Weili Guo · Guochun Xiao · Laili Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

摘要：近年来，引线键合型功率模块是应用最为广泛的功率半导体模块封装形式之一，而键合线是这类模块中最薄弱的环节之一。在功率循环和温度波动的长期作用下，应力和应变会使键合线容易出现裂纹，最终导致断裂或脱焊，从而影响功率模块的可靠性。因此，监测功率模块的健康状态至关重要。本文提出了一种利用单轴磁场传感器实时监测键合线脱焊的方法。文章首先对功率模块键合线附近的磁场进行了分析，指出键合线脱焊时磁场会发生变化。其次，采用有限元方法对磁场进行仿真，确定了键合线脱焊时磁场变化率最大的区域，并将磁场传感器放置在该...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于磁场测量的功率模块键合线脱落在线监测技术具有重要的应用价值。功率半导体模块是光伏逆变器和储能变流器的核心器件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行。键合线作为模块内部最薄弱的环节，在功率循环和温度波动下容易发生疲劳失效，这是导致逆变器现场故障的主要原因之一。 该技术...

Fan Lin · Yao Zhang · Hanting Zhao · Wei Huo 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

本文提出一种用于区域光伏功率短期概率预测的新型端到端深度学习模型，该模型具有局部-全局两层结构。在局部层，构建基于有向图的动态空间卷积图神经网络，以学习光伏电站的高维特征表示；在全局层，提出动态图池化方法，将局部特征聚合为全局表示，并映射为区域光伏功率的概率预测结果。为防止过拟合，引入基于参数迁移的训练策略。在公开真实数据上的实验表明，该模型可提供高质量且可靠的短期概率预测。

解读: 该区域光伏功率概率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。其卷积图神经网络可建模区域内多个光伏电站的空间关联性，为SG系列逆变器集群提供更精准的短期功率预测。概率预测结果可优化PowerTitan储能系统的充放电策略制定，通过预测区间合理配置储能容量，提升系统经济性。参...

Youssef Hamdaoui · Sondre Michler · Adrien Bidaud · Katir Ziouche 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

我们报道了击穿电压（BV）超过 1200 V 的全垂直氮化镓（GaN）-硅（Si）p-i-n 二极管。温度依赖性测量表明其具有雪崩击穿能力，这反映了高质量的加工工艺和外延生长。所制备的垂直 p-i-n 二极管的导通态特性显示，阳极直径较小时导通电阻为 0.48 mΩ·cm²，阳极直径较大（即 1 mm）时导通电阻为 1.7 mΩ·cm²。导通电阻的增加归因于散热问题。尽管如此，由于采用了优化工艺，包括作为边缘终端的深台面刻蚀以及通过聚酰亚胺钝化实现的背面厚铜层散热片（增强了薄膜的机械鲁棒性），大...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V全垂直GaN-on-Si p-i-n二极管技术具有重要的战略价值。该技术实现了超过1200V的软击穿电压和10A以上的大电流承载能力，这些参数恰好契合我们光伏逆变器和储能变流器的核心应用场景。 在技术价值方面，该器件展现的0.48-1.7 mΩ·cm²导通电...

W. Poradowski · G. J. Anders · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月

本文提出了一种用于计算电力电缆波纹护套层热阻的解析表达式，该层由金属护套和空气间隙共同构成。模型基于大量有限元（FEM）仿真研究，综合考虑了导热、对流和辐射三种传热机制。所提出的解析模型适用于实际中常见的多种几何结构，可用于电缆载流量计算。以CIGRE TB 880中的400 kV低压充油电缆为例，结合护套热损耗进行载流量分析。FEM结果表明，相较于IEC 60287标准方法在CIGRE TB 880中建立的热网络模型，其额定电流值被高估。

解读: 该波纹护套电缆热阻建模技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan和光伏电站的电缆载流量设计具有重要应用价值。研究揭示IEC 60287标准可能高估额定电流，这直接影响储能系统和光伏电站的电缆选型安全裕度。阳光电源可将该解析模型集成到ST系列储能变流器和SG系列逆变器的系统设计工具中，优化MW级以...

