Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本信函提出了一种简单可靠的短路保护（SCP）方法，称为 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ - SCP，用于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该方法通过同时监测 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 来实现。当 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 均超过各自的预设阈值时，保护功能启动，从而能够有效抵御硬开关故障（HSF）和负载下故障（FUL）。与现有方法相比，所提出的电路设计结构更简单，且不受封装类型的限制。搭建了一个测试平台来验证所提出的 $v_{g...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET短路保护技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在大功率电力电子变换器中广泛采用SiC MOSFET器件，以实现更高的效率和功率密度。然而，SiC器件的短路耐受能力较传统IGBT更弱，通常仅为3-5微秒，这对保护电路的响...

Junjie Feng · Ruosong Shang · Ming Zhang · Guojun Jiang 等6人 · IEEE Access · 2025年1月

变压器是电力系统关键组件，其运行稳定性对确保电网安全可靠性起决定性作用。为应对实际运行中负荷和环境因素影响准确评估变压器健康的挑战，本文分析变压器的电气、热和振动特性。采用k-means++算法根据变压器负荷电流、环境温度和运行电压三个关键参数分类运行条件。提出基于时序卷积网络-Transformer（TCN-Transformer）的融合模型识别变压器异常运行状态。以500kV变压器为例进行实验。结果表明，所提TCN-Transformer模型在预测精度方面显著优于对比算法。模型有效捕获数据内...

解读: 该多物理场诊断技术对阳光电源储能变压器和箱变监测具有应用价值。阳光大型光伏电站和储能站配备大量箱式变压器，需要实时健康监测和异常预警。该研究的TCN-Transformer模型集成电气、热和振动多维数据，可应用于阳光箱变智能监控系统，实现异常状态早期识别。在储能电站中，变压器异常可能导致系统停机和经...

Xiao Qi · Jizhen Liu · Wenguang Zhang · Hui Deng · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

随着可再生能源在电力系统中渗透率的提高，分布式最优控制（DOC）方法被视为实时协同解决负荷频率控制与经济调度问题的有效途径。本文提出一种新型DOC方法，以应对信息物理电力系统中的非线性特性，包括物理约束与时滞。首先，结合部分原始-对偶梯度算法与自抗扰控制（ADRC），构建基于ADRC的DOC方法以提升频率控制性能；引入正投影算子处理机组出力饱和与联络线热约束；利用Lyapunov函数理论证明系统稳定性；进一步设计时滞补偿的扩张状态观测器，重构DOC方法以同时应对物理约束与时滞。最后通过实时硬件在...

解读: 该非线性实时分布式最优控制技术对阳光电源储能与新能源并网产品具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统，ADRC自抗扰控制结合正投影算子可优化ST系列储能变流器的调频响应，在处理功率饱和约束的同时实现经济调度与频率调节协同优化。时滞补偿扩张状态观测器可应用于iSolarCloud云平台的...

Sunil Mandal · Prajof Prabhakaran · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

高增益、非隔离型双向DC-DC变换器（BDC）在储能系统与微电网及电动汽车（EV）的接口中发挥着关键作用。然而，现有拓扑常受限于窄占空比范围，且器件数量多、电压应力高。本文提出一种新型非耦合高增益BDC，基于改进型Zeta拓扑，正向功率流时高效工作于升压模式，反向时工作于降压模式。该结构简化了电路与控制策略，器件数量少，可在宽占空比范围内实现高电压增益，并显著降低多数开关管的电压应力。实验研制了200 W样机，采用SiC MOSFET使峰值效率达96%。结果验证了其在开环与闭环控制下的适用性，展...

解读: 该新型双向Zeta变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。其宽电压转换比特性可优化PowerTitan储能系统中电池侧与直流母线的接口设计，特别适用于低压电池组（48V/96V）与高压直流母线（400V/800V）的双向能量管理。文中采用的SiC MOSFET方案与...

