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光伏发电技术 ★ 5.0

用于储层计算的具有时序动力学的两端口光伏神经形态器件

Two-terminal photovoltaic neuromorphic device with temporal dynamics for reservoir computing

Hong Fang · Jie Wang · Shuanger Ma · Le Zhao 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

提出了一种基于光伏效应的两端口神经形态器件,具备类脑突触的时序动力学特性,可用于储层计算。该器件利用光生载流子的动力学响应模拟神经元的时间依赖行为,无需传统三端结构即可实现非线性激活与记忆功能。实验结果表明,该器件在处理时间序列任务中表现出良好的性能,为低功耗、高集成度的神经形态计算系统提供了新思路。

解读: 该光伏神经形态器件技术为阳光电源智能化产品提供了创新思路。其两端口结构和时序动力学特性可应用于:1)SG系列逆变器的MPPT算法优化,利用储层计算实现更快速的光照变化响应和功率预测;2)ST储能系统的智能能量管理,通过时间序列处理提升负荷预测和充放电策略优化能力;3)iSolarCloud平台的边缘...

功率器件技术 SiC器件 ★ 5.0

基于局域接触电势探测的运行中SiC功率MOSFET内部电场分布研究

Anatomy of internal electric field profile in operating SiC power MOSFETs with local contact potential probing

Mingsheng Fang · Yan Liu · Ting Zhang · Dandan Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文利用局域接触电势探测技术,对工作状态下的碳化硅(SiC)功率MOSFET内部电场分布进行了高分辨率表征。通过开尔文探针力显微镜(KPFM)在器件动态运行条件下直接映射其表面电势与内部电场空间分布,揭示了栅极边缘与沟道区域附近的电场集中现象及其随偏置条件演变的规律。研究结果阐明了关键电场分布特征与器件可靠性、击穿机制之间的关联,为优化SiC MOSFET结构设计和提升器件性能提供了实验依据。

解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。通过KPFM技术揭示的电场分布特征,可直接指导SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器中SiC MOSFET的选型与应用。特别是对栅极边缘与沟道区域的电场集中现象的深入理解,有助于优化器件驱动电路设计,提升产品可靠性。这些发现可用于改进Pow...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

具有稳定阈值电压和显著降低界面态密度的Al2O3/原位生长GaON栅介质GaN MIS-HEMT

Al2O3/ _in situ_ GaON gate dielectrics incorporated GaN MIS-HEMTs with stable VTH and significantly reduced interface state density

Tian Luo · Sitong Chen · Ji Li · Fang Ye 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种采用Al2O3与原位生长GaON复合栅介质的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMT)。该结构通过原子层沉积Al2O3与氮等离子体原位处理形成的高质量GaON界面层,有效抑制了界面态密度。实验结果表明,器件具备稳定的阈值电压(VTH)和显著降低的界面态密度,提升了动态可靠性与开关性能。该方法为高性能GaN功率器件的栅介质优化提供了可行方案。

解读: 该GaN MIS-HEMT栅介质优化技术对阳光电源的高频化产品升级具有重要价值。稳定的阈值电压和低界面态密度特性可显著提升GaN器件在SG系列1500V组串式逆变器和ST系列储能变流器中的开关性能和可靠性。特别是在高频PWM控制场景下,可减少开关损耗,提高系统效率。这一技术可用于优化新一代车载OBC...

风电变流技术 储能系统 模型预测控制MPC ★ 5.0

基于有限差分域-混合半机理建模的风力机自适应域调度多模型预测控制

Adaptive Domain Scheduling-Multiple Model Predictive Control for Wind Turbine Based on Finite Difference Domain-Hybrid Semi Mechanism Modelling

Zihao Li · Yang Hu · Weiran Wang · Fang Fang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

为解决复杂不确定运行工况下考虑功率跟踪与载荷抑制的风力发电机组优化控制问题,提出了一种有限差分域 - 混合半机理(FDD - HSM)建模方法。基于该模型,针对自由输出(FO)和受限输出(LO)模式设计了一种自适应域调度 - 多模型预测控制(ADS - MMPC)策略。利用高性能实时目标机并与实际风力发电机组的全运行特性进行对比,验证了 FDD - HSM 方法的准确性。通过仿真进一步验证了 ADS - MMPC 算法的有效性,并将其与传统基于模型预测控制(MPC)的算法进行了对比。

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项针对风电机组的自适应域调度-多模型预测控制技术具有重要的跨领域借鉴价值。尽管研究对象是风力发电系统,但其核心思想与我司在光伏逆变器、储能系统及综合能源管理方面的技术需求高度契合。 该论文提出的有限差分域-混合半机理建模方法(FDD-HSM)解决了复杂工况下的精确建模难...

