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650V p-GaN HEMT单脉冲非钳位电感开关
UIS）失效机理与分析
Siyang Liu · Sheng Li · Chi Zhang · Ningbo Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文首次揭示了肖特基栅极p-GaN HEMT在单脉冲非钳位电感开关（UIS）下的耐受物理机制与失效机理。与Si/SiC器件不同，p-GaN HEMT通过将负载电感的能量存储在输出电容中来承受浪涌电流，而非通过雪崩击穿。
解读: GaN器件凭借高开关频率和高效率，是阳光电源未来提升户用光伏逆变器及小型化充电桩功率密度的关键技术方向。本文深入分析了p-GaN HEMT在极端工况下的UIS失效机理，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、过压保护策略及可靠性评估具有重要指导意义。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器...
通过瞬态热特性分析理解GaN HEMT在短路应力下的位错缺陷作用
Understanding the Role of Dislocation Defects of GaN HEMT under Short-Circuit Stress Through Transient Thermal Characterization
Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在高压短路应力下易发生快速失效。研究表明，衬底界面的位错缺陷在诱导器件退化和热击穿失效中起关键作用。本文探讨了短路应力下位错缺陷的形成机制及其对热性能的影响。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统中对高功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的位错缺陷与短路热失效机制，对公司研发团队在GaN功率模块的选型、驱动保护电路设计及热管理方案优化具有重要参考价值。建议在产品开发中引入该瞬态热特性分析方法，以提升高频化、小型化产品的可靠性设...
一种通过切换不同变压器等效匝比实现宽电压范围的高效双有源桥变换器
An Efficient Dual-Active-Bridge Converter for Wide Voltage Range by Switching Operating Modes With Different Transformer Equivalent Turns Ratios
Hongbiao Xie · Xiaoying Chen · Hongjing Ouyang · Tao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种变等效匝比双有源桥（VTDAB）DC-DC变换器，旨在提升传统DAB变换器在宽电压范围下的效率。通过改变次级侧三个桥臂的驱动逻辑，VTDAB能够控制双变压器两端的电压，从而实现两种不同的等效匝比，有效优化了变换器在宽电压输入/输出工况下的效率表现。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及组串式光伏逆变器具有重要应用价值。储能PCS的核心在于DC-DC环节，电池电压随SOC变化具有宽范围特性，传统DAB在偏离额定电压时效率下降明显。该VTDAB拓扑通过改变等效匝比，无需增加额外硬件成本即可显著提升全功率段...
不平衡电网故障下LVRT运行中NPC三电平光伏逆变器的中点电压分析与抑制
Neutral-Point Voltage Analysis and Suppression for NPC Three-Level Photovoltaic Converter in LVRT Operation Under Imbalanced Grid Faults With Selective Hybrid SVPWM Strategy
Yang Li · Xu Yang · Wenjie Chen · Tao Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文深入研究了NPC三电平光伏逆变器在电网不平衡故障及低电压穿越（LVRT）期间的中点电压平衡问题。针对现有算法在复杂工况下控制失效的局限性，提出了一种选择性混合SVPWM策略，有效抑制了不平衡负载下的中点电压波动，提升了系统在极端电网条件下的运行稳定性。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式及集中式光伏逆变器产品线，特别是针对大型地面电站常用的NPC三电平拓扑。在电网故障（如不平衡电压跌落）期间，中点电压偏移是导致逆变器过压保护或输出电流畸变的关键痛点。本文提出的选择性混合SVPWM策略，可优化阳光电源逆变器在弱电网或复杂故障下的LVRT控制算法，提升并网电...
一种用于中压直流变压器以减少子模块数量的三相三电压双有源桥变换器
A Three-Phase Triple-Voltage Dual-Active-Bridge Converter for Medium Voltage DC Transformer to Reduce the Number of Submodules
Liangcai Shu · Wu Chen · Rongguan Li · Ke Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
为提升直流变压器（DCT）功率密度，本文提出一种新型三相双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该拓扑在不增加开关管电压应力的前提下，实现了传统全桥DAB三倍的输入电压能力。将其作为DCT子模块，可显著减少模块数量，从而提升系统整体功率密度。
解读: 该研究提出的三相三电压DAB拓扑对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及中压直流输电应用具有重要参考价值。通过提升单体模块的电压处理能力并减少子模块数量，可有效降低系统复杂性、减少器件使用量并提升功率密度，这对于大型储能电站及光储直流耦合系统的降本增效至关重要。建议研发团队评估该拓扑在兆...
