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基于共聚焦方法的功率模块电热机械效应在线变形表征
Online Deformation Characterization for Electrothermal-Mechanical Effect of Power Module via Confocal Methodology
Peng Sun · Zheng Zeng · Liang Wang · Yulei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
随着可再生能源和电动汽车的发展，功率模块的可靠性验证变得至关重要。传统的功率循环测试耗时较长。本文提出了一种利用共聚焦方法对裸芯片进行在线变形表征的技术，旨在研究电热机械效应对功率模块失效的影响，从而缩短可靠性评估周期。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心组件。该研究提出的共聚焦在线变形表征技术，能有效提升对功率器件在复杂工况下热机械应力的量化分析能力。建议研发团队将其引入到核心功率模块的加速老化测试与失效机理研究中，优化模块封装设计与热管理方案，从而提升产品在极端...
中压碳化硅功率模块封装中电场主导的局部放电：模型、机制、重塑与评估
Electric-Field-Dominated Partial Discharge in Medium Voltage SiC Power Module Packaging: Model, Mechanism, Reshaping, and Assessment
Liang Wang · Zheng Zeng · Peng Sun · Shengxiang Ai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
得益于碳化硅（SiC）材料的高击穿电压，中压SiC功率模块在高压变换器领域展现出巨大潜力。然而，局部放电（PD）问题严重挑战了其可靠性与安全性，限制了其大规模工业应用。本文深入探讨了PD的物理机制，并提出了相应的建模、电场重塑及评估方法，旨在提升中压SiC模块的绝缘性能与长期运行可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着公司向更高电压等级（如1500V及以上）迈进，SiC器件的应用日益广泛，封装绝缘与局部放电问题直接影响产品的长寿命运行。建议研发团队参考文中的电场重塑技术优化模块封装设计，并在高压功率模块的可靠性测试标准...
宽禁带器件动态测试的重点与关注点：一项基于问卷的调查
Focuses and Concerns of Dynamic Test for Wide Bandgap Device: A Questionnaire-Based Survey
Peng Sun · Mingrui Zou · Yulei Wang · Jiakun Gong 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
由于高开关速度、低导通电阻和高导热性等优势，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带(WBG)器件备受关注。然而，WBG器件的高开关速度也带来了测试方面的挑战。本文通过问卷调查，总结了当前工业界和学术界在WBG器件动态测试中的核心关注点与技术难点。
解读: 宽禁带半导体是阳光电源提升产品功率密度和转换效率的核心技术路径。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该文献揭示的动态测试挑战，对阳光电源优化功率模块驱动设计、降低开关损耗及电磁干扰(EMI)具有重要指导意义。建议研发团队参考...
一种具有电容电压自平衡功能的Z型模块化多电平变换器
A Novel Z-Type Modular Multilevel Converter With Capacitor Voltage Self-Balancing for Grid-Tied Applications
Tong Zheng · Congzhe Gao · Xiangdong Liu · Xiaozhong Liao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
模块化多电平变换器（MMC）是中高压并网应用的有效方案，但其包含大量浮动电容，电压平衡控制复杂且计算负担重。本文提出一种新型Z型MMC拓扑，通过结构优化实现电容电压自平衡，有效降低了控制系统的计算复杂度，提升了系统在并网应用中的可靠性与效率。
解读: 该研究提出的Z型MMC拓扑及其自平衡控制策略，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。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，MMC拓扑的控制复杂度和计算资源消耗是制约成本与性能的关键。该技术通过拓扑创新简化了电容电压平衡控制，...
面向动态形变的汽车功率模块热机械性能评估
Dynamic Deformation Oriented Thermo-Mechanical Performance Assessment for Automotive Power Module With Various PWM Schemes
Peng Sun · Mingrui Zou · Fuli Niu · Yuxi Liang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
随着电动汽车（EV）的发展，作为核心部件的功率模块可靠性至关重要。不同脉宽调制（PWM）方案对功率模块的热机械应力影响显著。本文旨在研究不同PWM策略下功率模块的动态形变特性，评估其在复杂工况下的热机械可靠性，为提升电动汽车驱动系统的寿命提供理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。功率模块是上述产品的核心，其热机械可靠性直接决定了产品在严苛环境下的使用寿命。通过分析不同PWM策略对模块动态形变的影响，研发团队可优化充电桩及PCS的驱动控制算法，降低功率器件的热应力疲劳。建议将该评估方法引入产品可靠性设...