电动汽车驱动 ★ 5.0

基于ZnMgO的深紫外加密计算低功耗光电突触器件

Low-power optoelectronic synaptic devices with ZnMgO in deep-ultraviolet encryption computation

Jingyang Li · Kai Chen · Chao Wu · Fengmin Wu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

报道了一种基于ZnMgO材料的低功耗光电突触器件,应用于深紫外加密计算。该器件展现出优异的光响应特性与突触行为,包括兴奋性后突触电流、脉冲光增益及可调的权重调节能力。通过调控深紫外光照强度与脉冲频率,实现了对突触权重的精确模拟,在低功耗条件下表现出高耐久性与稳定性。研究为深紫外光信息处理与神经形态计算的集成提供了可行方案。

解读: 该ZnMgO光电突触器件的低功耗特性与深紫外加密计算能力,对阳光电源新能源汽车驱动系统具有创新启发价值。其突触权重精确调控机制可借鉴应用于电机驱动控制器的神经网络优化算法,提升扭矩响应速度与能效。深紫外加密技术可强化车载OBC充电机与充电桩的通信安全防护,防止数据篡改。器件展现的高耐久性与低功耗特性...

光伏发电技术 储能系统 SiC器件 ★ 4.0

基于碳电极无空穴传输层介观钙钛矿太阳能电池中能量转换的构建过程

Building-up process of power conversion in carbon-electrode-based, hole-conductor-free mesoscopic perovskite solar cells

Heng Peng · Junhao Xue · Mei Fang · Conghua Zhou · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文研究了基于碳电极、无空穴传输材料的介观钙钛矿太阳能电池中光电转换效率的构建机制。通过系统分析器件结构、界面特性及电荷传输动力学,揭示了在无空穴导体条件下,碳电极与钙钛矿层之间的有效接触对载流子提取和复合抑制的关键作用。结合材料表征与器件性能测试,阐明了电池内部电场分布与能量能级匹配对开路电压和填充因子的影响规律,为低成本、高稳定性钙钛矿太阳能电池的设计提供了理论依据。

解读: 该碳电极无空穴层钙钛矿电池研究对阳光电源光伏产品线具有前瞻价值。其低成本、高稳定性特性契合SG系列逆变器对新型光伏组件的适配需求,简化的器件结构可降低组件制造成本,提升系统经济性。研究揭示的界面电荷传输机制与能级匹配原理,可指导MPPT算法优化,提高弱光及复杂工况下的功率提取效率。碳电极的长期稳定性...

光伏发电技术 SiC器件 ★ 5.0

MoS2/SiC异质结的能带对齐及其超高整流比和光伏效应

Band alignment of MoS2/SiC heterojunctions with ultrahigh rectifying ratio and photovoltaic effect

Binbin Ding · Qian Liu · Yu Zhou · Boyi Bai 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文研究了MoS2/SiC异质结的能带对齐特性,该结构表现出极高的整流比和显著的光伏效应。通过精确调控界面特性,实现了优异的电学性能和光响应特性。实验结果表明,该异质结具有清晰的能带偏移和良好的载流子分离效率,在可见光至近红外波段展现出高效的光电转换能力。该研究为二维/宽禁带半导体异质结构在高性能光电器件中的应用提供了重要依据。

解读: 该MoS2/SiC异质结研究对阳光电源SiC功率器件应用具有重要参考价值。超高整流比特性可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的SiC MOSFET性能,降低反向漏电流,提升系统效率。能带工程方法为功率模块界面优化提供理论依据,可改善器件开关特性和热稳定性。光伏效应研究启发在三电平拓扑中探索...

拓扑与电路 ★ 4.0

准原位再沉积实现NiFe基

氧)氢氧化物在高OER电流密度下的稳定化

Hui Wan · Jianhang Nie · Fernandez Rivas · Schulze Greiving 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种通过准原位再沉积策略稳定NiFe基(氧)氢氧化物电催化剂的方法,有效抑制其在高析氧反应(OER)电流密度下的溶解失活。实验结合电化学与材料表征手段,证实该方法可实现活性组分的动态修复与结构重构,显著提升催化剂的长期稳定性。该机制为设计高效、耐用的OER催化剂提供了新思路。

解读: 该NiFe基催化剂稳定化技术对阳光电源氢能业务具有重要参考价值。在电解水制氢系统中,析氧反应(OER)是核心环节,高电流密度下催化剂的稳定性直接影响电解槽寿命和制氢效率。准原位再沉积策略实现的动态修复机制,可启发阳光电源开发更耐用的电解槽电极材料,降低系统维护成本。该技术可应用于光伏制氢一体化方案,...