Nadim Ahmed · Gourab Dutta · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

本文提出了一种针对p-GaN/AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）阈值电压（V_T）的新型解析模型，考虑了镁（Mg）掺杂剂从顶部p-GaN层向外扩散至AlGaN势垒层和GaN沟道层的影响。该模型引入了真实的Mg外扩散分布，以精确估算此类常关型器件的V_T。通过实验数据与精细校准的TCAD仿真，对模型在多种器件参数及Mg扩散分布下的准确性进行了验证。模型还可评估AlGaN层与非故意掺杂（UID）-GaN层中Mg掺杂各自的贡献，并可用于预测p-GaN层生长时长与温度对阈值电压的影响。

解读: 该p-GaN HEMT阈值电压建模技术对阳光电源GaN功率器件应用具有重要价值。通过精确预测Mg外扩散对阈值电压的影响，可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中GaN器件的可靠性设计。该模型能够指导器件筛选标准制定，预测高温工况下阈值漂移风险，对PowerTitan大型储能系统的长期稳定运行至...

Li Ding · Jihang Sun · Siqi Wang · Guoqiang Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

交错并联三相电压源变换器广泛应用于中高功率场合。除环流外，脉宽调制策略对直流链电流纹波的影响是决定直流电容设计、进而影响系统可靠性与寿命的关键因素。现有研究主要针对空间矢量调制、正弦脉宽调制和断续脉宽调制展开，但对新型两自由度（2DoF）PWM的研究尚属空白。本文分析了不同调制指数和功率因数范围下2DoF交错PWM的直流链电流特性，结果表明其在低调制比或高功率因数条件下性能更优。同时，深入分析了环流对直流链电流纹波的影响，并综合评估了共模电压、环流及输出质量。实验结果验证了该策略在低中速范围内显...

解读: 该两自由度交错PWM技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在**新能源汽车驱动系统**中，可直接应用于并联VSC电机控制器，通过优化直流链电流纹波降低电容应力，提升系统可靠性与寿命。在**ST系列储能变流器**和**大功率光伏逆变器**中，并联拓扑的交错PWM优化可减小直流侧滤波需求，提高功率密...

Victor H. Hinojosa · Daniel Bolbarán · Esteban Gil · Guillermo Gutierrez-Alcaraz · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

将自动发电控制（AGC）系统视为经济调度与同步发电机动态之间的中介，本文提出一种新的AGC建模方法。该调度框架基于随机N-1有损网络约束经济调度问题，构建为混合整数线性规划模型，并采用分段线性表达式表示输电损耗。在一次调频结束后，该方法在两阶段随机优化中选择参与调节的机组并确定其调节分配因子，综合考虑负荷电压依赖性，利用线性有损移位因子建模潮流与网损，最小化启停与运行成本。所提方法允许AGC机组双向调节以经济应对低频事件，协同优化能量与备用，相较传统AGC更具灵活性与效率。在50节点系统中通过D...

解读: 该AGC优化调度技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的双向调节策略与能量-备用协同优化方法，可直接应用于储能变流器参与电网一次调频后的二次调频控制，通过随机优化算法动态调整储能系统充放电功率分配因子，在考虑输电阻塞和网损的前提下实现经济调度。该方...

Yating Hu · Jiayi Zhang · Enyu Shi · Yu Lu 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年11月

堆叠式智能超表面（SIM）被视为一项具有革命性的技术，它可直接在电磁波域实现强大的信号处理，并且具有显著的节能优势。在本文中，我们探究了结合联合波束赋形和功率分配的 SIM 辅助无蜂窝大规模多输入多输出（CF - mMIMO）系统的性能。具体而言，我们联合设计接入点（AP）的发射功率分配和 SIM 的基于波的波束赋形，以最大化系统和速率。为解决这一复杂的非凸问题，我们提出了一种基于交替优化（AO）的迭代算法，该算法将原问题分解为两个子问题。对于发射功率分配子问题，采用最大比传输（MRT）来最大化...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于堆叠智能超表面辅助无蜂窝大规模MIMO系统的论文，其核心技术与我们在分布式新能源发电和储能系统的通信网络优化方面存在潜在关联价值。 该技术的堆叠智能超表面（SIM）能够在电磁波域直接进行信号处理，具有显著的节能优势，这与阳光电源追求高效能源利用的理念高度契合。在我...

