及输出电容参数，可直接...

Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...

解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...

Shuting Yang · Liuyi Yang · Wei Zhang · Kexin Bi 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327

摘要 电制氨（PtA）系统在能源储存方面具有多项优势，有助于实现碳中和排放的转型。然而，可再生能源的波动性和间歇性常常导致电力供应与化工生产之间出现时空不匹配的问题。本研究提出了一种将响应面方法与混合整数非线性规划相结合的优化调度框架。响应面模型中提供了描述哈伯-博世工艺的显式公式，这些公式结构简洁、保真度高，有助于确保系统的最优性能。在优化过程中，根据可再生电力、电能及氢气的供给与利用情况对生产能力进行分配。该框架突破了传统单负载生产模型的限制，有效减少了弃电现象，并应对了可再生能源的间歇性问...

解读: 该Power-to-Ammonia优化调度技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中的多负荷运行策略与混合整数非线性规划方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的能量管理优化,有效解决新能源波动性问题,将弃电率降至0.4%。响应面建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现...

Yuesong Liang · Wei Wang · Genqiang Chen · Fei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

逻辑电路是实现集成电路的基础。本文利用氢化金刚石制备了负载分别为电阻、增强型场效应晶体管（FET）和耗尽型FET的单片E/R、直耦E/E及E/D反相器逻辑电路，并测试其性能。结果表明，E/D逻辑电路在电压摆幅、增益、噪声容限和功耗方面显著优于E/R和E/E电路，在−10 V供电下实现−9.44 V的逻辑摆幅、15.5 V/V的电压增益、0.82/7.07 V的低/高噪声容限，静态功耗低于10⁻³ W，并可在高达200°C下正常工作，展现出金刚石智能功率集成电路的巨大潜力。

解读: 该氢终端金刚石FET逻辑电路技术对阳光电源功率器件及高温应用场景具有重要价值。金刚石器件200°C高温工作能力可应用于：1）ST储能系统功率模块，减少散热需求，提升功率密度；2）SG光伏逆变器高温环境适应性，降低冷却系统成本；3）车载OBC充电机，满足发动机舱高温工况。其E/D逻辑电路的高电压摆幅（...

Yan Shi · Xiangyu Zhang · Lvyang Chen · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

大量电力电子设备的接入使得未来电网对灵活、快速的电压调节提出了需求。混合变压器（HTs）结合了电磁变压器和部分额定容量的变流器，被认为是极具竞争力的解决方案。然而，混合变压器紧密的电磁耦合特性导致其在补偿电压暂降时出现电流过载问题，限制了其额定补偿容量的充分利用。此外，随着电压暂降深度的增加，这种过载现象会加剧。这些独特的电流过载特性对于混合变压器在实际应用中充分发挥其调压能力至关重要。本文探讨了混合变压器的电流过载特性及其影响因素。在此基础上，结合其电磁耦合特性，提出了硬件和软件组件的协同优化...

解读: 从阳光电源业务视角来看，该论文探讨的混合变压器（HT）电流过载优化技术具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的大规模部署，电网电压暂降场景下的低电压穿越（LVRT）能力已成为并网设备的核心技术指标。 该研究揭示的混合变压器电流过载机理与我司产品面临的挑战高度契合。在集中式光伏...

Likun Wang · Jingyan Li · Wei Cai · Fabrizio Marignetti 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年9月

大型凸极同步发电机（LCSC）具有较高的电磁负荷和发热量，其独特的定子铁心多腔冷却方式已成为发电机有效的热管理方法。然而，由于大型凸极同步发电机内部通风冷却结构复杂，对定子铁心直线段对流换热系数（CHTC）的研究尚不够深入。本文首次提出一种混合流体网络模型（HFNM），用于对大型凸极同步发电机定子铁心直线段进行三维流体网络建模，并结合大型凸极同步发电机端部的二维流体网络模型。本文将混合流体网络模型的计算结果作为模型边界条件，建立了大型凸极同步发电机的综合流固耦合模型。利用计算流体动力学（CFD）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于大型液冷定子铁心（LCSC）复杂对流换热的研究具有重要的技术参考价值。论文提出的混合流体网络模型（HFNM）与热网络耦合方法，为解决高功率密度电力电子设备的热管理难题提供了创新思路。 对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品而言，随着单机功率不断提升（如8.8MW...

Yadong Wei · Bo Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

直流微电网中恒功率负载（CPL）呈现出的负增量阻抗特性会导致上游直流 - 直流降压变换器出现不稳定现象。本文提出了一种基于高阶全驱动系统方法的鲁棒控制策略，用于全局稳定和调节向恒功率负载供电的降压变换器。首先，推导了一个包含输入、负载和系统参数扰动引起的非线性不确定性的二阶全驱动模型，以描述系统动态特性。然后，从二阶系统动态特性的角度综合得出一种鲁棒控制律，通过补偿恒功率负载带来的负面影响，并通过一阶状态反馈重构期望的闭环动态特性。其次，设计了一个不确定性边界估计器，以增强系统在无需精确测量负载...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对直流微电网中恒功率负载（CPL）导致的上游DC-DC变换器不稳定问题，提出了基于高阶全驱动系统方法的鲁棒控制策略，具有重要的技术价值和应用前景。 在储能系统和光伏微电网领域，阳光电源产品常面临CPL带来的负阻抗特性挑战。典型场景包括：储能变流器为电动汽车充电桩供...

