Yundi Liu · Yuanzheng Li · Shangyang He · Yang Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月

求解大规模电力系统的交流最优潮流（AC - OPF）问题对于整合可再生能源的电力系统运行至关重要。然而，随着系统规模的增大，传统的交流最优潮流数值方法面临计算成本高和收敛困难等挑战。为应对这些挑战，现有研究采用直流最优潮流（DC - OPF）或数据驱动方法。直流最优潮流通过考虑电力系统的固有物理特性（如电压变化）对交流最优潮流问题进行线性化处理，从而提供近似解。同时，数据驱动方法利用其强大的端到端学习能力有效求解交流最优潮流。尽管这两种方法速度都足够快，但直流最优潮流由于其简化假设（忽略了无功功...

解读: 该物理信息图卷积网络技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器的能量管理系统具有重要应用价值。通过快速求解AC-OPF问题，可显著提升储能系统在电网侧的实时调度响应速度，优化多台储能变流器并联运行时的功率分配策略。该方法融合物理约束的特性与阳光电源构网型GFM控制技术高度契合...

Shengheng Zhu · Linxuan Li · Tiecheng Luo · Weiqu Chen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月

本文展示了在 4H - SiC 衬底上采用异质外延 ε - Ga₂O₃ 制备的高电流增强型（E 型）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）。这些器件具有非故意掺杂（UID）沟道和超高导电性的引出区，引出区通过选择性区域氟等离子体表面掺杂工艺实现。在引出区，实现了超过 3×10¹⁴ cm⁻² 的高面载流子浓度（ns），且迁移率达到 47.1 cm²/V·s，显著降低了寄生电阻。所制备的沟道长度（LCH）为 2 μm 的 E 型 MOSFET 表现出 209 mA/mm 的高最大漏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的ε-Ga₂O₃异质外延MOSFET技术展现出显著的战略价值。该技术通过氟等离子体选区掺杂工艺，实现了超高导电性的接入区，有效降低了寄生电阻，使器件在2μm沟道长度下获得了209 mA/mm的高漏极电流密度和42 mS/mm的峰值跨导，这些参数对我司...

Xintian Zhou · Xin Ding · Yun Tang · Yunpeng Jia 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月

本文提出了一种嵌入多晶硅二极管的新型碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（PSD - MOS）。该多晶硅二极管（PSD）通过对多晶硅栅进行有意掺杂形成，并与 SiC MOSFET 的栅源（GS）端反并联。当发生短路（SC）事件时，器件的晶格温度会显著上升。利用 PSD 的温度相关反向泄漏特性，可有效调节由驱动器、栅极电阻 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="ht...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项嵌入式多晶硅二极管SiC MOSFET技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，SiC MOSFET已成为提升系统效率和功率密度的关键器件，但短路保护能力不足一直是制约其大规模应用的痛点。 该技术的创新在于通过在栅极多晶硅中集成PSD二极管，利用其...

Shuwei Liua · Jianyan Tian · Yuanyuan Daia · Zhengxiong Jia 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 端到端神经网络模型通常被视为黑箱模型，已被广泛应用于光伏（PV）功率预测中。然而，这类模型在模型适应性、可迁移性和可解释性方面仍面临挑战。为解决上述问题，本文提出了一种物理编码的光伏功率预测模型，该模型将端到端网络分解为数据驱动的外部参数预测模型和物理驱动的功率计算模型。其中，具有明确物理意义的功率计算模型增强了模型的可解释性。本文设计了一种连续学习机制，使模型能够快速适应环境变化，缓解模型漂移的影响，从而提升模型的适应性与可迁移性。同时，引入多数字孪生协同运行机制，融合其他模型的优势，进...

解读: 该物理编码光伏预测技术对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。其物理驱动+数据驱动的混合架构可显著提升SG系列逆变器功率预测精度,概念漂移场景下nMAE提升30.5%,跨电站迁移时准确率提升45.8%。持续学习机制能有效应对环境变化导致的模型漂移,增强ST储能系统的充放电策略优...

