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MMC-HVdc系统中IGCT极端失效的系统性分析与表征——第二部分：失效机理与短路特性
Systematic Analysis and Characterization of Extreme Failure for IGCT in MMC-HVdc System—Part II: Failure Mechanism and Short Circuit Characteristics
Wenpeng Zhou · Zhanqing Yu · Zhengyu Chen · Fanglin Chen 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文针对模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统中集成门极换流晶闸管（IGCT）的短路失效模式（SCFM）进行了研究。由于IGCT封装结构的限制，其短路失效机理难以直接观测。本文通过多物理场分析，揭示了IGCT在极端失效条件下的电流密度变化及短路特性，为高压电力电子器件的可靠性评估提供了理论依据。
解读: 虽然阳光电源目前的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、充电桩）主要采用IGBT或SiC功率器件，而非IGCT，但该文献研究的极端工况下功率器件失效机理、多物理场耦合仿真方法以及短路特性分析，对于提升阳光电源大功率储能系统（如PowerTitan）和集中式逆变器中功率模块的可靠性设计具有重要的参考价值...
一种具有辅助路径推挽缓冲器和整形混合偏置技术的高电流效率快速瞬态PMOS LDO
A Current-Efficient Fast-Transient PMOS LDO With Aux-Path Push-Pull Buffer and Shaped-Hybrid-Bias Technique Achieving 8.15 ps FoM
Xin-Ce Gong · Jian-Jun Kuang · Xin Ming · Shi-Ting Hu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种专为移动应用中高速、大电流负载瞬态设计的PMOS低压差线性稳压器（LDO）。通过引入低功耗辅助路径推挽缓冲器，为功率FET的栅极电容提供高推挽电流，显著抑制了电压下冲和过冲，实现了8.15 ps的优异品质因数（FoM）。
解读: 该文献探讨的LDO设计技术主要针对移动端高频、快速瞬态响应场景，虽然与阳光电源的核心大功率电力电子产品（如光伏逆变器、储能PCS）在功率等级上存在差异，但其提出的辅助路径推挽缓冲器和整形混合偏置技术，对阳光电源电动汽车充电桩及iSolarCloud智能运维平台中的控制板卡电源管理具有参考价值。在充电...
输出功率为5 W且在60 ℃老化下寿命超过20000小时的GaN基蓝色激光二极管
GaN-based blue laser diodes with output power of 5 W and lifetime over 20 000 h aged at 60 ℃
Lei Hu1Siyi Huang1Zhi Liu1Tengfeng Duan1Si Wu1Dan Wang1Hui Yang2Jun Wang3Jianping Liu4 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46
1995年和1996年，在实现p型掺杂、材料质量提升及高亮度GaN基LED突破后，GaN基激光二极管（LDs）的受激辐射与激射现象相继被报道。然而，其实现高输出功率、高电光转换效率及长寿命经历了较长时间。直至2019年，日亚公司报道了具备上述性能的蓝光LDs，推动了GaN基蓝色激光二极管在多个领域的广泛应用。
解读: 该高功率长寿命GaN基蓝色激光二极管技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦激光二极管，但其GaN材料高温可靠性验证（60℃老化20000小时）和高功率密度设计理念可借鉴至功率电子领域。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率器件应用，该研究揭示的材料稳定性机制和热管理方...
基于喷射点胶的电力电子模块电场自适应可控结构组装
Jet-Dispensing-Based Assembly of Electric Field Adaptively Controlled Structure in Power Electronic Modules
Ya Sun · Zhikang Yuan · Zhiwen Huang · Jun Hu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月
在功率模块中，“铜 - 陶瓷 - 硅胶”三相点处的局部放电对更高电压和功率密度的发展构成了重大挑战。本文采用一种可靠且可控的方法——喷射点胶，在电力电子模块中组装电场自适应控制结构，以优化电场分布。该结构由氧化锌/环氧树脂非线性导电复合材料构成，厚度控制在 $300 \pm 50 \ \mu$ 米。组装的电场自适应控制结构显著提高了模块的局部放电起始电压（PDIV），在正弦波作用下，局部放电起始电压从6.0千伏提高到13.2千伏，增幅达120.0%；在正极性方波脉冲作用下，从4.0千伏提高到9....
