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浮式液化天然气平台双级放电卡诺电池系统的能效、㶲、经济与环境评估及性能优化
Energy, exergy, economic, and environmental assessment and performance optimization of dual-stage discharge Carnot battery systems for floating liquefied natural gas
Zhe Wang · Han Liu · Changhao Jiang · Sijun Liu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330
摘要 浮式液化天然气平台为海上天然气的生产、储存和转运提供了灵活的解决方案，但其高能耗运行需要可靠的电力供应。本研究探讨了利用卡诺电池提升浮式液化天然气平台供电可靠性与能源利用效率的可行性，通过有效利用液化天然气固有的冷能实现这一目标。提出了一种双级放电策略，即首先将液化天然气的冷能进行储存，随后利用低温海洋废热对其进行再加热，从而实现第二阶段的放电过程。建立了浮式液化天然气-卡诺电池系统的热力学模型，并开展了全面的能量、㶲、经济性和环境影响分析，以评估关键参数对系统性能的影响。采用基于遗传算法...
解读: 该双级放电卡诺电池技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。研究中的冷能梯级利用与多阶段放电策略,可应用于我司储能系统的热管理优化,特别是在海上平台等极端环境下提升系统往返效率。论文提出的遗传算法多目标优化方法,可集成到iSolarCloud平台的智能调度算法中,实现储...
Ka波段平板行波管互作用电路中流体与热分析的研究
Investigation of Fluid and Thermal Analysis in the Interaction Circuit for Ka-Band Sheet Beam Traveling Wave Tube
Binyang Han · Wei Jiang · Chaoxuan Lu · Boxin Dai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
实现平板电子束在互作用电路中的理想传输仍是平板行波管（SB-TWT）的关键挑战。粒子模拟表明，电子拦截主要集中在电路末端，导致局部高热流密度，引发温度骤升（>350°C）及真空退化。本文提出一种用于Ka波段SB-TWT的新型嵌入式散热单元（EHSU），结合交错栅格结构与边界层抑制技术以缓解局部过热。构建了该散热单元的热阻网络模型并分析其热-流特性，结果显示最高温度降低约40%。样机实验表明，在3 kW平均功率下可长期稳定运行，钛泵电流（Ti-current）在一小时内稳定于约60 nA。
解读: 该Ka波段行波管的热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中提出的嵌入式散热单元（EHSU）结合交错栅格结构与边界层抑制技术，可降温40%，这一思路可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块散热优化。特别是针对局部高热流密度问题的热阻网络建模方法，可用于...
多晶β-Ga2O₃在神经形态信息存储中的应用：载流子陷阱中心导致持续光电导效应
Polycrystalline β-Ga2O3 Used in Neuromorphic Information Storage: Trapping Centers for Carriers Leads to Persistent Photoconductive Effect
Zhao-Ying Xi · Mao-Sheng Liu · Shan Li · Xue-Qiang Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月
神经形态视觉传感器（NVSs）凭借突触行为解决了传统设备的瓶颈问题，有助于应对高功耗和处理速度慢的挑战。载流子俘获层在 NVSs 的突触行为中起着重要作用。在这项工作中，我们提出使用多晶 β - Ga₂O₃ 作为光敏和载流子俘获材料，以简化 NVSs 的多层结构。通过利用晶界增强了多晶 β - Ga₂O₃ 光电传感器的持续光电导（PPC）效应。通过表征和电学测试对俘获效应进行了深入研究。此外，研究表明，β - Ga₂O₃ 器件能够模拟生物神经形态行为，展现出多种基本突触行为。最后，已证明该器件能...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于多晶β-Ga2O3的神经形态光电传感技术虽属前沿研究，但其核心机制与我们在储能系统和智能化电力电子设备中的技术需求存在潜在契合点。 该技术的持续光电导效应（PPC）和载流子捕获机制，本质上实现了一种无需外部供电的信息存储方式。这与阳光电源储能系统追求的低功耗、高可...
