Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...

解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...

Juan J. Cuenca · Marta Vanin · Md. Umar Hashmi · Arpan Koirala 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

本文提出一种新型数值方法，用于制定可预防未来拥塞与电压问题的配电网扩展规划。通过预测热载荷与电压越限事件的持续时间与强度，确定线路/电缆升级、电压调节器及储能系统部署的潜在候选方案集合，并结合二元线性规划算法求解消除所有约束越限的最小成本方案。该方法在改进的IEEE 33节点网络及爱尔兰西部实际1171节点馈线上经高分辨率准静态时序仿真验证。考虑了三类候选池与成本情景以评估方法敏感性。结果表明，该方法为设计者、规划者与政策制定者提供了灵活工具，可在确保消除全部预测越限的同时，适度放宽少量越限以显...

解读: 该配电网规划方法对阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列储能变流器的部署优化具有重要价值。文章提出的事件驱动型影响评分与二元线性规划算法，可直接应用于阳光电源储能系统的选址定容决策：通过预测电网热载荷与电压越限事件，精准识别储能系统最优部署位置，在消除电网约束的同时实现最小投资成本。该方法与...

Thamvarit Singhavilai · Jarurote Tippayachai · Kamon Jirasereeamornkul · Chainarin Ekkaravarodome 等5人 · IEEE Access · 2025年1月

本研究评估了用于电动汽车的无线电力传输（WPT）技术，重点分析感应式（IPT）、电容式（CPT）和混合式（HPT）系统。通过遵循WPT标准并结合文献开展实验，测量系统效率、波形平滑度、热损耗及电磁场暴露水平。结果表明，IPT在较低频率下具有更高效率、更平稳的波形和更低的电磁辐射，且电路设计简洁，实用性更强。同时考察了地面间隙与错位对性能的影响，并探讨了三类系统的安全性问题及应对策略。

解读: 该研究对阳光电源新能源汽车业务线具有重要参考价值。IPT无线充电技术的高效率、低EMI特性可应用于充电桩产品升级，开发静态/动态无线充电解决方案。研究中的地面间隙与错位容差分析，可指导车载OBC与地面充电板的耦合机构设计，提升用户体验。混合式HPT系统的拓扑结构与阳光电源在SiC/GaN功率器件及三...

Tianxiang Shi · Wenyuan Zhang · Yue Lei · Yan Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

本研究提出了一种表征氮化铝镓（AlGaN）/氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）多谐波色散效应的新方法，该色散效应包括陷阱效应和自热效应。在该方法中，设计了双脉冲测试以解耦表面和体陷阱效应以及自热效应，从而将陷阱态的表征从非工作区域扩展到工作区域。此外，还提出了相应的模型。陷阱模型考虑了不同位置的陷阱以及充放电的不对称时间常数。采用热子电路对自热效应进行建模。提出了一套完整的多谐波色散效应表征和参数提取流程。所提出的模型被集成到用于HEMT的高级SPICE模型（ASM - HEMT）中...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对AlGaN/GaN HEMT器件多谐波色散效应的表征方法具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向。 该研究通过双脉冲测试方法解耦表面陷阱、体陷阱和自热效应，这对提升我司产品性能至关重...

Fucheng Wang · Mengmeng Chu · Jingwen Chen · Zhong Pan 等8人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.226

摘要 与Si3N4和Al2O3相比，采用热氧化工艺生长的SiO2作为隧穿层具有带隙大、与硅片表面界面接触良好等优点，能够有效解决金属-绝缘体-半导体（MIS）器件的漏电流问题。本研究探讨了优化SiO2隧穿层对SiO2/HfAlOx/Al2O3结构MIS器件工作电压的影响。结果表明，随着隧穿层厚度的减小，器件的工作电压随之降低，在隧穿层厚度为1.5 nm时，最低工作电压仅为12 V。此外，我们发现当在850 °C N2气氛中对1.5 nm厚的SiO2隧穿层进行退火处理时，薄膜表面会产生针孔，此时器...