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的电场自适应控制结构技术对我们在高压大功率产品领域的突破具有重要战略价值。 当前，阳光电源的光伏逆变器和储能变流器正朝着更高电压等级（1500V及以上）和更高功率密度方向发展。功率模块中"铜-陶瓷-硅凝胶"三相点的局部放电问题一直是制约产品电压等级提升和可靠性的...
一种半去中心化的数据-模型驱动优化方案用于大规模风电场发电协同控制
A Semi-decentralized Data-Model-Driven Optimization Scheme for Coordinated Control of Large-Scale Wind Farm Power Maximization
Jingyao Hu · Qinmin Yang · Wenchao Meng · Jun Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年12月
尾流效应会显著降低风电场的发电量，这促使人们广泛关注风电场级发电优化问题。然而，当大型风电场面临高度动态的风况时，该优化问题极具挑战性。为解决这一问题，我们提出了一种半分散式数据模型驱动的优化方案，该方案通过与风电场交互利用实时数据，且求解速度快。首先，根据不同风向的发电效率，将优化问题划分为若干静态子问题。对于每个静态子问题，基于尾流模型和谱聚类算法将大型风电场分解为多个集群。在进行在线控制时，根据集群划分结果并行采用数据驱动方法来实现发电量最大化。此外，采用多变量耦合尾流模型验证了该优化方案...
解读: 该论文提出的半分散式数据-模型驱动优化方案针对大规模风电场尾流效应问题，对阳光电源在风电变流器及新能源综合解决方案领域具有重要借鉴价值。 从技术架构层面，该方案将大规模优化问题分解为基于风向的静态子问题，再通过谱聚类算法进行集群划分，实现并行化数据驱动控制。这种"分而治之"的思路与阳光电源在大型光...
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...
一种简化混合双桥LLC谐振变换器以减少无源器件及损耗用于应急电源
Simplified Hybrid Dual-Bridge LLC Resonant Converter With Reduced Passive Components and Loss for Emergency Power Supply
Bo Hu · Jun Wang · Zipeng Ke · Jiatao Yao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
在电感-电感-电容（LLC）谐振变换器的总损耗中，无源器件损耗占比已达关键程度。为此，本文提出一种简化的混合双桥LLC谐振变换器，通过并联主LLC谐振变换器与有源钳位辅助桥变换器，降低无源器件损耗。借助辅助变换器的钳位作用，显著减小LLC变换器在整个范围内的关断电流。相比传统双桥结构，该拓扑仅需一个谐振腔，减少了无源元件数量，实现谐振元件成本降低26.5%，电感总体积减少13.8%。实验基于1.2 kW混合双全桥三支路原型验证，结果表明，在保持软开关性能的同时，无源器件损耗降低27%。
解读: 该简化混合双桥LLC谐振变换器技术对阳光电源储能及充电产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，该拓扑可降低27%无源器件损耗，减少13.8%电感体积，直接提升PowerTitan大型储能系统的功率密度和效率。对车载OBC充电机和充电桩产品，单谐振腔设计可降低26.5%谐振元件...
一种具有光热、储热和电化学性能的新型集成碳化木电极用于太阳能驱动的热化学电池
A novel integrated carbon-wood electrode with photothermal, heat storage, and electrochemical properties for solar-driven thermochemical cells
Jun Zhang · Xiaotian Li · Jili Zheng · Yanan Zou 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.326
摘要 热化学电池为太阳能利用提供了一种可持续且环保的解决方案，但其性能常受到太阳辐射波动的限制。传统方法是将储热系统整合到热化学电池中，然而这些方法受限于较低的传热速率以及传统电极较小的电化学活性表面积。本研究创新性地提出一种碳化木电极设计，集成了增强的光热转换、储热和电化学性能，可实现太阳能驱动热化学电池中的连续发电。与传统的石墨电极相比，碳化木结构使光热转换效率提高了67%，电化学活性表面积增加了28%，单位体积（每立方厘米）的放热时间延长至16.67分钟。采用此类电极的热化学电池在太阳辐射...
