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一种具有共模瞬态抗扰度和负电压操作设计的高频功率转换器单片GaN功率级
A Monolithic GaN Power Stage With Common-Mode Transient Immunity and Negative Voltage Operation Design for High-Frequency Power Converters
Rongxing Lai · Zekun Zhou · Junhong Wu · Yun Dai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种用于高频功率转换的单片氮化镓（GaN）功率级。该方案集成了GaN基电路与功率开关，重点解决了GaN应用场景中的共模瞬态抗扰度（CMTI）和负电压操作问题，并采用缓冲屏蔽电平移位技术，为高频电力电子应用提供了高性能集成解决方案。
解读: GaN器件在高频化、高功率密度趋势下对阳光电源的产品升级至关重要。该研究提出的单片集成技术及CMTI优化方案，可直接赋能阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品，显著提升开关频率并减小磁性元件体积。建议研发团队关注其电平移位技术在驱动电路中的应用，以解决高频切换下的噪声干扰问题，提升系统可靠性。此...
接触界面表面粗糙度特性对压接式IGBT模块热接触电阻的影响
The Effect of the Surface Roughness Characteristics of the Contact Interface on the Thermal Contact Resistance of the PP-IGBT Module
Tong An · Zezheng Li · Yakun Zhang · Fei Qin 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文通过实验测量和基于有限元仿真的因子设计分析，研究了压接式IGBT（PP-IGBT）模块在功率循环过程中，接触界面表面粗糙度特性与热接触电阻之间的相关性。研究采用了瞬态热测试技术进行验证。
解读: 压接式IGBT（PP-IGBT）是阳光电源大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器（如PowerTitan系列）的核心功率器件。热接触电阻直接影响模块的散热性能与结温稳定性，是决定大功率电力电子设备可靠性与寿命的关键因素。本研究通过分析表面粗糙度对热阻的影响，为阳光电源在功率模块选型、散热器界面材料（T...
一种用于宽输入电压范围中压直流应用的高降压比部分功率处理开关电容变换器
A High Step-Down Partial Power Processing Switched-Capacitor Converter for Wide Input Voltage Range Medium Voltage DC Applications
Renfeng Guan · Zhixing He · Qiqi Wei · Lingqing Fang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于中压直流应用的部分功率处理开关电容变换器（P3SCC）。该拓扑利用工作在串联谐振状态的高频开关电容变换器（HFSCC）传输大部分功率，并通过部分功率处理移相全桥（P4SFB）调节剩余小部分功率。该方案有效提升了宽输入电压范围下的转换效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流接入场景具有重要参考价值。通过采用部分功率处理（Partial Power Processing）架构，可显著降低变换器在宽电压范围下的损耗，提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧DC-DC环...
一种用于减少开关数量的准Z源三电平逆变器中同时降低共模电压与平衡中点电压的新型调制方案
A Novel Modulation Scheme for Simultaneous Common-Mode Voltage Reduction and Neutral-Point Voltage Balance in the Reduced Switch Count Quasi-Z-Source Three-Level Inverter
Xiaoyan Li · Changwei Qin · Zhiyuan Chu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种针对减少开关数量的准Z源三电平逆变器（RSC-QZS-TLI）的新型调制方案。该拓扑在保持准Z源逆变器输入电流连续性优势的同时，有效降低了开关数量与系统成本。针对该拓扑面临的共模电压（CMV）高及中点电压（NPV）不平衡挑战，该方案通过优化调制策略，实现了系统性能的提升。
解读: 该研究针对的RSC-QZS-TLI拓扑在降低系统成本和提高功率密度方面具有潜力，与阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线高度相关。通过优化调制策略解决CMV和NPV平衡问题，有助于提升逆变器在复杂电网环境下的电磁兼容性（EMC）和输出电能质量。建议研发团队关注该调制方案在PowerTit...