用于分布式光伏中压直流
MVDC）汇集系统的具有自动均压功能的单级IIOS变换器
Guangfu Ning · Litao Du · Liang Yuan · Yao Sun 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种用于分布式光伏中压直流（MVDC）汇集系统的单级输入独立输出串联（IIOS）变换器。该拓扑由三端口变换器（TPC）子模块组成，集成了交错并联Boost单元和全桥LC串联谐振单元，无需额外辅助电路即可实现自动均压，有效提升了中压直流汇集系统的效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站直流汇集方案具有重要参考价值。随着光伏电站向更高电压等级（如1500V甚至更高）发展，直流侧的均压控制是提升系统安全性的关键。该拓扑提出的自动均压技术可减少辅助电路成本，提高变换效率。建议研发团队关注该三端口变换器在组串式光伏接入MVDC汇集系统中的应用潜...
串联晶闸管脉冲电流分析的行为模型
A Behavioral Model for Pulse Current Analysis of Series-Connected Thyristors
Pengcheng Xing · Qingbo Wan · Jie Huang · Heng Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
高功率脉冲系统常需串联多个晶闸管以承受高电压，但实现脉冲性能最优化的器件数量尚不明确。本文开发了一种串联晶闸管脉冲电流的行为模型，将器件级的电导调制与电路级的行为联系起来，为高压功率器件的串联应用提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于晶闸管（Thyristor）的串联应用及脉冲特性，虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC MOSFET等全控型功率器件，而非半控型的晶闸管，但该模型中关于“多器件串联均压与电导调制”的分析方法，对于超高压直流输电或特定高...
传输线罗氏线圈：带宽超过3GHz的宽禁带器件隔离电流传感器
Transmission Line Rogowski Coil: Isolated Current Sensor With Bandwidth Exceeding 3 GHz for Wide-Bandgap Device
Yulei Wang · Teng Long · Mingrui Zou · Peng Sun 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
罗氏线圈（RC）因其电气隔离、大电流测量及易于集成等优点被广泛应用。然而，受限于自感与寄生电容引起的谐振，传统RC带宽仅在几十兆赫兹，难以满足宽禁带半导体器件的高速电流测量需求。本文提出一种传输线结构罗氏线圈，实现了带宽超过3GHz的电流测量能力。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC和GaN等宽禁带半导体器件，开关频率显著提升，传统的电流采样技术已成为制约高频性能和功率密度的瓶颈。该研究提出的超高带宽罗氏线圈技术，对于研发部门在宽禁带器件的瞬态特性测试、驱动电路优化及电磁兼容（EMC）设计方面具有极高...
具有0.85 GW/cm²巴利加优值或5A/700V处理能力的β-Ga2O3结势垒肖特基二极管演示
Demonstration of β-Ga2O3 Junction Barrier Schottky Diodes With a Baliga's Figure of Merit of 0.85 GW/cm2 or a 5A/700 V Handling Capabilities
Yuanjie Lv · Yuangang Wang · Xingchang Fu · Shaobo Dun 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文报道了首个垂直结构β-Ga2O3结势垒肖特基（JBS）二极管。通过引入热氧化p型NiO层，有效解决了β-Ga2O3缺乏p型掺杂的难题。实验表明，该器件在100×100 μm²面积下实现了1715V的击穿电压，展现了极高的功率处理潜力。
解读: 氧化镓（β-Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其击穿场强远超SiC和GaN，在未来高压、高功率密度电力电子应用中具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升光伏逆变器和储能变流器（PCS）的功率密度，并降低损耗。建议研发团队密切跟踪其垂直器件工艺成熟度，重点关注其在未来高压组串式逆变...
基于宽带Rogowski线圈电流传感器的中压SiC MOSFET过流保护
Overcurrent Protection Enabled by Broadband Rogowski Coil Current Sensor for Medium-Voltage SiC MOSFET
Jiakun Gong · Yulei Wang · Liang Wang · Mingrui Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
为确保耐用性有限的昂贵中压（MV）器件安全切换，基于罗氏线圈电流传感器（RCCS）的过流保护方案是一种很有前景的方法，具有响应速度快和电气隔离的特点。然而，要使罗氏线圈电流传感器同时具备高抗噪能力和高带宽性能存在固有矛盾。此外，积分器不理想的直流和低频特性会导致漂移和下垂误差。为应对上述挑战，本文研制了宽带罗氏线圈电流传感器，并将其集成到中压碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的过流保护电路中。基于传输线理论设计了新型线圈，以克服寄生元件对带宽的限制。所设计的...
