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基于忆阻器的人工神经元革新类脑计算
Revolutionizing neuromorphic computing with memristor-based artificial neurons
Yanning Chen1Guobin Zhang2Fang Liu1Bo Wu1Yongfeng Deng1Dawei Gao2Yishu Zhang2 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
随着传统冯·诺依曼架构在应对大数据与复杂计算任务时面临瓶颈,受人脑神经网络启发的类脑计算成为有前景的替代方案。易失性忆阻器,特别是莫特忆阻器和扩散型忆阻器,因其可模拟神经元的脉冲发放等动态特性,受到广泛关注,有望构建可重构、自适应的计算系统。近期研究已实现漏电积分-放电、霍奇金-赫胥黎、光电及时间表面神经元模型,显著提升了类脑系统的能效与集成度。本文综述基于易失性忆阻器的人工神经元最新进展,探讨其与人工突触集成的潜力,并指出提升器件可靠性与探索新架构是未来发展的关键挑战。
解读: 忆阻器类脑计算技术对阳光电源智能控制系统具有前瞻性价值。其低功耗、高并行的神经形态计算特性可应用于:1)PowerTitan储能系统的实时功率预测与能量管理,通过硬件神经网络实现毫秒级响应的负荷预测和削峰填谷优化;2)SG系列逆变器的MPPT算法加速,利用忆阻器阵列实现复杂光照条件下的快速最优点追踪...
高功率密度碳化硅MOSFET驱动器设计:集成有源米勒钳位的600kHz开关应用
Optimal Configuration of ESS in Distribution Network Considering Generation of PV-Load Time Series Scenarios
Xiaolong Xiao · Mingming Shi · Fan Wu · Yukai Wei 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
碳化硅MOSFET高频开关特性对驱动电路提出严格要求,传统驱动方案在高频下存在米勒效应和寄生震荡问题。本文提出一种集成有源米勒钳位的高性能驱动电路,支持600kHz开关频率,有效抑制dv/dt干扰和栅极震荡。
解读: 该SiC驱动技术可应用于阳光电源ST系列储能变流器的功率模块驱动设计。通过有源米勒钳位技术提升SiC MOSFET的开关可靠性,支持更高的开关频率和功率密度,降低磁性元件体积,实现储能系统的高效率和紧凑设计。...
多功能PbI₂实现具有超弱光检测能力的自驱动钙钛矿纳米线光电探测器
Multi-functional PbI2 enables self-driven perovskite nanowire photodetector with ultra-weak light detection ability
Yapeng TangBo'ao XiaoDingjun WuHai Zhou · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
具有自驱动特性的高性能钙钛矿光电探测器通常需电子/空穴传输层来提取载流子,但传输层结构易导致钙钛矿与传输层界面质量差,限制器件性能与稳定性。本研究提出一种新颖结构,将钙钛矿纳米线原位生长于PbI₂上,PbI₂兼具反应原料与高效载流子提取层功能。通过优化PbI₂厚度、纳米线生长时间及离子交换时间,构建了ITO/PbI₂/CsPbBr₃/碳结构的自驱动光电探测器。优化后的器件响应率达0.33 A/W,探测率高达3.52×10¹³ Jones,最低可检测光功率低至0.1 nW/cm²。该工作为制备结构...
解读: 该自驱动钙钛矿光电探测器技术对阳光电源光伏及储能系统具有重要应用价值。其超弱光检测能力(0.1 nW/cm²)和高探测率(3.52×10¹³ Jones)可应用于SG系列光伏逆变器的辐照度传感器优化,提升低照度环境下的MPPT算法精度和发电效率。简化的ITO/PbI₂/CsPbBr₃/碳结构无需额外...
不同两相流关联式下高温热泵系统换热器设计与性能评估:4E分析
Heat exchanger design and performance evaluation for a high-temperature heat pump system under different two-phase correlations: 4E analysis
Ding Wu · Bo Ma · Xiaohui Huang · Xian Wu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 为区域供热并促进可再生能源电力的消纳,高温热泵技术预计将在由可再生能源驱动的热能储存系统中发挥关键作用。然而,目前关于高温热泵性能预测的研究通常基于特定的换热器传热关联式,难以指导在高温热泵系统的换热器设计和系统性能评估中对两相流关联式的选择与组合。本研究聚焦于不同两相流关联式的影响,针对用于部件设计和系统性能预测的8种关联式(4种流动冷凝关联式和4种流动沸腾关联式)开展了对比研究。结果表明,对于设计工况下的冷凝器或蒸发器,其尺寸、成本及碳排放均显著受到不同两相流关联式的影响。在16组两相...
解读: 该高温热泵4E分析技术对阳光电源储能系统热管理具有重要参考价值。PowerTitan等大型储能系统面临显著热管理挑战,研究揭示的两相流换热关联式选择对换热器设计、成本及碳排放的影响,可直接应用于ST系列PCS和集装箱式ESS的冷却系统优化。特别是非设计工况下9.88%的制热量波动和6.76%的火用效...
可解释性机器学习揭示杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率
Interpretable machine learning insights of power conversion efficiency for hybrid perovskites solar cells
Yudong Shi · Jiansen Wen · Cuilian Wen · Linqin Jiang 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.290
摘要 杂化有机-无机钙钛矿(HOIPs)太阳能电池因其高能量转换效率、易于制备以及低成本等优势,在光伏领域展现出广阔的应用前景。随着人工智能的蓬勃发展,机器学习(ML)近年来已被用于新型HOIPs材料的设计。然而,由于现有机器学习模型缺乏可解释性,其在HOIPs材料设计中的实际应用受到较大限制。本文提出一种数据驱动的可解释性机器学习方法,用于提取影响基于HOIPs太阳能电池功率转换效率(PCE)的通用且简洁的描述符。研究突出提出了两个由易于获取参数构成的描述符,可用于准确预测PCE,其预测性能优...