通过3D共封装与增强dv/dt控制能力释放GaN/SiC共源共栅器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
为充分发挥GaN-HEMT/SiC-JFET共源共栅器件的快速开关潜力，本文提出了一种3D堆叠共封装配置，以最小化寄生互连电感。该方案有效降低了开关损耗并抑制了振荡。基于此3D封装，该器件的dv/dt控制能力得到显著增强，为高频功率变换应用提供了更优的性能表现。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。在光伏逆变器（尤其是组串式和户用机型）及储能系统（如PowerStack/PowerTitan）中，提升功率密度和转换效率是核心竞争力。3D共封装技术能有效解决宽禁带半导体在高频应用中的寄生参数问题，有助于进一步缩小逆变器体积并提升效率。建议研发团队关注...
面向光伏应用的10 kV/1 MW固态变压器双有源桥高效控制方案设计与实现
Design and Implementation of High Efficiency Control Scheme of Dual Active Bridge Based 10 kV/1 MW Solid State Transformer for PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对光伏系统中基于模块化多电平级联变换器（MMC）的固态变压器（SST）拓扑，重点研究了双有源桥（DAB）变换器的控制策略。鉴于光伏面板电压与功率波动范围广，DAB变换器效率易受影响，本文提出了一种高效控制方案以优化其在宽范围工况下的性能。
解读: 该研究涉及的SST技术及DAB拓扑对阳光电源的集中式逆变器及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。随着光伏电站向高压化、大功率化发展，基于MMC的固态变压器是实现中压并网的关键技术路径。DAB的高效控制策略可直接优化阳光电源集中式逆变器及储能变流器（PCS）内部DC-DC环节的转换效率，有助于提升系...
p-GaN栅极HEMTs的同步光电驱动
SPED）方案演示
Haochen Zhang · Zheng Wu · Longge Deng · Tao Chen 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
我们展示了一种适用于具有半透明栅电极的常关型 p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）的同步光子 - 电子驱动（SPED）方案。通过一个与器件栅极端子同步驱动的紫外发光二极管，该 HEMT 的传导电流可以同时通过光子和电子方式实现导通/关断，充分利用了两种驱动方案的优势并克服了它们的缺点。在导通状态下，由于光电增强导电性，与仅采用电子驱动方案相比，在获得相同导通电流时，栅极过驱动电压可降低约 3 V，同时实现相同的导通电阻。在关断状态下，SPED 方案中的电子栅极可以迅速从栅极堆叠中移除...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项同步光电驱动（SPED）技术针对p-GaN栅极HEMT器件的创新方案具有重要的战略意义。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件的性能直接决定了系统的效率、可靠性和功率密度。 该技术的核心价值在于通过紫外LED与电子栅极的协同驱动，实现了两个关键突破：首先...
基于Kolmogorov-Arnold网络的跟网型与构网型电力电子系统阻抗辨识
Kolmogorov-Arnold Network Based Impedance Identification of Power Electronic Systems with Grid Following and Grid Forming Control
Cao Shen · Fei Zhang · Wei Gu · Tao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
阻抗模型正被用于电力电子系统的稳定性分析。由于难以获取详细的控制器信息，因此很难推导解析阻抗模型。本文针对采用跟网型和构网型控制的并网变流器系统，提出了一种基于柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德网络（KAN）和物理信息的阻抗识别方法。利用柯尔莫哥洛夫 - 阿诺尔德表示定理，所提出的两层 KAN 用可学习的单变量样条函数取代了固定的神经元权重，从而与具有相当精度的多层感知器相比，以更少的可训练参数和更浅的网络深度实现了通用逼近。通过实时数字仿真器中采用双馈感应发电机变流器的风电场验证了所提方法的有效性，并...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于Kolmogorov-Arnold网络（KAN）的阻抗识别技术具有重要的战略价值。当前，阳光电源的光伏逆变器、储能系统在大规模并网场景中面临日益复杂的稳定性挑战，特别是在构网型（Grid-Forming）和跟网型（Grid-Following）控制模式共存的新型电力...
