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基于无机中空微球的能量存储相变复合材料及其全光谱吸收太阳能光热转换用于防/除冰
Inorganic hollow microsphere based energy storage phase change composite materials with all-spectrum absorbing solar photothermal conversion for anti-/deicing
Yong Long1 · Jiyan Li · Yanju Jing · Jiaqing Zhang 等7人 · Solar Energy · 2025年7月 · Vol.295
摘要 高效太阳能光热转换与储能材料的开发对于解决太阳能间歇性和随机性问题至关重要。本文以二氧化钛和聚多巴胺为原料，采用高温碳热还原法制备了Magnéli相Ti<sub>n</sub>O<sub>2n-1</sub>（Ti<sub>4</sub>O<sub>7</sub>）介孔中空微球作为光热材料，并通过真空浸渍法将不同碳链长度的脂肪胺类相变材料——十四胺（TDA）、十六胺（HDA）和十八胺（ODA）引入Ti<sub>4</sub>O<sub>7</sub>中，合成了兼具光热转换与能量存储功能的T...
解读: 该相变储热材料技术对阳光电源储能系统具有重要启发价值。Ti4O7/PCMs复合材料实现90.3%光热转换效率和超疏水特性,可应用于PowerTitan储能柜的热管理优化,解决极寒环境下电池预热难题。其电热转换性能与ST系列PCS的功率调节特性结合,可开发智能除冰系统。中空微球结构的纳米限域效应对Ga...
低碳建筑直流配电系统综述——第二部分：关键设备、协调控制与稳定性分析
Overview of DC Distribution System in Low-Carbon Building—Part II: Key Equipment, Coordinated Control, and Stability Analysis
Zhiwei Wu · Fei Gao · Zongwen Zhang · Shuai Shao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
建筑能耗占全球碳排放的34%。直流配电技术在集成分布式能源、灵活负载及提升传输效率方面具有显著优势，是建筑领域低碳转型的关键。本文综述了直流配电系统的关键设备、协调控制策略及稳定性分析方法，为未来建筑能源系统的设计与优化提供了理论支持。
解读: 该文章探讨的直流配电架构与阳光电源的“光储直柔”战略高度契合。对于PowerStack工商业储能系统及户用光储系统而言，直流母线架构能有效减少交直流变换环节，提升系统效率。建议研发团队关注文中提到的直流侧协调控制策略，将其集成至iSolarCloud平台，以优化建筑内光伏、储能与充电桩的协同运行。此...
低结温波动
ΔTj）应力循环对IGBT功率模块芯片连接层寿命建模的影响
Wei Lai · Minyou Chen · Li Ran · Olayiwola Alatise 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文研究了功率模块老化过程中，低幅值结温波动（ΔTj）对芯片连接层寿命的影响。研究发现，这些频繁发生的微小应力循环对累积损伤有显著贡献，对于提升电力电子变换器的可靠性监测与寿命预测模型精度具有重要意义。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）中功率模块的可靠性设计。阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能系统在复杂工况下常面临频繁的负载波动，导致结温微小循环。传统的寿命模型往往忽略低幅值应力，而本研究提出的修正模型能更精准地评估芯片连接层（Die-Attach）...
低碳建筑中直流配电系统概述——第一部分：配置、架构与应用
Overview of DC Distribution System in Low-Carbon Building–Part I: Configuration, Architectures and Applications
Zhiwei Wu · Fei Gao · Zongwen Zhang · Shuai Shao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
建筑行业贡献了全球约32%的能源消耗和34%的二氧化碳排放。为应对气候危机，本文探讨了在建筑中集成光伏发电、电热储能及直流配电系统的技术路径，旨在通过优化能源架构实现建筑节能减排。
解读: 该文章探讨的直流配电架构与阳光电源的‘光储直柔’战略高度契合。对于阳光电源的户用及工商业储能产品线（如PowerStack、PowerTitan），该研究提供了从交流耦合向直流耦合架构转型的理论支撑，有助于优化系统效率。建议研发团队关注建筑直流微网中的双向DC-DC变换器拓扑，以提升iSolarCl...
高功率X波段单片GaAs p-i-n平衡限幅器
High Power X-Band Monolithic GaAs p-i-n Balanced Limiter
Shifeng Li · Leiyang Wang · Bang Wu · Dingyi Guo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文介绍了一种采用GaAs p-i-n技术制造的40W X波段单片平衡限幅器，尺寸为2.5mm×2.0mm。为提升功率处理能力，研究采用了圆角矩形p-i-n二极管、加宽交叉线的Lange耦合器、优化厚度的I层以及优化的隔离终端电阻等设计。
解读: 该文章研究的GaAs p-i-n器件主要应用于高频射频（RF）领域，与阳光电源目前核心的光伏逆变器、储能PCS及风电变流器等电力电子功率变换业务关联度较低。虽然该研究涉及功率器件的散热优化与高功率密度设计思路，对电力电子器件的可靠性设计有一定参考价值，但GaAs材料在工业级电力变换领域应用受限。建议...