Aniello Castiglione · Jacopo Gennaro Esposito · Vincenzo Loia · Michele Nappi 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年11月

当前，全球物联网（IoT）设备数量已超过150亿，广泛应用于可穿戴设备、智能电网监控等领域，常涉及敏感数据处理。为保障安全性，区块链技术被引入IoT网络。然而，现有加密机制难以抵御量子计算对区块链系统的威胁，尤其是私钥泄露风险。本文提出一种基于后量子数字签名算法Dilithium-5的优化实现方案，具备抗量子攻击能力，并适配ESP32等低功耗、低成本微控制器。通过血氧与心率监测设备的案例研究，验证了该方案在实际IoT应用中的有效性与可行性，兼具安全性与运行效率。

解读: 该后量子密码学与区块链融合技术对阳光电源储能及光伏产品的安全防护具有前瞻价值。在PowerTitan大型储能系统和iSolarCloud云平台中，海量分布式设备（如ST系列储能变流器、SG逆变器）的数据传输与身份认证面临量子计算威胁。Dilithium-5算法可集成至设备端MCU固件，为智能运维系统...

Peng Sun · Xiaofei Pan · Zheng Zeng · Yukai Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

受半导体技术尤其是碳化硅技术进步的推动，人们已开发出众多封装设计以满足各种应用需求。在这些功率模块投放市场之前，必须对其可靠性进行全面评估。机械特性表征是评估功率模块可靠性的一项重要手段，因为它与功率模块故障直接相关。通常在亚微米尺度上的机械分布及其差异给测量带来了巨大挑战。因此，在不损害功率模块功能和完整性的前提下，实现对机械信息的准确采样仍是机械特性表征领域不懈追求的目标。本文全面综述了功率模块机械特性表征的现有先进方法，包括直接测量法和非接触测量法。分析了变形机制以及相关的测量挑战。对各种...

解读: 功率模块作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和全生命周期成本。该论文聚焦功率模块机械特性表征技术，对阳光电源的产品开发和质量管控具有重要参考价值。 从业务视角看，随着碳化硅等第三代半导体在公司高功率密度逆变器产品中的广泛应用，功率模块封装面临更严峻的热机械应力挑...

Feng Zhou · Tianyang Zhou · Can Zou · Rong Yu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月

非雪崩型 p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）对于动态过电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${V}_{\text {over.}}\text {)}$ </tex - math></inline - formula>）和瞬态浪涌能量（<in...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-GaN栅极HEMT器件的鲁棒性突破具有重要战略意义。该技术在非雪崩模式下实现了1.85kV的动态过压承受能力和11.7 J/cm²的浪涌能量耐受度，这一性能指标直接契合我们光伏逆变器和储能变流器在实际工况中面临的关键痛点。 在光伏逆变器应用中，电网扰动、雷击浪涌和...

Weidong Jiang · Shengyu Liu · Qingyan Zhang · Jinping Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

SWISS整流器因性能优越，广泛应用于充电站与分布式直流电源。其核心控制目标为维持直流侧输出电压稳定，并实现交流侧三相电流正弦对称及单位功率因数。然而，传统双环控制方法在电网不平衡条件下难以同时满足上述目标。为此，本文提出恒定输出电压控制与正弦对称电流控制两种方法，二者分别侧重不同控制目标但存在互补局限。基于此，进一步提出融合两者优势的改进型协调优化控制方法，实现输出电压与输入电流的协同控制。实验结果表明，该方法较传统及单一控制策略具有显著优势，与理论分析一致。

解读: 该SWISS整流器协调控制技术对阳光电源充电桩及储能变流器产品具有重要应用价值。针对电网不平衡工况，所提出的直流电压与交流电流协调优化控制方法可直接应用于：1）充电桩产品线：提升AC-DC整流环节在弱电网下的电压稳定性与电流质量，降低谐波污染，满足GB/T充电标准；2）ST系列储能变流器：优化PCS...