中性色调不透明光伏器件的多层薄膜设计
Multilayer thin film design for neutral-colored opaque photovoltaics
Sinan Li · Yuning Chen · Tao Li · Zhenpeng Li 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 考虑到传统光伏（PV）面板美学吸引力不足的问题，实现色彩化是推动其在建筑一体化光伏（BIPV）系统中更广泛应用的关键步骤，从而助力实现碳达峰与碳中和目标。为实现涵盖灰色、白色等中性色在内的全色域彩色光伏器件，本研究提出了一种基于预设结构的多层介质薄膜设计方法。优化后的设计确保大部分反射光集中在人眼敏感的波段区域，从而使彩色光伏器件能够同时实现较高的功率转换效率（PCE）和感知亮度（L⁎）。当与目标颜色坐标的色差小于3时，对应于RAL 9006、RAL 7035和RAL 9003颜色标准的所...
解读: 该中性色光伏薄膜技术为阳光电源BIPV场景提供重要突破。针对SG系列组串逆变器配套的建筑一体化光伏系统,灰白色组件在保持美观的同时可达参考模块78-89%发电效率,显著优于传统着色方案。多层介质膜优化设计可与公司1500V高效系统及MPPT技术协同,在商业建筑立面应用中提升发电量。该技术结合iSol...
考虑移动储能灵活性的配电网两阶段优化运行策略
A Two-Stage Optimal Operation Strategy of Distribution Networks Considering Mobile Energy Storage Flexibility
Lei Tao · Yuanyuan Wang · Chen Li · Zhe Chen 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
摘要：可挖掘移动储能（MES）的时空能量转移和移动灵活性，以有效支撑配电网的运行安全性和韧性。为此，首先建立离散多层时空耦合网络，对移动储能的充放电、能量转移和移动轨迹耦合进行建模；然后提出一种同时考虑移动储能和分布式电源（DG）运行灵活性的配电网两阶段优化运行策略。第一阶段，优化移动储能的接入点和分布式电源的最优出力，以实现故障期间配电网负荷削减成本最小化；第二阶段，协同优化移动储能的移动轨迹、充放电功率以及分布式电源的出力，以最小化故障后配电网的综合运行成本。最后，通过IEEE 33节点网络...
解读: 该两阶段优化策略对阳光电源PowerTitan储能系统与ST系列储能变流器具有重要应用价值。移动储能的时空调度理念可应用于：1）PowerTitan集装箱储能系统的车载化部署，结合iSolarCloud云平台实现多站点动态调度；2）ST系列储能变流器的鲁棒控制算法升级，增强可再生能源波动下的电压支撑...
通过三维共封装和增强的dv/dt控制能力释放GaN/SiC级联器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
为充分挖掘氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件的快速开关潜力，采用三维堆叠共封装结构来最小化寄生互连电感。这种结构具有降低开关损耗和抑制振荡的优点。配备三维共封装结构后，通过给低压氮化镓高电子迁移率晶体管引入一个额外的栅 - 漏电容 \(C_{GD - LV}\)，增强了氮化镓/碳化硅共源共栅器件的 \(dv/dt\) 控制能力。这个额外的 \(C_{GD - LV}\) 改善了输入控制栅电压与结型场效应晶体管栅电压之间的耦...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC级联器件的3D协同封装技术具有重要的战略价值。该技术通过三维堆叠封装显著降低寄生电感，并引入额外栅漏电容实现精确的dv/dt控制，为我们的核心产品带来多重技术突破机遇。 在光伏逆变器领域，该技术可直接提升产品的功率密度和转换效率。快速开关能力意味着更低的...
一种具有自黑启动和故障穿越能力的新型经济型高压直流系统
A Novel Cost-Effective HVDC System With Self Black-Start and Fault Ride-Through Capability
Haihan Ye · Wu Chen · Tao Li · Xingyu Liu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
本文提出了一种具备黑启动、主动建压、谐波抑制及交直流故障穿越能力的经济型高压直流输电系统。通过充分利用电流源换流器的直流电压反向特性，并将其引入海上整流站，设计了特殊的负反馈机制，可在无控制与保护介入时主动抑制直流故障短路电流。相比传统系统，该方案继承了二极管整流式HVDC的低成本优势，同时省去了启动电缆和无源滤波器，显著提升了系统在交直流故障下的运行性能。仿真结果验证了所提方案的可行性。
解读: 该研究提出的黑启动和故障穿越技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是其负反馈抑制直流故障的设计思路,可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障保护优化。文中提出的无需启动电缆和无源滤波器的方案,有助于降低SG系列光伏逆变器的系统成本。该技术可提升阳光电源产品在以下方面的...