Jiaqun Xu · Ruitao Zhang · Pufan Jia · Ming Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

对于采用LC滤波器的永磁同步电机（PMSM），主动阻尼是抑制谐振的关键，但传统阻尼方法难以兼顾动态响应与阻尼效果的灵活优化。本文基于逆变器侧电流及电机侧电流电压，提出一种新型多变量反馈（MVF）主动阻尼方案，可灵活增强系统阻尼性能与动态响应能力。该MVF参数设计简便，通过调节MVF参数可自由调控电流环的谐振峰值与开环截止频率，从而在阻尼效果与动态性能之间实现最优平衡。文中阐述了其物理机理，并对系统的稳定性、鲁棒性、阻尼效果及动态响应进行了分析。1.1 kW PMSM实验结果验证了所提MVF阻尼方...

解读: 该多变量反馈阻尼控制技术对阳光电源储能与电驱产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，LC滤波器谐振抑制是SiC器件高频开关应用的关键难题，该MVF方案可在保证快速动态响应的同时有效抑制谐振，提升PowerTitan储能系统的并网稳定性与功率响应速度。在新能源汽车电机驱动领域，该技术可优化PMS...

Nima Mahdian Dehkordi · Ali Rezaei · Mohsen Hamzeh · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

针对跟网型逆变器面临区间参数不确定性和未知有界时延问题,提出新型鲁棒稳定性分析框架。不同于经典鲁棒控制策略(H∞、μ综合、滑模控制)导致高阶或非线性控制器难以实时调谐,以及无模型方法(强化学习、数据驱动)缺乏稳定性保证,该方法采用时延相关准则结合值集和零点排除原理。该方法简单、系统、非保守,无需复杂调谐即可完全确定PI稳定增益。仿真和实验验证了实际鲁棒性和逆变器控制适用性。

解读: 该鲁棒稳定性分析框架对阳光电源跟网型逆变器控制参数整定有重要应用价值。时延相关准则和参数不确定性集成方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的GFL控制器设计,提高在电网参数变化和通信延迟条件下的稳定性。简化的PI增益确定方法便于工程实现,优于复杂鲁棒控制策略。该技术对阳光电源逆变器在弱电网和高比...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

在电力电子变换器运行过程中，对碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的温度进行精确监测至关重要。利用温度敏感电参数（TSEPs）实现在线实时温度监测是该领域一种很有前景的技术。然而，以往的研究并未充分考虑器件结构差异如何影响待监测参数的选择以及监测结果的准确性。本文对不同栅极结构的 SiC MOSFET 的温度敏感电参数进行了全面研究。详细分析了温度敏感电参数随器件温度变化的物理机制，并通过双脉冲测试进行了验证。这项对比研究揭示了器件温度对不同栅极结构 SiC ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET温度监测技术的研究具有重要的实用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正加速向高功率密度、高效率方向发展，而SiC器件已成为新一代功率变换器的核心部件。 该研究聚焦于利用温度敏感电参数（TSEP）实现SiC MOSFET的在...

Jinli Zhu · Yuan Li · Fang Z. Peng · Brad Lehman 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

电力系统，包括多电/全电船舶与飞机及电网，主要由发电、输配电和储能子系统构成，呈现显著的电感与电容特性。为提高效率，实际电路尽量减少物理电阻，但由此引发谐振、不稳定与长时暂态等问题。自1980年代起，电力电子变换器/逆变器被提出作为有源、无损及虚拟电阻，用于抑制上述动态问题。本文系统回顾从有源电阻到虚拟电阻的发展历程，深入分析其理论关联与物理本质，探讨实现约束，并展望其在现代能源电网中的扩展应用与革新潜力。

解读: 该虚拟电阻技术对阳光电源储能与逆变器产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可通过ST系列变流器实现虚拟电阻控制，有效抑制LC滤波器谐振和直流母线振荡，提升系统稳定性。对于构网型GFM控制策略，虚拟电阻可优化暂态响应，减少功率振荡。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，该技术能...