电动汽车驱动 ★ 5.0

在10⁷ ions/cm²注量和82.1 MeV⋅cm²/mg LET环境下抗辐照的1.4-kV β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管

1.4-kV Irradiation-Hardened β-Ga₂O₃ Heterojunction Barrier Schottky Diode Under 10⁷ ions/cm² Fluence and 82.1 MeV⋅cm²/mg LET Environments

Na Sun · Zhengliang Zhang · Feng Zhou · Tianqi Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月

空间环境中重离子辐照引发的单粒子烧毁(SEB)对航空航天电力电子器件构成了重大威胁。本研究展示了具有卓越单粒子烧毁能力的抗辐照 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\beta $ </tex-math></inline-formula>-Ga₂O₃异质结势垒肖特基(...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项1.4kV抗辐照β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管技术具有重要的战略参考价值,但其应用场景与公司当前主营业务存在显著差异。 该技术的核心突破在于解决航天环境下重离子辐照引发的单粒子烧毁问题,通过深沟槽p型NiO填充和高介电常数BaTiO3场板设计,实现了超过1.4k...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 GaN器件 ★ 5.0

面向功率电子生态设计的参数化生命周期评价模型:解决MOSFET-Si与HEMT-GaN技术问题

Parametric LCA model for power electronic ecodesign process: Addressing MOSFET-Si and HEMT-GaN technological issues

Li Fang · Yannis Rosset · Benoît Sarrazin · Pierre Lefranc 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18

本研究提出一种面向功率电子生态设计的参数化生命周期评价模型,建立设计参数与环境影响之间的动态关联,支持产品全生命周期的优化。模型融合循环经济理念,可评估并实施维修、再利用和回收策略,提升功率电子产品的可持续性。通过DC-DC降压变换器的案例分析验证了模型的有效性,表明其在推动产品开发符合环保法规与可持续发展目标方面具有实用价值。

解读: 该参数化LCA生态设计模型对阳光电源功率电子产品线具有重要应用价值。在**ST储能变流器**和**SG光伏逆变器**开发中,可通过建立MOSFET-Si与HEMT-GaN器件选型的环境影响量化评估体系,优化功率模块设计决策。模型融合的循环经济理念可指导**PowerTitan储能系统**制定维修、模...

储能系统技术 储能系统 PWM控制 三电平 ★ 5.0

一种改进的双相移脉宽调制策略用于并联三电平逆变器抑制环流

A Modified DPS PWM Strategy for Parallel Three-Level Inverters to Suppress Circulating Current

Cunyu Fang · Mengmeng Jing · Haiyang Wang · Chang Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

本文提出了一种改进的双相移脉宽调制(MDPS-PWM)策略,旨在抑制并联三电平逆变器中的环流。与传统双相移PWM不同,该方法引入了特定设计的相移角以抑制环流,通过降低共模电压差值的幅值有效减小环流幅值,同时不损害输出电流质量。此外,采用基于锯齿载波的调制策略简化了实现过程。仿真与实验结果验证了所提MDPS-PWM方法的有效性与优越性。

解读: 该改进的双相移PWM策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。并联三电平拓扑是阳光电源大功率储能系统的核心架构,环流抑制直接影响系统效率和可靠性。该MDPS-PWM方法通过优化相移角设计降低共模电压差,可有效减小并联模块间环流损耗,提升系统效率1-2%。基于...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

具有多谐波抑制特性的永磁同步电机无传感器控制增强自适应扰动观测器

Enhanced Adaptive Disturbance Observer for Sensorless Control of PMSM With Multi-harmonics Suppression Characteristics

Qinghai Qin · Xinqiang Yi · Zhongjun Yu · Haitao Yu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

逆变器非线性及空间磁通谐波会导致永磁同步电机反电动势谐波,恶化基于模型的无传感器控制性能。为此,本文提出一种基于预设增强复系数滤波器(ECCF)重构观测器结构的增强自适应扰动观测器。通过在传统复系数滤波器基础上引入多频段抑制模块,构建具备特定谐波抑制能力的ECCF,并采用反向设计法将传统扰动观测器结构重构为期望的ECCF形式,无需在传统反电动势观测器后级联额外滤波网络即可实现多谐波抑制。实验在1 kW PMSM平台上验证了所提无传感器控制算法的有效性。

解读: 该增强自适应扰动观测器技术对阳光电源储能变流器和电机驱动产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中,该多谐波抑制方法可优化逆变器非线性补偿,提升电流控制精度和并网电能质量;在新能源汽车电机驱动系统中,该无传感器控制算法可降低位置传感器成本,通过ECCF滤波器抑制反电动势谐波,提高低速转矩脉动抑制能...