基于Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3的无铅弛豫铁电陶瓷显著改善的能量存储特性
Significantly improved energy storage characteristics of Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3-based lead-free relaxation ferroelectric ceramics
Minghui Sun · Li Wang · Ruiling Jia · Yang Fu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0
介电陶瓷电容器受到了广泛关注。在本研究中，制备了(1-x)[0.92Bi0.5Na0.5TiO3-0.08(0.5Ca0.3Ba0.7TiO3-0.5BaTi0.8Zr0.2O3)]-xNaNbO3陶瓷材料。由于合理的两相（P4bm和R3c）共存结构以及NaNbO3的引入，陶瓷的击穿电场强度得到显著提升。结果表明，在x=0.12的0.88[0.92Bi0.5Na0.5TiO3-0.08(0.5Ca0.3Ba0.7TiO3-0.5BaTi0.8Zr0.2O3)]-0.12NaNbO3样品中实现了3...
解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷材料在高温(160°C)下仍保持2.8 J/cm³储能密度和92.1%效率,对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统具有重要价值。其快速充放电能力和高功率密度特性可优化储能变流器的直流侧电容设计,提升系统功率密度和温度适应性。该材料的高击穿场强特性可为三电平拓扑中的母...
通过两个相反方向的散热监测功率模块焊料退化
Monitoring Power Module Solder Degradation From Heat Dissipation in Two Opposite Directions
Zedong Hu · Borong Hu · Li Ran · Peter J. Tavner 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
焊料退化是功率半导体模块的主要失效机制。本文提出了一种监测方法，通过检测模块在向上（经硅胶）和向下（经焊料层至散热器）两个相反方向散热的相对变化，来评估焊料层的退化程度。该方法基于模块外部封装的测量数据，为功率模块的健康状态监测提供了有效手段。
解读: 功率模块的可靠性是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器等核心产品的生命线。该研究提出的基于外部热阻变化的焊料退化监测方法，无需侵入式传感器，非常适合集成至iSolarCloud智能运维平台。通过在逆变器和PCS产品中部署此类在线健康监测算法，可实现对IGBT/SiC模块失效...
集成式双三相有源桥
D3AB）PFC整流器的EMI滤波器设计
Morris J. Heller · Florian Krismer · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文针对7.5kW双三相有源桥（D3AB）PFC整流器，提出了一种传导电磁干扰（EMI）噪声计算模型。该拓扑具备非隔离直流端口及隔离直流端口，适用于高性能功率转换场景。研究重点在于优化EMI滤波器设计，以满足严苛的电磁兼容标准，提升系统功率密度与运行稳定性。
解读: 该研究涉及的D3AB拓扑及EMI优化技术，对阳光电源的储能变流器（PCS）及高功率密度充电桩产品线具有重要参考价值。D3AB拓扑通过集成隔离与非隔离端口，可有效简化储能系统（如PowerTitan/PowerStack）的功率级架构，降低系统体积。EMI滤波器设计模型有助于优化产品在复杂电网环境下的...
基于热流的多芯片功率模块状态监测：一种两阶段神经网络方法
Heat-Flux-Based Condition Monitoring of Multichip Power Modules Using a Two-Stage Neural Network
Borong Hu · Zedong Hu · Li Ran · Chong Ng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对多芯片功率模块中芯片并联导致的电流不均及焊料层退化问题，本文提出一种基于热流的状态监测方法。通过两阶段神经网络，实现对多芯片模块内部焊料层退化程度的早期检测，克服了仅依靠温度监测在电流分配分析上的局限性，提升了功率模块的可靠性评估精度。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。功率模块是上述产品的核心组件，其焊料层老化直接影响设备寿命。通过引入基于热流的机器学习监测算法，阳光电源可提升iSolarCloud智能运维平台的预测性维护能力，在故障发...