Antonio Véliz · René Contreras · Sebastián Riffo · Carlos Restrepo 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

针对直流微电网(MG)分布式发电单元、储能系统和负载的分层控制稳定性和效率需求,研究不同通信协议下二级控制策略的实施和分析。采用信息物理平台评估I2C、CAN总线、蓝牙和ESP-NOW等协议下集中式和分布式控制方案的性能。结果显示通信延迟和控制效率存在显著差异,I2C和ESP-NOW在分布式控制中性能优越,蓝牙更适合集中式策略。研究为未来直流微电网部署提供协议选择的实验验证和对比分析指导。

解读: 该信息物理融合评估技术对阳光电源微电网和储能系统的通信架构设计有重要参考价值。不同协议的性能对比可指导ST储能系统和PowerTitan大型储能电站的通信方案选型,优化控制效率和稳定性。I2C和ESP-NOW在分布式控制中的优势对阳光电源智能微电网解决方案的边缘计算和本地控制策略有启发。该研究对iS...

Mingwang Xu · Wei Gu · Yang Cao · Shuaixian Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月

随着大量电力电子设备接入电网，电磁暂态（EMT）仿真技术对电网安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法，采用“网络-节点电压-历史电流源”三层架构，通过矩阵分裂和引入输出方程构建低阶等效节点电压方程。该方法具有恒定导纳矩阵、保留内部动态特性、建模流程简洁、计算复杂度低等优点，相较于经典节点消去法更具通用性，适用于模块化电气设备。通过与离线EMT仿真及实验结果对比，验证了该方法在多种工况下均具备高精度与高效率。

解读: 该EMTP型恒定导纳等效建模方法对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统开发中，该方法可显著提升EMT仿真效率，通过状态变量消去技术降低计算复杂度，加速多机并联系统的暂态特性分析。对于SG系列光伏逆变器，该建模方法可优化1500V系统的电磁兼...

Bogdan C. Ionescu · Liviu Mihalache · Saeed Asgari · Satyajeet Padhi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

中压驱动器的热管理设计依赖计算量大且耗时的仿真。本文提出一种基于计算流体动力学（CFD）与降阶模型（ROM）技术相结合的创新方法。引入一种物理信息感知的非侵入式ROM，利用系统的线性时不变（LTI）特性，预测冷却介质流量变化下中压驱动组件的热行为，构建线性参数变化（LPV）ROM。该ROM方法在中压驱动功率变换器上验证，并与实测数据对比，结果表明其在保持精度的同时显著降低计算资源与时耗。该技术为驱动控制器实时嵌入精确热模型提供了可能，推动人工智能系统的发展。

解读: 该高保真降阶建模技术对阳光电源中压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，SiC功率模块的热管理直接影响系统可靠性和功率密度。该ROM方法可将CFD热仿真从数小时压缩至秒级，使实时热模型嵌入控制器成为可能，实现动态功率解耦和预测性过载保护。对于1500V光伏...

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

为了更好地指导碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在变流器中的优化运行，准确估算功率回路杂散电感至关重要，这可避免开关暂态过程中出现不可接受的过电压和电磁干扰噪声。本文提出一种基于目标杂散电感与直流母线解耦电容强制低频谐振的杂散电感提取方法，该谐振可通过在直流母线中设置一个开关巧妙触发。通过选用I类陶瓷电容器作为稳定的解耦电容，可构建理想的谐振回路，从而实现精确计算。实验验证了该方法的提取精度，与使用专业阻抗分析仪E4990A的测量结果相比，相对误差为2.9%。此外，与现有依赖快速...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项基于强制谐振的SiC MOSFET功率环路杂散电感精确提取技术具有重要的工程应用价值。随着公司在光伏逆变器和储能变流器产品中大规模采用SiC器件以提升功率密度和效率，精确掌握功率回路杂散电感参数已成为优化产品性能的关键环节。 该技术的核心价值在于解决了传统高频谐振测量...