系统并网技术 ★ 5.0

学习多个凸电压稳定约束用于机组组合

Learning Multiple Convex Voltage Stability Constraints for Unit Commitment

Hongyang Jia · Qingchun Hou · Pei Yong · Fei Teng 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月

随着可变可再生能源(VRE)渗透率的不断提高,电力系统电压稳定性面临着重大挑战,因为VRE机组属于基于逆变器的发电机(IBG),往往会削弱电力系统的电压支撑能力。因此,发电调度应避免可能导致电压不稳定问题的运行状态。本文提出了一种数据驱动的方法,用于学习多个凸电压稳定约束条件,并将其有效嵌入机组组合问题中。首先,利用多个凸多面体来表示非线性和非凸的电压稳定边界。然后,通过决策树对多面体进行初始化,并采用全局优化策略对其进行优化。最后,将学习得到的电压稳定边界作为约束条件嵌入机组组合问题中。对六个...

解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究提出的多凸约束学习方法可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的电压稳定控制策略。具体而言,可将其应用于:1)储能系统的GFM控制算法优化,提升PowerTitan在弱电网条件下的电压支撑能力;2)大型光伏电站的VSG控制设计,增强S...

储能系统技术 储能系统 ★ 4.0

先进亚90纳米节点工艺中高压CMOS器件的实现与研究

Implementation and investigation of high voltage CMOS device in advanced Sub-90 nm node processes

Xin Huang · Yintong Zhang · Zhaozhao Xu · Ziquan Fang 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.228

摘要 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的持续微缩加剧了短沟道效应(SCEs),例如热载流子注入(HCI)和阈值电压滚降,从而损害了器件的电学性能。尽管轻掺杂漏(LDD)工艺在现代CMOS制造中被广泛采用,但传统方法在先进工艺节点下难以维持良好的性能表现。本研究提出了一种新颖的高能量LDD技术,能够在不引入额外制造复杂性的前提下克服上述限制。通过严格的TCAD仿真验证,所提出的工艺展现出增强的器件稳定性以及改善的电学特性,包括更低的击穿电压波动、更优的阈值电压控制能力,以及更高的开...

解读: 该高压CMOS器件技术对阳光电源功率半导体应用具有重要参考价值。先进的LDD工艺可提升SiC/GaN驱动芯片的耐压特性和开关性能,直接优化ST系列PCS和SG系列逆变器中的功率器件可靠性。改进的短沟道效应控制技术可降低三电平拓扑中IGBT驱动电路的热载流子注入风险,提升1500V高压系统长期稳定性。...

储能系统技术 储能系统 ★ 4.0

基于齿轮的超材料实现超常带隙可调性

Gear-based metamaterials for extraordinary bandgap tunability

Xin Fang · Jihong Wen · Dianlong Yu · Peter Gumbsch 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

通过可调带隙设计,超材料可在动态复杂环境中调控弹性波与振动。然而,现有方法在带隙机制与设计原理上的局限使其难以实现宽范围、连续、可逆、原位且鲁棒的调谐。本文提出一种基于齿轮的超材料,采用太极行星齿轮系统作为变频局域共振器,使其带隙中心频率可无缝调节至原有3–7倍(如从250–430 Hz移至1400–2000 Hz),性能超越现有技术。该设计无需预变形,且在波传播方向上保持静态刚度不变,确保在重静态载荷下仍具备稳定原位调谐能力,为多功能智能平台提供灵活的波调控手段。

解读: 该齿轮超材料的可调带隙技术对阳光电源储能与电力电子产品具有重要应用价值。其250-2000Hz宽频振动抑制能力可直接应用于:1)PowerTitan大型储能系统的机械减振设计,抑制变流器开关频率(5-20kHz基频的低频谐波)引发的机柜共振;2)SG系列大功率逆变器的散热风扇与电感振动控制,通过齿轮...