高频大电流负载点(POL)模块与平面电感的高密度集成
High-Density Integration of High-Frequency High-Current Point-of-Load (POL) Modules With Planar Inductors
Wenli Zhang · Yipeng Su · Mingkai Mu · David J. Gilham 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文研究了利用低温烧结Ni-Cu-Zn铁氧体带与金属薄片复合材料混合层压而成的平面电感，用于实现负载点(POL)模块的高密度集成。通过在高直流偏置下对环形样品进行增量磁导率和磁芯损耗密度表征，验证了该材料在实现高频大电流POL模块应用中的可行性与优势。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器内部的辅助电源模块具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提升，POL模块的高频化与小型化是提升产品整体集成度的关键。文中提到的混合层压平面电感技术，能够有效降低高频下的磁芯损耗并提升散热性能，有助于减小PCS模...
肖特基型p-GaN栅HEMT中负栅极偏置引起的动态导通电阻退化
Negative Gate Bias Induced Dynamic ON-Resistance Degradation in Schottky-Type p-Gan Gate HEMTs
Zuoheng Jiang · Mengyuan Hua · Xinran Huang · Lingling Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文系统研究了关断状态栅极偏置（VGS,OFF）对商用肖特基型p-GaN栅HEMT动态导通电阻（RON）的影响。通过双脉冲测试和脉冲I-V系统，评估了在硬开关和软开关条件下，不同栅极和漏极偏置对动态RON的影响。研究发现，更负的VGS,OFF会导致更显著的动态RON退化。
解读: GaN作为宽禁带半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有重要应用前景。该研究揭示了p-GaN栅HEMT在负偏置下的动态导通电阻退化机制，对提升阳光电源产品的长期可靠性至关重要。建议研发团队在设计驱动电路时，优化负压关断策略，以抑制动态损耗增加。同时，该研究成果可指导iSola...
一种用于双有源桥变换器直流偏置消除的磁通门电流传感器
A Fluxgate-Based Current Sensor for DC Bias Elimination in a Dual Active Bridge Converter
Guanqun Qiu · Li Ran · Hao Feng · Huaping Jiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
双有源桥（DAB）DC-DC变换器中隔离变压器的直流偏置问题是影响系统效率与安全的关键。本文提出了一种基于磁通门技术的电流传感器，用于在包含大电流高频交流分量的背景下精确测量直流偏置电流。实验表明，该传感器相比商用霍尔传感器显著降低了测量误差，有效提升了DAB变换器的控制精度与运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式光伏逆变器中的DC-DC级具有重要应用价值。DAB拓扑是储能变流器（PCS）实现双向功率流动的核心，变压器直流偏置会导致磁饱和、损耗增加甚至器件损坏。引入高精度磁通门传感器可实现对直流偏置的实时闭环抑制，提升PCS在复...
面向航空应用的高功率高开关频率低温冷却逆变器研发
Development of High-Power High Switching Frequency Cryogenically Cooled Inverter for Aircraft Applications
Handong Gui · Zheyu Zhang · Ruirui Chen · Ren Ren 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
为支持未来航空超导推进系统，本文研究了低温环境下的高功率、高开关频率电力电子技术。文章开发了一款40kW三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器，实现了3kHz输出频率和140kHz开关频率，验证了低温冷却技术在提升功率密度和效率方面的潜力。
解读: 该研究涉及的三电平ANPC拓扑及高频化设计，对阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能变流器具有参考价值。虽然航空低温应用场景特殊，但其高功率密度设计思路可优化现有产品的散热布局与功率模块选型。建议关注其在高频开关下的损耗模型及低温热管理技术，这有助于提升阳光电源在极端环境（如高海拔、高寒地...
1.2kV垂直结构氮化镓结型场效应晶体管的评估及兆赫兹变换器应用
Evaluation and MHz Converter Application of 1.2-kV Vertical GaN JFET
Xin Yang · Ruizhe Zhang · Qiuzhe Yang · Qihao Song 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文首次对1.2kV、75mΩ的垂直结构氮化镓（GaN）结型场效应晶体管（JFET）进行了全面评估。该器件具备低导通电阻、常关特性及雪崩能力。通过优化RC接口栅极驱动器，研究了其在兆赫兹高频变换器中的应用潜力。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和户用储能系统向高功率密度、小型化方向发展，对开关频率和效率的要求日益严苛。1.2kV垂直GaN JFET作为宽禁带半导体的前沿技术，其高频特性可显著减小磁性元件体积，提升系统功率密度。建议研发团队关注该器件在户用光伏逆变器及小型化DC-DC变换器中的应用潜力，特别是在提升转...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...
