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功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

基于物理的p-GaN HEMT动态导通电阻SPICE建模

Physics-Based SPICE Modeling of Dynamic on-state Resistance of p-GaN HEMTs

Sheng Li · Yanfeng Ma · Chi Zhang · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

本文提出了一种针对p-GaN HEMT动态导通电阻(Ron,dy)的物理SPICE建模方法。通过引入随时间变化的电子迁移率模型(Δμeff),准确描述了Ron,dy的连续变化特性,并结合激活能和电压加速因子等物理参数,为宽禁带半导体器件的动态特性仿真提供了有效工具。

解读: 随着光伏逆变器和储能系统向高功率密度、高开关频率方向发展,GaN器件的应用潜力巨大。该研究提出的动态导通电阻建模方法,能够更精准地评估p-GaN HEMT在实际工况下的损耗,对于阳光电源优化组串式逆变器及户用储能系统中的功率模块设计至关重要。建议研发团队将其引入仿真平台,以提升高频变换器效率预测的准...

拓扑与电路 充电桩 DC-DC变换器 功率模块 ★ 3.0

一种具有平滑模式转换特性的高频无线电池充电系统分析与设计

Analysis and Design of a High Frequency Wireless Battery Charging System With Smooth Mode Transition Characteristics

Zhan Sun · Yingchao Chi · Yijie Wang · Yueshi Guan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月

本文针对基于E类变换器的无线充电技术进行了深入研究。重点分析了高频系统阻抗压缩技术、输入电压适应性、补偿网络结构、电路应力及灵敏度,旨在实现无线充电系统在不同工作模式下的平滑切换与高效能量传输。

解读: 该文献探讨的高频无线充电技术及E类变换器拓扑,主要应用于电动汽车无线充电领域。对于阳光电源而言,目前充电桩业务主要集中在有线快充领域,该技术可作为未来技术储备。其核心价值在于高频化设计与阻抗压缩技术,这对于优化充电桩内部功率模块的体积与效率具有参考意义。建议研发团队关注该拓扑在提升功率密度方面的潜力...

电动汽车驱动 充电桩 双向DC-DC 拓扑与电路 ★ 4.0

基于多谐波功率传输的软件可重构多级恒流无线电池充电

Software-Reconfigurable Multistage Constant Current Wireless Battery Charging Based on Multiharmonic Power Transmission

Junwei Liu · Chi Shing Wong · Chuan Sun · Fei Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月

无线电能传输(WPT)技术因其便捷、可靠和安全,在电动汽车充电领域得到广泛应用。典型的电池充电曲线包含恒流(CC)和恒压(CV)阶段。本文提出了一种多级恒流(MSCC)充电方案,通过多谐波功率传输与软件重构技术,旨在提升充电速度并优化电池充电效率。

解读: 该技术在无线充电领域具有前瞻性,与阳光电源的电动汽车充电桩业务高度契合。通过多谐波传输实现多级恒流充电,可有效缩短充电时间,提升用户体验。建议研发团队关注该拓扑在阳光电源现有充电桩产品中的集成潜力,特别是针对高功率、高效率无线充电场景的适配。此外,软件可重构特性有助于提升充电桩的兼容性,支持不同电池...

系统并网技术 并网逆变器 弱电网并网 组串式逆变器 ★ 5.0

弱电网下非同步LCL型并网逆变器集群的混合多谐振抑制方法

A Hybrid Multiresonances Suppression Method for Nonsynchronous LCL-Type Grid-Connected Inverter Clusters Under Weak Grid

Jiang Liu · Xiangdong Sun · Zechi Chen · Yongchao Chi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月

针对弱电网下逆变器集群中复杂的多谐振现象,传统抑制方法在电网阻抗动态变化时难以确定控制参数。本文提出了一种基于改进双重求和(D-D-Σ)模型的混合多谐振抑制方法,有效解决了多逆变器并网系统的谐振稳定性问题。

解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——组串式光伏逆变器在弱电网环境下的并网稳定性问题。随着地面光伏电站规模扩大及电网接入点阻抗波动,多机并联引起的谐振是行业痛点。该混合抑制方法能够提升阳光电源逆变器在复杂弱电网环境下的鲁棒性,减少因谐振导致的脱网风险。建议研发团队将该D-D-Σ模型集成至iSolarC...

