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利用具有显著介电极化的高介电常数BaTiO3提升常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT性能
Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization
Lin Hao · Ke Xu · Hui Guo · Pengfei Shao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
本文报道了一种通过引入高介电常数（extreme-k）且具有显著介电极化的钛酸钡（BaTiO3）绝缘层来显著提升常关型AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）性能的新方法。BaTiO3的强极化效应有效增强了栅控能力，提高了器件的阈值电压稳定性和开关比。实验结果表明，该器件展现出优异的常关特性、低亚阈值摆幅和高跨导，同时漏电流抑制能力显著改善。该策略为实现高性能、高可靠性GaN基功率电子器件提供了新的技术路径。
解读: 该BaTiO3栅极工艺创新对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要价值。通过提升GaN器件的阈值电压稳定性和开关特性,可显著优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频开关性能,提高系统功率密度。特别是在1500V高压系统中,改进的漏电流抑制能力有助于提升产品可靠性。这种高介电常数栅极技术也可用于...
三相四线制有源电力滤波器开路故障的电压矢量误差故障诊断
Voltage Vector Error Fault Diagnosis for Open-Circuit Faults of Three-Phase Four-Wire Active Power Filters
Hui Zhang · Chuan- da Sun · Zhi-xin Li · Juan Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
针对三相四线制有源电力滤波器（APF），本文提出了一种基于交流侧输出电压数学模型的IGBT开路故障诊断算法。该方法通过分析APF交流侧输出电压矢量与故障状态间的映射关系，实现了对功率器件故障的快速、准确检测与定位，有效提升了电力电子系统的运行安全与可靠性。
解读: 该研究提出的基于电压矢量误差的故障诊断技术，对于阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品具有重要的工程参考价值。在PowerTitan等大型储能系统及高功率密度逆变器中，功率模块（IGBT）的可靠性是系统长效运行的核心。该算法无需额外传感器，仅通过数学模型即可实现故障定位，有助于iSolar...
一种适应运行工况的IGBT模块结温估算方法
A Thermal Estimation Method for IGBT Module Adaptable to Operating Conditions
Weisheng Guo · Mingyao Ma · Hai Wang · Shuying Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种新型IGBT模块结温估算方法，旨在适应多变的运行工况并提升计算效率。通过叠加定理和奇偶模分析，将输入功率损耗分解为偶模和奇模损耗，并构建了考虑上下桥臂热耦合的等效热模型，实现了对结温的精确且高效预测。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）至关重要。IGBT是上述产品的核心功率器件，其结温的精准估算直接关系到系统的热设计优化、寿命预测及过温保护策略。通过该方法，研发团队可在iSolarCloud平台中集成更精准的实时热状态监测，提...
基于区间滑模观测器的三相四桥臂逆变器不平衡负载下多开关开路故障诊断
Multiple Open-Switch Fault Diagnosis for Three-Phase Four-Leg Inverter Under Unbalanced Loads via Interval Sliding Mode Observer
Shuiqing Xu · Yunlong Zhang · Youqiang Hu · Yi Chai 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
三相四桥臂逆变器在处理不平衡负载方面具有显著优势。然而，相比传统三相三桥臂逆变器，其额外的桥臂和不平衡电流增加了开路故障模式的复杂性。本文提出了一种基于区间滑模观测器的故障诊断方法，旨在解决复杂工况下的故障检测与定位难题。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着公司产品在微电网及复杂工业场景的应用增多，三相四桥臂拓扑常用于处理不平衡负载。该研究提出的区间滑模观测器方法，无需额外传感器即可实现高精度故障诊断，有助于提升iSolarCloud智能运维平台在故障预警和远程诊断方面的能力，降...
具备600V/10A开关能力的氮化镓结势垒肖特基二极管的雪崩与浪涌电流鲁棒性验证
Demonstration of Avalanche and Surge Current Robustness in GaN Junction Barrier Schottky Diode With 600-V/10-A Switching Capability
Feng Zhou · Weizong Xu · Fangfang Ren · Dong Zhou 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文通过选择性镁离子注入技术，显著提升了氮化镓（GaN）结势垒肖特基（JBS）二极管的雪崩鲁棒性和浪涌电流能力。该器件实现了830V击穿电压、150mΩ导通电阻及0.5V导通电压，为高可靠性电力电子应用提供了优异的静电性能。
解读: GaN器件在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势，是阳光电源下一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的关键技术储备。本文提出的JBS二极管通过镁离子注入技术解决了GaN器件在雪崩和浪涌电流方面的可靠性痛点，这对于提升户用光伏逆变器和电动汽车充电桩在极端工况下的鲁棒性至关重要。建议研发团队关注该技术在...
具备纳秒级反向恢复与强浪涌电流能力的1.37 kV/12 A NiO/β-Ga2O3异质结二极管
1.37 kV/12 A NiO/β-Ga2O3 Heterojunction Diode With Nanosecond Reverse Recovery and Rugged Surge-Current Capability
Hehe Gong · Feng Zhou · Weizong Xu · Xinxin Yu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文展示了一种NiO/Ga2O3 p-n异质结二极管（HJD），在实现快速反向恢复特性与强浪涌电流承受能力之间取得了优异平衡。该器件通过双层p-NiO结构设计，在1.37 kV的高压下表现出优异的动态性能与可靠性，为氧化镓功率电子技术的发展提供了重要参考。
解读: 氧化镓（Ga2O3）作为超宽禁带半导体，在未来高压、高效率功率变换领域具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术目前处于前沿研究阶段，短期内主要影响组串式逆变器及PowerTitan储能变流器（PCS）中功率模块的选型演进。虽然目前SiC和GaN是主流，但Ga2O3在耐压和成本方面具备长期替代优势。建议...