控制与算法 模型预测控制MPC 强化学习 ★ 5.0

基于神经网络预测器与软演员-评论家算法的电力电子变换器预测控制方法

A Predictive Control Method Based on Neural Predictor and Soft Actor–Critic for Power Converters

Chenghao Liu · Jien Ma · Xing Liu · Lin Qiu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

本文着重于将软强化学习(RL)技术引入有限控制集模型预测控制(FCS - MPC)框架,以提升鲁棒性能。更确切地说,在神经预测器的基础上,开发了一个使用软演员 - 评论家算法训练的智能体,用于探索嵌入在MPC框架内的最优控制输入。同时,在训练过程中引入了基于李雅普诺夫函数的约束条件,并给出了相应的权重更新法则。此外,所提出的方法保证了集成了RL智能体的系统的稳定性。最后,仿真和实验结果均验证了该方法相较于现有FCS - MPC方法的优越性。

解读: 从阳光电源的核心业务视角来看,这项基于软强化学习的预测控制技术具有重要的战略价值。该方法将软演员-评论家算法与有限集模型预测控制相结合,通过神经网络预测器实现智能决策,这与我们在光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的MPC控制策略形成了技术演进路径。 对于阳光电源的产品线,该技术的核心价值体现在三个层...

电动汽车驱动 ★ 4.0

融合动态特性的高比例可再生能源下稳定性约束调度建模框架

Dynamics-Incorporated Modeling Framework for Stability Constrained Scheduling Under High-Penetration of Renewable Energy

Jinning Wang · Fangxing Li · Xin Fang · Hantao Cui 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月

本文提出一种模块化建模框架,支持高比例可再生能源接入下的融合动态特性电力系统调度。该框架采用改进的混合符号-数值方法,有效衔接设备级与系统级优化模型,简化调度建模流程。其适应性体现在四个方面:通过建模模块实现可扩展的调度模型、基于向量化与稀疏性技术的可伸缩性能、与动态仿真器兼容的潮流数据结构,以及稳态调度与时域动态仿真间的双向数据交互接口。多场景基准测试验证了框架的准确性与可扩展性,案例研究表明其显著提升了调度与动态仿真的协同效率,减少了稳定性约束调度中的模型转换工作量。

解读: 该动态特性融合调度框架对阳光电源储能与光伏并网产品具有重要应用价值。框架的模块化建模方法可直接应用于PowerTitan储能系统的多机协调调度,通过稳态优化与动态仿真双向交互,优化ST系列储能变流器的功率响应策略。其稳定性约束建模能力可提升SG系列逆变器在高比例新能源场景下的构网型GFM控制性能,特...

电动汽车驱动 模型预测控制MPC ★ 5.0

功率变换器的FCS-MPC:一种事件驱动的脑情绪学习方法

FCS-MPC of Power Converters: An Event-Driven Brain Emotional Learning Approach

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

针对系统不确定性与低开关频率(SF)下的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)框架,本文提出一种事件驱动的脑情绪在线学习方法。该方法包含三个关键特征:采用双向模糊脑情绪在线学习机制并结合鲁棒控制项以逼近理想控制器;引入基于事件驱动的管状模型预测控制机制实现低SF运行;加入积分误差项以提升低SF下的跟踪性能。所提方法无需权重因子即可有效抑制不确定性、降低开关频率并减小跟踪误差,并给出了闭环系统的收敛性分析。通过多个文献中的基准实例验证了其有效性。

解读: 该事件驱动FCS-MPC技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中,低开关频率运行可直接降低SiC/GaN功率器件的开关损耗,提升系统效率;无权重因子设计简化了多目标控制参数整定难度。在SG光伏逆变器的MPPT控制中,脑情绪学习机制可增强参数摄动与电网扰动下的鲁棒性。在电动汽车驱动...

储能系统技术 储能系统 SiC器件 三电平 ★ 5.0

基于子空间预测器的预测电压控制方法

Subspace Predictor-Based Predictive Voltage Control for Power Converters

Zeyu Zhang · Jien Ma · Lin Qiu · Xing Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)因性能优异、实现简单和动态响应快,在电力变换器中备受关注。然而,传统FCS-MPC对模型参数依赖性强。为此,本文提出一种基于有限集子空间预测器的电压控制策略,旨在提升系统鲁棒性的同时保留FCS-MPC的优点。该方法在各运行点采用子空间预测器替代物理模型,仅利用历史输入输出数据直接根据参考输出轨迹获取最优控制量,无需知晓系统结构与负载参数,有效避免了参数变化导致的性能下降。三电平中点钳位逆变器实验验证了所提方法的有效性。

解读: 该基于子空间预测器的预测电压控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。传统MPC对参数依赖性强,在储能系统电池老化、光伏逆变器负载波动等工况下性能易劣化。该方法仅依赖历史数据即可实现最优控制,无需精确模型参数,可显著提升PowerTitan大型储能系统在全生命周期的控...

储能系统技术 储能系统 可靠性分析 深度学习 ★ 4.0

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...

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