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高压射频应力下GaN HEMT中阻抗依赖性退化：电热与陷阱机制
Impedance-dependent degradation in GaN HEMTs under high-voltage RF stress: Electro-thermal and trap mechanisms
Linling Xu · Hui Guo · Nanjing Electronic Devices Institute · Jiaofen Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
研究了在高压射频应力下，不同负载阻抗条件下GaN高电子迁移率晶体管的退化行为。实验发现器件退化程度显著依赖于负载阻抗，低阻抗时退化更严重。结合电学与热学分析，表明高阻抗下自热效应更强，但低阻抗时更大的漏极电流导致焦耳热集中和电场加速，加剧了缺陷生成与载流子俘获。通过瞬态电流与脉冲I-V测试，识别出浅能级陷阱的激活是退化主因，并揭示了电热耦合与陷阱响应的协同作用机制。
解读: 该GaN HEMT阻抗依赖性退化机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的低阻抗下电流集中导致焦耳热与电场协同加速陷阱生成机制，可直接指导ST储能变流器和SG光伏逆变器中GaN器件的阻抗匹配设计。通过优化负载阻抗避开高退化区域，可提升PowerTitan储能系统和充电桩中GaN功率模块的...
面向SiC上异质集成β-Ga2O3 SBD布局设计的电热分析
Electrothermal Analysis for Layout Design of Hetero-Integrated β-Ga2O3 SBDs on SiC
Yinfei Xie · Yang He · Zhenghao Shen · Zhenyu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
β相氧化镓（β - Ga₂O₃）在下一代电力电子领域具有广阔前景，但其较低的热导率要求进行有效的热管理，特别是在高功率应用中。以往的研究主要集中于采用高导热率衬底策略来增强β - Ga₂O₃器件的散热性能。本研究通过三维拉曼测温法和电热模拟进行综合分析，对碳化硅（SiC）上异质集成的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）的电极布局（包括形状、尺寸和间距）进行了优化。由于电流密度较高，圆形电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在内电极附近，而叉指电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在阳极附近。特别...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）异质集成技术的研究具有重要的战略参考价值。作为功率半导体器件的潜在革新方向，β-Ga2O3材料凭借其超宽禁带特性，理论上可实现比传统硅基甚至碳化硅器件更高的击穿电压和更低的导通损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高...
孤立微电网的非线性动态建模与大信号稳定性分析
Nonlinear Dynamic Modeling and Large-Signal Stability Analysis of Isolated Microgrids
Jiwei Ge · Yang Han · Ensheng Zhao · Yuxiang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月
微电网的分布式发电主要来自可再生能源，通过电力电子变换器实现灵活的能量转换。然而，微电网缺乏旋转惯量，抗干扰能力较差，使其更容易出现暂态不稳定问题，而这种暂态不稳定无法通过小信号分析进行评估。为了分析大扰动对系统暂态稳定性的影响，本文对由构网型（GFM）和跟网型（GFL）变换器组成的微电网中的非线性特性进行了数学描述。然后，建立了独立交流微电网的通用非线性动态模型。此外，采用基于Takagi - Sugeno（TS）多模型的迭代算法来估计吸引域（DOA）。本文的主要创新点在于对由多种类型变换器和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于孤岛微电网非线性动态建模和大信号稳定性分析的研究具有重要的战略价值。该论文针对微电网转动惯量不足和抗扰动能力弱的核心痛点，建立了包含构网型（GFM）和跟网型（GFL）变流器的通用非线性动态模型，这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。 对于阳光...
基于数据驱动未知输入观测器的直流微电网虚假数据注入攻击检测
False Data Injection Attack Detection in DC Microgrids Based on Data-Driven Unknown Input Observers
Ge Yang · Luis Herrera · Xiu Yao · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
直流微电网系统通常采用多分布式发电单元互联的分层控制结构，依赖通信层实现协调控制，但也因此面临虚假数据注入攻击（FDIA）的安全威胁，可能导致系统运行点偏移甚至失稳。本文提出一种基于数据驱动的未知输入观测器（UIO）方法，用于检测和识别FDIA。该方法仅利用历史输入输出数据构建观测器，无需微电网模型参数信息。通过Simulink仿真与硬件在环实时仿真验证，所提方法能有效检测并定位直流微电网二次控制通信链路中的虚假数据注入攻击。
解读: 该数据驱动FDIA检测技术对阳光电源储能与微电网产品具有重要应用价值。ST系列储能变流器和PowerTitan系统采用分层控制架构，二次控制层依赖通信网络实现功率分配与电压调节，易遭受虚假数据注入攻击。所提无模型参数的UIO观测器方法可直接集成至iSolarCloud云平台，实现储能集群通信链路的实...
集成功率解耦端口的单相AC-DC功率变换器用于低频脉冲负载
Single-Phase AC-DC Power Converter With Integrated Power Decoupling Port
Fan Yang · Yihang Jia · Yan Xing · Hongjuan Ge 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对低频脉冲负载应用,提出由双输出功率因数校正器(DO-PFC)和Buck变换器组成的单相AC-DC变换器。DO-PFC低压输出端口连接脉冲负载,脉冲负载稳定谷值功率直接由DO-PFC提供。DO-PFC高压输出端口用作功率解耦端口和Buck变换器输入。通过允许宽电压波动范围,降低脉动功率缓冲所需电解电容容量。负载功率脉冲分量由Buck变换器提供。实现从AC输入到脉冲负载的准单级功率变换,有利于整体电源系统效率提升。详细分析运行原理、参数设计方法、控制和调制策略。构建并测试2kW峰值功率实验样机验...
解读: 该集成功率解耦AC-DC变换器技术对阳光电源特殊负载电源和储能应用有创新启发。双输出PFC功率解耦设计可应用于脉冲负载充电桩和激光加工电源等场景,提高效率并降低电解电容需求。准单级拓扑对阳光电源高效率变换器产品线有借鉴价值。该技术对储能系统应对脉冲功率需求和电网侧功率平滑有应用潜力,可提升系统动态性...
基于双向变换器的部分功率转换与串联电压补偿法抑制二阶纹波功率
Bidirectional Converter-Based Second-order Ripple Power Suppression With Partial Power Conversion and Series Voltage Compensation Method
Fan Yang · Zuoqian Zhang · Xiaowen Jiang · Heqi Liang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
针对单相交直流电力系统，提出了一种基于串联电压补偿和部分功率变换双向直流/直流变换器的二阶纹波功率抑制电路。串联电压补偿结构由一个无源电容和一个基于双向直流/直流变换器的有源电容组成。有源电容和无源电容的电压均在宽范围内波动，以抑制二阶纹波功率，同时减小解耦电容的体积和尺寸。有源电容对无源电容的电压波动进行补偿，从而使交直流变换器的总输出电压实现低纹波。由于基于双向直流/直流变换器的有源电容仅处理部分纹波功率，因此降低了双向变换器的额定功率和损耗。为补偿双向变换器的功率损耗，在功率因数校正变换器...
解读: 该二阶纹波抑制技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，单相并网场景下的二阶纹波（100/120Hz）会增大直流侧电容应力，该方案通过部分功率转换和串联补偿可显著降低电容容量需求，提升PowerTitan系统功率密度。对于SG系列单相光伏逆变器，该技术可减小直流母线电容体...