Muhammad Nadeem · Ahmad F. Taha · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

本文研究电力网络非线性微分代数方程（NDAE）模型中动态与代数状态的联合降阶。现有电力系统模型降阶方法多忽略代数约束，采用常微分方程（ODE）建模，仅降阶动态状态而保留全部代数变量，导致系统规模与复杂度未被充分降低。本文提出一种直接面向NDAE结构的降阶方法，无需系统线性化或转化为等效ODE模型，确保降阶后模型仍保持原系统的微分代数结构，并能同时高效压缩动态与代数变量，显著降低系统阶数的同时维持高精度。2000节点系统的仿真验证了该方法的有效性。

解读: 该NDAE降阶方法对阳光电源大型储能系统（PowerTitan）和多机并联逆变器系统具有重要应用价值。在ST系列储能变流器集群控制中，可将数百台设备的微分代数方程模型同时降阶动态状态（电流、电压）和代数约束（功率平衡），显著提升实时仿真与优化控制效率。对于构网型GFM控制策略开发，该方法能保持系统拓...

Etki Acilan · Ali Abur · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

同步相量测量单元（PMU）的引入为电网监控与控制提供了高采样率的同步电压电流相量数据，但其测量链中的互感器及通信环节可能引入噪声与系统性误差。若不校正，将导致状态与参数估计偏差。本文提出一种嵌入状态估计算法的远程校准方法，可有效补偿线性与非线性系统误差。在三相118节点测试系统中验证了该方法对线性与二次型误差的校准能力，结果表明其可有效修正互感器及PMU设备层面的多种系统误差。

解读: 该PMU非线性误差校准技术对阳光电源储能与电网侧产品具有重要价值。在PowerTitan大型储能系统中，精准的相量测量是实现构网型GFM控制和电网支撑功能的基础，该远程校准方法可补偿电流互感器在大功率充放电时的非线性误差，提升状态估计精度。对于ST系列储能变流器的并网同步控制，校正后的相量数据可优化...

Bilawal Ali · Yubin Gong · Shaomeng Wang · Yang Dong 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

本文提出了一种用于高功率微波（HPM）应用的C波段角向双周期角向径向扩展互作用振荡器（BPAREIO）。该振荡器具有小型化、高效率和低磁场运行的特点。采用发散角为14°、电流为101 A的角向径向片状电子束（ARSEB）来驱动七间隙角向径向腔。角向径向腔通过两个张角为 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-mat...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于C波段扩展互作用振荡器的论文虽然聚焦于高功率微波技术，但其核心设计理念与我们在功率电子领域的技术诉求存在一定的共性价值。 该研究展示的角向径向电子束技术实现了69.5%的峰值功率效率，这种高效率能量转换思路与阳光电源在逆变器和储能变流器设计中追求的高转换效率目标相...

Xiaolei Wang · Pengju Sun · Yinghui Yang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

键合线失效是碳化硅（SiC）MOSFET最主要的老化形式之一。现有电参数监测方法通常受结温与栅氧退化影响，难以准确识别键合线故障。本文提出一种基于−10 V栅源电压及特定监测电流下体二极管电压的SiC MOSFET键合线失效监测新方法。该方法利用SiC MOSFET第三象限输出特性中温度无关的交点，有效解耦结温和栅氧退化带来的干扰，实现对键合线失效状态的精确监测。通过双脉冲实验平台验证了该方法的有效性与可行性。

解读: 该SiC MOSFET键合线失效监测技术对阳光电源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。通过体二极管电压监测方法，可有效解耦结温和栅氧退化干扰，实现功率模块健康状态的精准诊断。该技术可直接集成到PowerTitan大型储能系统的智能运维体系中，结合iSolarCloud云平台实现S...