解读: 从阳光电源的业务角度分析，这项基于罗氏线圈电流传感器的过流保护技术对我们的中压光伏逆变器和储能系统具有重要战略价值。随着1500V直流系统在大型地面电站的普及，以及储能系统向更高电压等级发展，中压SiC MOSFET正成为我们功率变换拓扑的核心器件。然而，这类器件价格昂贵且耐受能力有限，快速可靠的过...
构网型逆变器中优先电流限制器的积分饱和现象再探：物理视角
Revisit Windup Phenomenon in Grid-Forming Inverters With Priority Current Limiter: A Physical Perspective
Mingxin Hu · Liang Yuan · Mei Su · Shimiao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文从物理机理出发，分析构网型（GFM）逆变器在优先电流限制器（PCL）作用下的积分饱和现象，揭示故障清除角与限流模式切换角共同决定饱和是否发生，并提出基于该机理的抗饱和控制方法，实验验证了理论有效性。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及风电变流器在弱电网/故障工况下的GFM稳定运行。PCL风饱和问题影响黑启动、调峰调频及LVRT/HVRT动态响应，易导致暂态失步或保护误动。建议将文中提出的抗风饱和准则嵌入iSolarCloud智能控制策略，并在新一代组串式光储一体机（如S...
基于刻蚀目标层与高选择性刻蚀技术的高产率增强型GaN p-FET
High-Yield Enhancement-Mode GaN p-FET With Etching-Target Layer and High-Selectivity Etching Techniques
Xuanming Zhang · Yuanlei Zhang · Jiachen Duan · Zhiwei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
本文报道了采用p-Al0.05Ga0.95N刻蚀目标层（ETL）的增强型GaN p沟道异质结场效应晶体管（p-FET）。通过优化高选择性刻蚀工艺，实现p-GaN刻蚀速率约1 nm/min，并获得p-GaN与p-Al0.05Ga0.95N之间4:1的选择比。刻蚀工艺窗口扩展至10分钟，显著提高器件制备良率。器件阈值电压为−1.15 V，最大电流密度达6.16 mA/mm，且多器件间阈值电压与导通电流高度一致，展现出优异的重复性与一致性，为互补电路集成提供了重要基础。
解读: 该高产率增强型GaN p-FET技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。p沟道GaN器件可与现有n沟道器件构成互补拓扑，为ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器提供更高集成度的功率模块方案。高选择性刻蚀工艺实现的10分钟工艺窗口和优异一致性，可显著提升GaN器件制造良率，降低成本。阈值电压−1.15...
阳光背后的阴影：屋顶太阳能引发的不平等及其应对
Shadows behind the sun: Inequity caused by rooftop solar and responses to it
Liang Liang · Xuanyu Wu · Min Yang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着全球对可再生能源需求的增加，光伏（PV）系统的安装量显著上升。光伏 adoption 的不平等加剧了未采用家庭的能源负担。目前，干预光伏部署过程是应对这一挑战的主流思路。通过补贴低收入家庭以扩大光伏 adoption 缺乏可持续性，而通过减少 adopter 从光伏中获得的收益来抑制光伏规模已被证明会固化这种不平等。本研究试图提出新的解决思路，以消除光伏 adoption 不平等带来的后果，同时不干预光伏发展的规模。我们构建了一个利润最大化的发电厂与利润最大化的电力零售商之间的序贯博弈...
解读: 该研究揭示的光伏不公平问题为阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)提供重要应用场景。通过部署社区级储能解决方案,可平抑批发电价波动,降低零售商价格传导失灵风险。建议结合iSolarCloud平台开发分时电价优化算法,为未安装光伏用户提供储能共享服务,同时利用GFM控制技术增强电网稳...