解读: 该碳木一体化电极的光热-储热-电化学集成技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其光热转换效率提升67%、电化学活性面积增加28%的设计理念,可应用于ST系列PCS的热管理优化和PowerTitan储能系统的温控策略改进。特别是其应对间歇性光照的稳定输出能力,与SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术形成协...
一种面向大电流应用的高性价比混合Si/SiC双桥并联LLC谐振变换器
A Cost-Effective Hybrid Si/SiC Dual Bridge Parallel LLC Resonant Converter for High-Current Application
Zipeng Ke · Jun Wang · Bo Hu · Chao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
基于SiC的双桥并联LLC谐振变换器具有低电流应力和高效率的优点，但成本较高。本文提出一种低成本混合Si/SiC双桥并联LLC变换器，由大电流低成本Si IGBT桥臂与小电流SiC MOSFET桥臂构成，显著降低系统成本。得益于Si IGBT桥臂的软开关特性，该混合结构在开关损耗方面可媲美全SiC设计。同时，通过拓扑重构减少了谐振元件数量，进一步降低损耗与成本。实验研制了6 kW样机，结果表明，在高输出功率下总损耗相当，而开关器件成本降低51.7%，谐振元件成本降低22.9%，总体成本降低31....
解读: 该混合Si/SiC双桥并联LLC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隔离级，可采用此混合方案替代全SiC设计，在保持高效率的同时降低31.6%成本，显著提升PowerTitan大型储能系统的性价比。对于大电流充电桩（如液冷超充），该拓扑的低电流应力特性与谐振...
通过神经网络方法加速钙钛矿太阳能电池的器件表征
Accelerating device characterization in perovskite solar cells via neural network approach
Xinhai Zhaoab1 · Chaopeng Huangae1 · Erik Birgersson · Nikita Suprun 等11人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.392
摘要 钙钛矿太阳能电池是下一代高效光伏器件的有力候选者，尤其适合作为叠层结构中的顶部电池。基于物理机制的光电模型，我们采集了十万量级的大数据样本，用于训练神经网络模型，以高效预测器件性能和复合损耗。在数据准备、模型训练和神经网络优化过程中，分别采用了拉丁超立方采样、贝叶斯正则化和贝叶斯优化方法。最优的神经网络模型在预留的测试数据集上实现的均方误差低于4 × 10⁻⁴。神经网络的计算速度比传统光电模型快一千倍以上。因此，器件快速校准可在24秒内完成。显著降低的计算成本使得高效的器件表征、参数研究、...
解读: 该神经网络加速钙钛矿电池表征技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要借鉴价值。研究采用的深度学习方法将器件仿真速度提升千倍以上,可应用于SG系列逆变器的MPPT算法优化和iSolarCloud平台的预测性维护功能。通过贝叶斯优化和敏感性分析快速标定器件参数的思路,可迁移至SiC/GaN功率器件的损耗分...
集成高K栅介质与分裂栅的4H-SiC超级结MOSFET
4H-SiC superjunction MOSFET with integrated high-K gate dielectric and split gate
Jiafei Yao1Zhengfei Yang1Yuxuan Dai1Ziwei Hu1Man Li2Kemeng Yang2Jing Chen2Maolin Zhang2Jun Zhang2Yufeng Guo2 · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46
本文提出一种集成高K（HK）栅介质与分裂栅（SG）的4H-SiC超级结MOSFET（HKSG-SJMOS）。该器件采用高K介质作为包围源极连接分裂栅与金属栅的栅介质，优化漂移区电场分布，形成低阻导电通道，提升击穿电压（BV）并降低比导通电阻（Ron,sp）。分裂栅结构结合高K介质有效减小栅-漏电容（Cgd）与栅-漏电荷（Qgd），改善开关特性。仿真结果表明，相较于传统器件，HKSG-SJMOS的优值（FOM=BV²/Ron,sp）提升110.5%，高频优值（Ron,sp·Cgd）降低93.6%，...