基于单片集成氮化镓蓝宝石二极管桥IC的1000V、10MHz倍压器
1000 V, 10 MHz Voltage Multiplier Based on Monolithically Integrated GaN-on-Sapphire Diode Bridge IC
Zineng Yang · Xin Yang · Hehe Gong · Hongchang Cui 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文展示了一种基于单片集成氮化镓（GaN-on-Sapphire）二极管桥IC的1000V、10MHz倍压器。研究填补了GaN器件在千伏级高频应用中的空白，验证了单片集成技术在实现高压、高频功率转换方面的潜力。
解读: 该研究展示了GaN器件在千伏级高压与超高频应用中的突破，对阳光电源的未来产品研发具有重要参考价值。在组串式逆变器和户用储能PCS领域，随着功率密度的不断提升，传统硅基器件已接近性能瓶颈，引入GaN-on-Sapphire等宽禁带半导体技术有助于进一步缩小磁性元件体积，提升整机效率。建议研发团队关注该...
基于45 μm多外延层超结柱的1200 V沟槽型场截止载流子存储半超结IGBT实验评估
Experimental Evaluation on 1200 V Trench-FS CS-SemiSJ-IGBT With 45 μm Multi-Epi SJ-Pillar
Luping Li · Qiansheng Rao · Zehong Li · Yuanzhen Yang 等12人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2026年1月 · Vol.73
本文首次实验验证两款采用45 μm多外延超结柱（SemiSJ-pillar）结构的1200 V/15 A沟槽场截止载流子存储IGBT，相较商用NDBT器件，导通压降、寄生电容及开关时间等关键参数全面优化，短路耐受时间与FOM显著提升。
解读: 该研究聚焦高压IGBT结构创新，直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG系列）、ST系列储能变流器及风电变流器中核心功率模块的性能升级。45 μm超结柱设计可降低Von与Esw，提升效率与热可靠性，建议在下一代高功率密度ST3.0+ PCS及SG320HX组串逆变器中开展Si-based IGBT模块替...
一种基于GAN隐写术的物联网轻量级图像伪造防护方案
A Lightweight Image Forgery Prevention Scheme for IoT Using GAN-Based Steganography
Xiao Li · Liquan Chen · Ju Jia · Zhongyuan Qin 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年10月
计算机视觉（CV）应用赋能了各种物联网（IoT）场景。然而，图像生成和处理工具的发展使得制作极具欺骗性的伪造图像变得越来越容易，从而加剧了图像伪造的风险。基于密码学的方法可以保障图像安全，但由于会损害图像的视觉清晰度，无法直接支持计算机视觉应用。现有的基于生成对抗网络（GAN）的隐写方法能够有效促进计算机视觉应用和图像伪造防范，且隐写图像与原始图像之间具有很高的不可区分性。然而，在资源受限的物联网场景中，这些方法效率低下。因此，我们提出了一种基于生成对抗网络隐写技术的轻量级物联网图像伪造防范方案...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项基于GAN的轻量级图像防伪技术具有重要的潜在应用价值。在光伏电站运维、储能系统监控等场景中，我们大量依赖物联网设备采集的图像数据进行设备状态诊断、故障检测和运维决策。随着AI视觉技术的普及，图像篡改风险日益增加，可能导致误判设备状态、影响运维决策准确性，甚至引发安全事故...
基于电聚合多巴胺的忆阻器利用阈值开关行为实现人工电流激活型脉冲神经元
Electropolymerized dopamine-based memristors using threshold switching behaviors for artificial current-activated spiking neurons
Bowen ZhongXiaokun QinZhexin LiYiqiang ZhengLingchen LiuZheng LouLili Wang · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46
忆阻器具有类似突触的两端结构和电学特性，广泛用于人工突触的构建。然而，与无机材料相比，有机材料因忆阻性能较差而较少用于人工脉冲突触。本文首次报道了一种基于电聚合多巴胺忆阻层的有机忆阻器。该聚多巴胺忆阻器表现出优异的关键性能，包括0.3 V的低阈值电压、16 nm的薄层厚度以及约1 μF∙mm⁻²的高寄生电容。利用这些特性及其稳定的阈值开关行为，构建了一种无需电容元件且功耗低的人工脉冲神经元，可输出振荡电压，其脉冲频率随输入电流增加而升高，类似于生物神经元。实验结果表明，该器件在神经形态计算与系统...