一种用于Ka波段回旋行波管的外置阳极磁控注入电子枪研究
Investigation of a Magnetron Injection Gun With an External Anode for Ka-Band Gyro-TWT
Boxin Dai · Wei Jiang · Binyang Han · Chaoxuan Lu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本文设计了一种用于Ka波段回旋行波管（gyro-TWT）的带外置可拆卸阳极的二极管磁控注入电子枪（MIG）。为适应小孔径磁体，电子枪有效半径由35 mm减小至19.5 mm，降幅达44%。通过在阴极与阳极间采用波纹陶瓷、外部阳极浸油的三层介质绝缘结构，提升了高压绝缘性能。设计了收集结构以抑制回流电子。最终电子束的速度比和横向速度展宽分别为1.36%和2.19%。阳极可更换的设计使其在多频段或脉冲-连续波 gyro-TWT 中具有应用潜力。高压绝缘实验表明，该MIG在48 kV工作电压下未发生击穿...
解读: 该磁控注入电子枪的高压绝缘技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中采用的波纹陶瓷+外部浸油三层介质绝缘结构，在48kV高压下实现零击穿，可应用于ST系列储能变流器的高压隔离设计，提升1500V系统的绝缘可靠性。小型化设计理念（半径降低44%）可启发PowerTitan储能系统的功率模块紧凑化布局...
基于相场模型与有限元分析集成的功率模块键合线电-热-力退化及裂纹扩展研究
Investigation of Electro-Thermo-Mechanical Degradation and Crack Propagation of Wire Bonds in Power Modules Using Integrated Phase Field Modeling and Finite Element Analysis
Han Jiang · Shuibao Liang · Yaohua Xu · Saranarayanan Ramachandran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
引线键合的界面疲劳退化和裂纹形成是功率模块封装中影响电力电子可靠性的严重问题之一。本文提出了一种基于相场建模与有限元分析相结合的新方法，用于研究绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块中引线键合互连的电热机械行为、界面退化和裂纹扩展过程。将宏观尺度电热机械分析得到的应变能密度传递到细观尺度相场建模中，以研究考虑引线晶粒形态影响下的界面疲劳和裂纹扩展。研究了典型采用铝引线键合的IGBT功率模块在功率循环下的温度和应力分布特性。分析了引线与芯片之间热应变在互连界面处引起的应力集中。裂纹长度随循环次数的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于功率模块线键合界面退化与裂纹扩展的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，IGBT功率模块的可靠性直接影响系统的长期稳定运行。当前我们的产品在户外极端环境下面临频繁的功率循环和温度波动，线键合界面的疲劳失效是导致模块失效的主要模式之一，这直...
用于电子互连的Cu-Sn纳米复合中间层自蔓延放热反应键合
Self-Propagating Exothermic Reactive Bonding With Cu–Sn Nanocomposite Interlayer for Electronic Interconnects
Han Jiang · Changqing Liu · Shuibao Liang · Zhaoxia Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
摘要：堆叠多个组件是电力电子集成的关键技术，需通过可靠的键合技术来实现。自蔓延放热反应（SPER）键合因其对组件的热影响和干预极小，在微电子互连领域颇具吸引力。然而，高孔隙率和焊料渗出等相关问题限制了其进一步应用。本文制备了一种独特的铜 - 锡纳米复合中间层（Cu - Sn NI），该中间层由包裹着铜纳米线阵列的锡基体组成，通过引发和燃烧铝/镍纳米箔，用作铜 - 铜 SPER 键合的中介。为作对比，还电镀了相同厚度的锡中间层，在相同条件下进行 SPER 键合。对两种键合结构的微观结构和机械完整性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Cu-Sn纳米复合中间层的自蔓延放热反应键合技术对我们的核心产品具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体模块的可靠互连是影响系统寿命和性能的关键因素，特别是在高功率密度和极端工况下。 该技术的核心优势在于通过铜纳米线阵列构建"支架"结构，有效抑制了...
通过镁掺杂工程平衡p-GaN栅极HEMT的阈值电压与导通电阻
Balancing Threshold Voltage and On-Resistance of p-GaN Gate HEMTs via Mg Doping Engineering
Zhanfei Han · Xiangdong Li · Jian Ji · Tao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
金属有机化学气相沉积（MOCVD）腔室中外延生长期间镁（Mg）的外扩散，给同时实现合适的阈值电压 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">${V}_{\text {TH}}$ </tex-math></inline-formula> 和导通电阻 <inline-formu...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-GaN栅极HEMT器件的Mg掺杂工程技术具有重要的战略价值。该研究通过在p-GaN帽层与AlGaN势垒层之间插入5nm GaN中间层，成功实现了阈值电压（2.25V）与导通电阻（9.04Ω·mm）的优化平衡，这直接契合了我们在光伏逆变器和储能变流器中对高性能功率器件...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...