解读: 该HKSG-SJMOS技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。其110.5%的FOM提升和93.6%的Ron,sp·Cgd降低，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功率模块设计，显著降低导通损耗和开关损耗（开通/关断损耗分别减少38.3%/31.6%）。高K介质与分裂栅结构有效...
基于TSSA的微电网逆变器多故障诊断算法
TSSA-Based Multifault Diagnosis Algorithm for Microgrid Inverter
Zhanjun Huang · An Zhang · Weiheng Shao · Kang Hu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年11月
在工业应用中，设备的故障诊断常常存在诸多复杂干扰。特别是，传感器导致的检测信号的不确定性和数据丢失，将极大地增加微电网系统逆变器故障诊断的干扰和难度，甚至会导致保护单元误报警和误触发。为解决该问题，本文提出一种基于拓扑自相似性评估的微电网逆变器故障诊断算法。首先，采用数据核拓扑提取方法提取检测信号的核拓扑，该方法能有效反映不同数据状态的关键信息，同时可大幅减少诊断方法的启动量和相应计算量。其次，利用提取的核拓扑重构拓扑虚拟镜像，能有效降低数据丢失的影响。第三，分别利用所获得的核拓扑和拓扑虚拟镜像...
解读: 从阳光电源微电网逆变器及储能系统业务角度来看，这项基于拓扑自相似性评估（TSSA）的多故障诊断算法具有显著的工程应用价值。 该技术针对工业现场传感器信号不确定性和数据丢失等实际问题，提出了创新性解决方案。通过数据核心拓扑提取方法，算法能够在大幅降低计算量的同时保留关键故障特征信息，这对于阳光电源大...
原位非晶粘结界面促进质子陶瓷燃料电池中的离子传输
In situ amorphous-adhesive interface facilitate ionic transport in protonic ceramic fuel cells
Wenjuan Zhao · Jun Wang · Bin Li · Enyi Hu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年6月 · Vol.334
摘要 质子陶瓷燃料电池（PCFCs）是一种具有前景的碳中和发电技术，其利用在稳定的钇掺杂锆酸钡（BZY）电解质中表现出的高质子电导率。然而，由于烧结性能差以及电阻性晶界导致整体质子电导率降低，限制了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种基于BZY电解质的免烧结超快质子陶瓷燃料电池（S-PCFC），该电池通过一种非晶粘结界面实现。S-PCFC通过一种简便且可扩展的干压工艺原位制备，避免了传统空气中高温烧结的需求。在电化学运行过程中，氢氧化锂与碳酸锂的熔融混合物被原位嵌入，在晶界处形成非晶粘结界面。...
解读: 该质子陶瓷燃料电池技术通过非晶粘附界面实现超快离子传输,对阳光电源氢能及储能系统具有启发意义。其免烧结工艺和原位界面调控思路可借鉴至电力电子器件封装优化,降低SiC/GaN功率模块的界面热阻。520℃下0.257 S·cm⁻¹的质子电导率突破,为分布式氢燃料电池-储能耦合系统提供新方向,可与ST系列...
基于双分支专家融合记忆网络的大规模配电网净负荷高效预测
Efficient Net Load Forecasting in Large-Scale Power Distribution Systems via Dual-Branch Experts Fusion Memory Network
Shijie Li · Ruican Hu · Guanlin Chen · Lulu Chen 等10人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文针对高比例可再生能源接入下配电网净负荷预测难题，提出双分支专家融合记忆网络（DEFMN），分别建模负荷与分布式电源的异质性，并融合时空相关性。在IEEE 8500节点系统验证中，该模型在MAPE等指标上达到SOTA性能。
解读: 该研究对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及PowerTitan/ST系列储能PCS的日前-日内净负荷预测能力具有直接提升价值。DEFMN可嵌入iSolarCloud的AI预测引擎，优化光储协同调度策略；尤其适用于工商业光伏+用户侧储能场景中多类型DG（如组串式逆变器、充电桩、小型风电变流器...
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