具有自供电功能的光电忆阻器用于动态信息识别
Photoelectric Memristor With Self-Powered for Dynamic Information Recognition
Dong-Liang Li · Zhi-Long Chen · Xin-Gui Tang · Qi-Jun Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
仿生视觉系统可实现对外界信息的光感知与图像处理。光电突触器件是该系统的基本单元。本文提出一种基于HfO2/Bi4Ti3O12（BIT）异质结的具突触行为的光电忆阻器，通过异质结中光生载流子的捕获与释放产生持续光电流（PPC）。在光脉冲刺激下可模拟多种突触行为，如双脉冲易化、脉冲数依赖可塑性及脉冲宽度依赖可塑性，并实现短时记忆（STM）向长时记忆（LTM）的转变。构建3×5阵列，利用器件时间动态特性区分动态输入。由光电突触器件构建的物理储层不仅提升数据处理速度，还实现高效数据存储，为图像、语音识别...
解读: 该光电忆阻器技术对阳光电源储能系统的智能化升级具有前瞻性启发价值。其基于HfO2/BIT异质结的突触行为特性，可应用于ST系列储能变流器的智能故障诊断模块，通过模拟生物视觉系统实现光伏阵列热斑、组件异常的实时图像识别。持续光电流特性与短时/长时记忆转换机制，可优化iSolarCloud云平台的预测性...
宽禁带无重金属量子点用于蓝光发光二极管
Wide-bandgap and heavy-metal-free quantum dots for blue light-emitting diodes
Xin Gu1Wen-Long Fei1Bao-Quan Sun1Ya-Kun Wang1Liang-Sheng Liao2 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46
胶体量子点（CQDs）因其优异的光电特性，如高色纯度、稳定性、高光致发光量子产率（PLQY）、窄发射谱带及溶液加工便利性而备受关注。自1994年量子点发光二极管（QLEDs）问世以来，尽管取得显著进展，但蓝光QLED在效率与寿命方面仍落后于红光和绿光器件。基于镉/铅的量子点存在毒性问题，推动了无重金属量子点的发展，如Ⅱ-Ⅵ族（ZnSe基）、Ⅲ-Ⅴ族（InP、GaN基）及碳点（CDs）。本文综述了量子点的关键特性与发展历程、合成方法、表面配体作用及核/壳结构设计要点，并展望了蓝光QLED面临的挑战...
解读: 该宽禁带无重金属量子点技术对阳光电源产品显示系统具有潜在价值。虽然文章聚焦蓝光LED显示领域，但其核心的GaN基量子点材料与阳光电源功率器件中应用的GaN功率半导体存在材料体系关联。量子点的表面配体工程、核壳结构设计思路可为SiC/GaN功率模块的界面优化提供借鉴。此外，该技术在ST储能系统、SG逆...
100 kW氮化镓牵引逆变器的系统性效率-密度协同优化：方法与集成
Systematic Efficiency-Density Co-Optimization of 100 kW GaN Traction Inverter: Methodology and Integration
Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
摘要：电动汽车牵引逆变器对高效率和高功率密度的追求与日俱增，这正加速包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在内的宽禁带器件的应用。由于碳化硅牵引逆变器的效率 - 密度边界已接近极限，采用氮化镓器件的牵引逆变器因具有更低的功率损耗和更高的开关速度，被视为一种极具前景的解决方案。本文聚焦于电动汽车应用的氮化镓牵引逆变器，提出了一种兼顾效率和功率密度目标协同优化的设计方法。基于所建立的包括功率损耗、直流母线纹波和热阻等设计关注点的数学模型，确定了氮化镓逆变器的效率 - 密度设计域，并通过帕累托前沿分析...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN牵引逆变器的效率-功率密度协同优化技术具有显著的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心方法论与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品线的技术演进方向高度契合。 该论文突破了传统SiC器件的效率-密度边界，通过GaN器件实现99.3%峰值效率和62.1...
钙循环热能储存与吸附增强制氢耦合系统
Coupling system of calcium looping thermal energy storage and adsorption-enhanced hydrogen production
Haocheng Sun · Zhiwei Geab · Zhihan Yao · Liang Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要 基于钙循环（CaL, Calcium Looping）的吸附增强蒸汽甲烷重整（SE-SMR）是实现低碳氢气生产的重要方法。然而，现有的原位反应器难以长期连续稳定地生产氢气。本研究提出了一种基于CaL的新型准原位SE-SMR反应器，并建立了包含多反应耦合的多物理场模型。研究阐明了该反应器中传热传质及反应强化的作用机制，识别了影响制氢过程的关键参数。在穿透前期阶段，储存的热量驱动重整反应进行，使氢气平均纯度维持在95.62%，同时实现较高的碳捕集率；氢气产率达到3.61，表明甲烷得到了高效重整...
