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考虑速度饱和效应的基于物理的非线性电容模型
Physics-Based Nonlinear Capacitance Model Considering Velocity Saturation Effect
Shuman Mao · Xiang Su · Ruimin Xu · Bo Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
准确建模非线性电容对于基于物理的氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）紧凑模型至关重要。对于传统方法而言，由于缺乏有效的边界电势模型，在非线性电容模型中往往难以实现电子速度饱和效应（VSE）的物理建模。本文基于准物理区域划分（QPZD）模型理论，提出了一种改进的电容建模方法，该方法将漂移 - 扩散区域内的速度饱和效应纳入其中。首先，推导了一个由速度饱和效应引起的沟道饱和区的偏置相关等效长度模型。然后将该模型集成到边界电势计算中，以充分考虑速度饱和效应。接着，通过在有效栅长模型和积分边界中全面考虑速...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT器件非线性电容建模的研究具有重要的战略意义。氮化镓（GaN）功率器件凭借其高开关频率、低导通电阻和优异的热性能，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。 该研究提出的基于速度饱和效应（VSE）的物理建模方法，通过准物理区域划分（QPZ...
一种基于张量的风电场动态等值建模聚类方法
A Tensor-Based Clustering Method for Dynamic Equivalent Modeling of Wind Farms
Yihao Yang · Yijun Xu · Wei Gu · Lamine Mili 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
采用详细风电机组模型仿真大规模风电场计算成本高昂，亟需兼顾精度的简化建模方法。针对复杂风速条件与网络结构带来的风电场暂态等值精度难题，本文首次提出一种基于张量分解的聚类方法，通过合理分组捕捉风电场高维动态特征，实现精确降阶建模。首先构建保持时空特性的张量结构数据集，进而设计兼顾稀疏性与平滑性的张量分解策略以提取低维特征并指导聚类；最后定制网络聚合策略降低功率损耗误差。多种布局、故障与风况下的仿真结果验证了该方法的优越性能。
解读: 该张量聚类建模方法对阳光电源的大型储能及风电产品具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统的多机组协调控制和ST系列储能变流器的群控优化,通过降维聚类提升计算效率。对于风电场接入的储能系统,该方法能更精确地预测风电波动特性,优化储能容量配置和调度策略。技术创新点在于通过张量分解捕捉高...
基于卷积神经网络的功率器件结温监测
Junction Temperature Monitoring of Power Devices Using Convolutional Neural Networks
Zhiliang Xu · Huimin Wang · Xinglai Ge · Yichi Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
基于温度敏感电参数（TSEP）的方法能够实现功率器件结温的精确监测（JTM）。然而，大多数温度敏感电参数易受负载电流和器件老化的影响而产生误差，从而降低了结温监测的准确性。为解决这一问题，本文提出了一种基于卷积神经网络（CNN）模型的结温监测方法，以应对这两个因素带来的不利影响。在该方法中，选择开通集电极电流（$I_{C}$）作为温度敏感电参数，并通过数学模型深入分析了开通集电极电流的温度特性。此外，通过大量双脉冲测试全面研究了开通集电极电流的参数相关性。考虑到实际中负载电流影响显著且频繁变化的...
解读: 该CNN结温监测技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块，通过实时监测IGBT/MOSFET结温实现预测性维护。相比传统TSEP方法，CNN自动特征提取克服了非线性补偿难题，无需额外传感电路即可从开关波形获取温度信息，适...
基于多重特征因素的电压暂降频率估计方法
Estimation of Voltage Sag Frequency Based on the Multiple Characteristic Factors
Fangwei Xu · Kai Guo · Chuan Wang · Jing Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
现有电压暂降频率（VSF）估计方法未充分考虑污秽等级、雷电等级、风区等级和鸟害等级等多种线路特征因素对短路故障的影响，导致估算结果与实际存在较大偏差。实际上，电压暂降主要源于输电线路的瞬时短路故障，而此类故障同时受环境特征因素（如雷电、风区等级）和线路固有特征因素（如线路长度、运行年限）共同影响。为此，本文提出一种融合多特征因素的线路故障模型以提高VSF估计精度。该方法包括三步：首先采用随机森林算法计算线路故障概率，其次基于自适应核密度估计（AKDE）确定故障位置分布，最后利用故障点法估算VSF...
解读: 该电压暂降频率估计方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要应用价值。通过融合多重环境特征因素的故障预测模型,可提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电网适应性。具体应用包括:(1)优化储能PCS的电网故障穿越(LVRT)控制策略;(2)提高光伏逆变器的电网故障预判能力,实现主动防护;(3)为i...
基于信息物理跨空间认知与协同的多微网直流配电网络有功功率控制
Active Power Control for DC Distribution Network With Multiple Microgrids Based on Cyber-Physical Cross-Space Understanding and Cooperation
Bo Zhang · Dong Yue · Chunxia Dou · Dongmei Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
在直流配电网络中，大量分布式资源以互联微网形式接入，以挖掘信息物理融合下的资源调节潜力。然而，物理不确定性（如出力波动）与信息不确定性（如通信拥塞）易叠加引发严重的有功功率波动。为此，分别从微网层和资源层研究基于信息物理跨空间认知与协同的有功功率控制方法。针对微网层，提出依赖潮流约束的集中式控制方法生成最优指令，并设计需求驱动的网络匹配机制保障通信可靠性；针对资源层，提出组合式容错控制策略以应对外部扰动，并设计双层优化策略支持即插即用场景下的多场景灵活调控。最后通过算例验证所提方法的有效性。
解读: 该信息物理跨空间协同控制技术对阳光电源多微网储能系统具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统的多站点协同场景，文章提出的集中式潮流约束优化方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率分配策略，解决多储能站点间的有功功率波动问题。需求驱动的网络匹配机制可增强iSolarCloud云平台在通信...