解读: 该非易失性存储器低功耗技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。通过优化SiO2隧穿层厚度至1.5nm可将工作电压降至12V,这一低压运行特性可应用于ST系列PCS的辅助电源管理和PowerTitan储能系统的状态存储模块,降低待机功耗。MIS结构的低漏电特性与我们三电平拓扑中的SiC/GaN器件栅极...

Junwei Chen · Tiancheng Tian · Chao Gu · Huidan Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

电力电子器件在推动电子系统技术发展中起着关键作用，对于节能、提高电力控制效率、降低噪声以及减小尺寸和体积至关重要。功率模块的发展基于创新的封装结构、技术和材料。本文全面综述了电力电子封装中的无机非金属封装材料和技术。首先分析了电力电子的封装结构和发展趋势。接着详细讨论了诸如水泥和玻璃等无机非金属封装剂。还回顾了传统陶瓷基板，并阐述了多层陶瓷技术（包括低温共烧陶瓷）作为基板的优势，同时展望了碳化硅颗粒增强铝基复合材料和金刚石等无机复合基板的商业化前景。随后，文章概述了用于热界面材料的无机非金属填料...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于功率电子封装中无机非金属材料的综述论文具有重要的战略参考价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的核心产品高度依赖功率电子器件的性能提升，而封装技术正是决定器件可靠性、功率密度和热管理效率的关键环节。 论文重点探讨的多层陶瓷技术（LTCC）、碳化硅颗粒...

Luhong Xie · Erping Deng · Dianjie Gu · Weijie Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

功率模块剩余使用寿命（RUL）预测对于实施热管理和设计有效维护方案具有重要意义。由于裂纹是功率模块老化的根本失效机制，无论是键合线失效还是焊层退化，本文首先描述了裂纹扩展过程并得出了通用的裂纹扩展规律。然后，基于一个简单的焊层模型，将该通用裂纹扩展规律拓展至老化特征参数的通用增长模式。利用新老功率模块的功率循环测试结果验证了该通用增长模式的准确性后，基于老化特征参数的通用增长模式提出了一种新的剩余使用寿命预测方法。最后，在易封装（EasyPACK）模块上应用了所提出的剩余使用寿命预测方法，预测寿...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于老化特征参数的功率模块剩余寿命预测技术具有重要的战略价值。功率模块是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。 该研究通过揭示裂纹扩展这一根本失效机理，建立了从键合线失效到焊料层退化的统一老化规律模型，这为我们的产品设计...

Zhaohui Wang · Shunfeng Yang · Ling Feng · Zhe Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

本文提出一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略，用于三电平Si/SiC混合有源中点钳位（3L-HANPC）变换器，旨在多目标下优化控制性能。该方法通过将电流约束转化为电压约束，降低计算复杂度，减少除法运算；并设计特定电压矢量序列，实现低频与高频开关单元的固定开关频率，有效抑制中点电压波动。所提策略提升了效率、计算简洁性及损耗分布均匀性，改善了热管理性能。基于4-SiC HANPC逆变平台的实验验证了其在稳态与动态性能上的优越性，并显著降低数字信号处理器的计算负担，具备良好的工程应...

解读: 该固定开关频率混合ANPC优化模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。通过Si/SiC混合拓扑实现损耗均衡与热管理优化，可直接应用于PowerTitan储能系统的功率单元设计，提升系统效率和可靠性。所提电流约束转化为电压约束的简化算法降低DSP计算负担...

Ronald Carmona · Christian A. Rojas · Alejandro Stowhas-Villa · Alan H. Wilson-Veas 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

多电平双有源桥(ML-DAB)变换器相比传统DAB具有增强性能和功率密度。提出基于GaN FET的T型DAB(T-type DAB)变换器接口,设计实现全功率转换(FPC)和部分功率转换(PPC)模式间转换。该变换器在高频变压器(HFT)原边和副边产生五电平,降低电压转换率(dv/dt)并增加高功率效率范围。该变换器主要贡献在于集成ML-DAB架构和PPC重构运行能力,仅处理总功率一部分并增强热性能。通过原边和副边单相移(SPS)实现输出电压调节,简化控制并增强整体性能。通过缩小样机仿真和实验测...