解读: 该有机忆阻器的阈值开关特性与低功耗脉冲神经元技术，对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其0.3V低阈值电压和高寄生电容特性可借鉴应用于ST系列储能变流器的快速响应控制单元，实现更低功耗的状态检测与决策。神经形态计算的电流激活脉冲机制可启发iSolarCloud平台的边缘智能诊断算法优化，通过类...
一种适用于中点电压不平衡的低开关数量三电平逆变器的直流链电流纹波抑制方法
DC-Link Current Ripple Reduction Method for the Reduced Switch Count Three-Level Inverter With Unbalanced Neutral-Point Voltages
Zhiyuan Chu · Changwei Qin · Xiaoyan Li · Lei Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对低开关数量三电平逆变器在传统空间矢量调制下直流链电流纹波大、影响电容可靠性的缺点，提出一种适用于中点电压平衡与不平衡工况的直流链电流纹波抑制方法。通过分析占空比分布因子范围并结合输出电流幅值，优化区域划分策略，降低占空比计算复杂度；设计无差拍控制实现电容电压的精确快速独立调控，并合理安排开关序列。仿真与实验验证了该方法的有效性，在高低调制指数下直流链电流纹波分别减少四分之一和五分之二，同时保持良好的输出电流质量。
解读: 该直流链电流纹波抑制技术对阳光电源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。通过优化SVPWM调制策略和无差拍中点电压控制，可将直流侧电流纹波降低25%-40%，直接提升PowerTitan储能系统中直流母线电容的使用寿命和可靠性。该方法在低开关数量拓扑下实现中点电压精确调控，为阳光电...
基于分布鲁棒优化的含快速频率响应低惯量电力系统恢复方法
System Restoration for Low-Inertia Power Systems Incorporating Fast Frequency Response via Distributionally Robust Optimization
Zhijun Qin · Yunming Li · Xinwei Chen · Hui Liu · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
高比例可再生能源导致系统惯量下降与不确定性增加，给大停电后的系统恢复带来挑战。本文研究低惯量电力系统的可恢复性，提出滚动时域框架下的序贯决策方法，优化黑启动、电网 energization、风电重连与负荷恢复。针对风电重连引入的时变外生不确定性，构建双层优化模型：上层结合最小系统惯量常数（MSIC）与快速频率响应（FFR）确定非黑启动机组及可接纳风电容量增量；下层通过前导确定性模型与考虑风电不确定性的分布鲁棒优化模型，分别确保功率平衡与非同步渗透水平（SNSP）安全。基于IEEE 14节点与11...
解读: 该研究对阳光电源储能与光伏产品的大规模并网具有重要指导意义。研究提出的FFR快速频率响应策略可直接应用于ST系列储能变流器的GFM控制算法优化，提升系统黑启动与恢复能力。MSIC最小惯量约束与SNSP非同步渗透率指标可用于PowerTitan储能系统的容量配置与控制策略设计。对于SG系列光伏逆变器，...
带火焰辅助燃料电池的涡扇发动机性能分析：用于多电飞机的推进与发电一体化系统
Performance analysis of a turbofan engine integrated with flame-assisted fuel cells for combined propulsion and power generation with more electric aircrafts
Xinyan Xiua1 · Songsong Maac1 · Fafu Guo · He Liu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要 为应对飞机电力需求不断增长以及传统机载发电系统效率低下的问题，燃料电池受到了广泛关注。本文提出了一种将涡扇发动机与火焰辅助燃料电池（FFC）系统相结合的推进与发电一体化系统。值得注意的是，该系统所采用的FFC是一种新型的固体氧化物燃料电池（SOFC）。在本研究中，建立了涡扇发动机和FFC系统的热力学模型。基于建模结果，对FFC-涡扇发动机系统的性能与传统涡扇发动机进行了对比分析。此外，还开展了参数研究，包括涡扇发动机的各种设计参数、飞行工况以及FFC系统运行参数的影响。结果表明，当电动功率...