基于Vissenberg-Matters迁移率模型的有机场效应晶体管解析模型
Analytic model for organic field-effect transistors based on Vissenberg-Matters mobility model
Qian Bo-Ha · Sun Jiu-Xu · Wei Chan · Li Yang 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.229
摘要 通过利用泊松方程，有机场效应晶体管（OFET）的基本电流-电压（I–V）公式被重新表述为迁移率函数的双重积分形式。该重构后的I–V公式克服了原始I–V公式中被积函数发散的问题，不仅便于进一步的解析推导，也适用于数值计算。本文提出了一种针对任意幂次的解析二项式展开方法，用于基于Vissenberg-Matters（VM）迁移率模型的OFET模型的解析推导，能够包含由完整的VM模型推导出的所有项。对由四种不同材料制成的六个OFET器件进行的数值计算表明，对于完整模型而言，理论I–V曲线与实验数...
解读: 该有机场效应晶体管解析模型研究对阳光电源功率器件技术具有方法论借鉴价值。文中提出的双重积分重构I-V公式及二项式展开解析方法,可应用于SiC/GaN器件建模优化,提升三电平拓扑中功率开关特性仿真精度。完整模型考虑所有项的思路,对ST储能变流器和SG逆变器中新型半导体器件参数提取、损耗计算及热管理设计...
STI与LOCOS型三重RESURF LDMOS器件中两种 distinct 两阶段Ron退化机制的研究
Investigation on Distinct Two-Stage Ron Degradation Mechanisms in STI-and LOCOS-Based Triple RESURF LDMOS Devices
Wenliang Liu · Penglong Xu · Chunxia Ma · Feng Lin 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
本文深入研究了基于浅沟槽隔离（STI）和硅局部氧化（LOCOS）的三重降表面电场（RESURF）横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）中独特的两阶段导通电阻（$R_{on}$）退化机制。阈值电压（$V_{th}$）退化和电荷泵（CP）实验证实，热载流子注入（HCI）损伤主要位于场氧化层（FOX）区域。在STI器件中，初始阶段$R_{on}$的快速增加归因于在平行电场驱动下，热电子注入到源极侧底部拐角处。在LOCOS器件中，初始阶段$R_{on}$的轻微下降主要是由于在垂直电场驱动下，热空穴注入到...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文揭示的LDMOS器件可靠性退化机制对我们的核心产品具有重要参考价值。LDMOS作为功率半导体的关键器件，广泛应用于光伏逆变器和储能变流器的功率转换电路中，其导通电阻（Ron）的稳定性直接影响系统效率和长期可靠性。 论文深入剖析了STI和LOCOS两种工艺架构下LDM...
基于趋势分类与空间信息集成模型的日前风电场群功率预测
Day-ahead wind farm cluster power prediction based on trend categorization and spatial information integration model
Mao Yang · Yuxi Jiang · Chuanyu Xu · Bo Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 随着风电产业的快速发展和风电装机容量的不断增加，影响发电量的因素在时间和空间上呈现出高度耦合的关系，这给风电场群功率预测（WFCPP）带来了极大的挑战。为解决这一问题，本文提出了一种考虑风电集群趋势聚合特性与空间信息集成（SII）的区域风电功率预测（WPP）精度提升方法。首先，引入一种考虑空间特征的趋势聚类方法以实现集群划分。该方法采用静态分区策略应对持续随机变化的动态环境，削弱了风速空间离散性对集群划分的影响。其次，深入挖掘多个风电场群（WFC）之间的多维时空耦合特性，并构建了融合时空信...
解读: 该风电集群功率预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过趋势聚类和空间信息融合,可显著提升区域风电预测精度(RMSE降低2.07%),为ST系列PCS和PowerTitan储能系统提供更精准的充放电调度依据。其时空耦合特征挖掘方法可集成至iSolarCloud平台,优化风储协同控制策略,配合G...
嵌入式肖特基势垒二极管的1200 V碳化硅MOSFET在短路条件下的失效机制
Failure Mechanism of 1200-V SiC MOSFET With Embedded Schottky Barrier Diode Under Short-Circuit Condition
Xu Li · Xiaochuan Deng · Zhengxiang Liao · Xuan Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本文对一款带有嵌入式肖特基势垒二极管的商用碳化硅（SiC）MOSFET（SBD - MOS）的短路鲁棒性和失效机制进行了评估和揭示。与传统平面型SiC MOSFET（C - MOS）相比，在短路条件下，SBD - MOS的失效现象存在显著差异。当SBD - MOS在600 V母线电压下的短路耐受时间（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/199...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1200V SiC MOSFET短路失效机制的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响产品的安全性和市场竞争力。 该研究揭示了嵌入式肖特基势垒二极管（SBD-MOS）在短路条件下的独特失效模式：当短路...
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...