凝胶材料在摩擦纳米发电机
TENG）中的性能与应用：研究进展与性能提升策略
Tao Chen · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
本文综述了凝胶材料在摩擦纳米发电机（TENG）中的应用及其性能提升策略。随着能源需求的增长和环境意识的增强，TENG作为一种新型自供能系统已引起广泛关注。由于凝胶材料具有优异的柔韧性、可调性以及良好的电学性能，已成为提升TENG性能的重要选择。本文首先介绍了TENG的工作原理；随后，根据凝胶材料组成与结构的调控方式，分类阐述了凝胶材料在TENG中的应用；最后，提出了优化凝胶导电性、增加表面粗糙度以及提高稳定性的方法，以提升TENG的输出性能。此外，本文还讨论了不同类型凝胶材料的应用实例及其实际性...
解读: 该凝胶基摩擦纳米发电机技术对阳光电源储能及充电桩产品具有创新启发价值。TENG的自供电特性可应用于ST系列储能系统的无线传感器节点供电,减少辅助电源需求;凝胶材料的柔性与导电性优化思路可借鉴于PowerTitan液冷系统的界面热管理材料开发;其能量采集原理可集成至充电桩触摸面板,实现微能量回收为控制...
一种基于神经网络的高效图像处理方法用于透明质子交换膜燃料电池中的水量化
An efficient neural-network-based image processing method for water quantification in a transparent proton exchange membrane fuel cell
Sai-Jie Cai · Mu-Chen Wang1 · Jun-Hong Chen · Zhuo Zhang 等6人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382
水管理和热管理对质子交换膜燃料电池的性能至关重要。本文设计了一种活性面积为25 cm²的透明单电池，用于在不同工况下表征水分布特性。在电池的设计与组装过程中，该方案克服了电池密封方面的技术挑战。通过神经网络对不同运行条件下录制的视频进行逐帧分析，实现了液态水的量化。为了进行对比分析，采用了阈值处理方法，并详细讨论了其优缺点。利用基于阈值处理结果生成的包含137帧的高质量训练集对神经网络进行训练。本研究探讨了温度、电压以及流场结构设计对水积累的影响。基于神经网络的语义分割方法在复杂工况下表现出优异...
解读: 该神经网络图像处理技术对阳光电源储能系统热管理具有重要借鉴价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统运行中的温度监测与水汽管理是关键挑战,文中基于语义分割的实时监测方法可应用于电池簇热失控预警。透明化设计理念启发iSolarCloud平台开发视觉诊断模块,通过热成像与AI识别实现储能柜内异常...
基于TPMS结构的电子设备散热冷板数值与实验研究
Numerical and experimental investigation of TPMS-structured cold plates for electronic device cooling
Junyu Chen · Xianhao Liu · Yuting Li · Xiangyou Feng 等7人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401
摘要 随着电子芯片功率的不断提升，冷板已成为冷却高热负荷电子器件的一种有前景的解决方案。增材制造技术的发展促进了复杂结构的加工成型，为先进结构设计提供了更广阔的可能性。三重周期性极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface, TPMS）结构具有优异的热物理性能，因而成为传热应用中的重要候选结构。本研究通过数值方法系统分析了蛇形流道以及三种TPMS结构（Diamond、Gyroid和I-WP）冷板的传热能力与流动特性。基于数值模拟结果，从流动模式及导热与对流耦合传热的角...
解读: 该TPMS结构冷板技术对阳光电源SiC功率器件散热具有重要应用价值。Diamond结构可应用于ST系列PCS和电动汽车驱动系统的高功率密度模块,其256.9 W/cm²散热能力可支撑SiC器件高频开关损耗。梯度单元尺寸设计可优化三电平拓扑中不均匀热分布,提升PowerTitan储能系统功率密度3-6...