解读: 该可重构GaN T型DAB变换器技术对阳光电源多电平变换器和部分功率处理应用有创新价值。FPC/PPC模式切换可应用于ST储能系统的宽功率范围运行,提高轻载效率和热性能。GaN FET五电平拓扑对阳光电源高频高功率密度变换器设计有借鉴意义。该技术对PowerTitan储能系统的模块化设计和功率分级管...

Fatih Selimefendigil · Damla Okulu · Hakan F.Öztop · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要 集中光伏发电（CPV）面板在运行过程中会达到极高的温度，这对系统的性能产生不利影响。针对这些系统的热管理已提出多种方法。在许多研究中，集中光伏/热电联产（CPV/T）系统与热电发电机（TEG）结合使用，从而实现了更优的冷却性能和更高的发电功率。本研究通过将两个相同的CPV-TEG单元装配于三种不同的通道设计上，探究了不同通道布置方式对CPV/T-TEG系统性能的影响。采用合适的单冷却通道设计，对以不同方式组合的两个CPV-TEG单元进行了能量与㶲分析。考虑了CPV/TEG单元的垂直布置（模...

解读: 该CPV/T-TEG热电联供技术对阳光电源光伏逆变器热管理具有重要参考价值。研究表明水冷系统比风冷降温效果提升33.74%,可应用于SG系列大功率逆变器散热优化。倾斜布局(Model 2)的能效最优方案,可启发PowerTitan储能系统PCS功率模块排布设计。热电发电技术可集成到1500V系统中实...

Jiacheng Guo · Jun Chen · Hao Wuab · Jimin Zengc 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 能源转型使得混合储能系统（HESS）在工业园区中日益重要。然而，目前仍缺乏系统性的研究来回答为何应在工业园区中实施混合储能系统这一问题。本研究开发了一种集成了超级电容器、锂离子电池、热储罐和冷冻水储冷装置的混合储能系统。提出了一种结合变分模态分解与混合整数线性规划的优化调度方法，该方法充分考虑了功率型储能与能量型储能方式之间的互补特性。从长期效益和不同场景下的短期调度两个角度，对混合储能系统的性能进行了系统性分析。结果表明，与仅采用锂离子电池储能的系统相比，该混合储能系统显著减少了碳排放（...

解读: 该混合储能优化调度技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究验证了超级电容与锂电池混合配置在工商业场景的经济性(降本5.5%)和减碳效果(减排15.5%),可指导我司PowerTitan方案中功率型与能量型储能的容量配比优化。其基于VMD分解的混合整数线性规划调...

Zeeshan Zaheer · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

热稳定性、毒性和对湿气的敏感性是影响钙钛矿基太阳能电池长期性能的主要挑战。CeNiO3是一种稳定、无铅且易于制备的钙钛矿材料，由于其稳定的结构和长循环稳定性，目前正被研究用于超级电容器负极和光催化应用。本研究发现，纯CeNiO3具有1.25 eV的带隙，能够有效吸收可见太阳光谱的大部分区域；而La掺杂可将窄带隙的CeNiO3转变为宽带隙半导体（带隙分别为4.77 eV和4.85 eV）。介电研究表明，La掺杂样品中的能量损耗降低，特别是10% La掺杂的CeNiO3在所有入射频率下均表现出最小的...

解读: 该钙钛矿材料研究对阳光电源光伏逆变器和储能系统具有前瞻价值。CeNiO3的8.1%光电转换效率及宽光谱吸收特性,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供新材料适配方向。La掺杂后的宽带隙特性(4.77eV)和低介电损耗,与公司SiC/GaN功率器件的高频低损耗需求高度契合,可启发ST系列PCS的功率模...