Hao Fu · Zilong Wu · Xiangrui Fan · Xinyu Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6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（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/...

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...

Chao Peng · Hong Zhang · Zhangang Zhang · Teng Ma 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

利用14 MeV中子辐照对900 V硅（Si）和碳化硅（SiC）MOSFET的单粒子烧毁（SEB）性能进行了比较。当Si MOSFET偏置在额定电压的83%时观察到了SEB现象，而SiC MOSFET偏置在额定电压的94%时未发生SEB。对于900 V级功率MOSFET，平面SiC器件似乎比Si平面超结器件具有更强的抗SEB能力。获得了14 MeV中子核反应在Si和SiC器件中产生的次级离子的线性能量转移（LET）值和射程。在SiC器件中，14 MeV中子诱发的次级离子的最大LET值可达9.85...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于14-MeV中子辐照下Si与SiC功率MOSFET单粒子烧毁（SEB）性能对比的研究具有重要的战略参考价值。 在光伏逆变器和储能系统的核心功率模块中，MOSFET器件的可靠性直接影响系统的长期稳定运行。研究表明，在900V等级的功率器件中，SiC MOSFET在9...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

我们展示了一种新型的 650 V/110 mΩ 单片双向氮化镓（GaN）-氮化铝（AlN）/碳化硅（SiC）开关，该开关具有两个肖特基型栅极，表现出背栅免疫特性，从而能够在不降低性能的情况下实现直接的片上集成。基于氮化镓的单片双向开关（MBDS）作为一种有前景的选择，越来越多地被报道应用于需要具有双向电压阻断和电流传导功能器件的转换器拓扑中，这得益于其快速开关、降低传导损耗和减小芯片面积等优势。与分立单向晶体管不同，两个栅极沉积在一个芯片上，两个子开关共享一个公共衬底。然而，考虑到两个栅极的相互...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN-on-AlN/SiC衬底的双栅极单片双向开关技术具有重要的战略价值。该器件实现了650V耐压和110mΩ导通电阻的优异性能，在T型三电平逆变器原型中验证了400V直流母线、5A交流电流和2MHz开关频率的应用潜力，这与我们光伏逆变器和储能变流器的核心工作场景...

Yuqian Fan · Yi Lia · Chong Yana · Yaqi Liang 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

准确估计锂离子电池的荷电状态（SOC）是电池管理系统中的核心任务。然而，SOC估计在复杂工况下面临着精度不足、鲁棒性差以及可解释性弱等挑战。本文提出了一种物理增强型混合Kolmogorov–Arnold网络（PEHKAN）方法，这是首个将机械应力特性与电化学–热力学多物理场建模相结合的方法。构建了改进的Butler–Volmer方程电化学势能模块，以及具有协同控制的温度–压力耦合扩散动力学模块；这些模块显式地刻画了电化学、热力学与机械应力之间的协同作用。此外，设计了一种动态门控融合机制，以实现物...

解读: 该物理增强混合神经网络SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电池管理具有重要价值。其电化学-热力学-机械应力多物理场耦合建模可直接应用于BMS优化,在复杂工况下MAE低至0.00312,显著提升储能系统全生命周期安全性与经济性。动态门控融合机制可增强iSolarClo...

Qingshou Yang · Laili Wang · Zaojun Ma · Xiaohui Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

由于碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）具有优异的电气和热特性，其渗透率正逐渐提高。然而，宽带隙器件在开关瞬态过程中表现出更快的电流变化率（di/dt）和电压变化率（dv/dt），并且对功率模块的寄生电感更为敏感。同时，寄生电感对电磁干扰传播路径的影响也不容忽视。开关瞬态波形与传播路径之间通过寄生电感形成耦合。本文通过建立考虑功率模块寄生参数的传导时域共模（CM）数学模型，阐明了开关瞬态过程中功率模块不同位置的寄生电感和电容对共模电流的影响，并为寄生参数的最优范围提供了约...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于SiC功率模块布局优化的研究具有重要的工程应用价值。当前，我们的光伏逆变器和储能变流器产品正大规模采用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，但快速开关特性带来的电磁干扰问题已成为制约系统性能的关键瓶颈。 该研究通过建立共模电流的时域数学模型，系统阐释了功率模块...