拓扑与电路 DC-DC变换器 多电平 储能变流器PCS ★ 5.0

一种具有宽输出电压范围的模块化多电平DC-DC变换器拓扑

A Modular Multilevel DC–DC Converter Topology With a Wide Range of Output Voltage

Qiang Ren · Chi Sun · Fei Xiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月

针对现有模块化多电平DC-DC变换器(MMDC)在交流控制方法中存在的问题,本文提出了一种基于直流控制的新型MMDC拓扑,实现了宽输出电压范围。通过重构子模块结构,该变换器包含功率支路和辅助平衡支路,分别用于直流功率传输和电容电压平衡。

解读: 该拓扑对于阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要参考价值。在大规模储能系统中,电池组电压随荷电状态(SOC)变化范围较大,该变换器通过直流控制实现宽输出电压范围,能有效提升PCS的效率和功率密度,减少对复杂交流控制的依赖。建议研发团队关注其子模块重构技术,评估...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

重复硬开关应力下GaN共源共栅器件退化机理研究

Investigation on the Degradation Mechanism for GaN Cascode Device Under Repetitive Hard-Switching Stress

Chi Zhang · Siyang Liu · Sheng Li · Yanfeng Ma 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

本文详细研究了共源共栅(Cascode)配置下耗尽型GaN器件在重复硬开关应力下的电参数退化。通过TCAD仿真与综合实验分析,揭示了两种不同的退化机制。研究证明,在较低漏源电压(Vds)硬开关条件下,热电子注入是导致器件性能退化的主要原因。

解读: GaN作为宽禁带半导体,在提升阳光电源户用光伏逆变器及小型化充电桩的功率密度和效率方面具有巨大潜力。本文揭示的Cascode结构GaN器件在硬开关下的退化机理,对公司研发团队在功率模块选型、驱动电路设计及开关频率优化方面具有重要的指导意义。建议在产品设计中,针对高频硬开关工况,优化驱动电压及缓冲电路...

可靠性与测试 故障诊断 功率模块 可靠性分析 ★ 4.0

基于直流电流注入的多相驱动器开相/开关故障容错控制优化研究

Optimal Fault-Tolerant Control of Multiphase Drives Under Open-Phase/Open-Switch Faults Based on DC Current Injection

Jiawei Sun · Zedong Zheng · Chi Li · Kui Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

本文研究了多相驱动器在开相及开关故障下的容错控制策略。针对现有研究多集中于开相故障,本文重点探讨了仅单开关管失效而反并联二极管正常工作的开关故障场景,提出了一种基于直流电流注入的优化容错控制方法,旨在提升电力电子变换器在极端工况下的运行可靠性。

解读: 该研究提出的容错控制算法对提升阳光电源核心产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能变流器)的可靠性具有重要参考价值。在大型光伏电站或储能电站中,功率模块的单管失效往往会导致整机停机,影响系统可用性。通过引入直流电流注入等容错控制技术,可以在硬件冗余有限的情况下,通过软件算法实现故障后的降额运行...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 3.0

p-GaN HEMT在低温下的非钳位感性开关行为

Unclamped-Inductive-Switching Behaviors of p-GaN HEMTs at Cryogenic Temperature

Chi Zhang · Sheng Li · Weihao Lu · Siyang Liu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月

本文首次揭示了p-GaN HEMT在低温环境下的非钳位感性开关(UIS)行为。与SiC器件在UIS过程中表现出的温度依赖性雪崩失效不同,p-GaN HEMT在低温下的耐受行为及最终临界击穿电压呈现出独特的特性,为宽禁带半导体在极端环境下的功率应用提供了重要参考。

解读: 随着阳光电源在光伏逆变器及储能系统(如PowerTitan系列)中对高功率密度和高效率的追求,GaN器件作为下一代宽禁带半导体,在提升系统开关频率和减小体积方面具有巨大潜力。该研究揭示了p-GaN器件在极端低温下的可靠性机理,对于阳光电源在极寒地区户外光伏电站及储能系统的功率模块选型、驱动电路设计及...