Hunter Ellis · Wei Jia · Imteaz Rahaman · Apostoli Hillas 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

制备了具有场板（FP）且场板下方带有复合SiO₂/SiNₓ介电层的Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD），在室温（RT）下实现了2.4 kV的击穿电压（BV）。通过在25 °C至500 °C范围内进行电流 - 电压（I - V）和电容 - 电压（C - V）测量，分析了其电学性能和退化情况，揭示了与温度相关的输运特性、界面稳定性和器件稳定性。当温度回到室温时，二极管的正向特性几乎不变，而击穿电压从2.4 kV显著下降至700 V。这种现象表明温度导致势垒高度降低。详细分析显示，在中等温度下，变程跳...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于2.4kV Ga₂O₃肖特基势垒二极管的高温退化研究具有重要的战略参考价值。作为功率半导体领域的前沿技术，氧化镓器件凭借其超宽禁带特性（约4.8eV）在高压、高温应用场景中展现出超越传统硅基和碳化硅器件的潜力，这与我们光伏逆变器和储能系统对高效率、高功率密度的需求高...

Xinyue Zhang · Jiacheng Sun · Zhongzheng Zhou · Zhen Kang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月

随着光伏（PV）系统部署数量的不断增加，LCL 型并网逆变器因其卓越的谐波衰减能力而变得十分普遍。然而，传统的可靠性评估往往忽略了由控制回路不稳定或参数漂移引起的谐振电流的影响，而这种谐振电流会显著加速关键组件的老化。本文提出了一个全面的 LCL 型光伏逆变器可靠性评估框架，该框架能更好地反映实际运行条件。开发了一个电热模型，该模型考虑了与温度相关的功率损耗、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）热耦合以及电容器老化。采用蒙特卡罗模拟和威布尔分布来推导逆变器在年度任务剖面下的使用寿命。实验验证证实，谐振...

解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的可靠性设计具有重要价值。LCL滤波器谐振电流导致的IGBT热应力问题直接关联功率模块寿命，研究提出的电热耦合模型与雨流计数疲劳分析方法可应用于：1）SG系列逆变器功率模块热设计优化，通过主动阻尼控制抑制谐振电流，降低结温波动；2）ST储能变流器在频...

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...

Masashi Mikami · Hidetoshi Miyazaki · Yoichi Nishino · Nagoya Industrial Science Research Institute · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

半赫斯勒合金TiNiSn因其在500至1000 K宽温区内优异的热电性能，被视为有前景的热电发电材料。然而，其p型材料的性能远低于n型。本文发现，在TiNiSn-HfNiSn二元体系的混溶间隙区域内，Hf取代可显著提升p型TiNi0.8Co0.2Sn的热电性能。在650 K时，Ti0.5Hf0.5Ni0.8Co0.2Sn的Seebeck系数由原始样品的不足80 μV/K大幅提升至170 μV/K，归因于Hf引入引起的电子能带结构调制。同时，晶格畸变和点缺陷有效降低了晶格热导率，从5.0 W/mK...

解读: 该p型半赫斯勒热电材料技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在SiC/GaN功率模块和电机驱动系统中，高效热电发电材料可将器件废热转化为电能，提升系统整体效率。研究中通过Hf取代实现的Seebeck系数翻倍提升（80→170 μV/K）和热导率降低（5.0→3.3 W/mK），为ST储能变流...

Dawei Xiang · Zhiwen Sun · Hao Li · Hangkang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

准确测量磁芯损耗对于高频运行的电力电子变换器的磁路和热设计具有重要意义。然而，常用的双绕组法由于电压和电流相位误差，难以用于超高频测量。振荡法为高频应用提供了一种有前景的解决方案，但存在额外开关损耗的缺点。为应对这些挑战，本研究提出了一种改进的振荡方法，该方法通过将开关导通状态损耗从谐振电路中移除来消除该损耗，并利用变压器的阻抗放大效应来降低开关关断状态损耗。本文首先分析了其基本原理，包括改进的振荡测试电路、测试流程和磁芯损耗计算算法。接着讨论了诸如励磁线圈、测试条件、开关元件以及其他损耗补偿等...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进的振荡法磁芯损耗测量技术具有重要的战略价值。随着我们的光伏逆变器和储能变流器向更高功率密度和更高开关频率方向发展，磁性元件在高频段（300kHz至10MHz）的精确损耗特性测量已成为制约产品优化设计的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于解决了传统双绕组法在超高频段因相...