Lisheng Wang · Junyun Deng · Keqiu Zeng · Haoguan Cheng 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

摘要：与传统的引线键合技术相比，宽带隙（WBG）功率模块的嵌入式封装具有更低的寄生电感、更高的开关频率和更低的功率损耗。然而，目前的嵌入式技术存在激光钻孔工艺窗口较窄且可靠性未知的问题。本文提出了一种新的嵌入式封装技术，该技术可使热机械界面应力最小化，并放宽工艺窗口。为此，采用了预烧结芯片顶部系统（DTS）层，以改善激光钻孔工艺窗口，并使顶部互连处的界面应力最小化。为了设计和制造所提出的新型嵌入式功率模块，还研究了不同陶瓷与层压树脂之间的相互作用。此外，通过有限元多物理场模拟分析并比较了所提出的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于陶瓷基板的SiC功率模块嵌入式封装技术具有重要的战略价值。该技术通过预烧结顶层系统（DTS）实现了更低的寄生电感、更高的开关频率和更低的功率损耗，这直接契合了我们光伏逆变器和储能变流器向高功率密度、高效率方向发展的核心需求。 在技术价值层面，该嵌入式封装相比传统引...

Yi Zhang · Lei Fan · Haomiao Li · Bo Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 液态金属电池（LMB）因其长寿命和低成本的特性，被认为是大规模电网储能最具前景的解决方案之一。由于LMB具有全液态结构，许多研究人员面临的主要挑战是滥用条件对液-液界面稳定性以及发生内部短路（ISC）后的本征安全性的影响。本研究通过系统的实验研究，比较了不同滥用条件——包括机械滥用（振动、倾斜）、电气滥用（外部短路）和热滥用（热冲击）——对LMB电热特性的影响。结果表明，LMB在滥用条件下具有较强的自愈能力。值得注意的是，除由完全倾斜引发的ISC外，几乎所有由滥用条件引起的电压和温度变形在...

解读: 该液态金属电池安全性研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的机械滥用(振动>10Hz、倾斜>39.3°)易引发内短路特性,可指导我们优化储能系统BMS热管理策略和机械结构设计。电池自愈合能力及温度特征(550-564°C)为PCS保护算法开发提供依据,特...

Haoran Li · Tong Lei · Cungang Hu · Xirui Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

使用同步整流器（SR）极为重要，因为碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的二极管正向电压可能比硅（Si）MOSFET高至六倍，这会导致高得多的传导损耗。传统的CLLC同步整流通常采用检测电路或构建复杂模型，但它们易受碳化硅器件产生的高dv/dt影响，或者由于复杂的数值计算而难以在线实现同步整流。本文针对双向碳化硅CLLC变换器提出了一种数字实时计算同步整流算法。构建了时域解析模型以在线计算同步整流导通时间。该算法不仅通过优化同步整流MOSFET的导通时间实现了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的数字实时同步整流算法对我司在电动汽车充电、储能变流器等双向功率变换领域具有重要参考价值。 **技术价值分析：** 该算法针对SiC MOSFET体二极管导通压降高（约为硅器件6倍）的固有缺陷，通过时域解析模型实现同步整流在线优化计算，有效降低导通损耗。相比传统...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

结温是碳化硅（SiC）半导体热管理和健康状态监测的关键参数。为了监测结温，基于温度敏感电参数（TSEP）的方法正受到越来越多的关注。在SiC MOSFET的温度敏感电参数中，关断延迟时间在较宽的温度范围内具有良好的线性度。然而，SiC MOSFET关断延迟时间的温度灵敏度较低。在现有关断延迟时间的解决方案中，通常通过增加栅极驱动电阻来延长关断延迟时间并提高温度灵敏度，但这会影响被测器件（DUT）的开关过程并增加开关损耗。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的基于关断延迟时间的实时结温监测方法。该方...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET结温实时监测技术具有重要的应用价值。当前，SiC功率器件已成为我司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整体性能和寿命。结温监测是实现热管理优化和故障预警的关键技术基础。 该论文提出的方法巧妙地解决了传统关断延迟时间法温度灵敏度低...

Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 钠离子电池（SIBs）因其资源丰富和优异的电化学性能，被认为是大规模储能系统（LSESS）中极具前景的技术。然而，SIBs的安全性鲜有讨论，而热稳定性对其电池应用至关重要，尤其是在LSESS中的应用。本研究揭示了由钠化负极产热主导的Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)||硬碳（NFPP/HC）软包电池的热失控机制。基于电池和材料层面的产热分析表明，硬碳（HC）与电解液之间的放热反应在100 °C时即开始发生（NFPP与电解液的放热反应发生在约230 °C），且负极与电解液的反应释放大量热量，...

解读: 该钠离子电池热失控机理研究对阳光电源PowerTitan等大规模储能系统安全设计具有重要参考价值。研究揭示硬碳负极在100°C即开始放热反应,远低于正极材料230°C,且隔膜熔点接近热失控触发温度。这为ST系列PCS的热管理策略优化提供依据:需在电池簇级别加强温度监测,设置更严格的100°C预警阈值...

Huiqing Wen · Xiaoyu Li · Fei Zhang · Zifeng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

考虑到成本较高、结温较高以及结温变化范围更广等因素，用碳化硅（SiC）器件完全取代硅器件仍面临诸多可靠性挑战。因此，近年来，SiC 器件的结温提取显得尤为重要。此外，鉴于最新出现的 SiC 器件结温提取方法，对这些方法进行全面综述，包括对其进行科学分类和系统评估至关重要。本文旨在填补这一空白。首先，将对 SiC 器件的结温提取方法进行分类，包括物理接触法、光学方法、电阻 - 电容热网络法和温度敏感电参数（TSEP）法。然后，从测量精度、适用性、成本、在线实现以及功率集成发展等不同角度，对 SiC...

解读: 碳化硅（SiC）功率器件的结温提取技术对阳光电源的核心业务具有重要战略意义。在光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC器件凭借其高效率、高功率密度的优势正逐步替代传统硅基器件，但其更高的结温工作环境和成本压力也带来了可靠性管理的挑战。精准的结温监测技术是保障产品长期稳定运行、延长使用寿命的关键。 该综...

Zeyu Shia · Zhongwei Wanga · Zhiguo Yuana · Muyu Wanga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 船用柴油机（MDEs）及时且准确的故障诊断（FD）对于提升船舶动力系统的安全性和可靠性至关重要。MDEs在变工况下运行，导致其运行状态和故障数据存在显著差异。这种变异性降低了数据驱动FD模型的适应能力，而这些模型通常是基于单台发动机或特定工况下的数据构建的。为解决上述问题，本研究提出了一种基于深度迁移学习与微调策略的MDEs故障诊断框架。为了增强故障特征提取能力，引入了一种数据层级融合方法用于数据重构。此外，提出了一种新型混合预训练网络，结合CNN + GRU与KAN，以获取源域数据的全面...

解读: 该跨工况迁移学习故障诊断框架对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)及光伏逆变器(SG系列)具有重要应用价值。文章提出的CNN+GRU+KAN混合网络和精细调优策略,可应用于不同环境工况下的功率器件(SiC/IGBT)健康监测与故障预测。该方法能有效解决iSolarCloud平台中...