一种具有内置短路故障电流能力的并网逆变器功率模块
A Power Module for Grid Inverter With In-Built Short-Circuit Fault Current Capability
Weihua Shao · Ruizhu Wu · Li Ran · Huaping Jiang 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
随着电网规范的演进，逆变器接口的可再生能源发电系统需承担更多电网支撑责任。在电网短路故障期间，逆变器需提供大电流以支持电压恢复，甚至超过其额定容量。本文提出了一种具备内置短路故障电流能力的功率模块，旨在提升逆变器在极端故障工况下的电网支撑能力与系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在光伏逆变器（尤其是组串式和集中式）及储能变流器（PowerTitan/PowerStack）领域，随着全球电网对构网型（GFM）技术及故障穿越能力要求的提升，该功率模块设计能有效解决逆变器在短路故障下过流保护与电网支撑之间的矛盾。建议研发团队评估该模块在提升...
通过Li离子诱导的0.6Na0.5Bi0.5TiO3–0.4Sr0.7Bi0.2TiO3弛豫铁电陶瓷在低电场下形成束腰型P–E回线实现增强的能量存储性能
Enhanced energy storage properties achieved by Li ion-induced 0.6Na0.5Bi0.5TiO3–0.4Sr0.7Bi0.2TiO3 relaxor ferroelectric ceramics generating beam-waisted _P_– _E_ loop at low field strengths
Juan Hu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年7月 · Vol.36.0
作为脉冲功率系统的关键材料，无铅介电陶瓷因其优异的功率密度和快速充放电特性而受到广泛关注。本研究通过将(Bi0.5Li0.5)TiO3（BLT）掺杂到0.6Na0.5Bi0.5TiO3–0.4Sr0.7Bi0.2TiO3（NBST）基体中制备了介电陶瓷，并对样品的晶体结构、表面形貌及电学特性进行了详细分析。结果表明，Li⁺的引入能有效促进A位离子的离心位移，不仅增加了极性纳米区（PNRs）的密度和尺寸，还增强了其与外加电场的相互作用，从而显著提高了最大极化强度。得益于束腰型P–E回线的形成，改性...
解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷技术对阳光电源储能系统具有重要价值。其在低电场(180kV/cm)下实现2.74J/cm³能量密度和75.75%效率,配合253ns快速放电特性,可优化ST系列PCS的脉冲功率处理能力。材料的宽温域稳定性(40-160°C)和高功率密度(53MW/cm³)特性,为PowerTita...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
基于4H-SiC衬底的集成高功率光电导半导体开关超快特性
Ultrafast Characteristics of Integrated High-Power Photoconductive Semiconductor Switch Based on 4H-SiC Substrate
Yangfan Li · Longfei Xiao · Chongbiao Luan · Xun Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
为了最小化输出波形的上升时间和半高全宽（FWHM），我们基于半绝缘碳化硅（SiC）材料设计并制造了一种新型集成器件，我们称之为cPCSS器件，其结构包括一个光电导半导体开关（PCSS）和一个充电电容器。测试结果表明，由于cPCSS中优化了电路连接并简化了电气长度，测试电路中的寄生电容和电感得以降低。因此，cPCSS器件在基本保持相同电导率的同时，能输出更快的信号。在入射激光能量（<10 μJ）下，cPCSS获得的输出信号上升时间最快为122 ps（10% - 90%），半高全宽为375 ps。此...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的集成光导半导体开关技术具有重要的战略参考价值。该技术展现的超快响应特性（122ps上升时间）和高可靠性（18万次无故障运行）与我们在高功率电力电子领域的核心需求高度契合。 在光伏逆变器应用层面，SiC材料本身已是我们重点布局的方向。该论文提出的集...
用于加速EMT型仿真的通用解耦等效电路模型
Universal Decoupled Equivalent Circuit Models of Solid-State Transformer for Accelerated EMT‐Type Simulation
Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Jintao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
多电平多模块固态变压器（SST）通过链式AC-DC变换器和双有源桥（DAB）DC-DC变换器实现中压交流与低压交流系统的接口，具有高模块化、双向功率传输、电气隔离和高频变换等优势。为支持快速控制原型开发，亟需高效且精确的电磁暂态（EMT）等效电路模型。本文提出基于开关函数的通用解耦等效电路模型，可统一描述全桥、DAB及三相三电平等变换器在导通与阻断模式下的行为。通过开关函数与直流母线解耦策略，模型实现了恒定G矩阵并显著降低节点数量。同时提出一种适用于大步长仿真的开关插值技术，以准确刻画开关事件。...
解读: 该SST解耦等效电路模型技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器方面，所提出的DAB DC-DC变换器恒定G矩阵建模方法可显著加速储能系统多模块级联拓扑的EMT仿真效率，支持PowerTitan大型储能系统的快速控制原型开发与参数优化。在SG光伏逆变器领域，三相三电平变换器的通用解...
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