Rufeng Zhang · Yanjing Chen · Kefei Yan · Zhengmao Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

随着高比例可再生能源的接入，输电与配电系统独立运行难以实现优化调度并保障频率安全。为此，本文提出一种计及频率约束的两阶段鲁棒机组组合（TRO-FCUC）模型。考虑分布式能源（DERs）在惯性响应和一次频率响应中的调节能力，构建了基于热电机组、风电场与DERs协同作用的动态频率约束。基于不确定性集合，建立TRO-FCUC模型，并采用列与约束生成（C&CG）算法结合强对偶理论，将其转化为混合整数二阶锥规划（MISOCP）模型进行迭代求解。算例分析表明，输配系统协同运行可充分挖掘DERs的调频潜力，在...

解读: 该输配一体化频率安全约束技术对阳光电源ST系列储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究提出的DERs惯性响应与一次调频协同控制策略，可直接应用于PowerTitan储能系统的频率支撑功能优化，通过虚拟同步机VSG技术实现快速惯性响应。两阶段鲁棒优化方法为iSolarCloud平台的输配协...

Kumar Mahtani · Javier Muñoz-Antón · Sang Bin Lee · Carlos A. Platero · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

励磁功率供应对于绕线式同步电机的运行至关重要。现代励磁系统主要为无刷式，包含一台被称为励磁机的附加电机。励磁机的励磁绕组可能会出现各种故障，例如因绝缘失效导致的匝间故障，或因连接不良或焊接缺陷导致的电气连续性丧失。尽管励磁机对无刷同步电机的运行至关重要，但现有技术中缺乏相应的保护措施。为填补这一空白，本文提出了一种用于励磁机励磁绕组的新型状态监测方法。该方法包括监测绕组电阻以及绕组温度。通过测量得到的温度来估算健康状态下的绕组电阻。这种估算基于电机调试期间获得的健康特性。通过比较任意运行点下测量...

解读: 该励磁绕组在线诊断技术对阳光电源储能系统与新能源汽车产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，同步调相机等旋转备用设备的励磁系统可靠性直接影响电网支撑能力，该无传感器诊断方法可集成至iSolarCloud智能运维平台，通过电气信号实时监测绕组电阻与温度，实现绝缘老化与匝间短路的早...

Yun Zhang · Shihong Jing · Yihang Wei · Tong Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来发展趋势，但电池性能限制了电动飞机应用。分布式电池组平衡对电动飞机安全有重大影响。提出一种基于模糊逻辑控制和优化可变参数下垂控制的电池组源-负载分离动态功率平衡方法。通过定义源和负载准则设置启停平衡条件，该方法实现更快平衡速度，同时实现电池组间更小能量传输。动态变化的平衡电流防止实现平衡前大电流充电，降低充电期间热应力并减少电池退化。该方法在更少模式下实现飞机电力系统能量平衡，最小化平衡模式间频繁切换。还消除传统下垂控制在电池平衡系统中引起的电压偏差，增强供电可靠性。建立包含四组4...

解读: 该航空电池组平衡研究对阳光电源储能系统管理有重要参考价值。模糊下垂控制和源-负载分离的动态平衡策略可应用于阳光PowerTitan储能系统的多电池簇并联管理，提高平衡效率和降低热应力。动态变化平衡电流减少电池退化和消除直流母线电压偏差的技术可提升阳光ST系列储能变流器的可靠性和电池寿命。更少模式切换...