解读: 该钙循环储热-制氢耦合技术对阳光电源储能系统具有重要启示。其多物理场耦合建模方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是波动热源下的稳定性控制与ST系列PCS的能量调度策略。准原位反应器的连续产氢机制为光伏制氢一体化方案提供技术参考,可结合iSolarCloud平台实现预测性维护。该...
稀土氧化物-GaN异质结界面工程用于提升真空紫外探测性能
Interface Engineering of Rare-Earth Oxide-GaN Heterojunction for Improving Vacuum-Ultraviolet Photodetection
Dan Zhang · Jiarong Liang · Han Cai · Weisen Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
氧化镥（Lu₂O₃）是一种超宽带隙（UWB）（5.5 - 6.2 电子伏特）的稀土氧化物，已被提议作为构建真空紫外（VUV）光电探测器的潜在材料。在这项工作中，在 Lu₂O₃/GaN 异质结界面沉积了一层超薄（4 纳米）的氧化铝（Al₂O₃）层，以制备高性能的 Lu₂O₃ 真空紫外光伏探测器。在 0 伏偏压和真空紫外光照下，Lu₂O₃/Al₂O₃/GaN 光电探测器在 192 纳米处的光响应度为 17.2 毫安/瓦，衰减时间为 54.9 毫秒，探测率为 1.2×10¹² 琼斯。该器件的优异性能源...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于稀土氧化物-氮化镓异质结真空紫外光探测器的研究虽属于前沿半导体光电领域，但与公司核心业务的直接关联度相对有限。该技术主要聚焦于真空紫外波段（192nm）的光电探测，其应用场景更多集中在紫外消毒、火焰监测、天文探测等特殊领域，与光伏发电和储能系统的可见光-近红外光谱范...
Miller电路与RC网络集成用于GaN器件的负压栅极驱动
Integration of Miller Circuit with RC Network for Negative-Voltage Gate Drive of GaN Devices
Jianing Liang · Yue Wu · Huyong Ling · Xueqiang Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
串扰问题是增加氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）损耗并降低开关速度的主要因素之一。在实际应用中，GaN栅极驱动器基于RC电路或密勒电路。然而，RC电路缺乏串扰吸收路径，难以抑制串扰电压。相反，尽管密勒电路有吸收路径，但低阻抗回路会导致开关速度降低。为继承这两种常用方法的优点并避免其缺点，本文提出了一种将无源密勒钳位电路与RC电路集成的方法。该集成通过带无源控制P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（PMOS）的RC延迟电路实现。带PMOS的RC延迟电路可调节密勒钳位电路的启动时间，因此，...
解读: 该GaN负压栅极驱动技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN器件可实现更高开关频率和功率密度，但串扰导致的误开通风险制约其应用。该Miller-RC集成驱动方案通过抑制高dv/dt引起的栅源电压波动，可直接提升阳光电源GaN功率模块的可靠性。特别适用于车载O...
风沙与温度耦合作用下光伏组件的力学建模
Mechanical modeling of photovoltaic modules under wind-sand and temperature coupling
Chenxu Sun · Haimiao Wu · Xingfu Liang · Aoling Xu 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301
摘要 针对光伏（PV）组件在戈壁、荒漠等地区易产生隐裂的问题，本文基于经典层合板理论（CLT），构建了风沙-温度多物理场耦合的光伏组件力学模型，分析了不同极端天气条件下硅太阳能电池的等效应力分布规律以及光伏组件几何结构对这些规律的影响。首先，建立了风沙荷载等效模型和光伏面板温度预测模型；其次，依据经典层合板理论，将温度变量引入几何方程中，构建了光伏组件的热-力耦合模型；最后，通过ANSYS软件验证了模型的正确性。结果表明：硅太阳能电池的等效应力在组件中心区域最高，而在边缘区域出现等效应力突变现象...
解读: 该光伏组件机械应力建模技术对阳光电源SG系列逆变器及光伏系统设计具有重要价值。研究揭示的极端风沙温度耦合下硅片应力分布规律,可指导我们优化组件选型标准和系统配置方案。特别是盖板玻璃5mm、背板玻璃2.4mm的最优厚度配比,以及宽高比≤2时的应力突变特性,可应用于iSolarCloud平台的预测性维护...
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