Leshan Qiu · Yun Bai · Jieqin Ding · Zewei Dong 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

本文研究了181Ta重离子辐照下硅碳化物（SiC）MOSFET中单粒子泄漏电流II（SELC II）退化相关的电学特性及微观结构损伤。在1200 V器件中，当漏极偏压介于450至600 V时观察到SELC II退化现象。辐照后施加漏极偏压，发现两条独立的漏电流路径，其中漏源漏电路径在超过特定电压阈值后出现，且与栅氧损伤无关。辐照前后SiC MOSFET与p-i-n二极管表现出相似电学行为，表明p-n结在SELC II退化中起关键作用。高分辨率透射电镜首次揭示SELC II引起的微结构损伤（包括空...

解读: 该研究揭示SiC MOSFET单粒子泄漏电流的微观损伤机理，对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC MOSFET工作于高压大功率场景，研究发现的450-600V电压窗口SELC II退化现象及P阱/N外延层界面损伤机制，可指导器件选型时的耐压裕量设计和失...

Yangfan Li · Longfei Xiao · Chongbiao Luan · Xun Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月

为了最小化输出波形的上升时间和半高全宽（FWHM），我们基于半绝缘碳化硅（SiC）材料设计并制造了一种新型集成器件，我们称之为cPCSS器件，其结构包括一个光电导半导体开关（PCSS）和一个充电电容器。测试结果表明，由于cPCSS中优化了电路连接并简化了电气长度，测试电路中的寄生电容和电感得以降低。因此，cPCSS器件在基本保持相同电导率的同时，能输出更快的信号。在入射激光能量（<10 μJ）下，cPCSS获得的输出信号上升时间最快为122 ps（10% - 90%），半高全宽为375 ps。此...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的集成光导半导体开关技术具有重要的战略参考价值。该技术展现的超快响应特性（122ps上升时间）和高可靠性（18万次无故障运行）与我们在高功率电力电子领域的核心需求高度契合。 在光伏逆变器应用层面，SiC材料本身已是我们重点布局的方向。该论文提出的集...

Yibo Zhang · Xiaoyan Tang · Hao Yuan · Jingkai Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中的外延形态缺陷会导致器件失效。虽然芯片探测（CP）方法能够识别并区分许多失效器件，但一些非致命性的外延形态缺陷常常会通过初始筛选，从而导致器件在实际应用中过早失效。本研究探讨了碳化硅形态缺陷对器件性能、短路（SC）可靠性和长期可靠性的影响。通过实验分析与技术计算机辅助设计（TCAD）模拟相结合的方法，为形态缺陷对器件性能的不同影响提供了有力证据。研究结果表明，胡萝卜形缺陷会显著降低栅极氧化物的质量，导致器件在长期可靠性测试...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC MOSFET外延形貌缺陷的系统性研究具有重要的战略价值。SiC功率器件是我们光伏逆变器和储能系统的核心部件，直接影响产品的功率密度、效率和可靠性。 该研究揭示了一个关键问题：传统芯片探测（CP）筛选方法存在局限性，某些"非致命"缺陷可能通过初检但在实...

Lihao Mai · Haoran Li · Yang Weng · Erik Blasch 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年2月

可再生能源渗透率上升及电动汽车等负荷波动导致电力系统稳定性问题，亟需动态测量技术。然而，高分辨率量测设备（如PMU）在配电网中数量有限，而低分辨率量测设备广泛存在。本文提出一种多分辨率数据插值方法，结合自编码器与曲率正则化实现最优插值设计，并引入物理信息神经网络（PINN）和随机物理信息神经网络（SPINN）以融合系统物理规律并处理不确定性。所提方法在输电与配电系统中均得到充分验证。

解读: 该多分辨率动态测量技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可融合SCADA低分辨率数据与有限PMU高分辨率数据，通过流形插值实现全站动态状态估计，提升ST系列储能变流器的并网稳定性监测能力。对于分布式光伏场站，该方法可将SG逆变器的秒级功率数据插值为毫秒级...

Zhuorui Wu · Meng Zhang · Song Gao · Zheng-Guang Wu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月

针对可再生能源大规模接入带来的强不确定性，电力系统调度对实时性提出了更高要求。为实现实时环境下经济且可行的发电运行，本文提出一种基于约束强化学习（CRL）的物理信息强化学习（PIRL）方法用于最优潮流（OPF）求解。该方法设计了基于潮流方程的物理信息执行器，确保生成满足等式约束的发电方案，并通过在策略梯度中引入不等式约束来修正不可行动作。特别地，与传统CRL中使用网络逼近不同，所提方法可直接基于执行器输出精确计算约束相关成本。在IEEE 118节点系统上的仿真结果表明，该方法在获得相近发电成本的...