解读: 该可解释机器学习技术为阳光电源光伏逆变器研发提供重要启示。通过数据驱动方法快速筛选高效钙钛矿电池,可优化SG系列逆变器的MPPT算法适配性。研究中提出的简化描述符预测方法,可应用于iSolarCloud平台的组件性能预测模型,实现电站级效率优化。结合GaN功率器件特性,该方法有助于加速新型光伏材料与...
用于提升三相双有源桥DC-DC变换器轻载转换效率的智能控制方案
Smart Control Scheme for Light-Load Conversion Efficiency Enhancement of Three-Phase Dual Active Bridge DC-DC Converters
Jen-Hao Teng · Zhi-Xuan Chou · Han-Cheng Wu · Bo-Hsien Liu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
电动汽车和储能系统正在迅速发展,这导致对高功率直流 - 直流双向功率变换器的需求不断增加。然而,这些变换器在轻载时往往转换效率较低,从而造成能源浪费。本文提出了一种智能控制方案,通过根据负载情况动态切换单相和三相模式,来提高三相双有源桥(TPDAB)直流 - 直流变换器的轻载转换效率。首先,对 TPDAB 变换器在三相和单相模式下的运行进行了严格的损耗分析。然后,设计了模式切换的电流点、相移和桥臂选择,以对所提出的控制方案进行最优控制。本文制作了一台 TPDAB 直流 - 直流变换器样机,其额定...
解读: 该智能控制方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。储能系统在实际运行中常面临轻载工况(如夜间低功率充电、削峰填谷过渡期),传统DAB变换器在此工况下循环功率大、效率低。该研究提出的移相角优化与模式切换策略可直接应用于ST系列的DC-DC隔离级,通过动态调整...
农业光伏系统的控制策略:平衡发电量与农作物产量以实现可持续发展
Control strategies for agricultural photovoltaic systems: Balancing electricity generation and agricultural yield for sustainable development
Bo Tian · Ningbo Wang · Lu Liu · Yuanxin Lin 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 不同的控制策略对农业光伏(PV)系统的整体性能具有显著影响。本研究采用人工神经网络(ANN)算法对数值天气预报(NWP)模型的太阳辐照度预测结果进行修正,并提出了以实现最优农作物产量和最优发电量为目标的创新性控制策略。结合法国的一个农业光伏项目,研究了不同控制策略下农业光伏系统的发电量、作物产量以及土地当量比(LER)。结果表明,与传统的太阳跟踪控制策略相比,最优产量控制策略的年发电量减少23%,LER值平均下降10%。而最优发电量控制策略相较于传统太阳跟踪控制策略,最高可实现单日发电增益...
解读: 该农光互补控制策略研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。文中基于ANN算法的辐照预测与动态控制策略,可集成至我司MPPT优化算法中,实现发电与农业产出的智能平衡。研究显示优化发电策略可提升15.6%年发电量,验证了智能控制的经济性。建议将该多目标优化思路融入i...
基于随机森林可解释人工智能揭示储能与可再生能源在脱碳进程中的协同作用
Understanding the synergy of energy storage and renewables in decarbonization via random forest-based explainable AI
Zili Chen · Zhaoyuan Wu · Lanyi Wei · Linyan Yang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390
摘要 可再生能源(RE)与储能系统(ESS)的协调发展对于低碳转型至关重要。除了最优规划方案外,理解规划结果背后的深层原因对于提升决策透明度与可靠性同样关键。本研究探讨了在不同脱碳阶段中可再生能源与中长期储能(MTES)之间协同关系的演变过程,提出了一种可解释的分析框架,用于归因并分析影响规划结果的关键因素。通过采用随机森林(Random Forest, RF)方法,该框架识别出在不同边界条件下(如碳排放限额、资源禀赋和经济约束)驱动可再生能源—储能协同效应的核心因素,从而深入揭示时间与空间因素...
解读: 该研究对阳光电源储能规划具有重要指导意义。研究揭示长时储能(LDES>100h)在新能源富集区域的季节性平衡价值,与PowerTitan液流储能系统的应用场景高度契合;短时储能在火电主导区域应对日内波动的需求,可通过ST系列PCS的快速响应能力实现。随机森林可解释性框架可集成至iSolarCloud...
基于SiC/派瑞林衬底的异质集成柔性GaN射频功率放大器
Heterogeneously Integrated Flexible GaN RF Power Amplifier on SiC/Parylene Substrate
Wenhao Zheng · Qingzhi Wu · Zhen Zhao · Ziyu Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
柔性射频(RF)系统的发展增加了对高功率柔性氮化镓(GaN)放大器的需求。在本文中,提出了一种利用碳化硅(SiC)/聚对二甲苯异质集成衬底的异质集成工艺,用于制造柔性射频GaN功率放大器(PA)。在该制造工艺中,首先在厚度为<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$100...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项柔性GaN射频功率放大器技术虽然聚焦于通信领域,但其底层的异质集成工艺和材料创新对我司在功率电子领域的技术演进具有重要参考价值。 该技术采用SiC/Parylene异质集成基板方案,通过将SiC衬底减薄至5微米并与柔性Parylene层结合,在保持柔性的同时显著改善了...