系统并网技术 三相逆变器 低电压穿越LVRT 并网逆变器 ★ 5.0

电网电压跌落下的三相电压源变换器分岔与大信号稳定性分析

Bifurcation and Large-Signal Stability Analysis of Three-Phase Voltage Source Converter Under Grid Voltage Dips

Meng Huang · Yu Peng · Chi K. Tse · Yushuang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月

本文研究了三相电压源变换器(VSC)在电网电压跌落工况下的非线性动力学行为。针对电网短路故障引起的电压波动,分析了VSC在不同运行条件下的分岔特性及大信号稳定性,旨在提升变换器在复杂电网环境下的运行可靠性与控制鲁棒性。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器及储能变流器(PCS)的并网控制。在电网电压跌落(如LVRT工况)下,逆变器极易出现非线性失稳。该分析方法有助于优化阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统的控制算法,通过对分岔点的精准预测,提升设备在弱电网或故障工况下的暂态稳定性。建议研...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

重复短路应力下P-GaN HEMT电参数退化研究

Understanding Electrical Parameter Degradations of P-GaN HEMT Under Repetitive Short-Circuit Stresses

Sheng Li · Siyang Liu · Chi Zhang · Le Qian 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月

本文研究了P-GaN栅HEMT在重复短路应力下的静态与动态电参数退化,并首次区分了其退化机理。研究表明,短路应力会对栅极区域和接入区域造成损伤,从而导致器件性能漂移。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频化充电桩产品中对功率密度要求的提升,GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的P-GaN HEMT在短路应力下的退化机理,对于优化阳光电源逆变器及充电桩的驱动电路保护策略、提升系统可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频功率模块设计中,重点关注短路保护响应速度与器件...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

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...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案

Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology

Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管(HEMT)的单片集成双向栅极静电放电(ESD)保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管,在几乎不牺牲器件性能的前提下,将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求,GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点,显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力,特别是在高频化、小型化的...

储能系统技术 ★ 5.0

基于相变材料储能的混合模式太阳能干燥机性能评估及其在高效干燥红果山麻杆

Baccaurea ramiflora)中的应用

Biraj Das · Pushpendra Singh · Pankaj Kalit · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.288

摘要:设计并研制了一种新型集成相变材料(PCM)的混合模式太阳能干燥机(MMSD),干燥容量为15 kg,用于高效干燥红果山麻杆(Burmese grapes,学名Baccaurea ramiflora)。该系统在两种条件下对三种样品进行了性能评估:未处理样品以及在70 °C(BG70)和80 °C(BG80)下热烫处理的样品,干燥条件分别为太阳能干燥机内干燥和露天日晒干燥。热烫处理显著缩短了干燥时间,减少5–7小时,其中BG70的干燥时间最短,仅为13小时。PCM的引入使干燥机运行时间额外延长...

解读: 该混合模式太阳能干燥系统集成PCM相变储能技术,为阳光电源储能系统在农业应用场景提供创新思路。其延长运行时间2小时的储能策略可借鉴于ST系列PCS的削峰填谷控制算法优化。PCM热能存储与PowerTitan电化学储能在能量时移原理上具有相通性,可探索光伏+储能在农产品加工领域的分布式能源解决方案。该...

光伏发电技术 储能系统 ★ 5.0

光伏渗透下电力与排水网络在长期积水风险下的综合鲁棒规划

Integrated Robust Planning of Photovoltaic-Penetrated Power and Drainage Networks Under Prolonged Waterlogging Risk

Yingping Cao · Bin Zhou · Chi Yung Chung · Jiayong Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月

本文提出一种考虑光伏接入的电力与排水耦合网络综合鲁棒规划策略,以应对暴雨灾害下频发的积水风险。该策略通过优化固定与移动应急资源的投资组合,协调区域内外应急资源配置,实现配电网络与地下排水网络间的协同应急支援,最小化极端洪涝下的最严重负荷损失。基于元胞自动机原理构建了电力-排水耦合系统的积水脆弱性评估模型,识别地形与降雨变化复合影响下的薄弱环节。结合嵌套列与约束生成算法及多种线性化技术,降低了非线性规划问题的求解复杂度。算例验证了该策略在提升耦合系统抗灾韧性方面的有效性。

解读: 该光伏-排水耦合网络鲁棒规划技术对阳光电源应急电源系统具有重要应用价值。研究中的积水脆弱性评估模型可指导PowerTitan储能系统在洪涝易发区的选址与容量配置,通过固定储能与移动电源车的协同调度,提升极端天气下的供电韧性。基于元胞自动机的风险预测方法可集成至iSolarCloud平台,实现暴雨场景...