具有98.5%转换效率和百万次过压耐受能力的1.95-kV斜面台面NiO/β-Ga2O3异质结二极管
1.95-kV Beveled-Mesa NiO/β-Ga2O3 Heterojunction Diode With 98.5% Conversion Efficiency and Over Million-Times Overvoltage Ruggedness
Feng Zhou · Hehe Gong · Weizong Xu · Xinxin Yu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年2月
氧化镓（Ga2O3）功率二极管的发展受限于系统级应用性能评估与可靠性验证的缺失。本文通过将斜面台面NiO/Ga2O3 p-n异质结二极管（HJD）应用于500W功率因数校正（PFC）电路，验证了其在高压环境下的优异性能与可靠性，为该器件的商业化进程提供了关键支撑。
解读: 氧化镓作为超宽禁带半导体，在提升功率密度和耐压水平方面具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，可显著优化组串式逆变器及户用储能系统中的PFC级电路效率，进一步缩小功率模块体积。建议研发团队持续关注其在高温、高压下的长期可靠性表现，评估其在未来高压光伏系统及下一代高密度储能变流器（PCS）...
具有纳秒级开关特性和鲁棒过压能力的1.2 kV/25 A增强型P-N结/AlGaN/GaN HEMT
1.2 kV/25 A Normally off P-N Junction/AlGaN/GaN HEMTs With Nanosecond Switching Characteristics and Robust Overvoltage Capability
Feng Zhou · Weizong Xu · Fangfang Ren · Yuanyang Xia 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于P-N结栅极结构的1.2 kV/25 A增强型GaN HEMT。该器件具备18.2 V的栅极击穿电压和1.7 V的正阈值电压，提供了宽广的栅极偏置窗口。实验表明，该器件在10 V栅极驱动电压下表现出优异的纳秒级开关特性和极强的过压耐受能力，为高压功率转换应用提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的功率电子产品线具有重要意义。1.2 kV/25 A的增强型GaN器件在高频化、小型化方面优势显著，特别适用于户用光伏逆变器及小型化储能变流器（PCS）的功率级设计。其高栅极击穿电压提升了驱动电路的可靠性，有助于降低系统损耗并提高功率密度。建议研发团队关注该器件在高频DC-DC变换器...
一种基于等效辐照度与温度的光伏组件性能估算新方法
A Novel Method for Performance Estimation of PV Modules Using Equivalent Irradiance and Temperature
Jinlong Zhang · Zhenguang Liang · Yunpeng Zhang · Hai Zhou 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年1月
光伏（PV）组件的发电量受多种环境因素影响，尤其是太阳辐照度和温度。然而，所测量的太阳辐照度并不能准确代表不同类型太阳能电池实际吸收的光强，所测量的温度也不能代表光伏组件中电池的实际温度。本文提出了等效辐照度和等效温度，并将其用于提高光伏组件输出性能估算的准确性。首先，利用具有收敛保证的粒子群优化算法对测量的I - V数据进行拟合，得到不同运行条件下的等效辐照度和等效温度。其次，通过人工神经网络（ANN）模型建立等效辐照度和等效温度与环境因素之间的关系。提出了两种具有不同输入向量的人工神经网络来...
解读: 该等效辐照度估算方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。在辐照传感器故障或缺失场景下，可通过组件温度和环境参数反推等效辐照度，实现MPPT算法的持续优化和发电性能实时评估。该技术可集成到iSolarCloud平台的智能诊断模块，提升预测性维护能力，降低传...
一种基于电磁感应的新型固态电热储能系统：概念设计与理论分析
A novel solids-based electro-thermal energy storage system utilizing electromagnetic induction: Conceptual design and theoretical analysis
Weiqin Lua · Xueyu Tanga · Yang Zhanga · Weiliang Wangd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年9月 · Vol.340
摘要 电热储能（ETES）技术在高效消纳可再生能源、提升电网灵活性方面展现出巨大潜力。本文提出了一种创新的ETES系统，该系统将电磁感应储热（EIHS）与移动床放热（MBHR）相结合。基于CFD-DEM方法建立了数值模拟模型，用于评估系统的性能和技术可行性。在一个研究案例中，电磁感应加热单元实现了均匀的径向温度分布、可调节的升温速率以及高颗粒体储热密度；而管式移动床换热（MBHE）单元表现出较高的传热强度（678.2–784.6 W/m²/K）。该系统的电能到电能转换效率约为30.78%，未计入...
解读: 该电磁感应固态储热技术为阳光电源储能系统提供了新型长时储能方案参考。其电-热-电转换模式可与ST系列PCS协同,利用谷电或弃光弃风实现削峰填谷。CFD-DEM仿真方法对PowerTitan热管理优化具有借鉴意义,特别是温升速率可调和高传热强度(678-784 W/m²/K)的设计思路。虽然30.78...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...