Jian Zhong · Chen Chen · Zhaohong Bie · Mohammad Shahidehpour · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

电网现代化使配电网对信息网络的依赖增强，导致其在灾害下的脆弱性上升。通信网络故障严重制约了配电系统的负荷恢复能力。现有研究大多忽视了电力与通信网络协同恢复的需求。本文利用软件定义网络（SDN）的数据路由能力，提升配电通信网络中集中控制的恢复效率，并将其融入综合恢复模型。该模型根据负荷恢复的控制需求，优化有限通信资源的配置，重建调度中心与终端设备的连接，并通过配电自动化协调微网形成以恢复供电。提出一种循环优化算法，实现多阶段协同负荷恢复。在IEEE 33节点和123节点测试系统上的仿真验证了方法的...

解读: 该SDN通信架构与微网协同恢复技术对阳光电源PowerTitan储能系统和微网解决方案具有重要应用价值。针对配电网通信故障场景，可优化ST系列储能变流器的孤岛检测与黑启动策略，通过SDN动态路由重构iSolarCloud云平台与现场设备的通信链路，确保调度指令可达性。该研究的多阶段协同恢复算法可融入...

Chi-Feng Chen · Yu-Sheng Zeng · Yi-Chen Yeh · Tsang-Ning Tien 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年11月

本文提出了一种用于多路滤波功率分配器的创新设计方法，该方法可在紧凑封装中同时实现功率分配和滤波功能。在这种方法中，采用三模谐振器来实现电路小型化和宽阻带。为验证该方法的有效性，设计并制作了基于三模加载短截线谐振器的四路、六路和八路滤波功率分配器；它们的电路面积较小，分别小于<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-m...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三模谐振器的多路滤波功分器技术在射频电路设计领域具有显著创新性，对我司光伏逆变器和储能系统的电磁兼容性能提升具有潜在应用价值。 该技术的核心优势在于将功率分配与滤波功能集成于紧凑封装中，实现了电路小型化（面积小于0.11λg²）和宽阻带特性。对于阳光电源的产品线而...

Chen He · Jun Zheng · Yiyang Wu · Jinlai Cui 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月

近年来，由于具有超宽的禁带宽度，Ga₂O₃日盲光电探测器（PD）得到了广泛研究。在本研究中，采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法在蓝宝石衬底上生长了半高宽（FWHM）为0.19°的高质量β - Ga₂O₃薄膜。制备了Ga₂O₃金属 - 半导体 - 金属光电探测器，其表现出高达1.89×10⁵（R₂₅₀ₙₘ/R₄₀₀ₙₘ）的高响应波长选择性。在10 V偏压下，该光电探测器在254 nm波长处的响应度（R）约为500 A/W，比探测率（D*）为1.7×10¹⁴琼斯，响应时间仅为1.5 ms，这...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该β-Ga₂O₃日盲紫外光电探测器技术虽非直接应用于能量转换领域，但在新能源系统的智能化监测与安全防护方面具有潜在战略价值。 **业务协同价值分析：** 该技术的日盲特性（仅响应250-280nm紫外光）可应用于大型光伏电站和储能系统的电晕放电监测。高压设备产生的电晕会辐...

Han Jiang · Shuibao Liang · Yaohua Xu · Saranarayanan Ramachandran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

引线键合的界面疲劳退化和裂纹形成是功率模块封装中影响电力电子可靠性的严重问题之一。本文提出了一种基于相场建模与有限元分析相结合的新方法，用于研究绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块中引线键合互连的电热机械行为、界面退化和裂纹扩展过程。将宏观尺度电热机械分析得到的应变能密度传递到细观尺度相场建模中，以研究考虑引线晶粒形态影响下的界面疲劳和裂纹扩展。研究了典型采用铝引线键合的IGBT功率模块在功率循环下的温度和应力分布特性。分析了引线与芯片之间热应变在互连界面处引起的应力集中。裂纹长度随循环次数的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于功率模块线键合界面退化与裂纹扩展的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，IGBT功率模块的可靠性直接影响系统的长期稳定运行。当前我们的产品在户外极端环境下面临频繁的功率循环和温度波动，线键合界面的疲劳失效是导致模块失效的主要模式之一，这直...