解读: 该物理信息强化学习技术对阳光电源储能与光伏并网系统具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统和SG系列光伏逆变器的实时功率调度，该方法可嵌入iSolarCloud云平台，实现毫秒级最优潮流计算，显著优于传统优化算法。其约束强化学习框架可直接应用于储能变流器的多目标协调控制，在满足电网安全...

Saswat Kumar Ram · Sauvagya Ranjan Sahoo · Banee Bandana Das · Kamalakanta Mahapatra 等5人 · IEEE Access · 2025年1月

环形振荡器RO广泛用于解决不同硬件安全问题。例如，基于RO的物理不可克隆函数PUF为密码应用生成安全可靠密钥，基于RO的老化传感器用于高效检测回收IC。本文使用带两个电压控制信号的CMOS反相器设计可配置RO（CRO）。通过控制信号，所提CRO可加速和降低老化对振荡频率的影响。CRO的这一关键特性使其适用于PUF和基于RO的传感器。在90nm CMOS工艺中评估所提改进架构即CRO PUF和CRO传感器的性能。CRO的老化容忍特性增强了CRO PUF的可靠性，老化加速特性提升了回收IC检测率。最...

解读: 该物理不可克隆函数技术对阳光电源芯片级安全具有重要意义。阳光储能变流器和光伏逆变器采用大量功率器件和控制芯片，面临芯片回收和仿冒风险。该CRO PUF技术可集成到阳光定制芯片的安全模块，生成唯一硬件指纹用于设备认证和固件加密。在供应链管理中，该老化传感器技术可检测回收功率器件，保证产品质量和可靠性。...

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

在本研究中，通过一种简单的原位化学氧化聚合方法合成了铁酸钴@聚吡咯（CoFe₂O₄@PPy）纳米复合材料，并将这种简便制备的聚合物纳米复合材料（PNC）电极用于电化学储能应用。对所制备纳米复合材料的物理和电化学性能进行了表征。所制备PNC电极的电化学性能在6 M KOH水溶液电解质中进行了研究。该PNC被制备成电极并在双电极系统中进行测试，在2 A g⁻¹的电流密度下获得了69.63 F g⁻¹的比电容。所制备的器件在经过20000次GCD循环后仍表现出优异的循环稳定性（68.86%），并在25...

解读: 该钴铁氧体@聚吡咯复合材料展现出优异的电化学储能性能,其24.75 Wh/kg能量密度和4255.28 W/kg功率密度对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有参考价值。该材料在20000次循环后仍保持68.86%容量保持率,为我司储能系统电极材料优化提供新思路。其高倍率性能特...

Weijie Wu · Zengquan Yao · Shan Xie · Hanyan Huang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

具有抗辐射性能的半导体器件对于航空航天应用至关重要，而多缓冲层结构（由三个N型掺杂层组成，掺杂浓度范围为5 × 10^16至1 × 10^19 cm^−3，厚度为0–2 μm）通过调制电场分布来增强器件的抗辐射能力。该结构优化了垂直方向的电场分布，降低了N型漂移区与N+衬底结处的峰值电场，从而有效抑制了辐射诱导的电流倍增效应。然而，器件结构的优化过程耗时较长。在本研究中，我们提出了一种基于非平稳分层Kriging模型的抗辐射SiC UMOSFET结构设计方法。该模型采用“数据-物理”协同驱动的方...

解读: 该抗辐射SiC MOSFET设计技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器产品具有重要价值。多缓冲层结构通过电场调控提升器件可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS和SG系列逆变器的SiC功率模块优化设计中。基于Kriging代理模型的快速仿真方法能显著缩短器件结构开发周期,降低TCAD仿真成本,加速三电平...