采用典型无功功率控制策略的构网型变流器暂态功角与电压稳定性
Transient Angle and Voltage Stability of Grid-Forming Converters With Typical Reactive Power Control Schemes
Wenjia Si · Jingyang Fang · Xingyou Chen · Tao Xu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
构网型变流器被视为电力电子化电力系统的关键技术，但其在暂态过程中常被忽视的无功功率控制问题亟待研究。本文创新性地指出，采用典型无功控制策略（如电压下垂、无功下垂及无功PI控制）的构网型变流器可能面临暂态功角和/或电压稳定性问题。研究表明，零阶无功控制仅存在功角稳定问题，但无功调节能力有限；而一阶控制（如PI控制）虽可实现恒定无功运行，却可能引发功角、电压及混合稳定性问题。本文揭示了其失稳机理，并对典型控制方案进行了全面比较，实验结果验证了理论分析。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。文章揭示的无功控制与暂态稳定性耦合机理，可直接应用于优化阳光电源储能系统在弱电网场景下的电压支撑能力。针对零阶控制（电压/无功下垂）和一阶控制（PI调节）的稳定性差异分析，为ST系列产品在不同...
基于自适应SFBEMF观测器的IPMSM驱动器直流误差抑制位置估计方法
Adaptive SFBEMF Observer-Based Position Estimation Method With DC Error Rejection for IPMSM Drives
Yin Chen · Haibin Li · Minxin Lin · Tao Jin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
精确转子位置估计对保证内置式永磁同步电机IPMSM的优异无传感器控制至关重要。提出具有高阶锁相环PLL的基于同步频率的反电动势SFBEMF观测器以解决位置估计不准确问题。由于逆变器非线性、磁链空间谐波和电流测量偏移误差的不利影响，反电动势中常出现奇次谐波（特别是五次和七次谐波）和直流误差，导致不可容忍的位置误差，传统反电动势观测器无法很好解决该问题。设计具有自适应带通特性的SFBEMF观测器以提取单位增益无相位滞后的精确基波反电动势。采用高阶PLL克服二阶结构缺陷以获得动态性能改善。在1.5kW...
解读: 该IPMSM无传感器控制研究对阳光电源新能源汽车电机驱动系统优化有重要参考价值。SFBEMF观测器抑制五次七次谐波和直流误差提高位置估计精度的技术可应用于阳光OBC和电机控制器的无传感器控制算法。高阶PLL改善动态性能符合阳光电源在电动汽车牵引电机控制中的高性能需求。该方法对逆变器非线性和测量偏移的...
在输配一体化系统两阶段鲁棒机组组合中融入频率安全约束
Incorporating Frequency Security Constraints in Two-Stage Robust Unit Commitment of Integrated Transmission and Distribution System
Rufeng Zhang · Yanjing Chen · Kefei Yan · Zhengmao Li 等7人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月 · Vol.17
针对高比例新能源接入下输配系统独立运行导致频率安全难保障的问题，本文提出计及DERs惯性与一次调频能力的两阶段鲁棒频率约束机组组合模型，构建含火电、风电与分布式资源协同的动态频率约束，并通过C&CG算法转化为MISOCP求解。
解读: 该研究高度契合阳光电源在构网型（GFM）并网技术、光储协同调频及iSolarCloud智能调度平台的战略布局。其动态频率约束建模方法可直接赋能PowerTitan和ST系列PCS的构网型控制策略升级，提升对风电/光伏波动的主动支撑能力；所提两阶段鲁棒优化框架亦可嵌入iSolarCloud平台，增强大...
多并网变流器系统中脆弱节点的识别及控制参数灵敏度分析
Identification of Vulnerable Nodes and Sensitivity Analysis of Control Parameters for Multiple Grid-Connected Converter Systems
Zhenxiang Liu · Yanbo Chen · Zhi Zhang · Jiahao Ma 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
高比例可再生能源接入电网引发的稳定性问题已成为制约其消纳并威胁电力系统安全运行的关键因素。针对系统静态工作点变化导致稳定裕度剧烈波动的场景，现有理论在判别与补偿方面仍显不足。本文基于小信号稳定性分析方法，提出一种考虑变流器动态响应特性与静态工作点偏移的多并网变流器系统脆弱节点定位方法。首先建立含无源母线的频域负反馈模型，进而推导主动节点控制参数的灵敏度函数及脆弱节点量化指标，最后提出面向主动节点与无源母线的综合补偿方案。算例分析表明，该方法对提升系统稳定性设计与运行规划具有显著价值。
解读: 该脆弱节点识别与参数灵敏度分析技术对阳光电源多机并联场景具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，多台ST系列变流器并网时，可通过该方法识别系统薄弱环节，优化控制参数配置，提升静态工作点变化时的稳定裕度。对于集中式光伏电站的SG系列逆变器集群并网，该技术可指导构网型GFM与跟网型GFL...
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