Hao Fu · Zilong Wu · Xiangrui Fan · Xinyu Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月

首次通过实验验证了低势垒多晶硅（Poly - Si）/4H - 碳化硅（4H - SiC）异质结的可靠性。该异质结分别在 500 A/cm²的正向电流密度和 1 MV/cm 的反向电场下表现出卓越的长期正向导通和反向阻断可靠性，这对于功率应用至关重要。在 1.2 kV 级 4H - SiC 外延层上制备了纯功率异质结，其势垒高度为 0.804 eV，理想因子为 1.026。创新性地发现，异质结反向电流（ ${I}_{\text {R}}\text {)}$ ）随反向偏置应力时间反常减小，且正向电...

解读: 从阳光电源功率半导体器件应用角度来看，这项Poly-Si/4H-SiC异质结技术具有重要的战略参考价值。该研究首次系统验证了低势垒异质结在1.2kV级应用中的长期可靠性，在500A/cm²正向电流密度和1MV/cm反向电场条件下表现出色的稳定性，这直接契合我司光伏逆变器和储能变流器中功率开关器件的工...

Luping Li · Qiansheng Rao · Zehong Li · Yuanzhen Yang 等12人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2026年1月 · Vol.73

本文首次实验验证两款采用45 μm多外延超结柱（SemiSJ-pillar）结构的1200 V/15 A沟槽场截止载流子存储IGBT，相较商用NDBT器件，导通压降、寄生电容及开关时间等关键参数全面优化，短路耐受时间与FOM显著提升。

解读: 该研究聚焦高压IGBT结构创新，直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG系列）、ST系列储能变流器及风电变流器中核心功率模块的性能升级。45 μm超结柱设计可降低Von与Esw，提升效率与热可靠性，建议在下一代高功率密度ST3.0+ PCS及SG320HX组串逆变器中开展Si-based IGBT模块替...

Wei-Wei Wangac1 · Teng Liub1 · Jun-Zhe Guo · Bin Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 高强度太阳光聚集在光伏电池上会导致半导体温度显著升高，从而降低光电转换效率并可能引发光伏组件的不可逆故障。为此，在热设计中创新性地提出了一种超薄扇形板脉动热管（FS-PPHP），通过优化传统平行流道结构，实现对小尺度HCPV电池的高效冷却。本文全面分析和讨论了充液率、倾斜角度、工质种类以及加热功率对FS-PPHP传热性能的影响。结果表明，蒸发段与冷凝段的变直径设计有助于工质回流至加热区域，并增大相邻流道间的压力差势，从而确保FS-PPHP在不同工况下更平稳地启动。在充液率为57%、倾斜角为...

解读: 该扇形板脉动热管技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在SG系列大功率光伏逆变器中,功率器件散热是关键瓶颈,该超薄热管结构可优化IGBT/SiC模块的温度管理,降低热阻23%意味着可提升功率密度或延长器件寿命。对于PowerTitan储能系统,该技术可改进电池簇温控方案,解决高倍率充放电时的...

Dongyan Zhao · Hao-Xuan Zhang · Shi-Wei Guo · Yanning Chen 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月

本文提出了一种高保真电磁-热耦合方法，用于表征各种雷达和通信系统射频前端中集成无源器件的温升和平均功率处理能力。该方法采用了自主开发的有限元法求解器，能够纳入随温度变化的材料参数，并引入了电磁和热传导过程之间的非线性强耦合。为支持多尺度耦合问题的求解，实现了高效的迭代算法和定制预条件器。通过薄膜微带互连和输出匹配网络两个基准算例，将该方法与商业软件 COMSOL 和 HFSS 进行了验证。进一步在两种具有代表性的集成无源器件结构——常用于低噪声放大器和功率放大器的输入匹配网络和级间匹配网络——上...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项电磁-热耦合仿真技术对我们的核心产品具有重要的借鉴价值。在光伏逆变器和储能变流器的功率电路设计中，集成无源器件（IPD）的热管理一直是制约功率密度提升和可靠性保障的关键瓶颈。 该论文提出的温度相关材料参数建模方法，能够精确预测IPD在高功率条件下的温升特性和功率承载能...

Fengting Wei · Haitao Zhang · Xiuli Wang · Maryam Saeedifard 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年4月

电力系统中基于逆变器的资源（IBRs）大规模接入增加了谐波不稳定以及频率/电压不稳定的风险。传统上，这两类稳定性问题通常采用多种方法分别处理，且二者之间的关系尚未得到深入研究。本文通过证明谐波稳定性与频率/电压稳定性之间的等价性弥补了这一空白。在此基础上，利用局部测量的 $\boldsymbol{dq}$ 导纳模型，提出了一种针对这两类稳定性的统一分析方法。与现有方法相比，该方法具有以下几个关键优势：1）它能够对两类稳定性进行黑箱分析，保护知识产权和专有信息；2）它允许同时分析两类稳定性，避免了...

解读: 该统一分析方法对阳光电源的储能与光伏逆变器产品线具有重要指导意义。特别适用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的稳定性优化，可提升大规模并网场景下的系统可靠性。通过多时间尺度建模，有助于完善GFM/GFL控制策略，优化VSG算法的谐波抑制能力。该方法可用于PowerTitan等大型储能系统的稳定...