解读: 该燃料电池-涡扇发动机集成系统对阳光电源航空电气化领域具有启发意义。其能量管理架构与我司PowerTitan储能系统的多能源协同控制理念相通,特别是电功率分配比(EPF)优化策略可借鉴至EV充电站的源网荷协调。文中SOFC高温余热利用技术可启发ST系列PCS在工业储能场景的热电联供方案。建议关注燃料...
揭示钠化石墨负极主导的NFPP/HC软包电池热失控机制
Uncovering Sodiated HC dominated thermal runaway mechanism of NFPP/HC pouch battery
Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年8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...
基于深度强化学习并考虑电驱动系统热特性的混合动力汽车能量管理策略
Energy management strategy for hybrid electric vehicles based on deep reinforcement learning with consideration of electric drive system thermal characteristics
Juhuan Qin · Haozhong Huang · Hualin Lu · Zhaojun Li · Energy Conversion and Management · 2025年5月 · Vol.332
摘要 深度强化学习已成为实现混合动力汽车在线优化能量管理的有力候选方法。然而，以往的研究尚未考虑混合电驱动系统中关键部件整体热特性对系统性能的影响。本文针对插电式混合动力汽车，提出一种基于深度确定性策略梯度算法并考虑电驱动系统热特性的能量管理策略，旨在将电池和电机的温度控制在安全范围内，同时提升车辆的整体性能。首先，构建了电池与电机的温度模型，并将其引入能量管理策略框架中；其次，采用基于深度确定性策略梯度的智能算法调节权重系数，以实现多目标之间的协调优化。基于多种典型循环工况开展了仿真实验，结果...
解读: 该深度强化学习热管理策略对阳光电源电动汽车驱动系统及储能产品具有重要价值。在电机驱动器方面,可借鉴其温度预测模型优化功率器件(SiC/IGBT)热管理,降低损耗并延长寿命;在储能PCS(ST系列)中,可应用DDPG算法实现电池热状态动态调控,提升PowerTitan等系统循环寿命;在充电桩OBC产品...
结合尺度自适应与位置引导模块的联合任务学习框架以改进遥感图像中户用屋顶光伏分割
Joint-task learning framework with scale adaptive and position guidance modules for improved household rooftop photovoltaic segmentation in remote sensing image
Liang Li · Ning Lu · Jun Qin · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.377
摘要 从遥感图像中分割户用屋顶光伏（PV）系统时，边缘检测不准确是一个常见挑战，这阻碍了获取精确的光伏分布信息，而该信息对于光伏发展的规划与管理至关重要。一种广泛采用的解决方案是将额外的边缘检测任务引入联合任务学习框架中，以增强对边缘的感知能力。然而，现有的联合任务学习方法通常难以准确检测光伏边缘，并且缺乏有效机制来区分光伏边缘与相似物体的边缘。为应对上述挑战，本文提出了一种新颖的联合任务学习框架。该框架引入了尺度自适应模块（Scale Adaptive Module, SAM），能够根据光伏的...
解读: 该户用光伏分割技术对阳光电源户用光伏业务具有重要应用价值。通过精准识别屋顶光伏边缘与分布信息,可优化SG系列户用逆变器的选型与布局规划,提升MPPT优化效率。结合iSolarCloud平台,该技术可实现分布式光伏资产的智能巡检与容量评估,支撑预测性运维。其边缘检测与语义分割联合学习框架,为阳光电源开...
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...
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