He Yang · Bowen Yang · Stephen Coshatt · Qi Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

提出网络化电驱动系统的信息物理安全测试平台设计和实施,旨在进行真实世界安全演示。据我们所知这是首个网络化电驱动安全测试平台之一,无缝集成电力电子、计算机科学和网络安全领域。平台核心包含四个电机驱动系统,精心配置模拟小规模但真实的IT和OT网络。该设置提供受控环境模拟广泛网络攻击,高保真度镜像潜在真实攻击场景。开发并实现基于Python的脚本在WLAN上执行跳板攻击,利用目标IP地址序列模拟对手可利用的真实攻击向量。演示开发的网络攻击检测算法的有效性,是测试平台安全框架的组成部分。平台整合Infl...

解读: 该网络化电驱动网络安全测试技术对阳光电源信息物理融合系统安全有重要防护价值。信息物理安全测试平台可应用于ST储能系统和iSolarCloud云平台的网络安全验证,识别和防范潜在攻击向量。网络攻击检测算法对PowerTitan大型储能电站的IT/OT网络安全监控有借鉴意义,可提升系统安全性和可靠性。该...

Abdul Basit Mirza · Andrew Castiblanco · Abdul Muneeb · Yang Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

采用TO - 247封装的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管是斩波器（降压/升压）和半桥电路配置的经济选择，而斩波器和半桥电路是各种功率变换器拓扑的基本组成部分。然而，碳化硅器件的快速开关意味着较高的 $\text{d}\boldsymbol{v}/\text{d}\boldsymbol{t}$ 和 $\text{d}\boldsymbol{i}/\text{d}\boldsymbol{t}$，这对功率回路电感的印刷电路板（PCB）部分提出了限制，以在关断...

解读: 该PCB寄生电容优化技术对阳光电源SiC器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，TO-247封装SiC MOSFET已广泛应用于三电平拓扑和半桥电路。研究揭示的PCB布局优化方法可直接应用于功率模块设计，通过减小关键路径寄生电容降低电压过冲和EMI，提升系统在高频开关下的可...

Xuan Liu · Dujuan Yang · Alex Donker · Bauke De Vries · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 可持续城市发展的迫切需求要求降低能源消耗和碳排放。太阳能作为推动能源转型愿景的关键力量，已成为城市领域重要的可再生能源来源。为了推进能源转型与碳中和目标的实现，理解社区层级的光伏（PV）发电规划至关重要，因为该尺度提供了在家庭层面或城市层面均无法获得的机遇。然而，由于来自不同学科领域的数据繁多且复杂，目前尚缺乏聚焦于社区层级光伏发电预测整合的研究。支持电能发电量的估算过程对于实现社区层级电网精细化的能源规划与管理具有重要意义。语义网技术为应对这一挑战提供了一种有前景的解决方案。通过该方法，...

解读: 该研究提出的邻里级光伏发电预测框架对阳光电源iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过语义网技术整合异构数据,可优化SG系列逆变器在社区微网场景的能量管理策略,提升ST系列储能变流器的充放电调度精度。NPO本体论方法为PowerTitan储能系统提供更精准的发电预测输入,支撑虚拟同步机(VSG...

Kosuke Ota · Koji Amazutsumi · Runming Zhang · Yuta Nameki 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

由于具有优异的物理特性，金刚石是一种很有前景的功率器件材料，而垂直 p 沟道场效应晶体管（FET）对于实现下一代互补逆变器至关重要。在本研究中，我们利用氢终端金刚石表面诱导的二维空穴气（2DHG）制造了一个（001）垂直金刚石 MOSFET。该器件采用了一种沟槽结构，其在硼掺杂金刚石（p +）衬底中的过刻蚀深度为 1.5 微米。然而，在低电压区域（−4 V ≤ VDS ≤ 0 V）观察到漏极电流上升受到抑制。为了探究其原因，我们对沟槽型横向器件进行了测量，在这类器件中电流不经过再生长层，且在低电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项金刚石垂直MOSFET技术研究代表了功率半导体器件领域的前沿探索，对我们的光伏逆变器和储能系统具有长远战略意义。 金刚石作为第四代半导体材料，其优异的物理特性——极高的击穿电场强度、热导率和载流子迁移率——使其在高功率密度应用中具有革命性潜力。该研究通过氢终端表面诱导...